DE102022105021B4

DE102022105021B4 - Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug und Verfahren zum Lenken eines selbstfahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022105021B4
Application number: DE102022105021.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Horsch
Original assignee: Horsch Maschinen GmbH
Current assignee: Horsch Maschinen GmbH
Priority date: 2022-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2024-02-22
Anticipated expiration: 2042-03-04
Also published as: DE102022105021A1

Abstract

Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100), insbesondere autonomes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) umfassend zumindest:- einen Fahrzeugrahmen (10), welcher zum Tragen und Führen eines Arbeitsgerätes (20) eingerichtet ist, welches Arbeitsgerät (20) im Bereich zumindest einer Mittelachse (M) des Fahrzeugrahmens (10) am Fahrzeugrahmen (10) angeordnet ist,- zumindest vier Bodenabstützungen (30), welche eingerichtet sind, den Fahrzeugrahmen (10) auf einer Bodenfläche abzustützen, wobei die Bodenabstützungen (30) unter Vorgabe von Lenkwinkeln (W1-W4) jeweils um aufrechte Achsen (B) lenkbar am Fahrzeugrahmen (10) gelagert sind,- eine Steuereinrichtung (40) zur aufeinander abgestimmten Vorgabe der Lenkwinkel (W1-W4), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) zur derartigen aufeinander abgestimmten Vorgabe der Lenkwinkel (W1-W4) eingerichtet ist, dass sich jeweilige Lotachsen (L1-L4) der Bodenabstützungen (30) in einem gemeinsamen, in dessen Lage veränderbaren Drehpunkt (P) schneiden.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Lenken eines selbstfahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugs.
Selbstfahrende landwirtschaftliche Fahrzeuge, insbesondere selbstfahrende landwirtschaftliche Trägerfahrzeuge werden in der Landwirtschaft für verschiedene Einsatzzwecke eingesetzt. Die DE 20 2018 106 996 U1 zeigt beispielsweise ein derartiges Trägerfahrzeug in Form eines Gantry-Systems, welches aus einem asymmetrischen Träger besteht, der für die Aufnahme von Anbaugeräten vorgesehen ist.
Die DE 83 34 546 U1 zeigt ein Fahrzeug, welches über drehbar gelagerte Bodenabstützungen in Form von Rädern verfügt, die mittels eines sogenannten Hundegangs im gleichen Lenkwinkel über eine Lenkeinrichtung eingelenkt werden können. Dadurch werden große Lenkeinschläge des kurveninneren Rads und somit kleine Wenderadien ermöglicht.
Aktuell bekannte Gantry-Systeme umfassen Lenkungen, deren Bodenabstützungen im Quadrat, Rechteck oder Dreieck angeordnet sind. Allerdings gibt es bislang keine Lösungen, auf eine einfache Art und Weise eine Mehrradlenkung für Fahrzeuge mit zumindest vier Rädern zur Verfügung zu stellen, deren Bodenabstützungen zumindest in eine Richtung nicht symmetrisch zueinander sind.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine variable Einstellbarkeit der Lenkwinkel der Bodenabstützungen zueinander ermöglicht werden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, sowie mit den Merkmalen des Verfahrensanspruch 23 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.
Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug, insbesondere ein autonomes (z.B. teilautonom und/oder vollautonom) landwirtschaftliches Fahrzeug.
Erfindungsgemäß umfasst das Fahrzeug einen Fahrzeugrahmen, welcher zum Tragen und Führen eines Arbeitsgeräts eingerichtet ist, welches Arbeitsgerät im Bereich wenigstens einer Mittelachse des Fahrzeugrahmens am Fahrzeugrahmen angeordnet ist.
Das Fahrzeug umfasst darüber hinaus zumindest vier Bodenabstützungen, welche eingerichtet sind, den Fahrzeugrahmen auf einer Bodenfläche abzustützen, wobei die Bodenabstützungen unter Vorgabe von Lenkwinkeln jeweils um aufrechte Achsen lenkbar am Fahrzeugrahmen gelagert sind.
Das Fahrzeug umfasst außerdem eine Steuereinrichtung zur aufeinander abgestimmten Vorgabe der Lenkwinkeln.
Infolge der Erfindungsgemäßen Maßnahmen wird demnach ein Fahrzeug bereitgestellt, dessen Steuereinrichtung zur derartig aufeinander abgestimmten Vorgabe der Lenkwinkel eingerichtet ist, dass sich jeweilige Lotachsen der Bodenabstützungen in einem gemeinsamen, in dessen Lage veränderbaren Drehpunkt schneiden.
