DK154252B - Automatisk positionsstyring til indstilling af vinklen mellem en afgroedeudkaster paa en hoestmaskine og en dermed drejeligt forbundet, trukket vogn til opsamling af afgroeden - Google Patents

Description

i

DK 154252 B

Opfindelsen angår en automatisk positionsstyring til indstilling af drejningsvinklen af en afgrødeudkaster på en høstmaskine, som er drejeligt forbundet med og trækker en efterfølgende vogn, som modtager afgrøden, hvilken positionsstyring 5 omfatter en styreindretning, som reagerer på en differens mellem vinklerne mellem høstmaskinens udkaster og høstmaskinens længdeakse på den ene side og vinklen mellem høstmaskinens længdeakse og vognens længdeakse på den anden side til regulering af udkasterens position.

10

Automatiske positionsstyringer af denne art kendes allerede, bl.a. fra US-patentskrift nr. 3.786.945 og 4.042.132. Disse kendte systemer fjerner til at forhindre, at afgrøden af udkasteren kastes ud på marken i stedet for ned i den efterfølg-ende vogn og dermed går tabt, når traktor, høstmaskine og den efterfølgende vogn skal gennemkøre en kurve.

Sådanne styringer er relativt komplicerede. Ved det anlæg, der kendes fra US-patentskri ft nr. 3.786.945, sker styringen mag-netisk. Anlægget kræver en signalgenerator såvel som en signaloverdrager, signalspoler og fasedetektorer. Et sådant system er kostbart og kompliceret og vanskeliggør også en ensartet påfyldning af den påhægtede vogn.

Ved en anden kendt positionsstyring beskrevet i US-patent-25 skrift nr. 4.042.132 er der indrettet følere, der afføler vir-klen og som tilfører dertil svarende elektriske signaler til en komparator med lysudsendende dioder, der igen er koblet til fototransistorer, soin via relæer påvirker svingmotorer, son? kan dreje udkasteren.

30

Begge systemer kræver en nøjagtig styring af sv i ngn i ngsvi nk'* en for udkasteren inden for et smalt vinkelområde i forhold t >' 1 den vogn, der opsamler afgrøden, når den kørende enhed gennemkører en kurve.

De to kendte systemer tillader ikke føren uden videre under normal ligeud kørsel ved svingning af udkasteren at påvirke fordelingen af afgrøden på vognen og at kontrollere denne 35

DK 154252 B

2 fordeling. For at tillade en sådan Kontrol, skal det nævnte system på et andet sted være forsynet med en mekanisk tomgangsanordning, som i begrænset omfang tillader et vist frit spillerum mellem vognen og den foler, der registrerer vinklen 5 mellem vogn og høstmaskine. Dette mekaniske spillerum formindsker dog blivende følsomheden for de følere, der reagerer på vinklen, og dermed styringens nøjagtighed. Selv ved automatisk styring med dette system kan servostyring for udkasteren kun indstyre udkasteren nøjagtigt på en vinkel, der svarer til 10 det mekaniske spillerum. Dermed optræder selv under kurvekørsel betydelige fiugtningsfej1 mellem udkasteren og den efterfølgende vogn med fare for en del af afgrøden falder forbi vognen og ned på marken. Dette skyldes i det væsentlige, at vinklen for det frie mekaniske spillerum forbliver konstant 15 over alle relative st’1linger mellem hostmaskine og vogr. Endelig behøver denne kendte anordning endnu en særlig omskifter, som må betjenes af føren, for at skifte mellem manuel styring og automatisk styring og omvendt. Systemet er også meget kostbart og er til og med tilbøjelig til fejl og kræver en relativ 20 stor opmærksomhed af den fører, der betjener systemet.

Det er formålet med opfindelsen at afhjælpe de nævnte ulemper og at tilvejebringe en automatisk positionsstyring, som under kurvekørsel sikre en nøjagtig styring af udkasteren i retning 25 af vognen og alligevel giver føreren mulighed tor en svingning af udkasteren over et relativt stort vinkelområde under den normale ligeud kørsel uden at foreren skal være særlig opmærksom på en omkobling mellem en nøjagtig servostyring og er fri svingninG af udkasteren.

30

Dette formål opnås ifølge opfindelsen med en indretning til automatisk ændring af styreindretningens reakt ionsfclsomhed i afhængighed af vinklen mellem længdeakserne fe*' vognen og høstmaskinen og ved at indretningen er udformet således, at reakt i onsfølsomheden for styreindretninoen kan indstilles på 35 en lavere værdi i et vinkelområde mellem længdeakserne for høstmaskinen og vognen svarende til ligeud kørsel og på en i forhold hertil højere værdi ved kørsel gennem sving.

3

DK 154252 B

Den lave værdi af følsomheden for styreindretningen under ligeud kørsel er fortrinsvis beregnet således, at udkasteren kan svinges i forhold til høstmaskinen over en vinkel, der er tilstrækkelig til at sikre en ensartet påfyldning af vognen, 5 uden at styreindretningen reagerer, mens den højere værdi af følsomheden under kurvekørsel er beregnet således, at tab af afgrøder er udelukket.

