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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Höhenführung eines Erntevorsatzes einer landwirtschaftlichen Erntemaschine mit einer elektronischen Rechnereinheit, der Sensorwerte einer Messvorrichtung zur Messung des Bodenabstands des Erntevorsatzes vom Boden zugeführt werden.
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Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der Schrift
DE 44 06 892 A1 bekannt. Mit diesem Verfahren ist es möglich, eine Erntemaschine zu betreiben, bei der sich die Arbeitshöhe des Erntevorsatzes laufend an die sich ändernde Oberflächenkontur der aktuell bearbeiteten Feldfläche anpasst. Aus der Schrift
DE 10 2004 032 065 ist es bekannt, ein Stützrad in die elektronische Bodenkopiersteuerung einzubeziehen, so dass auch die Querlage des Erntevorsatzes in die Bodenkopierfunktion mit einbezogen wird. Die Anzeigen der Arbeitshöhe der Erntebergungsvorsätze bei der Vorwahl der Sollgrößen wie auch im laufenden Betrieb zeigen bisher immer nur relative Werte innerhalb des verfügbaren Stellbereichs, nicht aber die Bodenabstandswerte als absolute Zahlen, beispielsweise in cm oder in Inch. Eine elektronische Steuerung, die die Arbeitshöhe des Erntebergungsvorsatzes laufend an Veränderungen der Bodenkontur anpasst, um den Erntebergungsvorsatz bei laufenden Erntearbeiten in einem möglichst gleich bleibenden Abstand zum Boden zu halten, lernt beim Starten der Erntemaschine im Rahmen eines Kalibriervorgangs die minimalen und maximalen Ausschläge der Stellvorrichtungen und zeigt dann die aktuelle Lage des Erntevorsatzes innerhalb des Verstellbereichs als relativen Wert an.
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Die Vorwahl einer Arbeitshöhe erfolgt üblicherweise nach Augenmaß des Fahrers. Der Fahrer blickt aus der Fahrerkabine auf den Erntevorsatz und den Boden und stellt dabei eine Arbeitshöhe ein, die er subjektiv für passend hält, um die Ernte vorzunehmen. Aus der Perspektive von oben wirkt das Bild für den Fahrer dabei häufig so, dass er den Erntevorsatz bereits auf eine Arbeitshöhe eingestellt hat, die ausreichend dicht am Boden ist. Hinzu kommt die Vorsicht des Fahrers, den Erntevorsatz aus Angst vor Beschädigungen durch Bodenkollisionen lieber höher einzustellen, als es für eine möglichst dichte Bodenkopierung wünschenswert wäre. Dadurch wird die Arbeitshöhe häufig zu hoch eingestellt.
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Aus der zu hoch vorgewählten Arbeitshöhe können sich Strohverluste ergeben, weil die zu hoch abgeschnittenen Stoppel auf dem Feld verbleiben und nicht die theoretisch mögliche volle Strohmenge zu Strohballen verpresst werden kann. Bei stängelartigem Halmgut kann es passieren, dass die Stängel so hoch abgeschnitten werden, dass schädliche Insekten wie beispielsweise der Maiszünsler noch im ersten Wachstumsknoten als Bestandteil des ungeschnittenen Stoppels geschützt überwintern können, während es wünschenswert wäre, die Stoppeln unterhalb des ersten Wachstumsknotens abzuschneiden, um dadurch den Schädlingsdruck im nächsten Jahr möglichst niedrig zu halten. Es ist aber auch möglich, einen Erntegutbestand höher zu schneiden, um mit der auf dem Feld verbleibenden Biomasse den Boden für die nachfolgende Frucht zu verbessern oder die Reinigung einer Erntemaschine nicht übermäßig mit Pflanzenbestandteilen zu belasten.
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Viele Erntemaschinen verfügen außerdem über eine elektronische Regelung für die kontinuierliche Höhenanpassung der Erntebergungsvorsätze. Die Sensitivität und die Reaktionsgeschwindigkeit der elektronischen Regelung können vom Fahrer eingestellt werden. Die Einstellung dieser Regler erfolgt auch subjektiv über das Gefühl des Fahrers, welches Maß an Sensitivität und Reaktionsgeschwindigkeit für den laufenden Ernteprozess wohl passen könnte.
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Durch die Neigung der Fahrer, die Erntemaschinen mit zu hoch eingestellten Erntebergungsvorsätzen und einer zu langsamen Reaktionsgeschwindigkeit zu betreiben, wird selten ein gewünschtes Stoppelbild auf dem abgeernteten Feld erreicht. Die Stoppeln des Ernteguts sind sehr häufig zu hoch abgeschnitten.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereit zu stellen, das es dem Fahrer ermöglicht, die Arbeitshöhe des Schneidwerks tiefer einzustellen, als er das heute bei subjektiver Beurteilung der Erntesituation macht.
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Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, indem die von der Messvorrichtung gemessenen und an die elektronische Rechnereinheit übermittelten Sensorwerte von der elektronischen Rechnereinheit als absolute Zahlwerte in einer Maßeinheit erfasst und über eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht werden.
