KR20120060482A

KR20120060482A - 트랙터 변속 제어방법 및 그 방법을 이용한 변속 제어장치

Info

Publication number: KR20120060482A
Application number: KR1020100122007A
Authority: KR
Inventors: 조현진; 강민구; 권오석
Original assignee: (주)네스트아이앤씨
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-12

Abstract

본 발명은 압력센서로부터 측정된 압력값을 입력받는 단계, 상기 측정된 압력값과 미리 설정된 시간에 따른 목표 압력값을 비교하여 차이값을 계산하는 단계, 측정된 압력값이 목표 압력값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 증가시키고, 측정된 압력값이 목표 압력값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 감소시키는 단계를 포함하여 이루어지는 트랙터 변속 제어방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 갑작스러운 변속장치의 라인 압력의 변화에 있어서도 상기 시간에 따라 미리 설정된 압력 패턴의 목표값에 추종할 수 있도록 PWM(Pulse Width Modulation)의 듀티비를 증감하여 각 변속레벨에서 트랙터의 최대압력에 이르기까지 연속적인 속도변화를 유지할 수 있음으로 작업자는 효율적인 작업을 수행할 수 있으며 갑작스런 속도변화에 따른 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.

Description

트랙터 변속 제어방법 및 그 방법을 이용한 변속 제어장치{METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF TRACTOR AND CONTROLLING APPARATUS OF TRANSMISSION USING TEREROF}

본 발명은 트랙터 변속 제어방법 및 그 방법을 이용한 변속 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시간에 따라 미리 설정된 압력 패턴에 따라 PWM(Pulse Width Modulation)의 듀티비를 증감하여 변속을 제어할 수 있는 트랙터 변속 제어방법 및 그 방법을 이용한 변속 제어장치에 관한 것이다.

트랙터의 변속장치는 엔진으로부터 여러 단계의 변속부가 순차적으로 연결된 형태로 이루어진다. 즉, 엔진의 회전 동력을 전진 방향과 후진 방향으로 전환하는 전후진 변속부와, 전후진 변속부의 출력 측에서 4단계의 속도로 변속하는 주 변속부, 주 변속부의 출력 측에서 2~4단계의 속도로 변속하는 부 변속부를 가진다. 그리고 트랙터의 후미부에 장착되는 작업기의 구동을 위해 동력을 인출하는 PTO(Power Take-Off) 변속부를 가진다.

이러한 트랙터의 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부의 변속 기구를 전통적인 싱크로메시(synchromesh) 기구 대신에 유압 클러치로 자동화한 파워 시프트(power shift) 방식을 채택한 변속장치가 있다.

트랙터용 변속장치를 제어하는 변속제어 장치는 각 변속레벨에서 비례 솔레노이드 밸브를 제어하기 위한 PWM 신호생성시 최소 압력부터 최대 압력까지의 구간에 따라 일정한 듀티비로 증가시키고 있다.

따라서 외부 온도 변화에 따른 압력이 급변 또는 급감하는 하는 경우, 이에 따라 PWM 듀티비도 급변하여 트랙터의 속도가 불연속성을 갖게 되어 작업에 지장을 초래하고 사고의 위험이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 시간에 따라 미리 설정된 압력 패턴에 따라 PWM(Pulse Width Modulation)의 듀티비를 증감하여 변속을 제어할 수 있는 트랙터 변속 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 트랙터 변속 제어방법은 압력센서로부터 측정된 압력값을 입력받는 단계, 상기 측정된 압력값과 미리 설정된 시간에 따른 목표 압력값을 비교하여 차이값을 계산하는 단계 및 측정된 압력값이 목표 압력값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 증가시키고, 측정된 압력값이 목표 압력값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 감소시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 일실시예의 또 다른 일태양에 의하면, 포텐셔메터로부터 측정된 전압값을 입력받는 단계, 상기 측정된 전압값과 미리 설정된 시간에 따른 목표 전압값을 비교하여 차이값을 계산하는 단계 및 측정된 전압값이 목표 전압값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 증가시키고, 측정된 전압값이 목표 전압값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 감소시키는 단계를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 일실시예인 트랙터 변속 제어장치는 시간에 따른 목표 압력값 또는 시간에 따른 목표 전압값이 저장되어 있는 저장부 및 압력센서로부터 측정된 압력값 또는 포텐셔메터로부터 측정된 전압값과 상기 저장부에 미리 저장되어 있는 시간에 따른 목표 압력값 또는 시간에 따른 목표 전압값을 비교한 차이분에 비례하여 듀티비를 증가 또는 감소한 PWM 신호를 생성하는 PWM 신호 생성부를 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 갑작스러운 변속장치의 라인 압력의 변화에 있어서도 상기 시간에 따라 미리 설정된 압력 패턴의 목표값에 추종할 수 있도록 PWM(Pulse Width Modulation)의 듀티비를 증감하여 각 변속레벨에서 트랙터의 최대압력에 이르기까지 연속적인 속도변화를 유지할 수 있음으로 작업자는 효율적인 작업을 수행할 수 있으며 갑작스런 속도변화에 따른 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙터 변속 제어장치를 나타내는 블록구성도이다.
도 2는 트랙터 변속 제어장치의 PWM신호 생성부를 나타내는 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레버 모드일 경우 트랙터 변속 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인칭 모드일 경우 트랙터 변속 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 5a 및 도b는 본 발명의 일실시예에 따른 시간에 따라 미리 설정된 목표 압력 패턴을 나타내는 그래프이다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다. 따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트랙터 변속 제어장치를 나타내는 블록구성도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 트랙터 변속 제어장치(100)는 시간에 따른 목표 압력값 또는 시간에 따른 목표 전압값이 저장되어 있는 저장부(120) 및 각 변속 레벨구간에서 변속장치(200)의 비례 솔레노이드 밸브(210)를 제어하기 위한 PWM 듀티비를 증감시키는 PWM 신호 생성부(110)를 포함한다.

