JP2012517572A - トルク分割を有する静油圧式連続可変トランスミッション - Google Patents

Abstract

車両のためのトルク分割を有する連続可変静油圧式トランスミッション（１０）は、ポンプとして動作する第１の静油圧ユニットＨ１と、モータとして動作する第２の静油圧ユニットＨ２とを備え、かつ、プラネタリ駆動部１２と、駆動側の第１のシャフトＷ１と、加圧手段Ｗ６とを更に備える。第１のシャフトＷ１に存在する出力は、プラネタリ駆動部１２により、機械的伝達分岐部Ｚ９、Ｗ２、Ｚ１、Ｚ２と、２つの油圧的に結合される静油圧ユニットＨ１、Ｈ２により形成される油圧的伝達分岐部Ｚ７、Ｗ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｈ１、Ｈ２とに分割され、かつ、加圧手段Ｗ６で再び組み合わされる。そのようなトランスミッションでは、全く静油圧ユニットＨ１、Ｈ２の容量を変えるだけで第１のシャフトＷ１と加圧手段Ｗ６との間の出力伝達を制御できるという点において、簡単な構造および柔軟性の高い応用が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トルク分割を有する静油圧式連続可変トランスミッションの分野に関する。本発明は、請求項１の前文によるこの種のトランスミッションに関する。

トラクタなどの農業用車両または建設車両で特に用いられるトルク分割トランスミッションは古くより知られてきた。そのようなトルク分割トランスミッションにおいて、一般に内燃機関によって出力される入力シャフトまたは駆動入力シャフトに存在する出力は、所定の伝達比を有する第１の機械的出力分岐部と、連続可変の伝達比を有する第２の出力分岐部との間で分割された後、出力シャフトまたは駆動出力シャフトで利用できるように組み合わされる。第２の出力分岐部は、一般に、油圧的に相互に結合される斜交軸タイプないしはスウォシュプレート（斜板）タイプの２つの静油圧式アキシャルピストン装置（静油圧ユニット）が随意的にポンプまたはモータとして動作する、静油圧分岐部として形成される。ここで、伝達比は、シリンダブロックまたはスウォシュプレートの枢動角（ｐｉｖｏｔｉｎｇ ａｎｇｌｅ）を変えることによって変更することができる。２つの出力分岐部間で出力を分割し、かつ、分割された出力を組み合わせることは、一般に、プラネタリトランスミッションによって行なわれる。前述したタイプのトルク分割トランスミッションの様々な実施形態は、独国特許出願公開第２７５８３００号明細書、独国特許第２９０４５７２号明細書、独国特許出願公開第２９５０６１９号明細書、独国特許出願公開第３７０７３８２号明細書、独国特許出願公開第３７２６０８０号明細書、独国特許出願公開第３９１２３６９号明細書、独国特許出願公開第３９１２３８６号明細書、独国特許出願公開第４３４３４０１号明細書、独国特許出願公開第４３４３４０２号明細書、欧州特許第０２４９００１号明細書、および、欧州特許出願公開第１２７３８２８号明細書に開示されている。

トルク分割トランスミッションを実際にうまく使用できるようにするためには、概略的に述べるならば、トルク分割トランスミッションが以下の特性によって特徴付けられているべきである。

・トランスミッションが速度範囲全体にわたって高い効率を有するべきである。これは、特に、道路交通で長期間にわたって発生する高速走行の場合である。

・トランスミッションは、多種多様な車両に設置できるように、可能な場合には設計制限を設けることなく、コンパクトな構成を有するべきである。

・トランスミッションは、エンジン管理システムと併せて全電子制御を可能にすべきであるとともに、特定の制御要素が機能しなくなる場合であっても適切な緊急実行プログラムを設けるべきである。

・トランスミッションは高い出力を伝達できるべきである。

・出力損失を制限して動作の信頼性を高めるために、トランスミッションの構成が可能な限り簡単であるべきである。

・トランスミッションは、エンジン管理システムと併せて全電子制御を可能にすべきであるとともに、特定の制御要素が機能しなくなる場合であっても適切な緊急実行プログラムを設けるべきである。

