DE102021105212A1 - Control system for controlling a mobile element of a harvesting machine - Google Patents
Control system for controlling a mobile element of a harvesting machine Download PDFInfo
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Abstract
Ein Steuersystem zur Steuerung eines Aktors (50, 58, 62) in einer Erntemaschine umfasst eine elektronische Steuereinheit (52) zur Bereitstellung von Steuersignalen an den Aktor (50, 58, 62) basierend auf einem ersten Signal, das eine gewünschte Position des Aktors (50, 58, 62) darstellt, und auf einem zweiten Signal, das eine tatsächliche Position des Aktors darstellt (50, 58, 62). Die elektronische Steuereinheit (52) ist so konfiguriert, dass das zweite Signal auf der Grundlage eines dritten Signals, das eine relative Position eines 58, 62) in Bezug auf eine Bezugsposition und eines vierten Signals bestimmt wird, das angibt, dass sich der Aktor (50, 58, 62) an der Referenzposition befindet, und in einem automatischen Kalibrierverfahren dem Aktor (50, 58, 62) zu befehlen, sich in Richtung der Referenzposition zu bewegen und das vierte Signal zu empfangen, sobald der Aktor (50, 58, 62) die Referenzposition erreicht hat.A control system for controlling an actuator (50, 58, 62) in a harvesting machine comprises an electronic control unit (52) for providing control signals to the actuator (50, 58, 62) based on a first signal indicative of a desired position of the actuator ( 50, 58, 62) and on a second signal representing an actual position of the actuator (50, 58, 62). The electronic control unit (52) is configured such that the second signal is determined based on a third signal indicative of a relative position of an actuator (58, 62) with respect to a reference position and a fourth signal indicative of the actuator ( 50, 58, 62) is at the reference position and commanding the actuator (50, 58, 62) to move toward the reference position and receive the fourth signal in an automatic calibration procedure as soon as the actuator (50, 58, 62) has reached the reference position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Steuerung eines Aktors in einer Erntemaschine, mit einer elektronischen Steuereinheit, die für die Bereitstellung von Steuersignalen an den Aktor auf der Grundlage eines ersten Signals, das eine gewünschte Position des Aktors darstellt, und eines zweiten Signals, das eine tatsächliche Position des Aktors darstellt, konfiguriert ist, und das zweite Signal auf der Grundlage eines dritten Signals, das einen Versatz des Aktors aus einer Referenzposition darstellt, und eines vierten Signals zu bestimmen, das angibt, dass sich der Aktor an der Referenzposition befindet.The invention relates to a control system for controlling an actuator in a harvesting machine, with an electronic control unit which is responsible for providing control signals to the actuator on the basis of a first signal representing a desired position of the actuator and a second signal representing an actual represents position of the actuator, is configured to determine the second signal based on a third signal representing an offset of the actuator from a reference position and a fourth signal indicating that the actuator is at the reference position.
Technologischer HintergrundTechnological background
Feldhäcksler werden verwendet, um Pflanzen von einem Feld zu ernten, die während des Ernteprozesses aufgesammelt oder abgeschnitten, mit Hilfe einer Messertrommel zerkleinert, beschleunigt und durch einen Auswurfkrümmer auf ein Transportfahrzeug überladen werden. Die gehäckselten Pflanzen werden in der Regel als Futter für Tiere oder in Biogasanlagen verwendet.Forage harvesters are used to harvest crops from a field which, during the harvesting process, are collected or cut off, shredded using a cutterhead, accelerated and transferred onto a transport vehicle through a spout. The chopped plants are usually used as fodder for animals or in biogas plants.
Die Position und Ausrichtung des Auswurfkrümmer ist einstellbar, um das Erntegut an eine gewünschte Position auf dem Transportfahrzeug lenken zu können. Insbesondere kann der Auswurfkrümmer an seinem proximalen Ende um eine vertikale oder näherungsweise vertikale Achse gedreht und an seinem proximalen Ende um eine horizontale Achse gedreht werden, um die horizontale und vertikale Position seines distalen (Austritts-) Endes zu definieren. Zusätzlich kann eine Klappe am Ende des Auswurfkrümmers geschwenkt werden, um die Richtung zu definieren, in der das Erntegut ausgestoßen wird. Es wurde auch vorgeschlagen, einen Auswurfkrümmer mit einer einstellbaren Länge (
Die beschriebenen Einstellungen des Auswurfkrümmers werden von fremdkraftgetriebenen Aktoren durchgeführt, in der Regel hydraulischen Zylindern zur Einstellung der Klappe und des Auswurfkrümmers um die horizontale Achse oder hydraulische Motoren zur Rotationseinstellung um die vertikale Achse.The spout adjustments described are performed by power-driven actuators, typically hydraulic cylinders to adjust the flap and spout about the horizontal axis, or hydraulic motors to adjust rotation about the vertical axis.
