EP4747893A1 - Verfahren zum regeln des betriebs eines magnetventils einer landwirtschaftlichen ausbringmaschine - Google Patents

Verfahren zum regeln des betriebs eines magnetventils einer landwirtschaftlichen ausbringmaschine

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Publication number
EP4747893A1
EP4747893A1 EP24709674.6A EP24709674A EP4747893A1 EP 4747893 A1 EP4747893 A1 EP 4747893A1 EP 24709674 A EP24709674 A EP 24709674A EP 4747893 A1 EP4747893 A1 EP 4747893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solenoid valve
valve
armature
housing
caused
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24709674.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Trentmann
Thomas Wessels
Lukas RUSCHINZIK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Original Assignee
Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG filed Critical Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Publication of EP4747893A1 publication Critical patent/EP4747893A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/0089—Regulating or controlling systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits
    • H01F2007/1866—Monitoring or fail-safe circuits with regulation loop

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the operation of a solenoid valve of an agricultural spreading machine according to the preamble of patent claim 1, a method for controlling and/or regulating the operation of a solenoid valve of an agricultural spreading machine according to the preamble of patent claim 19, a spreading system for spreading spray liquid on an agricultural area according to the preamble of patent claim 27, and a spreading system for spreading spray liquid on an agricultural area according to the preamble of patent claim 28.
  • Agricultural spreading machines for spreading a spray liquid usually have several solenoid valves, which can be used to control the flow rate of the spray liquid.
  • the flow rate control can be used to apply an intended amount of spray liquid to the agricultural area.
  • the amount of spray liquid applied can be roughly adjusted by specifying a specific spray pressure, as the amount applied and the spray pressure can be related. However, studies have shown that this is only approximately the case, as the pressure of the spray liquid at the spray nozzle changes over time as the solenoid valve opens and closes, and this is not constant. In addition, the solenoid valve generates a pressure drop that is dependent on the volume flow.
  • the pressure of the spray liquid and the length of time the solenoid valve is actually open must be known.
  • the length of time the solenoid valve is actually open can only be approximately derived from the current supply to the solenoid valve, since the current supply is based on a theoretical valve behavior that deviates from the actual valve behavior.
  • valves with position feedback are also known, in which a direct position detection in relation to the valve armature takes place.
  • Such Valves often have contactless sensors for direct position detection.
  • the disadvantage of these valves is that possible sensor positions are determined by the fact that the valve armature and its entire movement path must be in the detection range of the sensor, which significantly limits the choice of sensor position.
  • the object underlying the invention is therefore to enable an improved solenoid valve control in which the operating state of the solenoid valve is taken into account more precisely without the detection range of a sensor used to detect the operating state having to include the valve armature and its movement path.
  • the object is achieved by a method of the type mentioned at the outset, wherein, within the scope of the method according to the invention, a change in state on the solenoid valve or on a line connected to the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and by an interaction between the valve armature and the housing is sensorically detected by means of a measuring device, and the detection of the operating state of the solenoid valve takes place by evaluating the sensorily detected change in state on the solenoid valve or on the line connected to the solenoid valve.
  • the invention makes use of the knowledge that the opening and closing of the solenoid valve and the associated movements of the valve armature and the interaction between the valve armature and the housing of the solenoid valve result in characteristic changes in the state of the solenoid valve, which can be detected by a measuring device and evaluated to determine the operating state, in particular the opening state, of the solenoid valve.
  • the detection area of the measuring device does not necessarily have to include the valve armature and its movement path, so that the selection of the sensor position can be made much more freely.
  • the solenoid valve is preferably controlled by pulse width modulation, in particular pulse width frequency modulation.
  • the solenoid valve is, for example, controlled with a frequency between 0-50Hz.
  • the solenoid valve is preferably opened by the magnetic force generated by the current flow through the solenoid valve coil.
  • the solenoid valve is preferably closed by a return spring of the solenoid valve.
  • the line connected to the solenoid valve can be a supply line through which spray liquid can be supplied to the solenoid valve.
  • the supply line can be connected to a valve inlet of the solenoid valve and/or open into the solenoid valve.
  • the line connected to the solenoid valve can be a drain line through which spray liquid can be discharged from the solenoid valve.
  • the drain line can be connected to a valve outlet of the solenoid valve and/or extend from the solenoid valve.
  • the measuring device comprises a sensor for detecting the change in state of the solenoid valve, wherein the sensor is arranged outside the housing or inside the housing.
  • the sensor can be in contact with the housing or arranged at a distance from the housing.
  • the sensor can be, for example, a motion sensor, in particular an acceleration sensor, a deformation sensor, a force sensor or an acoustic sensor.
  • the measuring device comprises a sensor for detecting the change in state of the line connected to the solenoid valve, wherein the sensor is arranged outside the line connected to the solenoid valve or inside the line connected to the solenoid valve.
  • the measuring device detects a pulse acting on the housing of the solenoid valve when detecting the change in state of the solenoid valve.
  • the pulse is preferably caused by a movement of the valve armature and is caused by an interaction between the housing and the valve armature.
  • the pulse is preferably generated by the valve armature when it reaches an end position. In the end position, the valve armature can strike against an end stop or valve seat.
  • the pulse can be a mechanical pulse or can relate to a shock or vibration of the housing.
  • the measuring device detects a pulse acting on the line connected to the solenoid valve.
  • the measuring device comprises a motion sensor or is designed as a motion sensor.
  • the change in state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by the sensor is preferably a change in position or location or movement of the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve.
  • the detection of the operating state of the solenoid valve is preferably carried out by evaluating the change in position or location or movement of the solenoid valve or the component, in particular the housing, of the solenoid valve detected by the sensor.
  • the motion sensor can be arranged on the housing of the solenoid valve.
  • the motion sensor can be arranged on the outside of the housing of the solenoid valve or in the housing of the solenoid valve.
  • the motion sensor can be arranged directly on the valve armature.
  • the motion sensor can, for example, detect the movement of the housing of the solenoid valve or the movement of the valve armature.
  • the motion sensor can be arranged on or in a fastening element connected to the housing of the solenoid valve, for example a nut.
  • the change in state of the line connected to the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and by an interaction between the valve armature and the housing and detected by a sensor can be a change in position or orientation or movement of the line connected to the solenoid valve.
  • the motion sensor comprises an acceleration sensor or is designed as an acceleration sensor.
  • the change in state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by the sensor is preferably a change in speed or Acceleration of the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve.
  • the operating state of the solenoid valve is preferably detected by evaluating the sensor-detected speed change or acceleration of the solenoid valve or the component, in particular the housing, of the solenoid valve.
  • the acceleration sensor can be arranged on the housing of the solenoid valve.
  • the acceleration sensor can be arranged on the outside of the housing of the solenoid valve or in the housing of the solenoid valve.
  • the acceleration sensor can be arranged directly on the valve armature.
  • the acceleration sensor can, for example, detect the acceleration of the housing of the solenoid valve or the acceleration of the valve armature.
  • the acceleration sensor can be arranged on or in a fastening element connected to the housing of the solenoid valve, for example a nut.
  • the change in state on the line connected to the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by the sensor can be a speed change or acceleration of the line connected to the solenoid valve.
  • the measuring device comprises a deformation sensor or is designed as a deformation sensor.
  • the change in state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by the sensor is a deformation of the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve.
  • the detection of the operating state of the solenoid valve is preferably carried out by evaluating the sensor-detected deformation of the solenoid valve or the component, in particular the housing, of the solenoid valve.
  • the deformation sensor can be arranged on the housing of the solenoid valve.
  • the measuring device comprises a force transducer or is designed as a force transducer.
  • the change in state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by a sensor is preferably a change in the mechanical load on the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve or a force acting on the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve.
  • the operating state of the solenoid valve is preferably detected by evaluating the force acting on the solenoid valve or the component, in particular the housing, of the solenoid valve, detected by a sensor.
  • the force transducer can be arranged on the housing of the solenoid valve.
  • the force transducer can be arranged on the outside of the housing of the solenoid valve or in the housing of the solenoid valve.
  • the force transducer can be arranged directly on the valve armature.
  • the force transducer can, for example, detect a force acting on the housing of the solenoid valve or on the valve armature.
  • the force sensor can comprise one or more piezo elements or can be designed as a piezo element.
  • the force sensor can be arranged on or in a fastening element connected to the housing of the solenoid valve, for example a nut.
  • the change in state on the line connected to the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by a sensor can be a force acting on the line connected to the solenoid valve.
  • the measuring device comprises an acoustic sensor or is designed as an acoustic sensor.
  • the change in state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and caused by an interaction between the valve armature and the housing and detected by the sensor is a noise on or in the solenoid valve.
  • the operating state of the solenoid valve is preferably detected by evaluating the noises detected by the sensor on or in the solenoid valve.
  • the acoustic sensor can be arranged on the housing of the solenoid valve.
  • the acoustic sensor can be arranged on the outside of the housing of the solenoid valve or in the housing of the solenoid valve.
  • the acoustic sensor can be arranged directly on the valve armature.
  • the acoustic sensor can, for example, detect noises inside and/or outside the housing of the solenoid valve.
  • the acoustic sensor can comprise one or more microphones or be designed as a microphone.
  • the acoustic sensor can be arranged on or in a fastening element connected to the housing of the solenoid valve, for example a nut.
  • the change in state of the line connected to the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and by an interaction between the valve armature and the housing and detected by a sensor can be a noise on or in the line connected to the solenoid valve.
  • the measuring device can also comprise several different sensors.
  • the measuring device can therefore detect movements, in particular accelerations, of the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve, deformations of the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the solenoid valve and/or noises on or in the solenoid valve.
  • the detection of the operating state of the solenoid valve is preferably carried out by evaluating the sensor-detected movements, in particular accelerations, of the solenoid valve or a component, in particular the housing, of the
  • solenoid valve by evaluating the sensor-detected deformations of the solenoid valve or a component, in particular the housing, the solenoid valve and/or by evaluating the sensor-detected noises on or in the solenoid valve.
  • the electronic data processing device monitors the temporal progression of the state changes when evaluating the sensor-detected state change on the solenoid valve or on the line connected to the solenoid valve and records the operating state of the solenoid valve based on characteristic progression sections in the temporal progression of the state changes.
  • the electronic data processing device preferably monitors the temporal progression of the movements, in particular the accelerations, of the solenoid valve or of a part of the solenoid valve and/or the temporal progression of the deformations of the solenoid valve or of a part of the solenoid valve and/or the temporal progression of the noises on or in the solenoid valve.
  • the solenoid valve whose operating state is detected is a reference solenoid valve.
  • the current supply specification is uniformly adjusted for a plurality of solenoid valves, taking into account the detected operating state of the reference solenoid valve. Assuming that the solenoid valves have very small manufacturing tolerances or volume flow variations, the operating state can be detected on one solenoid valve and the current supply adjustment based on this can then be carried out on all solenoid valves.
