CN112969363B - 用于农用收割机的控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于控制农用收割机的收割性能的控制器。该控制器接收由操作者经由人机界面选择的自动化设置。该控制器还接收来自机载收割机传感器的数据。该控制器基于自动化设置来限定质量参数的目标值，并根据作物传感器数据来确定质量参数中的每个质量参数的当前值。当多个质量参数中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时，控制器确定农用收割机的致动器的致动器设置，至少一个致动器设置是根据自动化设置和所述目标值确定的。控制器控制致动器实现关联的所确定的致动器设置。

Description

用于农用收割机的控制器

技术领域

本发明涉及用于控制农用收割机的收割性能的控制器。本发明的各方面包括控制器、方法和农用收割机。

背景技术

联合收割机或农用收割机从田地收割谷物，并将谷粒与所收割的作物中的所有其它物质分离。该其它物质常被称为“谷物以外的物质”或MOG，并包括例如秸秆、叶子、穗和谷壳。谷粒被完整收集并储存在罐中，而MOG从收割机的后方排出。将谷物与MOG分离涉及使作物通过收割机的作物处理***的不同处理阶段。在脱粒阶段中，谷粒与谷壳和植株分离。连续的分离阶段将谷物-MOG混合物中的秸秆和其它较大部分与较小的谷粒和谷壳分离。然后，通常包括用于吹走轻质谷壳的鼓风机和用于让较重的谷粒通过的一组往复筛的清洁阶段将谷物与谷壳分离。

在联合收割机的任何设计中，存在将影响收割性能或质量的作物处理***的几个操作参数。具体地，如果参数值对于当前作物和/或收割条件是不正确的，则谷粒可能被损坏，收集在谷物罐中的谷物可能含有过多的MOG，可能存在从清洁阶段排出的过量残渣，或者可能存在处理效率降低从而导致谷物损失。

可以被统称为‘作物质量参数的诸如谷物纯度、谷物破损、残渣量和谷物损失之类的参数可以由机载收割机传感器直接地或间接地测量，使得可以给予操作者作物处理或收割性能的指示。然而，将所有必要的信息传送给操作者导致了越来越复杂的用户界面，从而使得即使对于有经验的操作者，也难以在作物质量参数指示收割性能低于所需、所期望或最佳的水平时决定要做什么。由于熟练劳动力的短缺，收割机经常是由较不熟练的操作者驾驶的，该事实使问题加剧。

本发明的目的是解决与现有技术相关联的一个或多个问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于控制农用收割机的收割性能的控制器。该控制器可以包括被配置为接收经由操作者输入设备选择的至少一个收割机自动化设置。输入端可以被配置为接收来自多个机载收割机传感器的作物传感器输出数据。该控制器可以包括处理器，该处理器被配置为基于至少一个收割机自动化设置限定多个质量参数中的每个质量参数的目标值。处理器可以被配置为根据接收到的作物传感器输出数据来确定多个质量参数中的每个质量参数的当前值。处理器可以被配置为当多个质量参数中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时，确定农用收割机的至少一个致动器的致动器设置，至少一个致动器设置是根据至少一个收割机自动化设置和所述目标值确定的。处理器可以包括输出端，该输出端被配置为向至少一个致动器发送致动器控制信号，以实现关联的所确定的致动器设置。通过自动调节致动器设置，可以使质量参数的当前值在目标值的关联的可接受量内。

在现有技术***中，操作者控制致动器的操作，以基于来自机载收割机传感器的某些操作参数的测量来改变致动器设置，以优化联合收割机的收割性能。具体地，需要操作者对这样的致动器进行连续的调整，这需要大量的知识和经验，并且在一个完整的工作日期间难以保持。另外，收割机可能仅每年在几周内操作，例如，每年4-6周，这增加了寻找熟练操作员操作收割机的困难。在任何情况下，为收割机性能调整提供更大自由度的致动器的数量增加以及为收割机性能的更多数量的测量提供洞察的传感器的数量增加正在增加操作者引导的调整所涉及的复杂度。本发明的优点在于调整致动器以改善收割机性能是自动的。也就是说，该控制器基于指示表征收割机性能的多个质量参数的测得的传感器值并基于操作者提供的约束来自动地控制致动器的调整，以便在所提供的约束内优化收割性能。

该控制器经由致动器连续地调整收割机的内部过程，以便使收割机的容量最大化，而不管收割条件如何，也不管收割条件改变的速度如何。具体地，该控制器可以针对不同类型的地形(例如，上坡或下坡、不同水平的作物产量、不同类型的作物、田地的不同水平的水分等)自动优化收割机的操作。

联合收割机的内部过程的自动化使联合收割机在不同的收割条件和作物条件下能够利用最大容量。通过自动化该过程，操作者能够将注意力集中到诸如在运行中卸载、绘图和收割管理之类的其它任务上。这也造成了减轻对操作者的压力，而且由于所需的技能或经验较少，变得更容易找到操作者。

