DE102018210379A1

DE102018210379A1 - Automatisches Wendesteuerungssystem am Ende einer Reihe für ein Arbeitsfahrzeug durch Lernen vom Bediener

Info

Publication number: DE102018210379A1
Application number: DE102018210379.8A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey E. Runde; Qiang R. Liu; Shufeng Han
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2018-12-27
Also published as: US20180373256A1; US10795372B2

Abstract

Ein automatisches Wendesteuerungssystem für ein Arbeitsfahrzeug, das über eine von einer manuellen Lenkeinrichtung gesteuerte, auf den Boden wirkende Zugvorrichtung verfügt. Das automatische Steuerungssystem für eine Wende schließt eine elektronische Steuereinheit (ECU), einen zum Generieren eines Winkelsignals, das repräsentativ für einen Winkel der Zugvorrichtung in Bezug auf eine Achse des Arbeitsfahrzeugs ist, konfigurierten Zugvorrichtungs-Winkelsensor und ein Fahrzeugleitsystem ein. Die ECU ist zum Generieren eines manuellen Pfadsignals konfiguriert, das einen tatsächlichen, auf dem Winkelsignal basierenden Pfad des Arbeitsfahrzeugs darstellt. Die ECU ist operativ mit einem Fahrzeugleitsystem verbunden und bestimmt ein auf dem manuellen Pfadsignal basiertes, erlerntes Pfadsignal. Das Fahrzeugleitsystem leitet das Arbeitsfahrzeug automatisch entlang des erlernten Pfadsignals, wenn sich das Fahrzeug von einem Arbeitsbereich in einen Nicht-Arbeitsbereich und zurück in den Arbeitsbereich eines Feldes bewegt.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug, und im Besonderen auf ein Wendesteuerungssystem zum automatischen Wenden eines Traktors.
HINTERGRUND
Arbeitsfahrzeuge sind für die Ausführung einer großen Vielfalt von Aufgaben ausgelegt, sei es als Baufahrzeuge, Fahrzeuge in der Forstwirtschaft, zur Pflege von Rasenflächen oder als Straßenfahrzeuge wie jene, die zum Räumen von Schnee, zum Streuen von Salz oder als Abschleppfahrzeuge verwendet werden. Darüber hinaus umfassen Arbeitsfahrzeuge landwirtschaftliche Fahrzeuge wie Traktoren oder selbstfahrende Mähdrescher, die eine Antriebsmaschine umfassen, die Energie zur Ausführung der Arbeit erzeugt. Im Falle eines Traktors ist die Antriebsmaschine beispielsweise oft ein Dieselmotor, der aus einer Ladung Dieselkraftstoff Energie erzeugt. Der Dieselmotor treibt ein Getriebe an, das Räder oder Laufflächen bewegt, um den Traktor in einer vorgegebenen Geschwindigkeit über ein Feld zu befördern. Traktoren verfügen häufig über eine Zapfwelle, die eine ans Getriebe gekoppelte und vom Motor angetriebene Welle für den Betrieb eines Arbeitsgerätes einschließt, das vom Traktor über ein Feld gezogen oder geschoben wird.
Traktoren können durch manuelle Befehle über ein Feld gelenkt werden, die ein Bediener über eine manuell bediente Steuereinrichtung vornimmt, wie ein Lenkrad oder ein Joystick, oder über einen automatischen Steuerbefehl. Im Fall eines automatischen Steuerbefehls kann ein Lenksteuerungssignal durch ein Signal eines Fahrzeugleitsystems bereitgestellt werden, wie es ein Navigationssystem (GPS) tut. Steuerungssysteme für die Lenkung schließen häufig ein oder mehrere Sensoren ein, die zum Erkennen einer Position der Lenkeinrichtung oder einer Position der Räder im Verhältnis zum Rahmen des Fahrzeugs konfiguriert sind.
Die Geschwindigkeit des Traktors kann auch entweder manuell oder automatisch gesteuert werden, wie es Fachleuten bekannt ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird bei manueller Bedienung mithilfe eines Beschleunigers eingestellt, der über ein Fußpedal oder einen Handschalter bedient wird. Eine Art der automatischen Geschwindigkeitsregelung ist auch als „Tempomat“ bekannt.
In manchen Traktoren wird auch die Fahrtrichtung durch ein vom Navigationssystem abgegebenes Steuersignal zum Anpassen der Fahrtrichtung gesteuert. Viele der heute hergestellten landwirtschaftlichen Traktoren schließen die bordeigene Fähigkeit zur automatischen, von der Lenkradbedienung seitens des Fahrers unabhängigen Steuerung der Richtung der Räder des Traktors ein. Diese Fähigkeit, gekoppelt mit einem Positionsempfänger und einer Führungsanzeige, steuert den Traktor automatisch entlang einer festgelegten geraden Spur über das Feld.
Solche integrierten Leitsysteme sind konfiguriert, den Traktor und das Arbeitsgerät, falls inklusive auf einer recht geradlinigen Spur zu halten, ohne Kurven oder Abweichungen, indem nur die Richtung der gelenkten Räder des Traktors angepasst wird. Diese Systeme haben allerdings ihre Probleme mit der Beibehaltung der Richtung entlang eines festgelegten Pfades, wenn die Krümmung des Pfades von einer geradlinigen Spur in eine gekrümmte Spur übergeht, wie eine, die eingeschlagen wird, wenn der Traktor eine Wende vornimmt, um von einer Feldreihe in eine andere Feldreihe zu wechseln.
Manche Traktoren verfügen über ein bordeigenes Leitsystem, das es dem Bediener des Traktors ermöglicht, Spuren für ein Fahrzeugleitsystem zu definieren, die einer Saatreihe folgen und denen das Leitsystem durch automatisches Lenken des Traktors folgt. Wenn der Traktor am Ende einer vorgegebenen Spur am Ende einer Reihe oder am Rand des Feldes ankommt, kehrt der Bediener in einen manuellen Lenkmodus zurück, in dem der Bediener die Kontrolle über die Lenkung vom automatischen System zurücknimmt und den Traktor vom Ende einer Spur zum Beginn einer nächsten gewünschten Spur lenkt. Sobald der Traktor nahe an dieser neuen Spur ist, aktiviert der Bediener wieder das automatische Lenksystem, um den Traktor entlang der Reihe zu bewegen.
Bei anderen bordeigenen Leitsystemen wird das automatische Wenden von einem Ende der Spur zum Beginn der nächsten Spur angeboten, was dem Bediener ermöglicht, das automatische Lenksystem während des Wendens eingeschaltet zu lassen. Solche Systeme steuern die Form der Wende durch Anpassen der Einstellungen innerhalb des Systems, wie eine Arbeitsbreite, eine Breite des Spurabstands und Abmessungen von Traktor und Arbeitsgerät. Im Allgemeinen bewältigen solche Systeme trotz der Angemessenheit für normalen Traktor- und Arbeitsgeräteeinsatz keine speziellen oder untypischen Wendemanöver, die durch den Einsatz einzigartiger Arbeitsgeräte oder Anbaumethoden erforderlich werden.
