BE1019827A3

BE1019827A3 - MULTI-MODE CONTROL SYSTEM FOR RECTANGULAR BALER PRESS AND RELATED METHOD.

Info

Publication number: BE1019827A3
Application number: BE2011/0105A
Authority: BE
Inventors: Robrecht Dumarey; Didier O M Verhaeghe
Original assignee: Cnh Belgium Nv
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2013-01-08

Abstract

Door een combinatie te maken van de eerste, tweede en derde controlesignalen om het finale controlesignaal te bekomen, en gewichten toe te kennen aan de controlesignalen, kunnen controlestrategieën gemengd worden, daarmee talrijke alternatieven aanreikend om om te gaan met omstandigheden waar de keuzemogelijkheden van controle systemen uit de stand van de techniek tekort schieten.By combining the first, second and third control signals to obtain the final control signal, and assigning weights to the control signals, control strategies can be mixed, thus offering numerous alternatives to deal with circumstances where the options of control systems are available. fall short of the state of the art.

Description

Multi-mode controle systeem voor rechthoekige balenpers en gerelateerde methode. Toepassingsgebied van de uitvindingMulti-mode control system for rectangular baler and related method. Field of application of the invention

Deze uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een balenpers voor het maken van rechthoekige balen van landbouwgewassen. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een multi-mode controle systeem om balen met een gecontroleerde densiteit te produceren, bijvoorbeeld balen met een in wezen constante densiteit, en op een gerelateerde regelmethode voor de densiteit.This invention relates generally to a baler for making rectangular bales of agricultural crops. More specifically, the present invention relates to a multi-mode control system for producing bales with a controlled density, for example bales with a substantially constant density, and to a related density control method.

Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION

Een landbouw balenpers is een voortgesleepte machine (PTM - pulled type machine) die in de landbouw gebruikt wordt voor het maken van balen van (gewoonlijk) stro of andere biomassa zoals hooi, kuilvoeder of gelijkaardige gewassen geproduceerd tijdens een oogst- of maaibewerking.An agricultural baler is a towed machine (PTM - pulled type machine) that is used in agriculture to make bales of (usually) straw or other biomass such as hay, silage or similar crops produced during a harvest or mowing operation.

Volgens de stand van de techniek bestaan er diverse ontwerpen van balenpersen. Een gemeenschappelijk kenmerk van vrijwel alle balenpersen is dat ze achter landbouwvoertuigen, zoals trekkers, gesleept worden. Een balenpers bevat een toevoermechanisme waarlangs biomassa in het binnenste van de balenpers wordt opgenomen en samengedrukt wordt of op een andere wijze behandeld wordt om balen te vormen. De voltooide balen worden ingebonden met een touw zodat ze vast zijn en niet uiteenvallen en worden uitgeworpen via een uitwerpgoot, gewoonlijk aan de achterkant van de balenpersmachine zodat ze op de grond vallen of gelegd worden achter de trekkeren balenpers-combinatie naarmate deze voorwaarts beweegt langs een geoogst veld.According to the state of the art, there are various designs of balers. A common characteristic of almost all balers is that they are towed behind agricultural vehicles, such as tractors. A baler contains a feed mechanism along which biomass is received in the interior of the baler and is compressed or treated in another way to form bales. The finished bales are tied with a rope so that they are firm and do not disintegrate and are ejected via an ejector gutter, usually at the rear of the baler so that they fall to the ground or are laid behind the trailing baler combination as it moves forward along a harvested field.

In de jaren 1970 en '80 werden zogenaamde ronde balenpersen ontwikkeld. Deze produceren grote cilindrische balen. Hoewel er jaarlijks nog altijd veel ronde balenpersen verkocht worden en er nog veel meer in gebruik zijn, werd in veel gebieden hun populariteit aangetast door "rechthoekige" of "vierkante" balenpersen. Zulke balenpersen produceren balen met een rechthoekig parallellepipedumprofiel die een aantal voordelen bezitten ten opzichte van "ronde” balen.Round balers were developed in the 1970s and 80s. These produce large cylindrical bales. Although many round balers are still being sold every year and many more are in use, their popularity has been affected in many areas by "rectangular" or "square" balers. Such balers produce bales with a rectangular parallelepiped profile that have a number of advantages over "round" bales.

De behandeling van rechthoekige balen is praktischer en veiliger. Bovendien, ten gevolge van het rechthoekig parallellepipedumprofiel van rechthoekige balen, zijn ze relatief gemakkelijk te transporteren en te stapelen om ze tijdelijk of langdurig op te slaan in stabiele structuren, op het veld of op het erf. Rechthoekige balen kunnen geproduceerd worden met een hoge densiteit. Bij het gebruik kunnen rechthoekige balen ook gemakkelijk uitgespreid worden aangezien ze uit een aantal plakken gevormd zijn.The handling of rectangular bales is more practical and safer. In addition, due to the rectangular parallelepiped profile of rectangular bales, they are relatively easy to transport and stack to store them temporarily or long-term in stable structures, in the field or in the yard. Rectangular bales can be produced with a high density. In use, rectangular bales can also be easily spread out as they are formed from a number of slices.

Het is een significant voordeel van rechthoekige balenpersen over ronde balenpersen dat het mogelijk is om in sommige gevallen tijdens het vormen van de baal de kenmerken van een rechthoekige baal aan te passen.It is a significant advantage of rectangular balers over round balers that it is possible in some cases to adjust the characteristics of a rectangular bale while forming the bale.

Dit is belangrijk omdat stro of andere in balen gevormde biomassa een economisch waardevol gewas is. Heel dikwijls wordt de waarde van stro in balen bepaald op basis van het gewicht van elke door de werking van de balenpers geproduceerde baal. Het kan heel belangrijk zijn om de densiteit van de biomassa in de baal te regelen om er zo voor te zorgen dat de gewichten van de balen in grote mate constant blijven tijdens de verplaatsing van een balenpers vanaf een deel van het veld naar een ander deel. Wegens de plaatselijke schommelingen in de kenmerken (vooral de vochtigheid) van het in de balenpers opgenomen stro kan het echter gebeuren dat de densiteit van de baal tijdens de baalvorming frequent of zelfs constant moet worden aangepast om de doelstelling van een consistente baalmassa te kunnen verwezenlijken.This is important because straw or other biomass formed in bales is an economically valuable crop. Very often the value of straw in bales is determined on the basis of the weight of each bale produced by the operation of the baler. It can be very important to control the density of the biomass in the bale in order to ensure that the weights of the bales remain largely constant during the movement of a baler from one part of the field to another part. However, due to the local fluctuations in the characteristics (especially the humidity) of the straw contained in the baler, it may happen that the density of the bale during baling must be adjusted frequently or even constantly in order to achieve the objective of a consistent bale mass.

In een rechthoekige balenpers is het mogelijk om de densiteit van de balen in te stellen doordat de balenpers een balenkamer bevat die in wezen het profiel heeft van een rechthoekig parallellepipedum. In de sector zijn constructies van balenkamers met één of meerdere beweegbare zijwanden bekend. De posities van de zijwanden kunnen aangepast worden om het volume van de balenkamer te veranderen en daarbij de baal in mindere of meerdere mate tijdens de vorming ervan samen te drukken. Als, zoals gewoonlijk het geval is in een balenpers, elke toegevoerde lading biomassa in wezen een constant volume heeft, zal het verminderen van het volume van de balenkamer op deze manier dan ook leiden tot de vorming van balen met hogere densiteit, en omgekeerd. Dit biedt op zijn beurt een mogelijkheid om de densiteiten van de gevormd balen te regelen.In a rectangular baler it is possible to adjust the density of the bales because the baler contains a baling chamber which essentially has the profile of a rectangular parallelepiped. Constructions of bale chambers with one or more movable side walls are known in the sector. The positions of the side walls can be adjusted to change the volume of the bale chamber and thereby compress the bale to a greater or lesser extent during its formation. If, as is usually the case in a baling press, each supplied batch of biomass has essentially a constant volume, reducing the volume of the bale chamber in this way will also lead to the formation of higher density bales, and vice versa. This in turn offers an opportunity to control the densities of the bales formed.

Meer gedetailleerd, elke lading die toegevoerd wordt aan de balenkamer wordt aan de ingang ervan niet of relatief weinig samengedrukt. Ze wordt doorheen de balenkamer verplaatst door slagen van een plunjer die volgens de lengteas heen en weer beweegt onder invloed van een eraan bevestigde arm die op zijn beurt aangedreven wordt door een kniehefboom die aangebracht is aan een draaiend element. Elke slag van de plunjer drukt daartoe een hoeveelheid biomassa samen tegen de eerder in de balenkamer beschikbare biomassa. Als gevolg daarvan neemt de densiteit van de gevormde baal toe wanneer het volume waarin de biomassa "geveegd" wordt vermindert ten gevolge van aanpassingen van de positie van de zijwanden van de kamer "stroomafwaarts" van het verste punt dat bereikt wordt door de plunjer tijdens zijn beweging.In more detail, each load that is supplied to the bale chamber is not compressed or relatively little compressed at its entrance. It is moved through the bale chamber by strokes of a plunger that moves back and forth along the longitudinal axis under the influence of an arm attached thereto which in turn is driven by a knee lever mounted on a rotating element. For this purpose, each stroke of the plunger compresses a quantity of biomass against the biomass previously available in the bale chamber. As a result, the density of the bale formed increases as the volume in which the biomass is "swept" decreases due to adjustments in the position of the side walls of the chamber "downstream" from the furthest point reached by the plunger during its movement.

De afmetingen van rechthoekige balen liggen echter in grote mate vast; ten eerste wegens de dwarsdoorsnede van de balenkamer en ten tweede doordat de balenpers de biomassa in balen vormt met identieke lengte die uitgeworpen worden via de uitloop als in wezen identieke individuele balen.However, the dimensions of rectangular bales are largely fixed; firstly because of the cross-section of the bale chamber and secondly because the baler forms the biomass into bales of identical length that are ejected via the spout as essentially identical individual bales.

Een voorbeeld van een aanpasbare zijwand van een balenkamer is weergegeven in US4,037,528. Deze openbaarmaking beschrijft zijwanden die beweegbaar zijn onder de invloed van kamvormige armen die in rotatie worden gebracht door hieraan bevestigde hydraulische sledes. De opstelling definieert een paar kruishoofden die elk één van de zijwanden bevatten. Werking van de geassocieerde slede veroorzaakt bijgevolg een binnen- of buitenwaartse beweging van de zijwand, relatief ten opzichte van het binnenste van de balenkamer, en dus op gelijkmatige wijze een uniforme aanpassing van het kamervolume over een deel van haar lengte.An example of an adjustable side wall of a bale chamber is shown in US4,037,528. This disclosure describes side walls that are movable under the influence of comb-shaped arms that are rotated by hydraulic slides attached thereto. The arrangement defines a pair of crossheads that each contain one of the side walls. Operation of the associated carriage therefore causes an inward or outward movement of the side wall relative to the interior of the bale chamber, and thus uniformly adjusts the chamber volume over a part of its length.

Een meer moderne vorm om de baaldensiteit aan te passen die geschikt is om gebruikt te worden in een rechthoekige balenpers is weergegeven in EP0655190.A more modern shape for adjusting the bale density that is suitable for use in a rectangular baler is shown in EP0655190.

De mogelijkheid om de baaldensiteit aan te passen is waarschijnlijk het meest bruikbaar wanneer de balenpers kan aangestuurd worden in een feedback controle mode met als doel te bepalen of de effectief gerealiseerde baaldensiteit overeenkomt met een richtwaarde voor de baaldensiteit.The ability to adjust the bale density is probably the most useful when the baler can be controlled in a feedback control mode with the aim of determining whether the bale density actually achieved corresponds to a bale density guide value.

US2,796,825 maakt een hydraulisch controle systeem voor een rechthoekige balenpers publiek, waarbij de balenpers in een gewichtsgestuurde controle mode kan aangestuurd worden. In de rechthoekige balenpers van US2,796,825 wordt een uitgangswaarde door een weegplatform in de uitwerpgoot gegenereerd onder de vorm van een hydraulische puls, die gebruikt wordt als een invoercommando voor een plunjer die de positie van de zijwanden in een balenkamer verstelt. In de balenpers van US2,796,825 worden bijgevolg gewichtsmetingen van de balen gebruikt om de baaldensiteit aan te passen.US2,796,825 discloses a hydraulic control system for a rectangular baler, whereby the baler can be controlled in a weight-controlled control mode. In the rectangular baler of US 2,796,825, a starting value is generated by a weighing platform in the ejection trough in the form of a hydraulic pulse, which is used as an input command for a plunger that adjusts the position of the side walls in a bale chamber. Consequently, in the baler of US 2,796,825, weight measurements of the bales are used to adjust the bale density.

Een ernstig nadeel van de inrichting zoals publiek gemaakt in US2,796,825 is echter dat het weergegeven weegplatform enkel een signaal genereert wanneer een afgewerkte baal zich er stationair op bevindt. Aangezien het tenminste 30 seconden, en vaak meer, tot 120 seconden, duurt om een baal te vormen in een rechthoekige balenpers zelfs met bescheiden afmetingen is de responsfrequentie van het systeem zoals weergegeven in US2,796,825 niet beter dan 0,033 Hz, en typisch significant lager dan deze waarde.A serious disadvantage of the device as disclosed in US 2,796,825, however, is that the displayed weighing platform only generates a signal when a finished bale is stationary on it. Since it takes at least 30 seconds, and often more, up to 120 seconds, to form a bale in a rectangular baler even with modest dimensions, the response frequency of the system as shown in US 2,796,825 is no better than 0.033 Hz, and typically significantly lower then this value.

Een trekker die een balenpers over een geoogst veld trekt kan bij het rijden over zwaden echter een snelheid van mogelijk wel 15 km/u bereiken. Daardoor zal de trekker/balenpers combinatie ten minste 200 meter afleggen tijdens de tijd die nodig is om één enkele baal te vormen. De kenmerken van bv. afgesneden stro gelegen op een veld kunnen anderzijds aanzienlijk veranderen over een afstand van 1 meter of minder. De signalen m.b.t. het baalgewicht die opgewekt worden met behulp van het toestel uit US2,796,825, die bv. één keer per 50 seconden worden geactualiseerd, zijn waarschijnlijk niet erg geschikt om met zulke variaties rekening te houden.However, a tractor pulling a baler over a harvested field can reach a speed of up to 15 km / h when driving over windrows. As a result, the tractor / baler combination will travel at least 200 meters during the time required to form a single bale. On the other hand, the characteristics of, for example, cut straw on a field can change considerably over a distance of 1 meter or less. The bale weight signals generated with the aid of the US Pat. No. 2,796,825, which are updated, for example, once every 50 seconds, are probably not very suitable for taking such variations into account.

