DE19715590A1 - Sensormodul - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul, insbesondere für eine Bearbeitungsmaschine in der Landwirtschaft oder im Straßenbau bei der mehrere Lage- oder Gewichtsdaten de­ tektierbar sein sollen, nach dem Oberbegriff des Haupt­ anspruchs.

Bei bekannten Bearbeitungsmaschinen, beispielsweise bei Fahrzeugen zum Düngerstreuen in der Landwirtschaft, muß durch Gewichtsmessung die Menge des aus gebrachten Düngers bestimmt werden. Ebenso muß die Beschleunigung und die Neigungslage des Fahrzeuges ermittelt werden, um eine gleichmäßige Ausbringung des Streugutes auf der Fläche zu gewährleisten.

Die zu detektierenden Daten werden in herkömmlicher Weise an verschieden Stellen am Fahrzeug detektiert und in ei­ nem zentralen Auswerte- und Steuergerät verarbeitet. Zur Kalibrierung und zur Einstellung der Ausgangslage des Fahrzeugs muß jeder einzelne Sensor vor dem Beginn der Bearbeitung kalibriert und abgeglichen werden.

Vorteile der Erfindung

Ein Sensormodul der eingangs beschriebenen Art ist mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs dadurch vorteilhaft, daß durch das kom­ plexe Aufbaukonzept des Sensormoduls die Herstellung und der Einbau der notwendigen Sensoren in die Bearbeitungs­ maschine stark vereinfacht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, beispielsweise in einem landwirtschaftlichen Fahrzeug, sind im Sensormodul zwei Beschleunigungssensoren, jeweils einer für die Nei­ gung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung und einer für die Neigung quer zur Fahrtrichtung, sowie ein Drucksensor zur Messung des Hydraulikdrucks an der Hydraulik vorhanden. Die Messung der Neigung erfolgt hier über die Erfassung der Beschleunigung, wobei das Ausgangssignal des Be­ schleunigungssensors das Produkt aus der Erdbeschleuni­ gung und dem Sinus des Neigungswinkels ist und somit der Neigungswinkel direkt proportional zur in den Wiegeprozeß einzubeziehenden Neigung des Arbeitsgerätes im Ge­ lände ist.

Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Sensormodul auf einfache Weise eine Vermeidung von Meßwertverfälschungen beim Wiegen eines mit dem Fahrzeug aus zubringen­ den Streugutes durch eine Neigung der Maschine gegenüber der Waagerechten schon bei der Bildung des Gewichtsgröße für das zu wiegende Gut. Da eine elektronische Auswerte­ einheit direkt im Sensormodul vorhanden ist, liegen am Ausgang des Sensormoduls Daten für das auszubringende Streugut vor, die von Verfälschungen durch Lage-/Neigeänderungen des Fahrzeuges bereinigt sind.

Die Anbringung des Sensormoduls an den entsprechenden Fahrzeugteilen erfolgt in vorteilhafter Weise so, daß montagebedingte Neigungsfehler am Einbauort von wenigen Grad durch einen einfachen internen Softwareabgleich auch im eingebauten Zustand am Fahrzeug eliminiert werden kön­ nen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, das Sensormodul am Einbauort exakt in eine waagerechte Lage bringen zu müssen.

Durch eine entsprechende Gestaltung eines Trägerteils im Sensormodul können die Einzelsensoren direkt mit einfa­ chen Montageschritten fixiert werden. Die ebenfalls im Sensormodul untergebrachte Auswerteeinheit umfaßt sowohl die Elektronik für die Auswertung des Drucksensorsignals, als auch einen elektronischen Rechnerbaustein, der wie oben erwähnt, unter Heranziehung der Neigungssensorsigna­ le den zur zu wiegenden Masse exakt entsprechenden Wert liefert. Weiterhin kann der Rechnerbaustein auch Steuer­ signale liefern, die auf ein System zur entsprechenden Dosierung des auszubringenden Streugutes einwirken.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensormo­ duls wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf ein mit einem Gehäuse ver­ schlossenes Sensormodul;

Fig. 2 eine erste Ansicht auf das Innere des Sen­ sormoduls mit der Sicht auf eine Auswerteeinheit und

Fig. 3 eine zweite Ansicht auf das Innere des Sen­ sormoduls mit der Sicht auf Einzelsensoren.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Beim Ausführungsbeispiel eines Sensormoduls 1 nach Fig. 1 ist ein Gehäuse 2 mit einer Befestigungsvorrichtung 3 an einem hier nicht dargestellten Ackerschlepper als eine landwirtschaftliche Bearbeitungsmaschine gezeigt. Am Ge­ häuse 1 ist ein Druckanschluß 4 zur Beaufschlagung mit dem Druck einer Hydraulik und ein elektrisches Anschlußteil 5 für einen analogen und/oder digitalen Signalausgang des Sensormoduls 1 vorhanden.

