KR102232714B1 - 농업용 작업차량 - Google Patents

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Abstract

경심 변화율에 따라 히치의 상승 또는 하강 속도를 조절할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 농업용 작업차량은, 작업기(470)가 장착되는 히치(Hitch, 210); 상기 작업기(470)의 경운 작업시 경심(Plowing Depth)을 측정하는 경심 감지 센서(220); 상기 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심의 변화율을 산출하는 경심 변화율 산출부(230); 및 상기 측정된 경심을 기초로 상기 히치(210)를 상승 또는 하강 시키고, 상기 경심의 변화율에 따라 상기 히치(210)의 속도를 가변시키는 히치 제어기(240)를 포함한다.

Description

농업용 작업차량{Agricultural Working Vehicle}
본 발명은 농업용 작업 차량에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 농업용 작업차량의 경심 제어에 관한 것이다.
농업용 작업차량은 땅을 이용하여 인간 생활에 필요한 작물을 재배하는데 이용되는 것이다. 예를 들어, 콤바인(Combine), 트랙터(Tractor) 등이 농업용 작업차량에 해당한다. 콤바인은 벼, 보리, 밀, 콩 등의 작물을 예취하여 탈곡하는 작업을 수행하는 차량이다. 트랙터는 다양한 종류의 작업기를 연결하여 주행 또는 정지 상태에서 농업용 작업을 수행하는 차량으로써, 트랙터에 장착된 히치(Hitch)에 작업기를 연결시키고 유압장치에 의하여 히치를 상승시킴으로써 작업기를 땅으로부터 끌어올려 농업용 작업을 수행한다.
이러한 농업용 작업 차량을 이용하여 작업을 수행하는 경우, 경운하는 깊이를 나타내는 경심(Plowing Depth)이 일정하게 유지되도록 히치의 높낮이가 조절되어야 한다.
하지만, 종래의 농업용 작업 차량의 경우, 경심에 따라 히치를 상승 또는 하강시키는 속도는 언제나 일정하게 유지되었기 때문에 경심이 급격하게 변하거나 천천이 변하는 경우에도 그 변화가 반영되지 않아 히치의 승하강 동작이 빈번하게 발생할 수 밖에 없고, 이로 인해 운전자의 피로도 및 심리적 불안감이 증가할 뿐만 아니라 히치의 내구성 또한 감소하게 된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0058776호(2014년 5월 15일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경심 변화율에 따라 히치의 상승 또는 하강 속도를 조절할 수 있는 농업용 작업차량을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 농업용 작업차량은, 작업기(470)가 장착되는 히치(Hitch, 210); 상기 작업기(470)의 경운 작업시 경심(Plowing Depth)을 측정하는 경심 감지 센서(220); 상기 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심의 변화율을 산출하는 경심 변화율 산출부(230); 및 상기 측정된 경심을 기초로 상기 히치(210)를 상승 또는 하강 시키고, 상기 경심의 변화율에 따라 상기 히치(210)의 속도를 가변시키는 히치 제어기(240)를 포함한다.
상기 히치 제어기(240)는, 상기 히치(210)의 위치 변화율을 산출하는 위치 변화율 산출부(630); 및 상기 경심의 변화율 및 상기 히치(210)의 위치 변화율을 기초로 상기 히치(210)의 속도를 조절하는 속도 조절부(640)를 포함한다.
이때, 상기 속도 조절부(640)는, 상기 경심의 변화율이 상기 히치(210)의 위치 변화율보다 크면 상기 히치(210)의 속도를 증가시키고, 상기 경심의 변화율이 상기 히치(210)의 위치 변화율 보다 작으면 상기 히치(210)의 속도를 감소시키는 것을 특징으로 한다. 일 실시예에 있어서, 상기 속도 조절부(640)는 비례적분 제어(PI 제어)를 통해 상기 히치(210)의 위치 변화율이 상기 경심의 변화율을 추종하도록 상기 히치(210)의 속도를 조절할 수 있다.
