KR20200051598A - 농기계의 사용자 단말기의 작동 방법 및 농기계 - Google Patents

농기계의 사용자 단말기의 작동 방법 및 농기계 Download PDF

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

본 개시물은 농기계의 사용자 터미널(7)을 작동하는 방법에 관한 것으로, 농기계의 제어 시스템(3)에서 사용자 터미널(7)를 제공하는 단계로서, 상기 사용자 터미널(7)은 전력 공급기에 연결되고 제어 버스(6)를 통해 제어 신호들을 상기 농기계의 기능 요소들(10a; 10b)에 전송하도록 구성되는, 상기 사용자 터미널(7)을 제공하는 단계; 이전에 상기 사용자 터미널이 턴-오프된 시간 주기 후 상기 사용자 터미널(7)의 작동을 인에이블하는 단계로서, 상기 사용자 터미널(7)의 작동의 사용자 제어 모드를 인에이블하는 단계; 상기 사용자 터미널에서 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하는 단계; 상기 사용자 터미널(7)의 디스플레이 디바이스를 인에이블하는 단계; 및 상기 제어 버스(6)를 인에이블시켜, 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 제어 신호들의 전송을 허용하는 버스 제어 모드에서 상기 제어 버스(6)를 작동시키는 단계를 포함하는, 상기 사용자 터미널(7)의 작동을 인에이블하는 단계; 상기 사용자 제어 작동 모드에서 상기 농기계의 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 하나의 작동을 제어하는 단계로서, 상기 사용자 입력에 응답하여, 현재 제어 신호들을 발생시키는 단계; 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 상기 하나에 할당되는 상기 제어 유닛에 상기 현재 제어 신호들을 전송하는 단계; 및 상기 현재 제어 신호들에 따라 상기 기능 요소들(10a; 10b)을 작동시키는 단계를 포함하는, 상기 농기계의 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 하나의 작동을 제어하는 단계; 상기 사용자 작동 제어 모드를 디스에이블하고 상기 사용자 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계로서, 상기 사용자 터미널(7)에서 상기 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행하는 단계; 상기 사용자 터미널(7)의 상기 디스플레이 디바이스를 디스에이블하는 단계; 및 상기 제어 버스(6)를 디스에이블하는 단계; 및 상기 사용자 터미널(7)에 대한 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계를 포함한다. 또, 농기계가 제공된다.

Description

농기계의 사용자 터미널의 작동 방법 및 농기계
본 개시물은 농기계의 사용자 터미널을 작동시키는 방법 및 농기계에 관한 것이다.
농기계의 기능적 요소들의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하기 위한 사용자 인터페이스로서 사용자 터미널(user terminal)들이 제공된다. 예를 들면, 트랙터와 그러한 트랙터에 의해 끌리거나 날라지는 기구(implement)를 포함하는 농기계에서, 사용자 터미널은 트랙터에 위치될 수 있다. 사용자 터미널에는 예를 들면, 접촉에 민감한 디스플레이와, 회전 가능한 제어 놉(knob) 또는 조이스틱(joystick)과 같은 추가 입력 디바이스들을 포함하는 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소들이 제공된다. 사용자 터미널은 농기계의 제어 시스템에 연결된다. 사용자 터미널을 통한 사용자 입력의 수신에 응답하여, 트랙터 및/또는 기구의 기능적 요소들의 작동을 제어하기 위한 제어 신호들이 발생되고, 그러한 기능적 요소들은 제어 신호들을 기능적 구성요소들에 전송하기 위해 사용된 제어 버스에 연결되어 있다. 로컬 제어 유닛(local control unit)이 그러한 기능적 요소들 중 하나 이상에 할당될 수 있고, 그러한 로컬 제어 유닛은 제어 신호들 전송을 위해 데이터 버스에 연결되어 있다.
농기계의 엔진의 점화 후에는, 사용자 터미널을 시작하고 사용자 입력을 수신하는 것을 허용하는 사용자 터미널의 작동 모드를 인에이블하는 부팅(booting) 프로세스가 존재한다.
특허 문헌 US2015/0366124A1은 장치(arrangement)를 개시하는데, 이러한 장치는 제어하는 방식으로 디바이스 인터페이스의 위치의 조정을 위해 외부 전력 액추에이터(power actuator)와 연결되는, 작업 차량의 제어 유닛과, 제어 유닛과의 무선 통신 연결을 가지고 프로세서와 제어 유닛을 통해, 입력에 의한 액추에이터의 제어를 가능하게 하는 소프트웨어가 다운로드되는 프로세서와 입력을 갖는 휴대 가능한 컴퓨터를 포함하는 농사 작업 차량의 디바이스 인터페이스의 제어를 위한 것이다.
본 발명의 목적은 농기계의 사용자 터미널을 작동시키는 방법과 필드 작동시의 상이한 사용 시나리오들에 의존하는 사용자 터미널의 향상된 작동을 허용하는 농기계를 제공하는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 농기계의 사용자 터미널과 독립 청구항들인 1과 12에 따른 농기계를 작동시키는 방법이 각각 제공된다. 대안적인 실시예들은 종속 청구항들의 주제이다.
