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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Korrektureinstellungen für einen landwirtschaftlichen Pflug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Pflugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11, ein Steuerungssystem zum Einstellen von Korrektureinstellungen an einem landwirtschaftlichen Pflug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14 und einen Maschinenverbund nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 16.
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Vor der Bodenbearbeitung auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels eines landwirtschaftlichen Pflugs ist es regelmäßig erforderlich, dass eine geeignete Vorderfurchenbreite, eine beabsichtigte Arbeitsbreite und/oder ein geeigneter Zugpunkt an dem landwirtschaftlichen Pflug eingestellt wird. In diesem Zusammenhang bestehen Bestrebungen, die Einstellung des Pflugs weitestgehend zu automatisieren, sodass eine manuelle Einstellung durch den Bediener entfällt oder vereinfacht wird.
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Aus den Druckschriften
EP 1 776 851 A1 und
EP 1 338 186 A2 ist beispielsweise die automatische Verstellung der Vorderfurchenbreite bekannt. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise eine GPS-Antenne direkt am Pflugkörper eingesetzt werden. Alternativ kann die Ortsbestimmung während der Bodenbearbeitung über eine GPS-Antenne am Traktor erfolgen.
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Aus der Druckschrift
EP 3 777 498 A1 ist ferner die Ausgabe von Einstellempfehlungen bekannt. Das Dokument schlägt neben einer automatischen Anpassung der Maschineneinstellungen auch die Ausgabe eines Einstellvorschlags vor.
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Insofern ist es bereits bekannt, Positionsdaten eines Maschinenverbunds während der Bodenbearbeitung entlang einer Fahrspur auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche zu erfassen und diese Positionsdaten zur Ermittlung von Korrektureinstellungen für einen Pflug zu verwenden. Bisher werden zur Einstellung des Pflugs jedoch nur Positionsdaten aus der aktuellen Fahrspur verwendet. Da beim Pflügen jedoch auch stets die bereits erfolgte Bodenbearbeitung in der zuletzt befahrenen Fahrspur zu berücksichtigen ist, können die bekannten Konzepte zur Korrektur der Pflugeinstellungen etwaige Einstellfehler nur bedingt korrigieren.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die Einstellungen an einem landwirtschaftlichen Pflug noch präziser an die sich verändernde Bearbeitungssituation auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche anpassen zu können.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Ermitteln von Korrektureinstellungen der eingangs genannten Art, wobei eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung die Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang einer im Wesentlichen parallel zu der zumindest einen Referenzfahrspur verlaufenden Folgefahrspur in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund berechnet.
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Bei der Berechnung der Korrektureinstellungen wird also die Maschinenposition in einer oder mehreren vorherigen Fahrspuren berücksichtigt. Der bereits in der Referenzfahrspur vorhandene Fehler wird während der Bearbeitung entlang der Referenzfahrspur ermittelt und in der Folgefahrspur ausgeglichen. Da während der Bearbeitung in der Folgefahrspur nicht nur aktuelle Positionsdaten, sondern auch Positionsdaten aus einer oder mehreren vorherigen Fahrspuren berücksichtigt werden, können wesentlich präzisere Korrektureinstellungen für den landwirtschaftlichen Pflug ermittelt werden.
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Der Referenzpunkt und/oder die Positionserfassungseinrichtung befinden sich vorzugsweise an dem Zugfahrzeug. Der Referenzpunkt kann beispielsweise die Position sein, an welcher sich die Positionserfassungseinrichtung befindet. Somit kann ein vergleichsweise einfacher Pflug eingesetzt werden, beispielsweise ist keine GPS-Antenne am Pflug erforderlich. Da GPS an einem als Traktor ausgebildeten Zugfahrzeug üblicherweise ohnehin vorhanden ist, erfordert das erfindungsgemäße Verfahren keine Nachrüstung einer entsprechenden Positionserfassungseinrichtung. Die Positionserfassungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Positionsdaten satellitengestützt zu erfassen. Die Positionserfassungseinrichtung kann einen GPS-Empfänger umfassen. Der GPS-Empfänger kann dazu eingerichtet sein, in einem RTK-GPS-System verwendet zu werden. Die Referenzfahrspur und die Folgefahrspur können parallel oder zumindest annähernd parallel verlaufen. Es können geringe Abweichungen vom Parallelverlauf auftreten. Die Referenzfahrspur und die Folgefahrspur können beispielsweise auch zumindest leicht aufeinander zulaufen oder leicht auseinanderlaufen. Die Referenzfahrspur und die Folgefahrspur können konvergent zueinander verlaufen.
