DE102020203524A1

DE102020203524A1 - Dämpfung von Nickschwingungen eines Arbeitsfahrzeugs durch Geschwindigkeitsänderung und Verstellung eines Elements unter Berücksichtigung der Betriebsart

Info

Publication number: DE102020203524A1
Application number: DE102020203524.5A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Jung; Martin Seimetz
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-23
Also published as: US20210289702A1

Abstract

Eine Anordnung zur Dämpfung einer eventuellen Nickschwingung eines durch federnde Elemente auf dem Boden abgestützten Arbeitsfahrzeugs (10) ist mit Mitteln zur Erkennung einer Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs (10) und einer Steuereinrichtung (118) ausgestattet, die mit einem ersten Aktor (116) zur Verstellung der Position eines beweglich mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelten Elements und einem zweiten Aktor (132) zur Beeinflussung der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) signalübertragend verbunden und betreibbar ist, den ersten Aktor (116) und den zweiten Aktor (132) im Sinne einer Dämpfung der Nickschwingung anzusteuern, abhängig von der Betriebsart des Arbeitsfahrzeugs (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung einer eventuellen Nickschwingung eines durch federnde Elemente auf dem Boden abgestützten Arbeitsfahrzeugs, mit Mitteln zur Erkennung einer zu erwartenden und/oder einer vorhandenen Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs und einer Steuereinrichtung, die mit den Mitteln zur Erkennung der Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs und einem ersten Aktor zur Verstellung der Position eines beweglich mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelten Elements und einem zweiten Aktor zur Beeinflussung der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs signalübertragend verbunden und betreibbar ist, den ersten Aktor und den zweiten Aktor im Sinne einer Dämpfung der Nickschwingung anzusteuern.
Technologischer Hintergrund
Landwirtschaftliche oder andere Arbeitsfahrzeuge umfassen in der Regel Elemente, die durch zugeordnete Aktoren gegenüber dem Arbeitsfahrzeug verstellbar, d.h. linear verschiebbar oder verschwenkbar sind. Hierzu zählen im Falle eines Traktors ein an einem Front- oder Heckkraftheber eines Traktors angebrachtes Arbeitsgerät beispielsweise zur Bodenbearbeitung, zum Säen oder zum Ausbringen von Dünger oder anderen Chemikalien, bei einer angebauten, gezogenen oder selbstfahrenden Feldspritze ein höhenverstellbares und/oder um eine sich in Vorwärtsrichtung erstreckenden Achse schwenkbares Spritzgestänge, bei einem Mähdrescher oder Feldhäcksler ein Erntevorsatz, der zur Höhenverstellung um eine horizontale, quer zur Vorwärtsrichtung orientierte Achse (in der Regel die Drehachse einer oberen Schrägfördererwalze bzw. Häckseltrommel) und/oder zur parallelen Ausrichtung an einem Seitenhang um eine sich in Vorwärtsrichtung erstreckende Achse schwenkbar ist, oder ein zur Höhenverstellung seines Auslassendes um eine horizontale Achse höhenverstellbarer und/oder um die Hochachse höhenverstellbarer Auswurfkrümmer eines Feldhäckslers. Die Sollposition des Aktors und somit des verstellbaren Elements wird durch einen Bediener über eine geeignete Schnittstelle oder durch eine mit Sensoren zusammenwirkende, automatische Steuereinrichtung vorgegeben.
Da sich das Arbeitsfahrzeug in der Regel durch luftgefüllte (und somit federnd nachgiebige) Reifen auf dem Erdboden abstützt und/oder mit einer Federung zwischen den Rädern oder Raupenlaufwerken und dem Körper der Arbeitsfahrzeug versehen sein kann, wird das System aus dem verstellbaren Element und dem Arbeitsfahrzeug bei jeder Verstellung des Aktors zu einer Nickschwingung (Stampfen, engl.: pitch) angeregt, die sich im Betrieb als störend auswirken kann. So können Schneidwerke eine Breite von 12 m oder mehr aufweisen und, wenn sie in Höhen von wenigen cm über dem Boden geführt werden, kann mitunter aufgrund der bei einer Höhenverstellung entstehenden Schwingung eine gewünschte Schnitthöhe nicht aufrecht erhalten werden. Zudem führen die größeren Erntevorsätze zu einer kopflastigeren Ballastierung der Erntemaschine. Außerdem wird das Arbeitsfahrzeug aufgrund der nachgiebigen Reifen und/oder der Federung zu Nickschwingungen angeregt, wenn das Arbeitsfahrzeug selbsttätig oder auf eine Bedienereingabe hin seine Fahrgeschwindigkeit ändert oder über Bodenwellen fährt. Auch im Transportbetrieb wird die Handhabung der Maschinen durch die kopflastige Ballastierung erschwert, insofern der Erntevorsatz zum Transport auf einer Straße in eine Konfiguration verminderter Breite eingeschwenkt wird und an der Vorderseite der Erntemaschine verbleibt.
Im Stand der Technik sind Regelschaltungen bekannt, die mit einem Sensor zur Erfassung der jeweiligen Position des verstellbaren Elements ausgerüstet sind, deren Signal zur Zurückführung der Ist-Position des Elements an eine Regelschaltung dient (vgl. beispielsweise US 2009/0277145 A1 für eine Höhenverstellung eines Erntevorsatzes eines Mähdreschers). Dadurch werden eventuelle, u.a. auch durch die Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs bedingte Abweichungen des Elements von seiner Sollposition zwar erfasst und der Regelschaltung zurückgeführt, um den Erntevorsatz in seiner gewünschten Höhe („bodenkopierend“) über dem Boden zu halten, jedoch findet bei eventuellen Nickschwingungen des Systems aus Erntemaschine und Emtevorsatz keine systematische Dämpfung dieser Nickschwingung statt. Im Erntebetrieb können die induzierten Nickschwingungen in Kombination mit dem Betrieb der automatischen Bodenkopiereinheit zu einem Wellenschnitt führen, da eine Positionskorrektur des Erntevorsatzes aufgrund einer Nickwinkeländerung zum Aufschwingen, bzw. Dauerschwingen der Erntemaschine führen kann.
Zur Bedämpfung von Nickschwingungen eines Traktors mit einem angelenkten Pflug wurde vorgeschlagen, bei einer Straßenfahrt den dann angehobenen Pflug aktiv zu bedämpfen, indem durch Nickschwingungen bedingte Kraftänderungen durch Sensoren für die Belastung der Vorderachse, der Zugkraft oder des Drucks in einem Hydraulikzylinder erfasst und zur Ansteuerung des zur Höhenverstellung des Pfluges dienenden Hydraulikzylinders verwendet werden ( DE 34 46 811 A1 ). Die Nickschwingung des aus Pflug und Traktor bestehenden Systems wird demnach durch eine geeignete Höhenverstellung des Pfluges gedämpft, die der Schwingung entgegenwirkt.