可接受量可以采取任何适当的形式。例如，可接受量可以是预定的，并可以采取包括关联目标值的一定范围的值的形式。目标值可以是该范围的上限。该范围可以是目标值任一侧的百分比容差。

一个或多个致动器设置可以包括农用收割机的地面速度设置。处理器可以被配置为确定地面速度设置，使得在多个质量参数中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时农用收割机的吞吐量不增加。具体地，吞吐量可以被控制为保持在基本恒定值或降低。可替换地，或另外地，一个或多个致动器设置可以包括农用收割机的地面速度设置。处理器可以被配置为确定发动机负载设置，使得在多个质量参数中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时农用收割机的吞吐量不增加。也就是说，可以通过控制农用收割机的地面速度和/或农用收割机的发动机负载来控制吞吐量。

处理器可以被配置为确定地面速度设置，从而当多个当前值中的每个当前值与关联的目标值相差小于可接受量时，增加吞吐量。可替换地，或另外地，处理器可以被配置为确定发动机负载设置，从而当多个当前值中的每个当前值与关联的目标值相差小于可接受量时，增加吞吐量。处理器可以被配置为在地面速度设置被确定使得吞吐量增加之前，确定地面速度设置使得农用收割机的吞吐量保持基本恒定，其中在给定时间量内或农用收割机的行进的给定距离内多个当前值中的每个当前值与关联的目标值相差小于可接受量。这适用于在质量参数的当前值中的一个或多个比其相应目标值大可接受量的时间段之后质量参数的当前值已返回到在可接受量内的情况。在这种情况下，在接着使用地面速度设置再次增加吞吐量之前，在预定义的时间或距离(如上所述)内抑制吞吐量的自动增加——贯穿该时间或距离内质量参数保持在可接受范围内。这对于确保在控制器试图自动地进一步改进收割机的性能之前质量参数在期望范围内并且以一致的方式受到控制可以是有利的。

至少一个收割机自动化设置可以包括最大地面速度。处理器可以被配置为确定地面速度设置以保持小于或等于最大地面速度。另外地，或可替换地，至少一个收割机自动化设置可以包括最大发动机负载。处理器可以被配置为确定发动机负载设置保持小于或等于最大发动机负载。

通常，控制器可以控制收割机的地面速度和/或发动机负载，从而保持增加吞吐量，前提是质量参数的当前值在与离目标值相差可接受量内，并且前提是地面速度小于最大速度和/或前提是发动机负载小于最大负载。这确保实现了收割机的最大吞吐量。具体地，当多个质量参数中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时，可以首先确定至少一个致动器设置，使得吞吐量增加。

至少一个收割机自动化设置可以包括操作者目标值数据。处理器可以被配置为根据接收到的操作者目标值数据来确定多个质量参数中的至少一个质量参数的目标值。

处理器可以被配置为调整多个质量参数中的至少一个质量参数的目标值，使得：关联的当前值从与目标值相差大于可接受量变为相差小于可接受量；或者，关联的当前值从与目标值相差小于可接受量变为相差大于可接受量。

操作者目标值数据可以包括来自农用收割机的操作者的反馈，该反馈是质量参数中的至少一个质量参数的目标值：大于可接受水平；等于可接受水平；或者小于可接受水平。

由控制器存储的目标值可以是针对机载传感器中的一个或多个机载传感器执行的校准步骤的结果。目标值中的一个或多个目标值可以因各种原因而不正确。例如，某些天气状况或不同的作物类型可以导致操作者认为目标值中的一个或多个是不正确的，或至少不是最佳的。如果控制器花费太长时间使质量参数达到相对于当前/默认目标值的可接受水平，操作者可以命令调整目标值。

至少一个收割机自动化设置可以包括以下中的至少一个：要由农用收割机处理的作物类型；农用收割机的发动机的最大发动机负载；农用收割机的一个或多个脱粒转子的最大转子速度；要由一个或多个脱粒转子执行的脱粒的水平；以及自动化策略设置。

多个机载收割机传感器可以包括以下中的至少一个：发动机负载传感器；产量传感器；水分传感器；倾斜度传感器；馈送速率传感器；返回物(returns)体积传感器；转子损失传感器；筛损失传感器；筛负载传感器；以及谷物质量传感器。

多个质量参数可以包括以下中的至少一个：脱粒损失参数；破碎谷物参数；清洁损失参数；样品清洁度参数；以及返回物参数。

一个或多个收割机自动化设置包括以下中的至少一个：农用收割机的至少一个脱粒转子的转子速度；至少一个脱粒转子的至少一个叶片的叶片角度；农用收割机的至少一个风扇的风扇速度；农用收割机的预筛的开度；农用收割机的上筛的开度；以及农用收割机的下筛的开度。

