KR20220088034A - Traction control hydraulic system for agricultural tractor and traction control method for agricultural tractor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법에 관한 것으로서, 트랙터에서 발생되는 전기신호를 입력조건으로 비례 제어를 수행하여 솔레노이드밸브의 유로 개폐를 결정하기 위한 전자비례제어밸브를 설치하되, 상기 트랙터를 사용한 견인 작업시 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하고, 상기 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration)을 통해 슬립 크기에 따른 전류값을 생성하고, 상기 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되는 전류값을 상기 전자비례제어밸브로 입력하고, 상기 전자비례제어밸브에서 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되어 입력된 전류값에 기반하여 전자식 비례제어를 통해 솔레노이드밸브의 유로를 개방하고, 상기 전자비례제어밸브를 통한 전자식 비례 제어로 액추에이터를 작동시켜 유압펌프 측 사판각을 조절함으로써 유압펌프 측 유압 토출량을 조절하며, 상기 유압펌프 측 유압 토출량 조절을 통해 3점 히치부에 대해 승하강을 조절하여 견인을 제어하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법을 제공함을 특징으로 한다.The present invention relates to a traction control hydraulic system for an agricultural tractor and a traction control method using the same, and an electronic proportional control valve for determining the opening and closing of a flow path of a solenoid valve by performing proportional control based on an electrical signal generated from the tractor as an input condition. However, during towing work using the tractor, the slip rate is calculated from the vehicle speed and the engine rotation speed, and a current value according to the slip size is generated through calibration based on the calculated slip rate data, and the tractor side A current value generated according to the slip size is input to the electronic proportional control valve, and the flow path of the solenoid valve is opened through electronic proportional control based on the input current value generated according to the slip size of the tractor in the electronic proportional control valve. and control the hydraulic discharge amount of the hydraulic pump side by controlling the angle of the swash plate on the hydraulic pump side by operating the actuator by electronic proportional control through the electronic proportional control valve, and win for the three-point hitch through the hydraulic discharge amount control on the hydraulic pump side It is characterized in that it provides a traction control hydraulic system of an agricultural tractor for controlling traction by adjusting the descent and a traction control method using the same.
Description
본 발명은 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자식 비례 제어를 통해 농작지의 현장 조건 및 작업 환경에 맞춰 자동으로 대응하는 유압시스템을 구현함으로써 트랙터를 활용한 작업의 효율성 및 편의성을 증진시킬 수 있도록 하며 트랙터를 이용한 견인 제어시 유압펌프 측 토출량을 최적으로 조절하여 유압효율을 최대화할 수 있도록 한 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a traction control hydraulic system for an agricultural tractor and a traction control method using the same. More particularly, the tractor is utilized by implementing a hydraulic system that automatically responds to the field conditions and work environment of the farmland through electronic proportional control. A traction control hydraulic system for agricultural tractors and a traction control method using the same, which can improve the efficiency and convenience of one job and maximize hydraulic efficiency by optimally adjusting the discharge amount of the hydraulic pump side during traction control using a tractor will be.
일반적으로 트랙터는 여러 가지 농용 작업기를 연결하여 사용할 수 있도록 한 농기구 또는 농기계의 성격을 갖는 특수차량으로서, 동력을 공급하며 주행 또는 정지상태에서 작업을 수행하는 농업기계로 정의할 수 있다.In general, a tractor can be defined as an agricultural machine or a special vehicle having the characteristics of an agricultural machine that can be used by connecting various agricultural machines, and it can be defined as an agricultural machine that supplies power and performs work in a running or stationary state.
상기한 트랙터는 쟁기나 트레일러와 같은 물건을 끌고 주행하는 기능, 로터리경운기나 풀 베는 기계 등에 회전력을 제공하는 기능, 3점 연결장치(히치)에 작업기를 연결하고 유압장치에 의하여 작업기를 땅에서 끌어올리는 기능을 이용하여 여러 가지 농작업을 수행하는데 사용되고 있다.The above-described tractor has a function of pulling and driving objects such as a plow or a trailer, a function of providing rotational force to a rotary cultivator or a mower, and a three-point connecting device (hitch) connected to the work machine and pulling the work machine from the ground by means of a hydraulic system. It is used to perform various agricultural work using the raising function.
이와 같은 트랙터에 연결하는 작업기는 수십 가지로서, 작업기를 바꾸어서 원하는 작업을 수행할 수 있으며, 경운, 파종, 중경, 제초, 수확, 운반 등에 널리 이용되는 범용의 것 이외에 과수원용, 경사지용, 임업용 등 특수한 용도에도 활용되고 있다.There are dozens of working machines connected to such a tractor, and the desired work can be performed by changing the working machines. It is also used for special purposes.
이러한 농업용 트랙터는 이동성을 위한 휠이 구비되어 주행하면서 다양한 형태의 농작업을 용이하게 수행할 수 있도록 구비되며, 강한 견인력을 이용하여 다양한 작업을 수행하게 된다.Such an agricultural tractor is provided with wheels for mobility so that various types of agricultural work can be easily performed while driving, and various tasks are performed using a strong traction force.