여기서 상기 비례 솔레노이드 밸브(210)는 트랙터의 변속장치(200)에 위치하여 속도를 가변하기 위한 변속 유압을 발생하기 위하여 제어된다. 변속 제어장치(100)는 PWM 듀티비에 따른 제어명령을 상기 비례 솔레노이드 밸브(210)에 출력함으로서 변속장치(200)에서 변속 유압을 비례적으로 제어할 수 있다.

먼저 상기 저장부(120)는 상기 비례 솔레노이드 밸브(210)를 제어하기 위한 PWM 듀티비를 출력하기 위하여 각 변속 레벨에서의 최저 압력에서 최고 압력에 이르기까지 시간구간에 따른 목표 압력값이 미리 설정되어 저장되어 있다.

상기 저장부(120)에 저장되어 있는 시간에 따라 미리 설정된 목표 압력값에 따른 목표 압력 패턴(도 5a참조) 및 목표 전압값에 따른 압력 패턴(도 5b 참조)의 일실시예로서 아래 표 1 또는 표 2와 같이 미리 설정될 수 있다.

여기서 클러치를 사용하지 않고 전진 레버 또는 후진 레버가 입력되는 레버 모드의 일실시예로 각 변속 레벨 구간에서 최고 속도에 따른 최대 압력에 도달하는 시간을 7.5초로 설정하였다.

시간 구간		목표 압력값(bar)
t1	1초	0 ~ 2.5
t2	2초	2.5 ~ 3.5
t3	2초	3.5 ~ 12
t4	2.5초	12 ~ 20

여기서는 클러치를 사용하는 인칭 모드의 일실시예로 포텐션미터(300)로부터 측정되는 클러치 이격에 따른 전압값에 따라 최고 속도에 따른 최대 압력에 도달하는 시간을 7.5초로 설정하였다.

	시간 범위	목표 전압값(V)	설정 압력값(bar)
t1	1초	1 ~ 1.2	0 ~ 2.5
t2	2초	1.2 ~ 2.2	2.5 ~ 3.5
t3	2초	2.2 ~ 3.8	3.5 ~ 12
t4	2.5초	3.8 ~	12 ~ 20

상기 [표 1] 및 [표 2]에서는 각 변속 레벨 구간에서 최대 압력에 이르기까지의 시간 구간을 4개로 구분하고 각 시간 구간에 특정 시간범위를 할당하였으나 이에 한정하지 않고, 트랙터의 장치상태에 따라 최적화된 압력 패턴을 갖도록 상기 시간 구간에 할당된 시간 범위, 목표 압력값 및 목표 전압값을 설정할 수 있다. 여기서 상기 목표 압력값 및 목표 전압값은 시간 구간의 시간 범위내에서 연속적인 값을 갖는다.

PWM 신호 생성부(110)는 압력센서(220) 또는 포텐셔메터(300)로부터 측정되는 압력값 또는 전압값과 상기 저장부(120)에 저장되어 있는 시간에 따라 미리 설정된 목표 압력 패턴을 비교하여 그 차이에 따라 비례 솔레노이드 밸브(210)를 제어하기 위하여 듀티비를 변경한 PWM 신호를 출력한다. 상기 PWM 신호를 출력하는 PWM 신호 생성부(110)의 구체적인 설명은 도 2 내지 도 4에서 상세히 설명한다.

도 2는 트랙터 변속 제어장치의 PWM신호 생성부를 나타내는 블록구성도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, PWM 신호 생성부(110)는 변속장치(200)에 위치한 유압을 측정하기 위한 압력센서로부터 측정된 압력값(레벨 모드일 경우) 및 포텐셔메터(300)로부터 측정되는 전압값(인칭 모드일 경우)을 입력받는다. PWM 신호 생성부(110)의 감산기(11)는 상기 입력된 측정 압력값 또는 측정 전압값을 저장부(120)에 미리 설정된 시간에 따라 미리 설정된 목표 압력 패턴을 비교하여 그 차이값을 출력한다. 이후 PWM 신호 생성부(110)의 PWM 듀티비 결정부(112)는 입력받은 상기 차이값에 해당하는 듀티비를 갖는 PWM 신호를 생성하여 출력한다.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 트랙터 변속 제어방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레버 모드일 경우 트랙터 변속 제어방법을 나타내는 순서도이다. 여기서 클러치를 사용하지 않고 전진 레버 또는 후진 레버가 입력되는 레버 모드의 일실시예를 설명한다. 상기 레버 모드는 시간에 따른 목표 압력값이 저장부에 저장되어 있다[표 1 참조].

