DE102018214037A1 - Stepless power split transmission and method for operating a stepless power split transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe sowie ein Verfahren zum Betreiben eines stufenlos leistungsverzweigten Getriebes (1) für ein Fahrzeug, wobei das Getriebe (1) dazu vorgesehen ist, eine eingangsseitig angeordnete Antriebsmaschine (2) zumindest mittelbar über eine Antriebswelle (3) mit einer zum Abtrieb vorgesehenen Abtriebswelle (4) zu verbinden, und wobei das Getriebe (1) mehrere Schaltelemente (K1, K2, K3, K4, B) und einen Variator (5) zur stufenlosen Einstellung einer Übersetzung und zur Realisierung mehrerer Fahrbereiche (F1, F2, F3, F4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine (2) über die Schaltelemente (K1, K2, K3, K4, B) mit dem Variator (5) und der Abtriebswelle (4) linear gekoppelt wird, um zumindest eine erste Gangstufe (G1) mit einer festen Übersetzung einzuleiten.The invention relates to a continuously variable power transmission and a method for operating a continuously variable power transmission (1) for a vehicle, the transmission (1) being provided to drive a drive machine (2) on the input side, at least indirectly via a drive shaft (3) to connect the output shaft provided for the output, and wherein the transmission (1) a plurality of shifting elements (K1, K2, K3, K4, B) and a variator (5) for the stepless adjustment of a gear ratio and for the realization of several driving ranges (F1, F2 , F3, F4), characterized in that the drive machine (2) via the switching elements (K1, K2, K3, K4, B) with the variator (5) and the output shaft (4) is linearly coupled to at least a first Initiate gear ratio (G1) with a fixed ratio.
Description
Die Erfindung betrifft ein stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines stufenlos leistungsverzweigten Getriebes für ein Fahrzeug, insbesondere für eine Arbeitsmaschine. Arbeitsmaschinen sind Kraftfahrzeuge, die nach ihrer Bauart und ihren besonderen, mit dem Fahrzeug fest verbundenen Einrichtungen zur Verrichtung von Arbeiten, jedoch nicht zur Beförderung von Personen oder Gütern bestimmt sind.The invention relates to a continuously variable power transmission for a vehicle and a method for operating a continuously variable power transmission for a vehicle, in particular for a work machine. Working machines are motor vehicles, which are designed for their work, but not for the transport of people or goods, according to their type and their special equipment that is permanently connected to the vehicle.
Arbeitsmaschinen sind in zunehmendem Umfang mit stufenlos leistungsverzweigten Getrieben ausgebildet. Durch den Einsatz stufenlos leistungsverzweigter Getriebe in Kombination mit einer entsprechenden Fahrstrategie sind die Leistungsfähigkeit, der Komfort sowie der Kraftstoffverbrauch von Arbeitsmaschinen optimierbar. Darüber hinaus ermöglicht das automatische stufenlose Verstellen der Getriebeübersetzung, dass sich ein Fahrer bzw. eine Bedienperson einer Arbeitsmaschine in höherem Umfang auf den mit der Arbeitsmaschine durchzuführenden Arbeitsprozess konzentrieren kann und Arbeitsprozesse effizient und jeweils mit hoher Produktivität bei gleichzeitig guter Prozessqualität ausführbar sind.Work machines are increasingly being designed with continuously variable power transmission. The performance, comfort and fuel consumption of work machines can be optimized through the use of continuously variable power transmission in combination with a corresponding driving strategy. In addition, the automatic, infinitely variable adjustment of the gear ratio enables a driver or an operator of a work machine to concentrate to a greater extent on the work process to be carried out with the work machine, and work processes can be carried out efficiently and with high productivity and good process quality at the same time.
