CN100567773C

CN100567773C - 变速器换档系统

Info

Publication number: CN100567773C
Application number: CN200710106456.6A
Authority: CN
Inventors: 杰弗里·D·米勒; 史蒂夫·G·弗莱希曼; 蒂莫西·B·弗伦奇
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: US7556579B2; EP1914453B1; HK1119756A1; CA2585953A1; EP1914453A2; EP1914453A3; CA2585953C; US20080090700A1; CN101165370A

Abstract

一种换档系统包括具有第一电致动阀系统的第一控制通路，并被构造成将液压选择性地引导至第一若干离合器以仅选择输出速度。独立于第一控制通路的第二控制通路包括第二电致动阀系统并被构造成将液压选择性地引导至第二若干离合器以仅选择输出方向。换档装置具有若干开关，每个开关直接与第一电致动阀系统和第二电致动阀系统中相对应的一个电连接，以无控制器地操纵第一控制通路和第二控制通路，其中，若干开关是采用换档装置手动操纵的。

Description

变速器换档系统

技术领域

本发明涉及变速器，尤其涉及变速器换档系统。

背景技术

工作机用于多个行业，比如农业、建筑业以及林业的相关行业，并且采用多个变速器，用以驱动工作机往返于各个工地，并操纵工作机执行指派给其的任务。此类工作机的变速器一般具有不止一个前进档和不止一个倒档，从而能选择对手边任务最合适的档。为了选择档并在档之间切换，变速器采用一个换档系统，其致动一个或多个液压离合器以便与所需的档接合。

当前工作机变速器的变速器换档系统通常是复杂的，需要使用电子控制器，其从换档装置比如换档杆、表盘等接收输入信号。此类控制器使用输入信号来控制操纵适当离合器的阀，以便获得理想的变速器输出速度，即第一档、第二档、第三档等，和高速度范围或低速度范围，并获得理想的变速器输出方向，即前进档、空档和倒档。不过，控制器或控制通路中的任何部件如阀发生的故障会造成预料不到的后果，比如工作机的意外运动。

一旦已发生这样的故障，就需要诊断程序来确保精确地确定故障部件，随后修理或更换故障部件。不过，虽然有了此类基于控制器的换档系统，在难于确定哪个控制通路中的部件发生故障的意义上，故障总是“隐藏着”。通常，需要专门的诊断工具以便确定哪个部件发生故障，从而难于诊断并纠正现场的故障，即便变速器换档系统中只有一个部件发生故障。

因此，就希望具有一种变速器换档系统，其中，变速器换档系统中的单点故障，也即单个部件的故障不会产生意外的运动，并且，单点故障可能容易由工作机的操作员在现场诊断，无需使用专门的诊断工具。

发明内容

本发明提供了一种不用控制器给变速器换档的换档系统。

本发明在其一种形式中涉及一种用于变速器的换档系统。变速器具有仅确定变速器的输出速度的第一若干离合器和仅确定变速器的输出方向的第二若干离合器，其中，第一若干离合器和第二若干离合器经由来自液压源的液压而液压地致动。换档系统包括与液压源流体连接的第一控制通路，第一控制通路包括第一电致动阀系统并被构造成将液压选择性地引导至第一若干离合器以仅选择输出速度；与液压源流体连接的第二控制通路，第二控制通路包括第二电致动阀系统并被构造成将液压选择性地引导至第二若干离合器以仅选择输出方向，第二控制通路独立于第一控制通路；具有若干开关的换档装置，若干开关的每个开关与第一电致动阀系统和第二电致动阀系统中相对应的一个直接电连接，以无控制器地操纵第一控制通路和第二控制通路，其中，若干开关是采用换档装置手动操纵的。

本发明在其另一种形式中涉及一种用于变速器的换档系统。变速器具有若干离合器以接合变速器相对应的若干档，其中，若干离合器经由来自液压源的液压而液压地致动。换档系统包括：暴露于液压源的第一液压通道；与第一液压通道流体连接的第一电磁阀；第二电磁阀；流体联接第一电磁阀和第二电磁阀的第二液压通道；流体联接第一电磁阀和第二电磁阀的第三液压通道；使第二电磁阀与若干离合器的至少第一离合器流体联接的第四液压通道；使第二电磁阀与离合器的至少第二若干离合器流体联接的第五液压通道。第一电磁阀和第二电磁阀中的每一个都仅具有通电状态和断电状态。

本发明在其又一种形式中涉及一种工作机。工作机包括一变速器，其具有仅确定变速器的输出速度的第一若干离合器和仅确定变速器的输出方向的第二若干离合器，其中，若干第一离合器和若干第二离合器经由来自液压源的液压而液压地致动；一换档系统，用以给变速器换档。换档系统包括：与液压源流体连接的第一控制通路，第一控制通路包括第一电致动阀系统并被构造成将液压选择性地引导至第一若干离合器以仅选择输出速度；与液压源流体连接的第二控制通路，第二控制通路包括第二电致动阀系统并被构造成将液压选择性地引导至第二若干离合器以仅选择输出方向，第二控制通路独立于第一控制通路；具有若干开关的换档装置，若干开关的每个开关与第一电致动阀系统和第二电致动阀系统中相对应的一个直接电连接，以无控制器地操纵第一控制通路和第二控制通路，从而给工作机的变速器换档，其中，若干开关是采用换档装置手动操纵的。

本发明在其另一种形式中涉及一种工作机。工作机包括一变速器，其具有若干与变速器相对应的若干档接合的离合器，其中，若干离合器经由来自液压源的液压而液压地致动；一换档系统，用以给变速器换档。换档系统包括：暴露于液压源的第一液压通道；与第一液压通道流体连接的第一电磁阀；第二电磁阀；流体联接第一电磁阀和第二电磁阀的第二液压通道；流体联接第一电磁阀和第二电磁阀的第三液压通道；使第二电磁阀与若干离合器的至少第一离合器流体联接的第四液压通道；使第二电磁阀与若干离合器的至少第二离合器流体联接的第五液压通道，其中，第一电磁阀和第二电磁阀中的每一个仅具有通电状态和断电状态。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的一工作机的简图，该工作机具有变速器和变速器换档系统；

