KR20200031686A - 농기계의 사용자 단말기의 작동 방법 및 농기계 - Google Patents

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빈 이버 자코버스 제라더스 인트
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크번랜드 그룹 메카트로닉스 비.브이.
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Abstract

본 발명은 농기계의 사용자 단말기(7)를 작동시키는 방법에 관한 것으로, 이러한 방법은 농기계의 제어 시스템(3)에 전원(13)에 연결되고 제어 버스(6)를 통해 농기계의 기능 요소(10a; 10b)로 제어 신호를 전송하도록 구성되는 사용자 단말기(7)를 제공하는 단계; 공급 라인을 통해, 정상 동작 전압 레벨이고 상기 전원(13)에 의해 제공되는 전압 레벨을 갖는 공급 전력을 사용자 단말(7)에 인가하는 단계; 상기 농기계의 점화 장치의 턴-온 상태와 최소 작동 전압 레벨보다 작은 감소된 전압 레벨까지의 상기 공급 라인에서의 상기 전원(13)에 의해 제공되는 상기 공급 전력의 강하 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 최소 작동 전압 레벨은 상기 정상 작동 전압 이하이고 상기 공급 전력의 상기 강하는 상기 턴-온 상태로의 상기 점화 장치 스위칭에 의해 야기되는, 상기 결정하는 단계; 상기 결정 단계에 반응하여, 전압 업스케일링 장치에 의해 승압된 전압 레벨까지 감소된 전압 레벨을 올리는 단계로서, 승압된 전압 레벨은 적어도 최소 작동 전압 레벨에 도달하는, 상기 올리는 단계; 상기 점화 장치가 상기 턴-온 상태에 있는 동안 승압된 전압 레벨을 가지는 상기 전원으로 상기 사용자 단말기(7)를 작동시키는 단계; 상기 점화 장치의 턴-오프 상태와 상기 공급 라인에서의 전원(13)에 의해 제공되는 상기 공급 전력의 강하의 종료 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 상기 결정에 반응하여, 상기 감소된 전압 레벨의 승압을 종료하는 단계; 및 상기 전원(13)에 의해 제공되고 상기 정상 작동 전압 레벨인 상기 전압 레벨로 상기 사용자 단말기(7)에 상기 공급 전력을 인가하는 단계를 포함한다. 또, 농기계가 제공된다.

Description

농기계의 사용자 단말기의 작동 방법 및 농기계
본 발명은 농기계의 사용자 단말기의 작동 방법과 농기계에 관한 것이다.
사용자 단말기는 농기계의 기능 요소의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스로서 제공된다. 예를 들어, 트랙터 및 트랙터에 의해 또는 트랙터에 의해 운반되는 기계를 포함하는 농기계에서, 사용자 단말기는 트랙터에 위치될 수 있다. 사용자 단말기에는, 예를 들어 터치 감지 디스플레이를 포함하는 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소, 및 회전 가능한 제어 노브 또는 조이스틱과 같은 추가 입력 장치가 제공된다. 사용자 단말기는 농기계의 제어 시스템에 연결된다. 사용자 단말기를 통한 사용자 입력의 수신에 반응하여, 트랙터 및/또는 기구(implement)의 기능 요소들의 작동을 제어하기 위한 제어 신호들이 발생되고, 그러한 기능 요소들은 제어 신호들을 기능 구성요소들에 전송하기 위해 사용된 제어 버스에 연결되어 있다. 그러한 기능 요소들 중 하나 이상에 로컬 제어 유닛이 할당될 수 있고, 그러한 로컬 제어 유닛은 제어 신호들 전송을 위해 데이터 버스에 연결되어 있다.
농기계의 엔진의 점화 후, 사용자 단말기를 시작하고 사용자 입력을 수신하는 것을 허용하는 사용자 단말기에 대한 작동 모드를 가능하게 하는 부팅 프로세스(booting process)가 존재한다.
문서 US5,897,600A는 이동형 재료 분배 장치를 제어하기 위한 모듈식(modular) 제어 시스템을 개시한다. 이러한 모듈식 제어 시스템은 복수의 분배 장치 중 임의의 것과 사용하기에 적합하다. 그것은 분배 장치를 제어하기 위한 제어 모듈 및 사용자와 통신하기 위한 사용자 콘솔(user console)을 포함한다. 제어 모듈과 사용자 콘솔은 데이터 링크를 통해 결합된다.
문서 US2014/0278022A1은 배터리로부터 공급되는 전력으로 엔진을 시동할 수 있는 차량에 장착되는 전원 공급 장치를 개시한다. 전원은 배터리로부터 공급되는 전압을 승압하도록 구성된 부스터(booster), 엔진 시동을 검출하도록 구성된 검출 유닛, 검출 유닛에 기초하여 엔진 시작 카운트를 카운트하도록 구성된 카운팅 유닛, 및 부스터를 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 타이머 신호 내에서 카운팅 유닛에 의해 카운트된 엔진 스타트 카운트가 허용 가능한 횟수를 초과하지 않을 때 엔진 스타트에 응답하여 부스터가 전압을 승압하도록 제어 신호를 출력한다.
문서 US2012/0173038A1은 차량의 점화 스위치에 의해 제어된 구성 가능한 거동을 가지는 차량 장착 컴퓨터를 개시한다. 사용자는 눌러지는 점화 스위치 또는 조정되는 점화 스위치의 위치에 반응하여 컴퓨터가 행위, 스위치 모드들을 수행하거나 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성할 수 있다. 예를 들면, 그러한 컴퓨터는 대기 모드 또는 활동 중지(hibernation) 모드, 셧다운(shutdown)로 전환하도록 구성될 수 있고, 사용자에게 조치를 선택하라고 촉구하거나, 점화 스위치가 꺼짐(off) 위치에 놓이면 아무런 조치도 취하지 않도록 구성할 수 있다. 컴퓨터의 운영 체제 또는 또 다른 애플리케이션이 점화 스위치의 상태를 모니터링할 수 있도록 컴퓨터의 입력에 점화 스위치가 전기적으로 결합될 수 있다. 이러한 운영 체제 또는 애플리케이션은 컴퓨터로 하여금 점화 스위치의 위치 또는 점화 스위치의 위치 변화 또는 점화 스위치의 작동을 감지하면 컴퓨터가 구성된 응답을 수행하도록 할 수 있다.