하지만, 종래 농업용 트랙터를 상용한 경운 작업시 트랙터의 3점 연결장치(히치)에 주로 쟁기와 같은 작업기를 연결하여 작업을 수행하게 되는데, 수분 함수율이 높아 견인 작업에 번거로운 토양 등 농작지의 현장 조건 및 작업 환경에 따라 높은 견인 부하가 발생할 수 있고, 이러한 경우 작업 효율을 감소시키는 문제점이 있었다.However, during tillage work using conventional agricultural tractors, the work is mainly performed by connecting a working machine such as a plow to the three-point connecting device (hitch) of the tractor. A high traction load may occur depending on the working environment, and in this case, there is a problem of reducing the working efficiency.
부연하여, 이와 같이 농업용 트랙터를 사용하는 각종 농작업은 대부분이 비정형적인 환경에서 수행되기 때문에 최대 견인효율로 작업을 수행하기 위해서는 작업기의 높이 및 경심을 조절하는 견인 제어를 수행하여야 하는데, 종래에 있어서는 작업기의 높이 및 경심 조절에 있어 주로 운전자의 경험적인 방법에 의존하는 경우가 많았다.In addition, since most of the various agricultural works using the agricultural tractor as described above are performed in an atypical environment, in order to perform the work with the maximum traction efficiency, it is necessary to perform traction control to adjust the height and the center of gravity of the working machine, in the prior art In many cases, the driver's experiential method was mainly relied on for adjusting the height and the center of gravity of the working machine.
이에, 현장에서는 작업 효율성 및 편의성 등을 높이기 위해 토양 환경 등 현장의 작업 환경에 맞춰 자동으로 대응하는 유압시스템이 필요하며, 개선이 요구되는 실정에 있다.Accordingly, in order to increase work efficiency and convenience in the field, a hydraulic system that automatically responds to the work environment of the field, such as a soil environment, is required, and improvement is required.
한편, 본원기술과 관련한 종래 선행기술문헌을 살펴보았을 때, 국내등록특허 제10-0976222호에서는 "안정된 차량 자세 확보를 위해 요구되는 슬립과 실제의 슬립을 획득하고, 안정된 차량 자세 확보를 위해 요구되는 슬립과 실제의 슬립 사이의 차에 비례하도록 휠의 제동 압력을 증압과 유지, 감압 가운데 어느 하나의 상태로 제어함으로써 제어 시스템의 요 모멘트에 상응하는 제동력을 발생시켜 한계 조향 상황에서 차량의 거동을 안정화시킬 수 있도록 하는 차량 안정성 제어 시스템"을 개시하고 있다.On the other hand, when looking at the prior art literature related to the present technology, in Korean Patent Registration No. 10-0976222, "to obtain the slip required to secure a stable vehicle posture and the actual slip, and to secure a stable vehicle posture, By controlling the braking pressure of the wheel to any one of increasing, maintaining, and reducing the pressure in proportion to the difference between slip and actual slip, a braking force corresponding to the yaw moment of the control system is generated to stabilize the vehicle's behavior in the limiting steering situation. A vehicle stability control system that enables
하지만, 상기 국내등록특허 제10-0976222호에서는 차량의 슬립 신호를 이용하는 점에 유사함이 있다 할 수 있으나, 본원발명이 구현하고자 하는 "전자비례제어밸브에 슬립 크기에 따른 전류값 데이터를 캘리브레이션(calibration) 처리하여 입력하고 이를 통해 액추에이터를 작동시켜 유압펌프 측 사판각을 조절하는 구성과, 사판각에 따른 유압펌프 측 토출량을 조절 및 이를 통해 히치부를 제어하는 구성"에 대응하는 요소를 찾아볼 수 없는 등 보다 구체적인 기술적 구성 및 작동원리에 차이가 있다.However, it can be said that there is a similarity in using the slip signal of the vehicle in the domestic registration patent No. 10-0976222, but the present invention intends to implement "calibrating current value data according to the slip size in the electronic proportional control valve ( You can find elements corresponding to the "configuration of adjusting the hydraulic pump side swash plate angle by operating the actuator through the calibration) process and the configuration of adjusting the hydraulic pump side discharge amount according to the swash plate angle and controlling the hitch part through it" There is a difference in more specific technical configuration and operating principle, such as no.
또한, 국내등록특허 제10-1431489호에서는 "적어도 하나의 섹션이 추가되는 것을 특징으로 하며, 중간 챔버를 설치하고 다수 구성요소에 대해 스프링이 일측에서 동작하는 로컬 보상기로 대체하고, 피스톤-부하 감지 신호 선택기를 포함하며, 상기 하나의 섹션에 대해 포화상태하에서 유량 감소에 관여하지 않으면서 일정한 유량을 사용자에 대해 유지하는 특징을 부하의 변동에 관계없이 보존할 수 있도록 하는 동작 머신을 제어하기 위한 부하 감지 흐름 공유 방향제어밸브"를 개시하고 있다.In addition, in Korean Patent Registration No. 10-1431489, "at least one section is added, an intermediate chamber is installed, and a spring for multiple components is replaced with a local compensator operating on one side, and piston-load detection a load for controlling an operating machine comprising a signal selector, wherein the characteristic of maintaining a constant flow rate for the user without engaging in flow rate reduction under saturation for said one section can be preserved irrespective of changes in the load. Sense flow sharing directional control valve".
