DE102017210054A1 - An agricultural work vehicle having means for optimally positioning a road load mounted on an adjustable interface - Google Patents

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Martin Kremmer
Valentin Gresch
Florian Reinmuth
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Deere and Co
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Abstract

Eine Kontrollanordnung für eine höhenverstellbare Schnittstelle (20) zur Anbringung einer austauschbaren Last (34) an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug (10) umfasst einen mit einer Steuereinheit (36) gekoppelten Aktor (28) zur Höhenverstellung der Schnittstelle (20) und einen berührungsfrei arbeitenden Sensor (44) zur Erfassung der Bodenfreiheit der Last (34). Die Steuereinheit (36) steuert den Aktor (28) in einer Straßenfahrbetriebsart des Arbeitsfahrzeugs (10) anhand der Signale des Sensors (44) selbsttätig im Sinne eines Einhaltens einer vorbestimmten Bodenfreiheit der Last (34) an.

Figure DE102017210054A1_0000
A control arrangement for a height-adjustable interface (20) for mounting a replaceable load (34) on an agricultural work vehicle (10) comprises an actuator (28) coupled to a control unit (36) for adjusting the height of the interface (20) and a non-contact sensor ( 44) for detecting the ground clearance of the load (34). The control unit (36) controls the actuator (28) in a road driving mode of the work vehicle (10) on the basis of the signals of the sensor (44) automatically in the sense of maintaining a predetermined ground clearance of the load (34).
Figure DE102017210054A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontrollanordnung zur Kontrolle einer höhenverstellbaren Schnittstelle zur Anbringung einer austauschbaren Last an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug, umfassend:

  • eine elektronische Steuereinheit,
  • einen mit der Steuereinheit gekoppelten Aktor zur Höhenverstellung der Schnittstelle,
  • und einen berührungsfrei arbeitenden Sensor zur Erfassung der Position einer an der Schnittstelle angekoppelten Last, der mit der Steuereinheit signalübertragend verbunden ist und auf dessen Signalen basierend die Steuereinheit betreibbar ist, den Aktor zu verstellen, und ein entsprechendes Arbeitsfahrzeug.
The invention relates to a control arrangement for controlling a height-adjustable interface for mounting a replaceable load on an agricultural work vehicle, comprising:
  • an electronic control unit,
  • a coupled to the control unit actuator for height adjustment of the interface,
  • and a non-contact sensor for detecting the position of a coupled to the interface load, which is signal-transmitting connected to the control unit and based on the signals of which the control unit is operable to adjust the actuator, and a corresponding work vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeuge, wie Ackerschlepper oder selbstfahrende Erntemaschinen, verfügen üblicherweise über Schnittstellen, an denen unterschiedliche Lasten anbringbar sind, bei denen es sich um Arbeitsgeräte oder Ballastgewichte handeln kann. Derartige Schnittstellen können im Falle eines Ackerschleppers beispielsweise vorder- und/oder rückseitig angebrachte Dreipunktkupplungen sein, während bei Erntemaschinen die Vorderseiten des Schrägförderers oder Einzugskanals eines Feldhäckslers als Schnittstellen zur lösbaren Anbringung von Erntevorsätzen dienen.Agricultural work vehicles, such as farm tractors or self-propelled harvesters, typically have interfaces to which different loads can be attached, which may be implements or ballast weights. Such interfaces may be in the case of a tractor, for example, front and / or rear-mounted three-point couplings, while in harvesters, the front sides of the feeder or intake duct of a forage harvester serve as interfaces for releasably attaching harvesting attachments.

Die Schnittstelle ist höhenverstellbar, um die Last an- und abzukoppeln und die Last bei der Arbeit in Bodennähe oder in Bodenkontakt bringen zu können und sie beim Straßentransport in einer angehobenen Stellung zu transportieren. In der Regel wird die untere Hälfte des vertikalen Verstellbereichs der Schnittstelle zur Arbeit und die obere Hälfte für den Transport verwendet ( EP 0 377 216 A2 ), oder die Schnittstelle wird dafür in die oberste Position verbracht ( DE 197 44 328 C1 ). Es wurde auch vorgeschlagen, die Dreipunkt-Schnittstelle für die Straßenfahrt in eine vorprogrammierte Position zu verbringen, bei der die jeweilige Last eine geeignete, jedoch nicht näher spezifizierte Höhe und Neigung aufweist ( DE 10 2015 103 925 A1 ). Als nachteilig ist bei den in bisheriger Weise in einer relativ großer Höhe über dem Boden geführten Lasten anzusehen, dass der Schwerpunkt der Last und somit auch des Systems aus Arbeitsfahrzeug und Last recht hoch liegt, was das Fahrverhalten des Systems insbesondere in Kurven verschlechtert. Ähnliches gilt auch für die Aerodynamik.The interface is height-adjustable to allow the load to be coupled in and out, bringing the load close to the ground or in contact with the ground at work and transporting it in a raised position during road transport. As a rule, the lower half of the vertical adjustment range of the interface to work and the upper half of the transport ( EP 0 377 216 A2 ), or the interface is moved to the top position ( DE 197 44 328 C1 ). It has also been proposed to place the three-point road-traffic interface in a preprogrammed position where the respective load has a suitable but unspecified altitude and inclination ( DE 10 2015 103 925 A1 ). A disadvantage is considered in the past in a relatively high altitude above the ground loads that the center of gravity of the load and thus the system of work vehicle and load is quite high, which degrades the performance of the system, especially in curves. The same applies to the aerodynamics.