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Die elektronische Rechnereinheit kann ein einfacher Mikrochip sein, der die Sensordaten nur empfängt und an eine Datenverarbeitungseinrichtung weiterleitet, die einen Bestandteil der Elektronik des Erntevorsatzes oder der Erntemaschine darstellt. Ein solcher einfacher Chip hätte eine Art einfacher Briefkastenfunktion, bei der die Weiterverarbeitung der Sensordaten zu Steuerungssignalen für die Arbeitshöhe des Erntevorsatzes von anderen nachgeordneten elektronischen Geräten auf dem Erntevorsatz oder auf der Erntemaschine oder sogar remote von der Erntemaschine in einem drahtlosen Netzwerk oder der Cloud erledigt wird. Die elektronische Recheneinheit und die anderen nachgeordneten elektronischen Geräte können in ein Busnetz eingebunden sein, über das die angeschlossenen Rechner verschiedene Daten versenden, empfangen, austauschen und bearbeiten. Die Datenübertragung kann über elektrische Kabel, optisch über Lichtwellenleiter, per Funk oder akustisch mittels Ultraschall oder anderer technischer Mittel erfolgen. Die elektronische Rechnereinheit kann aber auch ein dem Erntevorsatz zugeordneter und dort oder auf der Erntemaschine montierter Jobrechner sein, dessen alleiniger oder zumindest teilweiser Zweck es ist, selbsttätig die Arbeitshöhe des Erntevorsatzes bei der Ernte laufend den Veränderungen in der Bodenkontur des Feldes anzupassen. Ein solcher Jobrechner ist dann dazu in der Lage, die Sensordaten nicht nur zu empfangen und weiterzuleiten, sondern diese auch zu verarbeiten. Der Jobrechner kann dann auch eine komplette elektronische Steuerung für die Höhenführung des Erntevorsatzes bilden, über die das Vorsatzgerät in seiner Höhen- und gegebenenfalls Querlage laufend an eine geänderte Bodenkontur anpassbar ist. Ein Jobrechner, der Sensorsignale der Sensoren empfängt und diese unverändert oder aufbereitet als Stellsignale an nachgeordnete Stellvorrichtungen versendet, kann aber auch auf der Erntemaschine als fester Bestandteil der Maschinenelektronik der Erntemaschine angeordnet sein, der die Sensordaten vom angebauten Erntevorsatz empfängt, um von dort aus die Arbeitshöhe des Erntevorsatzes durch die Betätigung von fest auf der Erntemaschine installierten Stellvorrichtungen zu regeln. Wenn nachfolgend von einer elektronischen Rechnereinheit die Rede ist, sind damit alle vorgenannten Ausgestaltungen miterfasst.
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Wenn nachfolgend von einer elektronischen Steuerung die Rede ist, so ist dann auch die Höhensteuerung des Erntevorsatzes gemeint, die auf die Aktoren der Erntemaschine zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes zugreift und diese bewegt. Die Höhensteuerung kann dabei als Auf- und Abwärtsbewegung des Erntevorsatzes, als Verschwenkung des Erntevorsatzes um die Längsachse der Erntemaschine, eine Kombination dieser beiden Möglichkeiten oder als eine entsprechende Höhensteuerung von Teilkomponenten eines Erntevorsatzes ausgestaltet sein.
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Die in einer Maßeinheit erfassten und angezeigten Messwerte für die Arbeitshöhe ermöglichen es dem Fahrer, die Arbeitshöhe des Erntevorsatzes auf einen bestimmten absoluten Zahlwert einzustellen und auch die Einhaltung dieses Wertes bei der Erntearbeit der Erntemaschine zu kontrollieren. Die Kontrolle und laufende Nachregelung der Arbeitshöhe bei wechselnden Abstandsmaßen kann durch den Fahrer durch Betätigung der entsprechenden erntemaschinenseitigen Bedientasten erfolgen.
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Die Nachregelung kann aber auch teilweise oder vollständig automatisiert erfolgen. So kann der Fahrer für die Arbeitshöhe einen Wert von beispielsweise 5 cm vorwählen, auf den der Erntevorsatz als Abstand zum Boden eingestellt und bei der laufenden Ernte kontinuierlich von der elektronischen Steuerung nachgeführt wird. Sowohl bei der Festlegung der Sollgröße als auch bei der laufenden Nachführung ist sichergestellt, dass nicht ungenaue subjektive Einschätzungen oder nur relative Lageanzeigen der Erntemaschine die Höhenführung beeinflussen. Wenn die Schnitthöhe der Stoppeln beispielsweise auf 5 cm eingestellt werden sollen, kann der elektronischen Steuerung diese Schnitthöhe als Sollgröße für die Arbeitshöhe vorgegeben werden. Die Auswahl der Sollgröße erfolgt dann über eine Bedieneinheit, die speziell dem Vorsatzgerät zugeordnet ist und die für eine automatisierte Verstellung der Höhenlage des Erntevorsatzes ein Stellsignal an die erntemaschinenseitige Aktorik generiert, oder die zu den Bedienelementen der Erntemaschine gehört, wobei dann eine automatisierte Verstellung der Höhenlage über die erntemaschinenseitig vorhandene Elektronik und Aktorik erfolgt. Der Fahrer der Erntemaschine kann dann anhand der Anzeige in cm genau kontrollieren, inwieweit die Stellvorrichtungen den Erntevorsatz auch so steuern, dass die jeweils aktuelle Arbeitshöhe der Sollgröße entspricht. Das gilt insbesondere auch dann, wenn die elektronische Steuerung auf Veränderungen der Bodenkontur reagieren muss. Hier kann der Fahrer anhand der Anzeige erkennen, ob er die Sensitivität und die Reaktionsgeschwindigkeit der Steuerung passend eingestellt hat oder die elektronische Steuerung diese Regelparameter passend eingestellt hat. Durch die Anzeige der Ist-Arbeitshöhe des Erntevorsatzes hat der Fahrer mehr Sicherheit, den Erntevorsatz ideal tief zu führen, ohne dadurch ein größeres Risiko einzugehen, dass der Erntevorsatz dadurch beschädigt werden könnte. Die Anzeige hilft dem Fahrer auch dabei, eine optimale Einstellung der Arbeitshöhe zu finden.
