Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
l Z~
~ a presente invention concerne un vehicule sur roues mu-
ni d' un dispositif d' épandage dont le d~bit est asservi a sa vite -
se de déplacement. Ce type de vehicule peut être utilis~ pour
1lagriculture, p~ir ~xemple afin de pulvér-ser des liquides, notam-
ment des engrais ou des insecticides .
On conna;t d~ja des v~hicules de ce type, sur lesquels
la vitesse est assurée au niveau d'une roue non motrise, afin que
le dispositif de mesure ne provoque pas d~ patinage de la roue.
: On connalt également des véhicules munis de dispositifs
faisant appel au contrôle de l'ouverture d'une ~anne par l'inter-
médiaire d'un syst~me electronique af~n d'evi~er l'emploi de dis-
po~itifs à boules ou à masselottes pouvant etre perturbés par
l'appari~ion de forces indesirables dues aux accélerations du ve-
hicule .
. Ces dispositifs ni~cessitent généralement que l'op~rateur,
~ ~ l'aide d'un tableau etabli à l'avance determine, d'une part le
;.~ type des buses de pulvérisation qui doivent equiper la rampe d'é-
panda~e et, d'aiutre part, la vitesse moyenne de pulverisation en
fonction de la ~uantite de produit à epandre. Compte tenu de ces
donnees, un montage de régulation proportionnelle asservit la
vanne autour des valeurs pr~reglees.
. Il en resulte que l'utilisateur de la machine est amiene
_
a efectuer un certain nombre d'opérations qu'il est intéressant
: de m~nimiser en les ~utomatisant aiu maximum.
Afin de remedier a ces inconvenients, l'invention concer-
~ . .
ne un v~hicule sur roues muni d'un dispositif d'epandage dont le
d~bit est asservi a sa vitesse de de~lacement, ce dispositif com-
portant un r~servoir contenant un produit a epandre, une pompe
reliee a la sortie du reservoir pour y aspirer de ce produit et
à l'entrée d'une c~ambre de distrihution pour l'y transferer, une
rampe d'~pandage reliee à la sortie de la chambre de distributi.on,
~; une vanne de r~gulation co~mandee par u~ moteur d'asservissement
:'
. ~
- 1 -
alLment~e en ~nergie par un systeme ~lectronique en ~onction,
d'une par~ de la vit~sse du véhicule mesurée par un déte~teur au
niveau d'une roue non motrice du vehicule et, d'autre part, d'une
donnee de r~ference, véhicule caracterisé en ce que la vanne de
régulation du dispositif d'épandage est insérée dans une conduite
de regulation reliant le réservoir a une tuyauterie d'alimentation
joignant la sortie de la pompe a l'entree de la chambre de distri-
bution, un manomètre mesurant en permanence la pression dans cette
chambre de distribution et fournissant a un comparat2ur du systè-
mc ~lectronique un signal de contre-réaction qui est compar~ à un
signal de référence fourni par un bloc de calcul, ce signal étant
fonction de la ~itesse du v~hicule et de la quantit~ de produit a
~pandre par unite de surface, cette quantite etant déterminée par
d~s reglages effectues respectivement par 1' interm~diaire d'un or-
gane d'affichage du débit de produi~ a ~pandre et.d'un organe
d'affichage du type de buses.equipant la ramp~ d' épandage
Il en résulte que la quantite de produit épandue est ef-
. fectivement proportionnelle à la vitesse du v~hicule, notammentgrâce au fait que la comparaison est effectu~e entre le signal de
réf~rence et un signal de contre-réaction qui est fonction de l'une
des variables prélev~es à l'un des niveaux les plus " en aval "
du montaget et grâce au fait que la pression dans la chambre de
distrîbution est réglée grace au contrôle de la quantité de pro-
duit en retour entre cette chambre et le réservoir; de plus, le
fait que la vanne de régulation con~role cette quantité de produit
en retour minimise le nombre d'organes n~cessaires pour obtenir
la r~gulation et, par conséquent, le prix de revient et les risques
d' incidents de fonctionnement.
Selon une caracteristiqus de llinvention, le dispositif
d'epandage est muni d'un requlateur comportant un compara~eur rec~-
vant un signal de ré~rence et un signal de pression, et au moins
un detecteur d'erreur fournissant un signal d'erreur a un ~ispo-
- 2
59~
sitif de commande alimentant un moteur d'asservissement, ce signal
~tant fourni à des intervalles de temps determinés par un con-
vertisseur, tension-frequence, et un modulateur branchés en cas-
cade~ lesdits intervalles de temps étant d'autant plus longs que
- le signal de pression a une valeur plus proche de celle du signal
de r~ference.
