EP4210484A1 - Steuer- und/oder regelsystem für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine - Google Patents

Steuer- und/oder regelsystem für eine landwirtschaftliche arbeitsmaschine

Info

Publication number
EP4210484A1
EP4210484A1 EP21773732.9A EP21773732A EP4210484A1 EP 4210484 A1 EP4210484 A1 EP 4210484A1 EP 21773732 A EP21773732 A EP 21773732A EP 4210484 A1 EP4210484 A1 EP 4210484A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
identifier
switching command
setting
group switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21773732.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Heer
Alexander Siltmann
Bernd Becker
Michael Walter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, Amazonen Werke H Dreyer SE and Co KG filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4210484A1 publication Critical patent/EP4210484A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/0089—Regulating or controlling systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B76/00—Parts, details or accessories of agricultural machines or implements, not provided for in groups A01B51/00 - A01B75/00

Definitions

  • the invention relates to a control and/or regulation system for an agricultural working machine according to the preamble of patent claim 1, an agricultural working machine with a control and/or regulation system according to the preamble of patent claim 9 and a method for operating an agricultural working machine with a control and/or control system according to the preamble of patent claim 12.
  • working machines are used to treat and/or process agricultural land. Such working machines can be carried and/or pulled by a tractor or be self-propelled. Such working machines include, for example, distribution machines that are used to spread solid, in particular granular, and/or liquid material. This includes, inter alia, sowing and/or fertilizer machines for depositing seeds and/or fertilizer or field sprayers for applying sprays, such as weed control agents, plant protection agents and/or fertilizers. In addition to spreading machines, such agricultural working machines also include soil cultivation machines and/or plant treatment devices, in particular cultivators.
  • Modern agricultural working machines also have a control and/or regulating system assigned to the working machine Allows users to control and/or regulate the control elements in a needs-based and/or at least partially automated manner.
  • the particularly high working speeds and/or the part-area-specific, in particular at least almost punctual, application of material and/or processing of the usable area requires a particularly quickly responding control and/or regulation system.
  • control and/or regulation system includes, in addition to a plurality of actuating elements that can be actuated individually and/or in groups, at least one control unit that is assigned to the actuating elements and is set up to receive and/or send switching commands to actuate the actuating elements.
  • the switching commands have at least one setting parameter that is suitable for setting and/or parameterizing the control elements.
  • the control and/or regulation system includes at least one signal line, via which the at least two actuating elements are connected to the control unit.
  • the switching commands can be sent, received and/or transmitted individually, in particular sequentially, for the respective control elements to be controlled.
  • This results in a particularly high throughput of switching commands through the at least one signal line if settings and/or parameters of individual control elements have to be adapted to the needs of the usable area and/or the environmental conditions, in particular to the driving speed of the work machine.
  • a dynamic adjustment of the application quantity of spraying agent by means of a field sprayer for example when driving in or out of and/or during cornering, is problematic here.
  • the quantity of spray agent to be applied along the radius of the curve can vary particularly greatly in the radial direction, starting from the center of the curve, and in particular due to changes in driving speed and/or driving angle.
  • an actuating element in particular a spray nozzle, which faces the center of the curve along the working width
  • an actuating element in particular a spray nozzle
  • the particularly high degree of adaptation and/or the frequency of adaptation along the plurality of control elements result in a particularly high number of switching commands to be transmitted.
  • Previous control and/or regulation systems are particularly complex due to the limited bandwidth available, in particular the data fields and/or bit time, of the control and/or regulation system on the one hand, and the high number of actuating elements due to the working width on the other.
  • such high quantities of switching commands can lead to data and/or switching command losses and thus at least partially negatively influence the control and/or regulation process of the deployment and/or machining process.
  • a further disadvantage of the limited bandwidth available is that the transmission speed of the switching commands, in particular the bit time, is at least partially delayed, in particular increased, due to the particularly high throughput.
  • the transmission speed of the switching commands in particular the bit time
  • the transmission speed of the switching commands is at least partially delayed, in particular increased, due to the particularly high throughput.
  • dosing and/or processing processes can be at least partially disturbed and the application and/or processing accuracy can be at least partially impaired.
  • the object on which the invention is based is therefore to design a control and/or regulation system for an agricultural working machine in such a way that the efficiency and/or operational reliability of previous control and/or regulation systems, in particular when transmitting switching commands, is particularly simple way is increased.
  • the switching commands can be combined to form at least one common group switching command that can be transmitted via the at least one signal line, and that the actuating elements can be set and/or parameterized using the at least one group switching command.
  • actuating elements can also be set and/or parameterized by means of the at least one group switching command.
  • the control and/or regulation system preferably comprises at least one computer unit assigned to the at least one control unit, which is set up to generate the group switching commands and transmit them to the at least one control unit.
  • the computer unit can be arranged on and/or within the at least one control unit.
  • the at least one control unit is preferably set up to control and/or regulate, in particular set and/or parameterize, at least one actuating element, preferably several actuating elements, depending on and/or by means of the at least one group switching command.
  • the group switching commands in particular the setting parameters, can preferably be used to influence any form of manipulated variables of the at least one actuating element.
  • a manipulated variable can be, for example, a degree of opening or closing, a speed and/or frequencies, stroke height and/or stroke length, temperature, brightness, position information or something similar to this.
  • a group switching command can include at least one setting parameter assigned for a respective manipulated variable or a plurality of setting parameters for different manipulated variables. This embodiment offers the decisive advantage that the number of switching commands and/or group switching commands to be transmitted is at least substantially reduced.
  • the group switching commands can be generated as a function of the control and/or regulation system and/or control variables that can be predetermined and/or can be calculated and/or called up by the control and/or regulation system.
  • the manipulated variables can preferably be determined as a function of a desired and/or target variable required for processing and/or treating the agricultural area.
  • a target and/or target variable can represent, for example, a required force, a pressure and/or a quantity.
  • control elements can also be designed as sensor units for detecting control variables and/or environmental information, wherein the detected manipulated variables and/or environmental information can be transmitted at least partially by means of the group switching commands.
  • the at least one signal line is preferably at least partially wired and/or wireless, in particular via radio.
  • fiber optic lines are also conceivable for wired transmission, in particular for at least almost real-time transmissions.
  • a wireless signal line can be designed as a WLAN, Bluetooth, infrared connection, etc., for example.
  • control and/or regulation system is designed at least partially as a bus system, in particular a CAN bus system.
  • the number of required signal lines to and/or from the at least one control unit and/or the actuating elements can be further reduced by a control and/or regulation system that is at least partially designed as a bus system.
  • a further advantage of control and/or regulation systems designed in this way is based on the transmission speed, in particular bit time, of the switching commands and/or group switching commands, which is comparatively superior to that of conventional networks.
  • the bus system can be designed at least partially as a CAN FD or flexible data rate bus in order to achieve an even higher transmission speed.
  • digital, data processing and/or data transmission systems, such as Ethernet are also conceivable as an alternative or in addition.
  • the group switching command comprises at least one first and/or second identifier assigned to the respective actuating elements, with at least one actuating element with an identifier that corresponds to the first and/or second identifier or lies in between with the at least one Group switching command, in particular setting parameters, is adjustable and/or parameterizable.
  • the identifier represents a preferably unique addressing, for example a network or IP address, represents at least one control element.
  • the first and/or second identifier within at least one group switching command can, according to the invention, match one another or differ from one another, so that, for example, one control element or several control elements can be set and/or parameterized by means of the at least one group switching command.
  • at least one actuating element that has an identifier that is between the first and second identifier in terms of its sequence can preferably also be set and/or parameterized by means of the group switching command.
  • the respective identifiers are preferably at least partially in ascending or descending order, so that in the case of a group switching command with a first and second identifier, adjacent control elements can be set and/or parameterized.
  • the embodiment has the advantage that the group switching command can be used to control and/or parameterize a greater number of actuating elements than the number of identifiers stored within the group switching command.
  • the number of group switching commands, in particular the throughput of data volumes, can thus be reduced even further.
  • the group switching command comprises at least one setting parameter with a start and/or end value, with at least one actuating element having the first and/or second identifier being adjustable and/or or can be parameterized.
  • the start and/or end value includes the details and/or information necessary for setting and/or parameterizing the respective control elements, using and/or depending on which the at least one control variable of at least one control element, preferably several control elements, can be influenced.
  • the start value can differ from the end value or match it.
  • at least one actuating element in particular at least one manipulated variable, can be specified, for example a control and/or regulation range.
  • the group switching command can include at least one setting parameter, each with a start and end value, and at least one further setting parameter with a start or end value.
  • at least one group switching command provided for at least two actuating elements comprises at least one setting parameter with a start and end value, with the actuating element having the first identifier having the starting value and the actuating element having the second identifier having the end value is adjustable and/or parameterizable.
  • the at least two control elements in particular their respective control variable, are set and/or parameterized at least almost the same.
  • the at least two control elements are at least partially set and/or parameterized differently.
  • a different value for at least one manipulated variable can thus be specified for a plurality of manipulated variables by means of at least one group switching command.
  • At least one actuating element with an identifier between the first and second identifier can be set and/or parameterized with at least one intermediate value between the start and end value.
  • the intermediate value can preferably be determined, in particular calculated, as a function of the start and/or end value by means of the at least one computer unit and/or control unit.
  • the group switching command includes at least one intermediate value assigned to a respective control element and/or a control variable, which can preferably be called up by the at least one control unit and/or the at least one control element.
  • the actuating elements can be controlled in the manner of pulse width modulation and/or pulse width frequency modulation.
  • the at least one control element has a technical size, for example electrical voltage and/or current, can be controlled and/or regulated, the level of the technical variable being at least partially modulable in a known manner, in particular being adjustable between at least two values.
  • the frequency with which the technical variable can be modulated, in particular adjusted can be constant or variable.
  • the at least one group switching command particularly preferably includes at least one setting parameter for influencing the pulse width or the duty cycle and/or the pulse frequency.
  • control unit is set up to control and/or regulate at least one actuating element, preferably a plurality of actuating elements, depending on the adjustable pulse width and/or pulse frequency.
  • the pulse width or the duty cycle can particularly preferably be specified as a percentage, in particular in relation to the pulse frequency or period duration.
  • the at least one group switching command in particular setting parameters, includes at least one pulse width and/or pulse frequency, in particular several pulse widths and/or pulse frequencies.
  • the at least one setting parameter particularly preferably has a first pulse width or pulse frequency as the start value and a second pulse width or pulse frequency as the end value.
  • the start value can be the same as the end value or can differ from the end value.
  • the object on which the invention is based is also achieved within an agricultural working machine with a control and/or regulation system of the type mentioned at the outset, the control and/or regulation system being designed according to at least one of the embodiments described above.
  • the advantages and modifications of the agricultural working machine according to the invention reference is first made to the advantages and modifications of the control and/or regulation system according to the invention.
  • the work machine is designed as a towed, carried and/or self-propelled field sprayer for applying spray educated.
  • the field sprayer includes a linkage extending transversely to a direction of travel.