상기 위치 변화율 산출부(630)는, 위치센서(250)에 의해 검출된 상기 히치(210)를 구성하는 승강암(216)의 회전각도를 미분하여 상기 히치(210)의 위치 변화율을 산출하고, 상기 경심 변화율 산출부(230)는 상기 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심을 미분하여 상기 경심의 변화율을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 히치 제어기(240)는, 상기 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심과 미리 정해진 기준치를 비교하는 비교부(610); 및 상기 경심이 상기 기준치 보다 크면 상기 히치(210)를 상승시키고, 상기 경심이 상기 기준치 보다 작으면 상기 히치(210)를 하강시키는 히치 조작부(620)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 경심 감지 센서(220)는 상기 히치(210)에 장착된 포텐쇼 미터(220)이고, 상기 포텐쇼 미터(220)는, 일단은 상기 작업기(470)의 커버(472)에 연결되고 타단은 상기 포텐쇼 미터(220)에 연결되는 연결링크(500)의 이동에 따른 상기 포텐쇼 미터(220)의 회전각도를 이용하여 상기 경심을 산출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 상기 포텐쇼 미터(220)는, 상기 연결 링크(500)가 상기 작업기(470) 측으로 이동되어 상기 포텐쇼 미터(220)가 반시계 방향으로 회전하게 되면 경심이 얕아지는 것으로 판단하고, 상기 연결 링크(500)가 상기 포텐쇼 미터(220)측으로 이동되어 상기 포텐쇼 미터(220)가 시계 방향으로 회전하게 되면 경심이 깊어지는 것으로 판단한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 농업용 작업 차량의 경심 제어 방법은, 작업기(470)의 경운 작업시 경심을 측정하는 단계; 상기 측정된 경심을 기초로 상기 작업기(470)가 장착되는 히치(210)를 상승 또는 하강시키는 단계; 상기 측정된 경심의 변화율을 산출하는 단계; 및 상기 경심의 변화율에 따라 상기 히치(210)의 속도를 가변시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 농업용 작업 차량의 경심 제어 방법은 상기 히치(210)의 위치 변화율을 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 히치(210)의 속도를 가변시키는 단계에서, 상기 경심의 변화율이 상기 히치(210)의 위치 변화율보다 크면 상기 히치(210)의 속도를 증가시키고, 상기 경심의 변화율이 상기 히치(210)의 위치 변화율 보다 작으면 상기 히치(210)의 속도를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
상기 히치(210)의 위치 변화율을 산출하는 단계에서, 상기 히치(210)의 위치 변화율은 상기 히치(210)를 구성하는 승강암(216)의 회전각도를 미분하여 산출된다.
상기 농업용 작업 차량의 경심 제어 방법은 상기 측정된 경심과 미리 정해진 기준치를 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 히치(210)를 상승 또는 하강 시키는 단계에서, 상기 경심이 상기 기준치 보다 크면 상기 히치(210)를 상승시키고, 상기 경심이 상기 기준치 보다 작으면 상기 히치(210)를 하강시키는 것을 특징으로 한다.
상기 경심의 변화율을 산출하는 단계에서, 상기 경심의 변화율은, 상기 측정된 경심을 미분하여 산출된다.
본 발명에 따르면, 경심 변화율에 따라 히치의 상승 또는 하강 속도를 조절할 수 있기 때문에 경심의 변화에 따른 빈번한 히치의 승하강 동작 발생을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 경심 변화에 따른 빈번한 히치의 승하강 동작 발생을 방지할 수 있어 운전자의 피로도 및 심리적 불안감을 감소시킴과 동시에 히치의 내구성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 추가 구성 없이도 기존의 농업용 작업 차량에 적용이 가능하므로 농업용 작업차량의 구성이 복잡해지는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업 차량을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 히치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 히치의 유압 실린더에 설치된 포텐쇼 미터를 보여주는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 경심 측정 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 히치 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 경심 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량(200)에는 다양한 종류의 작업기(미도시)를 연결시키기 위한 히치(Hitch, 210)가 장착된다.
