CN108697046A - 一种运行具有拖拉机及工具的农业系统的方法及农业系统及计算机程序产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农业系统和运行所述系统的方法。一工具与一拖拉机相连。通过一数据总线(6)连接拖拉机控制网络(4)和工具控制网络(5)。通过数据总线(6)的信号线传输控制信号。拖拉机电源(13)通过驱动电源线向工具的工作单元(10b)提供电源，所述拖拉机电源(13)配置为提供多个不同的驱动电压。在所述拖拉机控制网络(4)中接收驱动电源控制信号，所述驱动电源控制信号通过信号线从工具控制网络(5)发送并且指示当前驱动电压。所述当前驱动电压通过所述驱动电源线供给工作单元(10b)。
Description
本发明涉及一种运行具有拖拉机和工具的农业系统的方法及农业系统及计算机程序产品。
背景技术
在农业机械方面，一个或多个功能元件的电子控制越来越多地用于农业机械中。
提出了一种用于提供网络基础设施的通用标准，即ISO11783，以用于在可能组成农业机器的各种设备之间传输数据信号。网络基础设施除了传输控制信号或数据信号，还可以用于向连接于网络基础设施的各种设备供电，其中各种设备例如为拖拉机电源到与拖拉机相连的工具的功能或工作元件。虽然控制信号或数据信号通过网络结构信号线或数据线(也称为通信路线)传输，但是也可以在一条或多条由网络基础设施提供的电源线上施加电源，这种电源线是与用于数据或信号传输的数据线分开建立的。
关于网络基础设施，配置有公共数据或控制总线，其中，农业系统的不同组件与该公共数据或控制总线相连。通过数据或信号总线，数据可以在与总线相连的组件之间进行交换。所述组件中包含有一个用户终端及多个电子控制单元(ECU)，其中将每个电子控制单元分配给农业机器或系统的功能或工作元件，例如与拖拉机相连的工具。电子控制单元向分配于各个电子控制单元的功能元件提供控制信号，以运行功能或工作元件。该功能元件可以指拖拉机元件或工具的功能元件。总之，网络基础设施可用于在拖拉机内或在拖拉机和连接于拖拉机的工具之间提供数据通信。
根据运行方法，通过用户终端接收用户输入。从用户输入产生控制信号并将其传输到电子控制单元，以控制农业机器的功能元件的运行。已经提出使用辅助设备来控制农业机器的运行(参见EP2821864A1)，例如设有接收用户输入选项的操纵杆或一些其他的硬件元件。这种辅助设备用于控制农业机器的一种或多种功能元件的辅助功能。通过用户终端，辅助设备的输入功能可以映射到农业设备的功能元件的控制功能。例如，通过移动经由数据总线功能地连接于用户终端的操纵杆，通过用户终端将控制信号提供给电子控制单元，其中电子控制单元的控制功能与操纵杆的运行相互映射。分配给电子控制单元的功能元件的运行通过从操纵杆到用户终端最终经由电子控制单元至功能元件的一系列运行来控制。
文献US5,918,195公开了一种在包括命令装置的控制系统中生成校准命令信号的方法。所述命令装置(例如控制杆)在预定位置之间可移动。
文献EP1997686A2公开了一种将电能从拖拉机传输至与拖拉机相连的工具的装置。交流(AC)电压由发电机产生。接着，AC电压通过变流器转换以提供直流(DC)电流。将DC电流提供给拖拉机的中间DC电压电路。DC电压约有700V。变流器与中间DC电压电路相连从而将DC电流转换成AC电流。提供约400V至480V范围之间的AC电压。将AC电流提供给变压器，该变压器将AC电压转换成200V至240V的AC电压。与中间DC电压电路相连的变流器被配置成提供不同的AC电流，例如一些具有不同频率的AC电流。施加不同的AC电流以驱动工具的不同功能元件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运行具有拖拉机和工具的农业系统的方法以及一种在针对不同运行需求进行调整方面有所改善的农业系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种运行具有拖拉机及与如权利要求1所述的拖拉机相连的工具的农业系统的方法。以及分别提供了根据权利要求10和11所述的一种农业系统和一种计算机程序产品。在从属权利要求中公开了替代实施例。
根据本发明的一个方面，提供了一种运行具有拖拉机及与拖拉机相连的工具的农业系统的方法。所述方法包括将工具套到或连接到拖拉机上，并且通过农业系统控制网络的数据总线连接拖拉机控制网络和工具控制网络，所述农业系统控制网络包括拖拉机控制网络和工具控制网络。所述农业系统控制网络的数据总线被配置成至少在包括拖拉机和连接于拖拉机的工具的农业系统的元件、单元或模块之间传输数据信号。控制信号通过位于拖拉机控制网络和工具控制网络之间的数据总线的一条或多条信号线进行传输。拖拉机电源通过数据总线的驱动电源线向与工具控制网络相连的工具的工作单元或元件提供驱动电源。拖拉机电源配置为提供多个不同的DC驱动电压。在拖拉机控制网络中接收驱动电源控制信号，驱动电源控制信号通过信号线从工具控制网络发送并指示当前选择的用于驱动工作单元的DC驱动电压，所述DC驱动电压是多个不同DC驱动电压中的一个。通过驱动电源线将当前驱动电压提供给工作单元。通过施加当前DC驱动电压来运行工作单元。