일 양태에 따르면, 농기계의 사용자 터미널을 작동시키는 방법이 제공된다. 이 방법은 농기계의 제어 시스템에서 사용자 터미널을 제공하는 단계로서, 전력 공급기(power supply)에 연결되고 제어 버스를 통해 제어 신호들을 상기 농기계의 기능 요소들에 전송하도록 구성되는, 상기 사용자 터미널을 제공하는 단계; 및 이전에 상기 사용자 터미널이 턴-오프(turn-off)된 시간 주기(period of time) 후 상기 사용자 터미널의 작동을 인에이블(enable)하는 단계를 포함한다. 상기 사용자 터미널의 작동을 인에이블하는 단계는 상기 사용자 터미널의 사용자 제어 작동 모드를 인에이블하는 단계; 상기 사용자 터미널에서 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하는 단계; 상기 사용자 터미널(7)의 디스플레이 디바이스를 인에이블하는 단계; 및 상기 제어 버스를 인에이블시켜, 상기 제어 버스를 통해 상기 제어 신호들의 전송을 허용하는 버스 제어 모드에서 상기 제어 버스를 작동시키는 단계를 포함한다. 상기 농기계의 기능 요소들(10a; 10b) 중 하나는 상기 사용자 제어 작동 모드에서 제어되고, 그러한 제어는 상기 사용자 터미널의 입력 디바이스를 통해 상기 기능 요소들 중 상기 하나의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계; 상기 사용자 입력에 응답하여, 현재 제어 신호들(present control signals)을 발생시키는 단계; 상기 제어 버스를 통해 상기 기능 요소들 중 상기 하나에 할당되는 상기 제어 유닛에 상기 현재 제어 신호들을 전송하는 단계; 및 상기 현재 제어 신호들에 따라 상기 기능 요소들을 작동시키는 단계를 포함한다. 상기 사용자 제어 작동 모드는 디스에이블(disable)되고 상기 사용자 터미널에 대한 대기 작동 모드가 인에이블되며, 그러한 인에이블링은 상기 사용자 터미널에서 상기 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행하는 단계; 상기 사용자 터미널의 상기 디스플레이 디바이스를 디스에이블하는 단계; 및 상기 제어 버스를 디스에이블함으로써, 상기 제어 버스를 통해 상기 사용자 터미널로부터 상기 제어 신호들의 전송을 방지하는 단계를 포함한다. 그 다음, 상기 사용자 터미널에 대한 제어 작동 모드가 다시 인에이블된다.
추가 양태에 따르면, 제어 시스템, 상기 제어 시스템에 제공되고 전력 공급기에 연결되는 사용자 터미널, 기능 제어 요소들, 및 상기 제어 시스템에 제공되고 상기 사용자 터미널로부터 기능 요소들에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는 제어 버스를 포함하는 농기계가 제공되며, 상기 사용자 제어 시스템은 상기 방법에 따라 상기 사용자 터미널을 작동하도록 구성된다.
사용자 터미널에 대한 상이한 작동 모드들을 구현하게 함으로써, 구체적으로 사용자 터미널에 관해 농기계의 제어 시스템의 향상된 작동을 가능하게 한다. 현재 작용 시나리오(present working scenario)에 따라, 농기계의 점화 디바이스가 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. 필드에서 농기계가 작동하는 동안, 점화 디바이스의 턴 온 상태와 턴 오프 상태 사이의 전환(switching)이 있을 수 있다. 점화 디바이스의 턴 오프 상태를 결정하는 경우, 대기 작동 모드가 사용자 터미널에 대해 인에이블되고, 그러한 대기 작동 모드는 제어 작동 모드에 비해 감소되거나 제한된 기능성(functionality)를 제공한다. 하지만, 대기 모드에서 여전히 실행되는 사용자 터미널에 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들이 존재한다. 제어 작동 모드로 복귀하기 위해, 이는 대기 모드에서 사용자 터미널 셧 오프(shut off)의 추가 기능성의 더 용이한 재활성화(re-activation)를 허용하게 될 것이다.
농기계에 대한 현재 사용 시나리오에 따라서, 제어 작동 모드와 대기 작동 모드 사이의 전환이 존재한다.
이러한 방법은 또한 제어 시스템에서 농기계의 점화 디바이스의 턴-온 상태를 결정하는 단계; 턴-온 상태 후 시작하는 시간 내에서 사용자 터미널의 작동을 인에이블하는 단계; 농기계의 점화 디바이스의 턴-오프 상태를 결정하는 단계; 및 턴-오프 상태의 결정에 응답하여, 사용자 터미널에 대한 제어 작동 모드를 디스에이블하고 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계를 포함한다.
작동을 인에이블하는 단계는 턴-온 상태를 결정한 후 시간의 시작 주기 내에서 사용자 터미널의 작동을 인에이블하는 단계를 포함하고, 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계는 점화 디바이스의 재턴 온 상태(re-turn-on) 상태를 결정한 후 시간의 다시 시작하는 주기 내에서 사용자 터미널에 대한 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계를 포함할 수 있고, 시간의 다시 시작하는 주기는 시간의 시작하는 주기보다 짧다.
시간의 다시 시작하는 주기는 적어도 70%만큼 시간의 시작하는 주기보다 짧을 수 있다. 대안적인 일 실시예에서, 시간의 다시 시작하는 주기는 적어도 약 80%만큼 시간의 시작하는 주기보다 짧을 수 있다.
사용자 터미널에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 것은 사용자 터미널의 입력 디바이스를 디스에이블하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자 터미널의 디스플레이 상에 제공된 접촉에 민감한 입력 디바이스 외부 입력 디바이스 중 적어도 하나는 디스에이블될 수 있고, 그로 인해 사용자 입력을 방지한다.
