多段液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】無級(jí)變速傳動(dòng)裝置(1000)包括具有兩個(gè)輸出的兩個(gè)行星齒輪(1020)組。變速器(310)驅(qū)動(dòng)第二行星齒輪組(332)的環(huán)形齒輪(340)，并且傳動(dòng)裝置(1000)輸入軸(302)由發(fā)動(dòng)機(jī)(110)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)(110)也驅(qū)動(dòng)變速器(310)和行星傳動(dòng)輸入。第二輸出軸和第三輸出軸(302)連接至傳動(dòng)裝置(1000)輸出軸(204)。第一離合器(360)連接至第一輸出軸(1002)，第二離合器(362)連接至第二行星傳動(dòng)輸出并且接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)。第三離合器(364)連接至第一輸出軸(1002)并且可釋放地接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)，第四離合器(366)連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)并且可釋放地接合第二輸出軸(1008)，以及第五離合器(368)連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)并且可釋放地接合第三輸出軸(1018)。
【專利說明】多段液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明整體涉及無極變速傳動(dòng)裝置，并且更具體地，涉及用于車輛或機(jī)器動(dòng)力系的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]多段液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置已知用于在機(jī)器和其它車輛中的各種不同齒輪比之間提供平滑變換。典型液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置中的變換是通過使用兩個(gè)或更多離合器完成的，這兩個(gè)或更多離合器能夠同步地脫離一個(gè)齒輪比，同時(shí)接合另一齒輪比。離合器速度的同步能夠通過使用以各種形式實(shí)施的同步組件來實(shí)現(xiàn)。用于同步組件的一個(gè)已知結(jié)構(gòu)包括連接至離合器的齒輪，離合器被構(gòu)造成選擇性地接合傳動(dòng)裝置中的兩個(gè)或更多旋轉(zhuǎn)元件，使得與待接合的齒輪相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)元件和與已接合的齒輪相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)元件以相同的速度旋轉(zhuǎn)。以此方式，齒輪之間的轉(zhuǎn)矩和動(dòng)力的傳動(dòng)能夠平滑地變換且沒有突發(fā)階躍。
[0003]已知的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的一個(gè)例子能夠在于2009年5月12日授權(quán)的美國專利7530913 (’913專利)中看到。’ 913專利描述了一種“多段液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置”，其包括輸入構(gòu)件、靜液壓傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置?！?913專利的機(jī)械傳動(dòng)裝置包括第一同步組件和第二同步組件，用于將傳動(dòng)裝置的第一或第二輸出構(gòu)件同步為來自輸入構(gòu)件和靜液壓傳動(dòng)裝置的結(jié)合輸出速度。在’913專利中描述的傳動(dòng)裝置的一種實(shí)施方式中，第一離合器組件和第二離合器組件替代地接合以將來自同步的輸出構(gòu)件的動(dòng)力傳遞至最終驅(qū)動(dòng)。
[0004]雖然’913專利中描述的傳動(dòng)裝置在前進(jìn)檔和倒退檔之間有效地變換，其在具有五個(gè)齒輪比的傳動(dòng)裝置中實(shí)施時(shí)包括三個(gè)同步器和兩個(gè)離合器，例如，三個(gè)前進(jìn)檔和兩個(gè)倒退檔。在操作過程中，對(duì)于每個(gè)齒輪比，一個(gè)同步器和一個(gè)離合器接合，意味著第二離合器和剩余的兩個(gè)同步器是空轉(zhuǎn)的。因此，每個(gè)檔位變化要求空轉(zhuǎn)同步器之一接合且另一脫離接合。在每個(gè)齒輪變換處的這種同步器接合和脫離接合能夠?qū)е峦狡鞯哪Σ敛牧夏p，特別是對(duì)于諸如重型卡車及土方作業(yè)機(jī)器和其它重型機(jī)器的高轉(zhuǎn)矩應(yīng)用。此外，同步器的相對(duì)復(fù)雜性降低可靠性并且增加傳動(dòng)裝置的成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]一方面，本發(fā)明描述一種機(jī)器動(dòng)力系，其包括連接至無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)。無級(jí)變速傳動(dòng)裝置包括具有第一行星齒輪組和第二行星齒輪組的行星齒輪裝置。第一行星齒輪組連接至行星傳動(dòng)輸入，第二行星齒輪組的太陽齒輪連接至第二輸出軸，并且第二行星齒輪組的過橋齒輪連接至第二行星傳動(dòng)輸出。變速器包括可變速度原動(dòng)機(jī)，所述可變速度原動(dòng)機(jī)能夠驅(qū)動(dòng)第二行星齒輪組的環(huán)形齒輪。傳動(dòng)裝置輸入軸由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且能夠驅(qū)動(dòng)變速器和行星傳動(dòng)輸入。傳動(dòng)裝置的第二輸出軸和/或第三輸出軸連接至傳動(dòng)裝置輸出軸。第一離合器連接至第一輸出軸。第二離合器連接至第二行星傳動(dòng)輸出并且能夠可釋放地接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪。第一驅(qū)動(dòng)齒輪能夠相對(duì)于第三輸出軸在相反方向上旋轉(zhuǎn)。第三離合器連接至第一輸出軸并且可釋放地接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪。第四離合器連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪并且能夠可釋放地接合第二輸出軸。第五離合器連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪并且能夠可釋放地接合第三輸出軸。
[0006]另一方面，本發(fā)明描述一種用于操作無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的方法。該方法包括確定是否需要從當(dāng)前檔位選擇轉(zhuǎn)換為新的檔位選擇。分析新的檔位選擇的參數(shù)，并且與當(dāng)前檔位選擇的參數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)新的檔位選擇與當(dāng)前檔位選擇在不同方向上時(shí)，使向前運(yùn)動(dòng)離合器或逆向運(yùn)動(dòng)離合器中的一個(gè)脫離接合并且接合向前運(yùn)動(dòng)離合器或逆向運(yùn)動(dòng)離合器中的另一個(gè)。同樣，使當(dāng)前檔位選擇離合器脫離接合并且接合新的檔位選擇離合器。向前運(yùn)動(dòng)離合器和逆向運(yùn)動(dòng)離合器的脫離接合和接合以及當(dāng)前檔位選擇離合器和新的檔位選擇離合器的脫離接合和接合同時(shí)發(fā)生并且在短時(shí)間段內(nèi)。調(diào)整脫離接合操作和接合操作，并且還調(diào)整變速器貢獻(xiàn)，以確保當(dāng)前檔位選擇和新的檔位選擇之間的齒輪速度差基本為零。這里使用的基本為零的速度差是指速度變化不明顯或者在轉(zhuǎn)換過程中被機(jī)器或車輛的操作員幾乎忽略。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的示意圖。