Aussi, lorsque la pression mesuree approche de la pres
sion de r~férence, la pression a le temps de sa stabiliser entre
deux variations successives de la vanne de régulation, et l'on
obtient une excellente stabilité de l'asservissement.
v . Un v~hicule selon l'invention est représenté,a titre
d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels:
- la fig. 1 repré.cente sch~matiquement un disposi~if d'épand~ge
équipant un véhicule selon l'invention,
- la fig. 2 représente le schoma synoptique d'un bloc de calcul
pouvant equiper le dispositif d'épandager
- la fig. 3 représente le schéma synoptique d'un bloc de calcul
mettant en oeuvre des techniques analogiques,
: - la fig. 4 repr~sente le sch~ma synoptique d'un bloc de calcul
mettant en oeuvre d`es techniques numéri~ues,
la fig. 5 represente le sch~ma synoptique dlun régulateur pouvant
é~uipex le dispositif d'épandage,
- la fig. 6 représente le schéma synoptique d'un bloc de sécurite
et d'un dispositif de visualisation pouvant équiper le dispositif
: d'8pandage.
: Un reservoir 1, contenant le liquide a pulvériser et mu-
: ni dlun organe de visualisa~ion du niveau de liquide ou de la quan-
tit~ de liquide pulvérisee, non repr~senté, est relié, par une tu-
bulure 2, à llentrée d'une pompe 3, par exemple centrifuge, dont
la sortie est elle-même reli~e a un~ tuyauterie d'alimPntation 4.
~a tuyauterie dlalimentation 4 est reliée par ailleurs au rés~r-
voir 1 pax l'intermédiaire d'une conduite de régulation 5 munie
-- 3 --
254~
d'une vanne de r~gulation 6; elle est egalement reliee, en aval,
a une chambre de distribution 7 qu'elle alimente en liquide a pul-
v~riser et dont la sor~ie est elle-même reli~e à une rampe d'épan-
dage 8 ~quipee d'organes de pul~erisation non repres~ntes, tels
que des buses.
L'ouverture de la vanne de regulation 6 est commandée
par un moteur d'asservissement 9O Un regulateur 10 transmet au
moteur d'asservissement 9, lorsque cela est nécessaire, de l'ener-
gie provenant d'une source non repr~sentée, par exemple la batterie
d'accumulateurs du tracteur.
Ce régulateur 10 reçoit des signaux ~lectriques en pro-
venance, d'une pa~t d'un manomètre 11 rep~rant la pression dans la
chambre de distrihution 7 et, d'autre part, d'un bloc de calcul
12. Les signaux en provenance du bloc de calcul 12 sont élabores,
d'une part à partir de la vîtesse mesurée par un d~tecteur de vi-
tesse 13 comprenant, par exemple, une dynamo tachymetrique reliee
lectriquement au bloc de calcul 12 et~ d'autre part, à partir
des.indications d'un organe d'affichage 14 du débit à obtenir et
: d'un organe d'affichage 15 du type de buses-utilisées.
~; 20 De plus, le bloc de calcul 12 envoie des signaux à un
loc de securit~ 16 muni d'un dispositif de visualisation 17 qui
~ .
indique au conducteur du tracteur, ou de l'organe tracteur du pul-
verisateur, un etat normal ou un ordre d'acceleration ou de ralen-
tissement suivant que le régulateur arrive ou non en fin de course.
:Ce:dispositif de visualisation 17 peut être avantageusement réa-
; .
: ; ~lise sous la forme d'un ensemblP de trois voyants lumineux dontl'un est toujours allume pour indiquer l'état ac~uel du fonction-
~: nement.
Un manometre 18 de visualisation de la pression dans la
chambre de distribut.ion 7 permet de cont~ôler constamment cettepression, indépendamment du reperage effectue par le manometre 11,
par exemple électrique. La vitesse peut etre, par ailleurs, visua-
, _
4 --
~zs~
lis~e, grâce à un dispositif de mesure et d~ vi~alisation de lavitesse, non r~pr~sen~é, ind~pe~damment ou non de la ten~ion
fournie par 1~ d~ecteur de vitesse 13. Ce d~tecteur de vit~sse
13 est évidemment mont~ de maniexe ~ ~ffectuer la mesure sur une
roue non motrice du pulv~risateur afin que cette mesure ne ~oit
pas entach~e par l'erreur due a un patinage ~ventuelO ~a distance
parcourue pe~t, elle aussi, .etre m~sur~e a ce niveau pour la
m^eme raison, et vîsualisée par un organe approprié, non représent8.