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Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung kann Bestandteil des landwirtschaftlichen Pflugs oder des Zugfahrzeugs sein. Alternativ kann die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung Bestandteil eines externen Geräts sein, welches signalleitend mit dem Pflug und/oder dem Zugfahrzeug verbunden ist. Beispielsweise ist die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung Bestandteil eines Terminals, beispielsweise eines ISOBUS-Terminals.
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Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem erste Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund an einem oder mehreren ersten Messpunkten auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels der Positionserfassungseinrichtung während der Bodenbearbeitung entlang einer ersten Referenzfahrspur auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich werden zweite Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund an einem oder mehreren zweiten Messpunkten auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels der Positionserfassungseinrichtung während der Bodenbearbeitung entlang einer im Wesentlichen parallel zu der ersten Referenzfahrspur verlaufenden zweiten Referenzfahrspur auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst. Die erste Referenzfahrspur, die zweite Referenzfahrspur und die Folgefahrspur können parallel oder zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen. Es können geringe Abweichungen vom Parallelverlauf auftreten. Die zweite Referenzfahrspur folgt vorzugsweise auf die erste Referenzfahrspur und/oder ist direkt benachbart zu der ersten Referenzfahrspur. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit der ersten und zweiten Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund. In diesem Fall werden also Positionsdaten aus zumindest zwei vorherigen Fahrspuren zur Ermittlung von Korrektureinstellungen für die Folgefahrspur berücksichtigt.
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Zusätzlich können weitere Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund an einem oder mehreren weiteren Messpunkten auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels der Positionserfassungseinrichtung während der Bodenbearbeitung entlang einer oder mehreren im Wesentlichen parallel zu der ersten und/oder zweiten Referenzfahrspur verlaufenden weiteren Referenzfahrspuren auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst werden. Die weiteren Referenzfahrspuren können beispielsweise eine dritte Referenzfahrspur, ggf. eine vierte Referenzfahrspur und ggf. eine fünfte Referenzfahrspur umfassen. Die die erste Referenzfahrspur, die zweite Referenzfahrspur, die eine oder die mehreren weiteren Referenzfahrspuren und die Folgefahrspur können parallel oder zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen. Es können geringe Abweichungen vom Parallelverlauf auftreten. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt vorzugsweise auch in Abhängigkeit der weiteren Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund. In diesem Fall werden also Positionsdaten aus den weiteren Fahrspuren zur Ermittlung von Korrektureinstellungen für die Folgefahrspur berücksichtigt. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ersten Positionsdaten und die zweiten Positionsdaten derart erfasst, dass der eine oder die mehreren ersten Messpunkte und der eine oder die mehreren zweiten Messpunkte im Wesentlichen auf gleicher Höhe der Referenzfahrspuren liegen. Vorzugsweise liegen die ersten Messpunkte und die zweiten Messpunkte also auf quer zur Fahrtrichtung bzw. Arbeitsrichtung verlaufenden Abstandslinien. Alternativ oder zusätzlich können auf Grundlage der Positionsdaten auch Messpunktersatzwerte von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung berechnet werden, sodass die Messpunkte nicht zwangsläufig auf gleicher Höhe der Referenzfahrspuren liegen müssen. Die Messpunktersatzwerte können beispielsweise auf Grundlage von Verbindungslinien zwischen aufeinander folgenden ersten Messpunkten bzw. auf Grundlage von Verbindungslinien von aufeinander folgenden zweiten Messpunkten berechnen werden. Über die Annahme der lokalen Parallelität kann auch über die Fahrtrichtung und dem Winkel zwischen Fahrtrichtung und der Verbindungslinie der zu betrachtenden Punkte die Länge der Abstandslinien (z.B. über das Kreuzprodukt) berechnet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass eine an dem einen oder den mehreren Messpunkten eingestellte Schnittbreite der Pflugkörper des Pflugs und/oder eine an dem einen oder den mehreren Messpunkten eingestellte Arbeitsbreite des Pflugs erfasst wird. Das Erfassen der Schnittbreite der Pflugkörper und/oder der Arbeitsbreite des Pflugs kann entweder auf Basis von Sensordaten oder auf Basis von Steuerungs- oder Einstelldaten erfolgen. Beispielsweise wird an dem einen oder den mehreren Messpunkten die aktuelle Pflugeinstellung ausgelesen, um auf diese Weise die eingestellte Schnittbreite der Pflugkörper des Pflugs und/oder die eingestellte Arbeitsbreite des Pflugs zu erfassen. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit der an dem einen oder den mehreren Messpunkten eingestellten Schnittbreiten der Pflugkörper des Pflugs und/oder in Abhängigkeit der an dem einen oder den mehreren Messpunkten eingestellten Arbeitsbreite des Pflugs. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung berücksichtigt beim Ermitteln der Korrektureinstellungen also nicht nur den Bewegungspfad des Maschinenverbunds bzw. des Pflugs in einer oder mehreren vorherigen Fahrspuren, sondern auch die während des Befahrens der einen oder mehreren vorherigen Fahrspuren eingestellten Bearbeitungsparameter, wie etwa die Schnittbreite der Pflugkörper des Pflugs und/oder die eingestellte Arbeitsbreite des Pflugs.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Messpunktabstände zwischen einem ersten Messpunkt oder einer Verbindungslinie mehrerer erster Messpunkte und einem zweiten Messpunkt oder einer Verbindungslinie mehrerer zweiter Messpunkte ermittelt. Die Messpunktabstände betreffen Querabstände, also Abstände quer zur Bearbeitungs- bzw. Fahrrichtung, zwischen den Referenzfahrspuren. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit einer Differenz zwischen zumindest einem Messpunktabstand und der Summe der eingestellten Schnittbreiten der Pflugkörper des Pflugs oder der Differenz zwischen zumindest einem Messpunktabstand und der eingestellten Arbeitsbreite des Pflugs. Wenn der Messpunktabstand größer ist als die Summe der eingestellten Schnittbreiten der Pflugkörper des Pflugs oder als die eingestellte Arbeitsbreite des Pflugs ist die Schnittbreite der Pflugkörper des Pflugs oder die Arbeitsbreite des Pflugs in der Folgefahrspur zu reduzieren. Wenn der Messpunktabstand kleiner als die Summe der Schnittbreiten der Pflugkörper des Pflugs oder der Arbeitsbreite des Pflugs ist, ist die Schnittbreite der Pflugkörper oder die Arbeitsbreite in der Folgefahrspur zu erhöhen. Die Messpunktabstände können auch auf Grundlage von Messpunktersatzwerten ermittelt werden. Beispielsweise wird hierzu der Abstand eines ersten Messpunkts zu einer die zweiten Messpunkte verbindenden Verbindungslinie berechnet. Alternativ kann der Abstand zwischen einer zwei erste Messpunkte miteinander verbindenden Verbindungslinie und einem zweiten Messpunkt berechnet werden. Insbesondere bietet sich weiterhin die Möglichkeit an, die Messpunktabstände über den Fahrtrichtungsvektor und den Verbindungsvektor (mittels des Kreuzproduktes) zu berechnen. Beispielsweise kann die Vorderfurche an den Messpunkten individuell entsprechend der jeweils bestimmten Differenz zwischen zumindest einem Messpunktabstand und der Summe der eingestellten Schnittbreiten des Pflugs oder der Differenz zwischen zumindest einem Messpunktabstand und der eingestellten Arbeitsbreite des Pflugs korrigiert werden. Alternativ kann für die Folgefahrspur vorab ein Mittelwert aus den zuvor ermittelten Differenzen bestimmt und die Vorderfurche entsprechend einmalig für die Folgefahrspur eingestellt werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird einer oder werden mehrere Abstände zwischen einem oder mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Referenzfahrspur und einem vorgegebenen Sollverlauf für die Folgefahrspur ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird ein oder werden mehrere Abstände zwischen einem oder mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Folgefahrspur und dem vorgegebenen Sollverlauf für die Folgefahrspur ermittelt. Die Abstandsbeziehung zu dem Sollverlauf für die Folgefahrspur wird also bereits in der der Folgefahrspur vorgehenden Fahrspur ermittelt. Darüber hinaus wird die Einhaltung des Sollverlaufs für die Folgefahrspur beim Befahren der Folgefahrspur ermittelt. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit des einen oder mehreren Abstände zwischen dem einen oder den mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Referenzfahrspur und dem vorgegebenen Sollverlauf für die Folgefahrspur und/oder in Abhängigkeit des einen oder der mehreren Abstände zwischen dem einen oder den mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Folgefahrspur und dem vorgegebenen Sollverlauf für die Folgefahrspur. Durch die Überwachung der Beabstandung zum Sollverlauf der Folgefahrspur während des Befahrens der Referenzfahrspur und während des Befahrens der Folgefahrspur kann eine bereits in der Referenzfahrspur vorliegende Fehleinstellung des Pflugs berücksichtigt werden.