Was daher benötigt wird, ist ein Wendesteuerungsssystem, das zum Bestimmen einer Wendespur für ein Fahrzeug konfiguriert ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren und Gerät zum automatischen Wenden für ein Arbeitsfahrzeug werden offenbart, um ein Fahrzeug oder ein Fahrzeug mit Arbeitsgerät auf einem Lenkführungsbefehl basierend zu wenden, der von einem Leitsystem, wie beispielsweise einem Navigationssystem, ausgeht.
Die vorliegende Offenbarung nutzt einen auf Software basierenden Prozess oder Algorithmus, der programmierte Anweisungen verwendet, und eine für den Bediener des Arbeitsfahrzeugs zugängliche Benutzerschnittstelle. Die Wenderichtung eines Fahrzeugs wird parallel mit einem Fahrzeugleitsystem ausgeführt, das zum Bewegen des Fahrzeugs entlang eines vorbestimmten Pfades in einem Feld konfiguriert ist. Obwohl ein Traktor abgebildet ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf Traktoren beschränkt, sondern für den Einsatz mit verschiedenen Arten von angetriebenen Arbeitsfahrzeugen anwendbar, darunter Mähdrescher, Sprüher, Baumwollerntemaschinen oder Baumwollpflücker.
Die vorliegende Offenbarung bietet einem Bediener, der einzigartige Wendemanöver vollführen muss, eine Möglichkeit, einem Wendesteuerungssystem eine gewünschte, maßgeschneiderte Wendeform beizubringen, die eine vom System vorgesehene Standardwendeform außer Kraft setzt. Zur Vereinfachung der Anwendung zeichnet das System brauchbare, manuell gefahrene Wendemanöver im Hintergrund auf, ohne dass der Bediener eingreifen muss. Sobald der Bediener bestimmt, dass eine maßgeschneiderte Wende erforderlich ist, wählt das System automatisch die beste erlernte Wendeform für jede neue Wendesituation aus.
In einer Ausführsform der Offenbarung gibt es ein automatisches Wendesteuerungssystem für ein Arbeitsfahrzeug, das über eine von einer manuellen Lenkeinrichtung gesteuerte, auf den Boden wirkende Zugvorrichtung verfügt. Das Steuerungssystem schließt einen Winkelsensor für die Zugvorrichtung ein, der zum Generieren eines Winkelsignals entsprechend einem Winkel der Zugvorrichtung in Bezug auf eine Achse des Arbeitsfahrzeugs und einer elektronischen Steuereinheit (ECU) konfiguriert ist, die mit dem Winkelsensor der Zugvorrichtung verbunden ist. Die ECU ist so konfiguriert, dass sie ein manuelles Pfadsignal generiert, das den tatsächlichen Pfad des Arbeitsfahrzeugs darstellt, wobei das manuelle Pfadsignal zumindest teilweise von einem Winkelsignal erkannt wird. Die ECU generiert weiterhin ein erlerntes Pfadsignal, das auf dem manuellen Pfadsignal basiert. Ein Fahrzeugleitsystem ist operativ mit der ECU verbunden und zum automatischen Führen des Arbeitsfahrzeugs entlang des erlernten Pfadsignals konfiguriert.
In einer anderen Ausführungsform gibt es ein automatisches Wendesteuerungssystem für ein Arbeitsfahrzeug, das über eine von einer manuellen Lenkeinrichtung gesteuerte, auf den Boden wirkende Zugvorrichtung verfügt. Das Wendesteuerungssystem schließt einen Winkelsensor einer Zugvorrichtung ein, der ein Winkelsignal generiert, das dem Winkel der Zugvorrichtung in Bezug auf eine Achse des Arbeitsfahrzeugs entspricht, und ein Fahrzeugleitsystem, das ein Fahrzeugpositionssignal generiert. Eine Benutzerschnittstelle ist zum Empfang eines oder mehrerer Eingabewerte durch einen Bediener konfiguriert. Ein Steuerkreis ist operativ mit dem Winkelsensor der Zugvorrichtung, dem Fahrzeugleitsystem und der Benutzerschnittstelle verbunden, wobei der Steuerkreis einen Prozessor und einen Speicher umfasst. Der Speicher ist zum Speichern von Programmanweisungen konfiguriert, und der Prozessor ist zum Ausführen der gespeicherten Programmanweisungen konfiguriert, um: i) ein manuelles, auf dem Fahrzeugpositionssignal basierendes Pfadsignal zu generieren, wobei das Fahrzeugpositionssignal aus der Lenksteuerung des auf den Boden wirkenden Geräts in Reaktion auf die manuelle Lenkvorrichtung resultiert; und ii) ein auf dem manuellen Pfadsignal basierendes, erlerntes Pfadsignal zu generieren.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren des automatischen Wendens eines Arbeitsfahrzeugs beschrieben, bei dem eine auf den Boden wirkende Zugvorrichtung von einer manuellen Lenkvorrichtung geführt wird, wobei sich das Arbeitsfahrzeug über ein Feld bewegt, das einen Arbeits- und einen Nicht-Arbeitsbereich hat. Das Verfahren umfasst: i) das Erkennen mehrerer manueller Pfade, basierend auf mehreren durch den Nicht-Arbeitsbereich genommenen Pfaden, wobei jeder der mehreren manuellen Pfade durch die manuelle Lenkvorrichtung bestimmt wird; ii) das Bezeichnen mindestens eines der manuellen Pfade als einen erlernten Pfad in einem Speicher; und iii) die automatische Steuerung der Bewegung des Arbeitsfahrzeugs basierend auf dem erlernten Pfad, während sich das Arbeitsfahrzeug durch den Nicht-Arbeitsbereich bewegt.
Figurenliste
Die oben genannten Aspekte der vorliegenden Erfindung und die Art, wie sie erhalten werden, werden offensichtlicher und die Erfindung selbst wird durch den Bezug auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung verständlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen angesehen werden, wobei:

1 eine Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs, genauer eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Traktors, ist.
2 ein vereinfachte schematische Darstellung eines elektro-hydraulischen Steuersystems für ein Arbeitsfahrzeug mit lenkbaren Rädern ist.
3 ein Beispiel eines landwirtschaftlichen Feldes ist, das von einem Bediener für den Einsatz mit einem automatischen Bodengeschwindigkeits-Steuersystem für ein Fahrzeug bestimmt ist.
4 eine Ausführungsform eines Prozessblockdiagramms eines durch das Steuersystem aus 2 ausgeführten Prozesses zum Bestimmen einer Fahrzeugwende ist.
5 eine weitere Ausführungsform eines Prozessblockdiagramms eines durch das Steuersystem von 2 ausgeführten Prozesses zum Bestimmen einer Fahrzeugwende ist.