Aus der
Ferner geht aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe sowie ein Verfahren zum Betreiben eines stufenlos leistungsverzweigten Getriebes mit erweiterter Funktionalität zu schaffen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 8. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object of the present invention is to provide a continuously variable power transmission and a method for operating a continuously variable power transmission with extended functionality. The object is achieved by the subject matter of
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines stufenlos leistungsverzweigten Getriebes für ein Fahrzeug, ist das Getriebe dazu vorgesehen, eine eingangsseitig angeordnete Antriebsmaschine zumindest mittelbar über eine Antriebswelle mit einer zum Abtrieb vorgesehenen Abtriebswelle zu verbinden, wobei das Getriebe mehrere Schaltelemente und einen Variator zur stufenlosen Einstellung einer Übersetzung und zur Realisierung mehrerer Fahrbereiche umfasst, wobei die Antriebsmaschine über Schaltelemente mit dem Variator und der Abtriebswelle linear gekoppelt wird, um zumindest eine erste Gangstufe mit einer festen Übersetzung einzuleiten.According to the method according to the invention for operating a continuously variable power transmission for a vehicle, the transmission is intended to connect a drive machine arranged on the input side at least indirectly via an input shaft to an output shaft provided for output, the transmission having a plurality of shifting elements and a variator for the continuous adjustment of one Gear ratio and to implement several driving ranges, the drive machine being linearly coupled to the variator and the output shaft via switching elements in order to initiate at least a first gear stage with a fixed gear ratio.
Durch die lineare Kopplung der Antriebsmaschine, mit dem Variator und der Abtriebswelle wird die Funktionalität des Getriebes erweitert und insbesondere der Variator entlastet, da im linear gekoppelten Zustand von Antriebsmaschine, Variator und Abtriebswelle, durch Drehzahländerung an der Antriebsmaschine eine Drehzahl an der Abtriebswelle eingestellt wird. Insbesondere ist ein Mischbetrieb mit festen Gangstufen sowie stufenlosen Fahrbereichen realisierbar, sodass ein Optimum im Verbrauch des Fahrzeugs eingestellt werden kann. Bei dem Betrieb mit festen Gangstufen entspricht das Fahrverhalten des Fahrzeugs dem Fahrverhalten eines Fahrzeugs mit Lastschaltgetriebe.The linear coupling of the drive machine with the variator and the output shaft expands the functionality of the transmission and, in particular, relieves the load on the variator, since in the linearly coupled state of the drive machine, variator and output shaft, a speed is set on the output shaft by changing the speed on the drive machine. In particular, mixed operation with fixed gear steps and stepless driving areas can be implemented, so that an optimum consumption of the vehicle can be set. When operating with fixed gear steps, the driving behavior of the vehicle corresponds to the driving behavior of a vehicle with a powershift transmission.
Während des linear gekoppelten Zustands von Antriebsmaschine, Variator und Abtriebswelle ist der Variator frei von Drehmomenten. Insbesondere werden ungünstige Variatorleistungspunkte ebenso wie eine Grenzbelastung des Variators vermieden. During the linearly coupled state of the drive machine, variator and output shaft, the variator is free of torques. In particular, unfavorable variator performance points as well as a limit load on the variator are avoided.
Ferner wird auch der Wirkungsgrad des gesamten Antriebsstrangs erhöht. Die ansonsten als Wandler fungierenden beiden stufenlosen Maschinen des Variators sind im linear gekoppelten Zustand von Antriebsmaschine, Variator und Abtriebswelle fest im Block geschaltet und können situationsabhängig betrieben werden.The efficiency of the entire drive train is also increased. The two continuously variable machines of the variator, which otherwise function as converters, are permanently connected in a block in the linearly coupled state of the drive machine, variator and output shaft and can be operated depending on the situation.
