DE102020123639A1

DE102020123639A1 - Energieverwaltungssystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, Verfahren zum Leistungsoptimierten Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern und landwirtschaftliche Verteilmaschine

Info

Publication number: DE102020123639A1
Application number: DE102020123639.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Johann Braun
Original assignee: Horsch Maschinen GmbH
Current assignee: Horsch Maschinen GmbH
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-03-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energieverwaltungssystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10), mit einer Energieversorgungseinrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie, mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern (50), welche von der Energieversorgungseinrichtung (60) mit elektrischer Energie versorgt werden, und mit einer Steuereinrichtung (100) zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher (50). Um ein leistungsoptimiertes Schalten der elektrischen Verbraucher (50) zu erreichen ist vorgesehen, dass den elektrischen Verbrauchern (50), vorzugsweise auf elektrische Energie basierte, Prioritäten zugewiesen und/oder zuweisbar sind und die Steuereinrichtung (100) eingerichtet ist, das Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher (50) in einer auf den Prioritäten basierten Reihenfolge auszuführen.Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum leistungsoptimierten Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern (50), sowie eine landwirtschaftliche Verteilmaschine (120).

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieverwaltungssystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, vorzugsweise für eine Verteilmaschine. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum leistungsoptimierten Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine landwirtschaftliche Verteilmaschine.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen wie bspw. Feldspritzen, Düngerstreuer, Sämaschinen oder dergl. werden zunehmend mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern, wie bspw. Motoren, Ventilen oder dergl. ausgestattet. Um die elektrischen Verbraucher betreiben zu können, werden an der Arbeitsmaschine, oder an einer Zugmaschine der Arbeitsmaschine, Energieversorgungseinrichtungen mitgeführt. Eine Arbeitsmaschine mit einer derartigen Energieversorgungseinrichtung wurde bspw. durch die EP 1 273 217 A1 bekannt.
Bei großen Arbeitsmaschinen mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern, insbesondere bei großen Verteilmaschinen mit vielen elektrischen Verbrauchern bspw. in Form von Dosiermotoren tritt jedoch insbesondere bei der Inbetriebnahme, das heißt beim gleichzeitigen Aktivieren der elektrischen Verbraucher das Problem auf, dass zumindest kurzzeitig eine sehr hohe elektrische Energiemenge von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellt werden muss. Dies kann jedoch dazu führen, dass es zu Überlastungen und einem Ansprechen von Sicherungen kommen kann, und es zudem häufig mitunter auch zum Zusammenbrechen der Energieversorgung kommt.
Um dem entgegenzuwirken, wurden bislang in der Regel entsprechend groß dimensionierte Energieversorgungseinrichtungen eingesetzt, welche jedoch sehr teuer sind und insbesondere bei selbstfahrenden oder autonomen Fahrzeugen nur bedingt eingesetzt werden können, wobei diese jedoch wiederum beim gleichzeitigen Aktivieren von zu vielen Verbrauchern ebenso zusammenbrechen können.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern zu schaffen, bei der eine optimierte Energieversorgungseinrichtung eingesetzt werden kann und bei der die Betriebssicherheit der Energieversorgungseinrichtung verbessert wird.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Energieverwaltungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1, durch ein Verfahren zum leistungsoptimierten Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern mit den Merkmalen des Verfahrensanspruch 9, sowie durch eine landwirtschaftliche Verteilmaschine mit den Merkmalen des Anspruch 10. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.
Die Erfindung betrifft ein Energieverwaltungssystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, vorzugsweise für eine landwirtschaftliche Verteilmaschine. Die Arbeitsmaschine umfasst eine Energieversorgungseinrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie, eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern, welche von der Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden und eine Steuereinrichtung zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher.
Um eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern zu schaffen, bei der eine optimierte Energieversorgungseinrichtung eingesetzt werden kann und bei der die Betriebssicherheit der Energieversorgungseinrichtung verbessert wird ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass den Verbrauchern, vorzugsweise auf elektrischer Energie (z.B. Stromaufnahmen, Spannungsaufnahmen, Leistungsaufnahmen) basierte, Prioritäten zugewiesen und/oder zuweisbar sind und die Steuereinrichtung eingerichtet ist, das Aktivieren und/oder Deaktivieren der Verbraucher in einer auf den Prioritäten basierten Reihenfolge auszuführen.