Die Steuerung der Aktoren erfolgt durch einen Bediener des Feldhäckslers mittels einer manuell betätigten Bedienerschnittstelle oder in fortgeschrittenen Ausführungsformen durch eine elektronische Steuereinheit, basierend auf der Positionserkennung des Feldhäckslers und des Transportfahrzeugs und/oder mit einer Kamera mit einer Bildverarbeitung zur Erkennung des Transportfahrzeugs und/oder der Auftreffstelle des Ernteguts auf dem Behälter.The actuators are controlled by an operator of the forage harvester using a manually operated operator interface or, in advanced embodiments, by an electronic control unit, based on the position detection of the forage harvester and the transport vehicle and/or with a camera with image processing for detecting the transport vehicle and/or the Impact point of the harvested crop on the container.
Sofern nicht nur eine manuelle Steuerung des Auswurfkrümmers durchgeführt werden soll, benötigt ein Steuergerät Informationen über die tatsächliche Position des Aktors oder das vom Aktor bewegte Element des Auswurfkrümmers als Rückkopplungswert, sei es, um den Auswurfkrümmer bei manueller Betätigung einer Taste auf einer Bedienerschnittstelle in eine gewünschte, vorgespeicherte Position zu verschieben oder die Auswurfkrümmerposition von der elektronischen Steuereinheit basierend auf einer erkannten Position des Transportfahrzeugs zu steuern. Diese Rückkopplungsinformationen werden in der Regel von einem dem jeweiligen Aktor zugeordneten Sensor gegeben oder aus Steuersignalen an die Aktoren abgeleitet (
Wenn eine Kamera mit einem Bildverarbeitungssystem zur Verfügung gestellt wird, kann eine Autokalibrierung verwendet werden, um einen Zusammenhang zwischen Aktor-aktivierenden Zeitwerten und entsprechenden Verschiebungen des Auswurfkrümmers zu erlernen, die später verwendet werden, um die Kamera zu steuern, um ein bestimmtes Merkmal des Transportfahrzeugs im Bild an einer gewünschten Position ausgerichtet zu halten und zu erreichen, dass der Auswurfkrümmer in einer definierten Position in Bezug auf das Transportfahrzeug ausgerichtet bleibt (
Wenn die Auswurfkrümmerposition mittels eines Sensors (geschlossene Rückkopplungsschleife) erfasst wird, ist es sinnvoll, diesen Sensor zu kalibrieren, um eine bestimmte Beziehung zwischen dem Sensorsignal und der absoluten Position des Aktors oder Auswurfkrümmers zu ermitteln, da sich die mechanischen Eigenschaften von Auswurfkrümmer, Sensor und Aktor im Laufe der Zeit oder aufgrund mechanischer Modifikationen ändern können. Das Sensorsignal kann analog, z.B. durch ein Potentiometer erfasst, oder digital sein, bereitgestellt von z.B. einem Geber, der mit einer Lichtschranke oder einem Magnetsensor zusammenwirkt, der mit magnetischen Elementen am Stab eines Hydraulikzylinders interagiert. Diese Kalibrierung erfolgt im Stand der Technik durch eine Kalibrierroutine, bei der die elektronische Steuereinheit über eine Bedienerschnittstelle den Bediener anweist, Eingaben an die Bedienerschnittstelle so bereitzustellen, dass der Auswurfkrümmer in eine bestimmte Position bewegt wird, z.B. an die vorderen Enden des Drehbereichs um die vertikale Achse, und sobald dies erreicht ist, eine entsprechende Bestätigung in die Bedienerschnittstelle zu geben (vgl.
Eine solche Kalibrierung wäre auch dann sinnvoll, wenn die Auswurfkrümmerposition nur anhand von Steuersignalen bestimmt würde, die an die Aktoren gesendet werden (offene Schleife),da die elektronische Steuereinheit zumindest einen Hinweis benötigt, wenn sich der Auswurfkrümmer in einer bestimmten Referenzposition befindet, z. B. wenn er genau nach hinten oder nach vorne links oder vorne rechts gedreht wird. Ohne eine solche Kalibrierung würde die Open-Loop-Steuerung (mit offener Schleife) früher oder später nicht wie gewünscht funktionieren, da die tatsächliche Position des Auswurfkrümmers von der Position des Auswurfkrümmers abweicht, wie sie von der Steuereinheit als gegeben angenommen wird.Such a calibration would also be useful if the spout position were only determined from control signals sent to the actuators (open loop), as the electronic control unit needs at least an indication when the spout is in a certain reference position, e.g. B. when it is rotated exactly backwards or forwards left or front right. Without such a calibration, the open-loop control would sooner or later not work as desired, since the actual position of the spout deviates from the position of the spout as assumed by the control unit.
