[发明专利]机动车辆的驱动和转向

说明书

技术领域

本发明涉及用于对机动车辆进行驱动和转向的配置，所述机动车辆为下面类型：根据所需的车辆转弯半径，车辆的左、右侧的车轮以不同的速度驱动。

背景技术

车辆可以通过控制车辆的相反侧的被驱动车轮的相对速度转向。诸如坦克的履带式车辆显然以这种方式转向(注意，关于这一点，尽管为了简单起见，整篇都使用术语车“轮”，但这应当理解为包括履带型车辆，其中，所述“轮”是承载履带的小齿轮)，此外还有用于建筑、农业和园艺中的各种类型的车辆，园艺例如包括乘骑式剪草机。原理上简单。如果在车辆一侧的车轮被驱动得比另一侧的车轮快，则车辆转弯，且较慢移动的车轮在转弯的内侧。转弯的内侧的车轮可能是静止的，或甚至可能与另一车轮在相反的方向上被驱动。在两个车轮以相等且相反的速度被驱动的极端情况下，可能使得车辆沿其中心旋转。

当车辆具有可转向车轮时，例如传统的拖拉机或乘骑式割草机的前轮，通过单独地控制被驱动车轮的速度可以获得需要的转向效果，且可转向车轮被设置为小脚轮，以适应由被驱动轮确定的转弯半径。可替换地，可转向轮可能被主动控制(例如，通过传统的齿条和小齿轮转向系统)，以产生所需的转弯半径，同时被驱动车轮的相对速度被设定，用于产生相同的半径。与只是借助于可转向轮对车辆进行引导的可选方案相比，该配置具有可使得车辆非常紧凑地转弯、甚至原地旋转的优点。

一种实现对被驱动车轮的速度和转动方向进行必要的控制的方法涉及使用一个发动机但两个实质上独立的无级变速传动装置(“CVT”)，通过这两个无级变速传动装置，发动机分别驱动左车轮和右车轮。在诸如乘骑式割草机的小型园艺车辆的情况下，液压类型的无级变速传动装置已被用于这个方面。本申请人现在提出了替代滚动牵引、环形座圈(rolling-traction，toroidal-race)类型的无级变速传动装置，但车辆转向所涉及到的原理都相同，且本发明潜在地适用于这些类型传动装置中的任一传动装置，或实际上适用于其他传动装置。如同其他类型的机械CVT，液压传动装置(对本领域的技术人员是众所周知的)也适用。对被驱动车轮的速度实现必要的独立控制的一种替代性方法是使用连接到各个车轮且提供可独立变化的速度的两个独立的旋转驱动装置。例如，在这个方面，可以使用通过相应的固定传动比的齿轮传动连接到相应车轮的两个独立的电动机。

本发明涉及这种配置的一种控制实现方式。图1中示出的一种公知配置包括：可被驾驶员移动的对相应液压类型CVT 8L、8R控制的左、右控制杠杆2L、2R。通过相应杠杆的位置控制应用到左、右车轮的传动比，并且该传动比可从最大前行传动比变化到最大后退传动比，其中经过车轮速度为零的在此称作“齿轮空档”的空档传动比。注意，在该文献中传动比被定义为输出(车轮侧)速度除以输入(发动机侧)速度，从而，在齿轮空档时，传动比为零。杠杆2L、2R的位置不同产生转弯。因此，图1a中左杠杆2L已比右杠杆2R更靠前。左车轮由此驱动得比右车轮快，从而产生右转弯。可转向前轮4L、4R相应地偏斜。

在齿轮空档中，发动机与车轮物理上并未分离(如通过离合器)，而是传动装置有效地提供了无限的减速，从而不论发动机/传动装置的转动输入如何，相关的车轮仍静止。液压传动装置可以实现该状态。在Torotrak(开发)有限公司的专利文件中描述了多种传动装置，这些传动装置使用了与并联行星齿轮(epicyclic shunt gear)相结合的传动比变化装置(“变速器”)，以提供齿轮空档状态。最近例子包括国际申请公布为WO03/064892的PCT/GB03/00332、以及公布为WO03/100295的国际申请PCT/GB03/02332，但是原理已经公知很多年。

现有转向配置被广泛应用且取得了成功，但对一些驱动器来说可产生问题。考虑如果杠杆从图1a中所示的位置开始随后被驾驶员如图1b中所示地向后拉动相同距离所发生的情况。右车轮现比左车轮被驱动得更快地后退。尽管一个杠杆相对另一杠杆的位移没有改变，但车辆从前行和右转弯(图1a)变为后退和左转弯(图1b)。这对一些驾驶员而言是违背直觉的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种对机动车辆进行驱动和转向的配置，所述配置包括：

用于以连续可变的速度驱动右车轮的右驱动配置，所述速度涵盖包括前行速度和后退速度的范围；

用于以连续可变的速度驱动左车轮的左驱动配置，所述速度涵盖包括前行速度和后退速度的范围；

驾驶员可致动的速度控制装置；以及

驾驶员可致动的转向控制装置，