Den nye automatiske positionsstyring tillader føreren at dreje jq udkasteren vilkårligt over et stort vinkelområde for at påvirke påfyldningsprocessen på den efterfølgende vogn og for at sikre en ensartet påfyldning af vognen, når høstmaskine og vognen befinder sig i en tilstand med normal ligeud kørsel. Dette opnås uden at den automatiske positionsstyring skal fra-jg kobles eller at en styr ingsomskifter skal påvirkes.

Den nye automatiske positionsstyring sikrer den førnævnte fordel ved ændring af reaktionsfølsomheden af styreindretningen °S tilmed i afhængighed af vognens retning'fra høstmaskinens retning.. Omkoblingen mellem høje eller lave værdier af reak- 20 tionsfølsomheden sker herved automatisk som'funktion af store henholdsvis små vinkler mellem længdeakserne for høst-' maskinen og for den efterfølgende vogn.

Trods den frie drejelighed af udkasteren under ligeud kørsel 25 sikrer den automatiske positionsstyring en snæver styring a* vinklen for udkasteren som funktion af vinklen mellem høstmaskinens længdeakse og den efterfølgende vogns længdeakse. Dermed undgås i praksis fuldstændig afgrødetab under kurvekørsel.

Den vilkårlige drejelighed af udkasteren bliver dermed under 30 kurvekørsel i stigende grad udkoblet og endda som funktion af tilvæksten af forskellen mellem høstmaskinens retning og vognens retning.

Den nye automatiske positionsstyring byder yderligere på den 35 fordel at retningsafvigelsen mellem udkasteren og den efterfølgende vogn kan indstyres på en væsentlig mindre størrelse end størrelsen af den retningsafvigelse som til at begynde med udløser, s e r v o s ty r i n g e n af u d k a s t e r e n på grund 4

DK 154252 B

af, at der overhovedet er afvigelser mellem de nævnte retninger.

Den automatiske positionsstyring kan med fordel også have g kredsløb, som reagerer på fejl, og som begrænser den mulige bevægelse af udkasteren, hvilken bevægelse i sig selv blev foranlediget af styreanlægget ved reaktion på sådanne fejlagtige ti Istande.

Som en føler for vinklen kan anvendes en føler, der arbejder 10 med et indstilleligt potentiometer. Styrekredsen omfatter fortrinsvis en differentialforstærker med variabel forstærkningsfaktor. Denne forstærker frembringer et fejlsignal som i det væsentlige består af differensen mellem de affølte vinkler.

Forstærkningsfaktoren inddrages til modifikation af fejlsio-15 nalet. Ved forandring af forstærkningsfaktoren som funktion af vinklen mellem høstmaskinen og vognen kan størrelsen af fejlsignalet let varieres på enkel og tilforladelig måde. Yderligere anvendes fortrinsvis komparatorer med tydelig hysterese, og som påvirker en sædvanlig elektrohydraulisk svingningskreds 20 til svingning af udkasteren og som funktion af størrelsen af fejlsignalet. Den automatiske styrekreds såvel som en manuel betjent retningsafhængig styreomskifter er begge permanente og kontinuerligt forbundet med indgangen til de sædvanlige elektrohydraul i ske svingningssvstem.

25

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere unde1’ henvisning til tegningen, hvo·* fig. 1 viser en typisk landbrugsmaskine, som f.eks. en grent-3q hoster, drejeligt forbundet med er, dfgroo'emodtagende vogn, fig. 2 et forenklet diagram af et styresystem ifølge opfindelsen inklusive en automatisk styreenhed, cg fig. 3a og 3b detaljerede kredsløb af den automatiske styreen-35 hed i fig. 2.

fig. 1 er vist en traktortrukken høstmaskine 10 med en trækstang 12 og en drejelig afgrødeudkaster 14. En koblingsstang

DK 154252B

5 16 på en vogn 18, f.eks. som vist en firhjulet vogn, er spændt fast til trækstangen 12, således at vognen 18 kan modtage det gods som strømmer ud fra udkasteren 14. Høstmaskinen 10 kan alternativt være en selvkørende høstmaskine, og vognen 18 kan 5 være en tohjulet vogn. En udkastervinkel A{s) er vist som vinklen mellem udkasteren 14 og en længdeakse 20 for høstmaskinen 10. En stangvinkel A(t) er angivet som vinklen mellem vognstangen 16 og længdeaksen 20.

jq Et styresystem 22 vist skematisk i fig. 2 styrer positionen af udkasteren 14 enten automatisk eller manuelt som funktion af styresignaler, som påtrykkes et konventionelt elektrisk hydraulisk kredsløb 24. Kredsløbet 24 indbefatter en konventionel hydraulis motor 26, som kan køre i begge retninger og kan dreje udkasteren 14 enten mod venstre eller mod højre i fig.

1 som funktion af et fluidum modtaget fra en pilotstyret retningsstyreventil 28 forbundet til en pumpeforsynet trykledning 30 og en returledning 32. En venstre og en højre pilotstyret magnetventil henholdsvis 34 og 36 påvirker retningsstyreven-2Q tilen 28 som funktion af styres igna1 er påført henholdsvis venstre og højre styreledning 38, 40. Til brug ved drift af et hydraulisk system med åbent centrum (ikke vist) omfatter kredsløbet 24 endvidere en ekstra pilotstyret shunt-ventil 42, styret af en magnetventil 44, som modtager styresignaler via 25 en styreledning 46. Det skal bemærkes, at det ligger inden for opfindelsens rammer, at indsætte en elektrisk motor i stedet for den hydrauliske motor 26 og et elektrisk styrekredsløb i stedet for det hydrauliske kredsløb 24.

