CN114222877B - 变速器构造 - Google Patents

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Abstract

一种变速器构造,本发明的变速器构造在由车速传感器检测的车速为在HST的马达主体被设为低速马达容量且HST的泵主体被设为预定的泵切换容量时呈现的切换速度以下时,将马达主体固定为低速马达容量并且以与变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵主体的容量变更,在所述车速超过切换速度时,将泵主体固定为泵切换容量并且以与变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述马达主体的容量变更。

Description

变速器构造
技术领域
本发明涉及具有包括静液压式无级变速机构(HST)及行星齿轮机构的静液压·机械式无级变速构造(HMT)的变速器构造。
背景技术
包括由HST及行星齿轮机构形成的HMT的变速器构造例如专利文献1所记载,适合用于联合收割机、牵引车等作业车辆的行驶系统传动路径。
图14中,示出应用了所述专利文献1所记载的以往的变速器构造500的作业车辆的传动示意图。
如图14所示,所述变速器构造500具有HST510及行星齿轮机构530。
所述HST510具有从所述作业车辆的驱动源210工作地输入旋转动力的泵轴512、被所述泵轴512支承的泵主体514、使所述泵主体514的容量无级地变化的泵侧输出调整构件520、输出HST输出的马达轴516、以及被所述马达轴516支承且与所述泵主体514流体连接的马达主体518,并且构成为,在将所述马达主体518设为固定容量的状态下,利用所述泵侧输出调整构件520使所述泵主体514的容量变化,由此能够使所述马达轴516的转速相对于所述泵轴512的转速无级变速。
所述行星齿轮机构530具有太阳轮532、与所述太阳轮532啮合的行星齿轮534、与所述行星齿轮534啮合内齿轮536、以及将所述行星齿轮534支承为绕轴线旋转自如且与所述行星齿轮534绕所述太阳轮532的公转联动地绕与所述太阳轮532相同的轴线旋转的齿轮架538,所述太阳轮532、所述齿轮架538及所述内齿轮536形成行星3要素。
如图14所示,在所述以往的变速器构造500中,向所述内齿轮536工作地输入来自所述驱动源210的基准旋转动力,向所述太阳轮532工作地输入来自所述马达轴516的HST输出,将基准旋转动力及HST输出合成而得到的合成旋转动力被从所述齿轮架538输出。
所述作业车辆根据规格而确定必要最大牵引力及必要最高速,要求所述变速器构造涵盖该必要最大牵引力及必要最高速。
图15中,示出应用了所述以往的变速器构造500的作业车辆的一例中的必要最大牵引力Tmax及必要最高速Smax与HST容量(HST泵容量)的关系。
在此,在所述以往的变速器构造500中,关于所述HST510,所述马达主体518的容量被设为固定,仅所述泵主体514的容量设为可变,通过使所述泵主体514的容量变化从而使HST输出的转速变化。
然而,仅以HST输出的转速的变速幅度来涵盖必要最大牵引力Tmax及必要最高车速Smax的范围是困难的。
于是,如图14所示,所述以往的变速器构造500具备对从所述行星齿轮机构530输出的合成旋转动力即HMT输出进行多级变速并朝向驱动轮220输出的副变速机构570,且构成为通过将所述副变速机构570的变速级数设为3级,从而涵盖必要最大牵引力Tmax及必要最高速Smax。
此外,图14中的附图标记550是前进后退切换机构。
在图16的(a)~(c)中,示出在应用了所述以往的变速器构造500的作业车辆中,在将所述副变速机构570分别设为低速级传动状态、中速级传动状态及高速级传动状态时能够呈现的车速及牵引力与HST容量(HST泵容量)的关系。
如图15及图16的(a)~(c)所示,在图14的例子中,利用在所述副变速机构570设置的第1速级(低速级)、第2速级(中速级)及第3速级(高速级)这3级的变速级来涵盖必要最大牵引力Tmax及必要最高车速Smax的范围。
另外,所述以往的变速器构造具备所述HST510及所述行星齿轮机构530以外的所述前进后退切换机构550,并构成为利用所述前进后退切换机构550进行所述作业车辆的前进方向旋转动力及后退方向旋转动力的输出切换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-076748号公报
发明内容
本发明是鉴于所述现有技术而完成的,其第1目的在于,提供具有形成HMT的HST及行星齿轮机构并能够扩大HMT输出的可变速范围的变速器构造。
为了达成所述第1目的,本发明的第1方案提供一种变速器构造,所述变速器构造是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,具备:HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量在第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出,且设定为与由所述泵主体的从第1泵容量向第2泵容量的变化引起的HST输出的变化相应地使得所述第3要素的输出增速;能够人为操作的变速操作构件;车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,所述控制装置构成为,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的泵切换容量时呈现的切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过切换速度时,以使所述泵主体固定为所述泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件工作。
根据所述第1方案的变速器构造,能够在不招致急剧的速度变化的情况下扩大由HST及行星齿轮机构形成的HMT的输出的可变速范围。
因此,例如,在具备多级式副变速机构的情况下,能够将该副变速机构的变速级数与以往的变速器构造中所需的变速级数相比进行削减。
另外,为了达成所述第1目的,本发明的第2方案提供一种变速器构造,所述变速器构造是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,具备:HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量在第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出,且设定为与由所述泵主体的从第1泵容量向第2泵容量的变化引起的HST输出的变化相应地使得所述第3要素的输出增速;能够人为操作的变速操作构件;车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,所述控制装置构成为,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为第1泵容量与第2泵容量之间的预定的泵切换容量时呈现的切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过切换速度时,与所述变速操作构件的增速操作相应地,使所述泵主体的容量从泵切换容量侧向第2泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的增速工作与使所述马达主体的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件的减速操作相应地,使所述泵主体的容量从第2泵容量侧向泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的减速工作与使所述马达主体的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的减速工作同步地执行。
在所述第2方案中,优选的是,所述泵切换容量设为无论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的中立容量。
另外,为了达成所述第1目的,本发明的第3方案提供一种变速器构造,所述变速器构造是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,具备:HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量在第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出,且设定为与由所述泵主体的从第1泵容量向第2泵容量的变化引起的HST输出的变化相应地使得所述第3要素的输出增速;能够人为操作的变速操作构件;车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,所述控制装置构成为,在由所述车速传感器检测的车速低于在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的泵切换容量时呈现的切换速度时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速从低速侧到达切换速度时,以使得所述马达主体的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量成为在所述马达主体被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为切换速度的泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过切换速度时,以使所述马达主体固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速从高速侧到达切换速度时,以使所述马达主体的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使所述泵主体的容量从泵调整容量向泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
在所述第1方案及所述第3方案中,优选的是,所述泵切换容量设为第2泵容量。
本发明的变速器构造能够具备前进后退切换机构,所述前进后退切换机构能够选择性地取得将从所述第3要素工作地输入的合成旋转动力作为车辆前进用的旋转动力而输出的前进传动状态和将所述合成旋转动力作为车辆后退用的旋转动力而输出的后退传动状态。
在该情况下,所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为预定的行星零输出容量时所述第3要素的输出成为零速,随着所述泵主体从行星零输出容量向第2泵容量进行容量变化而所述第3要素的输出从零速绕轴线向一方侧增速。
并且,所述控制装置,在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
优选的是,所述行星零输出容量设为第1泵容量。
在一方式中,所述变速操作构件设为能够被从零速位置向前进侧及后退侧操作。
在该情况下,所述控制装置,以与所述变速操作构件的从零速位置向前进侧及后退侧的操作相应地使得所述前进后退切换机构分别成为前进传动状态及后退传动状态的方式使所述前进后退切换机构工作。
在其他方式中,所述变速器构造具备能够人为操作的前进后退切换操作构件。
在该情况下,所述控制装置,以与对所述前进后退切换操作构件的操作相应地使得所述前进后退切换机构成为前进传动状态及后退传动状态的方式使所述前进后退切换机构工作。
能够代替具备所述前进后退切换机构,而在使所述HST构成为在所述泵主体被设为第1泵容量时相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转、在所述泵主体被设为第2泵容量时相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转、在所述泵主体被设为中立容量时不论所述泵轴的旋转状态如何都使得所述马达轴的旋转为零的基础上,将所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的预定的行星零输出容量时所述第3要素的输出成为零速,随着所述泵主体从行星零输出容量向第2泵容量进行容量变化而所述第3要素的输出从零速向正转方向增速,随着所述泵主体从行星零输出容量向第1泵容量进行容量变化而所述第3要素的输出从零速向反转方向增速。
根据该构成,能够以不具备前进后退切换机构的方式进行前进方向旋转动力与后退方向旋转动力的输出切换并且能够扩大HMT输出的可变速范围。
另外,本发明的第2目的在于,提供一种变速器构造,该变速器构造具有形成HMT的HST及行星齿轮机构,并能够以不具备前进后退切换机构的方式进行前进方向旋转动力与后退方向旋转动力的输出切换并且能够扩大HMT输出的可变速范围。