[0008]圖2是用于根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的動(dòng)力系的示意圖。
[0009]圖3是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的圖示。
[0010]圖4是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的替代實(shí)施方式的圖示。
[0011]圖5是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的另一替代實(shí)施方式的圖示。
[0012]圖6是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的又一替代實(shí)施方式的圖示。
[0013]圖7是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的再一替代實(shí)施方式的圖示。
[0014]圖8是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的另一替代實(shí)施方式的圖示。
[0015]圖9是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的又一替代實(shí)施方式的圖示。
[0016]圖10是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的再一替代實(shí)施方式的圖示。
[0017]圖11是根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的另一替代實(shí)施方式的圖示。
[0018]圖12是用于操作根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的方法的流程圖。
[0019]圖13是用于操作根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的替代方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明涉及液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置，并且更具體地涉及包括多個(gè)液壓離合器的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置，液壓離合器能夠在不使用同步器的情況下提供同步轉(zhuǎn)換。雖然這里公開的實(shí)施方式都是針對(duì)土方作業(yè)機(jī)器描述的，它們可適用于其它應(yīng)用，諸如汽車應(yīng)用、輕型、中型和重型卡車等。
[0021]圖1示出輪式裝載機(jī)的輪廓，作為車輛或機(jī)器100的一個(gè)例子。圖2是車輛100的動(dòng)力系200的示意圖。參照這些附圖，車輛100包括通過鉸接接頭106連接至非發(fā)動(dòng)機(jī)框架部分104的發(fā)動(dòng)機(jī)框架部分102。發(fā)動(dòng)機(jī)框架部分102和非發(fā)動(dòng)機(jī)框架部分104中的每個(gè)包括連接至一組輪108的各自的軸202。發(fā)動(dòng)機(jī)框架部分102包括發(fā)動(dòng)機(jī)110，其具有連接至轉(zhuǎn)矩變換器206的輸出軸204。轉(zhuǎn)矩變換器206又經(jīng)由連接軸210連接至傳動(dòng)裝置208。傳動(dòng)裝置208的輸出軸212連接至分離器214，分離器214為兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸216提供動(dòng)力，每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸216用于每個(gè)軸202。每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸216將動(dòng)力經(jīng)由各自的差速器218傳輸至輪119，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸204處提供的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力被有效地傳輸至輪108。雖然示出了兩個(gè)從動(dòng)軸202，根據(jù)車輛的類型可以使用單個(gè)軸或多于兩個(gè)軸。此外，雖然示出了輪，可以使用諸如履帶等其它類型的接地構(gòu)件。
[0022]車輛100還包括容納各種機(jī)器控制裝置的操作員室130。如圖2中所示，這些裝置包括具有加速踏板傳感器(APS) 222的加速踏板220和具有控制桿編碼器226的檔位選擇控制桿224。APS 222和控制桿編碼器226可以被構(gòu)造成提供指示在使用過程中由操作員指令的車輛100的期望地面速度的信號(hào)。
[0023]現(xiàn)在返回圖1，圖示的實(shí)施方式的車輛100包括作業(yè)工具，其在該例子中為鏟斗122，鏟斗122連接在一對(duì)提升臂114的端部處，提升臂114在鉸鏈116處可樞轉(zhuǎn)地連接至車輛100的非發(fā)動(dòng)機(jī)框架部分104。
[0024]如圖2中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)110具有界面228，該界面228通過發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器232連接至通信信道230。發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器232操作以通過接收信息并將指令通過通信信道230傳輸至各種發(fā)動(dòng)機(jī)部件來監(jiān)視并控制各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能，諸如監(jiān)視來自各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的傳感器讀數(shù)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載輸出等等。如所示，發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器232或連接至調(diào)節(jié)器232的另一控制器進(jìn)一步連接至能夠控制發(fā)動(dòng)機(jī)的操作的各種車輛部件。在圖示的實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)器232是電子控制器，其包括與諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置和各種通信信道等其它電子元器件可操作地相關(guān)聯(lián)的處理器。在圖2的圖示中，節(jié)流通信信道234和檔位選擇編碼器通信信道236連接至調(diào)節(jié)器232并且能夠向調(diào)節(jié)器232提供指示諸如期望的發(fā)動(dòng)機(jī)速度或負(fù)載、期望的檔位選擇設(shè)定等操作員指令的信息。應(yīng)當(dāng)理解的是，在調(diào)節(jié)器232和各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)之間可以存在附加或替代連接，為了簡(jiǎn)化未示出。
[0025]調(diào)節(jié)器232還被構(gòu)造成接收指示動(dòng)力系200的剩余部分的操作的信息。以此方式，調(diào)節(jié)器232經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)速度通信信道240連接至發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸速度傳感器238、經(jīng)由轉(zhuǎn)矩變換器通信信道244連接至轉(zhuǎn)矩變換器鎖定狀態(tài)傳感器242，并且經(jīng)由地面速度通信信道248連接至車輛地面速度傳感器246。
