DE102019115301A1

DE102019115301A1 - Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Anbaugerätes an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019115301A1
Application number: DE102019115301.8A
Authority: DE
Inventors: Silvio Scherf; Thomas Wessels
Original assignee: Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Current assignee: Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-06-07
Also published as: DE102019115301B4

Abstract

Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) für ein Fahrzeug (2) mit einer Fahrzeughydraulik (4) zum Betrieb eines Anbaugeräts (10) umfassend zumindest eine erste und eine zweite Lageerfassungseinheit (18a, b) jeweils zumindest zur Bestimmung eines Winkels gegenüber dem Boden, wobei die erste Lageerfassungseinheit (18a) dem Fahrzeug (2) und die zweite Lageerfassungseinheit (18b) dem Anbaugerät (10) zugeordnet ist, und eine Vergleichseinrichtung (15) zur Verarbeitung der durch die Lageerfassungseinheiten (18a, b) erfassten Winkel, wobei die Fahrzeughydraulik (4) zumindest ein Hubwerk (8a, b) und zumindest einen längeneinstellbaren Oberlenker (6) für das Anbaugerät (10) umfasst und die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) zur Betätigung der Fahrzeughydraulik (4) eingerichtet ist. Um die Ausrichtung von Anbaugerät (10) zu Fahrzeug (2) zu verbessern, ist vorgesehen, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) anhand eines mittels der Vergleichseinrichtung (15) durchgeführten Abgleichs der erfassten Winkel dazu eingerichtet ist, die Fahrzeughydraulik (4) derart zu betätigen, dass das Anbaugerät (10) zumindest annährend einen Winkel von 0 Grad gegenüber dem Boden und/oder dem Fahrzeug (2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines Anbaugerätes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10.
Insbesondere ist die Erfindung für Zugfahrzeuge mit einem landwirtschaftlichen Anbaugerät, wie einer Bodenbearbeitungsmaschine, Sämaschine, Düngerstreuer oder derart vorgesehen.
Bei einer Vielzahl landwirtschaftlicher Arbeitsvorgänge ist die Ausrichtung des Anbaugerätes zum Fahrzeug von wesentlicher Bedeutung für eine gute Arbeitsqualität. Ferner ändert sich üblicherweise bei Anpassung der Anbauhöhe des Anbaugerätes gegenüber dem Fahrzeug, wie es bspw. für die Einstellung der Arbeitstiefe notwendig ist, die Neigung des Anbaugerätes gegenüber dem Boden und/oder dem Fahrzeug. Dies ist bedingt durch die übliche Geometrie einer Fahrzeughydraulik des Fahrzeuges und kann durch einen längeneinstellbaren Oberlenker ausgeglichen werden. Hierzu ist es notwendig die Fahrzeughydraulik, der der Oberlenker zugeordnet ist, entsprechend anzusteuern.
In DE 10 2016 225 773 A1 ist hierzu eine Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung offenbart. Diese Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung ist für ein Fahrzeug, insbesondere einen Ackerschlepper, mit einer derartigen Fahrzeughydraulik, insbesondere einer Heckhydraulik, vorgesehen. Mit Hilfe der Fahrzeughydraulik, welche zumindest ein Hubwerk und einen längeneinstellbaren Oberlenker umfasst, ist das Fahrzeug zum Betrieb eines Anbaugeräts, insbesondere einer Bodenbearbeitungsmaschine, Sämaschine und/oder Düngerstreuer, eingerichtet. Diese Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung umfasst zwei Lageerfassungseinheiten, die jeweils zur Bestimmung eines Winkels, insbesondere eines Neigungswinkels, gegenüber dem Boden eingerichtet sind. Eine Lageerfassungseinheit ist hierbei dem Fahrzeug zugeordnet und die Zweite dem Anbaugerät. Die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung umfasst ferner eine Vergleichseinrichtung, welche die durch die Lageerfassungseinheiten erfassten Winkel, insbesondere Neigungswinkel, jeweils mit einem Sollwert vergleicht. Die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung betätigt die Fahrzeughydraulik anhand des Vergleichs gegenüber dem Sollwert.