上述した独国特許出願公開第４３４３４０２号明細書は、クラッチ対Ｋ１／Ｋ２またはセレクタ要素Ｋ３／Ｋ４によりプラネタリ差動トランスミッションと異なる方法で結合され得る、同じタイプの２つの油圧的に結合される斜交軸式静油圧ユニットによって特徴付けられている、静油圧式連続可変トルク分割トランスミッション（ＳＨＬ−Ｇｅｔｒｉｅｂｅ：Ｓｔｕｆｅｎｌｏｓｅｓ Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｓｃｈｅｓ Ｌｅｉｓｔｕｎｇｓｖｅｒｚｗｅｉｇｕｎｇｓｇｅｔｒｉｅｂｅ）について記載している。既知の静油圧式連続可変トルク分割トランスミッションは、型表示ＳＨＬ−Ｚの下において市バスで使用され、試験されてきた。使用される２つの静油圧ユニットはちょうど０°〜２５°の枢動範囲を有する。前進走行において、これは３つの駆動位置または駆動範囲を与える。すなわち、第１の駆動範囲では、伝達される出力の静油圧分力が、始動点で１００％であり、その後、速度とともにゼロに直線的に減少する。第２の駆動範囲では、伝達される出力の静油圧分力が、ゼロから約２７％の最大値に達し、その後、再びゼロに低下する。第３の駆動範囲では、伝達される出力の静油圧分力が、ゼロから、最大前進速度の１３％の最大値に達する。

かかるトランスミッションにおける静油圧出力伝達分岐部は、一般に、互いに油圧的に結合される２つの静油圧式アキシャルピストン装置を備え、そのうちの一方がポンプとして動作し、他方がモータとして動作する。２つの装置は、駆動位置に応じて役割を交換することができる。

静油圧式アキシャルピストン装置は、静油圧式トルク分割トランスミッションの重要な部分を形成し、効率、全体のサイズ、複雑さ、速度カバー範囲、タイプ、ならびに駆動位置のタイプおよび数などのトランスミッションの特性に対して決定的な影響を及ぼす。この種の静油圧式アキシャルピストン装置は、独国特許出願公開第１９８３３７１１号明細書、独国特許出願公開第１００４４７８４号明細書、または米国特許出願公開第２００４／０１７３０８９号明細書に開示されている。静油圧式アキシャルピストン装置およびこれに取り付けられるトルク分割トラクタトランスミッションの動作モードおよび理論は、Ｍｏｄｅｌｌｂｉｌｄｕｎｇ， Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｕｎｄ Ａｎａｌｙｓｅ ｅｉｎｅｓ ｓｔｕｆｅｎｌｏｓｅｎ ｌｅｉｓｔｕｎｇｓｖｅｒｚｗｅｉｇｔｅｎ Ｔｒａｋｔｏｒｇｅｔｒｉｅｂｅｓ（連続可変トルク分割トラクタトランスミッションのモデリング、シミュレーション、および解析）と題されるＨ．Ｂｏｒｋ等による２０００年のＴｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｈの刊行物に記載されている。

最後に、国際公開第２００６／０４２４３４号パンフレットは、最大５０％の枢動範囲を有する２つの大角度静油圧ユニットで動作する静油圧式連続可変トルク分割トランスミッションを開示している。トランスミッションの全速度範囲が２つのセクションに分割されて、２つの静油圧ユニットがポンプおよびモータとして役割を交換する。２つのセクション間の切り換えのため、２つの２段クラッチが設けられ、該クラッチにより静油圧ユニットが異なる方法でトルク分割プラネタリ駆動部に結合される。このトランスミッションを用いると、大きな速度範囲を連続可変の方法でカバーできると同時に、高い効率が得られる。しかしながら、該トランスミッションは、２段クラッチを含む切り換え可能な結合部のための空間が要求されるため、比較的大きいサイズとなっている。

したがって、本発明の目的は、特にコンパクトなサイズを有し、非常に簡単な構成によって特徴付けられているとともに、異なる車両要求に対してモジュール態様で適合できる同等のトランスミッションを提供すること、および該トランスミッションを動作させる方法を提供することである。

この目的は、請求項１および請求項１６の特徴部により達成される。本発明によるトランスミッションは、ポンプとして動作する第１の静油圧ユニットと、モータとして動作する第２の静油圧ユニットとを備え、かつ、プラネタリ駆動部と、駆動入力側の第１のシャフトと、加圧手段とを更に備えている。第１のシャフトに存在する出力は、プラネタリ駆動部により、機械的伝達分岐部と、２つの油圧的に結合される静油圧ユニットにより形成される油圧的伝達分岐部との間で分割され、かつ、加圧手段で再び組み合わされる。本発明によるトランスミッションは、静油圧ユニットの容量（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を変えるだけで第１のシャフトと加圧手段との間の出力伝達が制御できるという事実によって特徴付けられている。

