KR970003545B1 - 4륜 구동형 차량 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

4륜 구동형 차량

제 1 도는 트랙터의 전체 측면도이다.

제 2 도는 동력전달선도이다.

제 3 도는 전륜 증속장치의 단면도이다.

제 4 도는 제어블록도이다.

제 5 도는 메인 플로우챠트이다.

제 6 도는 서브루틴의 플로우챠트이다.

제 7 도는 서브루틴의 플로우챠트이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 트랙터2 : 전륜

3 : 후륜4 : 엔진

22 : 전륜 증속장치49 : 표준 4구동 클러치

50 : 증속 4구동 클러치60 : 콘트롤러

61 : 회전센서61 : 회전센서

본 발명은 트랙터 등의 4륜 구동형 차량에 관한 것이다.

종래, 농업용 트랙터중에서 전륜에 동력을 전달하지 않고 후륜만을 구동하는 후륜 구동 타입의 것과, 전후륜을 동시에 또한 원주속도도 대략 같게 하여 구동하는 4륜 구동타입의 것이 있다.

그런데, 이와 같은 종래 장치중 특히 전자의 타입의 것에서는 견인력이 부족하기 때문에 무거운 작업기를 장착하는 농작업에는 적합하지 않은 문제점이 있고, 후자에서는 견인력이 증대하는 장점이 있지만 선회시에는 전륜이 후륜에 대하여 제동으로 되어 이 결과 전륜이 흙을 눌러 밭을 훼손하고 마는 결점이 있었다. 이것은 조타륜인 전륜의 선회반경이 후륜보다도 크지만 회전원주속도가 대략 같은 것에 기인하고 있다. 이 때문에 종래 장치중에는 밋션중에 전륜 증속기구를 설치하여 선회시에만 전륜의 원주속도를 올리도록 한 것이 출현하였지만 이것은 조향핸들을 조작하여 선화동작에 들어가면 반드시 전륜 증속장치가 작동하여 전륜의 원주속도가 2배 정도로 오르도록 연동구성되어 있기 때문에 전륜의 원주속도를 올릴 필요가 없을때에도 증속되어 전륜이 지면을 할퀴어 밭을 망치고 마는 불합리가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안하는 것으로서, 밭의 지반의 경연상태(硬軟狀態), 또는 일반도로를 주행할때의 노면의 상황을 정확하게 판단하면서 양호한 주행상태로 제어할 수 있는 4륜형 구동차량을 얻는 것을 목적으로 하며, 이를 위해 다음과 같은 기술적 수단을 강구하였다.

즉, 전륜(2)의 조타각이 소정 각도 이상으로 되면 전륜(2)의 회전원주속도를 후륜(3)의 회전원주속도 보다도 빠르게 하는 전륜 증속장치(22)를 가지는 차량에 있어서, 전륜(2) 및 후륜(3)의 회전 전동계에, 전륜(2) 및 후륜(3)의 회전수를 검출하는 회전센서(61)(62)를 설치하고, 이것들의 회전센서(61)(62)의 검출결과에 의거하여 전륜(2)의 원주속도가 후륜(3)의 원주속도보다도 크게 되는 전륜 증속 4구동상태와, 전후륜(3)의 원주속도가 대략 대등하게 되는 전후륜 동속 표준 4구동상태와, 후륜(3)만을 구동하는 후륜 구동상태로 절환하는 제어수단(60)을 설치한 것을 특징으로 하는 4륜 구동형 차량으로 하는 것이다.

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

우선, 구성부터 설명하면, 1은 트랙터로서, 기체의 전후부에 각각 전륜(2)과 후륜(3)을 구비하여 엔진(4)의 회전동력을 클러치 하우징(5)내의 주클러치(6)를 통하여 밋션 케이스(7)내의 변속장치(8)에 전달하도록 구성되어 있다.

변속장치(8)는 기체의 주행방향을 변경하는 전후진 절환장치(9)와, 4단의 변속이 가능한 주변속장치(10)와, 마찬가지로 4단의 변속이 가능한 부변속장치(11)로 이루어지고, 이 변속장치(8)를 거쳐 감속된 회전동력은 후륜 구동추진축(13)을 거쳐 후륜 차동장치(14)에 전달되며, 여기서 차동된 동력은 다시 횡축(15), 기어 기구(16)를 통하여 후륜(3)을 지지하는 후륜축(17)에 전달되도록 구성되어 있다. 부호 21은 횡축(15)상에 설치된 제동장치이다. 도시한 것외의 좌우 1조의 제동페달을 밟음으로써 제동장치(21)를 각각 단독으로, 또는 양쪽을 동시에 제동할 수 있다.

또한, 상기 후륜 추진축(13)에는 1매의 기어(18)가 고착되고, 이 기어(18)는 PTO 구동축(19)에 회전자재로 유설된 카운터기어(20)를 통하여 후술하는 전륜 증속장치(22)에 전달된다.

