EP4774753A1 - Verfahren zum ansteuern eines zur durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen magnetventils - Google Patents

Verfahren zum ansteuern eines zur durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen magnetventils

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EP4774753A1
EP4774753A1 EP24765084.9A EP24765084A EP4774753A1 EP 4774753 A1 EP4774753 A1 EP 4774753A1 EP 24765084 A EP24765084 A EP 24765084A EP 4774753 A1 EP4774753 A1 EP 4774753A1
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Jan Hauke Bruhn
Achim Dembeck
Tobias Mindrup
Markus Trentmann
Thomas Wessels
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Abstract

Verfahren zum Ansteuern eines zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen Magnetventils Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen Magnetventils (12) eines landwirtschaftlichen Spritzgeräts, mit den Schritten: Einprägen eines Anzugsstroms (IAn) in das Magnetventil (12) des landwirtschaftlichen Spritzgeräts zum Veranlassen einer Öffnungsbewegung eines Ankers (24) von einer Sperrstellung in eine Freigabestellung und Einprägen eines zum Anzugsstrom (IAn) gegenpoligen Abfallstroms (IAb) in das Magnetventil (12) zum Beschleunigen einer durch eine Rückstellfeder (28) des Magnetventils (12) unterstützten Schließbewegung des Ankers (24) von der Freigabestellung in die Sperrstellung.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Ansteuern eines zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen Magnetventils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen Magnetventils eines landwirtschaftlichen Spritzgeräts nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein System zur Durchflussmengensteuerung an einem landwirtschaftlichen Spritzgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Pulsweitenmoduliert betriebene Magnetventile von landwirtschaftlichen Spritzgeräten weisen ein hochfrequentes Öffnungs- und Schließverhalten auf. Entsprechende Magnetventile können beispielsweise zwanzig Mal pro Sekunde geöffnet und geschlossen werden.
Über das Verhältnis der Zeitdauern, in welchen das Magnetventil geöffnet und geschlossen ist, kann bei konstantem Spritzdruck die Ausbringmenge an Spritzflüssigkeit beziehungsweise bei einer konstanten Ausbringmenge an Spritzflüssigkeit der Spritzdruck variiert werden.
Gattungsgemäße Magnetventile weisen üblicherweise eine Magnetspule auf, die zum Öffnen des Magnetventils einen Anker anzieht. Der Anker wird beim Öffnen von einer Dichtfläche abgehoben und Spritzflüssigkeit kann durch das Magnetventil strömen. Zum Öffnen des Magnetventils wird ein Anzugsstrom in das Magnetventil zum Veranlassen einer Öffnungsbewegung des Ankers von einer Sperrstellung in eine Freigabestellung eingeprägt. Zum Schließen des Magnetventils wurde bei bisherigen Ansteuerungen der Strom der Spule auf null geregelt, wodurch kein Magnetfeld mehr auf den Anker wirkt. Eine Rückstellfeder sorgt dann dafür, dass sich der Anker von der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegt und in der Sperrstellung auf die Dichtfläche gedrückt wird.
Durch variierende Reibung im Inneren des Magnetventils können die Schließdauer und die Öffnungsdauer von baugleichen Magnetventilen trotz gleicher Ansteuerung erheblich voneinander abweichen. Das Öffnungs- und Schließverhalten von Magnetventilen landwirtschaftlicher Spritzgeräte wird auch durch die Eigenschaften der auszubringenden Spritzflüssigkeit beeinflusst. Insbesondere die Viskosität und die Partikelbeladung der Spritzflüssigkeit können ventilindividuelle Einflüsse auf das Öffnungs- und Schließverhalten baugleicher Magnetventile haben. Beispielsweise können die Abweichungen im Öffnungsund Schließverhalten baugleicher Magnetventile mit steigender Viskosität der auszubringenden Spritzflüssigkeit zunehmen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Abweichungen im Öffnungs- und Schließverhalten von baugleichen zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen Magnetventilen eines landwirtschaftlichen Spritzgeräts zu reduzieren. Außerdem soll der Stellbereich derartiger Magnetventile erweitert werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zum Anzugsstrom gegenpoliger Abfallstrom in das Magnetventil eingeprägt wird, um eine durch eine Rückstellfeder des Magnetventils unterstützte Schließbewegung des Ankers von der Freigabestellung in die Sperrstellung zu beschleunigen.