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Die Messvorrichtung muss deshalb so ausgestaltet sein, dass sie mit der erforderlichen Genauigkeit die entsprechenden absoluten Zahlwerte ermitteln kann. In der Messvorrichtung können entsprechend geeignete Sensoren eingesetzt sein. So können Drehpotentiometer als Sensoren ausgewertet werden, die die Bewegungen eines mechanischen Bodentasters in Gestalt von Schleifkufen, Tasträdern oder Tastbügeln auswerten und deren Signale in absolute Zahlwerte umgerechnet werden, oder es werden Ultraschallsensoren verwendet, die das Laufzeitecho eines Impulses zu einem absoluten Zahlwert für den Bodenabstand verrechnen, oder es werden Radar-, Laser- oder sonstige geeigneten Sensoren verwendet, die absolute Zahlwerte bereitzustellen vermögen. Es können auch gleichzeitig verschiedene Sensortypen verwendet und ausgewertet werden.
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Die elektronische Rechnereinheit verfügt über eine geeignete Software, die die übermittelten Sensordaten erfasst und zur Anzeige bringt. Die Software verfügt über entsprechende Schnittstellen zu den Messvorrichtungen und zur Anzeigevorrichtung, die eine entsprechende Datenverarbeitung ermöglichen. Die Schnittstellen können kabellos oder kabelgebunden ausgestaltet sein.
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Als Arbeitshöhe kann die Schnitthöhe der Schneidvorrichtung für das Erntegut wie beispielsweise ein Messerbalken eingestellt werden. Es ist je nach Erntevorsatz aber auch möglich, die Höheneinstellung anderer Maschinenteile des Erntevorsatzes als Arbeitshöhe festzulegen. So kann es bei Maispflückern sinnvoll sein, die Höheneinstellung des Maispflückers auf die Schnitthöhe eines Unterflurhäckslers einzustellen, damit dieser die ersten Wachstumsknoten der Maisstoppeln zuverlässig zerkleinert. Es ist auch möglich, die Höhenvorwahl und Abstandsdaten auf eine Betriebshöhe von Tasträdern zu beziehen, die einen Erntevorsatz zumindest teilweise auf dem Boden abstützen. Es kann auch vorgesehen sein, mehrere Abstandsmaße für einen Erntevorsatz auszuwählen und als jeweiligen Istwert zu speichern, deren Erreichung dann durch entsprechende jeweilige Anzeigen und Auswertungen nachverfolgt wird. So kann beispielsweise zusätzlich ein Sollwert für die Haspelhöhe eines Getreideschneidwerks oder ein Sollwert für die Betriebshöhe einer Stützvorrichtung für stängeliges Erntegut in die elektronische Steuerung eingegeben werden. Die Auswahl einer Arbeitshöhe für eine oder mehrere Komponenten eines Erntevorsatzes kann je nach jeweiligem Erntevorsatz und dessen Bedarf nach einer Höhenführung von jeweiligen Komponenten vorgesehen sein.
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Für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob es sich bei den Erntevorsätzen um reine Mähwerke handelt, die beispielsweise nur schneiden und ablegen, oder um Getreideschneidwerke oder andere Vorsatzgeräte wie beispielsweise Schwadmäher oder Maispflücker, die das von ihnen geschnittene Erntegut auch zumindest teilweise aufnehmen, aufbereiten und abfördern. Es spielt weiter ebenfalls keine Rolle, ob diese Erntevorsätze über ihre Breite starr oder mehrteilig gelenkig miteinander verbunden ausgebildet sind. Die Erfindung ist bei allen diesen Ausgestaltungen anwendbar.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Erntevorsatz mehrere Messvorrichtungen angebracht, die ihre Sensorwerte an die elektronische Rechnereinheit übermitteln, und die elektronische Rechnereinheit erfasst mehrere Sensorwerte als absolute Zahlwerte in einer Maßeinheit und bringt diese über eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige. So können beispielsweise an den äußeren seitlichen Enden des Erntevorsatzes Messvorrichtungen angeordnet sein, deren Sensorwerte dann dem Fahrer als absolute rechts-/links-Bodenabstandswerte des Erntevorsatzes angezeigt werden. Über die Anzeige der absoluten Bodenabstandswerte an den rechten und linken Enden des Erntevorsatzes kann der Fahrer kontrollieren, ob die Verschwenkung des Erntevorsatzes um die Längsachse der Erntemaschine herum funktioniert. Zusätzliche Messvorrichtungen können über die Arbeitsbreite verteilt am Erntevorsatz angeordnet sein, wie beispielsweise eine einzelne mittige