제어 버스를 디스에이블하는 단계는, 상기 제어 버스의 OSI(Open System Interconnection) 계층 모델(layer model) 내에서 데이터 링크 계층으로부터 물리적 계층(physical layer)으로의 제어 신호 또는 메시지 전송을 디스에이블하는 단계를 포함한다. 제어 버스는 CAN 버스(Controller Area Network protocol)로서 제공될 수 있다. 일 실시예에서, OSI 모델에 따른 제어 버스는 물리적 계층, 데이터 링크 계층, 및 애플리케이션 계층으로 구현될 수 있다. 물리적 계층은 CAN 버스 네트워크, 즉 ISO 11898 전기 사양과 같은 제어 버스 네트워크에 대해 요구된 기본 하드웨어를 위해 제공할 수 있다. 데이터 링크 계층은 노드로부터 네트워크로 메시지들/신호들을 전송하는 역할을 할 수 있다(에러들 없이). 애플리케이션 계층은 OSI 계층 모델의 상위-레벨(upper-level) 통신 기능들을 제공할 수 있다. 일반적으로, 비록 다른 계층들이 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있지만, 물리적 계층은 하드웨어에 의해 구현된다. 사용자 터미널에 대한 대기 작동 모드에서는 제어 신호를 디스에이블함으로써 사용자 터미널로부터 기능적 요소들 중 하나로의 전송이 방지된다. 구체적으로, 사용자는 제어 입력으로부터 방지된다. 제어 버스를 통한 기능적 요소들 사이의 신호 전송은 여전히 인에이블될 수 있다. 그러한 대안적인 실시예들에서, 사용자 터미널 외의 제어 버스에 연결된 제어 시스템의 노드들에는 그러한 제어 버스의 신호 전송 기능성이 제공될 수 있다.
디스플레이를 디스에이블하는 단계는 사용자 터미널의 디스플레이 디바이스 상의 대기 스크린을 출력하는 것과, 사용자 터미널의 디스플레이 디바이스의 백라이트 조명을 턴 오프하는 것 중 하나를 포함할 수 있다. 대기 스크린은 디스플레이 디바이스 상에 나타낸 블랙 이미지(black image)일 수 있다. 디스플레이 디바이스에는 액정 디스플레이가 제공될 수 있다. 대기 작동 모드에서는 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이된 콘텐츠의 임의의(추가적인) 갱신(updating)이 방지될 수 있다.
대기 작동 모드에서는, 방법이 제어 시스템에서 사용자 터미널에 대한 대기 작동 모드를 인에이블한 후 경과된 시간의 주기를 나타내는 대기 시간을 결정하는 단계; 대기 시간이 대기 시간 한계를 초과하는지를 결정하는 단계; 및 상기 결정에 응답하여 사용자 터미털을 턴 오프하는 단계를 더 포함할 수 있다. 대기 시간 한계는, 예를 들면 약 12시간(h)일 수 있다.
제공하는 단계는 기구를 끌거나 나르는, 농기계의 트랙터에서 사용자 터미널을 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 그러한 기능적 요소들 중 적어도 일부는 상기 기구에 제공된다. 그러한 기구는 예를 들면 다음 그룹, 즉 로더 웨건(loader wagon), 스프레이어(sprayer), 베일러(baler), 갈퀴, 및 모어(mower)로부터 선택될 수 있다.
대안적인 일 실시예에서, 농기계의 사용자 터미널을 작동하는 방법은,
- 전력 공급기에 그리고 농기계의 기능적 요소들에 제어 신호들을 전송하도록 구성된 제어 버스를 통해 연결된 사용자 터미널을 농기계의 제어 시스템에서 제공하는 단계;
- 전력 공급기에 의해 제공된, 정상 작동 전압 레벨인 전압 레벨로 공급 라인을 통해 사용자 터미널에 공급 전력을 인가하는 단계;
- 농기계의 점화 디바이스의 턴-온 상태와 최소 작동 전압 레벨보다 작은 감소된 전압 레벨로 공급 라인에서 전력 공급기에 의해 제공된 공급 전력의 강하(drop) 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 최소 작동 전압 레벨은 정상 작동 전압 레벨 이하이고 상기 공급 전력의 강하는 턴-온 상태로의 점화 디바이스 전환에 의해 야기되는, 상기 졀정하는 단계;
- 상기 결정에 응답하여, 감소된 전압 레벨을 공급 라인에 연결된 전압 업스케일링(upscailing) 디바이스에 의해 끌어올려진(boosted) 전압 레벨로 끌어올리는 단계로서, 상기 끌어올려진 전압 레벨은 적어도 최소 작동 전압 레벨에 도달하는, 상기 끌어올리는 단계;
- 점화 디바이스가 턴-온 상태에 있으면서 끌어올려진 전압 레벨을 가지는 전력 공급기로 사용자 터미널을 작동시키는 단계;
- 점화 디바이스의 턴-온 상태와 공급 라인에서 전력 공급기에 의해 제공된 공급 전력의 강하의 종료 중 적어도 하나를 결정하는 단계로서, 상기 강하의 종료는 턴-오프 상태로의 점화 디바이스 전환에 의해 야기되는, 상기 결정하는 단계;
- 상기 결정에 응답하여, 감소된 전압 레벨의 끌어올림을 종료하는 단계; 및
- 전력 공급기에 의해 제공된, 정상 작동 전압 레벨인 전압 레벨로 공급 라인을 통해 사용자 터미널에 공급 전력을 인가하는 단계를 포함한다.