  • the valve armature of the solenoid valve can be moved between a first end position and a second end position by energizing the solenoid valve
  • the detection of the operating state of the solenoid valve by means of the electronic data processing device includes the detection of end position assumption times at which the valve armature of the solenoid valve assumes the first end position and/or the second end position after a movement.
  • the detection of the end position assumption times is preferably carried out by evaluating the sensor-detected state change on the solenoid valve.
  • the detection of the end position assumption times includes the detection of first end position assumption times and/or the detection of the second end position assumption times.
  • the valve armature of the solenoid valve assumes the first end position after a movement and the solenoid valve is open.
  • the valve armature of the solenoid valve assumes the second end position after a movement and the solenoid valve is closed.
  • the method according to the invention is further advantageously developed in that the electronic data processing device determines a current supply specification for the solenoid valve that is coordinated with the recorded end position assumption times in order to adapt the current supply specification and determines an actual value of the opening proportion in the switching cycle of the solenoid valve based on the recorded end position assumption times in order to determine the current supply specification coordinated with the recorded end position assumption times.
  • the actual value of the opening proportion in the switching cycle of the solenoid valve relates to the ratio between the time period in which the solenoid valve is actually open within the switching cycle and the actual cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve, whereby the actual cycle duration of the switching cycle is made up of the time period in which the solenoid valve is actually open within the switching cycle and the time period in which the solenoid valve is actually closed within the switching cycle.
  • the actual value of the opening proportion in the switching cycle of the solenoid valve can also be referred to as the actual duty cycle.
  • the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve specifies the actual flow rate of the spray liquid through the solenoid valve, particularly in the case of central pressure control, so that the actual application rate of the spray liquid depends on the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve.
  • the electronic data processing device adjusts a control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve based on the determined actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve in order to achieve a target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve in order to determine the current supply specification coordinated with the detected end position assumption times.
  • the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve relates to the ratio between the time period in which the solenoid valve should theoretically be open within a switching cycle according to the current control and a control cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve, wherein the control cycle duration of the switching cycle is made up of the time period in which the solenoid valve should theoretically be open within the switching cycle according to the current control and the time period in which the solenoid valve should theoretically be closed within the switching cycle according to the current control.
  • the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve can also be referred to as the control duty cycle.
  • the target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve relates to the relationship between the time period in which the solenoid valve should be open within a switching cycle and a target cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve, whereby the target cycle duration of the switching cycle is made up of the time period in which the solenoid valve should be open within the switching cycle and the time period in which the solenoid valve should be closed within the switching cycle.
  • the target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve can also be referred to as the target duty cycle.
  • the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve preferably corresponds to the setpoint value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve, whereby the recording of the end position times then determines that the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve does not result in the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve corresponding to the setpoint value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve and an adjustment of the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve is necessary.
  • the setpoint value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve is preferably assigned to an application rate of spray liquid, so that when a specific application rate of spray liquid is set by the machine operator, a target value of the opening proportion in the switching cycle of the solenoid valve is defined and can be called up or calculated.
  • the current specification determined by the electronic data processing device and coordinated with the recorded end position times includes a changed pull-in current of the solenoid valve, which leads to a changed pull-in time of the solenoid valve.
  • the pull-in current leads to the valve armature moving from one end position in which the solenoid valve is closed to another end position in which the solenoid valve is open.
  • the pull-in time refers to the time period from the application of the supply voltage until the valve armature reaches the end position in which the solenoid valve is open.
  • the changed pull-in current leads, for example, to a shortened pull-in time or to an extended pull-in time.
  • the changed pull-in current can relate to a weaker pull-in current or a stronger pull-in current.
  • the current supply specification determined by the electronic data processing device and coordinated with the recorded end position times includes a modified holding current supply to the solenoid valve, which leads to a modified holding time of the valve armature.
  • the holding current supply leads to the valve armature being held in the end position in which the solenoid valve is open.
  • the holding time relates to the period of time in which the valve armature is held by a holding current in the end position in which the solenoid valve is open.
  • the modified holding current supply leads, for example, to a shortened holding time or to an extended holding time.
  • the current supply specification determined by the electronic data processing device and coordinated with the recorded end position times includes a changed drop current supply to the solenoid valve, which leads to a changed drop duration of the valve armature.
  • the Drop-out current leads to the valve armature moving, preferably in a spring-assisted manner, from the end position in which the solenoid valve is open to the end position in which the solenoid valve is closed.
  • the drop-out time refers to the time period from the application of a negative supply voltage until the valve armature reaches the end position in which the solenoid valve is closed.
  • the changed drop-out current leads, for example, to a shortened drop-out time or to an extended drop-out time.
  • the changed drop-out current can involve a weakened drop-out current or an increased drop-out current.
  • the current supply to the solenoid valve is at least temporarily interrupted or is supplied with current from the supply voltage during the drop-out time.
  • the supply voltage can be 12 V or 24 V, for example.
  • the current supply specification determined by the electronic data processing device and coordinated with the recorded end position times includes a changed pull-in period of the valve armature, during which the pull-in current is supplied to the solenoid valve.
  • the pull-in period By increasing the pull-in period, the release time of the valve armature is ultimately also increased, since the solenoid valve or the valve armature is magnetized more strongly by the increased pull-in period.
  • the current supply specification determined by the electronic data processing device and coordinated with the recorded end position times leads to a changed cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve.
  • the current supply specification determined by the electronic data processing device and coordinated with the recorded end position times leads to no changed cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve.
  • the object underlying the invention is further achieved by a method according to claim 19, wherein the measuring device is associated with a portable mobile terminal, preferably in the form of a smartphone.
  • the solenoid valve is energized according to an energization specification as part of a control and/or diagnostic process, wherein the energization of the solenoid valve causes a movement of a valve armature of the solenoid valve arranged in a housing of the solenoid valve.
  • the method can carry out at least one of the steps according to the method in the preamble of claim 1.
  • the measuring device is used to sensorily detect a change in the state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and by an interaction between the valve armature and the housing.
  • the measuring device is assigned to a portable mobile terminal, preferably in the form of a smartphone.
  • the measuring device can also be assigned to a mobile terminal such as a tablet, a diagnostic tool and/or a simple microphone.
  • the measuring device is a component of the mobile terminal.
  • the method can additionally be carried out according to at least one of the embodiments described at the outset and above.
  • an operating state of the solenoid valve is determined based on the detected state changes.
  • the operating state can be understood as at least one operating parameter and/or the state of wear of the solenoid valve.
  • the current supply specification of the solenoid valve is adjusted and/or the solenoid valve is replaced if the specific operating state defined acceptance range. This ensures that the liquid is always dispensed with a solenoid valve that is at least largely in perfect working order. For example, it can be determined whether the solenoid valve needs to be replaced because, for example, a spring element arranged inside the solenoid valve is worn and/or broken.
  • a software application in the form of an app can be provided for the mobile device, which is installed on the mobile device.
  • the "app” can use artificial intelligence in the form of a Kl, wherein the Kl is trained with corresponding data from at least one reference solenoid valve.
  • the measuring device is arranged in close proximity to the solenoid valve during the detection of the state changes, preferably at a distance of between 0 and 20 cm, particularly preferably at a distance of between 5 and 10 cm.
  • the measuring device can be held by an operator at a corresponding distance in close proximity to the solenoid valve. The state changes of the solenoid valve can thus be detected and/or determined precisely and in a particularly simple manner.
  • the application machine comprises at least a first and a second solenoid valve.
  • the first solenoid valve is energized in such a way that a valve armature arranged in a housing of the first solenoid valve is caused to move.
  • the second solenoid valve is energized in such a way that a valve armature arranged in a housing of the second solenoid valve is caused to move.
  • the changes in the state of the solenoid valves are recorded one after the other by means of the measuring device.
  • only one of the solenoid valves is energized during the recording of the changes in state.
  • the changes in state of the first solenoid valve are recorded first by means of the measuring device. Then the power supply to the first solenoid valve is at least almost switched off and the power supply to the second solenoid valve is switched on, thus Changes in the state of the second solenoid valve are recorded using the measuring device. This ensures that noise from neighboring and/or other solenoid valves is at least largely minimized and/or excluded when recording the changes in state. This also results in particularly energy-efficient recording of the changes in state.
  • an electronic data processing device is provided.
  • the data processing device is designed to automatically switch the energization of the first and second solenoid valves during the detection of the state changes.
  • the energization specification of the solenoid valves is automatically interrupted and/or switched on, preferably in such a way that only the solenoid valve to be detected by means of the measuring device is energized or operated.
  • the detected changes in state and/or the operating state of at least one solenoid valve are electronically transmitted to the manufacturer of the application machine and/or to the manufacturer of the solenoid valve for evaluation.
  • the object underlying the invention is further achieved by a dispensing system of the type mentioned at the outset, wherein the control device of the dispensing system according to the invention is designed to regulate the operation of the solenoid valves according to one of the embodiments described above.
  • a spreading system according to claim 28, wherein the measuring device is associated with a portable mobile terminal, preferably in the form of a smartphone.
  • the application system for applying spray liquid to an agricultural area comprises several solenoid valves used to control the flow rate, each of which has a valve armature arranged in a housing of the solenoid valve.
  • the application system also comprises a control device by means of which the operation of the solenoid valves can be regulated.
  • the application system comprises a measuring device which is designed to sensorically detect a change in state of the solenoid valve caused by the movement of the valve armature and by an interaction between the valve armature and the housing.
  • the measuring device is assigned to a portable mobile terminal, preferably in the form of a smartphone.
  • the measuring device can also be assigned to a mobile terminal in the form of a tablet, a diagnostic tool and/or a portable microphone.
  • the measuring device is a component of the mobile terminal.
  • an embodiment according to the invention is preferred in which the microphone of the portable mobile terminal, in particular smartphones, is used as a measuring device.
  • control device and/or preferably the mobile terminal are designed to initiate a control and/or regulation of the operation of the solenoid valves according to one of the embodiments described above.
  • a holding device can preferably be provided, by means of which the measuring device, in particular the mobile terminal, can be attached in a reversible manner to the solenoid valve, in particular to different solenoid valves, or to the housing of the solenoid valve, and/or to the lines for the spray liquid and/or to a spray boom.
  • Fig. 1 a closed solenoid valve of an inventive
  • Fig. 2 shows the solenoid valve shown in Fig. 1 in an open state in a schematic representation
  • Fig. 3 shows a current intensity curve and an acceleration curve during an operation of a solenoid valve controlled according to the invention in a diagrammatic representation
  • Fig. 4 shows the process steps carried out in the context of a method according to the invention when adjusting the current supply specification in a schematic flow diagram
  • Fig. 5 a solenoid valve including supply line of another application system according to the invention in a schematic representation
  • Fig. 6 shows a solenoid valve including drain line of another application system according to the invention in a schematic representation.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show a solenoid valve 10 of a spreading system, whereby the spreading system can be part of a field sprayer, for example.
  • the solenoid valve 10 is used to control the flow rate so that an intended amount of spray liquid, for example crop protection agent, can be spread on an agricultural area.
  • the solenoid valve 10 has a valve inlet 12 and a valve outlet 14.