Es sollte erwähnt werden, dass Aktoren und Steuersysteme mit offener oder geschlossener Schleife zur Kontrolle der Position beweglicher Elemente an verschiedenen anderen Stellen von Erntemaschinen vorgesehen sind, die ebenfalls unter den beschriebenen Problemen leiden.It should be noted that actuators and open-loop or closed-loop control systems for controlling the position of movable elements are provided at various other locations of harvesting machines, which also suffer from the problems described.
Problemproblem
Die der vorliegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Lösung der Sensorkalibrierung bereitzustellen, sei es für eine Steuerung mit geschlossener oder offener Rückkopplungs-Schleife.The present object is to provide an improved sensor calibration solution, be it for closed or open loop control.
Erfindunginvention
Die vorliegende Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.The present invention is defined by the claims.
Ein Steuersystem zur Steuerung eines Aktors in einer Erntemaschine umfasst eine elektronische Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie dem Aktor Steuersignale auf der Grundlage eines ersten Signals, das eine gewünschte Position des Aktors repräsentiert, und auf der Grundlage eines zweiten Signals liefert, das eine tatsächliche Position des Aktors repräsentiert. Die elektronische Steuereinheit ist so konfiguriert, dass das zweite Signal basierend auf einem dritten Signal, das einen Versatz des Aktors aus einer Referenzposition darstellt, und einem vierten Signal, das anzeigt, dass sich der Aktor an der Referenzposition befindet, ermittelt wird. Die elektronische Steuereinheit ist so konfiguriert, dass sie in einem automatischen Kalibrierverfahren den Aktor anweist, sich in Richtung der Referenzposition zu bewegen und das vierte Signal zu erhalten, das anzeigt, dass der Aktor die Referenzposition erreicht hat.A control system for controlling an actuator in a harvesting machine includes an electronic control unit configured to provide the actuator with control signals based on a first signal representing a desired position of the actuator and based on a second signal representing a actual position of the actuator. The electronic control unit is configured to determine the second signal based on a third signal representing an offset of the actuator from a reference position and a fourth signal indicating that the actuator is at the reference position. The electronic control unit is configured to command the actuator to move toward the home position and receive the fourth signal indicating that the actuator has reached the home position in an automatic calibration process.
Mit anderen Worten arbeitet die elektronische Steuereinheit wie eine gewöhnliche Steuereinheit, die Steuersignale an einen Aktor sendet, um die Differenz zwischen einem ersten Signal, das eine gewünschte (absolute) Position des Aktors darstellt, und einem zweiten Signal, das die tatsächliche (absolute) Position des Aktors darstellt (z. B. mit einem normalen Proportional-Differential-Integral-Regler oder einem anderen geeigneten Regler) zu minimieren. Ein Signal, das von einem Sensor bereitgestellt wird, der die tatsächliche Position des Aktors oder eines mit dem Aktor verbundenen Elements repräsentiert - geschlossene Schleife - oder von der elektronischen Steuereinheit auf Basis von Steuersignalen an den Aktor - offene Schleife - bestimmt wird, die als zweites Signal verwendet werden kann, ist, wie oben beschrieben, aufgrund technischer Probleme wie Toleranzen und möglicher mechanischer Modifikationen nicht unbedingt ein absoluter Wert der Aktorposition, sondern nur eine relativer Wert. Sobald der Aktor an eine bestimmte Position, z.B. eine feste oder bedienerdefinierte, vorgespeicherte Position oder eine Parkposition bewegt werden soll, führt dies zu möglichen Ungenauigkeiten. Das zweite Signal basiert somit auf einem dritten Signal, das einen Versatz des Aktors aus einer Referenzposition darstellt, und einem vierten Signal, das angibt, dass sich der Aktor an der Referenzposition befindet. Das dritte Signal kann somit kalibriert werden (wenn das vierte Signal empfangen wird), sobald sich der Aktor an der Referenzposition befindet, und um dies zu automatisieren und zu beschleunigen, ist die elektronische Steuereinheit so konfiguriert, dass in einem automatischen Kalibrierverfahren der Aktor kommandiert wird, sich in Richtung der Referenzposition zu bewegen und dass die Steuereinheit ein viertes Signal erhält, das anzeigt, dass der Aktor die Referenzposition erreicht hat. Das vierte Signal zeigt an, dass sich der Aktor an der Referenzposition befindet und in diesem Moment wird von der elektronischen Steuereinheit eine absolute Beziehung zwischen dem dritten Signal und der Referenzposition hergestellt. Beim nachfolgenden Betrieb ist die elektronische Steuereinheit somit in der Lage, das dritte Signal (mit relativen Werten für die Aktorposition in Bezug auf die Referenzposition) in das zweite Signal (das absolute Werte für die Aktorposition in Bezug auf die Referenzposition darstellt) umzuwandeln, um den Aktor in eine gewünschte, absolute Position zu bewegen.In other words, the electronic control unit works like an ordinary