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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Maschine und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Steuern der Maschine basierend auf Erntekosten.
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HINTERGRUND
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Arbeitsmaschinen wie zum Beispiel Mähdrescher und andere landwirtschaftliche Maschinen werden oftmals dahingehend gesteuert, bestimmte Ziele zu erreichen. In einigen Fällen wird die Maschine für ein Leistungs- oder Produktivitätsziel gesteuert. In anderen Fällen wird die Maschine dahingehend gesteuert, verschiedenen Kostenbeschränkungen gerecht zu werden. Zum Beispiel können Arbeitsmaschinen oftmals zu ihren geringstmöglichen Kosten gesteuert oder betrieben werden. Wie bekannt ist, können Betriebskosten für eine Arbeitsmaschine, wie beispielsweise einen Mähdrescher oder eine andere landwirtschaftliche Maschine, beträchtlich sein.
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Somit besteht Bedarf an einem System zum Steuern oder Betreiben einer Arbeitsmaschine zum Erreichen gewünschter Erntekosten.
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KURZDARSTELLUNG
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Steuersystem einer landwirtschaftlichen Maschine zum Durchführen eines Ernteeinsatzes ein Steuergerät, das mindestens eine Speichereinheit und mindestens einen Prozessor umfasst. Ein Kraftstoffsensor ist in Kommunikation mit dem Steuergerät so angeordnet, dass der Kraftstoffsensor dazu konfiguriert ist, einen einer Leistungserzeugungsvorrichtung der Maschine zugeführten Kraftstoffdurchsatz zu detektieren. Ein Kornverlustsensor ist in Kommunikation mit dem Steuergerät so angeordnet, dass der Kornverlustsensor dazu konfiguriert ist, eine Kornverlustmenge von der Maschine zu detektieren. Mindestens eine Benutzersteuerung mehrerer Benutzersteuerungen ist in Kommunikation mit dem Steuergerät angeordnet. Die mindestens eine Speichereinheit beinhaltet mehrere darin gespeicherte Anweisungen, die als Reaktion auf die Ausführung durch den mindestens einen Prozessor bewirken, dass das Steuersystem mehrere Eingaben über das Steuergerät empfängt, die den Kraftstoffdurchsatz von dem Kraftstoffsensor, die Kornverlustmenge von dem Kornverlustsensor und einen oder mehrere voreingestellte Kostenwerte von der mindestens einen Benutzersteuerung beinhalten, die mehreren Eingaben verarbeitet, um einen aktuellen Erntekostenwert zu bestimmen, und während des Ernteeinsatzes in Echtzeit einen aktuellen Erntekostenwert ausgibt.
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In einem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform ist ein bordeigenes Display in der Maschine in Kommunikation mit dem Steuergerät angeordnet, wobei der aktuelle Erntekostenwert während des Ernteeinsatzes in Echtzeit auf dem bordeigenen Display angezeigt wird. In einem anderen Beispiel gibt das Steuergerät den aktuellen Erntekostenwert in digitaler Form auf dem bordeigenen Display aus. In noch einem anderen Beispiel gibt das Steuergerät den aktuellen Erntekostenwert in einem grafischen Format mit einem auf einer Kurve angezeigten aktuellen Erntekostenwert aus. In einem weiteren Beispiel werden mindestens ein erster Farbcode und ein zweiter Farbcode bereitgestellt, wobei der erste Farbcode anzeigt, dass der Erntekostenwert in einem gewünschten Erntekostenwertebereich liegt, und die zweite Farbe anzeigt, dass der Erntekostenwert in einem ungewünschten Erntekostenwertebereich liegt, wobei das Steuergerät den aktuellen Ernte kosten wert mit dem gewünschten oder ungewünschten Erntekostenwertebereich vergleicht und das Steuergerät den ersten Farbcode oder den zweiten Farbcode auf dem bordeigenen Display ausgibt.
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In einem anderen Beispiel der vorliegenden Ausführungsform gibt das Steuergerät mit Änderung des aktuellen Erntekostenwerts zu einem neuen Erntekostenwert während des Ernteeinsatzes kontinuierlich den neuen Erntekostenwert an das bordeigene Display aus. In noch einem anderen Beispiel gibt das Steuersystem den aktuellen Erntekostenwert an eine abgesetzte Vorrichtung aus. In einem weiteren Beispiel umfassen der eine oder die mehreren voreingestellten Kostenwerte mit dem Betrieb der Maschine verbundene Arbeitskosten, mit einer Wertminderung der Maschine verbundene Abschreibungskosten, mit einem Betriebsstoff für den Betrieb der Maschine verbundene Betriebsstoffkosten und Kraftstoffkosten. In noch einem weiteren Beispiel gibt das Steuersystem den aktuellen Erntekostenwert als eine Funktion des Kraftstoffdurchsatzes von dem Kraftstoffsensor, der Kornverlustmenge von dem Kornverlustsensor, der Arbeitskosten, der Abschreibungskosten, der Kraftstoffkosten und der Betriebsstoffkosten aus.
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In noch einem anderen Beispiel können die mehreren Anweisungen ein Anlagenmodell, das dazu konfiguriert ist, die mehreren Eingaben mit einer oder mehreren Maschinenfunktionen zu vergleichen und eine Beziehung zwischen den mehreren Eingaben und der einen oder der mehreren Maschinenfunktionen zu bestimmen, und einen Optimierer, der dazu konfiguriert ist, den aktuellen Erntekostenwert und die Beziehung von dem Anlagenmodell zu empfangen und eine optimale Ausgabe in Form einer Einstellung der einen oder der mehreren Maschinenfunktionen zum Reduzieren des aktuellen Erntekostenwerts zu erzeugen, beinhalten. Das Steuergerät stellt wiederum die eine oder mehreren Maschinenfunktionen basierend auf der optimalen Ausgabe funktionell ein. In einem weiteren Beispiel vergleicht das Steuergerät die optimale Ausgabe mit einer oder mehreren Betriebsbeschränkungen. In noch einem weiteren Beispiel stellt das Steuergerät eines oder mehrere von Maschinengeschwindigkeit, Obersiebabstand; Untersiebabstand, Drehzahl des Reinigungsgebläses, Dreschgeschwindigkeit und Dreschspalt funktionell ein.
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Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Maschine zur Durchführung eines Ernteeinsatzes Versehen der Maschine mit einem Steuergerät, einem Kraftstoffsensor, einem Kornverlustsensor und einem Bodengeschwindigkeitssensor; Detektieren eines einer Leistungserzeugungsvorrichtung der Maschine zugeführten Kraftstoffdurchsatzes über den Kraftstoffsensor; Detektieren einer Kornverlustmenge von der Maschine während des Ernteeinsatzes über den Kornverlustsensor; Detektieren einer Maschinenbodengeschwindigkeit über den Bodengeschwindigkeitssensor; Empfangen mehrerer Eingabedaten, die den Kraftstoffdurchsatz, die Kornverlustmenge, die Maschinenbodengeschwindigkeit, Arbeitskosten zum Betreiben der Maschine, Abschreibungskosten der Maschine und Betriebsstoffkosten zum Unterhalten der Maschine beinhalten, durch das Steuergerät; Verarbeiten der mehreren Eingabedaten zum Bestimmen eines aktuellen Erntekostenwerts während des Ernteeinsatzes durch das Steuergerät; und Steuern der Maschine zum Reduzieren des aktuellen Erntekostenwerts, um einem Erntekostenschwellenwert zu entsprechen.