Erfindungsgemäß wird somit durch einen in dessen Lage veränderbaren Drehpunkt ein landwirtschaftliches Fahrzeug geschaffen, welches mit beliebigen Anordnungen der Bodenabstützungen zueinander in beliebige Richtung mit jeglichen Lenkwinkeln bewegt werden kann, wodurch ein gegenüber dem Stand der Technik wesentlich flexibler einsetzbares landwirtschaftliches Fahrzeug geschaffen wird.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die derartig aufeinander abgestimmte Vorgabe der Lenkwinkel ein Berechnen eines Verhältnisses der Lenkwinkel zueinander umfasst, welches Berechnen insbesondere ein Verhältnis einer Größe eines ersten Lenkwinkels, eines zweiten Lenkwinkels, eines dritten Lenkwinkels und eines vierten Lenkwinkels der jeweiligen Bodenabstützungen umfasst. Dadurch kann erreicht werden, dass ein gewünschter Kurvenradius mittels des Fahrzeugs gefahren werden kann.
Das Verhältnis der Lenkwinkel zueinander, wird außerdem durch jeweilige Lotwinkel der Bodenabstützungen definiert. Die jeweiligen Lotachsen der Bodenabstützungen verlaufen orthogonal zu einer jeweiligen Fahrtrichtung der Bodenabstützungen und schließen einen ersten Lotwinkel, einen zweiten Lotwinkel, einen dritten Lotwinkel und einen vierten Lotwinkel ein. Der erste, zweite, dritte und vierte Lotwinkel sind in einer bevorzugten Ausführungsform als 90° - Winkel ausgeführt sein. Eine alternative Ausführungsform könnte auch weitere Winkelgrößen umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, dass das landwirtschaftliche Fahrzeug, insbesondere der Fahrzeugrahmen, eine Längserstreckung aufweist und dass dieses entlang einer Straßenfahrtrichtung bewegbar ist, welche im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung ist und dass dieses entlang einer Arbeitsfahrtrichtung bewegbar ist, welche im Wesentlichen orthogonal zur Straßenfahrtrichtung ist.
Demnach ist durch die derartig aufeinander abgestimmte Vorgabe der Lenkwinkeln mittels der Steuereinrichtung ein Wechsel zwischen einer Straßenfahrtrichtung und einer Arbeitsfahrtrichtung ermöglicht. Der Wechsel kann bspw. eine automatisierte Rotation der Bodenabstützungen von im Wesentlichen 90° beziehungsweise 270° umfassen.
Zur Durchführung verschiedener Arbeitsschritte mittels des Arbeitsgeräts, ist entlang der Arbeitsfahrtrichtung oder der Straßenfahrtrichtung ist im Bereich der Mittelachse eines Fahrzeugrahmens, das Arbeitsgerät am Fahrzeugrahmen angeordnet. Das Arbeitsgerät kann insbesondere durch eine Schweißverbindung mit dem Fahrzeugrahmen verbunden sein oder alternativ durch eine koppelbare Verbindung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es möglich, dass vier Bodenabstützungen vorgesehen sind, wobei jeweils zwei quer zur Arbeitsfahrtrichtung gegenüberliegende Bodenabstützungen eine Achse bilden und wobei zwei in Arbeitsfahrtrichtung hintereinanderliegende Achsen vorgesehen sind, wobei die hintereinander liegenden Bodenabstützungen unterschiedliche Abstände quer zur Arbeitsfahrtrichtung aufweisen. Durch diese Anordnung wird eine größtmögliche Flexibilität des Fahrzeugs ermöglicht.
Es ist außerdem möglich, dass das Arbeitsgerät eine quer zur Arbeitsfahrtrichtung orientierte maximale Arbeitsbreite aufweist und, dass das Arbeitsgerät gegenüber dem Fahrzeug derartig angeordnet ist, dass dieses einen Mindestüberstandsbereich gegenüber zumindest zwei Seiten des Fahrzeugrahmens aufweist und/oder gegenüber der jeweils am äußersten liegenden Ende aufrechten Achse aufweist, wobei der Mindestüberstandsbereich zumindest 10% oder zumindest 20% oder insbesondere 25% der maximalen Arbeitsbreite beträgt. Durch diesen Mindestüberstandsbereich wird die Arbeitsbreite des Fahrzeugs, insbesondere des Arbeitsgeräts maximiert.
Um möglichst flexibel auf verschiedenen Untergründen arbeiten zu können, ist es möglich die Bodenabstützungen und/oder das Arbeitsgerät anzupassen. Demnach ist es möglich, dass die Bodenabstützungen jeweils Räder und/oder Bandlaufwerke umfassen und/oder dass die Bodenabstützungen jeweils in deren Höhenlage gegenüber dem Fahrzeugrahmen verstellbar sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass an dem zumindest einen Arbeitsgerät vorzugsweise mehrere Arbeitswerkzeuge vorgesehen sind, welche Arbeitswerkzeuge in deren Höhenlage verstellbar gelagert sind.
