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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebssystems
eines Fahrzeugs mit einer Antriebsmaschine und einem Leistungsverzweigungsgetriebe.
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Leistungsverzweigungsgetriebe
sind in der Regel so aufgebaut, dass sie neben einem mechanischen
Leistungszweig, welcher mit einer festen Übersetzung arbeitet, einen
hydrostatischen Leistungszweig aufweisen. Dieser hydrostatische
Leistungszweig erlaubt es, das gesamte Übersetzungsverhältnis des
Leistungsverzweigungsgetriebes stufenlos zu variieren. Hierzu werden
die beiden Leistungszweige über
einen Summiergetriebeabschnitt in dem Leistungsverzweigungsgetriebe
zusammengeführt
und wirken so auf eine gemeinsame Abtriebswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes.
Während
des Fahrbetriebs wird die Antriebsmaschine auf eine konstante Drehzahl
eingestellt und durch Anpassen des Übersetzungsverhältnisses
des hydrostatischen Getriebezweigs die gewünschte Fahrgeschwindigkeit
eingestellt.
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Bekannte
Verfahren zu Betreiben eines Fahrantriebs mit einem Leistungsverzweigungsgetriebe
haben daher den Nachteil, dass die in der Regel als Verbrennungsmaschine
ausgeführte
Antriebsmaschine in einem festen Betriebspunkt ohne Rücksicht
auf Wirtschaftlichkeitsüberlegungen
betrieben wird. Diese Einstellung beruht auf den Leistungsanforderungen
in dem langsamsten Fahrbereich, der während des Arbeitseinsatzes
beispielsweise von Baumaschinen eingelegt ist. Wird der Fahrbereich gewechselt
und so das Fahrzeug in einem höheren Geschwindigkeitsbereich
bewegt, so wird die Einstellung der Nenndrehzahl beibehalten und
die Anpassung der tatsächlichen
Fahrgeschwindigkeit durch Verstellung des Übersetzungsverhältnisses
des hydrostatischen Getriebezweigs vorgenommen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Steuern
eines Antriebssystems eines Fahrzeugs zu schaffen, das hinsichtlich
des Kraftstoffverbrauchs verbessert ist.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird zum
Steuern eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit einer Antriebsmaschine
und einem Leistungsverzweigungsgetriebe das Fahrzeug zunächst in
einem ersten Fahrbereich betrieben. In diesem ersten Fahrbereich
ist ein Ausgang eines ersten Leistungszweigs eines Leistungsverzweigungsgetriebes
mit einem Ausgang eines Summiergetriebeabschnitts des Leistungsverzweigungsgetriebes
verbunden. Das Leistungsverzweigungsgetriebe weist einen ersten
Leistungszweig auf, welcher ein variables Übersetzungsverhältnis hat.
Ferner weist das Leistungsverzweigungsgetriebe einen mechanischen
Leistungszweig auf. Zum Beschleunigen wird das Übersetzungsverhältnis des
ersten Leistungszweigs bis zum Erreichen eines Schaltkriteriums
verringert. Im Verhältnis
zu der Eingangsdrehzahl des ersten Leistungszweigs wird somit die
Ausgangsdrehzahl des Leistungsverzweigungsgetriebes erhöht. Ist
das Schaltkriterium erreicht, so wird ein Fahrbereichswechsel durchgeführt. Hierzu
wird das Leistungsverzweigungsgetriebe in einen zweiten Fahrbereich
gebracht, indem der Ausgang des ersten Leistungszweigs von dem Ausgang
des Summiergetriebeabschnitts abgekuppelt wird. Zudem wird der Ausgang
des zweiten Leistungszweigs mit einem zweiten Eingang des Summiergetriebeabschnitts
verbunden. Infolgedessen stellt sich am Ausgang des Leistungsverzweigungsgetriebes
eine resultierende Drehzahl ein, welche abhängig von den an den beiden
Eingängen
des Summiergetriebeabschnitts herrschenden Drehzahlen ist.