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In einem Beispiel umfasst der Steuerschritt Einstellen der Maschinenbodengeschwindigkeit, bis der aktuelle Erntekostenwert dem Erntekostenschwellenwert entspricht. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren Ausgeben des aktuellen Erntekostenwerts an ein bordeigenes Display in der Maschine während des Ernteeinsatzes beinhalten. In noch einem anderen Beispiel kann das Verfahren Empfangen einer Anweisung zum Einstellen einer Maschinenfunktion zum Reduzieren des aktuellen Erntekostenwerts über das Steuergerät beinhalten, wobei die Maschinenfunktion mindestens eines von Maschinenbodengeschwindigkeit, Obersiebabstand, Untersiebabstand, Drehzahl des Reinigungsgebläses, Dreschgeschwindigkeit und Dreschspalt umfasst.
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In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren Empfangen einer Grenze bei der Maschinenfunktion über das Steuergerät; Vergleichen der Grenze bei der Maschinenfunktion mit der Anweisung zum Einstellen der Maschinenfunktion; und Betreiben des Steuerns der Maschinenfunktion zum Reduzieren des aktuellen Erntekostenwerts ohne Verletzung der Grenze beinhalten.
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In noch einem weiteren Beispiel wird der aktuelle Erntekostenwert durch das Steuergerät durch Bestimmen von Kraftstoffkosten als eine Funktion des Kraftstoffdurchsatzes, von Kornverlustkosten als eine Funktion der Kornverlustmenge und eines Produktivitätswerts als eine Funktion einer Größe eines Bereichs, der über eine Zeitspanne abgeerntet wurde; Berechnen einer Summe aus den Abschreibungskosten, Arbeitskosten, Kraftstoffkosten, Betriebsstoffkosten und Kornverlustkosten; und Dividieren der Summe durch den Produktivitätswert berechnet.
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Bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen ein oder mehrere nichtflüchtige maschinenlesbare Speichermedien mehrere darin gespeicherte Anweisungen, die als Reaktion auf die Ausführung durch ein Steuersystem an einer landwirtschaftlichen Maschine bewirken, dass das Steuersystem durch das Steuersystem mehrere Eingabedaten, die einen Kraftstoffdurchsatz, eine Kornverlustmenge, eine Maschinenbodengeschwindigkeit, Arbeitskosten zum Betreiben der Maschine, Abschreibungskosten der Maschine und Betriebsstoffkosten zum Unterhalten der Maschine beinhalten, empfängt; durch das Steuersystem die mehreren Eingabedaten zum Bestimmen eines aktuellen Erntekostenwerts während des Ernteeinsatzes verarbeitet; und eine oder mehrere Funktionen der Maschine in Echtzeit zum Ändern des Erntekostenwerts auf einen neuen Erntekostenwert einstellt, wobei der neue Erntekostenwert geringer als der aktuelle Erntekostenwert ist.
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In einem Beispiel können die eine oder mehreren Funktionen Maschinengeschwindigkeit, Obersiebabstand; Untersiebabstand, Drehzahl des Reinigungsgebläses, Dreschgeschwindigkeit oder Dreschspalt beinhalten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung zusammen mit den anhängigen Zeichnungen werden die oben erwähnten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und die Art und Weise ihrer Erzielung deutlicher und die Offenbarung selbst wird verständlicher; in den Zeichnungen zeigen:
- 1 einen Teilschnitt einer Seitenansicht einer landwirtschaftlichen Maschine mit einem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 eine grafische Darstellung von Erntekosten als eine Funktion der Zeit; und
- 3 ein Diagramm eines Steuersystems einer landwirtschaftlichen Maschine zum Steuern der Erntekosten.
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In allen der verschiedenen Ansichten werden übereinstimmende Bezugszeichen zur Angabe übereinstimmender Teile verwendet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Zum besseren Verständnis der Grundzüge der vorliegenden Offenbarung wird im Folgenden auf die hier beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen Bezug genommen, und es werden spezielle Formulierungen verwendet, um diese zu beschreiben. Nichtsdestotrotz versteht sich, dass der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, wobei solche Änderungen und weiteren Modifikationen bei den dargestellten Vorrichtungen und Verfahren und solche weiteren Anwendungen der Grundzüge der vorliegenden Offenbarung, wie sie hier dargestellt werden, so aufgefasst werden, als ob sie dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, normalerweise einfallen würden.
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In 1 wird ein veranschaulichendes Beispiel einer Arbeitsmaschine bereitgestellt. In diesem Beispiel wird die Arbeitsmaschine als ein landwirtschaftliches Fahrzeug und insbesondere als ein Mähdrescher 10 gezeigt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf einen Mähdrescher oder irgendein anderes landwirtschaftliches Fahrzeug beschränkt. Die Arbeitsmaschine oder das Fahrzeug kann eine beliebige Art von landwirtschaftlicher/landwirtschaftlichem, Bau-, forstwirtschaftlicher/forstwirtschaftlichem, Industrie- oder geländetauglicher/geländetauglichem Maschine oder Fahrzeug sein. Des Weiteren werden die Begriffe „Maschine“ und „Fahrzeug“ in der vorliegenden Offenbarung austauschbar verwendet, um sich auf die gleiche Sache zu beziehen.
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Bei der Ausführungsform von 1 wird ein Mähdrescher 10 mit einem Fahrgestell 12 mit Rädern 14, die mit dem Boden in Kontakt sind, gezeigt. Die Räder 14 sind mit dem Fahrgestell 12 gekoppelt und werden für einen Vortrieb des Mähdreschers 10 in einer Vorwärtsbetriebs- oder -fahrtrichtung verwendet. Die Vorwärtsbetriebsrichtung verläuft in 1 nach links. Der Betrieb des Mähdreschers 10 wird von einer Fahrerkabine 16 aus gesteuert. Die Fahrerkabine 16 kann eine beliebige Anzahl von Bedienelementen, einschließlich eines Bedienterminals, oder Bedienelementen 96 zum Steuern des Betriebs des Mähdreschers 10 beinhalten. Ein Schneidkopf 18 kann Teil eines an dem Mähdrescher 10 angehängten Anbaugeräts sein. Alternativ kann der Schneidkopf 18 Teil des Mähdreschers bilden und ist somit am Fahrgestell 12 montiert. In jedem Fall kann der Schneidkopf 18 an einem vorderen Ende des Mähdreschers 10 angeordnet sein und wird dazu verwendet, Erntegut, wie zum Beispiel Getreide, zu ernten und es zu einem Schrägförderer 20 zu leiten. Das Erntegut wird durch eine Leittrommel 22 zu einem Schrägförderer 20 geleitet. Die Leittrommel 22 leitet das Erntegut durch einen Einlassübergangsabschnitt 24 zu einer axialen Erntegutbearbeitungsanordnung 26, wie in 1 gezeigt wird.
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Die Erntegutbearbeitungsanordnung 26 kann ein Rotorgehäuse 34 und einen darin angeordneten Rotor 36 beinhalten. Der Rotor 36 beinhaltet eine hohle Trommel 38, an der Erntegutbearbeitungselemente für einen Ladeabschnitt 40, einen Dreschabschnitt 42 und einen Trennabschnitt 44 befestigt sind. Der Ladeabschnitt 40 ist am vorderen Ende der axialen Erntegutbearbeitungsanordnung 26 angeordnet. Der Dreschabschnitt 42 und der Trennabschnitt 44 befinden sich in der Längsrichtung stromabwärts und rückwärtig des Ladeabschnitts 40. Die Trommel 38 kann in Form eines Kegelstumpfs vorliegen, der sich im Ladeabschnitt 40 befindet. Der Dreschabschnitt 42 kann einen vorderen Abschnitt in Form eines Kegelstumpfs und einen zylindrischen hinteren Abschnitt beinhalten. Der zylindrische Trennabschnitt 44 der Trommel 38 befindet sich rückwärtig oder am Ende der axialen Erntegutberarbeitungseinheit 26. Anstelle der axialen Erntegutberarbeitungseinheit 26 könnte auch eine tangentiale Dreschtrommel mit einem folgenden axialen Dreschabschnitt oder ein Strohhäcksler verwendet werden.