Infolge der Erfindungsgemäßen Maßnahmen, das heißt mittels des erfindungsgemäßen Energieverwaltungssystem erfolgt somit ein leistungsoptimiertes Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern, wodurch insbesondere kurzzeitige Hohe durch die elektrischen Verbraucher hervorgerufene Energieaufnahmen reduziert werden können und somit auch insbesondere kompakt und einfach bauende Energieversorgungseinrichtungen eingesetzt werden können.
Mittels des erfindungsgemäßen Energieverwaltungssystem wird somit die von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte Energie zu jederzeit optimal genutzt.
Die Energieversorgungseinrichtung kann bspw. eine Lichtmaschine, ein Generator, eine Batterie und/oder dergl. sein. Die Energieversorgungseinrichtung kann zweckmäßig insbesondere jegliche Art von elektrischer Energie (z.B. Strom, Spannung) bereitstellender Einrichtung sein.
Die Gesamtheit der elektrischen Verbraucher, die Steuereinrichtung und die Energieversorgungseinrichtung bilden zweckmäßig ein Bordnetz.
Das Bordnetz kann eine Bordnetzspannung von 12 Volt, 24 Volt und/oder 48 Volt aufweisen, das heißt die Energieversorgungseinrichtung kann zweckmäßig als Energie eine Bordnetzspannung von 12 Volt, 24 Volt und/oder 48 Volt bereitstellen.
Die elektrischen Verbraucher können zweckmäßig durch Motoren, Ventile, Sensoren, Rechnereinheiten, Beleuchtungseinrichtungen und/oder dergl. gebildet sein, wobei diese jeweils zu deren Betrieb mittels einer von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellten Energie mit elektrischer Energie versorgt werden.
Im Kontext der Erfindung kann ein Aktivieren und/oder Deaktivieren ein Einschalten- und/oder Ausschalten umfassen. Ein Aktivieren und/oder Deaktivieren kann alternativ oder ergänzend ein Bestromen und/oder ein Steuern und/oder Regeln umfassen und bspw. auch ein Bestromen und/oder ein Ansteuern mittels einer entsprechenden Rampe umfassen.
Ein Deaktivieren kann zweckmäßig insbesondere derartig erfolgen, dass bei einem zumindest teilweisen Ausfallen der Energieversorgungseinrichtung die elektrischen Verbraucher zur Durchführung von sicherheitsrelevanten Funktionen als letztes deaktiviert (z.B. ausgeschalten) werden und nicht sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher bevorzugt deaktiviert werden.
Es ist möglich, dass die Prioritäten durch mittels Sensoren erfasster, die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher bestimmender, Kennwerte (z.B. Stromwerte, Spannungswerte, Leistungswerte) definiert sind. So kann anhand der sensorisch erfassten Energieaufnahme definiert werden wieviel Energie ein jeweiliger elektrischer Verbraucher (z.B. zu jedem Zeitpunkt) benötigt und anhand der Energieaufnahme die Priorität derartig definiert werden, dass eine von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte maximal Energiemenge nicht überschritten wird.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Prioritäten durch mittels Berechnungsalgorithmen generierter, die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher bestimmende, Kennwerte (z.B. Stromwerte, Spannungswerte, Leistungswerte) definiert sind. Das heißt, dass bspw. anhand einer Stromaufnahme eines elektrischen Verbrauchers, bspw. eines Motors, mittels Berechnungsalgorithmen jeweils die benötige Energieaufnahme (z.B. Energiemenge) generiert, das heißt berechnet, werden kann und wiederum anhand der Energieaufnahme die Priorität derartig definiert wird, dass eine von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte maximale Energiemenge nicht überschritten wird.
Wobei es auch denkbar ist, dass der Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung mittels Sensoren erfasst wird und wiederum die Reihenfolge durch einen Auslastungsgrad definiert wird. Das heißt, die Reihenfolge erfolgt derartig, dass ein Auslastungsgrad nie 100% beträgt. Alternativ oder ergänzend hierzu wäre auch eine Messung der Bordnetzspannung denkbar, wobei wiederum anhand der Bordnetzspannung auf den Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung rückgeschlossen werden kann.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Prioritäten durch mittels der elektrischen Verbraucher mittelbar und/oder unmittelbar auszuführender Funktionen, definiert sind. Wobei die elektrischen Verbraucher hierfür auch in Hauptverbraucher (z.B. Antriebsmotor) und Nebenverbraucher (z.B. Klimaanlage) unterteilt werden können. Das heißt, dass die Priorität jeweils anhand einer Funktion höher oder geringer sein kann, so dass eine Energieversorgung für höher Priorisierten Komponenten dauerhaft gewährleistet werden kann.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich das die Prioritäten durch eine freie Wählbarkeit definiert sind. So dass bspw. eine Bedienperson die Reihenfolge und/oder die Prioritäten frei zuweisen kann.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Prioritäten durch Betriebszustände der elektrischen Verbraucher definiert sind. So dass bspw. mittels Rückkoppelung von Sensorwerten und anhand des somit erfassten Betriebszustand die Priorität definierbar ist. So können bspw. auch Solldrehzahlen von Motoren entsprechend mit ausgewertet werden oder es können Prioritäten anhand von unterschiedlichen Betriebszuständen des jeweiligen elektrischen Verbrauchers unterschiedlich sein.