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Nach
dem Wechsel des Fahrbereichs wird eine erste Drehzahl des ersten
Eingangs des Summiergetriebeabschnitts reduziert und gleichzeitig eine
zweite Drehzahl des zweiten Eingangs des Summiergetriebeabschnitts
reduziert. Durch die Reduzierung der Eingangsdrehzahlen des ersten
Eingangs und des zweiten Eingangs des Summiergetriebeabschnitts
wird gleichzeitig die Drehzahl der Antriebsmaschine reduziert, wodurch
es zum Betreiben der Antriebsmaschine in einem wirtschaftlich günstigeren
Bereich kommt. In der Regel ist der erste Fahrbereich zum Langsamfahren
während
eines Arbeitseinsatzes vorgesehen, wobei hier besonders hohe Drehmomente
erforderlich sind. Der zweite Fahrbereich, in dem ein leistungsverzweigter
Fahrbetrieb erfolgt, ist dagegen zum Fahren mit höheren Geschwindigkeiten
vorgesehen. In der Regel ist bei diesen höheren Geschwindigkeiten kein
Arbeitseinsatz des Nutzfahrzeugs vorgesehen, so dass mit einer reduzierten
Leistung der Antriebsmaschine bei reduzierter Drehzahl gefahren
werden kann. Eine solche reduzierte Leistung stellt die in der Regel
als Dieselbrennkraftmaschine ausgeführte Antriebsmaschine bereits
bei niedrigeren Drehzahlen zur Verfügung, wobei der Kraftstoffbedarf
bei solchen niedrigeren Drehzahlen niedriger ist.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt.
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Insbesondere
ist es vorteilhaft, direkt nach dem Wechselvorgang der Fahrbereiche
die erste Drehzahl in Abhängigkeit
der Reduzierung der zweiten Drehzahl zu reduzieren. Damit wird die
erste Drehzahl gerade so gewählt,
dass die resultierende Drehzahl am Ausgang des Summiergetriebeabschnitts
konstant gehalten wird.
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Ferner
wird vorzugsweise als erster Leistungszweig mit variablem Übersetzungsverhältnis ein
hydrostatisches Getriebe verwendet, wobei zur Reduzierung der ersten
Drehzahl ein Schwenkwinkel der Hydropumpe und/oder der Schenkwinkel
des Hydromotors verstellt wird. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft,
durch die Einstellung des Schwenkwinkels der Hydropumpe und/oder
des Hydromotors unter Berücksichtigung
der Änderung
der Antriebsdrehzahl der Antriebsmaschine einzustellen.
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Besonders
bevorzugt wird die zweite Drehzahl, welche unmittelbar mit der Drehzahl
der Antriebsmaschine zusammenhängt,
in Abhängigkeit von
einem Kennfeld der Antriebsmaschine festgelegt. Dabei kann vorzugsweise
eine Optimierung im Hinblick auf den spezifischen Kraftstoffverbrauch
erfolgen.
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Wird
dagegen anstelle eines reduzierten Kraftstoffverbrauchs eine erhöhte Fahrgeschwindigkeit
benötigt,
so wird vorzugsweise die Dieselbrennkraftmaschine in einen Betriebspunkt
mit gegenüber der
Wirkungsgradoptimierten höherer
Drehzahl gebracht, so dass das Fahrzeug auf eine höhere Endgeschwindigkeit
beschleunigt wird. Zur weiteren Beschleunigung oder als Alternative
zu der Erhöhung der
Dieseldrehzahl ist es vorteilhaft, in dem hydrostatischen ersten
Leistungszweig den Schwenkwinkel des Hydromotors in Richtung größer werdenden Schluckvolumens
und/oder den Schwenkwinkel der Hydropumpe in Richtung kleiner werdenden
Fördervolumens
zu verstellen. Dabei kann insbesondere eine Verstellung des Hydropumpenschwenkwinkels über ihren
Nullpunkt hinaus erfolgen, so dass durch Umkehrung der Förderrichtung
in dem hydrostatischen Kreislauf eine weitere Beschleunigung des Ausgangs
des Summiergetriebeabschnitts erreicht wird. Damit lässt sich eine
besonders hohe Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs erreichen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Wechsel der Fahrbereiche ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt
und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
für ein Leistungsverzweigungsgetriebe
zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
und
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2 eine schematische Darstellung zu Erläuterung
des Verfahrensablaufs.