Een andere manier om de densiteit van balen gevormd door een rechthoekige balenpers te controleren, is publiek gemaakt in de simultaan aanhangige aanvrage BE2010/0081. De balenpers heeft een balenkamer waarvan een gedeelte van de afmetingen verstelbaar zijn onder invloed van tenminste één aandrijfmechanisme die gekoppeld is met een hydraulische regelkring. De balenpers omvat voorts een stuureenheid die toelaat om de balenpers in een feedback densiteitscontrole mode in werking te brengen. De controle mode van de beschreven balenpers omvat drie genestelde controlelussen, waarbij de lusfrequentie van de middelste controlelus hoger is dan de lusfrequentie van de buitenste controlelus en lager dan de lusfrequentie van de binnenste controlelus. De binnenste controlelus is een drukgestuurde lus die een richtwaarde voor de druk in de hydraulische regelkring van de balenpers vergelijkt met een opgemeten waarde ervan. De middelste lus is een krachtgestuurde lus die een richtwaarde voor de kracht uitgeoefend door de plunjer van de balenpers vergelijkt met een opgemeten waarde ervan. De buitenste lus is een gewichtsgestuurde lus die een richtwaarde van het gewicht van een individuele baal vergelijkt met het gemeten gewicht van een afgewerkte baal. Het beschreven controle systeem is een controle systeem met een hoge frequentie dat de nauwkeurigheid van het gewicht van de afgewerkte baal doet toenemen en automatisch rekening houdt met variaties op de parameters van de biomassa tijdens de vorming van balen.Another way to check the density of bales formed by a rectangular baler has been made public in the simultaneous application BE2010 / 0081. The baler has a bale chamber of which a part of the dimensions are adjustable under the influence of at least one drive mechanism which is coupled to a hydraulic control circuit. The baler further comprises a control unit that allows the baler to be operated in a feedback density control mode. The control mode of the baler described comprises three nested control loops, the loop frequency of the middle control loop being higher than the loop frequency of the outer control loop and lower than the loop frequency of the inner control loop. The inner control loop is a pressure-controlled loop that compares a guide value for the pressure in the hydraulic baler control circuit with a measured value thereof. The middle loop is a force-controlled loop that compares a guide value for the force exerted by the baler plunger with a measured value thereof. The outer loop is a weight-controlled loop that compares a guide value of the weight of an individual bale with the measured weight of a finished bale. The described control system is a high-frequency control system that increases the accuracy of the weight of the finished bale and automatically takes into account variations in the parameters of the biomass during the formation of bales.

In de stand van de techniek zijn verscheidene andere manieren gekend om de densiteit van balen gecreëerd door een rechthoekige balenpers te controleren. Vaak is de balenpers operationeel in verscheidene controle modes, bijvoorbeeld in een gewichtsgestuurde controle mode en in een drukgestuurde controle mode. In de gekende methodes die behoren tot de stand van de techniek kan de operator echter slechts één controle mode selecteren, terwijl, afhankelijk van de omstandigheden, geen enkele van deze modes op zich noodzakelijkerwijs ideaal is.Various other ways are known in the art to control the density of bales created by a rectangular baler. Often the baler is operational in various control modes, for example in a weight-controlled control mode and in a pressure-controlled control mode. However, in the prior art methods known to the art, the operator can only select one control mode, while, depending on the circumstances, none of these modes per se is necessarily ideal.

Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention

Het is een doelstelling van uitvoeringsvormen overeenkomstig de onderhavige uitvinding om een goed controle systeem te voorzien waarin de verschillende controle modes van de balenpers kunnen gemixt worden, waarbij nagenoeg oneindig veel mogelijkheden aangeboden worden om het densiteitscontrole logica aan te passen afhankelijk van specifieke omstandigheden.It is an object of embodiments according to the present invention to provide a good control system in which the different control modes of the baler can be mixed, offering virtually infinite possibilities for adapting the density control logic depending on specific circumstances.

De bovenstaande doelstelling wordt verwezenlijkt door een methode en een apparaat overeenkomstig de onderhavige uitvinding.The above object is achieved by a method and an apparatus according to the present invention.

Specifieke en voorkeursdragende aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de aangehechte onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals aangewezen en niet enkel zoals uitdrukkelijk in de conclusies naar voor gebracht.Specific and preferred aspects of the invention are included in the appended independent and dependent claims. Features of the dependent claims can be combined with features of the independent claims and with features of other dependent claims as appropriate and not merely as explicitly stated in the claims.

Volgens een eerste aspect voorziet de onderhavige uitvinding in een rechthoekige balenpers die een biomassatoevoer omvat die verbonden is met een balenkamer, een plunjer die heen en weer kan bewegen in de balenkamer om biomassa die aan de balenkamer wordt toegevoerd via de biomassatoevoer samen te drukken om er balen van te vormen en een baaluitworp, waarbij de afmetingen van een deel van het binnenste van de balenkamer verstelbaar zijn onder invloed van tenminste één aandrijfmechanisme waarvan de bekrachtiging regelbaar is, en een stuureenheid om de bekrachtiging van de tenminste één aandrijfmechanisme te controleren. De stuureenheid is aangepast om ten minste een eerste controlesignaal te genereren in overeenstemming met een drukgestuurde mode van de balenpers, een tweede controlesignaal in overeenstemming met een krachtgestuurde mode van de balenpers, en een derde controlesignaal in overeenstemming met een gewichtsgestuurde mode van de balenpers. De drukgestuurde mode is aangepast om een gemeten drukwaarde van een druksensor te gebruiken om een eerste controlesignaal te genereren, de krachtgestuurde mode is aangepast om een gemeten krachtwaarde van een krachtsensor te gebruiken om een tweede controlesignaal te genereren, en de gewichtsgestuurde mode is aangepast om een gemeten gewichtswaarde van een gewichtssensor te gebruiken om een derde controlesignaal te genereren. De rechthoekige balenpers wordt gekarakteriseerd door het feit dat de stuureenheid aangepast is om een finaal controlesignaal te genereren uit op zijn minst het eerste controlesignaal en een gewichtsfactor daarmee geassocieerd, het tweede controlesignaal en een gewichtsfactor daarmee geassocieerd en het derde controlesignaal en een gewichtsfactor daarmee geassocieerd, waarbij het finaal controlesignaal gebruikt wordt om de bekrachtiging van de tenminste één aandrijfmechanisme van de rechthoekige balenpers te controleren. Door een combinatie te maken van het eerste, het tweede en het derde controlesignaal om een finaal controlesignaal te genereren, en door gewichten toe te kennen aan de controlesignalen, kunnen controle strategieën gemixt worden, waarbij ontelbare alternatieven aangeboden worden om om te gaan met situaties waarbij controle systemen gekozen uit de stand van de techniek tekort schieten.According to a first aspect, the present invention provides a rectangular baler comprising a biomass supply connected to a bale chamber, a plunger that can move back and forth in the bale chamber to compress biomass supplied to the bale chamber via the biomass feed to bales to be formed and a bale ejection, the dimensions of a part of the interior of the bale chamber being adjustable under the influence of at least one drive mechanism, the actuation of which can be controlled, and a control unit for controlling the excitation of the at least one drive mechanism. The control unit is adapted to generate at least a first control signal in accordance with a pressure-controlled mode of the baler, a second control signal in accordance with a force-controlled mode of the baler, and a third control signal in accordance with a weight-controlled mode of the baler. The pressure-controlled mode is adapted to use a measured pressure value from a pressure sensor to generate a first control signal, the force-controlled mode is adapted to use a measured force value from a force sensor to generate a second control signal, and the weight-controlled mode is adjusted to use a use the measured weight value of a weight sensor to generate a third control signal. The rectangular baler is characterized by the fact that the control unit is adapted to generate a final control signal from at least the first control signal and a weight factor associated with it, the second control signal and a weight factor associated with it and the third control signal and a weight factor associated with it, wherein the final control signal is used to control the excitation of the at least one drive mechanism of the rectangular baler. By combining the first, the second and the third control signal to generate a final control signal, and by assigning weights to the control signals, control strategies can be mixed, offering countless alternatives to deal with situations where control systems selected from the prior art fall short.

In een rechthoekige balenpers overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de monster frequentie van de druksensor hoger zijn de monster frequentie van de krachtsensor, en kan de monster frequentie van de krachtsensor hoger zijn dan de monster frequentie van de gewichtssensor. Doordat de sensoren verschillende monster frequenties hebben, verschaffen ze meetwaardes aan verschillende snelheden. Een hogere meetsnelheid ten gevolge van een hogere monster frequentie laat een snellere verandering van het corresponderende controlesignaal toe. Dit is in het bijzonder belangrijk voor balenpersen die een gewichtssysteem omvatten dat het gewicht van een afgewerkte baal opmeet, aangezien het gewicht enkel kan bepaald worden na het produceren van een volledige baal en er in veel gevallen voor controle doeleinden een gewogen gemiddelde van verscheidene balen nodig is om een betrouwbare waarde te bekomen.In a rectangular baler in accordance with embodiments of the present invention, the sampling frequency of the pressure sensor may be higher than the sampling frequency of the force sensor, and the sampling frequency of the force sensor may be higher than the sampling frequency of the weight sensor. Because the sensors have different sampling frequencies, they provide measurement values at different speeds. A higher measuring speed due to a higher sampling frequency allows a faster change of the corresponding control signal. This is particularly important for balers that include a weight system that measures the weight of a finished bale, since the weight can only be determined after producing a full bale and in many cases requires a weighted average of several bales for control purposes. is to obtain reliable value.

In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de stuureenheid aangepast worden om het finale controlesignaal te bepalen uit tenminste het eerste, het tweede en het derde controlesignaal en hun geassocieerde gewichtsfactoren, zodat de som van de geassocieerde gewichtsfactoren 100% is. De gewichtsfactoren kunnen bepaald worden door een instelling door de gebruiker. Wanneer een gebruiker bijvoorbeeld beslist om enkel in manuele mode te werken, kan de gewichtsfactor van het eerste controlesignaal op 100% gezet worden, en de gewichtsfactoren van het tweede en het derde signaal op 0%. In een gemixte mode uitvoering kunnen verschillende combinaties van het eerste, het tweede en/of het derde controlesignaal gemaakt worden.In embodiments of the present invention, the control unit may be adapted to determine the final control signal from at least the first, the second and the third control signal and their associated weight factors, so that the sum of the associated weight factors is 100%. The weight factors can be determined by a setting by the user. For example, when a user decides to work only in manual mode, the weight factor of the first control signal can be set to 100%, and the weight factors of the second and third signal to 0%. In a mixed mode embodiment, different combinations of the first, the second and / or the third control signal can be made.

De stuureenheid kan zo aangepast worden dat de gewichtsfactoren geassocieerd met de tenminste eerste, tweede en derde controlesignalen vast zijn tijdens de werking van de balenpers. Dit verschaft een vaste werkingsmode. Alternatief kan de stuureenheid zo aangepast worden dat de gewichtsfactoren geassocieerd met de tenminste eerste, tweede en derde controlesignalen variëren in de tijd tijdens de werking van de balenpers. Zo kan bijvoorbeeld een geleidelijke verschuiving van één controle systeem naar een ander bekomen worden. Bijvoorbeeld tijdens het opstarten met een lege balenkamer zou een drukgestuurde mode kunnen toegepast worden totdat de balenkamer met voldoende materiaal gevuld is. Wanneer voldoende materiaal aanwezig is om betrouwbare aflezingen mogelijk te maken op de krachtsensor kan een geleidelijke verschuiving naar een krachtgestuurde mode toegepast worden. Uiteindelijk, wanneer voldoende balen gewogen zijn om een betrouwbare gewichtsmeting te bekomen, kan een geleidelijke verschuiving naar een gewichtsgestuurde mode uitgevoerd worden.The control unit can be adjusted so that the weight factors associated with the at least first, second and third control signals are fixed during the operation of the baler. This provides a fixed operating mode. Alternatively, the control unit can be adjusted such that the weight factors associated with the at least first, second and third control signals vary with time during the operation of the baler. For example, a gradual shift from one control system to another can be achieved. For example during start-up with an empty bale chamber, a pressure-controlled mode could be applied until the bale chamber is filled with sufficient material. When sufficient material is present to enable reliable readings on the force sensor, a gradual shift to a force-controlled mode can be applied. Finally, when sufficient bales are weighed to achieve a reliable weight measurement, a gradual shift to a weight-controlled mode can be performed.

In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen een lusfrequentie van de drukgestuurde mode, een lusfrequentie van de krachtgestuurde mode en/of een lusfrequentie van een gewichtsgestuurde mode van elkaar verschillen. Dit betekent dat het eerste, het tweede en/of het derde controlesignaal kunnen gegenereerd worden bij verschillende frequenties.In embodiments of the present invention, a loop frequency of the pressure-controlled mode, a loop frequency of the force-controlled mode and / or a loop frequency of a weight-controlled mode may differ from each other. This means that the first, the second and / or the third control signal can be generated at different frequencies.

In een tweede aspect verschaft de onderhavige uitvinding een multi-mode controle systeem om de densiteit van balen gevormd door een rechthoekige balenpers te controleren. Het multi-mode controle systeem omvat een stuureenheid om een finaal controlesignaal te genereren om de bekrachtiging van tenminste één aandrijfmechanisme te controleren om de dimensies van een deel van het binnenste van de balenkamer aan te passen. De multi-mode stuureenheid wordt gekenmerkt door het feit dat de stuureenheid aangepast is om een finaal controlesignaal te bepalen uit tenminste een eerste controlesignaal gegeneerd in overeenstemming met een drukgestuurde mode van de balenpers en een gewichtsfactor daarmee geassocieerd, een tweede controlesignaal gegeneerd in overeenstemming met een krachtgestuurde mode van de balenpers en een gewichtsfactor daarmee geassocieerd, en een derde controlesignaal gegeneerd in overeenstemming met een gewichtsgestuurde mode van de balenpers en een gewichtsfactor daarmee geassocieerd, waarbij de drukgestuurde mode een gemeten drukwaarde van een druksensor gebruikt om het eerste controlesignaal te genereren, de krachtgestuurde mode een gemeten krachtwaarde van een krachtsensor gebruikt om het tweede controlesignaal te genereren, en de gewichtsgestuurde mode een gemeten gewichtswaarde van een gewichtssensor gebruikt om een derde controlesignaal te genereren.In a second aspect, the present invention provides a multi-mode control system to control the density of bales formed by a rectangular baler. The multi-mode control system comprises a control unit to generate a final control signal to control the actuation of at least one drive mechanism to adjust the dimensions of a portion of the interior of the bale chamber. The multi-mode control unit is characterized by the fact that the control unit is adapted to determine a final control signal from at least a first control signal generated in accordance with a pressure-controlled mode of the baler and a weight factor associated with it, a second control signal generated in accordance with a force-controlled mode of the baler and a weight factor associated with it, and a third control signal generated in accordance with a weight-controlled mode of the baler and a weight factor associated with it, wherein the pressure-controlled mode uses a measured pressure value of a pressure sensor to generate the first control signal, the force-controlled mode uses a measured force value from a force sensor to generate the second control signal, and the weight-controlled mode uses a measured weight value from a weight sensor to generate a third control signal.