Unter einem Schaltelement ist eine Vorrichtung zu verstehen, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei die Vorrichtung im geöffneten Zustand kein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Vorrichtung bzw. dem Schaltelement zusammenwirkenden Elementen übertragen kann, und wobei die Vorrichtung im geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit dieser Vorrichtung bzw. dem Schaltelement zusammenwirkenden Vorrichtungen übertragen kann. Das jeweilige Schaltelement kann sowohl als Lastschaltelement, insbesondere als Reiblamellenkupplung, als auch als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet sein. Insbesondere ist das Schaltelement als Kupplung oder Bremse ausgebildet.A switching element is to be understood as a device which has at least one open and one closed state, the device in the open state not being able to transmit torque between two elements interacting with this device or the switching element, and the device in the closed state being able to transmit torque can transmit between two devices interacting with this device or the switching element. The respective switching element can be used both as a load switching element, in particular as a friction plate clutch, and as a form-fitting one Switching element, in particular be designed as a dog clutch. In particular, the switching element is designed as a clutch or brake.
Des Weiteren ist unter einer zumindest mittelbaren Verbindung und einer Wirkverbindung zwischen zwei Getriebeelementen zu verstehen, dass das jeweilige Getriebeelement, insbesondere die jeweilige Welle, das jeweilige Zahnrad oder das jeweilige Schaltelement entweder unmittelbar, also direkt oder über ein weiteres Getriebeelement, insbesondere über eine weitere Welle, ein weiteres Zahnrad oder ein weiteres Schaltelement miteinander verbunden bzw. koppelbar sind. Eine Verbindung zwischen zwei Getriebeelementen ist im Wesentlichen dazu vorgesehen, Drehmomente und Kräfte bzw. eine Drehbewegung von einem Getriebeelement auf das andere Getriebeelement zu übertragen.Furthermore, an at least indirect connection and an operative connection between two gear elements is to be understood to mean that the respective gear element, in particular the respective shaft, the respective gear wheel or the respective switching element, either directly, that is to say directly or via a further gear element, in particular via a further shaft , another gear or another switching element are connected to one another or can be coupled. A connection between two gear elements is essentially provided to transmit torques and forces or a rotary movement from one gear element to the other gear element.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zur linearen Kopplung der Antriebsmaschine mit dem Variator und der Abtriebswelle ein Gleichlauf von zwei Kupplungsteilen an dem jeweils zu schaltenden Schaltelement für die jeweilige Gangstufe mittels der Antriebsmaschine und dem Variator eingestellt wird. Mit anderen Worten werden die Drehzahlen von Antriebsmaschine und Variator derart zueinander synchronisiert, dass die Kupplungsteile bzw. Kupplungselemente des jeweiligen Schaltelements im Wesentlichen die gleiche Drehzahl bzw. nur einen geringfügigen Drehzahlunterschied aufweisen. Insbesondere ist der Drehzahlunterschied zwischen den Kupplungsteile des jeweiligen Schaltelements kleiner als 100 Umdrehungen pro Minute.The invention includes the technical teaching that for the linear coupling of the drive machine to the variator and the output shaft, synchronism of two clutch parts on the shift element to be switched for the respective gear stage is set by means of the drive machine and the variator. In other words, the speeds of the drive machine and variator are synchronized with one another in such a way that the coupling parts or coupling elements of the respective switching element have essentially the same speed or only a slight speed difference. In particular, the speed difference between the coupling parts of the respective switching element is less than 100 revolutions per minute.
Vorzugsweise wird der Variator hydraulisch oder elektrisch betrieben. Mithin umfasst der Variator entweder einen Hydraulikmotor und eine Hydraulikpumpe oder zwei elektrische Maschinen, wobei die eine elektrische Maschine als Motor und die andere elektrische Maschine als Generator arbeitet, um die Übersetzung stufenlos einzustellen.The variator is preferably operated hydraulically or electrically. The variator therefore comprises either a hydraulic motor and a hydraulic pump or two electrical machines, one electrical machine acting as a motor and the other electrical machine acting as a generator, in order to continuously adjust the gear ratio.
