KR102487688B1 - 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율 및 작업단수를 설정하기 위한 데이터설정부; 상기 트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도를 MCU부로 전송하기 위한 CAN통신부; 상기 트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수에 따라 기어비를 입력하기 위한 기어비 입력부; 상기 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력을 감지하여 MCU부로 전송하기 위한 견인센서부; 상기 CAN통신부와 기어비 입력부 및 견인센서부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 현재의 견인효율을 실시간으로 산출하되, 상기 데이터설정부에서 설정한 초기 견인효율과 비교하여 현재의 작업상태를 그대로 유지할지 또는 전자식 유압밸브를 제어함으로써 3점 히치부의 움직임을 제어할지 판단 및 실행하기 위한 MCU부; 상기 MCU부 측 비교 판단 및 실행 명령에 따라 3점 히치부의 승하강 동작을 제어하기 위한 전자식 유압밸브;를 포함하는 트랙터의 견인 제어시스템을 제안한다.
또한, 본 발명은 상술한 구성을 갖는 트랙터의 견인 제어시스템을 이용하여 트랙터의 견인을 일정하게 유지하도록 제어 및 작업효율을 높일 수 있는 트랙터의 견인 제어방법을 제안한다.
본 발명에 따르면, 견인 센서 및 엔진 CAN 통신을 이용하여 견인 효율을 산출하고, 이러한 산출데이터를 통해 전자식 유압밸브를 제어하여 연결장치인 3점 히치를 자동으로 조절하는 것으로서, 설정된 트랙터 측 견인 효율을 일정하게 유지할 수 있으며, 트랙터의 견인 효율을 일정하게 유지 및 연결장치인 3점 히치를 자동 제어하여 조절하기 때문에 기존에 비해 작업자의 피로도를 절감할 수 있고, 이와 더불어 작업자가 주변의 상황 인식이 가능하므로 위험 상황을 줄일 수 있다.

Description

트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING TRACTION OF TRACTOR}
본 발명은 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 견인 센서 및 엔진 CAN 통신을 이용하여 견인 효율을 산출하고, 이러한 산출데이터를 기반으로 전자식 유압밸브를 제어하여 연결장치인 3점 히치를 자동으로 조절함으로써 설정된 트랙터 측 견인 효율을 일정하게 유지할 수 있도록 하며, 작업자의 피로도를 절감함과 더불어 작업 주변에서의 위험 상황 발생을 줄일 수 있도록 한 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
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.
상기한 트랙터는 쟁기나 트레일러와 같은 물건을 끌고 주행하는 기능, 로터리경운기나 풀 베는 기계 등에 회전력을 제공하는 기능, 3점 히치에 각종 작업기를 연결하고 유압장치에 의하여 작업기를 땅에서 끌어올리는 기능을 이용하여 여러 가지 농작업을 수행하는데 사용되고 있다.
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.
이러한 농업용 트랙터는 이동성을 위한 휠이 구비되어 주행하면서 다양한 형태의 농작업을 용이하게 수행할 수 있도록 구비되며, 견인력을 이용하여 다양한 작업을 수행하게 된다.
하지만, 종래 농업용 트랙터를 사용한 농작업시 견인 부하가 갑작스럽게 발생하게 되면, 농작업을 중단하는 등 농작업에 상당한 영향을 미치게 된다.
특히, 쟁기를 트랙터의 3점 히치에 연결하여 작업 시 견인 부하가 갑작스럽게 크게 발생하여 농작업에 영향을 미치는 경우가 많았다.
이렇게 트랙터 작업 중 견인 부하가 갑작스럽게 변하게 되면, 이는 즉시 견인 동력 및 차축 부하에 영향을 미치게 되고, 결국 견인 효율이 저하되는 문제점이 발생된다.
