FR2802664A1 - Dispositif et systeme de controle sur bus informatique pour machine mobile - Google Patents

Abstract

Dispositif (1) de contrôle sur bus informatique pour machine mobile, ledit dispositif étant constitué d'un circuit électronique (7) programmable comportant un microprocesseur, de la mémoire, un contrôleur de bus, au moins une entrée/ sortie pour des signaux, ladite entrée/ sortie pouvant être reliée à une interface utilisateur ou à un organe effecteur, caractérisé en ce que le circuit est disposé dans un tube (2) à deux extrémités, ledit tube recevant à une première extrémité le bus sous forme d'au moins un câble de bus (4, 5) et à une seconde extrémité les signaux sous forme d'au moins deux fils (6), le câble de bus véhiculant également l'alimentation électrique dudit dispositif et des effecteurs, le tube étant constitué d'un segment de tuyau de cuivre formant boîtier et blindage électromagnétique, ledit tuyau et au moins une partie adjacente du câble et des fils étant recouverts d'une gaine thermorétractable (3) assurant l'étanchéité après chauffage et rétractation. Système mettant en oeuvre au moins deux dispositifs.

Description

présente invention concerne un dispositif de contrôle sur bus informatique pour machine mobile ainsi qu'un système mettant en oeuvre ledit dispositif. Elle a des applications dans le domaine des machines mobiles du type comportant des organes effecteurs devant etre commandés par un opérateur humain et en particulier dans les machines agricoles et/ou de travaux publics.

Les organes effecteurs des machines mobiles, par exemple dispositif de relevage de charrue pour un tracteur ou de basculement d'un godet pour une pelle mécanique de chantier sont généralement actionnés par l'intermédiaire d'un fluide hydraulique mis sous pression. Les mouvements de ces organes sont donc commandés par l'intermédiaire de vannes. Dans le mode le plus simple, la vanne est directement commandée par un opérateur par l'intermédiaire d'une commande purement mécanique, en général un simple levier. Cependant, dans les machines mobiles, l'opérateur a généralement plusieurs tâches à accomplir simultanément. Par exemple, l'opérateur doit assurer la conduite de la machine et le contrôle d'un ou plusieurs organes effecteurs, il doit donc à la fois manoeuvrer un volant ou un autre moyen directionnel et un ou plusieurs leviers. Il est donc nécessaire de regrouper dans un espace réduit l'ensemble de ces commandes et idéalement sur un pupitre ou poste de commande celles qui concerne les organes effecteurs. La réalisation d'un pupitre ' partir de commandes purement mécaniques est extrêmement complexe du fait de la tringlerie qu'il est nécessaire de mettre en oeuvre. On préfère donc réduire au maximum les commandes mécaniques quitte à allonger les circuits hydrauliques entre les effecteurs et les vannes. Cette dernière méthode a par ailleurs l'avantage de permettre l'utilisation de raccords démontables au cas ' les organes effecteurs et le pupitre seraient sur des éléments distinct et, par exemple, un tracteur et sur une charrue ou une remorque à faire les balles de foin.

Toutefois, les circuits hydrauliques sont relativement couteux et peuvent être source de fuites. Il a donc été proposé d'utiliser des électrovannes ce qui permet de déporter plus facilement le pupitre par rapport aux vannes, ces dernières pouvant être aussi plus facilement rapprochées des organes effecteurs. La console comporte alors généralement série d'interrupteurs commandant directement les électrovannes par l'intermédiaire de câbles électriques. Ce type de commande s'effectue donc par courant fort et le nombre de câbles à installer entre le pupitre et l'organe effecteur est proportionnel nombre d'électrovannes à commander. Un tel dispositif est donc encore relativement complexe et coûteux à mettre en oeuvre.

II a donc été proposé que la liaison entre le pupitre et les électrovannes se fasse par un câble comportant un nombre réduit de conducteurs et véhiculant des courants faibles. A cette fin, un boîtier de commande de puissance est disposé à l'extrémité du câble opposée au pupitre afin de commander en puissance les électrovannes.