  • the field sprayer comprises a plurality of actuating elements which are designed for dispensing the spray agent as spray nozzles arranged on the linkage and/or valves, in particular solenoid valves, assigned to the spray nozzles.
  • the spray can be delivered to the valves and/or spray nozzles in adjustable quantities and/or with an adjustable pressure by means of a conveying system starting from the at least one storage container.
  • the spray nozzles are preferably designed as a single or multiple nozzle body with a valve associated therewith and/or arranged thereon. Furthermore, at least one valve that is assigned to a plurality of spray nozzles is also conceivable.
  • the quantity of spray agent applied via at least one spray nozzle and/or a valve can be adjusted individually, in particular for a part-area, with the group switching command comprising at least one setting parameter that influences the pressure and/or the quantity of the spray agent.
  • the work machine is designed as a towed, carried and/or self-propelled plant treatment device, in particular a cultivator, with a control and/or regulation system according to the invention.
  • the plant treatment device in particular a cultivator, preferably comprises several, in particular drivable, working means, in particular hoeing tools, which can be at least partially engaged in the soil and/or brought into contact with the plant population, to which at least one actuating element is assigned.
  • a working machine designed at least partially as a seed drill is preferred.
  • the working machine comprises a plurality of row units and/or conveying lines and at least one actuating element assigned to the row units and/or conveying lines.
  • the row units and/or conveyor lines are included here set up to deposit granular material, in particular at preset distances from one another, on the agricultural area.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a method for operating an agricultural working machine with a control and/or regulation system, wherein the agricultural working machine and/or the control and/or regulation system is designed according to at least one of the embodiments described above.
  • a method for operating an agricultural working machine with a control and/or regulation system wherein the agricultural working machine and/or the control and/or regulation system is designed according to at least one of the embodiments described above.
  • switching commands provided for at least one actuating element are combined to form at least one common group switching command.
  • a number of switching commands provided for different actuating elements are preferably combined to form at least one group switching command, in particular by means of the at least one computer unit and/or control unit.
  • the at least one group switching command provided for at least one actuating element is generated and/or retrieved.
  • the retrieval and/or generation of the at least one group switching command is preferably carried out by means of the computer unit and/or control unit.
  • the at least one group switching command can also be called up by the respective control element, in particular by means of a control unit assigned to it.
  • the at least one group switching command is preferably sent and/or received by means of the at least one control unit.
  • at least one setting and/or one parameter of at least one control element is adapted with the at least one group switching command.
  • a group switching command is generated and/or retrieved with at least one first and/or second identifier, the Identifiers are assigned to at least one of the control elements. If the first and second identifiers are the same, the group switching command is only assigned to one control element or to a plurality of control elements with a matching identifier.
  • at least one setting and/or one parameter of at least one actuating element whose identifier matches the first and/or second identifier or whose identifier lies between the first and second identifier is adapted.
  • a group switching command is generated and/or retrieved with at least one setting parameter, the at least one setting parameter including a start value and end value.
  • at least one setting or one parameter of at least one actuating element is adjusted with the start value, with the identifier of the at least one actuating element matching the first identifier.
  • at least one setting or one parameter of at least one actuating element is adjusted with the end value, with the identifier of the at least one actuating element matching the second identifier.
  • a group switching command with at least one setting parameter is generated and/or retrieved, the at least one setting parameter comprising at least one intermediate value between the start value and the end value.
  • At least one setting and/or one parameter of at least one control element is preferably adjusted with the at least one intermediate value, with the identifier of the at least one control element lying between the first and second identifier.
  • the at least one intermediate value is calculated and/or generated by means of interpolation between the start and end values.
  • the interpolation can preferably be designed as a linear, a nearest neighbor, a quadratic or a cubic interpolation.
  • the at least one calculates Control element associated control unit at least one intermediate value, in particular lying between the start and end value.
  • a plurality of actuating elements whose respective identifier lies between the first and second identifier are each set and/or parameterized with an intermediate value that increases or decreases from the starting value.
  • the actuating element with the first identifier, in particular its at least one setting and/or one parameter is preferably adjusted by means of the start value, with the at least one first actuating element adjacent thereto having a first intermediate value and a further actuating element adjacent thereto, in particular the at least one setting thereof and/or parameters, is adjusted with a further intermediate value.
  • the intermediate values are assigned here, in particular as a function of the interpolation, in ascending or descending order from the starting value to the respective, in particular neighboring, actuating elements.
  • the at least one setting and/or the at least one parameter of an actuating element is retained after an adjustment until it is adjusted by at least one further group switching command.
  • a time limit within which a setting and/or a parameter is adapted is also conceivable.
  • FIG. 1 shows an agricultural field sprayer in a perspective view from behind
  • 2a shows the agricultural field sprayer in a first schematic view from behind with an original setting and/or parameterization of the actuating elements
  • 2b shows a visualization of set settings and/or parameters of an actuating element in an enlarged view
  • FIG. 6 shows the agricultural field sprayer with a fourth adapted setting and/or parameterization of control elements
  • FIG. 7 shows a flow chart of a method according to the invention for operating an agricultural working machine.
  • FIG. 1 An agricultural working machine 100 designed as a spreading machine, in particular as a field sprayer carried by a tractor Z, with a control and/or regulating system 200 assigned thereto is shown in FIG.
  • the working machine 100 can also be designed as a towed and/or self-propelled spreading machine, in particular a seed drill and/or fertilizer machine, soil cultivation machine and/or as a carried, towed and/or self-propelled plant treatment device, in particular a cultivator.
  • the work machine 100 is set up to spread and/or apply material, in particular sprays designed as weed control agents, plant protection agents and/or fertilizers, via a plurality of actuating elements 103 to an agricultural area and/or its crops.
  • the work machine 100 shown by way of example comprises next to a reservoir 101, which is used to store the material, in particular the spray agent, via a conveyor system not shown in the figures. By means of the conveyor system, the material, in particular
  • Spraying agent in adjustable quantities and/or with an adjustable pressure, can be brought from the reservoir 101 to the several adjusting elements 103.
  • the actuating elements 103 are configured as spray nozzles 104 arranged on a linkage 102 that can be folded out transversely to a direction of travel F of the working machine 100 and/or valves, in particular solenoid valves, assigned to the spray nozzles 104 .
  • the actuating elements 104 can also be designed as actuators that are assigned to individual working means, for example driven tools, separating and/or metering devices, valves and/or spray nozzles.
  • the working means can alternatively or additionally be arranged in rows, in particular in and/or transversely to the direction of travel F, next to one another on work machine 100.
  • the control and/or regulating system 200 which is also shown in FIG the computer unit assigned to the control unit can be retrieved and/or generated, to receive and/or to send.
  • the control and/or regulation system 200 has signal lines via which the control unit is connected to the computer unit and/or the actuating elements 103 in a signal-transmitting manner.
  • the control and/or regulation system 200 can also be designed at least partially as an Ethernet network and/or with wireless signal transmission.
  • the transmittable switching commands include one or more setting parameters 22, 23 that are suitable for setting and/or parameterizing the actuating elements 103, by means of which the plurality of actuating elements 103 can be controlled individually and/or in groups by the control and/or regulation system 200, in particular by the control unit, can be controlled.
  • 2a shows the adjusting elements 103 arranged next to one another, in particular spray nozzles 104, in an exemplary original setting and/or original parameterization with a schematic representation of the respective settings and/or parameters that have been set.
  • the settings and/or parameters of an actuating element 103 can be used to influence a respective actuating variable that is dependent on the type of actuating element 103, with the actuating variable in this exemplary embodiment having an opening degree of actuating element 103, in particular the Spray nozzle 104 and/or the valve associated therewith.
  • the manipulated variable can also represent, for example, a speed, frequency, stroke height and/or stroke length, temperature, brightness and/or position information.
  • actuating elements 103 which, as in the exemplary embodiment shown, can be actuated in the manner of pulse width modulation and/or pulse width frequency modulation
  • a discharge and/or application quantity of the material, in particular spray agent can be adjusted using two different setting parameters 22, 23 in each case.
  • the set setting parameters 11 , 12 of the setting elements 103 are displayed in each case via a visualization 10 of the set settings and parameters, in particular two bars 11 , 12 assigned to each setting element 103 and arranged underneath in the figures.
  • 2b shows the visualization 10 of an actuating element 103 in an enlarged view.
  • the visualization 10 comprises two bars 11, 12 assigned to an actuating element 103.
  • the left bar 11 represents the size of the pulse width, in particular the duty cycle, as a percentage
  • the right bar 12 represents the Height in Hz of the pulse frequency of an actuating element 103, in particular a spray nozzle 104 and/or a valve.
  • the pulse width 11 can be set here, for example, from 0% (permanently closed) to 100% (permanently open).
  • the pulse frequency 12 can be set between 0Hz and 50Hz.
  • the respective bars can also represent the size or level of other types of setting parameters 22, 23, for example electrical voltages or electrical current intensities.
  • the respective switching commands which are provided in particular for one actuating element 103 and can be transmitted via the signal line, become a common group switching command 20 within the control and/or regulation system 200, as shown in FIG. 2c , aggregated and/or transferred.
  • the exemplary group switching command 20 shown here comprises six different bytes (byte 0 - byte 5), each byte having a start value 22a, 23a or end value 22b, 23b of a setting parameter 22, 23 or an identifier 21a, 21b or addressing assigned to the actuating elements 103 having.
  • At least one byte includes a plurality of setting parameters 22, 23 or, in addition to at least one start value 22a, 23a, also at least one end value 23a, 23b.
  • the group switching command 20 can alternatively include only a single setting parameter 22, 23, in particular a start value 22a, 23a or end value 22b, 23b, in addition to a plurality of setting parameters 22, 23.
  • byte 4 is assigned a first identifier 21a or start identifier and byte 5 is assigned a second identifier 21b or end identifier.
  • the control unit controls and/or sets the respective actuating element 103 and/or the respective manipulated variable as a function of the setting parameters 22, 23.
  • the first identifier 21a within the group switching command 20 can be the same as the second identifier 21b or differ from it.
  • identifier 21a, 21b is the same, either only one control element 103 or a plurality of control elements 103 with a matching identifier X1-X44 is set and/or parameterized, for example. If there are different identifiers 21a, 21b within the group switching command 20, a plurality of control elements 103 with identifiers X1-X44 that differ from one another are set and/or parameterized with the respective setting parameters 22, 23 of the group switching command 20.
  • group switching command 20 can include at least one additional identifier, in particular a higher-level or lower-level identifier, by means of which group switching command 20 can be assigned by control and/or regulation system 200 to a group of, in particular at least two, actuating elements 103.
  • group switching command 20 can be assigned by control and/or regulation system 200 to a group of, in particular at least two, actuating elements 103.
  • the respective groups can be assigned to different sections of the linkage 102, reservoirs 101 and/or fluid circuits.
  • the at least one additional identifier can be assigned to at least one additional, in particular higher-level or lower-level, control unit, which in turn is assigned to at least one group of control elements 103.
  • the respective start values 22a, 23b and end values 22b, 23b of a first setting parameter 22 and a second setting parameter 23 are assigned to the bytes 0-3.