In een multi-mode controle systeem overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de monster frequentie van de druksensor hoger zijn dan de monster frequentie van de krachtsensor, en kan de monster frequentie van de krachtsensor hoger zijn dan de monster frequentie van de gewichtssensor.In a multi-mode control system according to embodiments of the present invention, the sampling frequency of the pressure sensor may be higher than the sampling frequency of the force sensor, and the sampling frequency of the force sensor may be higher than the sampling frequency of the weight sensor.

In uitvoeringsvormen overeenkomstig de onderhavige uitvinding kan tenminste één van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode en de gewichtsgestuurde mode een enkelvoudige lus mode zijn. In bijzondere uitvoeringsvormen kan tenminste één van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode en de gewichtsgestuurde mode een set van genestelde controlelussen omvatten, waarbij de controlelus frequentie van de geneste controlelussen afneemt van de binnenste lus naar de buitenste lus toe.In embodiments according to the present invention, at least one of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode can be a single loop mode. In particular embodiments, at least one of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode may comprise a set of nested control loops, the control loop frequency of the nested control loops decreasing from the inner loop to the outer loop.

Het eerste controlesignaal kan gegenereerd worden door een richtwaarde voor de druk te vergelijken met een opgemeten drukwaarde, het tweede controlesignaal kan gegenereerd worden door een richtwaarde voor de kracht te vergelijken met een opgemeten krachtwaarde, en het derde controlesignaal kan gegenereerd worden door een richtwaarde voor het gewicht te vergelijken met een opgemeten gewichtswaarde.The first control signal can be generated by comparing a target pressure value with a measured pressure value, the second control signal can be generated by comparing a target pressure value with a measured force value, and the third control signal can be generated by a target value for the pressure compare weight with a measured weight value.

Overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de controlelus frequentie van tenminste één van de drukgestuurde mode, krachtgestuurde mode en gewichtsgestuurde mode verschillend zijn van deze van de andere controle modes.According to embodiments of the present invention, the control loop frequency of at least one of the pressure-controlled mode, force-controlled mode and weight-controlled mode may be different from that of the other control modes.

Overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen de monster frequenties van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode en de gewichtsgestuurde mode hetzelfde zijn.According to embodiments of the present invention, the sampling frequencies of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode can be the same.

In bijzondere uitvoeringsvormen kan de drukgestuurde mode een enkelvoudige lus mode zijn, kan de krachtgestuurde mode een drukgestuurde lus omvatten die genesteld is in een krachtgestuurde lus, waarbij de controlelus frequentie van de drukgestuurde lus hoger is dan de controlelus frequentie van de kracht gestuurde lus, en kan de gewichtsgestuurde mode een drukgestuurde lus omvatten die genesteld is in een krachtgestuurde lus die genesteld is in een gewichtsgestuurde lus, waarbij de controlelus frequentie van de drie genestelde controlelussen van de gewichtsgestuurde mode toeneemt van de binnenste lus naar de buitenste lus toe. De drukgestuurde lus van de krachtgestuurde mode en van de gewichtsgestuurde mode kunnen de gemeten drukwaarde van de druksensor gebruiken, waarbij de krachtgestuurde lus van de krachtgestuurde mode de gemeten krachtwaarde van de krachtsensor gebruikt.In particular embodiments, the pressure-controlled mode may be a single-loop mode, the force-controlled mode may include a pressure-controlled loop that is nestled in a force-controlled loop, the control loop frequency of the pressure-controlled loop being higher than the control-loop frequency of the force-controlled loop, and the weight-controlled mode may comprise a pressure-controlled loop that is nested in a force-controlled loop that is nested in a weight-controlled loop, wherein the control loop frequency of the three nested control-loops of the weight-controlled mode increases from the inner loop to the outer loop. The pressure-controlled loop of the force-controlled mode and of the weight-controlled mode can use the measured pressure value of the pressure sensor, the force-controlled loop of the force-controlled mode using the measured force value of the force sensor.

In een multi-mode controle systeem overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen de gewichtsfactoren vast zijn tijdens de werking van de balenpers. In alternatieve uitvoeringsvormen kunnen de gewichtsfactoren variëren tijdens de werking van de balenpers.In a multi-mode control system according to embodiments of the present invention, the weight factors may be fixed during the operation of the baler. In alternative embodiments, the weight factors may vary during the operation of the baler.

In bijzondere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan het uiteindelijke controlesignaal gegeneerd worden door onderstaande vergelijkingen te gebruiken:In particular embodiments of the present invention, the final control signal can be generated using the following equations:

In een derde aspect verschaft de onderhavige uitvinding een methode om de productie te controleren van balen met een constante densiteit door middel van een balenpers. De methode omvat onderstaande stappen: ten minste een eerste controlesignaal, een tweede controlesignaal en een derde controlesignaal genereren in overeenstemming met respectievelijk een drukgestuurde mode, een krachtgestuurde mode en een gewichtsgestuurde mode van de balenpers, een eerste gewichtsfactor toekennen aan het eerste controlesignaal, een tweede gewichtsfactor toekennen aan het tweede controlesignaal, en een derde gewichtsfactor toekennen aan het derde controlesignaal, een finaal controlesignaal bepalen uit het eerste, het tweede, en het derde controlesignaal en hun geassocieerde gewichten, het finaal controlesignaal gebruiken om de densiteit van de balen gecreëerd door de balenpers te controleren.In a third aspect, the present invention provides a method to control the production of bales with a constant density by means of a baler. The method comprises the following steps: generate at least a first control signal, a second control signal and a third control signal in accordance with a pressure-controlled mode, a force-controlled mode and a weight-controlled mode of the baling press respectively, assign a first weight factor to the first control signal, a second assign a weight factor to the second control signal, and assign a third weight factor to the third control signal, determine a final control signal from the first, the second, and the third control signal and their associated weights, use the final control signal to control the density of bales created by the baler to be checked.

Voor het samenvatten van de uitvinding en de bereikte voordelen ten opzicht van de stand van de techniek werden bepaalde doelstellingen en voordelen van de uitvinding hierboven beschreven. Het is uiteraard te begrijpen dat niet noodzakelijk al deze doelstellingen of voordelen kunnen bereikt worden door elke specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding. Dus, bijvoorbeeld, vakmensen zullen onderkennen dat de uitvinding kan worden belichaamd of uitgevoerd op een wijze die één voordeel of groep of voordelen zoals hierin aangebracht bereikt of optimaliseert, zonder daarbij noodzakelijk andere doelstellingen of voordelen te bereiken die hierin kunnen aangebracht of gesuggereerd zijn.To summarize the invention and the advantages achieved over the prior art, certain objects and advantages of the invention have been described above. It is, of course, understood that not all of these objectives or advantages can be achieved by any specific embodiment of the invention. Thus, for example, those skilled in the art will recognize that the invention may be embodied or embodied in a manner that achieves or optimizes one advantage or group or advantages as provided herein, without necessarily achieving other objectives or benefits that may be incorporated or suggested herein.

Korte beschrijving van de figuren FIG. 1 is een schematische, verticale doorsnede van een typische rechthoekige balenpers.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a schematic vertical section of a typical rectangular baler.

FIG. 2 toont meer in detail het gebied van de balenpers uit FIG. 1 waar de baal wordt uitgeworpen.FIG. 2 shows the baler area of FIG. 1 where the bale is ejected.

FIG. 3 is een schematische weergave van een hydraulische regelkring van een balenpers zoals weergegeven in FIGS. 1 en 2.FIG. 3 is a schematic representation of a hydraulic control circuit of a baler as shown in FIGS. 1 and 2.

FIG. 4 tot FIG. 8 zijn schematische weergaves van verscheidene mogelijke controle modes van een balenpers gebruikt in combinatie met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.FIG. 4 to FIG. 8 are schematic representations of various possible control modes of a baler used in combination with embodiments of the present invention.

FIG. 9 is een schematische weergave van een multi-mode controle systeem voor een rechthoekige balenpers overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, waarbij het multi-mode controle systeem drie verschillende controle modes omvat.FIG. 9 is a schematic representation of a multi-mode control system for a rectangular baler in accordance with embodiments of the present invention, wherein the multi-mode control system comprises three different control modes.

FIG. 10 illustreert een voorbeeld van de tijdsafhankelijkheid van de gewichtsfactoren X,Y en Z van een multi-mode controle systeem overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uivinding, dat bijvoorbeeld kan toegepast worden op een multi-mode controle systeem zoals geïllustreerd in FIG. 9.FIG. 10 illustrates an example of the time dependence of the weighting factors X, Y and Z of a multi-mode control system according to embodiments of the present invention, which can be applied, for example, to a multi-mode control system as illustrated in FIG. 9.

FIG. 11 illustreert een alternatief voorbeeld van de tijdsafhankelijkheid van de gewichtsfactoren X, Y en Z van een multi-mode controle systeem overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, waarbij de gewichtsfactoren X, Y en Z evolueren naar een niet-nul waarde na verloop van tijd.FIG. 11 illustrates an alternative example of the time dependence of the weight factors X, Y and Z of a multi-mode control system according to embodiments of the present invention, wherein the weight factors X, Y and Z evolve to a non-zero value over time.

De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal worden voorgesteld voor illustratieve doeleinden.The figures are only schematic and non-limiting. In the figures, the dimensions of some parts may be exaggerated and not represented to scale for illustrative purposes.

Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken.Reference numbers in the claims may not be interpreted to limit the scope of protection.

In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of gelijkaardige elementen.In the various figures, the same reference numbers refer to the same or similar elements.

Gedetailleerde beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormenDetailed description of illustrative embodiments

Met verwijzing naar de tekeningen, tonen FIG. 1 en FIG. 2 een landbouw balenpers 10 volgens de stand van de techniek die een chassis 12 omvat, dat aan de voorkant is uitgerust met een voorwaarts uitgestrekte dissel 14 met een koppelmiddel (niet getoond) om de balenpers 10 aan een trekker te koppelen. Een opname-inrichting 13 heft gewaszwaden op van het veld terwijl de balenpers 10 erover beweegt en deponeert dat materiaal in de voorkant van een naar achter en omhoog gekromd ladingvormend aanvoerwalskanaal 15. Het kanaal 15 communiceert aan de bovenzijde met een erboven voor- en achterwaarts uitstrekkende balenkamer 16 in dewelke ladingen van gewassen worden geladen door een cyclisch opererend vulkettingmechanisme 17. Een continu opererend aandrukmechanisme 19 onderaan de voorkant van het aanvoerwalskanaal 15 levert continu materiaal aan en drukt het continu samen in het kanaal 15 om zo ladingen van gewassen de interne configuratie van het kanaal 15 te laten aannemen voorafgaande de periodieke activatie van de vulketting 17 en insertie in de balenkamer 16. Het aanvoerwalskanaal 15 kan uitgerust zijn met middelen (niet getoond) om te bepalen of een volledige lading zich hierin gevormd heeft en om in reactie hierop het vulkettingmechanisme 17 te activeren. Iedere handeling van het vulkettingmechanisme 17 introduceert een lading of vlok ("flake") van gewassen van het kanaal 15 in de kamer 16.With reference to the drawings, FIG. 1 and FIG. 2 shows an agricultural baler 10 according to the state of the art which comprises a chassis 12, which is provided at the front with a forwardly extended drawbar 14 with a coupling means (not shown) for coupling the baler 10 to a tractor. A pick-up device 13 lifts crop swaths from the field as the baler 10 moves over it and deposits that material in front of a back-up and up-curved load-forming feed roll channel 15. The channel 15 communicates at the top with a forward and backwardly extending above it bale chamber 16 in which loadings of crops are loaded by a cyclically operating filling chain mechanism 17. A continuously operating pressure mechanism 19 at the bottom of the front of the feed roller channel 15 supplies material continuously and compresses it in the channel 15 so as to charge loads of crops to the internal configuration of having the channel 15 assume prior to the periodic activation of the filling chain 17 and insertion into the bale chamber 16. The feed roller channel 15 may be equipped with means (not shown) to determine whether a full load has formed therein and to respond to it fill chain mechanism 17. Each operation of the fill chain mechanism 17 introduces a load or flake of crops from the channel 15 into the chamber 16.

Een plunjer 62 beweegt in een voor- en achterwaartse richting binnen de balenkamer 16. De via het aanvoerwalskanaal 15 aangevoerde biomassa wordt daarbij samen gedrukt zodat balen worden gevormd bij de hierboven beschreven werking van inrichting 10. Een sensor 60 is geconfigureerd om de kracht uitgeoefend door de plunjer 62 in de balenkamer 16 te meten bij iedere voorwaartse slag van de plunjer, zoals bekend van bijvoorbeeld EP0655190. Rechthoekige balen worden gevormd en ingebonden in de balenkamer 16 op een gebruikelijke wijze, en de balen worden uitgeworpen vanuit de achterkant van de balenkamer 16 op een uitloop onder de vorm van een goot, algemeen aangeduid met 20.A plunger 62 moves in a forward and backward direction within the bale chamber 16. The biomass supplied via the feed roller channel 15 is thereby compressed so that bales are formed in the operation of device 10 described above. A sensor 60 is configured to control the force exerted by to measure the plunger 62 in the bale chamber 16 at every forward stroke of the plunger, as known from, for example, EP0655190. Rectangular bales are formed and bound in the bale chamber 16 in a conventional manner, and the bales are ejected from the rear of the bale chamber 16 onto a gutter-shaped spout, generally designated 20.