En manuel betjent retningsstyring er mulig ved hjælp af et 30 omskiftermodul 50, som omfatter en topolet, dobbelt vippeomskifter 51, hvis to poler på den ene sider er forbundet til p 1 ustermina 1 en på køretøjets 12 volt batteri eller spændingsforsyning. En venstre og højre omskifterkontakt 52, 54 er forbundet henholdsvis til den venstre og den højre styreledning 33, 40. De to andre kontakter 56 og 58, beregnet til det hydrauliske system med åbent centrum, er begge forbundet til styreledningen 46, således at ventilen 44 aktiveres til luk 6

DK 154252 B

tving af shunt-ventilen 42, når som helst omskifteren 51 er i kontakt med de faste kontakter 52 eller 54.

Styresystemet 22 indbefatter også en vinkelføler 60 til ud-g kasteren og en vinkelføler 62 til stangen. Begge følerne kan bestå af konventionelle drejepotenti ometre forbundet således, at der genereres spændinger V(s) og V(t), som angiver henholdsvis udkasterens vinkel A(s) og stangens vinkel A(t). Udkasterens vinkelspænding V(s), som frembringes af udkasterens 2Q vinkelføler 60, kan betragtes som et tilbagekoblingssignal for det automatiske styrekredsløb 64. Det automatiske styrekredsløb 64 frembringer venstre og højre styresignaler i udgangsledningerne 66 og 68 og i udgangs 1edningen 70 som en funktion af vinklerne for stangen og udkasteren. Udgangsledningerne 66, ^g 68 og 73 er forbundei til styreledningerne 38, 40 og 46.

Af fig. 3 ses at udkasterens og stangens vinkelføler 60 og 62 hver især indbefatter modstande, som er koblet mellem f.eks.

+8 volt og jord. Terminalerne af føleren 60 er kGblet til +8 volt via en modstand Ri og til (+}-indgangen af en bufferfor- 20 stærker 80 med en forstærkning K=l,18.

Spændingen V(s) som repræsenterer udkasterens vinkel A(s) ganges med forstærkningsfaktoren 1,818 for at kompensere for det faktum, at omdrejningspunktet for udkasteren 14 er place-25 ret foran omdrejningspunktet for stangen 16, hvilket betyder, at udkasteren 14 kun skal drejes over en vinkel på ca. 85% (1:1,18) af den vinkel, hvormed vognen 18 er drejet for på passende måde at følge vognen 18. Den nøjagtige værdi af forstærkningsfaktoren K afhænger naturligvis af forholdet mellem 30 længderne af udkasteren og stangen og afstanden mellem deres omdrejningspunkter. (-)-indgangen på forstærkeren 80 er koblet til dens (+)-indgang via en filterkondensator Ci, til jord via en modstand R2 og til sin udgang via en modstand R3.

3g Terminalen på føleren 62 er koblet til +8 volt via en modstand R4, til (t)-indgangen af en bufferforstærker 82 med forstærkningen 1 og til jord via en modstand R5. (-)-indgangen af buf-fer forstærkeren 82 er koblet til sin udgang og til sin ( + )-ind- 7

DK 154252 B

gang via en filterkondensator C2. Ferri tperler (ikke vist) kan indskydes over lederne mellem følerne 60 og 62 og de tilsvarende bufferforstærkere 80 og 82 for at beskytte imod påvirkninger fra RF-signaler. Det kan også være ønskeligt at tilkob-5 le yderligere filterkondensatorer CF (hvoraf visse er vist) mellem disse ledere og jord for yderligere beskyttelse mod RF-signaler.

For eksempel kan følerne 60 og 62 justeres således, at spæn-dingerne Vs' og V t * på udgangene af buf fer forstærkerne 80 og 82 begge er lig med 3,5 volt, når udkasteren 14 og stangen 18 er parallelle med længdeaksen for høstmaskinen, dvs. når A(s) lig med A(t) lig med 0°. Spændingsniveauer større end 3,5 volt svarer til den situation, hvor udkasteren 14 og stangen 16 15 ligger til højre for længdeaksen 20, som vist i fig. 1 med punkteret streg, hvorved vinklerne A(s) og A(t) defineres som positive vinkler. Omvendt svarer spændinger på under 3,5 volt til negative vinkler A(s) og A(t) for udkasteren 14 og stangen 16 liggende til venstre for aksen 20 i fig. 1. Det specifikke 2o spændingsniveau på 3,5 volt er kun nævnt som et eksempel, men en middelspænding forskellig fra 0 vælges for at undgå anvendelse af en bi polær spændingsforsyning.