图2是根据本发明一实施例的图1变速器换档系统的示意图；

图3是根据本发明另一实施例的变速器换档系统的示意图。

具体实施方式

现在参见图1，图中示出了根据本发明一实施例的工作机10。工作机10是一种由发动机(未示出)驱动的机器，并用于执行一个或多个各行业的工作。例如，工作机10可以是挖掘装载机、自动式平地机、挖掘机或用于建筑业中的其它的机器。在其它实例中，工作机10可以是伐木归堆联合机、爪扣吊杆装载机、收割机或用于林业中的其它的机器，或可以是拖拉机、联合收割机或其它的农业机器。

工作机10包括由发动机驱动的变速器12和用于变速器12变速的换档系统14。变速器12驱动一个传动系(未示出)，其用于差不多在工作机10执行其指定工作的时候移动工作机。变速器12也可用于驱动工作机10的各个器具或其它功能部件。

变速器12包括档(未示出)，其与离合器接合以确定变速器12的输出速度和方向(空档、前进档、倒档)。离合器为液压离合器，其受变速器换档系统14的控制，正如下面在实施例中讨论的那样。

现在参见图2，描述一个根据本发明的变速器换档系统14的实施例。在图2的实施例中，变速器12是4×2变速器，也即，具有四个前进档和两个倒档的变速器。变速器12具有第一若干离合器K1、K2用以仅确定变速器12的输出速度，和第二若干离合器KV、KR用以仅确定变速器12的输出方向，其中，第一若干离合器K1、K2和第二若干离合器KV、KR经由液压从液压源16比如与变速器12或工作机10相联的液压泵液压地致动。在本实施例中，离合器K1和K2分别与第一和第二档接合/脱开，而离合器KV和KR分别与用于前进和倒退的档接合/脱开。

变速器12还包括附加的离合器K4，其用于与离合器KV结合以确定用于前进运动的高和低速度范围中的一个。离合器KV与低速度范围有关，而离合器K4与高速度范围有关。为了实现工作机10的前进运动，离合器KV和K4中的任何一个，但不是两者必须接合。因此，离合器KV和K4在此均被认为是确定变速器12的输出方向，且因此均被认为是上述第二若干离合器的一部分。若离合器KV、K4和KR中没有一个接合，变速器12处于空档。

变速器换档系统14包括控制通路18、控制通路20、控制通路22以及换档装置24；其中，控制通路18、控制通路20以及控制通路22是阀操作的操纵变速器12的离合器的液压回路，换档装置24容许工作机10的操作员给变速器12换档。控制通路18和控制通路20分别与液压源16流体连接。控制通路22独立于控制通路18。控制通路22与控制通路20流体连接。

控制通路18被构造成选择性地给离合器K1和K2引导液压以控制离合器K1和K2来仅选择变速器12的输出速度。正如在此使用的一样，术语“选择性地”意味着：控制通路18被构造成给离合器K1和K2中的任何一个引导液压，或均不给K1和K2引导液压，在后者的情况下，来自离合器的液压油经由控制通路18与排放装置相通，如下所述。

因此，控制通路18包括电致动阀系统26、若干液压通道以及若干排放装置。电致动阀系统26包括第一电磁阀对，其被构造成选择性地引导液压至离合器K1和K2。特别是，第一电磁阀对包括具有阀通道28A-28D的电磁阀Y4、具有阀通道30A-30D的电磁阀Y5以及液压止动器(hydraulic check)30E和30F。第一电磁阀Y4和电磁阀Y5中的每一个具有通电状态和断电状态。阀通道28A-28D和阀通道30A-30D使液压/液压流通过阀，而液压止动器30E和30F检查液压/液压流以防止其通过阀。

电磁阀Y4和电磁阀Y5是联合构造的，也即，经由阀通道28A-28D、阀通道30A-30D以及液压止动器30E和30F的构造，以仅在电磁阀Y4处于通电状态和断电状态中的一个且第二电磁阀Y5处于通电状态和断电状态中的另一个时，给第一若干离合器中的一个或多个离合器提供液压。电磁阀Y4和电磁阀Y5也联合构造成在第一电磁阀Y4和第二电磁阀Y5均处于通电状态和断电状态的同一个状态时，将液压自第一若干离合器排放到若干排放装置的至少一个排放装置中。

在本实施例中，控制通路18包括液压通道32、34、38、40和排放装置42、44。液压通道32暴露于液压源16，且与电磁阀Y4流体连接。液压通道34将电磁阀Y4和电磁阀Y5流体联接。液压通道36也将电磁阀Y4和电磁阀Y5流体联接。液压通道38将电磁阀Y5与若干离合器中的至少第一离合器(在本实施例中为离合器K1)流体联接。液压通道40将电磁阀Y5与若干离合器中的至少第二离合器(在本实施例中为离合器K2)流体联接。排放装置42与电磁阀Y4流体连接，而排放装置44与电磁阀Y5流体连接。

电磁阀Y4和电磁阀Y5在图2中以断电状态示出。电磁阀Y4和电磁阀Y5联合构造，以在电磁阀Y4处于通电状态和断电状态中的一个状态且电磁阀Y5处于通电状态和断电状态中的另一个状态时，使液压仅与液压通道38和液压通道40中的一个相开通。此外，电磁阀Y4和电磁阀Y5联合构造，以在电磁阀Y4处于通电状态和断电状态中的另一个状态且电磁阀Y5处于通电状态和断电状态中的一个状态时，使液压仅与液压通道38和液压通道40中的另一个相开通。并且，电磁阀Y4和电磁阀Y5被构造成在电磁阀Y4和电磁阀Y5均处于通电状态和断电状态中的同一个状态也即处于相同状态时，使液压通道38和液压通道40不受液压隔绝。另外，电磁阀Y4和电磁阀Y5被构造成在电磁阀Y4和电磁阀Y5处于通电状态和断电状态的同一个状态时，使液压通道38流体地暴露于排放装置42和44中的一个，而使液压通道40流体地暴露于排放装置42和44中的另一个。

控制通路20与液压源16流体连接，并被构造成选择性地给离合器KV/K4和KR引导液压以控制离合器KV/K4和KR用于仅选择变速器12的输出方向。对于控制通路20来说，离合器KV和K4被认为是单个单元；离合器KV与K4之间的控制是经由控制通路22而提供的，并在当前控制通路20的讨论之后加以讨论。正如在此使用的一样，术语“选择性地”意味着：控制通路20被构造成给离合器KV/K4和KR中的任何一个引导液压，也即分别前进和倒档，或均不给KV/K4和KR引导液压，也即空档。

因此，控制通路20包括电致动阀系统26、若干液压通道以及若干排放装置。电致动阀系统26包括电磁阀对，其被构造成选择性地引导液压至离合器KV/K4和KR。特别是，第二电磁阀对包括具有阀通道48A-48D的电磁阀Y1、具有阀通道50A-50D的电磁阀Y2以及液压止动器50E和50F。第一电磁阀Y1和Y2中的每一个均具有通电状态和断电状态。阀通道48A-48D和阀通道50A-50D使液压/液压流通过阀，而液压止动器50E和50F检查液压/液压流以防止其通过阀。

电磁阀Y1和电磁阀Y2是联合构造的，也即，经由阀通道48A-48D、阀通道50A-50D以及液压止动器50E和50F的构造，以仅在电磁阀Y1处于通电状态和断电状态中的一个状态且电磁阀Y2处于通电状态和断电状态中的另一个时，给第二若干离合器中的一个或多个离合器提供液压。电磁阀Y1和电磁阀Y2也联合构造成在电磁阀Y1和电磁阀Y2均处于通电状态和断电状态的同一个状态时，将液压自第二若干离合器排泄到若干排放装置中的至少一个排放装置中。

在本实施例中，控制通路20包括液压通道52、54、58、60和排放装置62、64。液压通道52暴露于液压源16，且与电磁阀Y1流体连接。液压通道54将电磁阀Y1和电磁阀Y2流体联接。液压通道56也将电磁阀Y1和电磁阀Y2流体联接。液压通道58将电磁阀Y2与离合器KR流体联接。液压通道60将电磁阀Y2与离合器KV和K4中的一个流体联接，如下所述。排放装置62与电磁阀Y1流体连接，而排放装置64与电磁阀Y2流体连接。

电磁阀Y1和电磁阀Y2在图2中也以断电状态示出。电磁阀Y1和电磁阀Y2联合构造，以在电磁阀Y1处于通电状态和断电状态中的一个状态且电磁阀Y2处于通电状态和断电状态中的另一个状态时，使液压仅与液压通道58和液压通道60中的一个相开通。此外，电磁阀Y1和电磁阀Y2联合构造，以在电磁阀Y1处于通电状态和断电状态中的另一个状态且电磁阀Y2处于通电状态和断电状态中的一个状态时，使液压仅与液压通道58和液压通道60中的另一个相开通。并且，电磁阀Y1和电磁阀Y2被构造成在电磁阀Y1和电磁阀Y2均处于通电状态和断电状态中的同一个也即处于相同状态时，使液压通道58和液压通道60与液压隔绝。另外，电磁阀Y1和电磁阀Y2被构造成在电磁阀Y1和电磁阀Y2处于通电状态和断电状态的同一个状态时，使液压通道58流体地暴露于排放装置62和64中的一个，而使液压通道60流体地暴露于排放装置62和64中的另一个。

控制通路22被构造成选择性地给离合器KV和K4引导液压以控制离合器KV和K4用以选择高速度范围或低速度范围。正如在此使用的一样，术语“选择性地”意味着：控制通路22被构造成给离合器KV和K4中的任何一个引导液压，或均不给KV和K4引导液压，在后者情况下，来自离合器的液压流体经由控制通路22与排放装置相开通，如下所述。控制通路22与控制通路20结合使用。例如，当需要变速器前进输出方向时，控制通路20给液压通道60提供液压以引导至离合器KV或K4，由此提供高低速度范围的选择。

因此，控制通路22包括电致动阀系统66、若干液压通道以及一排放装置。在本实施例中，控制通路22包括液压通道68、液压通道70以及排放装置72。电致动阀系统66包括电磁阀Y3，其以断电状态示出，经由液压通道60与电磁阀Y2流体联接。液压通道68使电磁阀Y3与离合器KV流体联接，而液压通道70使电磁阀Y3与离合器K4流体联接。依靠该布置方式，控制通路20可将液压引导至液压通道60，在那里液压将由电磁阀Y3引导至液压通道68和液压通道70中的一个，因此分别接合离合器KV或K4，而液压通道68和液压通道70中的另一个将经由电磁阀Y3的阀通道74A-74D暴露于排放装置72，因此分别对离合器KV或K4进行排泄。

换档装置24包括若干开关，即开关N、F、R、B1、B2和B3，每一个开关都与电致动阀系统26、电致动阀系统46以及电致动阀系统66中对应的一个直接电连接，以无控制器地分别操纵控制通路18、控制通路20以及控制通路22，其中若干开关是采用换档装置手动操纵的。在本实施例中，换档装置24包括附加的开关B4。换档装置24是用于手动也即通过工作机10的操作员的手开启和关闭开关N、F、R、B1、B2、B3和B4的触点的装置，例如可以是换档杆、表盘、及其组合或独立式开关。

开关B1和B2分别直接与电磁阀Y5和电磁阀Y4电连接，以无控制器地操纵电磁阀Y5和Y4。用于前进和倒档的开关F和R分别直接与电磁阀Y1和Y2电连接，以无控制器地操纵电磁阀Y1和Y2。类似地，高/低速度范围的开关B3直接与电磁阀Y3电连接以无控制器地操纵电磁阀Y3。

通过处于直接的电连接中，意味着：开关直接操纵电致动阀系统26、电致动阀系统46以及电致动阀系统66，无需使用控制器，也即无需使用利用软件、硬件、存储器和/或逻辑装置的控制器和/或微处理器以影响控制器的输出和变速器换档系统14电磁阀的操作。因此，变速器换档系统14被称作是无控制器的，因为开关无控制器地也即无需使用控制器地直接操纵控制通路18、控制通路20以及控制通路22。

开关B2与电磁阀Y5间散置有一禁止继电器(disable relay)76，其受开关B4和高范围倒档继电器(reverse relay)78的控制。当换档装置24位于任何倒档中，开关R关闭，这就致动高范围倒档继电器78，而当换档装置24位于第三和第四倒档位置时，开关B4也关闭，由此经由开关B4和高范围倒档继电器78而致动禁止继电器76。被致动之时，禁止继电器76去除开关B1与电磁阀Y5的电连接，并使开关B1与电磁阀Y4而非电磁阀Y5直接电连接。

开关N为空档启动开关，其在开启位置上切断来自开关F、R、B1、B2、B3和B4的电力，从而使变速器12位于空档。当处于关闭位置上时，开关N容许电力流经开关F、R、B1、B2、B3中的无论哪个，且B4通过换档装置24的作用关闭。

现在参见表1，结合图2，描述图2实施例的操作。对于换档装置24的每个档位，表1描绘了通电的电磁阀、接合的离合器以及关闭的开关B1-B4，如在表1的适当列中以“X”所表示。换档装置24的档位为第一至第四前进档位(1F-4F)、空档(N)以及第一至第四倒档位(1R-4R)。开关N关闭，除了换档装置24位于空档的时候，开关F仅在选择前进档时关闭，而开关R仅在选择倒档位时关闭。

表1对于图2实施例中换档装置24每个档位的通电的电磁阀、接合的离合器以及关闭的开关

在讨论图2实施例的操作时，要记住的是，电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4和Y5在图2中以断电状态示出。在断电状态过程中使用的阀通道和液压止动器是用于电磁阀Y1的阀通道48C和48D；阀通道50C、50D以及用于电磁阀Y2的液压止动器50F；用于电磁阀Y3的阀通道74C和74D；用于电磁阀Y4的阀通道28C和28D；阀通道30C、30D以及用于电磁阀Y5的液压止动器30F。通电状态下使用的阀通道和液压止动器是用于电磁阀Y1的阀通道48A和48B；阀通道50A、50B以及用于电磁阀Y2的液压止动器50E；用于电磁阀Y3的阀通道74A和74B；用于电磁阀Y4的阀通道28A和28B；阀通道30A、30B以及用于电磁阀Y5的液压止动器30E。

在换档装置24位于空档位置的情况下，所有电磁阀都处于断电状态，并且每个离合器都暴露于排放装置，这就防止了离合器的致动。例如，离合器K1经由液压通道38和电磁阀4的阀通道30D暴露于排放装置44。离合器K2经由液压通道40、电磁阀Y5的阀通道30C、液压通道36以及电磁阀Y4的阀通道28D暴露于排放装置42。离合器KR经由液压通道58和电磁阀Y2的阀通道50D暴露于排放装置64。离合器KV经由液压通道68和电磁阀Y3的阀通道74D通向排放装置72。离合器K4经由液压通道70、电磁阀Y3的阀通道74C、液压通道60、电磁阀Y2的阀通道50C、液压通道56以及电磁阀Y1的阀通道48D通向排放装置62。

通过将换档装置24置于第一前进档位置而闭合开关N、F、B1和B3。流经开关N的电力通过开关F、B1和B3引导，且因此分别输送到电磁阀Y1、Y3和Y5中，从而将电磁阀Y1、Y3和Y5置于通电状态。由于倒转开关R和开关B2没有闭合，电磁阀Y2和Y4分别仍处于断电状态下。在换档装置24位于第一前进档位的情况下，来自液压源16的液压经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28C、液压通道34、电磁阀Y5的阀通道30A以及液压通道38而引导至接合离合器K1。离合器K2经由液压通道40和阀通道30B暴露于排放装置44，且因此没有接合。

此外，来自液压源16的液压经由液压通道52、电磁阀Y1的阀通道48A、液压通道56、电磁阀Y2的阀通道50C、液压通道60、电磁阀Y3的阀通道74A以及液压通道68被引导至接合离合器KV。离合器K4经由液压通道70和电磁阀Y3的阀通道74B暴露于排放装置72，且因此没有接合。

通过将换档装置24置于第二前进档位而闭合开关N、F、B2和B3。流经开关N的电力被引导通过开关F、B2和B3，且因此分别输送到电磁阀Y1、Y3和Y4中，从而将电磁阀Y1、Y3和Y4置于通电状态。由于倒转开关R和开关B1没有闭合，电磁阀Y2和Y5分别仍处于断电状态下。在换档装置24位于第二前进档的情况下，来自液压源16的液压经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28A、液压通道36、电磁阀Y5的阀通道30C以及液压通道40而引导至接合离合器K2。离合器K1经由液压通道38和阀通道30D暴露于排放装置44，且因此没有接合。

此外，来自液压源16的液压经由液压通道52、电磁阀Y1的阀通道48A、液压通道56、电磁阀Y2的阀通道50C、液压通道60、电磁阀Y3的阀通道74A以及液压通道68被引导至接合离合器KV。离合器K4经由液压通道70和电磁阀Y3的阀通道74B暴露于排放装置72。

通过将换档装置24置于第三前进档位而闭合开关N、F、B1和B4。流经开关N的电力通过开关F、B1和B4引导，且因此输送到电磁阀Y1和Y5，从而将电磁阀Y1和Y5置于通电状态。由于倒转开关R和开关B2、B3没有闭合，电磁阀Y2、Y4和Y3分别仍处于断电状态下。在换档装置24位于第三前进档位的情况下，来自液压源16的液压经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28C、液压通道34、电磁阀Y5的阀通道30A以及液压通道38被引导以接合离合器K1。离合器K2经由液压通道40和阀通道30B暴露于排放装置44，且因此没有接合。

此外，来自液压源16的液压经由液压通道52、电磁阀Y1的阀通道48A、液压通道56、电磁阀Y2的阀通道50C、液压通道60、电磁阀Y3的阀通道74C以及液压通道70被引导以接合离合器K4。离合器KV经由液压通道68和电磁阀Y3的阀通道74D暴露于排放装置72，且因此没有接合。

通过将换档装置24置于第四前进档位而闭合开关N、F、B2和B4。流经开关N的电力通过开关F、B2和B4被引导，且因此输送到电磁阀Y1和Y4，从而将电磁阀Y1和Y4置于通电状态。由于倒转开关R和开关B1、B3没有闭合，电磁阀Y2、Y5和Y3分别仍处于断电状态下。在换档装置24位于第四前进档位的情况下，来自液压源16的液压经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28A、液压通道36、电磁阀Y5的阀通道30C以及液压通道40被引导以接合离合器K2。离合器K1经由液压通道38和阀通道30D暴露于排放装置44，且因此没有接合。

通过将换档装置24置于第一倒档位而闭合开关N、R、B1和B3。流经开关N的电力通过开关R、B1和B3被引导，且因此分别被输送到电磁阀Y2、Y5和Y3，从而将电磁阀Y2、Y5和Y3置于通电状态。由于前进开关F和开关B2没有闭合，电磁阀Y1和Y4仍处于断电状态下。因为开关R闭合，所以致动高范围倒档继电器78。不过，由于开关B4不闭合，电力就不经由开关B4提供以致动禁止继电器76。

在换档装置24位于第一倒档位的情况下，来自液压源16的液压经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28C、液压通道34、电磁阀Y5的阀通道30A以及液压通道38被引导以接合离合器K1。离合器K2经由液压通道40和阀通道30B暴露于排放装置44，且因此没有接合。

此外，来自液压源16的液压经由液压通道52、电磁阀Y1的阀通道48C、液压通道54、电磁阀Y2的阀通道50A以及液压通道58被引导以接合离合器KR。离合器KV经由液压通道68、电磁阀Y3的阀通道74A、液压通道60以及电磁阀Y2的阀通道50B暴露于排放装置64，且因此没有接合。离合器K4经由液压通道70和电磁阀Y3的阀通道74B暴露于排放装置72，且因此没有接合。

通过将换档装置24置于第二倒档位而闭合开关N、R、B2和B3。流经开关N的电力通过开关R、B2和B3引导，且因此分别输送到电磁阀Y2、Y4和Y3，从而将电磁阀Y2、Y4和Y3置于通电状态。由于前进开关F和开关B1没有闭合，电磁阀Y1和Y5仍处于断电状态下。因为开关R闭合，所以致动高范围倒档继电器78。不过，由于开关B4不闭合，电力就不经由开关B4提供以致动禁止继电器76。

在换档装置24位于第二倒档位的情况下，来自液压源16的液压经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28A、液压通道36、电磁阀Y5的阀通道30C以及液压通道40被引导以接合离合器K2。离合器K1经由液压通道38和阀通道30D暴露于排放装置44，且因此没有接合。

如下所述，通过将换档装置24置于第三或第四倒档位，就产生与将换档装置24置于第二倒档位相同的离合器接合，因为在本实施例中，变速器12是4×2的变速器，具有四个前进档和两个倒档。不过，要理解的是，本发明的变速器换档系统并不局限于具有四个前进档和两个倒档的变速器或具有任何特定数量的前进档和倒档的变速器。

通过将换档装置24置于第三倒档位而闭合开关N、R、B1和B4。流经开关N的电力通过开关R、B1和B4引导。电力经由开关R至电磁阀Y2将电磁阀Y2置于通电状态。因为开关R闭合，所以致动高范围倒档继电器78，从而引导来自开关B4的电力以致动禁止继电器76。禁止继电器76的致动使得开关B1与电磁阀Y4而非电磁阀Y5直接电连接，且因此，电磁阀Y4处于通电状态下，而电磁阀Y5仍处于断电状态下。因为开关F和B3不通电，所以电磁阀Y1和电磁阀Y3仍处于断电状态下。

由于电磁阀Y4处于通电状态下而电磁阀Y5处于断电状态下，以如上所述的相同方式，相对于换档装置24的第二倒档位，离合器K2被接合而离合器K1被排放。由于电磁阀Y1处于断电状态下而电磁阀Y2处于通电状态下，以如上所述的相同方式，相对于换档装置24的第二倒档位，离合器KR接合。离合器KV经由液压通道68和电磁阀Y3的阀通道74D暴露于排放装置72，且因此没有接合。离合器K4经由液压通道70、电磁阀Y3的阀通道74C、液压通道60以及电磁阀Y2的阀通道50B暴露于排放装置64，且因此没有接合。

通过将换档装置24置于第四倒档位而闭合开关N、R、B2和B4。流经开关N的电力通过开关R、B2和B4而被引导，从而将电磁阀Y2和Y4置于通电状态下，而电磁阀Y1、Y3和Y5仍处于断电状态下。以如上所述的相同方式，相对于换档装置24的第三倒档位，离合器K2和KR接合，而离合器K1和K4排放且因此没有接合。

下面参见表2针对换档装置24的每个位置描绘本实施例每个开关和电磁阀的位置的操作效果。在表2中，“零状态”涉及电磁阀的断电状态和开关的开启状态，而“动力状态”涉及电磁阀的通电状态和开关的关闭位置。

表2图2实施例的单点故障模式和所产生的传动状态

从表2和本发明实施例的上述说明中可看出，本发明的换档系统14可容许易于诊断任何单点故障也即换档系统单个部件例如电磁阀或开关的故障。正如本领域的技术人员能理解的那样，换档系统14单个部件的故障可这样诊断，即，使换档装置24与每个档位接合、观察变速器12的输出、查阅表2、以及按照需要，基于换档装置24不同档位的变速器12的输出，执行表2中表示的开关、电磁阀或继电器的连续检查。

此外，从表2中看出，单点故障不会产生工作机10意外的运动，也即工作机10在与理想方向(如换档装置24在前进档或倒档的位置所示)相反的方向上的运动，或工作机10在换档装置24置于空档时在任何方向上的运动。

现在参见图3，图中示出了根据本发明的换档系统14的另一实施例。在图3的实施例中，变速器12是4×3的变速器，也即，具有四个前进档和三个倒档的变速器。因此，仅确定变速器的输出速度的第一若干离合器包括离合器K1和K2，如在图2的实施例中那样，还包括离合器K3。

图3的实施例与图2的实施例相似，但还包括另一作为电致动阀系统26一部分的电磁阀Y6，以选择性地引导液压至离合器K2和K3，也即，在离合器K2与K3之间控制。此外，在图3的实施例中，开关B4与电磁阀Y6直接电连接，以无控制器地操纵电磁阀Y6乃至控制通路22。

电磁阀Y6包括阀通道80A-80D。虽然在图2的实施例中，离合器K2经由液压通道40与电磁阀Y5流体连接，但在图3的实施例中，电磁阀Y6经由液压通道40与电磁阀Y5流体连接，而离合器K2经由液压通道82与电磁阀Y6流体连接。离合器K3经由液压通道84与电磁阀Y6流体连接。排放装置86与电磁阀Y6流体连接。

现在参见表3，结合图3，描述图3实施例的操作。对于换档装置24的每个档位，表3描绘了通电的电磁阀、接合的离合器以及关闭的开关B1-B4，在表3的适当列中以“X”表示。换档装置24的档位为第一至第四前进档位(1F-4F)、空档(N)以及第一至第四倒档位(1R-4R)。开关N关闭，除了换档装置24位于空档的时候，开关F仅在选择前进档位时关闭，而开关R仅在选择倒档位时关闭。

表3对于图3实施例中换档装置24的每个档位的通电的电磁阀、接合的离合器以及关闭的开关

正如从表3中看出的一样，图3实施例的操作与图2实施例的操作相似。不过，要注意的是，图3实施例中离合器K2被接合并被排放的液压回路包括电磁阀Y6的阀通道80C和液压通道82。如表3所示，电磁阀Y6对于换档装置24的第一至第四前进档(1F-4F)和第一至第二倒档位(1R、2R)是断电的，且因此，图2实施例的操作说明总体适用于图3实施例中对于档位1F-4F、1R以及2R的操作，除了在此说明的之外。当电磁阀Y6处于断电状态下时，离合器K3经由液压通道84和阀通道80D暴露于排放管86。图3实施例的第三和第四倒档(3R和4R)的操作说明如下。

通过将换档装置24置于第三倒档位而闭合开关N、R、B1和B4，流经开关N的电力通过开关R、B1和B4引导。电力经由开关R输送到电磁阀Y2，从而将电磁阀Y2置于通电状态。因为开关R闭合，就致动高范围倒档继电器78，从而将电力从开关B4引导至电磁阀Y6，这就将电磁阀Y6置于通电状态，并致动禁止继电器76。禁止继电器76的致动使得开关B1直接与电磁阀Y4而非电磁阀Y5电连接，且因此，电磁阀Y4置于通电状态，而电磁阀Y5仍处于断电状态下。因为开关F和B3没有通电，电磁阀Y1和电磁阀Y3仍处于断电状态下。

由于电磁阀Y4处于通电状态下、电磁阀Y5处于断电状态下、以及电磁阀Y6处于通电状态下，所以来自液压源16的液压就经由液压通道32、电磁阀Y4的阀通道28A、液压通道36、电磁阀Y5的阀通道30C、液压通道40、电磁阀Y6的阀通道80A以及液压通道84被引导以接合离合器K3。离合器K1经由液压通道38和阀通道30D暴露于排放装置44，且因此没有接合。离合器K2经由液压通道82和阀通道80B暴露于排放装置86，且因此没有接合。

由于电磁阀Y1处于断电状态下且电磁阀Y2处于通电状态下，所以离合器KR就以图2实施例中如上所述的相同方式相对于换档装置24的第二倒档接合。离合器K4经由液压通道70和电磁阀Y3的阀通道74B暴露于排放装置72。离合器KV经由液压通道68、电磁阀Y3的阀通道74A、液压通道60以及电磁阀Y2的阀通道50B暴露于排放装置64。

此外，来自液压源16的液压经由液压通道52、电磁阀Y1的阀通道48C、液压通道54、电磁阀Y2的阀通道50A以及液压通道58被引导以接合离合器KR。离合器K4经由液压通道70和电磁阀Y3的阀通道74B暴露于排放装置72，且因此没有接合。离合器KV经由液压通道68、电磁阀Y3的阀通道74A、液压通道60以及电磁阀Y2的阀通道50B暴露于排放装置64，且因此没有接合。

通过将换档装置24置于第四倒档位而闭合开关N、R、B2和B4，从而产生如上所述的相对于第三档位的相同操作效果，除了到电磁阀Y4的电力是经由开关B2而非开关B1而提供的。

下面参见表4针对换档装置24的每个位置描绘本实施例每个开关和电磁阀位置的操作效果。在表4中，“零状态”涉及电磁阀的断电状态和开关的开启状态，而“动力状态”涉及电磁阀的通电状态和开关的闭合位置。

表4图3实施例的单点故障模式和所产生的传动状态

从表4和本发明实施例的上述说明中可看出，本发明的变速器换档系统14可容许易于诊断任何单点故障也即换档系统单个部件例如电磁阀或开关的故障。正如本领域的技术人员能理解的那样，变速器换档系统14单个部件的故障可这样诊断，即，使换档装置24与每个档位接合、观察变速器12的输出、查阅表4、以及按照需要，基于换档装置24不同档位的变速器12的输出，执行表4中表示的开关、电磁阀或继电器的连续检查。

此外，从表4中看出，单点故障不会产生工作机10意外的运动，也即工作机10在与理想方向(如换档装置24在前进档位或倒档位的位置所示)相反的方向上的运动，或工作机10在换档装置24置于空档时在任何方向上的运动。

虽已描述了至少一个优选实施例，但显然可作出各种改进而不脱离限定在随附权利要求中的本发明的范围。

Claims

1、一种用于变速器的变速器换档系统，变速器具有仅确定所述变速器的输出速度的第一若干离合器和仅确定所述变速器的输出方向的第二若干离合器，其中，所述第一若干离合器和所述第二若干离合器经由来自液压源的液压而被液压地致动，所述变速器换档系统包括：

与所述液压源流体连接的第一控制通路，所述第一控制通路包括第一电致动阀系统，所述第一电致动阀系统包括第一电磁阀对，所述第一电磁阀对被构造成将所述液压选择性地引导至所述第一若干离合器以仅选择所述输出速度；

与所述液压源流体连接的第二控制通路，所述第二控制通路包括第二电致动阀系统并被构造成将所述液压选择性地引导至所述第二若干离合器以仅选择所述输出方向，所述第二控制通路独立于所述第一控制通路；

具有若干开关的换档装置，所述若干开关中的每个开关直接与所述第一电致动阀系统和所述第二电致动阀系统中相对应的一个电连接，以无控制器地操纵所述第一控制通路和所述第二控制通路，所述若干开关的第一子组与所述第一电磁阀对直接电连接以无控制器地操纵所述第一电磁阀对，

其中，所述若干开关是采用所述换档装置手动操纵的。

2、如权利要求1所述的变速器换档系统，所述第一电磁阀对包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀中的每一个都具有通电状态和断电状态，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成仅在所述第一电磁阀处于通电状态和断电状态中的一个状态而所述第二电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态时，给所述第一若干离合器中的一个或多个离合器提供所述液压。

3、如权利要求1所述的变速器换档系统，其中，

所述第一控制通路包括若干排放装置，

所述第一电磁阀对包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀中的每一个都具有通电状态和断电状态，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀都处于所述通电状态和所述断电状态中的相同一个状态时，将来自所述第一若干离合器的所述液压排放到所述若干排放装置中的至少一个排放装置中。

4、如权利要求3所述的变速器换档系统，其中，

所述第一电致动阀系统包括其它电磁阀以将所述液压选择性地引导至所述第一若干离合器的子组；

所述若干开关的第二子组与所述其它电磁阀直接电连接以无控制器地操纵所述第三电磁阀。

5、如权利要求1所述的变速器换档系统，其中，

所述第二电致动阀系统包括第二电磁阀对，该电磁阀对被构造成将所述液压选择性地引导至所述第二若干离合器；以及

所述若干开关的第二子组与所述第二电磁阀对直接电连接以无控制器地操纵所述第二电磁阀对。

6、如权利要求5所述的变速器换档系统，其中，所述第二电磁阀对包括第三电磁阀和第四电磁阀，所述第三电磁阀和所述第四电磁阀中的每一个都具有通电状态和断电状态，所述第三电磁阀和第四电磁阀联合构造成仅在所述第三电磁阀处于通电状态和断电状态中的一个状态而所述第四电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态时，将所述液压提供到所述第二若干离合器中的一个或多个离合器。

7、如权利要求6所述的变速器换档系统，其中，

所述第二控制通路包括若干排放装置，

所述第三电磁阀和第四电磁阀联合构造成在所述第三电磁阀和所述第四电磁阀都处于所述通电状态和所述断电状态中的相同一个状态时，将所述液压自所述第二若干离合器排放到所述若干排放装置中的至少一个排放装置中。

8、如权利要求1所述的变速器换档系统，所述变速器具有至少两个离合器以确定高速度范围和低速度范围中的一个，还包括：

与所述第二控制通路流体连接的第三控制通路，所述第三控制通路包括第三电致动阀系统并被构造成将所述液压选择性地引导至所述至少两个离合器以选择所述高速度范围和所述低速度范围中的一个，

其中，所述若干开关包括至少一个与所述第三电致动阀系统直接电连接的开关，以无控制器地操纵所述第三控制通路。

9、一种用于变速器的变速器换档系统，变速器具有用于接合所述变速器相对应的若干档的若干离合器，其中，所述若干离合器经由来自液压源的液压而被液压地致动，所述变速器换档系统包括：