[0026]圖示的實(shí)施方式中的動(dòng)力系200包括被構(gòu)造成控制傳動(dòng)裝置208的操作的傳動(dòng)裝置控制器250。相應(yīng)地，傳動(dòng)裝置控制器250經(jīng)由傳動(dòng)裝置通信信道254連接至傳動(dòng)裝置208的界面252。界面252可以包括如下結(jié)構(gòu)，其能夠響應(yīng)于來自傳動(dòng)裝置控制器250的指令選擇性地接合和脫離傳動(dòng)裝置208的各種齒輪組以及向傳動(dòng)裝置控制器250提供指示傳動(dòng)裝置208的當(dāng)前齒輪接合狀態(tài)的信息和諸如通過傳動(dòng)裝置208傳輸至輪108的動(dòng)力、輸出軸212的速度、連接軸210的速度等其它信息。在操作過程中，傳動(dòng)裝置控制器250可以基于針對(duì)換高速檔和換低速檔的預(yù)定連接軸210速度閾值向傳動(dòng)裝置208指令檔位變化。
[0027]在圖示的實(shí)施方式中，在發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器232和傳動(dòng)裝置控制器250之間可以經(jīng)由數(shù)據(jù)總線256進(jìn)行信息交換，當(dāng)應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器232和傳動(dòng)裝置控制器250被示出為分離的部件，但它們可以替代地結(jié)合在單個(gè)控制單元中或分成多于兩個(gè)控制單元。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)器232和/或傳動(dòng)裝置控制器250中的任一個(gè)可以是單個(gè)控制器或者可以包括設(shè)置為控制機(jī)器的各種功能和/或特征的多于一個(gè)控制器。例如，用于控制機(jī)器的總體操作和功能的主控制器可以與用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)110的馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制器協(xié)作地執(zhí)行。在該實(shí)施方式中，術(shù)語“控制器”或“調(diào)節(jié)器”是指包括可以與機(jī)器100相關(guān)聯(lián)并且可以協(xié)作來控制機(jī)器100(圖1)的各種功能和操作的一個(gè)、兩個(gè)或更多控制器。這些裝置的功能性盡管在附圖中僅出于圖示的目的構(gòu)思地示出為包括各種離散功能，其可以不考慮所示的離散功能性以硬件和/或軟件執(zhí)行。相應(yīng)地，雖然控制器的各種界面是相對(duì)于附圖中的動(dòng)力系系統(tǒng)的部件描述的，這些界面不意于限制連接的部件的類型和數(shù)量，也不限制描述的控制器的數(shù)量。
[0028]圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置300的示意圖。傳動(dòng)裝置300包括輸入軸302，其具有連接至泵306的葉輪軸的輸入齒輪組304。輸入軸302還連接至驅(qū)動(dòng)變速器310的第二輸入齒輪組308，該變速器310在圖示的實(shí)施方式中包括與液壓馬達(dá)314流體地互連并布置為操作液壓馬達(dá)314的可變排量液壓泵312。輸入軸302還連接至機(jī)械傳動(dòng)裝置輸入齒輪316。以此方式，例如通過發(fā)動(dòng)機(jī)(參見圖2中的發(fā)動(dòng)機(jī)110)或諸如電動(dòng)馬達(dá)的另一原動(dòng)機(jī)向傳動(dòng)裝置300的動(dòng)力輸入能夠分成提供至變速器310或提供至機(jī)械傳動(dòng)裝置318系統(tǒng)的動(dòng)力。
[0029]機(jī)械傳動(dòng)裝置318包括行星齒輪裝置320和通過輸出齒輪組324連接至第一輸出構(gòu)件326和第二輸出構(gòu)件328的組合輸出軸322。在圖示的實(shí)施方式中，第一輸出構(gòu)件326提供在機(jī)器向前行進(jìn)方向的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并且第二輸出構(gòu)件328提供在機(jī)器倒退行進(jìn)方向的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。行星齒輪裝置320包括第一軸向?qū)?zhǔn)行星齒輪組330和第二軸向?qū)?zhǔn)行星齒輪組332，以及行星傳動(dòng)輸出軸334。第一行星齒輪組330包括太陽齒輪336、過橋齒輪338和環(huán)形齒輪340。第二行星齒輪組包括太陽齒輪337、過橋齒輪339和環(huán)形齒輪341。行星傳動(dòng)輸出軸334包括內(nèi)部軸342和套筒344。套筒344在內(nèi)部軸342的一部分上方以軸向?qū)?zhǔn)設(shè)置，并且能夠?qū)嵤橛蓛?nèi)部軸342支撐的中空軸或轂。內(nèi)部軸342連接至第一行星齒輪組330和第二行星齒輪組332的太陽齒輪336和337。套筒344連接至第二行星齒輪組332的過橋齒輪339，過橋齒輪339還連接至第一行星齒輪組330的環(huán)形齒輪340。機(jī)械傳動(dòng)裝置輸入齒輪316連接至第一行星齒輪組330的過橋齒輪338。第二行星齒輪組332的環(huán)形齒輪341連接至變速器310的液壓馬達(dá)314的輸出齒輪346。
[0030]行星傳動(dòng)輸出軸334包括第二行星傳動(dòng)輸出齒輪350和第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352。第一行星傳動(dòng)輸出齒輪348連接至套筒344，使得第一行星齒輪組330的環(huán)形齒輪340的運(yùn)動(dòng)和/或第二行星齒輪組332的過橋齒輪339的運(yùn)動(dòng)通過第一行星傳動(dòng)輸出齒輪348傳遞至包括兩個(gè)齒輪的第一組驅(qū)動(dòng)齒輪354，所述兩個(gè)齒輪之一設(shè)置為圍繞第一輸出構(gòu)件326或第二輸出構(gòu)件328旋轉(zhuǎn)。第二行星傳動(dòng)輸出齒輪350連接至內(nèi)部軸342，使得第一行星齒輪組330和第二行星齒輪組332的太陽齒輪336和337的旋轉(zhuǎn)通過第二行星傳動(dòng)輸出齒輪350傳遞至也包括兩個(gè)齒輪的第二組驅(qū)動(dòng)齒輪356，所述兩個(gè)齒輪之一設(shè)置為圍繞第一輸出構(gòu)件326或第二輸出構(gòu)件328旋轉(zhuǎn)。最后，第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352設(shè)置為圍繞內(nèi)部軸342旋轉(zhuǎn)并且連接至第三驅(qū)動(dòng)齒輪358，該第三驅(qū)動(dòng)齒輪358連接至第一輸出構(gòu)件326。
[0031]操作中，輸入軸302將分開的輸入動(dòng)力傳輸至變速器310和行星齒輪裝置320。行星齒輪裝置320將來自第二行星齒輪裝置輸入齒輪303的靜液壓輸出動(dòng)力與分開的輸入機(jī)械動(dòng)力結(jié)合，以提供應(yīng)用于諸如一個(gè)或多個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)輪、土方作業(yè)機(jī)器的履帶等負(fù)載的液壓機(jī)械輸出動(dòng)力。如能夠理解的，最初通過行星齒輪裝置320的齒輪比設(shè)定的每個(gè)動(dòng)力范圍中的速度和轉(zhuǎn)矩能夠通過改變變速器310的液壓泵312的沖程而無限變化。
[0032]操作過程中，被選擇性地經(jīng)受通過行星齒輪裝置320的適當(dāng)齒輪比的直接和/或通過變速器310來自輸入軸302的動(dòng)力通過五個(gè)離合器中的至少一個(gè)的選擇性接合提供給輸出軸322。更特別地，輔助或第一離合器360連接至內(nèi)部軸342并且被構(gòu)造成接合并向第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352提供動(dòng)力，使得當(dāng)?shù)谝浑x合器360接合時(shí)，內(nèi)部軸342的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352和第三驅(qū)動(dòng)齒輪358傳遞至第一輸出軸326。第二離合器362連接至第一輸出軸326，并且當(dāng)接合時(shí)，被構(gòu)造成接收來自第一組驅(qū)動(dòng)齒輪354的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，使得第一輸出軸326通過第一行星傳動(dòng)輸出齒輪348驅(qū)動(dòng)。第三離合器364連接至第一輸出軸326，并且當(dāng)接合時(shí)，被構(gòu)造成接收來自第二組驅(qū)動(dòng)齒輪356的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，使得第一輸出軸326通過第二行星傳動(dòng)輸出齒輪350驅(qū)動(dòng)。換句話說,第一輸出軸326能夠在第二離合器362接合時(shí)通過第一行星傳動(dòng)輸出齒輪348驅(qū)動(dòng)、在第三離合器364接合時(shí)通過第二行星傳動(dòng)輸出齒輪350驅(qū)動(dòng)并且在第一離合器360接合時(shí)通過第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352驅(qū)動(dòng)。