In ähnlicher Weise wird in der DE 10 2010 017 459 A1 vorgeschlagen, eventuelle Schwingungen eines Auswurfkrümmers eines Feldhäckslers durch einen Sensor zur Erfassung der Position des Auswurfkrümmers gegenüber dem Feldhäcksler oder des Drucks in dem zur Höhenverstellung des Auswurfkrümmers dienenden Hydraulikzylinder zu erfassen, um eventuelle Nickschwingungen des Feldhäckslers zu erkennen und den Hydraulikzylinder ggf. entgegengesetzt zur Schwingung ansteuern.
Eine Verminderung der durch eine Verstellung des Erntevorsatzes oder das Bodenprofil induzierten Nickschwingungen von landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen kann bei der Feldarbeit auch durch eine geeignete, gegenphasige Ansteuerung des Aktors zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes erfolgen ( DE 10 2014 203 005 B3 , DE 10 2014 208 070 A1 ), indem eine durch Verstellen des Erntevorsatzes oder Bodenunebenheiten entstehende Nickschwingung durch eine künstlich induzierte, gegenphasige Bewegung des Erntevorsatzes ausgelöscht wird. Es ist demnach an sich bekannt, eventuelle Nickschwingungen eines aus einem Arbeitsfahrzeug und einem demgegenüber in der Höhe verstellbaren Element bestehenden Systems durch eine geeignete Höhenverstellung des verstellbaren Elements zu bedämpfen, sei es bei der Feldarbeit oder bei der Straßenfahrt. Eine derartige Vorgehensweise stößt jedoch an Grenzen, wenn die Position des Elements beim Arbeitsvorgang innerhalb eines definierten Bereiches bleiben soll, z.B. falls es sich bei dem höhenverstellbaren Element um einen Erntevorsatz handelt, der weder in den Boden eindringen noch oberhalb der Ähren schneiden soll, oder eine bestimmte Pflugtiefe eingehalten werden soll.
Ein anderer Ansatz zur Bedämpfung der besagten Nickschwingungen besteht darin, die Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs zu verändern ( EP 3 072 379 A1 ), indem das Fahrzeug beschleunigt wird, wenn es sich nach vorn neigt und verlangsamt wird, wenn es sich nach hinten neigt, um die Nickschwingung zu dämpfen oder auszulöschen. Zudem wird dort neben dem Eingriff in die Fahrgeschwindigkeit eine Kontrolle der Position des Anbaugerätes zwecks Dämpfung der Nickschwingung beschrieben. Die Ansteuerung kann über getrennte Regelkreise oder einen Mehrgrößenregler erfolgen.
Aufgabe
Im Stand der Technik erfolgt die Dämpfung der Nickschwingungen durch Ansteuerung eines Aktors zur Verstellung der Position eines beweglichen Elements einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und/oder Kontrolle der Vortriebsgeschwindigkeit entweder nur im Feldbetrieb ( DE 10 2010 017 459 A1 , DE 10 2014 203 005 B3 , DE 10 2014 208 070 A1 , EP 3 072 379 A1 ), während das bewegliche Element für den Transport auf einer Straße von der Arbeitsmaschine abgebaut oder daran arretiert wird, oder nur im Transportbetrieb ( DE 34 46 811 A1 ). Daher erfolgt in zumindest einer der Betriebsarten keine optimale Dämpfung der Nickschwingungen.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Anordnung zur Dämpfung einer eventuellen Nickschwingung eines Arbeitsfahrzeugs bereitzustellen, bei welcher die erwähnten Nachteile vermieden oder vermindert werden.
Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert.
Eine Anordnung zur Dämpfung einer eventuellen Nickschwingung eines durch federnde Elemente auf dem Boden abgestützten Arbeitsfahrzeugs umfasst Mittel zur Erkennung einer zu erwartenden und/oder einer vorhandenen Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs und eine Steuereinrichtung, die mit den Mitteln zur Erkennung der Nickschwingung, einem ersten Aktor zur Verstellung der Position eines beweglich mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelten Elements und einem zweiten Aktor zur Beeinflussung der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs signalübertragend verbunden und betreibbar ist, den ersten Aktor und den zweiten Aktor im Sinne einer Dämpfung der Nickschwingung anzusteuern. Hierzu sei auf die Offenbarung der DE 10 2014 203 005 B3 , der DE 10 2014 208 070 A1 und der EP 3 072 379 A1 und der dort zitierten Dokumente verwiesen, deren Inhalt durch Verweis vollumfänglich mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird. Die Steuereinrichtung ist konfiguriert, ein Betriebsartsignal hinsichtlich einer jeweiligen Betriebsart des Arbeitsfahrzeugs zu erhalten oder selbst zu erzeugen, wobei die Betriebsart zumindest eine Feldarbeit und eine Transportfahrt umfasst, und die Stellsignale an den ersten Aktor und den zweiten Aktor abhängig vom Betriebsartsignal zu erzeugen.
Mit anderen Worten stellt die vorliegende Erfindung eine Erweiterung oder Anpassung der bekannten Steuerung um oder auf die beiden Arbeitsmodi Transport und Ernte- bzw. Arbeitsbetrieb bereit, die sich auf die Limitationen und Gewichtung der Ansteuerung auswirken. Abhängig von der jeweils vorliegenden Betriebsart gewichtet das Regelungskonzept den aktuellen Nickwinkel der Maschine und die gewünschte Position des verstellbaren Elements sowie deren Trajektorien und berücksichtigt die gewünschte Auslastung der Aktoren, um geeignete Stellsignale zu errechnen. Weiterhin werden Stellgrößenlimitierungen, wie beispielsweise ein erlaubter Bewegungsbereich für den Erntevorsatz, oder komfort- und leistungsbedingte Limits der Fahrgeschwindigkeitsänderungen berücksichtigt, die sich ebenfalls aus der vorliegenden Betriebsart ergeben. Zudem ist es denkbar, mittels eines vorausschauenden Sensors, oder mittels historischer Daten a priori Wissen über das zu erwartende Terrain einfließen zu lassen und bei der Ansteuerung der Aktoren zu berücksichtigen.
