CN104972898B - 多模式动力传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种动力传动系和相关车辆，用于多模式动力传递。第一无级变速动力源(“CVP”)可以转换从发动机接收的旋转动力，用于传输至第二CVP。变速器组件可以在第一输入端处接收来自第二CVP的动力，和在第二输入端处接收直接地来自发动机的旋转动力。控制组件可以包括一个或多个输出部件和布置在所述一个或多个输出部件与变速器组件和发动机之间的多个离合器装置。在控制组件的第一状态中，所述多个离合器装置共同地提供动力在发动机和所述一个或多个输出部件之间的直接传递。在控制组件的第二状态中，所述多个离合器可以共同地提供动力在变速器和所述一个或多个输出部件之间的传递。

Description

多模式动力传动系
技术领域
本发明涉及动力传动系，包括用于农业、林业、建筑业和其他应用中使用的工程车辆的操作的动力传动系(power train)。
背景技术
在各种设置中，有用的是利用传统发动机(例如，内燃机)和一个或多个无级变速动力源(例如，电动马达/发电机或液压马达/泵等)两者来提供有用的动力。例如，发动机动力的一部分可以被转移以驱动第一无级变速动力源(“CVP”)(例如，作为发电机的第一电动马达/发电机，作为泵的第一静压或流体动力马达/泵等)，其可以进而驱动第二CVP(例如，作为使用来自第一电动马达/发电机的电能的电动马达的第二电动马达/发电机，作为使用来自第一静压或流体动力马达/泵的液压动力的马达的第二静压或流体动力马达/泵等等)。
在某些应用中，来自两种类型的动力源(即发动机和CVP)的动力也可以组合用于通过无限变速器(“IVT”)或者无级变速器(“CVT”)传送有用动力(例如，以驱动车辆轮轴)。这可以被称为“分开模式(split-mode)”或“分开路径模式”，因为动力传递可以在来自发动机的直接机械路径和通过一个或多个CVP的无限/无级变速路径之间分开。在其它应用中，相反地，有用动力可以由CVP而不是由发动机提供(除了由发动机驱动CVP)。这可以被称为“纯CVP模式”。最后，在另一些应用中，有用的动力可以由发动机(例如，通过诸如轴和齿轮的各种机械传动元件)而不是由CVP提供。这可以被称为“机械路径模式”。应当理解，有时可以在机械路径模式中使用转矩转换器和各种类似的装置。有鉴于此，机械路径模式可以简单地看作是一种动力传递模式，其中发动机而不是CVP提供有用的动力到特定的动力接收器(sink)。
发明内容
本发明公开一种用于提供多个传输模式的动力传动系和车辆。根据本公开内容的一个方面，一种用于具有发动机的车辆的动力传动系，包括变速器(variator)组件、和具有输出部件以及多个离合器装置的控制组件，所述多个离合器装置布置在变速器组件和发动机中的至少一个与输出部件与之间。第一无级变速动力源(“CVP”)可以转换来自发动机接收的旋转动力，用于传输至第二CVP。为了汇流各个输入的动力，变速器组件可以在第一输入端处接收来自第二CVP的动力并且可以在第二输入端处接收直接地来自发动机的旋转动力。在控制组件的第一状态中，所述多个离合器装置可以共同地提供动力在发动机和所述一个或多个输出部件之间的直接传递。在控制组件的第二状态中，所述多个离合器可以共同地提供动力在变速器和所述一个或多个输出部件之间的传递。
在某些实施例中，控制组件的第一离合器装置可以接收直接来自发动机的动力，控制组件的第二离合器装置经由变速器组件可以接收来自发动机和第二CVP的动力。在控制组件的第一状态中，第一离合器装置可以被接合和第二离合器装置可以分离。在控制组件的第二状态中，第一离合器装置可以分离，并且第二离合器装置可以被接合。
在某些实施例中，控制组件的第三离合器装置可以接收直接来自第二CVP的动力。在控制组件的第三状态中，第一离合器装置和第二离合器装置可以被分离和第三离合器装置可以被接合，以将来自第二CVP的动力直接传递到控制组件的输出部件。
在某些实施例中，第一离合器装置、第二离合器装置和第三离合器装置中的两个或更多可以被安装到单个轴或到多个同轴的轴。在某些实施例中，可以利用各种同轴的、平行的或其它的轴。变速器组件可以包括行星齿轮组，该行星齿轮组包括中心轮、环形齿轮和行星架。第二CVP可以将动力提供给中心齿轮并且发动机可以将动力提供给行星架。
一个或多个实施例的细节在所附附图和以下说明中描述。其它特征和优点从说明书、附图和权利要求中将变得显而易见。
附图说明
图1是可以包括根据本公开内容的多模式传动装置的示例车辆的侧视图；
图2是图1的示例车辆的示例动力传动系的示意图；
图3是图1的示例车辆的又一个示例动力传动系的示意图；
图4是图1的示例车辆的又一个示例动力传动系的示意图；和
图5是图1的示例车辆的另一个示例动力传动系的示意图。
在各个附图中相似的参考符号指示相同的元件。
具体实施方式
如在上面简要描述的附图中所示，以下描述所公开内容的动力传动系(或车辆)的一个或更多个示例性实施例。本领域技术人员可以设想对示例实施例的各种修改。