  • the first setting parameter 22 designed as pulse width or duty cycle 22a, 22b in this exemplary embodiment is divided into a start value or first duty cycle 22a and second duty cycle 22b, while the second setting parameter designed as pulse frequency 23a, 23b 23 is divided into a start value or a first pulse frequency 23a and an end value or a second pulse frequency 23b.
  • the group switching command 20 can include either just a start value 22a, 23a or end value 22a, 22b for a setting parameter 22, 23, with the one control element 103 or the plurality of control elements 103 then being set with the start value 22a, 23a or end value 22b, 23b and/or parameterized.
  • an actuating element 103 with a first identifier X1 - X44 is assigned the starting value 22a, 23a and an actuating element 103 with a second identifier X1 - X44 is assigned the Final value 22b, 23b set and/or parameterized.
  • control and/or regulation system 200 in particular the computer unit and/or control unit, is set up to determine an intermediate value or several intermediate values for a respective setting parameter 22, 23 depending on the start and end value 22a-23b.
  • an actuating element 103 or a plurality of actuating elements 103 with an identifier X1-X44 lying between the first and second identifier 21a, 21b can be set and/or parameterized with the one intermediate value or the plurality of intermediate values.
  • the intermediate value or the intermediate values of a group switching command 20, in particular of a setting parameter 22, 23, are calculated using linear interpolation. As an alternative or in addition, however, other calculation methods are also conceivable here, for example nearest-neighbour, quadratic or cubic interpolation.
  • the group switching commands 20 here include a setting parameter 22, 23, in particular a start and/or end value 22a-23b, influencing the pressure and/or the quantity of the material, in particular within the conveyor system and/or the actuating element 103.
  • 3 shows a first group shift command 20, which includes a first and second duty cycle 22a, 22b with a value of 75% and a first and second pulse frequency 23a, 23b with a value of 10 Hz.
  • the first identifier 21a is set to X3 and the second identifier 21b to X11, so that the group switching command 20 is assigned by the control and/or regulation system 200, in particular the control unit, to the actuating elements 103 with the identifiers X3-X11.
  • the control elements 103 with the identifiers X3-X11 in particular their control variables, are set and/or parameterized to a duty cycle of 75% and a pulse frequency of 10 Hz, while the other control elements 103 are in the original setting or original parameterization with a duty -Cycle of 50% and a pulse frequency of 10 Hz remain.
  • the discharge quantity of the material, in particular spray agent is increased for the control elements 103 with the identifiers X3-X11 compared to the other control elements 103.
  • the second group switching command 20 includes a first identifier 21a with X27 and a second identifier 21b with X32.
  • the duty cycle of the control element 103 with the identifier X27 is adjusted to 100% and the duty cycle of the control element 103 with the identifier X32 is adjusted to 50%.
  • the control element 103 with the identifier X27 thus has a higher output quantity of the material, in particular spray agent, than the control element 103 with the identifier X32.
  • the respective duty cycle of the actuating elements 103 with the identifiers X28 to X31 is adjusted to an intermediate value interpolated by the open-loop and/or closed-loop control system 200, in particular by the computer unit and/or control unit. If the start value 22a, in particular the first duty cycle, is higher than the end value 22b, in particular the second duty cycle, as shown in this exemplary embodiment, the intermediate values are assigned to the control elements with an identifier X1 - X44 lying between the first and second identifier 21a, 21b in ascending Order of identifiers X1 - X44 assigned, with the level of the intermediate values being in descending order.
  • the second group switching command 20 includes a first identifier 21a with X36 and a second identifier 21b with X41.
  • the duty cycle of the control element 103 with the identifier X36 is adjusted to 50% and the duty cycle of the control element 103 with the identifier X41 is adjusted to 100%.
  • the control element 103 with the identifier X36 thus has a lower output quantity of the material, in particular spray agent, than the control element 103 with the identifier X41.
  • the respective duty cycle of the actuating elements 103 with the identifiers X37 to X40 is adapted to an intermediate value interpolated by the open-loop and/or closed-loop control system 200, in particular by the computer unit and/or control unit. If, as shown in this exemplary embodiment, the starting value 22a, in particular the first duty cycle, is smaller than the end value 22b, in particular the second duty cycle, the intermediate values are assigned to the actuating elements 103 with an identifier lying between the first and second identifier 21a, 21b X1 - X44 are assigned in the ascending order of the identifiers X1 - X44, with the intermediate values being in ascending order.
  • the fourth group switching command 20 includes a second setting parameter 23 with a start value 22a and end value 22b, in particular a pulse frequency of 40 Hz.
  • the fourth group switching command 20 also includes a first identifier 21a with X15 and a second identifier 21b with X20.
  • the respective pulse frequencies 12 of the actuating elements 103 with the identifiers X15 to X20 are adjusted to 40 Hz, in particular set and/or parameterized.
  • the frequency of the opening and closing operations of the actuating elements 103 actuated here is therefore increased compared to the other actuating elements 103 .
  • the adjusted settings and/or parameters of a respective control element 103 are maintained until they are adjusted again by a subsequent group switching command 20.
  • FIG. 7 shows an exemplary flow chart of a method for operating an agricultural working machine 100 according to the invention with a control and/or regulation system 200.

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Abstract

Steuer- und/oder Regelsystem (200) für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (100), insbesondere Verteilmaschine zum Ausbringen von Material auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche, umfassend eine Mehrzahl einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbarer Stellelemente (103), zumindest eine den Stellelementen (103) zugeordnete Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, zur Ansteuerung der Stellelemente (103) Schaltbefehle zu empfangen und/oder zu versenden, wobei die Schaltbefehle wenigstens einen zur Einstellung und/oder Parametrierung der Stellelemente (103) geeigneten Einstellparameter (22, 23) aufweisen, und zumindest eine Signalleitung, über die die zumindest zwei Stellelemente (103) mit der Steuereinheit signalübertragend verbunden sind. Um eine Steuer- und/oder Regelsystem (200) für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (100) so zu gestalten, dass die Effizienz und/oder Betriebssicherheit bisheriger Steuer- und/oder Regelsysteme (200), insbesondere bei der Übertragung von Schaltbefehlen, in besonders einfacher Weise gesteigert ist, ist vorgesehen, dass die Schaltbefehle zu zumindest einem gemeinsamen über die zumindest eine Signalleitung übertragbaren Gruppenschaltbefehl (20) zusammenfassbar sind, und dass die Stellelemente (103) mittels des zumindest einen Gruppenschaltbefehls (20) einstellbar und/oder parametrierbar sind.

Description

Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 , eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einem Steuer- und/oder Regelsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9 und ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit einem Steuer- und/oder Regelsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 12.
In einer Vielzahl von Anwendungsfällen innerhalb der Landwirtschaft werden Arbeitsmaschinen zur Behandlung und/oder Bearbeitung landwirtschaftlicher Nutzflächen eingesetzt. Derartige Arbeitsmaschinen können dabei von einer Zugmaschine getragen und/oder gezogen oder selbstfahrend ausgebildet sein. Zu derartigen Arbeitsmaschinen zählen beispielsweise Verteilmaschinen die dazu dienen, festes, insbesondere granuläres, und/oder flüssiges Material auszubringen. Hierunter fallen unter anderem Sä- und/oder Düngermaschinen zum Ablegen von Saatgut und/oder Dünger oder Feldspritzen zum Applizieren von Spritzmittel, wie beispielsweise Unkrautbekämpfungsmittel, Pflanzenschutzmittel und/oder Düngemittel. Neben Verteilmaschinen fallen auch Bodenbearbeitungsmaschinen und/oder Pflanzenbehandlungsgeräte, insbesondere Hackgeräte, unter derartige landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen.
Um trotz der großen Abmessungen landwirtschaftlicher Nutzflächen eine hohe Effizienz von Arbeitsmaschinen zu erreichen, weisen diese für gewöhnlich besonders große Arbeitsbreiten mit einer Mehrzahl bzw. Vielzahl von Stellelementen, insbesondere Aktoren, auf, die einzelnen Arbeitsmitteln, beispielsweise angetriebenen Werkzeugen, Vereinzelungs- und/oder Dosiervorrichtungen, Ventilen und/oder Spritzdüsen, zugeordnet sind. Hierbei haben sich insbesondere reihenbezogene Anordnungen derartiger Arbeitsmittel durchgesetzt, die in und/oder quer zu einer Fahrtrichtung an der Arbeitsmaschine, insbesondere nebeneinander, angeordnet sind.
Moderne landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen weisen darüber hinaus ein der Arbeitsmaschine zugeordnetes Steuer- und/oder Regelsystem auf, welches dem Nutzer eine bedarfsgerechte und/oder zumindest teilweise automatisierte Ansteuerung und/oder Reglung der Stellelemente ermöglicht. Insbesondere die besonders hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und/oder die teilflächenspezifische, insbesondere zumindest nahezu punktuelle, Ausbringung von Material und/oder Bearbeitung der Nutzfläche setzt dabei ein besonders schnell ansprechendes Steuer- und/oder Regelsystem voraus.
Eine derartiges Steuer- und/oder Regelsystem ist in der EP 2 995 382 A1 beschrieben. Das hier offenbarte Steuer- und/oder Regelsystem umfasst neben einer Mehrzahl einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbarer Stellelemente zumindest eine den Stellelementen zugeordnete Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, zur Ansteuerung der Stellelemente Schaltbefehle zu empfangen und/oder zu versenden. Die Schaltbefehle weisen dabei wenigstens einen zur Einstellung und/oder Parametrierung der Stellelemente geeigneten Einstellparameter auf. Darüber hinaus umfasst das Steuer- und/oder Regelsystem zumindest eine Signalleitung, über die die zumindest zwei Stellelemente mit der Steuereinheit verbunden sind.
Nachteilig an diesem Aufbau ist unter anderem, dass die Schaltbefehle einzeln, insbesondere sequentiell, für die jeweiligen anzusteuernden Stellelemente versendbar, empfangbar und/oder übertragbar sind. Hieraus resultiert wiederrum, ein besonders hoher Durchsatz an Schaltbefehlen durch die zumindest eine Signalleitung, wenn Einstellungen und/oder Parameter einzelner Stellelemente an den Bedarf der Nutzfläche und/oder die Umgebungsbedingungen, insbesondere an die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine, anzupassen sind. Insbesondere eine dynamische Anpassung der Ausbringmenge von Spritzm ittel mittels einer Feldspritze, beispielsweise beim Ein- bzw. Ausfahren von und/oder während Kurvenfahrten, ist hierbei problematisch. Die entlang des Kurvenradius auszubringende Menge des Spritzmittels kann hierbei ausgehend vom Kurvenmittelpunkt in radialer Richtung, und insbesondere aufgrund Fahrgeschwindigkeits- und/oder Fahrwinkeländerungen, besonders stark variieren. Somit ist beispielsweise über ein Stellelement, insbesondere eine Spritzdüse, das entlang der Arbeitsbreite dem Kurvenmittelpunkt zugewandt ist zumindest nahezu kein und über ein Stellelement, insbesondere eine Spritzdüse, das entlang der Arbeitsbreite dem Kurvenmittelpunkt abgewandt ist eine maximal erreichbare Menge des Spritzmittels auszubringen. Der besonders hohe Anpassungsgrad und/oder die Anpassungshäufigkeit entlang der Mehrzahl von Stellelementen führen hierbei zu einer besonders hohen Anzahl an zu übertragenden Schaltbefehlen. Insbesondere aufgrund der einerseits beschränkt verfügbaren Bandbreite, insbesondere der Datenfelder und/oder Bitzeit, des Steuer- und/oder Regelsystems und andererseits der aufgrund der Arbeitsbreite hohen Anzahl an Stellelementen sind bisherige Steuer- und/oder Regelsysteme besonders komplex ausgebildet. Des Weiteren können derartig hohe Mengen an Schaltbefehlen zu Daten- und/oder Schaltbefehlverlusten führen und somit den Steuerungs- und/oder Regelungsprozess des Ausbring- und/oder Bearbeitungsvorgangs zumindest teilweise negativ beeinflussen.