Die Steuereinrichtung kann konfiguriert sein, die Stellsignale an den ersten und/oder zweiten Aktor und/oder deren zeitliche Änderung abhängig vom Betriebsartsignal nach unten und/oder oben zu begrenzen. Somit kann beispielsweise bei der Transportfahrt ein größerer Stellbereich des verstellbaren Elements als bei der Feldarbeit vorgesehen sein, denn bei letzterer ist zur Erzielung des gewünschten Arbeitsergebnisses eine mehr oder weniger große Toleranz von einem Sollwert einzuhalten, was bei der Transportfahrt nicht der Fall ist. Analog kann es bei der Transportfahrt sinnvoll sein, sich enger an eine Geschwindigkeitsvorgabe zu halten als bei der Feldarbeit, z.B. um sich an vorgegebene Fahrgeschwindigkeiten im Verkehr zu halten und Unfälle zu vermeiden. Im Falle einer Notbremsung, sei es bei der Feldarbeit oder der Transportfahrt, kann die Abhängigkeit der Stellsignale an den Aktor zur Verstellung der Vortriebsgeschwindigkeit gänzlich unabhängig von einer Dämpfung der Nickschwingung gegeben werden. Analog kann die zeitliche Ableitung des Stellsignals an den Aktor zur Verstellung der Vortriebsgeschwindigkeit, welche die Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs repräsentiert, in an sich bekannter Weise begrenzt werden, um den Fahrkomfort des Bedieners zu gewährleisten (s. DE 10 2014 205 233 A1 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird). Diese Begrenzung kann bei der Feldarbeit gelten und bei der Transportfahrt außer Kraft gesetzt werden.
Die Steuereinrichtung kann konfiguriert sein, die Stellsignale an den ersten und zweiten Aktor und/oder deren zeitliche Änderung abhängig von Soll- und Istwerten der Position des Elements und/oder der Soll- und Istwerte der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs und/oder von Soll- und Istwerten der Neigung des Arbeitsfahrzeugs unter einer vom Betriebssignal abhängigen Wichtung zu erzeugen. Somit kann abhängig davon, ob sich das Arbeitsfahrzeug bei der Feldarbeit oder auf einer Transportfahrt befindet, in unterschiedlicher Intensität auf eine Positionsabweichung des Elements von einem Sollwert, eine Abweichung der Vortriebsgeschwindigkeit von einem Sollwert und/oder eine Abweichung des Neigungswinkels des Fahrzeugs vom Sollwert reagiert werden, insbesondere in der im vorhergehenden Absatz erwähnten Weise.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, bei der Feldarbeit eine Abweichung von Soll- und Istwerten der Position des Elements für die Ansteuerung des ersten Aktors höher zu wichten als für die Ansteuerung des zweiten Aktors, und/oder eine Abweichung von Soll- und Istwerten der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs und/oder eine Nickbewegung für die Ansteuerung des ersten Aktors niedriger zu wichten als für die Ansteuerung des zweiten Aktors. Bei der Feldarbeit wird demnach das Element primär zur Einstellung der gewünschten Position des Elements verstellt und die Dämpfung der Nickbewegung und/oder Geschwindigkeitsanpassung erfolgt primär mittels des zweiten Aktors. Dabei kann der jeweils andere Aktor in einem gewissen, angemessenen Maße mit verstellt werden.
Auch kann die Steuereinrichtung konfiguriert sein, bei einer Transportfahrt eine Nickbewegung für die Ansteuerung des ersten Aktors höher zu wichten als für die Ansteuerung des zweiten Aktors. Hier dient der erste Aktor somit primär zur Dämpfung der Nickbewegung, während die Position des Elements, das bei der Transportfahrt nicht zu einer Bearbeitung benötigt wird, abgesehen vom Einhalten von unteren und oberen Grenzen, nicht als Eingangsgröße für die Steuereinrichtung dient und eine Anpassung der Vortriebsgeschwindigkeit an einen Sollwert (nur) durch den zweiten Aktor erfolgt.
Die Steuereinrichtung kann konfiguriert sein, das Betriebsartsignal anhand der Aktivierung von Ernteaggregaten, der Höhe der Fahrtgeschwindigkeit, der Position des Erntevorsatzes, der Position eines Straße/Feld-Schalters oder der GPS-Position abzuleiten oder von einer anderen Einrichtung zu erhalten, die das Betriebsartsignal in der beschriebenen Weise erstellt.
Das Arbeitsfahrzeug kann in Form einer selbstfahrenden Erntemaschine insbesondere in Form eines Mähdreschers oder Feldhäckslers mit einem als Erntevorsatz ausgeführten, verstellbaren Element ausgeführt sein.
Figurenliste
In den Zeichnungen sind zwei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei die Bezugszeichen nicht zu einer einschränkenden Auslegung der Patentansprüche herangezogen werden sollen. Es zeigt:

1 eine schematische seitliche Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs mit einem verstellbaren Element bei einer Transportfahrt,
2 eine Ansicht des Arbeitsfahrzeugs der 1 bei der Feldarbeit,
3 eine schematische Darstellung einer ersten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Anordnung zur nickschwingungsdämpfenden Kontrolle der Vortriebsgeschwindigkeit und der Höhe des Erntevorsatzes des Arbeitsfahrzeugs aus 1, anhand derer die grundsätzliche Funktion der Steuereinrichtung erläutert wird,
3 eine schematische Darstellung einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Anordnung zur nickschwingungsdämpfenden Kontrolle der Vortriebsgeschwindigkeit und der Höhe des Erntevorsatzes des Arbeitsfahrzeugs aus 1, und
5 ein Diagramm zur Illustration der Arbeitsweise der Steuereinrichtung des Arbeitsfahrzeugs der 1 und 2, wie sie in der 4 gezeigt wird.

Arbeitsfahrzeug
Die 1 zeigt ein selbstfahrendes landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 10 in Form eines Feldhäckslers mit einer tragenden Struktur 12, die mit im Eingriff mit dem Erdboden stehenden Rädern 14, 16 versehen ist. Die vorderen Räder 14 sind antreibbar und die rückwärtigen Räder 16 lenkbar. Obwohl das Arbeitsfahrzeug 10 mit Rädern 14, 16 dargestellt ist, könnte es auch mit zwei oder vier Raupenlaufwerken versehen sein.