Durch das Einprägen des zum Anzugsstrom gegenpoligen Abfallstroms wird der Anker mit einer größeren Kraft zur Dichtfläche hin beschleunigt, wodurch die Schließzeit reduziert wird. Weil insgesamt größere Kräfte auftreten, sinkt der Einfluss der auf den Anker wirkenden Reibung während der Schließbewegung von der Freigabestellung in die Sperrstellung. Die Abweichungen im Öffnungsund Schließverhalten baugleicher Magnetventile werden somit effektiv reduziert. Durch das Einprägen des zum Anzugsstrom gegenpoligen Abfallstroms wird auch der Einfluss der Eigenschaften der auszubringenden Spritzflüssigkeit auf das Öffnungs- und Schließverhalten reduziert. Die das Öffnungs- und Schließverhalten der Magnetventile beeinflussenden Eigenschaften der Spritzflüssigkeit, wie beispielsweise die Viskosität oder die Partikelbeladung, können somit effektiv ausgeglichen werden. Die Reduzierung der Schließdauer führt auch dazu, dass der mögliche Stellbereich des Magnetventils erweitert wird.
Das Verfahren kann ferner das Einprägen eines Haltestroms in das Magnetventil zum Halten des Ankers in der Freigabestellung umfassen. Das Einprägen des Haltestroms kann in Abhängigkeit des durch das Magnetventil fließenden Stroms veranlasst werden. Das Einprägen des Anzugsstroms und/oder des Abfallstroms und/oder des Haltestroms wird vorzugsweise durch eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern des Magnetventils veranlasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einprägen des Anzugsstroms durch Anlegen einer Anzugsspannung an das Magnetventil und das Einprägen des Abfallstroms durch Anlegen einer Abfallspannung an das Magnetventil. Die Anzugsspannung und die Abfallspannung weisen vorzugsweise voneinander abweichende Vorzeichen auf. Durch das Anlegen der Anzugsspannung entspricht der eingeprägte Anzugsstrom dem sich beim Anlegen der Anzugsspannung einstellenden Strom. Durch Anlegen der Abfallspannung entspricht der zum Anzugsstrom gegenpolige Abfallstrom dem sich beim Anlegen der Abfallspannung einstellenden Strom. Beispielsweise hat die Anzugsspannung ein positives Vorzeichen und die Abfallspannung ein negatives Vorzeichen. Alternativ kann die Anzugsspannung ein negatives Vorzeichen und die Abfallspannung ein positives Vorzeichen haben.
Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, bei welchem der Betrag der Anzugsspannung und der Betrag der Abfallspannung weniger als 20% voneinander abweichen. Der Betrag der Anzugsspannung und der Betrag der Abfallspannung stimmen vorzugsweise im Wesentlichen überein. Der Betrag der Anzugsspannung liegt beispielsweise zwischen 7 V und 15 V. Der Betrag der Abfallspannung liegt vorzugsweise ebenfalls zwischen 7 V und 15 V. Alternativ kann der Betrag der Anzugsspannung auch größer sein als der Betrag der Abfallspannung. Ferner kann der Betrag der Abfallspannung auch größer sein als der Betrag der Anzugsspannung.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Abfallspannung für eine vorgegebene, insbesondere ventil- und/oder anwendungsspezifische, Schließbestromungsdauer an das Magnetventil angelegt wird. Die Schießbestromungsdauer kann ein statischer, also unveränderlicher, Wert sein. Alternativ kann die Schließbestromungsdauer ein dynamischer, also veränderlicher, Wert sein, welcher beispielsweise von aktuellen Betriebs- und/oder Steuerungsparametern abhängen kann. Nach Ablauf der Schließbestromungsdauer wird die Abfallspannung wieder aufgehoben.
Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, bei welchem sich der Anker innerhalb einer Schließbewegungsdauer von der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegt. Die Schließbestromungsdauer ist vorzugsweise kürzer als die Schließbewegungsdauer. Wenn die Schließbestromungsdauer kürzer als die Schließbewegungsdauer ist, wird die Schließbestromung unterbrochen, bevor der Anker die Sperrstellung erreicht hat. Die Schließbestromungsdauer kann auch länger als die Schließbewegungsdauer sein. Wenn die Schließbestromungsdauer länger als die Schließbewegungsdauer ist, wird die Schließbestromung fortgesetzt, wenn der Anker die Sperrstellung erreicht hat. Die Schließbestromungsdauer kann ferner im Wesentlichen der Schließbewegungsdauer entsprechen. Wenn die Schließbestromungsdauer im Wesentlichen der Schließbewegungsdauer entspricht, wird die Schließbestromung unterbrochen, wenn der Anker die Sperrstellung erreicht hat. Die Schließbestromungsdauer wird vorzugsweise so ausgewählt, dass sich ein optimales Schließverhalten ergibt. Eine zu kurze Schließbestromungsdauer kann dazu führen, dass das Magnetventil nicht schnellstmöglich schließt. Wrd die Schließbestromungsdauer jedoch zu lang gewählt, wird der Spulenstrom zu groß, wodurch ein unbeabsichtigtes erneutes Öffnen des Magnetventils veranlasst werden kann. Der Anker kann sich beispielsweise innerhalb einer Schließbewegungsdauer von 3 ms von der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegen.
Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem das Anlegen der Abfallspannung unterbrochen wird, sobald die Koerzitivfeldstärke durch die Spule des Magnetventils erzeugt wird. Der Zeitpunkt, an welchem die Koerzitivfeldstärke vorliegt, kann beispielsweise sensorisch erfasst und/oder berechnet werden. Der Anker ist vorzugsweise aus magnetischem Edelstahl gefertigt. Dieser wird unabhängig von der Polung von jedem Magnetfeld angezogen. Das eingesetzte Metall weist bei der Magnetisierung und Entmagnetisierung eine Hysterese auf. Wrd das Metall von einem Magnetfeld in einer bestimmten Polung angezogen, wird es selbst in die entsprechende Polungsrichtung magnetisiert, wodurch der Anzugseffekt hervorgerufen wird. Wird das äußere Magnetfeld entfernt, bleibt diese Magnetisierung zu einem kleinen Teil bestehen, in diesem Zusammenhang spricht von der Remanenz. Das Metall wird also selbst zu einem schwachen Permanentmagneten. Die Remanenz wird aufgehoben, wenn ein die Koerzitivfeldstärke aufweisendes Magnetfeld in entgegengesetzter Polung erzeugt wird. Die Remanenz ist die bei stromloser Spule im Eisenkern bleibende magnetische Flussdichte. Die Koerzitivfeldstärke ist die Feldstärke, die zur Aufhebung der Remanenz erforderlich ist.
Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, bei welchem das Einprägen des Abfallstroms in das Magnetventil derart erfolgt, dass sich die Stromflussrichtung durch das Magnetventil während der Schließbewegung des Ankers von der Freigabestellung in die Sperrstellung umkehrt. Die Abfallstromeinprägung ist also derart gesteuert, dass sich der Anker während der Stromflussrichtungsumkehr bewegt. Insbesondere bei Einsatz einer vergleichsweise starken Rückstellfeder wird der Anker des Magnetventils zügig aus der Freigabestellung herausbewegt, sodass dieser sich zum Zeitpunkt der Stromflussrichtungsumkehr bereits eine Schließbewegung ausführt.