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In
der 1 ist ein Fahrantrieb 1 eines Nutzfahrzeugs
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt. Der Fahrantrieb 1 umfasst ein Leistungsverzweigungsgetriebe 2.
Das Leistungsverzweigungsgetriebe 2 weist einen ersten
Leistungszweig und einen zweiten Leistungszweig auf. Der erste Leistungszweig
ist als hydrostatischer Leistungszweig 3 ausgeführt. Der
zweite Leistungszweig ist als mechanischer Leistungszweig 4 ausgeführt.
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Zum
Antrieb des Fahrzeugs ist eine Antriebsmaschine 5 vorgesehen.
In der Regel ist die Antriebsmaschine 5 als Dieselbrennkraftmaschine
ausgeführt.
Die Antriebsmaschine 5 treibt eine Getriebeeingangswelle 6 des
Leistungsverzweigungsgetriebes 2 an. Zum Antrieb des Fahrzeugs
ist eine Getriebeausgangswelle 7 des Leistungsverzweigungsgetriebes 2 mit
einer angetriebenen Fahrzeugachse 8 verbunden. Die angetriebenen
Fahrzeugachse 8 umfasst in der Regel ein Differenzialgetriebe 9,
welches über Halbwellen 10 angetriebene
Räder 11 antreibt.
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Der
hydrostatische Leistungszweig 3 weist eine Hydropumpe 12 und
einen Hydromotor 13 auf. Die Hydropumpe 12 ist
in ihrem Fördervolumen
einstellbar und zur Förderung
in zwei Richtungen ausgelegt. Zum Einstellen der Förderrichtung
sowie des Fördervolumens
der Hydropumpe 12 ist eine erste Verstellvorrichtung 14 vorgesehen,
die in nicht dargestellter Weise beispielsweise durch eine Fahrzeugelektronik
angesteuert wird. Eine zweite Verstellvorrichtung 15 wirkt
auf einen Verstellmechanismus des Hydromotors 13. Der Hydromotor 13 ist
ebenfalls für beide
Strömungsrichtungen
ausgelegt und in seinem Schluckvolumen durch die zweite Verstellvorrichtung 15 einstellbar.
Die Hydropumpe 12 und der Hydromotor 13 sind über eine
erste Arbeitsleitung 16 und eine zweite Arbeitsleitung 17 in
einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf miteinander verbunden.
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Zum
Antreiben der Hydropumpe 12 weist die Hydropumpe 12 eine
Pumpenantriebswelle 18 auf. Der hydrostatische Leistungszweig 3 wirkt über eine Motorabtriebswelle 19 auf
einen Summiergetriebeabschnitt 20. Die Motorabtriebswelle 19 bildet
dabei den Ausgang des hydrostatischen Leistungszweigs 3. Entsprechend
bildet die Pumpenantriebswelle 18 den Eingang des hydrostatischen
Leistungszweigs 3.
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Der
Ausgang des hydrostatischen Leistungszweigs 3, also die
Motorabtriebswelle 19, ist mit einem ersten Eingang des
Summiergetriebes 20 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Summiergetriebeabschnitt 20 als einstufiges Planetengetriebe
ausgeführt.
Das einstufige Planetengetriebe weist ein Sonnenrad 23 auf,
welches einen ersten Eingang des Summiergetriebeabschnitts 20 bildet.
Das Sonnenrad 23 ist drehfest mit einer Sonnenradwelle 22 verbunden.
Ein zweiter Eingang des Summiergetriebeabschnitts 20 ist
durch ein Hohlrad 21 realisiert.
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Das
Hohlrad 21 ist mit einer Hohlradwelle 24 drehfest
verbunden und bildet den zweiten Eingang des Summiergetriebeabschnitts 20.