Si un tel dispositif présente des avantages et permet en particulier une économie de cablage, il reste néanmoins que le boîtier de commande est un organe relativement fragile et soumis aux aléas climatiques et mecaniques car situé proche des effecteurs. De plus, le même boîtier commandant plusieurs organes effecteurs, un compromis doit être trouvé quant à la longueur du câblage courant fort, il n' donc pas possible de réduire ce dernier au minimum. Enfin, pour raisons de coût de fabrication et de gestion des stocks, boîtiers de commande comportent par défaut de nombreux circuits electroniques de commande de puissance qui ne sont pas forcement tous utilisés dans l'application finale. Il suffit que l'un des circuits électroniques soit défaillant pour que l'ensemble du boîtier devienne inopérant et la détermination de la cause de panne dans un tel boîtier de commande est hors de portée de l'opérateur moyen. En conséquence, l'ensemble du boîtier doit parfois être changé alors que le défaut provient d'un seul circuit de commande de puissance d'une électrovanne. Un tel boîtier apparaît donc à l'opérateur comme une boite noire mystérieuse sur laquelle il est impuissant face à un problème. La présente invention propose donc résoudre ces problèmes dans un système où au moins un pupitre de commande permet de contrôler par l'intermédiaire d'un au moins un organe effecteur. A cette fin, il est proposé un dispositif de contrôle sur bus informatique pour machine mobile, le dispositif étant constitué d'un circuit électronique programmable comportant un microprocesseur, de la mémoire, un contrôleur de bus, au moins une entrée/sortie pour des signaux, ladite entrée/sortie pouvant être reliee à une interface utilisateur ou à un organe effecteur.

Selon l'invention, le circuit est disposé dans un tube à deux extrémites, le tube recevant à une première extremité le bus sous forme d'au moins un câble de bus et à une seconde extrémité les signaux sous forme d'au moins deux fils, le câble bus véhiculant également l'alimentation électrique du dispositif et des effecteurs, le tube etant constitué d'un segment de tuyau de cuivre formant boîtier blindage électromagnétique, le tuyau et au moins une partie adjacente du câble et des fils étant recouverts d'une gaine thermoretractable assurant l'étanchéité après chauffage et rétractation.

Dans divers modes de mise en oeuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles, sont mis oeuvre: - la gaine comporte intérieurement une colle thermofusible; - la gaine thermorétractable est translucide transparente, le circuit comportant en outre au moins un voyant disposé à une des deux extrémités du tube afin d'informer l'utilisateur de l'état de fonctionnement du dispositif; - le voyant est illuminé lors du fonctionnement nominal du circuit et éteint en cas de fonctionnement anormal ou de non fonctionnement; - un code de couleur de voyant est mis en oeuvre pour informer l'opérateur de l'état de fonctionnement du dispositif; - le circuit est programmable par l'intermédiaire du câble de bus; - câble se termine par un connecteur de bus les fils se terminent par un connecteur de signal; - bus a une topologie linéaire ou en boucle et tube reçoit à sa première extrémité le bus sous forme de deux câbles de bus, chacun câbles étant destiné à être relié au bus afin d'assurer sa continuité; - le cable comporte deux conducteurs électriques pour le bus et deux conducteurs électriques pour l'alimentation; - l'organe effecteur est commandé par l'intermédiaire d'un moyen du type électrovanne, moteur électrique ou électroaimant; - dispositif est mis en oeuvre dans une machine agricole ou de travaux publics.

présente invention concerne également système comportant au moins un pupitre de commande permettant de commander par l'intermédiaire d'un bus au moins organe effecteur une machine mobile.

Selon l'invention de système, il est mis en ceuvre moins deux dispositifs selon l'une quelconque des caractéristiques isolées combinées précédentes, les dispositifs étant reliés par le bus informatique, au moins un premier dispositif étant configuré à type d'interface utilisateur, une partie des signaux provenant d'organes de saisie et, éventuellement, une autre partie des signaux etant transmise à des organes de visualisation, et, au moins un second dispositif étant configuré pour contrôler et/ou commander un organe effecteur.