  • the spray liquid to be applied enters the solenoid valve 10 via the valve inlet 12.
  • the spray liquid to be applied can be discharged from the solenoid valve 10 via the valve outlet 14.
  • the discharged spray liquid is fed to a spray nozzle via the line section 28.
  • the fluid-conducting connection between the valve inlet 12 and the valve outlet 14 can be blocked and released via a valve armature 16.
  • the solenoid valve 10 shown is a normally closed valve, whereby the valve armature 16 can be raised by energizing the solenoid valve 10 in order to connect the valve inlet 12 to the valve outlet 14 in a fluid-conducting manner.
  • the solenoid valve 10 is connected to a control device 24 via a power supply line 22.
  • the control device 24 comprises an electronic data processing device 26 and serves to control the operation of the solenoid valve 10.
  • the coil 18 of the solenoid valve 10 is powered via the power supply line 22. By powering the coil 18, a magnetic field is built up which causes a lifting movement of the valve armature 16.
  • the valve armature 16 is coupled to a return spring 20 which applies a closing force to the valve armature 16. The valve armature 16 is moved back into the closed position via the return spring 20 if the coil 18 is not powered or is not powered sufficiently.
  • the solenoid valve 10 has a housing 28.
  • a measuring device 30 is arranged on the housing 28.
  • the measuring device 30 uses sensors to detect a change in state of the solenoid valve 10 caused by the movement of the valve armature 16 and by an interaction between the valve armature 16 and the housing 28, so that the operating state of the solenoid valve 10 can be determined by evaluating the change in state of the solenoid valve 10 detected by the sensor.
  • the measuring device 30 is designed as a motion sensor.
  • the change in state of the solenoid valve 10 caused by the movement of the valve armature 16 and caused by an interaction between the valve armature 16 and the housing 28 and detected by a sensor is therefore a movement of the housing 28 of the solenoid valve 10.
  • the motion sensor is designed as an acceleration sensor.
  • the change in state of the solenoid valve 10 caused by the movement of the valve armature 16 and caused by an interaction between the valve armature 18 and the housing 28 and detected by a sensor is therefore the acceleration of the housing 28 of the solenoid valve 10.
  • the current I flowing through the solenoid valve 10 is plotted against time t.
  • the acceleration a of the housing 28 of the solenoid valve 10 is plotted against time t.
  • the current curve l v shows three characteristic time periods, namely the pull-in period t An , the holding period t H and the release period t A b- During the pull-in period t An , a supply voltage is applied to the solenoid valve 10 so that the impressed current increases in a ramp-like manner, whereby the valve armature 16 is moved from the end position in which the valve armature 16 is in the closed state of the solenoid valve 10 to the end position in which the valve armature 16 is in the open state of the solenoid valve 10.
  • the end position assumption times tEi are therefore each within the pull-in period t An .
  • the current is impressed into the coil 18 of the solenoid valve 10 via a pulse-width modulated voltage signal during the holding period tn.
  • the impressed current drops over time, whereby the magnetic field generated is always strong enough during the entire holding period tn to keep the valve armature 16 in the open position.
  • a negative supply voltage is applied at the beginning of the drop-out period t A b , which promotes the rapid reduction of the magnetic field holding the valve armature 16 and thus the spring-supported movement of the valve armature 16.
  • the drop-out period t Ab always ends with an end position assumption time t E 2 , in which the valve armature 16 has reached the end position in which the solenoid valve 10 is closed.
  • the electronic data processing device 26 monitors the sensor-detected acceleration a of the housing 28 of the solenoid valve 10 and, based on characteristic curve sections in the acceleration curve over time av , detects the end position times t E i, tE2.
  • the measuring device 30 detects the acceleration a of the housing 28 of the solenoid valve 10 at such a high frequency that characteristic curve sections in the acceleration curve over time av can be recognized.
  • the characteristic curve sections in the acceleration curve over time av, from which the end position times t E i, tE2 can be derived, are in this case characteristic curve maxima and curve minima.
  • the electronic data processing device 26 calculates an actual value for the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 from the time period to, the time period t g and the cycle time tz.
  • the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 relates to the relationship between the time period to, in which the solenoid valve 10 is actually open within the switching cycle, and the actual cycle time tz of the switching cycle of the solenoid valve 10.
  • the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 can also be referred to as the actual duty cycle.
  • the electronic data processing device 26 determines a current supply specification for the solenoid valve 10 that is coordinated with the recorded end position times t E i, tE2, wherein the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 is calculated in order to determine this current supply specification for the solenoid valve 10. If the actual value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 deviates from a target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10, the electronic data processing device adapts a control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10.
  • the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 relates to the ratio between the time period in which the solenoid valve 10 should theoretically be open within a switching cycle according to the current control and a control cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve 10, wherein the control cycle duration of the Switching cycle is made up of the time period in which the solenoid valve 10 should theoretically be open within the switching cycle according to the current control and the time period in which the solenoid valve 10 should theoretically be closed within the switching cycle according to the current control.
  • the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 can also be referred to as the control duty cycle.
  • the target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 relates to the relationship between the time period in which the solenoid valve 10 should be open within the switching cycle and a target cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve 10, wherein the target cycle duration of the switching cycle is made up of the time period in which the solenoid valve 10 should be open within the switching cycle and the time period in which the solenoid valve 10 should be closed within the switching cycle.
  • the target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 can also be referred to as the target duty cycle.
  • Fig. 4 shows an example of a process sequence when adjusting the current supply specification.
  • a target duty cycle of the solenoid valve 10 is first defined.
  • the target duty cycle describes the target value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 and thus relates to the relationship between the time period in which the solenoid valve 10 should actually be open within a switching cycle and the target cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve. Since the application rate of the spray liquid is directly dependent on the duty cycle of the solenoid valve 10, the target duty cycle is specified, for example, by the intended application rate of spray liquid.
  • the target duty cycle can be, for example, 60% or 0.6. The solenoid valve 10 should therefore be open for 60% of the switching cycles.
  • a control duty cycle is set, which initially corresponds to the target duty cycle.
  • the control duty cycle is a control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 and thus relates to the relationship between the time period in which the solenoid valve should theoretically be open within a switching cycle according to the current control, and a control cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve.
  • a control duty cycle is set in method step 102, which corresponds to the target duty cycle. In the present example, this would be 60% or 0.6.
  • the end position assumption times t E i, tE2 of the solenoid valve 10 are then recorded and evaluated to determine the actual duty cycle.
  • the actual duty cycle describes the actual opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10 and thus relates to the relationship between the length of time in which the solenoid valve 10 is actually open within a switching cycle and the actual cycle duration of the switching cycle of the solenoid valve.
  • the electronic data processing device 26 monitors the sensor-detected movements of the housing 28 of the solenoid valve 10 and records the end position assumption times t E i, tE2 based on characteristic progression sections in the temporal acceleration profile av.
  • the measuring device 30 records the movements of the housing 28 of the solenoid valve 10 at such a high frequency that characteristic progression sections in the movement progression can be recognized.
  • the characteristic curve sections from which the end position assumption times t E i, tE2 can be derived can be local maximum values or minimum values. In other embodiments, the characteristic curve sections can also be formed by characteristic curve gradients, both rising and falling. The characteristic curve sections can also refer to specific curve progressions in the temporal movement or acceleration profile.
  • the actual duty cycle determined via the end position assumption times t E i, tE2 can be, for example, 64% or 0.64.
  • the recorded actual duty cycle is then compared with the target duty cycle. If the actual duty cycle matches the target duty cycle or is at least within a tolerance range, the intended amount of spray liquid is already applied and an adjustment of the current specification for the solenoid valve 10 is not necessary. In this case, the current actual duty cycle would be determined again in method step 104. If the actual duty cycle deviates from the target duty cycle or is outside a tolerance range, the intended amount of spray liquid is applied and an adjustment of the current supply specification for the solenoid valve 10 is necessary. In the present example, the actual duty cycle of 64% or 0.64 deviates from the target duty cycle of 60% or 0.6.
  • control duty cycle i.e. the control value of the opening portion in the switching cycle of the solenoid valve 10
  • the adjustment is determined by the data processing device 26 on the basis of the difference between the actual duty cycle and the target duty cycle and an internally stored calculation routine.
  • the control duty cycle is set to 56% or 0.56.
  • the electronic data processing device 26 determines a current supply specification that is coordinated with the detected end position assumption times tEi, tE2.
  • the electronic data processing device 26 determines a current supply specification which is coordinated with the detected end position assumption times tEi, tE2 and which has a changed pull-in current of the solenoid valve 10, which leads to an adapted pull-in duration t An of the valve armature 16 which changes the actual duty cycle.
  • the electronic data processing device 26 determines a current supply specification which is coordinated with the detected end position assumption times tEi , tE2 and which has a changed holding current supply of the solenoid valve 10, which leads to an adjusted holding time tn of the valve armature 16 which changes the actual duty cycle.
  • the electronic data processing device 26 determines a current supply specification which is coordinated with the recorded end position times tEi , tE2 and which has a changed drop current supply to the solenoid valve 10, which leads to an adjusted drop duration Ub of the valve armature 16 which changes the actual duty cycle.
  • method step 104 the current actual duty cycle is determined again and in method step 106 it is checked whether the adjustment of the control duty cycle has resulted in the actual duty cycle now corresponding to the target duty cycle.
  • Fig. 5 shows a solenoid valve 10 including supply line 32a.
  • the measuring device 30 is arranged on the supply line 32a.
  • a measuring device 30 is used to sensorically detect a change in state on the supply line 32a caused by the movement of the valve armature 16 and by an interaction between the valve armature 16 and the housing 28.
  • the operating state of the solenoid valve 10 is detected by evaluating the sensor-detected change in state on the supply line 32a.
  • Fig. 6 shows a solenoid valve 10 including a drain line 32b.
  • the measuring device 30 is arranged on the drain line 32b.
  • a measuring device 30 is used to sensorically detect a change in state on the drain line 32b caused by the movement of the valve armature 16 and by an interaction between the valve armature 16 and the housing 28.
  • the operating state of the solenoid valve 10 is detected by evaluating the sensor-detected change in state on the drain line 32b.
  • the measuring device (30) shown in the figures can alternatively or additionally be assigned to a portable mobile terminal.
  • the mobile terminal not shown in the figures can be designed as a smartphone, tablet, diagnostic tool or the like, depending on the design.
  • the measuring device (30) forms a component of the mobile terminal.
  • a measuring device (30) is provided in which the microphone of the portable mobile terminal, in particular smartphone, is used.
  • a holding device can be provided by means of which the measuring device (30), in particular the mobile terminal, can be reversibly attached to the solenoid valve (10), in particular to different solenoid valves (10). or on the housing (28) of the solenoid valve (10), and/or on the lines (32a, 32b) for the spray liquid and/or on a spray boom.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Betriebs eines zur Steuerung der Durchflussmenge einer Spritzflüssigkeit eingesetzten Magnetventils (10) einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine, mit den Schritten: Bestromen des Magnetventils (10) gemäß einer Bestromungsvorgabe im Rahmen eines Regelungsvorgangs, wobei durch das Bestromen des Magnetventils (10) eine Bewegung eines in einem Gehäuse (28) des Magnetventils (10) angeordneten Ventilankers (16) des Magnetventils (10) veranlasst wird, Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils (10) mittels einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) und Anpassen der Bestromungsvorgabe für das Magnetventil (10) unter Berücksichtigung des erfassten Betriebszustands des Magnetventils (10).