Dans le ca~ d'une mesure a l'aide d'une dynamo tach~mé-
triqu~, la rotation du xotor de celle-ci est obtenue par l'action
d'un galet tournant non represente, entraln~ lui meme par la ro-
tation de la roue non motrice.
Grace a la lecture simultanée du niveau de liquiae sur
l'organe de visualisation correspondan~ e~ de la distance parcou-
rue par le pulvérisateur, il est possible à l'op~rateur de veri-
fier le déroulement de l'opération d'~pandage.
. ~e régulateur 10 est muni d'un signal de réf~rence i8SU
du bloc de calcu~ 12 auquel 80nt appliqués deux signaux de consi-
gne is~us respectivement de deux organes de reglage 1~, 15, ma-
nuels et accessibles par exemple de la face avant du dispositif
. de réglage. Le premier organe de r~glage 14 permet d'afficher le
d~bit a obtenir et le deuxième organe de reglage lS permet d'affi-
cher le type de buses utilisées, la sectio~ de celles~ci influant
8videmment sur la quantit~ de liquide pulvérisee.
La structure du bloc de calcul 12 est déterminée a par-
~: ~ tir d:un certain nombre de donn~es, et notammen~ par la relation
qui exist~ entxe la pression P dans la chambre de distribution 7,
la quantite Q de liquide r~pandue ~ exprim~e en litres), la vites-
se du vehicule (en kilomètres:par heure), la surfac~ a recouvrir
( en hectares),un coefficient ~ caracteristique des buses uti-
lisées dans la rampe d'epandage~ et la largeur d~ terrain recou-
verte par ladite buse lors d' un passage du v~hicule; si ce~e
-- 5 --
.
largeur est ~gale a 0, 50m ~:~ si 1 ' on d~sire consid~rer les débits
par hectare, la relation s'ecri~:
P _ I Q v
~ lZ~
Le bloc de calcul 12 doit donc ~laborer un~ tensis~n de
r8ference qui détermine la v~leur de la pression. Cette t~n~ion
de réf~rence, appliquee au régulateur 10 qui commande l'ouverture
de la vanne d~ regulation 6, est donc fonction de la quantité de
produit à épandre, exprimee en litres par he~c:tare et par buse af-
fichée par l'organe 14, et du coefficient k affiché sur l'organe
15; elle est fonction egal¢ment de la vitesse mesurée par le dé-
tecteur 13. Si ce detecteur est une dynamo tachymétrique`tournant
d'un tour par metre au sol et délivrant 50 volts pour une Vitesse
de 1000 tours pa~ minute 7 la tension obtenue sera ~gale à 0,833
volts par Km/h.
Si l'on désigne par m l'ensemble des coefficients numé
riques qui interviennent dans la formule de P, on a:
P=( m Q v )2
~ he bloc de calcul 12 comporte donc un diviseur 121 relié
1:; 20 aux organes d~affichage 14, 15, pour effectuer la division ~un
multiplicateur 122 relie d'une part a la sortie du diviseur 121
et, d'autre part, a la sortie d'un convertisSeur 123 fourniss~nt
tension correspondant à la vitesse de progres~ion du vehi~ule,
afin d'effectu~r l'opfiration - x vl et un élévateur au carr~
: 124 destiné à effectuer l'opération Q v X Q v.
~: ~ k
~'u~ des operateurs, ou ~i~n un opérateur supplémentai-
re. non repr~sente introduit la constante m et les valeurs données
plus haut sont vraies à cette constante m pres. Les opérations
peuvent ~etre ~ventuellement eff~ctllees dans un ordre differ~nt,
et seule compte la fonction de transfert glo~al du bloc de cal-
~ul 12.
Un mode de realisation du bloc de calcul particulière-
6 -- .