도 3에서 보는 바와 같이, PWM 신호 생성부(110)는 변속장치(200)내의 유압을 압력센서(220)를 이용하여 측정된 압력값을 입력받는다(S31). 이후 PWM 신호 생성부(110)는 상기 측정된 압력값과 저장부에 저장된 시간에 따라 미리 설정된 목표 압력값과 비교한다(S33).

PWM 신호 생성부(110)는 시간 구간별로 미리 설정되어진 목표 압력값과 현재 측정된 압력값과의 차이를 비교하여 상기 목표 압력값에 추종하도록 그 차이값에 해당하는 값만큼 PWM 듀티비를 생성하여 출력한다.

즉 PWM 신호 생성부(110)는 상기 비교 결과(S33), 측정된 압력값이 목표 압력값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 증가된 듀티비를 갖는 PWM 신호를 비례솔레노이드 밸브에 출력하여 시간에 따른 목표 압력값에 해당하는 트랙터의 속도가 유지되도록 안정화시킨다. 다음으로 PWM 신호 생성부(110)는 상기 비교 결과(S33),측정된 압력값이 목표 압력값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 감소된 듀티비를 갖는 PWM 신호를 비례 솔레노이드 밸브에 출력하여 시간에 따른 목표 압력값에 해당하는 트랙터의 속도가 유지되도록 안정화시킨다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인칭 모드일 경우 트랙터 변속 제어방법을 나타내는 순서도이다. 여기서는 클러치를 사용하는 인칭 모드의 일실시예를 설명한다. 상기 인칭모드는 시간에 따라 미리 설정되어진 압력패턴에 대응되는 목표 전압값이 저장부에 미리 설정되어 있다[표 2 참조].

도 4에서 보는 바와 같이, PWM 신호 생성부(110)는 클러치의 이격에 따라 전압을 출력하는 포텐셔메터(300, 전위차계)로부터 측정된 전압값을 입력받는다(S41). 이후 PWM 신호 생성부(110)는 상기 측정된 전압값과 저장부에 저장된 시간에 따라 미리 설정된 목표 전압값과 비교한다(S43).

PWM 신호 생성부(110)는 시간 구간별로 미리 설정되어진 목표 전압값과 현재 측정된 전압과의 차이를 비교하여 상기 목표 전압값에 추종하도록 그 차이값에 해당하는 값만큼 PWM 듀티비를 생성하여 출력한다.

즉 PWM 신호 생성부(110)는 상기 비교 결과(S43), 측정된 전압값이 목표 전압값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 증가된 듀티비를 갖는 PWM 신호를 비례솔레노이드 밸브에 출력하여 시간에 따른 목표 전압값에 해당되는 트랙터의 속도가 유지되도록 안정화시킨다. 다음으로 PWM 신호 생성부(110)는 상기 비교 결과(S33), 측정된 전압값이 목표 전압값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 감소된 듀티비를 갖는 PWM 신호를 비례 솔레노이드 밸브에 출력하여 시간에 따른 목표 전압값에 해당하는 트랙터의 속도가 유지되도록 안정화시킨다.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 변속 제어장치 110 : PWM신호 생성부
120 : 저장부 200 : 변속기
210 : 비례 솔레노이드 밸브 220 : 압력센서
300 : 포텐셔메터

Claims

압력센서로부터 측정된 압력값을 입력받는 단계;
상기 측정된 압력값과 미리 설정된 시간에 따른 목표 압력값을 비교하여 차이값을 계산하는 단계; 및
측정된 압력값이 목표 압력값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 증가시키고, 측정된 압력값이 목표 압력값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 감소시키는 단계를 포함하는 트랙터 변속 제어방법.
포텐셔메터로부터 측정된 전압값을 입력받는 단계;
상기 측정된 전압값과 미리 설정된 시간에 따른 목표 전압값을 비교하여 차이값을 계산하는 단계 및
측정된 전압값이 목표 전압값보다 작은 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 증가시키고, 측정된 전압값이 목표 전압값보다 큰 경우, 차이값에 비례하여 PWM 듀티비를 감소시키는 단계를 포함하는 트랙터 변속 제어방법.
시간에 따른 목표 압력값 또는 시간에 따른 목표 전압값이 저장되어 있는 저장부 및
압력센서로부터 측정된 압력값 또는 포텐셔메터로부터 측정된 전압값과 상기 저장부에 미리 저장되어 있는 시간에 따른 목표 압력값 또는 시간에 따른 목표 전압값을 비교한 차이분에 비례하여 듀티비를 증가 또는 감소한 PWM 신호를 생성하는 PWM 신호 생성부를 포함하는 트랙터 변속 제어장치.