하지만, 이하에서 제안하는 본원발명과는 기술적 구성 및 작동원리에 차이가 있다.However, there is a difference in technical configuration and operating principle from the present invention proposed below.
또한, 국내등록특허 제10-1431489호에서는 "다이어프램에 상,하부팔로어를 설치하고, 배기밸브의 하부를 상기 상,하부팔로어에 체결토록 함으로써 댐핑 또는 배기기능의 저하시 보수 및 교체가 용이하게 이루어지도록 하고, 한편으로 상기 몸체의 하부에 설치되는 감지 봉의 마모를 방지하기 위한 수단으로 몸체, 하우징, 메인볼 및 서브볼로 구성된 볼 캐스터를 제공함으로써 고착화현상 및 편 마모를 용이하게 방지할 수 있을 뿐만 아니라 수명이 연장되어 이를 장기간 교체 없이 사용 가능하게 하는 부하감지밸브"를 개시하고 있다.In addition, in Korean Patent Registration No. 10-1431489, "Installing the upper and lower followers on the diaphragm and fastening the lower part of the exhaust valve to the upper and lower followers makes it easy to repair and replace when damping or exhaust function deteriorates. On the other hand, by providing a ball caster composed of a body, a housing, a main ball and a sub-ball as a means for preventing abrasion of the sensing rod installed on the lower part of the body, it is possible to easily prevent the sticking phenomenon and partial wear. However, the service life is extended, so that it can be used without replacement for a long period of time."
하지만, 이하에서 제안하는 본원발명과는 기술적 구성 및 작동원리에 차이가 있다.However, there is a difference in technical configuration and operating principle from the present invention proposed below.
본 발명은 상술한 종래 문제점들을 해소 및 이를 감안하여 안출한 것으로서, 농작지의 현장 조건 및 작업 환경에 맞춰 자동으로 대응하는 비례제어식 유압시스템을 구현함으로써 작업의 효율성 및 편의성을 증진시킬 수 있도록 한 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in consideration of and solving the above-mentioned conventional problems, and is an agricultural tractor that can improve the efficiency and convenience of work by implementing a proportional control hydraulic system that automatically responds to the field conditions and work environment of the farmland An object of the present invention is to provide a traction control hydraulic system and a traction control method using the same.
본 발명은 트랙터를 사용한 견인 작업시 견인 부하를 판단하여 자동으로 작업기의 높이 및 경심을 조절하는 등 견인 제어를 수행할 수 있도록 하며, 최대의 견인 효율로 작업을 가능하게 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention determines the traction load during traction work using a tractor and automatically adjusts the height and center of gravity of the working machine to perform traction control, and traction control hydraulic pressure of an agricultural tractor that enables work with maximum traction efficiency An object of the present invention is to provide a system and a traction control method using the same.
본 발명은 트랙터를 사용한 견인 제어시 유압펌프 측 토출량을 최적으로 조절하여 유압효율을 최대화할 수 있도록 하며, 특히 수분 함수율이 높아 견인 작업에 번거로운 토양 환경을 갖는 농작지 등지에서도 효율적으로 활용 가능한 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention enables to maximize hydraulic efficiency by optimally adjusting the discharge amount on the hydraulic pump side during traction control using a tractor. An object of the present invention is to provide a traction control hydraulic system and a traction control method using the same.
상기의 목적을 달성하기 위한 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템은, 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터의 견인 제어를 위한 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템에 있어서, 상기 트랙터 상에 설치되며, 피스톤로드 및 사판각을 포함하고, 상기 사판각을 통해 유압의 토출량을 결정하는 유압펌프; 상기 유압펌프 측 사판각을 조절하는 액추에이터; 상기 유압펌프 측 피스톤로드의 작동을 제어하는 솔레노이드밸브; 상기 솔레노이드밸브의 유로 개폐를 결정하기 위한 것으로서, 트랙터에서 발생되는 전기신호를 입력조건으로 하여 비례 제어를 수행하는 전자비례제어밸브;를 포함하며, 상기 전자비례제어밸브에서의 전자식 비례 제어를 통해 유압펌프의 토출량을 조절함으로써 트랙터를 이용한 작업시 견인 부하를 자동 판단하여 견인 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In the traction control hydraulic system of the agricultural tractor for achieving the above object, the traction control hydraulic system of the agricultural tractor for traction control of the tractor having a three-point hitch unit for performing agricultural work in connection with various working machines, the tractor a hydraulic pump that is installed on the swash plate and includes a piston rod and a swash plate angle, and determines a discharge amount of hydraulic pressure through the swash plate angle; an actuator for adjusting the angle of the swash plate on the hydraulic pump side; a solenoid valve for controlling the operation of the piston rod on the hydraulic pump side; and an electronic proportional control valve for determining the opening and closing of the flow path of the solenoid valve, which performs proportional control using an electrical signal generated from a tractor as an input condition; and, hydraulic pressure through electronic proportional control in the electronic proportional control valve By adjusting the discharge amount of the pump, it is characterized in that it is configured to automatically determine the traction load when working with a tractor and control the traction.