Description

Verfahren zum Regeln des Betriebs eines Magnetventils einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Betriebs eines Magnetventils einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln des Betriebs eines Magnetventils einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 19, ein Ausbringsystem zum Ausbringen von Spritzflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 27, und ein Ausbringsystem zum Ausbringen von Spritzflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 28.
Landwirtschaftliche Ausbringmaschinen zum Ausbringen einer Spritzflüssigkeit weisen üblicherweise mehrere Magnetventile auf, über welche die Durchflussmenge der Spritzflüssigkeit gesteuert werden kann. Über die Durchflussmengensteuerung kann eine beabsichtigte Ausbringmenge an Spritzflüssigkeit auf die landwirtschaftliche Nutzfläche ausgebracht werden.
Die Ausbringmenge der Spritzflüssigkeit kann über die Vorgabe eines spezifischen Spritzdrucks grob eingestellt werden, da die Ausbringmenge und der Spritzdruck ins Verhältnis gesetzt werden können. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass dies nur näherungsweise der Fall ist, da der Druck der Spritzflüssigkeit an der Spritzdüse durch das Öffnen und Schließen des Magnetventils einen zeitlichen Verlauf aufweist, der nicht konstant ist. Ferner wird über das Magnetventil ein Druckabfall erzeugt, der volumenstromabhängig ist.
Um die beabsichtigte Menge an Spritzflüssigkeit auszubringen, muss der Druck der Spritzflüssigkeit und die Zeitdauer, in welcher das Magnetventil tatsächlich geöffnet ist, bekannt sein. Die Zeitdauer, in welcher das Magnetventil tatsächlich geöffnet ist, lässt sich aber auch nur näherungsweise aus der Bestromung des Magnetventils ableiten, da die Bestromung von einem theoretischen Ventilverhalten ausgeht, welches vom tatsächlichen Ventilverhalten abweicht.
Im der Praxis sind ferner Ventile mit Stellungsrückmeldung bekannt, bei welchen eine direkte Positionserfassung in Bezug auf den Ventilanker erfolgt. Solche Ventile weisen häufig berührungslos arbeitende Sensoren zur direkten Positionserfassung auf. Nachteilig bei diesen Ventilen ist, dass in Frage kommende Sensorpositionen dadurch vorgegeben werden, dass der Ventilanker sowie dessen gesamter Bewegungspfad im Detektionsbereich des Sensors liegen muss, wodurch die Auswahl der Sensorposition erheblich eingeschränkt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, eine verbesserte Magnetventilsteuerung zu ermöglichen, in welcher der Betriebszustand des Magnetventils präziser berücksichtigt wird, ohne dass der Detektionsbereich eines zur Betriebszustandserfassung eingesetzten Sensors den Ventilanker und dessen Bewegungspfad umfassen muss.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer Messeinrichtung eine durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte Zustandsänderung am Magnetventil oder an einer mit dem Magnetventil verbundenen Leitung sensorisch erfasst wird und das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils durch Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung am Magnetventil oder an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung erfolgt.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass sich durch das Öffnen und Schließen des Magnetventils und der damit verbundenen Bewegungen des Ventilankers und die Interaktion zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse des Magnetventils charakteristische Zustandsänderungen am Magnetventil ergeben, welche mittels einer Messeinrichtung sensorisch erfasst und zum Ermitteln des Betriebszustands, insbesondere des Öffnungszustands, des Magnetventils ausgewertet werden können. Der Detektionsbereich der Messeinrichtung muss nicht zwingend den Ventilanker und dessen Bewegungspfad umfassen, sodass die Auswahl der Sensorposition wesentlich freier erfolgen kann.
Das Magnetventil wird vorzugsweise pulsweitenmoduliert, insbesondere pulsweitenfrequenzmoduliert, angesteuert. Das Magnetventil wird beispielsweise mit einer Frequenz zwischen 0-50Hz angesteuert. Geöffnet wird das Magnetventil vorzugsweise durch die magnetische Kraft, die durch den Stromfluss durch die Spule des Magnetventils erzeugt wird. Geschlossen wird das Magnetventil vorzugsweise durch eine Rückstellfeder des Magnetventils.
Die mit dem Magnetventil verbundene Leitung kann eine Zulaufleitung sein, über welche dem Magnetventil Spritzflüssigkeit zugeleitet werden kann. Die Zulaufleitung kann mit einem Ventileinlass des Magnetventils verbunden sein und/oder in das Magnetventil münden.
Die mit dem Magnetventil verbundene Leitung kann eine Ablaufleitung sein, über welche Spritzflüssigkeit aus dem Magnetventil ausgeleitet werden kann. Die Ablaufleitung kann mit einem Ventilauslass des Magnetventils verbunden sein und/oder von dem Magnetventil ausgehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Messeinrichtung einen Sensor zum Erfassen der Zustandsänderung am Magnetventil, wobei der Sensor außerhalb des Gehäuses oder innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der Sensor kann in Kontakt mit dem Gehäuse stehen oder beabstandet von dem Gehäuse angeordnet sein. Der Senor kann beispielsweise ein Bewegungssensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, ein Verformungssensor, ein Kraftaufnehmer oder ein Akustiksensor sein.
Alternativ umfasst die Messeinrichtung einen Sensor zum Erfassen der Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung, wobei der Sensor außerhalb der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung oder innerhalb der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die Messeinrichtung bei der Erfassung der Zustandsänderung am Magnetventil einen auf das Gehäuse des Magnetventils wirkenden Impuls. Der Impuls wird vorzugsweise durch eine Bewegung des Ventilankers hervorgerufen und durch eine Wechselwirkung zwischen Gehäuse und Ventilanker verursacht. Der Impuls wird vorzugsweise durch den Ventilanker beim Erreichen einer Endlage erzeugt. In der Endlage kann der Ventilanker gegen einen Endanschlag oder Ventilsitz anschlagen. Der Impuls kann ein mechanischer Impuls sein oder eine Erschütterung oder Vibration des Gehäuses betreffen. Alternativ erfasst die Messeinrichtung bei der Erfassung der Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung einen auf die mit dem Magnetventil verbundene Leitung wirkenden Impuls.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Messeinrichtung einen Bewegungssensor oder ist als Bewegungssensor ausgebildet. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil ist vorzugsweise eine Positions- oder Lageänderung oder Bewegung des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Positions- oder Lageänderung oder Bewegung des Magnetventils oder des Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils. Der Bewegungssensor kann am Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Bewegungssensor kann außenseitig des Gehäuses des Magnetventils oder in dem Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Bewegungssensor kann direkt am Ventilanker angeordnet sein. Der Bewegungssensor kann beispielsweise die Bewegung des Gehäuses des Magnetventils oder die Bewegung des Ventilankers erfassen. Der Bewegungssensor kann an oder in einem mit dem Gehäuse des Magnetventils verbundenen Befestigungsglied, beispielsweise einer Mutter, angeordnet sein. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung kann eine Positions- oder Lageänderung oder Bewegung der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung sein.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Bewegungssensor einen Beschleunigungssensor oder ist als Beschleunigungssensor ausgebildet. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil ist vorzugsweise eine Geschwindigkeitsänderung oder Beschleunigung des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Geschwindigkeitsänderung oder Beschleunigung des Magnetventils oder des Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils. Der Beschleunigungssensor kann am Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Beschleunigungssensor kann außenseitig des Gehäuses des Magnetventils oder in dem Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Beschleunigungssensor kann direkt am Ventilanker angeordnet sein. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise die Beschleunigung des Gehäuses des Magnetventils oder die Beschleunigung des Ventilankers erfassen. Der Beschleunigungssensor kann an oder in einem mit dem Gehäuse des Magnetventils verbundenen Befestigungsglied, beispielsweise einer Mutter, angeordnet sein. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung kann eine Geschwindigkeitsänderung oder Beschleunigung der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung sein.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Messeinrichtung einen Verformungssensor oder ist als Verformungssensor ausgebildet. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil ist eine Verformung des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Verformung des Magnetventils oder des Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils. Der Verformungssensor kann am Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Verformungssensor kann außenseitig des Gehäuses des Magnetventils oder in dem Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Verformungssensor kann direkt am Ventilanker angeordnet sein. Der Verformungssensor kann beispielsweise die Verformung des Gehäuses des Magnetventils oder die Vorformung des Ventilankers erfassen. Der Verformungssensor kann einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen umfassen oder als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. Der Verformungssensor kann an oder in einem mit dem Gehäuse des Magnetventils verbundenen Befestigungsglied, beispielsweise einer Mutter, angeordnet sein. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung kann eine Verformung der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Messeinrichtung einen Kraftaufnehmer oder ist als Kraftaufnehmer ausgebildet. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil ist vorzugsweise eine Änderung der mechanischen Belastung des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils oder eine Krafteinwirkung auf das Magnetventil oder einen Bestandteil, insbesondere das Gehäuse, des Magnetventils. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Krafteinwirkung auf das Magnetventil oder den Bestandteil, insbesondere das Gehäuse, des Magnetventils. Der Kraftaufnehmer kann am Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Kraftaufnehmer kann außenseitig des Gehäuses des Magnetventils oder in dem Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Kraftaufnehmer kann direkt am Ventilanker angeordnet sein. Der Kraftaufnehmer kann beispielsweise eine auf das Gehäuse des Magnetventils oder auf den Ventilanker einwirkende Kraft erfassen. Der Kraftaufnehmer kann einen oder mehrere Piezo-Elemente umfassen oder als Piezo-Element ausgebildet sein. Der Kraftaufnehmer kann an oder in einem mit dem Gehäuse des Magnetventils verbundenen Befestigungsglied, beispielsweise einer Mutter, angeordnet sein. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung kann eine Krafteinwirkung auf die mit dem Magnetventil verbundene Leitung sein. Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, bei welchem die Messeinrichtung einen Akustiksensor umfasst oder als Akustiksensor ausgebildet ist. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil ist ein Geräusch an oder im Magnetventil. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Geräusche an oder im Magnetventil. Der Akustiksensor kann am Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Akustiksensor kann außenseitig des Gehäuses des Magnetventils oder in dem Gehäuse des Magnetventils angeordnet sein. Der Akustiksensor kann direkt am Ventilanker angeordnet sein. Der Akustiksensor kann beispielsweise Geräusche innerhalb und/oder außerhalb des Gehäuses des Magnetventils erfassen. Der Akustiksensor kann ein oder mehrere Mikrofone umfassen oder als Mikrofon ausgebildet sein. Der Akustiksensor kann an oder in einem mit dem Gehäuse des Magnetventils verbundenen Befestigungsglied, beispielsweise einer Mutter, angeordnet sein. Die durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung kann ein Geräusch an oder in der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung sein.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die die Messeinrichtung auch mehrere unterschiedliche Sensoren umfassen. Die Messeinrichtung kann also Bewegungen, insbesondere Beschleunigungen, des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils, Verformungen des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils und/oder Geräusche an oder im Magnetventil erfassen. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Bewegungen, insbesondere Beschleunigungen, des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des