De uitwerpgoot 20 kan uitgevoerd zijn in twee gedeelten, met name een voorste gedeelte 22 dat gedraaid is rond een as 24 aan de achterzijde van het kader 12, en een achterste gedeelte 26 dat draaibaar is ten opzichte van het eerste gedeelte 22 rond een as 28. In de ongeladen positie, getoond in de figuren, zijn de balen-dragende oppervlakken van beide gedeelten 22 en 26 in één vlak gelegen en onder een kleine hoek ten opzichte van de horizontaal geïnclineerd, bijvoorbeeld een hoek van ongeveer 6° ten opzichte van de horizontale. Balen kunnen beschadigd raken wanneer men ze van een hoogte op de grond laat vallen, en het draaibare achterste gedeelte 26 heeft dan ook als doel om de balen zachter op de grond neer te laten.The ejection trough 20 can be designed in two parts, in particular a front part 22 which is rotated about an axis 24 at the rear of the frame 12, and a rear part 26 which is rotatable relative to the first part 22 about an axis 28 In the unloaded position shown in the figures, the bale-bearing surfaces of both portions 22 and 26 are in one plane and are inclined at a slight angle to the horizontal, e.g., an angle of about 6 ° to the horizontal. Bales can be damaged if they are dropped from a height on the ground, and the rotatable rear part 26 therefore has the purpose of softening the bales onto the ground.

Wanneer het gewicht van een baal rust op het achterste gedeelte 26 van de uitwerpgoot 20 draait deze in wijzerzin, zoals afgebeeld, om het loshangende eind dichter naar de grond te bewegen. Op deze wijze glijden de balen van het achterste gedeelte 26 af zonder enig risico dat de balen tuimelen.When the weight of a bale rests on the rear portion 26 of the ejection trough 20, it rotates clockwise, as shown, to move the loose end closer to the ground. In this way, the bales slide off the rear portion 26 without any risk of the bales tumbling.

Het achterste gedeelte 26 van de balengoot 20 wordt ondersteund, bijvoorbeeld aan iedere kant van de balenpers 10, door een trekmechanisme, zoals een kabel of een ketting 30, verbonden aan zijn andere zijde met een ellebooggewricht 32 tussen twee armen 34 en 36 die onderling verbonden zijn via een scharnierende verbinding. In de opgeheven positie van het achterste gedeelte 26, zoals getoond in bvb. FIG. 2, worden de twee armen 34 en 36 op een rechte lijn gehouden.The rear portion 26 of the bale gutter 20 is supported, for example on each side of the baler 10, by a pulling mechanism, such as a cable or a chain 30, connected on its other side with an elbow joint 32 between two arms 34 and 36 interconnected via a hinged connection. In the raised position of the rear portion 26, as shown in e.g. FIG. 2, the two arms 34 and 36 are held in a straight line.

Wanneer het achterste gedeelte 26 van de goot 20 zich in de beschreven geroteerde positie bevindt (dus wanneer de massa van een baal volledig steunt op het deel 26), dan wordt de achterkant van de baal (dus de kant gericht naar de balenkamer 16) opgeheven van het voorste gedeelte 22 van de goot en wordt nagenoeg zijn gehele gewicht gedragen door het achterste gedeelte 26 van de goot 20. Meetelementen, zoals de tenminste één meetwaarde-omzetter of tenminste één belastingsbalk of ten minste één weegcel 26c, in het achterste gedeelte 26 meten het gewicht van de baal dat rust op dit achterste gedeelte 26. Omdat de baal gekanteld is, is er een minimaal contact tussen de baal die gewogen wordt en de daaropvolgende baal, die deze eerste van de goot 20 afduwt. De combinatie van deze factoren verhoogt de nauwkeurigheid van het opgemeten gewichtssignaal, en dus de meetwaarde van het gewicht van de baal. Voorts is er voldoende tijd om de vereiste meting te verrichten omdat de baal gedragen blijft op de omschreven wijze vanaf het moment dat zijn zwaartepunt het punt gepasseerd is waar zijn gewicht voldoende is om het achterste gedeelte 26 in de geïnclineerde positie te kantelen, tot het moment wanneer de achterkant van de baal de grond raakt. Als meerdere metingen worden uitgevoerd, kan het filteren van elektronische signalen gebruikt worden om fouten, veroorzaakt door het op en neer schudden van de goot bij het voorttrekken van de balenpers 10 over ongelijkmatige grond, te minimaliseren.When the rear part 26 of the trough 20 is in the rotated position described (i.e. when the mass of a bale is completely supported by the part 26), the rear side of the bale (i.e. the side facing the bale chamber 16) is lifted of the front portion 22 of the trough and substantially its entire weight is carried by the rear portion 26 of the trough 20. Measuring elements, such as the at least one measured value converter or at least one load beam or at least one load cell 26c, in the rear portion 26 measure the weight of the bale resting on this rear portion 26. Because the bale is tilted, there is minimal contact between the bale that is weighed and the subsequent bale, which pushes this first from the trough 20. The combination of these factors increases the accuracy of the measured weight signal, and thus the measured value of the bale weight. Furthermore, there is sufficient time to perform the required measurement because the bale continues to be carried in the manner described from the moment that its center of gravity has passed the point where its weight is sufficient to tilt the rear portion 26 into the inclined position until the moment when the back of the bale touches the ground. If multiple measurements are made, the filtering of electronic signals can be used to minimize errors caused by shaking the gutter while pulling the baler 10 over uneven ground.

De afmetingen van een deel van het binnenste van de balenkamer 16 zijn verstelbaar. In het bijzonder, twee tegenover elkaar gelegen gedeelten van de zijwanden van de balenkamer 16 kunnen beweegbaar zijn onder de invloed van (in de getoonde uitvoeringsvorm) een paar hydraulische aandrijfmechanismes 18 dewelke sleden 72, 74 omvatten, die het best schematisch voorgesteld zijn in FIG. 3.The dimensions of a part of the interior of the bale chamber 16 are adjustable. In particular, two opposite portions of the side walls of the bale chamber 16 may be movable under the influence of (in the shown embodiment) a pair of hydraulic drive mechanisms 18, which include slides 72, 74, which are best schematically represented in FIG. 3.

Iedere slede 72, 74 omvat respectievelijk een uitgangsas 76, 78 die verbonden is met een zijwandgedeelte dat binnen- en buitenwaarts kan bewegen onder invloed van de sleden om de vormingsdruk op de biomassa tijdens de baalvorming te verhogen en te verlagen. Met deze middelen is het mogelijk om de densiteit van de gevormde balen aan te passen, door de biomassa in een gekozen mate samen te drukken tijdens de baalvorming.Each carriage 72, 74 includes an output shaft 76, 78, respectively, which is connected to a sidewall portion that can move inwardly and outwardly under the influence of the carriage to increase and decrease the formation pressure on the biomass during bale formation. With these means it is possible to adjust the density of the bales formed, by compressing the biomass to a selected degree during the baling.

De sleden 72, 74 kunnen verbonden zijn in een hydraulische schakelkring 40 (FIG. 3) ten behoeve van hun aansturing. Als een voorbeeld, hoewel de onderhavige uitvinding daartoe niet beperkt is, omvat de hydraulische schakelkring 40 voorgesteld in FIG. 3 een tank 42 met hydraulische vloeistof, bijvoorbeeld een olietank, een filter 44 om de hydraulische vloeistof te filteren, een pomp 46 om de hydraulische vloeistof vanuit de tank 42 doorheen de hydraulische schakelkring 40 te pompen, een instelbare begrenzingsklep om hydraulische vloeistof door te laten afhankelijk van het opgemeten signaal van een hydraulische drukopnemer 52, bv. een proportionele magneetklep 48, en een deflectieklep 50 die de stroming van de hydraulische vloeistof afbuigt om de sleden 72, 74 te activeren of te deactiveren. Elementen van de hydraulische schakelkring 40 vormen een lus, met een ingang 37 aan de tank 42 en een uitgang 38 naar de tank 42. De lus omvat de begrenzingsklep 48 om de druk van de hydraulische vloeistof in de lus te bepalen, en de deflectieklep 50 om te bepalen of de sleden 72, 74 al dan niet geactiveerd zijn. Eén configuratie voor de verbinding van bovenstaande elementen van de hydraulische schakelkring 40 is weergegeven als een voorbeeld in FIG. 3. Een hydraulische drukopnemer is schematisch voorgesteld als een manometer 52 in FIG. 3, maar in de praktijk kan de drukopnemer een bereik van mogelijke vormen aannemen.The carriages 72, 74 may be connected in a hydraulic switching circuit 40 (FIG. 3) for their control. As an example, although the present invention is not limited thereto, the hydraulic switching circuit 40 shown in FIG. 3 a tank 42 with hydraulic fluid, for example an oil tank, a filter 44 to filter the hydraulic fluid, a pump 46 to pump the hydraulic fluid from the tank 42 through the hydraulic switch circuit 40, an adjustable limiting valve to allow hydraulic fluid to pass through depending on the measured signal from a hydraulic pressure sensor 52, e.g., a proportional solenoid valve 48, and a deflection valve 50 that deflects the flow of the hydraulic fluid to activate or deactivate the carriages 72, 74. Elements of the hydraulic switching circuit 40 form a loop, with an input 37 to the tank 42 and an output 38 to the tank 42. The loop includes the limit valve 48 to determine the pressure of the hydraulic fluid in the loop, and the deflection valve 50 to determine whether the slides 72, 74 are activated or not. One configuration for the connection of the above elements of the hydraulic switching circuit 40 is shown as an example in FIG. 3. A hydraulic pressure sensor is schematically represented as a pressure gauge 52 in FIG. 3, but in practice the pressure sensor can take a range of possible forms.

Het is duidelijk dat door de instelling van de instelbare begrenzingsklep 48 te wijzigen de druk in de hydraulische schakelkring 40 ingesteld kan worden wanneer de deflectieklep 50 zich in een positie bevindt om de sleden 72, 74 te activeren, bv. zoals getoond in FIG. 3. Wanneer bijvoorbeeld de hydraulische sleden 72, 74 dienen gedeactiveerd te worden, bijvoorbeeld om een baal uit te werpen aan het einde van een taak, dan kan de deflectieklep 50 in bedrijf gesteld worden naar haar andere positie om de sleden 72, 74 te deactiveren om zo de beweegbare zijwanden te openen en de druk van de baal in de balenkamer 16 weg te nemen. Een optioneel kenmerk van de schakelkring 40 in FIG. 3 is een eenrichtingsklep 54 zoals getoond, die voorkomt dat hydraulische vloeistof terugvloeit in de tank 42.It is clear that by changing the setting of the adjustable limit valve 48, the pressure in the hydraulic switching circuit 40 can be adjusted when the deflection valve 50 is in a position to activate the slides 72, 74, e.g. as shown in FIG. 3. If, for example, the hydraulic carriages 72, 74 are to be deactivated, for example to eject a bale at the end of a job, the deflection valve 50 can be put into operation to its other position to deactivate the carriages 72, 74 so as to open the movable side walls and relieve the pressure from the bale in the bale chamber 16. An optional feature of the switching circuit 40 in FIG. 3 is a one-way valve 54 as shown, which prevents hydraulic fluid from flowing back into the tank 42.

De manometer 52 is onmiddellijk stroomafwaarts van de eenrichtingsklep 54 gelegen en is representatief voor een sensor of andere meetwaarde-omzetter bedoeld om een signaal te genereren dat indicatief is voor de druk in de regelkring 40.The pressure gauge 52 is located immediately downstream of the one-way valve 54 and is representative of a sensor or other measured-value converter intended to generate a signal indicative of the pressure in the control circuit 40.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is de balenpers 10 aangepast om de druk die inwerkt op de biomassa tijdens het vormen van een baal te controleren door middel van een combinatie van tenminste een gewichtsgestuurde mode, een krachtgestuurde mode en een drukgestuurde mode. Voor iedere controle mode wordt een pulsbreedte-gemoduleerde (PWM -Pulse Width Modulated) waarde gegenereerd door middel van een stuureenheid 58 die naar de proportionele magneetklep 48 kan gezonden worden om een gecontroleerde aanpassing van de druk in de hydraulische regelkring 40 van de balenpers 10 te bekomen.According to embodiments of the present invention, the baler 10 is adapted to control the pressure acting on the biomass during the formation of a bale by means of a combination of at least one weight-controlled mode, a force-controlled mode and a pressure-controlled mode. For each control mode, a pulse width-modulated (PWM-Pulse Width Modulated) value is generated by means of a control unit 58 which can be sent to the proportional solenoid valve 48 to make a controlled adjustment of the pressure in the hydraulic control circuit 40 of the baler 10. obtained.

FIG. 4 tot FIG. 8 illustreren schematisch verscheidene mogelijke controle modes van een rechthoekige balenpers 10 die in combinatie kunnen gebruikt worden volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De controle modes zijn geïllustreerd als blokdiagrammen van feedback systemen met gesloten lus. Voor iedere controle mode genereert de stuureenheid 58 een PWM uitvoerwaarde door een richtwaarde van een bedrijfsparameter van de balenpers te vergelijken met een meetwaarde zoals bekomen door een sensor van de balenpers.FIG. 4 to FIG. 8 schematically illustrate various possible control modes of a rectangular baler 10 that can be used in combination according to embodiments of the present invention. The control modes are illustrated as block diagrams of closed loop feedback systems. For each control mode, the control unit 58 generates a PWM output value by comparing a target value of an operating parameter of the baler with a measurement value as obtained by a sensor of the baler.