다음에 제 3 도에 의거하여 전륜 증속장치(22)에 대하여 구성을 설명한다.

도면중 부호 24는 전륜 구동추진축으로서, 이 전륜 구동추진축(24)에는 유압클러치를 구성하는 종래 주지의 구동드럼(25)이 고착되어 있다. 구동드럼(25)의 간막이벽(26)을 사이에 두고 전후로 피스톤(27)(28)이 전후방향으로 이동자재로 삽입되어 있다. 30, 32는 전륜 구동추진축(24)에 회전자재로 유설된 클러치보스로서, 후측 클러치보스(32)의 후부에는 2매의 기어(34)(35)가 고착되고, 그중 전측의 기어(34)는 상기 카운터기어(20)와 상시 치합되어 있다.

36은 전륜 구동추진축(24)에 평행하게 축설된 카운터축으로서, 이 카운터축(36)의 전후에는 대경(大徑)기어(38)와 소경(小徑)기어(39)가 고착되고, 소경기어(39)는 전륜 구동추진축(24)에 유설되어 있는 기어(35)에 치합되며, 대경기어(38)는 전측 클러치보스(30)와 일체의 기어(40)에 상시 치합되어 있다.

이와 같은 구성으로 되어 있으므로, 상기 카운터기어(20)가 회전하면 후측 클러치보스(32) 뿐만 아니라 전측 클러치보스(30)도 회전하고, 카운터기어(20)가 정지하면 양 클러치보스(30)(32)는 동시에 정지한다.

그리고, 전측 클러치보스(30)의 원통상 후단부와 구동드럼(25)의 전측 외주부와의 사이, 및 후측 클러치보스(32)의 원통상 전단부와 구동드럼(25)의 후측 외주부와의 사이에는, 축길이방향으로는 다소 이동할 수는 있지만 회전은 할 수 없는 상태로 복수매의 마찰판(42)이 개장되어 있고, 전측 피스톤(27)과 구동드럼(25)으로 구성되는 오일실(43)내에 작동압유가 공급되면 피스톤(27)이 전측으로 이동하여 마찰판(42)이 압착되는 결과, 전측 클러치보스(30)와 구동드럼(25)이 일체로 된다. 반대로 후측 피스톤(27)과 구동드럼(25)으로 구성되는 오일실(44)에 작동유가 공급되면 피스톤(28)이 후방으로 이동하여 마찰판(42)끼리 압착되고 후측 클러치보스(32)와 구동드럼(25)이 일체로 되어 회전하도록 구성하고 있다.

후측 피스톤(28), 마찰판(42), 구동드럼(25)으로 표준 4구동 클러치(49)가 구성되고, 전측 피스톤(27), 마찰판(42), 구동드럼(25)으로 증속 4구동 클러치(49)가 구성된다. 또한, 표준 4구동 클러치(49)가 접속될때는 전륜(2)의 원주속도와 후륜(3)의 원주속도는 대략 등속이거나 전륜(2)의 후류(3)보다도 3-5% 리드하는 정도의 기어비가 설정되어 있고, 증속 4구동 클러치(50)가 접속될때에는 전륜(2)의 원주속도가 후륜(3)의 원주속도보다 2배 정도 빠르게 되도록 기어비가 설정되어 있다. 제 3 도에 있어서, 부호 55는 유로절환밸브, 56, 57은 이 유로절환밸브(55)를 제어하기 위한 솔레노이드로서, 솔레노이드(56)가 여자되면 표준 4구동 클러치(49)가 들어가게 되고, 반대로 솔레노이드(57)가 여자되면 증속 4구동 클러치(50)가 들어가는 상태로 된다. 상기한 전륜 증속장치(22)는 후술하는 콘트롤러(60)에 의하여 제어되는 것으로서, 또한 후륜 전동계와 전륜 전동계의 회전상황을 파악하기 위하여 이 실시예에서는 상기 대경기어(38)의 외측에 후륜의 회전상황을 파악하는 회전센서(61)가 근접 배치되고, 구동그럼(25)의 외측에 전륜의 회전상황을 파악하는 회전센서(62)가 배설되어 있다. 또한, 이것들과 회전센서(61)(62)의 배치개소에 대해서는 이것 이외의 장소에 설치하여도 좋고, 요점은 전후륜(2)(3)과 동기하여 회전하는 장소에 간접적으로 전륜(2), 후륜(3)의 회전상황을 알 수 있는 장소에 있으면 어디라도 좋다.

제 2 도에 있어서, 전륜 전동계의 나머지 부분의 구성을 간단히 설명하면, 상기 전륜 구동추진축(24)의 전부(前部)에는 동력전달축(64)이 연결되고, 이 동력전달축(64)의 전단은 전륜 차동장치(65)에 연동 연결되며, 이 전륜 차동장치(65)로 차동을 받은 회전동력이 좌우의 최종 감속기어기구(54)를 통하여 전륜(2)에 전달되도록 구성하고 있다. 67은 전륜(2)의 조타각을 검출하는 센서이다.

