-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf landwirtschaftliche Fahrzeuge mit Verteilern für Erntegutreste und insbesondere auf Sensorsysteme zur Erfassung der Verteilung der vom Erntegutresteverteiler abgegebenen Erntegutreste.
-
Hintergrund
-
Landwirtschaftliche Mähdrescher trennen Pflanzen vom Boden, führen die abgetrennten Pflanzen zusammen, trennen das in den Pflanzen enthaltene Korn von dem übrigen Pflanzenmaterial (Erntegutreste), zerhäckseln die Erntegutreste und verteilen diese über den Boden um den Boden, von dem die Pflanzen geerntet wurden, gleichmäßig damit abzudecken.
-
Ein Mähdrescher erntet das Erntegut unter Verwendung eines Erntevorsatzes, der an der Vorderseite des Mähdreschers abgestützt ist. Der Erntevorsatz kann 10 oder 15 m breit sein. Die gehäckselten Erntegutreste verlassen den Mähdrescher typischerweise durch einen 1 bis 2 m breiten Kanal an der Rückseite des Mähdreschers. Unmittelbar, nachdem es den Kanal verlässt, muss es stark verteilt werden, um den 10 oder 15 m breiten, vom Erntevorsatz abgeernteten Bereich des Bodens abzudecken.
-
Dieses gleichförmige Verteilen der Erntegutreste ist nicht einfach. Die Erntegutreste können leicht oder schwer sein. Sie können durch Wind leicht weggeblasen werden oder schnell auf den Boden fallen. Wenn der Wind quer zum Weg des Mähdreschers stark ist, kann der ganze Erntegutresteschwad nach links oder rechts verschoben werden. Dabei bleiben unbedeckte Bereiche des Felds übrig wegen der ungleichmäßigen Verteilung der Erntegutreste.
-
Um die Verteilung der Erntegutreste zu verbessern, wurden Sensormittel vorgeschlagen, um die Verteilung der Erntegutreste an der Rückseite des Mähdreschers zu erfassen. Mit diesem Wissen kann der Bediener den Winkel von Lenkelementen manuell oder automatisch verstellen, welche die den Mähdrescher verlassenden Erntegutreste lenken.
-
Eines dieser Sensormittel ist eine Digitalkamera, die an der Rückseite des Mähdreschers angeordnet ist, um das Erntegutresteschwad abzubilden, wenn es den Mähdrescher verlässt und sich ausbreitet, um den Boden zu bedecken. Der Bediener kann auf dieses Kamerabild in der Bedienerkabine blicken und feststellen, ob die Erntegutreste ordnungsgemäß gelenkt werden. Mit diesem Wissen kann der Bediener den Winkel der Lenkelemente manuell oder automatisch verstellen. Bei einem Ausführungsbeispiel der
EP 0 685 151 A1 wird die Verteilung des ausgeworfenen Ernteguts durch Ultraschallentfernungsmesser erfasst. Die Leitbleche werden dann verstellt, wenn die Verteilbreite auf einer Seite eine vorgegebene Breite überstellt.
-
Ein anderes dieser Sensormittel ist ein Windblech und/oder ein Windgeschwindigkeitssensor (ebenfalls
EP 0 685 151 A1 ). Diese Sensoren sind typischerweise an der Oberseite des Mähdreschers angebracht. Die Sensordaten beaufschlagen den Bediener mit einer indirekten Messung, wie gut seine Erntegutreste verteilt werden. Mit diesem Wissen kann der Bediener den Winkel der Lenkelemente manuell oder automatisch verstellen.
-
Diese Sensormittel sind nicht ganz optimal. Es ist oft schwer zu sagen, was in einem Bild zu sehen ist. Das kann einen Bediener zu einer Über- oder Unterkorrektur beim Verstellen der Lenkelemente der Erntegutreste führen.
-
Außerdem kann ein starker Wind bei bestimmten Erntegutarten eine große Wirkung haben, die den Mähdrescher verlassenden Erntegutreste abzulenken, während er bei anderen Erntegutarten wenig oder keine Wirkung hat. Die Windrichtung und Windgeschwindigkeit allein muss somit nicht immer ausreichen, die aktuelle Verteilung der Erntegutreste hinter dem Mähdrescher festzustellen.