为了方便起见，可在本文中使用术语“部件”，特别是在行星齿轮组的情况下，以指示用于动力传递的元件，诸如中心齿轮、环形齿轮或行星齿轮架。此外，在各种实施例、配置中，对“无级(continuously)”变速器、动力传动系或动力源的引用将被理解为还包括“无限(infinitely)”变速器、动力传动系或动力源。
在下面的讨论中描述轴、齿轮和其他动力传递元件的各种示例配置。应当理解，在本公开内容的精神内的各种替代配置是可能的。例如，各种结构可以利用多个轴代替单个轴(或单个轴代替多个轴)，可以在多个轴或齿轮之间插入一个或多个惰齿轮，用于旋转动力的传递，依此类推。
如本文所用术语“直接”或“直接地”可以被用于指示在没有将动力转换成其他形式的情况下在两个系统元件之间的动力传递。例如，如果动力经由多个轴、离合器和齿轮(如各种正齿轮、伞齿轮、总各齿轮或其他齿轮)被传递，而没有通过CVP被转换成不同形式(例如，没有通过发电机或液压泵被转换成电动力或液压动力)，则该动力可以被认为是通过发动机“直接”传递到输出元件。在某些配置中，旋转动力通过变矩器的流体传递也可以是被认为是“直接”的。
与此相反，如果动力的某些部分在传递过程中被在转换成另一种形式，则可以不认为该动力是在两个系统元件之间“直接”传递。例如，如果发动机的动力的一部分通过CVP被转换成不同的形式，即使该部分动力后来被重新转换成旋转动力(例如，通过另外的CVP)并且然后与未转化的发动机动力重组(例如通过汇流行星齿轮或其他汇流组件)，可以不认为该动力是在发动机和输出部件之间“直接”传递。
另外，在这里所使用的术语“之间”可以参考动力传递元件的特定顺序或次序使用，而不是关于元件物理方向或位置。例如，如果动力经由离合器装置被路由到输出部件，不论发动机和输出部件是否在离合器装置的物理地相反两侧上，离合器装置可以被认为是在发动机和输出元件“之间”。
在使用无级(或无限)变速动力传动系时，在各种模式中的动力传递的相对效率可能被关注。将理解，例如，在使用第一CVP以将来自发动机的旋转动力转换成电动力或液压动力、将转换后的动力传递到第一CVP然后将被传递的动力转换回旋转动力的每个步骤中的动力损失可能是固有的。有鉴于此，动力的直接地从发动机的机械传递(即，在机械路径传递模式中)可以被视为动力传递的高效模式，而通过CVP传递动力(例如，在一个分开路径的传递模式或纯CVP传递模式中)可能效率较低。因此，在某些情况下，可能期望利用机械路传递模式，而不是分开路径模式或纯CVP模式。然而，在其他情况下，使用CVP提供的灵活性或其他优势可能超过分开路径或纯CVP模式的内在能量损失。
在其它的优点中，在本文中公开的动力传动系可以有用地便于在分开路径、机械路径和纯CVP模式之间转换，用于车辆或其他动力平台。例如，通过各种齿轮组、轴和离合器的适当的布置和控制，所披露的动力传动系允许车辆能够根据特定操作需要容易地在任何三种模式之间转换。
在预期的动力传动系的某些实施例中，发动机可以经由各种机械(或其他)动力传递元件(例如，各种轴和齿轮等)提供动力到变速器的第一输入部件(例如，汇流行星齿轮组的行星架)和第一CVP的输入接口(例如，用于旋转轴的花键连接)两者。第一CVP(例如，电或液压机械)可以将动力转换成不同形式(例如，电动力或液压动力)，用于传递到第二CVP(例如，另一个电动或液压机械)，以允许第二CVP提供旋转动力到变速器的第二输入(例如，汇流行星齿轮组的中心齿轮)。
控制组件可以设置为具有与一个或多个输出部件连通的至少第一离合器装置和第二离合器装置(例如，到动力变换变速器的输入轴)。离合器装置通常可以在输出部件(和车辆的各种动力接收器，诸如车辆轮、差速器、动力脱开轴等等)与一个或多个发动机和CVP之间定位。在某些实施例中，第一离合器装置和第二离合器装置可以被安装到单个轴(或一组同轴的轴)，其可以平行于到变速器的各种输入(例如，到行星齿轮组的各种输入)、发动机和CVP的输出轴等等旋转。在某些实施例中，第一离合器和第二离合器可以被安装到不同的轴，所述不同的轴中的每一个可以平行于到变速器的输入旋转。
控制组件的第一离合器装置可以直接地从发动机接收旋转动力。例如，第一离合器装置可以接合齿轮，该齿轮通过一个或多个齿轮连接与发动机连通的输出轴(例如，驱动变速器的第一输入部件的相同的输出轴)。这样，第一离合器装置可以提供用于从发动机到控制组件的输出的直接动力传递的可控动力传递路径。
控制组件的第二离合器装置可以接收来自变速器的输出元件的旋转动力(例如，行星齿轮组的环形齿轮)。例如，第二离合器装置可以接合齿轮，所述齿轮通过一个或多个齿轮连接与变速器连通的输出部件。这样，第二离合器装置可以提供用于从发动机和第二CVP通过变速器到控制组件的输出的动力传递的可控动力传递路径。
使用以上一般地描述的配置，接合第一离合器装置和分离第二离合器装置可以使动力传动系进入机械路径模式，引起动力从发动机通过第一离合器装置和控制组件直接地流动到控制组件的输出。在某些实施例中，这样的输出可以是附加动力传动系部件(例如，动力变换或其他变速器的输入)的输入，或者可以与附加动力传动系部件(例如，动力变换或其他变速器的输入)的输入接合。类似地，接合第二离合器装置和分离第一离合器装置可以使动力传动系进入分开路径模式，来自发动机和第二CVP的动力(诸如经由第一CVP由发动机提供动力)在通过第二离合器装置和控制组件流动到控制组件输出之前被汇流。
