技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)裝置，尤其涉及一種用于車輛的混合式傳動(dòng)裝置，利用該混合式傳動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)可經(jīng)由機(jī)械傳動(dòng)系(drive train)傳遞到車輛的接地結(jié)構(gòu)以驅(qū)動(dòng)車輛，或者驅(qū)動(dòng)可通過液壓馬達(dá)的運(yùn)行來傳遞。

背景技術(shù)：

在US5946983中，提出了一種混合式傳動(dòng)裝置，其中機(jī)械傳動(dòng)系由齒輪比選擇設(shè)備的永久嚙合的齒輪和可選擇接合的離合器形成，或由包括液壓馬達(dá)的流體靜力傳動(dòng)系形成。然而，流體靜力傳動(dòng)系并非與齒輪比選擇設(shè)備不同，即，齒輪選擇設(shè)備的至少一個(gè)離合器需要被接合，以便使得流體靜力驅(qū)動(dòng)可被從馬達(dá)傳遞到該傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件。

US4242922還披露了一種混合式傳動(dòng)裝置，其中，機(jī)械傳動(dòng)系在離合器選擇性接合時(shí)通過永久嚙合的齒輪形成。流體靜力傳動(dòng)系仍然并非與齒輪比選擇設(shè)備不同，但是其經(jīng)由一驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸穿過齒輪比選擇設(shè)備的可選擇的(脫開的)離合器。

對于齒輪比選擇設(shè)備，期望的是，至少機(jī)械傳動(dòng)系和通過液壓馬達(dá)的運(yùn)行形成的驅(qū)動(dòng)的組件是不同的，因此，如現(xiàn)有的成功使用的齒輪比選擇設(shè)備可很容易地用作混合式傳動(dòng)裝置的一部分。

DE102006038093描述了這樣一種傳動(dòng)裝置，其中包括齒輪比選擇設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)系不同于來自液壓馬達(dá)的流體靜力驅(qū)動(dòng)。具有這種傳動(dòng)裝置的車輛可以例如在公路上，在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下被驅(qū)動(dòng)；或者在需要緩慢的、嚴(yán)格受控的速度的工作運(yùn)行期間，在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下被驅(qū)動(dòng)。然而，在這些現(xiàn)有的提案中，當(dāng)實(shí)現(xiàn)從一種驅(qū)動(dòng)模式到另一種驅(qū)動(dòng)模式的變化時(shí)，車輛必須靜止，以便根據(jù)需要允許滑動(dòng)的爪形連接器(dog connector)接合與脫開。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于車輛的傳動(dòng)裝置，所述車輛包括由傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件驅(qū)動(dòng)的接地結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)裝置包括連接到原動(dòng)機(jī)的第一輸入構(gòu)件和能由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)的第二輸入構(gòu)件，并且傳動(dòng)裝置是能操作的，以便在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下將驅(qū)動(dòng)從第一輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，以及在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下將驅(qū)動(dòng)從第二輸入構(gòu)件傳遞到所述輸出構(gòu)件，第一輸入構(gòu)件提供從所述原動(dòng)機(jī)到包括齒輪比選擇設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)系的驅(qū)動(dòng)輸入，對于機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式，所述齒輪比選擇設(shè)備通過至少一個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置的接合和/或脫開來提供待選擇的多個(gè)可替換的齒輪比之一，所述第二輸入構(gòu)件經(jīng)由一驅(qū)動(dòng)路徑連接到所述輸出構(gòu)件，在所述液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與所述第二輸入構(gòu)件之間具有另一動(dòng)力換擋離合裝置，當(dāng)所述傳動(dòng)裝置處于流體靜力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，所述另一動(dòng)力換擋離合裝置是運(yùn)行著的，以便將由所述液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行形成的驅(qū)動(dòng)傳遞到所述第二輸入構(gòu)件；其中所述傳動(dòng)裝置包括一齒輪比、另一齒輪比和流體靜力驅(qū)動(dòng)中的至少兩者。其中，a)該齒輪比能通過替換接合所述機(jī)械傳動(dòng)系的第二動(dòng)力換擋離合裝置來選擇，使得驅(qū)動(dòng)被從所述第一輸入構(gòu)件，通過分別被承載以與第二副軸和第一驅(qū)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)的、永久嚙合的第三齒輪和第四齒輪，經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)軸，傳遞到所述輸出構(gòu)件；b)該另一齒輪比能通過替換接合所述機(jī)械傳動(dòng)系的第三動(dòng)力換擋離合裝置來選擇，使得驅(qū)動(dòng)被從所述第一輸入構(gòu)件，經(jīng)由分別被承載以與所述第一輸入構(gòu)件和泵軸一起旋轉(zhuǎn)的、永久嚙合的第六齒輪和第七齒輪，經(jīng)由所述機(jī)械傳動(dòng)系的第三副軸，經(jīng)由被所述第三副軸承載的第五齒輪，經(jīng)由承載于所述第二副軸上的、與所述第五齒輪永久嚙合的第三齒輪，經(jīng)由第四齒輪，經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)軸，傳遞到所述輸出構(gòu)件；c)所述流體靜力驅(qū)動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)經(jīng)由包括承載永久嚙合的第四齒輪的第二驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)路徑，通過所述第四齒輪，傳遞到所述輸出構(gòu)件。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種操作用于車輛的傳動(dòng)裝置的方法，所述車輛包括由所述傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件驅(qū)動(dòng)的接地結(jié)構(gòu)，所述方法包括：通過使另一動(dòng)力換擋離合裝置接合并且不使用所述齒輪比選擇設(shè)備選擇齒輪比，在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下操作所述傳動(dòng)裝置；以及在車輛仍在行駛的同時(shí)，通過接合或脫開所述齒輪比選擇設(shè)備的至少一個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置并且脫開另一動(dòng)力換擋離合裝置來選擇機(jī)械傳動(dòng)系的齒輪比，繼續(xù)驅(qū)動(dòng)所述車輛，在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下操作所述傳動(dòng)裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供了一種用于車輛的傳動(dòng)裝置，該車輛包括由傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件驅(qū)動(dòng)的接地結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)裝置包括連接到原動(dòng)機(jī)的第一輸入構(gòu)件以及可由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)的第二輸入構(gòu)件，并且該傳動(dòng)裝置是可操作的，以便在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下將驅(qū)動(dòng)(動(dòng)力)從第一輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件以及在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下將驅(qū)動(dòng)從第二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，第一輸入構(gòu)件提供從原動(dòng)機(jī)到包括齒輪比選擇設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)系的驅(qū)動(dòng)輸入，對于機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式，齒輪比選擇設(shè)備通過至少一個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置的接合和/或脫開來提供待選擇的多個(gè)可替換的齒輪比之一，第二輸入構(gòu)件經(jīng)由一驅(qū)動(dòng)路徑連接到輸出構(gòu)件，在液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與第二輸入構(gòu)件之間具有動(dòng)力換擋離合裝置，當(dāng)傳動(dòng)裝置處于流體靜力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，該動(dòng)力換擋離合裝置是運(yùn)行著的，以便將由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行形成的驅(qū)動(dòng)傳遞到第二輸入構(gòu)件。