Im Stand der Technik finden sich zwar Hinweise, eine Last bei der Straßenfahrt möglichst niedrig zu positionieren ( EP 1 021 943 A2 für eine gezogene Feldspritze und DE 198 07 571 A1 für einen gezogenen Heuwender), jedoch handelt es sich hierbei jeweils um gezogene Geräte mit eingebauten Aktoren zur Höhenverstellung. Die Steuerung des Geräts weiß somit genau, in welche Position der Aktor bei der Straßenfahrt und bei der Arbeit zu verbringen ist, denn ihr liegen (als integriertes Element) alle hierfür benötigten Daten vor.Although there are indications in the prior art of positioning a load as low as possible during road travel ( EP 1 021 943 A2 for a trailed sprayer and DE 198 07 571 A1 for a towed tedder), however, these are each drawn devices with built-in actuators for height adjustment. The control of the device thus knows exactly in which position the actuator is to be spent on the road and at work, because it (as an integrated element) before all the data required for this.

Die Lage ist jedoch eine andere, wenn eine höhenverstellbare Schnittstelle eines Arbeitsfahrzeugs mit unterschiedlichen Lasten bestückt werden kann, denn unterschiedliche Lasten benötigen auf Grund ihrer Abmessungen für die Transportfahrt auch unterschiedliche Höhen der Schnittstelle. Man könnte es, wie in DE 10 2015 103 925 A1 beschrieben, es dem Bediener überlassen, die Schnittstelle und somit die Last durch die Aktorik der Schnittstelle in eine geeignete Position für die Straßenfahrt zu verbringen und diese Position für die weitere Verwendung abzuspeichern. Diese Vorgehensweise ist jedoch umständlich und fehlerträchtig, denn es wäre leicht möglich, dass ein Bediener versehentlich die voreingespeicherte Position für eine andere Last auswählt, welche niedriger als die aktuell benutzte Last zu transportieren wäre. Die aktuelle Last würde dann zu tief positioniert, was zu Beschädigungen der Last und der Straße führen kann.However, the situation is different when a height-adjustable interface of a work vehicle can be equipped with different loads, because different loads require due to their dimensions for the transport travel and different heights of the interface. You could do it, as in DE 10 2015 103 925 A1 described, leave it to the operator to spend the interface and thus the load through the actuator of the interface in a suitable position for driving on the road and to save this position for further use. However, this approach is cumbersome and error prone because it would easily be possible for one operator to inadvertently select the pre-stored position for another load that would be less than the current load being used. The current load would then be positioned too low, which could damage the load and the road.

Demnach wäre es wünschenswert, die Höheneinstellung einer Last für die Straßenfahrt zu automatisieren. Hierfür benötigt man jedoch einen Sensor, der die aktuelle Höhe der Last über dem Boden erkennt und der Höhensteuerung als Rückkopplungswert zuführt. Es sind im Stand der Technik zwar Sensoriken bekannt, die ein anzuspannendes Gerät optisch oder anhand einer Identifikation erkennen und die Schnittstelle selbsttätig derart ansteuern, dass das Gerät angekoppelt werden kann ( DE 101 11 529 A1 und DE 10 2012 109 210 A1 ) und die Abmessungen ( DE 10 2013 011 089 A1 ) oder den Bodenkontakt eines an einer Schnittstelle befestigten Geräts mittels eines die Achslast erfassenden Sensors zu detektieren ( EP 2 269 432 A2 ). Diese Sensoren sind jedoch nicht geeignet um zu erfassen, in welcher Höhe sich die Last jeweils über dem Boden befindet.Accordingly, it would be desirable to automate the height adjustment of a load for road travel. However, this requires a sensor that detects the current height of the load above the ground and feeds the altitude control as a feedback value. Although sensors are known in the prior art, which detect a device to be clamped optically or by means of an identification and automatically control the interface in such a way that the device can be coupled ( DE 101 11 529 A1 and DE 10 2012 109 210 A1 ) and dimensions ( DE 10 2013 011 089 A1 ) or to detect the ground contact of a device attached to an interface by means of a sensor which detects the axle load ( EP 2 269 432 A2 ). However, these sensors are not suitable for detecting the height at which the load is above the ground.

Aufgabetask

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird darin gesehen, eine Kontrollanordnung zur Kontrolle einer Schnittstelle eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs und ein entsprechendes Arbeitsfahrzeug bereitzustellen, die es ermöglichen, eine an der Schnittstelle angebrachte Last selbsttätig in eine Transportstellung für die Straßenfahrt zu verbringen, in welcher sie in einer geeigneten, möglichst niedrigen Stellung über der Straße geführt wird.The problem underlying the invention is seen to provide a control arrangement for controlling an interface of an agricultural work vehicle and a corresponding work vehicle, which make it possible to automatically load a load attached to the interface in a transport position for road travel, in which they in a suitable low position above the road is performed.

Lösung solution

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 und 10 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.This problem is solved according to the invention by the teaching of claims 1 and 10, wherein in the other claims features are listed, which further develop the solution in an advantageous manner.