또한, 제 1 도에 있어서, 이 실시예에서 사용한 트랙터(1)의 다른 기구에 대하여 설명하면, 부호 63은 트랙터(1) 후부에 장착되는 작업기를 승강시키는 리프트 아암으로서, 그 회전기부에는 회전위치를 검출하는 리프트 아암각센서(66)가 취부되어 있다. 부호 58은 로어링크(lower link), 59는 리프트 로드이다.

다음에 이 전륜 증속장치(22)를 제어하는 제어회로와, 그 제어 프로그램에 대하여 설명한다. 제 4 도는 제어블록도이고, 제 5 도 내지 제 7 도의 플로우챠트는 제어프로그램에 대하여 설명한 것이다.

제 4 도의 블록도에 나타나는 것을 통하여, 전륜(2) 및 후륜(3)의 회전상횡을 검출하는 회전센서(61)(62)와, 전륜(2)의 조타각을 검출하는 조타각센서(67) 및 리프트 아암각센서(66)는 마이크로 컴퓨터를 가지는 콘트롤러(60)에 접속되고, 그 출력측에는 전륜 증속장치(22)를 제어하는 솔레노이드(56)(57)가 접속되어 있다. 콘트롤러(60)내에는 제어 프로그램을 기억한 기억수단(72)이 설치되고, 상기 센서(61)(62)(66)(67)가 검출한 검출치에 의하여 제어내용이 절환된다.

제 5 도는 제어전체의 메인 플로우챠트이다. 동 플로우챠트로부터 명백한 것처럼, 조타각센서(67)가 검출한 검출치에 의하여 「선회제어」인지 「직진제어」인지의 선택이 이루어진다. 조타각이 직진방향으로 소정각도(α)(이 실시예에서는 5도)를 넘어 우 또는 좌로 조타되면 「선회제어」로 되고, 소정각도(α)(5도) 미만에서는 「직진제어」로 된다.

제 6 도의 플로우챠트가 「선회제어」의 내용이다. 전륜 회전센서(62)와 후륜 회전센서(61)로부터 구한 트랙터(1)의 차속이 소정치(V) 이하인지 어떤지, 조타각센서(67)의 검출치기 소정치(β)를 넘어 조작되는지 어떤지, 리프트 아암각센서(66)의 검출치가 소정치(γ)를 넘고 있는지 어떤지 판정하고, 이것들의 조건이 모두 충족되어 있을때, 환언하면 트랙터(1)의 차속이 작업속도에 적합한 저속 (4km/h 이하)이고 전륜(2) 조타각이 선회에 접합한 큰 각도(40도 이하)이며 또한 작업기가 올라간 상태일때에 한하여, 증속 4구동 클러치(50)가 연결되어 전륜(2)의 원조속도가 후륜(3)의 2배 정도로 증속되는 것이다. 단, 이 증속제어는 즉시 증속 4구동 클러치(50)가 연결되는 것이 아니라 선회개시의 초기에는 단시간만 한 번 후륜 구동상태로 되고, 이 상태에서 전륜(2)이 후륜(3)에 대하여 소정치를 넘는 비율로 회전하고 있는지 어떤지, 즉 전륜(2)이 후륜(3)보다도 선회반경이 큰만큼 빨리 회전되는 것에 기인하여 전륜(2)이 후륜(3)에 대하여 오버런 기미로 회전하고 있는지 어떤지 판별하여, 구동륜인 후륜(3)이 슬립하는 등으로 전륜(2)의 회전이 떨어진 때에 증속 4구동 클러치(50)가 연결되도록 하고 있다.

또한, 증속 4구동 클러치(50)는 선회중에 상시 연결되는 것이 아니라 전륜(2)의 후륜(3)에 대한 오버런의 상태를 감시하면서 필요에 따라 증속 4구동 클러치(50)를 연결하고, 불필요한 경우는 후륜 구동상태로 하면 밭을 망치는 일이 없다.

동 플로우챠트에 기재된 스텝번호(S6)의 「소선회제어(小旋回制御)」에 대하여 간단하게 제어내용을 설명하면, 이 제어모드에 들어간 때에는 우선 후륜 구동상태로 이루어지고, 전륜측의 회전센서(62)와 후륜측의 회전센서(61)와의 검출결과로부터 후륜(3)이 슬립하고 있는지 어떤지의 판정을 행하며, 슬립하고 있는 것이 판정된때에는 표준 4구동 클러치(49)를 연결하여 전후륜(2)(3)을 대략 동속(同速)의 표준 4구동 상태로 주행시킨다.