Ein erstes Motorzahnrad 25 ist mit der Motorabtriebswelle 19 des
Hydromotors 13 fest verbunden. Das erste Motorzahnrad 25 treibt über ein
Zwischenrad 25' ein
auf der Sonnenradwelle 22 angeordnetes Antriebszahnrad 29 an.
Dementsprechend wird das Sonnenrad 23 permanent mit einer
von der Drehzahl des Hydromotors 13 direkt abhängigen Drehzahl
angetrieben. In einem leistungsverzweigten Fahrbetrieb ist ferner das
Hohlrad 21 permanent drehfest mit einem Ausgang des mechanischen
Leistungszweigs 4 verbunden. Die den Ausgang des mechanischen
Leistungszweigs 4 bildende Abtriebswelle 30 wird
hierzu über eine
erste Kupplung 31 an die Hohlradwelle 24 gekoppelt.
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Das
Hohlrad 21 weist zudem eine Innenverzahnung 26 auf.
Zwischen dem Sonnenrad 23 und dem Hohlrad 21 sind
mehrere Planetenräder 27 angeordnet,
welche drehbar auf einem Planetenträger, dem sogenannten Steg 28,
angeordnet sind. Infolge der Drehzahlen der beiden Eingänge (Sonnenrad 23 und
Hohlrad 21) des Summiergetriebeabschnitts 20, also
der Drehzahl des Hohlrads 21 und der Drehzahl des Sonnenrads 23 stellt
sich eine Ausgangsdrehzahl des Stegs 28 ein.
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Mittels
eines Stegabtriebsrads 32 und ein sich damit im Eingriff
befindliches zweites Zwischenrad 33 wird die Rotation des
Stegs 28 auf eine Summiergetriebeabtriebswelle 34 übertragen.
Die Summiergetriebeabtriebswelle 34 bildet den Ausgang
des Summiergetriebeabschnitts 20. Der Ausgang des Summiergetriebeabschnitts 20 ist über eine
Getriebestufe 35 mit der Getriebeausgangswelle 7 verbunden.
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Das
von der Antriebsmaschine 5 über die Getriebeeingangswelle 6 in
das Leistungsverzweigungsgetriebe 2 eingespeiste Drehmoment
wird auf die beiden Leistungszweige 3 und 4 verteilt.
Auf der Pumpenantriebswelle 18 ist ein Pumpenrad 36 angeordnet.
Dieses befindet sich im permanenten Eingriff mit einem Antriebsritzel 37,
das fest mit der Getriebeeingangswelle 6 verbunden ist.
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Der
mechanische Leistungszweig 4 umfasst eine Ausgangswelle 30 des
mechanischen Leistungszweigs 4, die mittels eines Zahnrads 38 mit
der Getriebeeingangswelle 6 verbunden ist. Das Zahnrad 38 befindet
sich ebenfalls im permanenten Eingriff mit dem Antriebsritzel 37.
Die Drehrichtung der Pumpenantriebswelle 18 ist gleich
der Drehrichtung der Getriebeeingangswelle 6.
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Im
leistungsverzweigten Fahrbetrieb wird durch den hydrostatischen
Leistungszweig 3 und den mechanischen Leistungszweig 4 die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Die an den beiden Eingängen des
Leistungsverzweigungsgetriebes 2 erzeugten Drehzahlen führen zu
einer resultierenden Drehzahl des Stegs 28 und damit zu
einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit.
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Zusätzlich zu
dem leistungsverzweigten Fahrbereich ist bei dem dargestellten Leistungsverzweigungsgetriebe 2 auch
noch ein rein hydrostatischer Fahrbereich vorgesehen. Die beiden
Fahrbereiche sind dabei so abgestimmt, dass während eines Arbeitseinsatzes
der rein hydrostatische Fahrbereich verwendet wird, während für höhere Geschwindigkeiten
der leistungsverzweigte Fahrbereich vorgesehen ist. Bevor auf das
Verfahren zum Antreiben des Fahrzeugs im Detail eingegangen wird,
sollen zunächst
noch die zum Fahren in dem rein hydrostatischen Fahrbereich erforderlichen
Komponenten des Leistungsverzweigungsgetriebes 2 erläutert werden.