이러한 방법에서, 점화 디바이스가 턴-온 상태에 있으면서 사용자 터미널를 작동시키는 것은 사용자 터미널의 사용자 제어 작동 모드를 인에이블하는 단계; 사용자 터미널에서 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하는 단계; 사용자 터미널의 디스플레이 디바이스를 인에이블하는 단계; 및 제어 버스를 엔이블하여 제어 버스를 통한 제어 신호들의 전송을 허용하는 버스 제어 모드에서 제어 버스를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법에서, 사용자 터미널을 작동시키는 것은 사용자 제어 작동 모드에서 농기계의 기능적 요소들 중 하나의 작동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 제어하는 단계는 사용자 터미널의 입력 디바이스를 통해 기능적 요소들 중 하나의 작동을 제어하기 위한 입력 디바이스를 수신하는 단계; 사용자 입력에 응답하여 현재의 제어 신호들을 발생시키는 단계; 제어 버스를 통해 기능적 요소들 중 하나에 할당된 제어 유닛에 현재의 제어 신호들을 전송하는 단계; 및 현재의 제어 신호들에 따라 기능적 요소들을 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법에서, 점화 디바이스가 턴-오프 상태에 있으면서 사용자 터미널을 작동시키는 단계는 사용자 터미널에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계를 포함할 수 있다. 그러한 인에이블하는 단계는 사용자 터미널에서 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행하는 단계; 사용자 터미널의 디스플레이 디바이스를 디스에이블하는 단계; 및 제어 버스를 디스에이블하여 제어 버스를 통해 사용자 터미널로부터 제어 신호들을 전송하는 것을 방지하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법에서, 사용자 터미널을 작동시키는 단계는 대기 작동 모드를 디스에이블하고 턴-오프 상태의 결정에 응답하여 사용자 터미널에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법에서, 점화 디바이스가 턴-온 상태에 있으면서 사용자 터미널을 작동시키는 단계는 사용자 터미널에 대한 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법은 점화 디바이스가 턴-온 상태에 있으면서 사용자 터미널이 턴-오프 상태 및 재부팅(re-booting)으로의 적어도 하나의 전환을 방지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 방법은 사용자 터미널에서 전압 업스케일링 디바이스를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 방법에서 끌어올리는(boosting) 단계는 약 2V 내지 4V의 감소된 전압 레벨을 약 10V 내지 12V의 끌어올려진 전압 레벨까지 끌어올리는 단계를 포함할 수 있다. 일반적으로, 대안적인 실시예들에서는 DC 전압이 업스케일링될 수 있다.
대안적인 일 실시예에서는, 농기계가 제공될 수 있고, 이러한 농기계는 제어 시스템; 제어 시스템에서 제공된 사용자 터미널; 공급 라인을 통해 사용자 터미널에 연결된 전력 공급기; 공급 라인에 연결된 전압 업스케일링 디바이스; 기능적 제어 요소들; 및 제어 시스템에서 제공되고 사용자 터미널로부터 기능적 요소들에 제어 신호들을 전송하도록 구성된 제어 버스를 포함하고, 이 경우 사용자 제어 시스템은 위 방법에 따라 사용자 터미널을 작동하도록 구성된다.
농기계에 대해서, 위 작동 방법에 관해 기재된 대안적인 실시예들이 필요한 부분만 약간 수정하여 적용될 수 있다.
기능적 요소들 각각은 제어 신호들과 같은 전자 신호들을 수신(하고/하거나 송신)하기 위해 데이터 또는 제어 버스에 연결되는 전자 제어 유닛에 할당될 수 있다. 2개 이상의 기능적 요소에 단일 전자 제어 유닛이 할당될 수 있다. 전자 제어 유닛들 각각은 제어 버스에 연결된 노드를 제공할 수 있다.
이하에서, 도면들을 참조하여 추가 실시예들이 상세하게 설명된다.
도 1은 트랙터와 트랙터에 의해 끌려지거나 운반되는 기구가 제공된 농기계 또는 시스템의 제어 시스템의 개략도.
도 2는 제어 시스템에서 사용자 터미널의 동작에 대한 개략도.
도 3은 사용자 터미널의 기능 요소들의 개략도.
도 4는 제어 시스템에서 제공된 제어 버스의 요소들의 개략도.
도 5는 사용자 터미널의 동작의 시간에 따른 진행상황(time course)의 개략도.
도 6은 전압 업스케일링(volgate upscaling)을 위한 기능 디바이스가 제공되는 전원이 있는, 트랙터와 트랙터에 의해 끌려지거나 운반되는 기구가 제공된 농기계 또는 시스템의 제어 시스템의 개략도.
도 1은 트랙터(1)와 그러한 트랙터(1)에 의해 끌려지거나 트랙터(1) 상에서 운반되는 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 기구 제어 네트워크(5)를 포함한다. 농기계 제어 네트워크(3)는 도시된 실시예에 따라 사용자 제어 터미널(7), 작업 제어기(8), 및 복수의 전자 제어 유닛들(9)이 연결되는 제어 버스(6) 또는 데이터를 가진다. 전자 제어 유닛들(9) 각각은 트랙터(1)와 기구(2)에서 각각 제공되는 기능 요소(10a, 10b)에 할당된다. 대안적인 실시예에서, 데이터 버스(6)를 통해 사용자 제어 터미널(7)에 연결되는 전자 제어 유닛들(9)은 트랙터(1)의 기능 요소(들)(10a)이 아닌 기구(2)의 기능 요소(들)(10b)에만 적용될 수 있다.
