TITRE : UNITE D'ENTRAINEMENT EN ROTATION D'UN OUTIL ANIME ET PROCEDE DE CONTROLE ASSOCIE

La présente invention concerne une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil animé d'un engin agricole, ainsi qu'un procédé de contrôle d'une telle unité.

Les unités de mise en rotation d'un arbre d'entrainement d'un outil animé à partir d'une source de pression et de débit hydraulique présentent l'intérêt de définir une vitesse de rotation de l'outil qui ne soit pas directement liée à la vitesse de rotation de la source d'énergie, constituée généralement par le groupe motopropulseur de l'engin agricole.

Ces unités permettent aussi de s'affranchir des contraintes mécaniques de liaison entre le groupe motopropulseur et l'outil qui doit être mis en rotation.

Cependant ces unités de mise en rotation à partir d'une source de pression et de débit hydraulique sont plus coûteuses que leurs alternatives mécaniques.

Il est donc économiquement avantageux que la source de pression et de débit hydraulique puisse alimenter plusieurs équipements, soit de façon simultanée, soit avec des caractéristiques de débit et de pression différents en fonction des équipements.

Des solutions permettant d'adapter le niveau de débit et de pression aux besoins pour éviter les gaspillages d'énergie ont été développées pour ajuster automatiquement le débit et la pression selon les besoins.

Toutefois ces solutions présentent un certain nombre de limites.

Les systèmes de distributions se traduisent souvent par une variation de débit, lorsque la pression varie, et nécessitent d'utiliser des organes d'adaptation automatique de l'ouverture des distributeurs, qui sont généralement coûteux

Leurs performances sont altérées en raison des pertes de charge dans le circuit de distribution, qui se traduisent par des irrégularités dans la vitesse de rotation des éléments mécaniques entraînant ainsi une baisse de régime lorsque l'outil est en position de travail, et un surrégime lorsque l'outil est en position relevé ou hors charge.

La distribution de l'huile n'est pas toujours correctement adaptée au fonctionnement des consommateurs pour assurer une performance optimale lorsque l'outil est en position de travail ou lorsque l'engin agricole effectue des manœuvres.

Les objectifs de l'invention comprennent tout d'abord l'utilisation de la source d'énergie hydraulique déjà installé sur l'engin agricole afin de limiter le coût de la solution.

Les objectifs de l'invention sont aussi d'informer l'opérateur des conditions effectives d'entrainement des équipements afin d'éviter des surcharges et de lui permettre d'adapter la vitesse d'avancement de l'engin agricole.

Les objectifs de l'invention sont enfin d'adapter automatiquement la priorité de consommation de débit d'huile pour assurer un fonctionnement optimisé de l'engin agricole aussi bien en manœuvre qu'en mode de travail.

Plus précisément, l'invention a pour objet une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil d'engin agricole, ledit engin agricole étant doté d'une unité électronique de commande, ladite unité d'entraînement comprenant un moteur hydraulique prévu pour mettre en rotation un outil animé couplé à un agricole, un réservoir d'huile , une pompe assurant le débit et la mise en pression de l'huile issue du réservoir pour entraîner le moteur hydraulique, au moins deux distributeurs aptes à réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique et commandés au moins pour l'un par l'unité électronique de commande , caractérisée en ce que ladite unité d'entraînement comprend en outre un capteur pour mesurer la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, un capteur pour mesurer la pression Pmot en amont du moteur hydraulique, des moyens pour afficher la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, au moins une première alarme, lumineuse « TRIGG », une unité de pilotage prévue pour recevoir en entrée au moins les états de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique, et prévue pour émettre en sortie au moins une consigne pour les moyens d'affichage . Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution sont énoncées ci-après.

Selon un mode de réalisation particulier, la première alarme lumineuse comprend deux signaux lumineux respectivement implantés sur les moyens d'affichage et correspondant pour l'un à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique comprises entre deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l'outil animé, et pour l'autre à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique en dehors de ladite plage.

Selon un autre mode de réalisation particulier, l'unité d'entraînement en rotation comporte une seconde alarme, sonore « TRIGG+ », apte à être activée lorsque la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique est inférieure à 1/k Rmin ou supérieur à k Rmax, k étant supérieur à 1, ou bien lorsque la première alarme lumineuse est activée pendant une durée supérieure à une durée TO prédéfinie.

Selon une première variante, l'unité d'entraînement en rotation comporte deux distributeurs à débit variable pour réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique, lesdits distributeurs étant commandés par l'unité électronique de commande.

