DE102019125154A1 - Method for operating a power split transmission - Google Patents

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Abstract

Ein Leistungsverzweigungsgetriebe umfasst: eine Antriebswelle; einen hydrostatischen Zweig, wobei der hydrostatische Zweig einen Variator mit stufenlos verstellbarer Übersetzung umfasst; einen mechanischen Zweig; ein Summiergetriebe; sowie eine Abtriebswelle. Dabei umfasst der Variator eine hydrostatische Verstellpumpe mit verstellbarem Fördervolumen, einen hydrostatischen Verstellmotor mit verstellbarem Schluckvolumen sowie einen hydrostatischen Konstantmotor mit konstantem Schluckvolumen, die über einen Fluidkreislauf miteinander verbunden sind, wobei der Verstellmotor und der Konstantmotor in einem definierten Drehzahlverhältnis zueinander stehen. Ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Leistungsverzweigungsgetriebes sieht vor, dass zum Erhöhen der Drehzahl des Verstellmotors das Schluckvolumen des Verstellmotors bei von null verschiedenem Fördervolumen der Verstellpumpe bis auf null reduziert wird. Das Leistungsverzweigungsgetriebe kann eine Steuereinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, das Leistungsverzweigungsgetriebe gemäß dem Verfahren anzusteuern.A power split transmission includes: an input shaft; a hydrostatic branch, the hydrostatic branch comprising a variator with a continuously variable transmission; a mechanical branch; a summing gear; as well as an output shaft. The variator comprises a hydrostatic variable displacement pump with an adjustable delivery volume, a hydrostatic variable displacement motor with an adjustable displacement and a hydrostatic constant motor with a constant displacement, which are connected to one another via a fluid circuit, the variable displacement motor and the constant motor being in a defined speed ratio to one another. A method for operating such a power split transmission provides that, in order to increase the speed of the adjusting motor, the absorption volume of the adjusting motor is reduced to zero when the delivery volume of the variable displacement pump differs from zero. The power split transmission can have a control unit which is designed to control the power split transmission according to the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Leistungsverzweigungsgetriebes. Dabei umfasst das Leistungsverzweigungsgetriebe: eine Antriebswelle zum Empfangen einer Antriebsleistung; einen hydrostatischen Zweig, über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der hydrostatische Zweig einen Variator mit stufenlos verstellbarer Übersetzung umfasst; einen mechanischen Zweig, über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der mechanische Zweig zumindest eine konstante Übersetzung aufweist; ein Summiergetriebe, welches den von dem hydrostatischen Zweig übertragenen Anteil der Antriebsleistung und den von dem mechanischen Zweig übertragenen Anteil der Antriebsleistung zusammenführt; sowie eine Abtriebswelle zum Ausgeben der zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung. Der Variator umfasst dabei (zumindest) eine hydrostatische Verstellpumpe mit verstellbarem Fördervolumen sowie einen hydrostatischen Verstellmotor mit verstellbarem Schluckvolumen, wobei die Verstellpumpe und der Verstellmotor über einen Fluidkreislauf miteinander verbunden sind.The invention relates to a method for operating a power split transmission. The power split transmission includes: a drive shaft for receiving drive power; a hydrostatic branch via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the hydrostatic branch comprising a variator with a continuously variable transmission; a mechanical branch via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the mechanical branch having at least one constant gear ratio; a summing gear which combines the portion of the drive power transmitted by the hydrostatic branch and the portion of the drive power transmitted by the mechanical branch; and an output shaft for outputting the combined portions of the drive power. The variator comprises (at least) one hydrostatic variable displacement pump with adjustable delivery volume and a hydrostatic variable displacement motor with adjustable displacement, the variable displacement pump and the variable displacement motor being connected to one another via a fluid circuit.

Ein derartiges Leistungsverzweigungsgetriebe kann insbesondere dazu dienen, verschiedene Fahrbereiche zu ermöglichen, zwischen denen es umgeschaltet werden kann. Dabei kann durch Verstellen des Variators die Gesamtübersetzung des Leistungsverzeigungsgetriebes innerhalb eines dem jeweiligen Fahrbereich zugeordneten Übersetzungsbereichs stufenlos veränderbar sein. Wenn mehrere Fahrbereiche einander überlappen oder zumindest aneinander angrenzen, kann dadurch die Übersetzung auch über mehrere Fahrbereiche hinweg und vorzugsweise über den gesamten Bereich einstellbarer Übersetzungen hinweg stufenlos verstellbar sein. Dabei können nicht nur Fahrbereiche vorgesehen sein, in denen die Antriebsleistung teilweise durch den hydrostatischen und teilweise durch den mechanischen Zweig übertragen wird, sondern auch Fahrbereiche in denen die Antriebsleistung ausschließlich durch den hydrostatischen Zweig bzw. ausschließlich durch den mechanischen Zweig übertragen wird.Such a power split transmission can in particular serve to enable different driving ranges between which it can be switched. By adjusting the variator, the overall ratio of the power split transmission can be continuously changed within a ratio range assigned to the respective driving range. If several driving ranges overlap one another or at least adjoin one another, the translation can thereby also be continuously adjustable over several driving ranges and preferably over the entire range of adjustable ratios. It is not only possible to provide driving ranges in which the drive power is transmitted partly through the hydrostatic and partly through the mechanical branch, but also driving ranges in which the drive power is transmitted exclusively through the hydrostatic branch or exclusively through the mechanical branch.

Die durch das Leistungsverzweigungsgetriebe mögliche stufenlose Modifikation der ausgegebenen Drehzahl bzw. des ausgegebenen Drehmoments bewirkt eine besonders flexible Anpassbarkeit der Getriebeübersetzung an die jeweilige Betriebssituation des jeweiligen Fahrzeugs, in welchem das Leistungsverzweigungsgetriebe verwendet wird. Ferner wird durch das Leistungsverzweigungsgetriebe ermöglicht, einen Antriebsmotor des jeweiligen Fahrzeugs unabhängig von der gewünschten Abtriebsdrehzahl, die das Leistungsverzweigungsgetriebe gerade ausgeben soll, in einem vorteilhaften, zum Beispiel besonders effizienten, Betriebspunkt zu betreiben, wobei die gewünschte Abtriebsdrehzahl dann durch Einstellen einer entsprechenden Übersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes erzielt wird.The stepless modification of the output speed or output torque made possible by the power split transmission results in a particularly flexible adaptability of the transmission ratio to the respective operating situation of the respective vehicle in which the power split transmission is used. Furthermore, the power split gear makes it possible to operate a drive motor of the respective vehicle independently of the desired output speed that the power split gear is supposed to output at an advantageous, for example particularly efficient, operating point, the desired output speed then being achieved by setting a corresponding gear ratio of the power split gear is achieved.

Das Leistungsverzweigungsgetriebe kann beispielsweise einen ersten Fahrbereich aufweisen, in dem der mechanische Zweig unterbrochen ist und die Antriebsleistung somit ausschließlich über den hydrostatischen Zweig übertragen wird. Im Stillstand kann der Verstellmotor bei mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl laufendem Antriebsmotor auf ein maximales Schluckvolumen eingestellt sein, während die Verstellpumpe auf ein Fördervolumen von null eingestellt ist. Zum Anfahren in dem ersten Fahrbereich kann dann das Fördervolumen bis zu einem maximalen Fördervolumen, das dem maximalen Schluckvolumen entsprechen kann, erhöht werden, während der Verstellmotor bei dem maximalen Schluckvolumen gehalten wird. Dadurch erhöht sich die vom Leistungsverzweigungsgetriebe ausgegebene Abtriebsdrehzahl kontinuierlich, bis das maximale Fördervolumen erreicht ist. Zur weiteren Erhöhung der Abtriebsdrehzahl kann anschließend das Schluckvolumen des Verstellmotors reduziert werden, während die Verstellpumpe bei dem maximalen Fördervolumen gehalten wird.The power split transmission can, for example, have a first driving range in which the mechanical branch is interrupted and the drive power is thus transmitted exclusively via the hydrostatic branch. At a standstill, with the drive motor running at an essentially constant speed, the variable displacement motor can be set to a maximum absorption volume, while the variable displacement pump is set to a delivery volume of zero. To start in the first travel range, the delivery volume can then be increased up to a maximum delivery volume, which can correspond to the maximum absorption volume, while the adjusting motor is held at the maximum absorption volume. As a result, the output speed output by the power split transmission increases continuously until the maximum delivery volume is reached. To further increase the output speed, the displacement of the variable displacement motor can then be reduced while the variable displacement pump is held at the maximum delivery volume.

An den ersten Fahrbereich können sich ein oder mehrere weitere Fahrbereiche anschließen, in denen sowohl über den mechanischen Zweig als auch über den hydrostatischen Zweig jeweilige Anteile der Antriebsleistung übertragen werden. Beispielsweise können in einem derartig leistungsverzweigten zweiten Fahrbereich die größtmöglichen Abtriebsdrehzahlen erzielbar sein. Dieser zweite Fahrbereich kann sich unmittelbar an den ersten Fahrbereich anschließen. Zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrbereich können aber grundsätzlich auch noch weitere Fahrbereiche, insbesondere weitere leistungsverzweigte Fahrbereiche, vorgesehen sein. Die Bezeichnung der genannten Fahrbereiche als erster Fahrbereich und zweiter Fahrbereich dient daher lediglich der begrifflichen Unterscheidung und stellt keine Beschränkung auf eine bestimmte unmittelbare Abfolge dar. Grundsätzlich können sich auch an den zweiten Fahrbereich noch weitere Fahrbereiche anschließen.The first driving area can be followed by one or more further driving areas in which respective portions of the drive power are transmitted both via the mechanical branch and via the hydrostatic branch. For example, the highest possible output speeds can be achieved in such a power-split second driving range. This second driving area can directly adjoin the first driving area. In principle, however, further driving areas, in particular further power-split driving areas, can also be provided between the first and the second driving area. The designation of the driving areas mentioned as the first driving area and the second driving area is therefore only used to distinguish between the terms and does not represent a restriction to a specific immediate sequence. In principle, further driving areas can also follow the second driving area.

Wenn nicht nur zwei Fahrbereiche, sondern zumindest noch ein dritter Fahrbereich vorgesehen ist, muss dieser nicht oder nicht ausschließlich einer weiteren Erhöhung der Abtriebsdrehzahl und somit der Fahrgeschwindigkeit dienen. Vielmehr kann das Vorsehen eines weiteren Fahrbereichs vor allem auch dazu dienen, das Schaltfenster, d.h. die Überdeckung zwischen den beiden jeweiligen Fahrbereichen, zu vergrößern.If not only two driving areas but at least a third driving area are provided, this need not, or not exclusively, serve to further increase the output speed and thus the driving speed. Rather, the provision of a further driving area can also serve primarily to enlarge the switching window, i.e. the overlap between the two respective driving areas.

In dem zweiten Fahrbereich kann zur Erhöhung der Abtriebsdrehzahl beispielsweise zunächst das Schluckvolumen des Verstellmotors bis auf das maximale Schluckvolumen verstellt werden, während die Verstellpumpe bei ihrem maximalen Fördervolumen gehalten wird. Wenn der Verstellmotor sein maximales Schluckvolumen erreicht hat, kann zur weiteren Erhöhung der Abtriebsdrehzahl das Fördervolumen der Verstellpumpe bis auf null und darüber hinaus bis zu einem negativen maximalen Fördervolumen, das betragsmäßig dem genannten maximalen Fördervolumen entsprechen kann, reduziert werden, während der Verstellmotor bei dem maximalen Schluckvolumen gehalten wird. Eine noch weitere Erhöhung der Abtriebsdrehzahl kann schließlich dadurch erreicht werden, dass das Schluckvolumen des Verstellmotors wieder reduziert wird, während die Verstellpumpe bei dem negativen maximalen Fördervolumen gehalten wird.In the second driving range, to increase the output speed, for example, the displacement of the adjusting motor can first be adjusted up to the maximum absorption volume, while the variable displacement pump is held at its maximum delivery volume. When the variable displacement motor has reached its maximum displacement, the delivery volume of the variable displacement pump can be reduced to zero and beyond that up to a negative maximum delivery volume, which can correspond to the stated maximum delivery volume in terms of amount, while the variable displacement motor can be reduced to the maximum Swallowing volume is maintained. An even further increase in the output speed can finally be achieved by reducing the displacement of the variable displacement motor again while the variable displacement pump is kept at the negative maximum delivery volume.

Wenn nach diesem typischen Ansteuerungsschema (für das die weiter unten beschriebene 3 ein Beispiel zeigt) vorgegangen wird, ergibt sich die von dem Leistungsverzweigungsgetriebe maximal ausgebbare Abtriebsdrehzahl zu einer gegebenen, von der Antriebswelle empfangenen Antriebsdrehzahl aus der Gesamtübersetzung, die sich einstellt, wenn die Verstellpumpe auf ihr negatives maximales Fördervolumen eingestellt ist und das Schluckvolumen des Verstellmotors bis auf ein Grenzschluckvolumen reduziert wurde. Durch dieses Grenzschluckvolumen wird die maximale Abtriebsdrehzahl begrenzt, wobei die Begrenzung daraus resultiert, dass der Verstellmotor in Abhängigkeit vom eingestellten Schluckvolumen konstruktionsbedingt jeweils nur bis zu einer maximalen Drehzahl betrieben werden darf. Bei von null verschiedenem Schluckvolumen ist die zulässige Drehzahl des Verstellmotors mindestens auf eine Grenzmotordrehzahl nlimit beschränkt, wobei sie bei großen Schluckvolumina (größer als 60% des maximalen Schluckvolumens) auch stärker beschränkt sein kann. Das Schluckvolumen kann also höchstens so weit reduziert werden, bis dadurch die Grenzmotordrehzahl nlimit erreicht wird. Die dann vorliegende Gesamtübersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes bestimmt dann die maximale Abtriebsdrehzahl und somit die Endgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs.If according to this typical control scheme (for the one described below 3 an example shows) is the procedure, the maximum output speed that can be output by the power split gear for a given input speed received from the drive shaft results from the overall ratio that is set when the variable displacement pump is set to its negative maximum delivery volume and the displacement of the variable displacement motor up to a limit swallowing volume has been reduced. The maximum output speed is limited by this limit displacement, the limitation resulting from the fact that, depending on the set displacement, the variable displacement motor may only be operated up to a maximum speed due to the design. If the displacement volume is different from zero, the permissible speed of the adjusting motor is limited to at least a limit motor speed n limit, it being possible for it to be more restricted in the case of large displacement volumes (greater than 60% of the maximum displacement volume). The absorption volume can therefore be reduced at most until the limit engine speed n limit is reached. The overall ratio of the power split transmission then present then determines the maximum output speed and thus the final speed of the respective vehicle.

Grundsätzlich ist es wünschenswert, eine möglichst hohe Endgeschwindigkeit zu ermöglichen und hierzu die maximal mögliche Gesamtübersetzung noch zu steigern. Dies gilt insbesondere, wenn das Leistungsverzweigungsgetriebe in Fahrzeugen eingesetzt werden soll, die bedingt durch ihren Einsatzzweck eine besonders hohe Endgeschwindigkeit aufweisen sollen.In principle, it is desirable to enable the highest possible final speed and to increase the maximum possible overall gear ratio for this purpose. This applies in particular when the power split transmission is to be used in vehicles which, due to their intended use, are to have a particularly high top speed.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Leistungsverzweigungsgetriebes sowie ein Leistungsverzweigungsgetriebe bereitzustellen, welche das Ausgeben besonders hoher Abtriebsdrehzahlen ermöglichen.It is an object of the invention to provide a method for operating a power split transmission and a power split transmission which enable particularly high output speeds to be output.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sowie des Leistungsverzweigungsgetriebes ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den Figuren.The object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a power split transmission with the features of claim 9. Advantageous embodiments of the method and the power split transmission emerge from the dependent claims, the present description and the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Betrieb eines Leistungsverzweigungsgetriebes, welches umfasst: eine Antriebswelle zum Empfangen einer Antriebsleistung; einen hydrostatischen Zweig, über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der hydrostatische Zweig einen Variator mit stufenlos verstellbarer Übersetzung umfasst; einen mechanischen Zweig, über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der mechanische Zweig zumindest eine konstante Übersetzung aufweist; ein Summiergetriebe, welches den von dem hydrostatischen Zweig übertragenen Anteil der Antriebsleistung und den von dem mechanischen Zweig übertragenen Anteil der Antriebsleistung zusammenführt; sowie eine Abtriebswelle zum Ausgeben der zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung. Dabei umfasst der Variator eine hydrostatische Verstellpumpe mit verstellbarem Fördervolumen sowie einen hydrostatischen Verstellmotor mit verstellbarem Schluckvolumen, die über einen, insbesondere geschlossenen, Fluidkreislauf miteinander verbunden sind.The method according to the invention is used to operate a power split transmission which comprises: a drive shaft for receiving drive power; a hydrostatic branch via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the hydrostatic branch comprising a variator with a continuously variable transmission; a mechanical branch via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the mechanical branch having at least one constant gear ratio; a summing gear which combines the portion of the drive power transmitted by the hydrostatic branch and the portion of the drive power transmitted by the mechanical branch; and an output shaft for outputting the combined portions of the drive power. The variator comprises a hydrostatic variable displacement pump with an adjustable delivery volume and a hydrostatic variable displacement motor with an adjustable intake volume, which are connected to one another via an, in particular closed, fluid circuit.

Der Betrieb, dem das Verfahren dient, kann insbesondere eine Ansteuerung des Leistungsverzweigungsgetriebes, beispielsweise durch eine Steuereinheit, umfassen, wobei die Ansteuerung nicht auf eine Steuerung im engeren Sinne beschränkt sein muss, sondern grundsätzlich auch eine Regelung umfassen oder zumindest einen Regelungsanteil aufweisen kann.The operation used by the method can include, in particular, activation of the power split transmission, for example by a control unit, the activation not having to be limited to control in the narrower sense, but in principle also comprising regulation or at least one regulation component.

Der mechanische Zweig kann grundsätzlich mehrere verschiedene jeweils konstante Übersetzungen aufweisen, zwischen denen vorteilhafterweise umgeschaltet werden kann. Ein stufenloses Verstellen des mechanischen Zweiges ist dagegen nicht möglich. Im mechanischen Zweig kann also jeweils nur eine Übersetzung aus einer beschränkten Anzahl vorgegebener konstanter Übersetzungen ausgewählt werden, es kann aber im Unterschied zum hydrostatischen Zweig keine Übersetzung zwischen diesen vorgegebenen Übersetzungen eingestellt werden. In dem hydrostatischen Zweig dagegen lässt sich die Übersetzung durch Verstellen der Verstellpumpe und/oder des Verstellmotors des Variators stufenlos verändern.The mechanical branch can basically have several different constant ratios, between which it is advantageously possible to switch. A stepless adjustment of the mechanical branch, however, is not possible. In the mechanical branch, only one gear ratio can be selected from a limited number of predefined constant gear ratios, but in contrast to the hydrostatic branch, no gear ratio can be set between these predefined gear ratios. In the hydrostatic branch, however, the translation can be adjusted by adjusting the Change the variable displacement pump and / or the variable displacement motor of the variator continuously.

Die zulässige Drehzahl des Verstellmotors kann dabei in Abhängigkeit von dem jeweils eingestellten Schluckvolumen beschränkt sein. Das heißt, dass der Verstellmotor je nach eingestelltem Schluckvolumen nur bis zu einer bestimmten jeweiligen maximalen Drehzahl in zuverlässiger Weise betrieben werden kann. Der Zusammenhang zwischen dem Schluckvolumen und der jeweiligen maximal zulässigen Drehzahl des Verstellmotors kann durch den Hersteller des Verstellmotors vorgegeben sein und beispielsweise den technischen Daten der Verstellpumpe zu entnehmen sein. Insbesondere kann die zulässige Drehzahl bei von null verschiedenem Schluckvolumen auf eine maximale Grenzmotordrehzahl nlimit beschränkt sein, wohingegen bei einem Schluckvolumen von null auch größere Drehzahlen, beispielsweise bis zu einer Maximalmotordrehzahl nmax (mit nmax > nlimit), zulässig sein können.The permissible speed of the adjusting motor can be limited as a function of the intake volume set in each case. This means that the adjusting motor can only be operated reliably up to a certain maximum speed depending on the set absorption volume. The relationship between the displacement and the respective maximum permissible speed of the adjusting motor can be specified by the manufacturer of the adjusting motor and can be found, for example, in the technical data of the variable displacement pump. In particular, the permissible speed can be limited to a maximum limit engine speed n limit with an intake volume other than zero, whereas higher speeds, for example up to a maximum engine speed nmax (with n max > n limit ), can be permissible with an intake volume of zero.

Erfindungsgemäß umfasst der Variator zusätzlich einen hydrostatischen Konstantmotor mit konstantem Schluckvolumen, der über den genannten Fluidkreislauf mit der Verstellpumpe verbunden ist und mit dem Verstellmotor in einem definierten Drehzahlverhältnis steht. Mit anderen Worten umfasst das erfindungsgemäße Verfahren, dass ein Leistungsverzweigungsgetriebe vorgesehen wird, dessen hydrostatischer Zweig einen Variator umfasst, der einerseits eine hydrostatische Verstellpumpe mit verstellbarem Fördervolumen und andererseits sowohl einen hydrostatischen Verstellmotor mit verstellbarem Schluckvolumen als auch einen hydrostatischen Konstantmotor mit konstantem Schluckvolumen umfasst, die untereinander über den Fluidkreislauf verbunden sind.According to the invention, the variator additionally comprises a hydrostatic fixed displacement motor with constant displacement, which is connected to the variable displacement pump via the fluid circuit mentioned and has a defined speed ratio with the variable displacement motor. In other words, the method according to the invention comprises that a power-split transmission is provided, the hydrostatic branch of which comprises a variator which, on the one hand, comprises a hydrostatic variable displacement pump with adjustable delivery volume and, on the other hand, both a hydrostatic variable displacement motor with adjustable displacement and a hydrostatic constant motor with constant displacement, which among each other are connected via the fluid circuit.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fluidkreislauf um einen geschlossenen Kreislauf. Dabei ist der geschlossene Kreislauf insbesondere insofern geschlossen, als er grundsätzlich keine Zuflüsse oder Abflüsse aufweist. Dies schließt jedoch nicht Leckage, Neueinspeisungen zur Kompensation der Leckage sowie Spülströme zum Spülen von Komponenten des Kreislaufs aus, die in diesem Zusammenhang nicht als Zuflüsse oder Abflüsse betrachtet werden.The fluid circuit is preferably a closed circuit. The closed circuit is closed in particular to the extent that it basically has no inflows or outflows. However, this does not exclude leakage, new feeds to compensate for the leakage and flushing flows for flushing components of the circuit that are not considered as inflows or outflows in this context.

Der hydrostatische Konstantmotor ist hinsichtlich der Fluidströme vorzugsweise parallel zum hydrostatischen Verstellmotor angeordnet, so dass beide gleichzeitig von der hydrostatischen Verstellpumpe bei im Wesentlichen gleichem Druck angetrieben werden. Zudem sind der hydrostatische Verstellmotor und der hydrostatische Konstantmotor derart, z.B. über eine Stirnradstufe, mechanisch gekoppelt, dass ihre jeweiligen Drehzahlen in einem definierten Drehzahlverhältnis stehen. Das definierte Drehzahlverhältnis ist vorzugsweise fest vorgegeben und kann insbesondere auch ein negatives Vorzeichen besitzen (zueianander entgegengesetzte Drehrichtungen von Verstellmotor und Konstantmotor). Grundsätzlich könnte das Drehzahlverhältnis aber auch zwischen verschiedenen festen Werten verstellbar sein.With regard to the fluid flows, the hydrostatic constant motor is preferably arranged parallel to the hydrostatic variable displacement motor, so that both are driven simultaneously by the hydrostatic variable displacement pump at essentially the same pressure. In addition, the hydrostatic variable displacement motor and the hydrostatic constant motor are mechanically coupled, e.g. via a spur gear stage, so that their respective speeds are in a defined speed ratio. The defined speed ratio is preferably fixed and can in particular also have a negative sign (mutually opposite directions of rotation of the adjusting motor and constant motor). In principle, however, the speed ratio could also be adjustable between different fixed values.

Das Vorsehen eines zusätzlichen Konstantmotors ermöglicht es bereits, mehr Leistung über den Variator zu übertragen, als es mit lediglich dem Verstellmotor möglich wäre. Das erfindungsgemäße Bereitstellen und Betreiben eines solchen Leistungsverzweigungsgetriebes trägt somit dazu bei, dass das Leistungsverzweigungsgetriebe in speziellen Anwendungsbereichen einzusetzen, die vergleichsweise große Leistungen erfordern. Beispielsweise kann ein solches Leistungsverzeigungsgetriebe besonders für Fahrzeuge mit erhöhten Zugkraftanforderungen geeignet sein. Zudem kann die größere Leistung für eine Beschleunigung des jeweiligen Fahrzeugs auf höhere Maximalgeschwindigkeiten genutzt werden, solange dadurch maximal zulässige Drehzahlen nicht überschritten werden.The provision of an additional fixed-displacement motor already makes it possible to transmit more power via the variator than would be possible with just the variable-displacement motor. The provision and operation of such a power split transmission according to the invention thus contributes to the fact that the power split transmission can be used in special areas of application which require comparatively high outputs. For example, such a power split transmission can be particularly suitable for vehicles with increased traction requirements. In addition, the greater power can be used to accelerate the respective vehicle to higher maximum speeds, as long as the maximum permissible speeds are not exceeded.

In diesem Zusammenhang ist ferner vorteilhaft, dass der zusätzliche Konstantmotor es auch erlaubt, den Verstellmotor auf ein Schluckvolumen von null zu verstellen, obwohl die Verstellpumpe weiterhin Fluid fördert und dabei auch auf ein betragsmäßig großes Fördervolumen (beispielsweise 60% des maximalen Fördervolumens oder mehr) eingestellt sein kann. Denn über den Konstantmotor kann der Förderstrom stets weiterhin abgenommen und in ein Drehmoment umgewandelt werden.In this context, it is also advantageous that the additional fixed-displacement motor also allows the variable-displacement motor to be adjusted to a displacement of zero, although the variable-displacement pump continues to convey fluid and is also set to a large displacement volume (for example 60% of the maximum displacement or more) can be. Because via the constant motor, the flow rate can always be taken and converted into a torque.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt schließlich genau dies aus und umfasst ferner, dass für ein Erhöhen der Drehzahl des Verstellmotors, insbesondere über die bei von null verschiedenem Schluckvolumen maximal zulässige Grenzmotordrehzahl nlimit hinaus, das Schluckvolumen des Verstellmotors bei von null verschiedenem Fördervolumen der Verstellpumpe, vorzugsweise kontinuierlich, bis auf null oder im Wesentlichen null reduziert wird. Das hat den Vorteil, dass dadurch die Begrenzung der Drehzahl des Verstellmotors auf die Grenzmotordrehzahl nlimit aufgehoben wird. Denn bei einem Schluckvolumen von null kann die Verstellpumpe in zulässiger Weise über die Grenzmotordrehzahl nlimit hinaus bis zur Maximalmotordrehzahl nmax betrieben werden. Dabei kann sich die Drehzahl des Verstellmotors bereits während und infolge der Reduzierung des Schluckvolumens auf null kontinuierlich erhöhen - auch wenn dabei die Grenzmotordrehzahl nlimit noch nicht überschritten werden darf. Sobald das Schluckvolumen des Verstellmotors dann aber null beträgt, kann die Drehzahl bis zur Maximalmotordrehzahl nmax erhöht werden, insbesondere indem dann das Fördervolumen der Verstellpumpe entsprechend verstellt wird.The method according to the invention finally makes use of precisely this and furthermore comprises that, for an increase in the speed of the variable displacement motor, in particular beyond the maximum permissible limit motor speed n limit when the displacement is different from zero, the displacement of the displacement motor when the displacement pump's delivery volume differs from zero, preferably continuously until it is reduced to zero or substantially zero. This has the advantage that it removes the limitation of the speed of the adjusting motor to the limit motor speed n limit . Because with a displacement of zero, the variable displacement pump can be operated in a permissible manner beyond the limit engine speed n limit up to the maximum engine speed n max . The speed of the variable displacement motor can increase continuously during and as a result of the reduction of the displacement to zero - even if the limit motor speed n limit must not yet be exceeded. As soon as the displacement of the variable displacement motor is then zero, the speed can be increased up to the maximum motor speed n max , in particular by then adjusting the delivery volume of the variable displacement pump accordingly.

Insofern ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der das Verfahren ferner umfasst, dass nach dem genannten Reduzieren des Schluckvolumens des Verstellmotors bis auf null das Fördervolumen der Verstellpumpe, vorzugsweise kontinuierlich, betragsmäßig erhöht wird, während das Schluckvolumen des Verstellmotors bei null gehalten wird.In this respect, an embodiment is advantageous in which the method further comprises that after the above-mentioned reduction of the displacement of the displacement motor to zero, the delivery volume of the displacement pump is increased, preferably continuously, while the displacement of the displacement motor is kept at zero.

Eine betragsmäßige Erhöhung des Fördervolumens liegt dann vor, wenn ein positives Fördervolumen in Richtung zum maximalen Fördervolumen der Verstellpumpe vergrößert wird oder ein negatives Fördervolumen in Richtung zum negativen maximalen Fördervolumen der Verstellpumpe verringert wird. In entsprechender Weise liegt eine betragsmäßige Reduzierung des Fördervolumens dann vor, wenn ein positives Fördervolumen in Richtung zu null reduziert wird oder ein negatives Fördervolumen in Richtung zu null vergrößert wird. Entsprechendes gilt für eine betragsmäßige Erhöhung bzw. Reduzierung des Schluckvolumens des Verstellmotors. Das maximale Fördervolumen der Verstellpumpe und das maximale Schluckvolumen des Verstellmotors können einander betragsmäßig entsprechen, müssen dies aber nicht. Das maximale Fördervolumen der Verstellpumpe und das maximale Schluckvolumen des Verstellmotors sind vorzugsweise insofern maximal, als ein Verstellen der Verstellpumpe und des Verstellmotors auf ein größeres Volumen nicht möglich ist.The delivery volume is increased in terms of amount when a positive delivery volume is increased in the direction of the maximum delivery volume of the variable displacement pump or a negative delivery volume is reduced in the direction of the negative maximum delivery volume of the variable displacement pump. In a corresponding manner, there is a reduction in the amount of the delivery volume when a positive delivery volume is reduced in the direction of zero or a negative delivery volume is increased in the direction of zero. The same applies to an increase or reduction in the amount of the displacement of the adjusting motor. The maximum delivery volume of the variable displacement pump and the maximum displacement of the variable displacement motor can correspond to each other in terms of amount, but do not have to. The maximum delivery volume of the variable displacement pump and the maximum absorption volume of the variable displacement motor are preferably maximum insofar as it is not possible to adjust the variable displacement pump and the variable displacement motor to a larger volume.

Durch die betragsmäßige Erhöhung des Fördervolumens nimmt auch der Fluidstrom im Fluidkreislauf betragsmäßig zu, wodurch der Konstantmotor beschleunigt wird und sich über das definierte Drehzahlverhältnis zwischen dem Konstantmotor und dem Verstellmotor auch die Drehzahl des Verstellmotors erhöht. Diese Drehzahl kann sich dadurch auf Werte über der Grenzmotordrehzahl nlimit bis zur Maximalmotordrehzahl nmax erhöhen, was aufgrund des Schluckvolumens des Verstellmotors von null zulässig ist. Insgesamt erhöht sich dadurch auch die maximale einstellbare Gesamtübersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes, so dass höhere Abtriebsdrehzahlen erreicht werden.Due to the increase in the amount of the delivery volume, the amount of fluid flow in the fluid circuit also increases, whereby the constant motor is accelerated and the speed of the adjusting motor also increases via the defined speed ratio between the constant motor and the adjusting motor. This speed can increase to values above the limit motor speed n limit up to the maximum motor speed n max , which is permissible due to the displacement of the adjusting motor of zero. Overall, this also increases the maximum adjustable overall transmission ratio of the power split transmission, so that higher output speeds can be achieved.

Das Fördervolumen der Verstellpumpe kann aber nur dann betragsmäßig erhöht werden, wenn es nicht bereits auf das positive oder negative maximale Fördervolumen eingestellt ist. Wenn die Verstellpumpe betragsmäßig auf ein maximales Fördervolumen eingestellt ist, kann es zudem sein, dass das Schluckvolumen des Verstellmotors nicht bis auf null verstellt werden kann, ohne dass sich dadurch die Drehzahl des Verstellmotors, noch bevor das Schluckvolumen null beträgt, über die Grenzmotordrehzahl nlimit hinaus erhöhen würde. Um dies zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, im Laufe der kontinuierlichen Erhöhung der Drehzahl des Verstellmotors das Verstellen des Schluckvolumens bereits einzuleiten, solange die Verstellpumpe noch nicht bis auf das positive oder negative maximale Fördervolumen verstellt wurde.However, the delivery volume of the variable displacement pump can only be increased in terms of amount if it is not already set to the positive or negative maximum delivery volume. If the amount of the variable displacement pump is set to a maximum delivery volume, it may also be that the displacement of the displacement motor cannot be adjusted to zero without the speed of the displacement motor exceeding the limit motor speed n limit before the displacement is zero would increase addition. In order to prevent this, it can be expedient to initiate the adjustment of the displacement during the continuous increase in the speed of the adjustment motor, as long as the adjustment pump has not yet been adjusted to the positive or negative maximum delivery volume.

Insofern ist eine weitere Ausführungsform vorteilhaft, bei der das Verfahren ferner umfasst, dass zum Erhöhen der Drehzahl des Verstellmotors vor dem genannten Reduzieren des Schluckvolumens des Verstellmotors bis auf null zunächst das Fördervolumen der Verstellpumpe bis zu einem Übergangsfördervolumen, das betragsmäßig kleiner als ein maximales Fördervolumen der Verstellpumpe ist, betragsmäßig erhöht wird, während das Schluckvolumen des Verstellmotors konstant, insbesondere bei einem maximalen Schluckvolumen, gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform wird nach Erreichen des Übergangsfördervolumens gleichzeitig mit dem genannten Reduzieren des Schluckvolumens des Verstellmotors bis auf null das Fördervolumen der Verstellpumpe betragsmäßig reduziert. Das Übergangsfördervolumen kann betragsmäßig beispielsweise etwa 70% des maximalen Fördervolumens betragen. In Abhängigkeit von der Größe der jeweiligen hydrostatischen Pumpe und hydrostatischen Motoren können aber auch andere Werte vorteilhaft sein.In this respect, a further embodiment is advantageous, in which the method further comprises that, in order to increase the speed of the adjusting motor, before the mentioned reduction of the displacement of the adjusting motor to zero, first the delivery volume of the variable displacement pump up to a transitional delivery volume that is smaller in terms of amount than a maximum delivery volume of the Is variable displacement pump, is increased in amount, while the displacement of the displacement motor is kept constant, in particular at a maximum displacement. In this embodiment, after the transitional delivery volume has been reached, the delivery volume of the variable displacement pump is reduced in terms of amount at the same time as the above-mentioned reduction in the displacement of the variable displacement motor down to zero. The amount of the transitional delivery volume can be, for example, approximately 70% of the maximum delivery volume. However, depending on the size of the respective hydrostatic pump and hydrostatic motors, other values can also be advantageous.

Das gleichzeitige Erhöhen des Fördervolumens der Verstellpumpe und Reduzieren des Schluckvolumens des Verstellmotors erfolgt dabei vorzugsweise derart koordiniert, dass sich die Drehzahl des Verstellmotors dabei im Wesentlichen in entsprechender Weise kontinuierlich weiter erhöht wie zuvor bei dem Erhöhen des Fördervolumens bei konstant gehaltenem Schluckvolumen. Nachdem das Schluckvolumen bis auf null reduziert wurde, kann das Fördervolumen der Verstellpumpe dann wieder betragsmäßig erhöht werden, wie bereits im Zusammenhang mit der vorangehenden Ausführungsform erläutert wurde. Dadurch kann die Drehzahl des Verstellmotors über einen insgesamt vergrößerten Drehzahlbereich hinweg kontinuierlich und vorzugsweise gleichförmig bis zur Maximalmotordrehzahl nmax erhöht werden.The simultaneous increase in the delivery volume of the variable displacement pump and reduction in the displacement volume of the displacement motor is preferably carried out in a coordinated manner in such a way that the speed of the displacement motor continues to increase essentially in a corresponding manner as before when the displacement volume was increased while the displacement volume was kept constant. After the absorption volume has been reduced to zero, the delivery volume of the variable displacement pump can then be increased again in terms of amount, as has already been explained in connection with the previous embodiment. As a result, the speed of the adjusting motor can be increased continuously and preferably uniformly over an overall increased speed range up to the maximum motor speed n max .

Bei den vorstehenden Erläuterungen der Erfindung sowie vorteilhafter Ausführungsformen steht zwar jeweils die Drehzahl des Verstellmotors im Vordergrund, da sie aufgrund ihrer Begrenzung einen limitierenden Faktor darstellt und die Erfindung daher insbesondere darauf abzielt, die Begrenzung der zulässigen Drehzahl des Verstellmotors zu größeren Werten zu verschieben. Es versteht sich jedoch, dass mit einer größeren maximalen Drehzahl des Verstellmotors auch eine größere ausgebbare Abtriebsdrehzahl und somit eine größere maximal mögliche Fahrgeschwindigkeit einhergehen. Folglich lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur die Drehzahl des Verstellmotors über die Grenzmotordrehzahl nlimit hinaus erhöhen, sondern auch die ausgebbare Abtriebsdrehzahl vergrößern, so dass insgesamt eine höhere Endgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs erzielt werden kann.In the above explanations of the invention and advantageous embodiments, the focus is in each case on the speed of the adjusting motor, since it represents a limiting factor due to its limitation and the invention therefore aims in particular to shift the limitation of the permissible speed of the adjusting motor to greater values. It goes without saying, however, that a higher maximum speed of the adjusting motor is accompanied by a higher output speed that can be output and thus a higher maximum possible driving speed. Consequently, by means of the method according to the invention, not only can the speed of the adjusting motor be increased beyond the limit motor speed n limit, but also the output speed that can be output can be increased, so that overall a higher top speed of the respective vehicle can be achieved.

Da die Abtriebsdrehzahl des Leistungsverzweigungsgetriebes aufgrund der Leistungsverzweigung und der Summierung der über die beiden Zweige übertragenen Leistungsanteile durch das Summiergetriebe in keinem festen Drehzahlverhältnis zur Drehzahl des Verstellmotors steht, ist die Erhöhung der maximal ausgebbaren Abtriebsdrehzahl nicht proportional zur erfindungsgemäß erzielbaren Erhöhung der maximalen Drehzahl des Verstellmotors. Wenn die Verstellpumpe bei einem Schluckvolumen von null bis zu einer Maximalmotordrehzahl nmax betrieben werden darf, die beispielsweise um etwa 15% größer als die bei vorhandenem Schluckvolumen maximal zulässige Grenzmotordrehzahl nlimit ist, kann sich je nach den Drehzahlverhältnissen im Summiergetriebe eine Steigerung der maximal ausgebbaren Abtriebsdrehzahl (und somit der Endgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs) von beispielsweise etwa 5% ergeben. Ein solcher Zuwachs kann für Anwendungen, die hohe Geschwindigkeiten bei hoher Leistung erfordern, sehr wichtig sein.Since the output speed of the power split gear is not in a fixed speed ratio to the speed of the adjusting motor due to the power split and the summation of the power components transmitted via the two branches by the summing gear, the increase in the maximum output speed that can be output is not proportional to the increase in the maximum speed of the adjusting motor that can be achieved according to the invention. If the variable displacement pump is allowed to be operated at a displacement from zero up to a maximum engine speed n max , which is, for example, about 15% higher than the maximum permissible limit engine speed n limit given the available displacement, an increase in the maximum can be output depending on the speed ratios in the summing gear Output speed (and thus the final speed of the respective vehicle) of, for example, about 5%. Such an increase can be very important for applications that require high speeds at high power.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Leistungsverzweigungsgetriebe in einem ersten, rein hydrostatischen Fahrbereich betreibbar, in dem der mechanische Zweig unterbrochen ist, so dass die Antriebsleistung ausschließlich über den hydrostatischen Zweig übertragen wird, und der sich von einer Abtriebsdrehzahl von null bis zu einer definierten Übergangsübersetzung erstreckt, wobei das Leistungsverzweigungsgetriebe in einem zweiten, leistungsverzweigten Fahrbereich betreibbar ist, in dem der mechanische Zweig geschlossen ist, so dass die Antriebsleistung leistungsverzweigt teilweise über den hydrostatischen Zweig und teilweise über den mechanischen Zweig übertragen wird, und wobei das genannte Reduzieren des Schluckvolumens des Verstellmotors bis auf null in dem zweiten Fahrbereich erfolgt. Da die maximal ausgebbare Abtriebsdrehzahl somit in einem leistungsverzweigten Fahrbereich des Leistungsverzweigungsgetriebes erreicht wird, kann auf diese Weise ein hoher Wirkungsgrad bei großen Geschwindigkeiten erzielt werden.According to a further advantageous embodiment, the power-split transmission can be operated in a first, purely hydrostatic driving range in which the mechanical branch is interrupted so that the drive power is transmitted exclusively via the hydrostatic branch and which varies from an output speed of zero to a defined transition ratio extends, wherein the power-split transmission can be operated in a second, power-split driving range in which the mechanical branch is closed, so that the power split is transmitted partly via the hydrostatic branch and partly via the mechanical branch, and said reducing the displacement of the variable displacement motor takes place up to zero in the second driving range. Since the maximum output speed that can be output is thus achieved in a power-split driving range of the power-split transmission, a high degree of efficiency can be achieved in this way at high speeds.

Um in dem ersten Fahrbereich den mechanischen Zweig zu unterbrechen, kann dieser insbesondere zumindest eine Trennkupplung aufweisen. Bei der definierten Übergangsübersetzung kann dann durch Schließen der Trennkupplung ein Wechsel aus dem ersten Fahrbereich in einen sich daran anschließenden Fahrbereich erfolgen, bei dem es sich nicht zwangsläufig um den zweiten Fahrbereich handeln muss, es sich aber vorzugsweise um einen leistungsverzweigten Fahrbereich handelt. An den zweiten Fahrbereich schließt sich in Richtung zu größeren Übersetzungen bei einigen Ausführungsformen kein weiterer Fahrbereich an. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem zweiten Fahrbereich vorzugsweise um den Fahrbereich, in dem die größte Übersetzung und somit auch die höchste Abtriebsdrehzahl bzw. die höchste Fahrgeschwindigkeit erreicht werden können. Jedoch können sich an den rein hydrostatischen ersten Fahrbereich auch mehr als nur ein weiterer Fahrbereich anschließen. Nicht nur einen zweiten, sondern zumindest auch einen dritten Fahrbereich vorzusehen, dient dabei nicht unbedingt einer (weiteren) Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit, sondern kann primär im Hinblick darauf zweckmäßig sein, zwischen den Fahrbereichen ein vorteilhafterweise besonders großes Schaltfenster, d.h. eine besonders große Überdeckung, zu erzielen.In order to interrupt the mechanical branch in the first driving range, it can in particular have at least one separating clutch. With the defined transition ratio, by closing the disconnect clutch, a change can then take place from the first driving range to an adjoining driving range, which does not necessarily have to be the second driving range, but is preferably a power-split driving range. In some embodiments, there is no further driving range connected to the second driving range in the direction of greater gear ratios. In other words, the second driving range is preferably the driving range in which the greatest gear ratio and thus also the highest output speed or the highest driving speed can be achieved. However, the purely hydrostatic first driving area can also be followed by more than just one further driving area. Providing not only a second but also at least a third driving area does not necessarily serve to (further) increase the driving speed, but can primarily be useful in terms of providing an advantageously particularly large switching window, i.e. a particularly large overlap, between the driving areas achieve.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner, dass zum Durchlaufen des ersten Fahrbereichs zunächst das Fördervolumen der Verstellpumpe von null auf ein maximales Fördervolumen verstellt wird, während das Schluckvolumen des Verstellmotors bei einem maximalen Schluckvolumen gehalten wird, und anschließend das Fördervolumen bei dem maximalen Fördervolumen gehalten wird, während das Schluckvolumen auf ein definiertes Übergangsschluckvolumen verstellt wird, bei dem sich die genannte Übergangsübersetzung einstellt.According to a further advantageous embodiment, the method further comprises that, in order to run through the first driving range, the delivery volume of the variable displacement pump is initially adjusted from zero to a maximum delivery volume, while the displacement of the displacement motor is kept at a maximum displacement, and then the delivery volume at the maximum delivery volume is held while the displacement is adjusted to a defined transitional displacement at which the aforementioned transitional transmission occurs.

Unter dem Durchlaufen eines Fahrbereichs ist dabei zu verstehen, dass das Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere die Verstellpumpe und der Verstellmotor des Variators, so verstellt wird, dass sich die resultierende Gesamtübersetzung innerhalb des Bereichs von Übersetzungen, die innerhalb dieses Fahrbereichs möglich sind, kontinuierlich vom geringsten bis zum höchsten Wert verändert. By going through a driving range is to be understood that the power split gear, in particular the variable displacement pump and the variable displacement motor of the variator, is adjusted so that the resulting overall ratio within the range of translations that are possible within this driving range, continuously from the lowest to highest value changed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner, dass für einen Wechsel aus dem ersten Fahrbereich in einen nachfolgenden, insbesondere den zweiten, Fahrbereich bei der Übergangsübersetzung der mechanische Zweig mittels einer Kupplung geschlossen wird. Bei der Kupplung kann es sich insbesondere um die vorstehend genannte Trennkupplung handeln. Dabei kann das Leistungsverzweigungsgetriebe dazu ausgebildet sein, dass bei der Übergangsübersetzung an der Kupplung Synchrondrehzahl vorliegt, so dass keine Mittel zur Synchronisierung der Kupplungshälften erforderlich sind.According to a further advantageous embodiment, the method further comprises that for a change from the first driving range to a subsequent, in particular the second, driving range, the mechanical branch is closed by means of a clutch during the transitional transmission. The clutch can in particular be the aforementioned separating clutch. In this case, the power-split transmission can be designed in such a way that synchronous speed is present in the transition ratio at the clutch, so that no means for synchronizing the clutch halves are required.

Die Übergangsübersetzung muss nicht der größten Übersetzung entsprechen, die rein hydrostatisch, also bei unterbrochenem mechanischen Zweig, grundsätzlich einstellbar ist. Vielmehr ist wäre es auch denkbar, das Schluckvolumen des Verstellmotors am Ende des ersten Fahrbereichs bis unter das Übergangsschluckvolumen zu reduzieren und dadurch die Übersetzung über die Übergangsübersetzung hinaus zu vergrößern. Allerdings kann es zweckmäßig sein, den ersten Fahrbereich dennoch bei der Übergangsübersetzung enden zu lassen und für größere Übersetzungen in einen nachfolgenden Fahrbereich zu wechseln. Das kann insbesondere dann der Fall sein, wenn bei der Übergangsübersetzung Synchrondrehzahl vorliegt und sich die Übergangsübersetzung somit für einen Wechsel in einen leistungsverzweigten Fahrbereich anbietet.The transitional transmission does not have to correspond to the largest transmission, which is basically adjustable in a purely hydrostatic manner, i.e. with an interrupted mechanical branch. Rather, it would also be conceivable to reduce the displacement of the adjusting motor at the end of the first driving range to below the transitional displacement and thereby reduce the translation over the To enlarge transitional translation. However, it can be expedient to let the first driving range end at the transitional gear ratio and to switch to a subsequent driving range for larger gear ratios. This can be the case, in particular, if the transitional gear ratio is synchronous and the transitional gear ratio is therefore suitable for a change to a power-split driving range.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner, dass zum Durchlaufen des zweiten Fahrbereichs das Fördervolumen auf ein negatives Fördervolumen verstellt wird, während das Schluckvolumen bei dem maximalen Schluckvolumen gehalten wird, und anschließend das genannte Reduzieren des Schluckvolumens bis auf null erfolgt. Bei dem genannten negativen Fördervolumen kann es sich insbesondere um das genannte Übergangsfördervolumen handeln. Das Vorgehen im zweiten Fahrbereich unterscheidet sich somit von dem Vorgehen im ersten Fahrbereich im Wesentlichen zum einen dadurch, dass das Fördervolumen der Verstellpumpe auf ein negatives Fördervolumen verstellt wird, so dass die Motoren des Variators erst abgebremst und dann in die entgegengesetzte Drehrichtung beschleunigt werden, was durch die Summierung mit dem mechanischen Zweig zu einer kontinuierlichen Erhöhung der Abtriebsdrehzahl des Leistungsverzweigungsgetriebes führt; und zum anderen dadurch, dass das Schluckvolumen des Verstellmotors anschließend wie im ersten Fahrbereich reduziert wird, jedoch nicht nur bis zu einem gewissen Bruchteil des maximalen Schluckvolumens, sondern bis auf null. Dadurch kann in dem zweiten Fahrbereich eine besonders hohe Abtriebsdrehzahl erreicht werden.According to a further advantageous embodiment, the method further comprises that, in order to pass through the second driving range, the delivery volume is adjusted to a negative delivery volume, while the absorption volume is kept at the maximum absorption volume, and then said reduction of the absorption volume to zero takes place. The aforementioned negative delivery volume can in particular be the aforementioned transitional delivery volume. The procedure in the second driving range thus differs from the procedure in the first driving range essentially on the one hand in that the delivery volume of the variable displacement pump is adjusted to a negative delivery volume, so that the motors of the variator are first decelerated and then accelerated in the opposite direction of rotation, which leads to a continuous increase in the output speed of the power split transmission due to the summation with the mechanical branch; and on the other hand, in that the displacement of the adjusting motor is then reduced as in the first driving range, but not only to a certain fraction of the maximum displacement, but to zero. As a result, a particularly high output speed can be achieved in the second driving range.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner, dass zum Durchlaufen des zweiten Fahrbereichs vor dem genannten Verstellen des Fördervolumens der Verstellpumpe auf ein negatives Fördervolumen zunächst das Fördervolumen der Verstellpumpe bei dem maximalen Fördervolumen gehalten wird, während das Schluckvolumen des Verstellmotors auf das maximale Schluckvolumen verstellt wird. Erst anschließend wird die Verstellpumpe dann bei maximalem Schluckvolumen des Verstellmotors von dem maximalen Fördervolumen über null hinweg auf das negative Fördervolumen verstellt. Insgesamt kann dadurch in dem zweiten Fahrbereich ein besonders breiter Übersetzungsbereich durchlaufen werden, ohne dass dafür das Schalten einer Kupplung erforderlich wäre.According to an advantageous further development of this embodiment, the method further comprises that, in order to pass through the second travel range, before the mentioned adjustment of the delivery volume of the variable displacement pump to a negative delivery volume, the delivery volume of the variable displacement pump is initially kept at the maximum delivery volume, while the displacement of the displacement motor is at the maximum displacement is adjusted. Only then is the variable displacement pump adjusted from the maximum displacement volume over zero to the negative displacement volume at the maximum displacement of the displacement motor. Overall, a particularly wide gear ratio range can be passed through in the second driving range without the need to shift a clutch.

Das erfindungsgemäße Leistungsverweigerungsgetriebe umfasst: eine Antriebswelle zum Empfangen einer Antriebsleistung; einen hydrostatischen Zweig, über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der hydrostatische Zweig einen Variator mit stufenlos verstellbarer Übersetzung umfasst; einen mechanischen Zweig, über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der mechanische Zweig zumindest eine konstante Übersetzung aufweist; ein Summiergetriebe, welches den von dem hydrostatischen Zweig übertragenen Anteil der Antriebsleistung und den von dem mechanischen Zweig übertragenen Anteil der Antriebsleistung zusammenführt; eine Abtriebswelle zum Ausgeben der zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung; sowie eine Steuereinheit zum Ansteuern des Leistungsverzweigungsbetriebes. Dabei umfasst der Variator eine hydrostatische Verstellpumpe mit verstellbarem Fördervolumen sowie einen hydrostatischen Verstellmotor mit verstellbarem Volumen, die über einen, insbesondere geschlossenen, Fluidkreislauf miteinander verbunden sind.The power denial transmission according to the present invention includes: a drive shaft for receiving drive power; a hydrostatic branch via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the hydrostatic branch comprising a variator with a continuously variable transmission; a mechanical branch via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the mechanical branch having at least one constant gear ratio; a summing gear which combines the portion of the drive power transmitted by the hydrostatic branch and the portion of the drive power transmitted by the mechanical branch; an output shaft for outputting the combined portions of the drive power; and a control unit for controlling the power split operation. The variator comprises a hydrostatic variable displacement pump with an adjustable delivery volume and a hydrostatic variable displacement motor with an adjustable volume, which are connected to one another via an, in particular closed, fluid circuit.

Erfindungsgemäß umfasst der Variator zusätzlich einen hydrostatischen Konstantmotor mit konstantem Schluckvolumen, der über den genannten Fluidkreislauf mit der Verstellpumpe verbunden ist und mit dem Verstellmotor in einem definierten Drehzahlverhältnis steht. Die Steuereinheit ist dabei dazu ausgebildet, das Leistungsverzweigungsgetriebe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, anzusteuern, also zum Erhöhen der Drehzahl des Verstellmotors, insbesondere über die bei von null verschiedenem Schluckvolumen maximal zulässige Grenzmotordrehzahl nlimit hinaus, das Schluckvolumen des Verstellmotors bei von null verschiedenem Fördervolumen der Verstellpumpe bis auf null zu reduzieren. Die Vorteile eines solchen Leistungsverzweigungsgetriebes entsprechen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei lassen sich die vorstehenden Erläuterungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der verschiedenen vorteilhaften Ausführungsformen des Verfahrens in entsprechender Weise auf das erfindungsgemäße Leistungsverzweigungsgetriebe bzw. vorteilhaften Ausführungsformen des Leistungsverzweigungsgetriebes übertragen.According to the invention, the variator additionally comprises a hydrostatic fixed displacement motor with constant displacement, which is connected to the variable displacement pump via the fluid circuit mentioned and has a defined speed ratio with the variable displacement motor. The control unit is designed to control the power split transmission according to the method according to the invention, in particular according to one of the embodiments described above, i.e. to increase the speed of the adjusting motor, in particular beyond the maximum permissible limit motor speed n limit when the absorption volume is different from zero, the absorption volume of the To reduce the variable displacement motor at a different delivery volume of the variable displacement pump down to zero. The advantages of such a power split transmission correspond to those of the method according to the invention. The above explanations of the method according to the invention and the various advantageous embodiments of the method can be transferred in a corresponding manner to the power split transmission according to the invention or advantageous embodiments of the power split transmission.

Die Ausbildung der Steuereinheit zur verfahrensgemäßen Ansteuerung des Leistungsverzweigungsgetriebes kann insbesondere darin bestehen, dass in der Steuereinheit ein entsprechendes Programm gespeichert ist und im Betrieb ausgeführt wird. Dass die Steuereinheit das Leistungsverzweigungsgetriebe ansteuert, kann insbesondere darin bestehen oder zumindest umfassen, dass die Steuereinheit das Fördervolumen der Verstellpumpe und das Schluckvolumen des Verstellmotors in einer Weise verstellt, die dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen, entspricht.The design of the control unit for controlling the power split transmission according to the method can in particular consist in the fact that a corresponding program is stored in the control unit and is executed during operation. The fact that the control unit controls the power-split transmission can in particular consist or at least include that the control unit adjusts the delivery volume of the variable displacement pump and the displacement of the variable displacement motor in a manner that corresponds to the method according to the invention, in particular according to one of the described embodiments.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Leistungsverzweigungsgetriebes weist das Summiergetriebe einen ersten Eingang, in den der hydrostatischen Zweig mündet, einen zweiten Eingang, in den der mechanische Zweig mündet, sowie einen Ausgang auf, über den die zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung an die Abtriebswelle ausgegeben werden.According to an advantageous embodiment of the power split transmission, the summing transmission has a first input into which the hydrostatic branch opens, a second input into which the mechanical branch opens, and an output via which the combined portions of the drive power are output to the output shaft.

Beispielsweise kann das Summiergetriebe als Planetengetriebe ausgebildet sein, das ein Sonnenrad, einen Planetenträger sowie ein Hohlrad umfasst, welche koaxial zueinander drehbar gelagert sind, wobei an dem Planetenträger Planetenräder exzentrisch drehbar gelagert sind, die einerseits an dem Sonnenrad und andererseits an dem Hohlrad abwälzen. Vorzugsweise bildet dabei das Sonnenrad den ersten Eingang, bildet das Hohlrad den zweiten Eingang und bildet der Planetenträger den Ausgang des Summiergetriebes.For example, the summing gear can be designed as a planetary gear comprising a sun gear, a planet carrier and a ring gear, which are rotatably mounted coaxially to one another, with planet gears being rotatably mounted eccentrically on the planet carrier, which roll on the sun gear on the one hand and on the ring gear on the other. Preferably, the sun gear forms the first input, the ring gear forms the second input and the planet carrier forms the output of the summing gear.

Bei einigen Ausführungsformen ist der Verstellmotor mit dem ersten Eingang des Summiergetriebes antriebswirksam gekoppelt, wobei der Konstantmotor mit dem Ausgang des Summiergetriebes über eine Kupplung antriebswirksam koppelbar ist.In some embodiments, the adjusting motor is coupled to the first input of the summing gear so that it is drivingly effective, wherein the constant motor can be coupled to the output of the summing gear via a coupling in a driving manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Verstellmotor und der erste Eingang des Summiergetriebes koaxial angeordnet und vorzugsweise, insbesondere über eine durchgehende Welle, zu gemeinsamer Drehung miteinander gekoppelt. Dies ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau des Leistungsverzweigungsgetriebes. Dass der Verstellmotor und der erste Eingang des Summiergetriebes zu gemeinsamer Drehung miteinander gekoppelt sind, meint insbesondere, dass sich der eine stets dreht, wenn sich der andere dreht, und umgekehrt, und dass dabei beide zueinander identische Drehzahlen aufweisen. Beispielsweise kann bei einem als Planetengetriebe ausgebildeten Summiergetriebe dessen Sonnenrad unmittelbar an der Ausgangswelle des Verstellmotors angeordnet sein.According to an advantageous embodiment, the adjusting motor and the first input of the summing gear are arranged coaxially and are preferably coupled to one another for common rotation, in particular via a continuous shaft. This enables a particularly compact design of the power split transmission. The fact that the adjusting motor and the first input of the summing gear are coupled to one another for common rotation means in particular that one always rotates when the other rotates, and vice versa, and that both have mutually identical speeds. For example, in the case of a summing gear designed as a planetary gear, its sun gear can be arranged directly on the output shaft of the adjusting motor.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Leistungsverzweigungsgetriebe eine Kupplung auf, über welche der hydrostatische Zweig mit dem Ausgang des Summiergetriebes direkt gekoppelt werden kann. Hierbei ist unter einer direkten Kopplung zu verstehen, dass dadurch die Summierung durch das Summiergetriebe umgangen wird. Denn das Schließen der Kupplung hat zur Folge, dass die beiden Motoren des Variators (Verstellmotor und Konstantmotor), die als Ausgänge des hydrostatischen Zweigs fungieren, jeweils in ein festes Drehzahlverhältnis mit dem Ausgang des Summiergetriebes und somit auch mit der Abtriebswelle gebracht werden. Bei geschlossener Kupplung ist der mechanische Zweig daher vorzugsweise unterbrochen, so dass der zweite Eingang des Summiergetriebes frei drehen kann und dadurch ermöglicht, dass der erste Eingang des Summiergetriebes weiterhin von dem hydrostatischen Zweig angetrieben wird (auch wenn in diesem Fall keine Leistung darüber übertragen wird). Die genannte Kupplung dient also insbesondere der Verwirklichung eines rein hydrostatischen Fahrbereichs, beispielsweise des genannten ersten Fahrbereichs.According to a further advantageous embodiment, the power split transmission has a clutch via which the hydrostatic branch can be coupled directly to the output of the summing transmission. In this context, a direct coupling is to be understood as meaning that the summation is bypassed by the summing gear. Closing the clutch means that the two motors of the variator (variable displacement motor and constant motor), which act as outputs of the hydrostatic branch, are each brought into a fixed speed ratio with the output of the summing gear and thus also with the output shaft. When the clutch is closed, the mechanical branch is therefore preferably interrupted so that the second input of the summing gear can rotate freely and thereby enables the first input of the summing gear to continue to be driven by the hydrostatic branch (even if no power is transmitted via it in this case) . The mentioned clutch is therefore used in particular to implement a purely hydrostatic driving range, for example the mentioned first driving range.

Als eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, dass eine Ausgangswelle des Konstantmotors über eine, vorzugsweise genau eine, Stirnradstufe mit einer Zwischenwelle, welche die vorstehend genannte Kupplung aufweist, gekoppelt ist und die Zwischenwelle über eine, vorzugsweise genau eine, Stirnradstufe mit dem Ausgang des Summiergetriebes gekoppelt ist. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Ausgangswelle des Konstantmotors unmittelbar, d.h. ohne eine oder mehrere Zwischenwellen, mit dem Ausgang gekoppelt werden kann. Das Vorsehen einer Zwischenwelle erleichtert jedoch das Erzielen eines gewünschten Drehzahlverhältnisses zwischen dem Konstantmotor und dem Ausgang des Summiergetriebes. Zudem kann dann die Kupplung an der Zwischenwelle vorgesehen werden. Die Ausgangswelle des Konstantmotors ist dann über die erstgenannte Stirnradstufe, über die Zwischenwelle mit der Kupplung sowie über die zweitgenannte Stirnradstufe je nach Schaltzustand der Kupplung mit dem Ausgang des Summiergetriebes gekoppelt.As an advantageous further development of this embodiment, it is also preferred that an output shaft of the constant motor is coupled via one, preferably exactly one, spur gear stage with an intermediate shaft having the aforementioned clutch and the intermediate shaft via one, preferably exactly one, spur gear stage with the Output of the summing gear is coupled. In principle, it would also be conceivable that the output shaft of the constant motor can be coupled directly to the output, i.e. without one or more intermediate shafts. However, the provision of an intermediate shaft makes it easier to achieve a desired speed ratio between the fixed displacement motor and the output of the summing gear. In addition, the coupling can then be provided on the intermediate shaft. The output shaft of the constant motor is then coupled via the first-mentioned spur gear stage, via the intermediate shaft to the clutch and via the second-mentioned spur gear stage, depending on the switching state of the clutch, with the output of the summing gear.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der mechanische Zweig mehrere Kupplungen auf, mittels welcher zwischen verschiedenen Leistungsflusspfaden durch den mechanischen Zweig hindurch umgeschaltet werden kann, um eine Drehrichtungsumkehr zu bewirken und/oder um eine jeweilige von mehreren Gangstufen, die untereinander verschiedene konstante Übersetzungen aufweisen, auszuwählen. Durch Öffnen einer oder mehrerer dieser Kupplungen, erforderlichenfalls aller Kupplungen des mechanischen Zweigs, kann vorzugsweise auch eine vollständige Unterbrechung des mechanischen Zweigs herbeigeführt werden, was zum Betrieb des Leistungsverzweigungsgetriebes in einem rein hydrostatischen Fahrbereich zweckmäßig sein kann. Insofern können diese Kupplungen des mechanischen Zweigs als die weiter oben genannte Trennkupplung fungieren.According to a further advantageous embodiment, the mechanical branch has several clutches, by means of which it is possible to switch between different power flow paths through the mechanical branch in order to reverse the direction of rotation and / or to select a respective one of several gear steps that have different constant ratios . By opening one or more of these clutches, if necessary all clutches of the mechanical branch, a complete interruption of the mechanical branch can preferably also be brought about, which can be useful for operating the power split transmission in a purely hydrostatic driving range. In this respect, these clutches of the mechanical branch can function as the separating clutch mentioned above.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren weiter erläutert.

  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Verlauf einer Begrenzung des Schluckvolumens eines Verstellmotors in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl des Verstellmotors.
  • 3 zeigt das einzustellende Fördervolumen der Verstellpumpe und das einzustellende Schluckvolumen des Verstellmotors eines Variators eines Leistungsverzweigungsgetriebes, die über der bei vorgegebener Drehzahl des Antriebsmotors jeweils zu erzielenden resultierenden Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen sind, gemäß einem konventionellen Ansteuerschema.
  • 4 zeigt das einzustellende Fördervolumen der Verstellpumpe und das einzustellende Schluckvolumen des Verstellmotors eines Variators eines Leistungsverzweigungsgetriebes, die über der bei vorgegebener Drehzahl des Antriebsmotors jeweils zu erzielenden resultierenden Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen sind, gemäß einem Ansteuerschema, das dem erfindungsgemäßen Verfahren entspricht.
In the following, the invention is explained further by way of example only with reference to the figures.
  • 1 shows a schematic representation of an embodiment of a power split transmission according to the invention.
  • 2 shows an exemplary profile of a limitation of the swallowing volume of a Adjustment motor depending on the respective speed of the adjustment motor.
  • 3 shows the delivery volume to be set for the variable displacement pump and the displacement volume to be set for the variable displacement motor of a variator of a power split transmission, which are plotted against the resulting vehicle speed to be achieved at a given speed of the drive motor, according to a conventional control scheme.
  • 4th shows the delivery volume to be set of the variable displacement pump and the displacement volume to be set for the variable displacement motor of a variator of a power split transmission, which are plotted against the resulting vehicle speed to be achieved at a given speed of the drive motor, according to a control scheme that corresponds to the method according to the invention.

In 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes 11 in schematischer Darstellung gezeigt. Das Leistungsverzweigungsgetriebe 11 weist eine Antriebswelle 13 auf, die von einem Antriebsmotor 15 eine Antriebsleistung empfängt. Der Antriebsmotor 15 wird dabei in einem für den Antriebsmotor 15 besonders effizienten Betriebspunkt betrieben, so dass die Antriebswelle 13 mit einer dem Betriebspunkt entsprechenden, im Wesentlichen konstanten Antriebsdrehzahl angetrieben wird.In 1 is an embodiment of a power split transmission according to the invention 11 shown in a schematic representation. The power split transmission 11 has a drive shaft 13th on that from a drive motor 15th receives a drive power. The drive motor 15th is in one for the drive motor 15th operated particularly efficient operating point, so that the drive shaft 13th is driven with an essentially constant drive speed corresponding to the operating point.

Das Leistungsverzweigungsgetriebe 11 umfasst einen hydrostatischen Zweig 17 sowie einen mechanischen Zweig 19, über die jeweils ein Anteil der Antriebsleistung von der Antriebswelle 13 zu einem Summiergetriebe 21 übertragen werden kann. Grundsätzlich kann dabei der Anteil, der über einen der Zweige 17, 19 zum Summiergetriebe 21 übertragen wird, je nach aktueller Betriebsweise auch null betragen, so dass dann Leistung ausschließlich über den jeweils anderen der beiden Zweige 17, 19 übertragen wird.The power split transmission 11 includes a hydrostatic branch 17th as well as a mechanical branch 19th , over each of which a share of the drive power from the drive shaft 13th to a summing gear 21 can be transferred. Basically, the portion that goes through one of the branches 17th , 19th to the summing gear 21 is transmitted, depending on the current operating mode, also be zero, so that power then exclusively via the other of the two branches 17th , 19th is transmitted.

An dem Summiergetriebe 21 werden der über den hydrostatischen Zweig 17 und der über den mechanischen Zweig 19 übertragene jeweilige Leistungsanteil zusammengeführt und an eine Abtriebswelle 23 des Leistungsverzweigungsgetriebes 11 ausgegeben. Von dieser Abtriebswelle 23 kann die Antriebsleistung dann insbesondere an eine oder mehrere angetriebene Achsen eines jeweiligen Fahrzeugs ausgegeben, in welchem das Leistungsverzweigungsgetriebe 11 verwendet wird.On the summing gear 21 become of the hydrostatic branch 17th and the one about the mechanical branch 19th transferred respective power share merged and to an output shaft 23 of the power split transmission 11 issued. From this output shaft 23 the drive power can then be output in particular to one or more driven axles of a respective vehicle in which the power split transmission 11 is used.

Um die beiden Leistungsanteile empfangen und zusammengeführt wieder ausgeben zu können, weist das Summiergetriebe 21 einen ersten Eingang 25, in den der hydrostatische Zweig 17 mündet, einen zweiten Eingang 27, in den der mechanische Zweig 19 mündet, sowie einen Ausgang 29 auf, über den die zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung an die Abtriebswelle 23 ausgegeben werden.In order to be able to receive the two power components and put them together again, the summing gear 21 a first entrance 25th into which the hydrostatic branch 17th opens a second entrance 27 into which the mechanical branch 19th opens, as well as an exit 29 on, over which the combined portions of the drive power to the output shaft 23 are issued.

Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Summiergetriebe 21 um ein Planetengetriebe, welches ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit Planetenrädern sowie ein Hohlrad umfasst, die auf grundsätzlich bekannte Weise zusammenwirken. Dabei bildet bei der gezeigten Ausführungsform das Sonnenrad den ersten Eingang 25, das Hohlrad den zweiten Eingang 27 und der Planetenträger den Ausgang 29 des Summiergetriebes 21. Während es sich bei dem gezeigten Leistungsverzweigungsgetriebe 11 um ein eingangsgekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe handelt, könnte ein erfindungsgemäßes Leistungsverzweigungsgetriebe grundsätzlich auch als ausgangsgekoppeltes Leistungsverzweigungsgetriebe ausgebildet sein, beispielsweise indem nicht an der gezeigten Stelle, sondern dort, wo der Leistungsfluss einerseits in den hydrostatischen Zweig 17 und andererseits in den mechanischen Zweig 19 aufgezweigt wird, ein Planetengetriebe oder ein sonstiges Ausgleichsgetriebe vorgesehen wird.In the embodiment shown, the summing gear is involved 21 a planetary gear, which comprises a sun gear, a planet carrier with planet gears and a ring gear, which interact in a basically known manner. In the embodiment shown, the sun gear forms the first input 25th , the ring gear is the second input 27 and the planet carrier the exit 29 of the summing gear 21 . While it is with the power split transmission shown 11 is an input-coupled power-split transmission, a power-split transmission according to the invention could in principle also be designed as an output-coupled power-split transmission, for example not at the point shown, but where the power flow on the one hand into the hydrostatic branch 17th and on the other hand in the mechanical branch 19th is branched, a planetary gear or other differential gear is provided.

Der hydrostatische Zweig 17 umfasst einen Variator 31 mit stufenlos verstellbarer Übersetzung, der seinerseits eine hydrostatische Verstellpumpe 33 mit verstellbarem Fördervolumen VP sowie einen hydrostatischen Verstellmotor 35 mit verstellbarem Schluckvolumen VM umfasst, die über einen geschlossenen Fluidkreislauf 37 miteinander verbunden sind, so dass die Verstellpumpe 33 in Abhängigkeit von der Drehzahl, mit der sie angetrieben wird, sowie von dem jeweils eingestellten Fördervolumen VP Fluid durch den Fluidkreislauf 37 fördert und der Verstellmotor 35 durch den resultierenden Fluidfluss in Abhängigkeit von seinem jeweiligen Schluckvolumen VM zum Drehen angetrieben wird. Die Eingangswelle der Verstellpumpe 33 ist dabei über eine Stirnradstufe mit der Antriebswelle 15 verbunden, so dass die Verstellpumpe 33 von der Antriebswelle 15 mit einem festen Drehzahlverhältnis permanent angetrieben wird.The hydrostatic branch 17th includes a variator 31 with continuously adjustable transmission, which in turn is a hydrostatic variable displacement pump 33 with adjustable delivery volume V P and a hydrostatic variable displacement motor 35 with adjustable displacement V M , which includes a closed fluid circuit 37 are interconnected so that the variable displacement pump 33 as a function of the speed at which it is driven, as well as the respectively set delivery volume V P fluid through the fluid circuit 37 promotes and the adjusting motor 35 is driven to rotate by the resulting fluid flow as a function of its respective swallowing volume V M. The input shaft of the variable displacement pump 33 is connected to the drive shaft via a spur gear stage 15th connected so that the variable displacement pump 33 from the drive shaft 15th is permanently driven with a fixed speed ratio.

Der Variator 31 umfasst zusätzlich zu der Verstellpumpe 33 und dem Verstellmotor 35 noch einen hydrostatischen Konstantmotor 39 mit konstantem Schluckvolumen, der bezüglich des geschlossenen Fluidkreislaufs 37 parallel zu dem Verstellmotor 35 angeordnet ist. Somit wird auch der Konstantmotor 39 von dem durch die Verstellpumpe 33 erzeugten Fluidstrom zum Drehen angetrieben. Die parallele Anordnung der beiden Motoren 35, 39 des Variators 31 hat dabei zur Folge, dass an beiden Motoren 35, 39 jeweils derselbe Druck anliegt, jedoch unterschiedliche Anteile des Fluidstroms durchlaufen, die von dem jeweiligen Verhältnis der Schluckvolumina der beiden Motoren 35, 39 zueinander abhängen. Zudem stehen der Verstellmotor 35 und der Konstantmotor 39 über eine zwischen ihren Ausgängen vorgesehene Stirnradstufe in einem festen Drehzahlverhältnis zueinander.The variator 31 includes in addition to the variable displacement pump 33 and the adjusting motor 35 another hydrostatic constant motor 39 with constant displacement, that of the closed fluid circuit 37 parallel to the adjusting motor 35 is arranged. This also makes the constant motor 39 of that by the variable displacement pump 33 generated fluid flow driven to rotate. The parallel arrangement of the two motors 35 , 39 of the variator 31 has the consequence that on both engines 35 , 39 the same pressure is applied in each case, but different proportions of the fluid flow pass through which on the respective ratio of the displacement of the two engines 35 , 39 depend on each other. The adjusting motor is also available 35 and the constant motor 39 Via a spur gear stage provided between their outputs in a fixed speed ratio to one another.

Der Verstellmotor 35 ist über eine durchgehende Welle 41 zu gemeinsamer Drehung mit dem als Sonnenrad ausgebildeten ersten Eingang 25 des Summiergetriebes 21 verbunden. Der Konstantmotor 39 ist über die genannte Stirnradstufe mit dieser durchgehenden Welle 41 und dadurch ebenfalls mit dem ersten Eingang 25 verbunden.The adjusting motor 35 is across a continuous wave 41 for common rotation with the first input designed as a sun gear 25th of the summing gear 21 connected. The constant motor 39 is via the said spur gear stage with this continuous shaft 41 and thus also with the first input 25th connected.

Darüber hinaus ist die Ausgangswelle des Konstantmotors 39 aber auch über zwei weitere Stirnradstufen und eine dazwischen an einer Zwischenwelle 43 vorgesehene Kupplung 45 direkt mit dem als Planetenträger ausgebildeten Ausgang 29 des Summiergetriebes 21 koppelbar. Bei geschlossener Kupplung 45 wird daher von den Motoren 35, 39 des Variators 31 nicht nur der erste Eingang 25, sondern auch der Ausgang 29 des Summiergetriebes 21 mit einer jeweiligen direkt von den Drehzahlen der Motoren 35, 39 abhängigen Drehzahl angetrieben. Damit dies bei verschiedenen Drehzahlen möglich ist, darf der als Hohlrad ausgebildete zweite Eingang 27 des Summiergetriebes 21 nicht mit einer festen Drehzahl angetrieben werden, sondern ist dabei vorzugsweise frei drehbar. Hierzu kann der mechanische Zweig 19 durch Öffnen von darin vorgesehenen Kupplungen 47, 49 unterbrochen werden, so dass dann keine Leistung mehr über den mechanischen Zweig 19 übertragen werden kann.In addition, the output shaft is the constant motor 39 but also via two further spur gear stages and one in between on an intermediate shaft 43 provided coupling 45 directly to the output designed as a planet carrier 29 of the summing gear 21 connectable. When the clutch is closed 45 is therefore used by the engines 35 , 39 of the variator 31 not just the first entrance 25th but also the exit 29 of the summing gear 21 with a respective one directly from the engine speeds 35 , 39 dependent speed driven. So that this is possible at different speeds, the second input, which is designed as a ring gear, is allowed 27 of the summing gear 21 are not driven at a fixed speed, but is preferably freely rotatable. The mechanical branch 19th by opening the couplings provided therein 47 , 49 interrupted, so that then no more power via the mechanical branch 19th can be transferred.

Die beiden Kupplungen 47, 49 sind in zwei alternativen Leistungsflusspfaden des mechanischen Zweigs 19 angeordnet, die zueinander betragsmäßig identische aber bezüglich ihres Vorzeichens unterschiedliche konstante Übersetzungen aufweisen. Durch alternatives Schließen der einen oder der anderen der beiden Kupplungen 47, 49 kann somit eine Drehrichtungsumkehr erzielt werden. Werden beide Kupplungen 47, 49 geöffnet, ist der mechanische Zweig 19 unterbrochen.The two clutches 47 , 49 are in two alternative power flow paths of the mechanical branch 19th arranged, which have identical amounts to one another but different constant translations with regard to their sign. By alternately closing one or the other of the two clutches 47 , 49 a reversal of the direction of rotation can thus be achieved. Will both clutches 47 , 49 open is the mechanical branch 19th interrupted.

Der Verstellmotor 35 ist hinsichtlich seiner zulässigen Drehzahl in Abhängigkeit von seinem aktuellen Schluckvolumen VM beschränkt. Ein beispielhafter Verlauf für eine solche Drehzahlbeschränkung ist in 2 gezeigt, in welcher der Zusammenhang zwischen dem Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 und der bei diesem Schluckvolumen maximal zulässigen Drehzahl n gezeigt ist. Das Schluckvolumen VM ist dabei als prozentuales Schluckvolumen angegeben, wobei ein Wert von 100% einem maximal einstellbaren Schluckvolumen Vmax des Verstellmotors 35 entspricht.The adjusting motor 35 is limited in terms of its permissible speed depending on its current displacement V M. An exemplary curve for such a speed limitation is shown in 2 shown in which the relationship between the displacement V M of the adjusting motor 35 and the maximum permissible speed n for this absorption volume is shown. The swallowing volume V M is given as a percentage swallowing volume, with a value of 100% representing a maximum adjustable swallowing volume V max of the adjusting motor 35 corresponds to.

Dem in 2 gezeigten Verlauf ist zu entnehmen, dass die zulässige Drehzahl n des Verstellmotors 35 mit abnehmendem Schluckvolumen VM zunächst, d.h. etwa in einem Bereich von 100% ≥ VM ≥ 60%, ansteigt, bis sie nlimit beträgt, bei weiterer Verringerung des Schluckvolumens VM dann aber im Wesentlichen konstant bei diesem Wert bleibt. Solange ein von null verschiedenes Schluckvolumen VM eingestellt ist, stellt die Grenzmotordrehzahl nlimit somit die obere Grenze für die Drehzahl des Verstellmotors 35 dar. Erst bei einem Schluckvolumen VM von null sind auch Motordrehzahlen über nlimit hinaus, nämlich bis zu einer Maximalmotordrehzahl nmax, zulässig.The in 2 The curve shown shows that the permissible speed n of the adjusting motor 35 initially increases with decreasing swallowing volume V M , ie approximately in a range of 100% V M 60%, until it is n limit , but then remains essentially constant at this value when the swallowing volume V M is reduced further. As long as a displacement V M other than zero is set, the limit motor speed n limit thus represents the upper limit for the speed of the adjusting motor 35 Only when the displacement V M is zero are engine speeds beyond n limit , namely up to a maximum engine speed n max , permissible.

In den 3 und 4 sind in vereinfachter Darstellung jeweils in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v eines jeweiligen Fahrzeugs, in dem das Leistungsverzweigungsgetriebe 11 verwendet wird, das Fördervolumen Vp (unterbrochene Linie) der Verstellpumpe 33 und das Schluckvolumen VM (punktierte Linie) des Verstellmotors 35 aufgetragen, die gemäß einem bestimmten Ansteuerungsschema bei vorgegebener Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors 15 einzustellen sind, damit sich daraus die jeweilige Fahrgeschwindigkeit ergibt. In 3 sind dabei die geschwindigkeitsabhängigen Verläufe der Volumina VP, VM gemäß einem typischen konventionellen Ansteuerungsschema dargestellt, während 4 die Verläufe der für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit einzustellenden Volumina VP, VM gemäß einem Ansteuerungsschema zeigt, das dem erfindungsgemäßen Verfahren entspricht.In the 3 and 4th are in a simplified representation depending on the driving speed v of a respective vehicle in which the power split transmission 11 is used, the delivery volume Vp (broken line) of the variable displacement pump 33 and the displacement V M (dotted line) of the adjusting motor 35 plotted according to a specific control scheme at a given drive speed of the drive motor 15th must be set so that the respective driving speed is derived from it. In 3 the speed-dependent curves of the volumes V P , V M are shown according to a typical conventional control scheme, while 4th shows the curves of the volumes V P , V M to be set for a specific driving speed according to a control scheme which corresponds to the method according to the invention.

Die Fahrgeschwindigkeit v steht in einem festen Zusammenhang zur Abtriebsdrehzahl des Leistungsverzweigungsgetriebes 11, d.h. zur Drehzahl der Abtriebswelle 23. Die gezeigten Verläufe würden daher abgesehen von einer möglicherweise anderen Skalierung der Abszisse genauso aussehen, wenn sie über die Abtriebsdrehzahl anstelle der Fahrgeschwindigkeit aufgetragen wären.The driving speed v has a fixed relationship to the output speed of the power split transmission 11 , ie the speed of the output shaft 23 . The curves shown would therefore look the same, apart from a possibly different scaling of the abscissa, if they were plotted against the output speed instead of the driving speed.

Das Leistungsverzweigungsgetriebe 11 kann in einem ersten, rein hydrostatischen Fahrbereich I sowie in einem zweiten, leistungsverzweigten Fahrbereich II betrieben werden. Die dem ersten und dem zweiten Fahrbereich I, II entsprechenden Geschwindigkeitsbereiche sind in den 3 und 4 durch Doppelpfeile gekennzeichnet.The power split transmission 11 can in a first, purely hydrostatic driving range I. as well as in a second, power-split driving range II operate. The first and second driving areas I. , II corresponding speed ranges are in the 3 and 4th marked by double arrows.

In dem ersten Fahrbereich I sind die Kupplungen 47, 49 geöffnet und der mechanische Zweig 19 somit unterbrochen, so dass ausschließlich über den hydrostatischen Zweig 17 Antriebsleistung übertragen werden kann. Dieser erste Fahrbereich I erstreckt sich von einer Abtriebsdrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit von null bis zu einer Übergangsübersetzung, die bei der vorgegebenen Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors 15 einer Übergangsgeschwindigkeit vtrans entspricht. Die Übergangsgeschwindigkeit vtrans ist in den 3 und 4 durch eine vertikale Linie gekennzeichnet, welche den ersten Fahrbereich I und den zweiten Fahrbereich II voneinander trennt.In the first driving area I. are the clutches 47 , 49 opened and the mechanical branch 19th thus interrupted, so that only via the hydrostatic branch 17th Drive power can be transmitted. This first driving area I. extends from an output speed or driving speed of zero to a transitional gear ratio that occurs at the specified drive speed of the drive motor 15th corresponds to a transition speed v trans. The transition speed v trans is in the 3 and 4th marked by a vertical line, which represents the first driving range I. and the second driving range II separates from each other.

Der erste Fahrbereich I beginnt mit einer inversen Übersetzung von null, so dass trotz einer vom Antriebsmotor 15 empfangenen, von null verschiedenen Antriebsdrehzahl die ausgegebene Abtriebsdrehzahl null beträgt. Das ist dadurch möglich, dass die Verstellpumpe 33 zunächst trotz Drehung kein Fluid fördert, da ihr Fördervolumen VP auf null eingestellt ist. Durch Vergrößern des Fördervolumens VP kann dann kontinuierlich die Übersetzung erhöht werden, bis das maximal einstellbare Fördervolumen VP,max der Verstellpumpe 33 erreicht ist. Währenddessen ist das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 auf das maximal einstellbare Schluckvolumen VM,max eingestellt, dessen Wert in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dem Wert des maximal einstellbaren Fördervolumens der Verstellpumpe 33 entspricht. Das maximale Fördervolumen und das maximale Schluckvolumen werden daher im Folgenden einheitlich als Vmax bezeichnet.The first driving area I. starts with an inverse translation of zero, so that despite one from the drive motor 15th received, non-zero input speed, the output speed is zero. This is possible because the variable displacement pump 33 initially, despite rotation, no fluid is conveyed, since its conveying volume V P is set to zero. By increasing the delivery volume V P , the translation can then be increased continuously until the maximum adjustable delivery volume V P, max of the variable displacement pump 33 is reached. Meanwhile, the displacement volume V M of the adjusting motor 35 set to the maximum adjustable displacement V M, max , the value of which in the present exemplary embodiment corresponds to the value of the maximum adjustable delivery volume of the variable displacement pump 33 corresponds to. The maximum delivery volume and the maximum absorption volume are therefore uniformly referred to below as V max .

Nachdem die Verstellpumpe 33 auf ihr maximales Fördervolumen Vmax eingestellt wurde, lässt sich die Übersetzung noch weiter steigern, indem das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 ausgehend von dem maximalen Schluckvolumen Vmax kontinuierlich reduziert wird, so dass der resultierende Fluidstrom durch den geschlossenen Fluidkreislauf 37 dennoch zu einer höheren Drehzahl des Verstellmotors 35 und somit zu einer höheren Fahrgeschwindigkeit führt.After the variable displacement pump 33 has been set to its maximum delivery volume V max , the translation can be increased even further by increasing the displacement volume V M of the adjusting motor 35 starting from the maximum displacement V max is continuously reduced, so that the resulting fluid flow through the closed fluid circuit 37 nevertheless leads to a higher speed of the adjusting motor 35 and thus leads to a higher driving speed.

Das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 wird aber nur so weit reduziert, bis an einer der Kupplungen 47, 49 des mechanischen Zweigs 19 Drehzahlgleichheit vorliegt, was bei der Übergangsübersetzung bzw. Übergangsfahrgeschwindigkeit vtrans der Fall ist. In diesem Zustand kann die Kupplung 47 bzw. die Kupplung 49 (je nach Fahrtrichtung) geschlossen werden, wodurch der mechanische Zweig 19 geschlossen wird und nun Leistung zum zweiten Eingang 27 des Summiergetriebes 21 übertragen kann. Zugleich wird die Kupplung 45 geöffnet, damit der hydrostatische Zweig 17 nicht länger mit dem Ausgang 29 des Summiergetriebes 21 direkt gekoppelt, sondern Leistung nur noch zum ersten Eingang 25 des Summiergetriebes 21 überträgt. Dadurch erfolgt bei der Übergangsübersetzung der Wechsel aus dem rein hydrostatischen ersten Fahrbereich I in den leistungsverzweigten zweiten Fahrbereich 11, in welchem das Summiergetriebe 21 die über die beiden Zweige 17, 19 übertragenen Leistungsanteile summiert.The displacement volume V M of the adjusting motor 35 but is only reduced until it reaches one of the clutches 47 , 49 of the mechanical branch 19th The rotational speed is the same, which is the case with the transition ratio or transition travel speed v trans. In this state, the clutch 47 or the clutch 49 (depending on the direction of travel) are closed, creating the mechanical branch 19th is closed and now power to the second input 27 of the summing gear 21 can transfer. At the same time the clutch 45 open so the hydrostatic branch 17th no longer with the exit 29 of the summing gear 21 directly coupled, but power only to the first input 25th of the summing gear 21 transmits. As a result, the transition from the purely hydrostatic first driving range takes place in the transitional transmission I. in the power-split second driving range 11 , in which the summing gear 21 those about the two branches 17th , 19th transferred power shares totaled.

In dem zweiten Fahrbereich II wird ausgehend von der Übergangsübersetzung bzw. Übergangsfahrgeschwindigkeit vtrans eine weitere Steigerung der Übersetzung und somit der Fahrgeschwindigkeit dadurch erreicht, dass zunächst das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 wieder auf das maximale Schluckvolumen Vmax verstellt wird, während das Fördervolumen VP der Verstellpumpe 33 bei dem maximalen Fördervolumen Vmax gehalten wird. Wenn der Verstellmotor 35 das maximale Fördervolumen Vmax erreicht hat, kann die Übersetzung dann durch Reduzieren des Fördervolumens VP der Verstellpumpe 33 weiter gesteigert werden. Dabei wird das Fördervolumen VP bis auf null und darüber hinaus auf negative Werte verstellt, so dass sich die Flussrichtung des Fluidstroms und somit auch die Drehrichtung des Verstellmotors 35 und des Konstantmotors 39 (sofern bei dem konventionellen Ansteuerungsschema überhaupt vorhanden) umkehren. Dies führt durch die Summierung in dem Planetengetriebe zu immer höheren Drehzahlen des Ausgangs 29 des Summiergetriebes 21.In the second driving area II starting from the transitional transmission ratio or transitional travel speed v trans, a further increase in the transmission ratio and thus the driving speed is achieved in that the displacement volume V M of the adjusting motor is initially achieved 35 is adjusted again to the maximum displacement V max , while the delivery volume V P of the variable displacement pump 33 is held at the maximum delivery volume V max . When the actuator 35 has reached the maximum delivery volume V max , the translation can then by reducing the delivery volume V P of the variable displacement pump 33 can be further increased. The delivery volume V P is adjusted to zero and beyond to negative values, so that the direction of flow of the fluid flow and thus also the direction of rotation of the adjusting motor 35 and the constant motor 39 (if present at all in the conventional control scheme). As a result of the summation in the planetary gear, this leads to ever higher speeds of the output 29 of the summing gear 21 .

Gemäß dem in 3 gezeigten konventionellen Ansteuerschema wird das Fördervolumen VP der Verstellpumpe 33 bis zum negativen maximalen Fördervolumen -Vmax verstellt. Wenn das negative maximale Fördervolumen -Vmax erreicht ist, kann ähnlich wie am Ende des ersten Fahrbereichs I das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 dann wieder reduziert werden, was zu einer weiteren Steigerung der Übersetzung führt.According to the in 3 The conventional control scheme shown is the delivery volume V P of the variable displacement pump 33 Adjusted up to the negative maximum delivery volume -V max . When the negative maximum delivery volume -V max is reached, it can be similar to that at the end of the first travel range I. the displacement volume V M of the adjusting motor 35 can then be reduced again, which leads to a further increase in the translation.

Theoretisch könnte diese Art der Steigerung der Übersetzung ausgereizt werden, indem das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 dann bis auf null reduziert wird. Praktisch ist dies jedoch in diesem Zustand aufgrund der in 2 illustrierten Drehzahlbegrenzung des Verstellmotors 35 nicht möglich. Zudem wäre in typischen Leistungsverzweigungsgetrieben, deren Variator 31 nicht zusätzlich zum Verstellmotor 35 auch noch einen Konstantmotor 39 umfasst, das Reduzieren des Schluckvolumens VM am Ende des zweiten Fahrbereichs II auch dadurch limitiert, dass der Verstellmotor 35 bei zu geringem Schluckvolumen VM mit dem Aufnehmen des starken Fluidstroms sozusagen nicht mehr nachkommt.Theoretically, this type of increase in translation could be maxed out by increasing the displacement V M of the adjusting motor 35 then reduced to zero. However, this is practical in this state due to the in 2 illustrated speed limitation of the adjusting motor 35 not possible. In addition, in typical power split transmissions, the variator would be 31 not in addition to the variable displacement motor 35 also a constant motor 39 comprises reducing the displacement V M at the end of the second driving range II also limited by the fact that the variable displacement motor 35 if the absorption volume V M is too low, it can no longer keep up with the absorption of the strong fluid flow, so to speak.

Die in 2 illustrierte Drehzahlbegrenzung des Verstellmotors 35 führt dazu, dass das Schluckvolumen VM nur so weit reduziert werden kann, bis eine Abtriebsdrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit erreicht ist, bei welcher der Verstellmotor 35 im zweiten Fahrbereich II die Grenzmotordrehzahl nlimit erreicht. Diese Fahrgeschwindigkeit ist in den 3 und 4 daher als nlimit gekennzeichnet. Der Verstellmotor 35 weist dabei ein von null verschiedenes Grenzschluckvolumen auf.In the 2 illustrated speed limitation of the adjusting motor 35 leads to the fact that the absorption volume V M can only be reduced until an output speed or driving speed is reached at which the adjusting motor 35 in the second driving range II the limit engine speed n limit is reached. This driving speed is in the 3 and 4th therefore marked as n limit . The adjusting motor 35 has a limit displacement that is different from zero.

Wenn das Leistungsverzweigungsgetriebe 11 dagegen auf erfindungsgemäße Weise betrieben wird, erfolgt die Ansteuerung des Variators 31 gemäß dem in 4 gezeigten Schema. Wesentlich ist dabei insbesondere, dass im zweiten Fahrbereich II zur maximalen Erhöhung der Drehzahl des Verstellmotors 35 (und somit auch der Übersetzung, der Abtriebsdrehzahl und letztlich der Fahrgeschwindigkeit) das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 bis auf null verstellt wird. Um dabei die jeweils maximal zulässige Drehzahl des Verstellmotors 35 nicht zu überschreiten, wird im Unterschied zu dem konventionellen Schema das Reduzieren des Schluckvolumens VM bereits begonnen, wenn das eingestellte Fördervolumen VM zwar bereits negativ ist, jedoch das negative maximale Fördervolumen -Vmax noch nicht erreicht hat. Konkret setzt das Reduzieren des Schluckvolumens VM bereits ein, wenn das Fördervolumen VP ein bestimmtes Übergangsfördervolumen erreicht hat.When the power split transmission 11 on the other hand, is operated in the manner according to the invention, the variator is controlled 31 according to the in 4th shown scheme. It is particularly important that in the second driving range II for the maximum increase in the speed of the adjusting motor 35 (and thus also the translation, the output speed and ultimately the driving speed) the displacement volume V M of the adjusting motor 35 until it is adjusted to zero. To do this, the maximum permissible speed of the adjusting motor 35 not to be exceeded, in contrast to the conventional scheme, the reduction of the displacement V M is already started when the set delivery volume V M is already negative, but has not yet reached the negative maximum delivery volume -V max. Specifically, the reduction in the displacement volume V M already begins when the delivery volume V P has reached a certain transitional delivery volume.

So kann während des erfindungsgemäßen Reduzierens des Schluckvolumens VM bis auf null die Drehzahl des Verstellmotors 35 stets unterhalb der Grenzmotordrehzahl nlimit bleiben. Wenn das Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 dann null erreicht hat, darf der Verstellmotor 35 die Grenzmotordrehzahl nlimit überschreiten. Die Übersetzung durch den Variator 31 kann dann so weit erhöht werden, bis der Verstellmotor 35 die Maximalmotordrehzahl nmax erreicht. Die so durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbare maximale Fahrgeschwindigkeit, bei der die Drehzahl des Verstellmotors 35 nmax beträgt, ist in den 3 und 4 als nmax gekennzeichnet und um etwa 5% größer als die gemäß dem konventionellen Ansteuerungsschema maximal erreichbare Fahrgeschwindigkeit.Thus, the speed of the adjusting motor can be reduced to zero during the inventive reduction of the displacement volume V M 35 always remain below the limit engine speed n limit. When the displacement V M of the adjusting motor 35 then has reached zero, the adjustment motor may 35 exceed the limit engine speed n limit. The translation by the variator 31 can then be increased until the adjustment motor 35 the maximum engine speed n max is reached. The maximum driving speed that can be achieved by using the method according to the invention, at which the speed of the adjusting motor 35 n max is in the 3 and 4th marked as n max and about 5% greater than the maximum achievable driving speed according to the conventional control scheme.

Bezüglich der Darstellung in 4 ist zu beachten, dass zwar das Schluckvolumen VM in einem Geschwindigkeitsbereich, der bereits vor der mit nlimit gekennzeichneten Fahrgeschwindigkeit beginnt und sich bis zu der mit nmax gekennzeichneten Fahrgeschwindigkeit erstreckt, geringfügig oberhalb der Nulllinie eingezeichnet ist, das Schluckvolumen VM in diesem Bereich aber tatsächlich null beträgt. Die abweichende Darstellung dient lediglich dazu, den Verlauf des Schluckvolumens VM von der Nulllinie unterscheiden zu können.With regard to the representation in 4th It should be noted that although the absorption volume V M is drawn slightly above the zero line in a speed range that begins before the driving speed marked n limit and extends up to the driving speed marked n max , the absorption volume V M is in this area but is actually zero. The different representation only serves to be able to distinguish the course of the swallowing volume V M from the zero line.

Ab dem Beginn der Reduzierung des Schluckvolumens VM des Verstellmotors 35 in dem zweiten Fahrbereich II erhöht sich resultierende Übersetzung bereits durch diese Reduzierung, so dass das Fördervolumen VP der Verstellpumpe 33 über das Übergangsfördervolumen hinaus nicht weiter betragsmäßig erhöht werden muss. Vielmehr wird zur Erzielung eines besonders gleichförmigen weiteren Anstiegs der Übersetzung das Fördervolumen VP zunächst sogar gemeinsam mit dem Reduzieren des Schluckvolumens VM betragsmäßig ebenfalls, wenn auch in geringerem Maße, reduziert und erst später, insbesondere spätestens wenn das Schluckvolumen VM null erreicht hat, wieder betragsmäßig erhöht, um die Übersetzung dadurch noch weiter zu erhöhen.From the beginning of the reduction in displacement V M of the adjusting motor 35 in the second driving range II the resulting translation increases due to this reduction, so that the delivery volume V P of the variable displacement pump 33 The amount does not have to be increased further beyond the transitional funding volume. Rather, in order to achieve a particularly uniform further increase in the translation, the delivery volume V P is initially even reduced together with the reduction of the absorption volume V M in terms of amount, albeit to a lesser extent, and only later, in particular at the latest when the absorption volume V M has reached zero, again increased in terms of amount in order to increase the translation even further.

Theoretisch könnte das Fördervolumen Vp der Verstellpumpe 33 dann bei auf null gehaltenem Schluckvolumen VM des Verstellmotors 35 bis zum negativen maximalen Fördervolumens -Vmax verstellt werden, um die Übersetzung und somit die Fahrgeschwindigkeit immer weiter zu erhöhen. Die Drehzahl des Verstellmotors 35 darf sich dabei aber nicht über die Maximalmotordrehzahl nmax hinaus vergrößern. Daher endet der zweite Fahrbereich bei der durch nmax gekennzeichneten, insgesamt maximal erreichbaren Fahrgeschwindigkeit.Theoretically, the delivery volume Vp of the variable displacement pump 33 then with the displacement volume V M of the adjusting motor held at zero 35 can be adjusted up to the negative maximum delivery volume -V max in order to keep increasing the translation and thus the driving speed. The speed of the adjusting motor 35 However, it must not increase beyond the maximum engine speed n max . The second driving range therefore ends at the overall maximum achievable driving speed identified by n max.

In der Praxis kann die Maximalmotordrehzahl nmax beispielsweise etwa 15% größer als die Grenzmotordrehzahl nlimit sein. Der aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens resultierende Zuwachs der Endgeschwindigkeit, d.h. der insgesamt maximal erreichbaren Fahrgeschwindigkeit, des jeweiligen Fahrzeugs kann dabei beispielsweise etwa 5% betragen. Somit lässt sich auf die erfindungsgemäße Weise mit vergleichsweise geringem Aufwand eine signifikante Steigerung der Endgeschwindigkeit erzielen.In practice, the maximum engine speed n max can be, for example, about 15% greater than the limit engine speed n limit. The increase in the final speed resulting from the application of the method according to the invention, ie the overall maximum achievable driving speed, of the respective vehicle can be, for example, approximately 5%. Thus, in the manner according to the invention, a significant increase in the final speed can be achieved with comparatively little effort.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1111
LeistungsverzweigungsgetriebePower split transmission
1313th
Antriebswelledrive shaft
1515th
AntriebsmotorDrive motor
1717th
hydrostatischer Zweighydrostatic branch
1919th
mechanischer Zweigmechanical branch
2121
SummiergetriebeSumming gear
2323
AbtriebswelleOutput shaft
2525th
erster Eingangfirst entrance
2727
zweiter Eingangsecond entrance
2929
Ausgangoutput
3131
VariatorVariator
3333
VerstellpumpeVariable displacement pump
3535
VerstellmotorVariable displacement motor
3737
FluidkreislaufFluid circuit
3939
KonstantmotorConstant motor
4141
durchgehende Wellecontinuous wave
4343
ZwischenwelleIntermediate shaft
4545
Kupplungcoupling
4747
Kupplungcoupling
4949
Kupplungcoupling
II.
erster Fahrbereichfirst driving area
IIII
zweiter Fahrbereichsecond driving range

Claims (15)

Verfahren zum Betrieb eines Leistungsverzweigungsgetriebes (11) mit: - einer Antriebswelle (13) zum Empfangen einer Antriebsleistung; - einem hydrostatischen Zweig (17), über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der hydrostatische Zweig (17) einen Variator (31) mit stufenlos verstellbarer Übersetzung umfasst; - einem mechanischen Zweig (19), über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der mechanische Zweig (19) zumindest eine konstante Übersetzung aufweist; - einem Summiergetriebe (21), welches den von dem hydrostatischen Zweig (17) übertragenen Anteil der Antriebsleistung und den von dem mechanischen Zweig (19) übertragenen Anteil der Antriebsleistung zusammenführt; sowie - einer Abtriebswelle (23) zum Ausgeben der zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung; wobei der Variator (31) eine hydrostatische Verstellpumpe (33) mit verstellbarem Fördervolumen (VP) sowie einen hydrostatischen Verstellmotor (35) mit verstellbarem Schluckvolumen (VM) umfasst, die über einen, insbesondere geschlossenen, Fluidkreislauf (37) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (31) zusätzlich einen hydrostatischen Konstantmotor (39) mit konstantem Schluckvolumen umfasst, der über den genannten Fluidkreislauf (37) mit der Verstellpumpe (33) verbunden ist und mit dem Verstellmotor (35) in einem definierten Drehzahlverhältnis steht, und dass das Verfahren umfasst, dass für ein Erhöhen der Drehzahl des Verstellmotors (35) das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) bei von null verschiedenem Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) zumindest im Wesentlichen bis auf null reduziert wird.Method for operating a power split transmission (11) with: - a drive shaft (13) for receiving a drive power; - A hydrostatic branch (17) via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the hydrostatic branch (17) comprising a variator (31) with a continuously variable transmission; - A mechanical branch (19) via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the mechanical branch (19) having at least one constant translation; - A summing gear (21) which combines the portion of the drive power transmitted by the hydrostatic branch (17) and the portion of the drive power transmitted by the mechanical branch (19); and - an output shaft (23) for outputting the combined portions of the drive power; wherein the variator (31) comprises a hydrostatic variable displacement pump (33) with adjustable delivery volume (V P ) and a hydrostatic variable displacement motor (35) with adjustable displacement (V M ), which are connected to one another via an, in particular closed, fluid circuit (37), characterized in that the variator (31) additionally comprises a hydrostatic constant motor (39) with a constant displacement, which is connected to the variable displacement pump (33) via said fluid circuit (37) and has a defined speed ratio with the variable displacement motor (35), and that the method comprises that, for an increase in the speed of the variable displacement motor (35), the displacement (V M ) of the variable displacement motor (35) is at least substantially reduced to zero when the displacement volume (V P ) of the variable displacement pump (33) is different from zero . Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass nach dem genannten Reduzieren des Schluckvolumens (VM) des Verstellmotors (35) bis auf null das Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) betragsmäßig erhöht wird, während das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) bei null gehalten wird.Procedure according to Claim 1 , wherein the method further comprises that after said reduction of the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) to zero, the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) is increased in terms of amount, while the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) is kept at zero. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass zum Erhöhen der Drehzahl des Verstellmotors (35) vor dem genannten Reduzieren des Schluckvolumens (VM) des Verstellmotors (35) bis auf null zunächst das Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) bis zu einem Übergangsfördervolumen, das betragsmäßig kleiner als ein maximales Fördervolumen (Vmax) der Verstellpumpe (33) ist, betragsmäßig erhöht wird, während das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) konstant, insbesondere bei einem maximalen Schluckvolumen (Vmax), gehalten wird, und dass nach Erreichen des Übergangsfördervolumens gleichzeitig mit dem genannten Reduzieren des Schluckvolumens (VM) des Verstellmotors (35) bis auf null das Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) betragsmäßig reduziert wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the method further comprises that to increase the speed of the adjusting motor (35) before said reduction of the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) down to zero, first the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) up to one Transitional delivery volume, which is smaller in amount than a maximum delivery volume (V max ) of the variable displacement pump (33), is increased in amount, while the displacement (V M ) of the displacement motor (35) is kept constant, in particular at a maximum displacement (V max ) , and that after reaching the transitional delivery volume, the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) is reduced in terms of amount at the same time as the above-mentioned reduction of the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) down to zero. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungsverzweigungsgetriebe (11) in einem ersten, rein hydrostatischen Fahrbereich (I) betreibbar ist, in dem der mechanische Zweig (19) unterbrochen ist, so dass die Antriebsleistung ausschließlich über den hydrostatischen Zweig (17) übertragen wird, und der sich von einer Abtriebsdrehzahl von null bis zu einer definierten Übergangsübersetzung erstreckt, wobei das Leistungsverzweigungsgetriebe (11) in einem zweiten, leistungsverzweigten Fahrbereich (II) betreibbar ist, in dem der mechanische Zweig (19) geschlossen ist, so dass die Antriebsleistung leistungsverzweigt teilweise über den hydrostatischen Zweig (17) und teilweise über den mechanischen Zweig (19) übertragen wird, und wobei das genannte Reduzieren des Schluckvolumens (VM) des Verstellmotors (35) bis auf null in dem zweiten Fahrbereich (II) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the power split transmission (11) can be operated in a first, purely hydrostatic driving range (I) in which the mechanical branch (19) is interrupted so that the drive power is transmitted exclusively via the hydrostatic branch (17) and which extends from an output speed of zero to a defined transition ratio, the power-split transmission (11) being operable in a second, power-split drive range (II) in which the mechanical branch (19) is closed so that the drive power power split is transmitted partly via the hydrostatic branch (17) and partly via the mechanical branch (19), and said reduction of the absorption volume (V M ) of the adjusting motor (35) to zero takes place in the second driving range (II). Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass zum Durchlaufen des ersten Fahrbereichs (I) zunächst das Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) von null auf ein maximales Fördervolumen (Vmax) verstellt wird, während das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) bei einem maximalen Schluckvolumen (Vmax) gehalten wird, und anschließend das Fördervolumen (VP) bei dem maximalen Fördervolumen (Vmax) gehalten wird, während das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) auf ein definiertes Übergangsschluckvolumen verstellt wird, bei dem sich die Übergangsübersetzung einstellt.Procedure according to Claim 4 , wherein the method further comprises that in order to run through the first driving range (I) the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) is adjusted from zero to a maximum delivery volume (V max ), while the displacement (V M ) of the variable displacement motor (35) is held at a maximum displacement (V max ), and then the delivery volume (V P ) is held at the maximum delivery volume (V max ), while the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) is adjusted to a defined transitional displacement at which the transitional translation occurs. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass für einen Wechsel aus dem ersten Fahrbereich (I) in einen nachfolgenden, insbesondere den zweiten, Fahrbereich (II) bei der Übergangsübersetzung der mechanische Zweig (19) mittels einer Kupplung (47, 49) geschlossen wird.Procedure according to Claim 5 , wherein the method further comprises that for a change from the first driving range (I) to a subsequent, in particular the second, driving range (II) during the transition, the mechanical branch (19) is closed by means of a clutch (47, 49). Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass zum Durchlaufen des zweiten Fahrbereichs (II) das Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) auf ein negatives Fördervolumen verstellt wird, während das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) bei dem maximalen Schluckvolumen (Vmax) gehalten wird, und anschließend das genannte Reduzieren des Schluckvolumens (VM) des Verstellmotors (35) bis auf null erfolgt.Method according to one of the Claims 4 to 6th , wherein the method further comprises that in order to pass through the second driving range (II) the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) is adjusted to a negative delivery volume, while the displacement (V M ) of the displacement motor (35) is at the maximum displacement (V max ) is held, and then said reducing of the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) takes place down to zero. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren ferner umfasst, dass zum Durchlaufen des zweiten Fahrbereichs (II) vor dem genannten Verstellen des Fördervolumens (VP) der Verstellpumpe (33) auf ein negatives Fördervolumen zunächst das Fördervolumen (VP) der Verstellpumpe (33) bei dem maximalen Fördervolumen (Vmax) gehalten wird, während das Schluckvolumen (VM) des Verstellmotors (35) auf das maximale Schluckvolumen (Vmax) verstellt wird.Procedure according to Claim 7 , wherein the method further comprises that to run through the second driving range (II) before said adjustment of the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) to a negative delivery volume, first the delivery volume (V P ) of the variable displacement pump (33) at the maximum Delivery volume (V max ) is held while the displacement (V M ) of the adjusting motor (35) is adjusted to the maximum displacement (V max). Leistungsverzweigungsgetriebe mit: - einer Antriebswelle (13) zum Empfangen einer Antriebsleistung; - einem hydrostatischen Zweig (17), über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der hydrostatische Zweig (17) einen Variator (31) mit stufenlos verstellbarer Übersetzung umfasst; - einem mechanischen Zweig (19), über den ein jeweiliger Anteil der Antriebsleistung übertragen werden kann, wobei der mechanische Zweig (19) zumindest eine konstante Übersetzung aufweist; - einem Summiergetriebe (21), welches den von dem hydrostatischen Zweig (17) übertragenen Anteil der Antriebsleistung und den von dem mechanischen Zweig (19) übertragenen Anteil der Antriebsleistung zusammenführt; - einer Abtriebswelle (23) zum Ausgeben der zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung; sowie - einer Steuereinheit zum Ansteuern des Leistungsverzweigungsgetriebes (11); wobei der Variator (31) eine hydrostatische Verstellpumpe (33) mit verstellbarem Fördervolumen (VP) sowie einen hydrostatischen Verstellmotor (35) mit verstellbarem Schluckvolumen (VM) umfasst, die über einen, insbesondere geschlossenen, Fluidkreislauf (37) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (31) zusätzlich einen hydrostatischen Konstantmotor (39 mit konstantem Schluckvolumen umfasst, der über den genannten Fluidkreislauf (37) mit der Verstellpumpe (33) verbunden ist und mit dem Verstellmotor (35) in einem definierten Drehzahlverhältnis steht, und dass die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das Leistungsverzweigungsgetriebe (11) gemäß einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche anzusteuern.Power split transmission with: - a drive shaft (13) for receiving a drive power; - A hydrostatic branch (17) via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the hydrostatic branch (17) comprising a variator (31) with a continuously variable transmission; - A mechanical branch (19) via which a respective portion of the drive power can be transmitted, the mechanical branch (19) having at least one constant translation; - A summing gear (21) which combines the portion of the drive power transmitted by the hydrostatic branch (17) and the portion of the drive power transmitted by the mechanical branch (19); - An output shaft (23) for outputting the combined portions of the drive power; and - a control unit for controlling the power split transmission (11); wherein the variator (31) comprises a hydrostatic variable displacement pump (33) with adjustable delivery volume (V P ) and a hydrostatic variable displacement motor (35) with adjustable displacement (V M ), which are connected to one another via an, in particular closed, fluid circuit (37), characterized in that the variator (31) additionally comprises a hydrostatic constant motor (39 with constant displacement, which is connected to the variable displacement pump (33) via said fluid circuit (37) and has a defined speed ratio with the variable displacement motor (35), and that the control unit is designed to control the power split transmission (11) according to a method according to one of the preceding claims. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 9, wobei das Summiergetriebe (11) einen ersten Eingang (25), in den der hydrostatische Zweig (17) mündet, einen zweiten Eingang (27), in den der mechanische Zweig (19) mündet, sowie einen Ausgang (29) aufweist, über den die zusammengeführten Anteile der Antriebsleistung an die Abtriebswelle (23) ausgegeben werden.Power split transmission according to Claim 9 , wherein the summing gear (11) has a first input (25) into which the hydrostatic branch (17) opens, a second input (27) into which the mechanical branch (19) opens, and an output (29) which the combined portions of the drive power are output to the output shaft (23). Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 10, wobei das Summiergetriebe (21) als Planetengetriebe ausgebildet ist, das ein Sonnenrad, einen Planetenträger sowie ein Hohlrad umfasst, welche koaxial zueinander drehbar gelagert sind, wobei an dem Planetenträger Planetenräder drehbar gelagert sind, die einerseits an dem Sonnenrad und andererseits an dem Hohlrad abwälzen, und wobei das Sonnenrad den ersten Eingang (25) bildet, das Hohlrad den zweiten Eingang (27) bildet und der Planetenträger den Ausgang (29) bildet.Power split transmission according to Claim 10 , wherein the summing gear (21) is designed as a planetary gear comprising a sun gear, a planet carrier and a ring gear, which are rotatably mounted coaxially to each other, with planet gears rotatably mounted on the planet carrier, which roll on the sun gear on the one hand and on the ring gear on the other , and wherein the sun gear forms the first input (25), the ring gear forms the second input (27) and the planet carrier forms the output (29). Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Verstellmotor (35) und der erste Eingang (25) des Summiergetriebes (21) koaxial angeordnet und vorzugsweise, insbesondere über eine durchgehende Welle (41), zu einer gemeinsamen Drehung miteinander gekoppelt sind.Power split transmission according to Claim 10 or 11 wherein the adjusting motor (35) and the first input (25) of the summing gear (21) are arranged coaxially and are preferably coupled to one another to rotate together, in particular via a continuous shaft (41). Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Leistungsverzweigungsgetriebe (11) eine Kupplung (45) aufweist, über welche der hydrostatische Zweig (17) mit dem Ausgang (29) des Summiergetriebes (21) direkt gekoppelt werden kann.Power split transmission according to one of the Claims 10 to 12th wherein the power split gear (11) has a clutch (45) via which the hydrostatic branch (17) can be coupled directly to the output (29) of the summing gear (21). Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 13, wobei eine Ausgangswelle des Konstantmotors (39) über eine Stirnradstufe mit einer Zwischenwelle (43), welche die Kupplung (45) aufweist, gekoppelt ist und die Zwischenwelle (43) über eine Stirnradstufe mit dem Ausgang (29) des Summiergetriebes (21) gekoppelt ist.Power split transmission according to Claim 13 , wherein an output shaft of the constant motor (39) is coupled via a spur gear stage to an intermediate shaft (43) which has the coupling (45) and the intermediate shaft (43) is coupled via a spur gear stage to the output (29) of the summing gear (21) is. Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der mechanische Zweig (19) mehrere Kupplungen (47, 49) aufweist, mittels welcher zwischen verschiedenen Leistungsflusspfaden durch den mechanischen Zweig (19) umgeschaltet werden kann, um eine Drehrichtungsumkehr zu bewirken und/oder um eine jeweilige von mehreren Gangstufen, die untereinander verschiedene konstante Übersetzungen aufweisen, auszuwählen.Power split transmission according to one of the Claims 9 to 14th , wherein the mechanical branch (19) has several clutches (47, 49), by means of which it is possible to switch between different power flow paths through the mechanical branch (19) in order to effect a reversal of the direction of rotation and / or a respective one of several gear steps that are mutually exclusive have different constant ratios.
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