Bevorzugt weist der Variator eine erste und zweite elektrische Maschine und einen Energiespeicher auf, wobei während eine jeweilige Gangstufe aktiv ist ein Schubbetrieb oder ein Rekuperationsbetrieb des Variators einleitbar ist, wobei im Schubbetrieb beide elektrische Maschine Energie aus dem Energiespeicher entnehmen, und wobei im Rekuperationsbetrieb beide elektrische Maschine Energie in den Energiespeicher einspeisen. Mithin entlastet der Variator im Schubbetrieb die Antriebsmaschine und beschleunigt beispielsweise das Fahrzeug über beide elektrische Maschinen. Demgegenüber wird im Rekuperationsbetrieb nicht nur Energie rekuperiert, sondern auch das Fahrzeug gebremst und somit werden die Bremsen entlastet. Der Energiespeicher ist bevorzugt als elektrischer Akkumulator ausgebildet.The variator preferably has a first and second electrical machine and an energy store, an overrun or recuperation operation of the variator being able to be initiated while a respective gear stage is active, both electric machines taking energy from the energy store in overrun operation, and both being electrical in recuperation operation Feed machine energy into the energy storage. As a result, the variator relieves the engine when the vehicle is coasting and accelerates the vehicle using both electrical machines, for example. In contrast, the recuperation mode not only recuperates energy, it also brakes the vehicle and thus relieves the brakes. The energy store is preferably designed as an electrical accumulator.
Insbesondere wird die Antriebsmaschine im ersten Fahrbereich mit einer konstanten Drehzahl betrieben, wobei der Variator mit einer variablen Drehzahl betrieben wird, und wobei eine Drehzahl der Abtriebswelle durch Änderung der Drehzahl des Variators erhöht wird. Bevorzugt beträgt die Drehzahl der Antriebsmaschine im Wesentlichen 1200 Umdrehungen pro Minute, wobei dann die Drehzahl des Variators zwischen -1200 bis 1200 Umdrehungen pro Minute einstellbar ist. Vorzugsweise ist die Drehzahl der Abtriebswelle zwischen 0 und 280 Umdrehungen pro Minute einstellbar.In particular, the drive machine is operated at a constant speed in the first driving range, the variator being operated at a variable speed and a speed of the output shaft being increased by changing the speed of the variator. The speed of the prime mover is preferably essentially 1200 revolutions per minute, the speed of the variator then being adjustable between -1200 to 1200 revolutions per minute. The speed of the output shaft is preferably adjustable between 0 and 280 revolutions per minute.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Antriebsmaschine, während eine jeweilige Gangstufe aktiv ist, in einem Drehzahlbereich zwischen einer ersten und zweiten Drehzahl betrieben wird, wobei die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl ist, und wobei die Drehzahl der Abtriebswelle mit zunehmender Drehzahl der Antriebsmaschine erhöht wird. Beispielsweise wird die Antriebsmaschine, während eine jeweilige Gangstufe aktiv ist, in einem Drehzahlbereich zwischen 1200 und 2100 Umdrehungen pro Minute betrieben. Der Variator ist linear mit der Antriebsmaschine gekoppelt und wird bevorzugt mit einer Drehzahl zwischen 1200 und 2100 Umdrehungen pro Minute betrieben, wobei die Drehzahl an der Abtriebswelle zwischen 280 und 488 Umdrehungen pro Minute einstellbar ist.The invention includes the technical teaching that the drive machine, while a respective gear stage is active, is operated in a speed range between a first and a second speed, the second speed being greater than the first speed, and the speed of the output shaft increasing Engine speed is increased. For example, the drive machine is operated in a speed range between 1200 and 2100 revolutions per minute while a respective gear stage is active. The variator is linearly coupled to the drive machine and is preferably operated at a speed between 1200 and 2100 revolutions per minute, the speed on the output shaft being adjustable between 280 and 488 revolutions per minute.