CH716823B1 - Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi. - Google Patents

Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi. Download PDF

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CH716823B1 CH00271/21A CH2712021A CH716823B1 CH 716823 B1 CH716823 B1 CH 716823B1 CH 00271/21 A CH00271/21 A CH 00271/21A CH 2712021 A CH2712021 A CH 2712021A CH 716823 B1 CH716823 B1 CH 716823B1
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Tian Xiang
Cai Yingfeng
Chen Long
Xia Changgao
Han Jiangyi
Sun Xiaodong
Shi Dehua
Wang Feng
Yuan Chaochun
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Univ Jiangsu
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydromechanische Hybridgetriebceinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi. Die Getriebeeinrichtung umfasst eine Eingangswelle (1), einen Verzweigungsmechanismus (2), eine mechanische Getriebebaugruppe (3), eine hydraulische Getriebebaugruppe (4) und eine Ausgangswelle (5), wobei die Eingangswelle (1) über den Verzweigungsmechanismus (2) mit der mechanischen Getriebebaugruppe (3) und der hydraulischen Getriebebaugruppe (4), die parallel geschaltet sind, verbunden ist, wobei die mechanische Getriebebaugruppe (3) und die hydraulische Getriebebaugruppe (4) gleichzeitig mit der Ausgangswelle (5) verbunden sind, wobei durch Umschalten einer Kombination zwischen Gangwechselelementen drei Betriebszustände, nämlich ein rein hydraulisches Getriebe, ein hydromechanisches Hybridgetriebe und ein rein mechanisches Getriebe, verwirklichen werden. Vorteilhafte Auswirkung: Bei der vorliegenden Erfindung stehen mehrere Gänge zur Auswahl und somit können in Abhängigkeit von komplizierten Betriebszuständen mehrere Leistungsverteilungsmodi bereitgestellt werden, um die Getriebeleistung bei mechanischem Getriebe und die stufenlose Drehzahlverstellung bei hydraulischem Getriebe völlig auszunutzen, was für das Erhöhen der Betriebseffizienz, der Fahrdynamik und der Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zweckmäßig ist. Durch Verwendung einer Einwegkupplung bei der mechanischen Gangwechseleinrichtung kann neben Ermöglichen einer Motorbremsung eine gleichmäßige Verwendung der einzelnen Gangwechselelemente zum Verlängern der Lebensdauer erreicht werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung und stellt insbesondere eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi und ein zugehöriges Steuerverfahren bereit.
STAND DER TECHNIK
[0002] Beim Starten einer technischen Ausrüstung oder beim Betrieb während der Bewegung muss eine Getriebeeinrichtung in der Lage sein, ein Übersetzungsverhältnis zum Erzielen eines großen Drehmoments und einer niedrigen Drehzahl bereitzustellen, während bei einer Verlagerung die Getriebeeinrichtung in der Lage sein muss, ein Übersetzungsverhältnis zum Erzielen eines geringen Drehmoments und einer hohen Drehzahl bereitzustellen. Daher führt die Komplexität der Betriebszustände der technischen Ausrüstung zu höheren Anforderungen an ihre Getriebeeinrichtungen als bei Getriebeeinrichtungen üblicher Fahrzeuge und somit zu komplizierterem Aufbau. Bei Getriebeeinrichtungen technischer Ausrüstungen werden höhere Anforderungen gleichzeitig an das Übersetzungsverhältnis und das Drehmoment gestellt. Getriebeeinrichtungen üben einen wesentlichen Einfluss auf die Kraftstoffeffizienz technischer Ausrüstungen aus. Indem über die Getriebeeinrichtung der Motor möglichst bei einem wirtschaftlichen Betriebszustand betrieben wird, wird ein Beitrag zu der Erhöhung der Kraftstoffeffizienz geleistet. Eine herkömmliche Getriebeeinrichtung einer technischen Ausrüstung besteht jedoch aus einem hydraulischen Drehmomentwandler und einem Getriebekasten, die allgemein als Drehmomentwandler- und Getriebekastensystem bezeichnet werden. Der hydraulische Drehmomentwandler dient zum Herstellen einer nicht starren Verbindung zwischen dem Motor und dem Getriebekasten und zum Übertragen der Drehzahl und des Drehmoments des Motors auf den Getriebekasten. Schließlich wird das Übersetzungsverhältnis der technischen Ausrüstung durch einen Gangwechsel des Getriebekastens geändert, was einen herkömmlichem mechanischen Getriebemodus darstellt und die Anforderungen an Übersetzungsverhältnis bei komplizierten Betriebszuständen nicht erfüllen kann.
[0003] Bei bestehenden technischen Ausrüstungen stehen hydraulische Getriebesysteme zur Verfügung, bei denen durch einen Motor eine Hydraulikpumpe angetrieben und somit ein Hydraulikmotor zum Verwirklichen einer Bewegung angetrieben wird. Bei solchen hydraulischen Getriebesystemen wird jedoch als Übertragungsmedium Hydrauliköl verwendet und während der Leistungsübertragung wird Hochdrucköl erzeugt, wodurch hohe Anforderungen an die Dichtigkeit zwischen Elementen gestellt werden. Höhere Anforderungen an die Druckbeständigkeit der Hydraulikelemente führen zu höheren Kosten der Elemente. Des Weiteren ist der Getriebewirkungsgrad gegenüber mechanischen Getriebesystemen nicht hoch.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
[0004] Aufgabe der Erfindung: Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Lösen der vorstehenden Probleme eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi und ein zugehöriges Steuerverfahren bereitzustellen. Bei der vorliegenden Erfindung können in Abhängigkeit von komplizierten Betriebszuständen mehrere Leistungsverteilungsmodi bereitgestellt werden, um die hocheffiziente Getriebeleistung bei mechanischem Getriebe und die stufenlose Drehzahlverstellung bei hydraulischem Getriebe völlig auszunutzen, was für das Erhöhen der Betriebseffizienz, der Fahrdynamik und der Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zweckmäßig ist.
[0005] Technische Lösung: Eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi umfasst eine Eingangswelle, einen Verzweigungsmechanismus, eine mechanische Getriebebaugruppe, eine hydraulische Getriebebaugruppe und eine Ausgangswelle, wobei die Eingangswelle über den Verzweigungsmechanismus mit der mechanischen Getriebebaugruppe und der hydraulischen Getriebebaugruppe, die parallel geschaltet sind, verbunden ist, wobei die mechanische Getriebebaugruppe und die hydraulische Getriebebaugruppe gleichzeitig mit der Ausgangswelle verbunden sind, wobei die mechanische Getriebebaugruppe eine vordere Planetenradsatzbaugruppe und eine hintere Planetenradsatzbaugruppe, die in Reihe geschaltet sind, umfasst, wobei die vordere Planetenradsatzbaugruppe eine erste Kupplung, eine zweite Kupplung, eine dritte Kupplung, ein vorderes Planetenradsatz-Hohlrad, einen vorderen Planetenradsatz-Planetenträger, ein vorderes Planetenradsatz-Sonnenrad und eine erste Einwegkupplung umfasst, wobei die erste Kupplung sich zwischen dem Verzweigungsmechanismus und dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad befindet, wobei die zweite Kupplung und die dritte Kupplung parallel geschaltet und jeweils mit dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad verbunden sind, wobei zwischen der dritten Kupplung und dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad die erste Einwegkupplung angeordnet ist, wobei die Ausgangswelle mit dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger verbunden ist, wobei die hintere Planetenradsatzbaugruppe eine vierte Kupplung, ein hinteres Planetenradsatz-Sonnenrad, einen hinteren Planetenradsatz-Planetenträger, ein hinteres Planetenradsatz-Hohlrad, eine erste Bremse, eine zweite Bremse und eine zweite Einwegkupplung umfasst, wobei die vierte Kupplung sich zwischen dem Verzweigungsmechanismus und dem hinteren Planetenradsatz-Sonnenrad befindet, wobei die erste Bremse mit dem hinteren Planetenradsatz-Sonnenrad verbunden ist, wobei der hintere Planetenradsatz-Planetenträger mit dem vorderen Planetenradsatz-IIohlrad verbunden und zudem auch mit der zweiten Bremse und der zweiten Einwegkupplung, die parallel geschaltet sind, verbunden ist, und wobei das hintere Planetenradsatz-Hohlrad mit der Ausgangswelle verbunden ist.
[0006] Die hydraulische Getriebebaugruppe umfasst eine hydraulische Getriebe-Eingangskupplung, ein hydraulisches Getriebe-Eingangszahnradpaar, eine Hydraulikpumpe, ein Hydraulikölrohr, einen Hydraulikmotor, ein hydraulisches Getriebe-Ausgangszahnradpaar und eine hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung, wobei die Hydraulikpumpe über das hydraulische Getriebe-Eingangszahnradpaar mit dem Verzweigungsmechanismus verbunden ist, wobei zwischen dem hydraulischen Getriebe-Eingangszahnradpaar und der Hydraulikpumpe die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung angeordnet ist, wobei die Hydraulikpumpe über das Hydraulikölrohr mit dem Hydraulikmotor verbunden ist, wobei der Hydraulikmotor über das hydraulische Getriebe-Ausgangszahnradpaar mit der Ausgangswelle verbunden ist, wobei zwischen dem Hydraulikmotor und dem hydraulischen Getriebe-Ausgangszahnradpaar die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung angeordnet ist.
[0007] Der Verzweigungsmechanismus umfasst eine Verzweigungsbremse, ein Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad, einen Verzweigungsmechanismus-Planetenträger und ein Verzweigungsmechanismus-Hohlrad, wobei die Eingangswelle mit dem Verzweigungsmechanismus-Hohlrad verbunden ist, wobei das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad mit der hydraulischen Getriebebaugruppe verbunden ist, wobei an dem Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad die Verzweigungsbremse angeordnet ist, und wobei der Verzweigungsmechanismus-Planetenträger mit der mechanischen Getriebebaugruppe verbunden ist.