Die Bedienung des Arbeitsfahrzeugs 10 erfolgt von einer Fahrerkabine 18 aus, von der aus ein Erntevorsatz 20 einsehbar ist. Mittels des Erntevorsatzes 20 vom Boden aufgenommenes Gut, z. B. Mais, wird über ein Einzugsgehäuse 30 einer nicht eingezeichneten Häckseltrommel im Innern des Arbeitsfahrzeugs 10 zugeführt, die es in kleine Stücke häckselt und es einer (ebenfalls nicht eingezeichneten) Fördervorrichtung aufgibt. Das Gut verlässt das Arbeitsfahrzeug 10 zu einem nebenher fahrenden, üblicherweise von einem Ackerschlepper gezogenen Anhänger über einen um die Hochachse drehbaren und höhenverstellbaren Auswurfkrümmer 28. Zwischen der Häckseltrommel und der Fördervorrichtung kann eine nicht eingezeichnete Nachzerkleinerungsvorrichtung angeordnet sein. Obwohl die Erfindung hier an einem Feldhäcksler dargestellt wird, kann sie auch an Mähdreschern mit zugehörigen Erntevorsätzen in Form von Maispflückern oder Schneidwerken Verwendung finden, die in eine Transportposition einfaltbar sind, um den Erntevorsatz 20 auch beim Transport auf einer Straße am Arbeitsfahrzeug 10 belassen zu können, ohne ihn vom Einzugsgehäuse 30 abzunehmen und hinter dem Arbeitsahrzeug 10 herzu ziehen. Ein anderes Beispiel für einen Erntevorsatz 20 wäre eine Pick-up, die an einem Feldhäcksler oder Mähdrescher verwendet werden kann, sei es in starrer oder zur Transportfahrt einfaltbarer Ausfertigung. Im Folgenden beziehen sich Richtungsangaben, wie vor, hinter, seitlich und oberhalb auf die Vorwärtsrichtung V des Arbeitsfahrzeugs 10 und des Erntevorsatzes 20, die in der 1 nach links verläuft.
Erntevorsatz
Zum Aufnehmen des Ernteguts dient der Erntevorsatz 20, der in Vorwärtsrichtung an der Frontseite des Arbeitsfahrzeugs 10 befestigt ist. Der Erntevorsatz 20 ist in der der dargestellten Ausführungsform ein an sich bekannter Maismähvorsatz, der einen Mittelteil 38 und zwei (bezüglich der Vorwärtsrichtung V des Arbeitsfahrzeugs 10) seitlich links und rechts neben dem Mittelteil 38 angeordneten Seitenteile 40 umfasst. Die Seitenteile 40 sind zum Straßentransport nach oben schwenkbar am Mittelteil 38 befestigt und können zum Ernteeinsatz hydraulisch heruntergeschwenkt werden, so dass sie beim Erntebetrieb parallel zum Mittelteil 38 verlaufen. Anschließend können sie wieder hinauf geschwenkt werden. Die 1 zeigt die Seitenteile 40 in hochgeschwenktem Zustand für eine Transportfahrt, auf der das Arbeitsfahrzeug 10 vom Hof zum Feld oder von einem Feld zu einem anderen Feld oder wieder zurück zum Hof fährt, während sie in der 2 in der heruntergeschwenkten Emteposition gezeigt werden. Am Mittelteil 38 sind in der vorliegenden Ausführungsform vier Ernteeinheiten 32 mit unteren Schneidscheiben zum Abschneiden der Pflanzen und oberen Förderscheiben zum Abtransport der Pflanzen angebracht, während an beiden Seitenteilen 40 jeweils zwei Ernteeinheiten 32 angebracht sind. Die Zahl und Größe der Ernteeinheiten 32 kann jedoch auch beliebig anders sein und es können auch weitere Außenteile an den Seitenteilen 40 schwenkbar angebracht werden.
Der Erntevorsatz 20 ist in an sich bekannter Weise mit Halmteilern 36, den Ernteeinheiten 32, Teilerspitzen 34, Abdeckplatten und Fördermitteln ausgestattet, um das geerntete Gut der Häckseltrommel des Arbeitsfahrzeugs 10 zuzuführen. Der Erntevorsatz 20 zieht im Betrieb die Stängel des Mähguts in aufrechter Stellung ein, schneidet sie ab und führt sie über Querfördertrommeln und Abgabefördertrommeln (s. EP 0 760 200 A1 ) dem mit Einzugswalzen ausgestatteten Einzugsgehäuse 30 und anschließend der Häckseltrommel des Arbeitsfahrzeugs 10 zu.
Der Erntevorsatz 20 umfasst einen Trägerrahmen, der einen unteren Querträger 42 und einen oberen Querträger 44 aufweist. Der untere Querträger 42 erstreckt sich unten an der Rückseite des Erntevorsatzes 20 und umfasst drei Segmente, von denen jeweils eines dem Mittelteil 38 und eines jedem Seitenteil 40 zugeordnet ist. An der Vorderseite des unteren Querträgers 42 sind Getriebegehäuse 46 angeschraubt, die zum Antrieb jeweils einer Ernteeinheit 32 dienen. Eine Antriebswelle 48 zum Antrieb der Ernteeinheiten 32 über in den Getriebegehäusen 46 angeordnete Getriebe, die auch zum Antrieb der weiteren Fördermittel des Erntevorsatzes 20 dient und von einer Abtriebswelle des Arbeitsfahrzeugs 10 angetrieben wird, erstreckt sich in seitlicher Richtung innerhalb des hohlen unteren Querträgers 42.
Der obere Querträger 44 erstreckt sich in seitlicher Richtung oberhalb des Einlasses des Einzugsgehäuses 30 über dessen Breite. Er ist mit hakenförmigen Tragelementen verbunden, die von komplementären Tragelementen des Einzugsgehäuses 30 teilweise untergriffen werden und zur Befestigung des Erntevorsatzes 20 an dem Arbeitsfahrzeug 10 dienen. Er ist durch sich vertikal erstreckende Träger und Verbindungsbleche mit dem unteren Querträger 42 verbunden. Der Trägerrahmen mit den Querträgern 42, 44 und den sich vertikal erstreckenden Trägern und Verbindungsblechen bildet somit ein Skelett des Erntevorsatzes 20, das alle weiteren Elemente des Erntevorsatzes 20 trägt. Rückwärtig jeder Ernteeinheit 32 ist jeweils ein Mulchgerät 50 unterhalb einer Abdeckung 60 angebracht.
Steuereinrichtung, Dämpfung von Nickschwingungen
Die 2 zeigt den Erntevorsatz 20 in einer Position, die er beim Ernten einnimmt, wofür das Einzugsgehäuse 30 durch einen von einer Steuereinrichtung 118 kontrollierten Aktor 116 um die Drehachse der Häckseltrommel aus der in 1 gezeigten Transportposition abgesenkt wird, nachdem die Seitenteile 40 nach unten geschwenkt wurden. Dieser Aktor 116 kontrolliert auch die Höhe des Erntevorsatzes 20 über dem Boden, in einer auf einem oder mehreren mit je einem Bodentaster 120 zusammenwirkenden Höhensensor(en) 122 basierenden Weise. Ein Geschwindigkeitssensor 114, der insbesondere als Radarsensor ausgeführt sein kann, erfasst die Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10. Bei der Feldarbeit ist das Arbeitsfahrzeug 10 demnach wie in der 2 konfiguriert, d.h. der Erntevorsatz 20 ist in eine Arbeitsposition ausgefaltet und abgesenkt, während es bei einer Transportfahrt wie in der 1 konfiguriert ist mit angehobenem und eingefaltetem Erntevorsatz 20. Die Umstellung zwischen den beiden Konfigurationen kann durch Eingabe des Bedieners in eine Schnittstelle oder automatisch erfolgen, z.B. basierend auf der Position des Arbeitsfahrzeugs 10 auf einem Feld oder einer Straße.
