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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Arbeitshöhe eines landwirtschaftlichen Anbaugerätes gemäß dem Anspruch 1.
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Der bekannte Stand der Technik (
WO 2019/158454 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, betrifft ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1.
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Landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen wie Mähdrescher, Feldhäcksler und Traktoren, können mit diversen Anbaugeräten kombiniert werden. Diese Anbaugeräte werden über eine Geräteschnittstelle an die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine angebaut. Vorliegend stehen landwirtschaftliche Gespanne mit einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und einem landwirtschaftlichen Anbaugerät im Vordergrund, wobei das landwirtschaftliche Anbaugerät insbesondere ein eigenes Fahrzeug sein kann. Dieses wird vorzugsweise von der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine gezogen.
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Derartige Anbaugeräte dienen allgemein der Durchführung einer landwirtschaftlichen Arbeitsaufgabe. Im Vordergrund stehen hier Feldbearbeitungen. Bei diesen Feldbearbeitungen kann es sich beispielsweise um Aussaat- oder Düngevorgänge handeln, um das Auftragen von Pflanzenschutzmittel, Bodenbearbeitungen wie das Pflügen oder Erntevorgänge wie das Mähen. Diesen Feldbearbeitungen ist gemeinsam, dass die Anbaugeräte dabei zumeist auf eine spezifische Arbeitshöhe eingestellt werden. Die Arbeitshöhe kann, beispielsweise beim Pflügen, auch einen negativen Wert annehmen und somit eine Arbeitstiefe sein. Der Erfolg und zum Teil der Energieverbrauch der Feldbearbeitung hängen dabei oft maßgeblich von der Arbeitshöhe ab. Gleichzeitig hängt diese jedoch von diversen Maschinenparametern des Anbaugeräts und der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ab.
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Beim Pflügen beispielsweise ist die Arbeitstiefe zum einen von Parametern abhängig, die je nach Pflug vom Benutzer manuell am Pflug eingestellt werden und zum anderen von Einstellungen der Geräteschnittstelle an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Weiterhin haben auch eine Achslast und ein Reifendruck der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine indirekt über die Reifeneinfederung einen Einfluss auf die Arbeitstiefe des Pflugs. Zwar können moderne Pflüge zum Teil zumindest über hydraulische Zylinder grundsätzlich in der Arbeitstiefe variiert werden, allerdings fehlen die notwendigen Messdaten, um diese Einstellungen gezielt vorzunehmen. Ähnliche Probleme gibt es bei anderen landwirtschaftlichen Anbaugeräten.
In der Praxis werden für Feldbearbeitungen diverse Regelungstypen, insbesondere Zugkraftregelungen, Schlupfregelungen, Lageregelungen und Mischregelungen der Zugkraft- und Lageregelung, eingesetzt. Dabei stellt sich die Arbeitshöhe automatisch mit ein, wobei allerdings versucht wird, diese einigermaßen konstant zu halten. Maschinenparameter der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine wie der Reifendruck werden üblicherweise nicht berücksichtigt. Dabei kommt also nur eine relative Arbeitshöhenmessung zum Einsatz. Diese relative Arbeitshöhenmessung bezieht sich bei einigen bekannten Systemen auf die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine. Bei anderen bekannten Systemen (
WO 2019/158454 A1 ) wird die Arbeitshöhe beziehungsweise Arbeitstiefe relativ zum Anbaugerät selbst gemessen.
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Es ist dabei eine Herausforderung, den bekannten Stand der Technik zu verbessern.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird.
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Das obige Problem wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, zur Ermittlung der Arbeitshöhe eines landwirtschaftlichen Anbaugerätes, bei einem Pflug der Arbeitstiefe, neben Maschinenparametern des Anbaugerätes weitere Maschinenparameter, insbesondere als Referenz, zu ermitteln, die ebenfalls Einfluss auf die Arbeitshöhe haben. Diese werden dann von der Steueranordnung mit berücksichtigt. So wird bisher bei dem hier bevorzugten Anwendungsfall, bei dem als Anbaugerät ein Pflug eingesetzt wird, der mit einem Traktor als landwirtschaftliche Arbeitsmaschine gekoppelt ist, ausschließlich eine relative Arbeitstiefe am Pflug gemessen. Da die absolute Arbeitstiefe aber auch durch die Arbeitsmaschine und die Geräteschnittstelle beeinflusst wird, ist erkannt worden, dass es von Vorteil ist, wenn auch Einflüsse durch die Arbeitsmaschine und Geräteschnittstelle in die Ermittlung der Arbeitshöhe mit einfließen. Entsprechende Maschinenparameter werden vorschlagsgemäß insbesondere als Referenz herangezogen. Durch das vorschlagsgemäße Verfahren kann somit die Genauigkeit bei der Ermittlung der Arbeitshöhe beziehungsweise Arbeitstiefe deutlich erhöht werden.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Steueranordnung einen oder mehrere Maschinenparameter der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, der Geräteschnittstelle und des Anbaugerätes erfasst und bei der Ermittlung der Arbeitshöhe berücksichtigt.
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Anspruch 2 definiert besonders bevorzugte Maschinenparameter, die bei der Ermittlung der Arbeitshöhe beziehungsweise Arbeitstiefe mit berücksichtigt werden können. Diese Maschinenparameter beeinflussen die Arbeitshöhe beziehungsweise Arbeitstiefe in besonderem Maße und sind daher insbesondere als Referenz besonders geeignet.
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Anspruch 3 betrifft das Messen und Berücksichtigen mindestens eines der bei der Ermittlung der Arbeitshöhe berücksichtigten Maschinenparameters der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mittels eines Sensors der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine. Gerade die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, die auch die Geräteschnittstelle für das Anbaugerät umfasst, hat einen großen Einfluss auf die Arbeitshöhe beziehungsweise Arbeitstiefe des Anbaugeräts. Die Verwendung eines Sensors der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine hat auch den Vorteil, dass mit demselben Sensor an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine das vorschlagsgemäße Verfahren mit mehreren Anbaugeräten genutzt werden kann.
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Nach der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 kann eine Sensoranordnung, die auch den obigen Sensor der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine aufweisen kann, einen Sensor, insbesondere Arbeitshöhensensor, aufweisen, der mittels mindestens einer anbaugeräteseitigen Sensorhalterung jeweils an einer Montageposition an unterschiedlichen Anbaugeräten reversibel montiert werden kann. Ein Vorteil ist, dass ein dedizierter Sensor, insbesondere Arbeitshöhensensor, für die Ermittlung der Arbeitshöhe mehrerer landwirtschaftlicher Anbaugeräte genutzt werden kann. Indem dieser Sensor in eine Sensorhalterung einsetzbar ist, mittels der er jeweils an einer Montageposition an unterschiedlichen Anbaugeräten reversibel montiert werden kann, wird das Problem vermieden, dass eine dedizierte Arbeitshöhensensorik für landwirtschaftliche Anbaugeräte zwar grundsätzlich möglich ist, die Sensorik jedoch zu teuer ist, um viele landwirtschaftliche Anbaugeräte damit zu versehen. Mittels einer Steueranordnung kann aus einem montagepositionsspezifischen Kalibrationsdatensatz die Arbeitshöhe des jeweiligen Anbaugeräts ermittelt werden. So kann mit einem einzelnen Sensor die Arbeitshöhe unterschiedlicher Anbaugeräte ermittelt werden.
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Anspruch 5 betrifft die Möglichkeit, dass die Steueranordnung die Arbeitshöhe des Anbaugeräts basierend auf den Messdaten regelt. Während der Durchführung der landwirtschaftlichen Arbeit können dann die dabei erzeugten Messdaten verwendet werden, um eine Anpassung der Arbeitshöhe beziehungsweise Arbeitstiefe des Anbaugeräts vorzunehmen.
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In Anspruch 6 ist als besonders bevorzugte Geräteschnittstelle ein Dreipunkt-Kraftheber definiert. Ein solcher liefert besonders geeignete Maschinenparameter, die bei der Ermittlung der Arbeitshöhe, insbesondere als Referenz, herangezogen werden können.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine landwirtschaftliche Flotte mit einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und einer Steueranordnung während der Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens und
- 2 in a) bis d) eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit unterschiedlichen Anbaugeräten, mit denen das vorschlagsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
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Die vorschlagsgemäße Lösung lässt sich auf einen weiten Bereich landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen 1, insbesondere selbstfahrender landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen 1, anwenden. Dazu gehören Zugmaschinen, insbesondere Traktoren, und Erntemaschinen, insbesondere Mähdrescher, Feldhäcksler o.dgl.
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Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 um einen Traktor. Die Arbeitsmaschine 1 lässt sich über mindestens eine Geräteschnittstelle 2 der Arbeitsmaschine 1 mit mindestens einem Anbaugerät 3 bestücken. Bei der Geräteschnittstelle 2 handelt es sich hier ganz allgemein um eine mechanische Kupplung zwischen der Arbeitsmaschine 1 und dem Anbaugerät 3. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Geräteschnittstelle 2 als Dreipunkt-Kraftheber 4 ausgestaltet, der für die Kopplung mit dem Anbaugerät 3 zwei Unterlenker 5 und einen Oberlenker 6 aufweist. Die Geräteschnittstelle 2 kann als Front- oder Heckkraftheber ausgestaltet sein. Grundsätzlich kann es sich bei der Geräteschnittstelle 2 aber auch um ein Zugpendel handeln. Andere Varianten für die Geräteschnittstelle 2 sind Systeme mit einfacher Zugzapfenkupplung, mit Hitch Haken, mit Kugelkopfkupplung oder dergleichen.
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1 zeigt mehrere landwirtschaftliche Anbaugeräte 3, die in dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwendbar sind, konkret eine Ballenpresse 7, einen Kunstdüngerstreuer 8 und einen Pflug 9. Letzterer ist hier eine besonders bevorzugt Anwendung. In 2 sind diese Anbaugeräte 3 in Aktion dargestellt.
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Das in den Figuren dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Arbeitshöhe 10 eines landwirtschaftlichen Anbaugerätes 3 mittels einer Steueranordnung 11, wobei das Anbaugerät 3 mit einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 über mindestens eine an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 vorgesehene Geräteschnittstelle 2 koppelbar ist, wobei die Steueranordnung 11 die Arbeitshöhe 10 des Anbaugeräts 3 ermittelt und mittels der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 anzeigt und/oder dokumentiert und/oder zur Steuerung und/oder Regelung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 und/oder des Anbaugerätes 3 verwendet.
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Die Arbeitshöhe 10 kann wie eingangs erwähnt, beispielsweise beim Pflügen, auch einen negativen Wert annehmen und somit eine Arbeitstiefe sein. Da das vorliegende Verfahren grundsätzlich aber auch mit anderen Anbaugeräten 3 als einem Pflug 9 anwendbar ist, wird im Folgenden ganz allgemein von einer Arbeitshöhe 10 gesprochen, auch wenn konkret eine Arbeitstiefe gemeint ist. Die Arbeitshöhe 10 wird hier und vorzugsweise im gekoppelten Zustand, wenn also das Anbaugerät 3 mit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 bestimmungsgemäß verbunden ist, ermittelt.
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Wesentlich ist nun, dass die Steueranordnung 11 einen oder mehrere Maschinenparameter der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1, der Geräteschnittstelle 2 und des Anbaugerätes 3 erfasst und bei der Ermittlung der Arbeitshöhe 10 berücksichtigt.
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Unter „Maschinenparametern“ sind hier sämtliche Einstellungen, zugehörigen Sensormesswerte 12 und sonstigen mechanischen Eigenschaften zu verstehen.
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Der Begriff „erfasst“ ist hier ganz allgemein zu verstehen und umfasst sowohl eine sensorische Erfassung als auch eine Erfassung einer Benutzereingabe. Dass der jeweilige Maschinenparameter berücksichtigt wird, meint, dass die Steueranordnung 11 den oder die Maschinenparameter zusätzlich zu anderen Parametern (Umgebungsparametern, Bodenabstand des Anbaugerätes 3 oder der Geräteschnittstelle 2 oder eines Teils davon, Quer- und/oder Längsneigung des Anbaugerätes 3) heranzieht. Es ist aber alternativ auch denkbar, dass die Steueranordnung 11 die Arbeitshöhe 10 primär, vorzugsweise ausschließlich, basierend auf dem oder den Maschinenparametern ermittelt. Damit ist es auch denkbar, dass die Arbeitshöhe 10 relativ zur Aufstandsfläche 13 der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 ermitteln kann. Die Aufstandsfläche 13 ist die Ebene, auf der die landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 mit ihren, bspw. vier, Rädern 14 oder dergleichen aufsteht.
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Das vorschlagsgemäße Verfahren ist gerade auch bei der Verwendung von Anbaugeräten interessant, die höchstens manuell verstellt werden können und über keine oder nur eine sehr rudimentäre Sensorik 12 verfügen, wie beispielweise ältere „Stahl und Eisen“-Pflüge 9. Bei einem solchen Anbaugerät 3 ist es besonders vorteilhaft, zur Ermittlung der Arbeitshöhe 10 Maschinenparameter auch der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 und der Geräteschnittstelle 2 zu berücksichtigen, da nur über diesen Weg Maschinenparameter, die Einfluss auf die Arbeitshöhe 10 haben, bereitgestellt werden können. Der einzige Maschinenparameter, der im einfachsten Fall vom Anbaugerät 3, hier dem Pflug 9, bereitgestellt wird, ist dabei insbesondere dessen Kinematik.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der jeweilige bei der Ermittlung der Arbeitshöhe 10 berücksichtigte Maschinenparameter ein einstellbarer oder fest vorgegebener Parameter ist, und/oder gewählt ist aus der Gruppe umfassend einen Reifendruck, eine Reifeneinfederung, eine Einfederung des Fahrzeugaufbaus, eine Achslast, einen Reifen-Verschleißgrad, einen Druck einer Hydraulik des Anbaugerätes 3, insbesondere eines Pfluges 9, einen Geometrieparameter des Anbaugerätes 3, insbesondere einen Radius einer Walze oder eines Stützrades des Anbaugerätes 3, insbesondere eines Grubbers oder einer Egge, einen Geometrieparameter der Geräteschnittstelle 2, eine Arbeitshöhe 10 der Geräteschnittstelle 2 oder eines Teils davon, eine Einstellung mindestens eines Hydraulikzylinders der Geräteschnittstelle 2, und den Typ der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 und/oder des Anbaugerätes 3.
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Der Begriff „einstellbar“ bezieht sich auf ein manuelles, insbesondere mechanischen, hydraulisches oder pneumatisches, Verstellen an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1, der Geräteschnittstelle 2 und/oder dem Anbaugerät 3 oder durch Benutzereingabe oder durch die Steuerung und/oder Regelung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1, der Geräteschnittstelle 2 und/oder des Anbaugeräts 3 mittels der Steueranordnung 11. Insoweit ist dieser Begriff weit zu verstehen.
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Ein „fest vorgegebenen“ Parameter ist dagegen nicht einstellbar. Beispielsweise ist der Typ der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 und/oder der Typ des Anbaugerätes 3 nicht einstellbar. Typen landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen 1 sind beispielsweise Zugmaschinen, insbesondere Traktoren, und Erntemaschinen, insbesondere Mähdrescher, Feldhäcksler o.dgl. Typen von Anbaugeräten 3 sind beispielsweise Bodenbearbeitungsgeräte wie Pflüge 9, Grubber, Eggen o.dgl., sowie Kunstdüngerstreuer 8, Sämaschinen, insbesondere Säscharen, Mähwerke, Pickups, Ballenpressen 7, Ladewagen o.dgl.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1 eine Sensoranordnung 12 mit mindestens einem Sensor 15 aufweist, der mindestens einen der bei der Ermittlung der Arbeitshöhe 10 berücksichtigten Maschinenparameter der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 misst und entsprechende Messdaten an die Steueranordnung 11 überträgt, und dass die Steueranordnung 11 die Messdaten bei der Ermittlung der Arbeitshöhe 10 berücksichtigt.
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Gemessen werden kann insbesondere der Reifendruck, die Reifeneinfederung, die Einfederung des Fahrzeugaufbaus, die Achslast, der Reifen-Verschleißgrad, eine Arbeitshöhe 10 der Geräteschnittstelle 2 oder eines Teils davon, die Einstellung mindestens eines Hydraulikzylinders der Geräteschnittstelle 2, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass eine Sensoranordnung 12 mit mindestens einem Sensor 15, insbesondere Arbeitshöhensensor, und mit mindestens einer anbaugeräteseitigen Sensorhalterung 16 für den Sensor 15 vorgesehen ist, dass der Sensor 15 mittels der mindestens einen Sensorhalterung 16 jeweils an einer Montageposition an unterschiedlichen Anbaugeräten 3 reversibel montiert wird, dass der Sensor 15 im montierten Zustand eine Arbeitshöhe 10 des Anbaugerätes 3 betreffende Messdaten, insbesondere einen Bodenabstand umfassende Messdaten, aufnimmt und an die Steueranordnung 11 überträgt und dass die Steueranordnung 11 die Messdaten bei der Ermittlung der Arbeitshöhe 10 berücksichtigt, vorzugsweise, dass der Sensor 15 form- und/oder kraftschlüssig an der jeweiligen Sensorhalterung 16 montierbar ist.
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Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung 12 ein Antennenmodul 17 aufweist, dass das Antennenmodul 17 eine Busanbindung, insbesondere eine ISOBUS- oder CAN Busanbindung, zur Verbindung mit der Steueranordnung 11 aufweist und eine Antenne zur kabellosen Verbindung mit dem mindestens einen Sensor 15. Über das Antennenmodul 17 kann kabellos mit dem mindestens einen Sensor 15 kommuniziert werden, wodurch auch ein Verkabelungsaufwand am landwirtschaftlichen Anbaugerät 3 entfallen kann.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Steueranordnung 11 die Arbeitshöhe 10 des Anbaugeräts 3 basierend auf den Messdaten regelt.
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So ist es denkbar, dass während der Durchführung der landwirtschaftlichen Arbeit, beispielsweise mittels des mit einem Traktor gekoppelten Pfluges 9, mehrfach, insbesondere regelmäßig oder kontinuierlich, Messdaten erzeugt werden, auf deren Basis dann die Steueranordnung 11 eine Anpassung der Arbeitshöhe 10 des Anbaugerät 3, ebenfalls mehrfach, insbesondere regelmäßig oder kontinuierlich, vornimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitsmaschine
- 2
- Geräteschnittstelle
- 3
- Anbaugerät
- 4
- Dreipunkt-Kraftheber
- 5
- Unterlenker
- 6
- Oberlenker
- 7
- Ballenpresse
- 8
- Kunstdüngerstreuer
- 9
- Pflug
- 10
- Arbeitshöhe
- 11
- Steueranordnung
- 12
- Sensoranordnung
- 13
- Aufstandsfläche
- 14
- Räder
- 15
- Sensor
- 16
- Sensorhalterung
- 17
- Antennenmodul
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2019158454 A1 [0002, 0005]