Dieser Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung liegt folglich eine isolierte Betrachtungsweise zugrunde: Die von den Lageerfassungseinheiten registrierten Messwerte werden getrennt voneinander verarbeitet und auf einen jeweiligen Sollwert geregelt. Dieser Ansatz ist nicht zielführend, um die Ausrichtung des Anbaugerätes zum Fahrzeug im Betrieb schnell und einfach zu verbessern. Die unmittelbaren und dynamischen Wechselwirkungen zwischen Fahrzeug und Anbaugerät werden durch diese Betrachtungsweise vernachlässigt. So hat beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit ebenso einen Einfluss auf die Ausrichtung des Anbaugerätes zum Fahrzeug, wie die Anbauhöhe des Anbaugerätes oder dessen Eigengewicht und/oder der erforderliche Zugkraftbedarf. Die Wirkung der vom Anbaugerät ausgehenden Einflüsse ist wiederum abhängig von der Ballastierung und dem Reifendruck des Fahrzeugs. Die erreichbare Regelgüte und -geschwindigkeit dieser Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung ist aufgrund dessen stark eingeschränkt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Ausrichtung, insbesondere Neigungseinstellung, von Anbaugerät zu Fahrzeug zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung anhand eines mittels der Vergleichseinrichtung durchgeführten Abgleichs der erfassten Winkel dazu eingerichtet ist, die Fahrzeughydraulik derart zu betätigen, dass das Anbaugerät zumindest annährend einen Winkel von 0 Grad gegenüber dem Boden und/oder dem Fahrzeug aufweist.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch eine vergleichende Betrachtungsweise zwischen Anbaugerät und Fahrzeug wechselwirkende Einflüsse schnell und einfach kompensiert werden können. Weiter vorteilhaft ist, dass die Fahrzeughydraulik auf einen für die Arbeitsqualität wesentlichen Neigungswinkel des Anbaugeräts betätigbar ist. Insbesondere ist die Vergleichseinrichtung dazu eingerichtet, die erfassten Winkel miteinander zu vergleichen und hinsichtlich eines vorgebbaren Soll-Winkels des Anbaugeräts von zumindest annährend 0 Grad auszuwerten. Der Winkel des Anbaugerätes kann ein absoluter Winkel sein, bspw. gemessen am Hauptrahmen des Anbaugerätes. Der Winkel kann ein relativer Winkel sein, welcher als Referenz für die optimale Neigung des Anbaugerätes dient. So ist es bspw. möglich, dass das Anbaugerät absolut gesehen geneigt ist, der Winkel jedoch zumindest annährend 0 Grad zum Boden und/oder dem Fahrzeug beträgt, d.h. das Anbaugerät ist optimal ausgerichtet. Das erreichbare Arbeitsergebnis des Anbaugeräts ist somit in einfacher Weise verbessert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung ist dadurch geschaffen, dass die erste und zweite Lagerfassungseinheit jeweils zumindest einen Winkelsensor und/oder Beschleunigungssensor umfasst. Insbesondere ist die Vergleichseinrichtung zusätzlich dazu eingerichtet, einen Abgleich der erfassten Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten von Anbaugerät und Fahrzeug durchzuführen. In vorteilhafter Weise lassen sich weitere Wechselwirkungen zwischen Fahrzeug und Anbaugerät so schnell und einfach kompensieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Lageerfassungseinheit zur Bestimmung der Ausrichtung des Fahrzeugs und die zweite Lageerfassungseinheit zur Bestimmung der Ausrichtung des Anbaugerätes eingerichtet sind. Insbesondere sind die erste und zweite Lageerfassungseinheit zur Bestimmung der Ausrichtung gegenüber der Fahrtrichtung eingerichtet. Infolge dieser Weiterbildung stehen der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung weitere Messwerte als Basis zur Betätigung der Fahrzeughydraulik zur Verfügung. Insbesondere ist es ermöglicht beispielsweise Seitenzug eines vorzugsweise als Bodenbearbeitungsgerät ausgeführten Anbaugeräts zu detektieren und vorzugsweise mittels der Fahrzeughydraulik auszugleichen.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung ist die Vergleichseinrichtung zum Abgleich der durch die Lageerfassungseinheiten erfassten Ausrichtungen eingerichtet. Voneinander abweichende Ausrichtungen können als Hinweis auf schadhaften Seitenzug gesehen werden. Seitenzug erhöht die Materialbelastung und den Kraftstoffverbrauch, weshalb es vorteilhaft ist, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung anhand dieser Weiterbildung dazu eingerichtet ist, die Fahrzeughydraulik derart anzusteuern, dass die Ausrichtungen von Fahrzeug und Anbaugerät zumindest annährend gleich sind.
Die erfindungsgemäße Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung ist außerdem vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung zur Ausgabe eines Warnsignals eingerichtet ist, falls der Winkel und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs und/oder des Anbaugeräts eine einstellbare Differenz zu einem vorgebbaren Sollwert erreicht. Infolge dieser Maßnahme ist eine Rückfallebene für den Benutzer der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung geschaffen, welche ihm das Eingreifen in die Regelung erlaubt so dieses erforderlich ist. Die Differenz und/oder der vorgebbare Sollwert können von der Art des Anbaugerätes abhängig sein. Der Warnhinweis kann ein akustisches, optisches und/oder haptisches Signal sein, um den Benutzer auch im rauen Arbeitsbetrieb zuverlässig zu alarmieren.