Die Höhensteuerung des Erntevorsatzes 20, der in der vorliegenden Ausführungsform als Beispiel für ein verstellbares Element des Arbeitsfahrzeugs 10 dient, erfolgt demnach mittels des Aktors 116 in Form eines Hydraulikzylinders, welcher das Einzugsgehäuse 30 mit dem daran befestigten Erntevorsatz 10 um die quer zur Vorwärtsrichtung V und horizontal orientierte Drehachse der Häckseltrommel verstellt und somit den Abstand zwischen dem Erntevorsatz 20 und dem Erdboden definiert. Der Aktor 116 wird mittels der Steuereinrichtung 118 kontrolliert. Die gewünschte (Soll-) Höhe des Erntevorsatzes 20 wird mittels einer Bedienerschnittstelle 124 mit Tasten vorgegeben, die am oberen Ende eines Fahrhebels 130 angebracht sind, welcher schwenkbar angelenkt ist und zur Vorgabe der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 dient. Zusätzlich ist eine vorausschauende Sensorik 128 mit einer Kamera 126 am Dach der Kabine 18 montiert, um ein Bild des Felds vor dem Arbeitsfahrzeug 10 zu erfassen, daraus Daten hinsichtlich der Bestandsdichte und daraus abgeleitete, vorausschauende Werte für die Steuereinrichtung 118 zu gewinnen. Die Sensorik 128 könnte auch zur Erfassung der Kontur des Bodens konfiguriert sein, was beispielsweise mit einem abtastenden Radarsensor erfolgen könnte. Der mit einem Bodentaster 120 zusammenwirkender Höhensensor 122 erfasst zudem die tatsächliche Höhe des Erntevorsatzes 20 über dem Boden. Die Sensorik 128 und der Höhensensor 122 werden insbesondere für die selbsttätige Höhenverstellung des Erntevorsatzes 16 benötigt.
Bei der Positions- und Lageänderung des Erntevorsatzes 20 (z. B. Heben und Senken, in einer anderen Ausführungsform zusätzlich laterales Verkippen und/oder Verkippen um eine horizontale, quer zur Vorwärtsrichtung V erstreckende Achse gegenüber dem Einzugsgehäuse 30) entstehen im Stand der Technik bei Änderungen der Positionssollwerte des Erntevorsatzes 20 Erregermomente und Erregerkräfte, welche auf das auf großvolumigen Reifen stehende Arbeitsfahrzeug 10 übertragen werden, das durch federnde Elemente (nämlich die Reifen) auf dem Boden abgestützt wird. Bedingt durch die großvolumigen Reifen wird hier das System aus Arbeitsfahrzeug 10 mit Erntevorsatz 20 zu mechanischen Schwingungen angeregt, welche die Genauigkeit der Höhenlage und der Verkippung des Erntevorsatzes 20 - relativ zum Boden - negativ beeinflussen. Je nach Art der Erregerkräfte und -momente wird die Erntemaschine-Vorsatz-Einheit mit Schwingungen unterschiedlicher Frequenz, Dämpfung und Amplitude angeregt. Im besonderen Maße werden hier auch Resonanzfrequenzen der Erntemaschine-Vorsatz-Einheit angeregt, so dass starke Eigenschwingungen entstehen können. Diese Schwingungen stehen dem Ziel einer konstanten Schnitthöhe des Ernteguts entgegen und verschlechtern das Ergebnis der Vorsatzhöhenregelung. Die erwähnten Schwingungen führen dazu, dass sich das Arbeitsfahrzeug 10 mit dem Erntevorsatz 20 nach vorn und hinten neigt, d.h. Nickschwingungen durchführt.
Derartige Nickschwingungen entstehen auch, wenn die Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 durch manuelles Verstellen des Fahrhebels 130 durch den Bediener oder eine Automatik, die bestrebt ist, den Durchsatz durch die Arbeitsfahrzeug 10 konstant zu halten (z.B. auf den Signalen der Sensorik 128 basierend), verändert wird, oder wenn das Arbeitsfahrzeug 10 Bodenunebenheiten überfährt. Bei Arbeitsfahrzeugen mit (hydraulisch oder mechanisch) gefederten Rädern oder Raupenlaufwerken können ähnliche Nickschwingungen entstehen, auch wenn die unmittelbar im Bodeneingriff stehenden Mittel, d.h. insbesondere Raupenlaufwerke, nur wenig oder überhaupt nicht gefedert sind.
Die 3 zeigt zu Zwecken der Erläuterung schematisch eine Anordnung zur Dämpfung einer derartigen, eventuellen Nickschwingung. Im oberen Teil der 3 ist eine Regelschaltung dargestellt, bei der das Ausgangssignal des Fahrhebels 130 (oder einer im vorhergehenden Absatz erwähnten Automatik zur Geschwindigkeitsvorgabe) als Eingangssignal dient. Es wird, nach Abzug einer weiter unten beschriebenen Regelgröße, der Steuereinrichtung 118 zugeführt, die wiederum das Übersetzungsverhältnis eines zweiten Aktors 132 in Form eines hydrostatischen Antriebs kontrolliert, der die vorderen Räder 14 antreibt und als Aktor zur Beeinflussung der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 dient. Das System aus Arbeitsfahrzeug 10 und Erntevorsatz 20 fährt somit mit einer bestimmten Geschwindigkeit, die möglicherweise beschleunigt oder verzögert wird. Die Geschwindigkeitsänderungen führen zu den beschriebenen Nickschwingungen. Die Steuereinrichtung 118 ist mit einem Sensor 134 verbunden, bei dem es sich um einen Vibrations-, Beschleunigungs- oder Trägheitssensor handelt und der am Einzugskanal 30 oder einer beliebigen anderen Stelle des Arbeitsfahrzeugs 10 oder des Erntevorsatzes 20 angebracht ist. Außerdem ist die Steuereinrichtung 118 mit einem Drucksensor 136 verbunden, der den Druck in der Kolbenkammer des Aktors 116 erfasst. Anhand der Signale des Sensors 134 und des Drucksensors 136 evaluiert die Steuereinrichtung 118 die Änderungsrate δΘ/δt des Neigungswinkels des Arbeitsfahrzeugs 10 und/oder des Erntevorsatzes 20 in Vorwärtsrichtung. Diese Änderungsrate wird als Regelgröße von der Eingangsgröße des Regelkreises abgezogen. Somit wird die Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs durch die Steuereinrichtung 118 im Sinne einer Dämpfung einer Nickschwingung kontrolliert. Der Sensor 134 und der Drucksensor 136 dienen hier als Mittel zur Erkennung einer vorhandenen Nickschwingung.