本発明の第１の実施形態は、２つの静油圧ユニットの容量を枢動プロセスによって変えることができ、２つの静油圧ユニットが少なくとも約４５°の枢動範囲を有する大角度静油圧ユニットとして形成されるという事実により特徴付けられている。これにより、最大で約５０ｋｍ／ｈの速度範囲を得ることができる。

第２の静油圧ユニットは、好ましくは、少なくとも一方の側に少なくとも約４５°枢動させることができ、また、第１の静油圧ユニットは一方の側に少なくとも約４５°枢動させることができ、かつ、他方の側に少なくとも約３０°枢動させることができる。これにより、連続可変の後進走行が簡単な方法で可能になる。

静油圧ユニットは、軸線方向ピストン斜交軸線静油圧ユニットとして形成されることが好ましい。

本発明の他の実施形態は、第２の静油圧ユニットが第１の静油圧ユニットよりもかなり大きい最大容量を有するという事実により特徴付けられている。第２の静油圧ユニットの最大容量が第１の静油圧ユニットの最大容量の約２倍であるという事実により、特に高い牽引力を車両から得ることができる。特に、第１の静油圧ユニットの最大容量は約１６０ｃｍ^３である。

本発明の他の実施形態によれば、加圧手段が加圧シャフトである。

本発明の他の実施形態は、静油圧ユニットが互いに平行に配置されるとともに第１のシャフトに対して平行に配置されるという事実により特徴付けられている。特に、２つの静油圧ユニットは、第１のシャフトの方向に関して、互いに隣接し、好ましくは水平面内で配置することができる。

しかしながら、２つの静油圧ユニットが第１のシャフトの方向に関して互いの鏡像として直列に同軸状に配置され、プラネタリ駆動部が軸線方向で２つの静油圧ユニットの前方に配置され、加圧手段が軸線方向に２つの静油圧ユニットの後方に配置され、プラネタリ駆動部および加圧手段が、２つの静油圧ユニットの上側で軸線方向に延びるシャフトにより動作可能に結合されることも考えられる。この特別な構成により、特に小型トラクタにトランスミッションを使用するときに、プラネタリ駆動部と加圧手段との間の下方からプラネタリ駆動部と加圧手段との間のシャフトの近傍位置に達する低いキャブフロアを実現できる。

他の実施形態は、プラネタリ駆動部が、中心太陽歯車と、該太陽歯車を同軸状に取り囲む環体とを備え、かつ、上記太陽歯車と環体との間に配置されて遊星スパイダに回転可能に取り付けられる遊星歯車を更に備え、遊星スパイダが第１のシャフトに結合回転するように結合され、環体が第１の静油圧ユニットに動作可能に結合され、太陽歯車が第２の静油圧ユニットに動作可能に結合されるという事実により特徴付けられている。

他の実施形態によれば、第１のシャフトは、プラネタリ駆動部を貫通して延びるとともに、駆動入力とは反対側で出力取り出しシャフトとして形成される。

本発明の他の実施形態によれば、加圧手段が後車軸および／または前車軸を駆動させるための第２のシャフトに動作可能に結合され、また、特に前車軸用の駆動をクラッチにより選択的に係合させることができる。

トランスミッションを動作させるための本発明による方法は、連続可変の前進駆動範囲を実現するために、第１の静油圧ユニットの容量がまず最初にゼロに設定されるとともに、第２の静油圧ユニットの容量が始動前に最大に設定され、初期段階では、第２の静油圧ユニットの容量が最大に保持され、かつ、第１の静油圧ユニットの容量が前進走行の方向でその最大に達するまで第１の静油圧ユニットの容量が前進走行の方向で増大され、第２段階では、第１の静油圧ユニットの容量が最大に保持され、かつ、第２の静油圧ユニットの容量が最大からゼロまで減少されることを特徴とする。