Auch kann der Betriebszustand bspw. durch ein Anlaufmoment eines Motors definiert sein.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Prioritäten durch einen definierten und/oder definierbaren Zeitversatz definiert sind. Dies kann bedeuten, dass ein vorgegebener und/oder vorgebbarer Zeitversatz zwischen dem Aktivieren und/oder Deaktivieren von zumindest zwei elektrischen Verbrauchern vorgesehen ist.
Um möglichst flexibel einsetzbare elektrische Verbraucher an der Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass zumindest einige der Vielzahl an elektrischen Verbrauchern in zumindest zwei unterschiedlichen Betriebsmodus betreibbar sind und dass den elektrischen Verbrauchern in Abhängigkeit der Betriebsmodus unterschiedliche Prioritäten zugewiesen und/oder zuweisbar sind.
So kann bspw. ein Betriebsmodus durch eine Feldfahrt definiert sein und ein anderer Betriebsmodus durch eine Straßenfahrt definiert sein, wobei bei der Straßenfahrt die Prioritäten in Abhängigkeit von für die Einhaltung der StVo (Straßenverkehrsordnung) erforderlichen Funktionen der elektrischen Verbraucher erfolgt. So kann bspw. eine Beleuchtungseinrichtung zwei Betriebsmodus aufweisen, bspw. in Form eines Straßenfahrtmodus und eines Feldarbeitsmodus. Wobei die Beleuchtungseinrichtung im Straßenfahrtmodus eine höhere, das heißt vorrangigere Priorität aufweisen kann als im Feldarbeitsmodus.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Energieverwaltungssystem kann vorgesehen sein, dass die Arbeitsmaschine und/oder die elektrischen Verbraucher in zumindest zwei unterschiedlichen Betriebsstrategien betrieben werden können. Wobei den unterschiedlichen Verbrauchern für unterschiedliche Betriebsstrategien unterschiedliche Prioritäten zugeordnet sind.
Die Betriebsstrategien können bspw. definiert sein durch eine Durchführung eines Arbeitsprozesses möglichst effektiv, möglichst exakt, möglichst schnell und/oder dergl. Die Betriebsstrategie kann zudem durch eine Fahrgeschwindigkeit definiert sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Prioritäten durch mittels der elektrischen Verbraucher mittelbar und/oder unmittelbar auszuführender Funktionen definiert sind, vorzugsweise durch sicherheitsrelevante Funktionen (z.B. Not-Aus) definiert sind, und dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, sicherheitsrelevante Funktionen durchführende elektrische Verbraucher mit höherer Priorität (z.B. bevorzugt, vorrangig) zu Aktivieren und/oder Deaktivieren.
So kann vorgesehen sein, dass die Prioritäten derartig definiert sind, dass bspw. eine Umfeldsensorik für bspw. eine autonome Arbeitsmaschine dauerhaft aktiviert (z.B. bestromt) ist. Auch können die Prioritäten derartig definiert sein, dass diese in einem Notfallprogramm betrieben werden können. Zweckmäßig kann auch vorzugsweise die Steuereinrichtung dauerhaft bestromt, d.h. aktiviert sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass die Steuereinrichtung zur zweckmäßigen Vorrangsteuerung von höher priorisierten elektrischen Verbrauchern eingerichtet ist.