Magnetventils, durch Auswerten der sensorisch erfassten Verformungen des Magnetventils oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses, des Magnetventils und/oder durch Auswerten der sensorisch erfassten Geräusche an oder im Magnetventil.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung beim Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung am Magnetventil oder an der mit dem Magnetventil verbundenen Leitung den zeitlichen Verlauf der Zustandsänderungen und erfasst anhand von charakteristischen Verlaufsabschnitten im zeitlichen Verlauf der Zustandsänderungen den Betriebszustand des Magnetventils. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung überwacht vorzugsweise den zeitlichen Verlauf der Bewegungen, insbesondere der Beschleunigungen, des Magnetventils oder eines Teils des Magnetventils und/oder den zeitlichen Verlauf der Verformungen des Magnetventils oder eines Teils des Magnetventils und/oder den zeitlichen Verlauf der Geräusche an oder im Magnetventil.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Magnetventil, dessen Betriebszustand erfasst werden, ein Referenzmagnetventil. Die Bestromungsvorgabe wird für eine Mehrzahl von Magnetventilen unter Berücksichtigung des erfassten Betriebszustands des Referenzmagnetventils einheitlich angepasst. Unter der Annahme, dass die Magnetventile sehr geringe Fertigungstoleranzen beziehungsweise Volumenstromvariationen aufweisen, kann die Erfassung des Betriebszustands an einem Magnetventil erfolgen und die darauf basierende Bestromungsanpassung kann dann an allen Magnetventilen erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Ventilanker des Magnetventils durch Bestromung des Magnetventils zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage bewegbar und das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung umfasst das Erfassen von Endlageeinnahmezeitpunkten, zu welchen der Ventilanker des Magnetventils nach einer Bewegung die erste Endlage und/oder die zweite Endlage einnimmt. Das Erfassen der Endlageeinnahmezeitpunkte erfolgt vorzugsweise durch Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung am Magnetventil. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Erfassen der Endlageneinnahmezeitpunkte das Erfassen von ersten Endlageeinnahmezeitpunkten und/oder das Erfassen das zweiten Endlageeinnahmezeitpunkten. Zu den ersten Endlageeinnahmezeitpunkten nimmt der Ventilanker des Magnetventils nach einer Bewegung die erste Endlage ein und das Magnetventil ist geöffnet. Zu den zweiten Endlageeinnahmezeitpunkten nimmt der Ventilanker des Magnetventils nach einer Bewegung die zweite Endlage ein und das Magnetventil ist geschlossen. Die Auswertung der Zustandsänderung am Magnetventil erlaubt also die Ermittlung eines Zeitpunkts, zu welchem das Magnetventil den vollständig geöffneten Zustand einnimmt, und die Ermittlung eines Zeitpunkts, in welchem das Magnetventil den vollständig geschlossenen Zustand einnimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung zum Anpassen der Bestromungsvorgabe eine auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe für das Magnetventil ermittelt und zum Ermitteln der auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmten Bestromungsvorgabe anhand der erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte einen Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils ermittelt. Der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils betrifft das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus tatsächlich geöffnet ist, und der tatsächlichen Zyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils, wobei sich die tatsächliche Zyklusdauer des Schaltzyklus aus der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus tatsächlich geöffnet ist, und der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus tatsächlich geschlossen ist, zusammensetzt. Der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils kann auch als Ist-Duty-Cycle bezeichnet werden. Der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils gibt, insbesondere bei einer zentralen Druckregelung, die tatsächliche Durchflussmenge der Spritzflüssigkeit durch das Magnetventil vor, sodass die tatsächliche Ausbringmenge der Spritzflüssigkeit von dem Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils abhängig ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens passt die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung zum Ermitteln der auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmten Bestromungsvorgabe einen Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils anhand des ermittelten Istwerts des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils zur Erzielung eines Sollwerts des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils an. Der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils betrifft das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb eines Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geöffnet sein sollte, und einer Steuerzyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils, wobei sich die Steuerzyklusdauer des Schaltzyklus aus der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geöffnet sein sollte, und der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geschlossen sein sollte, zusammensetzt. Der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils kann auch als Steuer-Duty-Cycle bezeichnet werden. Der Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils betrifft das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb eines Schaltzyklus geöffnet sein soll, und einer Sollzyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils, wobei sich die Sollzyklusdauer des Schaltzyklus aus der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus geöffnet sein soll, und der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb des Schaltzyklus geschlossen sein soll, zusammensetzt. Der Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils kann auch als Soll-Duty-Cycle bezeichnet werden. Zu Beginn des Regelungsvorgangs entspricht der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils vorzugsweise dem Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils, wobei durch die Erfassung der Endlageneinnahmezeitpunkte dann festgestellt wird, dass der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils nicht dazu führt, dass der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils dem Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils entspricht und eine Anpassung des Ansteuerwerts des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils erforderlich ist. Der Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils ist vorzugsweise einer Ausbringmenge an Spritzflüssigkeit zugeordnet, sodass bei Einstellung einer spezifischen Ausbringmenge an Spritzflüssigkeit durch den Maschinenbediener ein Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils definiert ist und abgerufen oder berechnet werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelte und auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Anzugsbestromung des Magnetventils, welche zu einer veränderten Anzugsdauer des Magnetventils führt. Die Anzugsbestromung führt zum Bewegen des Ventilankers von einer Endlage, in welcher das Magnetventil geschlossen ist, in eine andere Endlage, in welcher das Magnetventil geöffnet ist. Die Anzugsdauer betrifft die Zeitdauer vom Anlegen der Versorgungsspannung, bis der Ventilanker die Endlage erreicht, in welcher das Magnetventil geöffnet ist. Die veränderte Anzugsbestromung führt beispielsweise zu einer verkürzten Anzugsdauer oder zu einer verlängerten Anzugsdauer. Die veränderte Anzugsbestromung kann eine schwächere Anzugsbestromung oder eine stärkere Anzugsbestromung betreffen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelte und auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Haltebestromung des Magnetventils, welche zu einer veränderten Haltedauer des Ventilankers führt. Die Haltebestromung führt zum Halten des Ventilankers in der Endlage, in welcher das Magnetventil geöffnet ist. Die Haltedauer betrifft die Zeitdauer, in welcher der Ventilanker durch einen Haltestrom in der Endlage gehalten wird, in welcher das Magnetventil geöffnet ist. Die veränderte Haltebestromung führt beispielsweise zu einer verkürzten Haltedauer oder zu einer verlängerten Haltedauer.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelte und auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Abfallbestromung des Magnetventils, welche zu einer veränderten Abfalldauer des Ventilankers führt. Die Abfallbestromung führt zum, vorzugsweise federunterstützten, Bewegen des Ventilankers von der Endlage, in welcher das Magnetventil geöffnet ist, in die Endlage, in welcher das Magnetventil geschlossen ist. Die Abfalldauer betrifft die Zeitdauer vom Anlegen einer negativen Versorgungsspannung, bis der Ventilanker die Endlage erreicht, in welcher das Magnetventil geschlossen ist. Die veränderte Abfallbestromung führt beispielsweise zu einer verkürzten Abfalldauer oder zu einer verlängerten Abfalldauer. Die veränderte Abfallbestromung kann eine abgeschwächte Abfallbestromung oder eine verstärkte Abfallbestromung betreffen. Beispielsweise kann für eine bestimmte Bestromungsvorgabe auch vorgesehen sein, dass die Bestromung des Magnetventils während der Abfalldauer zumindest temporär unterbrochen oder mit der Versorgungsspannung bestromt wird. Die Versorgungsspannung kann beispielsweise 12 V oder 24 V aufweisen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelte und auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Anzugsdauer des Ventilankers, während welcher die Anzugsbestromung des Magnetventils erfolgt. Durch die Erhöhung der Anzugsdauer wird letztendlich auch die Abfallzeit des Ventilankers erhöht, da das Magnetventil beziehungsweise der Ventilanker durch die erhöhte Anzugszeit stärker magnetisiert wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelte und auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe zu einer geänderten Zyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils. Alternativ führt die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung ermittelte und auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte abgestimmte Bestromungsvorgabe zu keiner geänderten Zyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren gemäß Anspruch 19 gelöst, wobei die Messeinrichtung einem tragbaren mobilen Endgerät, vorzugsweise nach Art eines Smartphones, zugeordnet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des nachstehenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst auf die Vorteile und Modifikation des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Bei dem nachstehend beschriebenen erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern und/oder Regeln des Betriebs eines zur Steuerung der Durchflussmenge einer Spritzflüssigkeit eingesetzten Magnetventils einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine, wird das Magnetventil gemäß einer Bestromungsvorgabe im Rahmen eines Regelungs- und/oder Diagnosevorgangs bestromt, wobei durch das Bestromen des Magnetventils eine Bewegung eines in einem Gehäuse des Magnetventils angeordneten Ventilankers des Magnetventils veranlasst wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren wenigstens einen der Schritte gemäß dem Verfahren im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausführen.
Mittels der Messeinrichtung wird eine durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte Zustandsänderung am Magnetventil sensorisch erfasst. Wie vorstehend bereits beschrieben ist die Messeinrichtung hierbei einem tragbaren mobilen Endgerät, vorzugsweise nach Art eines Smartphones, zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung auch einem mobilen Endgerät nach Art Tablets, eines Diagnosewerkzeugs und/oder eines einfachen Mikrofons, zugeordnet sein. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Messeinrichtung ein Bestandteil des mobilen Endgeräts ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Verfahren zusätzlich gemäß wenigstens einer der eingangs und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der erfassten Zustandsänderungen ein Betriebszustand des Magnetventils bestimmt. Beispielsweise kann unter dem Betriebszustand wenigstens ein Betriebsparameter und/oder der Verschleißzustand des Magnetventils verstanden werden.
In einer ferner bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bestromungsvorgabe des Magnetventils angepasst und/oder das Magnetventil ausgetauscht, wenn der bestimmte Betriebszustand einen definierten Akzeptanzbereich überschreitet. Dadurch ist erreicht, dass die Flüssigkeit stets mit einem zumindest weitestgehend einwandfreien Magnetventil ausgebracht wird. Beispielsweise kann so festgestellt werden, ob ein Austausch des Magnetventils erforderlich ist, da z.B. eine innerhalb des Magnetventils angeordnetes Federelement verschlissen und/oder gebrochen ist.
Alternativ oder zusätzlich kann für das mobile Endgerät eine Softwareanwendung nach Art einer App vorgesehen sein, welche auf dem mobilen Endgerät installiert ist. Ferner kann die „App“ eine künstliche Intelligenz nach Art einer Kl nutzen, wobei die Kl mit entsprechenden Daten von wenigstens einem Referenzmagnetventil trainiert ist.