根据本发明的另一个方面，提供有一农业系统。所述农业系统包括拖拉机，功能地连接或套于拖拉机的工具，具有拖拉机控制网络和工具控制网络的农业系统控制网络以及与拖拉机控制网络和工具控制网络相连的数据总线。所述农业系统被配置成通过在拖拉机控制网络和工具控制网络之间的数据总线的信号线来传输控制信号；拖拉机电源通过数据总线的驱动电源线给与工具控制网络相连的工具的工作单元提供驱动电源，拖拉机电源配置成提供多个不同的DC驱动电压；接收位于拖拉机控制网络中的驱动电源控制信号，所述驱动电源控制信号是通过信号线从工具控制网络发送的并且指示当前选择的用于驱动工作单元的DC驱动电压，所述DC驱动电压是多个不同的DC驱动电压中的一个；通过驱动电源线将当前DC驱动电压供给工作单元；以及通过施加当前DC驱动电压运行工作单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品。
拖拉机控制网络和工具控制网络通过数据总线进行的连接可以包括连接含有插头(公端)和插孔(母端)的连接器。一条或多条电源线及一条或多条信号线可以配有数据总线，所述一条或多条信号线也可以称为数据通信线。
通过数据或控制总线及与其连接的组件，可以为农业系统的电子控制系统提供用于在组件之间传输数据的网络基础设施。可以将与数据总线相连的电子控制单元分配于一个或多个农业机器的功能元件中。由于功能指定，电子控制单元被配置成向功能元件(工作单元)提供控制信号以运行功能元件。电子控制单元可以被配置成从功能元件接收表征功能元件的运行的运行信号。
在由农业系统控制网络提供的电子控制系统中，可以提供连接于存储器元件的用于处理数据的处理器。所述处理器可以配置于用户终端内或用户终端的外部，但其功能地与用户终端的输入设备相连。所述用户终端有时是指农业系统的电子控制系统的虚拟终端。所述用户终端可以配置为提供用户访问关于农业系统的功能组件，例如工具的功能的或工作组件的正常或标准控制功能功能。
终端显示器可以配置有输入装置，例如可触摸装置和/或鼠标。通过用户终端和/或附加用户终端，可以接收用户配置输入。
一些或所有农业系统控制网络的组件之间的数据或信号通信可以至少部分地通过无线通信来完成。无线数据通信可以与有线通信相结合。
驱动电源控制信号的接收还可以包括：接收在工具控制网络中的连接信号，所述连接信号指示通过数据总线实现的拖拉机控制网络和工具控制网络的连接；以及响应于工具控制网络中接收的连接信号，通过工具控制网络生成驱动电源控制信号。所述拖拉机控制网络和工具控制网络通过数据总线的连接可以至少在拖拉机控制网络和工具控制网络中的一个中检测到。如果通过拖拉机控制网络来检测的话，响应于连接的检测，可以在拖拉机控制网络中产生数据信号并将其传输至工具控制网络，所述数据信号通知关于通过数据总线实现的拖拉机控制网络和工具控制网络之间的连接。
所述驱动电源控制信号的接收还可以包括：接收工具控制网络中的驱动电源通知信号，所述驱动电源通知信号指示多个不同的DC驱动电压；并且响应于驱动电源通知信号的接收，通过工具控制网络生成驱动电源控制信号。所述驱动电源通知信号可以在拖拉机控制网络中生成。可以响应于拖拉机控制网络和工具控制网络通过数据总线的连接，来执行由拖拉机控制网络生成驱动电源通知信号和由拖拉机控制网络传输驱动电源通知信号中的至少一个。所述驱动电源通知信号可以在运行农业系统期间，在拖拉机控制网络中更新，例如，通知工具控制网络关于拖拉机电源的当前供电能力或拖拉机电源的限制电流。响应于这种更新通知，在数据总线的驱动电源线中施加的驱动电压可以转换成另一个来自多个不同DC驱动电压的驱动电压。
所述驱动电源控制信号的接收还可以包括：通过工具控制网络确定工作单元的当前运行模式；确定在当前运行模式中待施加的当前驱动电压；以及响应于当前驱动电压的确定，通过工具控制网络生成驱动电源控制信号。工作或功能单元的不同运行模式可能需要提供不同的DC驱动电压。可替代地，在工作单元的单个运行模式期间，至少需要两个不同的DC驱动电压用以运行。通过施加分压器可以在工具控制网络中提供不同的DC驱动电压，所述分压器将由拖拉机电源提供的驱动电压局部地划分在工具中。所述工具控制网络可以配置为确定从多个不同的DC驱动电压中选择的驱动电压，所述多个不同的DC驱动电压优选地提供若干不同的运行当前工作单元所需的DC驱动电压。例如，驱动电压可选自多个不同的DC驱动电压，所述多个不同的DC驱动电压通过工具中的分压器为提供最佳的分压。
所述方法还可以包括：通过工具控制网络确定工作单元的满载运行模式和部分负载运行模式中的一个；以及确定在满载运行模式和部分负载运行模式中的至少一个中待施加的当前驱动电压。所述满载运行模式可能相比部分负载运行模式需要更高的驱动电压。