至少一个收割机自动化设置可以包括致动器设置中的至少一个致动器设置的值的可容许范围。处理器可以被配置为确定至少一个致动器设置在可容许范围内。这使操作者能够调整特定设置，以适合特定的操作或收割条件。这还使操作者能够了解控制器改变执行器设置的程度。

输出端可以被配置为当控制器不能调整致动器设置以将质量参数中的一个或多个质量参数的当前值从与关联的目标值相差大于可接受量变为相差小于可接受量时，向操作者输入设备发送提示信号。

提示信号可以包括作为控制器不能将当前值变为在可接受量内的原因的收割机自动化设置中的一个或多个收割机自动化设置和/或目标值中的至少一个目标值的指示。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制农用收割机的收割性能的方法。该方法可以包括接收经由操作者输入设备选择的至少一个收割机自动化设置。该方法可以包括接收来自多个机载收割机传感器的作物传感器输出数据。该方法可以包括基于至少一个收割机自动化设置限定多个质量参数中的每个质量参数的目标值。该方法可以包括根据接收到的作物传感器输出数据来确定多个质量参数中的每个质量参数的当前值。该方法可以包括当多个质量参数中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时，确定农用收割机的至少一个致动器的致动器设置，至少一个致动器设置是根据至少一个收割机自动化设置和所述目标值确定的。该方法可以包括向至少一个致动器发送致动器控制信号，以实现关联的所确定的致动器设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制农用收割机的收割性能的方法。该方法可以包括接收经由操作者输入设备选择的至少一个收割机自动化设置。该方法可以包括接收来自多个机载收割机传感器的作物传感器输出数据。该方法可以包括基于至少一个收割机自动化设置限定多个质量参数中的每个质量参数的目标值。该方法可以包括根据接收到的作物传感器输出数据来确定多个质量参数中的每个质量参数的当前值。

该方法可以包括向操作者输入设备发送信号以输出多个质量参数的目标值和当前值。该方法可以包括从操作者输入设备接收操作者目标值数据。该方法可以包括根据接收到的操作者目标值数据，相对于关联的当前值调整多个质量参数中的至少一个质量参数的目标值。

操作者目标值数据可以包括来自农用收割机的操作者的反馈，该反馈是质量参数中的至少一个质量参数的目标值：大于可接受水平；等于可接受水平；或者小于可接受水平。

根据本发明的另一方面，提供了一种包括如上所述的控制器的农用收割机。

附图说明

现在，将只以举例方式参考附图来描述本发明的一个或多个实施例，在附图中：

图1是轴流式联合收割机的示意性侧视图，示出了收割机的作物处理***的部件，并包括位于联合收割机的操作者舱中的操作者输入设备；

图2是图1的作物处理***的示意性侧视图；

图3是图1的联合收割机的示意性平面图，示出了根据本发明的方面的实施例的收割机的控制器连同控制器的输入端和输出端；

图4示出了根据本发明的方面的由图2的控制器执行的方法的步骤；

图5示出了图1的操作者输入设备的显示，该显示示出了要输入到图3的控制器中的多个收割机自动化设置；

图6示出了图1的操作者输入设备的显示，该显示指示多个作物质量参数相对于相应目标值的值；

图7示出了在联合收割机的一种操作场景中图1的操作者输入设备的显示，具体而言：

图7(a)指示了在操作者提供关于目标值的反馈之前图6的作物质量参数之一相对于相应目标值的值；

图7(b)指示了操作者可用于提供关于作物质量参数之一的目标值的反馈的选项；以及

图7(c)指示了在操作者提供了反馈之后作物质量参数的相对于相应目标值的更新值；

图8(a)、图8(b)和图8(c)示出了与图7(a)、图7(b)和图7(c)等同的图1的操作者输入设备的显示，但针对的是联合收割机的另一种操作场景；以及

图9示出了图1的操作者输入设备的显示，该显示指示了图6的作物质量参数中的每一个的敏感度值(校准值)。

具体实施方式

图1示出了轴流式联合收割机20的主要部件，图2示出了作物处理***的部件，并且联合收割机20的清洁布置略微更详细。参考图1和图2，联合收割机20具有前后轮1、2以及用于从田地割作物的割台(header)组件3。作物由馈送器4供应到两个一组的转子5，转子5沿着联合收割机20的纵轴布置并相对于水平略微向上倾斜。联合收割机20具有包括相对于脱粒凹板6a和分离格栅6b、6c可旋转地安装的转子5的作物处理***。在脱粒凹板6a和分离格栅6b、6c的后方是秸秆搅拌器(beatrer)筒22和搅拌器盘或分离格栅24。来自脱粒凹板6a和分离格栅6b、6c的残留物被抛向搅拌器筒22，该搅拌器筒22分离出一些在先前阶段中尚未与作物残留物分离的额外谷物。