Die erste Lageerfassungseinheit ist bevorzugt als mobiles Endgerät ausgeführt. Das mobile Endgerät ist insbesondere drahtlos oder kabelgebunden mit der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung verbunden. Vorzugsweise ist das mobile Endgerät als Smartphone ausgeführt. In heutigen Smartphones ist eine umfangreiche Sensorik bereits integriert, so dass es dem üblichen Benutzer in einfacher Weise ermöglicht ist, die erste Lageerfassungseinheit durch sein mobiles Endgerät zu substituieren. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die erste Lageerfassungseinheit dem Fahrzeug zugeordnet ist, so dass der Benutzer sein mobiles Endgerät in seiner Reichweite behalten kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Korrespondenzfläche für die Neigung und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs aufweist auf der das mobile Endgerät ablegbar ist, dass das mobile Endgerät mittels eines Speichers dazu eingerichtet ist, die Neigung und/oder Ausrichtung im auf der Korrespondenzfläche abgelegten Zustand als Referenzwert zu speichern. Die Korrespondenzfläche ist derart auf dem Fahrzeug, vorzugsweise in der Führerkabine des Fahrzeugs, angeordnet und ausgerichtet, dass sie dieselbe Neigung erfährt wie das Fahrzeug selbst. Somit ist die Neigung des Fahrzeugs in einfacher und zuverlässiger Weise durch das mobile Endgerät detektierbar. Zur Verwendung des mobilen Endgerätes als erste Lageerfassungseinheit, kann das Fahrzeug auf einer Referenzebene, vorzugsweise einer zumindest annährend waagerechten Fläche, abgestellt werden, so dass der im Speicher des mobilen Endgeräts abgelegte Referenzwert als 0-Punkt für die Bestimmung der Neigung im Betrieb dienen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Vergleichseinrichtung dem mobilen Endgerät zugeordnet, wobei das mobile Endgerät dazu eingerichtet ist, Einstellempfehlungen zur Betätigung der Fahrzeughydraulik zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise ist das mobile Endgerät drahtlos oder kabelgebunden mit der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung verbunden. Die Vergleichseinrichtung kann in Form einer ausführbaren Anwendung auf dem mobilen Endgerät zur Verfügung stehen. Vorzugsweise ist das mobile Endgerät über die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung und/oder direkt mit der zweiten Lageerfassungseinheit verbunden. Insbesondere ist das mobile Endgerät mittels einer Nahbereichsfunkverbindung, wie bspw. Bluetooth, mit der zweiten Lageerfassungseinheit verbunden. Vorzugsweise umfasst die zweite Lageerfassungseinheit hierzu einen Nahbereichsfunksender. Die Einstellempfehlungen umfassen vorzugsweise Anweisungen in welcher Art die Fahrzeughydraulik zu betätigen ist, besonders vorzugsweise konkrete Einstellwerte zur Betätigung der Fahrzeughydraulik. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das mobile Endgerät zur Verfügung gestellte Einstellempfehlungen selbsttätig an die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung sendet und so umsetzt. Insbesondere kann das mobile Endgerät dauerhaft mit der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung in Verbindung stehen und wiederholt neue Einstellempfehlungen zur Verfügung stellen und/oder diese selbsttätig umsetzen.
Die erfindungsgemäße Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung ist ferner vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung dem Anbaugerät zugeordnet ist. Insbesondere ist das Anbaugerät mittels einer standardisierten Datenverbindung, wie bspw. Isobus, mit dem Fahrzeug datenleitend verbunden und so dazu eingerichtet, die Fahrzeughydraulik zu betätigen. Vorteilhafter Weise ist das Anbaugerät infolge dieser Maßnahme dazu eingerichtet, sich selbsttätig gegenüber dem Fahrzeug auszurichten und insbesondere seine Neigung einzustellen. Vorzugsweise sind in einem Speicher der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung Anbaugerät spezifische Maßnahmen zur Betätigung der Fahrzeughydraulik hinterlegt. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Anbaugerät sich unabhängig von dem mit ihm gekoppelten Fahrzeug zumindest annährend optimal zu dem Fahrzeug ausrichten kann.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung anstelle der Fahrzeughydraulik, insbesondere Heckhydraulik, eine Aktorik, welche zum Betrieb des Anbaugerätes eingerichtet ist und vorzugsweise dem Anbaugerät zugeordnet ist. Die Aktorik kann insbesondere einen Hydraulikzylinder umfassen, welcher zum Absenken und Anheben eines Fahrwerks des Anbaugerätes eingerichtet ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens das Anbaugerät an einem Fahrzeug mit einer Fahrzeughydraulik zum Betrieb des Anbaugerätes angeordnet ist, und wobei dem Anbaugerät und dem Fahrzeug jeweils zumindest eine Lageerfassungseinheit zugeordnet ist. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zumindest das Einstellen der Arbeitshöhe des Anbaugerätes gegenüber dem Fahrzeug, das Bestimmen der Neigung des Anbaugerätes und des Fahrzeugs, das Vergleichen der ermittelten Neigungen und das Betätigen einer Fahrzeughydraulik des Fahrzeugs, insbesondere Einstellen der Länge eines Oberlenkers, falls die ermittelten Neigungen voneinander abweichen. Die Neigungsänderung resultierend aus der Änderung der Arbeitshöhe des Anbaugerätes wird in vorteilhafter Weise somit kompensiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden ferner die Ausrichtungen des Anbaugerätes und des Fahrzeuges bestimmt, die ermittelten Ausrichtungen miteinander verglichen und die Fahrzeughydraulik betätigt, insbesondere die Länge zumindest eines Unterlenkers eingestellt, falls die ermittelten Ausrichtungen voneinander abweichen. Schadhafter Seitenzug des Anbaugerätes gegenüber dem Fahrzeug wird somit zumindest annährend ausgeglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die bestimmte Neigung und/oder die bestimmte Ausrichtung permanent detektiert. Somit ist auch während des Betriebs eine ständige Neigungskorrektur und/oder Ausgleichsmöglichkeit für Seitenzug geschaffen.