所述方法还可以包括：将至少一个连接于工作单元的电子控制单元设置在工具控制网络中；拖拉机电源通过与所述驱动电源线分开的数据总线的运行驱动线向所述至少一个电子控制单元提供控制单元运行电源，所述拖拉机电源配置成通过运行电源线提供控制单元运行电压。所述控制单元运行电压可以是DC电压。
所述控制单元运行电压可以和多个不同的DC驱动电压不同。控制单元运行电压与多个不同的DC驱动电压相比，两者在电压电平方面可有所不同。可替代地，所述控制单元运行电压可以与不同的DC驱动电压中的一个相等。
所述多个不同的DC驱动电压可以配置有低于或等于60V的电压电平。
所述拖拉机控制网络和工具控制网络通过数据总线的连接还可以包括在拖拉机控制网络和工具控制网络之间建立ISO总线连接。所述ISO总线标准可以实施ISO11783标准，优选地实施ISO11783-11标准。
关于农业系统，上述公开的可替代的实施例可以通过必要的修正来实施。
附图说明
下面将参考附图以示例的方式进一步描述实施例。
图1为一种农业系统的示意图，所述农业系统包括拖拉机和连接于拖拉机的工具，和
图2示出了关于运行图1中描绘的农业系统的方法的示意性的方框图。
图1示出了一种农业系统的示意图，所述农业系统包括拖拉机1和连接于拖拉机1的工具2。
农业系统控制网络3提供农业系统的电子控制系统。所述农业系统控制网络3包括拖拉机控制网络4和工具控制网络5。所述农业系统控制网络3具有数据总线6，其中，用户终端7，任务控制器8以及多个电子控制单元9与所述数据总线6相连。将每个电子控制单元9分别分配给设置在拖拉机1和工具2中的功能元件10a,10b功能功能。关于工具2的功能元件10b也可以作为工作单元或功能单元。通过数据总线6，电子数据可以在与所述数据总线6相连的多个组件、单元、模块或元件之间传输。所述农业系统控制网络3的电子控制系统可以实施ISO11783标准，优选地实施ISO11783-11标准。
所述数据总线6配置有插头连接器11，所述插头连接器连接拖拉机控制网络4和工具控制网络5。
所述用户或操作员终端7配置有终端显示器12，并提供用户控制及用户显示。进一步地，所述用户终端7配置有处理器单元，所述处理器单元包括处理器和与所述处理器相连的存储器元件。在用户终端上实施的多个应用软件可以同时运行。
通过所述用户终端7，可以接收用户输入，从而控制农业机器或系统的功能元件10a、10b。同样地，通过终端显示器12，可以向用户显示操作信息。
图2示出了关于运行图1中描绘的农业系统的方法的示意性的方框图。在步骤20中，拖拉机1与工具2相连。接下来，在步骤21中，所述拖拉机控制网络4和工具控制网络5通过插头连接器11相连。从而使所述拖拉机控制网络4和工具控制网络5均与数据总线6相连。所述数据总线6包括用于在拖拉机控制网络4和工具控制网络5之间传输控制信号或数据信号的至少一个信号线，以及一驱动电源线，用于向工具2的工作元件或功能元件10b提供来自拖拉机电源13的多个不同驱动电压，所述拖拉机电源13可包括电池功能。所述多个不同的驱动电压为多个不同的DC驱动电压，多个不同的DC驱动电压优选地具有少于或等60V的DC驱动电压电平。
控制信号通过所述数据总线6的信号线在拖拉机控制网络4和工具控制网络5(步骤22)中传输。
在步骤23中，在拖拉机控制网络4中接收驱动电源控制信号。所述驱动电源控制信号通过所述数据总线6的信号线从工具控制网络5发送，并指示当前选择的用于驱动一个或多个工作元件10b的驱动电压。所述当前驱动电压与由拖拉机电源13提供的多个不同的驱动电压中的一个相对应。在步骤24中，响应于在拖拉机控制网络4中接收的驱动电源控制信号，所述当前驱动电压通过驱动电源线供应给一个或多个工作元件10b。在步骤25中，通过施加当前驱动电压运行一个或多个工作元件10b。
本说明书、附图和/或权利要求中公开的特征可以是通过单独的或组合的方式用于实现本发明不同实施例的素材。
Claims (11)
1.一种运行具有拖拉机及与拖拉机相连的工具的农业系统的方法，其特征在于，所述方法包括：
-将工具(2)与拖拉机(1)相连；
-通过农业系统控制网络(3)的数据总线(6)连接拖拉机控制网络(4)和工具控制网络(5)，所述农业系统控制网络(3)含有所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5)；
-通过所述数据总线(6)的信号线将控制信号在所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5)之间传输；
-拖拉机电源(13)通过驱动电源线将驱动电源供给与所述工具控制网络(5)相连的所述工具的工作单元(10b)，所述拖拉机电源(13)配置为提供多个不同的DC驱动电压；
-在所述拖拉机控制网络(4)中接收驱动电源控制信号，所述驱动电源控制信号通过所述信号线从所述工具控制网络发送并且指示当前所选择的用于驱动工作单元(10b)的DC驱动电压，且所述当前DC驱动电压是所述多个不同的DC驱动电压中的一个；