Eine Kontrollanordnung zur Kontrolle einer höhenverstellbaren Schnittstelle zur Anbringung einer austauschbaren Last insbesondere in Form eines Geräts oder eines Ballasts an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug umfasst eine elektronische Steuereinheit, einen mit der Steuereinheit gekoppelten Aktor zur Höhenverstellung der Schnittstelle und einen berührungslos arbeitenden Sensor zur Erfassung der Position einer an der Schnittstelle angekoppelten Last, der mit der Steuereinheit signalübertragend verbunden ist und auf dessen Signalen basierend die Steuereinheit betreibbar ist, den Aktor zu verstellen. Der Sensor kann ein optischer Sensor sein, was aber nicht bedeuten muss, dass er im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitet, sondern er könnte auch mit elektromagnetischen Wellen z.B. im Infrarot-, UV-, Mikrowellen-, Radio- oder Radarwellenbereich oder mit Ultraschall arbeiten. Der Sensor ist eingerichtet, die Bodenfreiheit der Last zu erkennen (d.h. anhand von Signalen des Sensors wird errechnet bzw. erkannt, welchen Abstand die Last vom Boden hat) und die Steuereinheit ist betreibbar, in einer Straßenfahrbetriebsart des Arbeitsfahrzeugs anhand der die Bodenfreiheit der Last repräsentierenden Signale des Sensors den Aktor selbsttätig im Sinne eines Einhaltens einer vorbestimmten Bodenfreiheit der Last anzusteuern.A control arrangement for controlling a height-adjustable interface for mounting a replaceable load, in particular in the form of a device or a ballast on an agricultural work vehicle comprises an electronic control unit, an actuator coupled to the control unit for height adjustment of the interface and a non-contact sensor for detecting the position of an the load coupled to the interface, which is signal-transmitting connected to the control unit and based on the signals based on which the control unit is operable to adjust the actuator. The sensor can be an optical sensor, but this does not have to mean that it works in the visible wavelength range, but it could also be used with electromagnetic waves, e.g. in the infrared, UV, microwave, radio or radar wave range or work with ultrasound. The sensor is configured to detect the ground clearance of the load (ie, the distance the load has from the ground is calculated based on sensor signals), and the control unit is operable in a road driving mode of the work vehicle based on the ground clearance of the load Signals of the sensor to control the actuator automatically in the sense of maintaining a predetermined ground clearance of the load.

Auf diese Weise erreicht man eine selbsttätige Höhenführung der Last im Straßenfahrbetrieb. Die Last kann in einer relativ niedrigen Höhe über dem Boden geführt werden, was den Schwerpunkt des Systems aus Arbeitsfahrzeug und Last niedrig gestaltet und das Fahrverhalten verbessert.In this way one achieves an automatic height guidance of the load in road driving operation. The load can be guided at a relatively low altitude above the ground, which lowers the center of gravity of the work vehicle and load system and improves driveability.

Die Steuereinheit kann die Straßenfahrbetriebsart anhand einer Bedienereingabe (z.B. anhand eines Schalters zum Umschalten zwischen Straßen- und Feldbetrieb) oder anhand von Betriebsbedingungen des Arbeitsfahrzeugs erkennen.The control unit may recognize the road driving mode based on an operator input (for example, a switch for switching between road and field operation) or operating conditions of the work vehicle.

Der Sensor kann eine an der Unterseite des Arbeitsfahrzeugs angebrachte, dreidimensional arbeitende Kamera (z.B. Stereokamera oder Laufzeitkamera) und/oder einen zwei- oder dreidimensional abtastenden Laserentfernungsmesser (Lidar) umfassen. Zwar arbeiten heute die meisten Lidar System mit einer Scan-Ebene (also einer zweidimensionaler Abstandsmessung), jedoch gibt es auch Systeme mit mehreren Scan-Ebenen Diese Sensoren arbeiten zumindest in gewissem Masse dreidimensional. Zudem werden zurzeit sogenannten Solid-state Lidars erforscht und entwickelt, welche es ermöglichen sollen eine dreidimensionale Punktwolke aus Abstandsmessungen zu erzeugen.The sensor may include a three-dimensional camera (e.g., stereo camera or runtime camera) mounted on the underside of the work vehicle and / or a two- or three-dimensionally scanning laser range finder (lidar). Although most Lidar systems today use a scan plane (ie, a two-dimensional distance measurement), there are also systems with multiple scan planes. These sensors work at least to a certain extent three-dimensionally. In addition, so-called solid-state lidars are currently being researched and developed, which should make it possible to generate a three-dimensional point cloud from distance measurements.

Um eine nahe über dem Boden geführte Last rechtzeitig anheben zu können, bevor das Arbeitsfahrzeug evtl. eine Bodenwelle überfährt, kann ein vorausschauender Sensor zur Erfassung des Höhenprofils des vor dem Arbeitsfahrzeug liegenden Bodens mit der Steuereinrichtung verbunden und die Steuereinrichtung betreibbar sein, die Signale des vorausschauenden Sensors bei der Ansteuerung des Aktors zu berücksichtigen.In order to be able to raise a load carried near the ground in time before the work vehicle possibly overruns a bump, a predictive sensor for detecting the height profile of the front of the work vehicle floor connected to the control device and the control device can be operated, the signals of the predictive Sensors to be considered in the control of the actuator.

Die Steuereinheit kann mit Lasterfassungsmitteln zur Erfassung der auf die Schnittstelle wirkenden Last (d.h. der vertikalen, durch die Last bedingten Kraft) verbunden und betreibbar sein, beim Anheben der Schnittstelle anhand der Signale der Lasterfassungsmittel zu erkennen, wenn die Last vom Boden abhebt und diesen Sachverhalt zur Kalibrierung und/oder Validierung des (z.B. optischen) Sensors zu nutzen. D.h. die Steuereinheit weiß anhand der erfassten Kraft, wann die Last vom Boden abgehoben hat und kann erkennen, ob Derartiges sich auch aus den Signalen des Sensors ergibt und diese Signale als bestätigenden Hinweis auf ein Abheben der Last ansehen oder anderenfalls ein Fehlersignal abgeben. Die Lasterfassungsmittel können die von der Last auf die Schnittstelle ausgeübte Kraft anhand von innerhalb der Schnittstelle wirkenden Kräften evaluieren (s. DE 10 2014 209 695 A1 ) oder mit einer Räder tragenden Achse des Arbeitsfahrzeugs zusammenwirken (vgl. EP 2 269 432 A1 ).The control unit may be connected to load sensing means for detecting the load acting on the interface (ie, the vertical force due to the load) and be operable to detect when lifting the interface from the signals of the load sensing means when the load is lifted off the ground and that situation for calibration and / or validation of the (eg optical) sensor. That is, the control unit knows, based on the detected force, when the load has lifted off the ground and can detect whether such a result also from the signals of the sensor and view these signals as an affirmative indication of a lifting of the load or otherwise give an error signal. The load sensing means can evaluate the force exerted by the load on the interface based on forces acting within the interface (s. DE 10 2014 209 695 A1 ) or with a wheel-carrying axle of the working vehicle interact (see. EP 2 269 432 A1 ).