6 eine Ausführungsform einer Benutzerschnittstelle einer Arbeitsstation eines Bedieners ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Zum Zweck der Förderung des Verständnisses der Prinzipien der neuen Erfindung wird nun auf die hierin beschriebenen und in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen Bezug genommen und es wird eine spezifische Sprache zur Beschreibung derselben verwendet. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass damit keinerlei Einschränkung des Umfangs der neuen Erfindung beabsichtigt ist, dass solche Änderungen und weitere Modifikationen der abgebildeten Geräte und Verfahren und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der neuen Erfindung, wie sie hierin dargestellt sind, als solche betrachtet werden, die von einem Fachmann auf diesem Gebiet, auf das sich die neue Erfindung bezieht, normalerweise in Erwägung gezogen würden.
1 ist eine Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, und im Besonderen eines Traktors 10, inklusive eines Rahmens 12, der auf einem Satz Vorderräder 14 und einem Satz Hinterräder 16 gelagert ist. Während Räder in den Ausführungformen beschrieben werden, werden andere auf den Boden wirkende Zugvorrichtungen, inklusive Raupenketten, betrachtet. Auf dem Rahmen 12 ist eine Bedienerkabine 18 montiert, die verschiedene Bedienelemente für das Fahrzeug 10 enthält, um in Reichweite eines sitzenden oder stehenden Bedieners zu sein. In einem Aspekt können diese Bedienelemente ein Lenkrad 20 einschließen. Ein Hauptantrieb 22, wie ein Motor, ist auf dem Rahmen 12 unter einer Abdeckung 24 montiert und liefert Leistung für die angetriebenen Komponenten des Traktors 10. Der Motor 22 ist beispielsweise für den Antrieb eines Getriebes (nicht dargestellt) konfiguriert, das für den Antrieb der Vorderräder 14 in verschiedenen gewählten Geschwindigkeiten entweder im Vor- oder Rückwärtsmodus gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen wird der hintere Radsatz angetrieben, um den Traktor zu bewegen, oder alle Räder werden in einem Allradmodus angetrieben, um den Traktor 10 zu bewegen.
Während die beschriebenen Ausführungsformen in Bezug auf einen Traktor besprochen werden, werden neben landwirtschaftliche Fahrzeuge andere Arbeitsfahrzeuge betrachtet, inklusive Baufahrzeuge, Fahrzeuge in der Forstwirtschaft, zur Rasenpflege sowie Straßenfahrzeuge wie jene, die als Schneepflüge, Streufahrzeuge oder Abschleppfahrzeuge eingesetzt werden.
Die Kabine 18 stellt eine Arbeitsstation 26 für den Bediener dar, die vom Rahmen 12 getragen wird. Die Kabine 18 umfasst auch einen Sitz 28 für den Bediener. Die Arbeitsstation 26 für den Bediener schließt in unterschiedlichen Ausführungsformen eine oder mehr Benutzerschnittstellen ein, ein Lenkrad, einen Joystick, ein Gaspedal und ein Steuergerät für die Zapfwelle (PTO) zum Ein- oder Ausschalten des PTO. Pedale für eine Bremse und eine Kupplung befinden sich ebenfalls in der Kabine 18, sind aber nicht dargestellt.
Die Benutzerschnittstelle umfasst mehrere vom Bediener wählbare Tasten, die zur Steuerung der Operationen und Funktionen des Traktors 10 durch den Bediener konfiguriert sind. Die Benutzerschnittstelle schließt in einer Ausführungsform einen Benutzerschnittstellen-Bildschirm ein, der mehrere vom Bediener wählbare Schaltflächen zur Auswahl aus einer Vielzahl von Befehlen oder Menüs umfasst, die jeweils über einen mit einer Anzeige ausgestatteten Touchscreen wählbar sind. In einer weiteren Ausführungsform schließt die Benutzerschnittstelle mehrere mechanische Drucktaster sowie einen Touchscreen ein. In einer weiteren Ausführungsform schließt die Benutzerschnittstelle einen Bildschirm und nur mechanische Drucktaster ein. Eine Kommunikationsantenne 30 wird von der Kabine 18 getragen und sorgt für die Übertragung und den Empfang von durch die Luft übertragenen Signalen. In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsantenne 30 eine GPS-Antenne, die für den Empfang und das Senden globaler Positionsdaten von einem und an einen GPS-Satelliten konfiguriert ist, was Fachleuten bekannt ist.
2 ist eine vereinfachte schematische Zeichnung des Fahrzeugs 10 und eines Steuersystems, das die Erfindung darstellt. Ein Getriebe 27 schließt eine Steuereinheit 50 für den elektronisch gesteuerten Vorderradantrieb und eine Steuereinheit 52 für eine elektronisch gesteuerte Differenzialsperre ein. Die Steuereinheit 50 für den Vorderradantrieb ist mit den lenkbaren Vorderrädern 14 gekoppelt. Wenn die Steuereinheit 50 für den Vorderradantrieb eingeschaltet ist, wird Drehmoment vom Getriebe 27 an die Vorderräder 14 übertragen. Wenn die Steuereinheit 50 für den Vorderradantrieb ausgeschaltet ist, wird kein Drehmoment vom Getriebe an die Vorderräder 14 übertragen.
Die Steuereinheit 52 für die Differenzialsperre ist mit den angetriebenen Hinterrädern 16 gekoppelt. Wenn die Steuereinheit 52 für die Differenzialsperre entsperrt (ausgeschaltet, offenes Differenzial) ist, erlaubt dies jedem der Hinterräder 16 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen, wie beim Durchfahren einer Kurve. Wenn dagegen die Steuereinheit 52 für die Differenzialsperre eingeschaltet oder gesperrt ist, zwingt sie unter fast allen Bedingungen sowohl das linke als auch das rechte Rad auf derselben Achse zum Rotieren mit derselben Geschwindigkeit zu drehen.
Ein Radwinkelsensor 54 erkennt die Winkellage der Räder 14. Ein Führungscomputer 56, der in verschiedenen Ausführungsformen verschiedene Arten von Führungscomputern inklusive einer GPS-Einheit umfasst, liefert ein Fahrzeugpositionssignal. Ein Radgeschwindigkeitssensor 58 liefert ein Radgeschwindigkeitssignal. Während verschiedene Ausführungsformen verschiedene Arten von Führungscomputern verwenden, beschreibt die vorliegende Offenbarung das Steuersystem für die automatische Bodengeschwindigkeit in Bezug auf ein GPS-System. Die vorliegende Offenbarung ist allerdings nicht auf ein GPS-System beschränkt und andere Führungssysteme werden in Betracht gezogen.
Eine zentrale elektronische Steuereinheit (ECU) 60 ist mit dem Radwinkelsensor 54, der GPS-Einheit 56 und dem Radgeschwindigkeitssensor 58 verbunden. Die ECU 60 kommuniziert mit einer Getriebe-ECU 62 und eine4 Motor-ECU 64.