Um eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erreichen, ist es außerdem möglich, dass zumindest zwei, insbesondere vier Bodenabstützungen mit zumindest einem Antrieb wirktechnisch gekoppelt sind, welcher Antrieb eingerichtet ist anhand einer Vorgabe der Steuereinrichtung, Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützung vorzugeben.
Darüber hinaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung zur derartigen aufeinander abgestimmten Vorgabe der Antriebsgeschwindigkeiten der vier Bodenabstützungen eingerichtet ist, dass die Antriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Bodenabstützung während einer Kurvenfahrt kleiner ist, je näher die jeweilige Bodenabstützung am Drehpunkt liegt. Dadurch wird eine gewünschte Bahngeschwindigkeit des Fahrzeugs erreicht.
Um eine Änderung der Antriebsgeschwindigkeit zu ermöglichen, ist der zumindest eine Antrieb hydraulisch und/oder elektrisch steuerbar und die Steuereinrichtung eingerichtet, zur abgestimmten Steuerung der Antriebsgeschwindigkeiten, insbesondere einen Druckoffset und/oder eine elektrische Antriebsenergie, insbesondere eine Stromaufnahme zu verändern.
Alternativ oder ergänzend dazu, ist es möglich, dass die Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen insbesondere durch eine Drehzahlanpassung des Motors des Fahrzeugs verändert werden können. So kann beispielsweise während einer Kurvenfahrt, insbesondere einer Wendung des Fahrzeugs die Geschwindigkeit bspw. verlangsamt werden.
Um einen autonomen (z.B. teilautonom oder vollautonom) Betrieb des Fahrzeugs zu ermöglich, umfasst die Steuereinrichtung eine Umfeldsensorik, mittels welcher eine Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere vorhandene Hindernisse und/oder Elemente erfasst werden können. Die Umfeldsensorik kann beispielsweise Hindernisse wie Lebewesen (Menschen oder Tiere), Pflanzen (Bäume usw.) oder andere Elemente erkennen.
Um einen möglichst großen Bereich der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen, umfasst die Umfeldsensorik zumindest zwei Umfeldsensoren. Als Umfeldsensoren können hierbei bspw. Laserscanner und/oder Kamerasysteme wie bspw. 3D Wärmebildkameras eingesetzt werden. Auch können 3D-Kameras und/oder 3D-Scanner und/oder 3D-Rig verwendet werden. Auch Infrarotsensoren könnten entsprechend zum Einsatz kommen. Auch können die zumindest zwei Umfeldsensoren verschiedene Objekte erkennen, so dass anhand dieser wiederum ein gemeinsames Bild mittels bspw. einer Steuereinrichtung ermittelt werden kann. So kann auch vorgesehen sein, dass die zwei Umfeldsensoren verschiedene physikalische Messeigenschaften aufweisen bzw. verschiedene physikalische Eigenschaften erfassen können.
Anhand der bspw. verschiedenen physikalischen Eigenschaften bzw. auf Basis von mittels der Umfeldsensorik erfassten Objekteigenschaften kann anschließend eine Auswertung über die Art des Hindernisses und/oder Elemente erfolgen. Die Art kann hierbei bspw. eine Auswertung über Lebewesen oder Pflanze sein. Aber auch ob das Hindernis und/oder Elemente, mittels des Fahrzeugs überfahren werden können / dürfen oder nicht, d.h. handelt es sich bspw. um eine kleine Pflanze kann diese überfahren werden, handelt es sich jedoch um ein Lebewesen darf dieses nicht überfahren werden.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in der Steuereinrichtung Sollwerte für die durch die Umfeldsensorik ermitteltet Art des Hindernisses und/oder Elements hinterlegt sind. So können bspw. Temperaturvorgaben hinterlegt sein, auf Basis derer die Auswertung erfolgt, ob es sich um Lebewesen oder Pflanzen handelt. Auch können, Bewegungsparameter hinterlegt sein, so dass wiederum auf Basis einer definierten Bewegung eine Auswertung erfolgt, ob es sich um Lebewesen oder Pflanzen handelt. Auch Konturparameter können hinterlegt sein, mittels derer bspw. eine Auswertung folgen kann um welche Art Lebewesen oder Pflanze es sich handelt, insbesondere welche Größe das Hindernis und/oder Element aufweist.
Auf Basis einer Rückkoppelung der Umfeldsensorik zur Steuereinrichtung und unter Berücksichtigung der Sollwerte, können die Antriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Bodenabstützung und/oder die Lenkwinkel vorgegeben werden. Dadurch ist es möglich, unter Berücksichtigung der Art des Hindernisses und/oder des Elements, dieses zu umfahren, stehen zu bleiben oder zu überfahren.