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Korn und Spreu, die durch einen zu dem Dreschabschnitt 42 gehörenden Dreschkorb und durch ein zu dem Trennabschnitt 44 gehörendes Trennrost fallen, können mit einem Gebläse 46 und den Sieben 48, 50 mit Lamellen zu einem Reinigungssystem 28 geleitet werden. Die Siebe 48, 50 können in Längsrichtung hin und her bewegt werden. Das Reinigungssystem 28 entfernt die Spreu und führt das Reinkorn über einen Schneckenförderer 52 zu einem Elevator für Reinkorn (nicht gezeigt). Der Elevator für Reinkorn legt das Reinkorn in einem Korntank 30 ab, wie in 1 gezeigt ist. Das Reinkorn im Korntank 30 kann mittels einer Entladeförderschnecke 32 auf einen Kornwagen, Anhänger oder Lastwagen (nicht gezeigt) verladen werden. Erntegut, das am unteren Ende des Untersiebs 50 übrig bleibt, wird über einen Schneckenförderer 54 und einen Überkopfförderer (nicht gezeigt) noch einmal zur Erntegutbearbeitungsanordnung 26 transportiert. Das am oberen Ende des Obersiebs 48 angelieferte Erntegutrestmaterial, das im Wesentlichen aus Spreu und kleinen Strohpartikeln besteht, kann mittels eines schwingenden Plattenförderers 56 nach hinten und zu einem unteren Einlauf 58 einer Häckslerrotoranordnung 60 gefördert werden.
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Das oben genannte Gebläse 46 erzeugt einen Luftstrom, der einen großen Teil der Spreu und Kleinpartikel zum Ende des Mähdreschers und zur Häckslerrotoranordnung 60 befördert. Das Gebläse 46 ist in der Lage, im Inneren des Mähdreschers drei oder mehr Luftpfade bereitzustellen. Ein erster Luft- oder Strömungspfad kann durch einen vorderen Teil des Mähdreschers 10 verlaufen. Ein zweiter Luft- oder Strömungspfad kann oberhalb des Untersiebs 50 und unterhalb des Obersiebs 48 oder Häckslers verlaufen. Ein dritter Luft- oder Strömungspfad kann unterhalb des Untersiebs 50 verlaufen. Alle drei Luft- oder Strömungspfade füllen die Mähdrescherkarosserie und können einen Druckluftstrom erzeugen, um Stroh, Korn sowie andere Restbestandteile oder Partikel aufzunehmen und zum hinteren Ende des Mähdreschers 10 zu befördern.
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Ausgedroschenes Stroh, das den Trennabschnitt 44 verlässt, wird durch einen Auslauf 62 aus der Erntegutbearbeitungsanordnung 26 ausgeworfen und zu einer Auswurftrommel 64 geführt. Die Auswurftrommel 64 oder Ausstoßtrommel arbeitet in Wechselwirkung mit einem unter ihr angeordneten Blech 66, um das Stroh nach hinten auszuwerfen, und das Korn und die NKB werden durch das Reinigungssystem 28 geleitet. Rückwärtig der Auswurftrommel 64 befindet sich eine Wand 68. Die Wand 68 führt das Stroh in einen oberen Einlauf 70 der Häckslerrotoranordnung 60.
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Die Häckslerrotoranordnung 60 kann ein Gehäuse 72 (das heißt, ein Häckslergehäuse) mit einem darin angeordneten Rotor 74 aufweisen, der sich entgegen dem Uhrzeigersinn um eine horizontal und quer zur Betriebsrichtung verlaufende Achse drehen kann. Der Rotor 74 kann mehrere paarweise pendelnd aufgehängte und um den Umfang des Rotors 74 verteilte Häckselmesser 76 aufweisen, die mit am Gehäuse 72 fixierten Gegenmessern 78 zusammenwirken. Zwei längs nebeneinander angeordnete Flügelradgebläse 82 können stromabwärts eines Auslaufs 80 der Häckslerrotoranordnung 60 nebeneinander angeordnet sein. In 1 wird nur ein einziges Gebläse 82 gezeigt. Die Flügelradgebläse 82 können eine Anzahl von jeweils starr mit einer oberen Rundscheibe 86 verbundenen Radflügeln 84 aufweisen, die um Mittelachsen 88 rotieren können. Der Drehantrieb der Scheiben 86 mit den sich radial erstreckenden Radflügeln 84 kann durch einen hydraulischen Motor 90 erfolgen, der oberhalb eines Bodenblechs 102 angebracht ist, das mit dem Gehäuse 72 der Häckslerrotoranordnung 60 verbunden ist. Die Radflügel 84 sind an ihren radial inneren Enden mit einem zylindrischen Mittelkörper 92 verbunden, der in einen Konus 94 mit einer an dem von der Scheibe 86 weg weisenden Ende gelegenen Spitze übergeht. Die Radflügel 84 können rechteckig sein, und die Höhe des Körpers 92 (ohne Konus 94) kann gleich der Höhe der Radflügel 84 sein. Der Querschnitt des Körpers 92 und des Konus 94 kann kreisförmig sein, obwohl er auch eine mehrflächige Form aufweisen könnte.
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Beim Betrieb einer landwirtschaftlichen Maschine oder eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, wie zum Beispiel des Mähdreschers von 1, gibt es mit der Durchführung eines Ernteeinsatzes verbundene Kosten. Bei einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, die Maschine so zu betreiben, dass die Erntekosten so weit wie möglich reduziert oder minimiert werden. Jedoch sind Bediener der Maschinen in Echtzeit möglicherweise nicht gewahr oder darüber informiert, wie ein(e) aktuelle(r) Funktion oder Betrieb der Maschine die Gesamterntekosten beeinflusst. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Faktor die Erntekosten anders beeinflussen als ein anderer Faktor. Es kann von Vorteil sein, für den Bediener oder Betreiber der Maschine in Echtzeit eine Benachrichtigung über die tatsächlichen Erntekosten bereitzustellen. Dies kann etwas sein, das einer Instrumententafel oder einem Display der Maschine kommuniziert werden kann. Alternativ kann dies vorteilhafterweise einer abgesetzten Stelle, wie zum Beispiel einem Mobiltelefon, einem Laptop oder einem anderen Steuersystem, das bzw. der von der Maschine entfernt ist, kommuniziert werden. Derzeit fehlt es an Steuersystemen, die Echtzeiterntekosten berechnen und diesen Wert dem Bediener oder Betreiber in einer bestimmten Form kommunizieren oder ein autonomes System zum Steuern der Maschine derart, dass die Erntekosten optimiert werden können, verwenden. Für Zwecke der vorliegenden Offenbarung kann sich „Echtzeit“ auf fortwährend, kontinuierlich, ständig, sofort, gleichzeitig, zu einem gegenwärtigen Zeitpunkt usw. beziehen. In einigen Fällen kann „Echtzeit“ eine geringe Verzögerung (z. B. innerhalb von mehreren Sekunden oder weniger) beinhalten. Bei einigen Ausführungsformen kann sich „Echtzeit“ auf einen aktuellen oder kontinuierlichen Zustand beziehen (d. h., während der Bediener eine Maschine bedient, kann die aktuelle Maschinengeschwindigkeit dem Bediener zu diesen Zeitpunkt oder in Echtzeit kommuniziert werden). Der Vorteil des Empfangens von Informationen in Echtzeit besteht darin, dass der Bediener oder eine andere Partei oder das Maschinensteuergerät Informationen in dem Moment empfangen kann und in kürzester Zeit sinnvolle Anpassungen zum Steuern des Betriebs der Maschine vornehmen kann. Die vorliegende Offenbarung strebt somit danach, diese Kommunikations- und/oder Steuerebene für eine landwirtschaftliche Maschine oder einen Betriebsmodus bereitzustellen.