Udgangene af buf fer forstærkerne 80 og 82 kobles til (-)- og ( + )-indgangene på en differenti a 1forstærker 84 via identiske 25 modstande Rø og Ry. En modstand og et omskifterkredsløb bestående af modstande Rø og Rg og en CMOS-omskifter 86 er forbundet mellem (-) - indgangen og udgangen af forstærkeren 84. (+)-indgangen til forstærkeren 84 er koblet til en bufferforstærker 88 med forstærkningen 1 via en modstand Rin koblet pa-30 ral Telt med CMOS-omskifteren 90 og modstanden Rjj. En referencespænding VrO påtrykkes (+)-indgangen af bufferforstærkeren 88 med forstærkningen 1. (-)-indgangen af bufferforstærkeren 88 er koblet til sin udgang. Differentialforstærkeren 84 genererer en fejlspænding E = A(V(t) - K-V(s)) + 3,5 på dens ud-35 gang, hvor A er forstærkni ngsf aktoren, som afhænger af tilstanden af omskifterne 86 og 90. For eksempel er A = 1,67, når begge omskiftere 36 og 90 er lukkede, og A = 10, når begge

B

DK 154252 B

omskiftere 86 og 90 er åbne. Når stangvinklen A(t) - 1,18 A(s) er fejlspændingen i alle tilfælde E = 3,5 volt.

Stangvinkelspændingen V (t) fra udgangen af bufferforstærkeren g 82 kobles via en leder 91 og identiske modstande og R^g til (+)-indgangene af niveaukomparatorerne 92 og 94 i et bistabilt omskifterkredslsb 95 til styring af forstærkningsfaktoren K. Udgangene fra kemparatorerne 92 og 94 er begge koblet til deres indgange gennem identiske modstande R14 og R15 og til +8 volt via identiske modstande Rjø og Κχγ. (-} - indgangen af komparatoren 92 er koblet til en referencespænding VR1 = 3,73 volt og (-)-indgangen af komparatoren 94 er koblet til en referencespænding VR2 = 3,23 volt. Udgangen fra komparatoren 92 er koblet til styre indgangen C på en CMOS-omskifter 96, som ^g indbefatter en jordet terminal og en ujordet terminal forbundet til udgangen af komparatoren 94 via en modstand R^g og til styreindgangen C på CMOS-omskifterne 86 og SO via en ledning 97.

Fejlspændingen E fra udgangen af differentialforstærkeren 84 er koblet til (+)indgangene på fejlkomparatorerne 98 og 100 via identiske modstande R19 og R20. En referencespænding Vr3 = 3,02 volt er påtrykt (-)indgangen på komparatoren 100, medens en referencespænding Vr4 = 4,06 volt påtrykkes (-)indgangen af komparatoren 98. Udgangene fra komparatorerne 98 og 100 kob-les til deres (+)indgange via identiske modstande R21 og R22 og til +8 volt via identiske modstande R23 og R24.

Udgangen af komparatoren 98 kobles også til (-)indgangen af en invertor 102. Udgangen af komparatoren 100 kobles via en 30 normalt lukket CMOS omskifter 104 til (+)indgangen på bufferforstærkeren 106 og til +8 volt via en modstand R25. Komparatorerne 98 og 100 arbejder som bistabile omskifterkredse med •enten høje eller lave udgangsspændinger i afhængighed af tilstanden på deres indgang. (-)indgangen af bufferforstærkeren 35 88 er forbundet til (+)indgangen af invertoren 102 og til (-)indgangen af bufferforstærkeren 106.

9

DK 154252 B

Udgangen af invertoren 102 er koblet til et relædrivkredsløb 108, som styrer relæet 110, der åbner og lukker for at tilslutte +12 volt til udgangsledningen 68 til anoden på en diode Dl. Udgangen af bufferforstærkeren 106 er forbundet til et relædrivkredsløb 112 til styring af relæet 114, som 5 åbner og lukker for at tilslutte +12 volt til udgangsledningen 66 og til anoden af en diode D2. Katoderne på dioderne Dl og D2 er forbundet til styrerelæet 116, som forbinder +12 volt med udgangsledningen 70. Relæet 116 er således lukket, når som helst et af relæerne 110 eller 114 eventuelt begge relæer 10 er lukket.

Terminalen af sensoren 60 er også forbundet til (-)indgangene af komparatorerne 120 og 122. En referencespænding Vr5 = 5,34 volt påtrykkes (+)indgangen af komparatoren 120, og en 15 referencespænding Vr6 = 6,28 volt påtrykkes (+)indgangen af komparatoren 122. Udgangene fra begge komparatorerne 120 og 122 kobles til deres respektive indgange via identiske modstande R26 og R27. Udgangen af komparatoren 12 er også koblet til (-)indgangen af invertoren 102. Udgangen af kompara- 20 toren 122 er koblet til +8 volt via en modstand R28 og til styreindgangen C på CMOS omskifteren 104.

Opfindelsen fungerer i almindelighed som beskrevet i det følgende : 25 Når udkasteren 14 og stangen 16 ikke ligger Darallelt og på linie, som f.eks. når stangen 16 ligger til højre for udkasteren 14 som vist i fig. 1, vil stangvinklen A(t) vokse i forhold til udkastervinklen A(s) og derved bevirke, at fejlspændingen 30 E på udgangen af differentialforstærkeren 84 vokser fra sin normale værdi på 3,5 volt. Denne forøgede fejlspænding E betyder, at det normalt lave udgangsniveau på niveaukomparatoren 98 bliver højt, hvilket igennem inverteren 102 og relækredsløbet 108 lukker relæet 110 og aktiverer udgangsledningen 68.