기구(2)에 관해서는, 기능 요소들(10b)이 또한 작용하는 유닛(working unit)이라고 불릴 수 있다. 데이터 버스(6)를 통해 제어 신호들과 같은 전자 데이터가 데이터 버스(6)에 연결된 요소들, 구성요소들, 유닛들, 모듈들 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 노드들로도 알려진 ECU(Electronic Control Unit)들을 연결하기 위한 멀티-마스터(multi-master) 직렬 버스 표준인 CAN(Controller Area Network) 버스로 구현될 수 있다. 각각의 ECU는 기능 요소들(10a, 10b) 중 적어도 하나에 할당된다. 통신을 하기 위해 CAN 네트워크에는 2개 이상의 노드들이 요구된다. 노드의 복잡도는 간단한 I/O 디바이스로부터 CAN 인터페이스와 정교한 소프트웨어를 갖는 임베드된(embedded) 컴퓨터까지 걸칠 수 있다. 노드는 또한 표준 컴퓨터가 CAN 네트워크에서의 디바이스들에 USB 또는 이더넷(Ethernet) 포트를 통해 통신하는 것을 허용하는 게이트웨이(gateway)일 수 있다. 모든 노드들은 2개의 와이어 버스(wire bus)를 통해 서로 연결될 수 있다. 와이어들은 120Ω 공칭 트위스티드 페어(nominal twisted pair)일 수 있다. 고속 CAN이라고도 불리는 ISO 11898-2는 또한 120Ω 저항들이 있는 각각의 단부(end)에서 종료된 선형 버스를 사용한다.
데이터 버스(8)에는 트랙터 제어 네트워크(4)와 기구 제어 네트워크(5)를 연결하는 플러그 커텍터(plug connector)(11)가 제공된다.
사용자 또는 조작자 제어 터미널(7)에는 접촉에 민감한 디스플레이를 포함하고 사용자 제어 및 사용자 디스플레이를 제공할 수 있는 터미널 디스플레이(12)가 제공된다. 또, 사용자 제어 터미널(7)에는 프로세서와 그러한 프로세서에 연결된 메모리 요소를 포함하는 프로세서 유닛이 제공된다. 사용자 제어 터미널(7)에서 구현된 다수의 소프트웨어 애플리케이션들이 동시에 실행될 수 있다.
사용자 제어 터미널(7)을 통해 농기계 또는 시스템의 기능 요소들(10a, 10b)을 제어하기 위한 사용자 입력이 수신될 수 있다. 또한, 터미널 디스플레이(12)를 통해 동작 정보가 사용자에게 표시될 수 있다.
예를 들면 사용자 제어 터미널(7)로의 전력 공급을 위한 배터리(13)가 제공된다. 일반적으로, 배터리 및/또는 일부 다른 전력 공급원에 의해 제공된 전력은 그 자체로 알려진 바와 같은 소위 CEU(central electronic unit)에 의한 동작 동안에 임의 전력 공급에 대해 필요로 하는 농기계의 구성요소들에 공급될 수 있다.
도 2는 사용자 제어 터미널(7)을 작작시키는 개략적인 표현을 보여준다. 사용자 제어 터미널(7)의 작동 모드는 농기계의 점화 디바이스, 구체적으로 트랙터(1)의 점화 디바이스의 상태에 따라 달라질 것이다. 점화 디바이스의 상태, 구체적으로 턴-온 상태 및 턴-오프 상태는 농기계 제어 네트워크(3)에 의해 결정될 것이다.
사용자 제어 터미널(7)은 하드웨어 구성요소와 소프트웨어 구성요소를 포함하고, 이들 구성요소 각각은 하드웨어 스타트업(startup)(20)과 소프트웨어 스타트업(21)에 각각 할당된다. 농기계의 점화 디바이스의 턴-온 상태가 결정되면(단계 30), 부팅 프로세스(booting process)의 부분으로서, 하드웨어 스타트업(20)이 개시된 다음 차례로 단계(31)에서 소프트웨어 스타트업(21)이 시작될 것이다. 그로 인해, 동작의 제어 모드(아이들(idle) 상태 또는 모드(22))가 마지막으로 사용자 제어 터미널(7)에 대해 구현된다(단계 32).
점화 디바이스의 턴-온과 사용자 제어 터미널(7)에 대한 제어 작동 모드의 인에이블링(enabling) 사이의 시간 주기(period of time)는 점화 디바이스에 대한 턴-온 상태의 결정 후 시작 시간이라고 불릴 수 있다. 제어 작동 모드에서는 사용자 제어 터미널(7)에서 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션들이 실행된다. 또한, 데이터 버스(6)가 인에이블되고, 그로 인해 데이터 버스(6)를 버스 제어 모드에서 작동시켜 데이터 버스(6)를 통해 농기계의 기능 요소들(10a, 10b)로 제어 신호들을 전송하는 것을 허용한다. 사용자 제어 터미널(7)의 터미널 요소들을 구동하도록 구성된 구동 회로에는 통상의 작동 전력(nornal operation power)이 제공된다.
만약 단계(33)에서 턴-오프 상태가 점화 디바이스에 대해 탐지된다면, 대기 작동 모드(23)가 사용자 제어 터미널(7)에 대해 구현되고, 이 경우 사용자 제어 터미널(7)이 이전에 아이들 상태 또는 프로세스(22)(제어 모드)에 있었던 후 대기 작동 모드(23)가 구현된다. 대기 작동 모드(23)에서는 사용자 제어 터미널(7)에 제한되거나 감소된 기능성(functionality)이 제공된다. 일 실시예에서, 대기 작동 모드(23)에서는 사용자 제어 터미널(7)의 터미널 디스플레이(12)의 조명이 턴 오프된다. 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD)의 백라이트 조명이 턴 오프될 수 있다. 사용자 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 것은 사용자 터미널의 입력 디바이스를 디스에이블하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자 터미널(7)의 터미널 디스플레이(12)에 제공된 접촉에 민감한 입력 디바이스와 외부 입력 디바이스 중 적어도 하나는 디스에이블될 수 있고, 그로 인해 사용자 입력을 방지한다.