联合收割机20包括驾驶舱7，驾驶舱7具有与控制器28通信的操作者输入设备26，将在下面对其进行更详细的讨论。联合收割机20还包括清洁布置，该清洁布置包括谷物盘8、一组筛9和用于朝向联合收割机的后部吹出轻的残留物质的鼓风机或风扇10。具体而言，该组筛9包括预筛9a、上筛9b和下筛9c。谷物穿过筛9落下，并由搅龙(auger)和谷物升降机(未示出)的组件输送到谷物罐11。

联合收割机20包括用于测量与联合收割机的性能的各方面相关的数据的通常用附图标记30表示的多个机载收割机传感器。在图2中示意性示出传感器。具体而言，靠近馈送器4定位的馈送速率传感器32测量作物正从馈送器4输送到转子的速率，倾斜度传感器34测量联合收割机20的倾斜度，以及产量和水分传感器36。例如，产量和水分传感器36可以包括以基于冲击的传感器或基于光束的传感器形式的质量流量传感器和电容式传感器。联合收割机20还包括转子损失传感器38，用于测量未被分离格栅6b、6c捕获而替代地与MOG一起处于联合收割机20的后方的脱粒作物的量。还包括的是筛损失传感器20，该筛损失传感器20定位为靠近筛9中的至少一个，并测量因为筛9过载(筛掉)或欠载(吹出)而正从联合收割机20的后方损失的作物的量。返回物体积传感器40测量正从下筛端部馈送回到准备盘的作物和MOG的量。发动机负载传感器42被用于测量置于联合收割机20的发动机上的当前负载，其中，负载根据许多因素而变化，这些因素包括联合收割机20正在行进的速度、联合收割机20的重量(其随着作物收集而变化)以及联合收割机20正在其中操作的特定田地条件。

联合收割机20还包括谷物相机传感器44，具体而言，包括谷物相机***，在其中拍摄作物的实时图像并且然后进行分析，以确定收集的谷物的质量，例如包括破裂的谷物和/或MOG的百分比的指示。另外，联合收割机20包括一个或多个筛负载传感器46，用于确定筛9上的材料的体积：该信息随后可以用于确定联合收割机20中正发生的损失的类型。

联合收割机20包括通常由附图标记48表示的多个致动器，用于控制与联合收割机20的处理和清洁***相关联的各种致动设置。例如，一个或多个致动器可以用于调整转子5的旋转速度、联合收割机20在地面或田地上的行进速度(即，地面速度)以及风扇10的旋转速度。一个或多个致动器还用于控制预筛9a、上筛9b和下筛9c中的每一个中的开口或间隙的大小。另外，致动器用于调整转子5的叶片角度。

图3示出了定位为机载在联合收割机20上的控制器28的示意图。具体地，控制器28包括一个或多个处理器50和存储设备52连同用于接收各种电子信号的输入端54以及用于发送各种电子信号的输出端56。具体地，输入端54接收来自各机载收割机传感器30的传感器输出数据，并还接收来自操作者输入设备26的数据。输出端56向各种致动器48发送控制信号，以调整各种致动设置，从而控制联合收割机20的收割性能。输出端56还将带有用于转发到操作者的与联合收割机20的收割性能有关的信息的信号发送到操作者输入设备26。

控制器28可操作以响应于接收到的传感器数据和由操作者经由操作者输入设备26提供的任何约束而发送控制信号以使致动器设置进行自动调整，从而改进或优化联合收割机20的收割性能。

图4示出了由控制器28执行的方法58的步骤以自动地控制联合收割机20的作物处理和清洁***的内部过程，从而在变化的收割和作物条件下使收割能力最大化。初始地，在步骤60，联合收割机20的操作者将多个自动化设置输入操作者输入设备26中。具体地，操作者输入设备26是人机界面，在所描述的实施例中，该人机界面具有触摸屏以方便操作者输入。

图5示出了所描述的实施例的触摸屏90，其中显示了各种自动化设置选项。这些自动化设置设置了联合收割机20的处理和清洁***将操作和自动调整以收割田地的约束。如图5中所示，操作者可以选择待收割的作物92的类型。在所描述的实施例中，不同的作物类型是小麦、双低油菜(Canola)、玉米和大豆；然而，不同的作物类型也是可能的。

操作者还选择在收割时自动化的过程应遵循的特定策略94，本实施例中的选项是“最大吞吐量”、“最佳谷物质量”、“有限损失”和“固定吞吐量”。最大吞吐量策略旨在立刻使产量最大化，并将旨在达到最大地面速度和最大发动机负载。有限损失策略将旨在平衡谷物样品的产量、损失和污染。最佳谷物质量策略将旨在低的污染和低水平的破碎谷物。固定吞吐量策略将旨在优化损失和污染而不改变吞吐量。