Außerdem umfasst die Steuereinrichtung 118 der 3 einen weiteren, unten eingezeichneten Regelkreis, dem als Eingangsgröße die gewünschte Schnitthöhe zugeführt wird, die mittels der Bedienerschnittstelle 124 oder die Sensorik 128 vorgegeben wird. Das Eingangssignal wird, nach Abzug einer Regelgröße, der Steuereinrichtung 118 zugeführt, die (über nicht eingezeichnete Ventile und Pumpen) eine Flussrate δq/δt hydraulischen Fluids für den Aktor 116 kontrolliert. Die sich ergebende Höhe des Erntevorsatzes 20 wird mittels des Höhensensors 122 erfasst und als Regelgröße von der Eingangsgröße des Regelkreises abgezogen. Beim unteren Teil der 3 handelt es sich um einen konventionellen Regelkreis zur Höhenverstellung des Erntevorsatzes 20.
Wie in der 4 gezeigt, können die beiden Regelkreise der 3 auch in einem Mehrgrößenregler vereinigt werden, was es ermöglicht, beide Aktoren 116, 132 basierend auf beiden Eingangsgrößen (Abweichung der Höhe des Erntevorsatzes 10 von einer Sollhöhe und Nickschwingung) anzusteuern. Dieser Mehrgrößenregler wird durch die Steuereinrichtung 118 realisiert, die als Eingangsgrößen die Sollgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs und die Sollhöhe des Erntevorsatzes 20 erhält und als Ausgangsgrößen über den zweiten Aktor 132 die Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 sowie über den Aktor 116 die Höhe des Erntevorsatzes 20 kontrolliert. Die Änderungsrate δΘ/δt des Neigungswinkels des Arbeitsfahrzeugs 10 und/oder des Erntevorsatzes 20 in Vorwärtsrichtung wird mittels des Sensors 134 und/oder des Drucksensors 136 erfasst und an die Steuereinrichtung 118 zurückgeführt, wie auch die mit dem Höhensensor 122 erfasste tatsächliche Höhe des Erntevorsatzes 20 über dem Boden.
Bei der Ausführungsform nach 4 besteht die Möglichkeit, dass zu erwartende Nickschwingungen, die durch eine Höhenverstellung des Erntevorsatzes 20 bedingt sind, vorausschauend in die Geschwindigkeitssteuerung übernommen werden, um sie zu bedämpfen oder zu vernichten. So ist beim Anheben des Erntevorsatzes 20 damit zu rechnen, dass das Arbeitsfahrzeug 10 sich nach vorn neigen wird, was durch eine Beschleunigung ausgeglichen werden kann. Analog ist beim Absenken des Erntevorsatzes 20 damit zu rechnen, dass sich das Arbeitsfahrzeug 10 nach hinten neigt, was durch eine Verzögerung ausgeglichen werden kann. Das Höhenvorgabesignal für den Erntevorsatz 20 am Eingang der Steuerung 118 dient dann als Mittel zur Erkennung einer zu erwartenden Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs 10.
Analog können die Auswirkungen zu erwartender Geschwindigkeitsänderungen auf die Höhensteuerung berücksichtigt werden: wird das Arbeitsfahrzeug 10 beschleunigt, wird der Erntevorsatz 20 sich nach oben bewegen, was durch Absenken des Erntevorsatzes 20 durch die Steuereinrichtung 118 und den Aktor 116 ausgeglichen werden kann. Wird das Arbeitsfahrzeug 20 verzögert, wird sich der Erntevorsatz 20 absenken, was durch Anheben durch die Steuereinrichtung 118 und den Aktor 116 ausgeglichen werden kann.
Im Rahmen des der Erfindung zu Grunde liegenden Gedankens sind weitere Verfeinerungen möglich. So kann das Signal an den Aktor 116 zur Höhensteuerung des Erntevorsatzes gemäß der Offenbarung der DE 10 2014 203 005 B3 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird, mit einem zeitverzögerten, phasenverschobenen Signal überlagert werden, um die beim Verstellen des Erntevorsatzes entstehenden Schwingungen zu dämpfen. Die dort offenbarte Vorgehensweise ist auch bei der Kontrolle der Vortriebsgeschwindigkeit möglich, d.h. nach einer Beschleunigung erfolgt eine weitere Beschleunigung (wenn sich das Arbeitsfahrzeug 10 nach gewisser Zeit nach vorn neigt) und/oder eine Verzögerung (wenn sich das Arbeitsfahrzeug 10 nach hinten neigt), um die Nickschwingung möglichst schnell zu dämpfen. Das Geschwindigkeitsvorgabesignal am Eingang der Steuerung 118 dient dann als Mittel zur Erkennung einer zu erwartenden Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs 10. Die Steuereinrichtung 118 würde dann einen Signalformer (nicht gezeigt) umfassen, der betreibbar ist, ein empfangenes Geschwindigkeitsvorgabesignal an den Aktor 132 weiter zu leiten und zeitverzögert ein zweites Geschwindigkeitsvorgabesignal an den Aktor 132 zu geben, wie im erwähnten Patentdokument und dort erwähnten Stand der Technik im Detail beschrieben.
Bei einer derartigen Höhensteuerung des Erntevorsatzes 20 und/oder der Geschwindigkeitssteuerung können die zu überlagernden Stellsignale an die Resonanzfrequenzen und Dämpfungsfaktoren der Erntemaschine-Vorsatz-Einheit und damit auch an verschiedenste Vorsatz-Erntemaschine-Kombinationen sowie variierende Reifen- und Bodenparameter adaptiert werden. Die hierzu nötigen Messungen werden im Falle eines als Aktor arbeitenden Hydraulikzylinders 116 von dem Drucksensor 136 geliefert. Weiterhin können Dämpfungsfaktoren und Resonanzfrequenzen auch durch den Sensor 134 bestimmt werden.
Bei der Höhensteuerung des Erntevorsatzes 20 und bei der schwingungstilgenden Geschwindigkeitssteuerung kann auch das Bodenprofil vor dem Arbeitsfahrzeug 10 und dessen Zusammenwirken mit den Reifen berücksichtigt werden, wie in der DE 10 2014 208 070 A1 beschrieben wird, deren Offenbarung ebenfalls durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird.