Aktiveringen af udgangsledningen 68 åbner pilotventilen 36, som aktiverer en tovejs styreventil 28 til tilførsel af væske 35 10

DK 154252 B

under tryk til den hydrauliske motor 26 for at rotere udkasteren 14 til højre eller imod uret i fig. 1, indtil udkastervinklen A(s) er 0,85 gange stangvinklen A(t). Når udkasteren 14 vender tilbage til den korrekte vinkel i forhold til stan-5 gen 16, falder fejlspændingen E, udgangsniveauet af niveau- komparatoren 98 vender tilbage til sit normale lave niveau, således at relæet 110 åbner og afbryder spændingen fra udgangsledningen 68, hvorved retningsstyreventilen 28 lukker, og hindrer en yderligere bevægelse af udkasteren 14 10 for derved at holde udkasteren og stangen 16 på linie, indtil stangen bevæger sig igen. Når stangen 16 på lignende måde ligger til venstre på udkasteren 14, vil fejlspændingen E blive reduceret fra sit neutrale 3,5 volt's niveau. Denne sænkede fejlspænding E vil bevirke, at det normalt høje ud-^ gangsniveau fra niveaakomparatoren 100 går ned på et lavt niveau, hvorved relæet 114 lukkes via den normalt lukkede omskifter lo4, bufferen 106 og relædrivkredsløbet 112. Lukningen af relæet 114 sætter spænding på udgangsledningen 66, åbner pilotventilen 34 og aktiverer styreventilen 28 til at til-^ /føre fluidum under tryk til motoren 26 til drejning af udkast-eren 14 til venstre eller med uret i fig. l,for at udkasteren 14 kan vende tilbage til det rette vinkelforhold med stangen 16. På dette punkt vil fejlspændingen være forøget tilstrækkeligt til at medføre, at udgangen af niveaukompara-toren 100 venter tilbage til sit normalt høje niveau,og dermed åbne relæet 114 og hindrer en yderligere bevægelse af udkasteren 14.

Det skal bemærkes, at enten niveaukomparatoren 98 eller 100 TO

vil skifte tilstand for at aktivere en korrektion i udkaster-positionen, når størrelsen af vinkelforskellen mellem stangvinklen A(t) og 1,18 gange udkastervinklen A(s) når en vis maksimal vinkel MA(max), der udtrykker, at udkaster og stang ikke ligger på linie. Derefter vil enten niveaukomparatoren 98 ^0 eller 100 skifte tilbage til sin oprindelige tilstand for at forhindre en yderligere korrektion af udkasteroositionen, når størrelsen af vinkeldifferensen mellem udkaster og stang 11

DK 154252 B

er blevet reduceret til en minimal vinkel MA (min) , der angiver, at udkaster og stang omtrent ligger på linie. I det følgende omtales vinklen MA som forskydningsvinkel. De specielle værdier for disse forskydningsvinkler MA(max) og MA(min) ^ styres af niveauerne af to referencespændinger Vr4 og Vr3, den indbyggede hysterese i niveaukomparatorerne 98 og 100 og af størrelsen af forstærkningen A af differentialforstærkeren 84. Med en lav forstærkning A = omtrent 1,67 bliver f.eks.

MA(max) lig med 18° og MA(min) lig med 2°. Dette betyder, 2 g at ingen korrektion af udkasterens position vil finde sted, før vinkelforskellen mellem · udkaster og stang overskrider 18°, hvorefter positionen af udkasteren korrigeres, indtil den ligger inden for 2° fra stangen 16. Med en stor forstærkning af A = ca. 10 bliver MA(max) lig med 3° og MA(min) lig 25 med 1/3°. Størrelsen af det tilladte spillerum eller forskyd ning mellem udkasteren . 14 og stangen 16 kan således varieres ved at ændre forstærkningen A af differentialforstærkeren 84.

Nærmere præciseret styres forstærkningen A for differentialforstærkeren 20 24 af stangvinklen A(t) gennem påvirkning af det bistabile kredsløb 95 og CMOS omskifterne 86 og 90. Når stangvinklen A(T) f.eks. er lig med 0, påføres en spænding V(t) = 3,5 volt på (+)indgangene på komparatorerne 92 og 94. Udgangen af komparatoren 92 er da lav, udgangen af komparatoren 25 94 er høj, omskifteren 96 er åben, spændingen på ledningen 97 er høj, begge omskiftere 86 og 90 er lukkede, og differentialforstærkeren 84 har en relativt lav forstærkning på A = 1,67, f.eks.. Med denne relativt lave forstærkning arbejder styresystemet i en tilstand med en lille følsomhed. F.eks. vil 30 fejlspændingen E ikke ændre tilstanden af niveaukomparatorer ne 98 eller 100, før udkasteren’· og stangen 16 er forskudt mindst 18° i forhold til hinanden. Dette gør det muligt for føreren manuelt at svinge ndkasteren frem og tilbage i forhold til vognen 18 for at opnå en ensartet fyldning af vog-35 nen under den normale ligeud-kørsel uden at udkoble det auto matiske styresystem 64. Hvis udkasteren 14 og stangen 16 bliver forskudt mere end 18° under denne tilstand med en lav 12

DK 154252 B

stangvinkel, vil enten niveaukomparatoren 98 eller 100 skifte tilstand, og udkasteren 14 vil dreje, indtil udkasteren 14 ligger på linien inden for 2° med stangen 16 som beskrevet tidligere, hvorefter enten niveaukomparatoren 98 eller 100 skifter tilbage til sin oprindelige tilstand for at g forhindre en yderligere drejning af stangen 16. Den maksimalt tilladelige forskydning mellem udkaster og vogn (18° i dette tilfælde) kan ændres afhængigt af bredden af den afarøde-modtagende vogn 18 og længden af vognstangen 16.