Een eerste uitvoeringsvorm van een drukgestuurde mode 100 van een balenpers 10 is geïllustreerd in FIG. 4. In de drukgestuurde mode 100 wordt een richtwaarde voor de druk TP, bijvoorbeeld een richtwaarde voor de druk in een hydraulische schakelkring 40 van de balenpers 10, vergeleken in de stuureenheid 58 met een opgemeten waarde van de druk MP, bijvoorbeeld met een opgemeten waarde MP van de druk in de hydraulische schakelkring 40 zoals voorgesteld door het uitvoersignaal van een druksensor PS. Dit kan bijvoorbeeld het uitvoersignaal zijn van manometer 52. Het verschilsignaal bekomen door deze vergelijking wordt dan omgezet naar een eerste PWM uitvoerwaarde PWM1 van de stuureenheid 58, dewelke aangeleverd kan worden aan de instelbare begrenzingsklep, bv. de proportionele magneetklep 48, van de hydraulische schakelkring 40. Dit kan leiden tot een gecontroleerde aanpassing van de hydraulische aandrijfmechanismes 18 om een feitelijke druk P te bekomen die zo dicht als mogelijk ligt bij, en bij voorkeur gelijk is aan, de richtwaarde voor de druk TP. Een feedback lus is voorzien om de druk P aan te passen in de hydraulische regelkring 40 zodanig dat deze gelijk gemaakt wordt aan de richtwaarde voor de druk TP. Bij voorkeur kan de frequentie waaraan de PWM1 waarde gegenereerd wordt in overeenstemming met de drukgestuurde mode 100 van de balenpers 10, dus de controlelus frequentie van de drukgestuurde mode 100, gekozen worden zodanig dat een regelmatige bijwerking van de druk in de hydraulische schakelkring 40 wordt bekomen. Bijvoorbeeld, de controlelus frequentie van de drukgestuurde mode kan zodanig gekozen worden dat de PWM uitvoerwaarde gegenereerd door de stuureenheid 58 bijgewerkt wordt met een frequentie van 5 Hz of hoger. Een controlelus frequentie van 5 Hz voorziet in een bijwerkresolutie van de densiteit van de baal van bij benadering één meter wanneer de balenpers 10 wordt voortgetrokken aan 15 km/u. Een dergelijke resolutie wordt gezien als voldoende hoog om veranderingen in kenmerken van de biomassa in rekening te brengen en om aanvaardbare controle over de baaldensiteit te bekomen, zonder complexe of dure verwerkingseenheden met zeer hoge frequentie te vereisen. Andere controlelus frequenties zijn echter mogelijk binnen het bereik van de uitvinding. De controlelus frequentie van de drukgestuurde mode 100 kan corresponderen met een bemonsteringsfrequentie van de druksensor PS.A first embodiment of a pressure controlled mode 100 of a baler 10 is illustrated in FIG. 4. In the pressure controlled mode 100, a set value for the pressure TP, for example a set value for the pressure in a hydraulic switching circuit 40 of the baler 10, is compared in the control unit 58 with a measured value of the pressure MP, for example with a measured value MP of the pressure in the hydraulic switching circuit 40 as represented by the output signal of a pressure sensor PS. This may be, for example, the output signal from pressure gauge 52. The difference signal obtained by this comparison is then converted to a first PWM output value PWM1 of the control unit 58, which can be supplied to the adjustable limit valve, e.g. the proportional solenoid valve 48, of the hydraulic switching circuit 40. This can lead to a controlled adjustment of the hydraulic drive mechanisms 18 in order to obtain an actual pressure P that is as close as possible to, and preferably equal to, the guide value for the pressure TP. A feedback loop is provided to adjust the pressure P in the hydraulic control circuit 40 such that it is made equal to the guide value for the pressure TP. Preferably, the frequency at which the PWM1 value is generated in accordance with the pressure controlled mode 100 of the baler 10, i.e. the control loop frequency of the pressure controlled mode 100, can be selected such that a regular update of the pressure in the hydraulic switching circuit 40 is achieved . For example, the control loop frequency of the pressure controlled mode can be selected such that the PWM output value generated by the control unit 58 is updated with a frequency of 5 Hz or higher. A control loop frequency of 5 Hz provides an update resolution of the bale density of approximately one meter when the baler 10 is pulled at 15 km / h. Such a resolution is considered to be sufficiently high to take into account changes in the characteristics of the biomass and to achieve acceptable bale density control, without requiring very high frequency complex or expensive processing units. However, other control loop frequencies are possible within the scope of the invention. The control loop frequency of the pressure controlled mode 100 may correspond to a sampling frequency of the pressure sensor PS.

Niet getoond in FIG. 4 zijn middelen om een richtdruk TP in te stellen door de operator om een richtwaarde voor de druk in de hydraulische schakelkring 40 te bepalen. Dergelijke middelen zijn algemeen bekend binnen de techniek en kunnen eender welke invoereenheid, zoals bijvoorbeeld een aanraakbeeldscherm, een toetsenbord of een potentiometer, of een encoder om een waarde in de stuureenheid 58 van de balenpers 10 in te voeren omvatten.Not shown in FIG. 4 are means for setting a target pressure TP by the operator to determine a target value for the pressure in the hydraulic switching circuit 40. Such means are generally known in the art and may comprise any input unit, such as for example a touch screen, a keyboard or a potentiometer, or an encoder for inputting a value in the control unit 58 of the baler 10.

Een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van onderhavige uitvinding combineert de boven vermelde drukgestuurde mode met een krachtgestuurde mode, waarbij de densiteit van de gevormde balen kan gecontroleerd worden door een richtwaarde voor de kracht TF te vergelijken met een meetwaarde van de kracht MF. Eén mogelijke uitvoeringsvorm van een krachtgestuurde mode 101 is geïllustreerd in FIG. 5. Wanneer de krachtgestuurde mode 101 in bedrijf is kan de richtwaarde als ingevoerd door de operator bijvoorbeeld een richtwaarde TF voor de kracht uitgeoefend door de plunjer 62 op de biomassa tijdens werking van de balenpers 10 zijn. De richtwaarde voor de kracht TF wordt dan vergeleken in stuureenheid 58 met een opgemeten waarde van de kracht MF gegenereerd of bekomen door een krachtsensor FS. De krachtsensor FS kan bijvoorbeeld een sensor 60 zijn, geconfigureerd om de kracht uitgeoefend door de plunjer 62 in de balenkamer 16 bij iedere voorwaartse slag van de plunjer 62 te meten. Het signaal bekomen door deze vergelijking wordt dan verder geconditioneerd in stuureenheid 58 tot een tweede PWM uitvoerwaarde PWM2 van de stuureenheid, dewelke als een tweede mogelijke controle invoerwaarde voor de hydraulische regelkring 40 van de balenpers 10 gebruikt kan worden. Dit kan leiden tot een gecontroleerde aanpassing van de sleden 72, 74 om zo de feitelijke kracht F te bekomen die zo dicht mogelijk ligt bij, en bijvoorkeur gelijk is aan, de richtkracht TF. Een feedback lus is voorzien om de kracht F uitgeoefend door de plunjer 62 aan te passen zodanig dat deze gelijk wordt aan de richtkracht TF. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de meting van de kracht uitgevoerd door een krachtsensor 60 gebeuren aan een bemonsteringsfrequentie van bij benadering 0,8 Hz corresponderend met de heen- en weerbeweging van de plunjer 62 in de balenkamer 16. Dus, de frequentie waaraan de PWM2 waarde wordt gegenereerd in overeenstemming met de krachtgestuurde mode 101 geïllustreerd in FIG. 5, dus de controlelus frequentie van de krachtgestuurde mode 101, is lager dan de controlelus frequentie van de drukgestuurde mode 100 geïllustreerd in FIG. 4, dewelke, zoals hierboven beschreven, bijvoorbeeld 5 Hz of hoger is. Andere bemonsteringsfrequenties zijn echter mogelijk binnen het bereik van de onderhavige uitvinding.A baler 10 according to embodiments of the present invention combines the above-mentioned pressure-controlled mode with a force-controlled mode, wherein the density of the formed bales can be checked by comparing a target value for the force TF with a measured value of the force MF. One possible embodiment of a force-controlled mode 101 is illustrated in FIG. 5. When the force-controlled mode 101 is in operation, the guide value as entered by the operator may for example be a guide value TF for the force exerted by the plunger 62 on the biomass during operation of the baler 10. The guide value for the force TF is then compared in control unit 58 with a measured value of the force MF generated or obtained by a force sensor FS. For example, the force sensor FS may be a sensor 60 configured to measure the force exerted by the plunger 62 in the bale chamber 16 with each forward stroke of the plunger 62. The signal obtained by this comparison is then further conditioned in control unit 58 to a second PWM output value PWM2 of the control unit, which can be used as a second possible control input value for the hydraulic control circuit 40 of the baler 10. This can lead to a controlled adjustment of the slides 72, 74 in order to obtain the actual force F that is as close as possible to, and preferably equal to, the guiding force TF. A feedback loop is provided to adjust the force F exerted by the plunger 62 such that it becomes equal to the directing force TF. According to embodiments of the present invention, the measurement of the force performed by a force sensor 60 can be done at a sampling frequency of approximately 0.8 Hz corresponding to the reciprocating movement of the plunger 62 in the bale chamber 16. Thus, the frequency at which the PWM2 value is generated in accordance with the force-driven mode 101 illustrated in FIG. 5, thus the control loop frequency of the force-driven mode 101, is lower than the control loop frequency of the pressure-controlled mode 100 illustrated in FIG. 4, which, as described above, is, for example, 5 Hz or higher. However, other sampling frequencies are possible within the scope of the present invention.

Een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding combineert voorts de drukgestuurde mode en krachtgestuurde mode met een gewichtsgestuurde mode, waarbij de densiteit van de gevormde balen kan gecontroleerd worden door een richtwaarde voor het gewicht TW te vergelijken met een opgemeten waarde van het gewicht MW. Eén mogelijke uitvoeringsvorm van een gewichtsgestuurde mode 102 is geïllustreerd in FIG. 6. Wanneer de gewichtsgestuurde mode 102 in bedrijf is kan de richtwaarde zoals ingevoerd door de operator bijvoorbeeld het richtgewicht TW van een enkele baal geproduceerd door de balenpers 10 zijn. De richtwaarde voor het gewicht TW kan dan in stuureenheid 58 vergeleken worden met de opgemeten gewichtwaarde MW van een voltooide baal zoals opgemeten door gewichtssensor WS. De opgemeten waarde van het gewicht MW kan bijvoorbeeld voorgesteld worden door het uitvoersignaal van een weegcel 26c die, zoals hierboven beschreven, zich bij voorkeur in de balengoot 20 bevindt, bijvoorbeeld in het achterste gedeelte 26 daarvan. Het verschilsignaal wordt dan geconditioneerd in stuureenheid 58 tot een derde PWM uitvoerwaarde PWM3, die kan gebruikt worden als een derde mogelijke controle invoerwaarde voor de hydraulische schakelkring 40. Dit kan leiden tot een gecontroleerde aanpassing van de sleden 72, 74 om zo het feitelijk gewicht W te bekomen dat zo dicht mogelijk ligt bij, en bij voorkeur gelijk is aan, de richtwaarde voor het gewicht TW. Een feedback lus is voorzien om het gewicht W van een gevormde baal zodanig aan te passen dat dit gelijk gemaakt wordt aan het richtgewicht TW. Natuurlijk, eens een baal de balenkamer 16 verlaten heeft en opgemeten is, zullen veranderingen in de instellingen van de gewichtsgestuurde mode 102 enkel invloed hebben op een volgende baal die gevormd wordt. De frequentie waarmee de PWM3 waarde wordt bijgewerkt, dus de controlelus frequentie van de gewichtsgestuurde mode 102, kan bepaald worden door de frequentie waarmee de balen geproduceerd worden, dus door de bemonsteringsfrequentie van de gewichtssensor WS. Als een voorbeeld, in de veronderstelling dat een nieuwe baal iedere 50 seconden gevormd wordt, kan de controlelus frequentie van de gewichtsgestuurde mode 102 ongeveer 0,02 Hz bedragen. In een alternatieve uitvoeringsvorm kan de opgemeten waarde van het gewicht MW gelijk aan het gewogen gemiddelde van het gewicht van een aantal achtereenvolgens geproduceerde balen gekozen worden. Voor deze specifieke uitvoeringsvorm zal de controlelus frequentie van de gewichtsgestuurde mode 102 lager zijn dan de bemonsteringsfrequentie van de gewichtssensor WE, bijvoorbeeld lager dan 0,02 Hz.A baler 10 according to embodiments of the present invention further combines the pressure-controlled mode and force-controlled mode with a weight-controlled mode, wherein the density of the bales formed can be checked by comparing a guide value for the weight TW with a measured value of the weight MW. One possible embodiment of a weight controlled mode 102 is illustrated in FIG. 6. When the weight controlled mode 102 is in operation, the guide value as entered by the operator may be, for example, the guide weight TW of a single bale produced by the baler 10. The guide value for the weight TW can then be compared in control unit 58 with the measured weight value MW of a completed bale as measured by weight sensor WS. The measured value of the weight MW can for example be represented by the output signal of a weighing cell 26c which, as described above, is preferably located in the bale gutter 20, for example in the rear part 26 thereof. The difference signal is then conditioned in control unit 58 to a third PWM output value PWM3, which can be used as a third possible control input value for the hydraulic switching circuit 40. This can lead to a controlled adjustment of the carriages 72, 74 so as to have the actual weight W to be as close as possible to, and preferably equal to, the guide value for the weight TW. A feedback loop is provided to adjust the weight W of a shaped bale so that it is made equal to the target weight TW. Of course, once a bale has left the bale chamber 16 and has been measured, changes in the settings of the weight controlled mode 102 will only affect a subsequent bale that is being formed. The frequency with which the PWM3 value is updated, i.e. the control loop frequency of the weight controlled mode 102, can be determined by the frequency with which the bales are produced, i.e. by the sampling frequency of the weight sensor WS. As an example, assuming a new bale is formed every 50 seconds, the control loop frequency of the weight controlled mode 102 may be approximately 0.02 Hz. In an alternative embodiment, the measured value of the weight MW can be chosen equal to the weighted average of the weight of a number of successively produced bales. For this specific embodiment, the control loop frequency of the weight controlled mode 102 will be lower than the sampling frequency of the weight sensor WE, for example lower than 0.02 Hz.