本發(fā)明的設(shè)備提供了一種改進(jìn)的混合式傳動(dòng)裝置，其中，在低速下，當(dāng)操作需要最大控制時(shí)(例如，在車輛為工作機(jī)的情況下，在工作運(yùn)行期間)，通過液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)到接地驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)；而在較高的速度下(例如，在工作機(jī)的情況下，在道路行駛速度下)，可經(jīng)由具有所選擇的齒輪比的機(jī)械傳動(dòng)系來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。由于動(dòng)力換擋離合裝置的使用，傳動(dòng)裝置可在車輛行駛(例如，在閾值速度下)的同時(shí)在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式與流體靜力驅(qū)動(dòng)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

“動(dòng)力換擋”離合裝置表示這樣的裝置，其包括用于分別使輸入部和輸出部移動(dòng)進(jìn)入及退出摩擦接合以便傳遞或中斷驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器。將會(huì)清楚的是通常利用摩擦材料，這允許在處于完全摩擦接合與完全脫開之間的過渡狀態(tài)時(shí)在輸入部與輸出部之間的滑動(dòng)。由此，通過同時(shí)使各個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置經(jīng)過它們的過渡狀態(tài)接合與脫開，在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式與流體靜力驅(qū)動(dòng)模式之間轉(zhuǎn)換的期間，驅(qū)動(dòng)可被連續(xù)地傳遞。

傳動(dòng)裝置的操作可由控制器控制?？刂破骺刹僮鳈C(jī)械傳動(dòng)系的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置，例如自動(dòng)地依據(jù)車速和載荷，來選擇齒輪比；并且/或者控制器可操作機(jī)械傳動(dòng)系的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置，以便響應(yīng)來自操作者的輸入來選擇齒輪比。

在每種情況下，控制器均可操作機(jī)械傳動(dòng)系的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置以及位于液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與第二輸入構(gòu)件之間的動(dòng)力換擋離合裝置，以便響應(yīng)被確定為將在閾值速度下行駛的車輛并依據(jù)車輛是在加速還是在減速，在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式與流體靜力驅(qū)動(dòng)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

至少在傳動(dòng)裝置處于流體靜力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，傳動(dòng)裝置的液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可被供給有來自由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵的、用于驅(qū)動(dòng)所述馬達(dá)的加壓的液壓流體。優(yōu)選地，馬達(dá)和泵均均為容量可變裝置，例如，旋轉(zhuǎn)斜盤泵。優(yōu)選地，泵永久地連接到原動(dòng)機(jī)，即，無論驅(qū)動(dòng)是經(jīng)由機(jī)械齒輪系傳遞還是由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行形成，泵都被驅(qū)動(dòng)。例如，液壓泵可通過例如永久嚙合的傳動(dòng)齒輪，永久連接到第一輸入構(gòu)件。

傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件可根據(jù)需要，直接地或經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)另外的傳動(dòng)裝置組件連接到接地驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的車輪和/或履帶。

在一個(gè)實(shí)例中，機(jī)械傳動(dòng)系包括：固定成與第一輸入構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)的齒輪，該齒輪與固定成與第一副軸一起旋轉(zhuǎn)的齒輪永久嚙合；第一動(dòng)力換擋裝置，第一動(dòng)力換擋裝置是可接合的，以便將第一副軸連接到一驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸具有固定成與該驅(qū)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)的齒輪，該齒輪與固定成與第二副軸一起旋轉(zhuǎn)的齒輪永久嚙合；以及第二動(dòng)力換擋裝置，第二動(dòng)力換擋裝置是可接合的，以便將第二副軸連接到第一輸入構(gòu)件。

于是，這種傳動(dòng)裝置可具有至少兩個(gè)齒輪比，所述齒輪比例如可通過機(jī)械齒輪系的第一和第二動(dòng)力換擋離合裝置協(xié)力地接合和脫開來選擇；優(yōu)選地，具有至少三個(gè)機(jī)械齒輪比，其中機(jī)械傳動(dòng)系具有與可選齒輪比的數(shù)量相對應(yīng)數(shù)量的動(dòng)力換擋離合裝置。

在驅(qū)動(dòng)軸與輸出構(gòu)件成直線的情況下，驅(qū)動(dòng)軸可經(jīng)由永久嚙合的齒輪驅(qū)動(dòng)輸出構(gòu)件。例如，驅(qū)動(dòng)軸和輸出構(gòu)件可成一體。

驅(qū)動(dòng)被從第二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件所沿偱的驅(qū)動(dòng)路徑可包括至少一對永久嚙合的齒輪。

在一個(gè)實(shí)施例中，液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸，當(dāng)液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與第二輸入構(gòu)件之間的動(dòng)力換擋離合裝置被接合時(shí)，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸直接聯(lián)接到第二輸入構(gòu)件，第二輸入構(gòu)件可由此與液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)成直線。但在另一實(shí)例中，可具有包括由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸承載的齒輪的液壓傳動(dòng)系，該齒輪固定成與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，該齒輪經(jīng)由液壓傳動(dòng)系的至少一個(gè)永久嚙合的齒輪連接到液壓傳動(dòng)系副軸，液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與第二輸入構(gòu)件之間的動(dòng)力換擋離合裝置在被接合時(shí)，將液壓傳動(dòng)系副軸聯(lián)接到第二輸入構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)流體靜力驅(qū)動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供了一種操作用于車輛的傳動(dòng)裝置的方法，該車輛包括由傳動(dòng)裝置的輸出構(gòu)件驅(qū)動(dòng)的接地結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)裝置包括連接到原動(dòng)機(jī)的第一輸入構(gòu)件以及可由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)的第二輸入構(gòu)件，并且該傳動(dòng)裝置是可操作的，以便在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下將驅(qū)動(dòng)從第一輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，以及在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下將驅(qū)動(dòng)從第二輸入構(gòu)件傳遞到輸出構(gòu)件，第一輸入構(gòu)件提供從原動(dòng)機(jī)到包括齒輪比選擇設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)系的驅(qū)動(dòng)輸入，對于機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式，該齒輪比選擇設(shè)備通過至少一個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置的接合和/或脫開來提供待選擇的多個(gè)可替換的齒輪比之一，第二輸入構(gòu)件經(jīng)由一驅(qū)動(dòng)路徑連接到輸出構(gòu)件，在液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與第二輸入構(gòu)件之間具有動(dòng)力換擋離合裝置，當(dāng)傳動(dòng)裝置處于流體靜力驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，動(dòng)力換擋離合裝置是運(yùn)行著的，以便將由液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行形成的驅(qū)動(dòng)傳遞到第二輸入構(gòu)件，該方法包括：通過使動(dòng)力換擋、流體靜力驅(qū)動(dòng)的離合裝置接合并且不使用齒輪比選擇設(shè)備選擇齒輪比，在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下操作傳動(dòng)裝置；以及在車輛仍在行駛的同時(shí)，通過接合或脫開齒輪比選擇設(shè)備的至少一個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置并且脫開動(dòng)力換擋、流體靜力驅(qū)動(dòng)的離合裝置來選擇機(jī)械傳動(dòng)系的齒輪比，并繼續(xù)驅(qū)動(dòng)車輛，在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下操作傳動(dòng)裝置。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的示意圖，圖1示出了車輛的原動(dòng)機(jī)和接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一傳動(dòng)裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1，傳動(dòng)裝置10被設(shè)置成用于將驅(qū)動(dòng)傳遞到接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)12，該接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)12可為車輛的車輪和/或履帶。在實(shí)例中，車輛為一種工作機(jī)，其在接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)12上被從一個(gè)位置驅(qū)動(dòng)到另一位置并可在這種位置處執(zhí)行工作運(yùn)行，如提升、裝載及移動(dòng)土壤、農(nóng)作物以及其它物質(zhì)。

車輛包括原動(dòng)機(jī)13(通常為柴油機(jī))，原動(dòng)機(jī)13的輸出驅(qū)動(dòng)軸與傳動(dòng)裝置10的第一輸入構(gòu)件15連接(或形成一體)。在該實(shí)例中，第一輸入構(gòu)件為傳動(dòng)裝置10的第一驅(qū)動(dòng)軸15。

第一驅(qū)動(dòng)軸15承載驅(qū)動(dòng)輸出齒輪16(drive take-off gear)，該驅(qū)動(dòng)輸出齒輪16固定到軸15并與軸15一起旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輸出齒輪16與從動(dòng)齒輪17永久嚙合，該從動(dòng)齒輪17固定到液壓泵18的輸入軸19。因此，每當(dāng)原動(dòng)機(jī)13使第一輸入構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)時(shí)，即，每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)13運(yùn)行時(shí)，液壓泵18將被驅(qū)動(dòng)。

然而，泵18為容量可變裝置，例如，旋轉(zhuǎn)斜盤式泵(swash plate pump)，泵18的輸出可在其旋轉(zhuǎn)斜盤20處于最大角度時(shí)的最大值與旋轉(zhuǎn)斜盤大致垂直于泵軸線A時(shí)的最小值或零輸出之間變化。

傳動(dòng)裝置10包括：機(jī)械傳動(dòng)系，驅(qū)動(dòng)可通過該機(jī)械傳動(dòng)系從原動(dòng)機(jī)13傳遞到輸出構(gòu)件25，該輸出構(gòu)件25連接至接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)12；以及驅(qū)動(dòng)路徑，其用于在液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40操作時(shí)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。

機(jī)械傳動(dòng)系包括齒輪比選擇設(shè)備C，利用該齒輪比選擇設(shè)備C，可選擇第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動(dòng)軸15與輸出構(gòu)件25之間的可替換的齒輪比。

齒輪比選擇設(shè)備C包括第一齒輪22和第一副軸(lay shaft)30；該第一齒輪22由第一輸入構(gòu)件15承載，并固定成與該第一輸入構(gòu)件15一起旋轉(zhuǎn)；第一副軸30承載于第二驅(qū)動(dòng)軸29上。當(dāng)動(dòng)力換擋離合裝置24被接合時(shí)，承載于第一輸入構(gòu)件15上的第二副軸23可被聯(lián)接成與第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動(dòng)軸15一起旋轉(zhuǎn)；而當(dāng)動(dòng)力換擋離合裝置24被脫開(分離)時(shí)，第二副軸23可在第一驅(qū)動(dòng)軸15上自由地旋轉(zhuǎn)。

齒輪比選擇設(shè)備C的第二驅(qū)動(dòng)軸29大體平行于第一驅(qū)動(dòng)軸15。當(dāng)另一動(dòng)力換擋離合裝置32被接合時(shí)，承載于第二驅(qū)動(dòng)軸29上的第一副軸30可被聯(lián)接成與第二驅(qū)動(dòng)軸29一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)另一動(dòng)力換擋離合裝置32被脫開時(shí)，第一副軸30可在第二驅(qū)動(dòng)軸29上自由地旋轉(zhuǎn)。

第一副軸30承載第二齒輪34，該第二齒輪34與通過第一驅(qū)動(dòng)軸15承載的第一齒輪22永久嚙合并提供一個(gè)可選擇的齒輪比。第二副軸23承載第三齒輪35，該第三齒輪35與固定到第二驅(qū)動(dòng)軸29的第四齒輪36永久嚙合，并提供另一可選擇的齒輪比。

因此，在齒輪比選擇設(shè)備C處于操作狀態(tài)并且該傳動(dòng)裝置處于機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式的情況下，實(shí)現(xiàn)從輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動(dòng)軸15到輸出構(gòu)件25的機(jī)械驅(qū)動(dòng)，這要么在驅(qū)動(dòng)將會(huì)經(jīng)由第一和第二永久嚙合的齒輪22、34時(shí)，通過接合另一動(dòng)力換擋離合裝置32來實(shí)現(xiàn)；或者可替換地，在驅(qū)動(dòng)將會(huì)經(jīng)由第三和第四永久嚙合的齒輪35、36時(shí)，通過接合動(dòng)力換擋離合裝置24來實(shí)現(xiàn)。各個(gè)動(dòng)力換擋離合裝置24、32絕對不會(huì)同時(shí)完全接合，但可以均處于完全接合與完全脫開之間的過渡狀態(tài)，以允許不同齒輪比之間的平滑過渡，因而在齒輪比改變期間，驅(qū)動(dòng)不會(huì)中斷。

當(dāng)動(dòng)力換擋離合裝置24、32均未被接合并由此齒輪比選擇設(shè)備C處于非操作狀態(tài)時(shí)，沒有驅(qū)動(dòng)被從第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動(dòng)軸15傳遞到輸出構(gòu)件25。盡管如此，當(dāng)在流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下，通過液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40的運(yùn)行將驅(qū)動(dòng)傳遞到輸出構(gòu)件25時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)軸29將被驅(qū)動(dòng)。

無論齒輪比選擇設(shè)備C的動(dòng)力換擋離合裝置24、32被接合與否，液壓泵18均被經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)軸15、永久嚙合的齒輪16、17以及泵輸入軸19永久地驅(qū)動(dòng)。

液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40是與泵18相似的容量可變裝置，在該實(shí)例中，液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40也是角度可變的旋轉(zhuǎn)斜盤裝置。在使用中，通過由泵18產(chǎn)生的加壓的液壓流體來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40，馬達(dá)輸出軸41的旋轉(zhuǎn)速度取決于被泵送的流體的體積和旋轉(zhuǎn)斜盤42的角度。

馬達(dá)輸出軸41連接到另一動(dòng)力換擋離合裝置44的輸入部41a。輸出部連接到傳動(dòng)裝置10的第二輸入構(gòu)件45。當(dāng)動(dòng)力換擋離合裝置44被脫開時(shí)，沒有驅(qū)動(dòng)從馬達(dá)輸出軸41傳遞到另一動(dòng)力換擋離合裝置44之外。然而，當(dāng)動(dòng)力換擋離合裝置44被接合時(shí)，通過第二輸入構(gòu)件45將驅(qū)動(dòng)傳遞到傳動(dòng)裝置10，在該實(shí)例中，該第二輸入構(gòu)件45為軸上的齒輪，該齒輪與另一齒輪46永久嚙合，該另一齒輪46承載于第二驅(qū)動(dòng)軸29上并固定到第二驅(qū)動(dòng)軸29。第二輸入構(gòu)件45與齒輪比選擇設(shè)備C分離并且不同于齒輪比選擇設(shè)備C，通向輸出構(gòu)件25的驅(qū)動(dòng)路徑也是如此。

當(dāng)齒輪比選擇設(shè)備C的動(dòng)力換擋離合裝置24、32均被脫開時(shí)，即，齒輪比選擇設(shè)備C處于非操作狀態(tài)時(shí)，僅流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44被操作，以便將驅(qū)動(dòng)傳遞到傳動(dòng)裝置10的第二輸入構(gòu)件45。在較慢的車速下，當(dāng)需要最大速度控制時(shí)，例如，在車輛/工作機(jī)執(zhí)行工作操作時(shí)，控制齒輪比選擇設(shè)備C使其處于非操作狀態(tài)(如下所述)，并僅通過接合流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44并操作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40，來實(shí)現(xiàn)到接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)12的驅(qū)動(dòng)。在較高的車速下，例如，當(dāng)車輛在工作位置之間的道路上行駛時(shí)，可通過操作者或自動(dòng)傳動(dòng)控制器，斷開流體靜力驅(qū)動(dòng)模式并選擇用于車速的合適的齒輪比，經(jīng)由機(jī)械傳動(dòng)系來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。通過選擇齒輪比和/或調(diào)節(jié)發(fā)送機(jī)13的速度中的一者或兩者，可以來實(shí)現(xiàn)當(dāng)由機(jī)械傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)時(shí)的車速的變化。