Ein weiterer Nachteil der beschränkt verfügbaren Bandbreite besteht darin, dass sich die Übertragungsgeschwindigkeit der Schaltbefehle, insbesondere die Bitzeit, aufgrund des besonders hohen Durchsatzes zumindest teilweise verzögert, insbesondere erhöht. Somit können, insbesondere zumindest nahezu punktuelle, Ausbring-, Dosier- und/oder Bearbeitungsvorgänge, zumindest teilweise gestört und die Ausbring- und/oder Bearbeitungsgenauigkeit zumindest teilweise beeinträchtigt werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, eine Steuer- und/oder Regelsystem für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine so zu gestalten, dass die Effizienz und/oder Betriebssicherheit bisheriger Steuer- und/oder Regelsysteme, insbesondere bei der Übertragung von Schaltbefehlen, in besonders einfacher Weise gesteigert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schaltbefehle zu zumindest einem gemeinsamen über die zumindest eine Signalleitung übertragbaren Gruppenschaltbefehl zusammenfassbar sind, und dass die Stellelemente mittels des zumindest einen Gruppenschaltbefehls einstellbar und/oder parametrierbar sind. Infolge dieser Maßnahme ist mittels des zumindest einen Gruppenschaltbefehls neben zumindest einem Stellelement auch eine Mehrzahl von, insbesondere zumindest zwei, Stellelementen einstellbar und/oder parametrierbar.
Vorzugsweise umfasst das Steuer- und/oder Regelsystem wenigstens eine der zumindest einen Steuereinheit zugeordnete Rechnereinheit die dazu eingerichtet ist, die Gruppenschaltbefehle zu generieren und an die zumindest eine Steuereinheit zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann die Rechnereinheit an und/oder innerhalb der zumindest einen Steuereinheit angeordnet sein. Ferner ist die zumindest eine Steuereinheit bevorzugt dazu eingerichtet, wenigstens ein Stellelement, vorzugsweise mehrere Stellelemente, in Abhängigkeit und/oder mittels des zumindest einen Gruppenschaltbefehls anzusteuern und/oder zu regeln, insbesondere einzustellen und/oder zu parametrieren. Mittels der Gruppenschaltbefehle, insbesondere der Einstellparameter, sind vorzugsweise jegliche Formen von Stellgrößen des zumindest einen Stellelementes beeinflussbar. Eine Stellgröße kann hierbei beispielsweise ein Öffnungs- bzw. Schließgrad, eine Drehzahl und/oder Frequenzen, Hubhöhe und/oder Hublänge, Temperatur, Helligkeit, Positionsangabe oder hierzu ähnlich sein. Ein Gruppenschaltbefehl kann hierbei zumindest einen für eine jeweilige Stellgröße zugeordneten Einstellparameter oder eine Mehrzahl von Einstellparametern für unterschiedliche Stellgrößen umfassen. Diese Ausführungsform bietet den entscheidenden Vorteil, dass die Anzahl zu übertragender Schaltbefehle und/oder Gruppenschaltbefehle zumindest im Wesentlichen reduziert ist.
Besonders bevorzugt sind die Gruppenschaltbefehle in Abhängigkeit dem Steuer- und/oder Regelsystem vorgebbarer und/oder vom Steuer- und/oder Regelsystem berechenbarer und/oder abrufbarer Stellgrößen generierbar. Darüber hinaus können die Stellgrößen bevorzugt in Abhängigkeit einer zur Bearbeitung und/oder Behandlung der landwirtschaftlichen Nutzfläche erforderlichen Soll- und/oder Zielgröße bestimmt werden. Eine Soll- und/oder Zielgröße kann hierbei beispielsweise eine erforderliche Kraft, einen Druck und/oder eine Menge darstellen.
Alternativ oder zusätzlich können die Stellelemente auch als Sensoreinheiten zur Erfassung von Stellgrößen und/oder Umgebungsinformationen ausgebildet sein, wobei die erfassten Stellgrößen und/oder Umgebungsinformationen zumindest teilweise mittels der Gruppenschaltbefehle übertragbar sind.
Die zumindest eine Signalleitung ist bevorzugt zumindest teilweise kabelgebunden und/oder drahtlos, insbesondere über Funk, ausgebildet. Neben herkömmlichen signalleitenden Kabeltypen sind bei kabelgebundener Übertragung auch Glasfaserleitungen, insbesondere für zumindest nahezu Echtzeitübertragungen, denkbar. Ferner kann eine drahtlose Signalleitung beispielsweise als WLAN- Bluetooth-, Infrarot-Verbindung etc. ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems ist das Steuer- und/oder Regelsystem zumindest teilweise als ein Bussystem, insbesondere CAN-Bussystem, ausgebildet. Durch ein zumindest teilweise als Bussystem ausgebildetes Steuer- und/oder Regelsystem ist die Anzahl benötigter Signalleitungen zu und/oder von der zumindest einen Steuereinheit und/oder der Stellelemente noch weiter reduzierbar. Ein weiterer Vorteil derartig ausgebildeter Steuer- und/oder Regelsysteme ist durch die zu herkömmlichen Netzwerken vergleichsweise überlegene Übertragungsgeschwindigkeit, insbesondere Bitzeit, der Schaltbefehle und/oder Gruppenschaltbefehle begründet. Alternativ oder zusätzlich kann das Bussystem zumindest teilweise als CAN FD- bzw. Flexible Data Rate-Bus ausgebildet sein, um eine noch weiter gesteigerte Übertragungsgeschwindigkeit zu erreichen. Ferner sind alternativ oder zusätzlich auch weitere, vorzugsweise digitale, Datenverarbeitungs- und/oder -Übertragungssysteme, wie beispielsweise Ethernet, denkbar.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems umfasst der Gruppenschaltbefehl wenigstens eine den jeweiligen Stellelementen zugeordnete erste und/oder zweite Kennung, wobei zumindest ein Stellelement mit einer zur ersten und/oder zweiten Kennung übereinstimmenden oder dazwischen liegenden Kennung mit dem zumindest einen Gruppenschaltbefehl, insbesondere Einstellparameter, einstellbar und/oder parametrierbar ist. Die Kennung stellt erfindungsgemäß eine, vorzugsweise eindeutige, Adressierung, beispielsweise eine Netzwerk- bzw. IP-Adresse, zumindest eines Stellelementes dar. Die erste und/oder zweite Kennung innerhalb zumindest eines Gruppenschaltbefehls kann erfindungsgemäß zueinander übereinstimmen oder sich voneinander unterscheiden, so dass beispielsweise ein Stellelement oder mehrere Stellelemente mittels des zumindest einen Gruppenschaltbefehls einstellbar und/oder parametrierbar sind. Darüber hinaus ist zumindest ein Stellelement das eine Kennung aufweist, die in ihrer Reihenfolge zwischen der ersten und zweiten Kennung liegt, vorzugsweise ebenso mittels des Gruppenschaltbefehls einstellbar und/oder parametrierbar. Im Rahmen benachbarter Stellelemente sind die jeweiligen Kennungen bevorzugt zumindest teilweise auf- bzw. absteigend zueinander ausgeführt, so dass bei einem Gruppenschaltbefehl mit einer ersten und zweiten Kennung zueinander benachbarte Stellelemente einstellbar und/oder parametrierbar sind. Die Ausführungsform hat den Vorteil, dass mittels des Gruppenschaltbefehls eine größere Anzahl an Stellelementen ansteuerbar und/oder parametrierbar ist als die Anzahl innerhalb des Gruppenschaltbefehls hinterlegter Kennungen. Somit kann die Anzahl der Gruppenschaltbefehle, insbesondere der Durchsatz an Datenmengen, noch weiter reduziert werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems umfasst der Gruppenschaltbefehl wenigstens einen Einstellparameter mit einem Start- und/oder Endwert, wobei zumindest ein Stellelement mit der ersten und/oder zweiten Kennung mit dem Startwert und/oder Endwert einstellbar und/oder parametrierbar ist. Der Start- und/oder Endwert umfasst hierbei die zur Einstellung und/oder Parametrierung der jeweiligen Stellelemente notwendigen Angaben und/oder Informationen, anhand und/oder in Abhängigkeit derer die zumindest eine Stellgröße zumindest eines Stellelementes, vorzugsweise mehrere Stellelemente, beeinflussbar sind. Der Startwert kann sich dabei vom Endwert unterscheiden oder mit diesem übereinstimmen. Somit ist mittels sich voneinander unterscheidenden Werten zumindest einem Stellelement, insbesondere zumindest einer Stellgröße, beispielsweise ein Steuer- und/oder Regelbereich vorgebbar. Alternativ oder zusätzlich kann der Gruppenschaltbefehl zumindest einen Einstellparameter mit jeweils einem Start- und Endwert umfassen und zumindest einen weiteren Einstellparameter mit einem Start- oder Endwert. In einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems umfasst wenigstens ein für zumindest zwei Stellelemente vorgesehener Gruppenschaltbefehl wenigstens einen Einstellparameter mit einem Start- und Endwert, wobei das Stellelement mit der ersten Kennung mit dem Startwert und das Stellelement mit der zweiten Kennung mit dem Endwert einstellbar und/oder parametrierbar ist. Bei einem Einstellparameter mit jeweils gleichem Start- und Endwert werden die zumindest zwei Stellelemente, insbesondere deren jeweilige Stellgröße, zumindest nahezu gleich eingestellt und/oder parametriert. Bei sich voneinander unterscheidendem Start- und Endwert werden die zumindest zwei Stellelemente, insbesondere deren jeweilige Stellgröße, zumindest teilweise unterschiedlich eingestellt und/oder parametriert. Somit ist mittels zumindest einem Gruppenschaltbefehl mehreren Stellgrößen jeweils ein unterschiedlicher Wert für zumindest eine Stellgröße vorgebbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems ist zumindest ein Stellelement mit einer zwischen der ersten und zweiten Kennung liegenden Kennung mit zumindest einem zwischen dem Start- und Endwert liegenden Zwischenwert einstellbar und/oder parametrierbar. Vorzugsweise ist der Zwischenwert in Abhängigkeit des Start- und/oder Endwerts mittels der zumindest einen Rechnereinheit und/oder Steuereinheit bestimmbar, insbesondere berechenbar. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass der Gruppenschaltbefehl zumindest einen einem jeweiligen Stellelement und/oder einer Stellgröße zugeordneten Zwischenwert umfasst, der vorzugsweise von der zumindest einen Steuereinheit und/oder dem zumindest einen Stellelement abrufbar ist. Mittels einer derartigen Ausführungsform ist erreicht, dass bei einer besonders geringen Anzahl an zu übertragenden Gruppenschaltbefehlen eine zumindest nahezu individuelle, insbesondere punktuell spezifische, Ansteuerung und/oder Parametrierung einer Mehrzahl von Stellelementen erreichbar ist.
In einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems sind die Stellelemente nach Art einer Pulsweitenmodulation und/oder Pulsweitenfrequenzmodulation ansteuerbar. Vorzugsweise ist das zumindest eine Stellelement über eine technische Größe, beispielsweise elektrische Spannung und/oder Stromstärke, ansteuerbar und/oder regelbar, wobei die technische Größe in ihrer Höhe nach bekannter Weise zumindest teilweise modulierbar, insbesondere zwischen zumindest zwei Werten anpassbar, ist. Je nach Ausführungsform kann darüber hinaus die Frequenz mit der die technische Größe modulierbar, insbesondere anpassbar, ist, konstant oder variabel sein. Besonders bevorzugt umfasst der zumindest eine Gruppenschaltbefehl zumindest einen Einstellparameter zur Beeinflussung der Pulsweite bzw. dem Duty-Cycle und/oder der Pulsfrequenz. Ferner ist bevorzugt, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, dass zumindest eine Stellelement, vorzugsweise eine Mehrzahl von Stellelementen, in Abhängigkeit der einstellbaren Pulsweite und/oder Pulsfrequenz anzusteuern und/oder zu regeln. Besonders bevorzugt ist die Pulsweite bzw. der Duty-Cycle prozentual, insbesondere bezogen auf die Pulsfrequenz bzw. Periodendauer, vorgebbar.
Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Steuer- und/oder Regelsystem bevorzugt bei dem der zumindest eine Gruppenschaltbefehl, insbesondere Einstellparameter, wenigstens eine Pulsweite und/oder Pulsfrequenz, insbesondere mehrere Pulsweiten und/oder Pulsfrequenzen, umfasst. Besonders bevorzugt weist der zumindest eine Einstellparameter eine erste Pulsweite bzw. Pulsfrequenz als Startwert und eine zweite Pulsweite bzw. Pulsfrequenz als Endwert auf. Insbesondere kann der Startwert hierbei gleich zum Endwert sein oder sich vom Endwert unterscheiden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner innerhalb einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit einem Steuer- und/oder Regelsystem der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Steuer- und/oder Regelsystem nach zumindest einem der vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems verwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Arbeitsmaschine als eine gezogene, getragene und/oder selbstfahrende Feldspritze zum Ausbringen von Spritzmittel ausgebildet. Die Feldspritze umfasst hierbei neben zumindest einem Vorratsbehälter, der zum Bevorraten des Spritzmittels dient, ein sich quer zu einer Fahrtrichtung erstreckendes Gestänge. Darüber hinaus umfasst die Feldspritze mehrere Stellelemente die zum Ausbringen des Spritzmittels als an dem Gestänge angeordnete Spritzdüsen und/oder den Spritzdüsen zugeordnete Ventile, insbesondere Magnetventile, ausgebildet sind. Das Spritzmittel ist dabei mittels einem Fördersystem ausgehend von dem zumindest einen Vorratsbehälter den Ventilen und/oder Spritzdüsen in einstellbaren Mengen und/oder mit einstellbarem Druck zubringbar. Vorzugsweise sind die Spritzdüsen als Einfach- oder Mehrfachdüsenkörper mit einem dazu zugeordneten und/oder daran angeordneten Ventil ausgebildet. Ferner ist auch zumindest ein Ventil denkbar, dass mehreren Spritzdüsen zugeordnet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine ist die über zumindest eine Spritzdüse und/oder ein Ventil ausgebrachte Menge an Spritzmittel individuell, insbesondere teilflächenspezifisch, einstellbar, wobei der Gruppenschaltbefehl zumindest einen den Druck und/oder die Menge des Spritzmittels beeinflussenden Einstellparameter umfasst.
Ferner ist eine zur bevorzugten alternative Ausführungsform denkbar, bei der die Arbeitsmaschine als ein gezogenes, getragenes und/oder selbstfahrendes Pflanzenbehandlungsgerät, insbesondere Hackgerät, mit einem erfindungsgemäßen Steuerungs- und/oder Regelsystem ausgebildet ist. Das Pflanzenbehandlungsgerät, insbesondere Hackgerät, umfasst hierbei bevorzugt mehrere, insbesondere antreibbare, zumindest teilweise in den Ackerboden eingreifbare und/oder mit dem Pflanzenbestand in Kontakt bringbare Arbeitsmittel, insbesondere Hackwerkzeuge, denen zumindest ein Stellelement zugeordnet ist.
Darüber hinaus ist in einer alternativen Ausführungsform eine zumindest teilweise als Sämaschine ausgebildete Arbeitsmaschine bevorzugt. Die Arbeitsmaschine umfasst hierbei mehrere Reiheneinheiten und/oder Förderleitungen und jeweils zumindest ein den Reiheneinheiten und/oder Förderleitungen zugeordnetes Stellelement. Die Reiheneinheiten und/oder Förderleitungen sind hierbei dazu eingerichtet, granuläres Material, insbesondere in voreinstellbaren Abständen zueinander, auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche abzulegen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit einem Steuer- und/oder Regelsystem gelöst, wobei die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine und/oder das Steuer- und/oder Regelsystem nach zumindest einem der vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und/oder des erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelsystems verwiesen.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere für zumindest ein Stellelement vorgesehene Schaltbefehle zu zumindest einem gemeinsamen Gruppenschaltbefehl zusammengefasst. Vorzugsweise werden, insbesondere mittels der zumindest einen Rechnereinheit und/oder Steuereinheit, mehrere für unterschiedliche Stellelemente vorgesehene Schaltbefehle zu zumindest einem Gruppenschaltbefehl zusammengefasst. Insbesondere wird der wenigstens eine für zumindest ein Stellelement vorgesehenen Gruppenschaltbefehl generiert und/oder abgerufen. Das Abrufen und/oder Generieren des zumindest einen Gruppenschaltbefehles wird dabei bevorzugt mittels der Rechnereinheit und/oder Steuereinheit ausgeführt. Alternativ und/oder zusätzlich kann der zumindest eine Gruppenschaltbefehl auch vom jeweiligen Stellelement, insbesondere mittels einer dazu zugeordneten Steuereinheit, abgerufen werden. Vorzugsweise wird der zumindest einen Gruppenschaltbefehl mittels der zumindest einen Steuereinheit versendet und/oder empfangen. Besonders vorzugsweise wird wenigstens eine Einstellung und/oder ein Parameter zumindest eines Stellelementes, vorzugsweise mehrerer Stellelemente, mit dem zumindest einen Gruppenschaltbefehl angepasst.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gruppenschaltbefehl mit zumindest einer ersten und/oder zweiten Kennung generiert und/oder abgerufen, wobei die Kennungen zumindest einem der Stellelemente zugeordnet sind. Sind die erste und zweite Kennung gleich ausgeführt wird der Gruppenschaltbefehl nur einem Stellelement oder mehreren Stellelementen mit einer dazu übereinstimmenden Kennung zugewiesen. Vorzugsweise werden wenigstens eine Einstellung und/oder ein Parameter zumindest eines Stellelementes, dessen Kennung mit der ersten und/oder zweiten Kennung übereinstimmt oder dessen Kennung zwischen der ersten und zweiten Kennung liegt, angepasst.
In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gruppenschaltbefehl mit zumindest einem Einstellparameter generiert und/oder abgerufen, wobei der zumindest eine Einstellparameter einen Startwert und Endwert umfasst. Insbesondere wird wenigstens eine Einstellung oder ein Parameter zumindest eines Stellelementes mit dem Startwert angepasst, wobei die Kennung des zumindest einen Stellelementes mit der ersten Kennung übereinstimmt. Besonders bevorzugt wird wenigstens eine Einstellung oder ein Parameter zumindest eines Stellelementes mit dem Endwert angepasst, wobei die Kennung des zumindest einen Stellelementes mit der zweiten Kennung übereinstimmt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gruppenschaltbefehl mit zumindest einem Einstellparameter generiert und/oder abgerufen, wobei der zumindest eine Einstellparameter wenigstens einen zwischen dem Startwert und Endwert liegenden Zwischenwert umfasst. Vorzugsweise wird wenigstens eine Einstellung und/oder ein Parameter zumindest eines Stellelementes mit dem wenigstens einen Zwischenwert angepasst, wobei die Kennung des zumindest einen Stellelementes zwischen der ersten und zweiten Kennung liegt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zumindest eine Zwischenwert mittels Interpolation zwischen dem Start- und Endwert berechnet und/oder generiert. Die Interpolation kann dabei bevorzugt als eine lineare, eine Nearest-neighbour-, eine quadratische oder eine kubische Interpolation ausgebildet sein. Vorzugsweise berechnet die zumindest einem Stellelement zugeordnete Steuereinheit den zumindest einen, insbesondere zwischen dem Star- und Endwert liegenden, Zwischenwert.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere Stellelemente, deren jeweilige Kennung zwischen der ersten und zweiten Kennung liegt, jeweils mit einem vom Startwert ausgehend absteigenden oder aufsteigenden Zwischenwert eingestellt und/oder parametriert. Vorzugsweise wird hierbei das Stellelement mit der ersten Kennung, insbesondere dessen zumindest eine Einstellung und/oder eine Parameter, mittels des Startwerts angepasst, wobei das zumindest eine erste dazu benachbarte Stellelement mit einem ersten Zwischenwert und ein dazu benachbartes weiteres Stellelement, insbesondere deren zumindest eine Einstellung und/oder Parameter, mit einem weiteren Zwischenwert angepasst wird. Die Zwischenwerte werden hierbei, insbesondere in Abhängigkeit der Interpolation, vom Startwert aufsteigend oder absteigend den jeweiligen, insbesondere benachbarten, Stellelementen zugeordnet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bleibt die zumindest eine Einstellung und/oder der zumindest eine Parameter eines Stellelementes nach einer Anpassung solange erhalten bis dieser durch zumindest einen weiteren Gruppenschaltbefehl angepasst wird. Alternativ oder zusätzlich ist hierzu auch eine Zeitliche Begrenzung innerhalb der eine Einstellung und/oder ein Parameter angepasst ist denkbar.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beispielsbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Die Zeichnungen zeigen
Fig.1 eine landwirtschaftliche Feldspritze in perspektivischer Ansicht von hinten;
Fig.2a die landwirtschaftliche Feldspritze in einer ersten schematischen Ansicht von hinten mit einer Ursprungseinstellung- und/oder -parametrierung der Stellelemente; Fig.2b eine Visualisierung eingestellter Einstellungen und/oder Parameter eines Stellelementes in vergrößerter Ansicht;
Fig.2c einen erfindungsgemäßen Gruppenschaltbefehl in vergrößerter Ansicht;
Fig.3 die landwirtschaftliche Feldspritze mit einer ersten angepassten Einstellung und/oder Parametrierung von Stellelementen;
Fig.4 die landwirtschaftliche Feldspritze mit einer zweiten angepassten Einstellung und/oder Parametrierung von Stellelementen;
Fig.5 die landwirtschaftliche Feldspritze mit einer dritten angepassten Einstellung und/oder Parametrierung von Stellelementen;
Fig.6 die landwirtschaftliche Feldspritze mit einer vierten angepassten Einstellung und/oder Parametrierung von Stellelementen; und
Fig.7 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine.