Zur Bestimmung von aufeinander abgestimmten Lenkwinkeln und/oder Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, jeweilige Kurvenradien, insbesondere jeweilige Kreisbahndurchmesser zu verwenden. Dadurch wird erreicht, dass die Bodenabstützungen je nach Kurvenradius im richtigen Lenkwinkel eingeschlagen werden und mit einer passenden Antriebsgeschwindigkeit angetrieben werden.
Um beispielsweise eine gewünschte Wendung abfahren zu können ist es möglich, die jeweiligen Kurvenradien vorzugeben. Dazu kann die Steuereinrichtung zur Vorgabe des jeweiligen Kurvenradius, insbesondere des jeweiligen Kreisbahndurchmessers mit zumindest einem Positionsbestimmungssystem signalverbunden und/oder signalverbindbar sein und das Positionsbestimmungssystem kann zur Vorgabe eines Startpunktes, eines Endpunktes und des jeweiligen Kurvenradius eingerichtet sein.
Zur Spurplanung des Fahrzeugs ist es möglich, dass die Steuereinrichtung zur Vorgabe von jeweiligen Soll-Fahrspuren, insbesondere in Abhängigkeit der maximalen Arbeitsbreite eingerichtet ist. Die Vorgabe der jeweiligen Soll-Fahrspuren erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung eines Verlaufs im Wesentlichen aller Soll-Fahrspuren einer landwirtschaftlichen Nutzfläche (bspw. Feld, Teilflächen, Schläge usw.).
Es ist darüber hinaus möglich, dass das Fahrzeug mittels insbesondere vier oder alternativ zwei der Bodenabstützungen aktiv gelenkt wird. Zur Lenkung der Bodenabstützung könnten hier verschiedenste Stellelemente vorgesehen sein, bspw. elektrische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Stellelemente, wie bspw. Lenkzylinder.
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 Sensoren oder Sensoreinheiten oder Sensoranordnungen integrierte Steuereinrichtungen. Ebenso sei darauf hingewiesen, dass die Signale und/oder Daten der Sensoren / Messeinrichtungen / Erfassungseinrichtungen und/oder dergl. jeweils als Rückkoppelung für eine Steuer- und/oder Regelgröße herangezogen werden können.
Der Begriff „Vorgabe“ umfasst insbesondere ein Berechnen, Steuern, Regeln, Generieren und oder dergleichen.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Steuerbar“ und „Steuereinrichtung“ und 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 „Steuerbar“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regelbar“ umfasst sein.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Ausführungsformen und Merkmale in beliebiger Weise und Frei mit der Vorrichtung und/oder dem Verfahren kombinierbar sind. Dementsprechend sind alle Ausführungsformen und erfindungsgemäßen Merkmale sowohl für die Vorrichtung als auch für das Verfahren offenbart und beanspruchbar.
Das Verfahren zur Lenkung eines selbstfahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugs umfasst eine Vorgabe von Lenkwinkeln mittels einer Steuereinrichtung.
Das Verfahren weist zudem ein Lenken von an einem Fahrzeugrahmen um aufrechte Achsen gelagerte Bodenabstützungen unter Berücksichtigung der Lenkwinkel auf.
Das Verfahren beinhaltet außerdem ein Bestimmen eines gemeinsamen, in dessen Lage veränderbaren Drehpunkts der jeweiligen Lotachsen der Bodenabstützungen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass anhand einer Vorgabe der Steuereinrichtung die Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen vorgegeben wird.
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 ein Perspektivansicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welches entlang einer Straßenfahrtrichtung bewegt wird,
2 eine Perspektivansicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welches entlang einer Arbeitsfahrtrichtung bewegt wird,
3a eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welches entlang einer Straßenfahrtrichtung bewegt wird,
3b eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welches entlang einer Arbeitsfahrtrichtung bewegt wird,
4a,4b&4c eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, gemäß 1a während einer Kurvenfahrt,
5a&5b eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, gemäß 1b während einer Kurvenfahrt.

Die in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen stimmen wenigstens 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.
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.
1 zeigt eine Perspektivansicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 welches entlang einer Straßenfahrtrichtung SR bewegt wird.
Das Fahrzeug 100 kann abhängig von einer im Wesentlichen 90°- beziehungsweise 270°-Drehung in einer Arbeitsfahrtrichtung AR oder in einer Straßenfahrtrichtung SR bewegt werden. Gemäß den Ausführungsbeispielen sind die Straßenfahrtrichtung SR und die Arbeitsfahrtrichtung AR orthogonal zueinander.