[0033]在類似的構(gòu)造中，第四離合器366連接至第二輸出軸328并且能夠選擇性地接合連接至第一組驅(qū)動(dòng)齒輪354的轂，并且第五離合器368連接至第二輸出軸328并且能夠選擇性地接合連接至第二組驅(qū)動(dòng)齒輪356的轂。以此方式，第二輸出軸328能夠當(dāng)?shù)谒碾x合器366接合時(shí)經(jīng)由第一組驅(qū)動(dòng)齒輪354通過第一行星傳動(dòng)輸出齒輪348驅(qū)動(dòng)，并且當(dāng)?shù)谖咫x合器368接合時(shí)經(jīng)由第二組驅(qū)動(dòng)齒輪356通過第二行星傳動(dòng)輸出齒輪350驅(qū)動(dòng)。
[0034]在所示的實(shí)施方式中，五個(gè)離合器360、362、364、366和368中的每個(gè)能夠包括離合器組件或換言之多個(gè)離合器盤，其能夠通過專用致動(dòng)器響應(yīng)于控制信號(hào)的動(dòng)作被選擇性地接合。以此方式，第一致動(dòng)器370與第一離合器360相關(guān)聯(lián)并且被構(gòu)造成當(dāng)通過電子控制器(在該例子中為傳動(dòng)裝置控制器250(圖2))向第一致動(dòng)器370可操作地提供適當(dāng)?shù)膯?dòng)信號(hào)時(shí)接合第一離合器。第二離合器362和第三離合器364被示出為復(fù)合離合器，其能夠通過第二致動(dòng)器372也響應(yīng)于來自傳動(dòng)裝置控制器250的信號(hào)的動(dòng)作被選擇性地接合，第二致動(dòng)器372可以包括兩個(gè)分離的致動(dòng)器，每個(gè)致動(dòng)器用于每個(gè)離合器。類似地，第四離合器366和第五離合器368也形成為與第三致動(dòng)器374相關(guān)聯(lián)的復(fù)合離合器，第三致動(dòng)器374也可以包括能夠與復(fù)合離合器中的每個(gè)接合和脫離接合的兩個(gè)分離的致動(dòng)器。第一致動(dòng)器370、第二致動(dòng)器372和第三致動(dòng)器374中的每個(gè)能夠?qū)嵤楸绢I(lǐng)域中已知的任何適當(dāng)類型的離合器致動(dòng)器，諸如機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置、液壓或電氣致動(dòng)器及其它。在圖示的實(shí)施方式中，致動(dòng)器是液壓活塞，其中，為操作每個(gè)活塞的液壓流體流動(dòng)是以已知方式通過機(jī)電電磁閥控制的。
[0035]基于前述，針對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置300的圖示實(shí)施方式能夠根據(jù)所接合的離合器提供三個(gè)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)齒輪比和兩個(gè)倒退運(yùn)動(dòng)齒輪比，如以下表I中圖示的:
[0036]表I
[0037] 方向速度第一' 離第二離第三離第四離第五離合器360合器362合器364合器366合器368
低__ff__N__ff__ff__ff
前進(jìn)高_(dá)_ff__ff__N__ff__ff
____N__ff__ff__fT__ff
倒退低__if__ff__ff__N__ff
_丨高 I ff I ff 丨 ff I ff ^
[0038]如能夠從上述表格看出的，五個(gè)離合器360至368中的每個(gè)提供機(jī)器行進(jìn)速度和方向的具體組合，而不使用同步器或其它運(yùn)動(dòng)傳遞裝置。該驅(qū)動(dòng)構(gòu)造的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)與其它已知傳動(dòng)裝置構(gòu)造相比時(shí)，傳動(dòng)裝置300的成本降低并且可靠性增強(qiáng)。另外，當(dāng)期望從一個(gè)檔位轉(zhuǎn)換為另一檔位時(shí)，轉(zhuǎn)換能夠很快地發(fā)生，其僅需要一個(gè)離合器的脫離接合和另一離合器的接合，這能夠在相對(duì)短的時(shí)間中完成并且由此提供機(jī)器操作員幾乎察覺不到的良好轉(zhuǎn)換質(zhì)量。在所示的【具體實(shí)施方式】中，當(dāng)在連續(xù)檔位之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)使用不同的離合器致動(dòng)器，其增大轉(zhuǎn)換速度。例如并且參照表I和圖3，當(dāng)在前進(jìn)方向上運(yùn)動(dòng)并且從“低”速度設(shè)定轉(zhuǎn)換到“高”速度設(shè)定時(shí)，第二離合器362通過第二致動(dòng)器372的操作脫離接合并且第三離合器364通過第三致動(dòng)器374的操作接合。第二致動(dòng)器372和第三致動(dòng)器374的這種同時(shí)操作能夠相比于負(fù)責(zé)在接合另一離合器之前使一個(gè)離合器脫離接合的單個(gè)致動(dòng)器的致動(dòng)節(jié)約時(shí)間。如這里使用的，同時(shí)操作意于指在短的時(shí)間段內(nèi)完成的操作，例如在少于大約250毫秒的時(shí)間段內(nèi)。
[0039]圖4中示出用于傳動(dòng)裝置400的替代實(shí)施方式。在傳動(dòng)裝置400中，為了簡(jiǎn)化，如之前相對(duì)于傳動(dòng)裝置300描述的相同或相似特征和元件在圖4中使用之前的相同附圖標(biāo)記來標(biāo)示。
[0040]相應(yīng)地，傳動(dòng)裝置400包括驅(qū)動(dòng)變速器310和機(jī)械傳動(dòng)裝置402的輸入軸302。機(jī)械傳動(dòng)裝置402包括行星齒輪裝置320，其在該實(shí)施方式中具有行星傳動(dòng)輸出軸404，該行星傳動(dòng)輸出軸404包括內(nèi)部軸406、第一套筒408和第二套筒410。第一套筒408和第二套筒410中的每個(gè)在內(nèi)部軸406的一部分上方軸向?qū)?zhǔn)地設(shè)置，并且能夠?qū)嵤橛蓛?nèi)部軸406支撐的中空軸或轂。輸出軸322經(jīng)由輸出齒輪組324連接至可逆輸出軸412，可逆輸出軸412有時(shí)與逆向副軸414協(xié)作，如以下更詳細(xì)描述的。
[0041]如圖4中能夠看到的，液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置400包括五個(gè)離合器，其與之前相對(duì)于傳動(dòng)裝置300 (圖3)描述的離合器裝置不同地布置。更特別地，傳動(dòng)裝置400包括輔助或第一離合器360，其很像在傳動(dòng)裝置300中，被構(gòu)造成選擇性地驅(qū)動(dòng)第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352。也在該實(shí)施方式中，第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352經(jīng)由第三驅(qū)動(dòng)齒輪358連接至可逆輸出軸412。