[0008] Durch Umschalten einer Kombination zwischen den Bremsen und den Kupplungen werden drei Getriebearten, nämlich ein rein hydraulisches Getriebe, ein hydromechanisches Hybridgetriebe und ein rein mechanisches Getriebe, verwirklicht, wobei die konkreten Getriebearten wie folgt aufgeführt sind: Rein hydraulisches Getriebe: Die erste Bremse, die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung, die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung und die vierte Kupplung sind geschlossen, während die anderen Getrieben und Bremsen geöffnet sind, wobei der Verzweigungsmechanismus-Planetenträger, indem die vierte Kupplung und die erste Bremse geschlossen sind, gebremst ist, wobei Leistung, indem die hydraulische Gctriebe-Eingangskupplung und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung geschlossen sind, über die Eingangswelle, das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad, das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad, das hydraulische Getriebe-Eingangszahnradpaar und die Eingangskupplung die Hydraulikpumpe zum Betrieb antreibt, wobei die Hydraulikpumpe mechanische Leistung in Hochdrucköl umwandelt und über das Hydraulikrohr den Hydraulikmotor zum Betrieb antreibt, wobei mechanische Leistung, die durch den Hydraulikmotor ausgegeben wird, über die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung und das hydraulische Getriebe-Ausgangszahnradpaar auf die Ausgangswelle übertragen wird, Rein mechanisches Getriebe: Die Verzweigungsbremse ist geschlossen, während die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung, die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung, die zweite Bremse und die vierte Kupplung geöffnet sind, wobei durch eine Kombination zwischen anderen Kupplungen und Bremsen eine Umschaltung zwischen Gängen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in dem rein mechanischen Getriebemodus verwirklicht wird, wobei in die hydraulische Getriebebaugruppe, indem die Verzweigungsbremse geschlossen ist und die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung geöffnet sind, keine Leistung eingegeben wird und Leistung über die Eingangswelle, das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad und den Verzweigungsmechanismus-Planetenträger auf die mechanische Getriebebaugruppe übertragen und nach Einstellen des Drehzahlverhältnisses durch die mechanische Getriebebaugruppe aus der Ausgangswelle ausgegeben wird, Hydromechanische Hybridgetriebe: Die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung und die hydraulische Gctriebe-Ausgangskupplung sind geschlossen, während die Verzweigungsbremse, die dritte Kupplung, die erste Einwegkupplung und die zweite Einwegkupplung geöffnet sind, wobei durch eine Kombination zwischen anderen Kupplungen und Bremsen eine Umschaltung zwischen Gängen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus verwirklicht wird, wobei Leistung über die Eingangswelle und das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad auf den Verzweigungsmechanismus-Planetenträger übertragen und an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger verzweigt wird und dann jeweils zu der mechanischen Getriebebaugruppe bzw. dem Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad fließt, wobei das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad mit der hydraulischen Getriebebaugruppe verbunden ist, wobei schließlich die Leistung auf der Ausgangswelle zusammenläuft und ausgegeben wird.
[0009] Der rein mechanische Getriebemodus umfasst einen Gang-I mechanischen Getriebes, einen Gang-II mechanischen Getriebes, einen Gang-III mechanischen Getriebes und einen Gang-IV mechanischen Getriebes, wobei das konkrete Verwirklichungsverfahren wie folgt lautet: Gang-I mechanischen Getriebes: Die erste Bremse, die erste Kupplung und die zweite Kupplung sind geöffnet, während die dritte Kupplung, die erste Einwegkupplung und die zweite Einwegkupplung geschlossen sind, wobei Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger der Reihe nach über die dritte Kupplung, die erste Einwegkupplung, das vordere Planeteniadsatz-Sonnenrad und den vorderen Planetenradsatz-Planetenträger auf die Ausgangswelle übertragen wird, Gang-II mechanischen Getriebes: Die erste Bremse, die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die zweite Einwegkupplung sind geöffnet, während die dritte Kupplung und die erste Einwegkupplung geschlossen sind, wobei Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger der Reihe nach durch die dritte Kupplung, die erste Einwegkupplung und das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad zu dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger fließt, wobei die Leistung an dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger jeweils auf die Ausgangswelle bzw. das vordere Planetenradsatz-Hohlrad verzweigt wird, wobei die Leistung des vorderen Planetenradsatz-Hohlrads der Reihe nach jeweils auf den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad übertragen wird und schließlich auf der Ausgangswelle zusammenläuft, Gang-III mechanischen Getriebes: Die erste Bremse, die zweite Kupplung und die zweite Einwegkupplung sind geöffnet, während die erste Kupplung, die dritte Einwegkupplung und die erste Einwegkupplung geschlossen sind, wobei Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger in die erste Kupplung eingegeben und verzweigt wird, jeweils zu dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad bzw. dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad fließt, auf dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger zusammenläuft und schließlich aus der Ausgangswelle ausgegeben wird, Gang-IV mechanischen Getriebes: Die zweite Kupplung, die dritte Kupplung, die erste Einwegkupplung und die zweite Einwegkupplung sind geöffnet, während die erste Kupplung und die erste Bremse geschlossen sind, wobei Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger der Reihe nach über die erste Kupplung, das vordere Planetenradsatz-Hohlrad, den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad auf die Ausgangswelle übertragen und ausgegeben wird,
[0010] Der hydromechanische Hybridgetriebemodus umfasst einen Gang-I des IIybridgetriebes, einen Gang-II des Hybridgetriebes, einen Gang-III des Hybridgetriebes und einen Gang-IV des Hybridgetriebes, wobei das konkrete Verwirklichungsverfahren wie folgt lautet: Gang-I des Hybridgetriebes: Die erste Bremse, die erste Kupplung und die vierte Kupplung sind geöffnet, während die zweite Bremse und die zweite Kupplung geschlossen sind, wobei Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger verzweigt wird, wobei ein Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad zu der hydraulischen Getriebebaugruppe fließt, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger der Reihe nach durch die zweite Kupplung, das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad und den vorderen Planetenradsatz-Planetenträger fließt und schließlich auf der Ausgangswelle zusammenläuft und ausgegeben wird, Gang-II des Hybridgetriebes: Die zweite Bremse, die erste Kupplung und die vierte Einwegkupplung sind geöffnet, während die erste Bremse und die zweite Kupplung geschlossen sind, wobei Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger verzweigt wird, wobei ein Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad zu der hydraulischen Getriebebaugruppe fließt, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger der Reihe nach durch die zweite Kupplung und das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad zu dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger fließt, wobei die Leistung an dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger jeweils auf die Ausgangswelle bzw. das vordere Planetenradsatz-Hohlrad verzweigt wird, wobei die Leistung des vorderen Planetenradsatz-Hohlrads der Reihe nach jeweils auf den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger bzw. das hintere Planetenradsatz-Hohlrad übertragen wird, wobei die drei verzweigten Teile der Leistung schließlich auf der Ausgangswelle zusammenlaufen, Gang-III des Hybridgetriebes: Die erste Bremse, die zweite Bremse und die vierte Kupplung sind geöffnet, während die erste Kupplung und die zweite Kupplung geschlossen sind, wobei Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger verzweigt wird, wobei ein Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad zu der hydraulischen Getriebebaugruppe fließt, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger in die zweite Kupplung eingegeben und verzweigt wird, jeweils zu dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad bzw. dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad fließt und auf dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger zusammenläuft, wobei die Leistung aus der mechanischen Getriebebaugruppe und der hydraulischen Getriebebaugruppe auf der Ausgangswelle zusammenläuft und ausgegeben wird, Gang-IV des Hybridgetriebes: Die erste Bremse, die erste Kupplung und die zweite Kupplung sind geöffnet, während die zweite Bremse und die vierte Kupplung geschlossen sind, wobei Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger verzweigt wird, wobei ein Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad zu der hydraulischen Getriebebaugruppe fließt, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger der Reihe nach durch die vierte Kupplung, das hintere Planetenradsatz-Sonnenrad und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad zu der Ausgangswelle fließt, wobei die Leistung aus der mechanischen Getriebebaugruppe und der hydraulischen Getriebebaugruppe auf der Ausgangswelle zusammenläuft und ausgegeben wird.
Tabelle 1 Beziehungen zwischen Getriebegängen und Gangwechselelementen
[0011]
[0012] Bei einem Gangwechsel in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus betreffen der Wechsel von dem Gang-I des Hybridgetriebes auf den Gang-II des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-II des Hybridgetriebes auf den Gang-III des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-III des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes vier Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I des Hybridgetriebes auf den Gang-III des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente und der Wechsel von dem Gang-II des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes vier Gangwechselelemente, wobei bei einem Gangwechsel, der zwei oder weniger Gangwechselelemente betrifft, eine Optimierungslösung sich aus nicht mehr als drei Erprobungen ergeben kann, wobei bei einem Gangwechsel, der drei oder vier Gangwechselelemente betrifft und bei dem keine Wechselwirkung vorliegt, eine Auswertung anhand eines orthogonalen Feldes erfolgt, wobei bei einem Gangwechsel, der vier Gangwechselelemente betrifft, vier Spalten eines orthogonalen Feldes völlig ausgenutzt werden, wobei bei einem Gangwechsel, der drei Gangwechselelemente betrifft, hingegen irgendwelche drei Spalten eines orthogonalen Feldes ausgewählt werden, wobei die Änderung, die Änderungsrate und das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie die Zeit als Bewertungsindikatoren festgelegt und eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung als drei Stufen ausgewählt werden, um eine orthogonale Auswertung mit Wechselwirkung durchzuführen, wobei durch Erprobungen Erprobungsdaten erhalten werden, wobei dann anhand einer Varianzanalysentabelle die Quadratsumme der Abweichung und der Freiheitsgrad der Faktoren und der Fehler ermittelt und mit einem kritischen Wert verglichen werden, um die Signifikanz der Faktoren und der Fehler zu ermitteln, womit eine bevorzugte Lösung für die einzelnen Bewertungsindikatoren erhalten und anhand eines Gewichtungskoeffizienten eine Optimierungslösung bestimmt wird, und wobei anhand der bei verschiedenen Betriebszuständen erhaltenen Umschaltsequenzdaten des Gangwechselmechanismus die Umschaltsequenz der einzelnen Gruppen von Schaltwechselelementen gruppenweise gesteuert wird.
[0013] Das Steuerverfahren des Gangwechsels in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus umfasst konkret folgende Schritte: 1) Auswählen der Änderung α, der Änderungsrate β und des quadratischen Differentials γ der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie der Zeit t des Gangwechsels als Bewertungsindikatoren, wobei α, β und γ jeweils ein Differential nullter Ordnung, erster Ordnung und zweiter Ordnung der Drehzahl sind und zusammen mit der Zeit t räumlich-zeitliche Bewertungsindikatoren bilden, wobei die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird:
wobei α für die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle, ωofür die Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle im Beharrungszustand und ωomnfür die minimale Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird:
wobei β für die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei das Drehmoment der Ausgangswelle beträgt:
wobei Tofür das Drehmoment der Ausgangswelle und Jofür die Drehträgheit der Ausgangswelle steht, wobei das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird:
wobei γ für das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei es sich bei dem Ruck um die Änderungsrate der Beschleunigung eines Fahrzeugs in Längsrichtung handelt,
wobei j für den Ruck, rdfür den Radius des Reifens, igfür das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und i0für das Übersetzungsverhältnis der Antriebsachse steht, 2) Erstellen eines orthogonalen Feldes L9(3<4>) gemäß Tabelle 2, wobei es sich bei „1“, „2“ und „3“ um drei Stufen, die jeweils für eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung des betroffenen Gangwechselelements stehen, bei „a“, „b“, „c“ und „d“ um vier Faktoren, die jeweils für Gangwechselelemente ohne Wechselwirkung stehen, bei n um die Gesamtanzahl der Erprobungen, wobei n = 9, bei um die Summe der Erprobungsergebnisse in Bezug auf die i -te Stufe des Faktors (i ∈ (1,2,3) und F ∈ (a, b, c, d)) handelt,
Tabelle 2 Orthogonales Feld der Umschaltsequenz der Elemente in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus
[0014] 1 2 3 4 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 wobei der Ausdruck der einzelnen Symbole wie folgt lautet:
[0015] Spannweite: wobei anhand der Spannweitendaten die Rangfolge der einzelnen Faktoren, eine bevorzugte Lösung der einzelnen Bewertungsindikatoren und schließlich anhand des Gewichtungskoeffizienten eine optimale Lösung bestimmt werden,
[0016] Bestimmen der optimalen Lösung: wobei ξ für umfassenden Bewertungsindikator, ξkfür einzelnen Bewertungsindikator, ξk min/ξk maxfür Ober-/Untergrenze des einzelnen Bewertungsindikators und λkfür Gewichtungskoeffizienten steht, 3) Erstellen des Tabellenkopfs des orthogonalen Feldes, Festlegen des Erprobungsschemas und Durchführen von 9 Erprobungen, um die Erprobungsergebnisse zu erhalten, 4) Berechnen der Spannweite anhand der Erprobungsergebnisse, Bestimmen der Rangfolge der Faktoren, Erhalten einer bevorzugten Lösung der einzelnen Bewertungsindikatoren ξkund Bestimmen einer Optimierungslösung anhand des Gewichtungskocffizienten λk, wobei die Optimierungslösung der hydromechanischen Hybridgänge anhand der folgenden Formel bestimmt wird: wobei ξ für umfassenden Bewertungsindikator, ξkfür einzelnen Bewertungsindikator, ξk min/ξk maxfür Ober-/Untergrenze des einzelnen Bewertungsindikators und λkfür Gewichtungskoeffizicnten steht, 5) Wenn die Optimierungslösung die Anforderungen noch nicht erfüllen kann, kann die Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ erhöht oder reduziert werden, wobei alternativ dazu verschiedene Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ ausgewählt werden kann, bis die Anforderung erfüllt wird.
[0017] Bei einem Gangwechsel in dem rein mechanischen Getriebemodus betreffen der Wechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-II mechanischen Getriebes ein Gangwechselelement, der Wechsel von dem Gang-II mechanischen Getriebes auf den Gang-III mechanischen Getriebes ein Gangwechselelement, der Wechsel von dem Gang-III mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes drei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-III mechanischen Getriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes fünf Gangwechselelemente und der Wechsel von dem Gang-II mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes vier Gangwechselelemente, wobei bei einem Gangwechsel, der zwei oder weniger Gangwechselelemente betrifft, eine Optimierungslösung sich aus nicht mehr als drei Erprobungen ergeben kann, wobei bei einem Gangwechsel, der drei Gangwechselelemente betrifft und bei dem eine Wechselwirkung zwischen zwei Gangwechselelemente davon vorliegt, bei einem Gangwechsel, der fünf Gangwechselelemente betrifft und bei dem eine Wechselwirkung zwischen drei Gangwechselelemente davon vorliegt und bei einem Gangwechsel, der vier Gangwechselelemente betrifft und bei dem eine Wechselwirkung zwischen zwei Gangwechselelemente davon vorliegt, eine Auswertung anhand eines orthogonalen Feldes erfolgt und bei der Auswertung eine entsprechende Liste gewählt wird, wobei die Änderung, die Änderungsrate und das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie die Zeit als Bewerlungsindikaloren festgelegt und eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung als drei Stufen ausgewählt werden, um eine orthogonale Auswertung ohne Wechselwirkung durchzuführen, wobei durch Erprobungen Erprobungsdaten erhalten werden, wobei anhand der Erprobungsdaten eine Spannweite berechnet, die Rangfolge der Faktoren bestimmt und eine bevorzugte Lösung für die einzelnen Bewertungsindikatoren erhalten wird, wobei anhand des Gewichtungskoeffizienten eine Optimierungslösung bestimmt wird, und wobei anhand der Optimierungslösung bei verschiedenen Betriebszuständen gepaarte Matrixprogramme erstellt werden, anhand von denen die Umschaltung zwischen Gängen gesteuert wird.
[0018] Das Steuerverfahren des Gangwechsels in dem rein mechanischen Getriebemodus umfasst konkret folgende Schritte: 1) Auswählen der Änderung α, der Änderungsrate β und des quadratischen Differentials γ der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie der Zeit t als Bewertungsindikatoren, wobei α, β und γ jeweils ein Differential nullter Ordnung, erster Ordnung und zweiter Ordnung der Drehzahl sind und zusammen mit der Zeit t räumlich-zeitliche Bewertungsindikatoren bilden, wobei die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: wobei α für die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle, ωofür die Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle im Beharrungszustand und ωo minfür die minimale Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird:
wobei β für die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei das Drehmoment der Ausgangswelle anhand der folgenden Formel bestimmt wird: wobei Tofür das Drehmoment der Ausgangswelle und Jofür die Drehträgheit der Ausgangswelle steht, wobei das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: wobei γ für das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei es sich bei dem Ruck um die Änderungsrate der Beschleunigung eines Fahrzeugs in Längsrichtung handelt und er anhand der folgenden Formel bestimmt wird, wobei j für den Ruck, rdfür den Radius des Reifens, igfür das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und i0für das Übersetzungsverhältnis der Antriebsachse steht, 2) Erstellen eines orthogonalen Feldes L27(3<13>) gemäß Tabelle 3, wobei „1“, „2“ und „3“ jeweils für eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung des betroffenen Gangwechselelements, „a“ und „b“ jeweils für Gangwechselelemente ohne Wechselwirkung und „c“, „d“ und „e“ jeweils für Gangwechselelemente mit Wechselwirkung stehen, wobei n für die Gesamtanzahl der Erprobungen steht, wobei n = 27, wobei für die Summe der Erprobungsergebnisse in Bezug auf die i-te Stufe des Faktors (i ∈ (1,2,3) und F ∈ (e, c, e×c1, e×c2, d, e×d1, e×d2, c×d1, a, b, c×d2)) steht,
Tabelle 3 Orthogonales Feld der Umschaltsequenz der Elemente in dem mechanischen Getriebemodus
[0019] wobei der Ausdruck der einzelnen Symbole wie folgt lautet:
3) Erstellen des Tabellenkopfs des orthogonalen Feldes gemäß Tabelle 4, Festlegen des Erprobungsschemas, Durchführen von 27 Erprobungen, um die Erprobungsergebnisse xi(i = 1, ..., 27) zu erhalten, und Berechnen der betroffenen statistischen Werte, 4) Ermitteln der Quadratsumme der Abweichung und des Freiheitsgrads der Faktoren und der Fehler anhand einer Varianzanalysentabelle, Bestimmen der F-Wert und Vergleichen mit einem kritischen Wert, um die Signifikanz der Faktoren und der Fehler zu ermitteln,
Tabelle 4 Varianzanalysentabelle für die Umschaltsequenz der Elemente in dem mechanischen Getriebemodus
[0020] wobei die gesamte Quadratsumme Qrder Abweichung, die Quadratsumme QFder Abweichung der einzelnen Faktoren und die Quadratsumme Qeder Abweichung der Fehler jeweils betragen:
QF= UF- P wobei der gesamte Freiheitsgrad bei fr= 26, der Freiheitsgrad der einzelnen Faktoren bei fF= 2 und der Freiheitsgrad der Fehler bei fe= 4 liegt, wobei die durchschnittliche Quadratsumme der Abweichung der Faktoren und der Fehler beträgt:
[0021] F -Wert: wobei die Varianzanalysentabelle für die Umschaltsequenz der Elemente in dem mechanischen Getriebemodus aus Tabelle 1 zu entnehmen ist: wobei die Varianz vor allem aus drei Quellen stammt: (1) „a“, „b“, „c“, „d“ und „e“, (2) „e×c“ (umfassend zwei Teile, nämlich e×c1 und e×c2), „e×d“ (umfassend zwei Teile, nämlich e×d1 und e×d2) und „c×d“ (umfassend zwei Teile, nämlich c×d1 und c×d2), (3) Fehler e*, wobei anhand der Quadratsumme der Abweichung, des Freiheitsgrads und der durchschnittlichen Quadratsumme der Abweichung der einzelnen ermittelten Faktoren und Fehler der Quellen der Varianz der Wert FF mit dem Wert Fα(fF, fe) verglichen wird, wobei der Faktor einen signifikanten Einfluss aufweist, wenn FF> Fα(fF, fe), und ansonsten nicht signifikant ist, wobei ein signifikanter Faktor ausgewählt und die Prioritätsrangfolge der einzelnen Faktoren intuitiv analysiert und die optimale Gangwechsel-Lösung bestimmt wird, wobei die Optimierungslösung der mechanischen Gänge anhand der folgenden Formel bestimmt wird: wobei ζ für umfassenden Bewertungsindikator, ζkfür einzelnen Bewertungsindikator, ζk min/ζk maxfür Ober-/Untergrenze des einzelnen Bewertungsindikators und µkfür Gewichtungskoeffizienten steht, Vorteilhafte Auswirkung: 1. Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Umschaltung zwischen einem hydraulischen Getriebe, einem hydromechanischen Hybridgetriebe und einem mechanischen Getriebe möglich. Bei einzelnen Getriebemodi stehen mehrere Gänge zur Auswahl und somit können in Abhängigkeit von komplizierten Betriebszuständen mehrere Leistungsverteilungsmodi bereitgestellt werden, um die Getriebeleistung bei mechanischem Getriebe und die stufenlose Drehzahlverstellung bei hydraulischem Getriebe völlig auszunutzen, was für das Erhöhen der Betriebseffizienz, der Fahrdynamik und der Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zweckmäßig ist. 2. Durch Verwendung einer Einwegkupplung bei der mechanischen Gangwechseleinrichtung kann neben Ermöglichen einer Motorbremsung eine gleichmäßige Verwendung der einzelnen Gangwechselelemente zum Verlängern der Lebensdauer erreicht werden. ;DARSTELLUNG DER ERFINDUNG;[0022] Figur 1 eine Prinzipdarstellung der Struktur der vorliegenden Erfindung, Figur 2 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei rein hydraulischem Getriebe in der vorliegenden Erfindung, Figur 3 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-I mechanischen Getriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 4 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-II mechanischen Getriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 5 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-III mechanischen Getriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 6 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-IV mechanischen Getriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 7 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-I des Hybridgetriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 8 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-II des Hybridgetriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 9 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-III des Hybridgetriebes in der vorliegenden Erfindung, Figur 10 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei dem Gang-IV des Hybridgetriebes in der vorliegenden Erfindung.;KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN;[0023] Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen näher beschrieben. ;[0024] Wie sich aus Figur 1 ergibt, umfasst eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi eine Eingangswelle 1, einen Verzweigungsmechanismus 2, eine mechanische Getriebebaugruppe 3, eine hydraulische Getriebebaugruppe 4 und eine Ausgangswelle 5. Die Eingangswelle 1 ist über den Verzweigungsmechanismus 2 mit der mechanischen Getriebebaugruppe 3 und der hydraulischen Getriebebaugruppe 4, die parallel geschaltet sind, verbunden. Die mechanische Getriebebaugruppe 3 und die hydraulische Getriebebaugruppe 4 sind gleichzeitig mit der Ausgangswelle 5 verbunden. Die mechanische Getriebebaugruppe 3 umfasst eine vordere Planetenradsatzbaugruppe 31 und eine hintere Planetenradsatzbaugruppe 32, die in Reihe geschaltet sind. ;[0025] Die vordere Planetenradsatzbaugruppe 31 umfasst eine erste Kupplung 311, eine zweite Kupplung 312, eine dritte Kupplung 313, ein vorderes Planetenradsatz-Hohlrad 314, einen vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315, ein vorderes Planetenradsatz-Sonnenrad 316 und eine erste Einwegkupplung 317.Die erste Kupplung 311 befindet sich zwischen dem Verzweigungsmechanismus 2 und dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad 314. Die zweite Kupplung 312 und die dritte Kupplung 313 sind parallel geschaltet und jeweils mit dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad 316 verbunden. Zwischen der dritten Kupplung 313 und dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad 316 ist die erste Einwegkupplung 317 angeordnet. Die Ausgangswelle 5 ist mit dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 verbunden. ;[0026] Die hintere Planetenradsatzbaugruppe 32 umfasst eine vierte Kupplung 321, ein hinteres Planetenradsatz-Sonnenrad 322, einen hinteren Planetenradsatz-Planetenträger 323, ein hinteres Planetenradsatz-Hohlrad 324, eine erste Bremse 325, eine zweite Bremse 326 und eine zweite Einwegkupplung 327. Die vierte Kupplung 321 befindet sich zwischen dem Verzweigungsmechanismus 2 und dem hinteren Planetenradsatz-Sonnenrad 322. Die erste Bremse 325 ist mit dem hinteren Planetenradsatz-Sonnenrad 322 verbunden. Der hintere Planetenradsatz-Planetenträger 323 ist mit dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad 314 verbunden und zudem auch mit der zweiten Bremse 326 und der zweiten Einwegkupplung 327, die parallel geschaltet sind, verbunden ist. Das hintere Planetenradsatz-Hohlrad 324 ist mit der Ausgangswelle 5 verbunden. ;[0027] Die hydraulische Getriebebaugruppe 4 umfasst eine hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41, ein hydraulisches Getriebe-Eingangszahnradpaar 42, eine Hydraulikpumpe 43, ein Hydraulikölrohr 44, einen Hydraulikmotor 45, ein hydraulisches Getriebe-Ausgangszahnradpaar 46 und eine hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47. Die Hydraulikpumpe 43 ist über das hydraulische Getriebe-Eingangszahnradpaar 42 mit dem Verzweigungsmechanismus 2 verbunden. Zwischen dem hydraulischen Getriebe-Eingangszahnradpaar 42 und der Hydraulikpumpe 43 ist die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41 angeordnet. Die Hydraulikpumpe 43 ist über das Hydraulikölrohr 44 mit dem Hydraulikmotor 45 verbunden. Der Hydraulikmotor 45 ist über das hydraulische Getriebe-Ausgangszahnradpaar 46 mit der Ausgangswelle 5 verbunden. Zwischen dem Hydraulikmotor 45 und dem hydraulischen Getriebe-Ausgangszahnradpaar 46 ist die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47 angeordnet. ;[0028] Der Verzweigungsmechanismus 2 umfasst eine Verzweigungsbremse 21, ein Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22, einen Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 und ein Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24. Die Eingangswelle 1 ist mit dem Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24 verbunden. Das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 ist mit der hydraulischen Getriebebaugruppe 4 verbunden. An dem Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 ist die Verzweigungsbremse 21 angeordnet. Der Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 ist mit der mechanischen Getriebebaugruppe 3 verbunden. ;[0029] Wie aus Figur 1 zu entnehmen ist, werden durch Umschalten einer Kombination zwischen den Bremsen und den Kupplungen drei Getriebearten, nämlich ein rein hydraulisches Getriebe, ein hydromechanisches Hybridgetriebe und ein rein mechanisches Getriebe, verwirklicht, wobei die konkreten Getriebearten wie folgt aufgeführt sind: Wie aus Figur 2 zu entnehmen ist, sind bei rein hydraulischem Getriebe die erste Bremse 325, die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41, die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47 und die vierte Kupplung 321 geschlossen, während die anderen Getriebe und Bremsen geöffnet sind. Indem die vierte Kupplung 321 und die erste Bremse 325 geschlossen sind, ist der Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 gebremst. Indem die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41 und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47 geschlossen sind, treibt Leistung über die Eingangswelle 1, das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24, das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22, das hydraulische Getriebe-Eingangszahnradpaar 42 und die Eingangskupplung 41 die Hydraulikpumpe 43 zum Betrieb an. Die Hydraulikpumpe 43 wandelt mechanische Leistung in Hochdrucköl um und treibt über das Hydraulikrohr 44 den Hydraulikmotor 45 zum Betrieb an. Mechanische Leistung, die durch den Hydraulikmotor 45 ausgegeben wird, wird über die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47 und das hydraulische Getriebe-Ausgangszahnradpaar 46 auf die Ausgangswelle 5 übertragen.;[0030] Wie sich aus Figur 3, 4, 5 und 6 ergibt, ist bei rein mechanischem Getriebe die Verzweigungsbremse 21 geschlossen, während die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41, die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47, die zweite Bremse 326 und die vierte Kupplung 321 geöffnet sind. Durch eine Kombination zwischen anderen Kupplungen und Bremsen wird eine Umschaltung zwischen Gängen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in dem rein mechanischen Getriebemodus verwirklicht. Indem die Verzweigungsbremse 21 geschlossen ist und die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41 und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47 geöffnet sind, wird in die hydraulische Getriebebaugruppe 4 keine Leistung eingegeben und Leistung wird über die Eingangswelle 1, das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24 und den Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 auf die mechanische Getriebebaugruppe 3 übertragen und nach Einstellen des Drehzahlverhältnisses durch die mechanische Getriebebaugruppe 3 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. ;[0031] Wie aus Figur 7, 8, 9 und 10 zu entnehmen ist, sind bei hydromechanischem Hybridgetriebe die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung 41 und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung 47 geschlossen, während die Verzweigungsbremse 21, die dritte Kupplung 313, die erste Einwegkupplung 317 und die zweite Einwegkupplung 327 geöffnet sind. Durch eine Kombination zwischen anderen Kupplungen und Bremsen wird eine Umschaltung zwischen Gängen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus verwirklicht. Leistung wird über die Eingangswelle 1 und das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24 auf den Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 übertragen und an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 verzweigt und fließt dann jeweils zu der mechanischen Getriebebaugruppe 3 bzw. dem Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22. Das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 ist mit der hydraulischen Getriebebaugruppe 4 verbunden. Schließlich läuft die Leistung auf der Ausgangswelle 5 zusammen und wird ausgegeben. ;[0032] Der rein mechanische Getriebemodus umfasst einen Gang-I mechanischen Getriebes, einen Gang-II mechanischen Getriebes, einen Gang-III mechanischen Getriebes und einen Gang-IV mechanischen Getriebes, wobei das konkrete Verwirklichungsverfahren wie folgt lautet: Wie sich aus Figur 3 ergibt, sind bei dem Gang-I mechanischen Getriebes die erste Bremse 325, die erste Kupplung 311 und die zweite Kupplung 312 geöffnet, während die dritte Kupplung 313, die erste Einwegkupplung 317 und die zweite Einwegkupplung 327 geschlossen sind. Leistung wird aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 der Reihe nach über die dritte Kupplung 313, die erste Einwegkupplung 317, das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad 316 und den vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 auf die Ausgangswelle 5 übertragen.;[0033] Wie aus Figur 4 zu entnehmen ist, sind bei dem Gang-II mechanischen Getriebes die erste Bremse 325, die erste Kupplung 311, die zweite Kupplung 312 und die zweite Einwegkupplung 327 geöffnet, während die dritte Kupplung 313 und die erste Einwegkupplung 317 geschlossen sind. Leistung fließt aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 der Reihe nach durch die dritte Kupplung 313, die erste Einwegkupplung 317 und das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad 316 zu dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315. Die Leistung an dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 wird jeweils auf die Ausgangswelle 5 bzw. das vordere Planetenradsatz-Hohlrad 314 verzweigt. Die Leistung des vorderen Planetenradsatz-Hohlrads 314 wird der Reihe nach jeweils auf den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger 323 und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad 324 übertragen und läuft schließlich auf der Ausgangswelle 5 zusammen. ;[0034] Wie sich aus Figur 5 ergibt, sind bei dem Gang-III mechanischen Getriebes die erste Bremse 325, die zweite Kupplung 312 und die zweite Einwegkupplung 327 geöffnet, während die erste Kupplung 311, die dritte Einwegkupplung 313 und die erste Einwegkupplung 317 geschlossen sind. Leistung wird aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 in die erste Kupplung 311 eingegeben und verzweigt, fließt jeweils zu dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad 314 bzw. dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad 316, läuft auf dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 zusammen und wird schließlich aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. ;[0035] Wie aus Figur 6 zu entnehmen ist, sind bei dem Gang-IV mechanischen Getriebes die zweite Kupplung 312, die dritte Kupplung 313, die erste Einwegkupplung 317 und die zweite Einwegkupplung 327 geöffnet, während die erste Kupplung 311 und die erste Bremse 325 geschlossen sind. Leistung wird aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 der Reihe nach über die erste Kupplung 311, das vordere Planetenradsatz-Hohlrad 314, den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger 323 und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad 324 auf die Ausgangswelle 5 übertragen und ausgegeben. ;[0036] Der hydromechanische Hybridgetriebemodus umfasst einen Gang-I des Hybridgetriebes, einen Gang-II des Hybridgetriebes, einen Gang-III des Hybridgetriebes und einen Gang-IV des Hybridgetriebes, wobei das konkrete Verwirklichungsverfahren wie folgt lautet: Wie sich aus Figur 7 ergibt, sind bei dem Gang-I des Hybridgetriebes die erste Bremse 325, die erste Kupplung 311 und die vierte Kupplung 321 geöffnet, während die zweite Bremse 326 und die zweite Kupplung 312 geschlossen sind. Leistung wird über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24 an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 verzweigt. Ein Teil der Leistung fließt aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 zu der hydraulischen Getriebebaugruppe 4, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 der Reihe nach durch die zweite Kupplung 312, das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad 316 und den vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 fließt und schließlich auf der Ausgangswelle 5 zusammenläuft und ausgegeben wird.;[0037] Wie aus Figur 8 zu entnehmen ist, sind bei dem Gang-II des Hybridgetriebes die zweite Bremse 326, die erste Kupplung 311 und die vierte Einwegkupplung 321 geöffnet, während die erste Bremse 325 und die zweite Kupplung 312 geschlossen sind. Leistung wird über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24 an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 verzweigt. Ein Teil der Leistung fließt aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 zu der hydraulischen Getriebebaugruppe 4, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 der Reihe nach durch die zweite Kupplung 312 und das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad 316 zu dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 fließt. Die Leistung an dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 wird jeweils auf die Ausgangswelle 5 bzw. das vordere Planetenradsatz-Hohlrad 314 verzweigt. Die Leistung des vorderen Planetenradsatz-Hohlrads 314 wird der Reihe nach jeweils auf den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger 323 bzw. das hintere Planetenradsatz-Hohlrad 324 übertragen. Die drei verzweigten Teile der Leistung laufen schließlich auf der Ausgangswelle 5 zusammen. ;[0038] Wie sich aus Figur 9 ergibt, sind bei dem Gang-III des Hybridgetriebes die erste Bremse 325, die zweite Bremse 326 und die vierte Kupplung 321 geöffnet, während die erste Kupplung 311 und die zweite Kupplung 312 geschlossen sind. Leistung wird über das Verzweigungsmechanismus-Hohliad 24 an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 verzweigt. Ein Teil der Leistung fließt aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 zu der hydraulischen Getriebebaugruppe 4, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 in die zweite Kupplung 312 eingegeben und verzweigt wird, jeweils zu dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad 314 bzw. dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad 316 fließt und auf dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger 315 zusammenläuft. Die Leistung aus der mechanischen Getriebebaugruppe 3 und der hydraulischen Getriebebaugruppe 4 läuft auf der Ausgangswelle 5 zusammen und wird ausgegeben. ;[0039] Wie aus Figur 10 zu entnehmen ist, sind bei dem Gang-IV des Hybridgetriebes die erste Bremse 325, die erste Kupplung 311 und die zweite Kupplung 312 geöffnet, während die zweite Bremse 326 und die vierte Kupplung 321 geschlossen sind. Leistung wird über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad 24 an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 verzweigt. Ein Teil der Leistung fließt aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad 22 zu der hydraulischen Getriebebaugruppe 4, während der andere Teil der Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger 23 der Reihe nach durch die vierte Kupplung 321, das hintere Planetenradsatz-Sonnenrad 322 und den das hinteren Planetenradsatz-Planetenträger Hohlrad 324 zu der Ausgangswelle 5 fließt. Die Leistung aus der mechanischen Getriebebaugruppe 3 und der hydraulischen Getriebebaugruppe 4 läuft auf der Ausgangswelle 5 zusammen und wird ausgegeben. ;[0040] Bei einem Gangwechsel in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus betreffen der Wechsel von dem Gang-I des Hybridgetriebes auf den Gang-II des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-II des Hybridgetriebes auf den Gang-III des Hybridgetriebes zwei Gangwechselclemente, der Wechsel von dem Gang-III des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes vier Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I des Hybridgetriebes auf den Gang-III des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes zwei Gangwechselelemente und der Wechsel von dem Gang-II des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes vier Gangwechselelemente. ;[0041] Bei einem Gangwechsel, der zwei oder weniger Gangwechselelemente betrifft, kann eine Optimierungslösung sich aus nicht mehr als drei Erprobungen ergeben. Bei einem Gangwechsel, der drei oder vier Gangwechselelemente betrifft und bei dem keine Wechselwirkung vorliegt, erfolgt eine Auswertung anhand eines orthogonalen Feldes. Bei einem Gangwechsel, der vier Gangwechselelemente betrifft, werden vier Spalten eines orthogonalen Feldes völlig ausgenutzt. Bei einem Gangwechsel, der drei Gangwechselelemente betrifft, werden hingegen irgendwelche drei Spalten eines orthogonalen Feldes ausgewählt. ;[0042] Die Änderung, die Änderungsrate und das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie die Zeit werden als Bewertungsindikatoren festgelegt und eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung als drei Stufen ausgewählt, um eine orthogonale Auswertung mit Wechselwirkung durchzuführen. Durch Erprobungen werden Erprobungsdaten erhalten, wobei dann anhand einer Varianzanalysentabelle die Quadratsumme der Abweichung und der Freiheitsgrad der Faktoren und der Fehler ermittelt und mit einem kritischen Wert verglichen werden, um die Signifikanz der Faktoren und der Fehler zu ermitteln, womit eine bevorzugte Lösung für die einzelnen Bewertungsindikatoren erhalten und anhand eines Gewichtungskoeffizienten eine Optimierungslösung bestimmt wird. Anhand der bei verschiedenen Betriebszuständen erhaltenen Umschaltsequenzdaten des Gangwechselmechanismus wird die Umschaltsequenz der einzelnen Gruppen von Schaltwechselelementen gruppenweise gesteuert. ;[0043] Das Steuerverfahren des Gangwechsels in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus umfasst konkret folgende Schritte: 1) Auswählen der Änderung α, der Änderungsrate β und des quadratischen Differentials γ der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie der Zeit t als Bewertungsindikatoren, wobei α, β und γ jeweils ein Differential nullter Ordnung, erster Ordnung und zweiter Ordnung der Drehzahl sind und zusammen mit der Zeit t räumlich-zeitliche Bewertungsindikatoren bilden, wobei die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: wobei α für die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle, ωofür die Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle im Beharrungszustand und ωo ninfür die minimale Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: ;wobei β für die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei das Drehmoment der Ausgangswelle beträgt: To= β·Jo wobei Tofür das Drehmoment der Ausgangswelle und Jofür die Drehträgheit der Ausgangswelle steht, wobei das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle beträgt: ;wobei γ für das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei es sich bei dem Ruck um die Änderungsrate der Beschleunigung eines Fahrzeugs in Längsrichtung handelt, ;wobei j für den Ruck, rdfür den Radius des Reifens, igfür das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und i0für das Übersetzungsverhältnis der Antriebsachse steht, 2) Erstellen eines orthogonalen Feldes L9(3<4>) gemäß Tabelle 2, wobei es sich bei „1“, „2“ und „3“ um drei Stufen, die jeweils für eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung des betroffenen Gangwechselelements stehen, bei „a“, „b“, „c“ und „d“ um vier Faktoren, die jeweils für Gangwechselelemente ohne Wechselwirkung stehen, bei n um die Gesamtanzahl der Erprobungen, wobei n = 9, bei um die Summe der Erprobungsergebnisse in Bezug auf die i-te Stufe des Faktors (i ∈ (1,2,3) und F ∈ (a, b, c, d)) handelt, ;[0044] Beispielsweise bei einem Gangwechsel von dem Gang-II des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes werden die folgenden Schritte durchgeführt: Bestimmen der Bremse B2, der Bremse B3, der Kupplung C3 und der Kupplung C5 als vier Faktoren, wobei die Umschaltsequenzen der vier Gangwechselelemente die vier Faktoren, die die Gangwechselqualität des Getriebesystems beeinflussen, darstellen.;[0045] Auswählen einer „vorzeitigen“, einer „rechtzeitigen“ und einer „verzögerten“ Umschaltung der Gangwechselelemente als drei Stufen, wobei die Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ in Abhängigkeit von der Sachlage gewählt werden und einander gleich oder auch voneinander unterschiedlich sein kann. Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ von 0,3 s gewählt. ;Tabelle 2 Orthogonales Feld der Umschaltsequenz der Elemente in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus;[0046] 1 2 3 4 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 1 3 3 3 4 2 1 2 3 5 2 2 3 1 6 2 3 1 2 7 3 1 3 2 8 3 2 1 3 9 3 3 2 1 wobei der Ausdruck der einzelnen Symbole wie folgt lautet: ; [0047] Spannweite: wobei anhand der Spannweitendaten die Rangfolge der einzelnen Faktoren, eine bevorzugte Lösung der einzelnen Bewertungsindikatoren und schließlich anhand des Gewichtungskoeffizienten eine optimale Lösung bestimmt werden, ;[0048] Bestimmen der optimalen Lösung: wobei ξ für umfassenden Bewertungsindikator, ξkfür einzelnen Bewertungsindikator, ξk min/ ξk maxfür Ober-/Untergrenze des einzelnen Bewertungsindikators und λkfür Gewichtungskoeffizienten steht, 3) Erstellen des Tabellenkopfs des orthogonalen Feldes, Festlegen des Erprobungsschemas und Durchführen von 9 Erprobungen, um die Erprobungsergebnisse zu erhalten, 4) Berechnen der Spannweite anhand der Erprobungsergebnisse, Bestimmen der Rangfolge der Faktoren, Erhalten einer bevorzugten Lösung der einzelnen Bewertungsindikatoren ξkund Bestimmen einer Optimicrungslösung anhand des Gewichtungskoeffizienten λk, wobei die Optimierungslösung der hydromechanischen Hybridgänge anhand der folgenden Formel bestimmt wird: ;wobei ξ für umfassenden Bewertungsindikator, ξkfür einzelnen Bewertungsindikator, ξk min/ ξk maxfür Ober-/Untergrenze des einzelnen Bewertungsindikators und λkfür Gewichtungskoeffizienten steht, 5) Wenn die Optimierungslösung die Anforderungen noch nicht erfüllen kann, kann die Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ erhöht oder reduziert werden, wobei alternativ dazu verschiedene Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ ausgewählt werden kann, bis die Anforderung erfüllt wird. ;[0049] Die bei verschiedenen Betriebszuständen erhaltenen Umschaltsequenzdaten des Gangwechselmechanismus werden in eine Gangwechselsteuerung eingegeben und somit wird durch Steuern der Umschaltsequenz der einzelnen Gruppen von Gangwechseleinrichtungen eine gute Gangwechselqualität während der Umschaltung zwischen allen Gängen bei ein und demselben Getriebemodus sichergestellt. ;[0050] Analog dazu erfolgt ein Gangwechsel von dem Gang-III des Hybridgetriebes auf den Gang-IV des Hybridgetriebes, wobei allein dementsprechend die vier Faktoren und die drei Stufen geändert werden müssen. ;[0051] Bei einem Gangwechsel in dem rein mechanischen Getriebemodus betreffen der Wechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-II mechanischen Getriebes ein Gangwechselelement, der Wechsel von dem Gang-II mechanischen Getriebes auf den Gang-III mechanischen Getriebes ein Gangwechselelement, der Wechsel von dem Gang-III mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes drei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-III mechanischen Getriebes zwei Gangwechselelemente, der Wechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes fünf Gangwechselelemente und der Wechsel von dem Gang-II mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes vier Gangwechselelemente, Bei einem Gangwechsel, der zwei oder weniger Gangwechselelemente betrifft, kann eine Optimierungslösung sich aus nicht mehr als drei Erprobungen ergeben. Bei einem Gangwechsel, der drei Gangwechselelemente betrifft und bei dem eine Wechselwirkung zwischen zwei der Gangwechselelemente vorliegt, bei einem Gangwechsel, der fünf Gangwechselelemente betrifft und bei dem eine Wechselwirkung zwischen drei der Gangwechselelemente vorliegt und bei einem Gangwechsel, der vier Gangwechselelemente betrifft und bei dem eine Wechselwirkung zwischen zwei der Gangwechselelemente vorliegt, erfolgt eine Auswertung anhand eines orthogonalen Feldes und bei der Auswertung wird eine entsprechende Liste gewählt. ;[0052] Die Änderung, die Änderungsrate und das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie die Zeit werden als Bewertungsindikatoren festgelegt und eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung werden als drei Stufen ausgewählt, um eine orthogonale Auswertung ohne Wechselwirkung durchzuführen. Durch Erprobungen werden Erprobungsdaten erhalten. Anhand der Erprobungsdaten wird eine Spannweite berechnet, die Rangfolge der Faktoren wird bestimmt und eine bevorzugte Lösung für die einzelnen Bewertungsindikatoren wird erhalten. Anhand des Gewichtungskoeffizienten wird eine Optimierungslösung bestimmt. Anhand der Optimierungslösung bei verschiedenen Betriebszuständen werden gepaarte Matrixprogramme erstellt, anhand von denen die Umschaltung zwischen Gängen gesteuert wird. ;[0053] Das Steuerverfahren des Gangwechsels in dem rein mechanischen Getriebemodus umfasst konkret folgende Schritte: 1) Auswählen der Änderung α, der Änderungsrate β und des quadratischen Differentials γ der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle sowie der Zeit t als Bewertungsindikatoren, wobei α, β und γ jeweils ein Differential nullter Ordnung, erster Ordnung und zweiter Ordnung der Drehzahl sind und zusammen mit der Zeit t räumlich-zeitliche Bewertungsindikatoren bilden, die Änderung α der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wobei die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: wobei α für die Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle, ωofür die Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle im Beharrungszustand und ωo minfür die minimale Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: wobei β für die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei das Drehmoment der Ausgangswelle anhand der Formel (3) bestimmt wird: To= β·Jo wobei Tofür das Drehmoment der Ausgangswelle und Jofür die Drehträgheit der Ausgangswelle steht, wobei das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle wie folgt definiert wird: ;wobei γ für das quadratische Differential der Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle steht, wobei es sich bei dem Ruck um die Änderungsrate der Beschleunigung eines Fahrzeugs