여기에서, 상기 전자비례제어밸브는, 트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도에 의한 슬립신호를 입력조건으로 하여 유압펌프 측 유압의 토출량을 결정하기 위한 전자식 비례 제어를 수행하도록 구성할 수 있다.Here, the electronic proportional control valve may be configured to perform electronic proportional control for determining the discharge amount of hydraulic pressure on the hydraulic pump side by using the slip signal by the tractor-side vehicle speed and the engine rotation speed as input conditions.
여기에서, 상기 트랙터에서 발생되는 전기신호는, 비례제어데이터 생성부에서 트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하고 이렇게 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration) 처리하여 슬립 크기에 따른 전류값을 생성한 후, 상기 전자비례제어밸브로 입력하도록 구성할 수 있다.Here, the electric signal generated from the tractor is calculated by the proportional control data generator from the vehicle speed and the engine rotation speed of the tractor and the slip rate is calibrated based on the calculated slip rate data to determine the slip size. After generating a current value according to the current value, it can be configured to be input to the electronic proportional control valve.
여기에서, 상기 슬립률은, 하기의 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.Here, the slip rate may be calculated using the following equation.
(수학식)(Equation)
여기서, VGPS는 차량속도이고, Nengine은 엔진회전속도이고, Vt는 이론적인 속도이며, γ는 기어비이다.Here, V GPS is the vehicle speed, N engine is the engine rotation speed, V t is the theoretical speed, and γ is the gear ratio.
여기에서, 상기 전자비례제어밸브로의 전기신호 입력에 따라 액추에이터를 작동시켜 유압펌프 측 사판각을 조절하며, 상기 사판각의 조절에 따라 유압 토출량을 조절하여 작업기와 연결되는 3점 히치부의 승강을 조절하도록 구성할 수 있다.Here, by operating the actuator according to the electrical signal input to the electronic proportional control valve, the hydraulic pump side swash plate angle is adjusted, and the hydraulic discharge amount is adjusted according to the adjustment of the swash plate angle to raise and lower the three-point hitch part connected to the work machine. It can be configured to adjust.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 농업용 트랙터의 견인 제어 방법은, 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 상에 설치되는 것으로서, 피스톤로드 및 사판각을 갖는 유압펌프, 액추에이터, 솔레노이드밸브를 포함하는 트랙터의 견인 제어 유압시스템을 이용하는 농업용 트랙터의 견인 제어 방법에 있어서, 상기 트랙터에서 발생되는 전기신호를 입력조건으로 비례 제어를 수행하여 솔레노이드밸브의 유로 개폐를 결정하기 위한 전자비례제어밸브를 설치하되, 상기 트랙터를 사용한 견인 작업시 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하는 단계; 상기 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration)을 통해 슬립 크기에 따른 전류값을 생성하는 단계; 상기 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되는 전류값을 상기 전자비례제어밸브로 입력하는 단계; 상기 전자비례제어밸브에서 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되어 입력된 전류값에 기반하여 전자식 비례제어를 통해 솔레노이드밸브의 유로를 개방하는 단계; 상기 전자비례제어밸브를 통한 전자식 비례 제어로 액추에이터를 작동시켜 유압펌프 측 사판각을 조절함으로써 유압펌프 측 유압 토출량을 조절하는 단계; 상기 유압펌프 측 유압 토출량 조절을 통해 3점 히치부에 대해 승하강을 조절하여 견인을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the traction control method of the agricultural tractor for achieving the above object is to be installed on a tractor having a three-point hitch for performing agricultural work in connection with various working machines, a hydraulic pump having a piston rod and a swash plate angle, In the traction control method of an agricultural tractor using a hydraulic system for traction control of a tractor including an actuator and a solenoid valve, an electric signal generated from the tractor is used as an input condition to perform proportional control to determine the opening and closing of the flow path of the solenoid valve Installing a proportional control valve, calculating the slip rate from the vehicle speed and the engine rotation speed during traction work using the tractor; generating a current value according to the slip size through calibration based on the calculated slip rate data; inputting a current value generated according to the slip size of the tractor to the electronic proportional control valve; opening the flow path of the solenoid valve through electronic proportional control based on the input current value generated according to the slip size of the tractor in the electronic proportional control valve; adjusting the hydraulic pressure discharge amount on the hydraulic pump side by controlling the angle of the swash plate on the hydraulic pump side by operating an actuator by electronic proportional control through the electronic proportional control valve; and controlling the traction by adjusting the elevation of the three-point hitch through the hydraulic pump-side hydraulic discharge amount adjustment.