In de uitvoeringsvormen van FIG. 4, FIG. 5 en FIG. 6 omvatten de voorgestelde controle modes een enkele controlelus, waarin een PWM uitvoerwaarde gegenereerd wordt aan een controlelus frequentie, gebruik makend van een enkele sensor om een bedrijfsparameter van de balenpers aan een bemonsteringsfrequentie te meten. In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de controlelus frequentie gelijk zijn aan de bemonsteringsfrequentie van een overeenkomstige sensor. In alternatieve uitvoeringsvormen kan de controlelus frequentie kleiner zijn dan de bemonsteringsfrequentie van de overeenkomstige sensor.In the embodiments of FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 6, the proposed control modes include a single control loop, in which a PWM output value is generated at a control loop frequency, using a single sensor to measure an operating parameter of the baler at a sampling frequency. In embodiments of the present invention, the control loop frequency may be equal to the sampling frequency of a corresponding sensor. In alternative embodiments, the control loop frequency may be smaller than the sampling frequency of the corresponding sensor.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van een balenpers 10 volgens de onderhavige uitvinding kan tenminste één van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode of de gewichtsgestuurde mode van de balenpers 10 ten minste twee genestelde controlelussen omvatten, waarbij beide controlelussen een andere sensor gebruiken om een bedrijfsparameter van de balenpers te meten, optioneel aan verschillende bemonsteringsfrequenties. FIG. 7 illustreert schematisch een alternatieve uitvoeringsvorm van een krachtgestuurde mode 104 van een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De krachtgestuurde mode 104 omvat hier een eerste controlelus 106 en een tweede controlelus 108, waarbij de tweede controlelus 108 genesteld is in de eerste controlelus 106. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen de controlelussen 106 en 108 gekozen worden zodanig dat de controlelus frequentie van de binnenste lus 108 hoger is de controlelus frequentie van de buitenste lus 106. Bijvoorbeeld, de eerste controle lus 106 van de controle mode 104 kan een krachtgestuurde lus zijn, waarbij een richtwaarde voor de kracht TF wordt ingevoerd door de operator. De richtwaarde voor de kracht TF kan bijvoorbeeld een richtwaarde voor de kracht uitgeoefend door de plunjer 62 tijdens werking van de balenpers 10 zijn. De richtwaarde voor de kracht TF wordt dan in stuureenheid 58 vergeleken met een opgemeten waarde van de kracht MF gegenereerd door een krachtsensor FS. De krachtsensor FS kan bijvoorbeeld een sensor 60 zijn, geconfigureerd om de kracht uitgeoefend door de plunjer 62 in de balenkamer 16 te meten bij iedere voorwaartse slag van de plunjer 62. Het resulterend signaal van deze eerste vergelijking wordt dan verder geconditioneerd in stuureenheid 58 tot een invoerrichtwaarde van de tweede controlelus 108. Als voorbeeld, de tweede controlelus 108 kan een drukgestuurde lus zijn, waarbij het geconditioneerd verschilsignaal gegenereerd door de eerste controlelus 106 gebruikt wordt als een richtwaarde voor de druk TP voor de tweede controlelus 108. De richtwaarde voor de druk TP kan dan vergeleken worden met een opgemeten waarde van de druk MP gegenereerd door een druksensor PS, bijvoorbeeld een manometer 52. Het resulterend verschilsignaal voor de druk van de drukgestuurde mode 104 wordt geconverteerd naar een tweede PWM uitvoerwaarde PWM2 van de stuureenheid 58 die aangeleverd kan worden aan de instelbare begrenzingsklep, bv. de proportionele magneetklep 48, voor gecontroleerde aanpassing van de sleden 72, 74 in overeenstemming met de werking van de hydraulische schakelkring 40.In an alternative embodiment of a baler 10 according to the present invention, at least one of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode or the weight-controlled mode of the baler 10 may comprise at least two nested control loops, both control loops using a different sensor to control an operating parameter of the baler. baler to be measured, optional at different sampling frequencies. FIG. 7 schematically illustrates an alternative embodiment of a force-controlled mode 104 of a baler 10 according to embodiments of the present invention. The force-controlled mode 104 here comprises a first control loop 106 and a second control loop 108, the second control loop 108 being nested in the first control loop 106. According to embodiments of the present invention, the control loops 106 and 108 may be selected such that the control loop frequency of the inner loop 108 is higher the control loop frequency of the outer loop 106. For example, the first control loop 106 of the control mode 104 may be a force-controlled loop, where a guide value for the force TF is entered by the operator. The guide value for the force TF may, for example, be a guide value for the force exerted by the plunger 62 during operation of the baler 10. The guide value for the force TF is then compared in control unit 58 with a measured value of the force MF generated by a force sensor FS. For example, the force sensor FS may be a sensor 60 configured to measure the force exerted by the plunger 62 in the bale chamber 16 with each forward stroke of the plunger 62. The resulting signal from this first comparison is then further conditioned in control unit 58 to a input guide value from the second control loop 108. As an example, the second control loop 108 may be a pressure controlled loop, the conditioned difference signal generated by the first control loop 106 being used as a guide value for the pressure TP for the second control loop 108. The guide value for the pressure TP can then be compared to a measured value of the pressure MP generated by a pressure sensor PS, for example a manometer 52. The resulting difference signal for the pressure of the pressure controlled mode 104 is converted to a second PWM output value PWM2 of the control unit 58 that can be supplied to the adjustable limit valve, eg the proportional one solenoid valve 48, for controlled adjustment of the slides 72, 74 in accordance with the operation of the hydraulic switching circuit 40.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kan de meting van de kracht uitgevoerd door krachtsensor 60 plaatsvinden aan een bemonsteringsfrequentie van ongeveer 0,8 Hz overeenkomstig de heen- en weerbeweging van de plunjer 62 in de balenkamer 16. Dus, de frequentie van de meting, en dus de controlelus frequentie van de eerste controlelus 106, is lager dan de controlelus frequentie van de tweede controlelus 108, dewelke, zoals boven beschreven, bijvoorbeeld 5 Hz of hoger is. Andere bemonsteringsfrequenties zijn hoe dan ook mogelijk binnen het bereik van de uitvinding. In specifieke uitvoeringsvormen kan de instelbare begrenzingsklep een analoge klep zijn dewelke de druk continu constant aan een richtdruk houdt, in welk geval de controlelus frequentie van de tweede lus 108 virtueel oneindig is.According to embodiments of the present invention, the measurement of the force performed by force sensor 60 can take place at a sampling frequency of about 0.8 Hz according to the reciprocating movement of the plunger 62 in the bale chamber 16. Thus, the frequency of the measurement, and thus the control loop frequency of the first control loop 106, is lower than the control loop frequency of the second control loop 108, which, as described above, is, for example, 5 Hz or higher. Other sampling frequencies are possible within the scope of the invention. In specific embodiments, the adjustable limit valve may be an analog valve which maintains constant pressure at a target pressure, in which case the control loop frequency of the second loop 108 is virtually infinite.

Een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan werken in eender welke controle mode waarbij genestelde controlelussen zijn betrokken waarbij de controlelus frequentie afneemt van de binnenste controlelus naar de buitenste lus. In plaats van een krachtgestuurde mode waarbij een drukgestuurde lus genesteld in een krachtgestuurde lus betrokken is, kan de balenpers 10 bijvoorbeeld ook werken in een gewichtsgestuurde mode waarbij twee genestelde lussen betrokken zijn, met de buitenste lus een gewichtsgestuurde lus met een controlelus frequentie van ongeveer 0,02 Hz en de binnenste controlelus een drukgestuurde lus met een controlelus frequentie van 5 Hz of hoger.A baler 10 according to embodiments of the present invention can operate in any control mode involving nested control loops where the control loop frequency decreases from the inner control loop to the outer loop. For example, instead of a force-controlled mode involving a pressure-controlled loop nestled in a force-controlled loop, the baler 10 can also operate in a weight-controlled mode involving two nested loops, with the outer loop a weight-controlled loop with a control loop frequency of about 0 , 02 Hz and the inner control loop a pressure controlled loop with a control loop frequency of 5 Hz or higher.

FIG. 8 toont nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm van een gewichtsgestuurde mode 110 van een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De gewichtsgestuurde mode 110 omvat een eerste controlelus 112, een tweede controlelus 114 en een derde controlelus 116. Bij elke controlelus 112, 114, 116 is een andere sensor om een bedrijfsparameter van de balenpers te meten betrokken, optioneel aan verschillende bemonsteringsfrequenties. De drie controlelussen 112, 114, 116 zijn genest, met de controlelus frequentie van de tweede controlelus 114 lager dan die van de derde controlelus 116 en hoger dan die van de eerste controlelus 112. De eerste controlelus 112 is een gewichtsgestuurde lus, waarbij een richtwaarde voor het gewicht TW van een enkele baal geproduceerd door de balenpers 10 wordt ingevoerd door de operator. De richtwaarde voor het gewicht TW kan dan vergeleken worden met de opgemeten waarde van het gewicht MW van een voltooide baal zoals vertegenwoordigd door het uitvoersignaal van een eerste sensor WS, bijvoorbeeld door het uitvoersignaal van een weegcel 26c. Het resulterend verschilsignaal wordt doorgevoerd via stuureenheid 58 dewelke het verschilsignaal van het gewicht conditioneert tot een invoerrichtwaarde voor de tweede controlelus 114, aan een eerste controlelus frequentie. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is de tweede controlelus 114 een krachtgestuurde lus, waar het verschilsignaal van de eerste controlelus 112 gebruikt wordt als een richtwaarde voor de kracht TF ter vergelijking met een feitelijk opgemeten waarde van de kracht MF gegenereerd door een tweede sensor, krachtsensor FS. De tweede sensor FS kan bijvoorbeeld een krachtsensor 60 zijn, geconfigureerd om de kracht uitgeoefend door de plunjer 62 in de balenkamer 16 bij iedere voorwaartse slag van de plunjer te meten. Het resulterend signaal van de tweede vergelijking wordt dan verder geconditioneerd in stuureenheid 58 tot een invoerrichtwaarde voor de derde en binnenste controlelus 116, aan een tweede lus frequentie hoger dan de eerste lus frequentie. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is de derde controlelus 116 een drukgestuurde lus, waar het verschilsignaal van de tweede controlelus 114 gebruikt wordt als een richtwaarde voor de druk TP ter vergelijking met een opgemeten waarde van de druk MP gegenereerd door een derde sensor PS. De derde sensor PS kan bijvoorbeeld een manometer 52 zijn, geconfigureerd om de druk te meten in de hydraulische schakelkring 40. Het resulterende verschilsignaal van de druk gegenereerd door de gewichtsgestuurde mode 110 van de balenpers 10 aan een derde controlelus frequentie hoger dan de tweede controlelus frequentie kan dan gebruikt worden als een controle invoer PWM3 (na verdere conditionering zoals vereist in stuureenheid 58) voor de hydraulische schakelkring 40, welke een aanpassing van de sleden 72, 74 kan veroorzaken.FIG. 8 shows yet another alternative embodiment of a weight controlled mode 110 of a baler 10 according to embodiments of the present invention. The weight controlled mode 110 includes a first control loop 112, a second control loop 114 and a third control loop 116. Each control loop 112, 114, 116 involves a different sensor to measure a baler operating parameter, optionally at different sampling frequencies. The three control loops 112, 114, 116 are nested, with the control loop frequency of the second control loop 114 lower than that of the third control loop 116 and higher than that of the first control loop 112. The first control loop 112 is a weight-controlled loop, with a guide value for the weight TW of a single bale produced by the baler 10 is entered by the operator. The guide value for the weight TW can then be compared with the measured value of the weight MW of a finished bale as represented by the output signal from a first sensor WS, for example by the output signal from a weighing cell 26c. The resulting difference signal is passed through control unit 58, which conditions the difference signal of the weight to an input target value for the second control loop 114, at a first control loop frequency. According to embodiments of the present invention, the second control loop 114 is a force-controlled loop, where the difference signal from the first control loop 112 is used as a guide value for the force TF for comparison with an actual measured value of the force MF generated by a second sensor, force sensor FS. The second sensor FS may be, for example, a force sensor 60 configured to measure the force exerted by the plunger 62 in the bale chamber 16 with each forward stroke of the plunger. The resulting signal from the second comparison is then further conditioned in control unit 58 to an input target value for the third and inner control loop 116, at a second loop frequency higher than the first loop frequency. According to embodiments of the present invention, the third control loop 116 is a pressure controlled loop, where the difference signal from the second control loop 114 is used as a guide value for the pressure TP for comparison with a measured value of the pressure MP generated by a third sensor PS. The third sensor PS may, for example, be a pressure gauge 52 configured to measure the pressure in the hydraulic switching circuit 40. The resulting difference signal of the pressure generated by the weight controlled mode 110 of the baler 10 at a third control loop frequency higher than the second control loop frequency can then be used as a control input PWM3 (after further conditioning as required in control unit 58) for the hydraulic switching circuit 40, which can cause an adjustment of the slides 72, 74.

Als een numeriek voorbeeld kunnen de controlelus frequenties van de verschillende controlelussen van de gewichtsgestuurde mode 110 zoals geïllustreerd in FIG. 8 bijvoorbeeld bij benadering 0,02 Hz voor de gewichtgestuurde lus 112, 0,8 Hz voor de krachtgestuurde lus 114, en 5 Hz voor de drukgestuurde lus 116 zijn. Het is duidelijk dat de controlelus frequentie van de metingen van de druk voldoende hoog is om veranderingen in kenmerken van de biomassa in rekening te brengen die anders de baaldensiteit en dus (voor vaste baalgroottes) baalmassa zouden beïnvloeden op een nadelige wijze voor bv. de landbouwer die waarde wenst toe te kennen aan de balen op basis van hun massa. Door de relatief lage bemonsteringsfrequentie van de gewichtsensor, bv. de eerste sensor 26c, te gebruiken om een richtsignaal voor de kracht TF te genereren en de uitvoer van de tweede sensor, bv. krachtsensor 60, te gebruiken om een richtsignaal voor de druk TP te genereren, kan de werking van een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding in een gewichtgestuurde mode zoals geïllustreerd in FIG. 8 de nauwkeurigheid van het gewicht van de resulterende balen verhogen.As a numerical example, the control loop frequencies of the different control loops of the weight controlled mode 110 as illustrated in FIG. 8, for example, are approximately 0.02 Hz for the weight-controlled loop 112, 0.8 Hz for the force-controlled loop 114, and 5 Hz for the pressure-controlled loop 116. It is clear that the control loop frequency of the pressure measurements is sufficiently high to take into account changes in the characteristics of the biomass that would otherwise affect the bale density and thus (for fixed bale sizes) bale mass in a disadvantageous way for eg the farmer that wishes to assign value to the bales based on their mass. By using the relatively low sampling frequency of the weight sensor, e.g., the first sensor 26c, to generate a directional signal for the force TF and using the output from the second sensor, e.g., force sensor 60, to generate a directional signal for the pressure TP generate, the operation of a baler 10 according to embodiments of the present invention in a weight controlled mode as illustrated in FIG. 8 increase the accuracy of the weight of the resulting bales.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is de balenpers 10 werkzaam in ten minste drie verschillende controle modes, dit betekent een drukgestuurde mode, een krachtgestuurde mode en een gewichtsgestuurde mode, waarbij iedere controle mode een PWM uitvoerwaarde genereert die gebruikt kan worden als een controle invoer voor de hydraulische schakelkring 40 van de balenpers 10. De controle modes van de balenpers 10 kunnen eender welke van de controle modes hierin beschreven zijn, al zijn uitvoeringsvormen hier niet toe beperkt. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kunnen controle modes van de balenpers 10 enkelvoudige lus modes zijn. Als alternatief, kan ten minste één van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode en de gewichtsgestuurde mode een verzameling van genestelde controlelussen omvatten waarbij de controlelus frequentie van de genestelde lussen toeneemt van de binnenste controlelus naar de buitenste controlelus. Voorts, volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kunnen de controlelus frequenties waaraan de verschillende PWM waarden gegenereerd worden in overeenstemming met de verschillende controle modes van de balenpers 10 gelijk zijn, of ze kunnen verschillen.According to embodiments of the present invention, the baler 10 operates in at least three different control modes, this means a pressure-controlled mode, a force-controlled mode and a weight-controlled mode, each control mode generating a PWM output value that can be used as a control input for the hydraulic switching circuit 40 of the baler 10. The control modes of the baler 10 can be any of the control modes described herein, although embodiments are not limited thereto. According to embodiments of the present invention, baler control modes 10 can be single loop modes. Alternatively, at least one of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode may comprise a set of nested control loops wherein the control loop frequency of the nested loops increases from the inner control loop to the outer control loop. Furthermore, according to embodiments of the present invention, the control loop frequencies to which the different PWM values are generated in accordance with the different control modes of the baler 10 may be the same, or they may differ.