또한, 데이터 버스(6)가 디스에이블되고, 그로 인해 데이터 버스(6)를 통해 기능적 요소들(10a, 10b)로의 제어 신호들의 전송을 방지한다. 도 3을 참조하면, 제어 버스(6)를 디스에이블하는 것은, 제어 버스(6)의 OSI(Open System Interconnection) 계층 모델(40) 내에서 물리적 계층(41)과 데이터 링크 계층(42) 사이의 제어 신호 또는 메시지 전송을 디스에이블하는 것을 포함할 수 있다. 제어 버스(6)는 CAN 버스(Controller Area Network protocol)로서 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, OSI 모델(40)에 따른 제어 버스(6)는 물리적 계층(41), 데이터 링크 계층(42), 및 애플리케이션 계층(43)으로 구현될 수 있다. 물리적 계층(41)은 CAN 버스 네트워크, 즉 ISO 11898 전기 사양(electrical specification)과 같은 제어 버스 네트워크에 대해 요구된 기본 하드웨어를 제공할 수 있다. 데이터 링크 계층(42)은 노드로부터 네트워크(에러들 없이)로 메시지들/신호들을 전송하는 역할을 할 수 있고, 그러한 노드들은, 예를 들면 사용자 제어 터미널(7)과 기능 요소들(10a, 10b) 중 적어도 하나에 할당된 ECU들을 포함한다. 애플리케이션 계층(43)은 OSI 계층 모델(40)의 상위-레벨(upper-level) 통신 기능들을 제공할 수 있다. 일반적으로, 비록 데이터 링크 계층(42)과 애플리케이션 계층(43)과 같은 다른 층들이 소프트웨어 및/또는 하드웨어에 의해 구현될 수 있지만, 물리적 계층(41)은 하드웨어에 의해 구현된다.
사용자 제어 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드에서는 제어 신호를 디스에이블함으로써 사용자 제어 터미널(7)로부터 기능 요소들(10a, 10b) 중 하나로의 전송이 방지된다. 구체적으로, 사용자가 제어 입력으로부터 방지된다. 데이터 버스(6)를 통한 기능 요소들(10a, 10b) 사이의 신호 전송이 여전히 인에이블될 수 있다. 그러한 대안적인 실시예들에서는, 사용자 제어 터미널(7) 외의 데이터 버스(6)에 연결된 제어 시스템(3)의 노드들에는 데이터 버스(6)의 신호 전송 기능성이 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 물리적 계층(41), 데이터 링크 계층(42), 및 애플리케이션 계층(43)이 CAN 버스 모델(ISO 11898)에서의 물리적 계층(50), 및 오브젝트(object)/전달 계층(transfer layer)(51)과 비교된다.
CAN 버스 네트워크에서 노드를 제공하는 사용자 제어 터미널(7)에서는 소프트웨어 애플리케이션(60, 61, 62)이 구현되고, 그러한 소프트웨어 애플리케이션(60, 61, 62)은 소켓 CAN 63(소프트웨어에 구현된 가상의 CAN 버스)에 기능적으로 연결되어 있다. 소켓 CAN 63은 연결(connection)(65)을 통해 CAN 버스 하드웨어(64)에 연결된다. 그러한 연결(65)은 사용자 제어 터미널(7)의 대기 작동 모드에서 디스에이블된다. 디스에이블을 위해 예를 들면 하드웨어 드라이버들이 제공된 소프트웨어 스위치들이 스위치 오프(switch off)될 수 있다.
대기 작동 모드(23)에서는, 사용자 제어 터미널(7)에서 구현된 소프트웨어 애플리케이션들(60, 61, 62) 중 하나 또는 전부가 계속해서 실행될 수 있다. 예를 들면, 소프트웨어 애플리케이션 중 하나로서 구현된 작업 제어기(예컨대, ISO 11783-14)는 대기 작동 모드에서 계속해서 실행될 수 있다. 추가로 또는 일 대안으로, 유니버설 터미널(universal terminal)(예컨대, ISO 11783-6)이라고도 불리는 가상 터미널이 대기 모드에 있는 사용자 제어 터미널(7)에서 소프트웨어 애플리케이션으로서 계속해서 실행될 수 있다.
만약 단계(34)에서 점화 디바이스가 턴 온된다고 결정되면, 사용자 제어 터미널(7)은 제어 작동 모드로 복귀되고, 그로 인해 아이들 상태 또는 프로세스(22)를 인에이블한다(제어 작동 모드).
만약 사용자 제어 터미널(7)이 예를 들면 약 12시간(h)으로 설정될 수 있는 대기 시간 한계보다 긴 동작의 대기 모드(23)에서 동작하였다고 결정되면, 다시 시작(re-starting)을 위한 리셋(reset)(25)(단계 36)을 요구하게 되는 셧다운(shutdown(24)(단계 35)이 존재한다.
고장 탐지(failure detection)의 경우에는, 리셋(25)이 아이들 상태(22) 또는 대기 상태(24)(단계 37)로부터 시작될 수 있다.