在某些实施例中，第三离合器装置也可以包括在控制组件的输出部件和一个或多个发动机和CVP之间的控制组件中。在某些实施例中，第三离合器装置可以被安装到与第一离合器装置和第二离合器装置相同的轴(或一组同轴的轴)。在某些实施例中，第三离合器装置可以被安装到与第一离合器装置和第二离合器装置的一个或者两者不相同的轴(例如，不同的平行轴)。
第三离合器装置可以直接地从第二CVP接收旋转动力。例如，第三离合器装置可以接合齿轮，所述齿轮通过一个或多个齿轮连接件与第二CVP的输出轴(例如，驱动变速器的第二输入部件的相同输出轴)连通。因此，接合第三离合器装置并分离第一离合器装置和第二离合器装置可以使动力传动系进入纯CVP模式，动力直接地从第二CVP通过第三离合器装置和控制组件流动到输出(例如，动力变换或其它变速器的输入)。在这样的结构中，第三离合器装置然后可以被分离，用于上述机械路径和分开路径模式。
如将从此讨论变得明显，所公开的动力传动系可以有利地用在各种设置和各种机械中。例如，现在参照图1，所公开的动力传动系的示例可以包括在车辆10中。在图1中，车辆10被描绘为具有动力传动系12a的拖拉机。然而，将会理解，其它配置是可行的，包括车辆10作为不同种类的拖拉机、收割机、伐木集材机、压路机、或各种其它工作车辆类型中的一种的车辆的配置。还将理解，所公开的动力传动系还可以用在非工作车辆和非车辆应用中(如，固定位置动力设施)。
还参照图2，动力传动系12的一种示例性配置被图示为动力传动系12a。动力传动系12a可以包括发动机20，发动机20可以是各种已知构造的内燃机。动力传动系12a还可包括可以通过导管32(例如，分别地，电气导管或液压导管)被连接的CVP 30(例如，发电机或液压泵)和CVP 34(例如，分别地，电动马达或液压马达)，其。
发动机20可以提供旋转动力到输出轴22，用于传递到车辆10的各种动力接收器(sink)(例如，车轮、动力输出(“PTO”)轴等等)。在某些实施例中，如由本公开内容所设想的那样，扭矩转换器或其他装置可以被包括在发动机20与轴22(或另外的轴(未示出))之间，尽管这种装置对于动力传动系12a的操作是没有必要的。此外，在某些实施例中，多个轴(未示出)，包括通过各种齿轮或其它动力传递装置互连的各个轴，或者等同动力传递装置(例如，链条、皮带等等)可以用于代替轴22(或本文中所讨论的各种其他轴)。
发动机20还可以提供旋转动力到CVP 30。例如，发动机输出轴22可以被构造成用于提供旋转动力到齿轮24或另一种动力传递部件(未示出)，用于传递来自发动机20的动力到在平行轴上的齿轮26上。反过来，齿轮26(经由平行轴)可以提供旋转动力到CVP 30。
接着，CVP 30可以将所接收的动力转换成代替形式(例如，电动力或液压动力)，用于在导管32上传递。这个被转换和传递的动力可以由CVP 34接收，并且然后由CVP 34重新转换，以提供旋转动力输出(例如，沿着输出轴36)。各种已知的控制装置(未示出)可以被提供来调节这种转换、传递、再转换等等。
发动机20和CVP 34可以分别地通过轴22和36(或各种类似的部件)提供旋转动力到变速器40。一般情况下，变速器40可以包括各种装置，这些装置能够汇流来自轴22和36的机械输入，用于组合的机械输出，如可能是有用的，例如，用于分开路径动力传递。在某些实施例中，如在图2中所描绘，变速器40可以被配置为汇流行星齿轮组。如所描绘的那样，轴22可以将动力提供给行星架44，轴36可以提供动力给中心齿轮42，并且行星齿轮46可以从行星架44与中心齿轮42两者传递动力到环形齿轮48。这可能是有用的构造，因为CVP 34能够以比发动机20更高的转速更有效地操作，其可以通过从中心齿轮42到行星架44的速度降低而被补偿。然而，可以理解，其它配置可以是可能的，发动机20提供旋转动力到中心齿轮42、行星架44和环形齿轮48中的任一个，CVP 34分别地向中心齿轮42、行星架44和环形齿轮48中的任何另一个以及中心齿轮42、行星架44和环形齿轮48中的剩余的一个提供旋转动力。
为了控制各种传递模式之间的转换，控制组件56可以被配置为接收直接来自发动机20、经由变速器40来自发动机20和CVP 34、和直接来自CVP 34的一个或多个的动力，并且将所接收的动力传递到各个下游部件。例如，在动力传动系12a中，控制组件56可以包括单个轴(或一组同轴的轴)58或各种其他输出部件，其可以连通车辆10的各种动力接收器或其它下游部件(未示出)，诸如各种车轮、一个或多个差速器、动力变换或其它变速器等等。轴58也可以连通(例如，接合)离合器装置62和64，离合器装置62和64可以以多种方式被构造成安装到轴58的湿式离合器、干式离合器、齿环离合器或其它类似装置。