In einer weiteren ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zumindest einen der folgenden Schritte: Bilden zumindest einer Differenz aus zumindest einer ermittelten Neigung zu zumindest einem vorgegebenen Neigungs-Sollwert, Ausgeben eines Warnsignals, wenn die zumindest eine Neigungs-Differenz einen eingestellten Betrag erreicht; und/oder Bilden zumindest einer Differenz aus zumindest einer ermittelten Ausrichtung zu zumindest einem vorgegebenen Ausrichtungs-Sollwert, Ausgeben eines Warnsignals, wenn die zumindest eine Ausrichtungs-Differenz einen eingestellten Betrag erreicht.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beispielsbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Die Zeichnungen zeigen

1 ein Ackerschlepper mit einer Fahrzeughydraulik zum Betrieb einer Bodenbearbeitungsmaschine in schematischer Seitenansicht, wobei die Bodenbearbeitungsmaschine gegenüber dem Boden geneigt ist,
2 der Ackerschlepper mit der Bodenbearbeitungsmaschine gemäß 1, wobei die Neigung der Bodenbearbeitungsmaschine angepasst ist,
3 der Ackerschlepper mit der Bodenbearbeitungsmaschine in schematischer Draufsicht, wobei die Bodenbearbeitungsmaschine eine von der Fahrtrichtung abweisende Ausrichtung aufweist,
4 der Ackerschlepper mit der Bodenbearbeitungsmaschine gemäß 3, wobei die Ausrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine angepasst ist, und
5 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.

Ein als Ackerschlepper 2 ausgeführtes Fahrzeug ist in schematischer Darstellungsweise in 1 und 2 in einer Seitenansicht gezeigt. Der Ackerschlepper 2 weist an seinem in Fahrtrichtung F hinteren Ende eine als Dreipunkt Heckhydraulik 4 ausgeführte Fahrzeughydraulik auf.
Die Heckhydraulik 4 umfasst bei diesem Ackerschlepper 2 einen längeneinstellbaren Oberlenker 6 und ein durch zwei ebenfalls längeneinstellbare Unterlenker 8a, b gebildetes Hubwerk. Die Unterlenker 8a, b sind quer zur Fahrtrichtung beabstandet nebeneinander angeordnet. In der Heckhydraulik 4 ist ein als Bodenbearbeitungsmaschine 10 ausgeführtes Anbaugerät angeordnet. Die Bodenbearbeitungsmaschine 10 ist an dafür vorgesehenen Anschlusspunkten mit dem Oberlenker 6 und den Unterlenkern 8a, b verbunden, so dass die Bodenbearbeitungsmaschine 10 im Betrieb gemeinsam mit dem Ackerschlepper 2 über eine landwirtschaftliche Fläche verbringbar ist. Zum Einstellen der Arbeitshöhe H kann die Bodenbearbeitungsmaschine 10 mittels der Heckhydraulik 4 gegenüber dem Ackerschlepper 2 angehoben und abgesenkt werden. Die Arbeitshöhe H korrespondiert bei dieser Bodenbearbeitungsmaschine 10 direkt mit der Arbeitstiefe einer Mehrzahl von als Zinken 12 ausgeführten Bodenbearbeitungswerkzeugen im Boden. Eine zur Betätigung der Heckhydraulik 4 eingerichtete Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 ist an dem Ackerschlepper 2 vorzugsweise in der Führerkabine vorsehen. Alternativ kann die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 dem hier als Bodenbearbeitungsmaschine 10 ausgeführten Anbaugerät zugeordnet und vorzugsweise ferngesteuert betätigbar sein.
Wie in 1 zu erkennen ist, weist die Bodenbearbeitungsmaschine 10 hier in Fahrtrichtung F über seine gesamte Länge keine konstante Arbeitshöhe H zum Boden auf. Das heißt, die Bodenbearbeitungsmaschine 10 ist gegenüber dem Boden geneigt. Die nach vorn verlängerte Längsachse 11 der Bodenbearbeitungsmaschine 10 schließt also mit dem Boden einen spitzen Winkel 16 ein, weshalb auch die Zinken 12 der Bodenbearbeitungsmaschine 10 nicht in gleicher Arbeitstiefe in den Boden eingreifen. Diese Neigung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 kann beispielsweise aus einer Änderung der Arbeitshöhe H resultieren und sollte für ein möglichst optimales Arbeitsergebnis ausgeglichen werden, so dass auch die Zinken 12 in zumindest annährend gleicher Tiefe im Boden arbeiten.
Um dies zu erreichen, umfasst die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 eine erste Lageerfassungseinheit 18a und eine zweite Lageerfassungseinheit 18b, sowie eine Vergleichseinrichtung 15. Die Lageerfassungseinheiten 18a, b umfassen jeweils zumindest einen Winkelsensor und/oder einen Beschleunigungssensor. Die erste Lageerfassungseinheit 18a ist dem Ackerschlepper 2 zugeordnet und kann in vorteilhafter Weise in bereits vorhandenen Systemen, wie der GPS-Antenne, integriert sein. Die Lageerfassungseinheit 18a ist in diesem Ausführungsbeispiel auf dem Dach der Führerkabine des Ackerschleppers 2 angeordnet. Die erste Lageerfassungseinheit 18a kann ebenso als mobiles Endgerät, insbesondere als Smartphone, ausgeführt sein. Die zweite Lageerfassungseinheit 18b ist der Bodenbearbeitungsmaschine 10 zugeordnet und kann einen Nahbereichsfunksender zur signalleitenden Verbindung mit der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 aufweisen. Die Lageerfassungseinheit 18b ist an zentraler Position auf dem Hauptrahmen der Bodenbearbeitungsmaschine 10 angeordnet, so dass die Bodenbearbeitungsmaschine 10 zuverlässig erfassbar ist. Die Lageerfassungseinheiten 18a, b sind jeweils zumindest zur Bestimmung eines Winkels, insbesondere eines Neigungswinkels, eingerichtet und signalleitend mit der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 verbunden.