또한, 농업용 트랙터에 쟁기 등 작업기를 연결하여 농작업시 일정한 견인 효율을 위해 견인 부하가 일정하게 유지되어야 하는데, 이를 위해 종래에는 작업자가 주기적으로 연결장치인 3점 히치를 수동으로 컨트롤하여 승하강 등을 수행하고 있으나, 이는 작업자의 극심한 피로도를 유발함과 더불어 수동 컨트롤시 작업 주변의 상황을 고려하지 못하는 경우가 발생되므로 위험한 상황이 초래되는 문제점이 있었다.
한편, 종래 트랙터의 견인 제어 관련하여 선행기술문헌을 살펴보았을 때, 국내등록특허 제10-1869466호에서 트랙터의 견인력 및 슬립률을 이용한 작업기의 경심제어 시스템을 개시하고 있다.
이는 트랙터 및 타이어의 제원과 기준 슬립률을 입력하는 설정부와; 트랙터의 차속과 지면으로부터의 높이를 감지하는 센서부와; 작업기를 승하강시키는 액추에이터의 제어를 위한 유량제어밸브와; 설정부의 정보와 센서부의 신호에 따라 트랙터의 슬립률과 실제 견인력을 계산하여 유량제어밸브를 제어하는 MCU와; 트랙터의 슬립률과 실제 견인력 및 작업기 높이를 표시하는 디스플레이장치;를 포함하는 구성을 개시하고 있다.
하지만, 본 발명은 견인 센서 및 엔진 CAN 통신을 이용하여 견인 동력과 차축 동력의 비로 견인효율을 산출하는 구성을 갖는 것으로서, 상기 국내등록특허 제10-1869466호와는 기술적 차이가 있다.
또한, 본 발명은 견인 센서 및 엔진 CAN 통신을 이용하여 견인 동력과 차축 동력의 비로 견인효율을 산출하는 데이터를 기반으로 전자식 유압밸브를 제어하여 연결장치인 3점 히치를 자동 제어하는 구성을 갖는 것인데, 상기 국내등록특허 제10-1869466호에서는 유량제어밸브를 통해 작업기의 경심 제어를 수행하는 것이므로 제어의 대상이 상이하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1869466호
본 발명은 상술한 종래 문제점들을 해소 및 이를 감안하여 안출한 것으로서, 견인 센서 및 엔진 CAN 통신을 이용하여 견인 효율을 산출하고, 이러한 산출데이터를 기반으로 전자식 유압밸브를 제어하여 연결장치인 3점 히치부를 자동으로 조절함으로써 설정된 트랙터 측 견인 효율을 일정하게 유지할 수 있도록 하며, 작업자의 피로도를 절감함과 더불어 작업 주변에서의 위험 상황 발생을 줄일 수 있도록 한 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 트랙터를 이용한 농작업시 작업효율을 증대시킬 수 있도록 하며, 갑작스러운 견인 부하의 발생을 제거하거나 최소화함으로써 트랙터의 내구수명을 높일 수 있도록 한 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 트랙터의 견인 제어시스템은, 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 측 견인을 제어하기 위한 트랙터의 견인 제어시스템에 있어서, 상기 트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율 및 작업단수를 설정하기 위한 데이터설정부; 상기 트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도를 MCU부로 전송하기 위한 CAN통신부; 상기 트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수에 따라 기어비를 입력하기 위한 기어비 입력부; 상기 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력을 감지하여 MCU부로 전송하기 위한 견인센서부; 상기 CAN통신부와 기어비 입력부 및 견인센서부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 현재의 견인효율을 실시간으로 산출하되, 상기 데이터설정부에서 설정한 초기 견인효율과 비교하여 현재의 작업상태를 그대로 유지할지 또는 전자식 유압밸브를 제어함으로써 3점 히치부의 움직임을 제어할지 판단 및 실행하기 위한 MCU부; 상기 MCU부 측 비교 판단 및 실행 명령에 따라 3점 히치부의 승하강 동작을 제어하기 위한 전자식 유압밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 견인센서부는, 상기 트랙터 측 위치 인식을 통해 작업 주행속도를 감지하기 위한 GPS센서; 상기 트랙터 측 견인력을 감지하기 위한 견인센서;를 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 MCU부는, 상기 CAN통신부와 