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Betriebskosten einer landwirtschaftlichen Maschine oder eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs können beträchtlich sein. Mehrere Faktoren können diese Betriebskosten beeinflussen, darunter unter anderem Wertminderung der Maschine, Kornverlust von der Maschine, Kraftstoffverbrauch und Arbeitskosten. Eine Wertminderung der Maschine kann einen Faktor einer Anzahl von Maschinenbetriebsstunden sein. Wenn die Maschine zum Beispiel mit einer höheren Geschwindigkeit im Feld betrieben wird, kann die Anzahl von Betriebsstunden abnehmen und somit Kosten reduzieren. Andererseits kann es unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit zu Kornverlust von der Maschine kommen. Wenn die Maschine mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben wird, kann jedoch ein höherer Kornverlust vorliegen. Bei einem Mähdrescher kann Korn zum Beispiel vom hinteren Ende der Maschine verlorengehen. Somit stellen Wertverlust und Kornverlust sich entgegenstehende Faktoren für die Gesamterntekosten dar. Des Weiteren sind Kraftstoffverbrauch oder DEF-Verbrauch (DEF, diesel exhaust fuel, wässrige Harnstofflösung) Betriebsstoffkosten, wie nachfolgend näher beschrieben wird. In jedem Fall kann es wünschenswert sein, Bodengeschwindigkeit sowie andere Faktoren zu steuern, um dabei zu helfen, die Betriebskosten der Maschine in einem Erntebetriebsmodus zu steuern. Bei einer Ausführungsform kann die landwirtschaftliche Maschine, wie zum Beispiel die Maschine 10 in 1, einen Sensor 114 zum Detektieren von Bodengeschwindigkeit beinhalten. Über diese Steuerebene hinaus kann es von Vorteil sein, einem Bediener, Betreiber, Hofbesitzer usw. die Erntekosten in Echtzeit in einer numerischen, skalaren oder anderen Form zu kommunizieren. Es kann auch wünschenswert sein, diese sich auf Maschinenleistung für den Tag verglichen mit anderen Maschinen innerhalb der gleichen Maschinenflotte oder bezüglich eines Benchmark-Scores oder Schwellenwerts beziehenden Informationen zu kommunizieren.
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In der vorliegenden Offenbarung kann ein System zum Bestimmen von Erntekosten als ein Faktor von Kosten pro Stunde (z. B., $/Stunde), Kosten pro Fläche (z. B., $/Hektar) oder Kosten pro Erntegutmasse (z. B., $/Bushel, $/Tonne usw.) bereitgestellt werden. Diese Informationen können durch ein Steuersystem, das ein sich an der Maschine oder abgesetzt von der Maschine befindendes Steuergerät beinhaltet, bestimmt oder berechnet werden. In
1 kann die Maschine 10 ein oder mehrere Steuergeräte 108 zum Steuern der Maschine 10 beinhalten. Die Informationen können einem Bediener in der Kabine der Maschine in Form eines numerischen Werts, skalaren Werts usw. angezeigt werden. Bei einer Ausführungsform kann das System zum Bestimmen der Echtzeiterntekosten dies über einen Algorithmus, wie zum Beispiel das nachfolgende Beispiel, tun:
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In diesem Algorithmus kann das Steuersystem eine Anzahl von Faktoren oder Parametern, die die Erntekosten beeinflussen, evaluieren. Diese Faktoren können Abschreibungskosten, Arbeitskosten, Kraftstoffkosten, Betriebsstoffkosten, Kornkosten, Kornbesatzkosten und Produktivität beinhalten. Einer oder mehrere dieser Faktoren können eine Eingabe über einen Bediener, Betreiber, Maschinenbesitzer, Hofbesitzer usw. sein. Des Weiteren können ein oder mehrere dieser Faktoren durch ein oder mehrere Steuergeräte des Steuersystems berechnet werden. Ferner können ein oder mehrere dieser Faktoren durch einen Sensor oder eine andere Erfassungsvorrichtung an der Maschine detektiert werden. In jedem Fall können diese Faktoren Eingaben in die durch das Steuersystem erfolgte Erntekostenbestimmung sein.
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Bei einer Ausführungsform kann das Steuersystem einen Faktor, wie beispielsweise Abschreibungskosten, berücksichtigen. Abschreibungskosten können in Form von Kosten pro Zeiteinheit, wie zum Beispiel Dollar ($) pro Stunde, definiert werden. Abschreibungskosten können auch als eine Wertminderung bezeichnet werden, d. h., wie hoch der Abschreibungswert im Hinblick darauf, wie viele Stunden im Gebrauch an der Maschine angesammelt wurden, wäre. Zum Beispiel können die Abschreibungskosten basierend auf einer Differenz zwischen dem Kaufpreis und Abschreibungswert und der Differenz dividiert durch die Anzahl von an der Maschine angesammelten Stunden bestimmt werden. Wenn der Kaufpreis $400,000 war, der Abschreibungswert $100,000 ist und die Maschine 1000 Stunden darauf hat, können somit die Abschreibungskosten ungefähr $300/Stunde betragen. Wenn die Maschine während der Ernte mehr Ackerfläche abdecken kann, führt dies zu besseren Gesamtkosten pro Ernte-Acre. Bei einer Ausführungsform können die Abschreibungskosten eine Eingabe sein, die ein Bediener, Betreiber, Besitzer oder andere Dritte in das System eingeben. Bei einer anderen Ausführungsform kann das System diesen Wert anhand von einer oder mehreren Eingaben oder Faktoren berechnen.
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Abschreibungskosten können einer von mehreren Faktoren sein, die die Maschinenbetriebskosten ausmachen. Betriebskosten können auch Arbeitskosten beinhalten. In einem Beispiel können Arbeitskosten Kosten zum Betreiben der Maschine, wie zum Beispiel von einer angestellten Partei oder einem die Maschine unterhaltenden Maschinenbesitzer, sein. Dieser Faktor berücksichtigt, wie die Maschine kosteneffektiv am besten zu betreiben ist. Die Arbeitskosten können durch den Bediener, Betreiber, Besitzer oder andere Dritte, wie zum Beispiel den Maschinenhersteller oder -vertreiber, in das System eingegeben werden.
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Ein anderer bei den Erntekosten berücksichtigter Faktor sind Kraftstoffkosten. Die Kraftstoffkosten können durch ein Steuergerät an der Maschine in Form einer von der Maschine über eine gegebene Zeitspanne verwendete Kraftstoffmenge berechnet werden. Bei einer Ausführungsform kann ein Sensor an der Maschine zum Beispiel einen integrierten Kraftstoffdurchsatz, der dem Motor zugeführt wird, erfassen oder bestimmen. Der Durchsatz kann zum Beispiel als eine Funktion von Kraftstoffvolumen pro Zeiteinheit (z. B. Produktmasse pro Stunde) bestimmt werden. Die Kraftstoffkosten in Dollar pro Volumeneinheit (z. B. Dollar pro Gallone) können dann mit dem Durchsatz multipliziert werden, um die Kraftstoffkosten in einer Kosteneinheit pro Zeiteinheitswert (z. B. Dollar pro Stunde) zu bestimmen. Daraus kann das Steuergerät in Echtzeit den Kraftstoffverbrauch der Maschine bestimmen.