Die Vergleichseinrichtung 15 ist der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 zugeordnet und dient der Verarbeitung der mittels der Lageerfassungseinheiten 18a, b erfassten Winkel des Ackerschleppers 2 und der Bodenbearbeitungsmaschine 10. Durch einen Abgleich der erfassten Winkel zueinander mittels der Vergleichseinrichtung 15 können wechselwirkende Einflüsse zwischen Ackerschlepper 2 und Bodenbearbeitungsmaschine 10, bspw. beim Einstellen der Arbeitshöhe H, kompensiert werden. In der Folge ist die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 dazu eingerichtet ist, die Heckhydraulik 4 besonders schnell und einfach so zu betätigen, dass die Bodenbearbeitungsmaschine 10 zumindest annährend einen Winkel von 0 Grad gegenüber dem Boden und/oder dem Ackerschlepper 2 aufweist. Der Ackerschlepper 2 mit der Bodenbearbeitungsmaschine 10 mit derart angepasster Neigung ist in 2 zu sehen.
Um die Bodenbearbeitungsmaschine 10 aus der in 1 dargestellten geneigten Position in die in 2 dargestellte zumindest annährend nicht geneigte Position zu verbringen, wird die Heckhydraulik 4 von der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 in Abhängigkeit von dem Ergebnis des mittels der Vergleichseinrichtung 15 durchgeführten Vergleichs der von den Lageerfassungseinheiten 18a, b erfassten Winkel angesteuert. Die Vergleichseinrichtung 15 ist dazu eingerichtet, anhand der erfassten Winkel, Einstellempfehlungen zur Betätigung der Heckhydraulik 4 zu erstellen. Ziel der Einstellempfehlungen bei der Anpassung der Neigung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 ist es, die Länge des Oberlenkers 6 und die Höhe des Hubwerks, gebildet durch die beiden Unterlenker 8a, b, derart anzupassen, dass eine eingestellte Arbeitshöhe H der Bodenbearbeitungsmaschine 10 möglichst beibehalten wird, während der Neigungswinkel der Bodenbearbeitungsmaschine 10 gegenüber dem Boden und/oder dem Ackerschlepper 2 nach Durchführung der Einstellempfehlungen zumindest annährend 0 Grad beträgt. Die Längsachse 11 der Bodenbearbeitungsmaschine 10 erstreckt sich resultierend zumindest annährend parallel zum Boden, in Fahrtrichtung F vorne wie hinten mit gleicher Arbeitshöhe H, wie 2 zeigt. Hierbei die Neigung des Ackerschleppers 2 zu berücksichtigen und mit der Neigung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 zu vergleichen, bietet den Vorteil, dass das gewünschte Regelungsergebnis wesentlich schneller erreicht wird, da die Wechselwirkungen zwischen Ackerschlepper 2 und Bodenbearbeitungsmaschine 10 berücksichtigt werden. Die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 kann die Betätigung der Heckhydraulik 4 selbsttätig und/oder auf eine Benutzereingabe hin durchführen.
In 3 und 4 ist der Ackerschlepper 2 mit der Bodenbearbeitungsmaschine 10 in schematischer Darstellungsweise in Ansicht von oben zu sehen. Die Bodenbearbeitungsmaschine 10 ist in der in 3 dargestellten Situation schräg zum Ackerschlepper 2 ausgerichtet, während die Ausrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 in 4 durch Betätigung der Heckhydraulik 4 angepasst ist.
Die erste Lageerfassungseinheit 18a ist ferner zur Bestimmung der Ausrichtung des Ackerschleppers 2 und die zweite Lageerfassungseinheit 18b zur Bestimmung der Ausrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 eingerichtet. Die Ausrichtungen werden gegenüber einer in Fahrrichtung F liegenden Achse 20 bestimmt. Die Vergleichseinrichtung 15 ist ferner zum Abgleich der durch die Lageerfassungseinheiten 18a, b erfassten Ausrichtungen eingerichtet. Die Längsachse 11 der Bodenbearbeitungsmaschine 10 schließt in der in 3 gezeigten Position einen spitzen Winkel 16' mit der Achse 20 in Fahrtrichtung F ein. Die Ausrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 weist folglich nicht in Fahrtrichtung F, wodurch erhöhte Materialbelastung und Zugkraftbedarf entstehen.
Um die Bodenbearbeitungsmaschine 10 aus der in 3 dargestellten Position mit abweichender Ausrichtung in die in 4 dargestellte in Fahrtrichtung F ausgerichtete Position zu verbringen, wird die Heckhydraulik 4 von der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 in Abhängigkeit von dem Ergebnis des mittels der Vergleichseinrichtung 15 durchgeführten Vergleichs der von den Lageerfassungseinheiten 18a, b erfassten Ausrichtungen angesteuert. Die Vergleichseinrichtung 15 erstellt hieraus eine Einstellempfehlung zur Betätigung der Heckhydraulik 4. Die Einstellempfehlung zur Anpassung der Ausrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 umfasst zumindest die Länge der längeneinstellbaren Unterlenker 8a, b. Im konkreten Fall ist es notwendig die Länge des in Fahrtrichtung F linken Unterlenkers 8a zu verkürzen und/oder die Länge der rechten Unterlenkers 8b zu verlängern, so dass die Bodenbearbeitungsmaschine 10 in die in 4 gezeigte Position mit dem Uhrzeigerzinn hinter dem Ackerschlepper 2 verschwenkt wird.
Es ist denkbar, dass der Ackerschlepper 2 entgegen der Bodenbearbeitungsmaschine 10 gemäß 3 gegenüber der Fahrtrichtung F bzw. der Achse 20 ausgerichtet ist, um den Seitenzug der Bodenbearbeitungsmaschine 10 zumindest annährend auszugleichen, so dass sich das Gespann gemeinsam in Fahrtrichtung F bewegt. Da ein solcher Fahrtzustand jedoch einen erhöhten Zugkraftbedarf erfordert, ist es vorteilhaft dass infolge der Betätigung der Heckhydraulik 4 durch die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 die Ausrichtung des Ackerschleppers 2 und/oder der Bodenbearbeitungsmaschine 10 gegenüber der Fahrtrichtung F zumindest annährend 0 Grad beträgt, wie in 4 dargestellt.
Zur Überwachung des Betriebs der Bodenbearbeitungsmaschine 10 mit dem Ackerschlepper 2 durch den Benutzer ist die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 zur Ausgabe eines Warnsignals eingerichtet. Vorgesehen ist, dass der Benutzer durch die Ausgabe des Warnsignals alarmiert wird, falls der Winkel und/oder die Ausrichtung des Ackerschleppers 2 und/oder der Bodenbearbeitungsmaschine 10 eine einstellbare Differenz zu einem vorgebbaren Sollwert erreicht. Der Sollwert entspricht üblicherweise einem Neigungswinkel von 0 Grad gegenüber dem Boden und einer Ausrichtung von 0 Grad gegenüber der in Fahrtrichtung weisenden Achse 20. Die Differenz hingegen ist der zu bearbeitenden Fläche anzupassen: Während auf schwierig zu bestellenden Standorten größere Abweichungen vom Sollwert akzeptiert werden, kann es anderenorts zweckmäßig sein schon auf kleinere Abweichungen hingewiesen zu werden. Die Ausgabe des Warnsignals kann insofern als Rückfallebene für die ordnungsgemäße Funktion der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 gesehen werden. Die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 ist schließlich dazu vorgesehen, die Positionierung von Anbaugerät, hier Bodenbearbeitungsmaschine 10, zu Fahrzeug, hier Ackerschlepper 2, zu verbessern.
In dem Falle, dass die erste, dem Ackerschlepper 2 zugeordnete Lageerfassungseinheit 18a als mobiles Endgerät, insbesondere als Smartphone, ausgebildet ist, ist es zweckmäßig, dass der Ackerschlepper 2 eine geeignete Ablagefläche für das mobile Endgerät aufweist. Alternativ kann die Ablagefläche der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 zugeordnet sein. Die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 kann eine Aufnahme- und/oder Befestigungsvorrichtung für das mobile Endgerät aufweisen, welche dann als Ablagefläche fungiert. Die Ablagefläche dient als Korrespondenzfläche für die Neigung und/oder Ausrichtung des Ackerschleppers 2. Das heißt, die Ablagefläche bzw. Korrespondenzfläche erfährt dieselbe Neigungs- und/oder Ausrichtungsänderung wie der Ackerschlepper 2 selbst. Auf diese Weise ist das auf der Ablagefläche abgelegte mobile Endgerät dazu eingerichtet, die Neigung und/oder Ausrichtung des Ackerschleppers 2 mittels integrierter Sensoren einfach und zuverlässig zu detektieren.