Die Schnittstelle kann eine front- und/oder rückseitig am Arbeitsfahrzeug angebrachte Dreipunktschnittstelle und der Aktor zur Höhenverstellung der Unterlenker der Dreipunktschnittstelle eingerichtet sein. Bei einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei der Schnittstelle um die Schwingen eines Front- oder Heckladers, an denen unterschiedliche Lasten (Schaufeln, Ladegabeln etc.) angebracht werden können, oder um den Einzugskanal oder Schrägförderer einer Erntemaschine.The interface may be a front and / or rear side attached to the work vehicle mounted three-point interface and the actuator for height adjustment of the lower links of the three-point interface. In another embodiment, the interface is the swingarms of a front or rear loader, to which different loads (buckets, forks, etc.) can be attached, or to the intake duct or feederhouse of a harvester.

Die Unterlenker können mit Seitenstabilisatoren verbunden werden, die in der Straßenfahrbetriebsart durch die Steuereinheit unabhängig von der Position des Aktors aktivierbar sind.The lower link can be connected to side stabilizers, which are activated in the road driving mode by the control unit, regardless of the position of the actuator.

Der Aktor kann in eine Schwingungstilgungsbetriebsart verbringbar sein, welche in der Straßenfahrbetriebsart durch die Steuereinheit unabhängig von der Position des Aktors aktivierbar ist.The actuator may be engageable in a vibration damping mode which is activatable by the control unit in the road driving mode regardless of the position of the actuator.

Die Steuereinheit kann mit einer Bedienereingabeeinrichtung zur Eingabe der vorbestimmten Bodenfreiheit und/oder einer Einrichtung zur Erkennung einer Last und zum Auslesen der zugehörigen Bodenfreiheit aus einem Speicher verbunden sein.The control unit can be provided with an operator input device for inputting the predetermined ground clearance and / or a device for recognition a load and to read the associated ground clearance from a memory to be connected.

Figurenlistelist of figures

In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt:

  • 1 eine seitliche Ansicht eines landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeugs in Form eines Ackerschleppers mit einer Schnittstelle in Form einer Dreipunktkupplung und einer daran angebrachten Last, und
  • 2 eine Draufsicht auf einen Unterlenker der Schnittstelle mit einem angekoppelten Seitenstabilisator.
In the drawings, an embodiment described in more detail below is shown. It shows:
  • 1 a side view of an agricultural work vehicle in the form of a tractor with an interface in the form of a three-point clutch and a load attached thereto, and
  • 2 a plan view of a lower link of the interface with a coupled side stabilizer.

In der 1 ist ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 10 in Form eines Ackerschleppers dargestellt, das sich auf einem Rahmen 12 aufbaut, der teilweise durch ein Motorgehäuse gebildet werden kann, und sich durch vordere, lenkbare Räder 14 und antreibbare, rückwärtige Räder 16 auf dem Boden abstützt. Der Bedienerarbeitsplatz befindet sich in einer Kabine 18.In the 1 is an agricultural work vehicle 10 presented in the form of a farm tractor, resting on a frame 12 built, which can be partially formed by a motor housing, and by front, steerable wheels 14 and drivable, rear wheels 16 supported on the ground. The operator workstation is located in a cabin 18 ,

Am rückwärtigen Ende des Rahmens 12 ist eine an sich bekannte Schnittstelle 20 in Form einer Dreipunktkupplung 22 angeordnet, die sich aus zwei nebeneinander angeordneten Unterlenkern 24 und einem Oberlenker 26 zusammensetzt. Die mit ihren vorderen Enden um die Querachse frei schwenkbar am Rahmen 12 angelenkten Unterlenker 24 sind durch ihnen zugeordnete Aktoren 28 in Form von Hydraulikzylindern höhenverstellbar, die als so genannte Kraftheber ausgeführt sind und mit ihren unteren Enden am Rahmen 12 und mit ihrem oberen Ende an Längsstreben 30 angelenkt sind, die ihrerseits mit ihren vorderen Enden am Rahmen 12 um die Querachse schwenkbar angelenkt und mit ihren rückwärtigen Enden mit Vertikalstreben 32 verbunden sind, die anderen Endes an einem Unterlenker 24 angelenkt sind. Der Oberlenker 28 ist mit seinem vorderen Ende um die Querachse schwenkbar am Rahmen 12 angelenkt. Er ist in der Zeichnung als nicht längenveränderbar dargestellt, könnte jedoch mittels eines Aktors oder von Hand längenveränderlich sein, um die Neigung der Last 34, die durch Kuppelelemente in Form von sich nach oben erstreckenden Fanghaken (oder beliebiger anderer Koppelpunkte, z. B. Koppelaugen, wie sie in der DIN ISO 730-1 Landmaschinen und Traktoren - Heck-Dreipunktanbau - Teil 1: Kategorien 1, 2, 3 und 4 beschrieben werden) mit den rückwärtigen Enden des Oberlenkers 26 und der Unterlenker 24 gekoppelt ist, zu verstellen. Auch kann der Oberlenker 26 durch ein Seil oder andere Mittel von der Kabine 18 aus verschwenkt werden, um die Last 34 anzukoppeln. Bei der Last 34 kann es sich um ein beliebiges landwirtschaftliches (Arbeits-) Gerät oder ein Ballastgewicht handeln. Eine gleichartige Schnittstelle 20 kann auch an der Vorderseite des Arbeitsfahrzeugs 10 angebracht sein.At the rear end of the frame 12 is a known interface 20 in the form of a three-point clutch 22 arranged, consisting of two juxtaposed lower links 24 and a top link 26 composed. The freely pivotable with its front ends about the transverse axis on the frame 12 articulated lower link 24 are actuators assigned by them 28 in the form of hydraulic cylinders height adjustable, which are designed as so-called power lift and with their lower ends on the frame 12 and with its upper end on longitudinal struts 30 hinged, in turn, with their front ends on the frame 12 pivoted about the transverse axis and with their rear ends with vertical struts 32 connected, the other end to a lower link 24 are articulated. The top link 28 is pivotable with its front end about the transverse axis on the frame 12 hinged. It is shown in the drawing as not variable in length, but could be variable in length by means of an actuator or by hand, the inclination of the load 34 by coupling elements in the form of upwardly extending fishing hooks (or any other crosspoints, such as coupling eyes, as described in the DIN ISO 730-1 agricultural machinery and tractors - rear three-point hitch - part 1 : Categories 1 . 2 . 3 and 4 described) with the rear ends of the upper link 26 and the lower link 24 coupled, to adjust. Also, the top link 26 by a rope or other means from the cabin 18 be pivoted out to the load 34 to dock. At the load 34 it can be any agricultural (working) device or ballast weight. A similar interface 20 can also be at the front of the work vehicle 10 to be appropriate.