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Wechsel zwischen den jeweiligen Gangstufen zunächst durch eine Kompensation der Drehzahl der Antriebsmaschine mittels der Drehzahl des Variators eingeleitet, wobei die Drehzahl der Abtriebswelle im Wesentlichen konstant bleibt. Mit anderen Worten wird die Drehzahl der Antriebsmaschine beispielsweise zunächst von 2100 auf 1200 Umdrehungen pro Minute reduziert, um dann, sobald die nächste Gangstufe aktiviert wird, die Antriebsmaschine wieder beispielsweise in einem Drehzahlbereich zwischen 1200 und 2100 Umdrehungen pro Minute betrieben. Die Kompensation erfolgt stets über den Variator. Während der Kompensation bleibt die Drehzahl an der Abtriebswelle bei einem Gangwechsel zwischen der ersten und zweiten Gangstufe beispielsweise auf 488 Umdrehungen pro Minute erhalten.According to a preferred embodiment of the invention, a change between the respective gear stages is first initiated by compensating the speed of the drive machine by means of the speed of the variator, the speed of the output shaft remaining essentially constant. In other words, the speed of the prime mover is first reduced, for example, from 2100 to 1200 revolutions per minute, and then, as soon as the next gear stage is activated, the prime mover is again operated, for example, in a speed range between 1200 and 2100 revolutions per minute. Compensation always takes place via the variator. During the compensation, the speed on the output shaft is maintained at, for example, 488 revolutions per minute when changing gear between the first and second gear stages.
Das erfindungsgemäße stufenlos leistungsverzweigte Getriebe für ein Fahrzeug umfasst eine Antriebswelle, die dazu ausgebildet ist, mit einer Antriebsmaschine wirkverbunden zu sein, eine zum Abtrieb ausgebildete Abtriebswelle, einen Variator, einen ersten, zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz, eine erste, zweite, dritte und vierte Kupplung sowie eine Bremse, wobei der erste Planetenradsatz ein erstes Sonnenrad, ein erstes Hohlrad und mehrere erste Planetenräder, die an einem ersten Planetenträger drehbar gelagert sind, aufweist, wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Sonnenrad, ein zweites Hohlrad und mehrere zweite Planetenräder, die an einem zweiten Planetenträger drehbar gelagert sind, aufweist, wobei der dritte Planetenradsatz ein drittes Sonnenrad, ein drittes Hohlrad und mehrere dritte Planetenräder, die an einem dritten Planetenträger drehbar gelagert sind, aufweist, wobei der vierte Planetenradsatz ein viertes Sonnenrad, ein viertes Hohlrad und mehrere vierte Planetenräder, die an einem vierten Planetenträger drehbar gelagert sind, aufweist, wobei die Antriebswelle drehfest mit dem ersten Hohlrad und dem zweiten Planetenträger verbunden ist, wobei das erste Sonnenrad über eine Zahnradstufe mit dem Variator wirkverbunden ist, wobei die erste Kupplung einerseits mit dem dritten Hohlrad und andererseits mit dem vierten Sonnenrad wirkverbunden ist, wobei die zweite Kupplung einerseits mit dem zweiten und dritten Sonnenrad sowie andererseits mit dem vierten Sonnenrad wirkverbunden ist, wobei die dritte Kupplung einerseits mit dem zweiten Hohlrad und dem ersten und dritten Planetenträger sowie andererseits mit dem vierten Planetenträger wirkverbunden ist, wobei die vierte Kupplung einerseits mit dem vierten Planetenträger sowie andererseits mit dem vierten Sonnenrad wirkverbunden ist, und wobei die Bremse einerseits mit dem vierten Hohlrad und andererseits mit einem Gehäuse wirkverbunden ist, wobei zumindest eine erste Gangstufe mit fester Übersetzung durch Schließen der ersten und zweiten Kupplung sowie der Bremse realisierbar ist, wobei die Antriebsmaschine, der