暴露于所述液压源的第一液压通道；

与所述第一液压通道流体连接的第一电磁阀；

第二电磁阀；

流体联接所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的第二液压通道；

流体联接所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的第三液压通道；

使所述第二电磁阀与所述若干离合器中的至少第一离合器流体联接的第四液压通道；

使所述第二电磁阀与所述若干离合器中的至少第二离合器流体联接的第五液压通道，

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀中的每一个仅具有通电状态和断电状态，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成在所述第一电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的一个状态而所述第二电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态时，使所述液压仅引导至所述第四液压通道和所述第五液压通道中的一个；

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成在所述第一电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态而所述第二电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的所述一个状态时，使所述液压仅引导至所述第四液压通道和所述第五液压通道中的另一个。

10、如权利要求9所述的变速器换档系统，其中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀被构造成在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均处于所述通电状态和所述断电状态中的相同的所述一个状态时，使所述第四液压通道和所述第五液压通道与所述液压隔离。

11、如权利要求9所述的变速器换档系统，还包括，

与所述第一电磁阀流体连接的第一排放装置；

与所述第二电磁阀流体连接的第二排放装置，

其中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀被构造成在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均处于所述通电状态和所述断电状态中的相同的所述一个状态时，使所述第四液压通道流体暴露于所述第一排放装置和第二排放装置中的一个并使所述第五液压通道流体暴露于所述第一排放装置和所述第二排放装置中的另一个。

12、一种工作机，包括：

变速器，具有仅确定所述变速器的输出速度的第一若干离合器和仅确定所述变速器的输出方向的第二若干离合器，其中，所述第一若干离合器和所述第二若干离合器经由来自液压源的液压而被液压地致动，

换档系统，用以给所述变速器换档，所述变速器换档系统包括：

与所述液压源流体连接的第一控制通路，所述第一控制通路包括第一电致动阀系统并被构造成将所述液压选择性地引导至所述第一若干离合器以仅选择所述输出速度；

具有若干开关的换档装置，所述若干开关中的每个开关与所述第一电致动阀系统和所述第二电致动阀系统中相对应的一个直接电连接，以无控制器地操纵所述第一控制通路和所述第二控制通路，从而给所述工作机的所述变速器换档，所述第一电致动阀系统包括第一电磁阀对，所述第一电磁阀对被构造成将所述液压选择性地引导至所述第一若干离合器，所述若干开关的第一子组与所述第一电磁阀对直接电连接以无控制器地操纵所述第一电磁阀对，

其中，所述若干开关是采用所述换档装置手动操纵的。

13、如权利要求12所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，

所述第一电磁阀对包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀中的每一个都具有通电状态和断电状态，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成仅在所述第一电磁阀处于通电状态和断电状态中的一个状态而所述第二电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态时，给所述若干第一离合器的一个或多个离合器提供所述液压。

14、如权利要求12所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，

所述第一控制通路包括若干排放装置，

15、如权利要求14所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，

16、如权利要求12所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，

所述第二电致动阀系统包括第二电磁阀对，其被构造成将所述液压选择性地引导至所述第二若干离合器；

17、如权利要求16所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，

所述第二电磁阀对包括第三电磁阀和第四电磁阀，所述第三电磁阀和所述第四电磁阀中的每一个都具有通电状态和断电状态，所述第三电磁阀和第四电磁阀联合构造成仅在所述第三电磁阀处于通电状态和断电状态中的一个状态而所述第四电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态时，将所述液压提供到所述第二若干离合器的一个或多个离合器。

18、如权利要求16所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，

所述第二控制通路包括若干排放装置，

所述第三电磁阀和第四电磁阀联合构造成在所述第三电磁阀和所述第四电磁阀都处于所述通电状态和所述断电状态中的相同一个状态时，将所述液压从所述第二若干离合器排放到所述若干排放装置中的至少一个排放装置中。

19、如权利要求12所述的工作机，所述变速器具有至少两个离合器以确定高速度范围和低速度范围中的一个，所述变速器换档系统还包括：

与所述第二控制通路流体连接的第三控制通路，所述第三控制通路被构成以控制所述至少两个离合器用以选择所述高速度范围和所述低速度范围中的所述一个，所述第三控制通路包括第三电致动阀系统，该第三电致动阀系统被构造成将所述液压选择性地引导至所述至少两个离合器，

20、一种工作机，包括：

变速器，其具有用于与所述变速器的相对应的若干档接合的若干离合器，其中，所述若干离合器经由来自液压源的液压而被液压地致动，

变速器换档系统，用以给所述变速器换档，所述换档系统包括：

暴露于所述液压源的第一液压通道；

与所述第一液压通道流体连接的第一电磁阀；

第二电磁阀；

使所述第二电磁阀与所述若干离合器的至少第一离合器流体联接的第四液压通道；

使所述第二电磁阀与所述若干离合器的至少第二离合器流体联接的第五液压通道，

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀中的每一个仅具有通电状态和断电状态，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成在所述第一电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的一个状态而所述第二电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态时，使所述液压仅引导至所述第四液压通道和所述第五液压通道中的一个；并且

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀联合构造成在所述第一电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的另一个状态而所述第二电磁阀处于所述通电状态和所述断电状态中的所述一个状态时，使所述液压仅通向所述第四液压通道和所述第五液压通道中的另一个。

21、如权利要求20所述的工作机，其中，在所述变速器换档系统中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀被构造成在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均处于所述通电状态和所述断电状态中的相同的所述一个状态时，使所述第四液压通道和所述第五液压通道与所述液压隔离。

22、如权利要求20所述的工作机，所述变速器换档系统还包括，

与所述第一电磁阀流体连接的第一排放装置；

与所述第二电磁阀流体连接的第二排放装置，

其中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀被构造成在所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均处于所述通电状态和所述断电状态中的相同所述一个状态时，使所述第四液压通道流体暴露于所述第一排放装置和第二排放装置中的一个并使所述第五液压通道流体暴露于所述第一排放装置和所述第二排放装置中的另一个。