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Die
Motorabtriebswelle 19 ist über eine zweite Kupplung 39 mit
einem zweiten Motorzahnrad 40 verbindbar. Das zweite Motorzahnrad 40 wirkt
mit dem Stegabtriebsrad 32 zusammen. Damit wird bei eingekuppelter
zweiter Kupplung 39 eine direkte Verbindung zwischen der
Motorabtriebswelle 19 und dem Ausgang des Summiergetriebeabschnitts 20 erzeugt.
Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ergibt sich somit unmittelbar
aus der eingestellten Drehzahl der Antriebsmaschine 5 und
dem eingestellten Übersetzungsverhältnis des
hydrostatischen Leistungszweigs 3.
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In
dem ersten Fahrbereich wird außerdem die
erste Kupplung 31 geöffnet,
so dass sich das Hohlrad 21 mit einer sich auf Grund der
Drehzahlen des Sonnenrads 23 und des direkt angetriebenen Stegs 28 einstellenden
Drehzahl drehen kann.
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Nachfolgend
wird das Vorgehen bei einer beschleunigten Fahrt aus dem Stillstand
des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung
erläutert.
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Zunächst ist
die erste Kupplung 31 geöffnet und die zweite Kupplung 39 geschlossen.
Eine Kraftübertragung
erfolgt ausschließlich über den
hydrostatischen Leistungszweig 3, während das Hohlrad 21 mit
einer resultierenden Drehzahl frei dreht. Die resultierende Drehzahl
ergibt sich aus den Übersetzungsverhältnissen
zwischen Motorabtriebswelle 19 und dem Sonnenrad 23 sowie
zwischen der Motorabtriebswelle 19 und dem Steg 28.
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Aufgrund
des Zwischenrads 25' rotieren
in dem rein hydrostatischen Fahrbereich der Steg 28 und
das Sonnenrad 23 gegenläufig.
Während
eines Fahrzeugstillstands ist der Hydromotor 13 auf sein maximales
Schluckvolumen eingestellt und die Hydropumpe 12 ist auf
Nullfördervolumen
eingestellt. Zum Anfahren wird die Hydropumpe 12 eine für die Vorwärtsfahrt
vorgesehene Förderrichtung
in Richtung größer werdenden
Schwenkwinkels α ausgeschwenkt.
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Erreicht
die Hydropumpe 12 in dieser Richtung ihren maximalen Schwenkwinkel
und ist daher eine weitere Erhöhung
des Fördervolumens
nicht möglich,
so wird für
eine weitere Beschleunigung in dem rein hydrostatischen Fahrbereich
der Hydromotor 13 anschließend in Richtung seines minimalen Schluckvolumens,
also in Richtung kleinerer Schwenkwinkel verstellt.
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Der
Fahrantrieb 1 bleibt solange in dem rein hydrostatischen
Fahrbereich, bis ein Schaltkriterium erreicht ist. Als Schaltkriterium
dient im einfachsten Fall das Erreichen des minimalen Übersetzungsverhältnisses
des hydrostatischen Leistungszweigs 3, so dass eine weitere
Beschleunigung des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist.
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Ist
der Schaltpunkt erreicht, so wird in den zweiten Fahrbereich übergewechselt.
Der zweite Fahrbereich ist ein leistungsverzweigter Fahrbereich, bei
dem also sowohl über
den hydrostatischen Leistungszweig 3 als auch über den
mechanischen Leistungszweig 4 Leistung zum Antrieb des
Fahrzeugs übertragbar
ist. Hierzu wird vorzugsweise zuerst die zweite Kupplung 39 geöffnet. Der
Ausgang des hydrostatischen Leistungszweigs 3 ist damit
nur noch mit dem Sonnenrad 23 und damit dem ersten Eingang
des Summiergetriebeabschnitts 20 verbunden. Zudem wird
beim Wechsel in den leistungsverzweigten Fahrbereich die erste Kupplung 31 geschlossen, so
dass der Ausgang des mechanischen Leistungszweigs 4 mit
dem zweiten Eingang, also dem Hohlrad 21 des Summiergetriebeabschnitts
gekoppelt ist.
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Der
erste Eingang des Summiergetriebeabschnitts 20 wird nun
durch den Hydromotor 13 mit einer ersten Drehzahl angetrieben.
Zudem wird der zweite Eingang des Summiergetriebeabschnitts 20 mit
einer zweiten Drehzahl angetrieben. Die erste Antriebsdrehzahl hängt dabei
neben der Abtriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 5 von dem
jeweils eingestellten Übersetzungsverhältnis des
hydrostatischen Leistungszweigs 3 ab und ist damit weitgehend
unabhängig
von der Dieseldrehzahl einstellbar.
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Die
zweite Drehzahl steht dagegen in einem festen Verhältnis zu
der Dieseldrehzahl, also der Abtriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 5.
Die Ausgangsdrehzahl des Summiergetriebeabschnitts 20 steht
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
in direktem Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Beim
Wechsel von dem rein hydrostatischen Fahrbereich in den leistungsverzweigten
Fahrbereich wird durch die entgegengesetzte Drehrichtung von Sonnenrad 23 und
Hohlrad 21 eine eindeutig bestimmte Drehzahl des Stegs 28 erreicht.
In dem leistungsverzweigten Fahrbereich wird nun die Abtriebsdrehzahl
der Antriebsmaschine 5 reduziert. Dies wird in Abhängigkeit
von einem für
die jeweils verwendete Antriebsmaschine 5 bekannten Kennfeld
gemacht. Damit wird die Antriebsmaschine 5 auf einen Betriebspunkt
mit ausreichender Leistung und reduziertem Kraftstoffverbrauch eingestellt.
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Zur
Beibehaltung der Fahrgeschwindigkeit VSynchron wird
nun die Reduzierung der Abtriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 5,
die zu einer Reduzierung der Drehzahl des Hohlrads 21 führt, durch
eine entsprechende Reduzierung der Eingangsdrehzahl des gegenläufig rotierenden
Sonnenrads 23 ausgeglichen. Auf Grund der sinkenden Drehzahl
der Antriebsriemen 5 fällt
die Drehzahl des Hydromotors 13. Infolgedessen sinkt die
Drehzahl der Motorabtriebswelle 19 und damit auch die Drehzahl
des Sonnenrads 23 des als Planetengetriebe ausgeführten Summiergetriebeabschnitts 20.
Die Drehzahl des Sonnenrads 23 ändert sich damit relativ zu
der Drehzahl des Hohlrads 21 nicht und die daraus resultierende Drehzahl
des Stegs 28 bleibt konstant. Ein eventuell erforderliches
Nachregeln kann z.B. durch Ändern des
Schluckvolumens des Hydromotors durchgeführt werden
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Für eine weitere
Erhöhung
der Fahrgeschwindigkeit sind zwei Vorgehensweisen möglich, die
auch in Kombination miteinander ausgeführt werden können.
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Ausgehend
von der konstant gehaltenen Drehzahl des Stegs 28 nach
dem Übergang
von dem rein hydrostatischen Fahrbereich in den leistungsverzweigten
Fahrbereich durch Reduzieren der Abtriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 5 und
der Drehzahl der Motorabtriebswelle 19 wird nun die Abtriebsdrehzahl
der Antriebsmaschine 5 wieder erhöht. Dabei wird die Drehzahl
der Motorabtriebswelle 19 konstant gehalten, wozu das Übersetzungsverhältnis des
hydrostatischen Leistungszweigs 3 so geändert wird, dass die eingangsseitige
Drehzahlerhöhung
an der Pumpenantriebswelle 18 gerade ausgeglichen wird.
Dies kann entweder durch Reduzieren des Fördervolumens der Hydropumpe 12 oder
durch Erhöhen
des Schluckvolumens des Hydromotors 13 oder durch eine
Kombination hiervon erfolgen.