-
Es besteht daher Bedarf an einer besseren Bestimmung der seitlichen Verteilung der Erntegutreste hinter dem Mähdrescher. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges System bereitzustellen.
-
Erfindung
-
Ein Erntegutresteerfassungssystem für einen Erntegutresteverteiler einer landwirtschaftlichen Erntemaschine umfasst einen ersten Ultraschallsensor, der konfiguriert ist, an der Erntemaschine angebracht zu werden, einen zweiten Ultraschallsensor, der konfiguriert ist, an der Erntemaschine angebracht zu werden und eine elektronische Steuereinheit, die mit den Ultraschallsensoren gekoppelt und konfiguriert ist, Signale der Ultraschallsensoren zu kombinieren und eine Verteilung der von der Erntemaschine abgegebenen Erntegutreste basierend auf den kombinierten Signalen zu berechnen.
-
Der erste Ultraschallsensor und der zweite Ultraschallsensor sind insbesondere auf einen von der Erntemaschine abgegebenen Erntegutrestestrom gerichtet.
-
Die Ultraschallsensoren können konfiguriert sein, ein auf die Menge der von der Erntemaschine abgegebenen Erntegutreste hinweisendes Signal abzugeben.
-
Die elektronische Steuereinheit kann konfiguriert sein, eine relative Größe der von den Ultraschallsensoren erfassten Signale festzustellen und darauf basierend die Verteilung der von der Erntemaschine abgegebenen Erntegutreste zu bestimmen.
-
Die elektronische Steuereinheit kann konfiguriert sein, eine Auswurfrichtung der Erntegutreste aus der Erntemaschine basierend auf der Kombination der Signale der Ultraschallsensoren vorzugeben.
-
Ein Aktor und wenigstens ein mit dem Aktor verbundenes Lenkelement können vorgesehen sein, wobei die elektronische Steuereinheit konfiguriert ist, den Aktor zu kontrollieren, das Lenkelement in eine Richtung zu drehen, um einen Unterschied in den Größen der Signale der Ultraschallsensoren zu ändern.
-
Der Aktor kann mehrere Lenkelemente kontrollieren.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren gezeigt.
-
1 ist eine linke Seitenansicht eines landwirtschaftlichen Mähdreschers.
-
2 ist ein Querschnitt durch den Mähdrescher der 1 entlang der Linie 2-2 der 1.
-
3 ist ein schematisches Diagramm des Erntegutresteerfassungssystems.
-
4 ist ein Flussdiagramm der vom Erntegutresteerfassungssystem der 3 durchgeführten Funktionen.
-
Es wird auf die 1 verwiesen, gemäß der eine hier als ein Mähdrescher gezeigte landwirtschaftliche Erntemaschine 100 ein Fahrgestell 102 umfasst, das auf Rädern 104 abgestützt wird, um über den Boden gefahren zu werden und Erntegut zu ernten. Ein Schrägförderer 106 erstreckt sich von der Vorderseite der Erntemaschine 100. Ein Erntevorsatz 108 ist an der Vorderseite des Schrägförderers 106 abgestützt. Wenn die Erntemaschine 100 arbeitet, trägt sie den Schrägförderer über das Feld um Erntegut aufzunehmen. Der Schrägförderer 106 fördert vom Erntevorsatz 108 aufgenommenes Erntegut nach hinten und in den Körper der Erntemaschine 100 hinein. Innerhalb der Erntemaschine 100 wird das Erntegut durch Mechanismen 109 gedroschen, getrennt und gereinigt. Das nunmehr saubere Korn fällt nach unten in einen Schneckenförderertrog 110. Ein innerhalb des Schneckenförderertrogs 110 angeordneter Schneckenförderer 112 trägt das Material zur rechten Seite der Erntemaschine 100 und legt das Korn im unteren Ende eines Kornelevators 114 ab. Das vom vertikalen Kornelevator 114 angehobene Korn wird nach oben getragen, bis es den oberen Ausgang des Kornelevators 114 erreicht. Das Korn wird dann vom Kornelevator 114 freigegeben und fällt in einen Korntank 116.