control unit, sending control signals to an actuator to calculate the difference between a first signal representing a desired (absolute) position of the actuator and a second signal representing the actual (absolute) position of the actuator (e.g. with a normal proportional-derivative-integral controller or another suitable controller). A signal provided by a sensor representing the actual position of the actuator or an element connected to the actuator - closed loop - or determined by the electronic control unit on the basis of control signals to the actuator - open loop - which is the second signal can be used is, as described above, not necessarily an absolute value of the actuator position, but only a relative value, due to technical problems such as tolerances and possible mechanical modifications. As soon as the actuator is to be moved to a specific position, eg a fixed or user-defined, pre-saved position or a parking position, this leads to possible inaccuracies. The second signal is thus based on a third signal representing an offset of the actuator from a reference position and a fourth signal indicating that the actuator is at the reference position. The third signal can thus be calibrated (when the fourth signal is received) once the actuator is at the reference position, and to automate and speed this up the electronic control unit is configured to command the actuator in an automatic calibration procedure to move towards the reference position and that the control unit receives a fourth signal indicating that the actuator has reached the reference position. The fourth signal indicates that the actuator is at the reference position and at that moment an absolute relationship between the third signal and the reference position is established by the electronic control unit. During subsequent operation, the electronic control unit is thus able to use the third signal (with relative values for the actuator posi tion with respect to the reference position) into the second signal (representing absolute values for the actuator position with respect to the reference position) in order to move the actuator to a desired, absolute position.
Die automatische Kalibrierung vermeidet somit zumindest einige der oben genannten Probleme.The automatic calibration thus avoids at least some of the problems mentioned above.
Das vierte Signal kann durch mindestens eine folgender Quellen bereitgestellt werden: von (a) einer Bedienerschnittstelle, die es einem Bediener ermöglicht, anzuzeigen, dass der Aktor die Referenzposition erreicht hat, b) einem Sensor, der mit einem vom Aktor bewegten Element interagiert, c) einem Sensor, der einen Betriebsparameter des Aktors erfasst, und (d) einem Sensor, der die Position des Aktors misst.The fourth signal may be provided by at least one of the following sources: (a) an operator interface enabling an operator to indicate that the actuator has reached the reference position, b) a sensor interacting with an element moved by the actuator, c ) a sensor that detects an operating parameter of the actuator, and (d) a sensor that measures the position of the actuator.
Die Referenzposition kann eine Endposition eines Bewegungsbereichs eines vom Aktor bewegten Elements sein, wobei das Element an einem mechanischen Anschlag anliegt, wenn sich der Aktor an der Referenzposition befindet, sodass der Sensor nach Option (c) basierend auf einem sich ändernden Betriebsparameter oder nach Option oder (d) daran, dass der Sensor keine Bewegung des Aktors mehr anzeigt, erkennen kann, falls das Element an den mechanischen Anschlag anschlägt, dass der Aktor die Referenzposition erreicht hat.The reference position can be an end position of a range of motion of an element moved by the actuator, the element abutting against a mechanical stop when the actuator is at the reference position, so that the sensor according to option (c) is based on a changing operating parameter or according to option or (d) can recognize from the fact that the sensor no longer indicates any movement of the actuator, if the element strikes the mechanical stop, that the actuator has reached the reference position.
Der Sensor, der einen Betriebsparameter des Aktors erfasst, kann somit so konfiguriert werden, dass er einen physikalischen Wert eines Mediums erfasst, das den Aktor antreibt, insbesondere die elektrische Leistung oder den hydraulischen Druck zum Antrieb des Aktors.The sensor, which detects an operating parameter of the actuator, can thus be configured in such a way that it detects a physical value of a medium that drives the actuator, in particular the electrical power or the hydraulic pressure for driving the actuator.
Das dritte Signal kann von einem Sensor bereitgestellt werden, der so konfiguriert ist, dass er eine Position eines vom Aktor bewegten Elements erfasst. Dies ist ein Rückkopplungs-System mit geschlossener Schleife, das den Sensor verwendet, um der elektronischen Steuereinheit ein Rückkopplungssignal zu geben.The third signal may be provided by a sensor configured to sense a position of an element moved by the actuator. This is a closed loop feedback system that uses the sensor to give a feedback signal to the electronic control unit.