Variator und die Abtriebswelle in der ersten Gangstufe linear gekoppelt sind. Mithin sind die Antriebsmaschine, der Variator und die Abtriebswelle in der ersten Gangstufe derart miteinander verbunden, dass die Drehzahl der Abtriebswelle über die Drehzahl des Antriebsmotors einstellbar ist. Dieser Betrieb entspricht im Wesentlichen einem Betrieb eines Fahrzeugs mit einem konventionellen Antriebsstrang, umfassend eine Antriebsmaschine und ein Schalt- oder Automatikgetriebe. Zwei miteinander kämmende Zahnräder sind zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehzahl von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad vorgesehen.The continuously variable power transmission according to the invention for a vehicle comprises an input shaft which is designed to be operatively connected to a drive machine, an output shaft designed for output, a variator, a first, second, third and fourth planetary gear set, a first, second, third and fourth clutch and a brake, wherein the first planetary gear set has a first sun gear, a first ring gear and a plurality of first planet gears, which are rotatably mounted on a first planet carrier, the second planetary gear set has a second sun gear, a second ring gear and a plurality of second planet gears, which are rotatably mounted on a second planet carrier, the third planetary gear set having a third sun gear, a third ring gear and a plurality of third planet gears, which are rotatably mounted on a third planet carrier, The fourth planetary gear set has a fourth sun gear, a fourth ring gear and a plurality of fourth planet gears, which are rotatably mounted on a fourth planet carrier, the drive shaft being connected in a rotationally fixed manner to the first ring gear and the second planet carrier, the first sun gear being connected via a Gear stage is operatively connected to the variator, the first clutch being operatively connected to the third ring gear on the one hand and to the fourth sun gear on the one hand, the second clutch being operatively connected to the second and third sun gear on the one hand and to the fourth sun gear on the other hand, the third The clutch is operatively connected on the one hand to the second ring gear and the first and third planet carriers and on the other hand to the fourth planet carrier, the fourth clutch being operatively connected on the one hand to the fourth planet carrier and on the other hand to the fourth sun gear and the brake on the one hand to the fourth ring gear and on the other hand is operatively connected to a housing, at least one first gear stage with a fixed transmission ratio being able to be implemented by closing the first and second clutches and the brake, the drive machine, the variator and the output shaft being linearly coupled in the first gear stage. The drive machine, the variator and the output shaft are therefore connected to one another in the first gear stage in such a way that the speed of the output shaft can be adjusted via the speed of the drive motor. This operation essentially corresponds to operation of a vehicle with a conventional drive train, comprising a drive machine and a manual or automatic transmission. Two intermeshing gears are provided for transmitting a torque and a speed from one gear to the other gear.
Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme ist eine zweite Gangstufe mit fester Übersetzung durch Schließen der zweiten und dritten Kupplung sowie der Bremse realisierbar, wobei die Antriebsmaschine, der Variator und die Abtriebswelle in der zweiten Gangstufe linear gekoppelt sind.According to a measure which further improves the invention, a second gear stage with a fixed transmission ratio can be implemented by engaging the second and third clutches and the brake, the drive machine, the variator and the output shaft being linearly coupled in the second gear stage.
