KR102181096B1 - 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템 - Google Patents

농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템에 관한 것으로서, 농업용 동력 운반차의 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 근거로 상기 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하여 판단결과에 따라 상기 농업용 동력운반차의 차축과 결합된 전자식 차동 제한장치(eLSD)를 제어하여 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등에 빠진 상기 농업용 동력 운반차의 한쪽 휠이 용이하게 빠져나올수 있도록 한 효과가 있다.

Description

농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템{Differential control device for agricultural power transmission car torque control system}
본 발명은 농업용 동력 운반차의 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 근거로 상기 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하여 판단결과에 따라 상기 농업용 동력운반차의 차축과 결합된 전자식 차동 제한장치(eLSD)를 제어하여 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등에 빠진 상기 농업용 동력 운반차의 한쪽 휠이 용이하게 빠져나올수 있도록 한 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 농자재를 운반할 수 있게 하는 수단으로 한 쌍의 바퀴가 장착되어 구성된 수레와 외바퀴를 장착한 수레가 많이 사용되고 있다.
이러한 수레는 인력에 의해 밀거나 끌 수 있게 끔 구성된 것이어서 작업자가 힘이 많이 들 수밖에 없고, 우리나라 농촌에서 농업에 종사하는 농민이 고령화되어 가고 있기 실정이어서, 한 쌍의 바퀴로 된 수레나 외바퀴 수레는 고령화된 농민이 사용하기에 적합하지 않은 실정이다.
그래서, 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 동력운반차가 개발되어 농가에 보급되어 비료, 사료, 퇴비 등 농자재를 운반할 때 유용하게 사용하고 있으며, 최근에는 농사에 필요한 농자재와 퇴비를 운반할 수 있고, 필요 시 농약살포를 위한 농약저장조와 농약살포용 호스가 권취된 호스릴을 설치하여 농약을 살포할 수 있도록 구성된 농업용 다목적 동력운반차가 국내공개실용신안공보 공개번호 제20-2016-0003693호로 제안된 바 있다.
그러나, 상기 국내공개실용신안공보 공개번호 제20-2016-0003693호 등으로 제안된 농업용 동력운반차가 주행하는 과정 중에 한쪽 바퀴가 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등에 빠지게 되면 상기 농업용 동력운반차에 구비된 차동장치가 대부분의 동력을 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등에 빠진 한쪽바퀴에 전달해 빠진 한쪽바퀴가 더 빠른 회전을 하면서 계속 헛돌게 되고, 이로 인해 노면에 접지된 다른 바퀴에는 동력이 거의 전달되지 않아 동력을 많이 받는 빠진 한쪽바퀴로만 구동하여 슬립(slip)이 발생하게 된다.
이와 같은 기구학적 특성 때문에 농업용 동력운반차의 빠진 한쪽 바퀴는 점점 더 빠져들어 결국 헤어나오지 못하면서 농업용 동력운반차가 주행할 수 없는 상태에 놓이게 되는 문제점이 있다.
국내공개실용신안공보 공개번호 제20-2016-0003693호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 농업용 동력 운반차의 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 근거로 상기 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하여 판단결과에 따라 상기 농업용 동력운반차의 차축과 결합된 전자식 차동 제한장치(eLSD)를 제어하여 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등에 빠진 상기 농업용 동력 운반차의 한쪽 휠이 용이하게 빠져나올수 있도록 한 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 농업용 동력 운반차의 주행상황에 따라 상기 농업용 동력 운반차의 일측휠과 타측휠에 전달할 구동력을 조절하는 전자식 차동 제한장치와; 상기 전자식 차동 제한장치와 결합된 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 검출하는 검출부와; 상기 검출부가 검출한 일측휠의 높이와 타측휠의 높이를 근거로 농업용 동력 운반차의 주행가능여부를 판단하는 판단부와; 상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 전자식 차동 제한장치를 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템을 제공한다.