Det antages nu, at stangvinklen er forøget til +11° eller mere. Dermed forbliver udgangen for kamparatoren 94 høj, men udgangen af komparatoren 92 skifter til høj og lukker CMOS omskifteren 96, jordlinien 97 og åbner begge omskiftere 86 og 90 og forøger forstærkningen A af differential-forstærkeren 84 til A = 10. Med denne høje forstærkningsværdi arbejder styresystemet i en højfølsom tilstand. F.eks. vil enten niveaukomparatoren 98 eller 100 skifte tilstand for at korrigere udkasterens position som funktion af en fejlspænding E, som viser en forskydning mellem udløbstud og stang, 2q d.v.s. MA(max) på kun 3°. Derefter vil enten niveaukomparatoren 98 eller 100 skifte tilbage til sin oprindelige udgangstilstand, efter at forskydningen mellem udkaster og stang er blevet korrigeret til MA(min) på 1/3°. På denne måde holdes vinklen mellem udkaster 14 og stang 16 mel-lem et maksimum på 3° og et minimum på 1/3°, når stangvinklen A(t) er relativt stor, som f.eks. når høstmaskinen 10 udfører drejninger. Dette er ønskeligt, fordi et jævnt niveau af vognopfyldning ikke er nødvendigt under den relativt korte tidsperiode, hvori føreren har travlt med at styre høst-2g maskinen 10 og vognen 18 gennem et sving. Forstærkningen A af differentialforstærkeren 84 ændres derfor for at ændre størrelsen af den tilladte forskydning mellem udkaster og stang i afhængighed af vinklen mellem vognstang 16 og høstmaskinens trækstang 12. Den størst tilladte forskydning mellem udkaster og vogn under denne forstærknings-35 tilstand vælges ud fra vognens bredde og stangens længde for at undgå spild af afgrøder, når foderhøstmaskinen 10 og vognen udfører sving.

DK 154252 B

13 flen foreliggende opfindelse kan kort beskrives som et automatisk tilbagekoblingsstyresystem med variabel følsomhed, som styrer udkasterens position som funktion af forskellen mellem vinklen mellem udkaster og maskine og vogn og maskine. Styresy-5 (( stemets følsomhed afhænger af forstærkningen A af differential forstærkeren 84, som igen afhænger af vinklen mellem vogn og maskine. Medens det foreliggende styresystem tillader en forskydning mellem udkaster og vogn op til mindst 18° eller 3° ^ (afhængig af, hvilken forstærkningstilstand systemet er i) vil styresystemet, så snart disse tærskler overskrides, arbejde på at reducere forskydningen mellem udkaster og vogn til de langt mindre niveauer på henholdsvis 2° og 1/3°. Dette resultat er muligt, fordi de maksimale forskydningsniveauer ikke opnås ved anvendelsen af frigange, som ville reducere 1- 5 følsomheden for vinkelfølerne 60 og 62. I stedet for frembringes denne ulighed i de maksimale og minimale forskydninger elektronisk af hysteresen i niveaukomparatoreme A8 og 100.

^ Når høstmaskinen 10 og "vognen 18 kommer ud af 'et sving, vil stangvinklen A(t) falde,, efterhånden som vognen 1.8 retter sig ud bag ved høstmaskinen 10. Når stangvinklen A(t) falder til 4° eller lavere, skifter komparatoren 92 eller farstærknings- styrekredsløbet 95 tilbage, åbner omskifteren 96 og hæver spændingen på ledningen 97 under påvirkning af komparatoren 2 5 94, hvis udgang stadig er høj. Dette lukker igen omskifterne 86 og 90 og lader differentialforstærkeren 84 vende tilbage til den lave forstærkning (A = 1,67), d.v.s. lav følsomheds-tilstand som beskrevet tidligere, hvori stang-udk^sterfor-skydningen holdes mellem 18° og 2°. De specielle stangvinkler A(t), hvorved komparatoren 92 skifter tilstand for at styre forstærkningen A af differentialforstærkeren 84, afhænger af niveauet af referencespændingen Vrl og den indbyggede hyste-rese i komparatoren 92.

Den foreliggende opfindelse fungerer på en lignende måde, når stangen 16 ligger til venstre for aksen 20 i fig. 1, hvorved spændingen V(t) repræsenterer negative stangvinkler A(t).

35

DK 154252 B

14 Når stangvinklen A(t) skifter fra 0° til -11°, vil udgangen af komparatoren 94 på forstærkningsstyrekredsløbet 95 gå fra høj til lav og derved frembringe en lav spænding på ledningen 97 uanset tilstanden af komparatoren 92.

Dette lukker omskiftererne 86 og 90 og ændrer forstærkningen 5 A af differentialforstærkeren 84 fra lav til høj og konverte rer styresystemet fra dets lave følsomhedstilstand til dets høje følsomhedstilstand. Når stangvinklen A(t) skifter fra -11° tilbage til -4°, vil udgangen af komparatoren 94 skifte tilbage fra lav til høj for at lade differentialforstærkeren 10 vende tilbage til sin lave forstærkning og lave følsomhedstilstand som tidligere beskrevet. Den specielle negative stangvinkel A(t), ved hvilken komparatoren 94 skifter tilstand, afhænger af niveauet af referencespændingen Vr2 og den indbyggede hysterese i komparatoren 94. På denne måde fungerer 15 styresystemet ifølge opfindelsen symmetrisk omkring aksen 20.