[0042]在傳動(dòng)裝置400中，不像傳動(dòng)裝置300 (圖3)，連接至第一行星齒輪組330的環(huán)形齒輪340和第二行星齒輪組332的過橋齒輪339的第一套筒408連接至第一行星齒輪輸出離合器盤416。類似地，內(nèi)部軸406連接至第二行星齒輪輸出離合器盤418。第一行星齒輪輸出離合器盤416和第二行星齒輪輸出離合器盤418被布置成選擇性地接合第二離合器420或第三離合器422，第二離合器420和第三離合器422均連接至第二套筒410。在所示實(shí)施方式中，第一行星齒輪輸出離合器盤416大于第二行星齒輪輸出離合器盤418,使得當(dāng)?shù)谝恍行驱X輪輸出離合器盤416接合時(shí)能夠得到高齒輪比，并且類似地，當(dāng)行星齒輪輸出離合器盤418接合時(shí)能夠得到低齒輪比。
[0043]第二套筒410也連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪424。第一驅(qū)動(dòng)齒輪424與向前驅(qū)動(dòng)齒輪426嚙合，向前驅(qū)動(dòng)齒輪426連接至由向前運(yùn)動(dòng)離合器428接合的離合器盤。向前運(yùn)動(dòng)離合器428連接至可逆輸出軸412，使得當(dāng)向前運(yùn)動(dòng)離合器428接合時(shí)，輸出軸322在機(jī)器100 (圖1)的向前行進(jìn)方向上被驅(qū)動(dòng)。第一驅(qū)動(dòng)齒輪424還連接至齒輪，該齒輪又連接至逆向副軸414。逆向副軸414包括與逆向驅(qū)動(dòng)齒輪432嚙合的第二驅(qū)動(dòng)齒輪430。逆向驅(qū)動(dòng)齒輪432連接至由逆向運(yùn)動(dòng)離合器434接合的離合器盤，逆向運(yùn)動(dòng)離合器434也連接至可逆輸出軸412，使得當(dāng)逆向運(yùn)動(dòng)離合器434接合時(shí)，輸出軸322在機(jī)器100的倒退行進(jìn)方向上被驅(qū)動(dòng)。
[0044]如圖4的實(shí)施方式中所示，向前運(yùn)動(dòng)離合器428與逆向運(yùn)動(dòng)離合器434 —起是復(fù)合離合器，如第二離合器420和第三離合器422。如圖3中所示的傳動(dòng)裝置300的實(shí)施方式，復(fù)合離合器能夠通過由機(jī)電電磁閥控制的液壓活塞致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。相應(yīng)地，第二離合器420和第三離合器422能夠被低/高致動(dòng)器436每次一個(gè)地選擇性接合，低/高致動(dòng)器436可以包括操作兩個(gè)離合器的兩個(gè)活塞。類似地，向前運(yùn)動(dòng)離合器428和逆向運(yùn)動(dòng)離合器434能夠通過向前/逆向致動(dòng)器438的操作被選擇性地接合，向前/逆向致動(dòng)器438包括操作專用離合器接合活塞的兩個(gè)活塞。因此，在傳動(dòng)裝置400的實(shí)施方式中，行進(jìn)方向和期望齒輪比的選擇將要求兩個(gè)離合器的接合，一個(gè)為設(shè)定期望的高或低齒輪比，并且另一個(gè)為設(shè)定向前或倒退行進(jìn)方向。外加輔助向前齒輪比，以下表2中圖示傳動(dòng)裝置400針對(duì)三個(gè)前進(jìn)檔和兩個(gè)倒退檔中的每個(gè)的各種設(shè)定:
[0045]表2
[0046]
方向速度第一離第二第三向前運(yùn)逆向運(yùn)合器360 (低)離(高)離動(dòng)離合動(dòng)離合
____合器420合器422 器428 器434
低__f|__N__ff__N__ff
向前高_(dá)_ff__ff__N__N__ff
____N__ff__ff__ff__ff
倒退低__ff__N__ff__ff__N
_丨高 I ff ff I N I ff N
[0047]如從表2能夠看出的，除了“輔助”向前運(yùn)動(dòng)，每個(gè)齒輪比要求第二離合器420或第三離合器422中任一個(gè)的接合以設(shè)定低或高齒輪比，以及向前運(yùn)動(dòng)離合器428或逆向運(yùn)動(dòng)離合器434中任一個(gè)的接合以設(shè)定機(jī)器的行進(jìn)方向。該構(gòu)造較相對(duì)于傳動(dòng)裝置300示出并描述的構(gòu)造的主要優(yōu)點(diǎn)是改進(jìn)的燃料消耗，其中，由于通過閑置離合器產(chǎn)生的液壓阻力的附加損失在傳動(dòng)裝置400中相對(duì)于傳動(dòng)裝置300減少。
[0048]在傳動(dòng)裝置300和400中，當(dāng)在變速器310的幫助下在傳出和傳入的齒輪之間以大約零的相對(duì)速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，能夠平滑地完成檔位變換。更特別地，變速器用以調(diào)節(jié)第二行星齒輪組332 (參照?qǐng)D3和4)的環(huán)形齒輪341的速度，使得盡管由發(fā)動(dòng)機(jī)向輸入軸302提供旋轉(zhuǎn)輸入，套筒344 (圖3)或第一套筒408 (圖4)能夠當(dāng)機(jī)器或車輛靜止時(shí)處于零旋轉(zhuǎn)速度。這能夠通過在逆向方向上驅(qū)動(dòng)變速器輸出齒輪346來完成。此時(shí)，內(nèi)部軸342(圖3)或406 (圖4)以高速旋轉(zhuǎn)。隨著機(jī)器開始運(yùn)動(dòng)，套筒344或408開始加速，內(nèi)部軸342或406開始減速，并且變速器310開始減速，并且當(dāng)其達(dá)到零速度時(shí)，反向并且開始在相反方向上加速。例如在低齒輪和高齒輪之間的轉(zhuǎn)換當(dāng)套筒和內(nèi)部軸的速度匹配時(shí)發(fā)生?；谙鄬?duì)于在操作過程中監(jiān)視的機(jī)器的速度和/或傳動(dòng)裝置部件的速度的各種輸入?yún)?shù)，該過程對(duì)于調(diào)低速檔變速鏡像并且通過例如控制器250 (圖2)的傳動(dòng)裝置控制器控制。
[0049]圖5中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置500的替代實(shí)施方式。如前，與之前描述的相應(yīng)結(jié)構(gòu)和特征相同或相似的結(jié)構(gòu)和特征在圖5中為了簡(jiǎn)化以如之前使用的相同附圖標(biāo)記標(biāo)示。傳動(dòng)裝置500大致類似于傳動(dòng)裝置400，但與其不同，在于逆向副軸414(圖4)和在由第一驅(qū)動(dòng)齒輪424驅(qū)動(dòng)的軸上的齒輪被省略。相應(yīng)地，傳動(dòng)裝置500包括相對(duì)細(xì)長(zhǎng)的第二套筒510，其包括第一驅(qū)動(dòng)齒輪424以及例如通過鏈驅(qū)動(dòng)514連接至第二驅(qū)動(dòng)齒輪430的附加驅(qū)動(dòng)齒輪512。傳動(dòng)裝置500的所有剩余的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)裝置400的相應(yīng)結(jié)構(gòu)相同或相似，并且為了簡(jiǎn)化以如之前使用的相同附圖標(biāo)記標(biāo)示。但是，注意到在該實(shí)施方式中，低或第二離合器420鍵接至第二行星齒輪組332的過橋齒輪339，該過橋齒輪339相對(duì)于傳動(dòng)裝置400以較低速度驅(qū)動(dòng)第二離合器420，使得第二離合器420的操作和控制能夠例如通過去除平衡活塞(未示出)得以簡(jiǎn)化，該平衡活塞操作以控制并穩(wěn)定第二離合器420和第三離合器422之間的接合和脫離接合。
[0050]圖6中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置600的另一替代實(shí)施方式。傳動(dòng)裝置600大致類似于傳動(dòng)裝置400，但與其不同，在于逆向運(yùn)動(dòng)離合器434從可逆輸出軸412運(yùn)動(dòng)至逆向副軸414。如在圖6中更具體示出的，逆向運(yùn)動(dòng)離合器434能夠選擇性地使逆向副軸414與第二驅(qū)動(dòng)齒輪430接合，該第二驅(qū)動(dòng)齒輪430在該實(shí)施方式中也連接至逆向驅(qū)動(dòng)齒輪432。雖然傳動(dòng)裝置600的操作類似于傳動(dòng)裝置400的操作，逆向運(yùn)動(dòng)離合器434在逆向副軸414上的布置使得對(duì)于機(jī)器或車輛上的傳動(dòng)裝置能夠有不同的包裝選擇并且為了支持兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)離合器去除復(fù)合離合器。