기어비입력부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 제1산출식을 이용하여 차축동력을 계산하는 차축동력 계산부; 상기 견인센서부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 제2산출식을 이용하여 견인동력을 계산하는 견인동력 계산부; 상기 차축동력 계산부와 견인동력 계산부를 통해 계산되는 차축동력데이터와 견인동력데이터를 기반으로 제3산출식을 이용하여 현재 견인효율을 최종 산출하는 견인효율 산출부; 상기 견인효율 산출부를 통해 최종 산출되는 현재 견인효율데이터와 상기 데이터설정부에서 설정한 초기 견인효율데이터를 비교하는 데이터 비교부; 상기 데이터 비교부에서의 데이터 비교에 따라 최종 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 낮은 경우 전자식 유압밸브를 제어하여 3점 히치부를 하강 제어하고, 최종 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 높은 경우 현재 작업을 그대로 진행하도록 제어하는 제어 실행부;를 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 제1산출식은,
Figure 112020127727619-pat00001
일 수 있다.
이때, Pw는 차축 동력, Te는 엔진 토크, Ne은 엔진 회전속도, G는 작업 단수에 따른 기어비임.
여기에서, 상기 제2산출식은,
Figure 112020127727619-pat00002
일 수 있다.
이때, Pd는 견인 동력, D는 견인력, Va는 작업 주행속도임.
여기에서, 상기 제3산출식은,
Figure 112020127727619-pat00003
일 수 있다.
이때, TE는 견인 효율임.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 트랙터의 견인 제어방법은, 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 측 견인을 제어하기 위한 트랙터의 견인 제어방법에 있어서, 트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율을 설정하는 단계; 트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수를 설정하고 작업을 시작하는 단계; 트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도 데이터, 작업단수에 따른 기어비 데이터, 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력 데이터를 입력받는 단계; 트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도 데이터와 작업단수에 따른 기어비 데이터를 기반으로 차축 동력을 계산하는 단계; 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력 데이터를 기반으로 견인 동력을 계산하는 단계; 차축 동력 계산치와 견인 동력 계산치를 기반으로 현재 상태의 견인효율을 산출하는 단계; 산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율을 비교하는 단계; 산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율의 비교에 따라 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 낮은 경우 전자식 유압밸브를 제어하여 3점 히치부를 하강 제어하고, 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 높은 경우 현재 작업을 그대로 진행하도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 차축 동력을 계산하는 단계에서는,
Figure 112020127727619-pat00004
의 제1산출식을 이용하고; 상기 견인 동력을 계산하는 단계에서는,
Figure 112020127727619-pat00005
의 제2산출식을 이용하며; 상기 현재의 견인효율을 산출하는 단계에서는,
Figure 112020127727619-pat00006
의 제3산출식을 이용할 수 있다.
이때, Pw는 차축 동력, Te는 엔진 토크, Ne은 엔진 회전속도, G는 작업 단수에 따른 기어비이며, Pd는 견인 동력, D는 견인력, Va는 작업 주행속도이며, TE는 견인 효율임.