In einer anderen Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit so konfiguriert werden, dass das dritte Signal anhand von Ansteuerungssignalen bestimmt wird, die an den Aktor gesendet werden. Dies ist ein System mit offener Schleife (open loop), das den im vorherigen Absatz genannten Sensor nicht erfordert und das als Fallbacksystem für den Fall verwendet werden kann, dass der Sensor ausfällt.In another embodiment, the electronic control unit may be configured to determine the third signal based on drive signals sent to the actuator. This is an open loop system that does not require the sensor mentioned in the previous paragraph and can be used as a fallback system in case the sensor fails.
Die elektronische Steuereinheit kann so konfiguriert werden, dass das dritte Signal zusätzlich anhand mindestens eines Parameters eines Mediums, das den Aktor antreibt, ermittelt wird. Dieser Parameter kann eine Temperatur einer Hydraulikflüssigkeit sein, die den Aktor antreibt, und/oder eine Antriebsgeschwindigkeit einer Pumpe, die den Aktor mit Hydraulikflüssigkeit versorgt, und/oder ein Betriebsparameter einer Ventilanordnung zwischen Pumpe und Aktor. Die Beziehung zwischen dem Parameter und dem dritten Signal kann vorgespeichert oder aus dem Betrieb des Aktors gelernt werden.The electronic control unit can be configured in such a way that the third signal is additionally determined using at least one parameter of a medium that drives the actuator. This parameter can be a temperature of a hydraulic fluid that drives the actuator and/or a drive speed of a pump that supplies the actuator with hydraulic fluid and/or an operating parameter of a valve arrangement between the pump and the actuator. The relationship between the parameter and the third signal can be pre-stored or learned from operation of the actuator.
Das erste Signal kann über eine Bedienerschnittstelle bereitgestellt werden, um vorgespeicherte, vom Bediener definierte oder feste Positionen des Aktors und damit des vom Aktor bewegten Elements abzurufen, oder es wird von einem Mittel zur automatischen Bestimmung der gewünschten Position des Aktors und damit des vom Aktor bewegten Elements, wie eine Kamera oder ein Positionsbestimmungssystem bereitgestellt (vgl.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aktor an einen Auswurfkrümmer und/oder eine Klappe eines Schleifsystems eines Feldhäckslers (vgl.
Ausführungsformembodiment
Anhand der Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert, wobei die Bezugszeichen nicht für eine einschränkende Auslegung der Ansprüche zu verwenden sind. Es zeigt:
-
1 einen Feldhäcksler mit einem Auswurfkrümmer in einer seitlichen, schematischen Ansicht, -
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers der1 , -
3 ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Auswurfkrümmerkontrollsystems der2 darstellt, -
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers der1 , -
5 ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Auswurfkrümmerkontrollsystems der4 darstellt, -
6 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers der1 , -
7 ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Auswurfkrümmerkontrollsystems der6 darstellt, -
8 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers der1 , -
9 ein Flussdiagramm, das den Betrieb des AuswurfkrümmerSteuersystems der8 darstellt, nd -
10 : ein schematisches Diagramm, das die Funktionsweise der elektronischen Steuereinheit der Ausführungsformen der2 bis9 erklärt.
-
1 a forage harvester with a spout in a lateral, schematic view, -
2 a schematic representation of a first embodiment of a spout control system of the forage harvester1 , -
3 a flow chart showing the operation of the spout control system of FIG2 represents -
4 a schematic representation of a second embodiment of a spout control system of the forage harvester1 , -
5 a flow chart showing the operation of the spout control system of FIG4 represents -
6 a schematic representation of a third embodiment of a spout control system of the forage harvester1 , -
7 a flow chart showing the operation of the spout control system of FIG6 represents -
8th a schematic representation of a fourth embodiment of a discharge spout control system of the forage harvester1 , -
9 Fig. 12 is a flow chart showing the operation of the spout control system of Fig8th represents, n -
10 : a schematic diagram showing the operation of the electronic control unit of the embodiments of FIG2 until9 explained.