Das mobile Endgerät ist ferner mittels eines Speichers dazu eingerichtet, die Neigung und/oder Ausrichtung im auf der Ablage- bzw. Korrespondenzfläche abgelegten Zustand als Referenzwert zu speichern. Zur Kalibrierung der Messung mittels des mobilen Endgeräts ist es zuträglich, dass der Referenzwert initial bestimmt wird. Vorzugsweise entspricht der Referenzwert einer Neigung von 0 Grad und/oder einer Ausrichtung in Fahrtrichtung F, indem er beispielsweise im Leerzustand des Ackerschleppers 2 auf einer möglichst waagerechten Fläche bestimmt wird. Die Ablagefläche für das mobile Endgerät ist insbesondere so ausgestaltet, dass das mobile Endgerät in wiederholbarer Genauigkeit in definierter Position darauf ablegbar ist. Vorzugsweise weist die Ablagefläche hierzu als Ausformungen ausgeführte Ablegehilfen auf. Insbesondere sind die Ablegehilfen winklig, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander angeordnet.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Vergleichseinrichtung 15 dem mobilen Endgerät zugeordnet, wobei das mobile Endgerät dazu eingerichtet ist, Einstellempfehlungen zur Betätigung der Fahrzeughydraulik 4 zur Verfügung zu stellen. In dieser Ausführungsform werden die Einstellempfehlungen dem Benutzer zur Verfügung gestellt, so dass dieser aufgrund dessen die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 bedient. Alternativ ist denkbar, dass das mobile Endgerät mit der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 datenleitend verbunden ist, so dass die Einstellempfehlungen automatisiert umsetzbar sind.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 anstelle des Oberlenkers 6 und der Unterlenker 8a, b eine Aktorik, welche der Bodenbearbeitungsmaschine 10 zugeordnet ist. Die Aktorik ist vorzugsweise dazu eingerichtet ein Fahrwerk der Bodenbearbeitungsmaschine 10 anzuheben und abzusenken, um die Neigung des Anbaugerätes gegenüber dem Boden und/oder dem Ackerschlepper 2 anzupassen. Ferner kann die Aktorik dazu eingerichtet sein, die Ausrichtung der Bodenbearbeitungsmaschine 10 anzupassen.
In 5 ist schematisch der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Anbaugeräts, insbesondere Bodenbearbeitungsmaschine 10, an einem Fahrzeug, insbesondere Ackerschlepper 2, mit einer Fahrzeughydraulik, insbesondere Heckhydraulik 4, zum Betrieb des Anbaugeräts gezeigt. Dem Anbaugerät und dem Fahrzeug sind jeweils zumindest eine Lageerfassungseinheit 18a, b zugeordnet. In Schritt 100 wird die Arbeitshöhe H des Anbaugeräts durch Anheben oder Absenken des Anbaugeräts gegenüber dem Fahrzeug eingestellt. Im folgenden Schritt 102 wird die Neigung des Anbaugeräts und des Fahrzeugs bestimmt und in Schritt 106 werden die so ermittelten Neigungen verglichen. Falls die ermittelten Neigungen voneinander abweichen, wird in Schritt 110 die Fahrzeughydraulik betätigt indem die Länge des Oberlenkers 6 eingestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann Schritt 110 durchgeführt werden, falls die Neigung von einem vorgegebenen Neigungs-Sollwert 116 abweicht, angedeutet durch die strichlierte Verbindung zwischen Schritt 118 und Schritt 110. Parallel oder alternativ zu den Schritten 102, 106, 110 zur Neigungsanpassung können die Schritte 104, 108, 112 zur Ausrichtungsanpassung durchgeführt werden.
In Schritt 104 wird die Ausrichtung des Anbaugeräts und des Fahrzeugs bestimmt und anschließend in Schritt 108 werden die ermittelten Ausrichtungen miteinander verglichen. Zur Anpassung der Ausrichtung von Anbaugerät und Fahrzeug wird in Schritt 112 die Fahrzeughydraulik betätigt, falls die ermittelten Ausrichtungen voneinander abweichen. Hierzu wird die Länge zumindest eines Unterlenkers 8a, b eingestellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Länge zumindest eines Unterlenkers 8a, b eingestellt werden (Schritt 112), falls die Ausrichtung von einem vorgegebenen Ausrichtungs-Sollwert 122 abweicht, angedeutet durch die strichlierte Verbindung zwischen Schritt 124 und Schritt 112.
Die Schritte 102 - 112 laufen wiederholt ab, das heißt durch Schritt 114 ist angedeutet, dass die bestimmte Neigung und die bestimmte Ausrichtung permanent detektiert werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass so eine ständige Nachstellung der Neigung und Ausrichtung auch im Betrieb erreicht wird.
Ferner umfasst das Verfahren das Vorgeben eines Neigungs-Sollwerts 116, sowie das bilden zumindest einer Differenz aus zumindest einer ermittelten Neigung aus Schritt 102 und dem vorgegebenen Neigungs-Sollwert 116 in Schritt 118. Wenn die in Schritt 118 gebildete Neigungs-Differenz einen eingestellten Betrag erreicht, wird in Schritt 120 ein Warnsignal ausgegeben. Parallel oder alternativ zu den Schritten 116 - 120 werden die Schritte 122 - 126 durchgeführt. Aus einem vorgegebenen Ausrichtungs-Sollwert 122 und zumindest einer ermittelten Ausrichtung aus Schritt 104 wird in Schritt 124 zumindest eine Differenz gebildet. Wenn die in Schritt 124 gebildete Ausrichtungs-Differenz einen eingestellten Betrag erreicht, wird in Schritt 126 ebenfalls ein Warnsignal ausgegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren, beispielhaft dargestellt in 5, kann von der Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 ausgeführt werden. Die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung 14 ist derart ausgestattet, dass sie einem Benutzer Eingabemöglichkeiten zur Interaktion mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitstellt und Warnhinweise unter vorgenannten Bedingungen ausgibt.