Hvis spændingen V(s) på terminalen på udkastervinkelfrtleren 60 på grund af en eller anden fejlfunktion forøges til niveauet for referencespændingen Vr5, men under niveauet for reference-20 spændingen Vr6 til komparatoren 122, vil den normalt høje ud gang fra komparatoren 120 skifte til lav. Eftersom dette lave udgangsniveau er forbundet til (-)indgangen på invertoren 102, vil udgangen af inverteren forblive høj og dermed afbryde relæ-drivkredsløbet 108 og relæet 110 og forhindre spænding på ud-25 gangsledningen 68. Dette forhindrer automatisk en aktivering af pilotventilen 36 og forhindrer dermed den hydrauliske motor i at dreje udkasteren 14 imod uret under påvirkning af det automatiske styresystem 64. Det ville stadig være muligt for operatøren manuelt at styre positionen af udkasteren 14 ved 30 anvendelse af styreomskiftermodulet 50. Ved denne fejlfunk tionstilstand vil det automatiske styrekredsløb 64 imidlertid være begrænset for at forhindre en automatisk drejning mod uret af udkasteren 14 i fig. 1 for derved at skabe en forudsigelig fejltilstand.

Det skal også bemærkes, at hvis der opstår en afbrydelse i potentiometeret i udkasterens vinkelføler 60, vil vinkelspæn- 35 15

DK 154252 B

dingen V(s) på terminalen fra føleren 60 blive trukket op på +8 volt af modstanden Ri. Denne tomgangsspænding V(s) vil medføre, at den normalt høje udgang fra komparatoren 120 falder til det lave niveau for at forhindre en automatisk drejning mod uret af udkasteren 14 som netop beskrevet. Denne 5 tomgangsspænding V(s) vil også medføre, at den normalt høj udgang fra komparatoren 122 falder ned til sit lave niveau, og åbner dermed den normalt lukkede omskifter 104. Med omskifteren 104 åben vil udgangen fra bufferen 106 forblive høj og dermed afbryde relædrivkredsløbet 112 og relæet 114 for at 10 holde udgangsledningen 66 spændingsfri. Den spændingsløse ledning 66 forhindrer en automatisk drejning med uret af udkasteren 14. I tilfælde af en sådan afbrydelse i følerkredsløbet afspærres således det automatiske styrekredsløb 64 totalt og giver operatøren fuldstændig kontrol med udkasterens 15 position via et styreomskiftermodul 50 og forhindrer uønsket automatiste eller ekstreme bevægelser af udkasteren.

Det skal bemærkes, at hvert relæ 110 og 114 indbefatter en terminal, der permanent og kontinuerligt er forbundet til ind-20 gangsledningerne 40 og 38 via udgangsledninger 68 og 66, og at der ikke er nogen omskifter, som kan afbryde den automatiske styreenhed 64 fra pilotventilerne 34 og 36 på det elektrisk hydrauliske kredsløb 24. Operatøren behøver således ikke at aktivere en omskifter for operativt at forbinde den automatiske 25 styreenhed 64 med pilotventilerne 34 og 36, efter at han har afsluttet en manuel styresekvens. På lignende måde er terminalerne for den manuelle retningsstyreomskiftermodul 50 også permanent og kontinuert forbundet til indgangsledningerne 40 og 38, således at operatøren kun behøver at aktivere omskifter-3Q modulet 50 for manuelt at styre udkasteren 14. Betjeningen af dette styresystem er således forenklet ved udeladelsen af en omskifter til valg mellem manuel og automatisk arbejds-tilstand som den, der f.eks. er anbragt mellem udløbstudsdrivmotoren og relæerne og den manuelle styreomskifter i styre-35 systemet beskrevet i USA patent nr. 4.042.132.

Claims (11)

1. Automatisk positionsstyring til indstilling af drejnings-vinklen af en afgrødeudkaster (H) på en høstmaskine (10), som er drejeligt forbundet med og trækker en efterfølgende vogn, som modtager afgrøden, hvilken positionsstyring omfatter en styreindretning 5 (64), som reagerer på en differens mellem vinklerne (A(s)) mel lem høstmaskinens udkaster (14) og høstmaskinens længdeakse (20) på den ene side og en vinkel (A(t)) mellem høstmaskinens længdeakse (20) og vognens (18) længdeakse på den anden side til regulering af udkasterens (H) position, kendeteg-10 net ved en indretning (84, 98, 100) til automatisk ændring af styreindretningens (64) reaktionsfølsomhed i afhængighed af vinklen (A(t)) mellem længdeakserne for vognen (18) og høstmaskinen (10), og ved at indretningen (84, 88, 100) er udformet således, at reaktionsfølsomheden for styreindretningen (64) 15 kan indstilles på en lavere værdi i et vinkelområde mellem længdeakserne for høstmaskinen (10) og vognen (18) svarende til 1igeud-kørsel og på en i forhold til hertil højere værdi ved kørsel gennem sving.