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Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, bei welchem ein oder mehrere Abstände zwischen einem oder mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Folgefahrspur und einem vorgegebenen Sollverlauf für eine im Wesentlichen parallel und benachbart zur der Folgefahrspur verlaufende Anschlussfahrspur ermittelt werden. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit des einen oder der mehreren Abstände zwischen dem einen oder den mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Folgefahrspur und dem vorgegebenen Sollverlauf für die Anschlussfahrspur. Während des Befahrens der Folgefahrspur wird vorzugsweise die Abstandsbeziehung zum Sollverlauf der Folgefahrspur und zum Sollverlauf der nachfolgenden Anschlussfahrspur untersucht. Beide Abstandsbeziehungen werden beim Ermitteln der Korrektureinstellungen berücksichtigt.
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Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur in Abhängigkeit der Geometrie des Zugfahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit der Position der Reifeninnenkante des Zugfahrzeugs erfolgt. Die Reifeninnenkante des Zugfahrzeugs befindet sich üblicherweise im Übergang zwischen dem bereits gepflügten und dem noch ungepflügten Boden. Insofern stellt die Position der Reifeninnenkante des Zugfahrzeugs Informationen zu einer Bearbeitungsreferenzkante zur Verfügung, bis zu welcher die Bearbeitung in der aktuellen Fahrspur zu erfolgen hat. Unter Berücksichtigung der Position der Reifeninnenkante können somit beispielsweise präzise Einstellung für die Vorderfurchenbreite ermittelt werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Position der Reifeninnenkante des Zugfahrzeugs und/oder der Abstand zwischen Reifeninnenkante und der Position der Positionserfassungseinrichtung zum Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur mit einem Abstand zwischen einem oder mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Folgefahrspur und dem vorgegebenen Sollverlauf für die Folgefahrspur verglichen und/oder verrechnet. Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass der Differenzwert der Vorderfurche aus der Differenz zwischen dem Abstand zwischen Reifeninnenkante und der Position der Positionserfassungseinrichtung und dem Abstand zwischen dem einen oder den mehreren Messpunkten entlang der zumindest einen Folgefahrspur und dem vorgegebenen Sollverlauf für die Folgefahrspur ermittelt wird.
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Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem die berechneten Korrektureinstellungen Einstellvorgaben zur Korrektur der Vorderfurchenbreite, Einstellvorgaben zur Korrektur der Arbeitsbreite und/oder Einstellvorgaben zur Korrektur des Zugpunkts umfassen. Durch die Korrektur des Zugpunkts wird vorzugsweise eine Drehung des Trägerrahmens des Pflugs, an welchem die Pflugkörper befestigt sind, verursacht. Durch die Drehung des Trägerrahmens und die damit verbundene Verschwenkung der Pflugkörper kommt es zu einer Schnittbreitenverstellung an den jeweiligen Pflugkörpern und somit auch zu einer Veränderung der Arbeitsbreite. Die Korrektur der Vorderfurchenbreite kann beispielsweise durch eine Parallelverschiebung des Trägerrahmens, an welchem die Pflugkörper befestigt sind, erfolgen. Die Korrektureinstellungen können auch eine gleichzeitige Verstellung von Vorderfurchenbreite und Zugpunkt erfordern.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Pflugs der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Ermitteln der Korrektureinstellungen nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erfolgt. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des Verfahrens zum Steuern eines landwirtschaftlichen Pflugs wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln von Korrektureinstellungen für einen landwirtschaftlichen Pflug verwiesen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die ermittelten Korrektureinstellungen für den Pflug während der Bodenbearbeitung auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels einer elektronischen Anzeige- und Bedieneinheit angezeigt. Die elektronische Anzeige- und Bedieneinheit kann beispielsweise ein Terminal, insbesondere ein ISOBUS-Terminal, oder ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, sein. Das Verfahren kann ferner das Ausgeben einer Bedieneraufforderung über die elektronische Anzeige- und Bedieneinheit umfassen, wobei ein Bediener über die Bedieneraufforderung ein selbsttätiges Einstellen der ermittelten Korrektureinstellungen veranlassen kann. Beispielsweise wird der Bediener über eine durch Berührung betätigbare Schaltfläche auf der Anzeige- und Bedieneinheit aufgefordert, die selbsttätige Einstellung der ermittelten Korrektureinstellungen zu veranlassen. Das Verfahren kann ferner das Veranlassen eines selbsttätigen