농업용 작업차량(200)은 경작지를 주행하거나 정지 상태에서 농업용 작업차량(200)에 장착된 다양한 농기구들을 이용하여 작물을 경작한다. 일 실시예에 있어서, 농업용 작업차량(200)은 도 2에 도시된 바와 같이, 트랙터(Tractor)일 수 있다. 트랙터는 다양한 종류의 작업기(예컨대, 로터리나 쟁기 등)를 연결하여 주행 또는 정지 상태에서 농업용 작업을 수행하는 차량을 의미한다.
히치(210)는 농업용 작업차량(200)에 작업기를 연결시키기 위해 농업용 작업차량(200)의 후미부에 장착된다. 일 실시예에 있어서, 히치(210)는 유압펌프(미도시)에 의해 유압 실린더(미도시) 내로 유압 오일이 공급되면 유압 실린더의 피스톤 운동에 의해 상승됨으로써 작업기를 땅으로부터 상승시킨다. 일 실시예에 있어서, 히치(210)는 상부링크(212) 및 하부링크(214)를 포함하는 3점 히치일 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량에 장착되는 3점 히치에 대해 간략히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량에 장착되는 3점 히치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 3점 히치(210)는 상부링크(212), 하부링크(214), 승강암(216), 및 유압 실린더(218)를 포함한다.
상부링크(212)는 작업기의 윗 부분을 농업용 작업차량(200)에 연결시킨다.
하부링크(214)는 작업기의 아랫부분을 농업용 작업차량(200)에 연결시킨다. 하부 링크(214)는 제1 하부링크(214a) 및 제2 하부링크(214b)로 구성될 수 있다.
승강암(216)은 유압 실린더(218)에 의해 회동함으로써 위치가 변경되고, 승강암(216)의 위치 변경을 통해 상부링크(212) 및 하부링크(214)가 상승 또는 하강하게 된다.
유압 실린더(218)는 유압 펌프(미도시)에 의해 공급되는 유압 오일이 유압 실린더(218) 내부로 유입되면, 내부 유압에 의한 피스톤 운동을 통해 승강암(216)을 회동시킨다.
한편, 도 1에서는 농업용 작업차량(200)이 트랙터인 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 히치(210)와 같이 작업기를 상승 또는 하강시킬 수 있는 링크구조가 농업용 작업차량(200)의 선두부 또는 후미부에 장착될 수 있는 것이라면, 그 종류에 관계없이 적용 가능할 것이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량(200)은 히치(210), 경심 감지 센서(220), 경심 변화율 산출부(230), 히치 제어기(240), 및 위치센서(250)를 포함한다.
히치(210)는 상술한 바와 같이, 다양한 종류의 작업기(470)를 농업용 작업차량(200)에 연결시키기 위한 것으로서, 히치(210)에 대한 설명은 도 1 및 도 2와 관련된 부분에서 이미 기재하였기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.
경심 감지 센서(220)는 작업기(470)의 경운 작업시 경심(Plowing Depth)을 측정한다. 경심 감지 센서(220)는 미리 정해진 시간 단위로 경심을 측정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 경심 감지 센서(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 3점 히치(210)를 구성하는 유압 하우징(219)의 내측에 설치된 포텐쇼 미터(220)로 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 포텐쇼 미터(220)는 경심 측정을 위해 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이 작업기(470)의 커버(472)와 연결링크(500)를 통해 연결되고, 연결링크(500)의 이동에 따른 포텐쇼 미터(220)의 회전각도를 기초로 경심을 산출한다. 이때, 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이 연결링크(500)의 일단은 작업기(470)의 커버(472)에 설치된 제1 링크 부착부(474)를 통해 작업기(470)의 커버(472)에 연결되고, 연결링크(500)의 타단은 도 4, 도 5b, 및 도 5c에 도시된 바와 같이 포텐쇼 미터(220)에 설치된 제2 링크 부착부(222)에 연결된다.
일 실시예에 있어서, 연결링크(500)는 유연한 재료로 형성된 연결케이블(510)과 연결케이블(510)을 관통하여 삽입된 와이어(520)로 구성되어 있고, 와이어(520)의 일단은 작업기(470)의 커버(472)에 연결되고, 타단은 포텐쇼 미터(220)에 연결된다.