-
Die landwirtschaftliche Erntemaschine 100 wird periodisch entladen, indem ein Entladeschneckenförderer 118 von der Seite der Erntemaschine 100 fortgeschwenkt wird, um das Korn in einen Abtankwagen oder Kornwagen (nicht gezeigt) zu fördern, der neben der Erntemaschine 100 her fährt.
-
Nachdem die Erntegutreste vom Korn getrennt wurden, fallen sie in eine Leitung 120, die die Erntegutreste nach hinten und in einen Häcksler 122 leitet. Der Häcksler 122 zerkleinert und beschleunigt die Erntegutreste und bläst die gehäckselten Erntegutreste nach hinten in mehrere Erntegutrestelenkelemente 124 (hier als Ablenkkufen gezeigt). Die Erntegutrestelenkelemente 124 spreizen die Erntegutreste seitlich (z.B. nach links und rechts) aus, wenn sie von der Rückseite der Erntemaschine 100 ausgestoßen werden. Die Erntegutreste fallen dann auf den Boden und bedecken das gerade von dem Erntevorsatz 108 abgeerntete Schwad.
-
Es wird auf die 2 verwiesen, gemäß der die Erntegutrestelenkelemente 124 an der Rückseite der Erntemaschine 100 schwenkbar abgestützt sind. Die Erntegutrestelenkelemente 124 können nach links und rechts verschwenkt werden, um wahlweise die die Erntemaschine 100 verlassenden Erntegutreste zu lenken. Ein Aktor 202 ist mit den Erntegutrestelenkelementen 124 gekoppelt, um sie zu lenken. Der Aktor 202 kann beispielsweise ein rotativer oder linearer Aktor sein. Er kann beispielsweise ein elektrischer oder hydraulischer Aktor sein.
-
Ein erster Ultraschallsensor 204 ist mit dem linken, hinteren Ende der Erntemaschine 100 in einer Position gekoppelt, um die die Erntemaschine hinten links verlassenden Erntegutreste sehen zu können. Ein zweiter Ultraschallsensor 206 ist mit dem rechten, hinteren Ende der Erntemaschine 100 in einer Position gekoppelt, um die die Erntemaschine 100 hinten rechts verlassenden Erntegutreste sehen zu können.
-
Der erste Ultraschallsensor 204 ist links von den Erntegutrestelenkelementen 124 positioniert. Der zweite Ultraschallsensor 206 ist rechts von den Erntegutrestelenkelementen 124 positioniert.
-
Mit Verweis auf die 3 umfasst ein Erntegutresteerfassungssystem 300 den ersten Ultraschallsensor 204 und den zweiten Ultraschallsensor 206, die mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 302 verbunden sind. Die elektronische Steuereinheit 302 umfasst eine algorithmisch-logische Einheit (ALU) und einen Speicherschaltkreis. Der Speicherschaltkreis umfasst digitale Anweisungen, die von der ALU ausgeführt werden und die ECU 302 kontrollieren. Die ECU 302 umfasst außerdem Signalkonditionierungsschaltkreise, die konfiguriert sind, die Signale von dem ersten Ultraschallsensor 204 und dem zweiten Ultraschallsensor 206 zu empfangen und zu konditionieren. Die ECU 302 umfasst auch einen Treiberschaltkreis, der konfiguriert ist, Kommandos von der ALU in eine Form und auf ein Niveau zu bringen, die an den Aktor 202 gelegt werden können und ausreichen, den Aktor 202 und die Erntegutrestelenkelemente 124 zu bewegen.