Eine als Verteilmaschine, insbesondere als eine von einer Zugmaschine Z getragene Feldspritze, ausgebildete landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 100 mit einem dazu zugeordneten Steuer- und/oder Regelsystem 200 ist in der Fig.1 gezeigt. Die Arbeitsmaschine 100 kann zum gezeigten Ausführungsbeispiel alternativ auch als gezogene und/oder selbstfahrende Verteilmaschine, insbesondere Sä- und/oder Düngermaschine, Bodenbearbeitungsmaschine und/oder als getragenes, gezogenes und/oder selbstfahrendes Pflanzenbehandlungsgerät, insbesondere Hackgerät, ausgebildet sein.
Die Arbeitsmaschine 100 ist dazu eingerichtet, Material, insbesondere als Unkrautbekämpfungsmittel, Pflanzenschutzmittel und/oder Düngemittel ausgeführtes Spritzm ittel, über mehrere Stellelemente 103 auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche und/oder dessen Pflanzenbestand auszubringen und/oder zu applizieren. Die beispielhaft gezeigte Arbeitsmaschine 100 umfasst neben einem Vorratsbehälter 101 , der zum Bevorraten des Materials, insbesondere des Spritzm ittels, dient, über ein in den Figuren nicht gezeigtes Fördersystem. Mittels des Fördersystems ist das Material, insbesondere
Spritzm ittel, in einstellbaren Mengen und/oder mit einstellbarem Druck ausgehend vom Vorratsbehälter 101 zu den mehreren Stellelementen 103 zubringbar. Die Stellelemente 103 sind dabei als an einem quer zu einer Fahrtrichtung F der Arbeitsmaschine 100 ausklappbaren Gestänge 102 angeordneten Spritzdüsen 104 und/oder den Spritzdüsen 104 zugeordneten Ventilen, insbesondere Magnetventilen, ausgebildet.
In den alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsformen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 100 können die Stellelemente 104 auch als Aktoren, die einzelnen Arbeitsmitteln, beispielsweise angetriebenen Werkzeugen, Vereinzelungs- und/oder Dosiervorrichtungen, Ventilen und/oder Spritzdüsen, zugeordnet sind, ausgeführt sein. Die Arbeitsmittel können hierbei ferner alternativ oder zusätzlich reihenbezogen, insbesondere in und/oder quer zur Fahrtrichtung F, nebeneinander an der Arbeitsmaschine 100 angeordnet sein.
Das ebenfalls in der Fig.1 gezeigte und als Bussystem, insbesondere CAN- Bussystem, ausgebildete Steuer- und/oder Regelsystem 200 umfasst zur Ansteuerung der Mehrzahl von Stellelementen 103 über zumindest eine nicht dargestellte Steuereinheit die dazu eingerichtet ist, Schaltbefehle, die insbesondere von einer der Steuereinheit zugeordneten Rechnereinheit abrufbar und/oder generierbar sind, zu empfangen und/oder zu versenden. Hierzu weist das Steuer- und/oder Regelsystem 200 Signalleitungen auf, über die die Steuereinheit mit der Rechnereinheit und/oder den Stellelementen 103 signalübertragend verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuer- und/oder Regelsystem 200 hierbei auch zumindest teilweise als Ethernet- Netzwerk und/oder mit kabelloser Signalübertragung ausgebildet sein. Die übertragbaren Schaltbefehle umfassen hierbei einen oder mehrere, zur Einstellung und/oder Parametrierung der Stellelemente 103 geeigneter, Einstellparameter 22, 23 mittels denen die Mehrzahl von Stellelementen 103 einzeln und/oder gruppenweise vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere von der Steuereinheit, angesteuert werden können. Die Fig.2a zeigt die nebeneinander angeordneten Stellelemente 103, insbesondere Spritzdüsen 104, in einer beispielhaften Ursprungseinstellung und/oder Ursprungsparametrierung mit schematischer Darstellung der jeweiligen eingestellten Einstellungen und/oder Parameter. Über die Einstellungen und/oder Parameter eines Stellelementes 103 ist eine jeweilige von der Art des Stellelementes 103 abhängige Stellgröße beeinflussbar, wobei die Stellgröße in diesem Ausführungsbeispiel einen eine Ausbringmenge und/oder Appliziermenge des Materials, insbesondere Spritzmittels, beeinflussenden Öffnungsgrad des Stellelementes 103, insbesondere der Spritzdüse 104 und/oder des dazu zugeordneten Ventils, darstellt. In einer zur gezeigten alternativen Ausführungsform kann die Stellgröße auch beispielsweise eine Drehzahl, Frequenz, Hubhöhe und/oder Hublänge, Temperatur, Helligkeit und/oder eine Positionsangabe darstellen.
Bei Stellelementen 103, die wie im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Art einer Pulsweitenmodulation und/oder Pulsweitenfrequenzmodulation ansteuerbar sind, bietet es sich an, die Stellgröße, insbesondere den Öffnungsgrad, über die Anpassung der jeweiligen Pulsweite 22a, 22b und/oder Pulsfrequenz 23a, 23b einzustellen. Somit kann in diesem Ausführungsbeispiel eine Ausbring- und/oder Appliziermenge des Materials, insbesondere Spritzmittels, mittels jeweils zwei unterschiedlicher Einstellparameter 22, 23 angepasst werden. Alternativ zu dieser Ausführungsform kann auch denkbar sein, die Ausbring- und/oder Appliziermenge über nur einen Einstellparameter 22, 23 oder mit mehr als zwei Einstellparametern 22, 23 anzupassen.
Die eingestellten Einstellparameter 11 , 12 der Stellelemente 103 werden hierbei über jeweils eine Visualisierung 10 der eingestellten Einstellungen und Parameter, insbesondere zwei jedem Stellelement 103 zugeordneter und in den Figuren darunter angeordneter Balken 11 , 12, dargestellt. Die Fig.2b zeigt die Visualisierung 10 eines Stellelementes 103 in vergrößerter Ansicht. Die Visualisierung 10 umfasst hierbei zwei einem Stellelement 103 zugeordneter Balken 11 , 12. Der linke Balken 11 stellt hierbei prozentuell die Größe der Pulsweite, insbesondere des Duty-Cycles dar, während der rechte Balken 12 die Höhe in Hz der Pulsfrequenz eines Stellelementes 103, insbesondere einer Spritzdüse 104 und/oder eines Ventils, darstellt. Die Pulsweite 11 ist hierbei beispielhaft von 0% (permanent geschlossen) bis 100% (permanent geöffnet) einstellbar. Die Pulsfrequenz 12 kann zwischen 0Hz und 50Hz eingestellt werden.
Alternativ zur gezeigten Ausführungsform können die jeweiligen Balken auch die Größe bzw. Höhe anderer Arten von Einstellparameter 22, 23, beispielsweise elektrische Spannungen oder elektrische Stromstärken, darstellen.
Erfindungsgemäß werden zur Einstellung und/oder Parametrierung der Stellelemente 103 die jeweiligen, insbesondere für jeweils ein Stellelement 103 vorgesehenen, über die Signalleitung übertragbaren Schaltbefehle innerhalb des Steuer- und/oder Regelsystems 200 zu einem gemeinsamen Gruppenschaltbefehl 20, wie in der Fig.2c gezeigt ist, zusammengefasst und/oder übertragen. Der hier abgebildete beispielhafte Gruppenschaltbefehl 20 umfasst sechs unterschiedliche Bytes (Byte 0 - Byte 5), wobei jedes Byte einen Startwert 22a, 23a oder Endwert 22b, 23b eines Einstellparameters 22, 23 oder eine den Stellelementen 103 zugeordnete Kennung 21a, 21 b bzw. Adressierung aufweist.
Alternativ zum gezeigten Gruppenschaltbefehl 20 sind auch andere Zuordnungen der Einstellparameter 22, 23 zu den Bytes denkbar. Ferner ist vorstellbar, dass zumindest ein Byte mehrere Einstellparameter 22, 23 oder neben zumindest einem Startwert 22a, 23a auch zumindest einen Endwert 23a, 23b umfasst. Neben der Unterteilung der Einstellparameter 22, 23, insbesondere Start- 22a, 23a und/oder Endwerte 22b, 23b, in unterschiedliche Bytes ist auch eine Unterteilung in einzelne oder mehrere Bits, insbesondere innerhalb zumindest eines Bytes, denkbar. Darüber hinaus kann der Gruppenschaltbefehl 20 alternativ neben mehreren Einstellparametern 22, 23 auch nur einen einzigen Einstellparameter 22, 23, insbesondere Startwert 22a, 23a oder Endwert 22b, 23b, umfassen.
In der hier gezeigten Ausführungsform ist dem Byte 4 eine erste Kennung 21a bzw. Start-Kennung und dem Byte 5 eine zweite Kennung 21 b bzw. End-Kennung zugeordnet. Stimmt die Kennung X1 - X44 eines Stellelementes 103 mit der ersten und/oder zweiten Kennung 21a, 21 b eines Gruppenschaltbefehls 20 überein oder liegt, bei sich voneinander unterscheidenden Kennungen 21a, 21b innerhalb des Gruppenschaltbefehls 20, zwischen den Kennungen 21a, 21 b, so steuert und/oder stellt die Steuereinheit das jeweilige Stellelement 103 und/oder die jeweilige Stellgröße in Abhängigkeit der Einstellparameter 22, 23 ein. Die erste Kennung 21a innerhalb des Gruppenschaltbefehls 20 kann gleich zur zweiten Kennung 21 b sein oder sich von dieser unterscheiden. Bei gleicher Kennung 21a, 21 b wird beispielsweise entweder nur ein Stellelement 103 oder mehrere Stellelemente 103 mit einer dazu übereinstimmenden Kennung X1 - X44 eingestellt und/oder parametriert. Bei unterschiedlichen Kennungen 21a, 21 b innerhalb des Gruppenschaltbefehls 20 werden mehrere Stellelemente 103 mit sich voneinander unterscheidenden Kennungen X1 - X44 mit dem jeweiligen Einstellparameter 22, 23 des Gruppenschaltbefehls 20 eingestellt und/oder parametriert.