~zs~
ment avantageux, fait appel aux techniques analogiques. Ses carac-
téristiques sont satisfaisantes et son prix de revient peu élevé~
Sa structure di~fère légèrement, en ce qui concerne certains dé-
tails, de celle du bloc de calcul décrit précédemment. Le détec-
teur de vitesse 13 est relié à lientree d'un étage de redressement
et de filtrage 221 fournissant la tension v qui attaque un adapta-
teur d'impédances 222. La sortie de cet adaptateur 222 est reliée
à une boite de décades de résistances 223 constituant à la fois
l'organe d'affichage de Q et le multiplicateur, cette boite étant
montée en potentiomètre. La tension apparaissant au curseur du
potentiomètre est donc Qv et ce curseur est relié ~ l'entrée d'un
deuxième adaptateur 224 atta~uant également une boite de résistanceC
225 montée en potentiomètre et constituant à la fois l'organe d'af-
fichage de k et le diviseur. Au curceur de ce potentiomètre appa-
raît donc Qv , et ce curseur est relié à l'entrée d'un élévateur
au carré 226 à la sortie duquel apparaît donc le signal de référen-
ce, la constante m ayant été introduite à un niveau quelconque, les
valeurs données plus haut étant vraies à cette constante près.
Le bloc de calcul peut également faire appel à des tech-
niques essentiellement numériques. La dynamo tachymétrique peutêtre toujours utilisée et l'on peut, par exemple, tenir compte
de sa fréquence, ou elle peut être remplacée par une sonde 320
prélevant, par exemple, un nombre d'impulsions égal au nombre de
m~tres parcourus pendant une durée déterminée.
Ces impulsions peuvent être appliquées à un compteur 321
qui contient donc la valeur numérique de la vitesse. La sortie du
compteur 321 attaque un opérateur numérique 322 auquel sont appli-
quées également les grandeurs Q et k provenant des organes d'affi-
chage par l'intermédiaire de dispositifs de codage 323,324. La
sortie de l'opérateur 322 est reliée à l'entrée d'un convertisseur
numérique-analogique 325 délivrant la tension correspondant à P.
L'ensemble est synchronisé par une horloge 326 délivrant ses signaux
-- 7 --
~1~25i~
au compteur 321, ~ l'opérateur 322 et au co~vertisseur 325.
Les dispositifs de ~oda~e peuvent êt~e distincts des or-
gan2~ d' affichage ou remplir a la fois les deux fonctions,
comme c'est le cas par exemple pour des roues codées, des cla~iers
numériques, des lecteurs de cartes magnétiques, etc... Pr~f~ren-
tiellement, des lecteurs de badges sont utilisés, ~tant donne le
faible encombrement de ce support d'informations qu'est le badge
(ou la lecture est effectuée a partir de perforations, cette lec-
ture ~tant non pas séquentielle, mais effectuée sur tou~es les
10 perfora~ions a la fois).
Un autre mode de realisation non représente peut faire
` appel à la fois a des techniques analogiques et a des techniques
: numériques, utilisant é~entuellement un ou plusieurs adaptateurs
:d'impedance et ~galement des convertisseurs num~riques-analogiques
. .
et/ où des convertisseurs analogiques-numeriques. Par exemple,
tous les opérateurs peuvent etre analogiques ( tels que des am-
plificateurs logarithmiques), les organes d'affichage étant nu-
m~riques.
Le régulateur 10 est relié à la sortie du bloc de calcul
12 et chargé d'établir dans la chambre de distribution 7 une pre~-
sion proportionnelle au signal de reference, par l'intermediaire
de la vanne de régulation 6. Cette vanne 6 est commandée par le
moteur d'asservissement 9 dont le sens de rotation dépend du si-
gne: de l'erreur, c'est-à-dire du signe de la diff~rence observée
entre le signal de re~rence et le signal de pression fourni par
le manometre 11. Cette différence est effectuée par un compara-
t~ur 51 dont la sortie est reliée à un détecteur 52 d'erreur po-
siti~e, a un détecteur 53 d'erreur né~ative, et a un convertis-
seur tension-frequence 54 attaquan~ un modulateur 55 destiné ~a
r~aliser la stabilisation de l'asservissement. La frLq-lence du mo-
dulate~r 55 depend de l'amplitude de l'erreur, et sa sortie est
injectée aux d~tecteurs d'erreur 52,53, la sortie des detecteurs
-
.,
~s~
d'erreur ~tant reliée à un dispositif de commande 56 du moteur
d'asservissement~ Il en resulte que ce moteur tourne par impul-
sions d'autant plus rapproch~es que l'erreur est grande, de sorte
que la pression a 1~ temps de s'~tablir pendant l'intarvalle de
temps qui s~pare deux variations successiv~s de la position de la
vanne de r~gulation 6.