Selon une seconde variante, l'unité d'entraînement en rotation comporte deux distributeurs l'un à débit variable, et l'autre à débit fixe, pour réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique, le distributeur à débit variable étant commandé par l'unité électronique de commande.

L'invention a également pour objet un engin agricole doté d'une commande de montée de l'outil en position hors travail, d'une commande de descente de l'outil en position de travail, d'une unité électronique de commande prévue pour actionner lesdites commandes, caractérisé en ce qu'il comporte une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil d'engin agricole conforme à l'invention.

L'invention a également pour objet un procédé de contrôle d'une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil d'engin agricole, conforme à l'invention, et selon laquelle les deux distributeurs pour réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique sont engagés en condition de travail par l'opérateur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui suivent :

- une étape E_MESRmot de mesure de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique,

- une étape E_COMPRmot de comparaison de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique avec deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l'outil animé,

- une étape E_MESPmot de mesure de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique,

- une étape E_COMPPmot de comparaison de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique avec une valeur de référence Pmin correspondant à la pression minimale requise pour la mise en rotation de l'outil animé,

- une étape E_DISPLAYRmot d'affichage de la vitesse de rotation Rmot,

- une étape E_TRIGG d'activation de l'alarme lumineuse si :

Pmot < Pmin et Rmot > Rmax ou bien si,

Pmot > Pmin et Rmot < Rmin ou Rmot > Rmax.

Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution sont énoncées ci-après.

Selon certaines caractéristiques selon lesquelles ladite unité d'entrainement comporte une seconde alarme, sonore « TRIGG+ », on procède à une étape supplémentaire E_TRIGG+ d'activation de l'alarme sonore si :

- Pmot > Pmin et Rmot < 1/k Rmin ou Rmot > k Rmax, ou bien si

- Pmot < Pmin et Rmot > k Rmax, ou bien si

- la première alarme lumineuse est activée pendant une durée supérieure à une durée TO prédéfinie, avec k > 1.

Selon d'autres caractéristiques, la pression Pmin est égale à 110% de la pression requise pour assurer la rotation de l'outil animé hors charge de travail. L'invention a également pour objet un procédé de commande d'un engin agricole doté d'une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil d'engin agricole conforme à l'invention, et selon lequel : lorsqu'un opérateur actionne la commande de montée, l'unité électronique de commande désactive l'un des deux distributeurs, lorsqu'un opérateur actionne la commande de descente, l'unité électronique de commande réactive l'un des deux distributeurs.

D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :

[Fig.l] Cette figure représente une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil animé par un engin agricole selon un premier mode de réalisation de l'invention.

[Fig.2] Cette figure représente une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil animé par un engin agricole selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

[Fig.3] Cette figure représente un schéma de principe du pilotage de l'unité d'entraînement en rotation selon l'invention.

Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourrait notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'information de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'information de la technique antérieure. Les figures 1 et 2 représentent chacune une unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil animé couplé à un engin agricole selon un mode de réalisation de l'invention.

Chacune de ces unités comporte au moins un moteur hydraulique 3 prévu pour mettre en rotation un outil animé couplé à l'engin agricole, un réservoir d'huile 4, une pompe 1 assurant le débit et la mise en pression de l'huile issue du réservoir pour entraîner le moteur hydraulique.

L'engin agricole dispose d'un groupe motopropulseur (non représenté sur les figures), d'une commande 10 de montée de l'outil en position hors travail du sol, d'une commande 11 de descente de l'outil en position de travail, et d'une unité électronique de commande 12.

Chacune de ces unités d'entraînement en rotation comporte également un capteur 6 pour mesurer la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique 3, un capteur 7 pour mesurer la pression Pmot en amont du moteur hydraulique, des moyens 8 pour afficher la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique, une première alarme lumineuse TRIGG, ainsi qu'une unité de pilotage 5.

L'unité de pilotage 5 est prévue pour recevoir en entrée la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique ainsi que la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique.

L'unité de pilotage 5 est prévue pour émettre en sortie au moins une consigne d'affichage de la vitesse de rotation Rmot pour les moyens d'affichage 8.

Chacune de ces unités comporte en outre deux distributeurs hydrauliques 2A, 2B ou bien 2A, 9, aptes à réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique.

Ces distributeurs hydrauliques représentent un des éléments clés du circuit hydraulique, et se composent généralement d'un corps fixe, percé de plusieurs orifices. A l'intérieur, un tiroir mobile se déplace de manière à prendre plusieurs positions. En le déplaçant à l'aide d'une commande, on sélectionne une des positions et on dirige ainsi l'huile dans un circuit en particulier. Selon une première variante décrite en figure 1, l'unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique comporte deux distributeurs à débit variable 2A, 2B pour réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique, lesdits distributeurs étant commandés par l'opérateur via l'unité électronique de commande 12.