본 발명의 목적은 현장 조작에서의 상이한 사용 시나리오에 따라 사용자 단말기의 조작을 개선할 수 있는 농기계의 사용자 단말기 및 농기계를 조작하는 방법을 제공하는 것이다.
이 문제를 해결하기 위해, 독립 청구항들인 1과 12에 따른 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법과 농기계가 각각 제공된다. 추가 실시예들은 종속 청구항들의 주제이다.
일 양태에 따르면, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 농기계의 제어 시스템에서 사용자 단말기를 제공하는 단계로서, 상기 사용자 단말기는 전원에 연결되고 제어 버스를 통해 농기계의 기능 요소들에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는, 상기 사용자 단말기를 제공하는 단계; 정상 작동 전압 레벨이고 상기 전원에 의해 제공되는 전압 레벨을 갖는 공급 전력을 공급 라인을 통해 상기 사용자 단말기에 인가하는 단계; 상기 농기계의 점화 장치의 턴-온 상태(turn-on state)와 최소 작동 전압 레벨보다 작은 감소된 전압 레벨까지 상기 공급 라인에서의 상기 전원에 의해 제공되는 상기 공급 전력의 강하 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 최소 작동 전압 레벨은 상기 정상 작동 전압 이하이고 상기 공급 전력의 강하는 상기 턴-온 상태로의 상기 점화 장치 스위칭(switching)에 의해 야기되는, 상기 결정하는 단계; 상기 결정 단계에 반응하여, 상기 공급 라인에 연결된 전압 업스케일링 장치(voltage upscaling device)에 의해 승압된 전압 레벨까지 상기 감소된 전압 레벨을 올리는 단계로서, 상기 올려진 전압 레벨은 적어도 최소 작동 전압 레벨에 도달하는, 상기 올리는 단계; 상기 점화 장치가 상기 턴-온 상태에 있는 동안 상기 올려진 전압 레벨을 가지는 상기 전원으로 상기 사용자 단말기를 작동시키는 단계; 상기 점화 장치의 턴-오프 상태와 상기 공급 라인에서의 상기 전원에 의해 제공되는 상기 공급 전력의 상기 강하의 종료 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 강하의 종료는 상기 턴-오프 상태로의 상기 점화 장치 스위칭에 의해 야기되는, 상기 결정하는 단계; 상기 결정에 반응하여, 상기 감소된 전압 레벨의 상기 승압을 종료하는 단계; 및 상기 전원에 의해 제공되고 상기 정상 작동 전압 레벨인 상기 전압 레벨로 상기 공급 라인을 통해 상기 사용자 단말기에 상기 공급 전력을 인가하는 단계를 포함한다.
추가 일 양태에 따르면, 농기계가 제공되고, 이러한 농기계는 제어 시스템; 상기 제어 시스템에서 제공되는 사용자 단말기; 공급 라인을 통해 상기 사용자 단말기에 연결되는 전원; 상기 공급 라인에 연결되는 전압 업스케일링 장치; 기능 제어 요소들; 및 상기 제어 시스템에서 제공되고 상기 사용자 단말기로부터 상기 기능 요소들에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는 제어 버스를 포함한다. 이러한 사용자 제어 시스템은 위 방법에 따라 사용자 단말기를 작동시키도록 구성된다.
사용자 단말기를 작동시키는 것은 사용자 단말기의 사용자 제어 작동 모드를 활성화시키는 것; 사용자 단말기에서 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하는 것; 사용자 단말기의 표시 장치를 활성화하는 것; 및 제어 버스를 활성화시켜 그러한 제어 버스를 통해 제어 신호들의 전송을 허용하는 버스 제어 모드에서 상기 제어 버스를 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 사용자 단말기의 사용자 제어 작동 모드를 활성화시키는 것은 점화 장치가 턴-온 상태에 있고 감소된 전압 레벨이 승압된 전압 레벨까지 끌어 올려지면서 적용될 수 있다. 또한, 사용자 제어 모드를 활성화시키는 것은 점화 장치가 턴-오프 상태에 있으면서 적용될 수 있고, 이 경우 공급된 전압 레벨은 정상 작동 전압 레벨이다.
사용자 단말기를 작동시키는 것은 사용자 제어 작동 모드에서 농기계의 기능 요소들 중 하나의 작동을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 제어는 사용자 단말기의 입력 장치를 통해 기능 요소들 중 하나의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것; 사용자 입력에 반응하여 현재 제어 신호들을 발생시키는 것; 현재 제어 신호들을 제어 버스를 통해 기능 요소들 중 하나에 할당되는 제어 유닛으로 전송하는 것; 및 현재 제어 신호들에 따라 기능 요소들을 작동시키는 것을 포함할 수 있다.
사용자 단말기를 작동시키는 것은 사용자 단말기에 대한 대기 작동 모드를 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 그러한 활성화시키는 것은 사용자 단말기에서 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행하는 것; 사용자 단말기의 표시 장치를 비활성화시키는 것; 및 제어 버스를 비활성화시켜 제어 버스를 통해 사용자 단말기로부터 제어 신호들이 전송되는 것을 방지하는 것을 포함할 수 있다. 대기 작동 모드의 활성화는 점화 장치가 턴-온 상태에 있고 감소된 전압 레벨이 승압된 전압 레벨까지 끌어 올려지면서 적용될 수 있다. 또한, 대기 작동 모드를 활성화시키는 것은 점화 장치들이 턴-오프 상태에 있으면서 적용될 수 있다.