여기에서, 상기 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터의 견인을 제어하는 방법은, 상술한 구성을 갖는 트랙터의 견인 제어시스템을 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 견인 센서 및 엔진 CAN 통신을 이용하여 견인 효율을 산출하고, 이러한 산출데이터를 통해 전자식 유압밸브를 제어하여 연결장치인 3점 히치를 자동으로 조절하는 것으로서, 설정된 트랙터 측 견인 효율을 일정하게 유지할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 트랙터의 견인 효율을 일정하게 유지 및 연결장치인 3점 히치를 자동 제어하여 조절하기 때문에 기존에 비해 작업자의 피로도를 절감할 수 있고, 이와 더불어 작업자가 주변의 상황 인식이 가능하므로 위험 상황을 줄일 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 트랙터의 견인 효율을 일정하게 유지하기 때문에 트랙터를 이용한 농작업시 작업효율을 증대시킬 수 있고, 갑작스러운 견인 부하의 발생을 제거하거나 최소화시킬 수 있어 트랙터의 내구수명을 높일 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 트랙터를 이용한 모든 농작업시 활용 가능하고, 특히 견인 효율이 좋지 않은 곳인 지반이 약하거나 습지인 필드에서도 매우 효율적으로 농작업을 수행할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 작업에 필요한 견인 부하량을 작업 시 발생하는 엔진 동력의 비율에 맞춰 견인을 제어하므로 트랙터 측 최적의 견인 성능을 도출해낼 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랙터의 견인 제어시스템을 설명하기 위해나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랙터의 견인 제어시스템을 설명하기 위해나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 트랙터의 견인 제어방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
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.
첨부도면의 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 트랙터의 견인 제어시스템은 쟁기 등 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터를 기본적으로 포함하며, 상기 트랙터 측 견인을 제어하기 위한 견인 제어시스템을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 트랙터 견인 제어시스템은 트랙터 상에 장착되어 구비된다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 트랙터의 견인 제어시스템은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 데이터설정부(10), CAN통신부(20), 기어비 입력부(30), 견인센서부(40), MCU부(50), 및 전자식 유압밸브(60)를 포함한다.
상기 데이터설정부(10)는 트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율 및 작업단수를 설정하기 위한 구성요소로서, 입력수단이다.
즉, 상기 데이터설정부(10)는 초기 견인효율 입력부(11)와 작업단수 입력부(12)로 포함하며, 사용자가 데이터를 입력 가능하도록 구비된다.
상기 CAN통신부(20)는 농작업을 위한 트랙터 측 엔진 구동시 엔진 토크 및 회전속도를 MCU부(50)로 전송하기 구성요소이다.
상기 기어비 입력부(30)는 트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수에 따라 기어비를 입력하기 위한 구성요소로서, 입력수단이다.
상기 기어비 입력부(30)는 상기 데이터설정부(10)에 포함시킨 구성을 갖게 할 수도 있다.
상기 견인센서부(40)는 농작업을 위한 트랙터 측 엔진 구동시 작업 주행속도 및 견인력을 MCU부(50)로 전송하기 위한 구성요소이다.
상기 견인센서부(40)는 트랙터 측 위치 인식을 통해 작업 주행속도를 감지하기 위한 GPS센서(41)와, 트랙터 측 견인력을 감지하기 위한 견인센서(42)를 포함한다.
상기 MCU(Micro Controller Unit)부(50)는 상기 CAN통신부(20)와 기어비 입력부(30) 및 견인센서부(40)로부터 입력되는 데이터를 기반으로 현재의 견인효율을 실시간으로 산출하되, 상기 데이터설정부(10)에서 설정한 초기 견인효율과 비교하여 현재의 작업상태를 그대로 유지할지 또는 전자식 유압밸브(60)를 제어함으로써 트랙터에 장착된 연결장치인 3점 히치부의 움직임을 제어할지 판단 및 실행하기 위한 구성요소이다.
상기 MCU부(50)는 상기 CAN통신부(20)와 기어비입력부(30)로부터 입력되는 데이터를 기반으로 제1산출식을 이용하여 차축동력을 계산하는 차축동력 계산부(51)와, 상기 견인센서부(40)로부터 입력되는 데이터를 기반으로 제2산출식을 이용하여 견인동력을 계산하는 견인동력 계산부(52)와, 상기 차축동력 계산부(51)와 견인동력 계산부(52)를 통해 계산되는 차축동력데이터와 견인동력데이터를 기반으로 제3산출식을 이용하여 현재 견인효율을 최종 산출하는 견인효율 산출부(53)와, 상기 견인효율 산출부(53)를 통해 최종 산출된 현재 견인효율데이터와 상기 데이터설정부(10)에서 설정한 초기 견인효율데이터를 비교하는 데이터 비교부(54), 및 상기 데이터 비교부(54)에서의 데이터 비교에 따라 최종 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 낮은 경우 전자식 유압밸브(60)를 제어하여 3점 히치부를 하강 제어하고 최종 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 높은 경우 현재 작업을 그대로 진행하도록 제어하는 제어 실행부(55)를 포함한다.