In een balenpers 10 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, wordt een gewichtsfactor toegekend aan de verschillende controle modes van de balenpers 10. Iedere controle mode van de balenpers 10 kan haar eigen gewichtsfactor bezitten, waarbij de som van de verschillende gewichtsfactoren bijvoorbeeld gelijk is aan 100%. Voorts, volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, is de stuureenheid 58 aangepast om een finale PWM waarde PWMfinal te genereren, welke bepaald is door een functie van de verschillende PWM uitvoerwaarden en de gewichten van de controle modes waardoor de PWM uitvoerwaarden zijn gegenereerd. De finale PWM waarde PWMfinal kan dan aangeleverd worden aan de instelbare begrenzingsklep, bv. de proportionele magneetklep 48, van de hydraulische regelkring 40 om een gecontroleerde aanpassing van de aandrijfmechanisme(s) 18 te bekomen.In a baling press 10 according to embodiments of the present invention, a weight factor is assigned to the different control modes of the baler 10. Each control mode of the baler 10 can have its own weight factor, the sum of the different weight factors being, for example, 100 %. Furthermore, according to embodiments of the present invention, the control unit 58 is adapted to generate a final PWM value PWMfinal, which is determined by a function of the different PWM output values and the weights of the control modes by which the PWM output values are generated. The final PWM value PWMfinal can then be supplied to the adjustable limit valve, for example the proportional solenoid valve 48, of the hydraulic control circuit 40 in order to obtain a controlled adjustment of the drive mechanism (s) 18.

FIG. 9 stelt schematisch een multi-mode controle systeem 200 van een balenpers 10 voor volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, waarbij de balenpers 10 operationeel is in een drukgestuurde mode 124, een krachtgestuurde mode 126 en een gewichtsgestuurde mode 128. Iedere controle mode van de balenpers 10 genereert een verschillende PWM uitvoerwaarde (respectievelijk PWM1, PWM2 en PWM3). Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de drukgestuurde mode 124 bijvoorbeeld een enkelvoudige lus mode zijn die de uitvoerwaarde van een druksensor PS, bijvoorbeeld manometer 52, aan een eerste bemonsteringsfrequentie gebruikt om de PWM1 uitvoerwaarde te genereren aan een eerste controlelus frequentie, de controlelus frequentie van de druk controle mode. De krachtgestuurde mode 126 van de balenpers 10 kan bijvoorbeeld twee genestelde lussen omvatten waarbij de binnenste lus de uitvoerwaarde van de druksensor PS, bv. manometer 52, bemonsterd aan een eerste bemonsteringsfrequentie gebruikt, en de buitenste lus de uitvoerwaarde van een krachtsensor FS, bijvoorbeeld krachtsensor 60, gebruikt, bemonsterd aan een tweede bemonsteringsfrequentie lager dan de eerste bemonsteringsfrequentie. Voor deze uitvoeringsvorm is de controlelus frequentie van de binnenste lus van controle mode 126 hoger dan de controlelus frequentie van de buitenste lus van controle mode 126 en gelijk aan de controlelus frequentie van de drukgestuurde mode 124. De gewichtsgestuurde mode 128 van de balenpers 10 kan bijvoorbeeld drie genestelde lussen omvatten, waarbij de binnenste lus de uitvoerwaarde van manometer 52 gebruikt, bemonsterd aan de eerste bemonsteringsfrequentie, de middelste lus de uitvoerwaarde van krachtsensor 60 gebruikt, bemonsterd aan de tweede bemonsteringsfrequentie lager dan de eerste bemonsteringsfrequentie, en de buitenste lus de uitvoerwaarde van een gewichtsensor WS gebruikt, bijvoorbeeld gewichtsensor 26c, bemonsterd aan een derde bemonsteringsfrequentie lager dan de tweede bemonsteringsfrequentie. In de uitvoeringsvorm geïllustreerd in FIG. 9, zijn de controlelus frequenties van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode en de gewichtsgestuurde mode gelijk, en gelijk aan de eerste bemonsteringsfrequentie waaraan de meting van de druk, bv. uitgevoerd door manometer 52, plaatsvindt. Dit kan bijvoorbeeld 5 Hz zijn. De finale PWM waarde (PWMfinal) gegenereerd door stuureenheid 58 kan dan aangepast worden aan dezelfde frequentie, gebruik makend van bijvoorbeeld het volgende stelsel van vergelijkingen:FIG. 9 schematically represents a multi-mode control system 200 of a baler 10 according to embodiments of the present invention, wherein the baler 10 is operational in a pressure-controlled mode 124, a force-controlled mode 126 and a weight-controlled mode 128. Each control mode of the baler 10 generates a different PWM output value (PWM1, PWM2 and PWM3, respectively). According to embodiments of the present invention, the pressure controlled mode 124 may be, for example, a single loop mode that uses the output value of a pressure sensor PS, e.g., pressure gauge 52, at a first sampling frequency to generate the PWM1 output value at a first control loop frequency, the control loop frequency of the pressure control mode. The force-controlled mode 126 of the baler 10 may comprise, for example, two nested loops, the inner loop using the output value of the pressure sensor PS, e.g., pressure gauge 52, sampled at a first sampling frequency, and the outer loop using the output value of a force sensor FS, e.g., force sensor 60, used, sampled at a second sampling frequency lower than the first sampling frequency. For this embodiment, the control loop frequency of the inner loop of control mode 126 is higher than the control loop frequency of the outer loop of control mode 126 and equal to the control loop frequency of the pressure-controlled mode 124. The weight-controlled mode 128 of the baler 10 may, for example, three nested loops, the inner loop using the output value of pressure gauge 52 sampled at the first sampling frequency, the middle loop using the output value of force sensor 60 sampled at the second sampling frequency lower than the first sampling frequency, and the outer loop the output value of uses a weight sensor WS, for example weight sensor 26c, sampled at a third sampling frequency lower than the second sampling frequency. In the embodiment illustrated in FIG. 9, the control loop frequencies of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode are the same and the same as the first sampling frequency at which the measurement of the pressure, for example performed by pressure gauge 52, takes place. This can be, for example, 5 Hz. The final PWM value (PWMfinal) generated by control unit 58 can then be adjusted to the same frequency using, for example, the following system of comparisons:

waarbij X, Y en Z de gewichtsfactoren zijn welke respectievelijk zijn toegekend aan drukgesturde mode 124, krachtgestuurde mode 126 en gewichtsgestuurde mode 128.wherein X, Y and Z are the weight factors assigned to pressure-controlled mode 124, force-driven mode 126, and weight-controlled mode 128, respectively.

Als een numeriek voorbeeld, een PWM1 uitvoerwaarde van 50% gebaseerd op een richtdruk ingesteld door de operator kan gegenereerd worden in overeenstemming met de drukgerichte mode 124, een PWM2 waarde van 75% gebaseerd op een richtkracht ingesteld door de operator kan gegenereerd worden in overeenstemming met de krachtgestuurde mode 126 en een PWM3 waarde van 100% gebaseerd op een richtgewicht ingesteld door de operator kan gegenereerd worden in overeenstemming met de gewichtsgestuurde mode 128 van de balenpers 10. In één voorbeeld kan de operator kiezen om enkel te werken in drukgestuurde mode 124, zodanig dat X zou ingesteld zijn op 100% en Y en Z zouden ingesteld zijn op 0%. In dit geval zou de uiteindelijke PWM waarde gezonden naar de instelbare begrenzingsklep, bv. de proportionele magneetklep 48, van de hydraulische schakelkring 40 50% zijn. De gebruiker kan ook kiezen om te werken in een "gemengde gewichtsgestuurde/krachtgestuurde mode" multi-mode controle systeem 200 waarin beide modes gelijk gewicht bezitten. X zou dan ingesteld zijn op 0% en Y en Z op 50%. In dit voorbeeld zou de finale PWM waarde gezonden naar de instelbare begrenzingsklep, bv. proportionele magneetklep 48, 50% · 75% + 50% · 100% = 87.5% zjjnAs a numerical example, a PWM1 output value of 50% based on a target pressure set by the operator can be generated in accordance with the pressure-oriented mode 124, a PWM2 value of 75% based on a target force set by the operator can be generated in accordance with the force-controlled mode 126 and a PWM3 value of 100% based on a guide weight set by the operator can be generated in accordance with the weight-controlled mode 128 of the baler 10. In one example, the operator can choose to work only in pressure-controlled mode 124, such that X would be set to 100% and Y and Z would be set to 0%. In this case, the final PWM value sent to the adjustable limit valve, e.g., the proportional solenoid valve 48, of the hydraulic switching circuit 40 would be 50%. The user can also choose to work in a "mixed weight-controlled / force-controlled mode" multi-mode control system 200 in which both modes have equal weight. X would then be set to 0% and Y and Z to 50%. In this example, the final PWM value would be sent to the adjustable limit valve, eg proportional solenoid valve 48, 50% · 75% + 50% · 100% = 87.5%

In een alternatieve uitvoeringsvorm van een multi-mode controle systeem 200 van een balenpers 10 volgens de onderhavige uitvinding, kunnen de controlelus frequenties van de drukgestuurde mode, de krachtgestuurde mode en de gewichtsgestuurde mode onderling verschillen. Bijvoorbeeld, de drukgestuurde mode van een multi-mode controle systeem 200 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de drukgestuurde mode 100 geïllustreerd in FIG. 4 zijn, waar de krachtgestuurde mode de krachtgestuurde mode 101 geïllustreerd in FIG. 5 kan zijn en de gewichtsgestuurde mode de gewichtsgestuurde mode 102 geïllustreerd in FIG. 6 kan zijn. In dat geval kan de PWM waarde PWM1 gegenereerd in overeenstemming met de drukgestuurde mode 100 van de balenpers 10 bijgewerkt worden aan een controlelus frequentie van bijvoorbeeld 5 Hz of hoger, waar de PWM waarde PWM2 gegenereerd in overeenstemming met de krachtgestuurde mode 101 kan bijgewerkt worden aan een controlelus frequentie van bijvoorbeeld 0,8 Hz en de PWM waarde PWM3 gegenereerd in overeenstemming met de gewichtsgestuurde mode 102 kan bijgewerkt worden aan een controlelus frequentie van bijvoorbeeld 0,02 Hz. In een specifieke uitvoeringsvorm van een balenpers 10 volgens de onderhavige uitvinding, kan de finale PWM waarde PWMfinal gegenereerd door de stuureenheid 58 dan bijvoorbeeld bijgewerkt worden aan een frequentie die gelijk is aan de grootste controlelus frequentie van de verscheidene controle modes (bv. 5 Hz), zodanig dat een regelmatige bijwerking van de druk in de hydraulische schakelkring 40 bekomen wordt.In an alternative embodiment of a multi-mode control system 200 of a baler 10 according to the present invention, the control loop frequencies of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode may differ. For example, the pressure controlled mode of a multi-mode control system 200 according to embodiments of the present invention, the pressure controlled mode 100 illustrated in FIG. 4, where the force-driven mode is the force-driven mode 101 illustrated in FIG. 5 and the weight-driven mode is the weight-driven mode 102 illustrated in FIG. Can be 6. In that case, the PWM value PWM1 generated in accordance with the pressure-controlled mode 100 of the baler 10 can be updated to a control loop frequency of, for example, 5 Hz or higher, where the PWM value PWM2 generated in accordance with the force-controlled mode 101 can be updated to a control loop frequency of, for example, 0.8 Hz and the PWM value PWM3 generated in accordance with the weight controlled mode 102 can be updated to a control loop frequency of, for example, 0.02 Hz. In a specific embodiment of a baler 10 according to the present invention, the final PWM value PWM final generated by the control unit 58 can then be updated, for example, to a frequency equal to the largest control loop frequency of the various control modes (e.g. 5 Hz) such that a regular update of the pressure in the hydraulic switching circuit 40 is achieved.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, kunnen de gewichtsfactoren toegekend aan de verscheidene controle modes van de balenpers 10 vastliggen tijdens werking van de balenpers, of kunnen ze variëren over tijd. De gewichtsfactoren kunnen ofwel gevarieerd worden door de operator, of ze kunnen gevarieerd worden door middel van een geautomatiseerd programma. In één uitvoeringsvorm van een balenpers 10 volgens de onderhavige uitvinding, kunnen de gewichtsfactoren gevarieerd worden op zodanige wijze dat een geleidelijke verschuiving van één controle mode naar de andere kan worden bekomen. FIG. 10 illustreert één voorbeeld van de tijdsafhankelijkheid van drie gewichtsfactoren X, Y en Z tijdens werking van de balenpers 10. Dit tijdsschema kan bijvoorbeeld toegepast worden op het multi-mode controle systeem 200 zoals geïllustreerd in FIG. 9. Tijdens het opstarten van de balenpers 10, wanneer de balenkamer 16 nog steeds leeg is, kan de drukgestuurde mode 124 toegepast worden op de balenpers 10 (X = 100%; Y, Z = 0%). De drukgestuurde mode 124 kan aangehouden worden tot voldoende materiaal beschikbaar is in de balenkamer 16 om betrouwbare uitlezingen te bekomen van de krachtsensor 60. Vanaf dat moment kan een geleidelijke verschuiving naar de krachtgestuurde mode 126 uitgevoerd worden (Y= 100%; X, Z = 0%). Uiteindelijk, als voldoende balen werden gewogen om een betrouwbare gewichtsmeting te bereiken, kan een geleidelijke verschuiving naar de gewichtsgestuurde mode 128 ingezet worden (Z= 100%; X, Y = 0%).According to embodiments of the present invention, the weight factors assigned to the various control modes of the baler 10 may be fixed during operation of the baler, or may vary over time. The weight factors can either be varied by the operator, or they can be varied through an automated program. In one embodiment of a baler 10 according to the present invention, the weight factors can be varied in such a way that a gradual shift from one control mode to the other can be achieved. FIG. 10 illustrates one example of the time dependence of three weight factors X, Y and Z during operation of the baler 10. This time schedule can be applied, for example, to the multi-mode control system 200 as illustrated in FIG. 9. During the start-up of the baler 10, when the bale chamber 16 is still empty, the pressure-controlled mode 124 can be applied to the baler 10 (X = 100%; Y, Z = 0%). The pressure-controlled mode 124 can be maintained until sufficient material is available in the bale chamber 16 to obtain reliable readings from the force sensor 60. From that moment on, a gradual shift to the force-controlled mode 126 can be performed (Y = 100%; X, Z = 0%). Ultimately, if sufficient bales were weighed to achieve a reliable weight measurement, a gradual shift to the weight controlled mode 128 can be initiated (Z = 100%; X, Y = 0%).