Selon une deuxième variante décrite en figure 2, l'unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil d'engin agricole comporte deux distributeurs 2A, 2B pour réguler le débit d'huile en amont du moteur hydraulique, l'un desdits distributeurs 2A étant à débit variable, et l'autre desdits distributeurs 9 étant à débit fixe, le distributeur 2A étant commandé par l'opérateur via l'unité électronique de commande 12, et le distributeur 9 étant commandé par l'opérateur via un circuit propre. A noter que selon cette configuration, le distributeur 2A peut être un distributeur déjà présent sur l'engin agricole, tandis que le distributeur à débit fixe 9 peut être un distributeur rajouté.

Selon un mode de réalisation particulier, la première alarme lumineuse TRIGG comprend deux signaux lumineux respectivement 8B, 8C implantés sur les moyens d'affichage 8 et correspondant pour l'un 8B à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique comprises entre deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l'outil animé, et pour l'autre 8C à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique en dehors de ladite plage.

Selon une variante de ce mode de réalisation, la première alarme lumineuse comprend trois signaux lumineux respectivement 8A', 8B', 80' implantés sur les moyens d'affichage 8 et correspondant pour l'un 8B' à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique comprises entre deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l'outil animé, et pour les deux autres 8A' et 80', à des valeurs de vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique respectivement inférieures à Rmin et supérieures à Rmax.

De manière avantageuse, l'unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique comporte en plus une seconde alarme sonore TRIGG+ apte à être activée lorsque la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique est inférieure à 1/k Rmin ou supérieur à k Rmax, k étant supérieur à 1, ou bien lorsque la première alarme lumineuse est activée pendant une durée T(E_TRIGG) supérieure à une durée TO prédéfinie.

Concernant maintenant le procédé de contrôle de l'unité d'entraînement en rotation et à commande hydraulique d'un outil d'engin agricole, conforme à l'invention, on procède aux étapes qui suivent lorsque les deux distributeurs 2A, 2B ou 2A, 9 sont engagés en condition de travail.

L'unité de pilotage 5 procède tout d'abord à une étape E_MESRmot de mesure de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique.

Puis, l'unité de pilotage 5 procède à une étape E_COMPRmot de comparaison de la vitesse de rotation Rmot du moteur hydraulique avec les deux valeurs de référence Rmin, Rmax définissant une plage de régime nominal acceptable pour la mise en rotation de l'outil animé.

Puis, l'unité de pilotage 5 procède à une étape E_MESPmot de mesure de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique.

Puis, l'unité de pilotage 5 procède à une étape E_COMPPmot de comparaison de la pression Pmot en entrée du moteur hydraulique avec la valeur de référence Pmin correspondant à la pression minimale requise pour la mise en rotation de l'outil animé.

Ensuite, l'unité de pilotage 5 procède à une étape E_DISPLAYRmot d'affichage de la vitesse de rotation Rmot.

Enfin, l'unité de pilotage 5 procède à une étape E_TRIGG d'activation de l'alarme lumineuse si :

Pmot < Pmin et Rmot > Rmax ou bien si

Pmot > Pmin et Rmot < Rmin ou Rmot > Rmax.

Dans le cas où l'unité d'entraînement en rotation comporte une seconde alarme sonore TRIGG+, l'unité de pilotage 5 procède à une étape E_TRIGG+ d'activation de l'alarme sonore si :

- Pmot > Pmin et Rmot < 1/k Rmin ou Rmot > k Rmax, ou bien si :

- Pmot < Pmin et Rmot > k Rmax, ou bien si : - la première alarme lumineuse est activée pendant une durée T(E_TRIGG) supérieure à une durée TO prédéfinie.

Avantageusement, la pression Pmin est égale à 110% de la pression requise pour assurer la rotation de l'outil animé hors charge de travail.

On constate ainsi que l'unité de pilotage 5 permet d'informer l'opérateur des conditions de fonctionnement de l'outil entrainé en rotation, à partir des informations Pmot et Rmot reçues respectivement par le capteur de pression

7 et par le capteur de régime de rotation 6, et ce, via les moyens d'affichage 8.

Lorsque l'outil est en position de travail, c'est-à-dire entraîné en rotation à une vitesse que l'on souhaite voisine de la vitesse nominale prévue pour que l'outil soit opérationnel, les moyens d'affichage 8 indiquent si le régime de rotation est à l'intérieur de la plage prédéfinie par les valeurs Rmin et Rmax, ou bien en dehors.