In einer ferner bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Messeinrichtung während der Erfassung der Zustandsänderungen im Nahbereich, vorzugsweise in einem Abstand zwischen 0 bis 20 cm, besonders bevorzugt in einem Abstand zwischen 5 bis 10 cm, zum Magnetventil angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung mit entsprechendem Abstand im Nahbereich des Magnetventils von einem Bediener gehalten werden. Somit können die Zustandsänderungen des Magnetventils präzise und in besonders einfacher Weise erfasst und/oder bestimmt werden.
In einer ebenso bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Ausbringmaschine wenigstens ein erstes und zweites Magnetventil. Dabei wird das erste Magnetventil derart bestromt, dass eine Bewegung eines in einem Gehäuse des ersten Magnetventils angeordneten Ventilankers veranlasst wird. Zusätzlich wird das zweite Magnetventil derart bestromt, dass eine Bewegung eines in einem Gehäuse des zweiten Magnetventils angeordneten Ventilankers veranlasst wird. Ferner werden dabei die Zustandsänderungen der Magnetventile mittels der Messeinrichtung nacheinander erfasst. Bevorzugt wird während der Erfassung der Zustandsänderungen nur eines der Magnetventile bestromt. Somit ist vorgesehen, dass zunächst die Zustandsänderungen des ersten Magnetventils mittels der Messeinrichtung erfasst werden. Anschließend wird die Bestromung des ersten Magnetventils zumindest nahezu abgeschaltet und die Bestromung des zweiten Magnetventils eingeschaltet und so die Zustandsänderungen des zweiten Magnetventils mittels der Messeinrichtung erfasst. Somit ist sichergestellt, dass Störgeräusche von benachbarten und/oder anderen Magnetventilen bei der Erfassung der Zustandsänderungen zumindest weitestgehend minimiert und/oder ausgeschlossen sind. Ebenso ist dadurch eine besonders energieeffiziente Erfassung der Zustandsänderungen erreicht.
In einer ebenso bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung gemäß zumindest einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist hierbei dazu eingerichtet ist, das Bestromen des ersten und zweiten Magnetventils während der Erfassung der Zustandsänderungen selbsttätig umzuschalten. Insbesondere wird die Bestromungsvorgabe der Magnetventile selbsttätig unterbrochen und/oder eingeschaltet, vorzugsweise derart, dass stets nur das mittels der Messeinrichtung zu erfassende Magnetventil bestromt bzw. betrieben wird.
Darüber hinaus ist eine weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, bei dem die erfassten Zustandsänderungen und/oder der Betriebszustand wenigstens eines Magnetventils zur Auswertung an den Hersteller der Ausbringmaschine und/oder an den Hersteller des Magnetventils elektronisch übertragen werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Ausbringsystem der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Regelungseinrichtung des erfindungsgemäßen Ausbringsystems dazu eingerichtet ist, ein Regeln des Betriebs der Magnetventile gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu veranlassen. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Ausbringsystems wird somit auf die Vorteile und Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Ausbringsystem gemäß Anspruch 28 gelöst, wobei die Messeinrichtung einem tragbaren mobilen Endgerät, vorzugsweise nach Art eines Smartphones, zugeordnet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Ausbringsystems wird zunächst auf die Vorteile und Modifikation der erfindungsgemäßen Verfahren und des vorstehend beschriebenen Ausbringsystems verwiesen.
Das Ausbringsystem zum Ausbringen von Spritzflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche umfasst mehrere zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten Magnetventilen, welche jeweils einen in einem Gehäuse des Magnetventils angeordneten Ventilanker aufweisen. Ferner umfasst das Ausbringsystem eine Regelungseinrichtung, mittels welcher der Betrieb der Magnetventile regelbar ist. Darüber hinaus umfasst das Ausbringsystem eine Messeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine durch die Bewegung des Ventilankers hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker und dem Gehäuse verursachte Zustandsänderung am Magnetventil sensorisch zu erfassen.
Ebenso ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Messeinrichtung einem tragbaren mobilen Endgerät, vorzugsweise nach Art eines Smartphones, zugeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung auch einem mobilen Endgerät nach Art eines Tablets, eines Diagnosewerkzeugs und/oder eines tragbaren Mikrofons, zugeordnet sein. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Messeinrichtung ein Bestandteil des mobilen Endgeräts ist.
Mit anderen Worten ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform bevorzugt, bei der das Mikrofon des tragbaren mobilen Endgeräts, insbesondere Smartphones, als Messeinrichtung genutzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausbringsystems sind die Regelungseinrichtung und/oder vorzugsweise das mobile Endgerät dazu eingerichtet, ein Steuern und/oder Regeln des Betriebs der Magnetventile gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu veranlassen.
Ferner kann vorzugsweise eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher die Messeinrichtung, insbesondere das mobile Endgerät, in reversibler Weise am Magnetventil, insbesondere an unterschiedlichen Magnetventilen, bzw. am Gehäuse des Magnetventils, und/oder an den Leitungen für die Spritzflüssigkeit und/oder an einem Spritzgestänge anbringbar ist. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein geschlossenes Magnetventil eines erfindungsgemäßen
Ausbringsystems in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2 das in der Fig. 1 abgebildete Magnetventil in einem geöffneten Zustand in einer schematischen Darstellung;
Fig. 3 einen Stromstärkenverlauf und einen Beschleunigungsverlauf während eines erfindungsgemäß geregelten Betriebs eines Magnetventils in einer Diagrammdarstellung;
Fig. 4 die im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens beim Anpassen der Bestrom ungsvorgabe ausgeführten Verfahrensschritte in einem schematischen Ablaufdiagramm; und
Fig. 5 ein Magnetventil samt Zulaufleitung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausbringsystems in einer schematischen Darstellung; und
Fig. 6 ein Magnetventil samt Ablaufleitung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausbringsystems in einer schematischen Darstellung.
Die Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Magnetventil 10 eines Ausbringsystems, wobei das Ausbringsystem beispielsweise Bestandteil einer Feldspritze sein kann. Das Magnetventil 10 wird zur Durchflussmengensteuerung eingesetzt, sodass eine beabsichtigte Menge an Spritzflüssigkeit, beispielsweise Pflanzenschutzmittel, auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche ausgebracht werden kann.
Das Magnetventil 10 weist einen Ventileinlass 12 und einen Ventilauslass 14 auf. Über den Ventileinlass 12 gelangt die auszubringende Spritzflüssigkeit in das Magnetventil 10. Über den Ventilauslass 14 kann die auszubringende Spritzflüssigkeit aus dem Magnetventil 10 ausgeleitet werden. Die ausgeleitete Spritzflüssigkeit wird über den Leitungsabschnitt 28 einer Spritzdüse zugeleitet. Die fluidleitende Verbindung zwischen dem Ventileinlass 12 und dem Ventilauslass 14 kann über einen Ventilanker 16 gesperrt und freigegeben werden. Bei dem dargestellten Magnetventil 10 handelt es sich um ein stromlos geschlossenes Ventil, wobei durch eine Bestromung des Magnetventils 10 der Ventilanker 16 angehoben werden kann, um somit den Ventileinlass 12 mit dem Ventilauslass 14 fluidleitend zu verbinden.
Das Magnetventil 10 ist über eine Bestromungsleitung 22 mit einer Regelungseinrichtung 24 verbunden. Die Regelungseinrichtung 24 umfasst eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 26 und dient zum Regeln des Betriebs des Magnetventils 10. Die Spule 18 des Magnetventils 10 wird über die Bestromungsleitung 22 bestromt. Durch eine Bestromung der Spule 18 wird ein Magnetfeld aufgebaut, welches eine Hubbewegung des Ventilankers 16 veranlasst. Der Ventilanker 16 ist mit einer Rückstellfeder 20 gekoppelt, welche eine Schließkraft auf den Ventilanker 16 aufbringt. Über die Rückstellfeder 20 wird der Ventilanker 16 zurück in die Schließstellung bewegt, wenn keine oder keine ausreichende Bestromung der Spule 18 erfolgt.
Das Magnetventil 10 weist ein Gehäuse 28 auf. An dem Gehäuse 28 ist eine Messeinrichtung 30 angeordnet. Die Messeinrichtung 30 erfasst sensorisch eine durch die Bewegung des Ventilankers 16 hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker 16 und dem Gehäuse 28 verursachte Zustandsänderung am Magnetventil 10, sodass der Betriebszustand des Magnetventils 10 durch Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung am Magnetventil 10 erfolgen kann.
Die Messeinrichtung 30 ist als Bewegungssensor ausgebildet. Die durch die Bewegung des Ventilankers 16 hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker 16 und dem Gehäuse 28 verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil 10 ist folglich eine Bewegung des Gehäuses 28 des Magnetventils 10. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bewegungssensor als Beschleunigungssensor ausgebildet. Die durch die Bewegung des Ventilankers 16 hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker 18 und dem Gehäuse 28 verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil 10 ist also vorliegend die Beschleunigung des Gehäuses 28 des Magnetventils 10. In der Fig. 3 ist der durch das Magnetventil 10 fließende Strom I über die Zeit t aufgetragen. Ferner ist die Beschleunigung a des Gehäuses 28 des Magnetventils 10 über die Zeit t aufgetragen.
Der Stromverlauf lv zeigt drei charakteristische Zeitabschnitte, nämlich die Anzugsdauer tAn, die Haltedauer tH und die Abfalldauer tAb- Während der Anzugsdauer tAn liegt am Magnetventil 10 eine Versorgungsspannung an, sodass der eingeprägte Strom rampenartig ansteigt, wodurch der Ventilanker 16 von der Endlage, in welcher sich der Ventilanker 16 im geschlossenen Zustand des Magnetventils 10 befindet, in die Endlage, in welcher sich der Ventilanker 16 im geöffneten Zustand des Magnetventils 10 befindet, bewegt wird. Die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi befinden sich also jeweils innerhalb der Anzugsdauer tAn.
Um das Magnetventil 10 im geöffneten Zustand zu halten, wird während der Haltedauer tn der Strom über ein pulsweitenmoduliertes Spannungssignal in die Spule 18 des Magnetventils 10 eingeprägt. Hierdurch fällt der eingeprägte Strom über die Zeit ab, wobei das erzeugte Magnetfeld während der gesamten Haltedauer tn stets stark genug ist, um den Ventilanker 16 in der Offenstellung zu halten.
Zum Schließen des Magnetventils 10 wird zu Anfang der Abfalldauer tAb eine negative Versorgungsspannung angelegt, durch welche der zügige Abbau des den Ventilanker 16 haltenden Magnetfelds und somit die federunterstützte Bewegung des Ventilankers 16 begünstigt wird. Die Abfalldauer tAb endet jeweils mit einem Endlageneinnahmezeitpunkt tE2, in welchem der Ventilanker 16 die Endlage erreicht hat, in welcher das Magnetventil 10 geschlossen ist.
Es ergibt sich folglich eine Zeitdauer t0, in welcher das Magnetventil 10 geöffnet ist, und eine Zeitdauer tg, in welcher das Magnetventil 10 geschlossen ist. Hieraus ergibt sich eine tatsächliche Zyklusdauer tz des Schaltzyklus des Magnetventils 10, wobei sich die tatsächliche Zyklusdauer tz des Schaltzyklus aus der Zeitdauer t0, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus tatsächlich geöffnet ist, und der Zeitdauer tg, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus tatsächlich geschlossen ist, zusammensetzt. Zum Ermitteln der Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 überwacht die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 26 die sensorisch erfasste Beschleunigung a des Gehäuses 28 des Magnetventils 10 und erfasst anhand von charakteristischen Verlaufsabschnitten im zeitlichen Beschleunigungsverlauf av die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2- Die Messeinrichtung 30 erfasst die Beschleunigung a des Gehäuses 28 des Magnetventils 10 so hochfrequent, dass charakteristische Verlaufsabschnitte im zeitlichen Beschleunigungsverlauf av erkannt werden können. Die charakteristischen Verlaufsabschnitte im zeitlichen Beschleunigungsverlauf av, aus welchen die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 abgeleitet werden können, sind vorliegend charakteristische Kurvenmaxima und Kurvenminima.
Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 26 berechnet aus der Zeitdauer to, der Zeitdauer tg und der Zyklusdauer tz einen Istwert für den Öffnungsanteil im Schaltzyklus des Magnetventils 10. Der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 betrifft das Verhältnis zwischen der Zeitdauer to, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus tatsächlich geöffnet ist, und der tatsächlichen Zykluszeit tz des Schaltzyklus des Magnetventils 10. Der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 kann auch als Ist- Duty-Cycle bezeichnet werden.
Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 26 ermittelt zum Anpassen der Bestromungsvorgabe für das Magnetventil 10 eine auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 abgestimmte Bestromungsvorgabe für das Magnetventil 10, wobei zum Ermitteln dieser Bestromungsvorgabe für das Magnetventil 10 der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 berechnet wird. Wenn der Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 von einem Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 abweicht, passt die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung einen Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 an. Der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 betrifft das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb eines Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geöffnet sein müsste, und einer Steuerzyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils 10, wobei sich die Steuerzyklusdauer des Schaltzyklus aus der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geöffnet sein sollte, und der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geschlossen sein müsste, zusammensetzt. Der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 kann auch als Steuer- Duty-Cycle bezeichnet werden. Der Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 betrifft das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus geöffnet sein soll, und einer Sollzyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils 10, wobei sich die Sollzyklusdauer des Schaltzyklus aus der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus geöffnet sein soll, und der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb des Schaltzyklus geschlossen sein soll, zusammensetzt. Der Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 kann auch als Soll-Duty- Cycle bezeichnet werden.
Die Fig. 4 zeigt beispielhaft einen Verfahrensablauf beim Anpassen der Bestromungsvorgabe.
Im Verfahrensschritt 100 wird zunächst ein Soll-Duty-Cycle des Magnetventils 10 definiert. Der Soll-Duty-Cycle beschreibt den Sollwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 und betrifft somit das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb eines Schaltzyklus tatsächlich geöffnet sein soll, und der Sollzyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils. Da die Ausbringmenge der Spritzflüssigkeit direkt von dem Duty- Cycle des Magnetventils 10 abhängig ist, wird der Soll-Duty-Cycle beispielsweise durch die beabsichtigte Ausbringmenge an Spritzflüssigkeit vorgegeben. Der Soll-Duty-Cycle kann beispielsweise 60% bzw. 0,6 betragen. Das Magnetventil 10 soll also während 60% der Schaltzyklen geöffnet sein.
Zu Beginn eines Regelungsvorgangs wird ein Steuer- Duty-Cycle eingestellt, welcher zunächst dem Soll-Duty-Cycle entspricht. Der Steuer-Duty-Cycle ist ein Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 und betrifft somit das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil innerhalb eines Schaltzyklus gemäß der aktuellen Ansteuerung theoretisch geöffnet sein sollte, und einer Steuerzyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils. Insofern wird im Verfahrensschritt 102 ein Steuer- Duty-Cycle eingestellt, welcher dem Soll-Duty-Cycle entspricht. In dem vorliegenden Beispiel wären dies 60% bzw. 0,6.
Im Verfahrensschritt 104 werden dann die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 des Magnetventils 10 erfasst und zum Ermitteln des Ist- Duty-Cycles ausgewertet. Der Ist- Duty-Cycle beschreibt den tatsächlichen Öffnungsanteil im Schaltzyklus des Magnetventils 10 und betrifft somit das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in welcher das Magnetventil 10 innerhalb eines Schaltzyklus tatsächlich geöffnet ist, und der tatsächlichen Zyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils. Zum Ermitteln der Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 überwacht die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 26 die sensorisch erfassten Bewegungen des Gehäuses 28 des Magnetventil 10 und erfasst anhand von charakteristischen Verlaufsabschnitten im zeitlichen Beschleunigungsprofil av die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2. Die Messeinrichtung 30 erfasst hierzu die Bewegungen des Gehäuses 28 des Magnetventils 10 so hochfrequent, sodass charakteristische Verlaufsabschnitte im Bewegungsverlauf erkannt werden können. Die charakteristischen Verlaufsabschnitte, aus welchen die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 abgeleitet werden können, können lokale Maximalwerte oder Minimalwerte sein. In anderen Ausführungsformen können die charakteristischen Verlaufsabschnitte auch durch charakteristische Kurvensteigungen, sowohl ansteigend als auch abfallend, gebildet werden. Die charakteristischen Verlaufsabschnitte können sich auch auf spezifische Kurven Verläufe im zeitlichen Bewegungs- bzw. Beschleunigungsprofil beziehen. Der über die Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 ermittelte Ist-Duty-Cycle kann beispielsweise bei 64% bzw. 0,64 liegen.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt 106 wird dann der erfasste Ist-Duty-Cycle mit dem Soll-Duty-Cycle verglichen. Wenn der Ist-Duty-Cycle mit dem Soll-Duty- Cycle übereinstimmt oder zumindest in einem Toleranzbereich liegt, wird bereits die beabsichtigte Menge an Spritzflüssigkeit ausgebracht und eine Anpassung der Bestromungsvorgabe für das Magnetventil 10 ist nicht erforderlich. In diesem Fall würde nachfolgend im Verfahrensschritt 104 wieder der aktuelle Ist-Duty- Cycle ermittelt werden. Wenn der Ist-Duty-Cycle von dem Soll-Duty-Cycle abweicht oder außerhalb eines Toleranzbereichs liegt, wird nicht die beabsichtigte Menge an Spritzflüssigkeit ausgebracht und eine Anpassung der Bestromungsvorgabe für das Magnetventil 10 ist erforderlich. Im vorliegenden Beispiel weicht der Ist-Duty-Cycle mit 64% bzw. 0,64 von dem Soll-Duty-Cycle von 60% bzw. 0,6 ab.
Im Verfahrensschritt 108 wird dann der Steuer-Duty-Cycle, also der Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils 10 angepasst, um eine Veränderung des Ist-Duty-Cycles zu erreichen. Die Anpassung wird von der Datenverarbeitungseinrichtung 26 auf Grundlage der Differenz zwischen dem Ist- Duty-Cycle und dem Soll-Duty-Cycle sowie einer intern hinterlegten Berechnungsroutine ermittelt. In dem vorliegenden Beispiel wird der Steuer-Duty- Cycle auf 56% bzw. 0,56 eingestellt.
In den Verfahrensschritten 110a, 110b und 110c, von welchem einer, zwei oder sämtliche ausgeführt werden können, wird dann von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 26 eine auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte tEi, tE2 abgestimmte Bestromungsvorgabe ermittelt.
Im Verfahrensschritt 110a wird von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 26 eine auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte tEi , tE2 abgestimmte Bestromungsvorgabe ermittelt, welche eine veränderte Anzugsbestromung des Magnetventils 10 aufweist, welche zu einer angepassten und den Ist-Duty-Cycle verändernden Anzugsdauer tAn des Ventilankers 16 führt.
Im Verfahrensschritt 110b wird von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 26 eine auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte tEi , tE2 abgestimmte Bestromungsvorgabe ermittelt, welche eine veränderte Haltebestromung des Magnetventils 10 aufweist, welche zu einer angepassten und den Ist-Duty-Cycle verändernden Haltedauer tn des Ventilankers 16 führt.
Im Verfahrensschritt 110c wird von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 26 eine auf die erfassten Endlageneinnahmezeitpunkte tEi , tE2 abgestimmte Bestromungsvorgabe ermittelt, welche eine veränderte Abfallbestromung des Magnetventils 10 aufweist, welche zu einer angepassten und den Ist-Duty-Cycle verändernden Abfalldauer Ub des Ventilankers 16 führt.
Nachfolgend wird im Verfahrensschritt 104 wieder der aktuelle Ist-Duty-Cycle ermittelt und im Verfahrensschritt 106 überprüft, ob die Anpassung des Steuer- Duty-Cycle dazu geführt hat, dass der Ist-Duty-Cycle nunmehr dem Soll-Duty- Cycle entspricht.
Die Fig. 5 zeigt ein Magnetventil 10 samt Zulaufleitung 32a. Die Messeinrichtung 30 ist an der Zulaufleitung 32a angeordnet. Mittels einer Messeinrichtung 30 wird eine durch die Bewegung des Ventilankers 16 hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker 16 und dem Gehäuse 28 verursachte Zustandsänderung an der Zulaufleitung 32a sensorisch erfasst. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils 10 erfolgt durch Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung an der Zulaufleitung 32a.
Die Fig. 6 zeigt ein Magnetventil 10 samt Ablaufleitung 32b. Die Messeinrichtung 30 ist an der Ablaufleitung 32b angeordnet. Mittels einer Messeinrichtung 30 wird eine durch die Bewegung des Ventilankers 16 hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker 16 und dem Gehäuse 28 verursachte Zustandsänderung an der Ablaufleitung 32b sensorisch erfasst. Das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils 10 erfolgt durch Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung an der Ablaufleitung 32b.
Es sei hierbei explizit erwähnt, dass die in den Figuren gezeigte Messeinrichtung (30) alternativ oder zusätzlich einem tragbaren mobilen Endgerät zugeordnet sein kann. Das in den Figuren nicht gezeigte mobile Endgerät kann dabei je nach Ausführung als Smartphone, Tablet, Diagnosewerkzeug oder dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung (30) einen Bestandteil des mobilen Endgeräts bildet. Mit anderen Worten ist insbesondere eine Messeinrichtung (30) vorgesehen, bei der das Mikrofon des tragbaren mobilen Endgeräts, insbesondere Smartphones, genutzt wird.