Einstellens der ermittelten Korrektureinstellungen für den Pflug während der Bodenbearbeitung auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche über einen oder mehrere Einstellaktoren des Pflugs umfassen. Das Veranlassen des selbsttätigen Einstellens der ermittelten Korrektureinstellungen für den Pflug erfolgt vorzugsweise infolge einer durch einen Bediener über die elektronische Anzeige- und Bedieneinheit bestätigte Bedieneraufforderung. Die Einstellaktoren des Pflugs können elektrische, hydraulische oder pneumatische Aktoren sein, mit welchen beispielsweise die Vorderfurchenbreite, die Arbeitsbreite und/oder der Zugpunkt eingestellt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Korrektureinstellungen kontinuierlich während der Bodenbearbeitung auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche ermittelt werden und die ermittelten Korrektureinstellungen für den Pflug während der Bodenbearbeitung auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche kontinuierlich über einen oder mehrere Einstellaktoren des Pflugs selbsttätig eingestellt werden. Die kontinuierliche und selbsttätige Ermittlung der Korrektureinstellungen und die selbsttätige und kontinuierliche Einstellung der Korrektureinstellungen führt zu einer automatisierten Pflugeinstellung, welche während des gesamten Bearbeitungsvorgangs die optimale Pflugeinstellung gewährleistet. Das Bearbeitungsergebnis wird durch eine solche automatisierte Pflugeinstellung erheblich verbessert. Ferner wird der Bedienaufwand während des Bearbeitungsvorgangs erheblich reduziert und der Bedienkomfort des landwirtschaftlichen Pflugs erheblich gesteigert.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Steuerungssystem der eingangs genannten Art gelöst, wobei das erfindungsgemäße Steuerungssystem eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, die Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang einer im Wesentlichen parallel zu der zumindest einen Referenzfahrspur verlaufenden Folgefahrspur in Abhängigkeit der erfassten Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund zu berechnen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems ist dieses dazu eingerichtet, das Verfahren zum Ermitteln von Korrektureinstellungen für einen landwirtschaftlichen Pflug nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und/oder das Verfahren zum Steuern eines landwirtschaftlichen Pflugs nach einer der vorstehenden Ausführungsformen auszuführen. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems wird somit auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln von Korrektureinstellungen für einen landwirtschaftlichen Pflug und auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines landwirtschaftlichen Pflugs verwiesen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch einen Maschinenverbund der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Steuerungssystem des erfindungsgemäßen Maschinenverbunds nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Maschinenverbunds wird auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Steuerungssystems verwiesen.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 einen Maschinenverbund samt einem erfindungsgemäßen Steuerungssystem in einer schematischen Darstellung;
- 2 die Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche mit dem in der 1 dargestellten Maschinenverbund vor der Umsetzung von Korrektureinstellungen;
- 3 die Bearbeitung einer weiteren landwirtschaftlichen Nutzfläche mit dem in der 1 dargestellten Maschinenverbund vor der Umsetzung von Korrektureinstellungen;
- 4 einen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuerten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche zu unterschiedlichen Zeitpunkten;
- 5 den in der 4 abgebildeten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang einer ersten Referenzfahrspur;
- 6 den in der 4 abgebildeten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang einer zweiten Referenzfahrspur;
- 7 den in der 4 abgebildeten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang einer Folgefahrspur;
- 8 den in der 4 abgebildeten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang einer Folgefahrspur;
- 9 einen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuerten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang einer Referenzfahrspur; und
- 10 den in der 9 abgebildeten Maschinenverbund während der Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang einer Folgefahrspur.
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Die 1 zeigt einen Maschinenverbund 100 mit einem als Traktor ausgebildeten Zugfahrzeug 10 und einem landwirtschaftlichen Pflug 20. Das Zugfahrzeug 10 weist eine als Dreipunktkraftheber ausgebildete Kupplungsvorrichtung 12 auf. Die Kupplungsvorrichtung 22 des Pflugs 20 ist in die Unterlenker der zugfahrzeugseitigen Kupplungsvorrichtung 12 eingehangen.