Messvorrichtung, und/oder zwei Messvorrichtungen, die jeweils etwa in der Mitte einer rechten und linken Hälfte der Arbeitsbreite des Erntevorsatzes angeordnet sind, und dergleichen mehr. Je breiter die Arbeitsbreite eines Erntevorsatzes ausfällt, umso wichtiger ist es, die Einhaltung des vorgewählten Bodenabstands an verschiedenen Stellen der Arbeitsbreite des Erntevorsatzes zu kontrollieren und bei Bedarf nachzuregeln, indem die Sollvorgabe geändert und/oder die Sensitivität und/oder die Reaktionsgeschwindigkeit der elektronischen Steuerung angepasst wird. Das gilt insbesondere dann, wenn der Erntevorsatz mehrteilig ausgeführt ist und die einzelnen Teile des Erntevorsatzes für sich höhenverstellbar oder zumindest um die in Fahrtrichtung weisende Längsachse schwenkbar sind. Die Anzeige der mehreren gemessenen absoluten Bodenabstandswerte ermöglicht dem Fahrer diese Kontrolle.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wertet die elektronische Rechnereinheit die erfassten Sensorwerte statisch aus und bringt das Ergebnis der statistischen Auswertung in der Anzeigevorrichtung zur Anzeige. Die statistische Auswertung kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Durchschnittswert und/oder Maximalabweichungen vom Sollwert für die von einer Messvorrichtung in einem Zeitintervall gemessenen Bodenabstandswerte ermittelt und angezeigt werden. Es ist auch möglich, im Rahmen der statistischen Auswertung Indikatoren für eine Standardabweichung als einen Hinweis auf die Exaktheit der Höhenführung zu berechnen und dem Fahrer den Indikatorwert anzuzeigen, damit dieser weiß, wie genau die Höhenführung des Erntevorsatzes im Bereich einer jeweiligen Messvorrichtung arbeitet. Andere statistische Auswertungen sind natürlich ebenfalls ergänzend oder alternativ möglich. Eine Anzeige des Indikators ermöglicht es dem Fahrer, die bisherigen Einstellungen für die Sensibilität, die Reaktivität und/oder die Arbeitshöhe zu überprüfen und gegebenenfalls Anpassungen an den bisherigen Einstellungen vorzunehmen, um die Regelungsgenauigkeit zu verbessern. Anstelle oder ergänzend zu den Indikatoren können von der elektronischen Rechnereinheit auch Vorschläge für den Fahrer angezeigt werden, welche Einstellungen er verändern sollte, wenn er die Regelgenauigkeit der Höhenverstellung des Erntevorsatzes verbessern möchte. So können grüne oder rote Pfeile angezeigt werden, die dem Fahrer vorschlagen, einen bisherigen Wert für einen voreingestellten Parameter zu erhöhen oder abzusenken. Die Anzeigen können in einer gesonderten Anzeigevorrichtung angezeigt werden, die in der Fahrerkabine der Erntemaschine für den Betrieb des Erntevorsatzes installiert wird und die nur die erntevorsatzspezifischen Betriebsdaten anzeigt, oder die Anzeige erfolgt über ein Anzeigefenster in einem in der Erntemaschine standardmäßig oder als Sonderausstattung vorhandenen Anzeige- und Bedienbildschirm, der dann über eine Schnittstelle zwischen der elektronischen Rechnereinheit und der Elektronik der Erntemaschine mit den entsprechenden dafür erforderlichen Daten versorgt wird.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Gegenstand der statistischen Auswertung und/oder der Gegenstand der Anzeige in der Anzeigevorrichtung mit einer Bedieneingabe in die elektronische Rechnereinheit auswählbar. Die elektronische Rechnereinheit kann vorsehen, dass der Fahrer über eine Bedieneingabe aus einem Menü auswählt, ob überhaupt und welche statistische Auswertung er wünscht. So kann er beispielsweise auswählen, ob er sich die Durchschnittswerte der absoluten Abstandsdaten anzeigen lassen will, aus welchem zurückliegenden Zeitintervall die Durchschnittswerte gebildet werden sollen, oder ob er nur die Standardabweichungsdaten sehen möchte, auch hier aus welchem Zeitintervall diese ermittelt worden sein sollen, oder ob ihm Bewertungen angezeigt werden sollen, die aus der statistischen Auswertung folgen, wie beispielsweise Vorschläge für Veränderungen an den aktuell ausgewählten Einstellungen und welche das sein sollen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung nutzt die elektronische Rechnereinheit Ergebnisse der statistischen Auswertung dazu, Stellgrößen in den Regelungsalgorithmen zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes durch ein Stellsignal zu verändern.