Alternativ oder zusätzlich kann der Gruppenschaltbefehl 20 zumindest eine weitere, insbesondere eine über- oder untergeordnete, Kennung umfassen, mittels der der Gruppenschaltbefehl 20 vom Steuer- und/oder Regelsystem 200 einer Gruppe von, insbesondere zumindest zwei, Stellelementen 103 zuordenbar ist. Beispielsweise können bei mehreren Gruppen von Stellelementen 103 die jeweiligen Gruppen unterschiedlichen Abschnitten des Gestänges 102, Vorratsbehältern 101 und/oder Fluidkreisläufen zugeordnet sein. Ferner kann die zumindest eine weitere Kennung zumindest einer weiteren, insbesondere Überoder untergeordneten, Steuereinheit zugeordnet sein, der wiederrum zumindest eine Gruppe von Stellelementen 103 zugeordnet ist.
Den Bytes 0 - 3 sind die jeweiligen Startwerte 22a, 23b und Endwerte 22b, 23b eines ersten Einstellparameters 22 und eines zweiten Einstellparameters 23 zugeordnet. Der in diesem Ausführungsbeispiel als Pulsweite bzw. als Duty-Cycle 22a, 22b ausgeführte erste Einstellparameter 22 gliedert sich hierbei in einen Startwert bzw. ersten Duty-Cycle 22a und zweiten Duty-Cycle 22b, während sich der als Pulsfrequenz 23a, 23b ausgeführte zweite Einstellparameter 23 in einen Startwert bzw. eine erste Pulsfrequenz 23a und einen Endwert bzw. eine zweite Pulsfrequenz 23b gliedert. Sind die jeweiligen Startwerte 22a, 23b und Endwerte 22b, 23b eines Einstellparameters 22, 23 zueinander gleich, so wird das eine oder werden die mehreren Stellelemente 103, die mittels des Gruppenschaltbefehls 20 eingestellt und/oder parametriert werden, insbesondere deren Stellgrößen, auf den gleichen Wert angepasst. Alternativ oder zusätzlich kann der Gruppenschaltbefehl 20 entweder nur einen Startwert 22a, 23a oder Endwert 22a, 22b für einen Einstellparameter 22, 23 umfassen, wobei das eine Stellelement 103 oder die mehreren Stellelemente 103 dann mit dem Startwert 22a, 23a oder Endwert 22b, 23b eingestellt und/oder parametriert werden.
Unterscheidet sich der Startwert 22a, 23a vom jeweiligen Endwert 22b, 23b eines Einstellparameters 22, 23, so wird ein Stellelement 103 mit einer ersten Kennung X1 - X44 mit dem Startwert 22a, 23a und ein Stellelement 103 mit einer zweiten Kennung X1 - X44 mit dem Endwert 22b, 23b eingestellt und/oder parametriert.
Darüber hinaus ist das Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere die Rechnereinheit und/oder Steuereinheit, dazu eingerichtet, für einen jeweiligen Einstellparameter 22, 23 einen Zwischenwert oder mehrere Zwischenwerte in Abhängigkeit des Start- und Endwertes 22a-23b zu bestimmen. Somit sind ein Stellelement 103 oder mehrere Stellelemente 103 mit einer zwischen der ersten und zweiten Kennung 21a, 21 b liegenden Kennung X1 - X44 mit dem einen Zwischenwert oder den mehreren Zwischenwerten einstellbar und/oder parametrierbar. Der Zwischenwert oder die Zwischenwerte eines Gruppenschaltbefehls 20, insbesondere eines Einstellparameters 22, 23, werden dabei mittels linearer Interpolation berechnet. Alternativ oder zusätzlich sind hierbei jedoch auch andere Berechnungsverfahren, beispielsweise Nearest- neighbour-, eine quadratische oder eine kubische Interpolation, denkbar.
Bei den in Fig.3 bis Fig.6 gezeigten Stellelementen 103, insbesondere Spritzdüsen 104 und/oder Ventilen, kann die darüber ausgebrachte Menge an Material, insbesondere Spritzmittel, individuell, insbesondere teilflächenspezifisch, eingestellt werden, wobei die Fig.3 bis Fig.6 unterschiedliche Einstellungen und/oder Parametrierungen der einzelnen Stellelemente 103 zeigen. Die Gruppenschaltbefehle 20 umfassen hierbei einen den Druck und/oder die Menge des Materials, insbesondere innerhalb des Fördersystems und/oder des Stellelementes 103, beeinflussenden Einstellparameter 22, 23, insbesondere Start- und/oder Endwert 22a-23b. In der Fig.3 ist ein erster Gruppenschaltbefehl 20 gezeigt, der einen ersten und zweiten Duty-Cycle 22a, 22b mit dem Wert von 75 % und eine erste und zweite Pulsfrequenz 23a, 23b mit dem Wert von 10 Hz umfasst. Die erste Kennung 21a ist dabei auf X3 und die zweite Kennung 21b auf X11 eingestellt, so dass der Gruppenschaltbefehl 20 hierbei vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere der Steuereinheit, den Stellelementen 103 mit den Kennungen X3- X11 zugewiesen wird. Somit werden die Stellelemente 103 mit den Kennungen X3-X11 , insbesondere deren Stellgrößen, auf einen Duty-Cycle von 75 % und eine Pulsfrequenz von 10 Hz eingestellt und/oder parametriert, während die übrigen Stellelemente 103 in der Ursprungseinstellung bzw. Ursprungsparametrierung mit einem Duty-Cycle von 50 % und einer Pulsfrequenz von 10 Hz verbleiben. Somit ist in diesem Fall die Ausbringmenge des Materials, insbesondere Spritzmittels, bei den Stellelementen 103 mit den Kennungen X3-X11 gegenüber den übrigen Stellelementen 103 erhöht.
Der in Fig.4 vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere der Rechnereinheit, abgerufene und/oder generierte zweite Gruppenschaltbefehl 20 umfasst einen ersten Einstellparameter 22 mit einem Startwert 22a, insbesondere ersten Duty-Cycle, von 100 % und einem Endwert 22b, insbesondere zweiten Duty-Cycle, von 50 %. Darüber hinaus umfasst der zweite Gruppenschaltbefehl 20 eine erste Kennung 21a mit X27 und eine zweite Kennung 21 b mit X32. Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel der Duty-Cycle des Stellelementes 103 mit der Kennung X27 auf 100 % und der Duty-Cycle des Stellelementes 103 mit der Kennung X32 auf 50 % angepasst. Das Stellelement 103 mit der Kennung X27 weist somit eine höhere Ausbringmenge des Materials, insbesondere Spritzmittels, auf als das Stellelement 103 mit der Kennung X32. Der jeweilige Duty-Cycle der Stellelemente 103 mit den Kennungen X28 bis X31 wird dabei auf einen vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere von der Rechnereinheit und/oder Steuereinheit, interpolierten Zwischenwert angepasst. Bei einem wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt höheren Startwert 22a, insbesondere ersten Duty-Cycle, gegenüber dem Endwert 22b, insbesondere zweiten Duty-Cycle, werden die Zwischenwerte den Stellelementen mit einer zwischen der ersten und zweiten Kennung 21a, 21 b liegenden Kennung X1 - X44 in aufsteigender Reihenfolge der Kennungen X1 - X44 zugewiesen, wobei die Höhe der Zwischenwerte hierbei absteigend ausgeführt ist.
Der in Fig.5 vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere der Rechnereinheit, abgerufene und/oder generierte dritte Gruppenschaltbefehl 20 umfasst einen ersten Einstellparameter 22 mit einem Startwert 22a, insbesondere ersten Duty-Cycle, von 50 % und einem Endwert 22b, insbesondere zweiten Duty- Cycle, von 100 %. Darüber hinaus umfasst der zweite Gruppenschaltbefehl 20 eine erste Kennung 21a mit X36 und eine zweite Kennung 21 b mit X41. Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel der Duty-Cycle des Stellelementes 103 mit der Kennung X36 auf 50 % und der Duty-Cycle des Stellelementes 103 mit der Kennung X41 auf 100 % angepasst. Das Stellelement 103 mit der Kennung X36 weist somit eine niedrigere Ausbringmenge des Materials, insbesondere Spritzm ittels, auf als das Stellelement 103 mit der Kennung X41 . Der jeweilige Duty-Cycle der Stellelemente 103 mit den Kennungen X37 bis X40 wird dabei auf einen vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere von der Rechnereinheit und/oder Steuereinheit, interpolierten Zwischenwert angepasst. Bei einem, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, kleineren Startwert 22a, insbesondere ersten Duty-Cycle, gegenüber dem Endwert 22b, insbesondere zweiten Duty-Cycle, werden die Zwischenwerte den Stellelementen 103 mit einer zwischen der ersten und zweiten Kennung 21a, 21 b liegenden Kennung X1 - X44 in aufsteigender Reihenfolge der Kennungen X1 - X44 zugewiesen, wobei die Höhe der Zwischenwerte hierbei aufsteigend ausgeführt ist.
In der Fig.6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem vom Steuer- und/oder Regelsystem 200, insbesondere der Rechnereinheit, ein vierter Gruppenschaltbefehl 20 abgerufen und/oder generiert und übertragen wird. Der vierte Gruppenschaltbefehl 20 umfasst dabei einen zweiten Einstellparameter 23 mit einem Startwert 22a und Endwert 22b, insbesondere einer Pulsfrequenz, von 40 Hz. Ferner umfasst der vierte Gruppenschaltbefehl 20 eine erste Kennung 21a mit X15 und eine zweite Kennung 21 b mit X20. Somit werden hierbei die jeweiligen Pulsfrequenzen 12 der Stellelemente 103 mit den Kennungen X15 bis X20 auf 40 Hz angepasst, insbesondere eingestellt und/oder parametriert. Die Häufigkeit der Öffnungs- bzw. Schließvorgänge der hier angesteuerten Stellelemente 103 ist somit gegenüber den übrigen Stellelementen 103 erhöht.
Erfindungsgemäß werden die angepassten Einstellungen und/oder Parameter eines jeweiligen Stellelementes 103, insbesondere einer Spritzdüse 104 und/oder eines Ventils, so lange aufrechterhalten, bis sie von einem nachfolgenden Gruppenschaltbefehl 20 erneut angepasst werden.
Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, eine Anpassung von Einstellungen und/oder Parametern eines jeweiligen Stellelementes 103 zeitlich zu begrenzen. Nach Ablauf der so vorgebbaren Zeit werden die Einstellungen und/oder Parameter eines jeweiligen Stellelementes 103 somit wieder auf die Ursprungseinstellung und/oder -parametrierung angepasst.
Die Fig.7 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 100 mit einem Steuer- und/oder Regelsystem 200.