사용자 단말기를 작동시키는 것은 턴-오프 상태의 결정에 반응하여 제어 작동 모드를 비활성화하는 것과 사용자 단말기에 대한 대기 작동 모드를 활성화시키는 것을 포함할 수 있다.
사용자 단말기를 작동시키는 것은 점화 장치가 턴-온 상태이면서 사용자 단말기에 대한 제어 작동 모드를 다시 활성화시키는 것을 포함할 수 있다.
이러한 방법은 점화 장치가 턴-온 상태이면서 사용자 단말기가 턴-오프 상태와 재부팅(re-booting)하는 것으로의 전환 중 적어도 하나로 되는 것을 방지하는 것을 더 포함할 수 있다.
또, 이러한 방법은 사용자 단말기에서 전압 업스케일링(voltage upscaling) 장치를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
이러한 방법에서, 승압(boosting)은 약 2V 내지 4V의 감소된 전압 레벨을 약 10V 내지 12V의 승압된 전압 레벨까지 끌어 올리는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로 상이한 실시예들에서 DC 전압이 업스케일될 수 있다.
이러한 제공은 농기계의 트랙터에서 사용자 단말기를 제공하는 것을 포함할 수 있고, 이러한 트랙터는 도구를 끌거나 나르며 기능 요소들의 적어도 일부가 이러한 도구에서 제공된다.
대안적인 일 실시예에서, 농기계의 사용자 단말기를 작동하는 방법이 제공될 수 있다. 이러한 방법은 농기계의 제어 시스템에서 사용자 단말기를 제공하는 것을 포함하고, 이러한 사용자 단말기는 전원에 연결되며, 제어 신호들을 전송하도록 구성된 제어 버스를 통해 농기계의 기능 요소들에 연결되어 있고, 이전에 사용자 단말기가 턴-오프된 시간 기간 후 사용자 단말기의 작동을 활성화시키는 것을 포함한다. 사용자 단말기의 작동을 활성화하는 것은 사용자 단말기의 작동을 위한 사용자 제어 모드를 활성화하는 것; 사용자 단말기에서의 소프트웨어 애플리케이션들을 실행시키는 것; 사용자 단말기의 표시 장치를 활성화하는 것; 및 제어 버스를 활성화하는 것을 포함하여 버스 제어 모드에서의 제어 버스를 작동시키는 것을 포함함으로써 제어 신호들이 제어 버스를 통해 전송되는 것을 허용한다. 농기계의 기능 요소들 중 하나를 작동시키는 것은 작동의 사용자 제어 모드에서 제어되고, 그러한 제어는 사용자 단말기의 입력 장치를 통해 기능 요소들 중 하나의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 받는 것; 사용자 입력에 반응하여 현재의(present) 제어 신호들을 발생시키는 것; 제어 버스를 통해 기능 요소들 중 하나에 할당되는 제어 유닛에 현재 제어 신호들을 전송하는 것; 및 현재 제어 신호들에 따라 기능 요소들을 작동시키는 것을 포함한다. 작동의 사용자 제어 모드는 비활성화되고, 사용자 단말기에 대한 작동의 대기 모드가 활성화되며, 그러한 활성화는 사용자 단말기에서의 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행시키는 것; 사용자 단말기가 표시 장치를 비활성화하는 것; 및 제어 버스를 비활성화함으로써 제어 신호들이 제어 버스를 통해 사용자 단말기로부터 전송되는 것을 방지하는 것을 포함한다. 그 후 작동의 제어 모드가 사용자 단말기에 대해 다시 활성화된다.
추가 일 양태에 따르면, 제어 시스템, 그러한 제어 시스템에서 제공되고 전원에 연결된 사용자 단말기, 기능적 제어 요소들, 및 제어 시스템에서 제공되고 사용자 단말기로부터 기능 요소들에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는 제어 버스를 포함하는 농기계가 제공되고, 이 경우 사용자 제어 시스템은 위 방법에 따라 사용자 단말기를 작동시키도록 구성된다.
구현된 사용자 단말기에 대한 상이한 작동 모드들을 가지는 것은 특히 사용자 단말기에 대하여 농기계의 제어 시스템의 개선된 작동을 허용하게 될 것이다. 본 작용 시나리오에 따라서, 농기계의 점화 장치가 턴-온 또는 턴-오프될 수 있다. 현장(field)에서 농기계가 작동하는 동안에 점화 장치의 턴-온 상태와 턴-오프 상태 사이의 전환이 있을 수 있다. 점화 장치의 턴-오프 상태를 결정하는 경우에, 작동의 대기 모드가 사용자 단말기에 대해 활성화되고, 작동의 대기 모드는 작동의 제어 모드에 비해 감소되거나 제한된 기능성을 제공한다. 하지만, 사용자 단말기에 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들이 여전히 대기 모드에서 실행 중이다. 제어 동작 모드로 복귀하기 위해, 이것은 대기 모드에서 차단된 사용자 단말기의 추가 기능성의 용이한 재활성화를 허용할 것이다.
농기계에 대한 본 사용자 시나리오에 따라서, 제어 동작 모드와 대기 동작 모드 사이에 전환이 존재한다.