In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einprägen des Abfallstroms in das Magnetventil derart, dass sich die Stromflussrichtung durch das Magnetventil umkehrt, währenddessen sich der Anker des Magnetventils in der Freigabestellung befindet. Während der Stromflussrichtungsumkehr führt der Anker also keine Bewegung aus. Insbesondere durch Verwendung einer vergleichsweise schwachen Rückstellfeder kann erreicht werden, dass sich der Anker zum Zeitpunkt der Stromflussrichtungsumkehr noch in der Freigabestellung befindet und noch keine Schließbewegung ausführt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Einprägen eines Spulenaufladestroms in das Magnetventil, währenddessen sich der Anker in der Sperrstellung befindet. Der Spulenaufladestrom führt vorzugsweise zu einem Magnetfeld, welches der von der Rückstellfeder auf den Anker ausgeübten Federkraft ohne Verursachung einer Ankerbewegung entgegenwirkt. Dadurch, dass in der Sperrstellung des Ankers ein Spulenaufladestrom eingeprägt wird, kann auch die Öffnungsdauer des Magnetventils reduziert werden, weil das erneute Aufladen der Spule weniger Zeit benötigt. Die Reduzierung der Öffnungsdauer führt auch dazu, dass der mögliche Stellbereich des Magnetventils erweitert wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein System der eingangs genannten Art gelöst, wobei in das Magnetventil zum Beschleunigen einer durch eine Rückstellfeder des Magnetventils unterstützten Schließbewegung des Ankers von der Sperrstellung in die Freigabestellung ein Abfallstrom einprägbar ist und die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Magnetventil gemäß einer der vorstehend beschriebenen Verfahren anzusteuern. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Systems wird somit auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System in einer schematischen Darstellung, wobei sich der Anker des Magnetventils in einer Sperrstellung befindet;
Fig. 2 das in der Fig. 1 abgebildete System in einer schematischen Darstellung, wobei sich der Anker des Magnetventils in einer Freigabestellung befindet; und
Fig. 3 die zeitlichen Verläufe der an einem Magnetventil anliegenden Spannung und des durch das Magnetventil fließenden Stroms während des Ansteuerns des Magnetventils.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein System 10 zum Ansteuern eines zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten Magnetventils 12 eines landwirtschaftlichen Spritzgeräts, nämlich einer Feldspritze. Das dargestellte Magnetventil 12 ist in einem Fluidkreislauf des landwirtschaftlichen Spritzgeräts angeordnet, wobei das Magnetventil 12 unmittelbar vor einer Düse positioniert sein kann. Die Düse und das Magnetventil 12 können eine Ventil-Düsen-Einheit bilden. In dem Fluidkreislauf des landwirtschaftlichen Spritzgeräts ist eine Mehrzahl von entsprechenden Ventil-Düsen-Einheiten angeordnet, über welche Spritzflüssigkeit F auf eine landwirtschaftliche Nutzfläche ausgebracht werden kann.
Das Magnetventil 12 ist über eine Leitung 14 mit einer Steuerungseinrichtung 16 des Systems 10 verbunden. Über die Steuerungseinrichtung 16 kann das Magnetventil 12 geöffnet und geschlossen werden.
Das Magnetventil 12 weist einen Flüssigkeitseinlass 18 und einen Flüssigkeitsauslass 20 auf. In dem Durchgang zwischen dem Flüssigkeitseinlass 18 und dem Flüssigkeitsauslass 20 befindet sich ein Anker 24, welcher über ein durch die Spule 22 erzeugtes Magnetfeld bewegt werden kann. An einer Stirnseite des Ankers 24 ist eine Rückstellfeder 28 angeordnet, wobei sich die Rückstellfeder 28 an einem Abschnitt des Gehäuses 30 des Magnetventils 12 abstützt.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Zustand wird das Magnetventil 12 nicht bestromt, sodass die Rückstellfeder 28 eine Stirnseite des Ankers 24 auf einen Ventilsitz 26 drückt, sodass der Durchgang zwischen dem Flüssigkeitseinlass 18 und dem Flüssigkeitsauslass 20 gesperrt ist.
