DE102021122200A1

DE102021122200A1 - Steuer- und/oder Regelsystem; landwirtschaftliche Maschine mit einem derartigen System und Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine

Info

Publication number: DE102021122200A1
Application number: DE102021122200.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Prüll
Original assignee: Horsch Maschinen GmbH
Current assignee: Horsch Maschinen GmbH
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Maschine (10), mit einer Rahmenkonstruktion (12), an der eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen (20) gelagert sind und die eingerichtet sind in eine Bodenfläche (50) einzutauchen, wobei deren Lage gegenüber der Bodenfläche (50) einzeln oder gruppenweise mittels einer, basierend auf Stellsignalen Stellbewegungen ausführenden Stelleinrichtung (60) veränderbar ist, mit einer Sensoranordnung, die eingerichtet ist, durch eine Lage der Arbeitswerkzeuge (20) beeinflusste Ausgangssignale bereitzustellen, sowie mit einer, die Ausgangssignale zu Steuersignalen verarbeitenden Steuereinrichtung (90). Zur Schaffung einer landwirtschaftlichen Maschine (10) zur mechanischen Unkrautbekämpfung, mittels der unabhängig vom jeweiligen Wachstumsstadium der Kulturpflanzen eine gewünschte Arbeitstiefe von Arbeitswerkzeugen eingehalten wird ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung (90) derartig ausgebildet ist, einen Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anhand einer Korrigiergröße (100) anzupassen.
Auch umfasst die Erfindung eine landwirtschaftliche Maschine (10), vorzugsweise einen Hackstriegel (10) und/oder eine Hacke (10) und ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Maschine. Die Erfindung betrifft zudem eine landwirtschaftliche Maschine, vorzugsweise einen Hackstriegel und/oder eine Hacke. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine, vorzugsweise eines Hackstriegel und/oder einer Hacke.
Zur mechanischen Unkrautbekämpfung werden landwirtschaftliche Maschinen in Form von Hackstriegel und/oder Hacken eingesetzt. Deren Wirkprinzip beruht darauf, dass diese Unkräuter ausreißen oder abschneiden und mit Erde verschütten oder von Erde freilegen. Derartige Hackstriegel oder Hacken können mitunter große Arbeitsbreiten von bis zu 12 Meter oder 18 Meter oder mehr aufweisen. Die Hackstriegel oder Hacken können während verschiedensten Wachstumsstadien der jeweiligen Kulturpflanzen zum Einsatz kommen, bspw. bereits, wenn die jeweilige Kulturpflanze noch nicht aufgegangen ist oder wenn die jeweilige Kulturpflanze bereits bspw. 10cm oder höher gewachsen ist.
Ein Hackstriegel wird durch die DE 10 2019 209 330 A1 beschrieben. Der Hackstriegel umfasst ein Gestell und einen Rahmen, wobei am Rahmen wenigstens ein Zinken gelagert ist, dessen freies Ende dazu geeignet ist, in den Untergrund einzutauchen. Der Hackstriegel umfasst zudem eine erste Erfassungseinrichtung die dazu eingerichtet ist einen Abstand zwischen dem Rahmen und dem Untergrund zu erfassen, eine zweite Erfassungseinrichtung die dazu eingerichtet ist einen Abstand zwischen dem Rahmen und einem freien Ende des wenigstens einen Zinken zu erfassen, sowie Betätigungsmittel die dazu eingerichtet sind, den Abstand zwischen dem Rahmen und dem freien Ende des wenigstens einen Zinken und/oder den Abstand zwischen dem Rahmen und dem Untergrund zu verändern, wobei ein Verändern hierbei immer basierend auf Grundlagen von Werten erfolgt, die von der ersten und der zweiten Erfassungseinrichtung ausgegeben worden sind. Insbesondere bei bereits aufgegangen Kulturpflanzen kommt es jedoch häufig vor, dass die von der ersten Erfassungseinrichtung erfassten Abstände zwischen dem Rahmen und dem Untergrund nicht exakt erfasst werden, was oftmals eine falsche Ansteuerung der Betätigungsmittel zur Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die beschrieben Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine landwirtschaftliche Maschine zur mechanischen Unkrautbekämpfung geschaffen werden, mittels der unabhängig vom jeweiligen Wachstumsstadium der Kulturpflanzen eine gewünschte Arbeitstiefe von Arbeitswerkzeugen eingehalten wird.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Steuer- und/oder Regelsystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruch 1, durch eine landwirtschaftliche Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15, sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine mit den Merkmalen des Verfahrensanspruch 17. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Maschine (z.B. zur mechanischen Unkrautbekämpfung wie bspw. Hackstriegel, Hacke oder dergl.) bereitgestellt. Mit einer Rahmenkonstruktion, an der eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen (z.B. Striegelzinken, Hackschare und/oder dergl.) gelagert sind und die eingerichtet sind in eine Bodenfläche einzutauchen, wobei deren Lage gegenüber der Bodenfläche einzeln oder gruppenweise mittels einer, basierend auf Stellsignalen Stellbewegungen ausführenden Stelleinrichtung veränderbar ist. Zudem mit einer Sensoranordnung, die eingerichtet ist, durch eine Lage der Arbeitswerkzeuge beeinflusste Ausgangssignale (z.B. mittelbar oder unmittelbar) bereitzustellen, sowie mit einer, die Ausgangssignale zu Steuersignalen verarbeitenden Steuereinrichtung.
Zur Schaffung einer landwirtschaftlichen Maschine zur mechanischen Unkrautbekämpfung, mittels der unabhängig vom jeweiligen Wachstumsstadium der Kulturpflanzen eine gewünschte Arbeitstiefe von Arbeitswerkzeugen eingehalten wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung derartig ausgebildet ist, einen Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anhand einer Korrigiergröße anzupassen.
Infolge der Erfindungsgemäßen Maßnahmen wir demnach ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Maschine geschaffen, bei dem ein Verändern der Lage von Arbeitswerkzeugen basierend auf einem, an Korrigiergrößen angepassten Algorithmus erfolgt und nicht mehr wie aus dem Stand der Technik bekannt immer auf den Werten von allen vorhandenen Sensoren, respektive Erfassungseinrichtungen erfolgt. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird demnach eine Maschine, insbesondere ein Steuer- und/oder Regelsystem geschaffen, bei dem ein Algorithmus bspw. basierend auf einem Wachstumsstadium der Kulturpflanze verändert wird und Steuersignale in einer an das Wachstumsstadium angepassten Weise bereitgestellt werden.
Im Kontext der Erfindung umfasst ein Algorithmus zweckmäßig ein Steuerungs- und/oder Regelungsprogramm, welches Steuerungs- und/oder Regelungsprogramm insbesondere durch Programmieranweisungen (z.B. Programmierbausteine) definiert sein kann.
Die Steuereinrichtung kann derartig ausgebildet sein, zur Anpassung des Algorithmus einen Wechsel und/oder eine Auswahl zwischen einem ersten Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale und einem zweiten Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale auszuführen, insbesondere einen Wechsel und/oder eine Auswahl zwischen einen ersten Algorithmus definierenden Programmieranweisungen und einen zweiten Algorithmus definierenden Programmanweisungen auszuführen. Somit ist es insbesondere möglich, dass anhand einer Korrigiergröße durch eine Anpassung eines Algorithmus bspw. das Steuerungs- und/oder Regelungsprogramm angepasst wird, insbesondere die jeweiligen für die Erzeugung der Steuersignale herangezogenen Programmieranweisungen angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anpassung des Algorithmus mittels der Steuereinrichtung durch manuelle Eingabe (z.B. durch Befehlseingabe durch eine Bedienperson) ausgelöst wird und/oder automatisiert (z.B. durch Sensorsignale, bspw. durch ein Wachstumsstadium der Kulturpflanze definierte Sensorsignale) ausgelöst wird.
Die Steuereinrichtung kann zur Verarbeitung von verschiedenen Lagevorgaben der Arbeitswerkzeuge ausgebildet sein und eingerichtet sein einen Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anhand der Korrigiergröße und der Lagevorgabe anzupassen. Somit ist es bspw. möglich, dass in Abhängigkeit des Wachstumsstadium der Kulturpflanze an dieses angepasste Lagevorgaben (z.B. Eintauchtiefe der Arbeitswerkzeuge je größer desto größer die Kulturpflanze) definiert sind.
Eine Lagevorgabe kann bspw. eine Vorgabe einer Eintauchtiefe (z.B. Arbeitstiefe) der Arbeitswerkzeuge in die Bodenfläche umfassen und/oder eine Vorgabe einer Kraft, mit der die Arbeitswerkzeuge entlang der Bodenfläche geführt werden umfassen. Somit können auch die Ausgangssignale der Sensoranordnung durch sich verändernde auf die Arbeitswerkzeuge wirkende Kräfte und/oder Winkellagen und/oder dergl. beeinflusst werden.
Vorzugsweise ist es möglich, dass zur Anpassung des Algorithmus in der Steuereinrichtung zumindest zwei, jeweils verschiedene Betriebsmodi definierende Steuerungs- und/oder Regelungsprogramme hinterlegt sind, insbesondere verschiedene Betriebsmodi definierende Programmieranweisungen hinterlegt sind. Somit kann wiederum ein jeweiliger Betriebsmodus an ein Wachstumsstadium der Kulturpflanzen angepasst sein.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass die Sensoranordnung zumindest eine erste Sensoreinrichtung und eine zweite Sensoreinrichtung (und ggf. noch weitere Sensoreinrichtungen), die jeweils zur Bereitstellung von Ausgangssignalen eingerichtet sind, umfasst.
Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die erste Sensoreinrichtung zur Bereitstellung von Ausgangssignalen dazu eingerichtet ist, eine Winkellage der Arbeitswerkzeuge gegenüber der Rahmenkonstruktion mittelbar (z.B. durch Erfassung von Verstellbewegungen der Stelleinrichtung und/oder durch Erfassung von auf die Arbeitswerkzeuge und/oder Stelleinrichtung wirkenden Kräften) oder unmittelbar (z.B. durch Erfassung eines Winkel zwischen Rahmenkonstruktion und Arbeitswerkzeug) zu erfassen und/oder die zweite Sensoreinrichtung zur Bereitstellung von Ausgangsignalen dazu eingerichtet ist, eine Winkellage und/oder Höhenlage der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche mittelbar (z.B. durch Erfassung von Verstellbewegungen der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche) oder unmittelbar (z.B. durch Erfassung der Höhenlage und/oder der Lage im Raum der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche) zu erfassen.
Die erste Sensoreinrichtung und die zweite Sensoreinrichtung können sich voneinander unterscheidende Lageinformationen (z.B. Höhenlage der Rahmenkonstruktion gegenüber Bodenfläche und Winkellage gegenüber der Rahmenkonstruktion) der Arbeitswerkzeuge mittelbar oder unmittelbar erfassen.
Die erste Sensoreinrichtung und/oder die zweiten Sensoreinrichtung kann zudem eingerichtet sein, zur Bereitstellung von Ausgangssignalen Stellbewegungen (z.B. eine Länge der Stellbewegung, eine Kraft der Stellbewegung und/oder dergl.) zu erfassen, wobei wiederum anhand der Stellbewegung auf eine Lage der Rahmenkonstruktion und/oder der Arbeitswerkzeuge rückgeschlossen werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante kann vorsehen, dass die Steuereinrichtung derartig ausgebildet ist, zur Anpassung des Algorithmus die zur Erzeugung der Steuersignale herangezogenen Ausgangssignale anhand der Korrigiergröße der ersten Sensoreinrichtung und der zweiten Sensoreinrichtung zu verarbeiten und/oder der ersten Sensoreinrichtung oder der zweiten Sensoreinrichtung zu verarbeiten. So können bspw. anhand des Wachstumsstadium der Kulturpflanzen jeweils die Ausgangssignale der Sensoreinrichtungen verarbeitet werden oder eben nicht, deren Ausgangssignale ausreichend stabil und konstant sind oder eben nicht ausreichend stabil und konstant sind.
Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsvariante hierzu ist es möglich, dass die erste Sensoreinrichtung und/oder die zweite Sensoreinrichtung (oder alternativ oder ergänzend eine dritte Sensoreinrichtung) jeweils zwei verschiedene Sensoren, Sensorsysteme und/oder dergl. umfassen, die jeweils entsprechend zur Lageerkennung (z.B. Höhenlage und/oder Winkellage der Rahmenkonstruktion und/oder Winkellage der Arbeitswerkzeuge) eingerichtet sind, wobei eine Anpassung des Algorithmus umfassen kann, dass die zur Erzeugung der Steuersignale herangezogenen Ausgangssignale anhand der Korrigiergröße der ersten Sensoreinrichtung und der zweiten Sensoreinrichtung jeweils auf einen entsprechenden, insbesondere ein ausreichend starkes und/oder korrektes Ausgangssignal liefernden, Sensor, Sensorsystem und/oder dergl. gewechselt wird. So kann eine Anpassung des Algorithmus einen Wechsel, vorzugsweise einen Wechsel der Ausgangssignale, der verwendeten Sensoren innerhalb einer Sensoreinrichtung umfassen.
Die Korrigiergröße kann durch manuelle Eingabe (z.B. durch Bedienereingabe) vorgebbar sein und/oder sensorisch erfassbar sein.
Die Korrigiergröße kann auf verschiedenste Weise definiert sein, bspw. durch ein Wachstumsstadium von sich auf der Bodenfläche befindenden Kulturpflanzen und/oder Bodeneigenschaften (z.B. Bodenfeuchte, Bodenstruktur) der Bodenfläche und/oder einer Signalgröße (z.B. Werte oder Signalstärke) der Ausgangssignale der Sensoranordnung und/oder einer Lage der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche und/oder einer Position (z.B. erfasst durch GPS-System) der landwirtschaftlichen Maschine auf der Bodenfläche.
Zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge kann der Algorithmus anhand der Korrigiergröße eingerichtet sein, Steuersignale für die Stelleinrichtung derartig bereitzustellen, dass eine mittels der Stelleinrichtung auf die Arbeitswerkzeuge einwirkende Kraft steuer- und/oder regelbar ist. So kann bspw. zum Ändern der Lage der Arbeitswerkzeuge eine auf diese einwirkende Kraft erhöht, verringert und/oder im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge kann der Algorithmus alternativ oder ergänzend anhand der Korrigiergröße eingerichtet sein, Steuersignale für die Stelleinrichtung derartig bereitzustellen, dass eine Winkellage der Arbeitswerkzeuge gegenüber der Rahmenkonstruktion steuer- und/oder regelbar ist.
Zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge kann der Algorithmus alternativ oder ergänzend anhand der Korrigiergröße eingerichtet sein, Steuersignale für die Stelleinrichtung derartig bereitzustellen, dass eine Winkellage und/oder Höhenlage der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche steuer- und/oder regelbar ist. Wobei hierfür die Stelleinrichtung auch eingerichtet sein kann eine Höhenlage und/oder Winkellage der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche zu steuern und/oder regeln. Vorzugsweise ist es möglich, dass hierfür bspw. die Rahmenkonstruktion mittels Stützräder entlang der Bodenfläche geführt wird und mittels der Stelleinrichtung die Lage der Stützräder gegenüber der Rahmenkonstruktion verschwenkt werden kann.
Optional hierzu ist es auch denkbar, dass eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Lage der Arbeitswerkzeuge gegenüber der Rahmenkonstruktion verschwenkt werden kann und eine zusätzliche Stelleinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Höhenlage und/oder Winkellage der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche verändert wird, wobei der jeweilige Algorithmus eingerichtet sein kann, aufeinander abgestimmte Stellsignale für die Stelleinrichtungen zu erzeugen. Somit ist es z. B. möglich, eine Eintauchtiefe der Arbeitswerkzeuge durch ein Verändern der Winkellage der Arbeitswerkzeuge gegenüber der Rahmenkonstruktion zu verändern und/oder durch ein Verändern der Winkellage und/oder der Höhenlage der Rahmenkonstruktion gegenüber der Bodenfläche zu verändern.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Rahmenkonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung die Gesamtheit der Bauteile zum Montieren und/oder Tragen von Komponenten umfasst, somit sind bspw. auch zusätzliche an der Rahmenkonstruktion angebaute weitere Rahmenbauteile, Gestelle und/oder dergl. von der Definition der Rahmenkonstruktion mit umfasst.
Die Steuereinrichtung weist bspw. eine Rechnereinheit, einen Bordcomputer und/oder dergl. auf und umfasst zudem einen Steuer- und/oder Regelkreis, insbesondere einen hydraulischen und/oder pneumatischen und/oder elektrischen Steuer- und/oder Regelkreis, wobei der Steuer- und/oder Regelkreis zweckmäßig zur hydraulischen und/oder pneumatischen und/oder elektrischen Signal- und/oder Befehlsübertragung ausgebildet ist. Welche Signal- und/oder Befehlsübertragung auch drahtlos (z.B. mittels WLAN) erfolgen kann.
Im Kontext der Erfindung umfasst der Begriff der Steuereinrichtung, insbesondere die Gesamtheit der Bauteile zur Signal- und/oder Befehlsübertragung. Dementsprechend auch Rechnereinheiten, CPU's und/oder dergl. Ebenso umfasst sind entsprechend auch in den jeweiligen Sensoranordnungen integrierte Steuereinrichtungen. Ebenso sei darauf hingewiesen, dass die Signale und/oder Daten der Sensoranordnungen jeweils als Rückkoppelung für eine Steuer- und/oder Regelgröße herangezogen werden können.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Steuern“ und „Regeln“ und „Steuereinrichtung“ 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 sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Ausführungsformen und Merkmale in beliebiger Weise und Frei mit dem Steuer- und/oder Regelsystem, der landwirtschaftlichen Maschine und/oder dem Verfahren kombinierbar sind. Dementsprechend sind alle Ausführungsformen und erfindungsgemäßen Merkmale sowohl für das Steuer- und/oder Regelsystem, die landwirtschaftliche Maschine und/oder dem Verfahren offenbart und beanspruchbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine landwirtschaftliche Maschine zur mechanischen Unkrautbekämpfung bereitgestellt, vorzugsweise ein Hackstriegel und/oder eine Hacke, mit einem Steuer- und/oder Regelsystem wie in diesem Dokument beschrieben, insbesondere mit einem Steuer- und/oder Regelsystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14.
Vorzugsweise ist es möglich, dass die landwirtschaftliche Maschine zumindest zwei Gruppen mit Arbeitswerkzeugen aufweist, deren Lage jeweils mittels einer der jeweiligen Gruppe zugeordneten Stelleinrichtung unabhängig von der jeweils anderen Gruppe veränderbar ist.
Den Gruppen kann jeweils eine identische oder unterschiedliche Anzahl an Arbeitswerkzeugen zugeordnet sein. Auch können die Gruppen quer zur Fahrtrichtung benachbart sein und/oder in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sein.
Die Anzahl an ersten Sensoreinrichtungen kann identisch oder größer zur Anzahl an Gruppen sein, die Anzahl an zweiten Sensoreinrichtungen kann identisch oder geringer zur Anzahl an Gruppen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine bereitgestellt, vorzugsweise eines Hackstriegel und/oder einer Hacke, mit einer Rahmenkonstruktion, an der eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen gelagert sind und die eingerichtet sind in eine Bodenfläche einzutauchen, wobei deren Lage gegenüber der Bodenfläche einzeln oder gruppenweise mittels einer, basierend auf Stellsignalen Stellbewegungen ausführenden Stelleinrichtung veränderbar ist, mit einer Sensoranordnung, die eingerichtet ist, durch eine Lage der Arbeitswerkzeuge beeinflusste Ausgangssignale bereitzustellen, sowie mit einer, die Ausgangssignale zu Steuersignalen verarbeitenden Steuereinrichtung.
Das Erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch eine Anpassung eines Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale mittels der Steuereinrichtung anhand von zumindest einer Korrigiergröße, welche Korrigiergröße durch manuelle Eingabe vorgebbar ist und/oder sensorisch erfassbar ist.
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 Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Maschine in Form eines Hackstriegel, der ein Steuer- und/oder Regelsystem umfasst und/oder eingerichtet ist ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine auszuführen,
1B eine Seitenansicht der landwirtschaftlichen Maschine gemäß der 1A,
2A eine Perspektivansicht einer Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Maschine in Form einer Hacke, die ein Steuer- und/oder Regelsystem umfasst und/oder eingerichtet ist ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine auszuführen,
2B eine Seitenansicht der landwirtschaftlichen Maschine gemäß der 2A.

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.
1 zeigt in einer Perspektivansicht (vergl. 1A) und einer Seitenansicht (vergl. 1B) eine Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Maschine 10 in Form eines Hackstriegel 10, der ein Steuer- und/oder Regelsystem umfasst wie in diesem Dokument beschrieben und/oder eingerichtet ist ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine 10 auszuführen wie in diesem Dokument beschrieben.
2 zeigt in einer Perspektivansicht (vergl. 2A) und einer Seitenansicht (vergl. 2B) eine Ausführungsvariante einer landwirtschaftlichen Maschine 10 in Form einer Hacke 10, die ein Steuer- und/oder Regelsystem umfasst wie in diesem Dokument beschrieben und/oder eingerichtet ist ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine 10 auszuführen wie in diesem Dokument beschrieben.
Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Die Maschinen 10 sind jeweils als mittels eines landwirtschaftlichen Zugfahrzeug (hier nicht dargestellt) gezogene Maschinen 10 ausgeführt, und umfassen zur Verbindung mit dem Zugfahrzeug eine Rahmenkonstruktion 12 mit einer Anhängevorrichtung 14. Alternativ könnte die Maschine auch ein selbstfahrendes Fahrzeug sein und zweckmäßig insbesondere auch ein autonomes Fahrzeug sein.
Die Rahmenkonstruktion 12 ist jeweils mehrteilig ausgeführt und weist zudem eine große Arbeitsbreite auf. Um dennoch eine für eine Straßenfahrt erforderliche maximale Transportbreite zu erreichen, sind jeweils einzelne Segmente 16 der Rahmenkonstruktion 12 (z.B. gemäß der Ausführungsbeispiele der 1 zwei Seitensegmente gegenüber einem Mittelteil und gemäß der Ausführungsbeispiele der 2 vier Seitensegmente gegenüber einem Mittelteil) um in Fahrtrichtung FR orientierte Klappachsen 18 zueinander verschwenkbar.
Gemäß der 1 sind an der Rahmenkonstruktion 12 eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen 20, z. B. in Form von Striegelzinken gelagert. Gemäß der 2 sind an der Rahmenkonstruktion 12 eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen 20, z.B. in Form von sog. Hackscharen gelagert. Die Arbeitswerkzeuge 20 sind jeweils eingerichtet in eine Bodenfläche 50 (in den 1B und 2B schematisch dargestellt) einzutauchen und somit die Bodenfläche 50 zu lockern und zweckmäßig mechanisch Unkraut zu bekämpfen.
Um die Arbeitswerkzeuge 20 bzw. die Rahmenkonstruktion 12 in einer gewünschten Höhenlage entlang der Bodenfläche 50 zu führen, sind an der Rahmenkonstruktion 12 Stützräder 22 gelagert. Die Stützräder 22 sind jeweils in deren Lage veränderbar gegenüber der Rahmenkonstruktion 12 an dieser gelagert, um somit bspw. eine Höhenlage der Rahmenkonstruktion 12 gegenüber der Bodenfläche verstellen zu können. Wobei zur Verstellung der Höhenlage jeweils eine mechanische Verstelleinrichtung (z.B. Steckbolzen) 24 vorgesehen sind, es wäre jedoch auch eine Verstellung mittels eines Aktors denkbar, bspw. mittels eines hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Zylinder. Wobei auch wiederum der Aktor Bestandteil der Stelleinrichtung 60 sein kann und/oder die Stelleinrichtung 60 bilden kann.
Die Lage der Arbeitswerkzeuge 20 ist jeweils gruppenweise (könnte alternativ, aber auch einzeln) gegenüber der Bodenfläche 50 veränderbar. Wobei zum Verändern, das heißt zum Steuern und/oder Regeln zweckmäßig eine, basierend auf Stellsignalen Stellbewegungen (z.B. Längenänderungen) ausführende, Stelleinrichtung 60 (z.B. gebildet durch einen oder mehrere hydraulisch und/oder pneumatisch betriebene einfachwirkende oder doppeltwirkende Zylinder), vorgesehen ist.
Zum Verändern der Lage sind die Arbeitswerkzeuge 20 gemäß der 1 bspw. schwenkbar an der Rahmenkonstruktion 12 und gemäß der 2 höhenverstellbar an der Rahmenkonstruktion 12 gelagert. Um jeweils die Lage der Arbeitswerkzeuge 20 gruppenweise zu verändern ist gemäß der 1 vorgesehen, dass die Stelleinrichtung 60 mit einer durch Federn, Seile und eine Koppelstange gebildete Verbindungseinrichtung 62 wirktechnisch verbunden sind und gemäß der 2 vorgesehen, dass jeweils mehrere Arbeitswerkzeuge 20 an einer, von der Rahmenkonstruktion 12 umfassten Trägerkonstruktion 64 gelagert sind.
Gemäß der Ausführungsbeispiele können an den Maschinen 10 jeweils zumindest zwei Gruppen G mit Arbeitswerkzeugen 20 vorgesehen sein, gemäß der 1 bspw. drei Gruppen G, wobei den Gruppen G jeweils eine separate Stelleinrichtung 60 zugeordnet sein kann und wobei jeweils ein Segment 16 der Rahmenkonstruktion 20 eine Gruppe G bilden kann. Alternativ oder ergänzend kann bspw. gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Stelleinrichtungen zu einer Gruppe G zusammengefasst werden.
Um eine möglichst große Flexibilität in der Anpassung der Maschine 10 an bspw. Bodenbedingungen zu erreichen und dennoch ein einfach aufgebautes Steuer- und/oder Regelsystem zu erreichen ist es zudem möglich, dass die Maschine 10 zumindest zwei Gruppen G mit Arbeitswerkzeugen 20 aufweist, deren Lage jeweils mittels einer der jeweiligen Gruppe G zugeordneten Stelleinrichtung 60 unabhängig von der jeweils anderen Gruppe G veränderbar ist.
Die Maschine 10, das heißt das Steuer- und/oder Regelsystem umfasst zumindest eine Sensoranordnung 80 die eingerichtet ist, durch eine Lage der Arbeitswerkzeuge 20 beeinflusste Ausgangssignale bereitzustellen, sowie eine mit einer, die Ausgangssignale zu Steuersignalen verarbeitende Steuereinrichtung 90. Wobei die Steuereinrichtung 90 derartig ausgebildet ist, einen Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anhand einer Korrigiergröße 100 anzupassen. Die jeweiligen Korrigiergrößen 100 können hierbei bspw. durch manuelle Eingabe vorgebbar sein und/oder sensorisch erfassbar sein.
Als Korrigiergrößen 100 wird bspw. ein Wachstumsstadium von sich auf der Bodenfläche 50 befindenden Kulturpflanzen und/oder Bodeneigenschaften der Bodenfläche 50 und/oder eine Signalgröße der Ausgangssignale der Sensoranordnung 80 und/oder eine Lage der Rahmenkonstruktion 12 gegenüber der Bodenfläche 50 herangezogen.
Somit ist es bspw. möglich, dass anhand des Wachstumsstadium der Kulturpflanze eine auf diese angepasste mechanische Unkrautbekämpfung durchgeführt wird, wozu der jeweilige Algorithmus zur Bereitstellung von Stellsignalen für die Stelleinrichtung 60 entsprechend angepasst wird.
Die Sensoranordnung 80 kann zumindest eine erste Sensoreinrichtung 82 und eine zweite Sensoreinrichtung 84 umfassen, die jeweils zur Bereitstellung von Ausgangssignalen eingerichtet sind. Insbesondere ist es somit möglich, dass die erste Sensoreinrichtung 82 und die zweite Sensoreinrichtung 84 sich voneinander unterscheidende Lageinformationen der Arbeitswerkzeuge 20 mittelbar oder unmittelbar erfassen. Die erste Sensoreinrichtung 82 (z.B. gebildet durch einen oder mehrere Winkelsensor(en), Wegmesssensor(en) und/oder dergl.) kann hierbei bspw. eingerichtet sein, eine Winkellage der Arbeitswerkezeuge 20 gegenüber der Rahmenkonstruktion 12 mittelbar oder unmittelbar zu erfassen. Die zweite Sensoreinrichtung 84 (z.B. gebildet durch einen oder mehrere Ultraschallsensor(en), Neigungssensor(en), Beschleunigungssensor(en), Wegmesssensor(en) und/oder dergl.) kann hierbei bspw. eingerichtet sein, eine Winkellage und/oder Höhenlage der Rahmenkonstruktion 12 gegenüber der Bodenfläche mittelbar oder unmittelbar zu erfassen.
In Abhängigkeit der Korrigiergröße, das heißt bspw. anhand des Wachstumsstadium der Kulturpflanzen kann die Steuereinrichtung 90 eingerichtet sein, den Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anzupassen und bspw. die vom Algorithmus, respektive der Steuereinrichtung 90 zur Erzeugung der Steuersignale herangezogenen Ausgangssignale der ersten Sensoreinrichtung 82 und der zweiten Sensoreinrichtung 84 verarbeiten und/oder der ersten Sensoreinrichtung 82 oder der zweiten Sensoreinrichtung 84 verarbeiten.
Es ist möglich, dass zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge 20 der Algorithmus anhand der Korrigiergröße 100 eingerichtet ist, Steuersignale für die Stelleinrichtung 60 derartig bereitzustellen, dass eine mittels der Stelleinrichtung 60 auf die Arbeitswerkzeuge 20 einwirkende Kraft steuer- und/oder regelbar ist.
Optional ist es auch denkbar, dass zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge 20 der Algorithmus anhand der Korrigiergröße 100 eingerichtet ist, Steuersignale für die Stelleinrichtung 60 derartig bereitzustellen, dass eine Winkellage der Arbeitswerkzeuge 20 gegenüber der Rahmenkonstruktion 12 steuer- und/oder regelbar ist.
Auch ist es möglich, dass zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge 20 der Algorithmus anhand der Korrigiergröße 100 eingerichtet ist, Steuersignale für die Stelleinrichtung 60 derartig bereitzustellen, dass eine Höhenlage der Rahmenkonstruktion 12 gegenüber der Bodenfläche 50 zu steuern und/oder zu regeln.
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: landwirtschaftliche Maschine, Hackstriegel, Hacke
12: Rahmenkonstruktion
14: Anhängevorrichtung
16: Segment
18: Klappachse
20: Arbeitswerkzeug
22: Stützrad
24: Verstelleinrichtung
50: Bodenfläche
60: Stelleinrichtung
62: Verbindungseinrichtung
64: Trägerkonstruktion
80: Sensoranordnung
82: erste Sensoreinrichtung
84: zweite Sensoreinrichtung
90: Steuereinrichtung
100: Korrigiergröße
G: Gruppe
FR: Fahrtrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019209330 A1 [0003]

Claims

Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Maschine (10), mit einer Rahmenkonstruktion (12), an der eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen (20) gelagert sind und die eingerichtet sind in eine Bodenfläche (50) einzutauchen, wobei deren Lage gegenüber der Bodenfläche (50) einzeln oder gruppenweise mittels einer, basierend auf Stellsignalen Stellbewegungen ausführenden Stelleinrichtung (60) veränderbar ist, mit einer Sensoranordnung, die eingerichtet ist, durch eine Lage der Arbeitswerkzeuge (20) beeinflusste Ausgangssignale bereitzustellen, sowie mit einer, die Ausgangssignale zu Steuersignalen verarbeitenden Steuereinrichtung (90), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (90) derartig ausgebildet ist, einen Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anhand einer Korrigiergröße (100) anzupassen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (90) derartig ausgebildet ist, zur Anpassung des Algorithmus einen Wechsel und/oder eine Auswahl zwischen einem ersten Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale und einem zweiten Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale auszuführen, insbesondere einen Wechsel und/oder eine Auswahl zwischen einen ersten Algorithmus definierenden Programmieranweisungen und einen zweiten Algorithmus definierenden Programmieranweisungen auszuführen.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des Algorithmus mittels der Steuereinrichtung (90) durch manuelle Eingabe ausgelöst wird und/oder automatisiert ausgelöst wird.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (90) zur Verarbeitung von verschiedenen Lagevorgaben der Arbeitswerkzeuge (20) ausgebildet ist, und eingerichtet ist einen Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale anhand der Korrigiergröße (100) und der Lagevorgabe anzupassen.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Algorithmus in der Steuereinrichtung (90) zumindest zwei, jeweils verschiedene Betriebsmodi definierende Steuerungs- und/oder Regelungsprogramme hinterlegt sind, insbesondere verschiedene Betriebsmodi definierende Programmieranweisungen hinterlegt sind.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (80) zumindest eine erste Sensoreinrichtung (82) und eine zweite Sensoreinrichtung (84), die jeweils zur Bereitstellung von Ausgangssignalen eingerichtet sind, umfasst.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Sensoreinrichtung (82) zur Bereitstellung von Ausgangssignalen dazu eingerichtet ist, eine Winkellage der Arbeitswerkzeuge (20) gegenüber der Rahmenkonstruktion (12) mittelbar oder unmittelbar zu erfassen und/oder - die zweite Sensoreinrichtung (84) zur Bereitstellung von Ausgangsignalen dazu eingerichtet ist, eine Winkellage und/oder Höhenlage der Rahmenkonstruktion (12) gegenüber der Bodenfläche (50) mittelbar oder unmittelbar zu erfassen.