Die Ansteuerung der Aktoren 28 und somit die Höhenverstellung der Last 34 erfolgt mittels einer Steuereinheit 36, die über eine Ventileinheit 38 die Aktoren 28 ansteuert. Im normalen Arbeitsbetrieb kann die Steuereinheit 36 mittels einer Bedienereingabeeinrichtung 40 kontrolliert werden, mit welcher der Bediener in seiner Kabine ein Absenken oder Anheben der Unterlenker 24 veranlassen kann. Um zur Regelung der Aktoren 28 die aktuelle Position des Aktors 28 oder des Unterlenkers 24 zu erfassen, können geeignete Sensoren (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche z.B. die Stellung des Aktors 28 oder den Drehwinkel des Unterlenkers 24 gegenüber dem Rahmen 12 erfassen. Eine Ansteuerung der Aktoren 28 über die Steuereinheit 36 könnte auch über eine Anbaugeräte-Traktor-Automatisierung nach der Norm ISO 11783 erfolgen.The activation of the actuators 28 and thus the height adjustment of the load 34 takes place by means of a control unit 36 that have a valve unit 38 the actors 28 controls. In normal working mode, the control unit can 36 by means of an operator input device 40 be controlled with which the operator in his cabin lowering or raising the lower link 24 can cause. To control the actuators 28 the current position of the actuator 28 or the lower link 24 to capture, suitable sensors (not shown) may be provided, which, for example, the position of the actuator 28 or the angle of rotation of the lower link 24 opposite the frame 12 to capture. A control of the actuators 28 via the control unit 36 could also be done via implement tractor automation in accordance with the ISO 11783 standard.

Die Steuereinheit 36 ist weiterhin mit einem berührungsfrei arbeitenden, optischen Sensor 44 in Form einer Stereokamera verbunden, die mit einem Bildverarbeitungssystem versehen oder verbunden ist. Der Sensor 44 ist zwischen den rückwärtigen Rädern 16 unterhalb des Rahmens 12 angeordnet und blickt nach hinten zur Schnittstelle 20 und zur Last 34. Das Bildverarbeitungssystem ist programmiert, anhand der Bildsignale des Sensors 44 zu erkennen (d.h. zu berechnen), welche Bodenfreiheit (d. h. Abstand zwischen Erdboden und Last 34) jeweils vorliegt. Hierzu kann auf an sich bekannte Verfahren zurückgegriffen werden, wie Triangulation und/oder Auswertung von Disparitätsbildern einer Stereokamera. In einer Straßenfahrbetriebsart des Arbeitsfahrzeugs 10, die anhand einer Eingabe des Bedieners in die Bedienereingabeeinrichtung 40 erkannt werden kann, steuert die Steuereinrichtung 36 die Aktoren 28 derart an, dass die Last 34 mit einer Bodenfreiheit über dem Boden bewegt wird, die einem vorgegebenen Wert entspricht, der durch den Bediener über die Bedienereingabeeinrichtung 40 vorgegeben oder fest einprogrammiert oder anhand einer beliebigen Identifikation der Last 34 (sei es anhand der Signale des Sensors 44, anhand welcher die Form oder ein anderes Merkmal der Last 34 oder ein daran angebrachtes Identifikationsmerkmal, wie ein Strich- oder QR-Code erfasst wird, oder anhand einer anderen, insbesondere elektronischen Information, wie ein RFID-Code oder über eine Busleitung übertragene Identifikationsdaten der Last) durch die Steuereinheit 36 erkannt werden kann. Dabei dienen die Signale des Sensors 44 als Rückkopplungswerte für die tatsächliche Bodenfreiheit. Ein weiterer, vorausschauender Sensor 46 kann mit der Steuereinheit 36 verbunden sein und eventuelle Bodenerhebungen oder Vertiefungen vor dem Arbeitsfahrzeug 10 erfassen, damit die Steuereinheit 36 ggf. die Aktoren 28 veranlassen kann, die Last 34 anzuheben, bevor sie aufgrund einer durch die Bodenunebenheit bedingte Nickbewegung des Arbeitsfahrzeugs 10 oder mit der eigentlichen Bodenunebenheit in Kontakt mit dem Boden gerät.The control unit 36 is still using a non-contact, optical sensor 44 connected in the form of a stereo camera, which is provided with an image processing system or connected. The sensor 44 is between the rear wheels 16 below the frame 12 arranged and looks backwards to the interface 20 and to the load 34 , The image processing system is programmed based on the image signals of the sensor 44 To recognize (ie to calculate) what ground clearance (ie distance between ground and load 34 ) is present in each case. For this purpose, recourse may be had to methods known per se, such as triangulation and / or evaluation of disparity images of a stereo camera. In a road driving mode of the working vehicle 10 , based on an input of the operator in the operator input device 40 can be detected controls the controller 36 the actors 28 so on, that the load 34 is moved with a ground clearance above the ground, which corresponds to a predetermined value, by the operator via the operator input device 40 preset or permanently programmed or based on any identification of the load 34 (be it based on the signals of the sensor 44 based on which the shape or other feature of the load 34 or an identification feature attached to it, such as a bar or QR code is detected, or by other, in particular electronic information, such as an RFID code or identification data of the load transmitted via a bus line) by the control unit 36 can be recognized. The signals of the sensor are used 44 as feedback values for the actual ground clearance. Another, predictive sensor 46 can with the control unit 36 be connected and any soil elevations or depressions in front of the work vehicle 10 capture, so the control unit 36 if necessary, the actuators 28 can cause the load 34 before it is due to a pitching motion caused by the bumping of the work vehicle 10 or with the actual uneven ground in contact with the ground device.