本発明による方法の１つの実施形態は、連続可変の後進駆動範囲を実現するために、第１の静油圧ユニットの容量がまず最初にゼロに設定され、かつ、第２の静油圧ユニットの容量が始動前に最大に設定され、初期段階では、第２の静油圧ユニットの容量が最大に保持され、かつ、第１の静油圧ユニットの容量が後進走行の方向でその最大に達するまで第１の静油圧ユニットの容量が後進走行の方向で増大され、第２段階では、第１の静油圧ユニットの容量が最大に保持され、かつ、第２の静油圧ユニットの容量が最大からゼロまで減少されるという事実により特徴付けられている。

以下、図面に関連する例示的な実施形態を参照して本発明を更に詳しく説明する。

本発明の第１の好ましい例示的な実施形態によるトルク分割を有する連続可変の静油圧式トランスミッションの基本的なレイアウトを示している。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示されるトランスミッションの前進駆動範囲にわたる静油圧ユニットの調整を補助図で示している。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示されるトランスミッションの後進駆動範囲にわたる静油圧ユニットの調整を補助図で示している。 静油圧ユニットの第１のサイズについての速度に対する、図１に示されるトランスミッションの牽引力（ＺＫ）、効率（η）、および静油圧出力分力（ＨＬ）の曲線を示している。 静油圧ユニットの第２のサイズについての速度に対する、図１に示されるトランスミッションの速牽引力（ＺＫ）、効率（η）、および静油圧出力分力（ＨＬ）の曲線を示している。 図１に示されるタイプの第１の全体のトランスミッションを幾つかの図で示している。 図１に例示されるタイプの第２の全体のトランスミッションを幾つかの図で示している。 図７のトランスミッションの内部構成を分解斜視図で示している。 シャフトＷ６に結合される図７ａの第２の静油圧ユニットＨ２の構成を一例として示している。 本発明の第２の好ましい例示的な実施形態による低いキャブフロアを有する小型トラクタ用のトルク分割を有する連続可変の静油圧式トランスミッションの基本的なレイアウトを示している。 モジュール実施形態における図８による低いキャブフロアを有する小型トラクタ用のトルク分割を有する連続可変静油圧式トランスミッションの基本的なレイアウトを示している。

図１は、本発明の第１の好ましい例示的な実施形態によるトルク分割を有する静油圧式連続可変トランスミッションの基本的なレイアウトを示している。トランスミッション１０は、ピストンにより象徴的に表わされる内燃機関１１の出力をシャフトＷ７に伝達し、シャフトＷ７は、駆動出力シャフトとして、出力を車両の後車軸および／または前車軸に伝える。トランスミッション１０は、２つの出力分岐部、すなわち、機械的出力分岐部と、油圧的出力分岐部とを備える。駆動範囲に応じて、入力部で利用できる出力が２つの分岐部間で異なる方法により分割されるが、機械的分岐部は不変であり、油圧的分岐部は可変である。

トランスミッション１０の重要な部分には、中心太陽歯車Ｚ９、旋回する遊星歯車Ｚ８、および、遊星歯車Ｚ８を同軸状に取り囲む環体Ｚ７を有するプラネタリ駆動部１２と、約４５°の正の枢動範囲および約３０°の負の枢動範囲を有する第１の大角度静油圧ユニットＨ１と、約４５°の片側枢動範囲を有する第２の大角度静油圧ユニットＨ２と、２つの分岐部の出力が再び組み合わされる加圧シャフトＷ６とが含まれる。２つの静油圧ユニットＨ１およびＨ２は、第１のシャフトＷ１の左右に配置されており、それらの回転軸が上記シャフトと平行である。駆動入力シャフトとして作用する第１のシャフトＷ１は、内燃機関１１の出力をトランスミッション１０に結合する。第１のシャフトは、プラネタリ駆動部１２を貫通して延びており、外部機器を駆動させるためにトランスミッションの他方の側で出力取り出しシャフトＷ５として利用できる。

遊星歯車Ｚ８を支持する遊星スパイダ１３は、第１のシャフトＷ１上に共同で回転するよう取り付けられている。中心太陽歯車Ｚ９は、第１の中空シャフトＷ２により歯車Ｚ１に共同で回転するように結合され、歯車Ｚ１はその回転を第１のアイドラ歯車Ｚ２を介して加圧シャフトＷ６上の歯車Ｚ３に伝達する。加圧シャフトＷ６は第２の静油圧ユニットＨ２に直接に結合される。環体Ｚ７は、第２の中空シャフトＷ３により歯車Ｚ４に共同で回転するように結合され、その回転を第２のアイドラ歯車Ｚ５を介してシャフトＷ４上の歯車Ｚ６に伝達する。シャフトＷ４は第１の静油圧ユニットＨ１に直接に結合される。図示されていないが、２つの静油圧ユニットＨ１とＨ２は油圧的に互いに結合され、その結果、ポンプとして動作している第１の静油圧ユニットＨ１によって送り込まれる作動油が、モータとして動作している第２の静油圧ユニットＨ２に移動して、第２の静油圧ユニットを駆動させる。