Les moyens d'affichage peuvent être alors illuminés selon le mode 8B (lumière verte par exemple) indiquant un fonctionnement optimal.

Si le régime de rotation est en dehors de cette plage, les moyens d'affichage

8 peuvent être alors illuminés selon le mode 8C (lumière rouge par exemple).

Ainsi, concernant l'affichage du mode 8C, l'opérateur est averti qu'il convient d'intervenir sur le pilotage de l'engin agricole.

L'opérateur peut alors décider de ralentir la vitesse d'avancement de l'engin agricole afin d'éviter une chute de régime de rotation de l'outil animé trop importante, se traduisant par un sous régime du moteur hydraulique 3.

Inversement, l'opérateur peut décider soit de réduire directement l'ouverture des distributeurs 2A, 2B ou 2A, 9, soit de réduire le régime du groupe motopropulseur afin d'éviter un surrégime du moteur hydraulique 3.

Cependant l'opérateur n'est pas forcément toujours concentré sur la lecture des moyens d'affichage.

En conséquence, on peut avoir recours à une seconde alarme qui déclenche un avertisseur sonore pour informer l'opérateur. Le choix des signaux lumineux entre fonctionnement normal et le fonctionnement hors plage ainsi que la nature du signal sonore pourront être adaptés en fonction des différentes prérogatives de mise en œuvre de l'invention. Ainsi, on pourra préférer l'utilisation d'un signal clignotant du type « warning » pour la première alarme lumineuse.

L'unité d'entraînement en rotation de l'outil animé, ainsi que son procédé de contrôle sont parfaitement adaptés aux phases de manœuvres au cours desquelles l'outil animé doit être relevé par action sur la commande 10 induisant le relevage de l'outil, ledit outil fonctionnant alors à vide.

En effet, l'absence de charge sur l'outil animé se traduit alors par un surrégime préjudiciable à sa fiabilité.

De plus cela implique une surconsommation de débit qui n'est pas disponible pour d'éventuelles autres fonctions et cela se traduit aussi par une baisse de pression qui ne permet pas un fonctionnement correct des fonctions de relevage de l'équipement.

Selon l'invention, l'actionnement de la commande 10 pour la montée de l'outil animé, a pour conséquence que l'unité électronique de commande 12 commande l'arrêt d'un des distributeurs 2A.

De cette façon, l'engin agricole conserve suffisamment de débit et de pression pour obtenir un relevage rapide de l'outil animé et pour assurer une commande de direction rapide de l'engin agricole.

De plus, du fait de l'absence de charge de travail, la pression Pmot en amont du moteur hydraulique 3 passe en dessous de la pression Pmin.

Ainsi, le sous régime de l'outil animé ne déclenche pas la ou les alarmes de l'unité d'entraînement en rotation de l'outil animé.

Avantageusement, la pression Pmin du capteur 7 est préréglée à une pression légèrement supérieure à celle requise pour assurer la vitesse de rotation de l'équipement hors charge.

En résumé, lorsque la pression mesurée est inférieure à la pression requise de travail de l'outil animé, les indications de sous régimes ne sont pas prises en compte pour déclencher la ou les alarmes. Lorsque l'opérateur actionne la commande de descente 11 de l'outil animé, l'unité électronique de commande 12 commande l'ouverture du distributeur 2A qui avait été arrêté, afin d'obtenir le régime de rotation nécessaire pour la phase de travail de l'outil animé.

Lorsque la pression Pmot en amont du moteur hydraulique 3 repasse au- dessus de la pression Pmin, le procédé de contrôle de l'unité d'entraînement en rotation de l'outil animé s'exécute alors selon le mode « travail » de l'outil.

Il en résulte un fonctionnement efficace, rapide et silencieux lors des manœuvres.

Si l'opérateur décide de stopper l'engin agricole sans couper le fonctionnement de l'un des deux distributeurs, il peut en résulter un sur régime préjudiciable au fonctionnement de l'outil.

En conséquence, même si la pression Pmot en amont du moteur hydraulique 3 est inférieure au seuil minimum Pmin, la ou les alarmes peuvent être activées.

On notera de plus que si la pression Pmot en amont du moteur hydraulique 3 est inférieure au seuil minimum Pmin et si la rotation du moteur hydraulique 3 est nulle ou très faible, l'unité d'entraînement en rotation de l'outil animé est réglé pour ne pas activer d'alarme.

De cette façon les distributeurs 2, 2A ; 2B, 9 peuvent être utilisé pour d'autres fonctions avec d'autres équipements associés à l'engin agricole, sans que la ou les alarmes ne se déclenchent.

A noter, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres, selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.