Zur Definition der Prioritäten können auch sog. Priorisierungsmittel vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Priorisierungsmittel in Form einer hinterlegten Tabelle, in der vorzugsweise alle an der Arbeitsmaschine möglichen Anforderungen an die Energieversorgungseinrichtung mit zugeordneter individueller Priorität abgelegt sind, ausgebildet. Alternativ hierzu ist es auch möglich die Priorität für jede auftretende Anforderung (z.B. Funktion) online nach zuvor bestimmten Regeln zu bestimmen und der Anforderung zuzuordnen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es denkbar, dass die elektrischen Verbraucher mittels der Steuereinrichtung nur dann aktiviert und/oder deaktiviert werden, wenn eine ausreichende Energiemenge mittels der Energieversorgungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, Funktionen der elektrischen Verbraucher zu begrenzen, bspw. zu dimmen oder Komfortfunktionen zu deaktivieren (z.B. Klimaanlage), insbesondere Anhand eines Auslastungsgrad zu dimmen oder zu deaktivieren, vorzugsweise wenn dieser einen (z.B. definierten) Grenzwert übersteigt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es zudem denkbar, dass Redundante Systeme die gleiche Priorität aufweisen, und vorzugsweise deren Prioritäten nicht zueinander veränderbar sind.
Es ist möglich, dass die Reihenfolge durch definierte und/oder definierbare Zeitintervalle definiert wird.
Im Kontext der Erfindung kann die Reihenfolge auch durch eine Rangfolge definiert sein, so dass die Reihenfolge durch eine Rangfolge (z.B. von hoch zu niedrig oder von niedrig zu hoch) der Prioritäten definiert wird.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Reihenfolge durch mittels Sensoren erfasster Betriebszustandsinformationen der elektrischen Verbraucher definiert wird. So dass bspw. ein elektrischer Verbraucher erst aktiviert und/oder deaktiviert wird, nach dem ein anderer elektrischer Verbraucher einen bestimmten Betriebszustand (z.B. Position) erreicht oder eingenommen hat.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich das die Reihenfolge durch mittels Sensoren erfasster, die Energieaufnahmen der elektrischen Verbraucher bestimmende, Kennwerte (z.B. Stromwerte, Spannungswerte, Leistungswerte) definiert wird.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich das die Reihenfolge durch mittels Berechnungsalgorithmen generierter, die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher bestimmende, Kennwerte (z.B. Stromwerte, Spannungswerte, Leistungswerte) definiert wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass die Reihenfolge derartig definiert ist, dass eine von den elektrischen Verbrauchern benötigte maximale Energiemenge eine von der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte maximale Energiemenge zu keiner Zeit übersteigt einen maximalen Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung zu keiner Zeit übersteigt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, selbstständig eine Reihenfolge festzulegen, insbesondere Anhand benötigter Energiemengen festzulegen, vorzugsweise derartig, dass eine mittels der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte maximal Energie nicht überschritten wird und/oder ein maximaler Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung zu keiner Zeit überschritten wird.
Um ein leistungsoptimiertes Aktivieren und/oder Deaktivieren noch weiter zu verbessern kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von identischen elektrischen Verbrauchern (z.B. Dosiermotoren) vorgesehen ist, welchen unterschiedliche Prioritäten zuweisbar sind und/oder dass eine Vielzahl von identischen elektrischen Verbrauchern vorgesehen ist, wobei jeder elektrische Verbraucher (z.B. Dosiermotor) zumindest einer von zwei Gruppen von elektrischen Verbrauchern zugeordnet und/oder zuordenbar sind und dass die elektrischen Verbraucher der zumindest zwei Gruppen unterschiedliche Prioritäten aufweisen.
Somit kann bspw. eine Reihenfolge definiert werden, in der gleiche elektrische Verbraucher aktiviert und/oder deaktiviert werden sollen.
Es ist möglich, dass die Prioritäten der elektrischen Verbraucher basierend auf einer Anzahl an aktiven elektrischen Verbraucher veränderbar sind, vorzugsweise unter Berücksichtigung einer mittels der Energieversorgungseinrichtung bereitgestellten maximalen Energiemenge und/oder eines maximalen Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, auch beim Auftreten eines Fehlers der Energieversorgungseinrichtung, sicherheitsrelevante elektrische Verbraucher derartig zu Aktivieren und/oder Deaktivieren, dass die Arbeitsmaschine in einen sicheren Zustand, das heißt bspw. in einen für eine Bedienperson nicht gefahrbringenden Zustand, überführt werden kann.