Nach der Einleitung des Verfahrens wird zumindest einer der nachfolgenden Schritte ausgeführt:
500) Generieren und/oder Abrufen des wenigstens einen für zumindest ein Stellelement 103 vorgesehenen Gruppenschaltbefehls 20; oder
600) Generieren und/oder Abrufen von Schaltbefehlen mit zur Einstellung und/oder Parametrierung von Stellelementen 103 geeigneter Einstellparameter 22, 23; und
601 ) Zusammenfassen mehrerer für zumindest ein Stellelement 103 vorgesehene Schaltbefehle zu zumindest einem gemeinsamen Gruppenschaltbefehl 20. Sobald der Gruppenschaltbefehl 20 generiert und/oder abgerufen oder aus mehreren Schaltbefehlen zusammengefasst ist wird der nachfolgende Schritt eingeleitet: 700) Senden und/oder Empfangen des zumindest einen Gruppenschaltbefehls 20 mittels der zumindest einen Steuereinheit.
Sobald der Gruppenschaltbefehl 20 von der Steuereinheit empfangen und/oder versendet ist wird der nachfolgende Schritt ausgeführt:
800) Anpassen wenigstens einer Einstellung und/oder eines Parameters zumindest eines Stellelementes 103, vorzugsweise mehrerer Stellelemente 103, mit dem zumindest einen Gruppenschaltbefehl 20. Alle oben beschriebenen Schritte können sich während des Bearbeitungsvorgangs ständig wiederholen.
Bezugszeichenliste
10 Visualisierung der eingestellten Einstellungen und/oder Parameter
11 Linker Balken, eingestellte Pulsweite, eingestellter Duty-Cycle
12 Rechter Balken, eingestellte Pulsfrequenz
20 Gruppenschaltbefehl
21 Kennung des Gruppenschaltbefehls
21a Erste Kennung
21 b Zweite Kennung
22 Erster Einstellparameter
22a Startwert, erster Duty-Cycle
22b Endwert, zweiter Duty-Cycle
23 Zweiter Einstellparameter
23a Startwert, erste Pulsfrequenz
23b Endwert, zweite Pulsfrequenz
100 Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, Feldspritze
101 Vorratsbehälter
102 Gestänge
103 Stellelement
104 Spritzdüse
200 Steuer- und/oder Regelsystem
F Fahrtrichtung
X1 -X44 Kennungen der Stellelemente
Z Zugmaschine

Claims

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[Patentansprüche] Steuer- und/oder Regelsystem (200) für eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (100), insbesondere Verteilmaschine zum Ausbringen von Material auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche, umfassend
- eine Mehrzahl einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbarer Stellelemente (103),
- zumindest eine den Stellelementen (103) zugeordnete Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, zur Ansteuerung der Stellelemente (103) Schaltbefehle zu empfangen und/oder zu versenden, wobei die Schaltbefehle wenigstens einen zur Einstellung und/oder Parametrierung der Stellelemente (103) geeigneten Einstellparameter (22, 23) aufweisen, und
- zumindest eine Signalleitung, über die die zumindest zwei Stellelemente (103) mit der Steuereinheit signalübertragend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbefehle zu zumindest einem gemeinsamen über die zumindest eine Signalleitung übertragbaren Gruppenschaltbefehl (20) zusammenfassbar sind, und dass die Stellelemente (103) mittels des zumindest einen Gruppenschaltbefehls (20) einstellbar und/oder parametrierbar sind. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und/oder Regelsystem (200) zumindest teilweise als ein Bussystem, insbesondere CAN-Bussystem, ausgebildet ist. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gruppenschaltbefehl (20) wenigstens eine den jeweiligen Stellelementen (103) zugeordnete erste und/oder zweite Kennung (21a, 21b) umfasst, wobei zumindest ein Stellelement (103) mit einer zur ersten und/oder zweiten Kennung (21a, 21 b) übereinstimmenden oder dazwischen liegenden Kennung (X1 - X44) mit dem zumindest einen Gruppenschaltbefehl (20), insbesondere Einstellparameter (22, 23), einstellbar und/oder parametrierbar ist. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gruppenschaltbefehl (20) wenigstens einen Einstellparameter (22, 23) mit einem Start- und/oder Endwert (22a - 23b) umfasst, wobei zumindest ein Stellelement (103) mit der ersten und/oder zweiten Kennung (21a, 21 b) mit dem Startwert (22a, 23a) und/oder Endwert (22b, 23b) einstellbar und/oder parametrierbar ist. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein für zumindest zwei Stellelemente (103) vorgesehener Gruppenschaltbefehl (20) wenigstens einen Einstellparameter (22, 23) mit einem Start- und Endwert (22a - 23b) umfasst, wobei das Stellelement (103) mit der ersten Kennung (21a) mit dem Startwert (22a, 23a) und das Stellelement (103) mit der zweiten Kennung (21b) mit dem Endwert (22b, 23b) einstellbar und/oder parametrierbar ist. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stellelement (103) mit einer zwischen der ersten und zweiten Kennung (21a, 21 b) liegenden Kennung (X1 - X44) mit zumindest einem zwischen dem Start- und Endwert (22a - 23b) liegenden Zwischenwert einstellbar und/oder parametrierbar ist. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente (103) nach Art einer Pulsweitenmodulation und/oder Pulsweitenfrequenzmodulation ansteuerbar sind. Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Gruppenschaltbefehl (20), insbesondere Einstellparameter (22, 23), eine Pulsweite und/oder Pulsfrequenz, insbesondere einen Bereich der Pulsweite und/oder Pulsfrequenz, umfasst. Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (100), insbesondere Verteilmaschine und/oder Bodenbearbeitungsmaschine, mit einem Steuer- und/oder Regelsystem (200), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (100) nach Anspruch 9, wobei die Arbeitsmaschine (100) als eine gezogene, getragene und/oder selbstfahrende Feldspritze zum Ausbringen von Spritzmittel ausgebildet ist, umfassend
- zumindest ein Vorratsbehälter (101 ) zum Bevorraten des Spritzmittels,
- ein sich quer zu einer Fahrtrichtung (F) erstreckendes Gestänge (102),
- mehrere Stellelemente (103) die zum Ausbringen des Spritzmittels als an dem Gestänge (102) angeordnete Spritzdüsen (104) und/oder den Spritzdüsen (104) zugeordnete Ventile, insbesondere Magnetventile, ausgebildet sind, und
- ein Fördersystem mittels welchem das Spritzmittel ausgehend von dem zumindest einen Vorratsbehälter (101 ) den Ventilen und/oder Spritzdüsen (104) in einstellbaren Mengen und/oder mit einstellbarem Druck zubringbar ist. Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die über zumindest eine Spritzdüse (104) und/oder ein Ventil ausgebrachte Menge an Spritzmittel individuell, insbesondere teilflächenspezifisch, einstellbar ist, wobei der Gruppenschaltbefehl (20) zumindest einen den Druck und/oder die Menge des Spritzmittels beeinflussenden Einstellparameter (22, 23) umfasst. Verfahren zum Betreiben einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (100), insbesondere einer Arbeitsmaschine (100) die nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 11 ausgebildet ist, mit einem Steuer- und/oder Regelsystem (200), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer- und/oder Regelsystem (200) nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. 27 Verfahren nach Anspruch 12 welches zumindest einen der folgenden Schritte umfasst:
- Generieren und/oder Abrufen von Schaltbefehlen mit zur Einstellung und/oder Parametrierung von Stellelementen (103) geeigneter Einstellparameter (22, 23); und/oder
Senden und/oder Empfangen von Schaltbefehlen zur einzelnen und/oder gruppenweisen Ansteuerung der Stellelemente (103) mittels der zumindest einen Steuereinheit; und/oder
- Anpassen von Einstellungen und/oder Parametern zumindest eines Stellelementes (103) mit dem zumindest einen Schaltbefehl, insbesondere Einstellparameter (22, 23); gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
- Zusammenfassen mehrerer für zumindest ein Stellelement (103) vorgesehene Schaltbefehle zu zumindest einem gemeinsamen Gruppenschaltbefehl (20); und/oder
- Generieren und/oder Abrufen des wenigstens einen für zumindest ein Stellelement (103) vorgesehenen Gruppenschaltbefehls (20); und/oder
- Senden und/oder Empfangen des zumindest einen Gruppenschaltbefehls (20) mittels der zumindest einen Steuereinheit; und/oder
- Anpassen wenigstens einer Einstellung und/oder eines Parameters zumindest eines Stellelementes (103), vorzugsweise mehrerer Stellelemente (103), mit dem zumindest einen Gruppenschaltbefehl (20). Verfahren nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 12 bis 13, gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
Generieren und/oder Abrufen eines Gruppenschaltbefehls (20) mit zumindest einer ersten und/oder zweiten Kennung (21a, 21 b), wobei die Kennungen (21a, 21 b) zumindest einem der Stellelemente (103) zugeordnet sind; und/oder
- Anpassen wenigstens einer Einstellung und/oder eines Parameters zumindest eines Stellelementes (103), dessen Kennung (X1 - X44) mit der ersten und/oder zweiten Kennung (21a, 21 b) übereinstimmt oder dessen 28
Kennung (X1 - X44) zwischen der ersten und zweiten Kennung (21a, 21 b) liegt. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
Generieren und/oder Abrufen eines Gruppenschaltbefehls (20) mit zumindest einem Einstellparameter (22, 23), wobei der zumindest eine Einstellparameter (22, 23) einen Startwert (22a, 23a) und Endwert (22b, 23b) umfasst; und/oder
- Anpassen wenigstens einer Einstellung oder eines Parameters zumindest eines Stellelementes (103) mit dem Startwert (22a, 23a), wobei die Kennung (X1 - X44) des zumindest einen Stellelementes (103) mit der ersten Kennung (21a) übereinstimmt; und/oder
- Anpassen wenigstens einer Einstellung oder eines Parameters zumindest eines Stellelementes (103) mit dem Endwert (22b, 23b), wobei die Kennung (X1 - X44) des zumindest einen Stellelementes (103) mit der zweiten Kennung (21 b) übereinstimmt. Verfahren nach Ansprüche 15, gekennzeichnet durch zumindest einen der folgenden Schritte:
- Generieren und/oder Abrufen eines Gruppenschaltbefehls (20) mit zumindest einem Einstellparameter (22, 23), wobei der zumindest eine Einstellparameter (22, 23) wenigstens einen zwischen dem Startwert (22a, 23a) und Endwert (22b, 23b) liegenden Zwischenwert umfasst; und/oder
- Anpassen wenigstens einer Einstellung und/oder eines Parameters zumindest eines Stellelementes (103) mit dem wenigstens einen Zwischenwert, wobei die Kennung (X1 - X44) des zumindest einen Stellelementes (103) zwischen der ersten und zweiten Kennung (21a, 21 b) liegt. Verfahren nach Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zwischenwert mittels Interpolation zwischen dem Start- und Endwert (22a - 23b) berechnet und/oder generiert wird. 29 Verfahren nach zumindest einem der vorgenannten Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stellelemente (103), deren jeweilige Kennung (X1 - X44) zwischen der ersten und zweiten Kennung (21a, 21 b) liegt, jeweils mit einem vom Startwert (22a, 23a) ausgehend absteigenden oder aufsteigenden Zwischenwert eingestellt und/oder parametriert werden.
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