プラネタリ駆動部１２では、トランスミッション１０に結合される出力が分岐する。すなわち、太陽歯車Ｚ９、第１の中空シャフトＷ２、ならびに、歯車Ｚ１、Ｚ２、およびＺ３により機械的出力分岐部が形成される。油圧的出力分岐部は、環体Ｚ７、第２の中空シャフトＷ３、歯車Ｚ４、Ｚ５およびＺ６、ならびに、２つの油圧的に結合される静油圧ユニットＨ１およびＨ２によって形成される。加圧シャフトＷ６で加圧される２つの分岐部からの出力は、歯車機構により駆動出力シャフトＷ７に伝達される。

図１のトランスミッション１０により、連続可変の前進駆動範囲、および連続可変の後進駆動範囲を実現することができる。静油圧ユニットの関連する調整が図２（前進駆動範囲すなわちＦ位置）および図３（後進駆動範囲すなわちＲ位置）に再現されている。両方の場合において、駆動範囲は図２のａおよび図３のａにそれぞれ示される静止状態から始まり、該静止状態では、第１の静油圧ユニットＨ１が枢動されず、そのため、第１の静油圧ユニットは無視できる程度の容量しかなく、一方、第２の静油圧ユニットＨ２は完全に枢動されて（約４５°だけ）、最大の容量を呈する。前進走行（図２）の場合の始動においては、前進動作と関連付けられる上側に向けて外側に枢動がなされ、その結果、車両が速度を増す。第２の静油圧ユニットＨ２の最大偏向は、低い回転速度において高いトルク（高い牽引力）を確保する。第１の静油圧ユニットＨ１が完全に偏向される（図２ｂ）と、第１の静油圧ユニットがそこで保持され、また、第２の静油圧ユニットＨ２が元のゼロ位置に内側へ枢動される（無視できる程度の容量）（図２ｃ）。第２の静油圧ユニットＨ２の容量が減少すると、トルクが減少するにつれて、回転速度が益々増大する。

図４には、牽引力ＺＫ、伝達される出力の静油圧出力分力ＨＬ、および伝達効率ηが、図２による前進走行の場合の図１によるトランスミッションの速度に対して、プロットされている。図示のトランスミッションは９０ｋＷの出力を伝達する。車両は、内燃機関１１の２２００ｒｐｍの速度で、５０ｋｍ／ｈの速度に達する。この場合、ポンプとなる静油圧ユニットＨ１は１６０ｃｍ^３の最大容量を有し、モータとして動作する静油圧ユニットＨ２は２３３ｃｍ^３の最大容量を有する。図から分かるように、５ｋｍ／ｈ〜５０ｋｍ／ｈの重要な駆動範囲における効率は８０％をかなり上回り、また、６０ｋＮを越える最大牽引力ＺＫが低速で得られる。静油圧出力分岐部による伝達出力の割合は、静止状態の１００％から４０ｋｍ／ｈの速度の０％に直線的に減少する。８０ｋＮを越える更に高い最大牽引力ＺＫは、他の条件が同じであり、第２の静油圧ユニットＨ２が更に大きい最大容量である３２５ｃｍ^３を有する場合、これは第１の静油圧ユニットＨ１の容量の約２倍であるが、図５により得ることができる。

図３による後進走行中、始動点は前進走行の場合と同じ静止形態（図３ａ）である。しかしながら、始動のため、第１の静油圧ユニットＨ１は、第１の静油圧ユニットＨ１がその最大偏向（例では３０°）に達するまで反対方向に枢動される（図３ｂ）。完全に偏向された第２の静油圧ユニットＨ２は、その後、元のゼロ位置に枢動される（図３ｃ）。