이러한 실시예에 따르는 경우, 경심을 일정하게 유지하기 위해서는 작업지의 상태와 관계없이 작업기(470)가 작업지 표면으로부터 일정한 높이를 유지해야 하므로, 경심이 깊어지게 되면 작업기(470)의 커버(472)가 상승하게 되고, 이로 인해 도 4 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 연결링크(500)가 포텐쇼 미터(220) 측으로 이동되어 포텐쇼 미터(220)의 제2 링크 부착부(222)를 시계방향으로 회동시키고 이에 따라 포텐쇼 미터(220)의 회전부재(224)가 시계 방향으로 회전하게 된다.
또한, 경심이 얕아지게 되면 작업기(470)의 커버(472)가 하강하게 되고, 이로 인해 도 4 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 연결링크(500)가 작업기(470) 측으로 이동되어 포텐쇼 미터(220)의 제2 링크 부착부(222)를 반시계 방향으로 회동시키고 이에 따라 포텐쇼 미터(220)의 회전부재(224)가 반시계 방향으로 회전하게 된다.
일 실시예에 있어서, 포텐쇼 미터(220)에 포함된 회전부재(224)의 회전에 따라 변화되는 저항값 또는 전류값과 매핑되어 있는 값이 해당 시점에서의 경심으로 산출될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 경심 변화율 산출부(230)는 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심의 변화율을 산출한다. 경심 변화율이란 작업 경심이 변화하는 속도를 의미한다. 일 실시예에 있어서, 경심 변화율 산출부(230)는 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심을 미분함으로써 경심의 변화율을 산출할 수 있다. 즉, 경심 변화율 산출부(230)는 아래의 수학식 1을 이용하여 경심 변화율을 산출할 수 있다.
Figure 112016022980215-pat00001
다음으로, 히치 제어기(240)는 측정된 경심에 따라 히치(210)를 상승 또는 하강 시키고, 경심 변화율에 따라 히치(210)의 상승 또는 하강시 히치의 속도를 조절한다. 즉, 히치 제어기(240)는 측정된 경심에 따라 기준 속도로 히치(210)를 상승 또는 하강 시키기 시작하고, 경심 변화율에 따라 히치(210)의 상승속도 또는 하강속도를 조절한다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 히치 제어기(240)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히치 제어기의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 히치 제어기(240)는 비교부(610), 히치 조작부(620), 위치 변화율 산출부(630), 및 속도 조절부(640)를 포함한다.
비교부(610)는 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심과 미리 정해진 기준치를 비교하고, 비교결과를 히치 조작부(620)로 전달한다. 이를 위해, 비교부(610)는 사전에 사용자로부터 기준치를 입력 받아 저장할 수 있다.
히치 조작부(620)는 비교부(610)의 비교 결과에 따라 히치(210)를 상승 또는 하강 여부를 결정하고, 히치를 상승 또는 하강시킨다.
구체적으로, 히치 조작부(620)는 비교부(610)에 의해 경심이 기준치 보다 큰 것으로 판단되면 히치(210)를 상승시키는 것으로 결정하고, 기준속도로 히치(210)를 상승시킨다. 히치 조작부(620)가 경심이 기준치 보다 큰 경우 히치(210)를 상승시키는 것은, 경심이 기준치보다 크다는 것은 경심이 깊어 작업지 표면으로부터 작업기(470)의 높이가 상대적으로 낮은 상태이기 때문에 히치(210)를 상승시켜 경심이 감소되게 함으로써 땅을 조금만 파게 하기 위함이다.
또한, 히치 조작부(620)는 비교부(610)에 의해 경심이 기준치보다 작은 것으로 판단되면 히치(210)를 하강시키는 것으로 결정하고, 기준속도로 히치(210)를 하강시킨다. 히치 조작부(620)가 경심이 기준치 보다 작은 경우 히치(210)를 하강시키는 것은, 경심이 기준치보다 작다는 것은 경심이 얕아 작업지 표면으로부터 작업기(470)의 높이가 상대적으로 높은 상태이기 때문에 히치(210)를 하강시켜 경심이 증가되게 함으로써 땅을 더 많이 파게 하기 위함이다.