为了达成所述第2目的,本发明的第4方案提供一种变速器构造,所述变速器构造是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,具备:HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出;能够人为操作的变速操作构件;车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,所述泵侧输出调整构件能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级变更,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2容量为正转侧及反转侧中的另一方,所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速,所述控制装置,在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述变速操作构件被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过前进侧切换速度时,以使所述泵主体固定为所述前进侧泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件工作,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作的情况下,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
根据所述第4方案的变速器构造,能够以不具备前进后退切换机构的方式进行前进方向旋转动力与后退方向旋转动力的输出切换,而且,能够在不招致急剧的速度变化的情况下扩大由HST及行星齿轮机构形成的HMT的输出的可变速范围。
因此,例如,在具备多级式副变速机构的情况下,能够将该副变速机构的变速级数与以往的变速器构造中所需的变速级数相比进行削减。
为了达成所述第2目的,本发明的第5方案提供一种变速器构造,所述变速器构造是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,具备:HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出;能够人为操作的变速操作构件;车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,所述泵侧输出调整构件能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级变更,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2泵容量为正转侧及反转侧中的另一方,所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速,所述控制装置,在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述变速操作构件被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过前进侧切换速度时,与所述变速操作构件的前进侧增速操作相应地,使所述泵主体的容量从前进侧泵切换容量侧向第2泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的前进侧增速工作与使所述马达主体的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件的前进侧减速操作相应地,使所述泵主体的容量从第2泵容量侧向前进侧泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的前进侧减速工作与使所述马达主体的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的减速工作同步地执行,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作的情况下,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
在所述第5方案中,优选的是,所述泵切换容量设为所述中立容量。
为了达成所述第2目的,本发明的第6方案提供一种变速器构造,所述变速器构造是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,具备:HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出;能够人为操作的变速操作构件;车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,所述泵侧输出调整构件能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级变更,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2泵容量为正转侧及反转侧中的另一方,所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速,所述控制装置,在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述变速操作构件被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速从低速侧到达前进侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量成为在所述马达主体被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为前进侧切换速度的前进侧泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过前进侧切换速度时,以使所述马达主体固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速从高速侧到达前进侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量从前进侧泵调整容量向前进侧泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作的情况下,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
在所述第4方案及第6方案中,优选的是,所述前进侧泵切换容量设为第2泵容量。
在本发明的第4方案~第6方案的变速器构造中,优选的是,所述控制装置,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过后退侧切换速度时,以使所述泵主体固定为所述后退侧泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件工作。
或者,所述控制装置,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过后退侧切换速度时,与所述变速操作构件的后退侧增速操作相应地,使所述泵主体的容量从后退侧泵切换容量侧向第1泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的后退侧增速工作与使所述马达主体的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件的后退侧减速操作相应地,使所述泵主体的容量从第1泵容量侧向后退侧泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的后退侧减速工作与使所述马达主体的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的减速工作同步地执行。
或者,所述控制装置,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速从低速侧到达后退侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量成为在所述马达主体被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为后退侧切换速度的后退侧泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过后退侧切换速度时,以使所述马达主体固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速从高速侧到达后退侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量从后退侧泵调整容量向后退侧泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
优选的是,所述后退侧泵切换容量设为第1泵容量。
优选的是,本发明的所述第1方案~第6方案的变速器构造能够具备对从所述第3要素工作地输入的旋转动力进行多级变速的副变速机构。
附图说明
图1是应用了本发明的实施方式1的变速器构造的作业车辆的传动示意图。
图2是所述实施方式1的变速器构造中的控制装置的控制框图。
图3的(a)及(b)是表示应用了所述实施方式1的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图4是图2的变形例的控制装置的控制框图。
图5的(a)及(b)是表示应用了本发明的实施方式2的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图6的(a)及(b)是表示应用了所述实施方式2的变形例的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图7的(a)及(b)是表示应用了所述实施方式3的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图8是应用了本发明的实施方式4的变速器构造的作业车辆的传动示意图。
图9是所述实施方式4的变速器构造中的控制装置的控制框图。
图10的(a)及(b)是表示应用了所述实施方式4的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图11的(a)及(b)是表示应用了本发明的实施方式5的变速器构造的作业车辆中、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图12的(a)及(b)是表示应用了本发明的实施方式6的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图13的(a)及(b)是表示应用了本发明的实施方式7的变速器构造的作业车辆中的、车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系的图表,分别是所述变速器构造所具备的副变速机构的第1速级(低速级)接合时及第2速级(高速级)接合时的图表。
图14是应用了以往的变速器构造的作业车辆的传动示意图。
图15是示出应用了图14所示的以往的变速器构造的作业车辆的一例中的、必要最大牵引力及必要最高车速与HST容量(HST泵容量)的关系的图表。
图16的(a)~(c)是分别示出应用了所述以往的变速器构造的作业车辆中的副变速机构被设为低速级传动状态、中速级传动状态及高速级传动状态时能够呈现的车速及牵引力与HST容量(HST泵容量)的关系的图表。
具体实施方式
实施方式1
以下,参照附图对本发明的变速器构造的一实施方式进行说明。
图1中示出应用了本实施方式的变速器构造1的作业车辆200的传动示意图。
如图1所示,所述作业车辆200具备驱动源210、驱动轮220及介设于从所述驱动源210到所述驱动轮220的行驶系统传动路径的所述变速器构造1。此外,图1中的附图标记210a是所述驱动源210所包括的飞轮。
如图1所示,所述变速器构造1具备Hydro-Static-Transmission(HST)10、和与所述HST10协作而形成Hydro-Mechanical-Transimission(HMT)的行星齿轮机构30。
所述HST10具备工作地输入来自所述驱动源210的旋转动力的泵轴12、被所述泵轴12支承的泵主体14、能够使所述泵主体14的容量无级地变化的泵侧输出调整构件20、马达轴16、被所述马达轴16支承且与所述泵主体14流体连接的马达主体18、以及能够使所述马达主体18的容量变化的马达侧输出调整构件25。
此外,如图1所示,在本实施方式中,在所述驱动源210与所述泵轴12之间介设有增速齿轮列214,所述驱动源210的旋转动力经由所述增速齿轮列214被向所述泵轴12的轴线方向一端侧的第1端部工作地输入。
也能够将所述驱动源210与所述泵轴12直接连接来进行替代。
所述泵主体14是具有以不能绕轴线相对旋转的方式被支承于所述泵轴12的泵侧缸体(未图示)、和以不能绕轴线相对旋转且在轴线方向进退自如的方式被收容于所述泵侧缸体的泵侧活塞(未图示)的可变容积型的轴向活塞机械,并构成为根据所述泵侧活塞的进退范围而容量变化。在活塞泵方式中,能够采取斜板型、斜轴型、径向型等各种形态。
所述泵侧输出调整构件20构成为能够使所述泵主体14的容量在第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化,并构成为由所述变速器构造1所具备的控制装置100进行工作控制。
图2中示出所述控制装置100的控制框图。
如图2所示,所述泵侧输出调整构件20具有配置于与所述泵轴12正交的泵侧摆动轴线上的泵侧控制轴21a、以在与所述泵侧活塞的自由端部直接或间接地接合的状态下与所述泵侧控制轴21a的绕轴线的旋转相应地绕泵侧摆动轴线摆动的方式与所述泵侧控制轴21a工作连结且根据绕所述泵侧摆动轴线的摆动位置而划定所述泵侧活塞的进退范围的泵侧可动斜板21b、以及使所述泵侧控制轴21a绕轴线旋转的泵侧致动器21c。
所述泵侧致动器21c只要能够由所述控制装置100进行工作控制即可,例如,能够采取包括电磁阀及液压缸的电气·液压致动器、包括电动马达的电气致动器等各种形态。
所述第1泵容量例如设为使所述泵侧可动斜板21b绕所述泵侧摆动轴线摆动到相对于所述泵轴12的旋转方向使所述马达轴16向正转方向旋转的正转侧及使所述马达轴16向反转方向旋转的反转侧中的一方(例如,反转侧)的摆动端时的泵容量,所述第2泵容量设为摆动到正转侧及反转侧中的另一方(例如,正转侧)的摆动端时的泵容量。
在该情况下,在使所述泵侧可动斜板21b绕所述泵侧摆动轴线位于中立位置时,所述泵主体14成为中立容量(零容量),不论所述泵轴12是否在旋转,所述马达轴16的旋转都为零。
在本实施方式中,使所述泵侧可动斜板21b位于反转侧的摆动端时的泵容量(反转侧最大容量)设为第1泵容量,使所述泵侧可动斜板21b位于正转侧的摆动端时的泵容量(正转侧最大容量)设为第2泵容量。
所述马达主体18是具有以不能绕轴线相对旋转的方式被支承于所述马达轴16的马达侧缸体(未图示)、和以不能绕轴线相对旋转且在轴线方向进退自如的方式被收容于所述马达侧缸体的马达侧活塞(未图示)的可变容积型的轴向活塞机械,并构成为根据所述马达侧活塞的进退范围而容量变化。在活塞马达方式中,能够采取斜板型、斜轴型、径向型等各种形态。
所述马达侧输出调整构件25构成为,能够使所述马达主体18的容量在预定的低速马达容量(L)、与容量比所述低速马达容量小的预定的高速马达容量(H)之间变化。
如图2所示,所述马达侧输出调整构件25具有配置于与所述马达轴16正交的马达侧摆动轴线上的马达侧控制轴26a、以在与所述马达侧活塞的自由端部直接或间接地接合的状态下与所述马达侧控制轴26a的绕轴线的旋转相应地绕马达侧摆动轴线摆动的方式与所述马达侧控制轴26a工作连结且根据绕所述马达侧摆动轴线的摆动位置而划定所述马达侧活塞的进退范围的马达侧可动斜板26b、以及使所述马达侧控制轴26a绕轴线旋转的马达侧致动器26c。
所述马达侧致动器26c只要能够由所述控制装置100进行工作控制即可,例如能够采取包括电磁阀及液压缸的电气·液压致动器、包括电动马达的电气致动器等各种形态。
随着所述马达主体18的容量成为小容量,所述马达轴16相对于所述泵轴12的转速上升。
因此,随着所述马达主体18从低速马达容量(大容量)向高速马达容量(小容量)进行容量变化,所述马达轴16的转速上升。
此外,如图1所示,所述泵轴12的轴线方向另一端侧的第2端部与所述作业车辆200所具备的PTO轴280工作连结。
详细而言,如图1所示,所述作业车辆200具有所述PTO轴280、和形成从所述泵轴12到所述PTO轴280的PTO系统传动路径的PTO传动构造。
在本实施方式中,所述PTO传动构造具有以不能绕轴线相对旋转的方式与所述泵轴12的轴线方向另一端侧的第2端部连结的PTO驱动轴260、经由减速齿轮列217与所述PTO驱动轴260工作连结的第1PTO传动轴261、第2PTO传动轴262、使从所述第1PTO轴261向所述第2PTO轴262的动力传递接合脱离的PTO离合器机构265、以及能够对所述第2PTO传动轴262的旋转动力进行多级变速并向所述PTO轴280传递的PTO变速机构270。
如图1所示,所述行星齿轮机构30具有太阳轮32、与所述太阳轮32啮合的行星齿轮34、与所述行星齿轮34啮合的内齿轮36、及将所述行星齿轮34支承为绕轴线旋转自如且与所述行星齿轮34绕所述太阳轮32的公转联动地绕所述太阳轮32的轴线旋转的齿轮架38,所述太阳轮32、所述齿轮架38及所述内齿轮36形成行星3要素。
所述行星齿轮机构30设为:被向所述行星3要素中的第1要素工作地输入来自所述驱动源210的基准旋转动力且被向第2要素工作地输入来自所述马达轴16的HST输出,并从第3要素输出将基准旋转动力与HST输出进行合成而得到的合成旋转动力即HMT输出,而且,构成为与由所述泵主体14的从第1泵容量向第2泵容量的容积变化引起的HST输出的变化相应地使所述HMT输出增速。
如图1所示,在本实施方式中,所述内齿轮36作为所述第1要素发挥作用,所述太阳轮32作为所述第2要素发挥作用,并且,所述齿轮架38作为所述第3要素发挥作用。
详细而言,作为所述第2要素发挥作用的所述太阳轮32以不能相对旋转的方式被支承于太阳轮轴32a,所述太阳轮轴32a经由齿轮列215与所述马达轴16工作连结。
筒状的传动轴36a以相对旋转自如的方式外插于所述太阳轮轴32a。
所述传动轴36a经由齿轮列216与所述PTO驱动轴260工作连结。
作为所述第1要素发挥作用的所述内齿轮36与所述传动轴36a工作连结,并经由所述泵轴12、所述PTO驱动轴260、所述齿轮列216及所述传动轴36a输入来自所述驱动源210的旋转动力。
在轴线方向上与所述传动轴36a不同的位置处,筒状的行星输出轴39以相对旋转自如的方式外插于所述太阳轮轴32a,作为所述第3要素发挥作用的所述齿轮架38与所述行星输出轴39连结。
如图2所示,所述变速器构造1还具备能够人为操作的变速操作构件110、直接或间接地检测所述作业车辆200的车速的车速传感器120、直接或间接地检测所述泵主体14的容量的泵传感器130、以及直接或间接地检测所述马达主体18的容量的马达传感器140。
此外,图2中的附图标记112是检测所述变速操作构件110的操作状态(操作位置)的传感器。
所述车速传感器120只要所述控制装置100能够识别车速即可,能够构成为检测从所述行星齿轮机构30的第3要素到所述驱动轮220传动路径的任意的旋转构件的转速。
所述泵传感器130及所述马达传感器140各自只要所述控制装置100能够识别所述泵主体14及所述马达主体18的容量即可,能够采取各种构成。
所述泵传感器130例如能够设为检测所述泵侧致动器21c的工作状态的传感器、检测所述泵侧控制轴21a的绕轴线的旋转角度的电位计等传感器。
同样,所述马达传感器140例如能够设为检测所述马达侧致动器26c的工作状态的传感器、检测所述马达侧控制轴26a的绕轴线的旋转角度的电位计等传感器。
如图1所示,本实施方式的所述变速器构造1具备能够将所述HMT输出的旋转方向向正反方向切换的前进后退切换机构50。
即,所述变速器构造1中的所述HST10及所述行星齿轮机构30设定为,所述HMT输出的旋转方向仅为绕轴线一方侧。
并且,所述前进后退切换机构50构成为,能够选择性地取得将所述HMT输出作为车辆前进用的旋转动力而输出的前进传动状态、和将所述HMT输出作为车辆后退用的旋转动力而输出的后退传动状态。
详细而言,如图1所示,所述变速器构造1在比所述行星齿轮机构30靠传动方向下游侧具有行驶传动轴45。
所述前进后退切换机构50具备能够将从所述第3要素输出的合成旋转动力作为车辆前进用的旋转动力旋转动力向所述行驶传动轴45工作传递的前进传动机构55F、能够将所述合成旋转动力作为车辆后退用的旋转动力向所述行驶传动轴45工作传递的后退传动机构55R、使所述前进传动机构55F的动力传递接合脱离的前进离合器机构60F、使所述后退传动机构55R的动力传递接合脱离的后退离合器机构60R、以及使所述前进离合器机构60F及所述后退离合器机构60R工作的前进后退切换致动器65。
所述前进传动机构55F具有以不能相对旋转的方式被支承于所述行星输出轴39的前进驱动齿轮56F、和在与所述前进驱动齿轮56F啮合的状态下以相对旋转自如的方式被支承于所述行驶传动轴45的前进从动齿轮57F。
所述后退传动机构55R具有以不能相对旋转的方式被支承于所述行星输出轴39的后退驱动齿轮56R、以相对旋转自如的方式被支承于所述行驶传动轴45的后退从动齿轮57R、及使所述后退驱动齿轮56R的旋转动力反转并向所述后退从动齿轮57R传递的反转齿轮列58R。
在本实施方式中,所述反转齿轮列58R具有以相对旋转自如的方式外插于所述PTO驱动轴260的筒状的中间轴58a、在与所述后退驱动齿轮56R啮合的状态下以不能相对旋转的方式被支承于所述中间轴58a的第1中间齿轮58b、及在与所述后退从动齿轮57R啮合的状态下以不能相对旋转的方式被支承于所述中间轴58a的第2中间齿轮58c。
在本实施方式中,所述前进离合器机构60F及所述后退离合器机构60R设为摩擦板式离合器机构。
详细而言,如图1所示,所述前进离合器机构60F具有以不能相对旋转的方式被支承于所述行驶传动轴45的前进离合器壳体62F、包括以不能相对旋转的方式被支承于所述前进离合器壳体62F的前进从动侧摩擦板及在与所述前进从动侧摩擦板相对的状态下以不能相对旋转的方式与所述前进从动齿轮57F连结的前进驱动侧摩擦板的前进摩擦板组64F、及使所述前进摩擦板组64F摩擦接合的前进活塞(未图示)。
所述后退离合器机构60R具有以不能相对旋转的方式被支承于所述行驶传动轴45的后退离合器壳体62R、包括以不能相对旋转的方式被支承于所述后退离合器壳体62R的后退从动侧摩擦板及在与所述后退从动侧摩擦板相对的状态下以不能相对旋转的方式与所述后退从动齿轮57R连结的后退驱动侧摩擦板的后退摩擦板组64R、及使所述后退摩擦板组64R摩擦接合的后退活塞。
在本实施方式中,所述前进离合器壳体62F及所述后退离合器壳体62R设为单一的共用壳体。
所述前进后退切换机构50由所述控制装置100进行工作控制。
在本实施方式中,如图2所示,所述前进后退切换致动器65具备与所述前进离合器壳体62F的油室及所述后退离合器壳体62R的油室分别流体连接的前进管路66F及后退管路66R、和切换对所述前进管路66F及所述后退管路66R的压力油的供排的电磁阀67。
所述电磁阀67能够取前进位置、后退位置及动力切断位置,所述前进位置是将来自液压源的压力油向所述前进管路66F供给且将所述后退管路66R与排放管路流体连接的位置,所述后退位置是将来自液压源的压力油向所述后退管路66R供给且将所述前进管路66F与排放管路流体连接的位置,所述动力切断位置是将所述前进及后退管路66F、66R开放的位置。
所述电磁阀67根据操纵者的人为操作而由所述控制装置100进行工作控制。
如图2所示,在本实施方式中,所述变速操作构件110是手动杆形式,设为能够从停止位置(零速位置)向前进侧及后退侧操作。
在该情况下,所述控制装置100根据所述变速操作构件110的向前进侧及后退侧的操作,使所述电磁阀67分别位于前进位置及后退位置。
在本实施方式中,所述前进后退切换致动器65设为电气·液压致动器,但也能够将所述前进后退切换致动器65设为电动马达等电气致动器来进行替代。
如图1及图2所示,所述变速器构造1具备对工作地输入的所述行星齿轮机构30的合成旋转动力进行多级变速并朝向所述驱动轮220输出的副变速机构70。
在本实施方式中,所述副变速机构70构成为进行成为低速级的第1速级及成为高速级的第2速级这2级的变速。
在本实施方式中,所述副变速机构70构成为,在所述行驶传动轴45与配置于比所述行驶传动轴45靠传动方向下游侧的行驶输出轴47之间进行2级的变速。
详细而言,如图1所示,所述副变速机构70具有能够以预定的变速比从所述行驶传动轴45向所述行驶输出轴47传递旋转动力的第1速级齿轮列71(1)、能够以比所述预定变速比高的变速比(所述行驶输出轴47进行高速旋转的变速比)从所述行驶传动轴45向所述行驶输出轴47传递旋转动力的第2速级齿轮列71(2)、使所述第1速级齿轮列71(1)的动力传递接合脱离的第1速级离合器机构75(1)、及使所述第2速级齿轮列71(2)的动力传递接合脱离的第2速级离合器机构75(2)。
在本实施方式中,所述第1速级齿轮列71(1)具有被所述行驶传动轴45支承的第1速级驱动齿轮72(1)、和在与所述第1速级驱动齿轮72(1)啮合的状态下被所述行驶输出轴47支承的第1速级从动齿轮73(1)。
所述第2速级齿轮列71(2)具备被所述行驶传动轴45支承且直径比所述第1速级驱动齿轮72(1)的直径大的第2速级驱动齿轮72(2)、和在与所述第2速级驱动齿轮72(2)啮合的状态下被所述行驶输出轴47支承且直径比所述第1速级从动齿轮73(1)的直径小的第2速级从动齿轮73(2)。
由所述第1速级及第2速级驱动齿轮72(1)、72(2)形成的驱动侧齿轮组、以及由所述第1速级及第2速级从动齿轮73(1)、73(2)形成的从动侧齿轮组中的一方以不能相对旋转的方式被支承于对应的轴,并且,另一方以相对旋转自如的方式被支承于对应的轴。
在此基础上,所述第1速级及第2速级离合器机构75(1)、75(2)构成为,使以相对旋转自如的方式被支承于对应的轴的齿轮与该对应的轴接合脱离。