Die Steuereinrichtung 118 der 4 erhält nach alledem zwei Eingangsgrößen (Sollgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 und Sollhöhe des Erntevorsatzes 20) und liefert zwei Stellgrößen (Antrieb 132 und Aktor 116), wobei beide Eingangsgrößen beide Stellgrößen beeinflussen, deren Wirkungen sich zudem direkt oder indirekt untereinander beeinflussen. In der Steuereinrichtung 118 können vorteilhafterweise Optimierungsverfahren, die z.B. die benötigte Antriebsenergie für den Vortrieb des Arbeitsfahrzeugs 10 und die zum Verstellen der Aktoren 132, 116 erforderliche Stellenergie minimieren, zur Anwendung kommen, um durch möglichst geringen Energieeinsatz ein gutes Dämpfungsergebnis und eine möglichst gute Einhaltung der Schnitthöhe zu erhalten. Darüber hinaus kann durch den Einsatz passiver und semi-aktiver Hydraulikkomponenten, wie z.B. (pneumatischer) Hydrospeicher (vgl. beispielsweise DE 10 2013 213 588 A1 , deren Offenbarung durch Verweis mit in die vorliegenden Unterlagen aufgenommen wird) oder Komponenten mit magnetorheologischen Fluiden der nötige Energieeinsatz weiter verringert werden.
Berücksichtigung der Betriebsart
Es wird nun auf die 5 verwiesen, in der schematisch die Eingangsgrößen der Steuereinrichtung 118 und ihre Ausgangsgrößen dargestellt sind. Die Ausgangsgrößen sind, wie oben beschrieben, die im Kasten 140 gezeigten Stellsignale an den Aktor 116 zur Verstellung der Höhe des Erntevorsatzes 20 und an den Aktor 132 zum Antrieb der Vorderräder 14. Als im Kasten 142 gezeigte Eingangssignale dienen die Signale des Sensors 134 für die Nickbewegung, des Sensors 122 für die Höhe des Erntevorsatzes 20 und der Sensorik 128 (und/oder der Bedienerschnittstelle 124) für die Sollposition des Erntevorsatzes 20.
Zudem wird der Steuereinrichtung 118 ein Betriebsartsignal zugeführt, das darauf hinweist, ob das Arbeitsfahrzeug 10 sich im Feldbetrieb (2) oder auf einer Transportfahrt (1) befindet (Kasten 146). Das Betriebsartsignal kann beispielsweise anhand der Position eines Schalters zu Umschalten zwischen Straßen- und Feldbetrieb erzeugt werden oder anhand einer sensierten oder kommandierten Position der Seitenteile 40 oder anhand der Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (Sensor 114).
Weiterhin werden der Steuereinrichtung 118 Informationen hinsichtlich von Grenzwerten zugeführt (Kasten 148), die im Vorab abgespeichert wurden, z.B. werksseitig, und Grenzen der Vortriebsgeschwindigkeit und der Position des Erntevorsatzes 20 betreffen. Diese können jeweils von der Betriebsart abhängen. Zudem können Grenzwerte der zeitlichen Ableitung der Verstellgeschwindigkeiten für die Aktoren 116 und 132 abgespeichert sein, d.h. Maximal- und Minimalwerte der Beschleunigung der Höhenverstellung des Erntevorsatzes 20 und der Beschleunigung des Arbeitsfahrzeugs 10. Diese können ebenfalls von der Betriebsart abhängen oder davon unabhängig sein.
Schließlich werden der Steuereinrichtung 118 Informationen hinsichtlich von Gewichtungen zugeführt (Kasten 144), die im Vorab abgespeichert wurden, z.B. werksseitig, und betreffen, mit welcher Wichtung die beiden Aktoren 116 und 132 angesteuert werden sollen, d.h. welcher Aktor 116, 132 wie stark angesteuert werden soll, um eine bestimmte Schnitthöhe des Erntevorsatzes 20 zu erzielen und/oder eine bestimmte Nickbewegung zu dämpfen.
Nach alledem berücksichtigt die Steuereinrichtung 118 beim Betrieb gemäß der 4 das Betriebsartsignal (Kasten 146), die Gewichtungen (Kasten 144) und die Grenzwerte (Kasten 148), um die Stellsignale an die Aktoren 116, 132 an die aktuelle Betriebsart anzupassen.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass der Aktor 116 bei einer Transportfahrt (1) nahezu beliebig weit verstellt werden kann, denn der Erntevorsatz 20 arbeitet dann nicht mit dem Erntegut zusammen, sodass er zwischen einer unteren und einer oberen Grenze, bei denen er weder am Erdboden noch an einem Teil des Arbeitsfahrzeugs 10 anstößt, relativ weit verstellt werden kann. Der Aktor 116 wird hingegen bei der Feldarbeit (2) innerhalb relativ kleiner Grenzen verstellt, denn der Erntevorsatz 20 soll weder in den Boden eindringen noch die Pflanzen zu hoch abschneiden, denn im ersten Fall kann er beschädigt werden und im zweiten Fall entstehen unerwünschte Verluste.
Analog kann der Aktor 132 bei einer Transportfahrt (1) nur in kleinen Grenzen von einer Vorgabe abweichend verstellt werden, denn anderenfalls könnten Unfälle geschehen. Bei der Feldarbeit ist die mögliche Variation der Verstellung des Aktors 132 hingegen wesentlich größer, denn eine obere Grenze ist lediglich durch die Antriebsleistung des Antriebsmotors des Arbeitsfahrzeugs vorgegeben. Eine Anpassung der Geschwindigkeit eines Transportfahrzeugs, auf welches das Erntegut durch den Auswurfkrümmer 28 überladen wird, an die variierende Geschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs 10 ist mit an sich bekannten Mitteln problemlos möglich, s. beispielsweise WO 2013/151619 A2 . Zudem wird vorzugsweise die Verstellung des Aktors 132 zumindest bei der Feldarbeit durch eine maximale positive und negative Beschleunigung begrenzt, um den Komfort des Bedieners in der Kabine 18 sicherzustellen. Bei der Transportfahrt kann diese Begrenzung zumindest beim Verzögern entfallen.
Aufgrund der unterschiedlichen Ansteuerbarkeiten der beiden Aktoren 116, 132 in den unterschiedlichen Betriebsarten werden auch die unterschiedlichen Gewichtungen (Kasten 144) von der Steuereinrichtung 118 verwendet.