図６には、図１による基本的な構成を有するトランスミッション１０’が様々な図で描かれている。トランスミッション１０’はハウジング１４内に収容され、該ハウジングからは、駆動入力シャフトＷ１が前方へ突出し、かつ、駆動出力シャフトＷ７が前方および後方へ突出する。２つの静油圧ユニットＨ１およびＨ２は、駆動出力シャフトＷ７の両側に水平に配置されており、ハウジング１４の突出部２１から確認できる範囲で枢動できる。ハウジング１の上側には２対の対向する油圧シリンダ１６および１７、ならびに１８および１９を有する調整ユニット１５が設けられ、該調整ユニットにより、垂直枢動軸線周りで枢動され得る静油圧ユニットＨ１およびＨ２を調整することができる。油圧調整は、調整ユニット１５の側面に配置される制御ユニット２０によって制御される。

本発明によるトランスミッションの簡単でコンパクトな構成により、様々な車両の異なる要求に合わせるために駆動出力シャフトＷ７を他の何らかの位置に配置することもできる。図７は、トランスミッション１０”を示しており、駆動入力シャフトＷ１は付属の出力取り出し部２２を有する出力取り出しシャフトＷ５として後側から出され、かつ、後車軸および前車軸を駆動させるための駆動出力シャフトＷ７がかなり下側へ移動されている。しかしながら、要求に応じて、このシャフトを側面に移動させることもできる。

図７のトランスミッション１０”の内部構成が図７ａの分解斜視図にて示されている。図７ａでは、ハウジング１４が図７と比べて僅かに変更されている。プラネタリ駆動部１２、２つの垂直枢動軸線２７および２８の回りで水平に枢動され得る静油圧ユニットＨ１およびＨ２、ならびに他のトランスミッション構成要素が中心ブロック内に配置される。調整ユニット１５の油圧シリンダ１６〜１９のピストン２９も見ることができ、前記ピストンは、対を成して相互作用し、かつ、レバーによって枢動軸線２７および２８に動作可能に結合される。出力取り出し部の外側には矩形ハウジング内に収容される電子コントローラ２６を見ることができ、該電子コントローラ２６には、トランスミッションにわたって分布する温度、圧力、および位置のための様々な変換器からの信号も集められる。

図７ｂに例示される第２の静油圧ユニットＨ２は一体型のスイベルハウジング３１を備え、該ハウジング内には、ピストン３５が内部で移動可能に配置されているシリンダブロック３４が回転可能に取り付けられる。ベアリングジャーナル３２および３３がスイベルハウジング３１の上下にそれぞれ一体に形成される。上側ベアリングジャーナル３２は、同時に、上側ベアリングジャーナル３２とスイベルハウジング３１内に形成されるシリンダブロック３４のためのベアリング表面との間でスイベルハウジング３１内に延びる高圧ダクトの入口開口および出口開口を収容する。ピストン３５は、シャフトＷ６に結合するベアリングリング３６内で全ての方向に枢動できるように取り付けられる。

本発明によるトランスミッションの特別な実施形態により、例えば低いキャブフロアを有する小型トラクタでの使用が可能になる。対応するトランスミッションのレイアウトが図８に示されている。図８のトランスミッション３０は、軸線方向に直列に互いの鏡像として配置される２つの静油圧ユニットＨ１およびＨ２の配置によって特徴付けられている。静油圧ユニットＨ１およびＨ２のシリンダブロックは互いに対向して配置される。プラネタリ駆動部１２および加圧シャフトＷ６は互いに軸線方向に大きく離れている。太陽歯車Ｚ９から加圧シャフトＷ６に向かうシャフトＷ２は、中空シャフトとして具現化されているが、２つの静油圧ユニットＨ１およびＨ２のそばを通り、該静油圧ユニットＨ１およびＨ２の上側へ後方に延びるとともに、歯車Ｚ１０およびＺ１１により加圧シャフトＷ６に結合される。結果として、図８に一点鎖線で示される低いキャブフロア２３のための空間が上方に得られる。この場合、後車軸２４がかさ歯車機構を介して加圧シャフトＷ６により駆動される。駆動入力シャフトＷ１は、中空シャフトＷ２を貫通して後方に移動しており、そこで、要求されたときに、第１のクラッチＫ２および２段シフトトランスミッション２５を介して出力取り出しシャフトＷ１０を駆動させることができる。選択的に係合され得る前車軸駆動用のシャフトＷ９も、同様に第２のクラッチおよび歯車対Ｚ１１とＺ１２を介して加圧シャフトＷ６に結合される。

図９は、図８のトランスミッションのモジュール基本形状を示している。シャフトＷ２、Ｗ６、およびＷ９を用い、トランスミッション３０’は、図９の矢印ならびにローマ数字I、II、およびIIIにより示される３つの別の駆動出力オプションを設けている。中空シャフトＷ２を貫通する駆動入力シャフトＷ１は、他端で出力取り出しシャフトとして使用することも可能である。左側へ離れて延びるシャフトＷ９は、全輪駆動システムにおいて前車軸を駆動させるために使用することができる。この構成を有するトランスミッションが、非常に多種多様な用途に柔軟に適合でき、殆ど空間を占めず、例えば、ブドウ栽培で使用される、特にこの種の低いキャブフロアを有する狭い小型トラクタに有利に使用できることは明らかである。

簡単なプラネタリ駆動部は、トルク分割トランスミッションとしての役割を務め、基本構成に最適な解決策と見なされる。大角度システムを使用する静油圧の出力範囲および±４５°の枢動範囲は、効率および比の広がりに関して最善のシステムと見なされる。この機械的な基本構成が使用され、大角度システムが、要求に応じて出力取り出しシャフトおよび全輪駆動と組み合わされて補足される場合には、多くの車両用途の要求を満たすことができる妥当な価格のトランスミッションの概念が得られる。

全体として、本発明によるトランスミッションは、以下の特性および利点によって特徴付けられている。

・モジュール原理
・静油圧トルク分割
・トルク分割用の簡単なプラネタリ駆動部
・１前進１後進の駆動範囲
・２つの大角度静油圧ユニット、±４５°の枢動範囲
・動作範囲全体にわたって連続可変の出力伝達
・ディップのない高い全体効率
・始動時のみに必要とされる全静油圧出力
・始動時に常に利用できる全牽引力
・駆動クラッチを必要としない、機能が利用できる
・最大で５０ｋｍ／ｈの速度が可能（特別な場合は最大で６５ｋｍ／ｈ）
・減少したエンジン速度で低速が可能
・０ｒｐｍ〜約４０００ｒｐｍの間で出力速度を制御できる
・入力から出力までのトルク特性（ｔｏｒｑｕｅ ｓｐｒｅａｄ）が１〜約５．９
・様々な駆動戦略が可能
・調整ユニットによる制御
・電気システムまたは電子システムの故障時に機械的な緊急動作による連続作業が可能

１０、１０’、１０” トランスミッション
１１ 内燃機関
１２ プラネタリ駆動部
１３ 遊星スパイダ
１４ ハウジング
１５ 調整ユニット
１６〜１９ 油圧シリンダ
２０ 制御ユニット
２１ 突出部
２２ 出力取り出し部
２３ キャブフロア
２４ 後車軸
２５ シフトトランスミッション
２６ 電子コントローラ
２７、２８ 枢動軸線
２９ ピストン
３０、３０’ トランスミッション
３１ スイベルハウジング
３２、３３ ベアリングジャーナル
３４ シリンダブロック
３５ ピストン
３６ ベアリングリング
Ｈ１、Ｈ２ 静油圧ユニット
ＨＬ 静油圧出力分力
Ｗ１〜Ｗ１０ シャフト
Ｚ１〜Ｚ６ 歯車
Ｚ７ 環体
Ｚ８ 遊星歯車
Ｚ９ 太陽歯車
Ｚ１０、．．、Ｚ１２ 歯車
ＺＫ 牽引力
η 効率

Claims (17)