Die Steuereinrichtung weist bspw. eine Rechnereinheit, einen Bordcomputer und/oder dergl. auf und umfasst und/oder bildet zudem einen, das Bordnetz bildenden, Steuer- und/oder Regelkreis, insbesondere einen elektrischen Steuer- und/oder Regelkreis, wobei der Steuer- und/oder Regelkreis zweckmäßig zur elektrischen Signal- und/oder Befehlsübertragung ausgebildet ist. Welche Signal- und/oder Befehlsübertragung auch drahtlos (z.B. mittels WLAN) erfolgen kann.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Steuern“ und „Regeln“ und „Steuereinrichtung“ und „Regelungseinrichtung“ sich auf elektronische und/oder pneumatische und/oder hydraulische Steuerungen oder Regelungen beziehen können, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben übernehmen können. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ umfasst sein. Ebenso kann bei Verwendung des Begriffs „Regeln“ gleichsam auch ein „Steuern“ damit umfasst sein.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen im Zusammenhang mit dem Energieverwaltungssystem offenbarte Merkmale auch Verfahrensgemäß und für eine landwirtschaftliche Verteilmaschine offenbart gelten und beanspruchbar sein. Die vorgenannten Aspekte und erfindungsgemäßen Merkmale und Ausführungsvarianten, insbesondere im Hinblick auf das Energieverwaltungssystem gelten somit auch für das Verfahren sowie für die Verteilmaschine und sind in beliebiger Weise und Frei miteinander kombinierbar. In umgekehrter Weise gilt das gleiche, so dass auch alle Aspekte, erfindungsgemäße Merkmale und Ausführungsvarianten die im Zusammenhang mit der Verfahren oder der Verteilmaschine offenbart sind, demnach auch für das Energieverwaltungssystem offenbart und entsprechend beanspruchbar sind.
Die Erfindung umfasst zur Lösung der Aufgaben zudem ein Verfahren zum leistungsoptimierten Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, vorzugsweise einer landwirtschaftlichen Verteilmaschine.
Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Energieversorgungseinrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Des Weiteren umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern, welche von der Energieversorgungseinrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden. Zudem ist Verfahrensgemäß ein Bereitstellen einer Steuereinrichtung zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher vorgesehen.
Das Verfahren ist gekennzeichnet durch eine Zuweisung von, vorzugsweise auf elektrischer Energie (z.B. Strom, Spannung, Leistung) basierten, Prioritäten zu den elektrischen Verbraucher und ein Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher in einer auf den Prioritäten basierten Reihenfolge mittels der Steuereinrichtung.
Die Erfindung umfasst zur Lösung der Aufgaben zudem eine landwirtschaftliche Verteilmaschine, vorzugsweise eine Feldspritze, Düngerstreuer, Saatmaschine und/oder dergl.
Die Verteilmaschine umfasst eine Vielzahl an elektrischen Verbrauchern, welche mit einem Energieverwaltungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aktivierbar und/oder deaktivierbar sind und/oder welche durch ein Verfahren nach Anspruch 9 aktivierbar und/oder deaktivierbar sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei einer Verteilmaschine insbesondere um eine Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine handelt. So dass gemäß der vorliegenden Beschreibung von der Definition einer Arbeitsmaschine auch eine Verteilmaschine und umgekehrt umfasst sind. Zudem sind von der Definition einer Arbeitsmaschine oder einer Verteilmaschine auch Maschinenkombinationen mit umfasst.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass die elektrischen Verbraucher dazu eingerichtet sind, einen Verteilprozess mittelbar (z.B. mit zusätzlichem Werkzeug wie bspw. einer Dosiereinrichtung) und/oder unmittelbar (z.B. ohne zusätzliches Werkzeug) zu beeinflussen.
Die Verteilmaschine, vorzugsweise die Feldspritze, der Düngerstreuer, die Saatmaschine oder dergl. kann als eine selbstfahrende oder als eine mittels eines Zugfahrzeug (z.B. Traktor) gezogene oder als eine an einem Zugfahrzeug angebaute (z.B. mittels Dreipunkt-Anhängung) Verteilmaschine ausgeführt sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß der vorliegenden Beschreibung unter die Definition einer Verteilmaschine auch Maschinenkombinationen subsumierbar sind, welche sich bspw. aus einem Zugfahrzeug und einer mittels des Zugfahrzeug gezogenen Feldspritze, Düngerstreuer, Saatmaschine oder dergl. zusammensetzt. Wobei mittels des erfindungsgemäßen Energieverwaltungssystem und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens somit sowohl für das Zugfahrzeug als auch für die gezogene Feldspritze, Düngerstreuer, Saatmaschine oder dergl. das Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher in einer auf den Prioritäten basierten Reihenfolge erfolgen kann, vorzugsweise mittels einer Steuereinrichtung erfolgen kann. Wobei wiederum die Steuereinrichtung und/oder die Energieversorgungseinrichtung nur und/oder sowohl dem Zugfahrzeug und/oder der Feldspritze, dem Düngerstreuer oder der Saatmaschine zugeordnet sein können.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, Merkmale und Aspekte der Erfindung sind beliebig und frei miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Es zeigen:

1 eine Perspektivansicht einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Form einer Verteilmaschine zur Verteilung landwirtschaftlicher Verteilgüter,
2A eine Schematische Draufsicht einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine gemäß der 1 mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern,
2B eine Draufsicht gemäß der 2A ohne Arbeitsmaschine jedoch mit einem schematisch dargestellten Bordnetz.