여기서, 상기 검출부는 자이로센서로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 판단부는 상기 검출부가 검출한 일측휠의 높이값과 타측휠의 높이값의 높이차값을 기준높이차값과 비교하여 상기 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 검출부는 상기 농업용 동력운반차의 일측휠의 높이와 타측휠의 높이를 실시간으로 검출하고, 상기 판단부가 상기 농업용 동력운반차의 주행이 불가능한 것으로 판단하게 되는 해당 높이차값과 직전 높이차값을 비교하여 상기 판단부의 판단결과를 보정하는 보정판단부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 차축의 일측과 타측의 하중을 각각 측정하는 하중측정부와; 상기 하중측정부가 차축의 일측 하중값과 차축의 타측 하중값을 비교하여 상기 판단부의 판단결과를 보정하는 보정판단부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 검출부가 검출한 농업용 동력 운반차의 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 근거로 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하는 판단부의 판단결과에 따라 제어부가 상기 농업용 동력운반차의 차축과 결합된 전자식 차동 제한장치(eLSD)를 제어하여 특히, 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등에 한쪽 휠이 빠진 경우 반대 쪽 휠로 구동력을 몰아 상기 농업용 동력운반차의 빠진 한쪽 휠이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁 등으로부터 용이하게 빠져나올수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고,
도 2는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이고,
도 3은 농업용 동력운반차의 일측휠이 수렁 등에 빠진 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 4는 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하는 판단부의 판단과정을 나타내는 순서도이고,
도 5는 농업용 동력운반차의 타측휠이 경사로에 올려진 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 6은 일예의 보정판단부가 판단부의 판단결과를 보정하는 과정을 나타내는 순서도이고,
도 7은 농업용 동력운반차의 일측휠이 수렁 등의 상부방향에 떠 있는 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 8은 다른예의 보정판단부가 판단부의 판단결과를 보정하는 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
본 발명의 일실시예인 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템은 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 크게, 전자식 차동 제한장치(10, eLSD), 검출부(20), 판단부(30) 및 제어부(40)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 전자식 차동 제한장치(10)는 농업용 동력 운반차(3)의 주행상황에 따라 상기 농업용 동력 운반차(3)의 일측휠(31)과 타측휠(32)에 전달할 구동력을 조절하게 된다.
상기 전자식 차동 제한장치(10)는 어느 한 휠이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠진 경우, 반대 쪽 다른 한 휠에 구동력을 몰아 어느 한 휠이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등으로부터 탈출할 수 있도록 하게 되는데, 이는 공지된 사항임으로 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 상기 검출부(20)는 상기 전자식 차동 제한장치(10)와 결합된 차축(110)의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠(31) 및 타측휠(32)의 높이를 검출하게 된다.
상기 검출부(20)는 도 1에서 보는 바와 같이 상기 일측휠(31)과 타측휠(32) 사이에 위치하도록 상기 차축(110)의 일측과 타측에 각각 구비되는 자이로센서 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 판단부(30)는 상기 검출부(20)가 검출한 상기 일측휠(31)의 높이와 상기 타측휠(32)의 높이를 근거로 상기 농업용 동력 운반차(3)의 주행여부를 판단하게 된다.
상기 제어부(40)는 상기 판단부(30)의 판단결과에 따라 상기 전자식 차동 제한장치(10)를 제어하게 된다.
도 3은 농업용 동력운반차의 일측휠이 수렁 등에 빠진 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 4는 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하는 판단부의 판단과정을 나타내는 순서도이다.
상기 농업용 동력 운반차(3)의 일측휠(31) 또는 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠질 경우, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 차축(110)이 상기 농업용 동력 운반차(3)의 일측에서 타측으로 갈수록 상기 농업용 동력 운반차(3)의 타측 상부방향으로 상향경사 또는 상기 차축(110)이 상기 농업용 동력 운반차(3)의 타측에서 일측으로 갈수록 상기 농업용 동력 운반차(3)의 일측 상부방향으로 상향경사질 수 있다.
이로 인해 상기 검출부(20)가 검출한 상기 일측휠(31)의 높이값과 상기 타측휠(32)의 높이값이 서로 상이해질 수 있게 되고, 상기 판단부(30)는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32)의 높이차값을 상기 제어부(40)에 미리 설정된 기준높이차값과 비교하여 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행가능여부를 판단할 수 있다.