Die Straßenfahrtrichtung SR ist im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung A3 (siehe 3a) des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100. Ein Wechsel zwischen einer Straßenfahrtrichtung SR und einer Arbeitsfahrtrichtung AR wird durch die derartig aufeinander abgestimmte Vorgabe von Lenkwinkeln W1-W4 einer Steuereinrichtung 40 ermöglicht.
2 zeigt eine Perspektivansicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100 welches entlang einer Arbeitsfahrtrichtung AR bewegt wird.
Das Fahrzeug 100 umfasst zumindest einen Fahrzeugrahmen 10, welcher zum Tragen und Führen eines Arbeitsgeräts 20 eingerichtet ist. Wobei das Arbeitsgerät 20 im Bereich wenigstens einer Mittelachse M (siehe bspw. 3a) des Fahrzeugrahmens 10 am Fahrzeugrahmen 10 angeordnet ist. Die Mittelachse M verläuft im Ausführungsbeispiel entlang einer Arbeitsfahrtrichtung AR. Das Arbeitsgerät 20 kann insbesondere durch eine Schweißverbindung mit dem Fahrzeugrahmen 10 verbunden sein oder alternativ durch eine koppelbare Verbindung.
Das Fahrzeug 100 umfasst außerdem vier Bodenabstützungen 30, welche eingerichtet sind, den Fahrzeugrahmen 10 auf einer Bodenfläche abzustützen, wobei die Bodenabstützungen 30 unter Vorgabe von Lenkwinkeln W1-W4 jeweils um aufrechte Achsen B (siehe 1) lenkbar am Fahrzeugrahmen 10 gelagert sind.
Zumindest zwei, insbesondere vier der Bodenabstützungen 30 können mit zumindest einem Antrieb 60 wirktechnisch gekoppelt sein. Der zumindest eine Antrieb 60 kann dazu eingerichtet sein, anhand einer Vorgabe der Steuereinrichtung 40 des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100, Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützung 30 vorzugeben.
Der zumindest eine Antrieb 60 kann hydraulisch und/oder elektrisch steuerbar sein. Die Steuereinrichtung 40, kann außerdem dazu einrichtet sein, zur abgestimmten Steuerung der Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen 30 eine hydraulische Antriebsenergie, insbesondere einen Druckoffset und/oder eine elektrische Antriebsenergie, insbesondere eine Stromaufnahme zu verändern.
Die Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen 30 können insbesondere durch eine Drehzahlanpassung des Motors des Fahrzeugs 100 verändert werden.
Die Bodenabstützungen 30 umfassen jeweils Räder und/oder Bandlaufwerke. Außerdem können die Bodenabstützungen 30 jeweils in deren Höhenlage gegenüber dem Fahrzeugrahmen 10 verstellbar gelagert sein.
An dem zumindest einen Arbeitsgerät 20 sind vorzugsweise mehrere Arbeitswerkzeuge 50 vorgesehen, welche Arbeitswerkzeuge 50 in deren Höhenlage verstellbar gelagert sind.
Die Steuereinrichtung 40 kann zur Vorgabe eines Kurvenradius R1-R4 wie bspw. in 5b gezeigt, insbesondere eines Kreisbahndurchmessers mit zumindest einem Positionsbestimmungssystem 110 signalverbunden und/oder signalverbindbar sein. Das Positionsbestimmungssystem 110 kann zur Vorgabe eines Startpunktes, eines Endpunktes und des jeweiligen Kurvenradius R eingerichtet sein.
Die Steuereinrichtung 40 kann außerdem zur Vorgabe von jeweiligen Soll-Fahrspuren, insbesondere in Abhängigkeit der maximalen Arbeitsbreite eingerichtet sein. Die Vorgabe der jeweiligen Soll-Fahrspuren erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung eines Verlaufs im Wesentlichen aller Soll-Fahrspuren einer landwirtschaftlichen Nutzfläche.
Die Umgebung des Fahrzeugs 100, insbesondere vorhandene Hindernisse und/oder Elemente wird mittels einer Umfeldsensorik 70 erfasst. Das Ausführungsbeispiel umfasst Umfeldsensorik 70 in Form von drei Umfeldsensoren. Die drei Umfeldsensoren sind dazu eingerichtet, verschiedene physikalische Messeigenschaften aufweisen bzw. verschiedene physikalische Eigenschaften erfassen können. Dadurch kann eine Auswertung über die Art des Hindernisses und/oder Elemente erfolgen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in der Steuereinrichtung 40 Sollwerte für die durch die Umfeldsensorik 70 ermitteltet Art des Hindernisses und/oder Elements hinterlegt sind. Auf Basis einer Rückkoppelung der Umfeldsensorik 70 zur Steuereinrichtung 40 und unter Berücksichtigung der Sollwerte, können die Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen 30 und/oder die Lenkwinkel W1-W4 (siehe 4a), vorgegeben werden.