여기에서, 상기 슬립률은, 하기의 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.Here, the slip rate may be calculated using the following equation.
(수학식)(Equation)
여기서, VGPS는 차량속도이고, Nengine은 엔진회전속도이고, Vt는 이론적인 속도이며, γ는 기어비이다.Here, V GPS is the vehicle speed, N engine is the engine rotation speed, V t is the theoretical speed, and γ is the gear ratio.
본 발명에 따르면, 농작지의 현장 조건 및 작업 환경에 맞춰 자동으로 대응하는 유압시스템을 구현함으로써 트랙터를 사용한 작업의 효율성 및 편의성을 증진시킬 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to achieve the usefulness of improving the efficiency and convenience of work using the tractor by implementing a hydraulic system that automatically responds to the field conditions and work environment of the farmland.
본 발명에 따르면, 트랙터의 견인 작업시 견인 부하를 판단하여 자동으로 작업기의 높이 및 경심을 조절하는 등 견인 제어를 유용하게 수행할 수 있고, 최대의 견인 효율로 작업을 가능하게 하는 유용함을 달성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to effectively perform traction control, such as automatically adjusting the height and center of gravity of the working machine by determining the traction load during traction work of the tractor, and achieve the usefulness of enabling work with maximum traction efficiency. can
본 발명에 따르면, 트랙터를 이용한 견인 제어시 유압펌프 측 토출량을 최적으로 조절하여 유압효율을 최대화할 수 있으며, 특히 수분 함수율이 높아 견인 작업에 번거로운 토양 환경을 갖는 농작지 등지에서도 효율적으로 활용 가능한 견인 제어를 수행할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to maximize hydraulic efficiency by optimally adjusting the discharge amount on the hydraulic pump side during traction control using a tractor. The usefulness of being able to perform can be achieved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템을 설명하기 위해 나타낸 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템의 동작원리 및 견인 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 동작 원리도이다.1 is a block diagram illustrating a traction control hydraulic system of an agricultural tractor according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views illustrating a traction control hydraulic system of an agricultural tractor according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an operation principle diagram shown to explain the operation principle and the traction control method of the traction control hydraulic system of the agricultural tractor according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.The terms used in the present invention are terms defined in consideration of the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions of these terms correspond to the technical matters of the present invention and should be interpreted as a concept.
첨부도면의 도 1 내지 4는 본 발명에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.1 to 4 of the accompanying drawings are views for explaining a traction control hydraulic system of an agricultural tractor and a traction control method using the same according to the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 견인 제어 방법은 트랙터 측 견인 작업시 발생되는 부하 조건에 따라 슬립률을 계산하고 이를 전자식 비례제어를 수행하여 유압 토출량을 조절함으로써 자동으로 견인 제어하는 구성을 제안한다.A traction control hydraulic system for an agricultural tractor and a traction control method using the same for an agricultural tractor according to an embodiment of the present invention calculate a slip rate according to a load condition generated during tractor-side traction work, and perform electronic proportional control to automatically adjust the hydraulic discharge amount. A configuration for traction control is proposed.
본 발명의 실시예에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템은 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 상에 설치되는 것으로서, 트랙터 측 견인 제어에 사용된다.The traction control hydraulic system of the agricultural tractor according to an embodiment of the present invention is installed on a tractor having a three-point hitch unit for performing agricultural work in connection with various work machines, and is used for tractor-side traction control.
이를 위해, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 피스톤로드(11) 및 사판각(12)을 갖는 유압펌프(10)와, 액추에이터(20), 솔레노이드밸브(30), 전자비례제어밸브(40), 비례제어데이터 생성부(50)를 포함한다.To this end, as shown in FIGS. 1 to 4 , a
상기 유압펌프(10)는 피스톤로드(11) 및 사판각(12)을 포함하며, 상기 사판각(12)을 통해 유압의 토출량을 결정하는 구성요소이다.The
상기 액추에이터(20)는 상기 유압펌프(10) 측 사판각(12)을 조절하는 구성요소이다.The
상기 솔레노이드밸브(30)는 상기 유압펌프(10) 측 피스톤로드(11)의 작동을 제어하는 구성요소이다.The
상기 전자비례제어밸브(40)는 상기 솔레노이드밸브(30)의 유로 개폐를 결정하기 위한 것으로서, 트랙터 측 견인 작업시 견인 부하에 의해 발생되는 전기신호를 입력조건으로 하여 전자식 비례 제어를 수행하는 구성요소이다.The electronic
즉, 본 발명에서는 상기 전자비례제어밸브(40)에서의 전자식 비례 제어를 통해 유압펌프(10)의 토출량을 조절함으로써 트랙터를 사용한 작업시 견인 부하를 자동 판단하여 견인 제어한다.That is, in the present invention, by adjusting the discharge amount of the
상세하게, 상기 전자비례제어밸브(40)는 트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도에 의한 슬립신호를 입력조건으로 하여 유압펌프(10) 측 유압의 토출량을 결정하기 위한 전자식 비례 제어를 수행하도록 작동한다.In detail, the electronic
상기 비례제어데이터 생성부(50)는 트랙터에서 견인 제어시 견인 부하 등에 의해 발생되는 전기신호를 생성하기 위한 구성으로서, 트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하고 이렇게 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration) 처리하여 슬립 크기에 따른 전류값을 생성한 후, 상기 전자비례제어밸브(40)로 입력한다.The proportional control data generating unit 50 is configured to generate an electrical signal generated by a traction load during traction control in the tractor, and calculates the slip rate from the vehicle speed and the engine rotation speed of the tractor, and calculates the slip rate data thus calculated. After generating a current value according to the slip size by performing a calibration process based on , it is input to the electronic
여기에서, 상기 비례제어데이터 생성부(50)에서는 하기의 수학식을 이용하여 슬립률을 계산할 수 있다.Here, the proportional control data generating unit 50 may calculate the slip rate using the following equation.