在本实施方式中,如图1所示,所述驱动侧齿轮组以相对旋转自如的方式被支承于对应的所述行驶传动轴45,因此,所述第1速级离合器机构75(1)构成为能够选择性地使所述第1速级驱动齿轮72(1)与所述行驶传动轴45接合脱离,所述第2速级离合器机构75(2)构成为能够选择性地使所述第2速级驱动齿轮72(2)与所述行驶传动轴45接合脱离。
在本实施方式中,所述第1速级离合器机构75(1)及所述第2速级离合器机构75(2)设为牙嵌离合器式。
详细而言,所述第1速级离合器机构75(1)具有以不能相对旋转且能够在轴线方向移动的方式被支承于对应的轴(在本实施方式中为所述行驶传动轴45)的第1速级滑动件、和包括在所述第1速级驱动齿轮72(1)的相对面设置的凹凸部中的一方及在所述第1速级滑动件的相对面设置的凹凸接合部中的另一方的第1速级凹凸部。
所述第2速级离合器机构75(2)具有以不能相对旋转且能够在轴线方向移动的方式被支承于对应的轴(在本实施方式中为所述行驶传动轴45)的第2速级滑动件、和包括在所述第2速级驱动齿轮72(2)的相对面设置的凹凸部中的一方及在所述第2速级滑动件的相对面设置的凹凸接合部中的另一方的第2速级凹凸部。
此外,在本实施方式中,所述第1速级滑动件及所述第2速级滑动件设为单一的共用滑动件。
在本实施方式中,如图2所示,所述副变速机构70构成为,根据能够人为操作的手动杆形式的副变速操作构件115的操作而由所述控制装置100进行工作控制。
即,在所述副变速机构70中,具备使所述第1速级滑动件及所述第2速级滑动件(在本实施方式中为所述共用滑动件)工作的、由电气·液压致动器或电气致动器形成的副变速切换致动器。
并且,所述控制装置100基于来自检测所述副变速操作构件115的操作状态(操作位置)的传感器117的信号,执行所述副变速切换致动器的工作控制。
也能够构成为与对所述副变速操作构件115的人为操作相应地经由机械连杆使所述副变速切换致动器工作来进行替代。
所述机械连杆构成为,利用基于人为操作的所述副变速操作构件115的机械动作,使所述第1速级滑动件及所述第2速级滑动件(在本实施方式中为所述共用滑动件)工作。
此外,在该情况下也是,也能够构成为所述控制装置100能够利用所述传感器117识别所述副变速操作构件115的操作状态(操作位置)。
在本实施方式中,所述作业车辆200具有作为所述驱动轮220发挥作用的一对主驱动轮、对所述一对主驱动轮分别驱动的一对主驱动车轴250、及差动齿轮机构300,所述行驶输出轴47的旋转动力经由所述差动齿轮机构300被向所述一对主驱动车轴250差动传递。
此外,图1中的附图标记255是对所述主驱动车轴250选择性地施加制动力的行驶制动器机构,附图标记310是利用来自所述行驶输出轴47的旋转动力将所述一对主驱动车轴250强制地同步驱动的差动锁定机构。
以下,对基于所述控制装置100的控制构造进行说明。
图3的(a)及(b)中,分别示出所述副变速机构70接合为第1速级及第2速级的状态下的、车速及牵引力与HST容量(泵主体14及马达主体18的容量)的关系。
如图3的(a)及(b)所示,所述控制装置100在由所述车速传感器120检测的车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为预定的泵切换容量时呈现的切换速度以下时,执行如下的通常控制模式:以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
并且,所述控制装置100在所述车速超过切换速度时,执行如下的高速控制模式:以使所述泵主体14固定为所述泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,并且,以与所述变速操作构件110的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件25工作。
根据该构成,能够防止在通常工作控制及高速工作控制的切换时发生车速变化,并且扩大由所述HST10及所述行星齿轮机构30形成的HMT的可变速范围。
因此,能够将在以往的变速器构造(参照图14~图16)中,如果不具备具有3级的变速级的副变速机构570就无法涵盖的必要最大牵引力Tmax及必要最高速Smax的范围仅通过具备2级的变速级的所述副变速机构70来涵盖,能够有效地实现作业车辆200的传动构造的紧凑化及低廉化。
此外,在本实施方式中,所述车速传感器120构成为检测由所述副变速机构70多级变速后的状态的旋转动力(即,所述行驶输出轴47或比所述行驶输出轴47靠传动方向下游侧的驱动车轴250等旋转构件)的速度,因此,所述控制装置100具有在所述副变速机构70为第1速级传动状态及第2速级传动状态时分别使用的第1速级切换速度(图3的(a))及第2速级切换速度(图3的(b))作为所述切换速度。
在所述车速传感器120构成为检测由所述副变速机构70多级变速前的状态的旋转动力(例如,所述第3要素38、所述行星输出轴39或所述行驶传动轴45的旋转动力)的转速进行替代的情况下,所述控制装置100构成为不论所述副变速机构70的变速级接合状态如何都使用单一的切换速度来进行工作控制。
如图3的(a)及(b)所示,在本实施方式中,通过将第2泵容量设定为所述泵切换容量,从而实现了能够根据所述泵主体14的容量变化而变速的所述行星齿轮机构30的合成旋转动力的速度范围的扩大,但本发明不限定于该构成,能够将第2泵容量的90%的泵容量等、任意的泵容量设定为所述泵切换容量。
另外,如图3的(a)及(b)所示,在本实施方式中,以在所述泵主体14设为第1泵容量时使得所述HMT输出为零速(车速零)的方式设定所述行星齿轮机构30,由此,实现了能够根据所述泵主体14的容量变化而变速的所述HMT输出的速度范围的扩大,但本发明不限定于该构成,也能够以在第1泵容量的90%的泵容量等、预定的泵容量时使得所述HMT输出为零速的方式设定所述行星齿轮机构30。
另外,在本实施方式中,如图2所示,所述变速操作构件110能够被从停止位置(零速位置)向前进侧及后退侧操作,但也能够代替该构成的所述变速操作构件110而如图4所示那样使用能够仅从停止位置(零速位置)向一方向进行操作的足动踏板形式的变速操作构件150。
在该情况下,具备与所述变速操作构件150分体的独立的手动杆形式的前进后退切换操作构件160,所述控制装置100构成为,基于来自检测所述前进后退切换操作构件160的操作状态(操作位置)的传感器162的信号,进行所述前进后退切换机构70的工作控制。
实施方式2
以下,参照附图对本发明的变速器构造的其他实施方式进行说明。
图5的(a)及(b)中,示出在本实施方式的变速器构造中所述副变速机构70分别接合为第1速级及第2速级的状态下的车速及牵引力与HST容量(泵主体14及马达主体18的容量)的关系。
此外,应用了本实施方式的变速器构造的作业车辆的传动示意图与图1是同样的,控制框图与图2是同样的。
本实施方式的变速器构造仅在所述控制装置100所执行的控制构造上与所述实施方式1的变速器构造1不同。
以下,仅对不同点进行说明。
在所述实施方式1的变速器构造1中,所述控制装置100构成为,
·在车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为泵切换容量时呈现的切换速度以下时,在将所述马达主体18固定为低速马达容量的状态下,与所述变速操作构件110的增速操作相应地使所述泵主体14的容量从第1泵容量侧向泵切换容量侧变化且与所述变速操作构件110的减速操作相应地使所述泵主体14的容量从泵切换容量侧向第1泵容量侧向泵切换容量侧变化,
·在车速超过切换速度时,在将所述泵主体14固定为泵切换容量的状态下,与所述变速操作构件110的增速操作相应地使所述马达主体18的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化且与所述变速操作构件110的减速操作相应地使所述马达主体18的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化。
相对于此,在本实施方式的变速器构造中,如图5的(a)及(b)所示,所述控制装置100构成为,
·在车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为第1泵容量与第2泵容量之间的预定的泵切换容量时呈现的切换速度以下时,执行如下的通常控制模式:以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,
·在车速超过切换速度时,执行如下的高速控制模式:与所述变速操作构件110的增速操作相应地,使所述泵主体14的容量从泵切换容量侧向第2泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件20的增速工作与使所述马达主体18的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件25的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件110的减速操作相应地,使所述泵主体14的容量从第2泵容量侧向泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件20的减速工作与使所述马达主体18的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件25的减速工作同步地执行。
在该构成的本实施方式中,也能够获得与所述实施方式1同样的效果。
如图5的(a)及(b)所示,在本实施方式中,所述泵切换容量设为不论所述泵轴12的旋转状态如何都使所述马达轴16的旋转为零的中立容量(零容量)。
根据该构成,能够顺利地进行通常控制模式及高速控制模式的切换。
此外,所述泵切换容量能够设定为中立容量(零容量)以外的期望容量。
例如,在第1泵容量设为反转侧最大容量(-100%)且第2泵容量设为正转侧最大容量(+100%)的情况下,也可以如图6的(a)及(b)所示那样,将所述泵切换容量设定为中立容量与第2泵容量之间的正转侧中间容量(例如,+50%)。
实施方式3
以下,参照附图对本发明的变速器构造的又一其他实施方式进行说明。
图7的(a)及(b)中,示出在本实施方式的变速器构造中所述副变速机构70分别接合为第1速级及第2速级的状态下的车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系。
此外,应用了本实施方式的变速器构造的作业车辆的传动示意图与图1是同样的,控制框图与图2是同样的。
本实施方式的变速器构造仅在所述控制装置100所执行的控制构造上与所述实施方式1及2的变速器构造不同。
即,在本实施方式的变速器构造中,如图7的(a)及(b)所示,所述控制装置,在车速低于在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为预定的泵切换容量时呈现的切换速度(在所述副变速机构70的第1速级接合时为第1速级切换速度(图7的(a))、并且在所述副变速机构70的第2速级接合时为第2速级切换速度(图7的(b)))时,执行如下的通常控制模式:以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的增速操作相应地通过使所述泵主体14的容量从第1泵容量向泵切换容量侧变更而使车速增速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,并且,以与所述变速操作构件110的减速操作相应地通过使所述泵主体14的容量从泵切换容量侧向第1泵容量侧变更而使车速减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
在本实施方式中,如图7的(a)及(b)所示,通过将第2泵容量设定为所述泵切换容量,从而实现了能够根据所述泵主体14的容量变化而变速的所述HMT输出的速度范围的扩大,但本发明不限定于该构成,能够将第2泵容量的90%的泵容量等、任意的泵容量设定为所述泵切换容量。
并且,所述控制装置100,在车速从低速侧到达切换速度时,执行如下的高速转变时切换控制模式:以使得所述马达主体18的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,同时,以使得所述泵主体14的容量成为在所述马达主体18被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为切换速度的泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
而且,所述控制装置100,在车速超过切换速度时,执行如下的高速控制模式:以使所述马达主体18固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的增速操作相应地使所述泵容量从泵调整容量侧向第2泵容量侧变更从而使车速增速的方式的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,并且,以与所述变速操作构件110的减速操作相应地使所述泵容量从第2泵容量侧向泵调整容量侧变更从而使车速减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
并且,所述控制装置100,在车速从高速侧到达切换速度时,执行如下的通常转变时切换控制模式:以使得所述马达主体18的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,同时,以使得所述泵主体14的容量从泵调整容量向泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
在该构成的本实施方式中,也能够获得与所述实施方式1及2同样的效果。
实施方式4
以下,参照附图对本发明的变速器构造的一实施方式进行说明。
图8中,示出应用了本实施方式的变速器构造4的作业车辆201的传动示意图。
如图8所示,所述作业车辆201具备驱动源210、驱动轮220、及介设于从所述驱动源210到所述驱动轮220的行驶系统传动路径的所述变速器构造4。
如图8所示,所述变速器构造4具备Hydro-Static-Transmission(HST)10、和与所述HST10协作而形成Hydro-Mechanical-Transimission(HMT)的行星齿轮机构30。
所述HST10具备工作地输入来自所述驱动源210的旋转动力的泵轴12、被所述泵轴12支承的泵主体14、能够使所述泵主体14的容量无级地变化的泵侧输出调整构件20、马达轴16、被所述马达轴16支承且与所述泵主体14流体连接的马达主体18、以及能够使所述马达主体18的容量变化的马达侧输出调整构件25。
此外,如图8所示,在本实施方式中,在所述驱动源210与所述泵轴12之间介设有与输入输出轴配置于同一轴线上的形式的增速齿轮列214,所述驱动源210的旋转动力经由所述增速齿轮列214被向所述泵轴12的轴线方向一端侧的第1端部工作地输入。
也能够将所述驱动源210与所述泵轴12直接连接来进行替代。
所述泵主体14是具有以不能绕轴线相对旋转的方式被支承于所述泵轴12的泵侧缸体(未图示)、和以不能绕轴线相对旋转且在轴线方向进退自如的方式被收容于所述泵侧缸体的泵侧活塞(未图示)的可变容积型的轴向活塞机械,并构成为根据所述泵侧活塞的进退范围而容量变化。在活塞泵方式中,能够采取斜板型、斜轴型、径向型等各种形态。
所述泵侧输出调整构件20构成为能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化,并构成为由所述变速器构造4所具备的控制装置100进行工作控制,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2泵容量为正转侧及反转侧中的另一方。
图9中示出所述控制装置100的控制框图。
如图9所示,所述泵侧输出调整构件20具有配置于与所述泵轴12正交的泵侧摆动轴线上的泵侧控制轴21a、以在与所述泵侧活塞的自由端部直接或间接地接合的状态下与所述泵侧控制轴21a的绕轴线的旋转相应地绕泵侧摆动轴线摆动的方式与所述泵侧控制轴21a工作连结且根据绕所述泵侧摆动轴线的摆动位置而划定所述泵侧活塞的进退范围的泵侧可动斜板21b、以及使所述泵侧控制轴21a绕轴线旋转的泵侧致动器21c。
所述泵侧致动器21c只要能够由所述控制装置100进行工作控制即可,例如,能够采取包括电磁阀及液压缸的电气·液压致动器、包括电动马达的电气致动器等各种形态。
在使所述泵侧可动斜板摆动到绕所述泵侧摆动轴线一方侧及另一方侧的摆动端时,分别成为所述泵主体具有第1泵容量及第2泵容量的状态。
并且,所述泵主体14的第1泵容量例如设为相对于所述泵轴12的旋转方向使所述马达轴16向反转方向旋转的反转侧的容量,所述泵主体14的第2泵容量设为相对于所述泵轴12的旋转方向使所述马达轴16向正转方向旋转的正转侧的容量。
并且,在使所述泵侧可动斜板21b绕所述泵侧摆动轴线位于中立位置时,所述泵主体14成为中立容量(零容量),不论所述泵轴12是否在旋转,所述马达轴16的旋转都为零。
所述马达主体18是具有以不能绕轴线相对旋转的方式被支承于所述马达轴16的马达侧缸体(未图示)、和以不能绕轴线相对旋转且在轴线方向进退自如的方式被收容于所述马达侧缸体的马达侧活塞(未图示)的可变容积型的轴向活塞机械,并构成为根据所述马达侧活塞的进退范围而容量变化。在活塞马达方式中,能够采取斜板型、斜轴型、径向型等各种形态。
所述马达侧输出调整构件25构成为能够使所述马达主体18的容量在预定的低速马达容量(L)、与容量比所述低速马达容量小的预定的高速马达容量(H)之间变化。
如图9所示,所述马达侧输出调整构件25具有配置于与所述马达轴16正交的马达侧摆动轴线上的马达侧控制轴26a、以在与所述马达侧活塞的自由端部直接或间接地接合的状态下与所述马达侧控制轴26a的绕轴线的旋转相应地绕马达侧摆动轴线摆动的方式与所述马达侧控制轴26a工作连结且根据绕所述马达侧摆动轴线的摆动位置而划定所述马达侧活塞的进退范围的马达侧可动斜板26b、以及使所述马达侧控制轴26a绕轴线旋转的马达侧致动器26c。
所述马达侧致动器26c只要能够由所述控制装置100进行工作控制即可,例如,能够采取包括电磁阀及液压缸的电气·液压致动器、包括电动马达的电气致动器等各种形态。
随着所述马达主体18的容量成为小容量,所述马达轴16相对于所述泵轴12的转速上升。
因此,随着所述马达主体18从低速马达容量(大容量)向高速马达容量(小容量)进行容量变化,所述马达轴16的转速上升。
此外,如图8所示,所述泵轴12的轴线方向另一端侧的第2端部与所述作业车辆201所具备的PTO轴280工作连结。
详细而言,如图8所示,所述作业车辆201具有所述PTO轴280、和形成从所述泵轴12到所述PTO轴280的PTO系统传动路径的PTO传动构造。
在本实施方式中,所述PTO传动构造具有以不能绕轴线相对旋转的方式与所述泵轴12的轴线方向另一端侧的第2端部连结的PTO驱动轴260、经由减速齿轮列217与所述PTO驱动轴260工作连结的第1PTO传动轴261、第2PTO传动轴262、使从所述第1PTO轴261向所述第2PTO轴262的动力传递接合脱离的PTO离合器机构265、以及能够对所述第2PTO传动轴262的旋转动力进行多级变速并向所述PTO轴280传递的PTO变速机构270。
如图8所示,所述行星齿轮机构30具有太阳轮32、与所述太阳轮32啮合的行星齿轮34、与所述行星齿轮34啮合的内齿轮36、及将所述行星齿轮34支承为绕轴线旋转自如且与所述行星齿轮34绕所述太阳轮32的公转联动地绕所述太阳轮32的轴线旋转的齿轮架38,所述太阳轮32、所述齿轮架38及所述内齿轮36形成行星3要素。
所述行星齿轮机构30设为:被向所述行星3要素中的第1要素工作地输入来自所述驱动源210的基准旋转动力且被向第2要素工作地输入来自所述马达轴16的HST输出,并从第3要素输出将基准旋转动力与HST输出进行合成而得到的合成旋转动力即HMT输出。
如图8所示,在本实施方式中,所述内齿轮36作为所述第1要素发挥作用,所述太阳轮32作为所述第2要素发挥作用,并且,所述齿轮架38作为所述第3要素发挥作用。
详细而言,作为所述第2要素发挥作用的所述太阳轮32以不能相对旋转的方式被支承于太阳轮轴32a,所述太阳轮轴32a经由齿轮列215与所述马达轴16工作连结。
筒状的传动轴36a以相对旋转自如的方式外插于所述太阳轮轴32a。
所述传动轴36a经由齿轮列216与所述PTO驱动轴260工作连结。
作为所述第1要素发挥作用的所述内齿轮36与所述传动轴36a工作连结,并经由所述泵轴12、所述PTO驱动轴260、所述齿轮列216及所述传动轴36a输入来自所述驱动源210的旋转动力。
在轴线方向上与所述传动轴36a不同的位置处,筒状的行星输出轴39以相对旋转自如的方式外插于所述太阳轮轴32a,作为所述第3要素发挥作用的所述齿轮架38与所述行星输出轴39连结。
如图9所示,所述变速器构造4还具备能够人为操作的变速操作构件110、直接或间接地检测所述作业车辆201的车速的车速传感器120、直接或间接地检测所述泵主体14的容量的泵传感器130、以及直接或间接地检测所述马达主体18的容量的马达传感器140。
此外,图9中的附图标记112是检测所述变速操作构件110的操作状态(操作位置)的传感器。
所述车速传感器120只要所述控制装置100能够识别车速即可,能够构成为检测从所述行星齿轮机构30的第3要素到所述驱动轮220的传动路径的任意的旋转构件的转速。
所述泵传感器130及所述马达传感器140各自只要所述控制装置100能够识别所述泵主体14及所述马达主体18的容量即可,能够采取各种构成。
所述泵传感器130例如能够设为检测所述泵侧致动器21c的工作状态的传感器、检测所述泵侧控制轴21a的绕轴线的旋转角度的电位计等传感器。
同样,所述马达传感器140例如能够设为检测所述马达侧致动器26c的工作状态的传感器、检测所述马达侧控制轴26a的绕轴线的旋转角度的电位计等传感器。
如图8所示,所述变速器构造4具备对工作地输入的所述行星齿轮机构30的合成旋转动力进行多级变速并朝向所述驱动轮220输出的副变速机构70。
在本实施方式中,所述副变速机构70构成为进行成为低速级的第1速级及成为高速级的第2速级这2级的变速。
在本实施方式中,所述副变速机构70构成为,在输入所述HMT输出的行驶传动轴45与配置于比所述行驶传动轴45靠传动方向下游侧的行驶输出轴47之间进行2级的变速。
详细而言,如图8所示,所述副变速机构70具有能够以预定的变速比从所述行驶传动轴45向所述行驶输出轴47传递旋转动力的第1速级齿轮列71(1)、能够以比所述预定变速比高的变速比(所述行驶输出轴47进行高速旋转的变速比)从所述行驶传动轴45向所述行驶输出轴47传递旋转动力的第2速级齿轮列71(2)、使所述第1速级齿轮列71(1)的动力传递接合脱离的第1速级离合器机构75(1)、及使所述第2速级齿轮列71(2)的动力传递接合脱离的第2速级离合器机构75(2)。
在本实施方式中,所述第1速级齿轮列71(1)具有被所述行驶传动轴45支承的第1速级驱动齿轮72(1)、和在与所述第1速级驱动齿轮72(1)啮合的状态下被所述行驶输出轴47支承的第1速级从动齿轮73(1)。
所述第2速级齿轮列71(2)具有被所述行驶传动轴45支承且直径比所述第1速级驱动齿轮72(1)的直径大的第2速级驱动齿轮72(2)、和在与所述第2速级驱动齿轮72(2)啮合的状态下被所述行驶输出轴47支承且直径比所述第1速级从动齿轮73(1)的直径小的第2速级从动齿轮73(2)。
由所述第1速级及第2速级驱动齿轮72(1)、72(2)形成的驱动侧齿轮组、以及由所述第1速级及第2速级从动齿轮73(1)、73(2)形成的从动侧齿轮组中的一方以不能相对旋转的方式被支承于对应的轴,并且,另一方以相对旋转自如的方式被支承于对应的轴。
在此基础上,所述第1速级及第2速级离合器机构75(1)、75(2)构成为,使以相对旋转自如的方式被支承于对应的轴的齿轮与该对应的轴接合脱离。
在本实施方式中,如图8所示,所述驱动侧齿轮组以相对旋转自如的方式被支承于对应的所述行驶传动轴45,因此,所述第1速级离合器机构75(1)构成为能够选择性地使所述第1速级驱动齿轮72(1)与所述行驶传动轴45接合脱离,所述第2速级离合器机构75(2)构成为能够选择性地使所述第2速级驱动齿轮72(2)与所述行驶传动轴45接合脱离。
在本实施方式中,所述第1速级离合器机构75(1)及所述第2速级离合器机构75(2)设为牙嵌离合器式。
详细而言,所述第1速级离合器机构75(1)具有以不能相对旋转且能够在轴线方向移动的方式被支承于对应的轴(在本实施方式中为所述行驶传动轴45)的第1速级滑动件、和包括在所述第1速级驱动齿轮72(1)的相对面设置的凹凸部中的一方及在所述第1速级滑动件的相对面设置的凹凸接合部中的另一方的第1速级凹凸部。
所述第2速级离合器机构75(2)具有以不能相对旋转且能够在轴线方向移动的方式被支承于对应的轴(在本实施方式为所述行驶传动轴45)的第2速级滑动件、和包括在所述第2速级驱动齿轮72(2)的相对面设置的凹凸部中的一方及在所述第2速级滑动件的相对面设置的凹凸接合部中的另一方的第2速级凹凸部。
此外,在本实施方式中,所述第1速级滑动件及所述第2速级滑动件设为单一的共用滑动件。此外,上述的离合器机构75(1)75(2)是常啮合(constant mesh)型,但不限于此,也可以使用滑动啮合(sliding mesh)型、等速啮合(synchro mesh)型。
在本实施方式中,如图9所示,所述副变速机构70构成为,根据能够人为操作的手动杆形式的副变速操作构件115的操作而由所述控制装置100进行工作控制。
即,在所述副变速机构70中,具备使所述第1速级滑动件及所述第2速级滑动件(在本实施方式中为所述共用滑动件)工作的、由电气·液压致动器或电气致动器形成的副变速切换致动器(未图示)。
并且,所述控制装置100基于来自检测所述副变速操作构件115的操作状态(操作位置)的传感器117的信号,执行所述副变速切换致动器的工作控制。
也能够构成为与对所述副变速操作构件115的人为操作相应地经由机械连杆使所述副变速切换致动器工作来进行替代。
所述机械连杆构成为,利用基于人为操作的所述副变速操作构件115的机械动作,使所述第1速级滑动件及所述第2速级滑动件(在本实施方式中为所述共用滑动件)工作。
此外,在该情况下也是,也能够构成为所述控制装置100能够利用所述传感器117识别所述副变速操作构件115的操作状态(操作位置)。
在本实施方式中,所述作业车辆201具有作为所述驱动轮220发挥作用的一对主驱动轮、对所述一对主驱动轮分别驱动的一对主驱动车轴250、及差动齿轮机构300,所述行驶输出轴47的旋转动力经由所述差动齿轮机构300被向所述一对主驱动车轴250差动传递。
此外,图8中的附图标记255是对所述主驱动车轴250选择性地施加制动力的行驶制动器机构,附图标记310是利用来自所述行驶输出轴47的旋转动力将所述一对主驱动车轴250强制地同步驱动的差动锁定机构。
以下,对基于所述控制装置100的控制构造进行说明。
图10的(a)及(b)中,分别示出所述副变速机构70接合为第1速级及第2速级的状态下的、车速及牵引力与HST容量(泵主体14及马达主体18的容量)的关系。
此外,图中的附图标记SFmax及SRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最高车速,TFmax及TRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最大牵引力。
如图10的(a)及(b)所示,在本实施方式中,所述行星齿轮机构30设定为,在所述马达主体18被设为低速马达容量的状态下所述泵主体14被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素(在本实施方式中为所述齿轮架38)的输出(即,车速)为零速,并且,随着所述泵主体14的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体18的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速。
在本实施方式中,第1泵容量设为反转侧的容量,并且,第2泵容量设为正转侧的容量,因此,第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量设为反转侧的预定容量(在图10的(a)及(b)中为-50%)。
如图10的(a)及(b)所示,所述控制装置100在所述变速操作构件110位于零速位置(停止位置)时,执行如下的停止控制模式:以使得所述马达主体18成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以使得所述泵主体14成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件21工作,使所述行星齿轮机构30的第3要素的输出成为零速。
另外,所述控制装置100,在所述变速操作构件110被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器120检测的车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,执行如下的前进侧通常控制模式:以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
此外,在本实施方式中,如图10的(a)及(b)所示,将第2泵容量设定为前进侧泵切换容量,由此,实现了能够根据所述泵主体14的容量变化而变速的所述HMT输出的速度范围的扩大,但本发明不限定于该构成,能够将第2泵容量的90%的泵容量等、任意的泵容量设定为前进侧泵切换容量。
并且,所述控制装置100,在所述车速超过前进侧切换速度时,执行如下的前进侧高速控制模式:以使所述泵主体14固定为前进侧泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,并且,以与所述变速操作构件110的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件25工作。
而且,所述控制装置100,在所述变速操作构件110被从零速位置向后退侧操作的情况下,执行如下的后退侧控制模式:以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
根据该构成,能够以不另外具备前进后退切换机构的方式进行前进行驶输出与后退方向输出的切换,而且,能够防止在前进侧通常控制模式与前进侧高速控制模式的切换时发生车速变化,并且扩大所述HMT的前进用输出的可变速范围。
因此,能够将在以往的变速器构造(参照图7~图9)中,如果不具备具有3级的变速级的副变速机构570就无法涵盖的必要最大牵引力Tmax及必要最高速Smax的范围仅通过具备2级的变速级的所述副变速机构70来涵盖,能够有效地实现作业车辆201的传动构造的紧凑化及低廉化。
此外,在本实施方式中,所述车速传感器120构成为检测由所述副变速机构70多级变速后的状态的旋转动力(即,所述行驶输出轴47或比所述行驶输出轴47靠传动方向下游侧的驱动车轴250等旋转构件)的速度,因此,所述控制装置100具有在所述副变速机构70为第1速级传动状态及第2速级传动状态时分别使用的第1速级前进侧切换速度(图10的(a))及第2速级前进侧切换速度(图10的(b))作为所述前进侧切换速度。
在所述车速传感器120构成为检测由所述副变速机构70多级变速前的状态的旋转动力(例如,所述第3要素38、所述行星输出轴39或所述行驶传动轴45的旋转动力)的转速进行替代的情况下,所述控制装置100构成为不论所述副变速机构70的变速级接合状态如何都使用单一的前进侧切换速度进行工作控制。
在本实施方式中,所述控制装置100具有下述后退侧通常控制模式及后退侧高速控制模式作为所述后退侧控制模式,由此,关于后退用输出,也以不招致急剧的速度变化的方式实现可变速范围的扩大。
即,如图10的(a)及(b)所示,所述控制装置100,在所述变速操作构件110被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,执行如下的后退侧通常控制模式:以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
此外,在本实施方式中,如图10的(a)及(b)所示,将第1泵容量设定为后退侧泵切换容量,由此,实现了能够根据所述泵主体14的容量变化而变速的所述HMT输出的速度范围的扩大,但本发明不限定于该构成,能够将第1泵容量的90%(即,-90%)的泵容量等、任意的泵容量设定为后退侧泵切换容量。
并且,所述控制装置100,在所述车速超过后退侧切换速度时,执行如下的后退侧高速控制模式:以使所述泵主体14固定为所述后退侧泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,并且,以与所述变速操作构件110的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件25工作。
此外,关于后退侧切换速度,也与前进侧切换速度同样,在所述车速传感器120构成为检测由所述副变速机构70多级变速前的状态的旋转动力(例如,所述第3要素38、所述行星输出轴39或所述行驶传动轴45的旋转动力)的转速的情况下,所述控制装置100构成为不论所述副变速机构70的变速级接合状态如何都使用单一的后退侧切换速度进行工作控制。
实施方式5
以下,参照附图对本发明的变速器构造的其他实施方式进行说明。
图11的(a)及(b)中,示出在本实施方式的变速器构造中所述副变速机构70分别接合为第1速级及第2速级的状态下的车速及牵引力与HST容量(泵主体14及马达主体18的容量)的关系。
此外,图中的附图标记SFmax及SRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最高车速,TFmax及TRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最大牵引力。
另外,应用了本实施方式的变速器构造的作业车辆的传动示意图与图8是同样的,控制框图与图9是同样的。
本实施方式的变速器构造与所述实施方式4的变速器构造4相比,仅变更了前进侧控制模式。
即,本实施方式的变速器构造的控制装置构成为,执行与所述实施方式4的变速器构造4中的所述控制装置100所执行的所述停止控制模式、所述后退侧通常控制模式及所述后退侧高速控制模式相同的控制模式,并且执行与所述控制装置100所执行的前进侧控制模式不同的前进侧控制模式。
如图11的(a)及(b)所示,本实施方式的变速器构造的控制装置所执行的前进侧控制模式具有在车速为前进侧切换速度以下时执行的前进侧通常控制模式、和在车速超过前进侧切换速度时执行的前进侧高速控制模式。
所述前进侧通常控制模式设为与所述实施方式4中的所述前进侧通常控制模式实质上相同。
不过,在本实施方式的所述前进侧通常控制模式中,所述前进侧泵切换容量设定为行星零输出容量与第2泵容量之间的容量。
所述前进侧高速控制模式构成为,与所述变速操作构件110的前进侧增速操作相应地,使所述泵主体14的容量从前进侧泵切换容量侧向第2泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件20的前进侧增速工作与使所述马达主体18的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件25的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件110的前进侧减速操作相应地,使所述泵主体14的容量从第2泵容量侧向前进侧泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件20的前进侧减速工作与使所述马达主体18的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件25的减速工作同步地执行。
在该构成的本实施方式中,也能够获得与所述实施方式4同样的效果。
如图11的(a)及(b)所示,在本实施方式中,所述前进侧泵切换容量设为不论所述泵轴12的旋转状态如何都使所述马达轴16的旋转为零的中立容量(零容量)。
根据该构成,能够顺利地进行前进侧通常控制模式与前进侧高速控制模式的切换。
此外,所述前进侧泵切换容量能够在行星零输出容量与第2泵容量之间设定为中立容量(零容量)以外的期望容量。
例如,也能够将所述前进侧泵切换容量设定为中立容量与第2泵容量之间的正转侧中间容量(例如,+50%)。
实施方式6
以下,参照附图对本发明的变速器构造的其他实施方式进行说明。
图12的(a)及(b)中,示出在本实施方式的变速器构造中所述副变速机构70分别接合为第1速级及第2速级的状态下的车速及牵引力与HST容量(泵主体14及马达主体18的容量)的关系。
此外,图中的附图标记SFmax及SRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最高车速,TFmax及TRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最大牵引力。
另外,应用了本实施方式的变速器构造的作业车辆的传动示意图与图8是同样的,控制框图与图9是同样的。
本实施方式的变速器构造与所述实施方式5的变速器构造相比,仅变更了所述后退侧控制模式。
即,本实施方式的变速器构造的控制装置构成为,执行与所述实施方式5的变速器构造中的所述控制装置所执行的所述停止控制模式、所述前进侧通常控制模式及所述前进侧高速控制模式相同的控制模式,并且执行与所述实施方式5的控制装置所执行的所述后退侧控制模式不同的后退侧控制模式。
如图12的(a)及(b)所示,本实施方式的变速器构造的控制装置所执行的后退侧控制模式具有:
·后退侧通常控制模式,在所述变速操作构件110被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作;和
·后退侧高速控制模式,在所述车速超过后退侧切换速度时,与所述变速操作构件110的后退侧增速操作相应地,使所述泵主体14的容量从后退侧泵切换容量侧向第1泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的后退侧增速工作与使所述马达主体18的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件25的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件110的后退侧减速操作相应地,使所述泵主体14的容量从第1泵容量侧向后退侧泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件20的后退侧减速工作与使所述马达主体18的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件25的减速工作同步地执行。
在该构成的本实施方式中,也能够获得与所述实施方式4及5同样的效果。
此外,在本实施方式的变速器构造中,也能够采用所述实施方式4的变速器构造4中的前进侧通常控制模式及前进侧高速控制模式作为所述变速操作构件110被向前进侧操作了时的前进侧控制模式。
实施方式7
以下,参照附图对本发明的变速器构造的又一其他实施方式进行说明。
图13的(a)及(b)中,示出在本实施方式的变速器构造中所述副变速机构70分别接合为第1速级及第2速级的状态下的车速及牵引力与HST容量(泵主体及马达主体的容量)的关系。
此外,图中的附图标记SFmax及SRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最高车速,TFmax及TRmax分别是对所述作业车辆201要求的前进侧及后退侧的必要最大牵引力。
另外,应用了本实施方式的变速器构造的作业车辆的传动示意图与图8是同样的,控制框图与图9是同样的。
本实施方式的变速器构造与所述实施方式4的变速器构造相比,仅变更了所述前进侧控制模式。
即,本实施方式的变速器构造的控制装置构成为,执行与所述实施方式4的变速器构造4中的所述控制装置100所执行的所述停止控制模式、所述后退侧通常控制模式及所述后退侧高速控制模式相同的控制模式,并且执行与所述控制装置100所执行的前进侧控制模式不同的前进侧控制模式。
如图13的(a)及(b)所示,本实施方式的变速器构造的控制装置,在所述变速操作构件110被从零速位置向前进侧操作的情况下,
·在车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,执行与所述实施方式4的前进侧通常控制模式相同的前进侧通常控制模式,
·在车速从低速侧到达前进侧切换速度时,执行如下的前进侧高速转变时切换控制模式:以使得所述马达主体18的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,同时,以使得所述泵主体14的容量成为在所述马达主体18被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为前进侧切换速度的前进侧泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,
·在车速超过前进侧切换速度时,执行如下的前进侧高速控制模式:以使所述马达主体18固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的增速操作相应地使所述泵容量从泵调整容量侧向第2泵容量侧变更从而使车速增速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,并且,以与所述变速操作构件110的减速操作相应地使所述泵容量从第2泵容量侧向泵调整容量侧变更从而使车速减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作,
·在车速从高速侧到达前进侧切换速度时,执行如下的通常转变时切换控制模式:以使得所述马达主体18的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,同时,以使得所述泵主体14的容量从泵调整容量向泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
在该构成的本实施方式中,也能够获得与所述实施方式4及5同样的效果。
此外,在本实施方式中,所述控制装置构成为在所述变速操作构件110被向后退侧操作了时执行与所述实施方式4及5中的后退侧控制模式相同的后退侧控制模式,但也能够构成为执行所述实施方式6中的后退侧控制模式来进行替代。
另外,在所述实施方式4~6的变速器构造中,也能够将后退侧控制模式变更为与所述实施方式7的变速器构造的前进侧控制模式同样的控制模式。
即,在所述实施方式4~7的变速器构造中,能够将在所述变速操作构件110被从零速位置向后退侧操作了的情况下所述控制装置所执行的后退侧控制模式变形为具有以下控制模式:
·在所述车速为在所述马达主体18被设为低速马达容量且所述泵主体14被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时执行的后退侧通常控制模式;
·在所述车速从低速侧到达后退侧切换速度时执行的后退侧高速转变时切换控制模式;
·在所述车速超过后退侧切换速度时执行的后退侧高速控制模式;及
·在所述车速从高速侧到达后退侧切换速度时执行的后退侧通常转变时控制模式。
在所述后退侧通常控制模式下,以使所述马达主体18固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
在所述后退侧高速转变时切换控制模式下,以使得所述马达主体18的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,同时,以使得所述泵主体14的容量成为在所述马达主体18被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为后退侧切换速度的后退侧泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
在所述后退侧高速控制模式下,以使所述马达主体18固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,并且,以与所述变速操作构件110的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
在所述后退侧通常转变时控制模式下,以使得所述马达主体18的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件25工作,同时,以使得所述泵主体14的容量从后退侧泵调整容量向后退侧泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件20工作。
附图标记说明
1、4 变速器构造
10 HST
12 泵轴
14 泵主体
16 马达轴
18 马达主体
20 泵侧输出调整构件
25 马达侧输出调整构件
30 行星齿轮机构
50 前进后退切换机构
70 副变速机构
100 控制装置
110 变速操作构件
120 车速传感器
130 泵传感器
140 马达传感器
160 前进后退切换操作构件
200、201 作业车辆
210 驱动源

Claims (18)

1.一种变速器构造,是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,其特征在于,具备:
HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量在第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;
行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出,且设定为与由所述泵主体的从第1泵容量向第2泵容量的变化引起的HST输出的变化相应地使得所述第3要素的输出增速;
能够人为操作的变速操作构件;
车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;
泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;
马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及
控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,
所述控制装置,
在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为第1泵容量与第2泵容量之间的预定的泵切换容量时呈现的切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过切换速度时,与所述变速操作构件的增速操作相应地,使所述泵主体的容量从泵切换容量侧向第2泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的增速工作与使所述马达主体的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件的减速操作相应地,使所述泵主体的容量从第2泵容量侧向泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的减速工作与使所述马达主体的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的减速工作同步地执行,
所述泵切换容量设为无论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的中立容量。
2.一种变速器构造,是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,其特征在于,具备:
HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量在第1泵容量与第2泵容量之间无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;
行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出,且设定为与由所述泵主体的从第1泵容量向第2泵容量的变化引起的HST输出的变化相应地使得所述第3要素的输出增速;
能够人为操作的变速操作构件;
车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;
泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;
马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及
控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,
所述控制装置,
在由所述车速传感器检测的车速低于在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的泵切换容量时呈现的切换速度时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速从低速侧到达切换速度时,以使得所述马达主体的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量成为在所述马达主体被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为切换速度的泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过切换速度时,以使所述马达主体固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的增速操作及减速操作相应地使得车速增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速从高速侧到达切换速度时,以使得所述马达主体的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量从泵调整容量向泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
3.根据权利要求2所述的变速器构造,其特征在于,
所述泵切换容量设为第2泵容量。
4.根据权利要求1或2所述的变速器构造,其特征在于,
具备前进后退切换机构,所述前进后退切换机构能够选择性地取得将从所述第3要素工作地输入的合成旋转动力作为车辆前进用的旋转动力而输出的前进传动状态与将所述合成旋转动力作为车辆后退用的旋转动力而输出的后退传动状态,
所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为预定的行星零输出容量时所述第3要素的输出成为零速,随着所述泵主体从行星零输出容量向第2泵容量进行容量变化而所述第3要素的输出从零速绕轴线向一方侧增速,
所述控制装置,在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
5.根据权利要求4所述的变速器构造,其特征在于,
所述行星零输出容量设为第1泵容量。
6.根据权利要求4所述的变速器构造,其特征在于,
所述变速操作构件设为能够被从零速位置向前进侧及后退侧操作,
所述控制装置,以与所述变速操作构件的从零速位置向前进侧及后退侧的操作相应地使得所述前进后退切换机构分别成为前进传动状态及后退传动状态的方式使所述前进后退切换机构工作。
7.根据权利要求4所述的变速器构造,其特征在于,
具备能够人为操作的前进后退切换操作构件,
所述控制装置,以与对所述前进后退切换操作构件的操作相应地使得所述前进后退切换机构成为前进传动状态及后退传动状态的方式使所述前进后退切换机构工作。
8.根据权利要求1或2所述的变速器构造,其特征在于,
所述HST构成为,在所述泵主体被设为第1泵容量时相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转,在所述泵主体被设为第2泵容量时相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转,在所述泵主体被设为中立容量时不论所述泵轴的旋转状态如何都使得所述马达轴的旋转为零,
所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的预定的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体从行星零输出容量向第2泵容量进行容量变化而所述第3要素的输出从零速向正转方向增速,随着所述泵主体从行星零输出容量向第1泵容量进行容量变化而所述第3要素的输出从零速向反转方向增速。
9.一种变速器构造,是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,其特征在于,具备:
HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;
行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出;
能够人为操作的变速操作构件;
车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;
泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;
马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及
控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,
所述泵侧输出调整构件能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级变更,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2泵容量为正转侧及反转侧中的另一方,
所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速,
所述控制装置,
在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述变速操作构件被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,在所述车速超过前进侧切换速度时,以使所述泵主体固定为所述前进侧泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件工作,
在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作的情况下,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
10.一种变速器构造,是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,其特征在于,具备:
HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;
行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出;
能够人为操作的变速操作构件;
车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;
泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;
马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及
控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,
所述泵侧输出调整构件能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级变更,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2泵容量为正转侧及反转侧中的另一方,
所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速,
所述控制装置,
在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述变速操作构件被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过前进侧切换速度时,与所述变速操作构件的前进侧增速操作相应地,使所述泵主体的容量从前进侧泵切换容量侧向第2泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的前进侧增速工作与使所述马达主体的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件的前进侧减速操作相应地,使所述泵主体的容量从第2泵容量侧向前进侧泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的前进侧减速工作与使所述马达主体的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的减速工作同步地执行,
在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作的情况下,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
11.根据权利要求10所述的变速器构造,其特征在于,
所述泵切换容量设为所述中立容量。
12.一种变速器构造,是介设于作业车辆中的行驶系统传动路径的变速器构造,其特征在于,具备:
HST,所述HST具有从所述作业车辆的驱动源工作地输入旋转动力的泵轴、被所述泵轴支承的泵主体、能够使所述泵主体的容量无级地变化的泵侧输出调整构件、马达轴、被所述马达轴支承且与所述泵主体流体连接的马达主体、以及能够使所述马达主体的容量在低速马达容量与容量比所述低速马达容量小的高速马达容量之间变化的马达侧输出调整构件;
行星齿轮机构,所述行星齿轮机构具有第1要素~第3要素,将从所述驱动源向所述第1要素工作地输入的基准旋转动力与从所述马达轴向所述第2要素工作地输入的HST输出进行合成并将合成旋转动力从所述第3要素输出;
能够人为操作的变速操作构件;
车速传感器,所述车速传感器直接或间接地检测所述作业车辆的车速;
泵传感器,所述泵传感器直接或间接地检测所述泵主体的容量;
马达传感器,所述马达传感器直接或间接地检测所述马达主体的容量;以及
控制装置,所述控制装置掌管所述泵侧输出调整构件及所述马达侧输出调整构件的工作控制,
所述泵侧输出调整构件能够使所述泵主体的容量在夹着中立容量的第1泵容量与第2泵容量之间无级变更,所述中立容量为不论所述泵轴的旋转状态如何都使所述马达轴的旋转为零的容量,所述第1泵容量为相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向正转方向旋转的正转侧及相对于所述泵轴的旋转方向使所述马达轴向反转方向旋转的反转侧中的一方,所述第2泵容量为正转侧及反转侧中的另一方,
所述行星齿轮机构设定为,在所述马达主体被设为低速马达容量的状态下所述泵主体被设为第1泵容量与中立容量之间的行星零输出容量时所述第3要素的输出为零速,随着所述泵主体的容量从行星零输出容量经中立容量向第2泵容量变化而所述第3要素的输出向前进侧增速,随着所述马达主体的容量从行星零输出容量向第1泵容量变化而所述第3要素的输出向后退侧增速,
所述控制装置,
在所述变速操作构件位于零速位置的情况下,以使得所述马达主体成为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且以使得所述泵主体成为行星零输出容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述变速操作构件被从零速位置向前进侧操作的情况下,在由所述车速传感器检测的车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的前进侧泵切换容量时呈现的前进侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速从低速侧到达前进侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量成为在所述马达主体被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为前进侧切换速度的前进侧泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过前进侧切换速度时,以使所述马达主体固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的前进侧增速操作及前进侧减速操作相应地使得车速向前进侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速从高速侧到达前进侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量从前进侧泵调整容量向前进侧泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作的情况下,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
13.根据权利要求9或12所述的变速器构造,其特征在于,
所述前进侧泵切换容量设为第2泵容量。
14.根据权利要求9、10、12中任一项所述的变速器构造,其特征在于,
所述控制装置,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过后退侧切换速度的情况下,以使所述泵主体固定为所述后退侧泵切换容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述马达侧输出调整构件工作。
15.根据权利要求9、10、12中任一项所述的变速器构造,其特征在于,
所述控制装置,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作了的情况下,在所述车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过后退侧切换速度时,与所述变速操作构件的后退侧增速操作相应地,使所述泵主体的容量从后退侧泵切换容量侧向第1泵容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的后退侧增速工作与使所述马达主体的容量从低速马达容量侧向高速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的增速工作同步地执行,并且,与所述变速操作构件的后退侧减速操作相应地,使所述泵主体的容量从第1泵容量侧向后退侧泵切换容量侧变化的所述泵侧输出调整构件的后退侧减速工作与使所述马达主体的容量从高速马达容量侧向低速马达容量侧变化的所述马达侧输出调整构件的减速工作同步地执行。
16.根据权利要求9、10、12中任一项所述的变速器构造,其特征在于,
所述控制装置,在所述变速操作构件被从零速位置向后退侧操作了的情况下,
在所述车速为在所述马达主体被设为低速马达容量且所述泵主体被设为预定的后退侧泵切换容量时呈现的后退侧切换速度以下时,以使所述马达主体固定为低速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速从低速侧到达后退侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从低速马达容量向高速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量成为在所述马达主体被设为高速马达容量的状态下能够将车速维持为后退侧切换速度的后退侧泵调整容量的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速超过后退侧切换速度时,以使所述马达主体固定为高速马达容量的方式使所述马达侧输出调整构件工作,并且,以与所述变速操作构件的后退侧增速操作及后退侧减速操作相应地使得车速向后退侧增速及减速的方式使所述泵侧输出调整构件工作,
在所述车速从高速侧到达后退侧切换速度时,以使得所述马达主体的容量从高速马达容量向低速马达容量变化的方式使所述马达侧输出调整构件工作,同时,以使得所述泵主体的容量从后退侧泵调整容量向后退侧泵切换容量变更的方式使所述泵侧输出调整构件工作。
17.根据权利要求14所述的变速器构造,其特征在于,
所述后退侧泵切换容量设为第1泵容量。
18.根据权利要求1、2、9、10、12中任一项所述的变速器构造,其特征在于,
具备对从所述第3要素工作地输入的旋转动力进行多级变速的副变速机构。
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