Ein selbstfahrender Feldhäcksler 10 in
Eine elektronische Steuereinheit 52 ist mit einer Bedienerschnittstelle 98 in der Kabine 18 verbunden, die über ein Anzeige- und Eingabemittel (Tasten) verfügt, und mit einer Auswurfkrümmerkontrolleingabeanordnung 44, die an einem Fahrhebel 40 montiert ist, mit der der Bediener die Vorwärtsgeschwindigkeit des Feldhäckslers 10 steuern kann, wobei er sich während des Erntebetriebs in Vorwärtsrichtung V bewegt. Die elektronische Steuereinheit 52 steuert über eine Ventilanordnung 48 eine Reihe von Aktoren 50, 58, die die Ausrichtung des Auswurfkrümmers 26 steuern. Ein erster Aktor 50 ist ein Hydraulikmotor 50, der ein Zahnrad 54 antreibt, das mit einem Zahnrad 56 am unteren Ende des Auswurfkrümmers 26 kämmt, um den Auswurfkrümmer 26 um eine vertikale Achse zu drehen (Details einer geeigneten Antriebsanordnung sind z.B. in
Dies wird in
Die Auswurfkrümmerkontrolleingabeanordnung 44 besteht aus einer Reihe von Tasten 68 bis 84, die vom Bediener betätigbar sind. Die Tasten 68 und 70 können betätigt werden, um den Auswurfkrümmer 26 um die vertikale Achse nach rechts (Taste 68) oder nach links (Taste 70) zu bewegen. Die Tasten 72 und 74 können betätigt werden, um den Auswurfkrümmer 26 um die horizontale Achse nach oben (Taste 74) oder nach unten (Taste 72) zu bewegen. Die Tasten 76 und 78 können betätigt werden, um die Klappe 38 nach oben (Taste 76) oder nach unten (Taste 78) zu bewegen. Die Tasten 80, 82 und 84 können verwendet werden, um gewünschte Positionen des Auswurfkrümmers 26 und der Klappe 38 zu speichern und abzurufen, wie in
Es sei darauf hingewiesen, dass in der Ausführungsform von
Nach dem Start in Schritt 100 wird in Schritt 102 geprüft, ob eine Kalibrierung der Auswurfkrümmersteuerung durchgeführt werden soll. Dies kann anhand des Zeitintervalls entschieden werden, das seit der letzten Kalibrierung verstrichen ist, zum Beispiel könnte eine Neukalibrierung alle 60 Minuten benötigt werden, und/oder der Bediener kann über die Bedienerschnittstelle 98 gefragt werden, ob eine Kalibrierung sinnvoll oder notwendig ist, und/oder eine Kalibrierung kann durchgeführt werden, wenn der Feldhäcksler 10 von einem Straßenmodus in einen Emtemodus wechselt.After starting in
Wenn in Schritt 102 eine Kalibrierung durchgeführt werden soll, folgt Schritt 104. In Schritt 104, vorzugsweise nach einer Bestätigung des Betreibers, dass Sicherheitsanforderungen erfüllt sind (z.B., dass sich außerhalb der Kabine 18 keine Person auf dem Feldhäcksler 10 befindet und der Feldhäcksler 10 ausreichend weit von jeglichem Hindernis wie Gebäuden, Bäumen und Masten entfernt ist), wird einer der Aktoren 50, 58 oder 62 von der elektronischen Steuereinheit 52 kommandiert, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen. Beispielsweise kann der Aktor 50 angewiesen werden, den Auswurfkrümmer 26 nach links zu bewegen. In Schritt 106 prüft die elektronische Steuereinheit 52, ob der Bediener eine vordefinierten Eingabe über eine oder mehrere Tasten der Auswurfkrümmerkontrolleingabeanordnung 44 und/oder der Bedienerschnittstelle 92 durchführt, um anzuzeigen, dass der Auswurfkrümmer 26 eine vorgegebene Position erreicht hat (wie es dem Bediener über die Bedienerschnittstelle 92 angezeigt werden kann). So kann der Bediener bestätigen, dass der durch Aktor 50 nach links gedrehte Auswurfkrümmer seine linke Endposition erreicht hat, in der er nach links und nach vorne gerichtet ist, kurz vor dem Anstoßen an die Kabine 18 (in dieser Ausführungsform würde es einen mechanischen Anschlag für den Auswurfkrümmer 26 geben, um eine Beschädigung der Kabine 18 zu vermeiden und/oder die Zahnräder 54, 56 wären so ausgeführt, dass der Auswurfkrümmer 26 nicht an die Kabine anstoßen kann). Wenn der Bediener die genannte Eingabe bereitstellt, folgt Schritt 108 und andernfalls Schritt 104.If a calibration is to be performed in
Die elektronische Steuereinheit 52 speichert Daten (die darauf hinweisen, dass die Endposition des Auswurfkrümmers 26 erreicht ist) in Schritt 108, und im folgenden Schritt 110 wird geprüft, ob die Kalibrierung abgeschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, da der Auswurfkrümmer 26 an eine zweite Position, z. B. in die rechte Endposition, gebracht werden soll und/oder ein anderer Aktor 58 oder 62 kalibriert werden muss, wird Schritt 112 durchgeführt, in dem die Prozedur der Schritte 104 bis 108 für die nächste Referenzposition oder den nächsten Aktor wiederholt wird. So kann der Auswurfkrümmer 26 mit dem Aktor 58 in mindestens eine vordefinierte vertikale Position bewegt werden, z.B. in die unterste Betriebs-Position und optional in die höchste Betriebs-Position, und das gleiche geschieht mit dem Aktor 62 und damit auch der Klappe 38.The