[0051]圖7中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置700的另一替代實(shí)施方式。傳動(dòng)裝置700大致類似于傳動(dòng)裝置400，但與其不同，在于高或第三離合器422與輔助或第一離合器360結(jié)合為復(fù)合離合器610，因?yàn)樗鼈兙蓛?nèi)部軸406驅(qū)動(dòng)。以此方式，低或第二離合器420是標(biāo)準(zhǔn)離合器，其在該實(shí)施方式中也鍵入第二行星齒輪組332的過橋齒輪339。在該實(shí)施方式中，第一離合器360驅(qū)動(dòng)第三套筒604，第三套筒604連接至第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352，當(dāng)輔助或第一離合器360接合時(shí)，第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352通過第三驅(qū)動(dòng)齒輪358驅(qū)動(dòng)可逆輸出軸414。
[0052]圖8中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置800的另一替代實(shí)施方式。傳動(dòng)裝置800大致類似于傳動(dòng)裝置400，但與其不同，在于輔助或第一離合器360位于可逆輸出軸412上，而不是內(nèi)部軸406上。在圖不的實(shí)施方式中，第一離合器360與向前運(yùn)動(dòng)離合器428結(jié)合為復(fù)合離合器，并且逆向運(yùn)動(dòng)離合器434是現(xiàn)在與逆向副軸414相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)離合器。因此，第三行星輸出齒輪352直接連接至內(nèi)部軸406并且經(jīng)由現(xiàn)在與第一離合器360相關(guān)聯(lián)的第三驅(qū)動(dòng)齒輪358選擇性地連接至可逆輸出軸412。逆向驅(qū)動(dòng)齒輪432現(xiàn)在直接連接至可逆輸出軸412并且選擇性地接合現(xiàn)在與逆向副軸414上的逆向運(yùn)動(dòng)離合器434相關(guān)聯(lián)的第二驅(qū)動(dòng)齒輪430。另外，第一驅(qū)動(dòng)齒輪424直接連接至向前驅(qū)動(dòng)齒輪426并且也通過鏈驅(qū)動(dòng)804連接至逆向離合器齒輪802。
[0053]雖然傳動(dòng)裝置800中逆向驅(qū)動(dòng)齒輪432和第二驅(qū)動(dòng)齒輪430之間的連接被示出為直接、嚙合的齒輪連接，在這里公開的實(shí)施方式中的這種和所有其它齒輪連接可以通過任何其它已知連接構(gòu)造完成，諸如通過鏈驅(qū)動(dòng)、軸、及可以直接或以比例傳輸運(yùn)動(dòng)的其它旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置。
[0054]為了圖示，圖9中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置900的另一替代實(shí)施方式。傳動(dòng)裝置900大致類似于傳動(dòng)裝置800，除了第一驅(qū)動(dòng)齒輪424直接連接至向前驅(qū)動(dòng)齒輪426，向前驅(qū)動(dòng)齒輪426直接連接至逆向離合器齒輪802，如圖9中所示。另外，逆向副軸414的第二驅(qū)動(dòng)齒輪430以類似于傳動(dòng)裝置300 (圖3)的方式直接連接至結(jié)合的輸出軸322。
[0055]圖10中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置1000的替代實(shí)施方式。傳動(dòng)裝置1000以許多方式類似于已描述的實(shí)施方式，但與這些實(shí)施方式不同，在于行星齒輪裝置320的輸出在齒輪裝置的兩端上，其允許較短或更緊湊的設(shè)計(jì)。此外，接進(jìn)行星齒輪裝置的兩端的柔性使得更具柔性并且允許通過使用五個(gè)離合器來提供第三或逆向檔位選擇。
[0056]更特別地，功能上類似于之前描述的實(shí)施方式的內(nèi)部軸406的第一輸出軸1002包括能夠與第三行星傳動(dòng)輸出齒輪352接合的輔助或第一離合器360。在該實(shí)施方式中,傳動(dòng)裝置1000還包括低輸出齒輪1004和高輸出齒輪1006。高輸出齒輪1006連接至第一輸出軸1002。低輸出齒輪1004通過第二行星齒輪組332的過橋齒輪339驅(qū)動(dòng)。第二離合器420和第三離合器422連接至第二輸出軸1008，使得第二離合器420 (低齒輪)可經(jīng)由低驅(qū)動(dòng)齒輪1010與低輸出齒輪1004接合并且第三離合器422 (高齒輪)可經(jīng)由高驅(qū)動(dòng)齒輪1012與高輸出齒輪1006接合。第二離合器420和第三離合器422被示出為復(fù)合離合器，其在該實(shí)施方式中還包括向前驅(qū)動(dòng)齒輪1014。逆向驅(qū)動(dòng)齒輪1016連接至第二輸出軸1008。
[0057]傳動(dòng)裝置1000還包括第三輸出軸1018，該第三輸出軸1018包括向機(jī)器提供向前和倒退運(yùn)動(dòng)的第四離合器428和第五離合器434。向前驅(qū)動(dòng)齒輪1014可經(jīng)由傳動(dòng)齒輪1020與第四離合器428接合。第五離合器434可經(jīng)由傳動(dòng)齒輪1022和空轉(zhuǎn)齒輪1024與逆向驅(qū)動(dòng)齒輪1016接合。在傳動(dòng)裝置1000的實(shí)施方式中，行進(jìn)方向和期望齒輪比的選擇將需要兩個(gè)離合器的接合，一個(gè)為設(shè)定期望的高、低或輔助齒輪比，并且另一個(gè)為設(shè)定向前或倒退行進(jìn)方向。不像傳動(dòng)裝置400 (圖4)，在輔助離合器360能夠通過自身接合以驅(qū)動(dòng)機(jī)器向前的情況中，在該實(shí)施方式中，也需要向前運(yùn)動(dòng)或第四離合器428的接合以驅(qū)動(dòng)機(jī)器向前。相應(yīng)地，以下在表3中圖示包括三個(gè)向前和三個(gè)倒退檔位選擇的傳動(dòng)裝置1000的各種設(shè)定:
[0058]表 3
[0059] 方向速度弟一輔弟二弟三第四離第五離助離合(低)離(高)離合器428合器434
___器360 合器420合器422___
低__ff__N__ff__N__ff
向前高_(dá)_ff__ff__N__N__ff
____N__ff__ff__N__ff
低__ff__N__ff__ff__N
倒退高_(dá)_ff__ff__N__ff__N
_ 輔助丨 N I ff I ff 丨 ff N
[0060]圖11中示出針對(duì)傳動(dòng)裝置1100的替代實(shí)施方式。傳動(dòng)裝置1100類似于傳動(dòng)裝置700 (圖7)和1000(圖10)以及之前描述的其它傳動(dòng)裝置的一些方面。但是，在傳動(dòng)裝置1100中，分別與輸入軸302或輸出軸322相關(guān)聯(lián)的空轉(zhuǎn)齒輪被省略，使得在輸出處的旋轉(zhuǎn)與輸入相同。傳動(dòng)裝置1100的變速器310以與傳動(dòng)裝置1000中的變速器安裝(圖10)相似的取向安裝。類似于傳動(dòng)裝置700，傳動(dòng)裝置1100包括設(shè)置在環(huán)繞內(nèi)部軸406的套筒上的第一驅(qū)動(dòng)齒輪424，內(nèi)部軸406通過第一行星齒輪組330和第二行星齒輪組332的太陽齒輪336和337驅(qū)動(dòng)。第一驅(qū)動(dòng)齒輪424可與第二(低)離合器420或第三(高)離合器422中的任一個(gè)選擇性地接合。傳動(dòng)裝置1100中的第二離合器420和第三離合器422的驅(qū)動(dòng)連接與傳動(dòng)裝置700中的相應(yīng)連接相同。
[0061]第一驅(qū)動(dòng)齒輪424與逆向驅(qū)動(dòng)齒輪1102嚙合，逆向驅(qū)動(dòng)齒輪1102又與向前驅(qū)動(dòng)齒輪1104嚙合。逆向驅(qū)動(dòng)齒輪1102可與第五或逆向運(yùn)動(dòng)離合器434接合，并且向前驅(qū)動(dòng)齒輪1104可與第四或向前運(yùn)動(dòng)離合器428接合。逆向運(yùn)動(dòng)離合器434連接至并驅(qū)動(dòng)逆向輸出軸1106，逆向輸出軸1106經(jīng)由齒輪1108連接至輸出軸322。類似地，向前運(yùn)動(dòng)離合器428連接至并驅(qū)動(dòng)向前輸出軸1110，向前輸出軸1110也經(jīng)由齒輪1112連接至輸出軸322。
