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Dokumentenidentifikation DE102005000771A1 24.08.2006
Titel Verfahren zur Steuerung einer selbstfahrenden Erntemaschine
Anmelder Langlott, Jürgen, 37327 Wingerode, DE;
Klüßendorf-Feiffer, Andrea, 99706 Sondershausen, DE
Erfinder Langlott, Jürgen, 37327 Wingerode, DE;
Klüßendorf-Feiffer, Andrea, 99706 Sondershausen, DE
Vertreter Seckel, U., Ing. Pat.-Ing., Pat.-Anw., 06556 Artern
DE-Anmeldedatum 05.01.2005
DE-Aktenzeichen 102005000771
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse A01B 69/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A01D 41/127(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer selbstfahrenden Erntemaschine in Abhängigkeit der ermittelten Bestandsdichte und des Abreifezustandes der Biomasse. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, daß der zu erntende Biomassenbestand mobil oder satellitengestützt durch ansich bekannte Erkennungssysteme im Vorfeld flächenbezogen erfaßt und kartiert oder faktoriert wird und die faktorierten oder kartierten Daten von einer geeigneten Software verrechnet werden und mit der Software ein Steuerablauf erstellt wird, mit dem die Funktionseinheiten untereinander und die Fahrgeschwindigkeit der selbstfahrenden Erntemaschine so geregelt und eingestellt werden, daß die selbstfahrende Erntemaschine auch bei wechselndem Biomassenbestand im maximalsten Leistungsbereich betrieben wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer selbstfahrenden Erntemaschine in Abhängigkeit der ermittelten Bestandsdichte und des Abreifezustandes der Biomasse.

Bekanntlich wird die Leistung der Erntemaschinen allgemein und insbesondere die der selbstfahrenden Erntemaschinen im wesentlichen geprägt vom Biomassenbestand einer abzuerntenden Fläche. Die Biomassenbestände einer abzuerntenden Fläche sind aber durch unterschiedliche Bodenstrukturen, Jahreswitterungen u.ä. mehr oder weniger inhomogen, so daß der Ernteprozeß kein wiederholbarer Prozeß ist, an dem die Leistung der Erntemaschinen selbst steuer- und regeltechnisch so ausgelegt werden kann, daß die Erntemaschinen in Abhängigkeit der abzuerntenden Biomasse immer annähernd der konstruktiv ausgelegten Leistungsbereiche betrieben werden können. Folglich ist der wirtschaftliche Einsatz, insbesondere der hochproduktiven selbstfahrenden Erntemaschinen, sehr stark von den Kenntnissen und Erfahrungen des Maschinenführers abhängig, um die Funktionseinheiten und die Fahrgeschwindigkeit beim Betreiben einer selbstfahrenden Erntemaschine an eine sich ändernde Biomassendichte und deren Abreife einzustellen, damit eine möglichst störungsfreie und maximale Auslastung der sich gegenseitig bedingenden Funktionseinheiten der Erntemaschine während des Ernteprozesses gewährleistet werden kann. Die Einschätzung über die momentan an der Erntemaschine anstehenden Eigenschaften der Biomasse unterliegt aber ausschließlich dem Maschinenführer der Erntemaschine, so daß die Wirtschaftlichkeit der Erntemaschine wesentlich von subjektiven Einflüssen des Maschinenführers bestimmt sind.

Es ist aber auch allgemein bekannt, daß für eine teilflächenbezogene Düngung die Biomassenentwicklung ermittelt wird.

Zur Ermittlung der Biomassenentwicklung werden, wie allgemein bekannt, u.a. Pendelsensoren genutzt. Diese Pendelsensoren sind an einer Schubstange vorgesehen, die an einen Traktor befestigt wird. Beim Überfahren eines Bestands messen die Pendelsensoren die Dichte der Biomasse und es ergibt sich ein relativ einfaches, wenn auch ungenaues Bild des Bestandes, daß für die Ermittlung der Biomasse letztlich hinreichend ist.

Für diese Ermittlung der Biomassenentwicklung sind aber auch beispielsweise Yara N-Sensoren bekannt, die optoelektronisch die Blattfärbung messen und damit zugleich auch die Bestandsdichte der Biomasse erfassen, die in einer Bestandskarte aufgezeichnet wird.

Diese beispielhaft genannten Verfahren zur Ermittlung der Biomassenentwicklung und die daraus erstellte Karte werden zum einen genutzt, um eine zielgerichtete und dem Ernährungszustand der Biomasse angepaßte Düngung des Flächenbestandes durchzuführen und zum anderen vorab einen Ertragsüberblick der Fläche zu erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine selbstfahrende Erntemaschine annähernd im konstruktiv ausgelegten Leistungslimit betrieben werden kann, in dem die Funktionseinheiten und die Fahrgeschwindigkeit steuer- und regelungstechnisch der tatsächlich anstehenden Biomassendichte und dem Abreifegrad exakt angepaßt werden.