이러한 방법은 제어 시스템에서 농기계의 점화 장치의 턴-온 상태를 결정하는 단계; 턴-온 상태를 결정한 후 시작 시간 내에서 사용자 단말기의 동작을 활성화하는 단계; 농기계의 점화 장치의 턴-오프 상태를 결정하는 단계; 및 턴-오프 상태를 결정하는 것에 반응하여 제어 동작 모드를 비활성화하고 사용자 단말기에 대한 대기 동작 모드를 활성화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
작동을 가능하게 하는 것은 턴-온 상태를 결정한 후 시작 시간 내에 사용자 단말의 작동을 활성화하는 것을 포함할 수 있고, 제어 작동 모드를 다시 활성화하는 것은 점화 장치의 재 턴-온 상태(re-turn-on state)를 결정한 후 재시작 시간 내에서 사용자 단말기에 대한 제어 작동 모드를 다시 활성화하는 것을 포함할 수 있으며, 이러한 재시작 시간은 시작 시간보다 짧다.
재시작 시간은 적어도 70%만큼 시작 시간보다 짧을 수 있다. 대안적인 일 실시예에서, 재시작 시간은 적어도 약 80%만큼 시작 시간보다 짧을 수 있다.
사용자 단말에 대한 대기 동작 모드를 활성화하는 것은 사용자 단말기의 입력 장치를 비활성화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자 단말기의 디스플레이에 제공된 접촉에 민감한 입력 장치와 외부 입력 장치 중 적어도 하나는 비활성화될 수 있고, 그로 인해 사용자 입력을 방지한다.
제어 버스를 비활성화하는 것은 제어 버스의 OSI(Open System Interconnection) 계층 모델 내에, 데이터 링크 계층으로부터 물리 계층으로의 제어 신호 또는 메시지 전송을 비활성화하는 것을 포함할 수 있다. 제어 버스는 CAN 버스(Controller Area Network protocol)로서 제공될 수 있다. 일 실시예에서, OSI 모델에 따른 제어 버스는 물리 계층, 데이터 링크 계층 및 애플리케이션 계층으로 구현될 수 있다. 물리 계층은 CAN 버스 네트워크와 같은 제어 버스 네트워크, 즉 ISO 11898 전기 사양에 관해 요구된 기본 하드웨어를 제공할 수 있다. 데이터 링크 계층은 (에러들 없이) 노드로부터 네트워크로 메시지들/신호들을 전송하는 것을 담당할 수 있다. 애플리케이션 계층은 OSI 계층 모델의 상위 레벨 통신 기능들을 제공할 수 있다. 일반적으로, 비록 다른 계층들은 소프트웨어 및/또는 하드웨어에 의해 구현될 수 있지만, 물리 계층은 하드웨어에 의해 구현된다. 사용자 단말기에 대한 대기 동작 모드에서, 제어 신호를 비활성화함으로써 사용자 단말기로부터 기능 요소들 중 하나로의 신호 전송이 방지된다. 구체적으로, 사용자는 제어 입력으로부터 차단된다. 제어 버스를 통한 기능 요소들 사이의 신호 전송은 여전히 활성화될 수 있다. 그러한 대안적인 실시예들에서, 사용자 단말기 외의 제어 버스에 연결된 제어 시스템의 노드들에는 제어 버스의 신호 전송 기능성이 제공될 수 있다.
디스플레이를 비활성화하는 것은 사용자 단말기의 표시 장치상에 대기 스크린을 출력하는 것과, 사용자 단말기의 표시 장치의 백라이트 조명(backlight illumination)을 끄는 것 중 하나를 포함할 수 있다. 대기 스크린은 표시 장치상에 제공된 검은색 이미지일 수 있다. 표시 장치에는 액정 디스플레이가 제공될 수 있다. 대기 동작 모드에서, 표시 장치상에 디스플레이되는 컨텐츠(content)의 (추가) 업데이트가 방지될 수 있다.
대기 동작 모드에서, 이러한 방법은 제어 시스템에서 사용자 단말기에 대한 대기 동작 모드의 활성화 후 경과된 시간 기간을 나타내는 대기 시간을 결정하는 단계; 대기 시간이 대기 시간 한계를 초과하는지를 결정하는 단계; 및 그러한 결정에 반응하여 사용자 단말기를 끄는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 대기 시간 한계는, 예를 들면 약 12h일 수 있다.
이러한 제공은 농기계의 트랙터에 사용자 단말기를 제공하는 것을 포함할 수 있고, 트랙터는 기구를 끌거나 나르며, 이러한 기능 요소들 중 적어도 일부는 그러한 기구 상에 제공된다. 그러한 기구는, 예를 들면 다음 그룹, 즉 로더 왜건, 분무기, 포장기(baler), 갈퀴 및 모어(mower)로부터 선택될 수 있다.
농기계들에 대해, 작동 방법들에 대해 위에서 설명된 대안적인 실시예들은 필요한 부분만 약간 수정하여 적용할 수 있다.
기능 요소들 각각에는 제어 신호들과 같은 전자 신호들을 수신(및/또는 전송)하기 위해 데이터 또는 제어 버스에 연결되는 전자 제어 유닛이 할당될 수 있다. 하나의 전자 제어 유닛이 하나 이상의 기능 요소에 할당될 수 있다. 전자 제어 유닛들 각각은 제어 버스에 연결된 노드를 제공할 수 있다.
도면들을 참조하여 추가 실시예들이 상세하게 설명된다.
도 1은 트랙터와 트랙터에 의해 또는 트랙터에 의해 끌어지거나 날라지는 기구가 제공된 농기계 또는 시스템의 제어 시스템의 개략도.
도 2는 제어 시스템에서의 사용자 단말기의 작동의 개략도.
도 3은 사용자 단말기의 기능 요소들의 개략도.
도 4는 제어 시스템에서 제공된 제어 버스의 요소들의 개략도.
도 5는 사용자 단말기의 작동의 시간 과정의 개략도.