이때, 상기 차축동력 계산부(51)에서 이용하는 제1산출식은
Figure 112020127727619-pat00007
일 수 있다.
여기서, Pw는 차축 동력이고, Te는 엔진 토크이고, Ne은 엔진 회전속도이며, G는 작업 단수에 따른 기어비이다.
이때, 상기 견인동력 계산부(52)에서 이용하는 제2산출식은,
Figure 112020127727619-pat00008
일 수 있다.
여기서, Pd는 견인 동력이고, D는 견인력이며, Va는 작업 주행속도이다.
이때, 상기 견인효율 산출부(53)에서 이용하는 상기 제3산출식은
Figure 112020127727619-pat00009
일 수 있다.
여기서, TE는 견인 효율이다.
상기 전자식 유압밸브(60)는 상기 MCU부(50) 측 비교 판단 및 실행 명령에 따라 3점 히치부의 승하강 동작 등을 제어하기 위한 구성요소이다.
이하에서는, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 트랙터의 견인 제어시스템을 이용하는 트랙터의 견인 제어방법에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 트랙터의 견인 제어방법은 트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율을 설정한다(S10).
트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수를 설정하고 작업을 시작한다(S20).
상기 S10단계에서의 초기 견인효율 설정과 S20단계에서의 작업단수 설정은 각각 데이터설정부(10)를 통해 입력할 수 있다.
또한, S20단계에서는 데이터설정부(10)를 통해 작업단수를 설정함과 더불어 기어비 입력부(30)를 통해 트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수에 따라 기어비를 입력한다.
이와 같이, 트랙터 측 작업 시작시 트랙터의 엔진 토크 및 회전속도 데이터와, 작업단수에 따른 기어비 데이터, 및 트랙터의 작업 주행속도 및 견인력 데이터를 입력받는다(S30).
이때, MCU부(50)에서는 CAN통신부(20)를 통해 농작업을 위한 트랙터 측 엔진 구동시 엔진 토크 및 회전속도 데이터를 입력받고, 기어비 입력부(30)를 통해 작업단수에 따른 기어비 입력데이터를 입력받으며, 견인센서부(40) 측 GPS센서(41)로부터 트랙터 측 작업 주행속도 데이터 및 견인센서(42)로부터 트랙터 측 견인력 데이터를 입력받는다.
이렇게 MCU부(50)에서 트랙터 측 작업 관련 데이터를 입력받은 후에는 트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도 데이터와 작업단수에 따른 기어비 데이터를 기반으로 차축 동력을 계산한다(S40).
이때, MCU부(50)에서는
Figure 112020127727619-pat00010
의 제1산출식을 이용하여 차축 동력을 계산할 수 있다.
여기서, Pw는 차축 동력이고, Te는 엔진 토크이고, Ne은 엔진 회전속도이며, G는 작업 단수에 따른 기어비이다.
또한, MCU부(50)에서는 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력 데이터를 기반으로 견인 동력을 계산한다(S50).
이때, MCU부(50)에서는
Figure 112020127727619-pat00011
의 제2산출식을 이용하여 견인 동력을 계산할 수 있다.
여기서, Pd는 견인 동력이고, D는 견인력이며, Va는 작업 주행속도이다.