[0062]在從之前描述的實(shí)施方式的變型中，傳動(dòng)裝置1100具有連接至向前輸出軸1110而非直接連接至行星齒輪裝置320的輸出的第一或輔助離合器360。在圖示的實(shí)施方式中，輔助離合器360與向前運(yùn)動(dòng)離合器428結(jié)合為復(fù)合離合器裝置。輔助離合器360可與輔助驅(qū)動(dòng)齒輪1114接合，輔助驅(qū)動(dòng)齒輪1114與空轉(zhuǎn)齒輪1116嚙合。空轉(zhuǎn)齒輪1116例如經(jīng)由鏈連接至輔助輸出齒輪1118，輔助輸出齒輪1118連接至內(nèi)部軸406。以此方式，輔助離合器360能夠?qū)⑿行驱X輪裝置的輸出與傳動(dòng)裝置1100的輸出軸322直接連接用于如所示在向前方向上行進(jìn)，而不必還接合向前運(yùn)動(dòng)離合器428。以下在表4中圖示包括三個(gè)向前和兩個(gè)倒退檔位選擇的傳動(dòng)裝置1100的各種設(shè)定:
[0063]表4
[0064] 方向速度弟一輔弟二第三第四離第五離助離合(低)離(高)離合器428合器434
___器360 合器420合器422___
低__ff__N__ff__N__ff
向前高_(dá)_ff__ff__N__N__ff
__輔助N__ff__ff__ff__ff
低__ff__N__ff__ff__N
倒退 I 高 I ff 丨 ff I N I ff N
[0065]工業(yè)實(shí)用性
[0066]本發(fā)明可應(yīng)用于液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置，并且更具體地，應(yīng)用于針對(duì)公路上的車輛以及越野和土方作業(yè)機(jī)器在中型至重型應(yīng)用中使用的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置。本發(fā)明提供用于液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的系統(tǒng)和方法，為此提供具有三個(gè)前進(jìn)檔和兩個(gè)倒退檔的傳動(dòng)裝置的示例性實(shí)施方式。但是，可以設(shè)想，這里描述的結(jié)構(gòu)和方法能夠適用于具有較少或多于三個(gè)前進(jìn)檔和/或較少或多于兩個(gè)倒退檔的傳動(dòng)裝置。相應(yīng)地，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法除了它們的特定執(zhí)行之外應(yīng)當(dāng)考慮它們的總體教導(dǎo)。
[0067]圖12示出用于操作液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的方法的流程圖。該過程通過在傳動(dòng)裝置控制器中作出將傳動(dòng)裝置中的檔位從當(dāng)前檔位選擇改變?yōu)樾碌臋n位選擇的決定(1202)開始。從當(dāng)前檔位選擇改變?yōu)樾碌臋n位選擇的決定可以基于控制器中根據(jù)傳動(dòng)裝置的各種操作參數(shù)(諸如傳動(dòng)裝置的輸入和/或輸出軸的速度和/或轉(zhuǎn)矩)要求轉(zhuǎn)換的確定，或者可以替代地(或附加地)是操作員或機(jī)器的另一控制器的被傳送至傳動(dòng)裝置控制器的決定。
[0068]傳動(dòng)裝置控制器可以分析新的檔位選擇(1204)，以確定新的檔位選擇的方向和期望齒輪比。例如，在之前描述的傳動(dòng)裝置300中，傳動(dòng)裝置控制器可以分析新的檔位選擇以確定其是否為前進(jìn)檔或倒退檔以及其是否為低、高或輔助齒輪比。傳動(dòng)裝置控制器接著可以將新的檔位選擇與當(dāng)前檔位選擇的參數(shù)進(jìn)行比較(1206)，以確定傳動(dòng)裝置的哪個(gè)離合器應(yīng)當(dāng)被脫離接合以釋放當(dāng)前檔位選擇，以及哪個(gè)離合器應(yīng)當(dāng)被接合以采取新的檔位選擇。以協(xié)調(diào)的方式，例如，當(dāng)在當(dāng)前傳動(dòng)比齒輪和新的傳動(dòng)比齒輪之間存在大致零的相對(duì)速度時(shí)，傳動(dòng)裝置控制器可以使單個(gè)離合器脫離接合(1208)以釋放當(dāng)前檔位選擇，并且接合單個(gè)離合器(1210)以采取新的檔位選擇。傳動(dòng)裝置控制器可以任選地調(diào)整離合器的脫離接合和接合(1212)，以及調(diào)整在與傳動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)且對(duì)至少一個(gè)行星齒輪系統(tǒng)的環(huán)提供液壓阻力的變速器處的泵排量(1214)，以確保轉(zhuǎn)換如期望那樣平滑，并且該過程能夠重復(fù)。
[0069]圖13示出用于操作液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的替代方法的流程圖。該過程通過在傳動(dòng)裝置控制器中作出將傳動(dòng)裝置中的檔位從當(dāng)前檔位選擇改變?yōu)樾碌臋n位選擇的決定(1302)開始。從當(dāng)前檔位選擇改變?yōu)樾碌臋n位選擇的決定可以基于控制器中根據(jù)傳動(dòng)裝置的各種操作參數(shù)(諸如傳動(dòng)裝置的輸入軸和/或輸出軸的速度和/或轉(zhuǎn)矩)要求轉(zhuǎn)換的確定，或者可以替代地(或附加地)是操作員或機(jī)器的另一控制器的被傳送至傳動(dòng)裝置控制器的決定。
[0070]傳動(dòng)裝置控制器可以分析新的檔位選擇(1304)，以確定新的檔位選擇的方向和期望齒輪比。例如，在之前描述的傳動(dòng)裝置400中，傳動(dòng)裝置控制器可以分析新的檔位選擇以確定其是否為前進(jìn)檔或倒退檔以及其是否為低、高或輔助齒輪比。傳動(dòng)裝置控制器接著可以將新的檔位選擇與當(dāng)前檔位選擇的參數(shù)進(jìn)行比較(1306)，以確定傳動(dòng)裝置的哪些離合器應(yīng)當(dāng)被脫離接合以釋放當(dāng)前檔位選擇，以及哪些離合器應(yīng)當(dāng)被接合以采取新的檔位選擇。
[0071]當(dāng)傳動(dòng)裝置已在當(dāng)前檔位選擇和新的檔位選擇之間共享的行進(jìn)方向上操作(例如，向前行進(jìn)模式)時(shí)，控制器可以維持確定機(jī)器的行進(jìn)方向的離合器的接合(1307)(例如，圖4的實(shí)施方式中所示的向前運(yùn)動(dòng)離合器428)。如果需要行進(jìn)方向改變(1309)，控制器可以使當(dāng)前行進(jìn)方向離合器脫離接合并且接合新的行進(jìn)方向離合器。以協(xié)調(diào)的方式，傳動(dòng)裝置控制器還可以使單個(gè)離合器脫離接合(1308)以釋放當(dāng)前檔位選擇并且接合不同的單個(gè)離合器(1310)以采取新的檔位選擇。參照?qǐng)D4中所示的實(shí)施方式，例如，方向改變可以涉及第四離合器428和第五離合器434之間的轉(zhuǎn)換(如果合適的話)，并且從低齒輪比到高齒輪比的變換可以涉及第二離合器420的脫離接合和第三離合器422的接合或者反之亦然(如果合適的話)。傳動(dòng)裝置控制器可以任選地還調(diào)整離合器的脫離接合和接合(1312)，以及調(diào)整與傳動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)且對(duì)至少一個(gè)行星齒輪系統(tǒng)的環(huán)提供液壓阻力的變速器處的泵排量(1314)，以確保轉(zhuǎn)換如期望那樣平滑。該過程可以在機(jī)器的操作過程中連續(xù)地以此方式重復(fù)。
[0072]相對(duì)于給出的流程圖的以下描述的操作是根據(jù)這里執(zhí)行的適當(dāng)控制算法可以由圖2中所示的電子控制器250和/或調(diào)節(jié)器232執(zhí)行的操作。即，公開的過程可以經(jīng)由計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令的執(zhí)行通過電子控制器執(zhí)行，例如，以機(jī)器語言形式或通過其它方式從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)讀取(例如，易失性或永久存儲(chǔ)器、磁盤或光盤、或其它可觸介質(zhì))。雖然該方法是參照?qǐng)D2中所示的電子控制器描述的，該方法可應(yīng)用于監(jiān)視并控制機(jī)器或車輛動(dòng)力系中的傳動(dòng)裝置的操作的任何控制器。同樣，雖然上面描述了具體順序，這種描述是為了便于示出并且應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也可應(yīng)用于根據(jù)不同的步驟控制傳動(dòng)裝置的操作。