(수학식)(Equation)
여기서, VGPS는 차량속도이고, Nengine은 엔진회전속도이고, Vt는 이론적인 속도이며, γ는 기어비이다.Here, V GPS is the vehicle speed, N engine is the engine rotation speed, V t is the theoretical speed, and γ is the gear ratio.
즉, 본 발명에서는 상기 비례제어데이터 생성부(50)에서 트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하고, 이러한 슬립 크기에 따른 전류값을 생성하여 이를 전기신호로 상기 전자비례제어밸브(40)에 입력함으로써 비례적으로 유로 개방하며, 이를 통해 액추에이터(20)를 작동시켜 유압펌프(10) 측 사판각(12)을 조절하고 상기 사판각(12)의 조절에 따라 유압 토출량을 조절하여 작업기와 연결되는 3점 히치부의 승강을 조절함으로써 비례적 견인 제어를 수행한다.That is, in the present invention, the proportional control data generating unit 50 calculates the slip rate from the tractor-side vehicle speed and the engine rotation speed, generates a current value according to the slip size, and converts it into an electric signal for the electronic proportional control valve ( 40) proportionally opens the flow path, and through this, the
한편, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템 및 이를 이용한 트랙터의 견인 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the traction control hydraulic system for an agricultural tractor according to the present invention having the above configuration and a tractor traction control method using the same will be described as follows.
이미 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템은 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 상에 설치되는 것으로서, 피스톤로드(11) 및 사판각(12)을 갖는 유압펌프(10), 액추에이터(20), 솔레노이드밸브(30), 전자비례제어밸브(40), 및 비례제어데이터 생성부(50)를 포함한다.As already described above, the traction control hydraulic system of the agricultural tractor according to the present invention is installed on a tractor having a three-point hitch unit for performing agricultural work in connection with various work machines, and the piston rod 11 and the swash plate angle ( 12) including a
상기 전자비례제어밸브(50)를 통해 상기 트랙터에서 발생되는 전기신호를 입력조건으로 비례 제어를 자동 수행하여 솔레노이드밸브(30)의 유로 개폐를 결정한다.Through the electronic proportional control valve (50), the electric signal generated from the tractor is automatically performed proportional control as an input condition to determine the opening and closing of the flow path of the solenoid valve (30).
이하에서는 본 발명에 따른 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템을 이용한 트랙터의 견인 제어 방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a tractor traction control method using the traction control hydraulic system of an agricultural tractor according to the present invention will be described in more detail.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 트랙터를 사용한 견인 작업시 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산한다. 1 to 4 , a slip rate is calculated from a vehicle speed and an engine rotation speed during a towing operation using a tractor.
여기에서, 트랙터 측 견인 작업시 발생하는 슬립률은 하기의 수학식을 이용하여 계산한다.Here, the slip rate occurring during the tractor-side towing operation is calculated using the following equation.
(수학식)(Equation)
여기서, VGPS는 차량속도이고, Nengine은 엔진회전속도이고, Vt는 이론적인 속도이며, γ는 기어비이다.Here, V GPS is the vehicle speed, N engine is the engine rotation speed, V t is the theoretical speed, and γ is the gear ratio.
상기 수학식을 통해 트랙터 측 슬립률이 계산되면, 이렇게 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration)을 통해 슬립 크기에 따른 전류값을 생성한다.When the slip rate on the tractor side is calculated through the above equation, a current value according to the slip size is generated through calibration based on the calculated slip rate data.
이와 같은 슬립률 계산 및 슬립 크기에 따른 전류값 생성은 비례제어데이터 생성부(50)를 통해 수행할 수 있다.The calculation of the slip rate and generation of the current value according to the slip size may be performed through the proportional control data generation unit 50 .