Chacun des organes effecteurs comportant son propre dispositif de contrôle, le coût est réduit et la maintenance simplifiée. L'utilisateur final par la simple vision d'un voyant peut s'assurer du fonctionnement normal ou de la défaillance d'un dispositif du système. Chacun des dispositifs étant programmable, un système d'une très grande souplesse de mise en oeuvre peut être réalisé par programmation spécifique de chacun des dispositifs. L'opérateur peut suivre le fonctionnement des organes sur son pupitre et assurer le rétrocontrôle, le dispositif de contrôle de l'organe renvoyant des informations vers le dispositif associé au pupitre, et/ou le dispositif de contrôle de l'organe assurant lui même un retrocontrôle local, les signaux étant des sorties et des entrées vers et en provenance de l'organe effecteur. Ainsi, un dispositif genérique, peut être mis en oeuvre dans des systèmes de structure différente et sur des matériels différents selon des modes plus ou moins évolués. Enfin, la forme particulière du dispositif, sensiblement cylindrique, sa résistance mécanique et son étanchéité permettent une utilisation dans des milieux extrêmement agressifs.

La presente invention sera illustrée par l'exemple qui suit de mise en oeuvre où la Figure 1 représente un dispositif de controle. Sur Figure 1, le dispositif 1 de contrôle est constitué d'un circuit 7 électronique comportant un microprocesseur, la mémoire, contrôleur de bus et des entrées/sorties. Le microprocesseur comporte de préférence de la memoire programmable, par exemple du type électriquement effaçable et reprogrammable afin de pouvoir stocker un programme par l'intermédiaire du bus informatique sur lequel il est connecté. Le circuit 7 électronique est disposé dans un tube 2 constitue d'un segment tuyau en cuivre. A une première extrémité du tube 2, le circuit 7 reçoit deux câbles 4 et 5 de bus comportant chacun deux conducteurs électriques de bus 12, 13 et deux conducteurs électriques d'alimentation 10 et 11. Le bus mis en oeuvre dans cet exemple réalisation étant du type linéaire ou en boucle, deux câbles 4 et 5 de bus sont nécessaires afin d'assurer la continuité de la ligne ou de la boucle. Des connecteurs 14 et 15 de bus terminent les câbles 4 et 5. Les conducteurs électriques d'alimentation des câbles 4 et 5 correspondant à la masse 11 sont réunis en un point unique 9 et par exemple par soudure sur le tuyau de cuivre formant tube 2. Les fils 6 de signaux en relation avec les entrées/sorties du dispositif sont disposés à la seconde extrémité du tube 2. Les fils 6 de signaux se terminent par un connecteur 16 pour liaison avec un organe effecteur par l'intermédiaire, par exemple, d'une électrovanne ou un moteur et/ou pour liaison avec une interface utilisateur, par exemple, un pupitre de commande comportant des organes de saisie, interrupteurs, clavier ou autres et, dans un mode évolué de mise en oeuvre, des organes visualisation, voyants, diodes électroluminescentes, afficheurs ou autres. A une des extrémités du tube 2 est disposé un voyant, une diode électroluminescente 8, qui est normalement illuminee lorsque le dispositif fonctionne nominalement. Lorsque le dispositif présente un défaut, que le défaut soit interne au circuit 7 et/ou lié à un problème d'alimentation et/ou de et/ou d'organe, la diode électroluminescente 8 est éteinte et l'utilisateur peut immédiatement déterminer quel est le dispositif en défaut. La diode électroluminescente peut être bicolore permettant ainsi de coder l'état de fonctionnement du dispositif, par exemple, vert au repos, rouge lorsque l'organe est actionné et éteinte lorsque le dispositif et/ou le bus et/ou l'alimentation et/ou l'organe est/sont en défaut. La maintenance et la réparation d'un système comportant un tel dispositif sont donc considérablement simplifiées.

L'ensemble du tube 2 et des parties adjacentes des câbles 4 et 5 de bus ainsi que des fils 6 de signaux sont recouverts par une gaine thermorétractable 3 qui, de préférence, comporte intérieurement une colle thermofusible. Lors du chauffage de la gaine 3, cette dernière se rétracte en épousant parfaitement la forme du tube 2 ainsi que des câbles 4 et 5 et des fils 6 de signaux. Par ailleurs, lors du chauffage, la colle thermofusible se liquéfie et imprègne le tube 2, câbles 4 et 5 ainsi que les fils 6 de signaux. Après refroidissement et solidification de la colle, le dispositif 1 est rendu totalement étanche. La gaine 3 étant translucide ou transparente, diode électroluminescente 8 est parfaitement visible à l'extrémité du tube 2.