Die in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Energieverwaltungssystem, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Verteilmaschine ausgestaltet und ausgeführt sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
1 zeigt eine Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 10 in Form einer Verteilmaschine 10. Wobei die Verteilmaschine 10 eine Sämaschine ist. Die Verteilmaschine 10 könnte jedoch bspw. auch eine Feldspritze oder ein Düngerstreuer sein.
Die Verteilmaschine 10 dient zweckmäßig zur Verteilung landwirtschaftlicher Verteilgüter wie bspw. Düngemittel, Pflanzenschutzmittel und/oder Saatgut. Die Verteilmaschine 10 ist zudem als eine mittels eines Zugfahrzeug (z.B. Traktor) gezogene Verteilmaschine 10 ausgeführt. Die vorliegende Erfindung könnte jedoch ebenso bei selbstfahrenden Arbeitsmaschinen 10, respektive Verteilmaschinen 10 angewendet werden und/oder auch bei autonomen (z.B. vollautonom oder teilautonom) Arbeitsmaschinen 10 angewendet werden.
Die Arbeitsmaschine 10 umfasst eine Rahmenkonstruktion 14 mit einem Fahrwerk 16. Wobei am hinteren Ende der Rahmenkonstruktion 14 eine sich quer zur Fahrtrichtung FR erstreckende Trägerkonstruktion 18 mit einer Mehrzahl von einen Verteilprozess mit Hilfe von elektrischen Verbrauchern 50 ausführenden Reiheneinheiten 20 (z.B. Säschare) angeordnet sind. Zum Mitführen und Bereitstellen des jeweiligen landwirtschaftlichen Verteilgut ist der Rahmenkonstruktion 14 ein Vorratsbehälter 22 zugeordnet.
Weitere Details einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 10, respektive einer Verteilmaschine 10 gehen aus den 2 hervor. Wobei die 2A eine Arbeitsmaschine 10 gemäß der 1 in einer Draufsicht und die 2B ein Beispiel für ein Bordnetz, respektive eine Vielzahl von elektrischen Verbraucher 50 basierend auf der Draufsicht der Arbeitsmaschine 10 gemäß der 2A zeigen.
Die Vielzahl an elektrischen Verbrauchern 50, können mit einem Energieverwaltungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aktivierbar und/oder deaktivierbar sein und/oder durch ein Verfahren nach Anspruch 9 aktivierbar und/oder deaktivierbar sein.
Die elektrischen Verbraucher 50 können bspw. eingerichtet sein, einen Verteilprozess für landwirtschaftliches Verteilgut mittelbar und/oder unmittelbar zu beeinflussen.
Die elektrischen Verbraucher 50 können durch verschiedenste elektrische Verbraucher 50 gebildet sein, welche der Einfachheit halber jedoch jeweils unter der Definition elektrische Verbraucher 50 und die Positionsnummer 50 subsumiert werden.
So können als Verbraucher 50 bspw. eine Vielzahl von bspw. Dosiereinheiten antreibende Motoren, bspw. Dosiermotoren 50.1 als elektrische Verbraucher 50 vorgesehen sein. Auch kann ein, ein Gebläse antreibender Gebläsemotor 50.2 als elektrische Verbraucher 50 vorgesehen sein. Darüber hinaus können Verteilgut fördernde Fördermotoren 50.3 als elektrische Verbraucher 50 vorgesehen sein. Auch kann eine, mit bspw. einem Positionsbestimmungssystem signalverbundene und/oder signalverbindbare GPS-Antenne 50.4 als elektrische Verbraucher 50 vorgesehen sein. Des Weiteren kann eine Bedieneinrichtung 50.5, bspw. in Form eins mobilen Endgeräts als elektrischer Verbraucher 50 vorgesehen sein. Darüber hinaus können Beleuchtungseinrichtungen 50.6 als elektrische Verbraucher 50 vorgesehen sein. An den Reiheneinheiten 20 können zudem Sensoren 50.7 und bspw. Hydraulische Zylinder betätigende Ventile 50.8 als elektrische Verbraucher 50 vorgesehen sein.