위치 변화율 산출부(630)는 히치(210)의 위치 변화율을 산출한다. 히치의 위치 변화율이란 히치(210)의 각도 위치가 변화하는 속도를 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 위치 변화율 산출부(630)는 도 3에 도시된 위치 센서(250)에 의해 측정된 히치(210)의 회전각도를 미분함으로써 위치 변화율을 산출할 수 있다.
속도 조절부(640)는 위치 변화율 산출부(630)에 의해 산출된 히치(210)의 위치 변화율과 경심 변화율 산출부(230)에 의해 산출된 경심의 변화율을 기초로 히치(210)의 상승 또는 하강 시 히치(210)의 속도를 조절한다.
구체적으로, 속도 조절부(640)는, 경심의 변화율과 히치(210)의 위치 변화율을 비교하여, 경심의 변화율이 히치(210)의 위치 변화율보다 크면 히치(210)의 속도를 증가시킨다.
또한, 속도 조절부(640)는 경심의 변화율이 히치(210)의 위치 변화율 보다 작으면 히치(210)의 속도를 감소시킨다.
일 실시예에 있어서, 속도 조절부(640)는, 비례적분 제어(PI 제어)를 통해 히치(210)의 위치 변화율이 경심의 변화율을 추종하도록 히치(210)의 속도를 결정할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 속도 조절부(640)는 비례적분 제어(PI 제어)를 통해 히치(210)의 위치 변화율이 경심의 변화율을 추종하게 하는 전류값을 산출하고, 이러한 전류값의 조절에 유압 실린더의 유량이 조절되도록 함으로써 히치(210)의 속도가 조절되게 한다.
다시 도 3을 참조하면, 위치센서(250)는 히치(210)의 승강암(216)의 회전각도를 측정하고, 측정된 회전각도를 히치 제어기(240)로 제공한다.
이하, 도 7을 참조하여 농업용 작업차량의 경심 제어 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 작업차량의 경심 제어 방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 7에 도시된 농업용 작업차량의 경심 제어 방법은 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 농업용 작업차량에 의해 수행될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 경심 감지 센서(220)가 미리 정해진 시간 단위로 작업기의 경운 작업시 경심을 측정한다(S700).
일 실시예에 있어서, 경심 감지 센서(220)는 3점 히치(210)를 구성하는 유압 하우징(219)의 내측에 설치된 포텐쇼 미터(220)로 구현될 수 있다. 이러한 실시예 따르는 경우, 포텐쇼 미터(220)는 경심 측정을 위해 도 5a에 도시된 바와 같이 작업기(470)의 커버(472)와 연결링크(500)를 통해 연결되고, 연결링크(500)의 이동에 따른 포텐쇼 미터(220)의 회전각도를 기초로 경심을 산출한다.
구체적으로, 경심을 일정하게 유지하기 위해서는 작업지의 상태와 관계없이 작업기(470)가 작업지 표면으로부터 일정한 높이를 유지해야 하므로, 경심이 깊어지게 되면 작업기(470)의 커버(472)가 상승하게 되고, 이로 인해 도 5b에 도시된 바와 같이, 연결링크(500)가 포텐쇼 미터(220)의 제2 링크 부착부(222)를 시계방향으로 회동시키고 이에 따라 포텐쇼 미터(220)의 회전부재(224)가 시계 방향으로 회전하게 된다.
또한, 경심이 얕아지게 되면 작업기(470)의 커버(472)가 하강하게 되고, 이로 인해 도 5c에 도시된 바와 같이, 연결링크(500)가 작업기(470) 측으로 이동되어 포텐쇼 미터(220)의 제2 링크 부착부(222)를 반시계 방향으로 회동시키고 이에 따라 포텐쇼 미터(220)의 회전부재(224)가 반시계 방향으로 회전하게 된다.
일 실시예에 있어서, 포텐쇼 미터(220)에 포함된 회전부재(224)의 회전에 따라 변화되는 저항값 또는 전류값과 매핑되어 있는 값이 해당 시점에서의 경심으로 산출될 수 있다.