In der Feldbetriebsart wird die Steuereinrichtung 118 auf eine Änderung des Soll- oder Istwertes der Schnitthöhe primär den Aktor 116 verstellen, um zu erreichen, dass möglichst schnell der Soll- und Istwert übereinstimmen, bzw. der Erntevorsatz innerhalb eines zulässigen Toleranzbereichs um einen Sollwert oberhalb der Bodenkontur über den Boden geführt wird. Der Soll- und Istwert der Schnitthöhe geht somit mit einer sehr hohen Wichtung in das Signal für den Aktor 116 ein, während der Aktor 132 nur wenig oder nicht verstellt wird, sodass die Schnitthöhe mit relativ geringer Wichtung in die Ansteuerung des Aktors 132 eingeht. Analog wird in der Feldbetriebsart die Steuereinrichtung 118 auf eine mit dem Sensor 134 und/oder 136 erkannte Nickbewegung oder eine Abweichung zwischen Soll- und Istwert der Vortriebsgeschwindigkeit primär mit einer Verstellung des Aktors 132 reagieren (die Nickbewegung oder Geschwindigkeitsabweichung vom Sollwert somit mit hoher Wichtung bei der Ansteuerung des Aktors 132 berücksichtigen), den Aktor 116 jedoch nicht oder nur wenig verstellen (die Nickbewegung somit mit geringer Wichtung bei der Ansteuerung des Aktors 116 berücksichtigen).
Bei der Transportfahrt wird die Steuereinrichtung 118 hingegen die Höhe des Erntevorsatzes 20 nur im Sinne eines Einhaltens der Grenzwerte (Kasten 148) berücksichtigen. Der Soll- und Istwert der Schnitthöhe geht somit nicht in das Signal für den Aktor 116 ein, was auch für den Aktor 132 gilt. Analog wird bei der Transportfahrt die Steuereinrichtung 118 auf eine mit dem Sensor 134 und/oder 136 erkannte Nickbewegung primär mit einer Verstellung des Aktors 116 reagieren (die Nickbewegung somit mit hoher Wichtung bei der Ansteuerung des Aktors 116 berücksichtigen), den Aktor 132 jedoch nicht oder nur wenig verstellen (die Nickbewegung somit mit geringer Wichtung bei der Ansteuerung des Aktors 132 berücksichtigen). Im Falle einer Gefahrenbremsung (anhand einer relativ schnellen Verstellung des Fahrhebels 130 erkennbar, s. EP 1 743 823 A1 ) wird sogar die von der Nickbewegung abhängige Verstellung der Fahrgeschwindigkeit ausgeschaltet, und die komplette Kompensation der Nickbewegung über die Positionsänderung des Erntevorsatzes 20 durchgeführt werden.
Im Ergebnis erhält man eine optimierte Anpassung der Regelstrategie für die beiden Aktoren 116, 132 abhängig von der Betriebsart.
Andere Ausführungsformen
Bei einer anderen Ausführungsform ist das verstellbare Element ein an einem Front- oder Heckkraftheber eines Traktors angebrachtes Arbeitsgerät oder ein höhenverstellbares und/oder um eine sich in Vorwärtsrichtung erstreckende Achse schwenkbares Spritzgestänge einer selbstfahrenden Feldspritze oder ein um eine vertikale und/oder horizontale Achse verstellbarer Auswurfkrümmer eines Feldhäckslers.
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

US 2009/0277145 A1 [0004]
DE 3446811 A1 [0005, 0009]
DE 102010017459 A1 [0006, 0009]
DE 102014203005 B3 [0007, 0009, 0012, 0036]
DE 102014208070 A1 [0007, 0009, 0012, 0038]
EP 3072379 A1 [0008, 0009, 0012]
DE 102014205233 A1 [0014]
EP 0760200 A1 [0024]
DE 102013213588 A1 [0039]
WO 2013/151619 A2 [0046]
EP 1743823 A1 [0049]

Claims

Anordnung zur Dämpfung einer eventuellen Nickschwingung eines durch federnde Elemente auf dem Boden abgestützten Arbeitsfahrzeugs (10), mit Mitteln zur Erkennung einer zu erwartenden und/oder einer vorhandenen Nickschwingung des Arbeitsfahrzeugs (10) und einer Steuereinrichtung (118), die mit den Mitteln zur Erkennung der Nickschwingung und einem ersten Aktor (116) zur Verstellung der Position eines beweglich mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelten Elements und einem zweiten Aktor (132) zur Beeinflussung der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) signalübertragend verbunden und betreibbar ist, den ersten Aktor (116) und den zweiten Aktor (132) im Sinne einer Dämpfung der Nickschwingung anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (118) konfiguriert ist, ein Betriebsartsignal hinsichtlich einer jeweiligen Betriebsart des Arbeitsfahrzeugs (10) zu erhalten, wobei die Betriebsart eine Feldarbeit und eine Transportfahrt umfasst, und die Stellsignale an den ersten Aktor (116) und den zweiten Aktor (132) abhängig vom Betriebsartsignal zu erzeugen.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung (118) konfiguriert ist, die Stellsignale an den ersten und/oder zweiten Aktor (116, 132) und/oder deren zeitliche Änderung abhängig vom Betriebsartsignal nach unten und/oder oben zu begrenzen.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (118) konfiguriert ist, die Stellsignale an den ersten und zweiten Aktor (116, 132) und/oder deren zeitliche Änderung abhängig von Soll- und Istwerten der Position des Elements und/oder der Soll- und Istwerten der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs und/oder Soll- und Istwerten der Neigung des Arbeitsfahrzeugs (10) unter einer vom Betriebssignal abhängigen Wichtung zu erzeugen.
Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung (10) konfiguriert ist, bei der Feldarbeit eine Abweichung von Soll- und Istwerten der Position des Elements für die Ansteuerung des ersten Aktors (116) höher zu wichten als für die Ansteuerung des zweiten Aktors (132).
Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuereinrichtung (10) konfiguriert ist, bei der Feldarbeit eine Abweichung von Soll- und Istwerten der Vortriebsgeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs (10) und/oder eine Nickbewegung für die Ansteuerung des ersten Aktors (116) niedriger zu wichten als für die Ansteuerung des zweiten Aktors (132).
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Steuereinrichtung (10) konfiguriert ist, bei einer Transportfahrt eine Nickbewegung für die Ansteuerung des ersten Aktors (116) höher zu wichten als für die Ansteuerung des zweiten Aktors (132).
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (10) konfiguriert ist, das Betriebsartsignal anhand der Aktivierung von Ernteaggregaten, der Höhe der Fahrtgeschwindigkeit, der Position des Erntevorsatzes, der Position eines Straße/Feld-Schalters oder der GPS-Position abzuleiten.
Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (10) mit einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Arbeitsfahrzeug (10) nach Anspruch 8 in Form einer selbstfahrenden Erntemaschine insbesondere in Form eines Mähdreschers oder Feldhäckslers mit einem als Erntevorsatz (20) ausgeführten, verstellbaren Element.