도 6은 트랙터와 함께 제공되는 농기계 또는 시스템의 제어 시스템 및 트랙터에 의해 끌어지거나 날라지는 기구의 개략도로서, 전원 공급 장치에 전압 업스케일링(voltage upscaling)을 위한 기능 장치가 제공되는, 기구의 개략도.
도 1은 트랙터(1)와 그러한 트랙터(1)에서 끌어지거나 날라지는 기구(2)를 가지는 농기계 또는 시스템의 개략도를 보여준다.
농기계 제어 네트워크(3)는 농기계 또는 시스템의 전자 제어 시스템을 제공한다. 농기계 제어 네트워크(3)는 트랙터 제어 네트워크(4)와 기계 제어 네트워크(5)를 포함한다. 농기계 제어 네트워크(3)는 도시된 실시예에 따라, 사용자 제어 단말기(7), 작업 제어기(8) 및 복수의 전자 제어 유닛(9)이 연결된 데이터 또는 제어 버스(6)를 갖는다. 각각의 전자 제어 유닛(9)은 트랙터(1) 및 기구(2)에 각각 제공된 기능 요소(10a, 10b)에 할당된다. 대안적인 일 실시예에서, 데이터 버스(6)를 통해 사용자 제어 단말기(7)에 연결된 전자 제어 유닛(9)들은 기구(2)의 기능 요소(10b)(들)에만 적용될 수 있지만 트랙터(1)의 기능 요소(10a)(들)에는 적용될 수 없다.
기구(2)와 관련하여, 기능 요소(10b)는 작업 유닛으로 지칭될 수도 있다. 데이터 버스(6)를 통해, 제어 신호와 같은 전자 데이터는 데이터 버스(6)에 연결된 구성요소들, 유닛들, 모듈들 또는 요소들 사이에서 전송될 수 있다. 농기계 제어 네트워크(3)의 전자 제어 시스템은 ISO 11783 표준, 바람직하게는 ISO 11783-11 표준을 구현할 수 있다.
데이터 버스(6)는 노드라고도 하는 전자 제어 유닛(ECU)을 연결하기 위한 다중-마스터 직렬 버스 표준인 CAN(Controller Area Network)으로 구현될 수 있다. 각각의 ECU는 기능 요소들(10a, 10b) 중 적어도 하나에 할당된다. 통신하기 위해 CAN 네트워크에 2개 이상의 노드가 요구된다. 노드의 복잡성은 간단한 I/O 장치로부터 CAN 인터페이스와 정교한 소프트웨어를 갖춘 내장된(embedded) 컴퓨터까지 다양할 수 있다. 노드는 표준 컴퓨터가 USB 또는 이더넷 포트를 통해 CAN 네트워크의 장치들과 통신할 수 있도록 하는 게이트웨이일 수도 있다. 모든 노드는 2개의 와이어 버스를 통해 서로 연결될 수 있다. 와이어들은 120Ω 공칭 꼬임 쌍(nominal twisted pair)일 수 있다. 고속 CAN이라고도 하는 ISO 11898-2는 120Ω 저항들로 종단된 선형 버스를 사용한다.
데이터 버스(6)에는 트랙터 제어 네트워크(4)와 도구 제어 네트워크(5)를 연결하는 플러그 커넥터(11)가 제공된다.
사용자 또는 조작자 제어 단말기(7)에는 접촉에 민감한 디스플레이를 포함할 수 있는 단말기 디스플레이(12)가 제공되고 사용자 제어 및 사용자 디스플레이를 제공한다. 더 나아가 사용자 제어 단말기(7)에는 프로세서와 그러한 프로세서에 연결된 메모리 요소를 포함하는 프로세서 유닛이 제공된다. 사용자 제어 단말기(7)에서 구현된 다중 소프트웨어 애플리케이션들이 동시에 실행될 수 있다.
사용자 제어 단말기(7)를 통해 농기계 또는 시스템의 기능 요소들(10a, 10b)을 제어하기 위해 사용자 입력이 수신될 수 있다. 또한, 단말기 디스플레이(12)를 통해 조작 정보가 사용자에게 표시될 수 있다.
배터리(13)가 예를 들면 사용자 제어 단말기(7)에 전력 공급을 위해 제공된다. 일반적으로, 배터리 및/또는 일부 다른 전원 공급원에 의해 제공되는 전력은 그것이 알려진대로 소위 중앙 전자 유닛(CEU)에 의해 작동되는 동안 임의의 전력 공급을 필요로 하는 농기계의 구성요소들에 공급될 수 있다.
도 2는 사용자 제어 단말기(7)를 작동하기 위한 개략도를 보여준다. 사용자 제어 단말기(7)의 작동 모드는 농기계의 점화 장치, 특히 트랙터(1)의 점화 장치의 상태에 따라 달라지게 된다. 점화 장치의 상태, 특히 턴-온 상태 및 턴-오프 상태는 농기계 제어 네트워크(3)에 의해 결정될 것이다.
사용자 제어 단말기(7)는 각각 하드웨어 스타트업 (20) 및 소프트웨어 스타트업(21)이 각각 할당된 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소를 포함한다. 농기계의 점화 장치의 턴-온 상태가 부팅 프로세스의 일부로서 결정되면(단계 30), 하드웨어 스타트업(20)이 개시되어 단계 31에서 소프트웨어 스타트업(21)이 시작된다. 이에 의해, 사용자 제어 단말(7)에 대한 제어 동작 모드(유휴 상태 또는 모드 22)가 최종적으로 구현된다(단계 32).