Die 2 zeigt, dass die Unterlenker 24 mit Seitenstabilisatoren 48 gekoppelt sind. Die Steuereinheit 36 ist über die Ventileinheit 38 mit den Seitenstabilisatoren 48 (vgl. DE 197 44 328 C1 , DE 20 2005 011 305 U1 oder AT 272 721 B ) gekoppelt und veranlasst diese in der Straßenfahrbetriebsart, die Seitenstabilisatoren 48 in einer eventuelle Seitenschwingungen der Unterlenker 24 auslöschenden oder zumindest dämpfenden Weise zu aktivieren, auch bei relativ niedriger Stellung der Unterlenker 24 in der verhältnismäßig tiefen Transportposition der Last 34. Hierzu kann ein (nicht gezeigter) Sensor vorgesehen sein, der die Position wenigstens eines Unterlenkers 24 gegenüber dem Rahmen 12 erfasst und dessen Signale der Steuereinheit 36 als Rückkopplungswerte dienen, damit sie die (als Hydraulikzylinder ausgeführten) Seitenstabilisatoren 48 in der beschriebenen, schwingungsdämpfenden Weise ansteuern kann.The 2 shows that the lower link 24 with side stabilizers 48 are coupled. The control unit 36 is about the valve unit 38 with the side stabilizers 48 (see. DE 197 44 328 C1 . DE 20 2005 011 305 U1 or AT 272 721 B ) and causes them in the road driving mode, the side stabilizers 48 in a possible side vibrations of the lower link 24 activate extinguishing or at least damping manner, even at relatively low position of the lower link 24 in the relatively low transport position of the load 34 , For this purpose, a sensor (not shown) may be provided which determines the position of at least one lower link 24 opposite the frame 12 recorded and its signals to the control unit 36 serve as feedback values to enable them to act as lateral stabilizers (designed as hydraulic cylinders) 48 can drive in the described, vibration damping manner.

Analog kann die Steuereinheit 36 die Aktoren 28 in der Straßenfahrbetriebsart in einen Schwingungstilgungsmodus verbringen, wie er an sich in DE 10 2015 103 925 A1 , DE 10 2006 032 599 A1 und DE 10 2007 039 105 B4 beschrieben wird.Analogously, the control unit 36 the actors 28 in the road driving mode in a vibration damping mode, as it is in DE 10 2015 103 925 A1 . DE 10 2006 032 599 A1 and DE 10 2007 039 105 B4 is described.

Es sei noch angemerkt, dass einige Verfeinerungen möglich sind. So kann die Straßenfahrbetriebsart nicht nur anhand einer Eingabe des Bedieners in die Bedienereingabeeinrichtung 40 erkannt werden, sondern selbsttätig anhand des Betriebszustandes des Arbeitsfahrzeugs 10, z. B. anhand der momentanen Fahrgeschwindigkeit, dem eingelegten Gang/Gruppe/etc. im Antriebsstrang der Räder 16, einer Drehzahl im Antriebsstrang der Räder 16 und/oder einer geo-referenzierten Positionserkennung, wozu auf den Stand der Technik nach DE 10 2012 220 109 A1 , DE 103 48 090 A1 und DE 102 42 164 A1 verwiesen sei. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Zustandserkennung mittels geo-referenzierter Positionserkennung sind Karten mit Feldgrenzen, Feldwegen und Straßen auf dem Steuergerät des Traktors hinterlegt oder werden anderweitig zugänglich gemacht, beispielsweise über eine Kommunikation mit einem beabstandeten Server. Weiter vorteilhaft können in diesen georeferenzierten Karten Hindernisse eingetragen, maschinell eingelernt und gespeichert werden, welche eine besondere Bodenfreiheit des Anbaugeräts erfordern. Beispielhaft seien hier unebene Feldeinfahrten genannt. Anhand dieser abgespeicherten Bodenfreiheit können die Aktoren 28 bei Bedarf angesteuert werden, um die Last 34 anzuheben.It should be noted that some refinements are possible. Thus, the road driving mode can not only be based on input of the operator into the operator input device 40 be recognized, but automatically on the basis of the operating state of the work vehicle 10 , z. B. on the basis of the current driving speed, the engaged gear / group / etc. in the drive train of the wheels 16 , a speed in the drive train of the wheels 16 and / or a geo-referenced position detection, including the state of the art DE 10 2012 220 109 A1 . DE 103 48 090 A1 and DE 102 42 164 A1 referenced. In an advantageous embodiment of the state detection by means of geo-referenced position detection, maps with field boundaries, country lanes and roads are deposited on the control unit of the tractor or otherwise made accessible, for example via a communication with a remote server. Further advantageous obstacles can be registered in these geo-referenced maps, machine trained and stored, which require a special ground clearance of the attachment. As an example, uneven field driveways may be mentioned here. On the basis of this stored ground clearance, the actuators 28 if necessary, be controlled to the load 34 to raise.