Nach Schritt 110 hat die elektronische Steuereinheit 52 also gelernt (und im Speicher gespeichert 86), dass sich der Auswurfkrümmer 26 in einer bekannten Position befindet und kann optional auch einen Zusammenhang zwischen dem an die Ventilanordnung 48 gesendeten Steuersignal und der Position des entsprechenden Aktors oder des Auswurfkrümmers 26 oder der Klappe 38 erlernen, nachdem sich der Auswurfkrümmer 26 oder die Klappe 38 von einer ersten bekannten Position in eine zweite bekannte Position bewegt hat. Zusammen mit diesen Daten wird die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit im Behälter 64 durch einen Temperatursensor 88 erfasst, der mit der elektronischen Steuereinheit 52 verbunden ist, und im Speicher 86 gespeichert, sowie die Drehzahl des Motors des Feldhäckslers 10 und damit der Pumpe 66.Thus, after
So ist die elektronische Steuereinheit 52 in Schritt 114 in der Lage, die Aktoren 50, 58 und/oder 62 automatisch zu steuern, da sie im Kalibrierverfahren zumindest gelernt hat, dass sich der Aktor 50, 58 und/oder 62 (und damit der Auswurfkrümmer 26 und die Klappe 38) in einer bekannten absoluten Referenzposition befindet. Ausgehend von dieser bekannten absoluten Referenzposition kann die elektronische Steuereinheit 52 Steuersignale an die Ventilanordnung 48 senden und aus den Steuersignalen für die Aktoren 50, 58 und/oder 62 die tatsächliche Position der Aktoren 50, 58 und/oder 62 ableiten. Mit anderen Worten dient das Kalibrierverfahren der Schritte 104 bis 112 der
Die erwähnte vorgespeicherte Beziehung zwischen Aktor-Steuersignal und Aktorbewegung kann im Speicher 86 gespeichert werden und korreliert ein Steuersignal für die Ventilanordnung 48 mit einer entsprechenden Bewegung des Aktors 50, 58 und/oder 62. Beispielsweise kann ein Steuersignal einer festen oder variablen Spannung V für eine Zeit t, das an die Ventilanordnung 48 (die mit proportionalen oder pulsweitenmodulierten Ventilen ausgestattet ist) gesendet wird, einer Drehung des Auswurfkrümmers 26 um die vertikale Achse, die durch den Aktor 50 um einen Winkel von x Grad erreicht wird, entsprechen. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit und/oder die Drehzahl eines Motors, der den Feldhäcksler 10 antreibt und damit die Betriebsgeschwindigkeit von Pumpe 66 bestimmt, als zusätzlicher Parameter enthalten. Die Beziehung kann in einer Tabelle oder auf andere geeignete Weise gespeichert werden. Wie bereits erwähnt, kann die Beziehung im Kalibrierverfahren der Schritte 104 bis 112 erlernt (oder eine vorgespeicherte Beziehung geändert) werden.The aforementioned pre-stored relationship between actuator control signal and actuator movement may be stored in
Ausgehend von der nach Schritt 110 erreichten Auswurfkrümmer- und Klappenposition kennt die elektronische Steuereinheit 52 somit die tatsächlichen absoluten Positionen der Aktoren 50, 58 und/oder 62 und empfängt Steuerbefehle über die Tasten 68 bis 78 der Auswurfkrümmerkontrolleingabeanordnung 44. Jedes Mal, wenn ein Aktor 50, 58 und/oder 62 über einen dieser Tasten 68 bis 78 per Bediener-Eingabe gesteuert wird, passt die elektronische Steuereinheit 52 die Daten über die tatsächliche absolute Position des Auswurfkrümmers 26 und/oder Klappe 38 und/oder Aktoren 50, 58 und/oder 62 entsprechend an. Soll eine tatsächliche Position des Auswurfkrümmers 26 und/oder Klappe 38 gespeichert werden (Taste 80), werden die beschriebenen Daten über die tatsächliche absolute Position verwendet. Wenn analog dazu eine gewünschte Position durch eine der Tasten 82, 84 oder eine andere vordefinierte Position des Auswurfkrümmers 26 und/oder Klappe 38 (wie eine Parkposition) vom Bediener über die Auswurfkrümmerkontrolleingabeanordnung 44 und/oder die Bedienerschnittstelle 98 abgerufen wird, werden die beschriebenen Daten hinsichtlich der Ist-Position von der elektronischen Steuereinheit 52 verwendet und die Ventilanordnung 48 entsprechend gesteuert.Based on the spout and flap position reached after