3a zeigt eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs, welches entlang einer Straßenfahrtrichtung SR bewegt wird.
Das Fahrzeug 100, insbesondere der Fahrzeugrahmen 10, besitzt zweckmäßig eine Längserstreckung A3. Das Arbeitsgerät 20 eine quer zur Arbeitsfahrtrichtung AR orientierte maximale Arbeitsbreite A1 auf. Das Arbeitsgerät 20 ist außerdem gegenüber dem Fahrzeug 100 derartig angeordnet, dass dieses einen Mindestüberstandbereich A2 gegenüber zumindest zwei Seiten des Fahrzeugrahmens 10 aufweist und/oder der jeweils am äußersten liegenden Ende aufrechten Achse B einen Mindestüberstandsbereich A2 aufweist. Der Mindestüberstandsbereich A2 beträgt zumindest 10% oder zumindest 20% oder insbesondere 25% der maximalen Arbeitsbreite A1.
3b zeigt eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100, welches entlang einer Arbeitsfahrtrichtung AR bewegt wird.
Das Fahrzeug 100 wird entlang einer Arbeitsfahrtrichtung AR bewegt, welche Arbeitsfahrtrichtung AR ist im Wesentlichen orthogonal zu der zur Straßenfahrtrichtung SR. Jeweils zwei quer zur Arbeitsfahrtrichtung AR gegenüberliegende Bodenabstützungen 30 bilden eine Achse. Zwei hintereinanderliegende Achsen sind vorgesehen, wobei die hintereinanderliegenden Bodenabstützungen 30 unterschiedliche Abstände A4-A7 quer zur Arbeitsfahrtrichtung AR aufweisen.
4a, 4b und 4c zeigen eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100, gemäß 1a während einer Kurvenfahrt.
Die Steuereinrichtung 40, kann dazu eingerichtet sein, zur derartig aufeinander abgestimmten Vorgabe der jeweiligen Lenkwinkel W1-W4, dass sich jeweilige Lotachsen L1-L4 der Bodenabstützungen 30 in einem gemeinsamen, in dessen Lage veränderbaren Drehpunkt P schneiden. Die derartig aufeinander abgestimmte Vorgabe der Lenkwinkel W1-W4 umfasst ein Berechnen eines Verhältnisses der Lenkwinkel W1-W4 zueinander, welches Berechnen insbesondere ein Verhältnis einer Größe eines ersten Lenkwinkels W1 eines zweiten Lenkwinkels W2, eines dritten Lenkwinkels W3 und eines vierten Lenkwinkel W4 der jeweiligen Bodenabstützungen umfasst.
Die jeweiligen Lotachsen L1-L4 der Bodenabstützungen 30 verlaufen orthogonal zu einer jeweiligen Fahrtrichtung FR1-FR4 und schließen einen ersten Lotwinkel α, einen zweiten Lotwinkel β, einen dritten Lotwinkel δ und einen vierten Lotwinkel γ ein. Die Lotwinkel α, β, δ, γ sind im Ausführungsbeispiel als 90° - Winkel ausgeführt.
Die Steuereinrichtung 40 kann außerdem dazu eingerichtet sein, aufeinander abgestimmte Lenkwinkel W1-W4 und/oder Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen anhand des Kurvenradius R1-R4, insbesondere des Kreisbahndurchmessers zu bestimmen. Die Antriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Bodenabstützung 30 ist kleiner, je näher die jeweilige Bodenabstützung 30 am Drehpunkt P liegt. Im Ausführungsbeispiel sind demnach die Antriebsgeschwindigkeiten der Bodenabstützungen 30 kleiner welche mit den Lotachsen L2 bzw. L3 verbunden sind.
5a und 5b zeigen eine Draufsicht des landwirtschaftlichen Fahrzeugs 100, gemäß 1b während einer Kurvenfahrt.
Die jeweilige Lenkwinkel W1-W4 der Bodenabstützungen 30 sind derartig veränderbar, dass sich jeweilige Lotachsen L1-L4 zu den Bodenabstützungen 30 in einem Drehpunkt P schneiden, wobei dieser Drehpunkt P in dessen Lage veränderbar ist.
Das landwirtschaftliche Fahrzeug 100 kann gemäß 3a mittels zwei Bodenabstützungen 30 aktiv gelenkt werden und entlang einer Arbeitsfahrtrichtung AR bewegt werden.
Alternativ dazu kann das Fahrzeug 100 wie in 3b gezeigt entlang der Arbeitsfahrtrichtung AR bewegt werden, indem die mittels vier Bodenabstützungen 30 gelenkt wird. Ein Wechsel zwischen zwei oder vier aktiv gelenkten Bodenabstützungen 30 ist möglich.