표 1은 사용자 제어 터미널(7)의 작동에 대한 요약된 정보를 제공한다. 작동의 상태에 의존적인 사용자 제어 터미널(7)의 상이한 요소들의 상태가 나타나 있다. 구체적으로, 터미널 디스플레이(12)의 스크린, 사용자 입력 요소들 "버튼(Button)", 및 백라이트 조명인 "LED들(LEDs)"에 대한 참조가 이루어진다.
상태 전력 스크린 버튼들 LED들 설명
하드웨어 스타트업(사용자 제어 터미널이 턴 오프된 후) 오프 n/a n/a n/a 하드웨어 초기화, 상태 보증 없음
소프트웨어 스타트업 오프 온 온 온 터미널 스타트업 동안
아이들(제어 모드) 온 온 온 온 제어 작동 모드
대기 모드 온 오프 오프 오프 점화가 턴 오프됨(대기 작동 모드)
셧다운(사용자 제어 터미널이 턴 오프됨) 온 이전/블랙(Previous/black) 온 온 터미널 셧다운 동안
리셋 오프 오프 온 온 터미널 셧다운과 스타트업 사이
제어 모드와 대기 모드에서 각각 인가된 전압 전력(voltage power)의 레벨은 상이할 수 있다.
도 4는 점화 디바이스의 상태에 의존적인 사용자 제어 터미널(7)의 작동 모드에 관한 개략적인 표현을 보여준다. 예를 들면, "0"은 점화 디바이스가 턴 오프된 점화 상태에 대해 나타낸다. 반대로, "1"은 점화 디바이스가 턴 오프된 상태를 나타낸다. 12시간의 대기 시간 한계가 경과된 후, 사용자 제어 터미널(7)이 턴 오프된다. 그로 인해, 사용자 제어 터미널(7)은 도 3에서의 개략적인 표현에 따라 시작되는 턴-오프 상태로 복귀한다.
농기계 제어 네트워크(3)의 작동에 관하여, 상이한 작동 모드에서의 사용자 제어 터미널(7)의 동작에 대한 대안예로서 또는 그것에 추가로 전압 또는 전력 제어 메커니즘이 적용될 수 있다. 만약 농기계의 점화 디바이스가 엔진의 시동을 위해 턴 온된다면 배터리(13)에 의해 전력이 제공되는 전력 레벨이 떨어질 것이다. 예를 들면, 약 12V의 정상 전력 또는 전압 레벨이 제공된다면, 그것은 점화 디바이스를 작동시킴으로써 엔진을 시동시키는 시간에 대해 약 2 내지 3V까지 떨어질 것이다.
도 5에 도시된 실시예에 따르면, 전력 레벨을 정상 전압 레벨로 업스케일 또는 부스트(boost)할 기능적 회로(70)가 제공된다. 이러한 업스케일링은 점화 디바이스가 작동되는 시간 주기로 제한될 것이다. 구체적으로, (정상 전압 레벨에 가까운) 업스케일된 전압이 사용자 제어 터미널(7)에 제공될 것이며, 이에 따라 사용자 제어 터미널(7)에 인가된 전력 또는 전압 레벨이 사용자 제어 터미널(7)의 재부팅(re-booting)을 야기하는 레벨 밑으로 떨어지는 것을 방지한다. 전압 레벨을 업스케일 또는 끌어올리도록 구성된 기능적 회로 디바이스들은 상이한 하드웨어/소프트웨어 디자인을 갖는 것으로서 알려져 있다. 끌어올려진 전압에 의해, 예를 들면, 사용자 제어 터미널(7)에 대해 대기 작동 모드가 유지될 수 있고, 이에 의해 부팅에 의해 사용자 제어 터미널(7)이 완전히 재시작되는 것을 방지할 수 있다. 오히려, 사용자 제어 터미널(7)은 점화 디바이스의 작동으로 인한 전압 강하에 의해 재부팅되지 않고 대기 작동 모드에서 제어 작동 모드로 (직접) 전환될 수 있다.
도 6은 전압 부스팅 또는 업스케일링을 위해 기능적 회로(70)를 사용하는 전력 공급기의 동작에 대한 일 예의 개략적 표현을 보여준다. 도시된 실시예에 따른 기능적 회로(70)의 전압 출력은 사용자 제어 터미널(7)에 인가되지만, 추가로 또는 대안으로서 농기계의 다른 구성요소들에도 적용될 수 있다.
배터리(13)에 의해 제공된 전력 레벨이 요구된 정상 동작 레벨보다 높다면, 요구된 정상 작동 레벨을 가지는 전압을 여전히 출력하도록 기능적 회로가 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 그러한 기능적 회로(70)는 도 6에 점선으로 구체적으로 표시된 사용자 제어 터미널(7)에서 제공될 수 있다.
본 명세서, 도면들 및/또는 청구항들에서 개시된 특징들은 단독으로 또는 다양한 조합의 형태로 취해진 다양한 실시예들의 실현을 위한 자료(material)일 수 있다.