점화 장치의 턴-온과 사용자 제어 단말기(7)에 대한 제어 작동 모드의 가능 화(enabling) 사이의 기간은 점화 장치의 턴-온 상태를 결정한 후의 시작 시간을 지칭할 수 있다. 제어 작동 모드에서는 사용자 제어 단말기(7)에서 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들이 실행된다. 또한, 데이터 버스(8)가 활성화되어, 버스 제어 모드에서 데이터 버스(6)를 작동하는 것이 데이터 버스(8)를 통해 농기계의 기능 요소들(10a, 10b)로 제어 신호들을 전송하는 것을 허용한다. 사용자 제어 단말기(7)의 단말기 요소들을 구동하도록 구성된 구동 회로에는 정상 작동 전력이 제공된다.
만약 단계 33에서 점화 장치에 대해 턴-오프 상태가 탐지되면, 대기 작동 모드(23)가 사용자 제어 단말기(7)를 위해 구현되고, 이 경우 대기 작동 모드(23)는 사용자 제어 단말기(7)가 이전에 유휴 상태 또는 프로세스(22) (제어 모드)에 있었던 후 구현된다. 대기 작동 모드(23)에서는 사용자 제어 단말기(7)에 제한되거나 감소된 기능성이 제공된다. 일 실시예에서, 대기 작동 모드(23)에서 사용자 제어 단말기(7)의 단말기 디스플레이(12)의 조명(illumination)은 꺼진다. 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD) 장치의 백라이트 조명이 꺼질 수 있다. 사용자 단말기(7)에 대한 대기 동작 모드의 활성화는 사용자 단말기의 입력 장치를 비활성화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자 단말기(7)의 단말기 디스플레이(12)에 제공된 접촉에 민감한 입력 장치와 외부 입력 장치 중 적어도 하나가 비활성화되어 사용자 입력을 차단한다.
또한, 데이터 버스(6)가 비활성화됨으로써, 데이터 버스(6)를 통해 기능 요소들(10a, 10b)로의 제어 신호들의 전송이 차단된다. 도 3을 참조하면, 제어 버스(6)를 비활성화하는 것은, 제어 버스(6)의 OSI(Open System Interconnection) 계층 모델(40) 내에 물리 계층(41)과 데이터 링크 계층(42) 사이의 제어 신호 또는 메시지 전송을 비활성화하는 것을 포함할 수 있다. 제어 버스(6)는 CAN 버스(Controller Area Network protocol)로서 제공될 수 있다. 도시된 예시적인 실시 예에서, OSI 모델(40)에 따른 제어 버스(6)는 물리 계층(41), 데이터 링크 계층(42) 및 애플리케이션 계층(43)으로 구현될 수 있다. 물리 계층(41)은 CAN 버스 네트워크와 같은 제어 버스 네트워크, 즉 ISO 11898 전기 사양에 대해 요구되는 기본 하드웨어를 제공할 수 있다. 데이터 링크 계층(42)은 예를 들면, 사용자 제어 단말기(7) 및 기능 요소들(10a, 10b) 중 적어도 하나에 할당된 ECU들을 포함하는 노드들로부터 네트워크로 메시지들/신호들을 (에러 없이) 전송하는 책임을 질 수 있다. 애플리케이션 계층(43)은 OSI 계층 모델(40)의 상위 레벨 통신 기능들을 제공할 수 있다. 일반적으로, 비록 데이터 링크 계층(42) 및 애플리케이션 계층(43)과 같은 다른 계층들이 소프트웨어 및/또는 하드웨어에 의해 구현될 수 있지만, 물리 계층(41)은 하드웨어에 의해 구현된다.
사용자 제어 단말기(7)에 대한 대기 동작 모드에서, 사용자 제어 단말기(7)로부터 기능 요소들(10a, 10b) 중 하나로의 제어 신호 전송을 금지함으로써 구체적으로, 사용자는 제어 입력이 방지된다. 데이터 버스(6)를 통한 기능 요소들(10a, 10b) 간의 신호 전송은 여전히 가능할 수 있다. 이러한 대안적인 실시예들에서, 사용자 제어 단말기(7) 이외의 데이터 버스(6)에 연결된 제어 시스템(3)의 노드들에는 데이터 버스(6)의 신호 전송 기능성이 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 물리 계층(41), 데이터 링크 계층(42) 및 애플리케이션 계층(43)은 CAN 버스 모델(ISO 11898)에서 물리 계층(50) 및 오브젝트/전송 계층(51)과 비교된다.
CAN 버스 네트워크에서 노드를 제공하는 사용자 제어 단말기(7)에서, 소프트웨어 애플리케이션(60, 61, 62)이 구현되고, 그러한 소프트웨어 애플리케이션(60, 61, 62)은 소켓 CAN(63)(소프트웨어에 의해 구현된 가상 CAN 버스)에 기능적으로 연결되어 있다. 소켓 CAN(63)은 연결(65)을 거쳐 CAN 버스 하드웨어(64)에 연결된다. 그러한 연결(65)을 사용자 제어 단말기(7)의 대기 작동 모드에서 비활성화된다. 비활성화를 위해, 예를 들면 하드웨어 드라이버들이 제공된 소프트웨어 스위치들이 스위치 오프될 수 있다.
대기 작동 모드(23)에서는, 사용자 제어 단말기(7)에서 구현된 소프트웨어 애플리케이션(60, 61, 62) 중 하나 또는 전부는 계속해서 실행될 수 있다. 예를 들면, 소프트웨어 애플리케이션 중 하나로서 구현된 태스크(task) 제어기(예컨대, ISO 11783-14)는 대기 작동 모드에서 계속 실행될 수 있다. 추가로 또는 일 대안예로서, 범용 단말기(예를 들어, ISO 11783-6)로도 지칭되는 가상 단말기는 대기 모드에서 사용자 제어 단말기(7)에서 소프트웨어 애플리케이션으로서 계속 실행될 수 있다.
단계 34에서 점화 장치가 켜진 것으로 판단되면, 사용자 제어 단말기(7)는 제어 동작 모드로 복귀함으로써 유휴 상태 또는 프로세스(22)(제어 작동 모드)를 가능하게 한다.