Über die Steuerungseinrichtung 16 kann das Magnetventil 12 derart bestromt werden, dass das von der Spule 22 erzeugte Magnetfeld eine Öffnungsbewegung des Ankers 24 veranlasst. Zum Veranlassen der Öffnungsbewegung ist es erforderlich, dass das von der Spule 22 erzeugte Magnetfeld eine Öffnungskraft auf den Anker 24 aufbringt, welche größer ist als die Rückstellkraft der Rückstellfeder 28.
Die Fig. 2 zeigt das Magnetventil 12 in einem geöffneten Zustand. Durch Bestromen des Magnetventils 12 mit einem Anzugsstrom wurde also eine Öffnungsbewegung des Ankers 24 verursacht. Durch Bestromen des Magnetventils 12 mit einem Haltestrom wird der Anker 24 in einer Freigabestellung gehalten, in welcher das Magnetventil 12 geöffnet ist. In dem geöffneten Zustand des Magnetventils 12 ist der Durchgang zwischen dem Flüssigkeitseinlass 18 und dem Flüssigkeitsauslass 20 freigegeben, sodass Spritzflüssigkeit F über die hinter dem Magnetventil 12 positionierte Düse ausgebracht werden kann. Die Steuerungseinrichtung 16 veranlasst zum Öffnen des Magnetventils 12 das Einprägen eines Anzugsstroms lAn, zum Halten des Ankers 24 in der Freigabestellung das Einprägen eines Haltestroms und zum Unterstützen der Schließbewegung des Ankers 24 das Einprägen eines Abfallstroms lAb in das Magnetventil 12.
Die Fig. 3 zeigt die am Magnetventil 12 anliegende Spannung U und den durch das Magnetventil 12 fließenden Strom I über die Zeit t.
Während einer Öffnungsphase fo veranlasst die Steuerungseinrichtung 16 das Einprägen des Anzugsstroms lAn in das Magnetventil 12 zum Veranlassen einer Öffnungsbewegung des Ankers 24 von einer Sperrstellung in eine Freigabestellung. Das Einprägen des Anzugsstroms lAn erfolgt durch Anlegen einer Anzugsspannung UAn an das Magnetventil 12. In dem Bereich, in welchem der Stromverlauf ein lokales Minimum während der Einprägung des Anzugsstroms lAn aufweist, erreicht der Anker 24 die Freigabestellung, in welcher das Magnetventil 12 vollständig geöffnet ist. An die Öffnungsphase fo schließt sich eine Haltephase k an, in welcher der Anker 24 in der Freigabestellung gehalten wird. Während der Haltephase k wird kurzzeitig eine Entmagnetisierungsspannung Uem an das Magnetventil 12 angelegt, um den Schließvorgang durch Entmagnetisieren des Ankers 24 vorzubereiten. Die Öffnungsphase fo und die Haltephase k können zur Zeitdauer Do zusammengefasst werden, in welcher sich das Magnetventil 12 in einem geöffneten Zustand befindet.
Der Schließvorgang wird durch Einprägen eines zum Anzugsstrom lAn gegenpoligen Abfallstroms lAb in das Magnetventil 12 initiiert. Durch den Abfallstrom lAb wird die von der Rückstellfeder 28 des Magnetventils 12 unterstützte Schließbewegung des Ankers 24 von der Freigabestellung in die Sperrstellung beschleunigt. Das Einprägen des Abfallstroms lAb erfolgt durch Anlegen einer Abfallspannung UAb an das Magnetventil 12. Der Betrag der Anzugsspannung UAn und der Betrag der Abfallspannung UAb stimmen im Wesentlichen überein. Die Beträge von Anzugsspannung UAn und Abfallspannung UAb liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen 7 und 15 V. Die Abfallspannung L h wird für eine vorgegebene ventil- und/oder anwendungsspezifische Schließbestromungsdauer tsB an das Magnetventil 12 angelegt. Nach Ablauf der Schließbestromungsdauer tsB wird die Abfallspannung UAb wieder aufgehoben. Der Anker 24 bewegt sich innerhalb einer Schließbewegungsdauer ts von der Freigabestellung in die Sperrstellung. Die Schließbestromungsdauer tSB ist kürzer als die Schließbewegungsdauer ts. Zum Stromflussumkehrzeitpunkt tu kehrt sich die Flussrichtung des durch das Magnetventil 12 fließenden Stroms während der Schließbewegung des Ankers 24 von der Freigabestellung in die Sperrstellung um.