Claims (9)

  1. 농기계의 사용자 터미널(7)의 작동 방법에 있어서,
    - 농기계의 제어 시스템(3)에서 사용자 터미널(user terminal)(7)을 제공하는 단계로서, 전력 공급기(power supply)에 연결되고 제어 버스(6)를 통해 제어 신호들을 상기 농기계의 기능 요소들(10a; 10b)에 전송하도록 구성되는, 상기 사용자 터미널(7)을 제공하는 단계;
    - 이전에 상기 사용자 터미널이 턴-오프(turn-off)된 시간 주기(period of time) 후 상기 사용자 터미널(7)의 작동을 인에이블(enable)하는 단계로서,
    - 상기 사용자 터미널(7)의 사용자 제어 작동 모드를 인에이블하는 단계;
    - 상기 사용자 터미널에서 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하는 단계;
    - 상기 사용자 터미널(7)의 디스플레이 디바이스를 인에이블하는 단계; 및
    - 상기 제어 버스(6)를 인에이블시켜, 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 제어 신호들의 전송을 허용하는 버스 제어 모드에서 상기 제어 버스(6)를 작동시키는 단계를 포함하는, 상기 사용자 터미널(7)의 작동을 인에이블하는 단계;
    - 상기 사용자 제어 작동 모드에서 상기 농기계의 기능 요소들(10a; 10b) 중 하나의 작동을 제어하는 단계로서,
    - 상기 사용자 터미널(7)의 입력 디바이스를 통해 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 상기 하나의 작동을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 단계;
    - 상기 사용자 입력에 응답하여, 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 전송하는 단계; 및
    - 상기 현재 제어 신호들에 따라 상기 기능 요소들(10a; 10b)을 작동시키는 단계를 포함하는, 상기 농기계의 상기 기능 요소들(10a; 10b) 중 하나의 작동을 제어하는 단계;
    - 상기 사용자 제어 작동 모드를 디스에이블(disable)하고 상기 사용자 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계로서,
    - 상기 사용자 터미널(7)에서 상기 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나 또는 전부를 계속해서 실행하는 단계;
    - 상기 사용자 터미널(7)의 상기 디스플레이 디바이스를 디스에이블하는 단계; 및
    - 상기 제어 버스(6)를 디스에이블함으로써, 상기 제어 버스(6)를 통해 상기 사용자 터미널(7)로부터 상기 제어 신호들의 전송을 방지하는 단계를 포함하는, 상기 사용자 제어 작동 모드를 디스에이블하고 상기 사용자 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계;
    - 상기 사용자 터미널(7)에 대한 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계;
    - 상기 제어 시스템(7)에서 상기 농기계의 점화 디바이스(ignition device)의 턴-온(turn-on) 상태를 결정하는 단계;
    - 상기 사용자 터미널(7)의 작동을 인에이블하는 단계;
    - 상기 농기계의 상기 점화 디바이스의 턴-오프 상태(turn-off state)를 결정하는 단계; 및
    - 상기 턴-오프 상태의 결정에 응답하여, 상기 제어 작동 모드를 디스에이블하고 상기 사용자 터미널(7)에 대한 상기 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    - 상기 작동의 인에이블하는 단계는 상기 턴-온 상태를 결정한 후 시간의 시작 주기 내에서 상기 사용자 터미널(7)의 작동을 인에이블하는 단계를 더 포함하고,
    - 상기 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계는 상기 점화 디바이스의 재턴-온 상태(re-turn-on state)를 결정한 후 다시 시작하는 시간 주기 내에서 상기 사용자 터미널(7)에 대한 제어 작동 모드를 다시 인에이블하는 단계를 포함하고, 상기 시간의 다시 시작하는 주기는 상기 시간의 시작 주기보다 짧은, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 시간의 다시 시작하는 주기는 적어도 70%만큼 상기 시간의 시작하는 주기보다 짧은, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드를 인에이블하는 단계는 상기 사용자 터미널(7)의 입력 디바이스를 디스에이블하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 버스(6)를 디스에이블하는 단계는, 상기 제어 버스(6)의 OSI 계층 모델(layer model) 내에서 물리적 계층(physical layer)을 디스에이블하는 단계를 포함하는, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이를 디스에이블하는 단계는 상기 사용자 터미널(7)의 상기 디스플레이 디바이스 상에 대기 스크린을 출력하는 단계와 상기 사용자 터미널(7)의 상기 디스플레이 디바이스(12)의 백라이트 조명(backlight illumination)을 턴-오프(turn-off)하는 단계 중 하나를 포함하는, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대기 작동 모드에서,
    - 상기 제어 시스템(3)에서 대기 시간을 결정하는 단계로서, 상기 대기 시간은 상기 사용자 터미널(7)에 대한 대기 작동 모드를 인에이블한 후 경과되는 시간의 주기를 나타내는, 상기 대기 시간을 결정하는 단계;
    - 상기 대기 시간이 대기 시간 한계를 초과하는지를 결정하는 단계; 및
    - 상기 결정하는 단계에 응답하여, 상기 사용자 터미널(7)을 턴-오프하는 단계를 더 포함하는, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는 상기 농기계의 트랙터(tractor)(7)에서 상기 사용자 터미널을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 트랙터(7)는 기구(implement)(2)를 끌거나 나르며, 상기 기능 요소들(10b) 중 적어도 일부는 상기 기구(2) 상에 제공되는, 농기계의 사용자 터미널의 작동 방법.
  9. 농기계에 있어서,
    - 제어 시스템(3);
    - 상기 제어 시스템(3)에 제공되고 전력 공급기(13)에 연결되는 사용자 터미널(7);
    - 기능 제어 요소들(10a; 10b); 및
    - 상기 제어 시스템(3)에 제공되고 상기 사용자 터미널(7)로부터 기능 요소들(10a; 10b)에 제어 신호들을 전송하도록 구성되는 제어 버스(6)를 포함하고,
    상기 사용자 제어 시스템(3)은 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 상기 사용자 터미널(7)을 작동시키도록 구성되는, 농기계.
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