离合器装置62可以连通齿轮68，齿轮68可以啮合(直接或间接)在发动机输出轴22上的齿轮24。因此，当离合器装置62被接合时，经由齿轮24和68以及离合器装置62，可以提供从发动机20到轴58的动力传递路径。(如所描绘的，齿轮24能够将动力从轴22传递到CVP30和齿轮68两者。然而，将理解，单独的齿轮(未示出)可以分开地将动力从发动机20分别地传递到齿轮26和68。)
类似地，离合器装置64可以与齿轮70连通，齿轮70可以(直接地或间接地)啮合变速器40的环形齿轮48(或者另外的输出部件)。因此，当离合器装置64被接合时，经由齿轮70和离合器装置64，可以提供从变速器40到轴58的动力传递路径。
以这种方式，例如，接合离合器装置62和分离离合器装置64可以使动力传递系12处于机械路径模式中，在机械路径模式中，旋转动力可以经由离合器装置62直接从发动机20传递至轴58。进一步，接合离合器装置64和分离离合器装置62可以使动力传递系12处于分开路径模式中，在分开路径模式中，来自发动机20和CVP 34二者的动力在经由离合器装置64传递至轴58之前在变速器40中合并。
还参考图3，描述另一示例性的动力传动系12b。动力传动系12b可以包括发动机120，其可以是具有各种已知的构造的内燃发动机。动力传动系12b还包括CVP 130(例如，发电机或液压泵)和CVP 134(例如，分别地，电动马达或液压马达)，其可以通过导管132被连接(例如，分别地，电气或液压导管)。
发动机120可以提供旋转动力到输出轴122，用于传递到车辆10的各种动力接收器(例如，车轮、PTO轴等等)。在某些实施例中，如本公开内容所考虑的那样，转矩变换器或其它装置可以被包括在发动机120和轴122(或另外的轴(未示出))之间，尽管这些装置对于动力传动系12b的操作是没有必要的。此外，在某些实施例中，多个轴(未示出)包括通过各种齿轮或其它动力传动装置互连的各个轴，或者等同的动力传动装置(例如，链条、皮带等)可以使用代替轴122(或本文中讨论的其他各种轴)。
轴122可以被配置为提供旋转动力到齿轮124，或者到另外的动力传递部件(未示出)，用于从发动机120传递动力到齿轮126。反过来，齿轮126可提供旋转动力到CVP 130，用于转换为代替形式(例如，电动力或液压动力)，用于在导管132上传递。这种被转换和被传递的动力然后可以由CVP 134重新转换，用于沿着输出轴136的机械输出。各种已知的控制装置(未示出)可以被提供来调节这种转换、传递、再转换等等。在某些实施例中，轴136可以与正齿轮138(或其他类似的部件)连通。
发动机120和CVP 134可以分别地经过轴122和136提供旋转动力到变速器140。通常，变速器140可以包括多种装置，这些装置能够汇流来自轴122和136的机械输入，用于组合的机械输出，如可能是有用的，例如，用于分开路径动力传递。在某些实施例中，如在图3中所示，变速器140可以被配置为汇流行星齿轮组。如图所示，轴122可以提供动力到行星架144，轴136可以提供动力到中心齿轮142，并且行星齿轮146可以将动力从行星架144和中心齿轮142两者传递至环形齿轮148。这可以是有用的配置，因为CVP 134可以以比发动机120更高的旋转速度更有效地操作，这可以通过从中心齿轮142到行星架144的减速被补偿。然而，应当理解，其它构造是可能的，其中发动机120提供旋转动力到中心齿轮142、行星架144和环形齿轮148中的任一个，CVP 134将旋转动力，分别地提供到中心齿轮142、行星架144和环形齿轮148中的任何另一个、以及中心齿轮142、行星架144和环形齿轮148中剩余的一个。
为了控制在各种传递模式之间的转换，控制组件156可以被配置为接收直接来自发动机120、经由变速器140来自发动机120和CVP 134、和直接来自CVP 134中的一个或多个的动力，并且将所接收的动力传递到各个下游部件组件。例如，在动力传动系12a上，控制组件156可以包括单个输出轴(或一组同轴输出轴)158或各种其他输出部件，其可以连通车辆10的各种动力接收器或其它下游部件(未示出)，诸如各个辆车轮、一个或多个差速器、动力变换或其它变速器等等。轴158也可以连通(例如，接合)离合器装置162，164和166，该离合器装置可以以多种方式被配置成安装到轴158的湿式离合器、干式离合器、齿环离合器或其它类似装置。
离合器装置162可以连通齿轮168，齿轮168可以啮合(直接或间接)在发动机输出轴122上的齿轮124。因此，当离合器装置162被接合时，经由齿轮124和168以及离合器装置162，可以提供从发动机120到轴158的动力传递路径。(如所描绘的，齿轮124能够将动力从轴122传递到CVP 130和齿轮168两者。然而，将理解，单独的齿轮(未示出)可以分别地将动力从发动机120分开地传递到齿轮126和168。)
相似地，离合器装置164可以连通齿轮170，齿轮170可以啮合(直接或间接)变速器140的环形齿轮148(或另外的输出部件)。因此，当离合器装置164被接合时，经由齿轮170和离合器装置164，可以提供从变速器140到轴158的动力传递路径。最后，离合器装置166可以与齿轮170连通，齿轮170可以啮合到轴158。因此，当离合器装置166被接合时，可以提供从CVP134经由齿轮138和齿轮172以及离合器装置166至轴158的动力传递路径。
以这种方式，例如，接合离合器装置162和分离离合器装置164和166可以使动力传递系12处于机械路径模式中，在机械路径模式中，旋转动力可以经由离合器装置162直接从发动机120传递至轴158。此外，接合离合器装置164和分离离合器162和166可以使动力传动系12b处于分开路径模式中，在分开路径模式中，来自发动机120和CVP 134两者的动力在经由离合器装置164被传递到轴158之前在变速器140中合并。最后，接合离合器装置166和分离离合器162和164可以使动力传动系12b处于“纯CVP模式”中，在“纯CVP模式”中旋转动力经由离合器装置166直接地从CVP 134传递到轴158。
还参考图4，描述另一个示例性的动力传动系12c。动力传动系12c可以包括发动机220，发动机220可以是具有各种已知构造的内燃机。动力传动系12c还可包括CVP 230(例如，发电机或液压泵)和CVP 234(例如，分别地，电动马达或液压马达)，其可以通过导管232(例如，分别地，电气导管或液压导管)被连接。
发动机220可以提供旋转动力到输出轴222，用于传递到车辆10的各种动力接收器(例如，车轮、PTO轴等等)。在某些实施例中，转矩变换器或其它装置可以被包括在发动机220和轴222(或另外的轴(未示出))之间，尽管这种装置对于动力传动系12c的操作是没有必要的，如本公开所考虑的。此外，在某些实施例中，多个轴(未示出)包括通过各种齿轮或其它动力传动装置互连的各个轴，或者等同的动力传动装置(例如，链条、皮带等)可以使用代替轴222(或此处讨论的其他各种轴)。
轴222可以被配置为提供旋转动力到齿轮224，或者到另外的动力传递部件(未示出)，用于从发动机220传递动力到齿轮226。反过来，齿轮226可提供旋转动力到CVP 230，用于转换为代替形式(例如，电动力或液压动力)，用于在导管232上传递。这种被转换和被传递的动力然后可以由CVP 234重新转换，用于沿着输出轴236的机械输出。各种已知的控制装置(未示出)可以被提供来调节这种转换、传递、再转换等等。在某些实施例中，轴236可以与正齿轮138(或其他类似的部件)连通。
发动机220和CVP 234都可以分别地经过轴222和236提供旋转动力到变速器240。通常，变速器240可以包括多种装置，这些装置能够汇流来自轴222和236的机械输入，用于组合的机械输出，如可能是有用的，例如，用于分开路径动力传递。在某些实施例中，如在图4中所示，变速器240可以被配置为汇流行星齿轮组。如图所示，轴222可以提供动力到行星架244，轴236可以提供动力到中心齿轮242，并且行星齿轮246可以将动力从行星架244和中心齿轮242两者传递至环形齿轮248。这可以是有用的配置，因为CVP 234可以以比发动机220更高的旋转速度更有效地操作，这可以通过从中心齿轮242到行星架244的减速被补偿。然而，应当理解，其它构造是可能的，其中发动机220提供旋转动力到中心齿轮242、行星架244和环形齿轮248中的任一个，CVP 234将旋转动力分别地提供到中心齿轮242、行星架244和环形齿轮248中的任何另一个、以及中心齿轮242、行星架244和环形齿轮248中剩余的一个。
为了控制在各种传递模式之间的转换，控制组件256可以被配置为接收直接来自发动机220、经由变速器240来自发动机220和CVP 234、和直接来自CVP 234中的一个或多个的动力，并且将所接收的动力传递到各个下游部件组件。例如，在动力传动系12c中，控制组件256可以包括单个输出轴(或一组同轴输出轴)258和轴260，其可以连通车辆10的各种动力接收器或其它下游部件(未示出)，诸如各种车辆车轮、一个或多个差速器、动力变换或其它变速器等等。轴258也可以连通(例如，接合)离合器装置262和266，该离合器装置可以以多种方式被配置成安装到轴258的湿式离合器、干式离合器、齿环离合器或其它类似装置。类似地，轴260也可以连通(例如，接合)离合器装置264，离合器装置264可以以多种方式被配置成安装到轴260的湿式离合器、干式离合器、齿环离合器或其它类似装置。应当理解的是，其他配置是可能的，包括具有与轴258和260或者与另外的轴接合的离合器装置262、264和266的不同组合的配置，所述另外的轴用于结合离合器装置262、264和266中的一个或多个。
离合器装置262可以连通齿轮268，齿轮268可以啮合(直接或间接)在发动机输出轴222上的齿轮224。因此，当离合器装置262被接合时，经由齿轮224和268与离合器装置262，可以提供从发动机220到轴258的动力传递路径。(如所描绘的，齿轮224能够将动力从轴222传递到CVP 230和齿轮268两者。然而，将理解，单独的齿轮(未示出)可以分别地将动力从发动机220分开地传递到齿轮226和268。)
类似地，离合器装置264可以连通齿轮270，齿轮270可以啮合(直接或间接)变速器240的环形齿轮248(或另外的输出部件)。因此，当离合器装置264被接合时，经由齿轮270和离合器装置264，可以提供从变速器240到轴258的动力传递路径。最后，离合器装置266可以与齿轮270连通，齿轮270可以啮合(直接或者间接)在CVP 234的输出轴236上的齿轮138。因此，当离合器装置266被接合时，可以提供从CVP 234经过齿轮138和齿轮272以及离合器装置266到轴258的动力传递路径。
以此方式，例如，接合离合器装置262和分离离合器264和266可以使动力传动系12c处于机械路径模式中，在机械路径模式中，旋转动力从发动机220经由离合器装置262被直接地传递到轴258。此外，接合离合器装置264和分离离合器262和266可以使动力传动系12c处于分开路径模式中，在分开路径模式中，来自发动机220和CVP 234两者的动力在经由离合器装置264被传递到轴258之前在变速器240中合并。最后，接合离合器装置266和分离离合器262和264可以使动力传动系12c处于“纯CVP模式”中，在“纯CVP模式”中旋转动力经由离合器装置266直接地从CVP 234传递到轴258。
各种其它配置也是可能的。例如，在某些实施例中(包括类似于上面介绍的实施例)，第一CVP可以与发动机和变速器串联设置。还参考图5，例如，动力传动系12d可以基本上类似于图4的动力传动系12c。然而，在动力传动系12d中，CVP 230a可以设置在发动机220和变速器240之间，使得发动机220提供动力到串联的CVP 230a和变速器240。
如以上所指出的，在某些实施例中，多个平行(或其他)轴，包括平行和非同轴的轴，可用于所披露的动力传动系的各种功能。例如，如图4所示，控制组件256的各种离合器装置262、264和266可以布置在多个平行和非同轴的轴258和260上。分别地传递到轴258和260的旋转动力可以用于不同功能，或者以各种已知方式再组合(例如，通过另外的汇流行星齿轮组)。其他配置也是可能的，包括具有不同数量和布置的各种轴的配置。
在某些实施例中，离合器装置262、264和266的相对于各个相关轴的各种其它配置，可以被替代地(或附加地)利用。例如，在轴260连通车辆10的PTO轴并且纯CVP模式被期望主要地用于PTO操作时，离合器装置262和264可以被安装到轴258，离合器装置266可以被安装到轴260。在某些实施例中，图2和3的各种离合器装置62，64，162，164和166(或各种其他离合器装置(未示出))也可以被安装到各种不同的平行(或其他)轴。
控制组件56，156，256(或其它控制组件)的离合器装置可以由具有已知构造的致动器(未示出)控制。这些致动器进而可以被传动控制单元(“TCU”)(未示出)控制，传动控制单元可以经由车辆10的CAN总线(未示出)接收来自各种传感器或装置(未示出)的各种输入。在某些实施例中，可以例如按照包含在TCU中或者由TCU执行的编程式或硬连线式变换控制逻辑控制各种控制组件。
类似地，可以通过各种已知手段来控制由本公开内容关注的各种CVP(例如，CVP30，32，130，132，230，232，和230a)。例如，TCU或其他控制器可以基于来自各种传感器或其它控制器、各种编程式或连线式控制措施等等来控制CVP的输出速度(或其它特征)。被转换的动力在CVP和诸如电池或其它能量存储装置(未示出)的各种中间装置之间的传递(例如，在CVP 30和32之间)也可被类似地控制。
在某些实施例中，另外的齿轮组(例如，一组系列齿轮)可以设置在车辆10的动力传动系12的被描述的部件和各种动力接收器(例如，差动器或PTO轴(未示出))之间。例如，各种配置的传动装置(例如，多速系列传动装置，如具有动力变换能力的湿式系列离合器箱，或具有各种同步器的系列动力变换箱)可以设置在各种离合器装置62，64，162，164，166，262，264，266等等的下游，用于进一步调节速度和扭矩以提供运动到各种车辆动力接收器。
在某些实施例中，所公开的变速器(例如，变速器40，140和240)可以一般地提供在(例如，下游动力变换传送装置的)特定齿轮范围内的可无限变化的控制。因而，所公开的变速器可以用来有用地解决在相关车辆或者其他平台中的瞬变速度响应(例如，由于齿轮之间的变换，地面速度中的变化等等)，传统发动机可以被用于有用地解决任何转换扭矩需求(例如，由于在车辆负载中的变化)，并且相关控制组件可以在适当的传递模式之间切换。
在某些实施例中，所公开的系统可以允许各种车辆(或其它)平台的相对简单的定制。例如，可以设置标准发动机、标准变速器和标准控制组件部件用于各种车辆平台，通过包括控制组件的下游的特定的传动装置(并且如何适用的话，通过其他定制)，解决任何特定平台的需求。
本文所用的术语是仅仅为了描述特定的实施例的目的，并且不旨在限制本公开内容。如本文所用，单数形式的“a”，“an”和“the”意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。应当进一步理解的是，在本说明书中任何术语“包括”和/或“包含”的使用表示所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在或添加。