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Der Pflug 20 umfasst einen Trägerrahmen 24, an welchem mehrere, in diesem Ausführungsbeispiel sechs, Pflugkörper 26a-26f angeordnet sind. Zur Einstellung des Pflugs 20 kann durch eine Korrektur des Zugpunktes die Drehung des Trägerrahmens 24 verursacht werden. Durch die Drehung des Trägerrahmens 24 und die damit verbundene Verschwenkung der Pflugkörper 26a-26f kommt es zu einer Veränderung der Schnittbreite SB an den jeweiligen Pflugkörpern 26a-26f und somit auch zu einer Veränderung der Arbeitsbreite AB. Durch eine Parallelverschiebung und/oder eine Verschiebung quer zur Arbeits- bzw. Fahrtrichtung des Trägerrahmens 24 kann die Korrektur der Vorderfurchenbreite VFB erfolgen.
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Der Pflug 20 kann einen oder mehrere Einstellaktoren umfassen, über welche der Pflug 20 einstellbar ist. Die Einstellaktoren sind mit einer pflugseitigen Steuereinheit 28 verbunden, wobei die Aktoren über die Steuereinheit 28 betätigt werden können. Die Steuereinheit 28 ist signalleitend, entweder direkt oder über das Zugfahrzeug 10, mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 30 verbunden. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 30 ist ein Terminal, hier beispielhaft ein ISOBUS-Terminal. Die Datenverarbeitungseinrichtung 30 bildet gemeinsam mit einer Positionserfassungseinrichtung 14 des Zugfahrzeugs 10 ein Steuerungssystem 40. Die Positionserfassungseinrichtung 14 ist dazu eingerichtet, satellitengestützt Positionsdaten zu erfassen. Die Positionserfassungseinrichtung 14 umfasst einen GPS-Empfänger. Alternativ oder zusätzlich dazu, kann die Positionserfassungseinrichtung 14 für eine noch höhere Genauigkeit auch als RTK-GPS-System ausgebildet sein. Die Positionserfassungseinrichtung 14 ist an einem Referenzpunkt an dem Zugfahrzeug 10 verbaut.
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Mittels des Steuerungssystems 40 können Korrektureinstellungen an dem landwirtschaftlichen Pflug 20 während der Bodenbearbeitung auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche ermittelt und eingestellt werden.
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Die 2 und 3 zeigen beispielhaft Bearbeitungssituationen, in denen die Einstellungen am Pflug 20 während der Bearbeitung zu korrigieren sind, um ein akzeptables Bearbeitungsergebnis zu erreichen.
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Die 2 zeigt einen Pflugzustand, welcher sich bei der Bearbeitung schwerer Böden oder während der Bodenbearbeitung in Hanglagen ergibt, wenn sich das Tal links der Fahrrichtung F befindet. In der dargestellten Situation liegt eine zu schmale Vorderfurchenbreite VFB vor, obwohl eine vorgegebene Sollfahrspur befahren wird. Dieser Bearbeitungsfehler beeinflusst auch die nachfolgende Bearbeitung und ist zur Umsetzung eines beabsichtigten Bearbeitungsergebnisses unbedingt zu vermeiden.
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Die 3 zeigt einen Pflugzustand, welcher sich bei der Bearbeitung eines leichten Bodens oder eines Bodens mit Hanglage und einem Tal rechts der Fahrtrichtung F ergibt. Die Vorderfurchenbreite VFB ist in diesem Fall zu groß. Auch diese Situation sollte dringend vermieden werden.
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Die 4 zeigt ein Bodenbearbeitungsszenario, bei welchem der Pflug 20 des Maschinenverbunds 100 zur Optimierung des Bearbeitungsergebnisses gesteuert wird. Während der Bearbeitung werden kontinuierlich Korrektureinstellungen ermittelt, wobei die ermittelten Korrektureinstellungen für den Pflug 20 während der Bodenbearbeitung kontinuierlich über einen oder mehrere Einstellaktoren des Pflugs 20 selbsttätig eingestellt werden. Das Ermitteln der Korrektureinstellungen für den Pflug 20 erfolgt entlang der Referenzfahrspuren RF1, RF2. Die berechneten Korrektureinstellungen können dann für die Bearbeitung der landwirtschaftlichen Nutzfläche entlang der Folgefahrspur FF, welche sich an die Referenzfahrspuren RF1, RF2 anschließt, eingestellt werden.