상기와 같이 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되는 전류값을 전자비례제어밸브(40)로 입력한다.As described above, a current value generated according to the slip size of the tractor is input to the electronic
상기 전자비례제어밸브(40)에서 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되어 입력된 전류값에 기반하여 전자식 비례제어를 통해 솔레노이드밸브(30)의 유로를 개방한다.The electronic
상기 전자비례제어밸브(40)를 통한 전자식 비례 제어로 액추에이터(20)를 작동시켜 유압펌프(10) 측 사판각(12)을 조절함으로써 유압펌프(10) 측 유압 토출량을 조절한다.By operating the
상기 유압펌프(10) 측 유압 토출량 조절을 통해 트랙터에 장착된 3점 히치부에 대해 승하강을 조절하여 견인을 자동 제어한다.The traction is automatically controlled by adjusting the elevation of the three-point hitch mounted on the tractor by adjusting the hydraulic discharge amount on the side of the
일 예로서, 트랙터를 사용한 견인 작업시, 부하에 의해 트랙터 휠에서 일정 크기 이상의 슬립이 발생하면, 비례제어데이터 생성부(50)에서 캘리브레이션 시트를 기반으로 슬립 크기에 대응하는 전류값을 생성하는 등 전기신호로 변환하며, 이렇게 생성된 전기신호를 전자비례제어밸브(40)로 입력하여 솔레노이브밸브(30) 측 유로를 비례 제어하여 개방한다.As an example, when a slip of a certain size or more occurs in the tractor wheel due to a load during traction work using a tractor, the proportional control data generating unit 50 generates a current value corresponding to the slip size based on the calibration sheet, etc. It is converted into an electric signal, and the electric signal thus generated is input to the electronic
이를 통해, 비례적으로 액추에이터(20) 내부에 있는 유압을 드레인함으로써 사판각을 조절, 즉 사판각 각도를 높여 유압펌프(10) 측 유압 토출량을 증가시키며, 이와 같은 유압 토출량의 증가에 따라 트랙터 측 3점 히치부를 상승 제어할 수 있다.Through this, by proportionally draining the hydraulic pressure inside the
이와 반대로, 비례 제어를 통해 사판각 각도를 줄이는 경우 유압펌프(10) 측 유압 토출량을 감소시킬 수 있으며, 트랙터 측 3점 히치부를 하강 제어할 수 있다.Conversely, when the swash plate angle is reduced through proportional control, the hydraulic pressure discharge amount on the
즉, 이와 같은 방식의 전자식 비례제어를 통해 경운 작업시에는 경심을 자동 제어하는 등 작업효율을 증대시킬 수 있다.That is, through the electronic proportional control in this way, it is possible to increase the work efficiency, such as automatically controlling the center of gravity during tillage work.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 권리범위 내에 속한다 할 것이다.The embodiments described above are merely illustrative of preferred embodiments of the present invention, and are not limited to these embodiments, and various modifications and variations or modifications by those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be said that the substitution of steps may be made, and this will be said to be within the scope of the technical rights of the present invention.
10: 유압펌프 11: 피스톤로드
12: 사판각 20: 액추에이터
30: 솔레노이드밸브 40: 전자비례제어밸브
50: 비례제어데이터 생성부10: hydraulic pump 11: piston rod
12: swash plate angle 20: actuator
30: solenoid valve 40: electromagnetic proportional control valve
50: proportional control data generation unit
Claims (7)
상기 트랙터 상에 설치되며, 피스톤로드 및 사판각을 포함하고, 상기 사판각을 통해 유압의 토출량을 결정하는 유압펌프;
상기 유압펌프 측 사판각을 조절하는 액추에이터;
상기 유압펌프 측 피스톤로드의 작동을 제어하는 솔레노이드밸브;
상기 솔레노이드밸브의 유로 개폐를 결정하기 위한 것으로서, 트랙터에서 발생되는 전기신호를 입력조건으로 하여 비례 제어를 수행하는 전자비례제어밸브; 를 포함하며,
상기 전자비례제어밸브에서의 전자식 비례 제어를 통해 유압펌프의 토출량을 조절함으로써 트랙터를 이용한 작업시 견인 부하를 자동 판단하여 견인 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템.
In the traction control hydraulic system of an agricultural tractor for traction control of a tractor having a three-point hitch unit for performing agricultural work in connection with various working machines,
a hydraulic pump installed on the tractor, including a piston rod and a swash plate angle, and determining a discharge amount of hydraulic pressure through the swash plate angle;
an actuator for adjusting the angle of the swash plate on the hydraulic pump side;
a solenoid valve for controlling the operation of the piston rod on the hydraulic pump side;
an electronic proportional control valve for determining opening/closing of the flow path of the solenoid valve and performing proportional control by using an electrical signal generated from a tractor as an input condition; includes,
Traction control hydraulic system for agricultural tractors, characterized in that by adjusting the discharge amount of the hydraulic pump through the electronic proportional control in the electronic proportional control valve, the traction load is automatically determined and traction control is performed when the tractor is used.
상기 전자비례제어밸브는,
트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도에 의한 슬립신호를 입력조건으로 하여 유압펌프 측 유압의 토출량을 결정하기 위한 전자식 비례 제어를 수행하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템.