操作者选择联合收割机20在自动化的收割期间可以达到的最大地面速度96：对于某些作物类型(例如，玉米和双低油菜)，在特定地面速度以上操作可能导致馈送器或割台问题。操作者还选择联合收割机20的最大发动机负载98。默认负载可以是100％。在将作物材料良好地馈送到作物加工***中的均匀田地中，可能可以的是以可用功率的限度驱动联合收割机20，而不阻塞作物处理***，并且最大发动机负载可以是例如110％。相反，在作物馈送可变的不均匀田地中，以高发动机负载可能有增加的转子阻塞的风险，并且因此最大发动机负载可以被设置为稍微低于容量(例如，90％)。

操作者可以选择转子5可以达到的最大速度100。将设置对于不同作物类型不同的默认值。例如，操作者可以希望降低最大转子速度，以便在打捆时改善秸秆质量。这也可以用于防止谷壳在清洁布置中积累。

操作者还选择待执行的脱粒的水平，即，脱粒条件102，例如，“容易”、“中等”或“硬”脱粒，该脱粒条件102设置了可容许的转子叶片范围和可容许的转子速度范围。例如，对于小麦，容易脱粒可以具有0-100％的叶片范围和1100rpm的最小转子速度，中等脱粒可以具有0-50％的叶片范围和1175rpm的最小转子速度，并且硬脱粒可以具有0-0％的叶片范围和1250rpm的最小转子速度。容易脱粒可以是默认设置。

在本实施例中，“自动起点”设置104然后被设置为“自动化”而非“手动”，这意味着控制器28而非操作者将自动地控制联合收割机20的收割性能，如下面描述的。

返回图4，在步骤62，控制器28将从存储设备52加载致动器48的默认的或经训练的设置作为初始设置，并将控制致动器48以采取这种配置。作为该步骤的部分，限定了也被称为参考值或设置点的多个质量参数的目标值。如以上提到的，这些质量参数指示收割机性能的各个方面，并且目标值指示质量参数为了优化联合收割机20正采取的特定自动化策略而应取的值。

一旦执行了这些初始设置步骤，联合收割机20就可以开始收割田地。具体地，在步骤64，控制器28输出控制信号以通过控制联合收割机20的地面速度来增加吞吐量。随着吞吐量的增加，通过处理和清洁布置每单位时间收割的作物的量增加。

在步骤66，输入端54从多个机载收割机传感器30接收传感器输出数据，并在步骤68，使用该传感器输出数据来确定质量参数中的每个质量参数的当前值。具体地，质量参数的当前值与目标或可接受值之间的相对差值被用于评估联合收割机20的总体收割性能。

图6示出了用以给予操作者总体收割性能的视觉指示的操作者输入设备26的触摸屏90的显示。具体地，图6示出了指示质量参数的相对当前值和目标值的显示。具体地，图6示出了三个漏斗110、112、114：第一漏斗110在左半部涉及脱粒损失质量参数116而在右半部涉及破碎谷物质量参数118；第二漏斗112在左半部涉及清洁损失质量参数120而在右半部涉及样品清洁度质量参数122；并且第三漏斗114涉及返回物或残渣质量参数124。另外，图6示出了质量参数中的每个质量参数的目标值126。注意的是，尽管质量参数中的每个质量参数的目标值被示出是相等的，但这些目标值是相对的且可调整的，因此如果关联的目标值改变，则各半个漏斗的标度改变。

图6还借助各漏斗中的阴影示出了质量参数中的每个质量参数相对于关联目标值的当前值。阴影的颜色可以根据相对于质量参数目标值的质量参数当前值而改变。例如，如果当前值小于目标值，则漏斗可以带绿色阴影(“可接受或小于可接受”)，如果当前值略大于目标值，则漏斗可以带黄色阴影，并且如果当前值明显大于目标值，则漏斗可以带红色阴影。注意的是，除了目标值126之外，每个质量参数还具有大于目标值的另一阈值128，以指示当前值是否仅略高于目标值(“略大于可接受的”)或者当前值是否显著高于目标值(“大于可接受的”)。

再次返回图4，在步骤70，处理器50确定质量参数中的每个质量参数的所确定的当前值是否处于可接受水平。这可以按不同方式来进行。例如，如果当前值小于目标值(无论小多少)，则当前值被认为是可接受的，而如果当前值高于目标值，则这是不可接受的。可替换地，可以存在一定范围的值，包括被认为对于该范围之内的当前值而言可接受的目标值，其中落入该范围之外的值是不可接受的。目标值可以是这种范围的上限。

如果在步骤70质量参数中的每个质量参数的当前值被处理器50认为是可接受的，则在步骤72操作者具有用以超控该确定或者提供关于该确定的反馈的选项。在所描述的实施例中，如果操作者在该阶段不采取动作，则过程简单地前进回到步骤64，在步骤64，控制器28继续命令增加吞吐量，如果自动化设置(最大地面速度/最大发动机负载)允许这样的话。然而，如果操作者不同意所有质量参数都处于可接受水平的评估，则在步骤72，操作者可以与用户输入设备26交互，以向控制器28提供反馈。例如，如果操作者不同意清洁损失处于可接受水平，则操作者可以选择如图7(a)中所示的清洁损失图标120，以带来如图7(b)中所示的弹出画面。通过目视检查在联合收割机20的操作期间正发生的清洁损失的水平，操作者可以从弹出窗口中选择选项以最佳描述该情形。具体地，操作者可能需要离开收割机20的驾驶室7，以便在超控目标值126之前评估联合收割机20的收割性能。如图7(b)中所示，供操作者输入的选项是清洁损失水平为“太过多”、“太多”、“可接受”和“允许更多”。在图7(b)的示例中，操作者选择清洁损失为“太多”。如图7(c)中所示，这具有将清洁损失质量参数的相对当前水平从低于目标值调整为高于目标值的效果。事实上，操作者的干预具有改变目标值126或质量参数的敏感度的效果，使得所确定的当前值现在被认为太高而非可接受的。

因此，操作者超控了处理器50的确定，并且图4的方法58接着前进到步骤74。清洁损失质量参数的当前值此时处于不可接受水平，并且因此控制器28对此进行校正，以使其返回到可接受水平。首先，在步骤74，控制器28发送信号以控制联合收割机20停止增加其地面速度，而是保持恒定的地面速度。这确保了作物吞吐量不进一步增加。

在步骤76，处理器50确定更新的一组致动器设置，以使质量参数中的每个质量参数回到可接受水平。处理器50参考所选择的自动化设置并参考质量参数的(更新后)目标值进行该确定。具体地，处理器50使用模糊逻辑来做出该确定，其中，逻辑根据作物类型而改变，并且其中，逻辑是基于大量的先前收割经验。在步骤78，输出端56按需要向致动器48中的一个或多个发送控制信号，以控制致动器48采取在步骤76确定的位置或配置。然后，该过程循环回到步骤66，以检查是否所有质量参数此时都处于可接受水平。

与如上所述不同，如果在步骤70至少一个质量参数的当前值被确定为处于不可接受水平，则过程将前进到步骤80。如同上面的步骤72中，如果操作者在步骤80简单地不采取动作，则过程将继续到步骤74。具体地，如上所述，在至少一个质量参数不在可接受水平的情况下，控制器28将试图通过保持联合收割机20的地面速度并自动调整致动器48的设置来使质量参数回到可接受水平。

然而，如果在步骤80操作者不同意质量参数之一处于不可接受水平，则通过目视检查联合收割机20的操作或通过其它方式，如同在上面的步骤72中，操作者可以与用户输入设备交互以向控制器28提供反馈。例如，如果操作者不同意清洁损失高于可接受水平，则操作者可以选择如图8(a)中所示的清洁或筛损失图标120，以再带来弹出画面，这次在图8(b)中示出。然后，操作者基于他或她对联合收割机操作的目视检查，有相同的四个相对选项以从中选择。如图8(b)中所指示的，如果操作者选择清洁损失事实上处于可接受水平，则清洁损耗的当前值从示出为太高(如图8(a)中)变为可接受水平，如图8(c)中所示。具体地，基于操作者的反馈将目标值从小于当前清洁损失调整为大于当前清洁损失。由于质量参数中的每个质量参数此时处于可接受水平，因此过程循环回到步骤64并且控制器28将继续控制吞吐量。只要质量参数保持在可接受水平，吞吐量将继续增加，直到达到最大地面速度或最大发动机负载(如在自动化设置中限定的)为止。

总之，控制器28将控制吞吐量增加，前提是质量参数中的每个质量参数处于可接受水平，并且既没有达到最大地面速度，也没有达到最大发动机负载。当质量参数中的至少一个不处于可接受水平时，控制器28将首先检查是否可以通过增加吞吐量来使质量参数回到可接受水平。例如，在欠载脱粒损失或欠载清洁损失的情况下，会是这样情况。如果这不成功，则控制器28将控制吞吐量保持基本恒定，并命令调整一个或多个致动器设置，以便使质量参数回到可接受水平。最后，如果这仍然不成功，则控制器28可以命令吞吐量降低，以便解决质量参数问题。

以上方法58描述了操作者可以怎样提供反馈从而给出关于质量参数的当前值相对于相应目标值的意见。如图9中所示，操作者还可以直接调整质量参数的缩放参数。具体地，可以将缩放参数/敏感度水平调整为在0(不敏感)和100(非常敏感)无量纲单位之间。这些值可以由操作者在自动化过程58之前或期间调整。

在所有当前质量参数值都处于可接受水平的情况下，控制器28可操作以自动地增加吞吐量，从而增加联合收割机20的容量。可能的是，在控制器30自动地增加吞吐量之前，质量参数中的每个质量参数需要在给定时间量内或在联合收割机20行进的给定距离内处于可接受水平。

在某些收割条件下，联合收割机20可能不可能使所有质量参数都达到可接受水平。这可能是因为目标值被设置为不能实现或不现实的设置点。以上方法58使操作者能够在这样的条件期间进行干预以调整目标值，使得联合收割机20可以进行必要的自动调整以确保实现这些设置点。如果联合收割机20不能自动地实现所有目标值，则例如在给定时间之后，控制器28可以经由例如操作者输入设备26上的弹出窗口来提示操作者调整目标值或自动化设置中的一个或多个，使得联合收割机20可以实现目标。

可能存在防止联合收割机20实现质量参数目标值的特定设置约束。在这种情况下，控制器28可以可操作以经由操作者输入设备26告知操作者是哪个特定约束在引起问题。具体地，在操作者输入设备26上显示容量限制因子图标，以告知操作者是哪个自动化设置或目标在引起问题，并且提示或邀请操作者调整所指示的设置。

此外，操作者可以能够限定致动器48中的一个或多个的可接受范围。也就是说，操作者可以能够设置允许控制器28在优化联合收割机20的操作时将每个致动器调整到的值的范围。

在不脱离如所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，可以对上述实施例做出许多修改形式。

在上述实施例中，操作者在步骤72和80主动干预，以提供关于质量参数的反馈。在不同的实施例中，可以附加地或可替换地经由操作者输入设备提示操作者进行关于相对于目标值的质量参数当前值的反馈。

Claims (16)

1.一种用于控制农用收割机(20)的收割性能的控制器(28)，所述控制器(28)包括：

输入端(54)，所述输入端(54)被配置为接收：

经由操作者输入设备(26)选择的至少一个收割机自动化设置(92-104)；以及

来自多个机载收割机传感器(30)的作物传感器输出数据；

处理器(50)，所述处理器(50)被配置为：

基于所述至少一个收割机自动化设置(92-104)限定多个质量参数(116-124)中的每个质量参数的目标值(126)；

根据接收到的作物传感器输出数据来确定所述多个质量参数(116-124)中的每个质量参数的当前值；以及

当所述多个质量参数(116-124)中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值相差大于可接受量时，确定所述农用收割机(20)的至少一个致动器(48)的致动器设置，至少一个致动器设置是根据所述至少一个收割机自动化设置(92-104)和所述目标值确定的；以及

输出端(56)，所述输出端(56)被配置为向所述至少一个致动器(48)发送致动器控制信号，以实现关联的所确定的致动器设置，

其中，所述至少一个收割机自动化设置(92-104)包括以下中的至少一个：

要由所述农用收割机(20)处理的作物类型(92)；

所述农用收割机(20)的发动机的最大发动机负载(98)；

所述农用收割机(20)的一个或多个脱粒转子(5)的最大转子速度(100)；

要由所述一个或多个脱粒转子(5)执行的脱粒的水平(102)；以及

自动化策略设置(94)。

2.根据权利要求1所述的控制器(28)，一个或多个致动器设置包括所述农用收割机(20)的地面速度设置，并且所述处理器(50)被配置为确定所述地面速度设置，使得所述农用收割机的吞吐量保持在基本恒定的值或者在所述多个质量参数(116-124)中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值(126)相差大于可接受量时所述农用收割机的吞吐量减小。

3.根据权利要求2所述的控制器(28)，所述处理器(50)被配置为确定所述地面速度设置，使得当多个当前值中的每个当前值与关联的目标值(126)相差小于可接受量时，所述吞吐量增加。

4.根据权利要求3所述的控制器，所述处理器(50)被配置为，在所述地面速度设置被确定使得所述吞吐量增加之前，确定所述地面速度设置使得所述农用收割机的吞吐量保持基本恒定，其中在给定时间量内或所述农用收割机(20)的行进的给定距离内所述多个当前值中的每个当前值与关联的目标值(126)相差小于可接受量。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的控制器(28)，所述至少一个收割机自动化设置包括最大地面速度(96)，并且所述处理器(50)被配置为确定所述地面速度设置以保持小于或等于所述最大地面速度(96)。

6.根据权利要求1所述的控制器(28)，所述至少一个收割机自动化设置包括操作者目标值数据，并且所述处理器(50)被配置为根据接收到的操作者目标值数据来调整所述多个质量参数中的至少一个质量参数的目标值(126)。

7.根据权利要求6所述的控制器(28)，其中，所述处理器(50)被配置为调整所述多个质量参数(116-124)中的至少一个质量参数的目标值(126)，使得：

关联的当前值从与目标值相差大于可接受量变为相差小于可接受量；或者

关联的当前值从与目标值相差小于可接受量变为相差大于可接受量。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的控制器(28)，其中，所述操作者目标值数据包括来自所述农用收割机(20)的操作者的反馈，所述反馈为所述质量参数(116-124)中的至少一个质量参数的目标值(126)：

大于可接受水平；

等于可接受水平；或者

小于可接受水平。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器(28)，其中，所述至少一个收割机自动化设置(92-104)包括自动化策略设置(94)，并且自动化策略设置(94)包括以下中的一个：

用于使产量最大化的最大吞吐量策略；

用于低的污染和低水平的破碎谷物的最佳谷物质量策略；

用于平衡谷物样品的产量、损失和污染的有限损失策略；

用于优化损失和污染而不改变吞吐量的固定吞吐量策略。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器(28)，其中，所述一个或多个致动器设置包括以下中的至少一个：

所述农用收割机(20)的至少一个脱粒转子(5)的转子速度；

所述至少一个脱粒转子(5)的至少一个叶片的叶片角度；

所述农用收割机的至少一个风扇(10)的风扇速度；

所述农用收割机的预筛(9a)的开度；

所述农用收割机的上筛(9b)的开度；以及,

所述农用收割机的下筛(9c)的开度。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器(28)，所述至少一个收割机自动化设置包括致动器设置中的至少一个致动器设置的值的可容许范围，并且所述处理器(50)被配置为确定所述至少一个致动器设置在所述可容许范围内。

12.根据权利要求1-4中任一项所述的控制器(28)，所述输出端(56)被配置为当所述控制器(28)不能调整致动器设置以将质量参数(116-124)中的一个或多个质量参数的当前值从与关联的目标值(126)相差大于可接受量变为相差小于可接受量时向所述操作者输入设备(26)发送提示信号。

13.根据权利要求12所述的控制器(28)，其中，所述提示信号包括作为所述控制器(28)不能将当前值变为在可接受量内的原因的所述收割机自动化设置(92-104)中的一个或多个收割机自动化设置和/或目标值(126)中的至少一个目标值的指示。

14.一种控制农用收割机(20)的收割性能的方法(58)，所述方法(58)包括：

接收(60)经由操作者输入设备(26)选择的至少一个收割机自动化设置(92-104)；

接收(66)来自多个机载收割机传感器(30)的作物传感器输出数据；

基于所述至少一个收割机自动化设置(92-104)限定(62)多个质量参数(116-124)中的每个质量参数的目标值(126)；

根据接收到的作物传感器输出数据来确定(68)所述多个质量参数(116-124)中的每个质量参数的当前值；

当所述多个质量参数(116-124)中的一个或多个质量参数的当前值与关联的目标值(126)相差大于可接受量时，确定(76)所述农用收割机(20)的至少一个致动器(48)的致动器设置，至少一个致动器设置是根据所述至少一个收割机自动化设置(92-104)和所述目标值确定的；以及

向所述至少一个致动器(48)发送(78)致动器控制信号，以实现关联的所确定的致动器设置，

其中，所述至少一个收割机自动化设置(92-104)包括以下中的至少一个：

要由所述农用收割机(20)处理的作物类型(92)；

所述农用收割机(20)的发动机的最大发动机负载(98)；

所述农用收割机(20)的一个或多个脱粒转子(5)的最大转子速度(100)；

要由所述一个或多个脱粒转子(5)执行的脱粒的水平(102)；以及

自动化策略设置(94)。

15.一种控制农用收割机(20)的收割性能的方法(58)，所述方法(58)包括：

接收(60)经由操作者输入设备(26)选择的至少一个收割机自动化设置(92-104)；

接收(66)来自多个机载收割机传感器(30)的作物传感器输出数据；

基于所述至少一个收割机自动化设置(92-104)限定(62)多个质量参数(116-124)中的每个质量参数的目标值(126)；

根据接收到的作物传感器输出数据来确定(68)所述多个质量参数(116-124)中的每个质量参数的当前值；

向所述操作者输入设备(26)发送信号以输出所述多个质量参数(116-124)的目标值和当前值；

从所述操作者输入设备(26)接收操作者目标值数据；以及

根据接收到的操作者目标值数据，相对于关联的当前值调整所述多个质量参数中的至少一个质量参数的目标值(126)，

其中，所述至少一个收割机自动化设置(92-104)包括以下中的至少一个：

要由所述农用收割机(20)处理的作物类型(92)；

所述农用收割机(20)的发动机的最大发动机负载(98)；

所述农用收割机(20)的一个或多个脱粒转子(5)的最大转子速度(100)；

要由所述一个或多个脱粒转子(5)执行的脱粒的水平(102)；以及

自动化策略设置(94)。

16.一种农用收割机(20)，所述农用收割机(20)包括根据权利要求1至13中任一项所述的控制器(28)。