Nachdem der Anker 24 die Sperrstellung erreicht hat, wird der Anker 24 während der Geschlossenphase tc in der Sperrstellung gehalten. Gegen Ende der Geschlossenphase tc wird ein Spulenaufladestrom kuf in das Magnetventil 12 eingeprägt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Anker 24 in der Sperrstellung. Der Spulenaufladestrom kuf führt zu einem Magnetfeld, welches der von der Rückstellfeder 28 auf den Anker 24 ausgeübten Federkraft ohne Verursachung einer Ankerbewegung entgegenwirkt. Dadurch, dass in der Sperrstellung des Ankers 24 ein Spulenaufladestrom kuf eingeprägt wird, wird die Öffnungsdauer des Magnetventils 12 reduziert, weil das erneute Aufladen der Spule 22 weniger Zeit benötigt. Die Ansteuerung erfolgt dabei derart, dass das Einprägen des Spulenaufladestroms kuf in das Magnetventil 12 zur Vermeidung eines unnötigen Energieverbrauchs erst so kurz vor der folgenden Öffnungsphase fo erfolgt, dass der vorgegebene Spulenaufladestrom kuf vor dem Einprägen des Anzugsstroms kn erreicht wird. Das Einprägen des Spulenaufladestroms kuf in das Magnetventil 12 erfolgt also nicht während der gesamten Geschlossenphase tc.
Die Schließbewegungsdauer ts und die Geschlossenphase tc können zur Zeitdauer DG zusammengefasst werden, in welcher das Magnetventil 12 geschlossen ist. Über das Verhältnis der Zeitdauern Do, DG, in welchen das Magnetventil 12 geöffnet und geschlossen ist, kann bei konstantem Spritzdruck die ausgebrachte Menge der Spritzflüssigkeit variiert werden. Bezugszeichen
10 System 12 Magnetventil 14 Leitung 16 Steuerungseinrichtung 18 Flüssigkeitseinlass 20 Flüssigkeitsauslass 22 Spule 24 Anker 26 Ventilsitz 28 Rückstellfeder 30 Gehäuse
F Spritzflüssigkeit Do, DG Zeitdauern I Stromstärke lAn Anzugsstrom kb Abfallstrom
I Auf Spulenaufladestrom t Zeit to Geschlossenphase tö Öffnungsphase tH Haltephase ts Schließbewegungsdauer tsB Schließbestromungsdauer tu Stromflussumkehrzeitpunkt U Spannung UAn Anzugsspannung UAb Abfallspannung
Uent Entmagnetisierungsspannung

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Ansteuern eines zur Durchflussmengensteuerung eingesetzten und pulsweitenmoduliert betriebenen Magnetventils (12) eines landwirtschaftlichen Spritzgeräts, mit dem Schritt:
Einprägen eines Anzugsstroms (lAn) in das Magnetventil (12) des landwirtschaftlichen Spritzgeräts zum Veranlassen einer Öffnungsbewegung eines Ankers (24) von einer Sperrstellung in eine Freigabestellung; gekennzeichnet durch den Schritt:
Einprägen eines zum Anzugsstrom (lAn) gegenpoligen Abfallstroms (lAb) in das Magnetventil (12) zum Beschleunigen einer durch eine Rückstellfeder (28) des Magnetventils (12) unterstützten Schließbewegung des Ankers (24) von der Freigabestellung in die Sperrstellung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Einprägen des Anzugsstroms (lAn) durch Anlegen einer Anzugsspannung (UAn) an das Magnetventil (12) und das Einprägen des Abfallstroms (lAb) durch Anlegen einer Abfallspannung (UAb) an das Magnetventil (12) erfolgt, wobei die Anzugsspannung (UAn) und die Abfallspannung (UAb) voneinander abweichende Vorzeichen aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Anzugsspannung (UAn) und der Betrag der Abfallspannung (UAb) weniger als 20 Prozent voneinander abweichen.