The method of claim 1,
The electronic proportional control valve,
Traction control hydraulic system for agricultural tractors, characterized in that it is configured to perform electronic proportional control for determining the discharge amount of hydraulic pressure on the hydraulic pump side by using the slip signal by the tractor side vehicle speed and the engine rotation speed as input conditions.
상기 트랙터에서 발생되는 전기신호는,
비례제어데이터 생성부에서 트랙터 측 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하고 이렇게 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration) 처리하여 슬립 크기에 따른 전류값을 생성한 후, 상기 전자비례제어밸브로 입력하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템.
The method of claim 1,
The electrical signal generated by the tractor is
The proportional control data generating unit calculates the slip rate from the vehicle speed and the engine rotation speed of the tractor, and generates a current value according to the slip size by performing calibration based on the calculated slip rate data, and then the electronic proportional control Traction control hydraulic system for agricultural tractors, characterized in that configured to be input by a valve.
상기 슬립률은,
하기의 수학식을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템.
(수학식)
여기서, VGPS는 차량속도이고, Nengine은 엔진회전속도이고, Vt는 이론적인 속도이며, γ는 기어비이다.
4. The method of claim 3,
The slip rate is
Traction control hydraulic system of an agricultural tractor, characterized in that it is calculated using the following equation.
(Equation)
Here, V GPS is the vehicle speed, N engine is the engine rotation speed, V t is the theoretical speed, and γ is the gear ratio.
상기 전자비례제어밸브로의 전기신호 입력에 따라 액추에이터를 작동시켜 유압펌프 측 사판각을 조절하며,
상기 사판각의 조절에 따라 유압 토출량을 조절하여 작업기와 연결되는 3점 히치부의 승강을 조절하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 유압시스템.
4. The method of claim 3,
Controls the hydraulic pump side swash plate angle by operating the actuator according to the electrical signal input to the electronic proportional control valve,
Traction control hydraulic system for agricultural tractors, characterized in that the lifting and lowering of the three-point hitch connected to the work machine is adjusted by adjusting the hydraulic discharge amount according to the adjustment of the swash plate angle.
상기 트랙터에서 발생되는 전기신호를 입력조건으로 비례 제어를 수행하여 솔레노이드밸브의 유로 개폐를 결정하기 위한 전자비례제어밸브를 설치하되,
상기 트랙터를 사용한 견인 작업시 차량속도 및 엔진회전속도로부터 슬립률을 계산하는 단계;
상기 계산된 슬립률 데이터를 기반으로 캘리브레이션(calibration)을 통해 슬립 크기에 따른 전류값을 생성하는 단계;
상기 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되는 전류값을 상기 전자비례제어밸브로 입력하는 단계;
상기 전자비례제어밸브에서 트랙터 측 슬립 크기에 따라 생성되어 입력된 전류값에 기반하여 전자식 비례제어를 통해 솔레노이드밸브의 유로를 개방하는 단계;
상기 전자비례제어밸브를 통한 전자식 비례 제어로 액추에이터를 작동시켜 유압펌프 측 사판각을 조절함으로써 유압펌프 측 유압 토출량을 조절하는 단계;
상기 유압펌프 측 유압 토출량 조절을 통해 3점 히치부에 대해 승하강을 조절하여 견인을 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 방법.
As being installed on a tractor having a three-point hitch unit for performing agricultural work in connection with various working machines, a hydraulic pump having a piston rod and a swash plate angle, an actuator, and a solenoid valve. A tractor using a hydraulic system for traction control In the traction control method of
An electronic proportional control valve for determining the opening and closing of the flow path of the solenoid valve by performing proportional control with the electrical signal generated from the tractor as an input condition is installed,
calculating a slip rate from a vehicle speed and an engine rotation speed during a towing operation using the tractor;
generating a current value according to the slip size through calibration based on the calculated slip rate data;
inputting a current value generated according to the slip size of the tractor to the electronic proportional control valve;
opening the flow path of the solenoid valve through electronic proportional control based on the input current value generated according to the slip size of the tractor in the electronic proportional control valve;
adjusting the hydraulic pressure discharge amount on the hydraulic pump side by controlling the angle of the swash plate on the hydraulic pump side by operating an actuator by electronic proportional control through the electronic proportional control valve;
controlling the traction by adjusting the elevation of the three-point hitch unit through the hydraulic pressure discharge amount control on the hydraulic pump side; Traction control method of an agricultural tractor comprising a.
상기 슬립률은,
하기의 수학식을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 농업용 트랙터의 견인 제어 방법.
(수학식)
여기서, VGPS는 차량속도이고, Nengine은 엔진회전속도이고, Vt는 이론적인 속도이며, γ는 기어비이다.6. The method of claim 5,
The slip rate is
Traction control method of an agricultural tractor, characterized in that calculated using the following equation.
(Equation)
Here, V GPS is the vehicle speed, N engine is the engine rotation speed, V t is the theoretical speed, and γ is the gear ratio.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |