CN106794759A - 双驱动动力传动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(101；102；103)的双驱动动力传动系统(201；202；203)，动力传动系统包括：动力源(3)；与动力源(3)驱动地接合的静压泵(4)；第一车轴(11a)；第二车轴(11b)；与静压泵(4)流体连通的第一静压单元(5a)，第一静压单元(5a)与第一车轴(11a)驱动地接合或选择性地驱动接合，且第一静压单元(5a)不能与第二车轴(11b)驱动地接合；与静压泵(4)流体连通的第二静压单元(5b)，第二静压单元(5b)与第二车轴(11b)驱动地接合或选择性地驱动接合，且第二静压单元(5b)不能与第一车轴(11a)驱动地接合；以及控制单元(30)，控制单元(30)适于控制静压泵(4)、第一静压单元(5a)和第二静压单元(5b)中的至少一个的液压排量。本发明还涉及一种包括所述双驱动动力传动系统(201；202；203)的车辆(101；102；103)。

Description

双驱动动力传动系统
技术领域
本发明涉及一用于车辆的双驱动动力传动系统。本发明还涉及一种包括所述动力传动系统的车辆，特别是诸如农用车辆或轮式装载机之类的非公路车辆。
背景技术
从现有技术中已知的双驱动静压传动的动力传动系统典型地包括与静压泵驱动接合的动力源以及与静压泵流体连通的两个静压马达。一般地，第一静压马达的输出转矩和第二静压马达的输出转矩在加和齿轮箱(summing gearbox)中加和。加和的转矩从加和齿轮箱的输出轴传递至至少一个车轴或轮轴。典型地，使用至少一个驱动轴和至少一个锥齿轮组来实现从加和齿轮箱的输出轴至车轴的转矩传递。
为了改善动力传动系统的总体传动效率并为了减少能量消耗，加和齿轮箱通常构造成使得马达输出转矩与加和齿轮箱的输出转矩之比对于两个马达是不同的。例如，对于第一马达而言的所述比例小于对于第二马达而言的所述比例。在该情形下，动力传动系统通常配置成使得第一马达可在较高的车速下脱离，以避免第一马达的超速。因而，在低车速下，两个马达都用于提供最大输出转矩，而在高车速下，例如高于阈值车速时，仅第二马达接合。以此方式可减小能量消耗和总体损耗。
然而，尽管有这些改进，但仍存在对于更高效率的传动系统的需求。尤其在非公路车辆市场中，对于允许传动适于诸如车速或路面条件之类的不同驾驶工况的动力传动系统的需求日益增长。
发明内容
因而，作为本发明的基础的技术问题包括提供一种带有改进的能量效率和灵活性的双驱动动力传动系统。
该问题由根据权利要求1的双驱动动力传动系统以及包括所述双驱动动力传动系统的车辆所解决。
现提出的双驱动动力传动系统至少包括：
动力源；
与动力源驱动地接合的静压泵；
第一车轴；
第二车轴；
与静压泵流体连通的第一静压单元，第一静压单元与第一车轴驱动地接合或选择性地驱动接合，且第一静压单元不能与第二车轴驱动地接合；
与静压泵流体连通的第二静压单元，第二静压单元与第二车轴驱动地接合或选择性地驱动接合，且第二静压单元不能与第一车轴驱动地接合；以及
控制单元，控制单元适于控制静压泵和/或第一静压单元和/或第二静压单元的液压排量。
换言之，第一静压单元仅与或仅可与第一车轴驱动地接合，第二静压单元仅与或仅可与第二车轴驱动地接合。与下列事实结合：控制单元构造成控制静压泵、第一静压单元和第二静压单元中至少一个或全部的液压排量，由此控制单元适于以特别灵活的方式控制第一车轴和第二车轴处提供的转矩。控制单元还被称作中央液压差速器。例如，控制单元可适于基于当前驾驶状况或基于由车辆操作者提供的输入信号控制第一车轴和第二车轴处提供的转矩。
控制单元可取代用于上述从现有技术中已知的双驱动动力传动系统中的加和齿轮箱、驱动轴和锥齿轮组。换言之，第一静压单元的输出轴可能或能够与第一车轴驱动地接合，而不需要齿轮箱、驱动轴和锥齿轮组中的至少一个或每个。额外地或替代地，第二静压单元的输出轴可能或能够与第二车轴驱动地接合，而不需要齿轮箱、驱动轴和锥齿轮组中的至少一个或每个。通过以此方式减少传动零件的数量，减少了总体传动损耗并改善了传动效率。此外，移除任何驱动轴、齿轮箱和锥齿轮组降低了动力传动系统的生产成本和总体重量，延长了动力传动系统的寿命并提供了更好的零件安装自主性。
动力源可例如为内燃机或电动马达。静压泵可为可变排量泵，诸如本领域中已知的轴向活塞泵或径向活塞泵。第一静压单元和第二静压单元中的至少一个可为可变排量静压马达，诸如本领域中已知的轴向活塞马达或径向活塞马达。优选地，第一静压单元和第二静压单元中的至少一个是可逆静压马达，其输出轴构造为沿两个方向转动。与第一静压单元流体连通的静压泵可包括使用阀而流体连接或选择性地流体连接至第一静压单元的静压泵。与第二静压单元流体连通的静压泵可包括使用阀而流体连接或选择性地流体连接至第二静压单元的静压泵。第一静压单元和第二静压单元可并联地与静压泵流体连通或可构造成例如通过一个或多个流体控制阀并联地与静压泵流体连通。这典型地包括：静压泵和静压单元流体连通使得静压泵施加或可施加相同的流体压力至第一静压单元和第二静压单元。
控制单元可构造成：控制包括静压泵、第一静压单元和第二静压单元的液压回路，使得由动力源提供的机械能或输出转矩或者所述能量/输出转矩的一部分可根据多种组合在第一车轴与第二车轴之间分配。
在某实施例中，所提出的双驱动动力传动系统包括第一离合装置，第一离合装置构造成将第一静压单元的输出轴与第一车轴选择性地驱动接合。即，第一离合装置构造成将第一静压单元的输出轴与第一车轴驱动地接合或将第一静压单元的输出轴与第一车轴脱离。额外地或替代地，所提出的双驱动动力传动系统可包括第二离合装置，第二离合装置构造成将第二静压单元的输出轴与第二车轴选择性地驱动接合。即，第二离合装置构造成将第二静压单元的输出轴与第二车轴驱动地接合或将第二静压单元的输出轴与第二车轴脱离。控制单元可适于控制第一离合装置和第二离合装置中的至少一个。额外地或替代地，离合装置可构造成基于由车辆操作者通过诸如踏板、手柄或按钮之类的对应的输入装置提供的输入信号被致动。
在所提出的双驱动动力传动系统的另一实施例中，第一静压单元的输出轴或第一离合装置的输出轴与第一车轴或第一车轴的第一差速器直接驱动接合。在此和下文中，术语车轴与轴之间或两个轴之间的“直接驱动接合”可包括固定至相应的车轴/轴的齿轮彼此直接接合；固定至相应车轴/轴的所述齿轮通过一个或多个惰轮而不通过任何其它传动零件驱动地接合；或是相应的车轴/轴通过链条或带彼此直接接合。
第一静压单元可直接连接至第一差速器或甚至整合入第一车轴差速器中。通常地，第一差速器的输入构造为或包括可取代传统环形齿轮的齿轮。典型地，第一静压单元的输出轴垂直于第一车轴布置。由此，在传动系统的第一静压单元与第一差速器的输入之间不需要小齿轮。在该实施例中，第一静压单元的输出轴、或替代地第一离合装置的输出轴与第一车轴、或替代地第一差速器之间的机械传动不包括齿轮箱、驱动轴或锥齿轮组。由于传统的车轴锥齿轮组可能引起显著的损耗，故而本文提出的传动系统的效率可相对于现有技术中已知的传动系统显著地增加。特别地，第一静压单元可直接设置在第一车轴处。这可能包括第一静压单元与第一车轴之间的距离小于一米、小于半米或小于30厘米。甚至可想到，所提出的双驱动动力传动系统的特征是在第一车轴处没有差速器。替代地，双驱动动力传动系统可包括布置在第一车轴处的两个(第一)静压单元，每个(第一)静压单元连接至第一车轴的两个半轴中的一个。
额外地或替代地，第二静压单元的输出轴或第二离合装置的输出轴可与第二车轴或第二车轴的第二差速器直接驱动接合。第二静压单元可直接连接至第二差速器或甚至整合入第二车轴差速器中。通常，第二差速器的输入构造为或包括可取代传统环形齿轮的齿轮。典型地，第二静压单元的输出轴垂直于第二车轴布置。由此，在传动系统的第二静压单元与第二差速器的输入之间不需要小齿轮。在该实施例中，第二静压单元的输出轴、或替代地第二离合装置的输出轴与第二车轴、或替代地第二差速器之间的机械传动不包括齿轮箱、驱动轴或锥齿轮组。特别地，第二静压单元可直接设置在第二车轴处。这可能包括第二静压单元与第二车轴之间的距离小于一米、小于半米或小于30厘米。同样可想到，所提出的双驱动动力传动系统的特征是在第二车轴处没有差速器。替代地，双驱动动力传动系统可包括布置在第二车轴处的两个(第二)静压单元，每个(第二)静压单元连接至第二车轴的两个半轴中的一个。
在所提出的双驱动动力传动系统的另一实施例中，第一静压单元通过带有双比例功能的第一机械齿轮箱与第一车轴选择性地驱动接合。在该情形下，第一机械齿轮箱的输出轴优选地与第一车轴或第一差速器的输入轴直接驱动接合。额外地或替代地，第二静压单元可通过带有双比例功能的第二机械齿轮箱与第二车轴选择性地驱动接合，其中，第二机械齿轮箱的输出轴优选地与第二车轴或第二差速器的输入轴直接驱动接合。在第一静压单元与第一车轴之间或在第二静压单元与第二车轴之间包括附加的机械齿轮箱添加了在第一车轴与第二车轴之间分配由动力源提供的机械能或输出转矩或所述能量/输出转矩的一部分的其它可能性，从而增加了双驱动动力传动系统的灵活性和多功能性。
在另一实施例中，所提出的双驱动动力传动系统包括至少一个流体控制阀，用于将静压泵选择性地流体连接至第一静压单元和/或第二静压单元。至少一个流体控制阀可具有至少三个控制状态，这些控制状态对应于包括静压泵、第一静压单元和第二静压单元的液压回路的不同配置。
液压回路和流体控制阀可配置成：当流体控制阀处于第一控制状态时，静压泵并联地与第一静压单元和第二静压单元流体连通。液压回路和流体控制阀可配置成：当流体控制阀处于第二控制状态时，静压泵与第一静压单元流体连通并与第二静压单元流体断开。且液压回路和流体控制阀可配置成：当流体控制阀位于第三控制状态时，静压泵与第二静压单元流体连通并与第一静压单元流体断开。在另一实施例中，流体控制阀还可具有第四控制状态。液压回路和流体控制阀则可配置成：当流体控制阀位于第四控制状态时，静压泵与第一静压单元和第二静压单元流体断开。
典型地，静压泵、第一静压单元和第二静压单元均具有第一流体端口和第二流体端口。在所提出的双驱动动力传动系统的另一实施例中，至少一个流体控制阀包括第一流体控制阀和第二流体控制阀。第一流体控制阀和第二流体控制阀可被连接成：使得静压泵的第一流体端口可通过第一流体控制阀选择性地流体连接至第一静压单元的第一流体端口和第二静压单元的第一流体端口；且静压泵的第二流体端口可通过第二流体控制阀选择性地流体连接至第一静压单元的第二流体端口和第二静压单元的第二流体端口。
连接静压泵、第一静压单元和第二静压单元、第一流体控制阀和第二流体控制阀的流体管线还可被构造成：
在上述第一控制状态中，第一流体控制阀将静压泵的第一流体端口流体连接至第一静压单元和第二静压单元的第一流体端口，且第二流体控制阀将静压泵的第二流体端口流体连接至第一静压单元和第二静压单元的第二流体端口；
在上述第二控制状态中，第一流体控制阀和第二控制阀将静压泵的第一流体端口和第二流体端口流体连接至第一静压单元的第一流体端口和第二流体端口，并将静压泵与第二静压单元流体断开；以及
在上述第三控制状态中，第一流体控制阀和第二控制阀将静压泵的第一流体端口和第二流体端口流体连接至第二静压单元的第一流体端口和第二流体端口，并将静压泵与第一静压单元流体断开。
至少一个流体控制阀还增加了在第一静压单元与第二静压单元之间或在第一车轴与第二车轴之间分配由动力源提供的机械能或输出转矩或所述能量/输出转矩的一部分的可能性，从而增加了双驱动动力传动系统的灵活性和多功能性。
在另一实施例中，所提出的双驱动动力传动系统包括液压蓄能器组件。蓄能器组件连接至液压回路，使得蓄能器组件适于与静压泵和/或第一静压单元和/或第二静压单元流体连通。液压蓄能器组件和液压回路通常被连接成：可通过将静压能量从静压泵和/或第一静压单元和/或第二静压单元传递至蓄能器组件而充载蓄能器组件；或可通过将静压能量从蓄能器组件传递至第一静压单元和/或第二静压单元而卸载蓄能器组件。
通常，蓄能器组件包括至少一个高压蓄能器和至少一个低压蓄能器。优选地，高压蓄能器中的静压压力被保持在包括静压泵、第一静压单元和第二静压单元的液压回路中的工作压力的压力范围内。典型地，高压蓄能器中的静压压力至少为100巴。额外地或替代地，高压蓄能器中的静压压力可高达500巴。低压蓄能器中的静压压力通常保持为闭合液压回路的回流管线中的静压压力。低压蓄能器中的静压压力可至少为30巴。额外地或替代地，低压蓄能器中的静压压力可高达30巴。
双驱动动力传动系统可附加地包括至少一个蓄能器阀，用于将蓄能器组件选择性地流体连接至静压泵、第一静压单元和第二静压单元中的至少一个或每个。蓄能器阀可具有至少三个控制位置。连接蓄能器组件、蓄能器阀和液压回路的流体管线可布置成：当蓄能器阀位于第二控制位置中时，蓄能器组件与静压泵、第一静压单元和第二静压单元流体断开；且当蓄能器阀位于第一控制位置或第三控制位置中时，液压蓄能器组件与静压泵、第一静压单元和第二静压单元并联地流体连通。
例如，位于第一控制位置中的蓄能器阀可包括：将高压蓄能器流体连接至静压泵和静压单元的第一流体端口并将低压蓄能器流体连接至静压泵和静压单元的第二流体端口的蓄能器阀。位于第三控制位置中的蓄能器阀可包括：将高压蓄能器流体连接至静压泵和静压单元的第二流体端口并将低压蓄能器流体连接至静压泵和静压单元的第一流体端口的蓄能器阀。
在所提出的双驱动动力传动系统的其它实施例中，控制单元适于例如根据控制算法，基于至少一个传感器信号来控制至少一个控制装置。
控制装置还可包括以下中的至少一个或每个：
用于控制静压泵的液压排量的致动器；
用于控制第一静压单元的液压排量的致动器；
用于控制第二静压单元的液压排量的致动器；
至少一个流体控制阀，用于将静压泵选择性地流体连接至第一静压单元和/或第二静压单元；
蓄能器阀，用于将液压蓄能器组件选择性地流体连接至静压泵、第一静压单元和第二静压单元中的至少一个或每个；
第一离合装置，用于使第一静压单元与第一车轴选择性地驱动接合；以及
第二离合装置，用于使第二静压单元与第二车轴选择性地驱动接合；
带有双比例功能的第一机械齿轮箱；以及
带有双比例功能的第二机械齿轮箱，用于使第二静压单元与第二车轴选择性地驱动接合。
传感器信号可标示以下中的至少一个或每个：
静压泵的液压排量；
第一静压单元的液压排量；
第二静压单元的液压排量；
动力源的输出轴的转速；
第一车轴的转速；
第二车轴的转速；
高压蓄能器中的静压压力；
低压蓄能器中的静压压力；以及
至少一个车胎的充气压力。
所提出的双驱动动力传动系统典型地包括至少一个传感器，用于检测传感器信号/多个传感器信号。传感器可包括一个或多个液压排量传感器、一个或多个(旋转)速度传感器、一个或多个转矩传感器、一个或多个静压压力传感器和/或一个或多个充气压力传感器。控制单元可适于电子地控制至少一个控制装置。例如，控制装置可通过来自控制单元的电子信号控制。控制单元可基于至少一个或每个传感器信号控制每个控制装置。控制单元可适于独立地控制控制装置。控制致动器来改变静压泵、第一静压单元或第二静压单元的液压排量可包括：调节相应致动器的液压排量至由控制单元例如借助控制算法所确定的排量值。控制液压排量可包括：增加排量、减少排量或保持排量恒定。控制至少一个流体控制阀：可包括将流体控制阀切换至其各相应控制状态中的一个。控制蓄能器阀可包括：将蓄能器阀切换至其各控制位置中的一个。
额外地或替代地，控制单元可构造成基于由车辆操作者提供的输入信号控制至少一个控制装置。例如，可使用车辆的加速踏板提供输入信号，其中，不同的踏板位置与不同的输入信号相关联。
此外，还提出了包括双驱动动力传动系统的车辆。典型地，车辆为非公路车辆。例如，车辆可为诸如拖拉机或收割机之类的农用车辆。替代地，车辆可为轮式装载机、翻斗车、履带车、轮式挖掘机、伸缩臂叉装车、反铲装载机等。
附图说明
在附图中描述并在以下说明书中阐述本发明的特别实施例。
图1示出了从现有技术中已知的以双驱动动力传动系统为特征的车辆，该动力传动系统包括动力源、静压泵、第一静压马达、第二静压马达、第一车轴和第二车轴，其中，这些车轴通过加和齿轮箱、驱动轴和锥齿轮组与静压马达驱动地接合；
图2示出了以根据本发明的双驱动动力传动系统的第一实施例为特征的车辆，动力传动系统包括静压泵，该静压泵通过对应的各流体控制阀与第一静压单元与第二静压单元流体连通，且动力传动系统还包括控制单元；
图3示出了图2中的流体控制阀的细节图；
图4示出了以图2和3中的双驱动动力传动系统为特征的车辆，动力传动系统附加地包括通过蓄能器阀与静压泵和静压单元流体连通的液压蓄能器组件；
图5示出了图4中的动力传动系统的蓄能器阀的细节图；以及
图6示出了以图4和5中的双驱动动力传动系统为特征的车辆，动力传动系统附加地包括用于改变齿轮比的机械齿轮箱。
具体实施方式
图1原理性地描述了从现有技术中已知的带有双驱动动力传动系统200的车辆100。动力传动系统200包括与静压泵4驱动地接合的内燃机(ICE)3。静压泵4并联地与第一静压单元5a和第二静压单元5b流体连通。典型地，静压单元5a、5b各自构造为静压马达。静压马达5a、5b的输出转矩可能在加和齿轮箱6中选择性地加和并传递至加和齿轮箱6的输出轴7。即，取决于当前驱动状况，静压单元5a、5b中的一者或两者可与输出轴7驱动地接合。从输出轴7起，通过驱动轴8a、8b、锥齿轮组9a、9b、差速器10a、10b、第一(前)车轴11a和第二(后)车轴11b，转矩被传递至一组前轮12a和一组后轮12b。本发明目的在于，提供一种带有增加的效率和灵活性的改进的双驱动动力传动系统。
图2示出了车辆101，特别是包括根据本发明的双驱动动力传动系统201的轮式装载机。在此处和以下，重现的特征由相同的附图标记标示。动力传动系统201包括与静压泵4驱动地接合的动力源3，动力源3特别是ICE。静压泵4为液压轴向活塞泵，该液压轴向活塞泵包括用于改变泵4的液压排量的可动斜盘(未示出)。液压排量是每次回转所移动或传送的流体体积。泵4还包括用于通过使斜盘运动而改变泵4的液压排量的致动器13。这种可变排量液压泵在本领域内总地是已知的。
动力传动系统201还包括第一静压单元5a和第二静压单元5b。每个静压单元5a、5b构造为可逆的轴向活塞马达，包括用于改变相应的静压单元5a、5b的液压排量的可动斜盘(未示出)。静压单元5a、5b包括对应的致动器21a、21b，用于通过使相应的斜盘运动而改变相应的单元5a、5b的液压排量。静压单元5a、5b还包括提供对应的输出转矩的输出轴22a、22b。由静压单元5a、5b的输出轴22a、22b或静压单元的一部分所提供的输出转矩被传递至前车轴11a和/或传递至后车轴11b，用于驱动车辆101的前轮12a和/或后轮12b。第一静压单元5a的输出轴22a可仅与第一车轴11a接合；输出轴22a布置成其不能与第二车轴11b接合。类似地，第二静压单元5b的输出轴22b仅与第二车轴11b接合；输出轴22b布置成其不能与第一车轴11a接合。
静压单元5a、5b与静压泵4流体连通。静压泵4和静压单元5a、5b具有第一流体端口14a、15a、16a和第二流体端口14b、15b、16b。静压泵4通过流体控制阀17a、17b与静压单元5a、5b流体连通。静压泵4的第一流体端口14a通过第一流体控制阀17a并通过流体管线18a、19a、19b选择性地流体连接至静压单元5a、5b的第一流体端口15a、16a。类似地，静压泵4的第二流体端口14b通过第二流体控制阀17b并通过流体管线18b、20a、20b选择性地流体连接至静压单元5a、5b的第二流体端口15b、16b。
图3示出了相同的流体控制阀17a、17b的细节图。控制阀17a、17b构造为5位3通阀。第一流体控制阀17a具有三个流体端口18a’、19a’、19b’和五个控制状态17a.1、17a.2、17a.3、17a.4、17a.5。第一流体控制阀17a的第一流体端口18a’通过流体管线18a流体连接至静压泵4的第一流体端口14a。第一控制阀17a的第二流体端口19a’和第三流体端口19b’分别通过流体管线19a、19b流体连接至静压单元5a、5b的第一流体端口15a、16a。
在第一控制状态17a.1中，第一流体端口18a’流体连接至第二流体端口19a’并流体连接至第三流体端口19b’。在第二控制状态17a.2中，第一流体端口18a’流体连接至第二流体端口19a’并与第三流体端口19b’流体断开。在第三控制状态17a.3中，第一流体端口18a’与第二流体端口19a’流体断开并流体连接至第三流体端口19b’。在第四控制状态17a.4中，所有流体端口18a’、19a’、19b’都彼此流体断开。在第五控制状态17a.5中，第二流体端口19a’流体连接至第三流体端口19b’，且第一流体端口18a’与第二流体端口19a’和第三流体端口19b’流体断开。
第二流体控制阀17b具有三个流体端口18b’、20a’、20b’和五个控制状态17b.1、17b.2、17b.3、17b.4、17b.5。第二流体控制阀17b的第一流体端口18b’通过流体管线18b流体连接至静压泵4的第二流体端口14b。第二控制阀17b的第二流体端口20a’和第三流体端口20b’分别通过流体管线20a、20b流体连接至静压单元5a、5b的第二流体端口15b、16b。关于第二流体控制阀17b的控制状态17b.1、17b.2、17b.3、17b.4、17b.5，加上必要的变更后，其配置与关于第一流体控制阀17a所描述的那些相似。
流体控制阀17a、17b可被控制使得流体控制阀17a、17b同时位于它们各自的第一控制状态17a.1、17b.1中；位于它们各自的第二控制状态17a.2、17b.2中；位于它们各自的第三控制状态17a.3、17b.3中；位于它们各自的第四控制状态17a.4、17b.4中；位于它们各自的第五控制状态17a.5、17b.5中。在第一配置(同时处于17a.1、17b.1)中，静压单元5a、5b并联地与静压泵4流体连通。在第二配置(同时处于17a.2、17b.2)中，静压泵4流体连接至第一静压单元5a并与第二静压单元5b流体断开。在第三配置(同时处于17a.3、17b.3)中，静压泵4与第一静压单元5a流体断开并流体连接至第二静压单元5b。在第四配置(同时处于17a.4、17b.4)中，静压泵4与第一静压单元5a流体断开并与第二静压单元5b流体断开。在第五配置(同时处于17a.5、17b.5)中，静压泵4与第一静压单元5a流体断开并与第二静压单元5b流体断开，而静压单元5a、5b的第一端口15a、16a分别与第二端口15b、16b彼此流体连接。
上述流体控制阀17a、17b的不同配置对应于在静压单元5a、5b之间分配由动力源3提供的机械能的不同模式，并对应于将机械能传递至静压单元5a、5b的输出轴22a、22b的不同模式。
还可通过改变静压泵4、第一静压单元5a和第二静压单元5b中的至少一个或每个的液压排量来影响由动力源3提供的机械能在静压单元5a、5b之间的分配以及将机械能传递至输出轴22a、22b的分配。
第一静压单元5a的输出轴22a适于通过第一离合装置24a与第一车轴11a的第一差速器10a选择性地驱动接合。第一离合装置24a包括固定至第一静压单元5a的输出轴22a的多个板，且对应的板固定至第一离合装置24a的输出轴25a。可通过接合对应的板而使输出轴22a、25a彼此锁定。第一离合装置24a的输出轴25a通过第一差速器10a的输入齿轮23a而与第一差速器10a直接驱动接合。特别地，输出轴25a与第一差速器10a的输入齿轮23a直接接合。第一静压单元5a的输出轴22a与第一差速器10a之间的传动不包括驱动轴、机械齿轮箱和锥齿轮组。
输出轴22b通过第二差速器10b的输入齿轮23b而与第二车轴11b的第二差速器10b直接驱动接合。第二静压单元5b的输出轴22b与第二差速器10b之间的传动也不包括驱动轴、机械齿轮箱和锥齿轮组。在本文中未明确示出的替代实施例中，第二静压单元5b的输出轴22b可类似地通过第二离合装置而能与第二车轴11b选择性地接合。
第一静压单元5a的输出轴22a与第一车轴11a之间的第一减速比可与第二静压单元5b的输出轴22b与第二车轴11b之间的第二减速比不同。例如，第一减速比可小于第二减速比。
双驱动动力传动系统201还包括控制单元30。控制单元30适于电子地控制致动器13、21a、21b，用以改变静压泵4和静压单元5a、5b的液压排量。控制致动器13、21a、21b包括：确定静压泵4和静压单元5a、5b的排量值，以及将静压泵4和静压单元5a、5b的排量调节至所确定的排量值。控制单元30还适于电子地控制流体控制阀17a、17b。控制流体控制阀17a、17b包括：对于每个流体控制阀17a、17b确定上述控制状态中的一个，以及将流体控制阀17a、17b切换至所确定的控制状态。控制单元30还适于电子地控制第一离合装置24a。控制第一离合装置24a包括：确定第一离合装置24a的接合状态，并将第一离合装置24a设置至所确定的接合状态。接合状态包括第一接合状态和第二接合状态，在第一接合状态中，第一静压单元5a的输出轴22a与第一差速器10a驱动地接合，在第二接合状态中，第一静压单元5a的输出轴22a与第一差速器10a脱离。
控制单元30适于基于控制算法控制致动器13、21a、21b、流体控制阀17a、17b和第一离合装置24a。控制算法使用一个或多个传感器信号作为输入。使用电气连接至控制单元30的一个或多个传感器(未示出)检测传感器信号。一传感器信号标示了静压泵4的液压排量，且使用致动器13来检测该信号。另一传感器信号标示了第一静压单元5a的液压排量，且使用致动器21a来检测该信号。另一传感器信号标示了第二静压单元5b的液压排量，且使用致动器21b来检测该信号。另一传感器信号标示了动力源输出轴的转速，且使用转速传感器26来检测该信号。另一传感器信号标示了第一车轴11a的转速，且使用转速传感器27a来检测该信号。另一传感器信号标示了第二车轴的转速，且使用转速传感器27b来检测该信号。其它传感器信号标示了车胎12a、12b的充气压力，且使用充气压力传感器28a、28b来检测这些信号。
控制算法还使用传递至车轴11a、11b的转矩作为输入值。例如，可基于静压泵4的液压排量、基于第一静压单元5a的液压排量以及基于第一静压单元5a与第一车轴11a之间的第一减速比而确定传递至第一车轴11a的转矩。可基于静压泵4的液压排量、基于第二静压单元5b的液压排量以及基于第二静压单元5b与第二车轴11b之间的第二减速比而确定传递至第二车轴11b的转矩。
因而，如与上述根据图1中所示的现有技术的包括加和齿轮箱6、驱动轴8a、8b和锥齿轮组9a、9b的双驱动动力传动系统相比，根据本发明的双驱动动力传动系统201的特征是，在静压单元5a、5b与车轴11a、11b之间更高效的传动。由于用更少数量的机械零件将静压单元5a、5b联接至车轴11a、11b，因此传动的总体损耗显著减小。由于在静压单元5a、5b之间分配由动力源3提供的机械能或该能量的一部分的多种可能性，以及在车轴11a、11b处提供不同输出转矩的多种可能性，因此根据本发明的双驱动动力传动系统201的特征是高度灵活性。由于控制单元30的上述功能，根据本发明的双驱动动力传动系统201可轻易地适于大量不同的驾驶工况。
图4示出了以根据本发明的另一双驱动动力传动系统202为特征的车辆102，例如拖拉机。双驱动动力传动系统202包括如图2和3中所示和以上所描述的双驱动动力传动系统201的所有特征。然而，为了清楚和简明起见，并非双驱动动力传动系统202的所有特征都用附图标记在图4中标记出来。将仅阐述双驱动动力传动系统202的那些尚未包括于图2和3的双驱动动力传动系统201中的特征。
除了已在双驱动动力传动系统201中呈现的特征之外，双驱动动力传动系统202还包括液压蓄能器组件40，液压蓄能器组件40包括：高压蓄能器41a和低压蓄能器41b；用于选择性地将液压蓄能器组件40流体连接至静压泵4和静压单元5a、5b的蓄能器阀42；以及流体管线43a、43b、44a、44b。高压蓄能器41a和低压蓄能器41b构造为中空容器。当液压流体进入高压蓄能器41a时，高压蓄能器41a内的一定量气体被压缩。相似地，当液压流体进入低压蓄能器41b时，低压蓄能器41b内的一定量气体被压缩。典型地，液压蓄能器组件运行而使得：高压蓄能器41a内的静压压力高于包括静压单元5a、5b的液压回路中的静压压力；且低压蓄能器41b内的静压压力低于包括静压单元5a、5b的液压回路中的静压压力。
在图5中详细示出了蓄能器阀。蓄能器阀42构造为具有四个流体端口43a’、43b’、44a’、44b’和三个控制位置42.1、42.2、42.3的3位4通阀。第一流体端口43a’通过流体管线43a流体连接至高压蓄能器41a。第二流体端口43b’通过流体管线43b流体连接至低压蓄能器41b。第三流体端口44a’通过流体管线44a流体连接至第一流体控制阀17a的第一流体端口19a’；通过流体管线44a、19a流体连接至第一静压单元5a的第一流体端口15a；并通过流体管线44a、19b和第一流体控制阀17a的流体端口19a’、19b’流体连接至第二静压单元5b的第一流体端口16a。第四流体端口44b’通过流体管线44b流体连接至第一流体控制阀17b的第一流体端口20a’；通过流体管线44b、20a流体连接至第一静压单元5a的第二流体端口15b；并通过流体管线44b、20b和第二流体控制阀17b的流体端口20a’、20b’流体连接至第二静压单元5b的第二流体端口16b。
在第一控制位置42.1中，第一流体端口43a’流体连接至第三流体端口44a’，且与第二流体端口43b’和第四流体端口44b’流体断开；同样在第一控制位置42.1中，第二流体端口43b’流体连接至第四流体端口44b’，且与第一流体端口43a’和第三流体端口44a’流体断开。在第二控制位置42.2中，所有流体端口43a’、43b’、44a’、44b’都彼此流体断开。在第三控制位置42.3中，第一流体端口43a’流体连接至第四流体端口44b’，且与第二流体端口43b’和第三流体端口44a’流体断开；同样在第三控制位置42.3中，第二流体端口43b’流体连接至第三流体端口44a’，且与第一流体端口43a’和第四流体端口44b流体断开。
静压蓄能器40、蓄能器阀42、静压单元5a、5b和流体管线43a、43b、44a、44b被连接成：当蓄能器阀42位于第二控制位置42.2时，静压蓄能器组件40与静压泵4和静压单元5a、5b流体断开；当蓄能器阀42位于第一控制位置42.1时，蓄能器阀42将高压蓄能器41a流体连接至静压单元5a、5b的第一流体端口15a、16a，并将低压蓄能器41b流体连接至静压单元5a、5b的第二流体端口15b、16b；且当蓄能器阀42位于第三控制位置42.3时，蓄能器阀42将高压蓄能器41a流体连接至静压单元5a、5b的第二流体端口15b、16b，并将低压蓄能器41b流体连接至静压单元5a、5b的第一流体端口15a、15b。同时，蓄能器阀42的第三流体端口44a’可通过第一流体控制阀17a流体连接至静压泵4的第一流体端口14a；蓄能器阀42的第四流体端口44b’可通过第二流体控制阀17b流体连接至静压泵4的第二流体端口14b。
控制单元30适于控制蓄能器阀42。控制蓄能器阀42包括：确定蓄能器阀42的控制位置42.1、42.2、42.3中的一个，并将蓄能器阀42切换至所确定的控制位置。控制单元30适于基于上述控制算法控制蓄能器阀。当控制蓄能器阀42时，控制算法可使用前述的传感器信号和输入变量作为输入。
取决于蓄能器阀42的控制位置、第一流体控制阀17a和第二流体控制阀17b的控制状态、蓄能器41a、41b中的静压压力以及包括静压单元5a、5b的静压回路中的静压压力中的至少一个或全部，存储在液压蓄能器组件40中的静压能量可被传递至静压单元5a、5b以及通过卸载液压蓄能器组件而转化为机械能。卸载液压蓄能器组件40典型包括降低高压蓄能器41a中的静压压力并提高低压蓄能器41b中的静压压力。例如，控制单元30可适于控制蓄能器阀42使得当在第一车轴11a和/或第二车轴11b处需要高输出转矩时，存储在蓄能器40中的静压能量从蓄能器组件40转移至第一静压单元5a、5b中的一者或两者。为此，控制单元30可将蓄能器阀42切换至第一控制位置42.1。
在反向上，由静压泵4和/或静压单元5a、5b提供的机械能可被转化至可存储在蓄能器41a、41b中的静压能量，从而充载蓄能器41a、41b。充载液压蓄能器41a、41b典型包括提高高压蓄能器41a中的静压压力并降低低压蓄能器41b中的静压压力。为了充载蓄能器组件40，控制单元30可适于例如当车辆102减速时将蓄能器阀42切换至第三控制位置42.3。在该情形下，可逆的静压单元5a、5b用作泵，抽取来自低压蓄能器41b的液压流体并将液压流体泵送至高压蓄能器41a中，从而增加蓄能器41a、41b之间的压力梯度。
控制单元30可适于控制蓄能器阀42和流体控制阀17a、17b，使得蓄能器阀42的三个控制位置42.1、42.2、42.3中的每个可与流体控制阀17a、17b的五个控制状态17a.1、17b.1；17a.2、17b.2；17a.3、17b.3；17a.4、17b.4；17a.5、17b.5中的每个组合。以此方式，静压泵4和/或蓄能器组件40可用于驱动第一静压单元5a和/或第二静压单元5b。类似地，静压泵和静压单元5a、5b中的至少一个或所有可用于充载液压蓄能器组件40。从对阀42、17a、17b和它们与静压泵4、静压单元5a、5b和蓄能器组件40的详细描述中，本领域技术人员可轻易地推断对应于特定驱动/充载模式的阀配置。例如，为了使用静压泵4和蓄能器组件40来驱动静压单元5a、5b两者，控制单元30将蓄能器阀42切换至第一控制位置42.1并同时将流体控制阀17a、17b切换至第一控制状态17a.1、17b.1，等等。
图6示出了以根据本发明的另一双驱动动力传动系统203为特色的车辆103，例如翻斗车(dumper)。在双驱动动力传动系统203中，根据双驱动动力传动系统202的第一离合装置24a被具有双比例功能的第一机械齿轮箱50取代。在其它方面，双驱动动力传动系统203包括图4和5中所示和以上所描述的双驱动动力传动系统202的所有特征。然而，为了清楚和简明起见，并非双驱动动力传动系统203的所有特征都用附图标记在图6中标记出来。将仅阐述双驱动动力传动系统203的那些尚未包括于图4和5的双驱动动力传动系统202中的特征。
在图6中，第一静压单元5a通过第一机械齿轮箱50与第一车轴11a驱动地接合，其中，第一机械齿轮箱的输出轴51通过输入齿轮23a与第一车轴11a的第一差速器10a直接驱动接合。机械齿轮箱50可构造为通过第一差速器10a以第一齿轮比和第二齿轮比与第一静压单元5a的输出轴22a接合。在车辆103以例如低于第一(低)阈值速度的低速驾驶时和在第一车轴11a处需要例如高于第二(高)阈值转矩的高转矩时，可使用机械齿轮箱50的第一齿轮比。在车辆103以例如高于第一(低)阈值速度且低于第二(高)阈值速度的中速驾驶时和当在第一车轴11a处需要例如低于第二(高)阈值转矩且高于第一(低)阈值转矩的中转矩时，可使用机械齿轮箱50的第二齿轮比，其中，第二阈值速度高于第一阈值速度。机械齿轮箱50还可包括空挡。当机械齿轮箱50位于空挡时，第一静压单元5a和第一车轴11a脱离，即仅使用第二静压单元5b和第二车轴11b驱动车辆103。在车辆103以例如高于第二(高)阈值速度的高速驾驶时和仅需要低转矩时，可使用机械齿轮箱50的空挡。在本文中未明确示出的替代实施例中，第二静压单元5b可类似地通过带有双比例功能的对应的第二机械齿轮箱与第二车轴11b驱动地接合。
控制单元30适于控制机械齿轮箱50。控制机械齿轮箱50包括：确定机械齿轮箱50的多个齿轮比(即第一齿轮比、第二齿轮比和空挡)中的一个，并使用机械齿轮箱50的所确定的齿轮比使第一静压单元5a与第一差速器10a接合。控制单元30适于基于上述控制算法控制机械齿轮箱50。当控制机械齿轮箱50时，控制算法可使用前述的传感器信号和输入变量作为输入。

Claims (11)

1.一种用于车辆(101；102；103)的双驱动动力传动系统(201；202；203)，所述动力传动系统包括：
动力源(3)；
与所述动力源(3)驱动地接合的静压泵(4)；
第一车轴(11a)；
第二车轴(11b)；
与所述静压泵(4)流体连通的第一静压单元(5a)，所述第一静压单元(5a)与第一车轴(11a)驱动地接合或选择性地驱动接合，且所述第一静压单元(5a)不能与所述第二车轴(11b)驱动地接合；
与所述静压泵(4)流体连通的第二静压单元(5b)，所述第二静压单元(5b)与所述第二车轴(11b)驱动地接合或选择性地驱动接合，且所述第二静压单元(5b)不能与所述第一车轴(11a)驱动地接合；以及
控制单元(30)，所述控制单元(30)适于控制所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)中的至少一个的液压排量。
2.根据权利要求1所述的双驱动动力传动系统(201；202)，
其特征在于，所述第一静压单元(5a)的输出轴(22a)或与所述第一静压单元(5a)的所述输出轴(22a)选择性地驱动接合的第一离合装置(24a)的输出轴与所述第一车轴(11a)或与所述第一车轴(11a)的第一差速器(10a)直接驱动接合；和/或
其中，所述第二静压单元(5b)的输出轴(22b)或与所述第二静压单元(5b)的所述输出轴(22b)选择性地驱动接合的第二离合装置的输出轴与所述第二车轴(11b)或与所述第二车轴(11b)的第二差速器(10b)直接驱动接合。
3.根据权利要求1所述的双驱动动力传动系统(203)，
其特征在于，还包括带有双比例功能的第一机械齿轮箱(50)，其中，所述第一静压单元(5a)通过所述第一机械齿轮箱(50)与所述第一车轴(11a)选择性地驱动接合，且其中，所述第一机械齿轮箱(50)的输出轴(51)与所述第一车轴(11a)的第一差速器(10a)直接驱动接合；和/或
还包括带有双比例功能的第二机械齿轮箱，其中，所述第二静压单元(5b)通过所述第二机械齿轮箱与所述第二车轴(11b)选择性地驱动接合，且其中，所述第二机械齿轮箱的输出轴与所述第二车轴(11b)的第二差速器(10b)直接驱动接合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的双驱动动力传动系统(201；202；203)，其特征在于，所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)并联地与所述静压泵(4)流体连通。
5.根据前述权利要求中任一项所述的双驱动动力传动系统(201；202；203)，其特征在于，还包括至少一个流体控制阀(17a、17b)，所述流体控制阀适于将所述静压泵(4)选择性地流体连接至所述第一静压单元(5a)和/或所述第二静压单元(5b)，所述流体控制阀(17a、17b)具有至少三个控制状态；
其中，当所述流体控制阀(17a、17b)处于第一控制状态(17a.1、17b.1)时，所述静压泵(4)并联地与所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)流体连通；
其中，当所述流体控制阀(17a、17b)处于第二控制状态(17a.2、17b.2)时，所述静压泵(4)与所述第一静压单元(5a)流体连通且与所述第二静压单元(5b)流体断开；以及
其中，当所述流体控制阀(17a、17b)处于第三控制状态(17a.3、17b.3)时，所述静压泵(4)与所述第二静压单元(5b)流体连通且与所述第一静压单元(5a)流体断开。
6.根据权利要求5所述的双驱动动力传动系统(201；202；203)，
其特征在于，所述至少一个流体控制阀(17a、17b)包括第一流体控制阀(17a)和第二流体控制阀(17b)；
其中，所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)均具有第一流体端口(14a、15a、16a)和第二流体端口(14b、15b、16b)，所述第一流体控制阀(17a)适于将所述静压泵(4)的所述第一流体端口(14a)选择性地流体连接至所述第一静压单元(5a)的所述第一流体端口(15a)和/或所述第二静压单元(5b)的所述第一流体端口(16a)，且所述第二流体控制阀(17b)适于将所述静压泵(4)的所述第二流体端口(14b)选择性地流体连接至所述第一静压单元(5a)的所述第二流体端口(15b)和/或所述第二静压单元(5b)的所述第二流体端口(16b)；
其中，在所述第一控制状态(17a.1、17b.1)中，所述第一流体控制阀(17a)将所述静压泵(4)的所述第一流体端口(14a)流体连接至所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)的所述第一流体端口(15a、16a)，且所述第二流体控制阀(17b)将所述静压泵(4)的所述第二流体端口(14b)流体连接至所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)的所述第二流体端口(15b、16b)；
其中，在所述第二控制状态(17a.2、17b.2)中，所述第一流体控制阀(17a)和所述第二流体控制阀(17b)将所述静压泵(4)的所述第一流体端口(14a)和所述第二流体端口(14b)流体连接至所述第一静压单元(5a)的所述第一流体端口(15a)和所述第二流体端口(15b)，并将所述静压泵(4)与所述第二静压单元(5b)流体断开；以及
其中，在所述第三控制状态(17a.3、17b.3)中，所述第一流体控制阀(17a)和所述第二流体控制阀(17b)将所述静压泵(4)的所述第一流体端口(14a)和所述第二流体端口(14b)流体连接至所述第二静压单元(5b)的所述第一流体端口(16a)和所述第二流体端口(16b)，并将所述静压泵(4)与所述第一静压单元(5a)流体断开。
7.根据前述权利要求中任一项所述的双驱动动力传动系统(201；202；203)，其特征在于，还包括液压蓄能器组件(40)，所述液压蓄能器组件与所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)中的至少一个或每个流体连通。
8.根据权利要求7所述的双驱动动力传动系统(202；203)，其特征在于，还包括至少一个蓄能器阀(42)，用于将所述液压蓄能器组件(40)选择性地流体连接至所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)中的至少一个或每个，所述蓄能器阀(42)具有至少三个控制位置(42.1、42.2、42.3)；
其中，当所述蓄能器阀(42)位于第二控制位置(42.2)时，所述液压蓄能器组件(40)与所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)流体断开；以及
其中，当所述蓄能器阀(42)位于第一控制位置(42.1)或第三控制位置(42.3)中时，所述液压蓄能器组件(40)与所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)并联地流体连通。
9.根据权利要求8所述的双驱动动力传动系统(202；203)，
其特征在于，所述液压蓄能器组件(40)包括至少一个高压蓄能器(41a)和至少一个低压蓄能器(41b)；
其中，所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)均具有第一流体端口(14a、15a、16a)和第二流体端口(14b、15b、16b)；以及
其中，当所述蓄能器阀(42)位于所述第一控制位置(42.1)时，所述蓄能器阀(42)将所述高压蓄能器(41a)流体连接至所述静压泵(4)和所述静压单元(5a、5b)的所述第一流体端口(14a、15a、16a)，并将所述低压蓄能器(41b)流体连接至所述静压泵(4)和所述静压单元(5a、5b)的所述第二流体端口(14b、15b、16b)；以及
其中，当所述蓄能器阀(42)位于所述第三控制位置(42.3)时，所述蓄能器阀(42)将所述高压蓄能器(41a)流体连接至所述静压泵(4)和所述静压单元(5a、5b)的所述第二流体端口(14b、15b、16b)，并将所述低压蓄能器(41b)流体连接至所述静压泵(4)和所述静压单元(5a、5b)的所述第一流体端口(14a、15a、16a)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的双驱动动力传动系统(201；202；203)，其特征在于，所述控制单元(30)适于基于至少一个传感器信号控制至少一个控制装置；
其中，所述控制装置包括以下中的至少一个或每个：
用于控制所述静压泵的液压排量的致动器(13)；
用于控制所述第一静压单元的液压排量的致动器(21a)；
用于控制所述第二静压单元的液压排量的致动器(21b)；
至少一个流体控制阀(17a、17b)，用于将所述静压泵(4)选择性地流体连接至所述第一静压单元(5a)和/或所述第二静压单元(5b)；
蓄能器阀(42)，用于将液压蓄能器组件(40)选择性地流体连接至所述静压泵(4)、所述第一静压单元(5a)和所述第二静压单元(5b)中的至少一个或每个；
第一离合装置(24a)，用于使所述第一静压单元(5a)与所述第一车轴(11a)选择性地驱动接合；以及
第二离合装置，用于使所述第二静压单元(5b)与所述第二车轴(11b)选择性地驱动接合；
带有双比例功能的第一机械齿轮箱(50)，所述第一静压单元(5a)通过所述第一机械齿轮箱(50)与所述第一车轴(11a)驱动地接合；以及
带有双比例功能的第二机械齿轮箱，所述第二静压单元(5b)通过所述第一机械齿轮箱与所述第二车轴(11b)驱动地接合；以及
其中，所述传感器信号标示以下中的至少一个或每个：
所述静压泵(4)的液压排量；
所述第一静压单元(5a)的液压排量；
所述第二静压单元(5b)的液压排量；
所述动力源(3)的输出轴的转速；
所述第一车轴(11a)的转速；
所述第二车轴(11b)的转速；
高压蓄能器(41a)中的静压压力；
低压蓄能器(41b)中的静压压力；以及
至少一个车胎(12a、12b)的充气压力。
11.一种车辆(101；102；103)，所述车辆包括根据前述权利要求中任一项所述的双驱动动力传动系统(201；202；203)。
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