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallspannung (UAb) für eine vorgegebene, insbesondere ventil- und/oder anwendungsspezifische, Schließbestromungsdauer ( B) an das Magnetventil (12) angelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anker (24) innerhalb einer Schließbewegungsdauer (ts) von der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegt, wobei die Schließbestromungsdauer (tsß) kürzer als die Schließbewegungsdauer (ts) ist, länger als die Schließbewegungsdauer (ts) ist, oder im Wesentlichen der Schließbewegungsdauer (ts) entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen der Abfallspannung (UA unterbrochen wird, sobald die Koerzitivfeldstärke durch die Spule (22) des Magnetventils (12) erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einprägen des Abfallstroms (kb) in das Magnetventil (12) derart erfolgt, dass sich die Stromflussrichtung durch das Magnetventil (12) während der Schließbewegung des Ankers (24) von der Freigabestellung in die Sperrstellung umkehrt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einprägen des Abfallstroms (kb) in das Magnetventil (12) derart erfolgt, dass sich die Stromflussrichtung durch das Magnetventil (12) umkehrt, währenddessen sich der Anker (24) des Magnetventils (12) in der Freigabestellung befindet.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt:
Einprägen eines Spulenaufladestroms (IAU in das Magnetventil (12), währenddessen sich der Anker (24) in der Sperrstellung befindet, wobei der Spulenaufladestrom (lAuf) vorzugsweise zu einem Magnetfeld führt, welches der von der Rückstellfeder (28) auf den Anker (24) ausgeübten Federkraft ohne Verursachung einer Ankerbewegung entgegenwirkt.
10. System (10) zur Durchflussmengensteuerung an einem landwirtschaftlichen Spritzgerät, mit zumindest einem Magnetventil (12), in welches zum Veranlassen einer Öffnungsbewegung eines Ankers (24) von einer Sperrstellung in eine Freigabestellung ein Anzugsstrom (lAn) einprägbar ist; und einer Steuerungseinrichtung (16) zum Ansteuern des Magnetventils (12); dadurch gekennzeichnet, dass in das Magnetventil (12) zum Beschleunigen einer durch eine Rückstellfeder (28) des Magnetventils (12) unterstützten Schließbewegung des Ankers (24) von der Sperrstellung in die Freigabestellung ein Abfallstrom (lAb) einprägbar ist und dadurch, dass die Steuerungseinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, das Magnetventil (12) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche anzusteuern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5812355A (en) * 1995-09-25 1998-09-22 Nordson Corporation Electric gun driver
US6061225A (en) * 1999-05-03 2000-05-09 Nordson Corporation Method and apparatus for controlling a solenoid within an electric dispensing gun
DE102014220292A1 (de) * 2014-10-07 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Systems, aufweisend ein Steuerventil mit einem von einem Steuergerät gesteuerter elektromagnetischer Betätigung und entsprechendes System
WO2019028345A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Capstan Ag Systems, Inc. SYSTEM AND METHODS FOR OPERATING A SOLENOID VALVE
DE102018222731A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Pumpe und System mit einer solchen Pumpe
DE102020106883A1 (de) * 2020-03-13 2021-09-16 Amazonen-Werke H. Dreyer SE & Co. KG Verfahren zum Ansteuern eines Magnetventils

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