2. Positionsstyring ifølge kravl , kendetegnet ved, at den lavere værdi af følsomheden for styreindretningen (64) ved ligeud-kørsel er »dimensioneret således, at udkast er en (14) kan svinges i forhold til høstmaskinen (10) over en vinkel, der er tilstrækkelig til at give en ensartet 25 opfyldning af vognen (18) uden at påvirke den stadig i beredskab stående automatiske styreindretning (64), medens den højere værdi ved kørsel gennem sving er således dimensioneret, at tab af afgrøder er udelukket.

3. Positionsstyring ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en indretning (122), hvormed styreindretningen (64) kan sættes så meget ud af kraft, at en automatisk drejning af udkasteren (14) på grund af fejlsignaler er udelukket i en svingningsretning. 35 DK 154252 B

4. Positionsstyring ifølge krav 1, kendetegnet ved en indretning (120.) , hvormed styreindretningen (64) kan sættes fuldstændigt ud af kraft, således at en automatisk 5 drejning af udkasteren (14) på grund af fejlsignaler er udelukket i begge svingningsretninger.

5. Positionsstyring ifølge krav 1 med en føler til hver af de to variable vinkler (A), hvilke følere frembringer tilsvarende signaler, en indretning (64), som reagerer på begge signaler til frembringelse af et fejlsignal og «η indstillingsindretning, som reagerer på fejlsignaler til drejning af udkasteren, kendetegnet ved, at star til til-vejebringelse af fejlsignalet er indrettet en differentialforstærker (84) med en variabel forstærkningsfaktor og en indretning (86,90,95), som reagerer på signalet fra føleren (62) for vinklen mellem de langsgående akser (20,16) af henholdsvis høstmaskinen (10) og vognen (18) til forandring af 2Q forstærkningsfaktoren for differentialforstærkeren (84).

6. Positionsstyring ifølge et eller flere af .kravene 1-5 kendetegnet ved, at der er indrettet til bistabil koblingskreds (98,100), der omkobler fra en første tilstand 25 til en anden tilstand, når fejlsignalet når op på et første tærskelniveau, især når vinklen mellem længdeakseene for høstmaskinen (10) og vognen (18) når op på en første grænseværdi, og hvilken kreds kobler tilbage til den første tilstand, når fejlsignalet antager en anden tærskelværdi, især når vinklen g aftager til en anden grænseværdi, hvorved det første grænse værdiniveau for fejlsignalet eller den første grænseværdi af vinklen mellem længdeakserne er større end det andet grænseværdiniveau eller den anden grænseværdi, og at en indretning (24) er indrettet, således at udkasteren kun svinger tilbage til nulværdien for fejlsignalet, når den bistabile koblings-35 kreds befinder sig i sin anden koblingstilstand. DK 154252 B

7. Positionsstyring ifølge krav 5 og 6, kendetegnet ved, at indretningen, der reagerer på koblingstilstan-5 den af den bistabile koblingskreds (98,100) er en styreindret ning, som styrer forstærkningsfaktoren for differentialforstærkeren (84) .

8. Positionsstyring ifølge krav 5 og 6, kendeteg-ig net ved, at differentialforstærkeren (84) har en tilstand med en høj forstærkningsfaktor og en tilstand med en lav forstærkningsfaktor, og at et fejlsignal ved multiplikation med differensen mellem vinklerne mellem udkasteren 14 og høstmaskinen (10) på den ene side og høstmaskinen (10) og vognen -L5 (18) på den anden side frembringes med den variable forstærk ningsfaktor, og at der er indrettet en indretning (92,94), der omkobler differentialforstærkeren (84) på den laveste forstærkning s faktor, når den bistabile koblingskreds (98,100) befinder sig i sin første koblingstilstand og på den høje 2g forstærkningsfaktor, når den bistabile koblingskreds indtager sin anden koblingstilstand.

9. Positionsstyring ifølge krav 1 .eller 2, kende-tegnet .ved. en vilkårligt påvirkelig omskifter 2ø (50) mellem en spændingskilde og et eftersvingningskre.dsløb (24) for udkasteren (14) med mindst én tilslutningskontakt (52,54), der vedvarende er forbundet med indgangsledningen (38,40) til efterdrejningskredsløbet (24) for ved et vilkårligt koblingssignal på kobleren (50) at forsyne indgangsled-2Q ningen med strøm, såvel som gennem en relæindretning (110,114, 116) mellem spændingskilden og efterdrejningskredsløbet (24) med mindst én tilslutning (66,68), der vedvarende er forbundet 35 DK 154252B i med den samme indgangsledning (38,40) til efteTSvingningskreds-løbet (24) som tilslufcningskontakten på kobleren for at forsyne indgangsledningen med strøm ved ethvert fejlsignal fra den automatiske styrehndretning (64).

10. Positionsstyreindretning ifølge krav 5 elier 6, kendetegnet ved et organ såsom en spændingskompa-rator (122), hvormed styrekredsløbet (64) delvis kan sættes ud af virkning, når det signal, der repræsenterer vinklen mellem høstmaskinen (10) og udkasteren (14), har overskredet en for-10 udbestemt første grænseværdi.

11. Positionsstyring iiølge krav 10, kendetegnet ved, at der er indrettet et organ, såsom en komparator (120), hvormed det automatiske styrekredsløb (64) kan sættes fuldstændigt ud af virkning, når det signal, der repræsenterer udkaster-15 vinklen, har overskredet en anden forudbestemt grænseværdi.