Untersuchungen haben überraschend gezeigt, daß die Erkenntnisse aus der erstellten Karte über die teilflächenbezogene Biomassenentwicklung für die Düngung bei einer entsprechenden Auswertung und Erfassung auch eine gute Grundlage für ein Steuer- und Regelungsprogramm einer selbstfahrenden Erntemaschine sind, um die steuer- und regeltechnischen Prozesse der Funktionseinheiten sowie die Fahrgeschwindigkeit so aufeinander abzustimmen, daß die Erntemaschine bei jeder anstehenden Biomassendichte und deren Abreifegrad annähernd im konstruktiv ausgelegten Leistungsbereich gefahren werden kann.

Daher wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, nach dem ein Biomassenbestand durch mobile oder satellitengesteuerte Erkennungssysteme flächenbezogen erfaßt und kartiert oder faktorisiert werden und die erfaßten und kartierten oder faktorisierten Daten mittels einer direkt und/oder indirekt in der Erntemaschine integrierten Software verrechnet werden und durch die Software ein Steuerablauf erstellt wird, nach dem alle Funktionseinheiten zueinander und die Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine punktgenau an den abzuerntenden Biomassenbestand und dessen Abreifegrad abgestimmt werden.

Durch die vorab flächenmäßig erfaßte und kartierte oder faktorisierte Biomassendichte und des Abreifegrads eines Bestandes, deren Daten softwareseitig verrechnet und in einem Steuerablauf umgesetzt sind, wird gewährleistet, daß die Funktionseinheiten und Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine bereits bei gering wechselnden Bestandsdichte- und Abreifegradveränderungen, die normalerweise für den Maschinenführer auch bei guten Kenntnissen und großer Erfahrung nicht wahrnehmbar sind, unmittelbar annähernd an die konstruktiv ausgelegte Leistung der selbstfahrenden Erntemaschine angepaßt werden.

Folglich können die Funktionseinheiten der Erntemaschine während des gesamten Ernteprozesses störungsfrei und mit einer opimalen Auslastung betrieben werden.

Vielmehr, durch den ansich selbstregelnden Funktionsablauf der Erntemaschine kann sich der Maschinenführer verstärkt auf Überwachungsaufgaben konzentrieren und kann somit Störungen im Ernteablauf frühzeitiger erkennen und entsprechende Maßnahmen einleiten, um Havariefälle zu minimieren oder sogar auszuschließen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung.

Der Biomassenbestand/Biomassendichte und Abreifegrad wird durch ansich bekannte Erkennungssysteme zur Ermittlung der Biomassenentwicklung erfaßt. Diese Erkennungssysteme können mobile Erkennungssysteme, wie u.a. bekannte Pendelsensoren oder Erkennungssysteme mit Yara N-Sensoren oder auch andere Geräte im Bereich der Precision Farming sein, die, wie bekannt, satellitengestützt georeferenziert sind, oder generell georeferenzierte satellitengestützte Erkennungssysteme.

Diese ermittelten Daten, die bereits georeferenziert in einer Biomassenkarte im Bereich der Precision Farming dargestellt sein können, werden mit einer dafür geeigneten Software verrechnet und es wird über die Software ein Steuerablauf erstellt. Dieses Steuerprogramm wird auf einer Einstellkarte gespeichert und in ein dafür ausgelegtes Bordsystem zur Steuerung der selbstfahrenden Erntemaschiene eingesetzt. Danach übernimmt das gespeicherte Steuerprogramm über eine dafür ausgelegte Steuerzentrale die Steuerung der Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit der georeferenzierten Biomassenbestandsdichte und die der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit punktgenau angepaßte Einstellung der Funktionseinheiten, so daß immer die optimalste Auslastung der Funktionseinheiten während dem Ernteprozeß gewährleistet ist.

Mit diesen Verfahren ist es folglich möglich, eine selbstfahrende Erntemaschine immer im optimal konstruktiv ausgelegten Leistungsbereich zu betreiben, obwohl bekanntlich landwirtschaftliche Bestände u.a. infolge der wechselnden Bodenstruktur immer inhomogen sind und damit ein Ernteprozeß für selbstfahrende Erntemaschinen nicht reproduzierbar ist.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Steuerung einer selbstfahrenden Erntemaschine in Abhängigkeit der ermittelten Bestandsdichte und Abreifezustand der Biomasse, dadurch gekennzeichnet, daß ein Biomassenbestand durch mobile oder satellitengesteuerte Erkennungssysteme flächenbezogen erfaßt und kartiert oder faktorisiert wird und die erfaßten und kartierten oder faktorisierten Daten mittels einer direkt und/oder indirekt in der Erntemaschine integrierten Software verrechnet werden und durch die Software ein Steuerablauf erstellt wird, mit dem alle Funktionseinheiten zueinander und die Fahrgeschwindigkeit der Erntemaschine punktgenau am abzuerntenden Biomassenbestand abgestimmt werden.
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