이후, 히치 제어기(240)가 측정된 경심과 미리 정해진 기준치를 비교하여 측정된 경심이 기준치보다 큰지를 판단한다(S710).
판단결과, 측정된 경심이 기준치보다 크면 히치 제어기(240)는 히치를 상승시키는 것으로 결정하고 기준 속도로 히치를 상승시킨다(S720). 경심이 기준치 보다 큰 경우 히치(210)를 상승시키는 이유는 다음과 같다. 경심이 기준치보다 크다는 것은 경심이 깊어 작업지 표면으로부터 작업기(470)의 높이가 상대적으로 낮은 상태이기 때문에 히치(210)를 상승시켜 경심이 감소되게 함으로써 땅을 조금만 파게 하기 위함이다.
한편, S710의 판단결과 측정된 경심이 기준치보다 크지 않은 경우 히치 제어기(240)는 측정된 경심이 기준치보다 작은지를 판단한다(S730).
판단결과, 측정된 경심이 기준치보다 작으면 히치 제어기(240)는 히치를 하강시키는 것으로 결정하고, 기준 속도로 히치를 하강시킨다(S740). 경심이 기준치 보다 작은 경우 히치(210)를 하강시키는 이유는 다음과 같다. 경심이 기준치보다 작다는 것은 경심이 얕아 작업지 표면으로부터 작업기(470)의 높이가 상대적으로 높은 상태이기 때문에 히치(210)를 하강시켜 경심이 증가되게 함으로써 땅을 더 많이 파게 하기 위함이다.
S720의 판단결과 측정된 경심이 기준치보다 작지 않으면 일정하게 경심이 유지되고 있는 것으로서 히치의 상승 또는 하강이 요구되지 않으므로 절차를 종료한다.
한편, 히치의 상승 또는 히치의 하강 시 경심 변화율 산출부(230)는 경심의 변화율을 산출한다(S750). 경심 변화율이란 작업 경심이 변화하는 속도를 의미한다. 일 실시예에 있어서, 경심 변화율 산출부(230)는 경심 감지 센서(220)에 의해 측정된 경심을 미분함으로써 경심의 변화율을 산출할 수 있다. 즉, 경심 변화율 산출부(230)는 상술한 수학식 1을 이용하여 경심 변화율을 산출할 수 있다.
이후, 히치 제어기(240)는 히치(210)의 위치 변화율을 산출한다(S760). 히치의 위치 변화율이란 히치(210)의 각도 위치가 변화하는 속도를 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 위치 변화율 산출부(630)는 위치 센서(250)에 의해 측정된 히치(210)의 회전각도를 미분함으로써 위치 변화율을 산출할 수 있다.
이후, 히치 제어기(240)는 경심 변화율과 히치(210)의 위치 변화율을 비교하여 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율 보다 큰지를 판단한다(S770).
S770의 판단결과, 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율 보다 크면, 히치 제어기(240)는 히치(210)의 속도를 증가시킨다(S780). 이와 같이, 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율 보다 큰 경우 히치의 속도를 증가시킴으로써 히치(210)의 위치 변화율이 경심 변화율을 추종하게 되어 일정한 경심이 유지되게 된다.
한편, S770의 판단결과, 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율 보다 크지 않으면, 히치 제어기(240)는 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율보다 작은지를 판단한다(S790).
S790의 판단결과, 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율보다 작으면 히치 제어기(240)는 히치(210)의 속도를 감소시킨다(S800). 이와 같이, 경심 변화율이 히치(210)의 위치 변화율 보다 작은 경우 히치(210)의 속도를 감소시킴으로써 히치(210)의 위치 변화율이 경심 변화율을 추종하게 되어 일정한 경심이 유지되게 된다.
일 실시예에 있어서, 히치 제어기(240)는, 비례적분 제어(PI 제어)를 통해 히치(210)의 위치 변화율이 경심의 변화율을 추종하도록 히치(210)의 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 히치 제어기(240)는 비례적분 제어(PI 제어)를 통해 히치(210)의 위치 변화율이 경심의 변화율을 추종하게 하는 전류값을 산출하고, 이러한 전류값의 조절에 유압 실린더의 유량이 조절되도록 함으로써 히치(210)의 속도가 조절되게 한다.