Ferner kann eine Haltevorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher die Messeinrichtung (30), insbesondere das mobile Endgerät, in reversibler Weise am Magnetventil (10), insbesondere an unterschiedlichen Magnetventilen (10), bzw. am Gehäuse (28) des Magnetventils (10), und/oder an den Leitungen (32a, 32b) für die Spritzflüssigkeit und/oder an einem Spritzgestänge anbringbar ist.
Bezugszeichen
10 Magnetventil
12 Ventileinlass
14 Ventilauslass
16 Ventilanker
18 Spule
20 Rückstellfeder
22 Bestromungsleitung
24 Regelungseinrichtung
26 Datenverarbeitungseinrichtung
28 Gehäuse
30 Messeinrichtung
32a, 32b Leitungen a Beschleunigung av Beschleunigungsverlauf
I Stromstärke lv Stro m stärke nve rl a uf
1A b Abfalldauer tAn Anzugsdauer tE1 Endlageeinnahmezeitpunkte
1E2 Endlageeinnahmezeitpunkte tg Zeitdauer tH Haltedauer to Zeitdauer tz Zyklusdauer
U Spannung
Uv Spannungsverlauf

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Regeln des Betriebs eines zur Steuerung der Durchflussmenge einer Spritzflüssigkeit eingesetzten Magnetventils (10) einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine, mit den Schritten:
Bestromen des Magnetventils (10) gemäß einer Bestromungsvorgabe im Rahmen eines Regelungsvorgangs, wobei durch das Bestromen des Magnetventils (10) eine Bewegung eines in einem Gehäuse (28) des Magnetventils (10) angeordneten Ventilankers (16) des Magnetventils (10) veranlasst wird;
Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils (10) mittels einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26); und Anpassen der Bestromungsvorgabe für das Magnetventil (10) unter Berücksichtigung des erfassten Betriebszustands des Magnetventils (10); dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Messeinrichtung (30) eine durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte Zustandsänderung am Magnetventil (10) oder an einer mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) sensorisch erfasst wird und das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils (10) durch Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung am Magnetventil (10) oder an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) einen Sensor zum Erfassen der Zustandsänderung am Magnetventil (10) umfasst, wobei der Sensor außerhalb des Gehäuses (28) oder innerhalb des Gehäuses (28) angeordnet ist, oder einen Sensor zum Erfassen der Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) umfasst, wobei der Sensor außerhalb der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) oder innerhalb der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) bei der Erfassung der Zustandsänderung am Magnetventil (10) einen auf das Gehäuse (28) des Magnetventils (10) wirkenden Impuls erfasst; oder bei der Erfassung der Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) einen auf die mit dem Magnetventil (10) verbundene Leitung (32a, 32b) wirkenden Impuls erfasst.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) einen Bewegungssensor umfasst oder als Bewegungssensor ausgebildet ist und die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil (10) eine Positions- oder Lageänderung oder Bewegung des Magnetventils (10) oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses (28), des Magnetventils (10) ist; oder die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) eine Positions- oder Lageänderung oder Bewegung der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor einen Beschleunigungssensor umfasst oder als Beschleunigungssensor ausgebildet ist und die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil (10) eine Geschwindigkeitsänderung oder Beschleunigung des Magnetventils (10) oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses (28), des Magnetventils (10) ist; oder die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) eine Geschwindigkeitsänderung oder Beschleunigung der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) einen Verformungssensor umfasst oder als Verformungssensor ausgebildet ist und die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil (10) eine Verformung des Magnetventils (10) oder eines Bestandteils, insbesondere des Gehäuses (28), des Magnetventils (10) ist; oder die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) eine Verformung der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) einen Kraftaufnehmer umfasst oder als Kraftaufnehmer ausgebildet ist und die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil (10) eine Krafteinwirkung auf das Magnetventil (10) oder einen Bestandteil, insbesondere das Gehäuse (28), des Magnetventils (10) ist; oder die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) eine Krafteinwirkung auf die mit dem Magnetventil (10) verbundene Leitung (32a, 32b) ist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) einen Akustiksensor umfasst oder als Akustiksensor ausgebildet ist und die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung am Magnetventil (10) ein Geräusch an oder im Magnetventil (10) ist; oder die durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte und sensorisch erfasste Zustandsänderung an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) ein Geräusch an oder in der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (26) beim Auswerten der sensorisch erfassten Zustandsänderung am Magnetventil (10) oder an der mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) den zeitlichen Verlauf der Zustandsänderungen überwacht und anhand von charakteristischen Verlaufsabschnitten im zeitlichen Verlauf der Zustandsänderungen den Betriebszustand des Magnetventils (10) erfasst.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (10), dessen Betriebszustand erfasst wird, ein Referenzmagnetventil ist und die Bestromungsvorgabe für eine Mehrzahl von Magnetventilen unter Berücksichtigung des erfassten Betriebszustands des Referenzmagnetventils einheitlich angepasst wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanker (16) des Magnetventils (10) durch Bestromung des Magnetventils (10) zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage bewegbar ist und das Erfassen des Betriebszustands des Magnetventils (10) mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) das Erfassen von Endlageeinnahmezeitpunkten (tEi, tE2), zu welchen der Ventilanker (16) des Magnetventils (10) nach einer Bewegung die erste Endlage und/oder die zweite Endlage einnimmt, umfasst.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (26) zum Anpassen der Bestromungsvorgabe eine auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi , tE2) abgestimmte Bestromungsvorgabe für das Magnetventil (10) ermittelt und zum Ermitteln der auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) abgestimmten Bestromungsvorgabe anhand der erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) einen Istwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils (10) ermittelt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (26) zum Ermitteln der auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) abgestimmten Bestromungsvorgabe einen Ansteuerwert des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils (10) anhand des ermittelten Istwerts des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils (10) zur Erzielung eines Sollwerts des Öffnungsanteils im Schaltzyklus des Magnetventils (10) anpasst.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) ermittelte und auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Anzugsbestromung des Magnetventils (10) umfasst, welche zu einer veränderten Anzugsdauer (tAn) des Ventilankers (16) führt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) ermittelte und auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Haltebestromung des Magnetventils (10) umfasst, welche zu einer veränderten Haltedauer (tn) des Ventilankers (16) führt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) ermittelte und auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Abfallbestromung des Magnetventils (10) umfasst, welche zu einer veränderten Abfalldauer (tAb) des Ventilankers (16) führt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) ermittelte und auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi, tE2) abgestimmte Bestromungsvorgabe eine veränderte Anzugsdauer (tAn) des Ventilankers (16) umfasst, während welcher die Anzugsbestromung des Magnetventils (10) erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) ermittelte und auf die erfassten Endlageeinnahmezeitpunkte (tEi , tE2) abgestimmte Bestromungsvorgabe zu einer geänderten Zyklusdauer des Schaltzyklus des Magnetventils (10) führt.
19. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln des Betriebs eines zur Steuerung der Durchflussmenge einer Spritzflüssigkeit eingesetzten Magnetventils (10) einer landwirtschaftlichen Ausbringmaschine, mit den Schritten:
Bestromen des Magnetventils (10) gemäß einer Bestromungsvorgabe im Rahmen eines Regelungs- und/oder Diagnosevorgangs, wobei durch das Bestromen des Magnetventils (10) eine Bewegung eines in einem Gehäuse (28) des Magnetventils (10) angeordneten Ventilankers (16) des Magnetventils (10) veranlasst wird; dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Messeinrichtung (30) eine durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte Zustandsänderung am Magnetventil (10) sensorisch erfasst wird, wobei die Messeinrichtung (30) einem tragbaren mobilen Endgerät, vorzugsweise nach Art eines Smartphones, zugeordnet ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 18 ausgeführt ist.
21. Verfahren nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Zustandsänderungen ein Betriebszustand des Magnetventils (10) bestimmt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungsvorgabe des Magnetventils (10) angepasst und/oder das Magnetventil (10) ausgetauscht wird, wenn der bestimmte Betriebszustand einen definierten Akzeptanzbereich überschreitet.
23. Verfahren nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) während der Erfassung der Zustandsänderungen im Nahbereich, vorzugsweise in einem Abstand zwischen 0 bis 20 cm, besonders bevorzugt in einem Abstand zwischen 5 bis 10 cm, zum Magnetventil (10) angeordnet ist.
24. Verfahren nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 19 bis 23, wobei der Ausbringmaschine wenigstens ein erstes und zweites Magnetventil (10), zugeordnet sind, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bestromen des ersten Magnetventils, derart dass eine Bewegung eines in einem Gehäuse (28) des ersten Magnetventils (10) angeordneten Ventilankers (16) veranlasst wird; und
- Bestromen des zweiten Magnetventils (10), derart dass eine Bewegung eines in einem Gehäuse (28) des zweiten Magnetventils (10) angeordneten Ventilankers (16) veranlasst wird; wobei die Zustandsänderungen der Magnetventile (10) mittels der Messeinrichtung (30) nacheinander erfasst werden, und dass vorzugsweise während der Erfassung der Zustandsänderungen nur eines der Magnetventile (10) bestromt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (26) gemäß nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (26) dazu eingerichtet ist, das Bestromen des ersten und zweiten Magnetventils (10) während der Erfassung der Zustandsänderungen selbsttätig umzuschalten.
26. Verfahren nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Zustandsänderungen und/oder der Betriebszustand wenigstens eines Magnetventils (10) zur Auswertung an den Hersteller der Ausbringmaschine und/oder an den Hersteller des Magnetventils (10) elektronisch übertragen werden.
27. Ausbringsystem zum Ausbringen von Spritzflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche, mit mehreren zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten Magnetventilen (10), welche jeweils einen in einem Gehäuse (28) des Magnetventils (10) angeordneten Ventilanker (16) aufweisen, einer Regelungseinrichtung (24), mittels welcher der Betrieb der Magnetventile (10) regelbar ist, und einer Messeinrichtung (30), welche dazu eingerichtet ist, eine durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte Zustandsänderung am Magnetventil (10) oder an einer mit dem Magnetventil (10) verbundenen Leitung (32a, 32b) sensorisch zu erfassen; dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (24) dazu eingerichtet ist, ein Regeln des Betriebs der Magnetventile (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 zu veranlassen.
28. Ausbringsystem zum Ausbringen von Spritzflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche, mit mehreren zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten Magnetventilen (10), welche jeweils einen in einem Gehäuse (28) des Magnetventils (10) angeordneten Ventilanker (16) aufweisen, einer Regelungseinrichtung (24), mittels welcher der Betrieb der Magnetventile (10) regelbar ist, und einer Messeinrichtung (30), welche dazu eingerichtet ist, eine durch die Bewegung des Ventilankers (16) hervorgerufene und durch eine Wechselwirkung zwischen dem Ventilanker (16) und dem Gehäuse (28) verursachte Zustandsänderung am Magnetventil (10) sensorisch zu erfassen; dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (30) einem tragbaren mobilen Endgerät, vorzugsweise nach Art eines Smartphones, zugeordnet ist.
29. Ausbringsystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (24) und/oder vorzugsweise das mobile Endgerät, dazu eingerichtet sind, ein Steuern und/oder Regeln des Betriebs der Magnetventile (10) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 26 zu veranlassen.
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