FIG. 11 illustreert een alternatief voorbeeld van de tijdsafhankelijkheid van de gewichtsfactoren X, Y en Z van een multi-mode controle systeem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. In plaats van gewichtsfactor X vast te leggen op 0% na het verstrijken van een eerste tijdspanne tl, bv. na het opstarten van de balenpers 10, kan gewichtsfactor X geleidelijk worden verminderd naar een waarde verschillend van nul, bv. naar een waarde tussen 5% en 20%, bv. naar 10%. Tegelijkertijd kan gewichtsfactor Y geleidelijk toenemen van 0% naar (100-X)%, bijvoorbeeld naar een waarde tussen 80 en 95%, bijvoorbeeld naar 90%. Als zodanig kan de balenpers 10 in bedrijf gesteld zijn in een "gemengde drukgestuurde/krachtgestuurde mode" tijdens een tweede tijdspanne t2 van het baalproces. Tenslotte, wanneer de tweede tijdspanne t2 verstreken is, bv. wanneer voldoende balen gewogen zijn om een betrouwbare meting van gewicht te bekomen, kan de gewichtsfactor Y geleidelijk verminderd worden naar een waarde verschillend van nul, bv. naar een waarde tussen 5% en 20%, bv. naar 10%. Tegelijkertijd kan de gewichtsgestuurde mode ingezet worden door een geleidelijk toename van de gewichtsfactor Z van 0% naar (100-X-Y)%, bv. naar 80%. Als zodanig kan de balenpers 10 bediend worden in een "gemengde drukgestuurde/krachtgestuurde/gewichtsgestuurde mode" tijdens een tijdspanne t3. Deze derde tijdspanne t3 kan bijvoorbeeld verder lopen tot het einde van het baalproces.FIG. 11 illustrates an alternative example of the time dependence of the weight factors X, Y and Z of a multi-mode control system according to embodiments of the present invention. Instead of fixing weight factor X at 0% after the expiration of a first period of time t1, e.g. after starting up the baler 10, weight factor X can be gradually reduced to a value different from zero, e.g. to a value between 5 % and 20%, e.g. to 10%. At the same time, weight factor Y can gradually increase from 0% to (100-X)%, for example to a value between 80 and 95%, for example to 90%. As such, the baler 10 may be operated in a "mixed pressure-controlled / force-controlled mode" during a second time period t2 of the baling process. Finally, when the second time span t2 has elapsed, e.g. when sufficient bales have been weighed to obtain a reliable measurement of weight, the weight factor Y can be gradually reduced to a value different from zero, e.g. to a value between 5% and 20 %, e.g. to 10%. At the same time, the weight-controlled mode can be used by a gradual increase in the weight factor Z from 0% to (100-X-Y)%, e.g. to 80%. As such, the baler 10 can be operated in a "mixed pressure-controlled / force-controlled / weight-controlled mode" during a time period t3. This third time span t3 can, for example, continue until the end of the baling process.

Het is een voordeel van een multi-mode controle System 200 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de balenpers 10 kan bedreven worden door middel van een multi-mode controle systeem, hetwelk nagenoeg oneindig mogelijkheden biedt om de densiteitscontrole logica aan te passen volgens de specifieke omstandigheden zonder beproefde controle strategieën die beschikbaar zijn voor en bekend zijn aan huidige gebruikers op te geven.It is an advantage of a multi-mode control System 200 according to embodiments of the present invention that the baler 10 can be operated by means of a multi-mode control system, which offers virtually infinite possibilities to adjust the density control logic according to the specific circumstances without proven control strategies that are available to and known to current users.

Terwijl de uitvinding in detail voorgesteld en beschreven werd in de tekeningen en voorgaande beschrijving, moeten deze voorstelling en beschrijving gezien worden als illustratief of voorbeeldmatig en niet als beperkend. De uitvinding is niet beperkt tot de beschreven uitvoeringsvormen.While the invention has been presented and described in detail in the drawings and previous description, this representation and description should be seen as illustrative or exemplary and not as limiting. The invention is not limited to the described embodiments.

Andere variaties aan de publiek gemaakte uitvoeringsvormen kunnen begrepen en verwezenlijkt worden door vaklui bij het in praktijk brengen van de beschreven uitvinding, uit een studie van de tekeningen, de beschrijving en de bijgevoegde conclusies. In de conclusies sluit het woord "omvatten" geen andere elementen of stappen uit, en het onbepaald lidwoord "een" sluit geen meervoud uit. Het op zich staand feit dat bepaalde maatregelen vermeld worden in wederzijds verschillende afhankelijke conclusies duidt niet op het feit dat een combinatie van deze maatregelen niet voordelig gebruikt zou kunnen worden. Eender welke verwijzingstekens in de conclusies moeten niet opgevat worden als limiterend met betrekking tot het bereik.Other variations to the embodiments made public may be understood and realized by those skilled in the art of practicing the described invention, from a study of the drawings, the description and the appended claims. In the claims, the word "include" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" does not exclude a plural. The fact that certain measures are mentioned in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures could not be used advantageously. Any reference characters in the claims should not be construed as limiting the scope.

De voorgaande beschrijving detailleert zekere uitvoeringsvormen van de uitvinding. Hoe dan ook valt het op te merken dat, ongeacht hoe gedetailleerd voorgaande blijkt, de uitvinding in praktijk kan worden gebracht op vele manieren. Het dient opgemerkt te worden dat het gebruik van specifieke terminologie bij het beschrijven van bepaalde kenmerken of aspecten van de uitvinding niet dient opgevat te worden als implicerend dat de terminologie hierin wordt geherdefinieerd om beperkt te zijn tot het omvatten van eender welke specifieke eigenschappen van de kenmerken of aspecten van de uitvinding waarmee die terminologie wordt geassocieerd.The foregoing description details certain embodiments of the invention. Either way, it should be noted that, regardless of how detailed the foregoing appears, the invention can be practiced in many ways. It is to be noted that the use of specific terminology in describing certain features or aspects of the invention should not be construed as implying that the terminology herein is redefined to be limited to including any specific features of the features. or aspects of the invention with which that terminology is associated.

Claims

A rectangular baler (10) comprising a biomass feed roller channel (15) connected to a bale chamber (16), a plunger (62) which can move back and forth in the bale chamber (16) around the feed channel via the biomass feed roller channel (15) compressing biomass supplied in the bale chamber (16) to form bales and a bale gutter (20), the dimensions of a part of the interior of the bale chamber (16) being adjustable under the influence of at least one drive mechanism (18) of which the excitation is controllable, and a control unit (58) to control the excitation of the at least one drive mechanism (18), the control unit (58) being adapted to generate at least a first control signal (PWM1) in accordance with a pressure-controlled mode of the baler (10), a second control signal (PWM2) in accordance with a force-controlled mode of the baler (10), and a third control signal (PWM3) in accordance with a weight-controlled mode of the baler (10), the pressure-controlled mode using a measured value for the pressure (MP) of a pressure sensor (PS) to generate a first control signal (PWM1), the force-controlled mode using a measured value for the force (MF) of a force sensor (FS) to generate a second control signal (PWM2), the weight controlled mode using a measured value for the weight (MW) of a weight sensor (WS) to generate a third control signal (PWM3), characterized in that the control unit (58) is adapted to determine a final control signal (PWM final) on the basis of at least the first control signal (PWM1) and a weight factor (X) associated therewith, the second control signal (PWM2) and a weight factor (Y ) associated with this and the third control signal (PWM3) and a weighting factor (Z) associated with it, being the final control signal (PWMfinal) for use in driving the energization of the at least one drive mechanism (18) of the rectangular baler (10).

A rectangular baler (10) according to claim 1, wherein the sampling frequency of the pressure sensor (PS) is higher than the sampling frequency of the force sensor (FS), and wherein the sampling frequency of the force sensor (FS) is higher than the sampling frequency of the force sensor (FS) weight sensor (WS).

A rectangular baler (10) according to any of the preceding claims, wherein the control unit (58) is adapted to determine the final control signal (PWM final) from at least the first, the second and the third control signal (PWM1, PWM2, PWM3) and their associated weight factors (X, Y, Z), such that the sum of the associated weight factors (X, Y, Z) is 100%.

A rectangular baler (10) according to any of the preceding claims, wherein the control unit (58) is such that the weight factors (X, Y, Z) associated with the at least first, second and third control signals (PWM1, PWM2, PWM3) fixed during operation of the baler (10).

A rectangular baler (10) according to any of claims 1 to 3, wherein the control unit (58) is such that at least one of the weight factors (X, Y, Z) associated with the at least first, second and third control signals (PWM1, PWM2, PWM3) varies over time during the operation of the baler (10).

A rectangular baler (10) according to any one of the preceding claims, wherein a loop frequency of the pressure-controlled mode, a loop frequency of the force-controlled mode and / or a loop frequency of the weight-controlled mode differ from each other.

A multi-mode control system (200) to control the density of bales formed by a rectangular baler (10), the multi-mode control system (200) comprising a control unit (58) to control a final control signal (PWMfinal) to actuate the actuation of at least one drive mechanism (18) to adjust the dimensions of a part of the interior of a bale chamber (16) of a baler (10), characterized in that the control unit (58) is adapted to determine a final control signal (PWMfinal) from at least a first control signal (PWM1) generated in accordance with a pressure-controlled mode of the baler (10) and a weight factor (X) associated with it, a second control signal (PWM2) generated in accordance with a force-controlled mode of the baler (10) and a weight factor (Y) associated with it, and a third force-controlled mode of the baler (10) and a weight factor (Z) associated with it, waa r in the pressure-controlled mode uses a measured value of the pressure (MP) by a pressure sensor (PS) to generate the first control signal (PWM1), the force-controlled mode uses a measured value of the force (MF) by a force sensor (FS) to generate the second control signal (PWM2), and the weight controlled mode uses a measured value of the weight (MW) by a weight sensor to generate the third control signal (PWM3).

A multi-mode control system (200) according to claim 7, wherein the sampling frequency of the pressure sensor (PS) is higher than the sampling frequency of the force sensor (FS), and wherein the sampling frequency of the force sensor (FS) is higher than the sampling rate of the weight sensor (WS).

A multi-mode control system (200) according to any of claims 7 or 8, wherein at least one of the pressure-controlled mode, the force-driven mode and the weight-controlled mode is a single loop mode.

A multi-mode control system (200) according to any of claims 7 to 9, wherein at least one of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode comprises a set of nested control loops, wherein the control loop frequency of the nested control loops decreases from the inner loop to the outer loop.

A multi-mode control system (200) according to any one of claims 7 to 10, wherein the first control signal (PWM1) is generated by comparing a target value for the pressure (TP) with the measured value of the pressure (MP), wherein the second control signal (PWM2) is generated by comparing a target value for the force (TF) with the measured value of the force (MF), and wherein the third control signal (PWM3) is generated by a target value for the weight (TW) to compare with the measured value of the weight (MW).

A multi-mode control system (200) according to any of claims 7 to 11, wherein the control loop frequency of at least one of the pressure-controlled mode, the force-controlled mode and the weight-controlled mode differs from that of the other control modes.

A multi-mode control system (200) according to claim 11, wherein the pressure-controlled mode is a single-loop mode, wherein the force-controlled mode comprises a pressure-controlled loop nestled in a force-controlled loop, the control loop frequency of the pressure-controlled loop higher than the control loop frequency of the force-controlled loop, wherein the weight-controlled mode comprises a pressure-controlled loop nestled in a force-controlled loop nestled in a weight-controlled loop, the control loop frequency of the three nested control loops of the weight-controlled mode increasing from the inner loop to the outer loop, the pressure-controlled loop of the force-controlled mode and weight-controlled mode use the measured value of the pressure (MP) of the pressure sensor (PS), and where the force-controlled loop of the weight-controlled mode uses the measured value of the force (MF) of the force sensor (FS) ) used.

A multi-mode control system (200) according to any of claims 7 to 13, wherein the final control signal (PWM final) is generated using the following equations:

A method for controlling the formation of bales of constant density by means of a baler (10), comprising: - generating at least a first control signal (PWM1), a second control signal (PWM2) and a third control signal ( PWM3) in accordance with a pressure-controlled mode, a force-controlled mode and a weight-controlled mode of the baler (10), - associating a first weight factor (X) with the first control signal (PWM1), a second weight factor (Y) with the second control signal (PWM2), and a third weight factor (Z) with the third control signal (PWM3), - determining a final control signal (PWMfinal) of the first, the second and the third control signal (PWM1, PWM2, PWM3) and their associated weights (X, Y, Z), and - using the final control signal (PWMfinal) to control the density of bales formed by the baler (10).