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Die Veränderung kann automatisiert erfolgen, so dass Verbesserungen in der Regelung der Höhen- und Seitenverstellung nicht davon abhängig sein müssen, dass der Fahrer Standardabweichungen erkennt und darauf richtig reagiert. Die softwaregestützte und bevorzugt automatisierte Anpassung der Stellgrößen kann den Fahrer von laufenden Kontroll- und Anpassungsaufgaben entlasten und die Regelung so beeinflussen, dass der vorgewählte Sollwert für die Arbeitshöhe noch genauer eingehalten wird. Dabei kann die elektronische Rechnereinheit insbesondere auch die Einstellungen für die Sensibilität und/oder die Reaktivität in der Rechnereinheitssoftware verändern. In der elektronischen Rechnereinheit kann eine softwaregestützte Selbstlernfunktion enthalten sein, die die Auswirkung von vorgenommenen Veränderungen an den Einstellungen ermittelt, diese auswertet und entscheidet, ob diese richtig oder falsch waren, ob weitere Anpassungen erforderlich sind und ob diese in die eine oder andere Richtung der Verstellbarkeit ausfallen sollten. Die Regelungsalgorithmen können direkt in der elektronischen Rechnereinheit des Erntevorsatzes abgespeichert sein, so dass die Bereitstellung und Verarbeitung der Stellgrößen problemlos möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass die Regelungsalgorithmen in der Rechnereinheitssoftware der Erntemaschine abgespeichert sind. In diesem Fall müsste die elektronische Rechnereinheit die Stellgrößen über eine Schnittstelle der Rechnereinheitselektronik der Erntemaschine übermitteln, damit diese die Stellgrößen weiterverarbeitet. Die Regelungsautomatik kann wahlweise über eine Bedieneingabe seitens des Fahrers ein- und ausschaltbar ausgestaltet sein.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung nutzt die elektronische Rechnereinheit Ergebnisse der statistischen Auswertung dazu, die von den Messvorrichtungen erfassten Sensorwerte zu verändern, bevor diese an die Rechnereinheitselektronik der Erntemaschine und/oder an die Stellvorrichtung übermittelt werden. Erkennt die elektronische Rechnereinheit beispielsweise, dass die erntemaschinenseitige Elektronik zu träge auf Abstandsveränderungen reagiert, können die von den Messvorrichtungen an die elektronische Rechnereinheit übermittelten Sensorwerte von der elektronischen Rechnereinheit vergrößert oder verkleinert werden, bevor diese sie an die an die Rechnereinheitselektronik der Erntemaschine übermittelt. Durch die Übermittlung von Sensordaten, die größer oder kleiner als die tatsächlichen aktuellen Abstandswerte sind, kann die Rechnereinheitselektronik der Erntemaschine dazu veranlasst werden, schneller stärkere Stellsignale an die Stellvorrichtungen zu übermitteln, mit denen die Arbeitshöhe angepasst wird. Verringert sich der Ist- Bodenabstand von 5 cm auf 3 cm, kann beispielsweise ein Bodenabstand von nur noch 1 cm gemeldet werden, um ein schnelleres Anheben des Erntevorsatzes durch die erntemaschinenseitige Regelung der Höhen-Rechnereinheit zu provozieren. Erhöht sich der Bodenabstand von 5 cm auf 7 cm, können Sensorwerte von 9 cm von der elektronischen Rechnereinheit an die Elektronik der Erntemaschine gemeldet werden, um die Absenkbewegung der erntemaschinenseitigen Regelung der Höhen-Rechnereinheit zu beschleunigen. Die Regelungscharakteristik der erntemaschinenseitigen Höhenregelung des Erntevorsatzes wird dadurch schneller. Umkehrt ist es auch möglich, die von den Messvorrichtungen an die elektronische Rechnereinheit übermittelten Sensorwerte von der elektronischen Rechnereinheit entsprechend zu vergrößern oder zu verkleinern, um eine zu nervöse Höhenregelung, die zu Übertreibungen neigt, zu beruhigen. Kleiner werdende Bodenabstände werden dann in der Tendenz größer gemeldet, und größer werdende Bodenabstände werden kleiner gemeldet.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung die elektronische Rechnereinheit Ergebnisse der statistischen Auswertung dazu nutzt, ein Warnsignal auszugeben, dass die vorgewählte Arbeitshöhe zu tief oder zu hoch ausgewählt ist. Ergibt die statistische Auswertung, dass die Höhenregelung des Erntevorsatzes auf den vorgewählten Sollwert häufiger zu einem unerwünschten Bodenkontakt führt, oder erkennt die elektronische Rechnereinheit aus der statistischen Auswertung der Abstandsdaten, dass der Ackerboden sehr uneben ist und sich deshalb nicht für die vorgewählte Soll-Arbeitshöhe eignet, so kann das ausgegebene Warnsignal den Fahrer dazu veranlassen, den vorgewählten Sollwert für die Arbeitshöhe zu erhöhen. Das Risiko, dass der Erntevorsatz durch einen zu niedrigen Sollwert für die Arbeitshöhe beschädigt werden könnte, ist dadurch verringert. Genauso kann die elektronische Rechnereinheit erkennen, dass der Sollwert für die Arbeitshöhe zu hoch ausgewählt worden ist. Auch in diesem Fall kann das ausgegebene Warnsignal dazu führen, dass der Fahrer den vorgewählten Zahlwert für die Arbeitshöhe absenkt.