사용자 제어 단말기(7)가 예를 들면 약 12시간으로 설정될 수 있는 대기 시간 한계보다 긴 대기 작동 모드(23)에서 작동되었다고 판단되면, 다시 시작하기 위한 리셋(25)을 요구할(단계 36) 셧다운(shutdown)(24)이 존재한다(단계 35).
고장 탐지의 경우, 리셋(25)이 유휴 상태(22) 또는 대기 상태(24)로부터 시작될 수 있다(단계 37).
표 1은 사용자 제어 단말기(7)의 작동에 대한 요약된 정보를 제공한다. 작동 상태에 의존하는 사용자 제어 단말기(7)의 상이한 요소들의 상태가 나타나 있다. 특히, 단말기 디스플레이(12)의 스크린, 사용자 입력 요소들 "버튼(Button)", 및 백라이트 조명(backlight illumination) "LED들"에 대한 참조가 이루어진다.
상태 전력 스크린 버튼들 LED들 설명
하드웨어 스타트업(사용자 제어 단말기가 꺼진 후의) 오프 n/a n/a n/a 하드웨어 초기화, 상태 보장 없음
소프트웨어 스타트업 오프 온 온 온 단말기 스타트업 동안
유휴(제어 모드)
 온 온 온 온 제어 작동 모드
대기 모드 온 오프 오프 오프 점화가 꺼진(대기 작동 모드)
셧다운(사용자 제어 단말기는 꺼짐) 온 이전/검은색(Previous/black) 온 온 단말기 셧다운 동안
리셋 온 오프 온 온 단말기 셧다운과 스타트업 사이
제어 모드와 대기 모드에서 각각 인가되는 전압 전력 레벨이 다르게 된다.
도 4는 점화 장치의 상태에 따라 달라지는 사용자 제어 단말기(7)의 작동 모드에 관한 개략도를 보여준다. 예를 들면, "0"은 점화 장치가 꺼진 점화 상태에 대해 가리킨다. 반대로, "1"은 점화 장치가 켜진 것을 가리킨다. 12시간의 대기 시간 한계가 경과된 후, 사용자 제어 단말기(7)는 꺼진다. 그로 인해, 사용자 제어 단말기(7)는 도 3에서의 개략도에 따라 시작되는 턴-오프 상태로 되돌아간다.
농기계 제어 네트워크(3)의 작동과 관련하여, 다른 작동 모드에서 사용자 제어 단말기(7)의 작동에 대한 대안으로서 또는 추가로, 전압 또는 전력 제어 메커니즘이 적용될 수 있다. 엔진 시동을 위해 농기계의 점화 장치가 켜지면, 배터리(13)에 의해 전력이 제공되는 전력 레벨이 떨어질 것이다. 예를 들면, 약 12V의 정상 전력 또는 전압 레벨이 제공되는 경우, 점화 장치를 작동시킴으로써 엔진 시동시 약 2V 내지 3V로 떨어질 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에 따르면, 전력 레벨을 정상 전압 레벨로 업스케일 또는 부스팅할 기능 회로(70)가 제공된다. 이러한 업스케일링은 점화 장치가 작동되는 시간으로 제한될 것이다. 구체적으로, (정상 전압 레벨에 가까운) 업스케일된 전압이 사용자 제어 단말기(7)에 제공될 것이며, 이에 따라 사용자 제어 단말기(7)에 인가된 전력 또는 전압 레벨이 사용자 제어 단말기(7)의 재부팅을 야기하는 레벨 아래로 떨어지는 것을 방지한다. 전압 레벨을 업스케일 또는 끌어 올리도록 구성된 기능적 회로 장치들은 다른 하드웨어/소프트웨어 디자인으로 알려져 있다. 끌어 올려진 전압에 의해, 예를 들면, 대기 작동 모드는 사용자 제어 단말기(7)에 대해 유지될 수 있어서, 끌어올림에 의해 사용자 제어 단말기(7)를 완전히 재시동하는 것을 방지한다. 오히려, 사용자 제어 단말기(7)는 점화 장치의 활성화로 인한 전압 강하에 의해 야기된 재부팅 없이 대기 작동 모드로부터 제어 작동 모드로 (직접) 전환될 수 있다.
도 6은 전압 부스팅 또는 업스케일링을 위한 기능 회로(70)를 사용하는 전원의 작동에 관한 일 예의 개략도를 보여준다. 도시된 실시예에 따른 기능 회로(70)의 출력 전압은 사용자 제어 단말기(7)에 인가되지만, 추가로 또는 일 대안으로 또한 농기계의 다른 구성요소들에 인가될 수 있다.
배터리(13)에 의해 제공된 전력 레벨이 요구된 정상 작동 레벨보다 높으면, 요구된 정상 작동 레벨을 가지는 전압을 여전히 출력하도록 기능 회로가 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 그러한 기능 회로(70)는 도 6의 점선에 의해 개략적으로 표시된 사용자 제어 단말기(7)에서 제공될 수 있다.
본 명세서, 도면들 및/또는 청구항들에서 개시된 특징들은 다양한 실시예들의 실현을 위한 재료일 수 있고, 단독으로 또는 다양한 조합으로 취해질 수 있다.