상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32)의 높이차값이 상기 기준높이차값을 초과할 경우, 상기 판단부(30)는 상기 일측휠(31) 또는 타측휠(32) 중 어느 하나가 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠져 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 제어부(40)는 전원공급부(410)로부터 전원을 공급받아 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등으로부터 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 탈출할 수 있도록 상기 전자식 차동제한장치(10)를 작동시킬 수 있다.
상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32)의 높이차값이 상기 기준높이차값 이하 인 경우, 상기 판단부(30)는 상기 일측휠(31) 또는 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠지지 않아 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 가능한 것으로 판단할 수 있고, 이때, 상기 제어부(40)는 상기 전자식 차동제한장치(10)가 작동되지 않도록 제어할 수 있다.
도 5는 농업용 동력운반차의 타측휠이 경사로에 올려진 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 6은 일예의 보정판단부가 판단부의 판단결과를 보정하는 과정을 나타내는 순서도이다.
다음으로, 지면(2)의 일측 또는 타측에는 지면(2)의 일측 상부방향으로 상향경사 또는 지면(2)의 타측 상부방향으로 각각 상향경사지는 경사로(7) 등이 상기 농업용 동력운반차(3)의 전후방향으로 각각 연장형성될 수 있다.
상기 농업용 동력운반차(3)의 일측휠(31) 또는 타측휠(32)이 도 5에서 보는 바와 같이 상기 경사로(7) 등에 올려져 상기 차축(110)이 경사진 상태로 상기 농업용 동력운반차(3)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 전후방향으로 주행할 수 있으며, 이때, 상기 판단부(30)가 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠진 것으로 잘못 판단할 우려가 다분한 문제점이 있게 된다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 상기 검출부(20)는 상기 농업용 동력운반차(3)의 일측휠(31)의 높이와 타측휠(32)의 높이를 실시간으로 검출할 수 있다.
그리고, 일예로, 상기 판단부(30)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 불가능한 것으로 판단하게 되는 해당 높이차값과 상기 판단부(30)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 가능하다라 판단할 수 있는 직전 높이차값을 비교하여 상기 판단부(30)의 판단결과를 보정하는 보정판단부(60)가 더 구비될 수 있다.
삭제
상기 판단부(30)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 불가능한 것으로 판단하게 되는 해당 높이차값과 상기 판단부(30)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 가능하다라 판단할 수 있는 직전 높이차값과 동일하지 않은 경우, 상기 보정판단부(60)는 상기 일측휠(31) 또는 타측휠(32) 중 어느 하나가 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠져 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 불가능한 것으로 판단할 수 있고, 이때 상기 제어부(40)는 상기 전원공급부(410)로부터 전원을 공급받아 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등으로부터 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 탈출할 수 있도록 상기 전자식 차동제한장치(10)를 작동시킬 수 있다.
도 7은 농업용 동력운반차의 일측휠이 수렁 등의 상부방향에 떠 있는 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 8은 다른예의 보정판단부가 판단부의 판단결과를 보정하는 과정을 나타내는 순서도이다.
다음으로, 상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32)의 높이차값이 상기 기준높이차값 이하인 상태로 도 7에서 보는 바와 같이 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등의 상부방향에 떠 있는 상태로 위치할 수 있는 경우가 있을 수 있다.
이때, 상기 판단부(30)가 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 빠지지 않은 것으로 잘못 판단할 우려가 다분한 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 차축(110)의 일측과 타측의 하중을 각각 측정하는 하중측정부(50)가 구비될 수 있다.
상기 하중측정부(50)는 상기 검출부(20)와 일정간격을 유지한 상태로 상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32) 사이에 위치하도록 상기 차축(110)의 일측과 타측에 각각 구비되는 로드셀, 스트레인게이지 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.
그리고, 다른예로, 상기 하중측정부(50)가 측정한 상기 차축(110)의 일측 하중값과 상기 차축(110)의 타측 하중값을 비교하여 상기 판단부(30)의 판단결과를 보정하는 보정판단부(60)가 구비될 수 있다.
상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32) 중 상기 일측휠(31)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등의 상부방향에 떠 있는 상태로 위치할 경우, 도 8에서 보는 바와 같이 상기 하중측정부(50)가 측정한 상기 차축(110)의 일측하중값에 비해 상기 하중측정부(50)가 측정한 상기 차축(110)의 타측하중값이 상대적으로 더 커질 수 있다.