System nach zumindest einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensoreinrichtung (82) und die zweite Sensoreinrichtung (84) sich voneinander unterscheidende Lageinformationen der Arbeitswerkzeuge (20) mittelbar oder unmittelbar erfassen.
System nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (90) derartig ausgebildet ist, zur Anpassung des Algorithmus die zur Erzeugung der Steuersignale herangezogenen Ausgangssignale anhand der Korrigiergröße (100) der - ersten Sensoreinrichtung (82) und der zweiten Sensoreinrichtung (84) zu verarbeiten und/oder - der ersten Sensoreinrichtung (82) oder der zweiten Sensoreinrichtung (84) zu verarbeiten.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrigiergröße (100) durch manuelle Eingabe vorgebbar ist und/oder sensorisch erfassbar ist.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrigiergröße (100) durch zumindest einem von folgendem definiert ist, - einem Wachstumsstadium von sich auf der Bodenfläche (50) befindenden Kulturpflanzen - Bodeneigenschaften der Bodenfläche (50) - einer Signalgröße der Ausgangssignale der Sensoranordnung (80) - einer Lage der Rahmenkonstruktion (12) gegenüber der Bodenfläche (50) und/oder - eine Position der landwirtschaftlichen Maschine (10) auf der Bodenfläche (50).
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge (20) der Algorithmus anhand der Korrigiergröße (100) eingerichtet ist, Steuersignale für die Stelleinrichtung (60) derartig bereitzustellen, dass eine mittels der Stelleinrichtung (60) auf die Arbeitswerkzeuge (20) einwirkende Kraft steuer- und/oder regelbar ist.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge (20) der Algorithmus anhand der Korrigiergröße (100) eingerichtet ist, Steuersignale für die Stelleinrichtung (60) derartig bereitzustellen, dass eine Winkellage der Arbeitswerkzeuge (20) gegenüber der Rahmenkonstruktion (12) steuer- und/oder regelbar ist.
System nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern der Lage der Arbeitswerkzeuge (20) der Algorithmus anhand der Korrigiergröße (100) eingerichtet ist, Steuersignale für die Stelleinrichtung (60) derartig bereitzustellen, dass eine Winkellage und/oder Höhenlage der Rahmenkonstruktion (12) gegenüber der Bodenfläche (50) steuer- und/oder regelbar ist.
Landwirtschaftliche Maschine (10) zur mechanischen Unkrautbekämpfung, vorzugsweise Hackstriegel (10) und/oder Hacke (10), mit einem Steuer- und/oder Regelsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
Maschine (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest zwei Gruppen (G) mit Arbeitswerkzeugen (20) aufweist, deren Lage jeweils mittels einer der jeweiligen Gruppe (G) zugeordneten Stelleinrichtung (60) unabhängig von der jeweils anderen Gruppe (G) veränderbar ist.
Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine (10), vorzugsweise eines Hackstriegel und/oder einer Hacke, mit einer Rahmenkonstruktion (12), an der eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen (20) gelagert sind und die eingerichtet sind in eine Bodenfläche (50) einzutauchen, wobei deren Lage gegenüber der Bodenfläche (50) einzeln oder gruppenweise mittels einer, basierend auf Stellsignalen Stellbewegungen ausführenden Stelleinrichtung (60) veränderbar ist, mit einer Sensoranordnung, die eingerichtet ist, durch eine Lage der Arbeitswerkzeuge (20) beeinflusste Ausgangssignale bereitzustellen, sowie mit einer, die Ausgangssignale zu Steuersignalen verarbeitenden Steuereinrichtung (90), wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch eine Anpassung eines Algorithmus zur Erzeugung der Steuersignale mittels der Steuereinrichtung (90) anhand von zumindest einer Korrigiergröße (100), welche Korrigiergröße (100) durch manuelle Eingabe vorgebbar ist und/oder sensorisch erfassbar ist.