[0073]將理解的是，前述描述提供本發(fā)明系統(tǒng)和技術(shù)的例子。但是，可以設(shè)想到本發(fā)明的其它執(zhí)行可以在細(xì)節(jié)上與前述例子不同。對(duì)其公開或例子的所有參照意于參照在該點(diǎn)討論的具體例子并且不意于暗示更廣泛地針對(duì)本發(fā)明的范圍的任何限制。針對(duì)一些特征的區(qū)別和偏見的任何語言意于指示對(duì)這些特征缺乏優(yōu)先，但不從本發(fā)明的范圍整體排除，除非另外指明。
[0074]這里對(duì)值的范圍的記載僅僅意于用作單獨(dú)地指示落入范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)值的簡(jiǎn)化方法，除非在這里另外指明，并且每個(gè)單獨(dú)值如同其在這里單獨(dú)記載地并入說明書中。這里描述的所有方法能夠以任何適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行，除非在這里另外指明或者以其它方式通過上下文清楚否定。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器(100)動(dòng)力系(200)，其包括連接至無級(jí)變速傳動(dòng)裝置(400)的發(fā)動(dòng)機(jī)(110)，所述無級(jí)變速傳動(dòng)裝置包括: 行星齒輪裝置(320)，其具有第一行星齒輪組(330)和第二行星齒輪組(332)，第一行星齒輪組(330)連接至行星傳動(dòng)輸入，第二行星齒輪組(332)的太陽齒輪(336)連接至第一輸出軸(406)，并且第二行星齒輪組(332)的過橋齒輪(338)連接至第二行星傳動(dòng)輸出(408)； 變速器(310)，其包括可變速度原動(dòng)機(jī)，所述可變速度原動(dòng)機(jī)能夠驅(qū)動(dòng)第二行星齒輪組(332)的環(huán)形齒輪(340)； 傳動(dòng)裝置輸入軸(302)，其由發(fā)動(dòng)機(jī)(110)驅(qū)動(dòng)并且能夠驅(qū)動(dòng)變速器(310)和行星傳動(dòng)輸入； 第二輸出軸(412)和第三輸出軸(414)，第二輸出軸和第三輸出軸中的至少一個(gè)連接至傳動(dòng)裝置輸出軸(322)； 第一離合器(360),其連接至第一輸出軸(406)； 第二離合器(420)，其連接至第二行星傳動(dòng)輸出(408)并且能夠可釋放地接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424),其中，第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)能夠相對(duì)于第三輸出軸在相反方向上旋轉(zhuǎn)； 第三離合器(422)，其連接至第一輸出軸(406)并且能夠可釋放地接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)； 第四離合器(428)，其連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)并且能夠可釋放地接合第二輸出軸(412);和 第五離合器(434)，其連接至第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)并且能夠可釋放地接合第三輸出軸(414)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，所述無級(jí)變速傳動(dòng)裝置(400)能夠在傳動(dòng)裝置輸入軸(302)和傳動(dòng)裝置輸出軸(322)之間提供: 當(dāng)?shù)诙x合器和第四離合器接合時(shí)的第一向前運(yùn)動(dòng)齒輪比， 當(dāng)?shù)谌x合器和第四離合器接合時(shí)的第二向前運(yùn)動(dòng)齒輪比， 當(dāng)?shù)谌x合器和第四離合器接合時(shí)的第一逆向運(yùn)動(dòng)齒輪比，和 當(dāng)?shù)谌x合器和第五離合器接合時(shí)的第二逆向運(yùn)動(dòng)齒輪比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，第一離合器能夠可釋放地接合第二輸出軸，并且其中，無級(jí)變速傳動(dòng)裝置還能夠當(dāng)?shù)谝浑x合器接合時(shí)提供第三向前運(yùn)動(dòng)齒輪比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，第一離合器能夠可釋放地接合第一驅(qū)動(dòng)齒輪(424)，使得無級(jí)變速傳動(dòng)裝置還能夠提供: 當(dāng)?shù)谝浑x合器和第四離合器接合時(shí)的第三向前運(yùn)動(dòng)齒輪，和 當(dāng)?shù)谝浑x合器和第五離合器接合時(shí)的第三逆向運(yùn)動(dòng)齒輪。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，第四離合器連接至第二輸出軸，并且其中，第五離合器連接至第三輸出軸。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，第一離合器和第四離合器結(jié)合成復(fù)合離合器，其連接至第二輸出軸(412)，并且其中，第五離合器連接至第三輸出軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，第二輸出軸和第三輸出軸均連接至傳動(dòng)裝置輸出軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，第一離合器經(jīng)由空轉(zhuǎn)齒輪(1024)連接至第二輸出軸。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)器動(dòng)力系，其中，無級(jí)變速傳動(dòng)裝置能夠當(dāng)?shù)谝浑x合器和第二離合器中的一個(gè)與第三離合器和第四離合器中的一個(gè)同時(shí)接合時(shí)在傳動(dòng)裝置輸入和傳動(dòng)裝置輸出之間提供至少兩個(gè)向前運(yùn)動(dòng)齒輪比和至少兩個(gè)逆向運(yùn)動(dòng)齒輪比。
10.一種用于操作根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的方法，該方法包括: 確定是否需要從當(dāng)前檔位選擇轉(zhuǎn)換為新的檔位選擇； 分析新的檔位選擇的參數(shù)； 將新的檔位選擇的參數(shù)與當(dāng)前檔位選擇的參數(shù)進(jìn)行比較； 當(dāng)新的檔位選擇與當(dāng)前檔位選擇在不同方向上時(shí)，使向前運(yùn)動(dòng)離合器(428)和逆向運(yùn)動(dòng)離合器(434)中的一個(gè)脫離接合并且接合向前運(yùn)動(dòng)離合器(428)和逆向運(yùn)動(dòng)離合器(434)中的另一個(gè)； 使當(dāng)前檔位選擇離合器脫離接合并且接合新的檔位選擇離合器； 其中，向前運(yùn)動(dòng)離合器和逆向運(yùn)動(dòng)離合器的脫離接合和接合以及當(dāng)前檔位選擇離合器和新的檔位選擇離合器的脫離接合和接合同時(shí)發(fā)生并且在短時(shí)間段內(nèi)； 調(diào)整脫離接合操作和接合操作，并且還調(diào)整變速器(310)貢獻(xiàn)，以確保當(dāng)前檔位選擇和新的檔位選擇之間的齒輪速度差基本為零。
【文檔編號(hào)】F16H61/40GK104136812SQ201380011193
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月28日
【發(fā)明者】J·M·塞波爾德, G·P·卡爾維特, R·E·布拉克, M·G·克羅寧 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司