Gemäß einer die Erfindung weiter verbessernden Maßnahme ist eine dritte Gangstufe mit fester Übersetzung durch Schließen der zweiten, dritten und vierten Kupplung realisierbar, wobei die Antriebsmaschine, der Variator und die Abtriebswelle in der dritten Gangstufe linear gekoppelt sind.According to a measure which further improves the invention, a third gear stage with a fixed transmission ratio can be implemented by engaging the second, third and fourth clutch, the drive machine, the variator and the output shaft being linearly coupled in the third gear stage.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass im Leistungsfluss zwischen dem vierten Planetenträger und der Abtriebswelle eine Reversiereinheit, mit einer Kupplung für Vorwärtsfahrt und einer Kupplung für Rückwärtsfahrt angeordnet ist. Vorzugsweise ist der vierte Planetenträger mit der Reversiereinheit bzw. dem jeweiligen Schaltelement der Reversiereinheit wirkverbunden. Bei geschlossener Kupplung für Vorwärtsfahrt und geöffneter Kupplung für Rückwärtsfahrt wird eine erste Antriebsdrehbewegung an der Abtriebswelle umgesetzt, welche das Fahrzeug in Vorwärtsfahrtrichtung bewegt. Ist dagegen die Kupplung für Rückwärtsfahrt geschlossen und gleichzeitig die Kupplung für Vorwärtsfahrt geöffnet, wird eine zweite Antriebsdrehbewegung an der Abtriebswelle umgesetzt, welche entgegengesetzt zu der ersten Antriebsdrehbewegung ist, wobei das Fahrzeug in Rückwärtsfahrtrichtung betreibbar ist. Somit wird ein Reversieren aller Fahrbereiche und Gangstufen über die Reversiereinheit realisiert.The invention includes the technical teaching that a reversing unit with a clutch for forward travel and a clutch for reverse travel is arranged in the power flow between the fourth planet carrier and the output shaft. The fourth planet carrier is preferably operatively connected to the reversing unit or the respective switching element of the reversing unit. With the clutch closed for forward travel and the clutch open for reverse travel, a first drive rotary movement is implemented on the output shaft, which moves the vehicle in the forward direction. If, however, the clutch for reverse travel is closed and at the same time the clutch for forward drive is opened, a second drive rotary movement is implemented on the output shaft, which is opposite to the first drive rotary movement, the vehicle being able to be operated in the reverse drive direction. This reverses all driving ranges and gear levels via the reversing unit.
Bevorzugt ist eine Nebenabtriebswelle drehfest mit der Antriebswelle verbunden, wobei die Nebenabtriebswelle parallel zur Abtriebswelle angeordnet ist. Insbesondere sind die Antriebswelle und die Nebenabtriebswelle einteilig miteinander verbunden. Vorzugsweise sind alle Sonnenräder als Hohlwellen ausgebildet und koaxial zur Antriebswelle und die Nebenabtriebswelle angeordnet. Dies erhöht insbesondere die Kompaktheit des Getriebes in radialer und axialer Richtung. Insbesondere weist das Getriebe eine nahezu koaxiale Bauweise auf.A power take-off shaft is preferably connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft, the power take-off shaft being arranged parallel to the output shaft. In particular, the drive shaft and the power take-off shaft are connected to one another in one piece. All sun gears are preferably designed as hollow shafts and arranged coaxially with the drive shaft and the power take-off shaft. In particular, this increases the compactness of the transmission in the radial and axial directions. In particular, the transmission has an almost coaxial design.
Vorzugsweise weist der Variator eine erste und zweite elektrische Maschine sowie einen Energiespeicher auf, wobei die beiden elektrischen Maschinen und der Energiespeicher mit mindestens einer Leistungssteuerung wirkverbunden sind.The variator preferably has a first and second electrical machine and an energy store, the two electrical machines and the energy store being operatively connected to at least one power control.
Insbesondere wird die Verwendung des erfindungsgemäßen stufenlos leistungsverzweigten Getriebes in einer Arbeitsmaschine vorgeschlagen.In particular, the use of the continuously variable power transmission according to the invention is proposed in a work machine.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebsstrangs mit einem stufenlos leistungsverzweigten Getriebe, und -
2 eine erfindungsgemäße Schaltmatrix für das stufenlos leistungsverzweigte Getriebe nach1 .