In Fig. 2 ist das Innere des Sensormoduls 1 mit einer Ansicht auf eine Auswerteelektronik 6 und die Lage eines Drucksensors 7 als ersten Sensor auf einem Trägerteil 8 gezeigt. Der hier nicht sichtbare Druckanschluß 4 führt dabei in den Drucksensor 7, wobei aus dem gemessenen Hy­ draulikdruck, beispielsweise an einem Vorratsbehälter für ein auszubringendes Streugut, eine Gewichtsgröße prinzi­ piell herleitbar ist.

Die Ansicht nach Fig. 3 zeigt bei einer angenommen Ein­ baulage mit einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs in y- Richtung einen ersten Lage-/Neigungssensor 9 für die Er­ fassung der Neigung in Fahrtrichtung und einen zweiten Lage-/Neigungssensor 10 für die Erfassung der Neigung quer zur Fahrtrichtung in x-Richtung.

Die aus der Fig. 2 ersichtliche Auswerteelektronik 6 enthält softwaregesteuerte Elektronikbausteine, die die, eventuell analogen, Signale der Einzelsensoren 7, 9 und 10 digitalisiert und so miteinander verknüpft, daß eine Meßwertverfälschungen des Ausgangssignals des Drucksen­ sors 7 beim Wiegen des mit dem Fahrzeug auszubringenden Streugutes durch eine Neigung des Fahrzeuges gegenüber der Waagerechten in x- wie auch in y-Richtung eliminiert wird.

Da die elektronische Auswerteeinheit 6 direkt im Sensor­ modul 1 ebenfalls am Trägerteil 8 mit den Einzelsensoren 7, 9 und 10 angebaut ist, liegen am Anschlußteil 5 di­ rekt die Gewichtsgrößen für das auszubringende Streugut vor, die von Verfälschungen durch Lageänderungen des Fahrzeuges bereinigt sind.

Die elektronische Auswerteeinheit 6 ist darüber hinaus mit einem elektronischen Rechnerbaustein versehen, der auch Steuersignale über das Anschlußteil 5 zur Verfügung stellen kann, die auf ein elektromechanisches System zur entsprechenden Dosierung des auszubringenden Gutes ein­ wirken können.

Claims (6)

1. Sensormodul, mit

• - einem Sensor (7) zur Erfassung einer Gewichtsgröße an einer Bearbeitungsmaschine und einer Auswerteeinheit (6) für das Signal des Sensors (7), dadurch gekennzeichnet, daß
• - der erste Sensor (7) zusammen mit mindestens einem wei­ teren Lage-/Neigungssensor (9, 10) zur Erfassung der Lage der Bearbeitungsmaschine und der Auswerteeinheit (6) im Gehäuse (2) des Sensormoduls (1) untergebracht ist und daß
• - ein Ausgangssignal des Sensormoduls (1) unter Auswer­ tung aller Signale der Sensoren (7, 9, 10) ermittelbar ist.

2. Sensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Sensoren (7, 9, 10) und die Auswerteelektronik (6) auf einem gemeinsamen Trägerteil (8) im Gehäuse (2) des Sensormoduls (1) fest angeordnet sind und vor dem Einbau in die Bearbeitungsmaschine kalibrierbar sind.

3. Sensormodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Sensor ein Drucksensor (7) ist, mit dem aus einem Hydraulikdruck eine Gewichtsgröße unter Einbezie­ hung der Signale der weiteren Lage-/Neigungssensoren (9, 10) herleitbar ist.

4. Sensormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Lage-/Neigungssensoren (9, 10) Beschleuni­ gungssensoren sind, mit denen jeweils eine Neigung der Bearbeitungsmaschine in einer vorgegebenen x- und/oder y- Richtung aus den Beschleunigungswerten nach der Bezie­ hung, Erdbeschleunigung . Sinus des Neigungswinkels, her­ leitbar ist.

5. Sensormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (6) einen elektronischen Rechner­ baustein zur Ermittlung von Steuergrößen für die Bearbei­ tungsmaschine aufweist.

6. Sensormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormodul (1) zur Gewichtsmessung von auszubrin­ gendem Streugut an einem landwirtschaftlichen Fahrzeug als Bearbeitungsmaschine herangezogen wird.