이어서, MCU부(50)에서는 상기 제1산출식을 이용하여 계산한 차축 동력 계산치와 상기 제2산출식을 이용하여 계산한 견인 동력 계산치를 기반으로 트랙터 측 현재 상태의 견인효율을 산출한다(S60).
이때, MCU부(50)에서는
Figure 112020127727619-pat00012
의 제3산출식을 이용하여 현재 상태의 견인효율을 산출할 수 있다.
여기서, TE는 견인 효율이다.
이와 같이, 현재 상태의 견인효율이 산출되면, MCU부(50)에서는 산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율을 비교한다(S70).
이때, MCU부(50)에서는 산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율을 비교하되, 그 대소(大小)를 비교한다.
그리고, MCU부(50)에서는 산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율의 비교에 따라 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 낮은 경우 전자식 유압밸브를 제어하여 3점 히치부를 하강 제어하며, S30단계로 복귀하여 알고리즘 루틴을 반복 수행한다(S80).
이때, 전자식 유압 밸브를 통해 트랙터 측 연결장치인 3점 히치부를 하강 제어함으로써 견인 부하를 상승시킬 수 있으며, 이를 통해 견인 효율을 일정하게 유지해줄 수 있다.
이와 더불어, MCU부(50)에서는 산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율의 비교에 따라 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 높은 경우 현재 작업을 그대로 진행하도록 제어한다(S90).
이와 같은 견인 제어상태에서, MCU부(50)에서는 현재 작업을 그대로 진행하면서 작업 종료를 체크한다(S100).
이때, MCU부(50)에서는 작업 종료 입력시 즉시 작업을 종료하고, 그렇지 않을 경우 S30단계로 복귀하여 알고리즘 루틴을 반복 수행한다.
이에 따라, 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 트랙터의 견인 제어 시스템 및 방법을 통해서는 트랙터 측 견인 효율을 일정하게 유지할 수 있고 3점 히치부를 자동 제어하여 조절하여주기 때문에 기존에 비해 트랙터 측 견인효율을 높일 수 있으면서 작업자의 피로도를 절감 및 주변에서의 위험 상황을 줄일 수 있으며, 농작업시 작업효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 갑작스러운 견인 부하의 발생을 제거하거나 최소화시킬 수 있기 때문에 트랙터의 내구수명을 높일 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 트랙터를 이용한 모든 농작업시 활용 가능하고, 특히 견인 효율이 좋지 않은 곳인 지반이 약하거나 습지인 필드에서도 매우 효율적으로 농작업을 수행할 수 있으며, 작업에 필요한 견인 부하량을 작업 시 발생하는 엔진 동력의 비율에 맞춰 견인을 제어하므로 트랙터 측 최적의 견인 성능을 도출해낼 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것인데, 이는 본 발명의 기술적 권리범위 내에 속한다 할 수 있다.