-
1 a schematic representation of a vehicle drive train according to the invention with a continuously variable power transmission, and -
2 a shift matrix according to the invention for the continuously power-split transmission 1 ,
Gemäß
Der erste Planetenradsatz
Der Variator
Im Schubbetrieb des Variators
Der zweite Planetenradsatz
Der dritte Planetenradsatz
Der vierte Planetenradsatz
Ferner ist die zweite Kupplung
Des Weiteren ist die dritte Kupplung
Die vierte Kupplung
Ferner ist die Bremse
Im Leistungsfluss zwischen dem vierten Planetenträger
In
Die in der Schaltmatrix frei gelassenen Zellen zeigen an, dass das entsprechende Schaltelement
Ein erster Fahrbereich
Ein zweiter Fahrbereich
Ein dritter Fahrbereich
Während die jeweilige Gangstufe
Ein Wechsel zwischen den jeweiligen Gangstufen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- stufenlos leistungsverzweigtes Getriebecontinuously variable power transmission
- 22
- Antriebsmaschineprime mover
- 33
- Antriebswelledrive shaft
- 44
- Abtriebswelleoutput shaft
- 55
- Variatorvariator
- 66
- Energiespeicherenergy storage
- 77
- Reversiereinheitreversing unit
- 88th
- NebenabtriebswellePTO shaft
- 99
- Leistungssteuerungpower control
- P1P1
- erster Planetenradsatzfirst planetary gear set
- P2P2
- zweiter Planetenradsatzsecond planetary gear set
- P3P3
- dritter Planetenradsatzthird planetary gear set
- P4P4
- vierter Planetenradsatzfourth planetary gear set
- PR1PR1
- erstes Planetenradfirst planet gear
- PR2PR2
- zweites Planetenradsecond planet gear
- PR3PR3
- drittes Planetenradthird planet gear
- PR4PR4
- viertes Planetenradfourth planet gear
- PT1PT1
- erster Planetenträgerfirst planet carrier
- PT2PT2
- zweiter Planetenträgersecond planet carrier
- PT3PT3
- dritter Planetenträgerthird planet carrier
- PT4PT4
- vierter Planetenträgerfourth planet carrier
- S1S1
- erstes Sonnenradfirst sun gear
- S2S2
- zweites Sonnenradsecond sun gear
- S3S3
- drittes Sonnenradthird sun gear
- S4S4
- viertes Sonnenradfourth sun gear
- H1H1
- erstes Hohlradfirst ring gear
- H2H2
- zweites Hohlradsecond ring gear
- H3H3
- drittes Hohlradthird ring gear
- H4H4
- viertes Hohlradfourth ring gear
- ZSZS
- Zahnradstufegear stage
- ZRZR
- Zwischenradidler
- Z1Z1
- erstes Zahnradfirst gear
- Z2Z2
- zweites Zahnradsecond gear
- Z3Z3
- drittes Zahnradthird gear
- Z4Z4
- viertes Zahnradfourth gear
- Z5Z5
- fünftes Zahnradfifth gear
- Z6Z6
- sechstes Zahnradsixth gear
- Z7Z7
- siebtes Zahnradseventh gear
- Z8Z8
- achtes Zahnradeighth gear
- W1W1
- erste Wellefirst wave
- W2W2
- zweite Wellesecond wave
- W3W3
- dritte Wellethird wave
- W4W4
- vierte Wellefourth wave
- EM1EM1
- erste elektrische Maschinefirst electrical machine
- EM2EM2
- zweite elektrische Maschinesecond electrical machine
- F1F1
- erster Fahrbereichfirst driving range
- F2F2
- zweiter Fahrbereichsecond driving range
- F3F3
- dritter Fahrbereichthird driving range
- F4F4
- vierter Fahrbereichfourth driving range
- G1G1
- erste Gangstufefirst gear
- G2G2
- zweite Gangstufesecond gear
- G3 G3
- dritte Gangstufethird gear
- K1K1
- erste Kupplungfirst clutch
- K2K2
- zweite Kupplungsecond clutch
- K3K3
- dritte Kupplungthird clutch
- K4K4
- vierte Kupplungfourth clutch
- BB
- Bremsebrake
- GG
- Gehäusecasing
- KVKV
- Kupplung für VorwärtsfahrtClutch for forward travel
- KRKR
- Kupplung für RückwärtsfahrtReverse clutch
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 10128076 A1 [0003]DE 10128076 A1 [0003]
- DE 102010003941 A1 [0004]DE 102010003941 A1 [0004]
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---|---|
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---|---|
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-
2018
- 2018-08-20 DE DE102018214037.5A patent/DE102018214037A1/en not_active Withdrawn
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