한편, S790의 판단결과, 경심 변화율이 히치의 위치 변화율보다 작이 않으면 히치 제어기는 히치의 속도를 유지시킨다(S810).
상술한 농업용 작업차량의 경심 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 이용하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로도 구현될 수도 있다. 이때 농업용 작업차량의 경심 제어 방법을 수행하기 위한 프로그램은 스마트 기기, 하드 디스크, CD-ROM, DVD, 롬(ROM), 램, 또는 플래시 메모리와 같은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나, 내려 받기 기능을 제공하는 서버에 저장될 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 농업용 작업차량 210: 히치
212: 상부링크 214: 하부링크
216: 승강암 218: 유압 실린더
220: 경심 감지 센서 230: 경심 변화율 산출부
240: 히치 제어기 250: 위치센서
470: 작업기 472: 커버
500: 연결링크 510: 연결 케이블
520: 와이어 610: 비교부
620: 히치 조작부 630: 위치 변화율 산출부
640: 속도 조절부

Claims (9)

  1. 작업기가 장착되는 히치(Hitch);
    상기 작업기의 경운 작업시 경심(Plowing Depth)을 측정하는 경심 감지 센서;
    상기 경심 감지 센서에 의해 측정된 경심의 변화율을 산출하는 경심 변화율 산출부;
    상기 측정된 경심을 기초로 상기 히치를 상승 또는 하강 시키고, 상기 경심의 변화율에 따라 상기 히치의 속도를 가변시키는 히치 제어기를 포함하고,
    상기 히치 제어기는 상기 측정된 경심을 기초로 상기 히치를 기준 속도로 상승 또는 하강시키기 시작한 후에, 상기 경심의 변화율에 따라 상기 히치의 상승속도 또는 하강속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히치 제어기는,
    상기 히치의 위치 변화율을 산출하는 위치 변화율 산출부; 및
    상기 경심의 변화율 및 상기 히치의 위치 변화율을 기초로 상기 히치의 속도를 조절하는 속도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 속도 조절부는,
    상기 경심의 변화율이 상기 히치의 위치 변화율보다 크면 상기 히치의 속도를 증가시키고, 상기 경심의 변화율이 상기 히치의 위치 변화율 보다 작으면 상기 히치의 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 속도 조절부는,
    비례적분 제어(PI 제어)를 통해 상기 히치의 위치 변화율이 상기 경심의 변화율을 추종하도록 상기 히치의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 히치를 구성하는 승강암의 회전각도를 검출하는 위치센서를 더 포함하고,
    상기 위치 변화율 산출부는, 상기 위치센서에 의해 검출된 상기 회전각도를 미분하여 상기 히치의 위치 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 히치 제어기는,
    상기 경심 감지 센서에 의해 측정된 경심과 미리 정해진 기준치를 비교하는 비교부; 및
    상기 경심이 상기 기준치 보다 크면 상기 히치를 상승시키고, 상기 경심이 상기 기준치 보다 작으면 상기 히치를 하강시키는 히치 조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경심 변화율 산출부는,
    상기 경심 감지 센서에 의해 측정된 경심을 미분하여 상기 경심의 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경심 감지 센서는 상기 히치에 장착된 포텐쇼 미터고,
    상기 포텐쇼 미터는, 일단은 상기 작업기의 커버에 연결되고 타단은 상기 포텐쇼 미터에 연결되는 연결링크의 이동에 따른 상기 포텐쇼 미터의 회전각도를 이용하여 상기 경심을 산출하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 포텐쇼 미터는,
    상기 연결링크가 상기 작업기 측으로 이동되어 상기 포텐쇼 미터가 반시계 방향으로 회전하게 되면 경심이 얕아지는 것으로 판단하고,
    상기 연결링크가 상기 포텐쇼 미터측으로 이동되어 상기 포텐쇼 미터가 시계 방향으로 회전하게 되면 경심이 깊어지는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
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