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Bei einer anderen Ausführungsform können die Erntekosten einen als Betriebsstoffkosten bezeichneten Faktor berücksichtigen. Die Betriebsstoffkosten können in einigen Fällen von sekundärer Bedeutung sein. Sie können eine DEF-Rate in einem Wert pro Zeiteinheit beinhalten. Die DEF-Rate kann ein Kraftstoff oder ein Betriebsstoff, den die Maschine verbraucht, damit sie wie gewünscht betrieben werden kann, sein. Bei einer Ausführungsform können ein Bediener, Betreiber, Maschinenbesitzer, Hofbesitzer oder andere Dritte einen Wert für diesen Faktor in das System eingeben. Alternativ kann das System in der Lage sein, diesen Wert anhand von einer oder mehreren Variablen zu berechnen. Des Weiteren kann ein DEF-Sensor den DEF-Raten-Verbrauch detektieren und einem Steuergerät den Verbrauchswert kommunizieren.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Steuersystem die Echtzeiterntekosten dadurch bestimmen, dass es auch einen als Kornverlust oder Kornverlustkosten bekannten Faktor berücksichtigt. Kornverlust kann in Form von Bushel oder Tonne pro Acre konfiguriert sein. Wie zuvor erwähnt wurde, wird Kornverlust als ein Kornverlust von der Maschine während der Ernte eingerechnet. Mit zunehmender Geschwindigkeit und Produktivität der Maschine kann auch der Kornverlust zunehmen. Bei einer Ausführungsform können ein oder mehrere Sensoren zu einem hinteren Ende der landwirtschaftlichen Maschine hin vorgesehen sein. Zum Beispiel können sich der eine oder die mehreren Sensoren angrenzend an das oder nahe dem Gebläse 82 der Maschine 10 in 1 befinden. Diese Stelle wird nur als ein Beispiel angeführt, und der eine oder die mehreren Sensoren können sich anderswo befinden. Wenn die Maschine einen Ernteeinsatz durchführt, können der eine oder die mehreren Sensoren nichtsdestotrotz detektieren, wann ein Getreidekorn auf den Sensor oder einen anderen Mechanismus, mit dem der Sensor gekoppelt ist oder der sich angrenzend daran befindet, trifft. Der eine oder die mehreren Sensoren können zum Beispiel mit einem Steuergerät 108 in Kommunikation stehen, um die Anzahl von Getreidekorntreffern zu kommunizieren. Das Steuergerät 108 kann anhand der Anzahl von Getreidekorntreffern berechnen, wie viel Korn während des Ernteeinsatzes verloren geht.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät oder das Steuersystem die Bodengeschwindigkeit der Maschine (z. B. über den Sensor 114 oder Berechnung) und eine bekannte Breite des Erntevorsatzes (z. B. Schneidkopf 18) detektieren. Daraus kann das Steuergerät Kornverlust pro Flächeneinheit bestimmen. Des Weiteren kann der Verlust in Form von Kosteneinheit pro Zeiteinheit aus den Kosten pro Kornvolumen (z. B. Dollar pro Bushel oder Dollar pro Tonne) bestimmt werden. Somit kann bei einer Ausführungsform Kornverlust als eine Funktion von Kornvolumenverlust pro Acre, Maschinengeschwindigkeit in Acre pro Stunde und Kosteneinheit pro Kornvolumen bestimmt werden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die Erntekostenbestimmung Kornbesatzkosten berücksichtigen. Eine Menge an Fremdstoff und Kornbruch kann durch einen Kornqualitätssensor oder dergleichen erfasst oder detektiert werden. Bei einer Ausführungsform kann der Kornqualitätssensor eine sich am Reinkornelevator befindende Kamera sein. In Abhängigkeit von der durch den Kornqualitätssensor erfassten Menge an Fremdstoff und Kornbruch kann ein Kostenaufschlag angesetzt werden, wenn die Menge einen vordefinierten Schwellenwert übersteigt. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Bediener den Besatzkostenaufschlag und den Schwellenwert definieren. Dritte, wie zum Beispiel der Maschinenbesitzer, Hofbesitzer, Maschinenhersteller oder Maschinevertreiber, können diese Werte definieren.
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Die Erntekostenbestimmung kann auch einen Produktivitätsfaktor berücksichtigen, wie in dem obigen Algorithmus gezeigt wird. Produktivität kann als eine pro Zeiteinheit abgedeckte Flächengröße charakterisiert werden. Hier kann ein Steuersystem eine Geschwindigkeit der Maschine, wie hier beschrieben, bestimmen. Der Produktivitätsfaktor kann ferner eine Betriebsbreite eines Erntevorsatzes, wie zum Beispiel des Schneidkopfs 18 der Maschine 10 in 1, berücksichtigen. Durch Berechnen der Bodengeschwindigkeit und der Betriebsbreite kann der Produktivitätsfaktor in Acre pro Stunde oder irgendeiner anderen Flächeneinheit pro Zeiteinheit bestimmt werden. Nach Bestimmung des Produktivitätsfaktors kann das Steuersystem die Gesamterntekosten evaluieren.
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Nunmehr auf 2 der vorliegenden Offenbarung Bezug nehmend, wird die Auswirkung dieser verschiedenen Faktoren hinsichtlich Erntekosten in einem Schaubild 200 gezeigt. In der grafischen Darstellung von 2 sind die Faktoren als eine Funktion der Vorschubrate (x-Achse) und Kosten pro Feldfläche oder Erntegutmasse dargestellt. Zum Beispiel kann bei einer Ausführungsform die Vorschubrate als Masse (d. h. Bushel, Tonne usw.) pro Zeiteinheit (d. h. Sekunde, Stunde usw.) beschrieben werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Vorschubrate als Fläche (d. h. Acre, Hektar usw.) pro Zeiteinheit (d. h. Sekunde, Stunde usw.) beschrieben werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Vorschubrate als Strecke (d. h. Meter, Meile usw.) pro Zeiteinheit (d. h. Sekunde, Stunde usw.) beschrieben werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Kosten auf der y-Achse des Schaubilds 200 als Kosten pro Feldfläche (d. h. Acre, Hektar) oder Kosten pro Erntegutmasse (d. h. Bushel, Tonnen usw.) beschrieben werden.
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In 2 kann das Schaubild 200 eine Anzahl von Kurven beinhalten. Zum Beispiel kann eine erste Kurve 202 Betriebskosten darstellen. Zum Beispiel kann die Betriebskostenkurve 202 Faktoren, wie beispielsweise Abschreibungskosten (z. B. Wertminderung der Maschine) und Arbeitskosten (z. B. die Kosten für das Einstellen einer Person zum Bedienen der Maschine), berücksichtigen. Wie gezeigt ist, gibt die Betriebskostenkurve 202 bei einer geringeren Vorschubrate höhere Kosten und bei einer höheren Vorschubrate geringere Kosten an.
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Das Schaubild 200 kann eine zweite Kurve 204 beinhalten, die Kornverlustkosten darstellt. Wie oben beschrieben wurde, steht Kornverlust mit der Kornmenge in Beziehung, die während der Ernte versehentlich aus der Maschine austritt. Wie in 2 gezeigt ist, sind die Kornverlustkosten bei einer geringen Vorschubrate relativ gering, steigen aber beträchtlich mit zunehmender Vorschubrate. Auf diese Weise ist die Auswirkung von Kornverlust negativ proportional zu der Auswirkung von Betriebskosten hinsichtlich der Gesamterntekosten.
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In 2 wird eine dritte Kurve 206 gezeigt, die Betriebsstoffkosten darstellt. Wie oben beschrieben wurde, können die Betriebsstoffkosten Kraftstoffverbrauch, DEF-Verbrauch, Hydraulikfluid usw. beinhalten. Betriebsstoffkosten können auch Fett oder andere Betriebsstoffkosten, die die Maschine regelmäßig verwenden kann, beinhalten. Dies sind Kosten, die bei der Bestimmung der Erntekosten berücksichtigt werden können, aber sie spielen im Allgemeinen eine geringere Rolle als Betriebskosten und Kornverlustkosten. In 2 kann die dritte Kurve 206 eine negative Steigung haben, so dass zum Beispiel ihre Kosten pro Acre bei einer geringeren Vorschubrate verglichen mit einer höheren Vorschubrate höher sind.
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Wie in 2 gezeigt ist, wird eine vierte Kurve 208, die die Gesamterntekosten darstellt, gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Erntekostenkurve 208 mit einem Minimalpunkt 210 entlang der Kurve als eine Glockenkurve geformt. Für Zwecke der vorliegenden Ausführungsform kann der Minimalpunkt 210 als ideale oder optimale Erntekosten bezeichnet werden. Hier wird die Maschine dahingehend gesteuert, die bestmöglichen Erntekosten zu erreichen. Wenn der Bediener oder Betreiber den Betrieb der Maschine ändert, können sich auch die Erntekosten zu verschiedenen Punkten entlang der vierten Kurve 208 ändern. Somit ist es in der vorliegenden Offenbarung wünschenswert, die Erntekosten in Echtzeit zu bestimmen und eine Ausgabe für den Bediener oder Betreiber oder eine andere Partei, die die Maschine steuert, bereitzustellen.
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Wie auch in 2 gezeigt wird, wird eine fünfte Kurve 224, die Kornbesatzkosten oder einen Kostenaufschlag darstellt, gezeigt. Bei dieser Ausführungsform kann die fünfte Kurve 224, die Kornbesatzkosten darstellt, im Wesentlichen linear sein und verglichen mit den anderen Kosten eine geringere Auswirkung auf die Bestimmung der Erntekosten haben.
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Bei einer Ausführungsform kann die Maschine ein bordeigenes Display beinhalten. Dieses kann eine Instrumententafel, ein Computer-Display oder dergleichen beinhalten. In jedem Fall kann das bordeigene Display mit dem Steuersystem in Kommunikation stehen, so dass das Steuersystem in der Lage ist, dem bordeigenen Display die Gesamterntekosten zu kommunizieren. Bei einer Ausführungsform können dem bordeigenen Display die Gesamterntekosten in Form eines numerischen Wertes kommuniziert werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Gesamterntekosten als ein Farbcode auf dem bordeigenen Display angezeigt werden. Zum Beispiel kann eine Ausgabe einer ersten Farbe, wie zum Beispiel grün, anzeigen, dass die Maschine innerhalb eines idealen Erntekostenbereichs oder-schwellenwerts betrieben wird. Alternativ kann eine zweite Farbe, wie zum Beispiel gelb, weniger ideale oder optimale Erntekosten anzeigen. Des Weiteren kann eine dritte Farbe, wie zum Beispiel rot, die am wenigsten optimalen oder unerwünschten Erntekosten anzeigen. Die Farbcodes können sich mit Änderung des Maschinenbetriebs ändern.
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In 2 kann das bordeigene Display zum Beispiel die erste Farbe ausgeben, wenn der Erntekostenwert innerhalb eines ersten Bereichs von Vorschubratenwerten liegt, der mit 212 gekennzeichnet ist. Das bordeigene Display kann die zweite Farbe ausgeben, wenn sich die Erntekosten außerhalb des ersten Bereichs 212, aber innerhalb eines zweiten Bereichs 214 von Vorschubratenwerten befinden. Das bordeigene Display kann die dritte Farbe zeigen, wenn sich die Erntekosten innerhalb eines dritten Bereichs 216 von Vorschubratenwerten, aber außerhalb des ersten Bereichs 212 und des zweiten Bereichs 214 befinden.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem die erste Farbe anzeigen, wenn die Erntekosten innerhalb des ersten Bereichs 212 von Vorschubratenwerten und innerhalb eines ersten Bereichs 218 von Kostenwerten liegen. Darüber hinaus kann die zweite Farbe angezeigt werden, wenn der Erntekostenwert innerhalb des zweiten Bereichs 214 von Vorschubratenwerten, aber außerhalb des ersten Bereichs 212 von Vorschubratenwerten liegt, und ferner, wenn der Erntekostenwert innerhalb eines ersten Bereichs 218 oder zweiten Bereichs 220 von Kostenwerten liegt. Andererseits kann die dritte Farbe angezeigt werden, wenn der Erntekostenwert innerhalb des dritten Bereichs 216 von Vorschubratenwerten, aber außerhalb des ersten und zweiten Bereichs von Vorschubratenwerten liegt, und ferner, wenn er innerhalb eines dritten Bereichs 222 von Kostenwerten liegt.
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Bei mehreren Ausführungsformen kann der ideale oder optimale Bereich innerhalb eines bestimmten Bereichs von Vorschubratenwerten liegen, während der weniger ideale oder optimale Bereich als ein Faktor (z. B. 10-30%) außerhalb des optimalen Bereichs definiert ist.
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Bei anderen Ausführungsformen kann eine relative Skala zur Anzeige des Erntekostenwerts in Echtzeit für den Bediener verwendet werden. Zum Beispiel kann das Steuersystem anzeigen, wie eine Betriebsänderung den Erntekosten schaden oder sie verbessern kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem dahingehend eine Empfehlung an das bordeigene Display ausgeben, eine oder mehrere Weisen zu kommunizieren, auf die der Bediener den Maschinenbetrieb ändern kann, um den Erntekostenwert zu verbessern.
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Bei noch anderen Ausführungsformen kann das Steuersystem ein ähnliches Schaubild wie das in 2 auf dem bordeigenen Display anzeigen, so dass der Bediener überwachen kann, wie der Maschinenbetrieb die Gesamterntekosten beeinflusst. Zum Beispiel kann auf dem Schaubild ein Ikon oder ein Pfeil erscheinen, um zu zeigen, wie sich die tatsächlichen Erntekosten bezüglich der Gesamterntekostenkurve 208 verhalten. Dies würde einem Bediener der Maschine ermöglichen, Anpassungen vorzunehmen, um die Erntekosten zu ändern.
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Obgleich die oben angeführten Ausführungsformen beschrieben, wie das Steuersystem einem bordeigenen Display in einer Kabine der Maschine die Erntekosten kommunizieren kann, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf solch eine Ausführungsform beschränkt. Stattdessen kann das Steuersystem den Erntekostenwert in Echtzeit zu einem Betreiber oder einer anderen Partei an einem abgesetzten Ort übertragen. Er kann zu einem Mobiltelefon, Laptop, abgesetzten Steuersystem usw. gesendet werden.
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Das Steuersystem kann auch Erntekostenwerte auf einem Festplattenlaufwerk oder anderen Speichersystem speichern. Dies kann es einem Bediener, Betreiber, Maschinenbesitzer usw. ermöglichen, gespeicherte Daten mit der Zeit aufzurufen und die Daten zu vergleichen. Ähnliche Daten können an anderen Maschinen innerhalb einer gegebenen Maschinenflotte gesammelt werden, so dass sie verglichen werden können, um basierend auf den Erntekosten zu bestimmen, welche Maschinen am effektivsten arbeiteten.
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Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Steuerung der Maschine zum Erreichen eines idealen oder optimalen Ertrags über ein automatisiertes Steuersystem erreicht werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die landwirtschaftliche Maschine in einer Anzahl von verschiedenen Steuermodi betrieben werden. Zum Beispiel kann die Maschine in einem Erntemodus, einem Performance-Modus, einem Economy-Modus usw. betrieben werden. Das automatisierte Steuersystem kann dahingehend programmiert sein, die Maschine zum Erreichen gewünschter Erntekosten bei Betrieb in einem dieser Modi zu steuern. Ein Bediener, Betreiber oder eine dritte Person kann den Betriebsmodus auswählen, und dieser Befehl wird dem automatisierten Steuersystem kommuniziert. In Abhängigkeit von dem ausgewählten Steuermodus kann das automatisierte Steuersystem den Betrieb der Maschine zum Erreichen optimaler Erntekosten steuern.