-将所述当前DC驱动电压通过所述驱动电源线供应给所述工作单元(10b)；以及
-通过施加所述当前的DC驱动电压运行所述工作单元(10b)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动电源控制信号的接收还包括：
-在所述工具控制网络(5)中接收连接信号，所述连接信号指示通过所述数据总线(6)的所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5)的连接；以及
-响应于在所述工具控制网络(5)中连接信号的接收，通过所述工具控制网络(5)生成所述驱动电源控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述驱动电源控制信号的接收还包括：
-在所述工具控制网络(5)中接收驱动电源信息信号，所述驱动电源信息信号指示所述多个不同的驱动电压；以及
-响应于所述驱动电源信息信号的接收，通过所述工具控制网络(5)生成所述驱动电源控制信号。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动电源控制信号的接收还包括：
-通过所述工具控制网络(5)确定用于所述工作单元(10b)的当前运行模式；
-确定待施加于所述当前运行模式的当前DC驱动电压；以及
-响应于所述当前DC驱动电压的确定，通过所述工具控制网络(5)生成所述驱动电源控制信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
-通过所述工具控制网络(5)确定用于所述工作单元(10b)的满负载运行模式和部分负载行模式中的一个；以及
-确定待施加于所述满负载运行模式和部分负载运行模式中的至少一个的所述当前DC驱动电压。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
-在所述工具控制网络(5)中配置与所述工作单元(10b)相连的至少一个电子控制单元；以及
-所述拖拉机电源(13)通过与所述驱动电源线分开的运行驱动线向所述至少一个电子控制单元提供控制单元运行电源，所述拖拉机电源配置成通过所述运行电源线提供控制单元运行电压。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制单元运行电压不同于所述多个不同的DC驱动电压。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，还包括提供多个不同的具有少于或等于60V的电压电平的DC驱动电压。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过数据总线(6)的所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5)的连接还包括在所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5)中建立ISO总线连接。
10.一种农业系统，其特征在于，包括：
-一拖拉机(1)；
-一工具(2)，其功能地与所述拖拉机(1)相连；
-一农业系统控制网络(3)，包括拖拉控制网络(4)和工具控制网络(5)；以及
-一数据总线(6)，其连接所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5),；
其中，所述农业系统被配置成
-通过所述数据总线(6)的信号线使控制信号在所述拖拉机控制网络(4)和所述工具控制网络(5)之间传输；
-拖拉机电源(13)通过驱动电源线向与所述工具控制网络(5)相连的所述工具的工作单元(10b)提供驱动电源，所述拖拉机电源(13)配置为提供多个不同的DC驱动电压；
-在所述拖拉机控制网络(4)中接收驱动电源控制信号，所述驱动电源控制信号通过所述信号线从所述工具控制网络(5)发送并且指示当前所选择的用于驱动所述工作单元(10b)的DC驱动电压，且所述当前DC驱动电压是所述多个不同的DC驱动电压中的一个；
-将所述当前DC驱动电压通过所述驱动电源线供应给所述工作单元(10b)；以及
-通过施加所述当前的DC驱动电压运行所述工作单元(10b)。
11.一种计算机程序产品，优选地储存在存储介质上并且配置为在农业系统上运行期间执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，包括拖拉机(1)、功能地与所述拖拉机(1)相连的工具(2)、具有拖拉机控制网络(4)和工具控制网络(5)的农业系统控制网络(3)、以及连接所述拖拉机控制网络(4)与所述工具控制网络(5)的数据总线(6)。
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