Bezugszeichenliste:

10: Fahrzeugrahmen
20: Arbeitsgerät
30: Bodenabstützung
40: Steuereinrichtung
50: Arbeitswerkzeug
60: Antrieb
70: Umfeldsensorik
100: Fahrzeug
A1: Arbeitsbreite
A2: Mindestüberstandsbereich
A3: Längserstreckung
A4-A7: Abstände
AR: Arbeitsfahrtrichtung
B: Aufrechte Achse
FR1-FR4: Fahrtrichtung
L1-L4: Lotachse
M: Mittelachse
P: Drehpunkt
R1-R4: Kurvenradius
SR: Straßenfahrtrichtung
W1: Erster Lenkwinkel
W2: Zweiter Lenkwinkel
W3: Dritter Lenkwinkel
W4: Vierter Lenkwinkel
α: Erster Lotwinkel
β: Zweiter Lotwinkel
δ: Dritter Lotwinkel
γ: Vierter Lotwinkel

Claims

Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100), insbesondere autonomes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) umfassend zumindest: - einen Fahrzeugrahmen (10), welcher zum Tragen und Führen eines Arbeitsgerätes (20) eingerichtet ist, welches Arbeitsgerät (20) im Bereich zumindest einer Mittelachse (M) des Fahrzeugrahmens (10) am Fahrzeugrahmen (10) angeordnet ist, - zumindest vier Bodenabstützungen (30), welche eingerichtet sind, den Fahrzeugrahmen (10) auf einer Bodenfläche abzustützen, wobei die Bodenabstützungen (30) unter Vorgabe von Lenkwinkeln (W1-W4) jeweils um aufrechte Achsen (B) lenkbar am Fahrzeugrahmen (10) gelagert sind, - eine Steuereinrichtung (40) zur aufeinander abgestimmten Vorgabe der Lenkwinkel (W1-W4), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) zur derartigen aufeinander abgestimmten Vorgabe der Lenkwinkel (W1-W4) eingerichtet ist, dass sich jeweilige Lotachsen (L1-L4) der Bodenabstützungen (30) in einem gemeinsamen, in dessen Lage veränderbaren Drehpunkt (P) schneiden.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die derartig aufeinander abgestimmte Vorgabe der Lenkwinkel (W1-W4) ein Berechnen eines Verhältnisses der Lenkwinkel (W1-W4) zueinander umfasst, welches Berechnen insbesondere ein Verhältnis einer Größe eines ersten Lenkwinkels (W1), eines zweiten Lenkwinkels (W2), eines dritten Lenkwinkels (W3) und eines vierten Lenkwinkels (W4) der jeweiligen Bodenabstützungen (30) zueinander umfasst.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Lotachsen (L1-L4) der Bodenabstützungen (30) orthogonal zu einer jeweiligen Fahrtrichtung (FR1-FR4) der Bodenabstützungen verlaufen und einen ersten Lotwinkel (α), einen zweiten Lotwinkel (β), einen dritten Lotwinkel (δ) und einen vierten Lotwinkel (γ) einschließen.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das landwirtschaftliche Fahrzeug (100), insbesondere der Fahrzeugrahmen (10), eine Längserstreckung (A3) aufweist und dass dieses entlang einer Straßenfahrtrichtung (SR) bewegbar ist, welche im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung (A3) ist und dass dieses entlang einer Arbeitsfahrtrichtung (AR) bewegbar ist, welche im Wesentlichen orthogonal zur Straßenfahrtrichtung (SR) ist.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die derartig aufeinander abgestimmte Vorgabe der Lenkwinkel (W1-W4) mittels der Steuereinrichtung (40) ein Wechsel zwischen der Arbeitsfahrtrichtung (AR) und der Straßenfahrtrichtung (SR) ermöglicht ist.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vier Bodenabstützungen (30) vorgesehen sind, wobei jeweils zwei, quer zur Arbeitsfahrtrichtung (AR) gegenüberliegende, Bodenabstützungen (30) eine Achse bilden und wobei insbesondere zwei in Arbeitsfahrtrichtung (AR) hintereinanderliegende Achsen (B) vorgesehen sind, wobei die hintereinanderliegenden Bodenabstützungen (30) unterschiedliche Abstände (A4-A7) quer zur Arbeitsfahrtrichtung (AR) aufweisen.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass das Arbeitsgerät (20) eine quer zur Arbeitsfahrtrichtung (AR) orientierte maximale Arbeitsbreite (A1) aufweist und - das Arbeitsgerät (20) gegenüber dem Fahrzeug (100) derartig angeordnet ist, dass dieses einen Mindestüberstandsbereich (A2) gegenüber zumindest zwei Seiten des Fahrzeugrahmens (10) aufweist und/oder gegenüber der jeweils am äußersten Ende liegenden aufrechten Achse (B) aufweist, wobei der Mindestüberstandsbereich (A2) zumindest 10%, oder zumindest 15% oder zumindest 20% oder insbesondere 25% der maximalen Arbeitsbreite (A1) beträgt.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenabstützungen (30) jeweils - Räder und/oder Bandlaufwerke umfassen und/oder - dass die Bodenabstützungen (30) jeweils in deren Höhenlage gegenüber dem Fahrzeugrahmen (10) verstellbar sind.