Die Getriebe-ECU 62 steuert das Getriebe 27 und liefert Steuersignale an die Steuereinheit 50 des Vorderradantriebs und an die Steuereinheit 52 der Differenzialsperre. Die Motor-ECU 64 steuert den Motor 18. Die Benutzerschnittstelle 40 ist mit der zentralen ECU 60 verbunden. Die GPS-Einheit 56 ist eine herkömmliche GPS-Einheit. In einer Ausführungsform ist die GPS-Einheit 56 zum Lokalisieren der Position des Traktors 10 auf einem Feld konfiguriert.
Eine Kommunikationsschaltung 70 ist mit dem ECU 60 und der Antenne 30 gekoppelt. Die Kommunikationsschaltung 70 ist zum Übertragen von Signalen konfiguriert, die von der ECU 60 generiert werden und in manchen Anwendungen als Reaktion auf Informationen generiert wurden, die von einem Bediener über die in der Kabine 18 befindliche Benutzerschnittstelle 40 angegeben wurden. Der Kommunikationsschaltung 70 ist außerdem für den Empfang von Signalen von der Antenne 30 konfiguriert. Ein Speicher 72 ist operativ mit der ECU 60 gekoppelt und zum Speichern von Informationen konfiguriert. In manchen Ausführungsformen wird die Kommunikationsschaltung 70 für die interne Kommunikation zwischen im Fahrzeug befindlichen Geräten oder Schaltungen verwendet.
Die ECU 60 schließt in verschiedenen Ausführungsformen einen Computer, ein Computersystem, Steuerschaltungen oder ein programmierbares Gerät wie z. B. Mehr- oder Einzelplatzrechner ein. In anderen Ausführungsformen schließt die ECU 60 einen oder mehrere Prozessoren (z. B. Mikroprozessoren) ein, und der zugehörige interne Speicher inklusive Arbeitsspeicher-Geräte (RAM) umfasst den Speicher der ECU 60, sowie etwaige zusätzliche Speicherebenen, wie z. B. Cache-Speicher, Permanent- oder Pufferspeicher (z. B. programmierbare oder Flash-Speicher), Festspeicher usw. Darüber hinaus kann der Speicher einen physisch an anderer Stelle, abseits von den Verarbeitungsgeräten befindlichen Speicher einschließen und kann jeden Cache-Speicher in einem Verarbeitungsgerät sowie jede Speicherkapazität umfassen, die als virtueller Speicher verwendet wird, wie beispielsweise Speicherung in einem Massenspeicher oder einem anderen mit der ECU 60 gekoppelten Computer (siehe Kommunikationsschaltung 70). Der Massenspeicher kann einen Cache oder anderen Datenraum einschließen, die Datenbanken enthalten können. Über den internen Speicher hinaus, oder an Stelle eines internen Speichers, ist ein Speicher 72 operativ mit der ECU 60 gekoppelt und zum Speichern von Informationen konfiguriert. Sowohl die Getriebe-ECU 62 als auch die Motor-ECU 64 schließen in verschiedenen Ausführungen die oben beschriebenen Komponenten und Eigenschaften ein.
Das automatische Steuerungssystem zum Wenden eines Fahrzeugs generiert automatisch und fortlaufend einen optimierten Wendebefehl für das Fahrzeug, basierend auf dem aktuellen Wendepfad des Fahrzeugs, wenn er von einem Bediener gegeben wird. Genauer gesagt arbeitet das Fahrzeug gemäß einer automatischen Fahrzeugsteuerung, die auf Bedienereingaben in die ECU 60 reagiert, die zum Verarbeiten von im Speicher 72 oder einem anderen zugänglichen Speicher gespeicherten Programmanweisungen programmiert ist. In einer Ausführungsform liefern die programmierten Anweisungen nicht nur eine Regelkreis-Fahrzeugführung des Traktors, sondern liefern gleichzeitig auch einen Regelkreis zur Steuerung der Fahrzeugwende. In anderen Ausführungsformen fungiert das beschriebene Regelkreis-Steuerungssystem zum Wenden des Fahrzeugs zusammen mit bereits vorhandenen Regelkreis-Fahrzeugleitsystemen. Durch das Angebot der Steuerung der Fahrzeugwende muss der Bediener das Fahrzeug beim Wenden nicht mehr ständig auf dem gewünschten Pfad halten. In einer Ausführungsform behalten die programmierten Anweisungen eine Richtung des Fahrzeugs auf einem Wendepfad basierend auf einer oder mehreren vom Bediener manuell ausgeführten Wendemanöver bei.
3 ist ein Beispiel für ein landwirtschaftliches Feld 100, das eine Vielfalt von Pfaden und Hindernissen veranschaulicht, die einem Traktor bei der Arbeit auf dem Feld 100 im Verlauf einer typischen Pflanz- oder Bearbeitungsarbeit begegnen. Das Feld 100 schließt eine äußere Feldgrenze 102 ein, die von einem Zaun 104 umschlossen ist. Ein Haus 106 und eine Scheune 108 befinden sich außerhalb des Zauns 104. Innerhalb des Zauns 104 steht ein Feldbereich 110 des Feldes 100 zum Bepflanzen zur Verfügung, während bestimmte Bereiche außerhalb des Feldes 112 aufgrund natürlicher oder künstlicher Hindernisse, wie steinige Bereiche oder Hofgebäude, nicht bepflanzt werden. Zwischen der äußeren Feldgrenze 102 und der Grenze des Vorgewendes 118 befindet sich ein Vorgewende 114. Das Vorgewende 114 ist nicht bepflanzt und steht zum Wenden des Fahrzeugs zur Verfügung, wenn nach dem Beenden einer Reihe eine weitere Reihe (Spur) begonnen werden muss. Vorgewende 114 befinden sich auch in den Bereichen außerhalb des Feldes 112.
Aufgrund der unregelmäßigen Gestalt des Feldbereichs muss der Traktor den Feldbereich 110 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten befahren. So muss beispielsweise ein Traktor, der einen geraden Weg über den Feldbereich nimmt, schließlich wenden, um in die nächste Reihe zu gelangen. In manchen Bereichen des Feldes wird eine Bodengeschwindigkeit für einen geraden Pfad gewählt, der relativ frei von Hindernissen ist, die den Traktor zu einer niedrigeren Geschwindigkeit zwingen könnten. In anderen Bereichen des Feldes werden aber vom Traktor kürzere Fahrstrecken, wie beispielsweise zwischen dem Vorgewende 102 und einem der Bereiche außerhalb des Feldes 112, mit niedrigerer Geschwindigkeit gefahren, da der Abstand zwischen den Grenzen des Vorgewendes 118 relativ klein ist.
Das Feld 100 wird von einem Bediener kartiert und schließt die Grenzen und Bereiche ein, die im Speicher als Karte gespeichert werden. Die ECU 60 bestimmt in Kombination mit dem GPS-System 56 die vom Arbeitsfahrzeug gewählten Spuren.