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Bei einigen Ausführungsformen kann die automatisierte Steuerung der Maschine zum Erreichen optimaler Erntekosten die Form einer Regelung annehmen. Hier kann das Steuersystem Informationen oder Eingaben von verschiedenen Quellen empfangen, die Erntekosten in Echtzeit bestimmen oder berechnen und weitere Bestimmungen darüber treffen, wie die Maschine verschiedenartig gesteuert werden kann, um die Erntekosten zu verbessern.
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Auf 3 Bezug nehmend, wird ein automatisiertes Steuersystem 300 zum Steuern der Ausgabe einer landwirtschaftlichen Maschine, wie zum Beispiel eines Mähdreschers, zum Erreichen optimaler Erntekosten gezeigt. Bei dieser Ausführungsform kann das System 300 ein modellbasiertes oder prädiktives Steuergerät 302 beinhalten. Bei anderen Ausführungsformen können andere Arten von Steuergeräten verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform kann der Steuergerät 302 eine Speichereinheit 304 und einen Prozessor 306 beinhalten. Die Speichereinheit 304 kann einen Satz von Anweisungen oder Software 308 speichern, der bzw. die durch den Prozessor 306 ausführbar ist. Bei einer Ausführungsform kann die Speichereinheit 304 ein nichtflüchtiges Speichermedium umfassen, wie einem Fachmann bekannt ist. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die Speichereinheit 304 ein oder mehrere nichtflüchtige maschinenlesbare Speichermedien umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Speichereinheit einen Direktzugriffsspeicher (RAM) ,wie beispielsweise SRAM oder DRAM, umfassen. Bei anderen Ausführungsformen kann die Speichereinheit 304 einen Festwertspeicher (ROM), wie beispielsweise MROM, PROM, EPROM, EEPROM, usw. umfassen. Die Speichereinheit kann irgendeine andere Art von Speicher, die dem Fachmann bekannt ist, umfassen.
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Das System 300 kann so angeordnet sein, dass das Steuergerät 302 dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere Informationseingaben zu empfangen. Bei einer Ausführungsform kann das Steuergerät 302 über einen ersten Eingang Informationen in Form von Sensordaten empfangen. Diese können zum Beispiel Kornverlustdaten, wie durch einen Kornverlustsensor 310 detektiert, beinhalten. Ein Bodengeschwindigkeitssensor 312 kann die Bodengeschwindigkeit der Maschine detektieren und dem Steuergerät 302 diese über den ersten Eingang (Eingang 1) kommunizieren. Des Weiteren kann ein Kraftstoffdurchsatzsensor 314 einen integrierten Kraftstoffdurchsatz, der dem Motor der Maschine zugeführt wird, detektieren. Bei anderen Ausführungsformen kann ein Kornqualitätssensor 340 die Menge an Fremdstoff und Kornbruch detektieren und diese Daten an der Steuergerät 302 ausgeben. Bei noch anderen Ausführungsformen kann ein DEF-Sensor 342 den DEF-Raten-Verbrauch detektieren und einem Steuergerät 302 einen Verbrauchswert kommunizieren. Ferner können zusätzliche Sensoren zum Detektieren anderer Faktoren vorgesehen sein, die dem Steuergerät über den ersten Eingang kommuniziert werden können.
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Das Steuergerät 302 kann auch Informationen über einen zweiten Eingang (Eingang 2) empfangen, die von einem Maschinenbediener, einem Betreiber, einem Hofbesitzer, einem Maschinenbesitzer, einer Fabrik, einem Händler usw. stammen können. Einige Informationen können dem Steuergerät 302 über eine Bedienersteuerung 316 kommuniziert werden, während andere Informationen über eine externe Quelle 318, wie zum Beispiel von einer Fernsteuerung (z. B. Mobiltelefon, Laptop usw.), zugeführt werden können. Hier kann das Steuergerät 302 Informationen, wie zum Beispiel Kornkosten 320, Betriebsstoffkosten 322, Abschreibungskosten 324, Arbeitskosten 326 und Kornbesatzkosten 328, empfangen. Eine oder mehrere dieser Kosten können durch den Bediener über eine Benutzersteuerung 316 oder eine externe Quelle 318 zugeführt werden.
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Wenn das Steuergerät 302 die Eingaben von der Benutzersteuerung 316 und der externen Quelle 318 empfängt, kann das Steuergerät 302 die Erntekosten bestimmen. Bei einer Ausführungsform kann das Steuergerät 302 die Erntekosten in Form von Kosten pro Acre oder Kosten pro Bushel bestimmen. Es können andere Einheiten zum Bestimmen der Erntekosten verwendet werden. In jedem Fall kann das Steuergerät 302 Informationen in Echtzeit von den verschiedenen Eingängen (einschließlich den Sensoren) empfangen und die Gesamterntekosten 330 in Echtzeit bestimmen. Bei einer Ausführungsform kann das Steuergerät 302 die Erntekosten als eine Funktion des oben beschriebenen Algorithmus bestimmen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 300 von 3 auch einen Optimierer 332 und ein Anlagenmodell 334 beinhalten. Das Anlagenmodell 334 kann ein Teil der Anweisungen oder Software 308 sein, die durch die Speichereinheit 304 gespeichert und durch den Prozessor 306 ausgeführt werden/wird. Das Anlagenmodell 334 kann dazu konfiguriert sein, zwischen verschiedenen Eingaben und Ausgaben an der Maschine einen mathematischen Vergleich zu ziehen oder eine mathematische Beziehung herzustellen. Wenn zum Beispiel Kornverlust modelliert oder gesteuert wird, kann das Anlagenmodell eine oder mehrere Beziehungen mit verschiedenen Maschinenfunktionen, wie zum Beispiel jenen, die Kornverlust beeinflussen, bestimmen. Mit anderen Worten kann das Anlagenmodell 334 den Kornverlust, der gemäß den hier bereitgestellten Details bestimmt werden kann, mit den Eingangseinstellungen der Maschine vergleichen und eine mathematische Beziehung zwischen den beiden herstellen.
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Bei mehreren Ausführungsformen kann der Optimierer 332 die Kostenfunktion 330 oder deren Wert empfangen. Der Optimierer 332 kann wiederum das Anlagenmodell 334 referenzieren, um zu bestimmen, welche Anpassungen an der Maschine vorzunehmen sind, um die Kostenfunktion 330 weiter zu minimieren, d. h. die Kostenfunktion 330 an ein gewünschtes oder optimales Niveau anzupassen. Bei einer Ausführungsform kann die Kostenfunktion 330 wie hier für die Erntekosten offenbart bestimmte oder berechnete Kosten sein. Der Optimierer kann auch als ein Teil der in der Speichereinheit 304 des Steuergeräts 302 gespeicherten und durch den Prozessor 306 ausgeführten Anweisungen oder Software 308 ausgelegt sein. Im Betrieb ist der Optimierer 332 danach bestrebt, die Kostenfunktion 330 durch Empfangen von Eingaben von dem oder Referenzieren des Anlagenmodell(s) 334 zu minimieren und zu evaluieren, welche Anpassungen an der Maschinenleistung durchgeführt werden können. Der Optimierer 332 kann eine oder mehrere mathematische Beziehungen von dem Anlagenmodell 334 empfangen, bestimmen, wie sich diese Beziehungen zueinander und zu der Kostenfunktion verhalten, und dann, wie die Eingangseinstellungen zu optimieren sind, um Kosten zu reduzieren.