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zumindest einen Arbeitsgerät (20) vorzugsweise mehrere Arbeitswerkzeuge (50) vorgesehen sind, welche Arbeitswerkzeuge (50) in deren Höhenlage verstellbar gelagert sind.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, insbesondere vier Bodenabstützungen (30) mit zumindest einem Antrieb (60) wirktechnisch gekoppelt sind, welcher Antrieb (60) eingerichtet ist anhand einer Vorgabe der Steuereinrichtung (40), Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützung (30) vorzugeben.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) zur aufeinander abgestimmten Vorgabe der Antriebsgeschwindigkeiten der vier Bodenabstützungen (30) eingerichtet ist, dass die Antriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Bodenabstützung (30) während einer Kurvenfahrt je kleiner ist, desto näher die jeweilige Bodenabstützung (30) am Drehpunkt (P) liegt.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Antrieb (60) hydraulisch und/oder elektrisch steuerbar ist und die Steuereinrichtung (40) eingerichtet ist, zur abgestimmten Steuerung der Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen (30) eine hydraulische Antriebsenergie insbesondere einen Druckoffset und/oder eine elektrische Antriebsenergie, insbesondere eine Stromaufnahme zu verändern.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen (30) insbesondere durch eine Drehzahlanpassung des Motors des Fahrzeugs (100) verändert werden können.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Umfeldsensorik umfasst, mittels welcher eine Umgebung des Fahrzeugs (100), insbesondere vorhandene Hindernisse und/oder Elemente erfasst werden können.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldsensorik (70) zumindest zwei Umfeldsensoren umfasst.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Umfeldsensoren verschiedene physikalische Messeigenschaften aufweisen und/oder verschiedene physikalische Eigenschaften erfassen.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (40) Sollwerte für die durch die Umfeldsensorik (70) ermittelte Art des Hindernisses und/oder Elements hinterlegt sind.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis einer Rückkoppelung der Umfeldsensorik (70) zur Steuereinrichtung (40) und unter Berücksichtigung der Sollwerte, die Antriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Bodenabstützung (30) und/oder die Lenkwinkel (W1-W4) vorgegeben werden.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) eingerichtet ist aufeinander abgestimmte Lenkwinkel (W1-W4) und/oder Antriebsgeschwindigkeiten der jeweiligen Bodenabstützungen anhand eines jeweiligen Kurvenradius (R1-R4), insbesondere eines jeweiligen Kreisbahndurchmessers zu bestimmen.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) zur Vorgabe des jeweiligen Kurvenradius (R1-R4), insbesondere des jeweiligen Kreisbahndurchmessers mit zumindest einem Positionsbestimmungssystem (110) signalverbunden und/oder signalverbindbar ist und das Positionsbestimmungssystem (110) zur Vorgabe eines Startpunktes, eines Endpunktes und des jeweiligen Kurvenradius (R1-R4) eingerichtet ist.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) zur Vorgabe von jeweiligen Soll-Fahrspuren, insbesondere in Abhängigkeit der maximalen Arbeitsbreite (A1) eingerichtet ist.
Selbstfahrendes landwirtschaftliches Fahrzeug (100) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabe der jeweiligen Soll-Fahrspuren insbesondere unter Berücksichtigung eines Verlaufs im Wesentlichen aller Soll-Fahrspuren einer landwirtschaftlichen Nutzfläche erfolgt.
Verfahren zur Lenkung eines selbstfahrenden landwirtschaftlichen Fahrzeugs (100), umfassend: - Vorgabe von Lenkwinkeln (W1-W4) mittels einer Steuereinrichtung (40), - Lenken von an einem Fahrzeugrahmen (10) um aufrechte Achsen (B) gelagerten Bodenabstützungen (30) unter Berücksichtigung der Lenkwinkel (W1-W4), - Bestimmen eines gemeinsamen, in dessen Lage veränderbaren Drehpunkts (P) der jeweiligen Lotachsen (L1-L4) der Bodenabstützungen (30).
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Vorgabe der Steuereinrichtung (40) eine Antriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Bodenabstützung (30) vorgegeben wird.