通常，在利用流體靜力馬達(dá)40的流體靜力驅(qū)動(dòng)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)13或其它原動(dòng)機(jī)在扭矩和效率最優(yōu)的大體固定的速度下運(yùn)行，以便驅(qū)動(dòng)泵18。通過調(diào)節(jié)泵18和/或馬達(dá)40的旋轉(zhuǎn)斜盤20、42的其中一個(gè)或另一個(gè)的角度，可以實(shí)現(xiàn)車輛驅(qū)動(dòng)速度的變化。

在流體靜力驅(qū)動(dòng)期間，當(dāng)齒輪比選擇設(shè)備C不操作時(shí)，驅(qū)動(dòng)仍然經(jīng)由一驅(qū)動(dòng)路徑并通過第四齒輪36(在該實(shí)例中，該齒輪為機(jī)械傳動(dòng)系的最末齒輪)傳遞到輸出構(gòu)件25，其中該驅(qū)動(dòng)路徑包括承載該機(jī)械傳動(dòng)系的第四永久互相嚙合的齒輪36的第二驅(qū)動(dòng)軸29。然而，流體靜力驅(qū)動(dòng)仍可實(shí)現(xiàn)，這與處于不操作狀態(tài)(即，不將驅(qū)動(dòng)從第一輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動(dòng)軸15傳遞到輸出構(gòu)件25)的齒輪比選擇設(shè)備C無關(guān)。

在圖1的實(shí)例中，齒輪比選擇設(shè)備C僅具有兩個(gè)可替代的齒輪比，這兩個(gè)齒輪比可以被選擇，即，經(jīng)由第一齒輪22和第二齒輪34以及經(jīng)由第三齒輪35和第四齒輪36來選擇。在另一實(shí)例中，可通過適當(dāng)?shù)某蓪Φ南嗷ビ谰脟Ш系凝X輪來提供兩個(gè)以上的可選齒輪比，例如，每個(gè)這種另外的齒輪對中的一個(gè)齒輪被固定成與第一或第二驅(qū)動(dòng)軸15、29或另一驅(qū)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，而該另外的互相嚙合的齒輪對中的另一齒輪被固定成與另一副軸一起旋轉(zhuǎn)。

泵18不需要位于所示的位置，但對于可替換的幾何構(gòu)形的傳動(dòng)裝置10組(package)，泵18可位于其它位置，但優(yōu)選地，泵18由原動(dòng)機(jī)13永久地驅(qū)動(dòng)。例如，泵18可通過驅(qū)動(dòng)輸出齒輪來驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)輸出齒輪設(shè)置在更靠近原動(dòng)機(jī)13(例如，在原動(dòng)機(jī)13與第一齒輪22之間)的輸入構(gòu)件15上。

液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40不需要位于所示的位置，而是可以其它方式聯(lián)接，以便在流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44被接合時(shí)，經(jīng)由第二輸入構(gòu)件45將驅(qū)動(dòng)傳遞到輸出構(gòu)件25。尤其是，在齒輪比選擇設(shè)備C具有一個(gè)或多個(gè)附加的相互永久嚙合的齒輪對的情況下，第二輸入構(gòu)件45可不通過第四齒輪36來驅(qū)動(dòng)輸出構(gòu)件25，而是可提供可替換的驅(qū)動(dòng)路徑。然而，機(jī)械傳動(dòng)系的最末齒輪將優(yōu)選地始終通過液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)40的運(yùn)行進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，正如齒輪比選擇設(shè)備C的多個(gè)組件可如此，雖然因機(jī)械傳動(dòng)系的動(dòng)力換擋離合裝置24、32脫開將不會(huì)有驅(qū)動(dòng)被傳遞回輸入構(gòu)件/第一驅(qū)動(dòng)軸15。

現(xiàn)參考圖2，圖2示出了仍用于車輛的、可替換的傳動(dòng)裝置10。與圖1所示的部件相似的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。

在該實(shí)例中，當(dāng)傳動(dòng)裝置10在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下操作時(shí)，齒輪比選擇設(shè)備C能夠選擇三個(gè)可替換的齒輪比。

第一齒輪比可通過接合第一動(dòng)力換擋離合裝置32來選擇，因而驅(qū)動(dòng)被從第一輸入構(gòu)件15，經(jīng)由第一和第二永久嚙合的齒輪22、34傳遞到第一驅(qū)動(dòng)軸29，其中第一和第二永久嚙合的齒輪22、34分別被承載以便與第一輸入構(gòu)件15和第一副軸30一起旋轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動(dòng)軸29與輸出構(gòu)件25成一直線，并在實(shí)際中與輸出構(gòu)件25成為一體。