최후로, 제 7 도에 나타내는 플로우챠트에 따라 「직진제어」의 내용을 설명한다. 이 제어는 전륜(2)의 조타각이 5도 미만의 직진 주행중에 행해지는 것이다. 후륜(3)이 슬립하고 있을때, 환언하면 후륜(3)이 지면에 대하여 구동추진력을 충분히 부여하고 있지 않을때에는 차속이 떨어져 주행불능상태로 되므로 이와 같은 경우에는 전후륜(2)(3)을 구동하기 위히 플래그(flag)를 온하고(스텝(T3)), 표준 4구동 클러치(49)를 연결하며, 전후륜(2)(3)에 동력을 전달하여 추진력을 확보한다(스텝(T4)).

또한, 이 표준 4구동 클러치(49)가 접속되어 있는 사이에도 소정의 짧은 시간마다 일단 후륜 구동상태로 복귀하고, 전후륜의 회전센서(61)(62)의 검출치로부터 후륜(3)의 슬립의 유무를 검출하며, 슬립이 있으면 표준 4구동 상태, 슬립이 없으면 후륜 구동상태와 같이 후륜 구동상태와 표준 구동상태를 소정의 짧은 시간 사이에 반복하여 제어하면, 밭을 망치지 않고 또한 충분한 구동 추진력을 발휘하여 밭 또는 도로상을 양호하게 주행할 수 있다.

또한, 동 플로우챠트의 스텝번호(T5-T7)에 나타나는 것처럼 후륜 구동상태로 주행중에 후륜(3)에 슬립이 없는 경우에도 지면으로부터 받는 접지저항으로 전륜(2)이 빨리 회전하도록 하는 경우, 예컨대 내리막길 같은 곳에서는 전륜(2)이 구동륜인 후륜(3)에 대하여 오버런 기미로 회전하는 일이 있다. 그래서, 본 발명에서는 전륜(2)의 오버런율이 소정치를 넘을때에는 후륜 구동상태에서도 표준 4구동 클러치(49)를 순간적으로 접속하여 전륜(2)에도 동력을 전달하고, 이와 같이 하여 제동효과를 발생시키도록 하고 있다.

따라서, 내리막길을 후륜 구동의 상태에서 주행중에 전륜(2)이 지면으로부터의 저항에 의해 설정되어 있는 허용치를 넘어 빨리 회전하도록 하여도 이와 같은 경우에는 콘트롤러(60)로부터의 지령에 의하여 전륜(2)에 회전동력이 전달되고, 전륜(2)의 자유회전을 저지하도록 제어되므로 기체가 폭주하는 것과 같은 위험성이 없게 된다.

본 발명은 상기와 같이, 전륜의 조타각이 소정각도 이상으로 되면 전륜의 회전원주속도를 후륜의 회전원주속도 보다도 빠르게 하는 전륜 증속장치를 가지는 차량에 있어서, 전륜 및 후륜의 회전 전동계에 전륜 및 후륜의 회전수를 검출하는 회전센서를 설치하고, 이것들의 회전센서의 검출결과에 의거하여 전륜의 원주속도가 후륜의 원주속도 보다도 크게 되는 전륜 증속 4구동 상태와, 전후륜의 원주속도가 대략 동등하게 되는 전후륜 동속 표준 4구동 상태와, 후륜만을 구동하는 후륜 구동상태로 절환하는 제어수단을 설치한 것이므로, 밭내의 지반 또는 노면의 경연(硬軟)상황에 따라 최적의 전후륜(2)(3)의 주행 구동상태가 얻어지게 되고, 차륜으로 밭을 망치기도 하고 차륜이 슬립하여 주행불능한 상태로 빠지는 문제는 없게 되며, 또한 일반도로에 있어서도 안전하게 주행할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 전륜의 조타각이 소정각도 이상으로 되면 전륜의 회전원주속도를 후륜의 회전속도 보다고 빠르게 하는 전륜 증속장치를 가지는 차량에 있어서, 엔진의 회전동력을 미션케이스(7)내의 변속장치(8)로 감속하고, 이 감속된 회전동력을 후륜(3)에 전달하는 후륜 구동계와, 전륜(2)에 전달하는 전륜 구동계를 구비하고, 후륜 구동계로부터 분지한 전륜 구동계의 도중에 전륜 증속장치(22)가 구비되며, 전륜 및 후륜의 회전전동계에 전륜 및 후륜의 회전수를 검출하는 회전센서를 설치하고, 이것들의 회전센서의 검출결과에 의거하여 전륜의 원주속도가 후륜의 원주속도 보다도 크게 되는 전륜 증속 4 구동상태와, 전후륜의 원주속도가 대략 동등하게 되는 전후륜 등속표준 4 구동상태와, 후륜만을 구동하는 후륜 구동상태로 절환하는 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하는 4륜 구동형 차량.