Bei einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann das System konfiguriert sein, mehrere Schwerpunkt-Absenkpositionen anfahren zu können. So können beispielsweise für Transportfahren auf einem Feldweg und einer befestigten Straße unterschiedliche Mindestbodenfreiheiten realisiert werden, insbesondere mit tieferer Position der Last 34 auf einer ebenen Straße und demgegenüber höherer Position auf einem unebenen Feldweg. Der Feldweg und die Straße können durch Bedienereingabe oder selbsttätig anhand der Bodenebenheit erkannt werden, die mit dem vorausschauenden Sensor 46 oder einem Beschleunigungssensor des Arbeitsfahrzeugs 10 erkannt wird, der vertikale Beschleunigungen erfasst.In a further advantageous embodiment, the system can be configured to be able to approach a plurality of gravity lowering positions. Thus, for example, for transport on a dirt road and a paved road different minimum floor freedoms can be realized, especially with lower position of the load 34 on a flat road and higher position on an uneven dirt road. The dirt road and the road can be detected by operator input or automatically based on ground flatness with the prospective sensor 46 or an acceleration sensor of the work vehicle 10 which detects vertical accelerations.

Die Erkennung der Position der Last 34 mittels des Sensors 44 hat gegenüber einer grundsätzlich auch denkbaren Erkennung der Position der Last 34 anhand einer sensorisch erfassten Position von Ober- und Unterlenkern 26, 24 den Vorteil, dass die Bodenfreiheit bei allen möglichen Lasten 34 korrekt erkannt werden kann. Wenn man nämlich die Last 34 beim Anheben der Unterlenker 24 durch die als Kraftheber ausgeführten Aktoren 28 um eine virtuelle Achse dreht (so genannter Kick-up), die durch die Positionen der Drehachsen von Ober- und Unterlenkern 26, 24 definiert wird, ist die Neigung der Last 34 und somit ihre Höhe (zumindest in ihrem rückwärtigen Bereich) nicht genau bekannt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden mehrere Positionen der Last 34 (entgegen der Fahrtrichtung) mittels des Sensors 44 erfasst. Wird dabei erkannt, dass eine in Fahrtrichtung weiter hinten gelegene Position der Last tiefer liegt als der vordere Teil des Anbaugeräts, so kann über einen hydraulisch aktuierbaren Oberlenker 26 (und/oder hydraulisch längenveränderbare Unterlenker 24) der Kippwinkel der Last 34 angepasst werden, um ihre Unterseite möglichst parallel zum Erdboden auszurichten.The detection of the position of the load 34 by means of the sensor 44 has compared to a basically conceivable detection of the position of the load 34 based on a sensory detected position of upper and lower links 26 . 24 the advantage that the ground clearance at all possible loads 34 can be recognized correctly. If you are the burden 34 when lifting the lower link 24 by the actuators designed as power lift 28 about a virtual axis turns (so-called kick-up), by the positions of the axes of rotation of upper and lower links 26 . 24 is defined, is the inclination of the load 34 and thus their height (at least in their rear area) is not known exactly. In a further advantageous embodiment, multiple positions of the load 34 (opposite to the direction of travel) by means of the sensor 44 detected. If it is detected that a further downstream in the direction of travel position of the load is lower than the front part of the attachment, it can via a hydraulically actuated upper link 26 (and / or hydraulically variable length lower link 24 ) the tilt angle of the load 34 adjusted to align their bottom as parallel to the ground as possible.

Zudem ist die abgesenkte Position der Last 34 gegenüber ihrer höchstmöglichen Position während der Fahrt vorteilhaft, weil bei angehobener Last 34 aus räumlichen Gründen bei vielen Typen von Arbeitsfahrzeugen 10 keine seitliche Verstellmöglichkeit der Unterlenker 24 besteht, da diese ggf. an die Reifen der hinteren Räder 16 anschlagen würden, und daher in diesem Fall keine Seitenstabilisierung oder Dämpfung mit der Anordnung nach 2 möglich wäre.In addition, the lowered position of the load 34 advantageous in relation to their highest possible position while driving, because when the load is raised 34 for reasons of space in many types of work vehicles 10 no lateral adjustment of the lower link 24 exists, as these may affect the tires of the rear wheels 16 and in this case no lateral stabilization or damping with the arrangement 2 it is possible.