为了图示和描述的目的已经呈现本公开内容的描述，但是并非意在穷举或将其限于所公开的形式。在不背离本公开内容的范围和精神的情况下的许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见地的。在此显式引用的实施例被选择和描述，以最好地说明本发明的原理及其实际应用，并且能够使本领域普通技术人员中的其他人能够理解本公开内容并且认识到对所描述的实施例的许多替换、修改和变化。因此，各种其它实施例在以下权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种用于包括发动机的车辆的动力传动系，所述动力传动系包括：
变速器组件，该变速器组件被配置成用于在变速器组件的第一输入部件处接收直接地来自发动机的旋转动力；
第一无级变速动力源，第一无级变速动力源被配置成用于接收来自发动机的旋转动力，并且将所接收的旋转动力转换成不同形式；
第二无级变速动力源，第二无级变速动力源被配置成用于接收来自第一无级变速动力源的被转换动力，将所接收的被转换动力转换成旋转动力，并且提供旋转动力到变速器组件的第二输入部件；和
控制组件，该控制组件具有一个或多个输出部件和多个离合器装置，每一个离合器装置布置在变速器组件和发动机中的至少一个与所述一个或多个输出部件之间，控制组件配置成用于接收来自变速器组件和发动机的动力并且经由所述多个离合器装置中的至少一个将所接收到的动力传递到所述一个或多个输出部件；
其中，在控制组件的第一状态中，所述多个离合器装置共同地提供动力仅从发动机至所述一个或多个输出部件的直接传递，而未从第二无级变速动力源传递动力；
其中，在控制组件的第二状态中，所述多个离合器装置将通过变速器组件从发动机和第二无级变速动力源两者所接收的动力共同地传递到所述一个或多个输出部件；
其中，在控制组件的第三状态中，所述多个离合器装置共同地提供动力仅从第二无级变速动力源至所述一个或多个输出部件的直接传递，而未直接传递来自发动机的动力；
其中所述多个离合器装置包括：第一离合器装置，该第一离合器装置接收直接地来自发动机的动力；第二离合器装置，该第二离合器装置经由变速器组件接收来自发动机和第二无级变速动力源两者的动力；和第三离合器装置，该第三离合器装置接收直接地来自第二无级变速动力源的动力；
其中，在控制组件的第一状态中，第一离合器装置被接合，以从发动机传递动力到所述一个或多个输出部件，并且第二离合器装置被分离，以使变速器组件从所述一个或多个输出部件断开连接；
其中，在控制组件的第二状态中，第一离合器装置被分离，并且第二离合器装置被接合，以将动力从变速器组件传递到所述一个或多个输出部件；以及
其中，在控制组件的第三状态中，第一离合器装置和第二离合器装置分离，并且第三离合器装置被接合，以将直接地来自第二无级变速动力源的动力传递到所述一个或多个输出部件。
2.根据权利要求1所述的动力传动系，其中所述一个或多个输出部件包括一个或多个轴，第一离合器装置和第二离合器装置被安装到位于控制组件中的所述一个或多个轴，所述一个或多个轴与发动机的输出轴和第二无级变速动力源的输出轴中的至少一个平行地旋转。
3.根据权利要求2所述的动力传动系，其中第一离合器装置和第二离合器装置被布置在所述一个或多个轴中的单个轴上，或被布置在所述一个或多个轴中的一组同轴的轴上。
4.根据权利要求1所述的动力传动系，其中第一离合器装置、第二离合器装置和第三离合器装置中的至少一个被安装到第一轴，并且第一离合器装置、第二离合器装置和第三离合器装置中的至少另一个被安装到平行于第一轴旋转的第二轴。
5.根据权利要求1所述的动力传动系，其中变速器组件包括具有行星架、中心齿轮和环形齿轮的行星齿轮组；并且
其中第一输入部件包括行星架、中心齿轮和环形齿轮中的一个，并且第二输入部件包括行星齿轮组的行星架、中心齿轮和环形齿轮中的另一个。
6.根据权利要求1所述的动力传动系，其中第一无级变速动力源接收来自与变速器组件的第一输入部件串联的发动机的旋转动力，第一无级变速动力源位于发动机和变速器组件之间。
7.一种具有发动机的车辆，所述车辆包括：
变速器组件，该变速器组件配置成用于在变速器组件的第一输入部件处接收直接地来自发动机的旋转动力；
第一无级变速动力源，该第一无级变速动力源被配置成用于接收来自发动机的旋转动力，并且将所接收的旋转动力转换成不同形式；
第二无级变速动力源，该第二无级变速动力源被配置成用于接收来自第一无级变速动力源的被转换动力，将所接收的被转换动力转换成旋转动力，并且提供旋转动力到变速器组件的第二输入部件；和
控制组件，该控制组件具有一个或多个输出部件和多个离合器装置，每一个离合器装置布置在变速器组件和发动机中的至少一个与所述一个或多个输出部件之间，控制组件被配置成用于接收来自变速器组件和发动机的动力并且经由所述多个离合器装置中的至少一个将所接收到的动力传递到所述一个或多个输出部件；