Die vorliegende Offenbarung bietet einem Bediener, der einzigartige Wendemanöver vollführen muss, eine Möglichkeit, einem Wendesteuerungssystem eine gewünschte, maßgeschneiderte Wendeform beizubringen, die eine vom System vorgesehene Standardwendeform außer Kraft setzt. Zur Vereinfachung der Anwendung zeichnet das System brauchbare, manuell gefahrene Wendemanöver im Hintergrund auf, ohne dass der Bediener eingreifen muss. Sobald der Bediener bestimmt, dass eine maßgeschneiderte Wende erforderlich ist, wählt das System automatisch die beste erlernte Wendeform für jede neue Wendesituation.
Die vorliegende Offenbarung bietet ein automatisches Wendesystem, das dem Bediener die Möglichkeit gibt, dem Steuersystem eine bevorzugte Wende beizubringen und maßgeschneiderte Wendeformen zu verwenden. Das Steuerungssystem betreibt das Arbeitsfahrzeug in Reaktion auf ein Software-Programm, das eine oder mehrere Fahrzeugwenden in Reaktion auf die Eingabe eines Bedieners bestimmt und speichert, inklusive Daten und Lenkrichtung. Der Software-Algorithmus läuft im Hintergrund, wenn der Bediener manuell das Fahrzeug über ein Feld fährt. Der vom Bediener gefahrene Pfad wird überwacht, um zu bestimmen, ob der gefahrene Pfad eine nützliche Wende einschließt. Wenn eine nützliche Wende erkannt wird, wird eine gelernte Wende, basierend auf der nützlichen Wende, gespeichert, um verwendet zu werden, wenn das Steuerungssystem das Fahrzeug automatisch lenkt und einen Wendepfad generieren muss, der den Parametern oder Eigenschaften der erlernten Wende entspricht.
Das automatische Steuerungssystem zum Wenden eines Fahrzeugs wird durch die automatische Überwachung einer vom Bediener vorgenommenen manuellen Wende zur Steuerung einer Fahrzeugwende konfiguriert. Die überwachte manuelle Wende wird durch das Wendesteuerungssystem analysiert, um zu bestimmen, ob der überwachte Pfad ein ausreichend effektiver Wendepfad ist, um wiederholt verwendet zu werden und damit den Bediener bei dem Ausführen einer manuellen Wende zu entlasten.
Ein im Speicher gespeicherter Software-Steueralgorithmus schließt Programmieranweisungen ein, die zum automatischen und fortlaufenden Erkennen der vom Bediener mit dem Fahrzeug gefahrenen Wenden am Ende einer Reihe konfiguriert sind. Wenn das Steuerungssystem eine nützliche Wende erkennt, wird diese Wende als Muster für zukünftige Wenden am Ende einer Reihe mit denselben oder ähnlichen Eigenschaften gespeichert.
Das Steuerungssystem überwacht fortlaufend Vorfälle, bei denen der Bediener das Fahrzeug manuell fahren muss, um zu bestimmen, ob die manuelle Wende eine nützliche Wende ist, die normalerweise am Ende einer Reihe oder am Rand eines Feldes auftritt. Das Fahrzeug speichert dann die nützlichen Wenden im Speicher und das Fahrzeug arbeitet entsprechend den gespeicherten Wenden in einer oder mehreren Ausführungsformen. Die erlernten maßgeschneiderten Wenden ersetzen die Standard-Wendemuster des Systems und werden vom fahrzeugeigenen Steuerungssystem für Reihenenden als automatische Wenden verwendet.
In verschiedenen Ausführungsformen durchsucht das System, wenn eine neue Wende erforderlich ist, die gespeicherten Wenden, um die am besten zum aktuellen Wendeszenario passende zu finden. Wenn die Suche erfolgreich ist, verwendet das System die gespeicherte Wende. Wenn die Suche in einer Ausführungsform nicht erfolgreich ist, kehrt das Steuerungssystem zu einer automatisch generierten Wende zurück. Alternativ wendet der Bediener das Arbeitsfahrzeug manuell, das Steuerungssystem erlernt die Wende und speichert sie für den späteren Gebrauch.
Wie in Bezug auf 3 beschrieben, ist der Grundriss des Feldes bekannt und die vorgesehenen Spuren des Fahrzeugs und Arbeitsgerätes entlang der geradlinigen Pfade, die über den Feldbereich gewählt werden, bekannt. Da die Spuren vom Bediener bestimmt werden und dem Fahrzeugsteuerungssystem bekannt sind, sind die Positionen der Wenden am Ende einer Reihe und der Beginn einer weiteren Reihe ebenfalls bekannt.
In einer Ausführungsform arbeitet das Fahrzeugsteuerungssystem entsprechend dem Prozessblockdiagramm 200 aus 4, beginnend am Startblock 202. Das Prozessdiagramm 200 läuft im Hintergrund der Steueroperation des Steuerungssystems und erfordert kein Eingreifen des Bedieners. In einer weiteren Ausführungsform schaltet der Bediener den Steuerungsprozess im Hintergrund ein oder aus, so dass der ausgeschaltete Hintergrundprozess nicht die Wendepfade bestimmt. In einer anderen Ausführungsform läuft der Steuerungsprozess im Hintergrund fortlaufend im Hintergrund, wobei keine Bedienung durch den Bediener möglich ist. Sobald der Prozess beginnt, wird die Fahrzeugposition von Block 204 durch Aktualisierung der Fahrzeugposition unter Verwendung eines Leitsystems oder einer GPS-Aktualisierung bestimmt. Die Fahrzeugposition wird fortlaufend aktualisiert, in einer Ausführungsform, so dass die Fahrzeugposition an dem Punkt bekannt ist, an dem eine Wende beginnt. Das Steuerungssystem überwacht den Status des Radwinkelsensors 54, um zu bestimmen, ob eine Wende am Block 206 begonnen wird. Wenn eine Wende nicht begonnen hat, kehrt der Prozess zum Block 204 zurück, wo die Fahrzeugposition aktualisiert wird. Wenn aber die Wende begonnen wurde, speichert der Prozess dem Fahrmodus entsprechende Daten, entweder automatisch oder manuell, einen Fahrzeugpfad und einen Arbeitsgerätepfad am Block 208.
In einer weiteren Ausführungsform werden der Start- und Endpunkt einer Wende nicht durch Überwachung des Winkelsensors erkannt. Stattdessen wird er am Schnittpunkt einer aktuellen geraden Spur und der Grenze des Vorgewendes berechnet. Der aufgezeichnete Start wird in einem vorbestimmten Abstand vor dem Startpunkt einer Wende und nach dem Endpunkt einer Wende vorgenommen. Diese Übergangslängen sind notwendig, damit das Steuerungssystem von gerader Spur zur Wende übergehen kann. In einer Ausführungsform sind Start- und Endpunkt einer Wende etwa gleich dem Dreifachen der Systemlänge vom Fahrzeug zum Arbeitsgerät.