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung nutzt die elektronische Rechnereinheit Ergebnisse der statistischen Auswertung dazu, durch ein Stellsignal Stellgrößen in den Regelungsalgorithmen zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes in permanenten vorprogrammierten Regelschleifen zu verändern, um die Höhenführung des Erntevorsatzes zu optimieren. Durch die permanenten vorprogrammierten Regelschleifen kann die elektronische Rechnereinheit kontinuierlich daran arbeiten, die Regelungsalgorithmen zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes zu verbessern. Über die Programmierung können beispielsweise softwaregesteuert die Sensitivität und/oder die Reaktionsgeschwindigkeit der Rechnereinheit verändert werden, um sodann die Auswirkung der Veränderung im Rahmen der statistischen Auswertung zu beobachten und zu entscheiden, ob die Veränderung die Höhenführung verbessert hat oder nicht. Bei einer Verbesserung ist zu entscheiden, ob die soeben vorgenommene Veränderung in einem weiteren Schritt in die zuvor eingeschlagene Richtung fortgeführt wird oder ob die gefundene Einstellung beibehalten wird. Bei einer Verschlechterung ist zu entscheiden, dass die Veränderung zurückgenommen wird und nach der Umsetzung der Rücknahme entweder eine andere Veränderung ausprobiert oder keine Veränderung vorgenommen wird. Nach diesem Muster ist die elektronische Rechnereinheit ein selbstlernendes System, das die Höhenführung automatisch verbessern kann.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Rechnereinheit in einem dem Erntevorsatz zugeordneten Steuergerät angeordnet. Das Steuergerät kann an dem Erntevorsatz angeordnet sein, es kann sich aber auch auf der Erntemaschine befinden. Durch das spezielle Steuergerät für den Erntevorsatz können alle die Höhenanzeige betreffenden elektronischen Komponenten einschließlich der Energieversorgung der elektronischen Bauteile und der Kommunikationsmittel der Messvorrichtungen mit der elektronischen Rechnereinheit auf dem Erntevorsatz betriebsfertig montiert vorhanden sein. Bei dem Anbau des Erntevorsatzes auf dem Feld muss dann nur noch ein elektrischer Anschluss zwischen dem Erntevorsatz und der Erntemaschine hergestellt werden, entweder nur zur Versorgung mit elektrischer Energie oder zusätzlich auch eine Datenverbindung zur Erntemaschine zum Austausch der Sensor- und/oder Anzeigedaten. Die elektronische Rechnereinheit verfügt über eine elektronische Schnittstelle, die dem Datenaustausch nach dem Anschluss des Erntevorsatzes an die Erntemaschine dient. Je nachdem, ob die elektronische Rechnereinheit auf dem Erntevorsatz oder auf der Erntemaschine montiert ist, wird über die Schnittstelle der Datenaustausch mit den Messvorrichtungen oder mit der Elektronik der Anzeigevorrichtung abgewickelt. Insbesondere dann, wenn eine Erntemaschine nicht dauerhaft nur mit einem einzigen bestimmten Erntevorsatz betrieben wird, ist es vorteilhaft, ein besonderes dem Erntevorsatz zugeordneten Steuergerät vorzuhalten, weil der Erntevorsatz dann unter Mitnahme des Steuergeräts an wechselnde Erntemaschinen angebaut betrieben werden kann. Die für den Betrieb des Erntevorsatzes gemäß dieser Erfindung erforderliche Hardware- und Softwareausstattung ist dann immer betriebsfertig vorhanden. Die im Steuergerät vorhandene elektronische Rechnereinheit kann softwareseitig dazu ausgelegt sein, beim Anschluss an eine Erntemaschine alle Betriebsroutinen zu durchlaufen, um zusammen mit der Erntemaschine betrieben werden zu können. Dabei können spezifische Anmelde- und Betriebsroutinen einzelner Hersteller von Erntemaschinen berücksichtigt sein. Das Steuergerät und die darauf gespeicherte elektronische Rechnereinheit können dazu ausgelegt sein, entweder eine eigene Anzeigevorrichtung für den Erntevorsatz und/oder eine Anzeigevorrichtung anzusteuern, die standardmäßig oder als Sonderausstattung auf der Erntemaschine vorhanden ist.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden einzelne oder alle Sensorwerte in der Anzeigevorrichtung zusätzlich zur Anzeige als absolute Zahlwerte mit einem den Bodenabstand eines oder mehrerer Sensorwerte repräsentierenden grafischen Symbol angezeigt. Eine kombinierte Anzeige der absoluten Zahlwerte mit einem grafischen Symbol erleichtert das Ablesen und die Kontrolle der Anzeige. Als grafisches Symbol kann beispielsweise ein Balkendiagramm verwendet werden, das durch die Balkenhöhe das jeweilige gemessene Abstandsmaß eines, mehrerer oder aller Sensoren anzeigt. Es können auch Halb-, Vollkreise oder sonstige grafische Symbole verwendet werden. Dabei können einzelne Sensorwerte ausgewählt sein, wie beispielsweise nur die beiden äußeren Sensoren, oder es können die Zahlwerte mehrerer Sensoren zusammengerechnet und in einem gemeinsamen grafischen Symbol angezeigt werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird in der Anzeigevorrichtung zusätzlich zum dem den Bodenabstand repräsentierenden Symbol ein grafisches Symbol zur Visualisierung der lateralen Schwenklage des Erntevorsatzes angezeigt. Für den Fahrer der Erntemaschine ist es nicht nur interessant, zu wissen, in welchem Abstand sich die einzelnen Sensoren zum Boden befinden, es ist auch von Interesse, in welcher lateralen Schwenklage sich der Erntevorsatz befindet. Die aktuelle laterale Schwenklage kann durch ein entsprechendes grafisches Symbol leicht erkennbar visualisiert werden, wie beispielsweise einem Querbalken, der in einer der aktuellen Schwenklage entsprechenden Lage im Verhältnis zur Waagerechten in der Anzeige dargestellt ist..
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung zeigen die grafischen Symbole eine statistische Auswertung der Sensorwerte an. Die grafischen Symbole müssen nicht unbedingt nur die aktuellen absoluten Zahlwerte darstellen, in ihre Anzeige können auch statistische Auswertungen einfließen. So können die grafischen Symbole beispielsweise Durchschnittswerte für den Bodenabstand in einem Zeitintervall, maximale Abweichungen vom Sollwert in einem Zeitintervall, durchschnittliche Standardabweichungen in einem Zeitintervall und dergleichen visualisiert anzeigen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der gegenständlichen Beschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: einen Mähdrescher mit einem Erntevorsatz,
- 2: ein Ablaufschema zur Erfassung und Anzeige von Sensorwerten, und
- 3: eine Anzeigevorrichtung mit der Anzeige der absoluten Zahlwerte sowie zusätzlicher grafischer Symbole.
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In 1 ist ein Mähdrescher als ein Beispiel für eine Erntemaschine 2 gezeigt. Die Erntemaschine 2 ist an dem in Arbeitsrichtung weisenden Ende mit einem Erntevorsatz 4 ausgestattet, im Ausführungsbeispiel mit einem Getreideschneidwerk. Die Arbeitshöhe H des Erntevorsatzes 4 wird mittels einer elektronischen Rechnereinheit 6 eingestellt. Um den Erntevorsatz 4 auf einen vorgewählten Sollwert der Arbeitshöhe H einstellen zu können, ist der Erntevorsatz 4 mit einer Messvorrichtung 8 ausgestattet. Die Messvorrichtung 8 enthält einen Sensor, mit dem ein Wert für den Bodenabstand D ermittelt werden kann, um den der Erntevorsatz 4 zum Boden G beabstandet ist. Der von der Messvorrichtung 8 ermittelte Wert stellt als Sensorwert 40 den Istwert dar, den der Erntevorsatz 4 aktuell als Abstand zum Boden G aufweist. Damit der Sensorwert 40 tatsächlich dem aktuellen Abstandswert entspricht, muss der Sensor der Messvorrichtung 8 entweder in der Höhe angeordnet sein, für die die Arbeitshöhe H vorgewählt wurde, oder es wird bei den Sensorwerten 40 jeweils ein entsprechender Korrekturwert hinzuaddiert oder abgezogen, um den der Sensor der Messvorrichtung 8 höher oder tiefer positioniert ist.
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Die elektronische Rechnereinheit 6 vergleicht den Sensorwert 40 mit einem zuvor in die elektronische Rechnereinheit 6 eingegebenen Sollwert 42 für den Bodenabstand. Stellt die elektronische Rechnereinheit 6 eine Differenz 44 zwischen den beiden Werten fest, so übermittelt die elektronische Rechnereinheit 6 ein Stellsignal 46 an eine Stellvorrichtung 10. Im Ausführungsbeispiel sind in der Erntemaschine 2 zwei Stellvorrichtungen 10 vorhanden, nämlich ein Hydraulikzylinder als Stellvorrichtung 10a, mit dem der Einzugskanal höhenverstellbar ist, um den Erntevorsatz 4 anzuheben oder abzusenken, sowie eine weitere Stellvorrichtung 10b in Gestalt eines weiteren Hydraulikzylinders, mit dem die Haspel des Schneidwerks angehoben oder abgesenkt werden kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann es so sein, dass für einen Erntevorsatz 4 nicht nur eine Arbeitshöhe H geregelt wird, sondern eine oder mehrere weitere Arbeitshöhen für andere Aggregate des Erntevorsatzes 4. Genauso kann eine Stellvorrichtung 10 vorhanden sein, die die Querlage eines Erntevorsatzes laufend verändert, um die Lage des Erntevorsatzes an schräge Flächen in dem zu bearbeitenden Feld anzupassen, die aber im Ausführungsbeispiel nicht eingezeichnet ist. Wenn die elektronische Rechnereinheit 6 ein Stellsignal 46 an die Stellvorrichtung 10a, 10b übermittelt, setzt die Rechnereinheit der Stellvorrichtung 10a, 10b das Stellsignal 46 entsprechend um, so dass sich die Arbeitshöhe H beim Erntevorsatz 4 entsprechend des übermittelten Stellsignals 46 verändert.
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In der Kabine der Erntemaschine 2 befindet sich eine Anzeigevorrichtung 12. Die elektronische Rechnereinheit 6 ist mit der Anzeigevorrichtung 12 verbunden. Um einen aktuellen Sensorwert 40 in der Anzeigevorrichtung 12 zur Anzeige zu bringen, übermittelt die elektronische Rechnereinheit 6 den entsprechenden Sensorwert 40 an die Anzeigevorrichtung 12. Genauso können in der Anzeigevorrichtung 12 auch Signale als Ergebnis einer statistischen Auswertung 48 und/oder Warnsignale 52 angezeigt werden.
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Die elektronische Rechnereinheit 6 kann außerdem mit der Rechnereinheitselektronik 16 der Erntemaschine 2 verbunden sein. Je nach Auslegung der elektronischen Rechnereinheit 6 können die Sensorwerte 40 auch in die Rechnereinheitselektronik 16 der Erntemaschine 2 übertragen werden.