그리고, 상기 일측휠(31)과 상기 타측휠(32) 중 상기 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등의 상부방향에 떠 있는 상태로 위치할 경우, 도 8에서 보는 바와 같이 상기 하중측정부(50)가 측정한 상기 차축(110)의 타측하중값에 비해 상기 하중측정부(50)가 측정한 상기 차축(110)의 일측하중값이 상대적으로 더 커질 수 있다.
이때, 상기 보정판단부(60)는 상기 일측휠(31) 또는 타측휠(32) 중 어느 하나가 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등의 상부방향에 위치하여 상기 농업용 동력운반차(3)의 주행이 불가능한 것으로 판단할 수 있고, 이때 상기 제어부(40)는 상기 전원공급부(410)로부터 전원을 공급받아 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등의 상부방향으로부터 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 탈출할 수 있도록 상기 전자식 차동제한장치(10)를 작동시킬 수 있다.
상기 하중측정부(50)가 측정한 상기 차축(110)의 일측하중값과 타측하중값이 동일한 경우, 상기 보정판단부(60)는 상기 일측휠(31) 또는 상기 타측휠(32)이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등의 상부방향에 위치하지 않아 상기 농업용 동력운반차(3)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 전후방향으로 주행가능한 것으로 판단할 수 있고, 이때, 상기 제어부(40)는 상기 전자식 차동제한장치(10)가 작동되지 않도록 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 검출부(20)가 검출한 농업용 동력 운반차(3)의 차축(110)의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠(31)과 타측휠(32)의 높이를 근거로 농업용 동력운반차(3)의 주행가능여부를 판단하는 판단부(30)의 판단결과에 따라 제어부(40)가 상기 농업용 동력운반차(3)의 차축(110)과 결합된 전자식 차동 제한장치(10, eLSD)를 제어하여 특히, 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등에 한쪽 휠이 빠진 경우 반대 쪽 휠로 구동력을 몰아 상기 농업용 동력운반차(3)의 빠진 한쪽 휠이 모래, 진흙구덩이, 웅덩이, 구렁텅이, 수렁(5) 등으로부터 용이하게 빠져나올수 있도록 할 수 있는 이점이 있다.
10; 전자식 차동 제한장치, 20; 검출부,
30; 판단부, 40; 제어부.

Claims (5)

  1. 농업용 동력 운반차의 주행상황에 따라 상기 농업용 동력 운반차의 일측휠과 타측휠에 전달할 구동력을 조절하는 전자식 차동 제한장치와;
    상기 전자식 차동 제한장치와 결합된 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 실시간으로 검출하는 검출부와;
    상기 검출부가 검출한 일측휠의 높이값과 타측휠의 높이값의 높이차값을 기준높이차값과 비교하여 상기 농업용 동력운반차의 주행가능여부를 판단하는 판단부와;
    상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 전자식 차동 제한장치를 제어하는 제어부와;
    상기 판단부가 상기 농업용 동력운반차의 주행이 불가능한 것으로 판단하게 되는 해당 높이차값과 직전 높이차값을 비교하여 상기 판단부의 판단결과를 보정하는 보정판단부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템.
  2. 농업용 동력 운반차의 주행상황에 따라 상기 농업용 동력 운반차의 일측휠과 타측휠에 전달할 구동력을 조절하는 전자식 차동 제한장치와;
    상기 전자식 차동 제한장치와 결합된 차축의 일측과 타측에 각각 장착된 일측휠과 타측휠의 높이를 검출하는 검출부와;
    상기 검출부가 검출한 일측휠의 높이와 타측휠의 높이를 근거로 농업용 동력 운반차의 주행가능여부를 판단하는 판단부와;
    상기 판단부의 판단결과에 따라 상기 전자식 차동 제한장치를 제어하는 제어부와;
    상기 차축의 일측과 타측의 하중을 각각 측정하는 하중측정부와;
    상기 하중측정부가 차축의 일측 하중값과 차축의 타측 하중값을 비교하여 상기 판단부의 판단결과를 보정하는 보정판단부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 검출부는 자이로센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 농업용 동력운반차의 차동제어장치 토크제어시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
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