In verschiedenen Ausführungsformen sind ein oder beide Pfade von Fahrzeug und Arbeitsgerät von der Größe her bekannt, was eine oder beide Längen und Breiten einschließt von jedem Arbeitsfahrzeug und Arbeitsgerät. In manchen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen dem Ende des Fahrzeugs und dem Beginn des Arbeitsgerätes bekannt, da die Verbindung zwischen Arbeitsfahrzeug und Arbeitsgerät zumindest teilweise den vom Bediener eingeschlagenen Pfad bestimmt. Durch Bestimmen der Position von Arbeitsfahrzeug und Arbeitsgerät werden die Wendepfade basierend auf den Eigenschaften von sowohl Fahrzeug als auch Arbeitsgerät erkannt. Eine solche Erkennung liefert wiederholbare Wendepfade für verschiedene Kombinationen aus Fahrzeugen und Arbeitsgeräten. Wie hierin verwendet, wird der Begriff „Fahrzeug“ zur Beschreibung eines Fahrzeugs ohne separates Arbeitsgerät verwendet, wie ein selbstfahrender Mähdrescher, oder ein Fahrzeug, das ein Arbeitsgerät zieht oder schiebt.
Nach Aufzeichnung des Fahrmodus werden der Pfad von Fahrzeug/Maschine und der Pfad des Arbeitsgerätes, die Geschwindigkeit und Richtung des Fahrzeugs, die vom GPS-System 56 erkannt werden, als Aufzeichnung im Block 210 gespeichert. In dieser und anderen Ausführungsformen werden auch die verschiedenen Arten von Handlungen aufgezeichnet. So wird beispielsweise das Heben und Senken eines Arbeitsgerätes aufgezeichnet und für andere Wendepfade verwendet. In einer Ausführungsform wird die Umdrehungsrichtung eines Zahnrads, vorwärts oder rückwärts, vom Fahrzeug bestimmt, wenn eine Wende begonnen wird. In einer weiteren Ausführungsform wird eine Pfadrichtung verwendet. Solche Werte werden auf einer fortlaufenden Basis gespeichert, bis das Steuerungssystem bei Block 212 bestimmt, ob die Wende vollständig ist. Wenn die Wende nicht vollständig ist, kehrt der Prozess des Steuerungssystems zu Block 204 zurück, wo eine Positionsaktualisierung bestimmt und als Teil der aufgezeichneten Werte der Blöcke 208 und 210 gespeichert wird. Wenn bei Block 212 bestimmt wird, dass die Wende vollständig ist, bestimmt der Prozess bei Block 214, ob die Wende eine gültige erlernte Wende ist.
Um zu bestimmen, ob die gesteuerte Wende eine gültige erlernte Wende ist, bestimmt das Steuerungssystem: i) ob zumindest ein Teil der Wende zwischen den Start- und Endpunkten der Wende manuell gefahren wird; ii) ob der seitliche Abstand des Pfades zu den Ziel-Start- oder Endpunkten weniger als ein Drittel des Spurabstands ist, und iii) ob der Richtungswechsel an den Start- und Endpunkten der Wende etwa einhundertundachtzig Grad beträgt. Wenn die Wende keine gültige Wende ist, wird die aktuelle erlernte Wende aufgegeben und das Steuerungssystem fährt bei Block 204, wo die Fahrzeugposition aktualisiert wird, mit der Überwachung des nächsten Eintretens von Wenden fort. Wird die Wende jedoch als gültig bestimmt, wird die erlernte Wende bei Block 216 im Speicher gespeichert. Da der Maschinenprozess aus 4 im Hintergrund abläuft, werden ein oder mehr erlernte Wenden für den späteren Gebrauch durch das Steuerungssystem im Speicher 72 gespeichert, das, wie im Prozessblockdiagramm 230 von 5 abgebildet, aus den gespeicherten Wenden eine geeignete Wende auswählt. Der Prozess beginnt bei Block 232, nachdem das Wendesteuerungssystem eine ausreichende Anzahl von Wenden im Speicher gespeichert hat. Die ausreichende Anzahl von Wenden ist, in verschiedenen Ausführungformen, eine oder mehr und hängt von der Art der gespeicherten Wenden ab. Sobald der Prozess beginnt, wird die Position des Fahrzeugs bei Block 234 aktualisiert. Wenn bei Block 236 keine Wende erkannt wird, wird die Position des Fahrzeugs weiter bei Block 234 aktualisiert. Wenn aber bei Block 236 eine Wende erkannt wird, berechnet die ECU 60 bei Block 238 einen Zielwendeabstand und einen Zielwendewinkel, die auf der aktuellen Position basierend berechnet werden. Der Zielwendewinkel wird auf dem von Radwinkelsensor 54 gelieferten Signal basierend bestimmt. Der berechnete Zielwendeabstand und der Zielwendewinkel werden als Wendeaufzeichnung im Speicher gespeichert.
Die Wendeerkennung basiert auf der geraden Spur und der Grenze des Vorgewendes. Der Bediener des Steuerungssystems bestimmt, welche Spur als nächste anzusteuern ist, und ob nach links oder rechts gewendet wird. Der Bediener oder das Steuerungssystem bestimmt weiterhin in verschiedenen Ausführungformen, ob zur nächsten benachbarten Spur gewechselt wird oder ob eine oder mehr Spuren übersprungen werden. Der Wendeabstand ist der Abstand zwischen den Spuren, wo die Wende beginnt, bis zur nächsten Spur, wo die Wende endet.
Sobald der Zielwendeabstand und der Zielwendewinkel bestimmt sind, werden diese Werte mit den gespeicherten erlernten Wenden verglichen. Der Wendewinkel ist der Winkel zwischen der geraden Spur und dem Vorgewende. Eine Suche wird bei Block 240 gestartet, wo jede der gespeicherten erlernten Wenden mit den bestimmten Werten von Zielwendedistanz und Zielwendewinkel für jede der gespeicherten Wendeaufzeichnungen verglichen wird. In einer Ausführungsform schließt die ECU 60 einen Komparator ein. Wenn der Zielwendeabstand bei Block 242 einem der Wendeabstände der gespeicherten Wende entspricht, dann wird der Zielwendewinkel bei Block 244 mit dem gespeicherten Wendewinkel verglichen. Wenn der Wendeabstand oder der Wendewinkel nicht mit einer der gespeicherten erlernten Wenden übereinstimmt, dann kehrt die Suche zu Block 240 zurück, wo das Durchsuchen der Aufzeichnungen fortgesetzt wird. Sobald eine passende Aufzeichnung gefunden wird, wird die Suche bei Block 246 abgeschlossen, und das Prozessblockdiagramm kehrt zu Block 234 zurück. Da sowohl der Wendeabstand und der Wendewinkel mit einer der gespeicherten erlernten Wenden abgestimmt wurde, wird zum selben Zeitpunkt die passende erlernte Wende bei Block 248 auf das Fahrzeug angewandt und von der ECU 60 zum Wenden des Fahrzeugs verwendet.