可替換地，第二齒輪比可通過接合機(jī)械傳動(dòng)系的第二動(dòng)力換擋裝置24來選擇，因而驅(qū)動(dòng)被從第一輸入構(gòu)件15，經(jīng)由第三和第四永久嚙合的齒輪35、36傳遞到第一驅(qū)動(dòng)軸29，其中第三和第四永久嚙合的齒輪35、36分別被承載以便與第二副軸23和第一驅(qū)動(dòng)軸29一起旋轉(zhuǎn)。

可替換地，第三齒輪比可通過接合機(jī)械傳動(dòng)系的第三動(dòng)力換擋裝置M3來選擇，因而驅(qū)動(dòng)被從第一輸入構(gòu)件15，經(jīng)由永久嚙合的齒輪16、17和機(jī)械傳動(dòng)系的第三副軸33傳遞，齒輪16、17將驅(qū)動(dòng)傳遞到液壓泵18并分別被承載以便與第一輸入構(gòu)件15和泵軸19一起旋轉(zhuǎn)。第三副軸33承載第五齒輪38，該第五齒輪38與承載于第二副軸23上的第三齒輪35永久嚙合。

在該實(shí)例中，從發(fā)動(dòng)機(jī)13經(jīng)由齒輪系T1驅(qū)動(dòng)第一輸入構(gòu)件15，該發(fā)動(dòng)機(jī)13沿車輛的橫向安裝。傳動(dòng)裝置10的輸出構(gòu)件25經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸S和另一齒輪系T2連接，以便驅(qū)動(dòng)軸F，該軸F承載接地從動(dòng)結(jié)構(gòu)12的前輪W1、W2。

機(jī)械傳動(dòng)系的第四齒輪36與第七齒輪50永久嚙合，該第四齒輪36被承載以便與第一驅(qū)動(dòng)軸29，進(jìn)而與輸出構(gòu)件25一起旋轉(zhuǎn)，該第七齒輪50承載于第四副軸51上。提供第四動(dòng)力換擋離合裝置M4，當(dāng)?shù)谒膭?dòng)力換擋離合裝置M4接合時(shí)，第四動(dòng)力換擋離合裝置M4使第四副軸51聯(lián)接到四輪驅(qū)動(dòng)的第二輸出構(gòu)件55，該第二輸出構(gòu)件55又經(jīng)由軸S1和又一齒輪系T3聯(lián)接到后軸R，該后軸R承載后輪W3、W4。因此，在接合第四動(dòng)力換擋離合裝置M4時(shí)，可選擇兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)，而與傳動(dòng)裝置10是處于具有任意選擇的齒輪比的機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式下還是處于現(xiàn)在將要說明的流體靜力驅(qū)動(dòng)模式下無關(guān)。

當(dāng)?shù)谝弧⒌诙约暗谌齽?dòng)力換擋離合裝置32、24以及M3全部脫開因而沒有驅(qū)動(dòng)被從第一輸入構(gòu)件15傳遞到輸出構(gòu)件25(但第一和第二齒輪22、34可被寄生驅(qū)動(dòng))時(shí)，流體靜力驅(qū)動(dòng)可通過接合流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44來進(jìn)行，該流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44設(shè)置在液壓馬達(dá)40與第二輸入構(gòu)件45之間，第二輸入構(gòu)件45仍為承載于短軸(stub shaft)上的固定的齒輪。

在該實(shí)例中，液壓泵18和液壓馬達(dá)40被設(shè)置成作為一體的單元；但根據(jù)需要，它們可為分離的單元。

在該實(shí)例中，在馬達(dá)輸出軸41與輸出構(gòu)件25之間具有由永久嚙合的齒輪構(gòu)成的齒輪系。這包括馬達(dá)輸出齒輪58、惰輪59以及驅(qū)動(dòng)齒輪60，該馬達(dá)輸出齒輪58被承載以便與馬達(dá)軸41其一起旋轉(zhuǎn)；在該實(shí)例中，惰輪59安裝在平行于輸出構(gòu)件25的短軸上，但根據(jù)需要，惰輪59可安裝成在輸出構(gòu)件25上自由地旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)齒輪60承載于第五副軸62上，第五副軸62為流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋裝置44提供輸入部。

當(dāng)流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋裝置44被接合時(shí)，第二輸入構(gòu)件45聯(lián)接成與第五副軸62一起旋轉(zhuǎn)。第二輸入構(gòu)件45與第七齒輪50永久嚙合，第七齒輪50又與第四齒輪36永久嚙合，第四齒輪36與第一驅(qū)動(dòng)軸29/輸出構(gòu)件25一起旋轉(zhuǎn)。