1. 車両のための、トルク分割を有する連続可変静油圧式トランスミッション（１０、１０’、１０”；３０、３０’）であって、
   ポンプとして動作する第１の静油圧ユニット（Ｈ１）と、モータとして動作する第２の静油圧ユニット（Ｈ２）とを備え、
   プラネタリ駆動部（１２）と、駆動入力側の第１のシャフト（Ｗ１）と、加圧手段（Ｗ６）とを更に備え、
   前記第１のシャフト（Ｗ１）にある出力が、前記プラネタリ駆動部（１２）により、機械的伝達分岐部（Ｚ９、Ｗ２、Ｚ１、Ｚ２またはＺ１０）と、油圧的に結合された２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１，Ｈ２）により形成される油圧的伝達分岐部（Ｚ７、Ｗ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｈ１、Ｈ２、またはＺ７、Ｗ３、Ｚ４、Ｚ６、Ｈ１、Ｈ２）との間で分割され、また、前記加圧手段（Ｗ６）で再び組み合わされる、連続可変静油圧式トランスミッション（１０、１０’、１０”；３０、３０’）において、
   前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）の容量を変えるのみで、前記第１のシャフト（Ｗ１）と前記加圧手段（Ｗ６）との間の出力伝達が制御されうることを特徴とする連続可変静油圧式トランスミッション。
2. ２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）の容量を枢動プロセスによって変えることが可能であり、かつ、２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）が少なくとも約４５°の枢動範囲を有する大角度静油圧ユニットとして形成されることを特徴とする、請求項１に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
3. 前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）が少なくとも一方の側へ少なくとも約４５°枢動されることができ、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）が一方の側に少なくとも約４５°枢動され、かつ、他方の側に少なくとも約３０°枢動されることができることを特徴とする、請求項２に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
4. 前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）がアキシャルピストン斜交軸線静油圧ユニットとして形成されることを特徴とする、請求項２または３に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
5. 前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）が前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）よりもかなり大きい最大容量を有することを特徴とする、請求項４に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
6. 前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の最大容量が前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の最大容量の約２倍であることを特徴とする、請求項５に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
7. 前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の最大容量が約１６０ｃｍ^３であることを特徴とする、請求項５または６に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
8. 前記加圧手段が加圧シャフト（Ｗ６）であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
9. 前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）が互いに平行に配置され、かつ、第１のシャフト（Ｗ１）に対して平行に配置されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
10. ２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）が前記第１のシャフト（Ｗ１）の方向に関して互いに隣接して、好ましくは水平面内で配置されることを特徴とする、請求項９に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
11. ２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）が直列に同軸状に、かつ、前記第１のシャフト（Ｗ１）の方向に関して互いの鏡像として配置され、前記プラネタリ駆動部（１２）が軸線方向で２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）の前方に配置され、かつ、前記加圧手段（Ｗ６）が軸線方向で２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）の後方に配置され、前記プラネタリ駆動部（１２）および前記加圧手段（Ｗ６）が、軸線方向で２つの前記静油圧ユニット（Ｈ１、Ｈ２）の上側に延びるシャフト（Ｗ２）により動作可能に結合されることを特徴とする、請求項９に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
12. 前記プラネタリ駆動部（１２）が、中心太陽歯車（Ｚ９）と、該太陽歯車（Ｚ９）を同軸状に取り囲む環体（Ｚ７）とを備え、前記太陽歯車と前記環体との間に配置されており、遊星スパイダ（１３）に回転可能に取り付けられる遊星歯車（Ｚ８）を更に備え、
    前記遊星スパイダ（１３）が前記第１のシャフト（Ｗ１）に共同して回転するように結合され、
    前記環体（Ｚ７）が前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）に動作可能に結合され、
    前記太陽歯車（Ｚ９）が前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）に動作可能に結合されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
13. 前記第１のシャフト（Ｗ１）が、前記プラネタリ駆動部（１２）を貫通して延びており、駆動入力とは反対側で出力取り出しシャフト（Ｗ５）として形成されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
14. 前記加圧手段（Ｗ６）が後車軸および／または前車軸を駆動させるための第２のシャフト（Ｗ７、Ｗ９）に動作可能に結合されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
15. 前車軸用の駆動部をクラッチ（Ｋ１）により選択的に係合させることができることを特徴とする、請求項１４に記載の連続可変静油圧式トランスミッション。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の連続可変静油圧式トランスミッションを動作させるための方法において、
    連続可変の前進駆動範囲を実現するために、
    前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量がまず最初にゼロに設定され、かつ、前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量が始動前に最大に設定され、
    初期段階では、前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量が最大に保持され、かつ、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が前進走行の方向でその最大に達するまで前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が前進走行の方向で増大され、
    第２段階では、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が最大に保持され、かつ、前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量が最大からゼロまで減少されることを特徴とする方法。
17. 連続可変の後進駆動範囲を実現するために、
    前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量がまず最初にゼロに設定され、かつ、前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量が始動前に最大に設定され、
    初期段階では、前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量が最大に保持され、かつ、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が後進走行の方向でその最大に達するまで前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が後進走行の方向で増大され、
    第２段階では、前記第１の静油圧ユニット（Ｈ１）の容量が最大に保持され、かつ、前記第２の静油圧ユニット（Ｈ２）の容量が最大からゼロまで減少されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。

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