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Im Ausführungsbeispiel ist die elektronische Rechnereinheit 6 in einem Steuergerät 14 angeordnet. Die elektronische Rechnereinheit 6 besteht aus einer elektronischen Hardware sowie einer zugehörigen geeigneten Software. Das Steuergerät 14 kann ein Bestandteil der Rechnereinheitselektronik 16 der Erntemaschine sein. Es ist aber auch möglich, dass das Steuergerät 14 als ein separates Steuergerät ausgestaltet ist, das sich an dem Erntevorsatz 4 befindet oder das in der Kabine oder an anderer Stelle der Erntemaschine 2 beim Anbau des Erntevorsatzes 4 an die Erntemaschine 2 montiert wird, um erfindungsgemäß betrieben zu werden.
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In 2 ist ein Ablaufschema zur Erfassung und Anzeige von Sensorwerten 40 gezeigt. Die Sensorwerte 40, die von der oder den Messvorrichtungen 8 gemessen werden, werden von der elektronischen Rechnereinheit 6 erfasst. Die elektronische Rechnereinheit 6 hat Zugriff auf zuvor eingegebene Sollwerte 42 für die Arbeitshöhe H. Wird bei einem Vergleich der Sensorwerte 40 mit den Sollwerten 42 eine Differenz 44 festgestellt, so wird ein Stellsignal 46 an eine Stellvorrichtung 10 ausgegeben, um die räumliche Lage des Erntevorsatzes 4 oder einer entsprechenden Komponente an den Sollwert 42 anzupassen. Wird keine Differenz festgestellt, muss auch kein Stellsignal 46 generiert werden.
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Die von der elektronischen Rechnereinheit 6 erfassten Sensorwerte 40 können außerdem einer statistischen Auswertung 48 zugeführt werden. Was als statistische Auswertung 48 ausgeführt wird, kann je nach Ausführung der elektronischen Rechnereinheit 6 über eine Bedieneingabe 50 ausgewählt werden. Das Ergebnis der statistischen Auswertung 48 kann ebenfalls in der Anzeigevorrichtung 12 zur Anzeige gebracht werden. Natürlich werden in der Anzeigevorrichtung 12 auch die Sensorwerte 40 zur Anzeige gebracht, die die elektronische Rechnereinheit 6 erfasst und ebenfalls an die Anzeigevorrichtung 12 übertragen hat.
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Die Ergebnisse der statistischen Auswertung 48 können von der elektronischen Rechnereinheit 6 in einem Änderungsschritt 54 auch dazu genutzt werden, die von den Messvorrichtungen 8 erfassten Sensorwerte 40 zu verändern, bevor diese als Stellsignale 46 an die Rechnereinheitselektronik 16 der Erntemaschine 2 bzw. an die Rechnereinheitselektronik der Stellvorrichtung 10 übermittelt werden.
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Die statistische Auswertung 48 kann auch dazu genutzt werden, um ein Warnsignal 52 auszugeben, das ebenfalls an die Anzeigevorrichtung 12 übermittelt werden kann. Das Warnsignal 52 kann aber auch akustisch ausgegeben werden.
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Schließlich können die Ergebnisse der statistischen Auswertung 48 auch dazu genutzt werden, durch Stellsignale 46 Stellgrößen in den Regelungsalgorithmen zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes 4 in permanenten vorprogrammierten Regelschleifen zu verändern, um die Höhenführung des Erntevorsatzes 4 zu optimieren. Eine solche permanente Regelschleife kann durch eine geeignete Programmierung der Software dargestellt werden.
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In 3 ist eine Anzeigevorrichtung 12 gezeigt, in der die absoluten Zahlwerte 56 für jeden Sensorwert 40 als Zahlwerte angezeigt sind. Im Ausführungsbeispiel werden die Zahlwerte 56 für fünf Sensoren angezeigt. Davon abweichend können auch die Zahlwerte 56 für einen, zwei, drei oder sonstige Anzahlen von Sensoren angezeigt werden. Die jeweiligen für den betreffenden Sensor angezeigten Zahlwerte 56 sind in einem Balken als grafisches Symbol 58 dargestellt, dessen jeweilige angezeigte Höhe zu dem Zahlwert 56 des jeweiligen Sensorwertes in der Anzeige korreliert und sich verändert, wenn sich auch der Zahlwert 56 verändert. So könnte der Balken für den mittleren Sensor, dessen Zahlenwert in der gezeigten Anzeige 1 beträgt, bei einem Sensorwert von 5 auch in einer der gestrichelt dargestellten fünffachen Höhe dargestellt werden, wenn sich der Sensorwert entsprechend verändert hat.
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Als Referenz kann der Sollwert 42 ebenfalls in der Anzeige als absoluter Zahlwert 56 sowie als Balken dargestellt werden.
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Im unteren Bereich der Anzeige in der Anzeigevorrichtung 12 ist ein weiterer Balken als grafisches Symbol 60 zur Darstellung der Schwenklage des Erntevorsatzes 4 im Verhältnis zur Waagerechten gezeigt. Die Waagerechte ist als gestrichelte Linie 62 dargestellt. Je nach aktueller Schwenklage des Erntevorsatzes 4 verändert sich die dargestellte Lage des Balkens, der um den Drehpunkt 64 in Richtung der Doppelpfeile an den Enden des Balkens dreht. Abweichend vom Ausführungsbeispiel sind auch andere Darstellungen der Schwenklage des Erntevorsatzes 4 möglich.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsbeispiele auf eine ihm geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um sie an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4406892 A1 [0002]
- DE 102004032065 [0002]