各個(gè)動(dòng)力換擋裝置32、24、M3、M4以及44均由控制器65控制。每個(gè)動(dòng)力換擋裝置具有致動(dòng)器，在該實(shí)例中，當(dāng)由控制器65利用如電信號(hào)或優(yōu)選為液壓信號(hào)來激勵(lì)致動(dòng)器時(shí)，致動(dòng)器通?？朔椈苫貜?fù)力來接合各個(gè)離合裝置，當(dāng)相應(yīng)的離合裝置未被激勵(lì)時(shí)，該彈簧回復(fù)力使所述離合裝置脫開。

如上所述，動(dòng)力換擋離合裝置被控制成：當(dāng)流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44脫開時(shí)，使得齒輪比選擇動(dòng)力換擋離合裝置24、32、M3中的任一選定的裝置在機(jī)械驅(qū)動(dòng)過程中接合；或者當(dāng)流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44接合實(shí)現(xiàn)流體靜力驅(qū)動(dòng)時(shí)，使得齒輪比選擇動(dòng)力換擋離合裝置24、32、M3均脫開。

當(dāng)期望實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，可使四輪驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44接合。

由于動(dòng)力換擋離合裝置24、32、M3、M4的存在，當(dāng)在驅(qū)動(dòng)模式和/或齒輪比之間進(jìn)行改變時(shí)，不需要中斷驅(qū)動(dòng)，因?yàn)椋喝绫炯夹g(shù)領(lǐng)域中公知的，當(dāng)在完全接合與完全脫開的狀態(tài)之間進(jìn)行改變時(shí)，每個(gè)這種動(dòng)力換擋裝置均將具有允許離合裝置的相應(yīng)輸入部與輸出部之間滑動(dòng)的過渡狀態(tài)。

控制器65可響應(yīng)輸入信號(hào)70，使相應(yīng)的動(dòng)力換擋離合裝置接合/脫開。

在一個(gè)實(shí)例中，輸入信號(hào)70可通過操作者操作車輛傳動(dòng)控制而手動(dòng)地產(chǎn)生，或者輸入信號(hào)70可以是車速的表示，使得在閾值車速(如每小時(shí)幾公里)下，驅(qū)動(dòng)模式可在機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式和流體靜力驅(qū)動(dòng)模式之間自動(dòng)地轉(zhuǎn)換。

例如，當(dāng)車輛從靜止?fàn)顟B(tài)加速時(shí)，車速將低于閾值，控制器65可通過接合流體靜力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋離合裝置44并使機(jī)械傳動(dòng)系的齒輪比選擇動(dòng)力換擋裝置24、32、M3脫開或保持脫開，來選擇流體靜力驅(qū)動(dòng)模式。例如，輸入信號(hào)70可為來自速度傳感器的連續(xù)的輸入，并且隨著車輛加速到閾值速度，該控制器65可通過脫開流體靜力驅(qū)動(dòng)模式動(dòng)力換擋離合器44，并接合(最低速比的)所選擇的齒輪比動(dòng)力換擋離合裝置(例如，第一離合裝置32)，響應(yīng)正在達(dá)到的閾值速度。

當(dāng)車輛繼續(xù)加速時(shí)，控制器65可通過使機(jī)械傳動(dòng)系的不同的齒輪比選擇動(dòng)力換擋離合裝置接合，并隨后使接合的動(dòng)力換擋離合裝置脫開，來實(shí)現(xiàn)所選擇的齒輪比的改變。

當(dāng)車輛(例如在路上行駛時(shí)，例如從巡航速度減速時(shí)，控制器65可在達(dá)到較低的速度閾值時(shí)選擇較低的齒輪比；并且，當(dāng)車輛已被大幅減速，低于驅(qū)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換閾值速度時(shí)，可再次實(shí)施流體靜力驅(qū)動(dòng)模式并暫停機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式。

在另一實(shí)例中，僅在達(dá)到閾值速度時(shí)，并依據(jù)車輛是在加速還是在減速，可通過智能的速度傳感器，來實(shí)現(xiàn)用于改變驅(qū)動(dòng)模式或齒輪比的對控制器65的輸入70。

在每種情況下，操作者均可通過使四輪驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力換擋裝置M4脫開/接合來選擇兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)，或者也可基于編程的邏輯通過控制器65來自動(dòng)地選擇兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)。

根據(jù)情況，以具體的形式或關(guān)于用于執(zhí)行所公開的功能的裝置或用于獲得所披露結(jié)果的方法或途徑闡述的、在前述說明書或隨后的權(quán)利要求書或附圖中披露的特征，可分別地或以這些特征的任意組合的形式被使用，以便以不同的形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。