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Für Zwecke der vorliegenden Offenbarung ist „optimieren“ ein funktionaler Begriff, der durch das Steuergerät 302 oder eine andere Vorrichtung zum Erzielen eines Ergebnisses ausgeführt wird, das einem durch den Bediener, eine dritte Partei oder irgendeine andere Quelle eingestellten vordefinierten, gewünschten Zustand oder Bereich entspricht. In einigen Fällen kann das Maschinensteuergerät 302 zum Beispiel Anweisungen von einem Bediener empfangen und die optimalen Einstellungen zum Erreichen eines in den Anweisungen angeführten beliebigen Ziels oder Zwecks definieren. Bei anderen Ausführungsformen können die Anweisungen von dem Bediener die optimalen Einstellungen definieren, aus denen der Optimierer 332 zum Anpassen der Kostenfunktion 330 verwendet. Des Weiteren kann eine „optimale“ Ausgabe ein Befehl oder eine Aktion sein, die von dem Steuersystem 300, dem Steuergerät 302 oder irgendeiner anderen Vorrichtung durchgeführt wird, um eine Maschineneinstellung zum Erreichen des gewünschten, vordefinierten Zustands oder Bereichs zu steuern.
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Bei einer Ausführungsform können der Optimierer 332 und das Anlagenmodell 334 ein Satz von Routinen, Anweisungen, Algorithmen oder Software sein, die durch das Steuergerät 302 zum Steuern des Maschinenbetriebs zwecks Erreichens optimaler Erntekosten gespeichert sind oder auf die von ihm zugegriffen wird. Der Optimierer 332 und das Anlagenmodell 334 können automatisierte Prozesse sein, die durch das Steuergerät 302 durchgeführt werden.
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Auf 3 Bezug nehmend, kann das Steuergerät 302, nachdem der Optimierer 332 bestimmt hat, welche Anpassungen zum Erreichen der optimalen Erntekosten durchzuführen sind, eine oder mehrere Ausgaben 338 ausführen. Zum Beispiel kann der Steuergerät 302 über den Optimierer 332 bestimmen, die Maschinengeschwindigkeit oder eine andere Einstellung an der Maschine zum Reduzieren von Kornverlust zu reduzieren. Es können andere Anpassungen durchgeführt werden, um die Arbeitskosten 326, Abschreibungskosten 324 und Betriebsstoffkosten 322 zu optimieren. Während des Betriebs kann der Optimierer 332 die angemessene Ausgabenanpassung bestimmen, und das Steuergerät 302 kann die Ausgabe 338 ausführen.
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Die Maschinengeschwindigkeit ist nicht der einzige Parameter oder die einzige Ausgabe 338, der bzw. die durch das Steuergerät 302 angepasst werden kann. Bei anderen Ausführungsformen kann das Steuergerät 302 die Ausgabe eines oder mehrerer von Maschinenkurs, Erntevorsatzhöhe, Erntevorsatzausrichtung, Auflagedruck, Schnecken- und/oder Bandgeschwindigkeit, Spindelhöhe, Spindel vorne/hinten, Spindeldrehzahl, Oberschneckengeschwindigkeit, Stoßfängergeschwindigkeit, Hinterwellengeschwindigkeit, CFS-Geschwindigkeit, Zuführtrommel- und/oder Schneckenhöhe, Deckplattenposition oder -abstand, Maispflückerhäcksler ein oder aus, Schrägförderergeschwindigkeit, Reinigungsgebläsedrehzahl, Dreschgeschwindigkeit, Dreschkorbabstand, Dreschkorbdeckel, Separatordeckel, Oberdeckelflügelposition, Nachdrescherposition, Obersieb-/Untersieb-Abstand, Frontobersiebabstand, Auswurfflügelposition, Häckslerdrehzahl, Messerbankposition und Streubreite steuern oder anpassen.
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Bei einigen Ausführungsformen kann der Optimierer 332 oder das Steuergerät 302 eine oder mehrere Eingaben von einem Sensor, einer Benutzersteuerung 316 oder einer externen Quelle 318 zum Bestimmen, wie die verschiedenen Ausgangseinstellungen eingestellt sein sollten, um die optimalen oder gewünschten Erntekosten zu erreichen, empfangen. Bei mehreren Ausführungsformen kann das Steuergerät 302 oder der Optimierer 332 ein oder mehrere Eingangssignale, wie zum Beispiel ein Maß von Produktivität, Maschinenbodengeschwindigkeit, Kornzuführrate, Nichtkornbestandteil(„NBK“)-Zuführrate, Dreschkornverlust, Trennkornverlust, Reinigungskornverlust, Fremdstoff (z. B. ein Maß einer Menge von unerwünschtem Material, das in den Korntank des Mähdreschers gelangt), ungedreschtem Korn (z. B. ein Maß einer Menge von ungedreschtem Korn, das in den Korntank des Mähdreschers gelangt), Bruchkorn (z. B. ein Maß von Bruchkorn, das in den Korntank des Mähdreschers gelangt), Abgangshöhe, Mähdrescherrückstände (d. h. Streubreite, Streugleichmäßigkeit, Schnittlänge und Schwadform), Schnittlänge der Vorderendausrüstungsrückstände (z. B. Erntevorsatz, wie zum Beispiel Maispflücker, Förderband usw.), Stoppelhöhe der Vorderendausrüstungsrückstände, Leistungsnutzung (z. B. gesamt, Antrieb, funktional und Entladung), Kraftstoffverbrauch, DEF-Verbrauch (DEF, wässrige Harnstofflösung) und Radschlupf empfangen. Somit kann das Steuersystem 300 bei Empfang einer oder mehrerer dieser Eingaben in der Lage sein, die geeigneten Ausgaben 338 zur Anpassung zum Erreichen der gewünschten oder optimalen Erntekosten zu bestimmen.
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In 3 kann der Steuergerät 302 auch eine Fähigkeit zum Empfangen und Speichern von Beschränkungen 336 beinhalten. Die Beschränkungen 336 können durch einen Bediener, Betreiber, Maschinenbesitzer, Hofbesitzer oder durch eine Werkseinstellung eingegeben werden. In einem Beispiel kann eine Maschinengeschwindigkeitseinstellung so eingestellt werden, dass unabhängig davon, was der Optimierer 332 als nötige Anpassung bestimmt, die Maschinengeschwindigkeit eine definierte Geschwindigkeitsgrenze nicht übersteigen oder unterschreiten kann. Wenn der Bediener nicht möchte, dass die Maschine über 7 Meilen pro Stunde arbeitet, der Optimierer 332 aber bestimmt, dass ein Betrieb der Maschine mit einer Erntegeschwindigkeit von 8 Meilen pro Stunde ideal ist, kann das Steuergerät 302 basierend auf der Beschränkung die Maschinenbodengeschwindigkeit nur auf 7 Meilen pro Stunde einstellen.
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Bei anderen Ausführungsformen können die Beschränkungen eine Grenze der Motorauslastung (d. h. nicht 100% übersteigend) oder des Kornverlusts (d. h. nicht 1 % Kornverlust übersteigend) bereitstellen. Es können auch andere Beschränkungen eingestellt werden, einschließlich eine oder mehrere beliebige der oben genannten Ausgaben, die oben offenbart werden. Mit den Beschränkungen ist der Optimierer 332 so ausgelegt oder programmiert, dass er nicht in der Lage ist, jegliche der vordefinierten Beschränkungen zu unterlaufen. Ein Bediener oder eine andere Partei kann die Beschränkungen vor oder während des Ernteeinsatzes einstellen oder anpassen. Somit kann das Steuergerät 302 kontinuierlich eine gewünschte Ausgabenanpassung von dem Optimierer 332 an die Beschränkungen vor Bestimmung der geeigneten Ausgabe 338 vergleichen.
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Obgleich hier beispielhafte Ausführungsformen, die die Grundzüge der vorliegenden Offenbarung enthalten, beschrieben worden sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf derartige Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen soll die vorliegende Anmeldung jegliche Variationen, Verwendungen oder Abänderungen der Offenbarung, die ihre allgemeinen Grundzüge verwenden, abdecken. Weiterhin soll die vorliegende Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung mit abdecken, die unter bekannte oder übliche Praxis in der Technik, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20050150202 A1 [0003]
- EP 1321024 A1 [0003]
- EP 2728523 A1 [0003]
- EP 3242257 A1 [0003]