6 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Benutzerschnittstelle 250 der Arbeitsstation 26 des Bedieners, die dem Bediener einen Mechanismus bietet, um eine oder mehr gespeicherte Wenden für den späteren Gebrauch durch das Wendesteuerungssystem auszuwählen. Wie in Bezug auf Block 216 in 4 beschrieben, wird eine erlernte Wende gespeichert, wenn sie als gültig bestimmt wird. In einer weiteren Ausführungsform ist eine erlernte Wende vom Bediener an der Benutzerschnittstelle 250 überprüfbar, was die Auswahl einer aktuellen und einer gespeicherten Wende für den Gebrauch in einem automatischen Wendemodus ermöglicht. Die Benutzerschnittstelle 250 zeigt im Anzeigeabschnitt 252 an, ob eine aktuelle erlernte Wende für den Gebrauch verfügbar ist. In dieser Ausführungsform gibt es keine aktuelle erlernte Wende. Wenn der Traktor von einer Spur zur nächsten fährt, zeigt ein Anzeigeabschnitt 254 den aktuellen Pfad 256 des Arbeitsfahrzeugs, einen aktuellen Pfad 258 des Arbeitsgerätes und die Grenze 260 an, die einen Feldbereich 262 und ein Vorgewende 264 unterteilt. In dieser Ausführungsform schließt das Arbeitsfahrzeug das Fahrzeugortungsgerät ein, so dass der Pfad 256 den tatsächlichen Pfad des Arbeitsfahrzeugs anzeigt. Der Anzeigeabschnitt 254 ist ein Wende-Vorschaufenster und zeigt eine erlernte Wende an, die der Bediener durch Markieren von 252, 264 oder 266 auswählt. Das Arbeitsgerät dieser Ausführungform schließt keine Fahrzeugortung ein und demzufolge ist der Pfad 258 des Arbeitsgerätes vom Pfad des georteten Arbeitsfahrzeugs, einer oder beider Längen und Breiten des Arbeitsgerätes und der Position des Zughakens des Arbeitsfahrzeugs in Bezug auf das Arbeitsgerät abgeleitet. Der Pfad des Arbeitsfahrzeugs und des Arbeitsgerätes weichen voneinander ab, nachdem das Arbeitsfahrzeug das Vorgewende erreicht, laufen aber wieder zusammen, wenn das Arbeitsfahrzeug in den Feldbereich zurückkehrt.
Da die Grenze 260 in diesem Beispiel im Allgemeinen nicht rechtwinklig zu den die Reihen definierenden Spuren verläuft, ist der vom Arbeitsfahrzeug eingeschlagene Pfad einer, der für den späteren Gebrauch bestimmt und gespeichert werden kann. In dieser Ausführungsform werden alle Wenden angezeigt, wobei die Wende im Anzeigebereich durch Auswahl des markierten Anzeigebereichs 264 angezeigt wird. Die Benutzeranzeige 250 erlaubt das Hin- und Herschalten zwischen dem aktuellen, im Anzeigebereich 254 dargestellten Pfad und einem zuvor gespeicherten Pfad, der angezeigt würde, wenn vom Bediener ein Anzeigebereich 266 gewählt würde. Wenn der Bediener bestimmt, dass der Pfad des Anzeigebereichs 264 bevorzugt wird, wählt der Bediener eine Speichern-Schaltfläche zum Setzen oder Entfernen einer Markierung von einem oder mehreren der angezeigten Pfade aus, um sie in der nächsten Suche einzuschließen. Das Papierkorb-Symbol in den Anzeigebereichen 264 und 266 wird zum Löschen der Wende aus dem Speicher verwendet. Wenn der Bediener den im Anzeigebereich 266 gewählten Pfad bevorzugt, würde der Bediener diesen Pfad für den späteren Gebrauch auswählen. Sobald eine Wende für den späteren Gebrauch ausgewählt ist, verwendet das Prozessdiagramm aus 5 diesen Pfad ebenso wie andere gespeicherte Pfade im Verlauf des hier beschriebenen, passenden Vorgangs. Außerdem bietet die Benutzerschnittstelle 250 eine Schaltfläche 270 zum Kalibrieren einer Wende, die einem Algorithmus zum Analysieren einer Wende die Berechnung des Mindestwenderadius und anderer Wendeeigenschaften ermöglicht, die für das zukünftige automatische Generieren von Wenden verwendet werden.
Wie hierin beschrieben, schließt das Wendesteuerungssystem in einer Ausführungsform drei Eigenschaften ein, die das automatische Wenden des Fahrzeugs ermöglichen. Die erste Eigenschaft ist eine Lernkomponente, die Folgendes umfasst: i) fortlaufende Aufzeichnung eines manuell gefahrenen Fahrzeugs und Arbeitsgeräte-Pfades im Hintergrund; ii) Suche nach gültigen manuellen Wenden; iii) Speichern der erlernten nützlichen Wendeform und anderer Parameter, wie Mindestwenderadius, auf dem Pfad gefahrene Geschwindigkeiten und Richtungen, Fahrzeug und Arbeitsgerät; iv) Erlernen verschiedener Arten von Wenden, inklusive jener, die Vorwärts- und Rückwärtsabschnitte umfassen, wie bei Kehrtwenden, und v) Pflege einer großen Zahl erlernter Wenden für unterschiedliche Situationen.
Eine zweite Eigenschaft ist eine operative Komponente, die einen Maschinenprozess oder Algorithmus einschließt, der automatisch eine erlernte Wende durch einen Vergleich verschiedener Parameter, inklusive Wendewinkel, Wendeabstand und anderer, mit einer aktuellen Wende abgleicht. Eine andere Eigenschaft schließt optional einen Weg für den Bediener ein, alle erlernten Wenden anzusehen, zu aktivieren und zu löschen. Der Wendewinkel ist als der Winkel 272 zwischen der Spur 274 und der Grenze 260 definiert. Der Wendeabstand ist als Abstand 278 zwischen der Spur 274 und der Spur 276 definiert. Der Punkt, an dem das Fahrzeug die Grenze 260 überquert, was in Spur 274 ein Startpunkt einer Wende ist. Der Punkt, an dem das Fahrzeug die Grenze 260 auf dem Pfad zur Spur 276 kreuzt, ist der Endpunkt der Wende.
Eine dritte Eigenschaft ist eine Feinabstimmungskomponente, die der Maschine die Fähigkeit verleiht, Parameter einer erlernten Kurve zur Feinabstimmung des Standardwende-Generators mit Mindestwenderadius, maximalem Arbeitsgerätewinkel, Wendeart und andere Eigenschaften zu verwenden. Die Feinabstimmungskomponente ist als Kalibrier-Schaltfläche 270 in 6 dargestellt.