Dans un système comportant plusieurs dispositifs 1 reliés entre eux par un bus, certains dispositifs peuvent être configurés comme interfaces utilisateurs dans un ou plusieurs pupitres de commande tandis que d'autres dispositifs disposés également le long du bus commun peuvent être configurés pour commander des organes effecteurs et par exemple des électrovannes. Ces derniers dispositifs peuvent être programmés pour être de simples effecteurs, recevant et exécutant les ordres provenant du/des pupitres et/ou ils peuvent renvoyer des informations vers d'autres dispositifs dont celui/ceux du/des pupitres, et/ou ils peuvent encore effectuer un contrôle interne, des informations de positionnement de l'organe effecteur pouvant être reçues sur les fils des entrées/sorties ou en provenance d'un autre dispositif par l'intermédiaire du bus. Les contrôles peuvent donc être répartis dans n'importe quel dispositif placé sur le bus, le contrôle d'un organe commandé par un dispositif x pouvant être effectué par un autre dispositif y. Chacun des modules possédant des moyens de calcul et de contrôle, les activités peuvent être réparties entre les divers modules, les données utiles s'échangeant le long du bus et la commande finale étant reçue par le dispositif lié à l'organe effecteur ou l'interface utilisateur correspondante.

Claims (10)

<U>REVENDICATIONS</U>

1. Dispositif (1) contrôle sur bus informatique pour machine mobile, ledit dispositif étant constitué d'un circuit électronique (7) programmable comportant un microprocesseur, de la mémoire, un contrôleur de bus, au moins une entrée/sortie pour des signaux, ladite entree/sortie pouvant être reliée à une interface utilisateur ou à un organe effecteur, caractérisé en ce que circuit est disposé dans un tube (2) à deux extrémités, ledit tube recevant à une première extrémité le bus sous forme d'au moins câble de bus (4,5) et à une seconde extrémité les signaux sous forme d'au moins deux fils (6), le câble de bus véhiculant egalement l'alimentation électrique dudit dispositif et des effecteurs le tube étant constitué d'un segment de tuyau de cuivre formant boîtier et blindage électromagnétique, ledit tuyau et au moins une partie adjacente du câble et des fils étant recouverts d'une gaine thermorétractable (3) assurant l'étanchéité après chauffage et rétractation.

2. Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que la gaine comporte intérieurement une colle thermofusible.

3. Dispositif selon revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la gaine thermorétractable est translucide ou transparente, le circuit comportant en outre un voyant (8) disposé à une des deux extrémités du tube, ledit voyant étant illuminé lors du fonctionnement nominal dudit circuit et éteint en cas de fonctionnement anormal ou de non fonctionnement.

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le circuit (7) est programmable par l'intermédiaire du câble de bus (4,5).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le câble se termine par un connecteur de bus (14,15) et les fils se terminent par un connecteur de signal (16).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le bus a une topologie linéaire ou en boucle et le tube reçoit à sa première extrémité le bus sous forme de deux câbles de bus (4,5), chacun des câbles étant destiné à être relié au bus afin d'assurer sa continuité.

7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le câble comporte deux conducteurs électriques (12,13) pour le bus et deux conducteurs électriques (10,11) pour l'alimentation.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe effecteur est commandé par l'intermédiaire d'un moyen du type electrovanne, moteur électrique ou électroaimant.

9. Dispositif selon la revendication 8 caractérise en ce qu'il mis en oeuvre dans une machine agricole ou de travaux publics.

10. Système comportant au moins un pupitre commande permettant de commander par l'intermédiaire d'un bus au moins un organe effecteur sur une machine mobile caractérisé en ce qu'il en oeuvre au moins deux dispositifs selon l'une quelconque des revendications précédentes, dispositifs étant reliés par le bus informatique, moins un premier dispositif étant configuré à type d'interface utilisateur, une partie des signaux provenant d'organes de saisie éventuellement, une autre partie des signaux étant transmise à des organes de visualisation, et, au moins un second dispositif étant configuré pour contrôler et/ou commander un organe effecteur.