其中，在控制组件的第一状态中，多个离合器装置共同地提供动力仅从发动机至所述一个或多个输出部件的直接传递，而未从第二无级变速动力源传递动力；并且
其中，在控制组件的第二状态中，所述多个离合器装置将通过变速器组件从发动机和第二无级变速动力源两者所接收的动力共同地传递到所述一个或多个输出部件；
其中，在控制组件的第三状态中，所述多个离合器装置共同地提供动力仅从第二无级变速动力源至所述一个或多个输出部件的直接传递，而未直接传递来自发动机的动力；
其中，所述多个离合器装置包括：第一离合器装置，第一离合器装置接收直接地来自发动机的动力；第二离合器装置，第二离合器装置接收经由变速器组件来自发动机和第二无级变速动力源两者的动力；和第三离合器装置，该第三离合器装置接收直接地来自第二无级变速动力源的动力；
其中，在控制组件的第一状态中，第一离合器装置被接合，以从发动机传递动力到所述一个或多个输出部件，并且第二离合器装置被分离，以使变速器组件从所述一个或多个输出部件断开连接；
其中，在控制组件的第二状态中，第一离合器装置被分离，并且第二离合器装置被接合，以将动力从变速器组件传递到所述一个或多个输出部件；以及
其中，在控制组件的第三状态中，第一离合器装置和第二离合器装置分离，并且第三离合器装置被接合，以将直接地来自第二无级变速动力源的动力传递到所述一个或多个输出部件。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述一个或多个输出部件包括一个或多个轴，第一离合器装置和第二离合器装置被安装到位于控制组件中的所述一个或多个轴，所述一个或多个轴与发动机的输出轴和第二无级变速动力源的输出轴中的至少一个平行地旋转。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中第一离合器装置和第二离合器装置被布置在所述一个或多个轴中的单个轴上，或被布置在所述一个或多个轴中的一组同轴的轴上。
10.根据权利要求7所述的车辆，其中第一离合器装置、第二离合器装置和第三离合器装置中的至少一个被安装到第一轴，并且第一离合器装置、第二离合器装置和第三离合器装置中的至少另一个被安装到平行于第一轴旋转的第二轴。
11.根据权利要求7所述的车辆，其中变速器组件包括具有行星架、中心齿轮和环形齿轮的行星齿轮组；并且
其中第一输入部件包括行星架、中心齿轮和环形齿轮中的一个，并且第二输入部件包括行星齿轮组的行星架、中心齿轮和环形齿轮中的另一个。
12.根据权利要求7所述的车辆，其中第一无级变速动力源接收来自与变速器组件的第一输入部件串联的发动机的旋转动力，第一无级变速动力源位于发动机和变速器组件之间。
13.一种用于包括发动机的车辆的动力传动系，所述动力传动系包括：
变速器组件，该变速器组件被配置成用于在变速器组件的第一输入部件处接收直接地来自发动机的旋转动力；
第一无级变速动力源，第一无级变速动力源被配置成用于接收来自发动机的旋转动力，并且将所接收的旋转动力转换成不同形式；
第二无级变速动力源，第二无级变速动力源被配置成用于接收来自第一无级变速动力源的被转换动力，将所接收的被转换动力转换成旋转动力，并且提供旋转动力到变速器组件的第二输入部件；和
控制组件，该控制组件具有一个或多个输出部件、平行于发动机的输出轴和第二无级变速动力源的输出轴中的至少一个旋转的一个或多个传动轴、通过所述一个或多个传动轴直接连通所述一个或多个输出部件的第一离合器装置、通过所述一个或多个传动轴直接连通所述一个或多个输出部件的第二离合器装置、以及第三离合器装置，该第三离合器装置经由所述一个或多个传动轴与所述一个或多个输出部件直接连通，第一离合器装置接收直接地来自发动机、用于传递到所述一个或多个输出部件的动力，并且第二离合器装置接收来自变速器组件、用于传递到所述一个或多个输出部件的动力，第三离合器装置接收直接地来自第二无级变速动力源的动力；
其中，在控制组件的第一状态中，第一离合器装置被接合，以仅从发动机传递动力到所述一个或多个输出部件，并且第二离合器装置被分离，以使变速器组件从所述一个或多个输出部件断开连接，以阻止从第二无级变速动力源传递动力；
其中，在控制组件的第二状态中，第一离合器装置被分离，并且第二离合器装置被接合，以将来自发动机和第二无级变速动力源两者的动力传递到所述一个或多个输出部件；以及
其中，在控制组件的第三状态中，第一离合器装置和第二离合器装置分离，并且第三离合器装置被接合，以将仅来自第二无级变速动力源的动力直接地传递到所述一个或多个输出部件。
14.根据权利要求13所述的动力传动系，其中第一离合器装置和第二离合器装置被布置在所述一个或多个传动轴中的单个轴和所述一个或多个传动轴中的一组同轴的轴中的至少一种上。
15.根据权利要求13所述的动力传动系，其中第一离合器装置、第二离合器装置和第三离合器装置被布置在所述一个或多个传动轴中的单个轴和所述一个或多个传动轴中的一组同轴的轴中的至少一种上。
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