Bezugszeichenliste

2: Ackerschlepper
F: Fahrtrichtung
4: Heckhydraulik
6: Oberlenker
8a, b: Unterlenker
10: Bodenbearbeitungsmaschine
11: Längsachse
H: Arbeitshöhe
12: Zinken
14: Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung
15: Vergleichseinrichtung
16, 16': Winkel
18a, b: Lageerfassungseinheit
116: Neigungs-Sollwert
122: Ausrichtungs-Sollwert
100 - 126: Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016225773 A1 [0004]

Claims

Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) für ein Fahrzeug (2), insbesondere einen Ackerschlepper (2), mit einer Fahrzeughydraulik (4), insbesondere einer Heckhydraulik (4), zum Betrieb eines Anbaugeräts (10), insbesondere Bodenbearbeitungsmaschine (10), Sämaschine und/oder Düngerstreuer, umfassend zumindest eine erste und eine zweite Lageerfassungseinheit (18a, b) jeweils zumindest zur Bestimmung eines Winkels gegenüber dem Boden, wobei die erste Lageerfassungseinheit (18a) dem Fahrzeug (2) und die zweite Lageerfassungseinheit (18b) dem Anbaugerät (10) zugeordnet ist, und eine Vergleichseinrichtung (15) zur Verarbeitung der durch die Lageerfassungseinheiten (18a, b) erfassten Winkel, wobei die Fahrzeughydraulik (4) zumindest ein Hubwerk (8a, b) und zumindest einen längeneinstellbaren Oberlenker (6) für das Anbaugerät (10) umfasst und die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) zur Betätigung der Fahrzeughydraulik (4) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) anhand eines mittels der Vergleichseinrichtung (15) durchgeführten Abgleichs der erfassten Winkel dazu eingerichtet ist, die Fahrzeughydraulik (4) derart zu betätigen, dass das Anbaugerät (10) zumindest annährend einen Winkel von 0 Grad gegenüber dem Boden und/oder dem Fahrzeug (2) aufweist.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Lagerfassungseinheit (18a, b) jeweils zumindest einen Winkelsensor und/oder Beschleunigungssensor umfasst.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lageerfassungseinheit (18a) zur Bestimmung der Ausrichtung des Fahrzeugs (2) und die zweite Lageerfassungseinheit (18b) zur Bestimmung der Ausrichtung des Anbaugerätes (10) eingerichtet sind.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung (15) zum Abgleich der durch die Lageerfassungseinheiten (18a, b) erfassten Ausrichtungen eingerichtet ist.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) zur Ausgabe eines Warnsignals eingerichtet ist, falls der Winkel und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs (2) und/oder des Anbaugeräts (10) eine einstellbare Differenz zu einem vorgebbaren Sollwert erreicht.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lageerfassungseinheit (18a) als mobiles Endgerät ausgeführt ist.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (2) eine Korrespondenzfläche für die Neigung und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs (2) aufweist auf der das mobile Endgerät ablegbar ist, dass das mobile Endgerät mittels eines Speichers dazu eingerichtet ist, die Neigung und/oder Ausrichtung im auf der Korrespondenzfläche abgelegten Zustand als Referenzwert zu speichern.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung (15) dem mobilen Endgerät zugeordnet ist, dass das mobile Endgerät dazu eingerichtet ist, Einstellempfehlungen zur Betätigung der Fahrzeughydraulik (4) zur Verfügung zu stellen.
Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und/oder Regelvorrichtung (14) dem Anbaugerät (10) zugeordnet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Anbaugeräts (10) an einem Fahrzeug (2) mit einer Fahrzeughydraulik (4) zum Betrieb des Anbaugerätes (10), wobei dem Anbaugerät (10) und dem Fahrzeug (2) jeweils zumindest eine Lageerfassungseinheit (18a, b) zugeordnet ist, umfassend zumindest die folgenden Schritte: a. Einstellen der Arbeitshöhe (H) des Anbaugerätes (10) durch Anheben oder Absenken des Anbaugerätes (10) gegenüber dem Fahrzeug (2), b. Bestimmen der Neigung des Anbaugerätes (10) und des Fahrzeugs (2), c. Vergleichen der ermittelten Neigungen, d. Betätigen einer Fahrzeughydraulik (4) des Fahrzeugs, insbesondere Einstellen der Länge eines Oberlenkers (6), falls die ermittelten Neigungen voneinander abweichen.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend die Schritte: a. Bestimmen der Ausrichtung des Anbaugerätes (10) und des Fahrzeuges (2), b. Vergleichen der ermittelten Ausrichtungen, c. Betätigen der Fahrzeughydraulik (4), insbesondere Einstellen der Länge zumindest eines Unterlenkers (8a, b), falls die ermittelten Ausrichtungen voneinander abweichen.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die bestimmte Neigung und/oder die bestimmte Ausrichtung permanent detektiert werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte: a. Bilden zumindest einer Differenz aus zumindest einer ermittelten Neigung zu zumindest einem vorgegebenen Neigungs-Sollwert (116), b. Ausgeben eines Warnsignals, wenn die zumindest eine Neigungs-Differenz einen eingestellten Betrag erreicht, und/oder c. Bilden zumindest einer Differenz aus zumindest einer ermittelten Ausrichtung zu zumindest einem vorgegebenen Ausrichtungs-Sollwert (122), d. Ausgeben eines Warnsignals, wenn die zumindest eine Ausrichtungs-Differenz einen eingestellten Betrag erreicht.