-
In der Ausführungsform der 3 ist eine ECU 302 gezeigt. Bei anderen Anordnungen kann eine Mehrzahl an ECUs anstelle der einzigen ECU 302 verwendet werden. Die diese Mehrzahl umfassenden ECUs können in einem Kommunikationsnetzwerk (.B. eine CAN-Bus-Anordnung) verbunden werden. Auch kann jeder der hier gezeigten Sensoren mit einer der Vielzahl der ECUs 302 verbunden werden. Weiterhin können alle ECUs 302 im Kommunikationsnetzwerk verbunden werden, jegliche Sensor- oder Aktorinformation mit jeder anderen ECU zu teilen. Auch kann jede ECU der Vielzahl der ECUs 302 programmiert werden, eine, mehr als eine oder alle der hier beschriebenen Funktionen der ECU durchzuführen.
-
Die 4 illustriert die vom Erntegutresteerfassungssystem 300 durchgeführten Schritte. Diese Schritte sind im Speicherschaltkreis der ECU 302 als Serie programmierter Anweisungen gespeichert. Im Falle eines Systems mit mehreren ECUs können manche dieser Schritte durch eine ECU 302 und andere der Schritte durch eine andere der ECUs 302 durchgeführt werden.
-
Im Schritt 400 startet der Prozess.
-
Im Schritt 402 liest die ECU ein Signal vom ersten Ultraschallsensor 204.
-
Im Betrieb sendet der erste Ultraschallsensor 204 ein Ultraschallsignal aus. Dieses Ultraschallsignal ist auf die Wolke der Erntegutreste, die an der linken Seite der Erntemaschine 100 fliegen, gerichtet und reist nach außen auf sie zu. Ein Teil des Ultraschallsignals wird durch die Wolke der Erntegutreste zurück zum Ultraschallsensor 204 reflektiert. Die Größe dieses Teils hängt von der Dicke und/oder Dichte der Wolke der Erntegutreste ab. Je größer die Dicke und/oder Dichte der Erntegutreste ist, umso größer ist die Größe des reflektierten Teils. Der erste Ultraschallsensor 204 ist konfiguriert, diesen reflektierten Teil zu empfangen und ihn in eine computerlesbare Form umzuwandeln. Somit deutet das vom ersten Ultraschallsensor 204 und an die ECU 302 übertragene Signal auf die Dicke und/oder Dichte der Wolke der Erntegutreste an der linken Seite der Erntemaschine 100 hin.
-
Im Schritt 404 liest die ECU 302 ein Signal vom zweiten Ultraschallsensor 206. Der zweite Ultraschallsensor ist gleichartig mit dem ersten Ultraschallsensor 204 aufgebaut und produziert daher ein Signal, das es zur ECU überträgt, welches auf die Dicke und/oder Dichte der Erntegutrestewolke an der rechten Seite der Erntemaschine 100 hinweist.
-
Wenn die die Erntemaschine 100 verlassenden Erntegutreste gleichmäßig hinter der Erntemaschine 100 auf dem Boden verteilt werden, werden das vom ersten Ultraschallsensor 204 an die ECU 302 übertragene Signal und das vom zweiten Ultraschallsensor 206 an die ECU 302 übertragene Signal gleich sein.
-
Wenn mehr Erntegutreste an der linken Seite der Erntemaschine 100 verteilt werden, wird das vom ersten Ultraschallsensor 204 an die ECU 302 übersandte Signal größer sein als das vom zweiten Ultraschallsensor 206 an die ECU 302 übertragene Signal.
-
Analog wird das vom ersten Ultraschallsensor 204 an die ECU 302 übersandte Signal kleiner sein als das vom zweiten Ultraschallsensor 206 an die ECU 302 übertragene Signal, wenn mehr Erntegutreste an der rechten Seite der Erntemaschine 100 verteilt werden.
-
Im Schritt 406 vergleicht die ECU 302 die Signale vom ersten Ultraschallsensor 204 mit denen des zweiten Ultraschallsensors 206 und stellt basierend auf diesem Vergleich fest, ob mehr Erntegutreste nach rechts oder links hinter der Erntemaschine 100 verteilt werden.