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Andererseits
ist eine Erhöhung
der Fahrgeschwindigkeit auch unter Konstanthalten der Abtriebsdrehzahl
der Antriebsmaschine 5 möglich, indem die Hydropumpe 12 und/oder
der Hydromotor 13 in ihrem Schwenkwinkel so verstellt werden,
dass die Drehzahl der Motorabtriebswelle 19 abnimmt. Dies
kann bis über
eine Umkehrung der Drehrichtung der Motorabtriebswelle 19 hinaus
durchgeführt
werden. Bei einer Umkehrung der Drehrichtung der Motorabtriebswelle 19 wird
die Hydropumpe 12 über
ihre Neutralstellung bei Nullfördervolumen
hinaus in entgegengesetzter Richtung in Richtung größer werdenden
Fördervolumens
ausgeschwenkt.
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In 2 ist der Übergang von dem rein hydrostatischen
Fahrbereich in den leistungsverzweigten Fahrbereich noch einmal
veranschaulicht.
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In
dem obersten Diagramm ist die Situation bei Erreichen des Schaltkriteriums
in dem ersten Fahrbereich dargestellt. Das Schaltkriterium wird
bei Einstellen des minimalen Übersetzungsverhältnisses für Vorwärtsfahrt
für den
hydrostatischen Leistungszweig 3 erreicht. Auf der Abszisse
sind die jeweiligen Drehzahlen des Sonnenrads 23 (links)
und des Hohlrads 21 (rechts) dargestellt.
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In
Diagramm a) wird die Fahrgeschwindigkeit durch Antreiben des Stegs 28 direkt
durch den hydrostatischen Leistungszweig festgelegt. Das Hohlrad 21 kann
frei drehen und erreicht die Drehzahl nHohlrad,max.,
die der übersetzten
Nenndrehzahl der Antriebsmaschine 5 entspricht.
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Nun
werden die beiden Kupplungen 39, 31 betätigt. Das
Hohlrad 21 dreht nun mit der Drehzahl der Ausgangswelle 30 des
mechanischen Leistungszweigs 4 und die Drehzahl des Stegs 28 ist
die resultierende Drehzahl aus der ersten Drehzahl des ersten Eingangs
und der zweiten Drehzahl des zweiten Eingangs.
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Diagramm
b) zeigt, das bei Reduzieren der zweiten Drehzahl des Hohlrads 21 und
gleichzeitigem Reduzieren der Drehzahl des entgegengesetzt rotierenden
Sonnenrads 23 die resultierende Drehzahl des Stegs 28 also
die Fahrgeschwindigkeit vsynchron beibehalten
wird, wie dies durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.
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Diagramm
c) zeigt die weitere Beschleunigung durch Konstanthalten der Drehzahl
der Motorabtriebswelle 19 und Erhöhen der Drehzahl der Antriebsmaschine 5 und
somit des Hohlrads 21. Diese Beschleunigung ist ausgehend
von der Situation aus Diagramm b) als gepunktete Linie veranschaulicht.
Die resultierende Fahrgeschwindigkeit v ist gegenüber der
Geschwindigkeit vsynchron erhöht.
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Ebenfalls
eine Erhöhung
der Fahrgeschwindigkeit ergibt sich bei konstant gehaltener Abtriebsdrehzahl
der Antriebsmaschine 5 und Reduzierung der Drehzahl des
entgegengesetzt rotierenden Sonnenrads 23. Ist der Stillstand
des Sonnenrads 23 auf diese Weise erreicht, so wird zur
weiteren Beschleunigung die Drehrichtung umgekehrt und das Sonnenrad 23 gleichsinnig
zu dem Hohlrad 21 beschleunigt.
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Die
maximale Fahrgeschwindigkeit vmax des Fahrzeugs
stellt sich ein, wenn das Sonnenrad 23 und das Hohlrad 21 gleichsinnig
mit jeweils maximaler Drehzahl rotieren. Dieser Zustand ist in Diagramm c)
der Vollständigkeit
halber als durchgezogene Linie dargestellt.
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Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere
ist es möglich,
einzelne Aspekte des Ausführungsbeispiels in
vorteilhafter Weise miteinander zu kombinieren.