in Längsrichtung handelt und er anhand der Formel (5) bestimmt wird, wobei j für den Ruck, rdfür den Radius des Reifens, igfür das Übersetzungsverhältnis des Getriebes und i0für das Übersetzungsverhältnis der Antriebsachse steht, 2) Erstellen eines orthogonalen Feldes L27(3<13>) gemäß Tabelle 3, wobei „1“, „2“ und „3“ jeweils für eine „vorzeitige“, eine „rechtzeitige“ und eine „verzögerte“ Umschaltung des betroffenen Gangwechselelements, „a“ und „b“ jeweils für Gangwechselelemente ohne Wechselwirkung und „c“, „d“ und „e“ jeweils für Gangwechselelemente mit Wechselwirkung stehen, ;[0054] Beispielsweise bei einem Gangwechsel von dem Gang-I mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes werden die folgenden Schritte durchgeführt: Bestimmen der Bremse B2, der Kupplung C4, der Kupplung C6, der Einwegkupplung F1 und der Einwegkupplung F2 als fünf Faktoren, wobei die Umschaltsequenzen der fünf Gangwechselelemente die fünf Faktoren, die die Gangwechselqualität des Getriebesystems beeinflussen, darstellen. Bei den fünf Faktoren liegt zwischen der Bremse B2 und der Kupplung C4 keine Wechselwirkung vor, während zwischen der Kupplung C6, der Einwegkupplung F1 und der Einwegkupplung F2 eine Wechselwirkung vorliegt.;[0055] Auswählen einer „vorzeitigen“, einer „rechtzeitigen“ und einer „verzögerten“ Umschaltung der Gangwechselelemente als drei Stufen, wobei die Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ in Abhängigkeit von der Sachlage gewählt werden und einander gleich oder auch voneinander unterschiedlich sein kann. Bei dem vorliegenden Beispiel werden zahlreiche Elemente betroffen und dabei liegt ferner eine Wechselwirkung vor, weshalb eine Zeit der „Vorverlegung“ und der „Verzögerung“ von 0,5 s gewählt wird. ;Tabelle 3 Orthogonales Feld der Umschaltsequenz der Elemente in dem mechanischen Getriebemodus;[0056] wobei n für die Gesamtanzahl der Erprobungen steht, wobei n = 27, wobei für die Summe der Erprobungsergebnisse in Bezug auf die i-te Stufe des Faktors (i ∈ (1,2,3) und F ∈ (e, c, e×c1, e×c2, d, e×d1, e×d2, c×d1, a, b, c×d2)) steht, wobei der Ausdruck der einzelnen Symbole wie folgt lautet: ;3) Erstellen des Tabellenkopfs des orthogonalen Feldes gemäß Tabelle 3, Festlegen des Erprobungsschemas, Durchführen von 27 Erprobungen, um die Erprobungsergebnisse xi(i = 1, ..., 27) zu erhalten, und Berechnen der betroffenen statistischen Werte, 4) Ermitteln der Quadratsumme der Abweichung und des Freiheitsgrads der Faktoren und der Fehler anhand einer Varianzanalysentabelle, Bestimmen der F-Wert und Vergleichen mit einem kritischen Wert, um die Signifikanz der Faktoren und der Fehler zu ermitteln, ;Tabelle 4 Varianzanalysentabelle für die Umschaltsequenz der Elemente in dem mechanischen Getriebemodus;[0057] wobei die gesamte Quadratsumme QTder Abweichung, die Quadratsumme QFder Abweichung der einzelnen Faktoren und die Quadratsumme Qeder Abweichung der Fehler jeweils betragen: QT= W - P = ΣQF+ Qe QF= UF- P wobei der gesamte Freiheitsgrad bei ƒT= 26, der Freiheitsgrad der einzelnen Faktoren bei ƒF= 2 und der Freiheitsgrad der Fehler bei ƒe= 4 liegt, wobei die durchschnittliche Quadratsumme der Abweichung der Faktoren und der Fehler beträgt: ; [0058] F -Wert: ;wobei die Varianzanalysentabelle für die Umschaltsequenz der Elemente in dem mechanischen Getriebemodus aus Tabelle 1 zu entnehmen ist: wobei die Varianz vor allem aus drei Quellen stammt: (1) „a“, „b“, „c“, „d“ und „e“, (2) „e×c“ (umfassend zwei Teile, nämlich e×c1 und e×c2), „e×d“ (umfassend zwei Teile, nämlich e×d1 und e×d2) und „c×d“ (umfassend zwei Teile, nämlich c×d1 und c×d2), (3) Fehler e*, wobei anhand der Quadratsumme der Abweichung, des Freiheitsgrads und der durchschnittlichen Quadratsumme der Abweichung der einzelnen ermittelten Faktoren und Fehler der Quellen der Varianz der Wert FF mit dem Wert Fα(fF, fe) verglichen wird, wobei der Faktor einen signifikanten Einfluss aufweist, wenn FF> Fα(fF, fe), und ansonsten nicht signifikant ist, wobei ein signifikanter Faktor ausgewählt und die Prioritätsrangfolge der einzelnen Faktoren intuitiv analysiert und die optimale Gangwechsel-Lösung bestimmt wird, wobei die Optimierungslösung der mechanischen Gänge anhand der folgenden Formel bestimmt wird:
wobei ζ für umfassenden Bewertungsindikator, ζkfür einzelnen Bewertungsindikator, ζk min/ ζk maxfür Ober-/Untergrenze des einzelnen Bewertungsindikators und µkfür Gewichtungskoeffizicnten steht,
[0059] Die bei verschiedenen Betriebszuständen erhaltenen Umschaltsequenzdaten des Gangwechselmechanismus werden in eine Gangwechselsteuerung eingegeben und somit wird durch Steuern der Umschaltsequenz der einzelnen Gruppen von Gangwechseleinrichtungen eine gute Gangwechselqualität während der Umschaltung zwischen allen Gängen bei ein und demselben Getriebemodus sichergestellt.
[0060] Die Umschaltung von dem Gang-III mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes betrifft drei Gangwechselelemente, wobei zwischen zwei der Elemente, nämlich zwischen der dritten Kupplung 313 und der ersten Einwegkupplung 317, eine Wechselwirkung vorliegt. Dementsprechend kann anhand des orthogonalen Feldes L9(3<4>) eine Auswertung erfolgen, wobei allein die Spalte des vierten Faktors durch eine Wechselwirkungsspalte ersetzt werden soll.
[0061] Die Umschaltung von dem Gang-II mechanischen Getriebes auf den Gang-IV mechanischen Getriebes betrifft vier Gangwechselelemente, wobei zwischen zwei der Elemente, nämlich zwischen der dritten Kupplung 313 und der ersten Einwegkupplung 317, eine Wechselwirkung vorliegt. Dementsprechend kann anhand des orthogonalen Feldes L27(3<13>) eine Auswertung erfolgen, wobei die zugehörige redundante Spalte freigelassen wird.

Claims (6)

1. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit mehreren Leistungsverteilungsmodi, umfassend eine Eingangswelle (1), einen Verzweigungsmechanismus (2), eine mechanische Getriebebaugruppe (3), eine hydraulische Getriebebaugruppe (4) und eine Ausgangswelle (5), wobei die Eingangswelle (1) über den Verzweigungsmechanismus (2) mit der mechanischen Getriebebaugruppe (3) und der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) verbunden ist, wobei die mechanische Getriebebaugruppe und die hydraulische Getriebebaugruppe parallel geschaltet sind, wobei die mechanische Getriebebaugruppe (3) und die hydraulische Getriebebaugruppe (4) gleichzeitig mit der Ausgangswelle (5) verbunden sind, wobei die mechanische Getriebebaugruppe (3) eine vordere Planetenradsatzbaugruppe (31) und eine hintere Planetenradsatzbaugruppe (32), umfasst, wobei die vordere Planetenradsatzbaugruppe und die hintere Planetenradsatzbaugruppe in Reihe geschaltet sind, wobei die vordere Planetenradsatzbaugruppe (31) eine erste Kupplung (311), eine zweite Kupplung (312), eine dritte Kupplung (313), ein vorderes Planetenradsatz-Hohlrad (314), einen vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315), ein vorderes Planetenradsatz-Sonnenrad (316) und eine erste Einwegkupplung (317) umfasst, wobei die erste Kupplung (311) sich zwischen dem Verzweigungsmechanismus (2) und dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad (314) befindet, wobei die zweite Kupplung (312) und die dritte Kupplung (313) parallel geschaltet und jeweils mit dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad (316) verbunden sind, wobei zwischen der dritten Kupplung (313) und dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad (316) die erste Einwegkupplung (317) angeordnet ist, wobei die Ausgangswelle (5) mit dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) verbunden ist, wobei die hintere Planetenradsatzbaugruppe (32) eine vierte Kupplung (321), ein hinteres Planetenradsatz-Sonnenrad (322), einen hinteren Planetenradsatz-Planetenträger (323), ein hinteres Planetenradsatz-Hohlrad (324), eine erste Bremse (325), eine zweite Bremse (326) und eine zweite Einwegkupplung (327) umfasst, wobei die vierte Kupplung (321) sich zwischen dem Verzweigungsmechanismus (2) und dem hinteren Planetenradsatz-Sonnenrad (322) befindet, wobei die erste Bremse (325) mit dem hinteren Planetenradsatz-Sonnenrad (322) verbunden ist, wobei der hintere Planetenradsatz-Planetenträger (323) mit dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad (314) verbunden ist und zudem auch mit der zweiten Bremse (326) und der zweiten Einwegkupplung (327), verbunden ist, wobei die zweite Bremse und die zweite Einwegkupplung parallel geschaltet sind und wobei das hintere Planetenradsatz-Hohlrad (324) mit der Ausgangswelle (5) verbunden ist.
2. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die hydraulische Getriebebaugruppe (4), eine hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41), ein hydraulisches Getriebe-Eingangszahnradpaar (42), eine Hydraulikpumpe mit regelbarer Förderleistung (43), ein Hydraulikölrohr (44), einen Hydraulikmotor (45), ein hydraulisches Getriebe-Ausgangszahnradpaar (46) und eine hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) umfasst, wobei die Hydraulikpumpe mit regelbarer Förderleistung (43) über das hydraulische Getriebe-Eingangszahnradpaar (42) mit dem Verzweigungsmechanismus (2) verbunden ist, wobei die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41) zwischen dem hydraulischen Getriebe-Eingangszahnradpaar (42) und der Hydraulikpumpe mit regelbarer Förderleistung (43) angeordnet ist, wobei die Hydraulikpumpe mit regelbarer Förderleistung (43) über das Hydraulikölrohr (44) mit dem Hydraulikmotor (45) verbunden ist, wobei der Hydraulikmotor (45) über das hydraulische Getriebe-Ausgangszahnradpaar (46) mit der Ausgangswelle (5) verbunden ist, wobei die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) zwischen dem Hydraulikmotor (45) und dem hydraulischen Getriebe-Ausgangszahnradpaar (46) angeordnet ist.
3. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verzweigungsmechanismus (2) eine Verzweigungsbremse (21), ein Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22), einen Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) und ein Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) umfasst, wobei die Eingangswelle (1) mit dem Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) verbunden ist, wobei das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) mit der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) verbunden ist, wobei die Verzweigungsbremse (21) an dem Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) angeordnet ist, und wobei der Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) mit der mechanischen Getriebebaugruppe (3) verbunden ist.
4. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 3, wobei die hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung drei Getriebemodi umfasst, welche durch kombinieren und öffnen/schliessen von genannten Bremsen und genannten Kupplungen umgeschaltet werden, nämlich ein rein hydraulischer Getriebemodus, ein hydromechanischer Hybridgetriebemodus und ein rein mechanischer Getriebemodus, wobei die konkreten Getriebemodi wie folgt aufgeführt sind - im rein hydraulischen Getriebemodus sind die erste Bremse (325), die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41), die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) und die vierte Kupplung (321) geschlossen, während die anderen Getrieben und Bremsen geöffnet sind, wobei der Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) gebremst ist indem die vierte Kupplung (321) und die erste Bremse (325) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung über die Eingangswelle (1), das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24), das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22), das hydraulische Getriebe-Eingangszahnradpaar (42) und die Eingangskupplung (41) die Hydraulikpumpe mit regelbarer Förderleistung (43) zum Betrieb antreibt, indem die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41) und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) geschlossen sind, wobei die Hydraulikpumpe mit regelbarer Förderleistung (43) die mechanische Leistung in Hochdrucköl umwandelt und das Hochdrucköl (44) den Hydraulikmotor (45) über das Hydraulikölrohr zum Betrieb antreibt, wobei mechanische Leistung, die durch den Hydraulikmotor (45) ausgegeben wird, über die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) und das hydraulische Getriebe-Ausgangszahnradpaar (46) auf die Ausgangswelle (5) übertragen wird, . - im rein mechanischen Getriebemodus ist die Verzweigungsbremse (21) geschlossen, während die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41), die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47), die zweite Bremse (326) und die vierte Kupplung (321) geöffnet sind, wobei durch eine Kombination zwischen anderen Kupplungen und Bremsen eine Umschaltung zwischen Gängen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in dem rein mechanischen Getriebemodus verwirklicht wird, wobei in die hydraulische Getriebebaugruppe (4), indem die Verzweigungsbremse (21) geschlossen ist und die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41) und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) geöffnet sind, keine mechanische Leistung eingegeben wird und mechanische Leistung über die Eingangswelle (1), das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) und den Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) auf die mechanische Getriebebaugruppe (3) übertragen und nach einer Einstellung des Drehzahlverhältnisses durch die mechanische Getriebebaugruppe (3) aus der Ausgangswelle (5) ausgegeben wird, - im hydromechanische Hybridgetriebemodus sind die hydraulische Getriebe-Eingangskupplung (41) und die hydraulische Getriebe-Ausgangskupplung (47) geschlossen, während die Verzweigungsbremse (21), die dritte Kupplung (313), die erste Einwegkupplung (317) und die zweite Einwegkupplung (327) geöffnet sind, wobei durch eine Kombination zwischen den anderen Kupplungen und Bremsen eine Umschaltung zwischen Gängen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in dem hydromechanischen Hybridgetriebemodus verwirklicht wird, wobei mechanische Leistung über die Eingangswelle (1) und das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) auf den Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) übertragen und an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) verzweigt wird und dann jeweils zu der mechanischen Getriebebaugruppe (3) bzw. dem Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) fließt, wobei das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) mit der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) verbunden ist, wobei schließlich die mechanische Leistung auf der Ausgangswelle (5) zusammenläuft und ausgegeben wird.
5. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 4, wobei der rein mechanische Getriebemodus einen ersten mechanischen Getriebegang, einen zweiten mechanischen Getriebegang, einen dritten mechanischen Getriebegang und einen vierten mechanischen Getriebegang umfasst, welche wie folgt implementiert sind – im ersten mechanische Getriebegang sind die erste Bremse (325), die erste Kupplung (311) und die zweite Kupplung (312) geöffnet, während die dritte Kupplung (313), die erste Einwegkupplung (317) und die zweite Einwegkupplung (327) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) der Reihe nach über die dritte Kupplung (313), die erste Einwegkupplung (317), das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad (316) und den vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) auf die Ausgangswelle (5) übertragen wird, – im zweiten mechanischen Getriebegang sind die erste Bremse (325), die erste Kupplung (311), die zweite Kupplung (312) und die zweite Einwegkupplung (327) geöffnet, während die dritte Kupplung (313) und die erste Einwegkupplung (317) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) der Reihe nach durch die dritte Kupplung (313), die erste Einwegkupplung (317) und das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad (316) zu dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) fließt, wobei die mechanische Leistung an dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) jeweils auf die Ausgangswelle (5) bzw. das vordere Planetenradsatz-Hohlrad (314) verzweigt wird, wobei die mechanische Leistung des vorderen Planetenradsatz-Hohlrads (314) der Reihe nach jeweils auf den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger (323) und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad (324) übertragen wird und schließlich auf der Ausgangswelle (5) zusammenläuft, – im dritten mechanischen Getriebegang sind die erste Bremse (325), die zweite Kupplung (312) und die zweite Einwegkupplung (327) geöffnet, während die erste Kupplung (311), die dritte Einwegkupplung (313) und die erste Einwegkupplung (317) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) in die erste Kupplung (311) eingegeben und verzweigt wird, jeweils zu dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad (314) bzw. dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad (316) fließt, auf dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) zusammenläuft und schließlich aus der Ausgangswelle (5) ausgegeben wird, – im vierten mechanischen Getriebegang sind die zweite Kupplung (312), die dritte Kupplung (313), die erste Einwegkupplung (317) und die zweite Einwegkupplung (327) geöffnet, während die erste Kupplung (311) und die erste Bremse (325) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) der Reihe nach über die erste Kupplung (311), das vordere Planetenradsatz-Hohlrad (314), den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger (326) und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad (324) auf die Ausgangswelle (5) übertragen und ausgegeben wird.
6. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 4, wobei der hydromechanische Hybridgetriebemodus einen ersten Hybridgetriebegang, einen zweiten Hybridgetriebegang, einen dritten Hybridgetriebegang und einen vierten Hybridgetriebegang umfasst, welche wie folgt implementiert sind – im ersten Hybridgetriebegang sind die erste Bremse (325), die erste Kupplung (311) und die vierte Kupplung (321) geöffnet, während die zweite Bremse (326) und die zweite Kupplung (312) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) verzweigt wird, wobei ein Teil der mechanische Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) zu der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) fließt, während der andere Teil der mechanischen Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) der Reihe nach durch die zweite Kupplung (312), das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad (316) und den vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) fließt und schließlich auf der Ausgangswelle (5) zusammenläuft und ausgegeben wird, – im zweiten Hybridgetriebegang sind die zweite Bremse (326), die erste Kupplung (311) und die vierte Einwegkupplung (321) geöffnet, während die erste Bremse (325) und die zweite Kupplung (312) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) verzweigt wird, wobei ein Teil der mechanische Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) zu der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) fließt, während der andere Teil der mechanischen Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) der Reihe nach durch die zweite Kupplung (312) und das vordere Planetenradsatz-Sonnenrad (316) zu dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) fließt, wobei die mechanische Leistung an dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) jeweils auf die Ausgangswelle (5) bzw. das vordere Planetenradsatz-Hohlrad (314) verzweigt wird, wobei die Leistung des vorderen Planetenradsatz-Hohlrads (314) der Reihe nach jeweils auf den hinteren Planetenradsatz-Planetenträger (326) bzw. das hintere Planetenradsatz-Hohlrad (324) übertragen wird, wobei alle verzweigten Teile der mechanischen Leistung schließlich auf der Ausgangswelle (5) zusammenlaufen, – im dritten Hybridgetriebegang sind die erste Bremse (325), die zweite Bremse (326) und die vierte Kupplung (321) geöffnet, während die erste Kupplung (311) und die zweite Kupplung (312) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) verzweigt wird, wobei ein Teil der mechanischen Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) zu der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) fließt, während der andere Teil der mechanischen Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) in die zweite Kupplung (312) eingegeben und verzweigt wird, jeweils zu dem vorderen Planetenradsatz-Hohlrad (314) bzw. dem vorderen Planetenradsatz-Sonnenrad (316) fließt und auf dem vorderen Planetenradsatz-Planetenträger (315) zusammenläuft, wobei die mechanische Leistung aus der mechanischen Getriebebaugruppe (3) und der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) auf der Ausgangswelle (5) zusammenläuft und ausgegeben wird, – im vierten Hybridgetriebegang sind die erste Bremse (325), die erste Kupplung (311) und die zweite Kupplung (312) geöffnet, während die zweite Bremse (326) und die vierte Kupplung (321) geschlossen sind, wobei mechanische Leistung über das Verzweigungsmechanismus-Hohlrad (24) an dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) verzweigt wird, wobei ein Teil der mechanischen Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) über das Verzweigungsmechanismus-Sonnenrad (22) zu der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) fließt, während der andere Teil der mechanischen Leistung aus dem Verzweigungsmechanismus-Planetenträger (23) der Reihe nach durch die vierte Kupplung (321), das hintere Planetenradsatz-Sonnenrad (322) und das hintere Planetenradsatz-Hohlrad (324) zu der Ausgangswelle (5) fließt, wobei die mechanischen Leistung aus der mechanischen Getriebebaugruppe (3) und der hydraulischen Getriebebaugruppe (4) auf der Ausgangswelle (5) zusammenläuft und ausgegeben wird.
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