L'ensemble du convertisseur 54 et du modulateur 55 peut
être constitué par ~es ~tages a circuits intégr~s et/ou a tran-
~i~tors montés en cascade, la charge d'un condensateur étant ef-
fectuée avec un courant qui est fonction de l'erreur; plus l'er-
reur est grande, plus la charge est rapide; 1' ~tage suivant peut
constituer un détecteur de ni~eau de charge qui commande un
transistor de sortie destin~ a d~charger rapidement le condensa-
teur das qu'un niveau donne de charge est atteint. La fr~quence
est donc d'autant plus grande que la tension d'erreur est élevée.
,
Les détecteurs 52, 53 comportent chacun un relais dans
leur circuit de collecteur, les contacts de ces relais détermi-
nant 1'état des branches d'un pont de co~mande du moteur d' asser-
vissement 9 ett par cons~quent, le sens de passage du courant
alimentant ce moteur 9, donc le sens de rotation dudit moteur 9 et
de l'organe mobile de la vanne de régulation 6.
Une sonde peut être inseree dans chacun des
conducteurs de sortie des detecteurs, de maniare à influer sur
l'tat d'un organe de protection, tel qu'un transistor qui empe-
che la d~terioration des éléments du montage en cas de fonctionne-
ment d~fectuaux du dispo~itif.
Une telle éventualité peut se produire par exemple si
la pression se maintient à un niveau trop faible ou à un niveau
trop ~leve pour une rai~on imprevue.
Le bloc de s~curite 16 recoit un signal du bloc de cal-
cul 12, sur un adapteur d'impedance 71 cui en constitue le premier
étage. La sortie de cet adaptateur attaque l'entree de deux détec-
9 --
teurs de seuil; en effe~, les buses ne peuvent etre utilisees dans
de bonnes conditions qu'entre une pression maximale ( par exem-
ple 4 bars) et une pression minimale ( par exemple 1 bar); en
dehors de ces valeurs, la dispersion est ~rreguliere. ~n conséquen-
ce, si la pression devient inf~rieure à 1 bar, il convient d'ac-
célerer, et si elle dsvient supérieure a 4 bars, il convient de
ralentir. Un d~tecteur de seuil inférieur 72 commande, dlune part
- un voyant lumineux marqué " accélérer" faisant partie d'un dis-
positif de visualisation 17 et, d'autre par~, une porte 73. De
même, un détecteur de se~il supérieur 74 commande, d'une part un
voyant lumineux marque " ralentir" faisant partie du dispositif de
: visualisation 17 et, d'autre part, la porte 73. Lorsque le detec-
teur 72 fonctionne, le voyant correspondant s'allume; lorsque
c'est le détecteur 74 qui fonctionne, c'est le voyant correspon-
dant qui s'allume, lorsque les deux detecteurs sont au repos,
c'est un troisième voyant marqu~ " normal" , commande par la porte,
qui s'allume. Lorsqu'il est impossîble d'éteindre l'un des deux
voyants " accelérer" ou " ralentir" en effectuant.l'opération né-
cessaire, il est ob~igatoire de changer les buses qui se révelent
:20 inadapt8es au type d'epandage a effectuer.
~ En r~sume, la pompe 3 prelève le produit à ~pandre dans
: le reservoir 1 et l'injecte dans la rampe d'épandage 8 par l'inter-
;~ mediaire de la chambre de distribution 7. La vanne de regulation
:~ 6 est ouverte en f~nction de la vitesse mesurée, du debit desire
et du type des buses utilisées. Si la pression dans la chambre
de distri~ution 7 vari~, ou bien si, soit la vitesse, soit le de-
bit, soit le type de buses utilisees, doit être modifié, il appa-
ralt une diff~rence entre le signal de pression et 1~ signal de ré-
f~rence elaboré par le bloc de calcul 12 Cette differ~nce de ten-
qion entra;ne une rotation d' asservissement 9, donc une modifica-
tion de l'état de la vanne de r~gulation 6, donc de la pression
dans la chambre de distribution 7.~ant que cette pression n' est pas
'
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~0Z~4~
ég~le à la pression désirée, le moteur d'asservissement 9 est
entratné en rotation, par impulsions d'autant plus éloignées que
les pressions sont plus proches l'une de l'autre, et cela jusqu'a
ce que leur égalisat'or soit obtenue. L'asservissement obtenu
~st donc d'une grande stabilité.
Bien entendu, l'invention n'est pas limit~e aux exem-
ples de réalisation ci-dessus d~crits et representes a partir
desquels on pourra prevoir d'autres modes et d'autres formes de
real sation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
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