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Wie in der 5 dargestellt, werden zum Ermitteln der Korrektureinstellungen für den Pflug 20 zunächst erste Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund 100 an mehreren Messpunkten M1a-M1c auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels der Positionserfassungseinrichtung 14 während der Bodenbearbeitung entlang der ersten Referenzfahrspur RF1 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst.
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Wie in der 6 dargestellt, werden dann zweite Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund 100 an mehreren Messpunkten M2aM2c auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche mittels der Positionserfassungseinrichtung 14 während der Bodenbearbeitung entlang einer im Wesentlichen parallel zu der ersten Referenzfahrspur RF1 verlaufenden zweiten Referenzfahrspur RF2 auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche erfasst. Die zweite Referenzfahrspur RF2 folgt auf die erste Referenzfahrspur RF1 und ist direkt benachbart zu der ersten Referenzfahrspur RF1 angeordnet.
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Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur FF erfolgt mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 30 in Abhängigkeit der ersten und zweiten Positionsdaten des Referenzpunkts an dem Maschinenverbund 100. Die ersten Positionsdaten und die zweiten Positionsdaten werden derart erfasst, dass die Messpunkte M1a-M1c und die Messpunkte M2a-M2c im Wesentlichen auf gleicher Höhe der Referenzfahrspuren RF1, RF2 liegen. Die ersten und zweiten Messpunkte liegen also auf quer zur Fahrt- bzw. Arbeitsrichtung verlaufenden Abstandslinien. Die Messpunkte müssen nicht zwangsläufig auf gleicher Höhe erfasst werden. Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 30 kann auch Messpunktersatzwerte berechnen, welche auf gleicher Höhe der Referenzfahrspuren RF1, RF2 liegen. Die Messpunktersatzwerte können beispielsweise für Positionen ermittelt werden, welche zwischen zwei voneinander in Fahrtrichtung beabstandeten Messpunkten liegen. Es können aber auch mathematische Methoden auf Basis von Vektorrechnung (z.B. Kreuzprodukt) verwendet werden, um die nötigen Werte zu berechnen.
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Die elektronische Datenverarbeitungseinrichtung 30 ermittelt dann Messpunktabstände Aa-Ac zwischen den Messpunkten M1a-M1c und den Messpunkten M2a-M2c. Außerdem wird die an den Messpunkten M1a-M1c, M2a-M2c eingestellte Schnittbreite SB der Pflugkörper 26a-26f des Pflugs 20 und/oder die an den Messpunkten M1a-M1c, M2a-M2c eingestellte Arbeitsbreite AB des Pflugs 20 erfasst.
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Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur FF wird von der elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung 30 dann in Abhängigkeit der Differenz zwischen den Messpunktabständen Aa-Ac und der Summe der eingestellten Schnittbreiten SB der Pflugkörper 26a-26f des Pflugs 20 oder der Differenz zwischen den Messpunktabständen Aa-Ac und der eingestellten Arbeitsbreite AB des Pflugs 20 ausgeführt. Die berechneten Korrektureinstellungen für den Pflug 20 können dann über eine elektronische Anzeige- und Bedieneinheit, beispielsweise über ein Terminal, angezeigt werden. Der Bediener kann über die elektronische Anzeige- und Bedieneinheit aufgefordert werden, die Vornahme der ermittelten Korrektureinstellungen zu veranlassen. Wenn der Bediener über die elektronische Anzeige- und Bedieneinheit die Bedieneraufforderung bestätigt, wird beispielsweise ein selbsttätiges Einstellen der ermittelten Korrektureinstellungen für den Pflug 20 während der Bodenbearbeitung über Einstellaktoren des Pflugs 20 veranlasst.
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Die 7 zeigt eine messpunktindividuelle selbsttätige Einstellung der Vorderfurchenbreite VFB an dem Pflug 20 auf Höhe der Messpunkte M1a-M1c, M2a-M2c.
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Die 8 zeigt ein alternatives Steuerkonzept, wonach für die Folgefahrspur FF vorab ein Mittelwert aus den zuvor ermittelten Differenzen zwischen den Messpunktabständen Aa-Ac und der Summe der eingestellten Schnittbreiten SB der Pflugkörper 26a-26f bestimmt wird, sodass die Vorderfurchenbreite VFB auf Basis dieses Mittelwerts einmalig für die gesamte Folgefahrspur FF eingestellt wird.
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Die 9 und 10 zeigen eine alternative Ermittlungsmethode für die Korrektureinstellungen.