10: 데이터설정부 20: CAN통신부
30: 기어비 입력부 40: 견인센서부
50: MCU부 60: 전자식 유압밸브

Claims (9)

  1. 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 측 견인을 제어하기 위한 트랙터의 견인 제어시스템에 있어서,
    상기 트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율 및 작업단수를 설정하기 위한 데이터설정부;
    상기 트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도를 MCU부로 전송하기 위한 CAN통신부;
    상기 트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수에 따라 기어비를 입력하기 위한 기어비 입력부;
    상기 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력을 감지하여 MCU부로 전송하기 위한 견인센서부;
    상기 CAN통신부와 기어비 입력부 및 견인센서부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 현재의 견인효율을 실시간으로 산출하되, 상기 데이터설정부에서 설정한 초기 견인효율과 비교하여 현재의 작업상태를 그대로 유지할지 또는 전자식 유압밸브를 제어함으로써 3점 히치부의 움직임을 제어할지 판단 및 실행하기 위한 MCU부;
    상기 MCU부 측 비교 판단 및 실행 명령에 따라 3점 히치부의 승하강 동작을 제어하기 위한 전자식 유압밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 견인센서부는,
    상기 트랙터 측 위치 인식을 통해 작업 주행속도를 감지하기 위한 GPS센서;
    상기 트랙터 측 견인력을 감지하기 위한 견인센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 MCU부는,
    상기 CAN통신부와 기어비입력부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 제1산출식을 이용하여 차축동력을 계산하는 차축동력 계산부;
    상기 견인센서부로부터 입력되는 데이터를 기반으로 제2산출식을 이용하여 견인동력을 계산하는 견인동력 계산부;
    상기 차축동력 계산부와 견인동력 계산부를 통해 계산되는 차축동력데이터와 견인동력데이터를 기반으로 제3산출식을 이용하여 현재 견인효율을 최종 산출하는 견인효율 산출부;
    상기 견인효율 산출부를 통해 최종 산출되는 현재 견인효율데이터와 상기 데이터설정부에서 설정한 초기 견인효율데이터를 비교하는 데이터 비교부;
    상기 데이터 비교부에서의 데이터 비교에 따라 최종 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 낮은 경우 전자식 유압밸브를 제어하여 3점 히치부를 하강 제어하고, 최종 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 높은 경우 현재 작업을 그대로 진행하도록 제어하는 제어 실행부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1산출식은,
    Figure 112020127727619-pat00013
    인 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어시스템.
    여기서, Pw는 차축 동력, Te는 엔진 토크, Ne은 엔진 회전속도, G는 작업 단수에 따른 기어비임.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제2산출식은,
    Figure 112020127727619-pat00014
    인 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어시스템.
    여기서, Pd는 견인 동력, D는 견인력, Va는 작업 주행속도임.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제3산출식은,
    Figure 112020127727619-pat00015
    인 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어시스템.
    여기서, TE는 견인 효율임.
  7. 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터 측 견인을 제어하기 위한 트랙터의 견인 제어방법에 있어서,
    트랙터 측 작업 시작 전에 초기 견인효율을 설정하는 단계;
    트랙터 측 작업 시작 전에 작업단수를 설정하고 작업을 시작하는 단계;
    트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도 데이터, 작업단수에 따른 기어비 데이터, 트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력 데이터를 입력받는 단계;
    트랙터 측 엔진 토크 및 회전속도 데이터와 작업단수에 따른 기어비 데이터를 기반으로 차축 동력을 계산하는 단계;
    트랙터 측 작업 주행속도 및 견인력 데이터를 기반으로 견인 동력을 계산하는 단계;
    차축 동력 계산치와 견인 동력 계산치를 기반으로 현재 상태의 견인효율을 산출하는 단계;
    산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율을 비교하는 단계;
    산출된 견인효율과 설정한 초기 견인효율의 비교에 따라 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 낮은 경우 전자식 유압밸브를 제어하여 3점 히치부를 하강 제어하고, 산출된 견인효율이 설정한 초기 견인효율보다 높은 경우 현재 작업을 그대로 진행하도록 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차축 동력을 계산하는 단계에서는,
    Figure 112020127727619-pat00016
    의 제1산출식을 이용하고;
    상기 견인 동력을 계산하는 단계에서는,
    Figure 112020127727619-pat00017
    의 제2산출식을 이용하며;
    상기 현재의 견인효율을 산출하는 단계에서는,
    Figure 112020127727619-pat00018
    의 제3산출식을 이용하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어방법.
    여기서, Pw는 차축 동력, Te는 엔진 토크, Ne은 엔진 회전속도, G는 작업 단수에 따른 기어비이며, Pd는 견인 동력, D는 견인력, Va는 작업 주행속도이며, TE는 견인 효율임.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 각종 작업기와 연결하여 농작업을 수행하기 위한 3점 히치부를 갖는 트랙터의 견인을 제어하는 방법은,
    청구항 1 또는 청구항 2에 의한 트랙터의 견인 제어시스템을 이용하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 견인 제어방법.
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