Es sei darauf hingewiesen, dass die Auswurfkrümmersteuerung der
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass in Schritt 114 das Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 52 zur Ventilanordnung 48 eine langsame Beschleunigung und eine langsame Verzögerung des Aktors 50, 58 und/oder 62 während des Beginns und des Endes der Bewegung gemäß
Eine zweite Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers 10 der
In der Ausführungsform der
In
Eine dritte Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers 10 der
In der Ausführungsform der
In
Eine vierte Ausführungsform eines Auswurfkrümmerkontrollsystems des Feldhäckslers 10 von
In der Ausführungsform der
In
Da in der vierten Ausführungsform die Sensoren 98a, 98b und 98c vorgesehen sind, ist die Auswurfkrümmersteuerung der vierten Ausführungsform vorzugsweise kein offenes Regelsystem wie die erste, zweite und dritte Ausführungsform, sondern ein geschlossenes Regelsystem, bei dem die elektronische Steuereinheit 52 in Schritt 114 die von den Sensoren 98a, 98b und 98c bereitgestellten Signale als Rückkopplungssignale zur Steuerung der Aktoren 50, 58 und 62 verwendet. Die in Schritt 106 erhaltenen Daten werden verwendet, um die relativen Daten der Sensoren 98a, 98b und 98c in absolute Werte umzuwandeln, die die Position des Auswurfkrümmers 26 und/oder Klappe 38 darstellen (wie im Stand der Technik bekannt, aber dort basierend auf der Bedienerinteraktion).Since the
Es wäre möglich, die vierten Ausführungsformen von
Schließlich ist es offensichtlich, dass die erste, zweite und dritte Ausführungsform eine offene Schleifensteuerung der Aktoren 50, 58 und/oder 62 bieten, die sich nicht auf Rückkopplungssensoren wie die Sensoren 98a, 98b und 98c der vierten Ausführungsform verlassen muss. Stattdessen werden die an die Ventilanordnung 48 gesendeten Steuersignale und die bekannten Betriebsparameter des Hydrauliksystems von der elektronischen Steuereinheit 52 zur Identifizierung von Positionsänderungen verwendet, während eine erste Referenzposition der Aktoren 50, 58 und/oder 62 anhand des Bedienereingangs (erste Ausführungsform) oder eines Schalters oder Sensors (zweite und dritte Ausführungsform) bestimmt wird, der erkennt, wenn sich der Auswurfkrümmer 26 und/oder die Klappe 38 in einer bekannten Position befindet.Finally, it is obvious that the first, second and third embodiment is an open provide loop control of
Die erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsform ermöglichen eine halb- oder vollautomatische Kalibrierung eines offenen Schleifensystems (erste, zweite und dritte Ausführungsform) und eines geschlossenen Schleifensystems (vierte Ausführungsform), ohne dass ein Bedienereingriff für die Kalibrierung erforderlich wäre, mit Ausnahme der ersten Ausführungsform. Die Open-Loop-Systeme können auch als Fallbacklösung eingesetzt werden, wenn in der vierten Ausführungsform ein Sensor 98a, 98b oder 98c ausfallen sollte. Die elektronische Steuereinheit 52 der vierten Ausführungsform kann somit in einen Fallback-Modus wechseln, der nach der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform arbeitet und als offenes Regelwerk arbeitet, sobald die elektronische Steuereinheit 52 erkennen sollte, dass mindestens einer der Sensoren 98a, 98b oder 98c kein Signal oder ein Signal liefert, das erheblich von einem erwarteten Wert abweicht.The first, second, third, and fourth embodiments allow for semi or fully automatic calibration of an open loop system (first, second, and third embodiments) and a closed loop system (fourth embodiment) without requiring operator intervention for calibration, except for the first embodiment. The open-loop systems can also be used as a fallback solution if a
Schließlich ist zu beachten, dass das beschriebene Kontrollsystem nicht auf die Steuerung des Auswurfkrümmers 26 und/oder der Klappe 38 eingeschränkt ist, sondern für jeden Aktor an der Erntemaschine 10 oder auf jeder anderen Art von Erntemaschine, wie z. B. einem Mähdrescher, verwendet werden kann, bei dem ein Element unter offener oder geschlossener Schleifensteuerung durch einen Aktor zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegt wird. Zum Beispiel kann die Höhe der Ernteaufnahmevorrichtung 20, die Position eines klappbaren Flügels der Erntevorrichtung 20 (vgl.
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