-
Im Schritt 408 berechnet die ECU 302 ein Signal zur Anwendung an den Aktor 202 basierend auf dem Ergebnis des im Schritt 406 durchgeführten Vergleichs. Das Signal wird derart berechnet, dass der die Erntemaschine 100 verlassende Fluss der Erntegutreste möglichst gleichmäßig über die vom Erntevorsatz 108 abgeerntete Schwadbreite verteilt wird. Wenn somit die Ultraschallsensoren 204, 206 anzeigen, dass zu viel Erntegutreste nach links gehen, signalisiert die ECU dem Aktor 202, die Erntegutreste mehr nach rechts zu lenken. Wenn die Ultraschallsensoren 204, 206 analog anzeigen, dass zu viel Erntegut nach rechts geht, signalisiert die ECU 302 dem Aktor 202, die Erntegutreste mehr nach links zu lenken. Bei einer anderen Anordnung berechnet die ECU 302 das dem Aktor 202 zuzuführende Signal derart, dass man eine ungleiche Verteilung der Erntegutreste auf dem Boden erhält..
-
Im Schritt 410 endet der Prozess. Die ECU ist konfiguriert, den Prozess der 4 automatisch und wiederholt in gleichmäßigen Intervallen zu wiederholen. Die Intervalle (d.h. die Zeit zwischen jeder Durchführung des Prozesses der 4) kann zwischen wenigen Millisekunden und mehreren Minuten liegen.
-
Bei einer anderen Ausführungsform können Kufen an Rotoren von Verteilergebläsen, wie in
US 20130263565 A1 ,
US 20100120482 A1 oder
US20140066148 A1 (deren gesamte Offenbarungen durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen werden) vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung wird, statt Kufen wie hier gezeigt nach links oder rechts zu drehen, um die Erntegutreste mehr nach links oder rechts zu lenken, die ECU
302 mit Motoren der Verteilergebläsen (und deren Kufen) gekoppelt, um die Motoren zu kontrollieren, sodass die linken Verteilergebläse beschleunigt und/oder die rechten Verteilergebläse verlangsamt werden, um das Erntegut mehr nach links zu lenken und/oder die rechten Verteilergebläse beschleunigt und/oder die linken Verteilergebläse verlangsamt werden, um das Erntegut mehr nach rechts zu lenken. Bei dieser Ausführungsform stellen die Motoren der Verteilergebläse den Aktor
202 dar.
-
Bei einem anderen Beispiel kann eine Mehrzahl an Häckslern bereitgestellt werden, wie die zwei in der
US 20140031096 A1 (deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird) gezeigten Häcksler. Bei dieser Anordnung ist es die Funktion der Häckslermesser, die Erntegutreste zu lenken und seitlich nach außen von der Erntemaschine wegzuleiten. Die ECU
302 kann bei dieser Ausführungsform mit den Motoren der Häcksler gekoppelt werden, um die relativen Geschwindigkeiten der Motoren und somit die relative Verteilung der Erntegutreste nach links und rechts zu variieren. Bei dieser Ausführungsform stellen die Motoren der Häcksler den Aktor
202 dar.
-
In einem weiteren Beispiel können mehrere Aktoren 202 bereitgestellt werden, um eine oder mehrere individuelle Kufen zu kontrollieren. Auf diese Weise können eine oder mehrere Kufen auf einer Seite der Erntemaschine 100 unabhängig von Kufen auf der anderen Seite der Erntemaschine 100 durch die ECU kontrolliert werden.
-
Schließlich kann die ECU programmiert werden, eine ungleichmäßige Verteilung der Erntegutreste auf dem Boden hinter der Erntemaschine 100 zu erzielen, sodass mehr Erntegutreste auf einer Seite verteilt wird als auf der anderen Seite der Erntemaschine 100. In diesem Falle wäre die ECU programmiert, die Signale des ersten und zweiten Ultraschallsensors 204, 206 zu vergleichen und eine von Null verschiedene Differenz zwischen den Signalen aufrecht zu erhalten. Diese von Null verschiedene Differenz zwischen den Signalen hätte zur Folge, dass mehr Erntegutreste auf einer Seite der Erntemaschine 100 verteilt werden als auf der anderen Seite.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0685151 A1 [0006, 0007]
- US 20130263565 A1 [0042]
- US 20100120482 A1 [0042]
- US 20140066148 A1 [0042]
- US 20140031096 A1 [0043]