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Wie in der 9 dargestellt, wird zunächst ein Abstand A1 zwischen einem Messpunkt M1 entlang der Referenzfahrspur RF und einem vorgegebenen Sollverlauf SVFF für die Folgefahrspur FF ermittelt. In der dargestellten Bearbeitungssituation ist die Vorderfurche um den Differenzwert ΔVF zu breit. Hierdurch ergibt sich eine um den Differenzwert ΔAB zu große Arbeitsbreite.
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Wie in der 10 dargestellt, wird anschließend ein Abstand A2 zwischen einem Messpunkt M2 entlang der Folgefahrspur FF und dem vorgegebenen Sollverlauf SVFF für die Folgefahrspur FF ermittelt. Ferner wird der Abstand ARI zwischen Reifeninnenkante RI und der Position der Positionserfassungseinrichtung 14 berücksichtigt. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur FF erfolgt also auch in Abhängigkeit der Geometrie des Zugfahrzeugs 10, nämlich in Abhängigkeit der Position der Reifeninnenkante RI des Zugfahrzeugs 10. Das Berechnen der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur FF erfolgt dann in Abhängigkeit des Abstands A2 zwischen dem Messpunkt M2 entlang der Folgefahrspur FF und dem vorgegebenen Sollverlauf SVFF für die Folgefahrspur FF und des Abstands ARI zwischen Reifeninnenkante RI und der Position der Positionserfassungseinrichtung 14. Die Differenz zwischen dem Abstand A2 und dem Abstand ARI ist der Fehler in der Vorderfurche.
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Ferner können die erfassten bzw. ermittelten Schnittbreiten SB bzw. die Arbeitsbreite AB des Pflugs 20 weiterhin durch eine Verrechnung mit den Abständen A1 und A2 berücksichtigt werden.
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Zur weiteren Präzisierung kann ferner der Abstand A3 zwischen dem Messpunkt M2 entlang der Folgefahrspur FF und einem vorgegebenen Sollverlauf SVAF für eine im Wesentlichen parallel und benachbart zu der Folgefahrspur FF verlaufenden Anschlussfahrspur ermittelt werden. Die Berechnung der Korrektureinstellungen für die Bodenbearbeitung entlang der Folgefahrspur FF kann somit also auch in Abhängigkeit des Abstands A3 zwischen dem Messpunkt M2 und dem Sollverlauf SVAF für die Anschlussfahrspur erfolgen. Außerdem könnten die Abstände A2 und ARI genutzt werden, um Korrekturen in der Anschlussfahrspur vorzunehmen.
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Insbesondere kann bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich die Position der Reifeninnenkante RI des Zugfahrzeugs 10 und/oder der Abstand ARI zwischen Reifeninnenkante RI und der Position der Positionserfassungseinrichtung 14 mit dem Abstand A2 verglichen und/oder verrechnet wird. Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass der Differenzwert ΔVF der Vorderfurche aus der Differenz zwischen dem Abstand ARI und dem Abstand 2 ermittelt wird.
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Die berechneten Korrektureinstellungen können Einstellvorgaben zur Korrektur der Vorderfurchenbreite VFB, Einstellvorgaben zur Korrektur der Arbeitsbreite AB und/oder Einstellvorgaben zur Korrektur des Zugpunkts umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zugfahrzeug
- 12
- Kupplungsvorrichtung
- 14
- Positionserfassungseinrichtung
- 20
- Pflug
- 22
- Kupplungsvorrichtung
- 24
- Trägerrahmen
- 26a-26f
- Pflugkörper
- 28
- Steuereinheit
- 30
- Datenverarbeitungseinrichtung
- 40
- Steuerungssystem
- 100
- Maschinenverbund
- AB
- Arbeitsbreite
- Aa-Ac
- Messpunktabstände
- A1-A3
- Abstände
- ARI
- Abstand
- F
- Fahrtrichtung
- FF
- Folgefahrspur
- M1, M2
- Messpunkte
- M1a-M1c
- Messpunkte
- M2a-M2c
- Messpunkte
- RI
- Reifeninnenkante
- RF, RF1, RF2
- Referenzfahrspuren
- SB
- Schnittbreite
- SVFF
- Sollverlauf
- SVAF
- Sollverlauf
- VFB
- Vorderfurchenbreite
- ΔVF
- Differenzwert
- ΔAB
- Differenzwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1776851 A1 [0003]
- EP 1338186 A2 [0003]
- EP 3777498 A1 [0004]