Claims (11)

  1. 농기계의 사용자 단말기(7)를 작동시키는 방법에 있어서,
    농기계의 제어 시스템(3)에서 사용자 단말기(7)를 제공하는 단계로서, 상기 사용자 단말기(7)는 전원(13)에 연결되고 제어 버스(6)를 통해 상기 농기계의 기능 요소들(10a; 10b)에 제어 신호들을 송신하도록 구성되는, 상기 사용자 단말기(7)를 제공하는 단계;
    정상 작동 전압 레벨이고 상기 전원(13)에 의해 제공되는 전압 레벨을 갖는 공급 전력을 공급 라인을 통해 상기 사용자 단말기(7)에 인가하는 단계;
    상기 농기계의 점화 장치의 켜짐 상태(turn-on state)와 최소 작동 전압 레벨보다 작은 감소되는 전압 레벨까지 상기 공급 라인에서의 상기 전원(13)에 의해 제공되는 상기 공급 전력의 강하 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 최소 작동 전압 레벨은 상기 정상 작동 전압 이하이고 상기 공급 전력의 상기 강하는 상기 켜짐 상태로의 상기 점화 장치 스위칭(ignition switching)에 의해 야기되는, 상기 결정하는 단계;
    상기 결정하는 단계에 반응하여, 상기 공급 라인에 연결되는 전압 업스케일링 장치(voltage upscaling device)에 의해 끌어 올려진 전압 레벨까지 상기 감소되는 전압 레벨을 끌어올리는 단계로서, 상기 끌어 올려진 전압 레벨은 적어도 최소 작동 전압 레벨에 도달하는, 상기 감소되는 전압 레벨을 끌어올리는 단계;
    상기 점화 장치가 상기 켜짐 상태에 있는 동안 상기 끌어 올려진 전압 레벨을 가지는 상기 전원으로 상기 사용자 단말기(7)를 작동시키는 단계;
    상기 점화 장치의 꺼짐(turn-off) 상태와 상기 공급 라인에서 상기 전원(13)에 의해 제공되는 상기 공급 전력의 상기 강하의 종료 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 강하의 상기 종료는 상기 꺼짐 상태로의 상기 점화 장치 스위칭에 의해 야기되는, 상기 결정하는 단계;
    상기 결정하는 단계에 반응하여, 상기 감소되는 전압 레벨의 끌어올림을 종료하는 단계; 및
    상기 정상 작동 전압 레벨이고 상기 전원(13)에 의해 제공되는 상기 전압 레벨을 갖는 상기 공급 전력을 상기 공급 라인을 통해 상기 사용자 단말기(7)에 인가하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기(7)의 상기 작동은:
    상기 사용자 단말기(7)의 사용자 작동 제어 모드를 활성화(enable)하는 단계;
    상기 사용자 단말기(7)에서 소프트웨어 애플리케이션들을 실행시키는 단계;
    상기 사용자 단말기(7)의 표시 장치를 활성화하는 단계; 및
    상기 제어 버스(6)를 활성화함으로써 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 제어 신호들의 송신을 허용하는 버스 제어 모드에서 상기 제어 버스(6)를 작동시키는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기(7)의 상기 작동은 상기 사용자 작동 제어 모드에서 상기 농기계의 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 하나의 작동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 사용자 단말기(7)의 입력 장치를 통해 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 상기 하나의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계;
    - 상기 사용자 입력에 반응하여, 현재 제어 신호들(present control signals)을 발생시키는 단계;
    - 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 상기 하나에 할당되는 상기 제어 유닛에 상기 현재 제어 신호들을 송신하는 단계; 및
    상기 현재 제어 신호들에 따라 상기 기능 요소들(10a; 10b)을 작동시키는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기(7)의 상기 작동은 상기 사용자 단말기(7)에 대한 대기 작동 모드를 활성화하는 단계를 포함하고,
    - 상기 사용자 단말기(7)에서의 상기 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행하는 단계;
    - 상기 사용자 단말기(7)의 상기 표시 장치를 비활성화(disable)하는 단계; 및
    - 상기 제어 버스(6)를 비활성화함으로써, 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 사용자 단말기(7)로부터의 상기 제어 신호들의 송신을 방지하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기(7)의 상기 작동은 상기 제어 작동 모드를 비활성화하는 단계와 상기 꺼짐 상태를 결정하는 단계에 반응하여 상기 사용자 단말기(7)에 대한 상기 대기 작동 모드를 활성화하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  6. 제4 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 점화 장치가 상기 켜짐 상태에 있는 동안, 상기 사용자 단말기(7)의 상기 작동은 상기 사용자 단말기(7)에 대한 상기 제어 작동 모드를 다시 활성화하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점화 장치가 상기 켜짐 상태에 있는 동안, 상기 사용자 단말기(7)가 꺼짐 상태로의 스위칭과 재부팅(re-booting)하는 것 중 적어도 하나로 되는 것을 방지하는 단계를 더 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 단말기(7)에서 상기 전압 업스케일링 장치(voltage upscaling device)를 제공하는 단계를 더 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 끌어올리는 단계는 약 2V 내지 4V의 감소되는 전압 레벨을 약 10V 내지 12V의 끌어 올려진 전압 레벨로 끌어올리는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는 상기 농기계의 트랙터(tractor)(1)에서 상기 사용자 단말기를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 트랙터(1)는 기구(implement)(2)를 끌거나 나르며, 상기 기능 요소들(10b) 중 적어도 일부는 상기 기구(2) 상에 제공되는, 농기계의 사용자 단말기를 작동시키는 방법.
  11. 농기계에 있어서,
    제어 시스템(3);
    상기 제어 시스템(3)에서 제공되는 사용자 단말기(7);
    공급 라인을 통해 상기 사용자 단말기(7)에 연결되는 전원(13);
    상기 공급 라인에 연결되는 전압 업스케일링 장치(voltage upscaling device);
    기능 제어 요소들(10a; 10b); 및
    상기 제어 시스템(3)에서 제공되고 상기 사용자 단말기(7)로부터 상기 기능 요소들(10a; 10b)에 제어 신호들을 송신하도록 구성되는 제어 버스(6)를 포함하고,
    상기 사용자 제어 시스템(3)은 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 상기 사용자 단말기(7)를 작동시키도록 구성되는, 농기계.
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