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Claims (10)

Kontrollanordnung zur Kontrolle einer höhenverstellbaren Schnittstelle (20) zur Anbringung einer austauschbaren Last (34) an einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug (10), umfassend: eine elektronische Steuereinheit (36), einen mit der Steuereinheit (36) gekoppelten Aktor (28) zur Höhenverstellung der Schnittstelle (20) und einen berührungsfrei arbeitenden Sensor (44) zur Erfassung der Position einer an der Schnittstelle (20) angekoppelten Last (34), der mit der Steuereinheit (36) signalübertragend verbunden ist und auf dessen Signalen basierend die Steuereinheit (34) betreibbar ist, den Aktor (28) zu verstellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (44) eingerichtet ist, die Bodenfreiheit der Last (34) zu erkennen, und dass die Steuereinheit (36) betreibbar ist, in einer Straßenfahrbetriebsart des Arbeitsfahrzeugs (10) anhand der die Bodenfreiheit der Last (34) repräsentierenden Signale des Sensors (44) den Aktor (28) selbsttätig im Sinne eines Einhaltens einer vorbestimmten Bodenfreiheit der Last (34) anzusteuern.A control arrangement for controlling a height-adjustable interface (20) for mounting a replaceable load (34) on an agricultural work vehicle (10), comprising: an electronic control unit (36), an actuator (28) coupled to the control unit (36) for height adjustment of the interface (20) and a non-contact sensor (44) for detecting the position of a coupled to the interface (20) load (34) which is signal-transmitting connected to the control unit (36) and based on whose signals the control unit (34) is operable to adjust the actuator (28), characterized in that the sensor (44) is arranged to detect the ground clearance of the load (34) and that the control unit (36) is operable in a road driving mode of the work vehicle (10) the ground clearance of the load (34) representing signals of the sensor (44) the actuator (28) automatically in the sense of adhering to a vorbestimm ten ground clearance of the load (34) to control. Kontrollanordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (36) betreibbar ist, die Straßenfahrbetriebsart anhand einer Bedienereingabe oder anhand von Betriebsbedingungen des Arbeitsfahrzeugs (10) zu erkennen.Control arrangement after Claim 1 wherein the control unit (36) is operable to detect the road driving mode based on an operator input or operating conditions of the work vehicle (10). Kontrollanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (44) eine an der Unterseite des Arbeitsfahrzeugs (10) angebrachte, dreidimensional arbeitende Kamera und/oder einen Laserscanner umfasst.Control arrangement according to one of the preceding claims, wherein the sensor (44) comprises a three-dimensionally operating camera and / or a laser scanner attached to the underside of the work vehicle (10). Kontrollanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein vorausschauender Sensor (46) zur Erfassung des Höhenprofils des vor dem Arbeitsfahrzeug liegenden Bodens mit der Steuereinrichtung (36) verbunden ist und die Steuereinrichtung (36) betreibbar ist, die Signale des vorausschauenden Sensors (46) bei der Ansteuerung des Aktors (28) zu berücksichtigen.A control arrangement according to any one of the preceding claims, wherein a look-ahead sensor (46) for detecting the height profile of the ground in front of the work vehicle is connected to the control means (36) and the control means (36) is operable to provide the signals of the look-ahead sensor (46) to consider the activation of the actuator (28). Kontrollanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (36) mit Lasterfassungsmitteln zur Erfassung der auf die Schnittstelle (20) wirkenden vertikalen Kraft der Last (34) verbunden und betreibbar ist, beim Anheben der Schnittstelle (20) anhand der Signale der Lasterfassungsmittel zu erkennen, wenn die Last (34) vom Boden abhebt und diesen Sachverhalt zur Kalibrierung und/oder Validierung des Sensors (44) zu nutzen.A control arrangement as claimed in any one of the preceding claims, wherein the control unit (36) is connected and operable with load sensing means for detecting the vertical force of the load (34) acting on the interface (20) upon lifting the interface (20) from the signals of the load sensing means detect when the load (34) lifts off the ground and use that fact to calibrate and / or validate the sensor (44). Kontrollanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittstelle (20) eine front- und/oder rückseitig am Arbeitsfahrzeug (10) angebrachte Dreipunktschnittstelle (22) ist und der Aktor (28) zur Höhenverstellung der Unterlenker (24) der Dreipunktschnittstelle (22) eingerichtet ist.Control arrangement according to one of the preceding claims, wherein the interface (20) a front and / or rear side of the working vehicle (10) mounted three-point interface (22) and the actuator (28) for adjusting the height of the lower links (24) of the three-point interface (22) is. Kontrollanordnung nach Anspruch 6, wobei die Unterlenker (24) mit Seitenstabilisatoren (48) verbunden sind, die in der Straßenfahrbetriebsart durch die Steuereinheit (36) unabhängig von der Position des Aktors (28) in einer eventuelle Seitenschwingungen der Unterlenker dämpfenden Weise aktivierbar sind.Control arrangement after Claim 6 in that the lower links (24) are connected to lateral stabilizers (48) which in the road driving mode can be activated by the control unit (36) independently of the position of the actuator (28) in a possible lateral oscillations of the lower links. Kontrollanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Aktor (28) in eine Schwingungstilgungsbetriebsart verbringbar ist, welche in der Straßenfahrbetriebsart durch die Steuereinheit (36) unabhängig von der Position des Aktors (28) aktivierbar ist.Control arrangement after Claim 6 or 7 in that the actuator (28) can be brought into a vibration damping mode, which in the road driving mode can be activated by the control unit (36) independently of the position of the actuator (28). Kontrollanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (36) mit einer Bedienereingabeeinrichtung (40) zur Eingabe der vorbestimmten Bodenfreiheit und/oder einer Einrichtung zur Erkennung einer Last und der zugehörigen Bodenfreiheit verbunden ist.Control arrangement according to one of the preceding claims, wherein the control unit (36) is connected to an operator input device (40) for inputting the predetermined ground clearance and / or a device for detecting a load and the associated ground clearance. Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (10) mit einer höhenverstellbaren Schnittstelle (20) zur Anbringung einer austauschbaren Last (34) und einer Kontrollanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.An agricultural work vehicle (10) having a height adjustable interface (20) for mounting a replaceable load (34) and a control assembly according to any one of the preceding claims.
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