Obwohl hierin obenstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, die die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung einschließen, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr soll diese Anmeldung alle Variationen, Verwendungen oder Anpassungen der Offenbarung unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abdecken. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass der Gebrauch der Begriffe „größer als“ und „kleiner als“ für Vergleiche sowohl „größer als“ als auch „kleiner als“ in Vergleichen auch „ist gleich“ einschließen kann. Weiterhin soll diese Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, wie sie in der bekannten oder üblichen Praxis auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, enthalten sind und die innerhalb der Grenzen der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

Automatisches Wendesteuerungssystem für ein Arbeitsfahrzeug, das über eine von einer manuellen Lenkeinrichtung gesteuerte, auf den Boden wirkende Zugvorrichtung verfügt, wobei das Steuerungssystem Folgendes umfasst: einen Zugvorrichtungs-Winkelsensor, der zum Generieren eines Winkelsignals konfiguriert ist, der den Winkel der Zugvorrichtung in Bezug auf eine Achse des Arbeitsfahrzeugs darstellt; eine elektronische Steuereinheit (ECU), die operativ mit dem Zugvorrichtungs-Winkelsensor verbunden ist, wobei die ECU zum Generieren eines manuellen Pfades konfiguriert ist, der einen tatsächlichen Pfad des Arbeitsfahrzeug darstellt und auf dem Winkelsignal basiert und ein auf dem manuellen Pfadsignal basierendes, erlerntes Pfadsignal generiert; und ein Fahrzeugleitsystem, das operativ mit der ECU verbunden und zum automatischen Führen des Arbeitsfahrzeugs entlang des erlernten Pfadsignals konfiguriert ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das erlernte Pfadsignal eine Fahrtrichtungskomponente und eine Fahrgeschwindigkeitskomponente einschließt.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die ECU zum Generieren einer Vielzahl erlernter Pfadsignale konfiguriert ist, wobei jedes der vielen erlernten Pfadsignale eine Fahrtrichtungskomponente und eine Fahrgeschwindigkeitskomponente einschließt.
Steuerungssystem nach Anspruch 3, wobei das erlernte Pfadsignal einen Richtungswechsel zwischen Start und Ende der Wende um etwa einhundertundachtzig Grad einschließt.
Steuerungssystem nach Anspruch 3, wobei jedes der erlernten Pfadsignale eine Handlungskomponente einschließt, die eine von einem Arbeitsgerät während des Generierens eines manuellen Pfadsignals durchgeführte Handlung erkennt.
Steuerungssystem nach Anspruch 3, wobei das Fahrzeugleitsystem eine Karte eines Feldes mit einem Arbeitsbereich und einem Nicht-Arbeitsbereich, die durch eine Grenze geteilt sind, einschließt, wobei die ECU die Wendewinkelkomponente des manuellen Pfadsignals bestimmt, wenn das Arbeitsfahrzeug an oder nahe an der Grenze ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 6, das außerdem eine Benutzerschnittstelle umfasst mit einer Anzeige und einer oder mehreren Benutzereingaben, wobei die Anzeige zum Anzeigen eines einem manuellen Pfadsignal entsprechenden manuellen Pfades konfiguriert ist, und die eine oder mehrere Eingaben ermöglichen einem Bediener die Speicherung des angezeigten manuellen Pfades im Speicher als erlerntes Pfadsignal.
Steuerungssystem nach Anspruch 7, wobei die eine oder mehrere Eingaben der Benutzerschnittstelleneinheit eine Umschaltvorrichtung einschließt, die zum Umschalten zwischen der Vielzahl erlernter Pfadsignale und zum Auswählen mindestens eines der vielen erlernten Pfadsignale als bevorzugtes erlerntes Pfadsignal angepasst ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 7, wobei die ECU einen Komparator einschließt, der zum Vergleichen der Wendewinkelkomponente jedes der erlernten Pfadsignale mit dem vom Winkelsensor der Zugvorrichtung generierten Winkelsignals konfiguriert ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 8, wobei die ECU eines der erlernten Pfadsignale basierend auf einer Ausgabe des Komparators auswählt und die auf den Boden wirkende Zugvorrichtung entlang des gewählten erlernten Pfadsignals lenkt.
Automatisches Wendesteuerungssystem für ein Arbeitsfahrzeug, das über eine von einer manuellen Lenkeinrichtung gesteuerte, auf den Boden wirkende Zugvorrichtung verfügt, wobei das Steuerungssystem Folgendes umfasst: einen Zugvorrichtungs-Winkelsensor, der ein Winkelsignal generiert, das den Winkel der Zugvorrichtung in Bezug auf eine Achse des Arbeitsfahrzeugs darstellt; ein Fahrzeugleitsystem, das ein Fahrzeugpositionssignal generiert; eine Benutzerschnittstelle, die zum Empfang eines oder mehrerer Eingabewerte durch einen Bediener konfiguriert ist; und eine Steuerschaltung, die operativ mit dem Zugvorrichtungs-Winkelsensor, dem Fahrzeugleitsystem und der Benutzerschnittstelleneinheit verbunden ist, wobei die Steuerschaltung einen Prozessor und einen Speicher umfasst und der Speicher zum Speichern von Programmanweisungen und der Prozessor zum Ausführen der gespeicherten Programmanweisungen konfiguriert ist, um: ein manuelles, auf dem Fahrzeugpositionssignal basierendes Pfadsignal zu bestimmen, wobei das Fahrzeugpositionssignal aus der Lenksteuerung des auf den Boden wirkenden Geräts in Reaktion auf die manuelle Lenkeinrichtung resultiert; und ein auf dem manuellen Pfadsignal basierendes, erlerntes Pfadsignal zu bestimmen.
Steuerungssystem nach Anspruch 11, wobei der Prozessor weiter zum Ausführen gespeicherter Programmanweisungen konfiguriert ist, um: einen Wendewinkel des Arbeitsfahrzeugs zu bestimmen, wobei der Wendewinkel einen Teil davon beinhaltet, der manuell vom Bediener gesteuert wird und das manuelle Pfadsignal den Wendewinkel einschließt.
Steuerungssystem nach Anspruch 12, wobei der Prozessor weiter zum Ausführen gespeicherter Programmanweisungen konfiguriert ist, um: eine Vielzahl manueller Pfadsignale zu bestimmen; und eine Eingabe von der Benutzerschnittstelleneinheit zu empfangen, wobei die Eingabe eines der vielen manuellen Pfadsignale zum erlernten Pfadsignal bezeichnet.
Steuerungssystem nach Anspruch 13, wobei der Prozessor ferner zum Ausführen gespeicherter Programmanweisungen konfiguriert ist, um: eine Vielzahl erlernter Pfadsignale zu bestimmen, die jeweils auf einem der vielen manuellen Pfadsignale basieren.
Steuerungssystem nach Anspruch 14, wobei der Prozessor ferner zum Ausführen gespeicherter Programmanweisungen konfiguriert ist, um: jedes der erlernten Pfadsignale mit einer Fahrtrichtungskomponente und einer Fahrgeschwindigkeitskomponente zu erkennen.