Zudem können an der Trägerkonstruktion 18 insbesondere an Klappzylinder 24 der Trägerkonstruktion 18 Ventile 50.9 angeordnet sein. Mittels der Klappzylinder 24 kann somit die Trägerkonstruktion 18 bspw. in eine für eine Straßenfahrt maximal zulässige Transportbreite verschwenkt werden.
Die Energieversorgung der elektrischen Verbraucher 50 erfolgt mittels einer Energieversorgungseinrichtung 60.
Das Bordnetz 110 umfasst zudem eine Steuereinrichtung 100.
Die Gesamtheit der elektrischen Verbraucher 50 sowie der Energieversorgungseinrichtung 60 und der Steuereinrichtung 100 bilden ein Bordnetz 110. Wobei die Komponenten des Bordnetz 110 mittels Leitungen 120 zur Energieversorgung jeweils wirkverbunden (z.B. signalverbunden) sind, siehe hierzu 2B. Es sei zur 2B jedoch angemerkt, dass der Übersichthalber jeweils nur einige Leitungen 120 dargestellt sind und tatsächlich alle elektrischen Verbraucher 50 mit der Energieversorgungseinrichtung 60 mittelbar und/oder unmittelbar mittels Leitungen 120 wirkverbunden sind.
Die Energieversorgungseinrichtung 60 ist eingerichtet elektrische Energie bereitzustellen, insbesondere zur Versorgung für die elektrischen Verbraucher 50 bereitzustellen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass den elektrischen Verbrauchern 50 vorzugsweise auf elektrischer Energie basierte Prioritäten zugewiesen und/oder zuweisbar sind. Das heißt, dass es möglich ist, dass bspw. das Bediengerät 50.5 eine höhere Priorität aufweist als bspw. die Beleuchtungseinrichtung 50.6. Wobei die Steuereinrichtung 100 erfindungsgemäß dazu eingerichtet ist, das Aktivieren und/oder Deaktivieren der Verbraucher 50 anhand einer auf den Prioritäten basieren Reihenfolge auszuführen. Bspw. so, dass das Bediengerät 50.5 aufgrund der Höheren Priorität vor der Beleuchtungseinrichtung 50.6 aktiviert wird.
Wobei es auch denkbar wäre, dass Anhand von zumindest zwei Betriebsmodus die Priorisierung verändert wird, das heißt wird bspw. die Arbeitsmaschine auf einer Straße bewegt kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungseinrichtung 50.6 eine Höhere Priorität als das Bediengerät 50.5 aufweist und dementsprechend in diesem Betriebsmodus die Beleuchtungseinrichtung 50.6 bevorzugt aktiviert wird.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, ohne den zugehörigen Bereich zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

10: Arbeitsmaschine, Verteilmaschine
12: Zugfahrzeug
14: Rahmenkonstruktion
16: Fahrwerk
18: Trägerkonstruktion
20: Reiheneinheit
22: Vorratsbehälter
24: Klappzylinder
50: elektrischer Verbraucher
50.1: Dosiermotor
50.2: Gebläsemotor
50.3: Fördermotor
50.4: GPS-Antenne
50.5: Bediengerät
50.6: Beleuchtungseinrichtung
50.7: Sensor
50.8: Ventil
50.9: Ventil
60: Energieversorgungseinrichtung
100: Steuereinrichtung
110: Bordnetz
120: Leitung
FR: Fahrtrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1273217 A1 [0002]

Claims

Energieverwaltungssystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10), vorzugsweise für eine landwirtschaftliche Verteilmaschine (10), mit - einer Energieversorgungseinrichtung (60) zum Bereitstellen von elektrischer Energie, - einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern (50), welche von der Energieversorgungseinrichtung (60) mit elektrischer Energie versorgt werden, - einer Steuereinrichtung (100) zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher (50), dadurch gekennzeichnet, dass den Verbrauchern (50), vorzugsweise auf elektrischer Energie basierte, Prioritäten zugewiesen und/oder zuweisbar sind und die Steuereinrichtung (100) eingerichtet ist, das Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher (50) in einer auf den Prioritäten basierten Reihenfolge auszuführen.
Energieverwaltungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritäten definiert sind durch, - mittels Sensoren erfasster, die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher (50) bestimmender, Kennwerte und/oder - mittels Berechnungsalgorithmen generierter, die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher (50) bestimmende, Kennwerte und/oder - mittels der Verbraucher (50) mittelbar und/oder unmittelbar auszuführender Funktionen, und/oder - eine freie Wählbarkeit und/oder - durch Betriebszustände der elektrischen Verbraucher (50) und/oder - einen definierten und/oder definierbaren Zeitversatz.
Energieverwaltungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Vielzahl an elektrischen Verbrauchern (50) in zumindest zwei unterschiedlichen Betriebsmodus betreibbar sind und dass den elektrischen Verbrauchern (50) in Abhängigkeit der Betriebsmodus unterschiedliche Prioritäten zugewiesen und/oder zuweisbar sind.
Energieverwaltungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritäten durch mittels der elektrischen Verbraucher (50) mittelbar und/oder unmittelbar auszuführender Funktionen definiert sind, vorzugsweise durch sicherheitsrelevante Funktionen definiert sind, und dass die Steuereinrichtung (100) eingerichtet ist, sicherheitsrelevante Funktionen durchführende elektrische Verbraucher (50) mit höherer Priorität zu Aktivieren und/oder Deaktivieren.
Energieverwaltungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge definiert wird durch, - definierte und/oder definierbare Zeitintervalle und/oder - mittels Sensoren erfasster Betriebszustandsinformationen der elektrischen Verbraucher (50) und/oder - mittels Sensoren erfasster, die Energieaufnahmen der elektrischen Verbraucher (50) bestimmende, Kennwerte und/oder - mittels Berechnungsalgorithmen generierter, die Energieaufnahme der elektrischen Verbraucher (50) bestimmende, Kennwerte.
Energieverwaltungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenfolge derartig definiert ist, dass eine von den elektrischen Verbrauchern (50) benötigte maximale Energiemenge eine von der Energieversorgungseinrichtung (60) bereitgestellte maximale Energiemenge und/oder einen maximalen Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung (60) zu keiner Zeit übersteigt.
Energieverwaltungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass eine Vielzahl von identischen elektrischen Verbrauchern (50) vorgesehen ist, welchen unterschiedliche Prioritäten zuweisbar sind und/oder - dass eine Vielzahl von identischen elektrischen Verbrauchern (50) vorgesehen ist, wobei jeder elektrische Verbraucher (50) zumindest einer von zwei Gruppen von elektrischen Verbrauchern (50) zugeordnet und/oder zuordenbar sind und dass die elektrischen Verbraucher (50) der zumindest zwei Gruppen unterschiedliche Prioritäten aufweisen.
Energieverwaltungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritäten der elektrischen Verbraucher (50) basierend auf einer Anzahl an aktiven elektrischen Verbraucher (50) veränderbar sind, vorzugsweise unter Berücksichtigung einer mittels der Energieversorgungseinrichtung (60) bereitgestellten maximalen Energiemenge und/oder eines maximalen Auslastungsgrad der Energieversorgungseinrichtung (60).
Verfahren zum leistungsoptimierten Aktivieren und/oder Deaktivieren von elektrischen Verbrauchern (50) einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (10), vorzugsweise einer landwirtschaftlichen Verteilmaschine (10), aufweisend ein, - Bereitstellen einer Energieversorgungseinrichtung (60) zum Bereitstellen von elektrischer Energie, - Bereitstellen einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern (50), welche von der Energieversorgungseinrichtung (60) mit elektrischer Energie versorgt werden, - Bereitstellen einer Steuereinrichtung (100) zum Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher (50), gekennzeichnet durch, eine Zuweisung von, vorzugsweise auf elektrischer Energie basierten, Prioritäten zu den elektrischen Verbrauchern (50) und ein Aktivieren und/oder Deaktivieren der elektrischen Verbraucher (50) in einer auf den Prioritäten basierten Reihenfolge mittels der Steuereinrichtung (100).
Landwirtschaftliche Verteilmaschine (10), vorzugsweise Feldspritze, Düngerstreuer und/oder Sämaschine, zur Verteilung landwirtschaftlicher Verteilgüter wie Düngemittel, Pflanzenschutzmittel oder Saatgut, mit einer Vielzahl an elektrischen Verbrauchern (50), welche mit Energieverwaltungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aktivierbar und/oder deaktivierbar sind und/oder welche durch ein Verfahren nach Anspruch 9 aktivierbar und/oder deaktivierbar sind.
Verteilmaschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbraucher (50) dazu eingerichtet sind, einen Verteilprozess für landwirtschaftliches Verteilgut mittelbar und/oder unmittelbar zu beeinflussen.