CH717777B1 - Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiespeichermechanismus. - Google Patents

Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiespeichermechanismus. Download PDF

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CH717777B1 CH70235/21A CH702352021A CH717777B1 CH 717777 B1 CH717777 B1 CH 717777B1 CH 70235/21 A CH70235/21 A CH 70235/21A CH 702352021 A CH702352021 A CH 702352021A CH 717777 B1 CH717777 B1 CH 717777B1
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Wang Juncheng
Chen Long
Lai Longhui
Cai Yingfeng
Xu Xing
Tian Xiang
Zhu Jianguo
Zhu Zhen
Xia Changgao
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiespeichermechanismus bereit. Sie umfasst eine Eingangswelle (1), einen mechanischen Getriebemechanismus (2), einen Energiespeichermechanismus (3), einen Leistungsausgangsmechanismus (4), ein Ausgangswelle (5), einen Leistungssummierungsmechanismus (6), einen Anfahrmechanismus (7), einen hydraulischen Getriebemechanismus (8), eine Kupplungsbaugruppe (C 1 -C 9 ) und eine Bremsenbaugruppe (B 1 -B 2 ), wobei die Kupplungsbaugruppe (C 1 -C 9 ) die Eingangswelle (1) jeweils mit dem mechanischen Getriebemechanismus (2), dem Leistungsausgangsmechanismus (4) und dem hydraulischen Getriebemechanismus (8) und den Energiespeichermechanismus (3) jeweils mit dem mechanischen Getriebemechanismus (2) und dem Leistungsausgangsmechanismus (4) verbinden kann, wobei die Kupplungsbaugruppe (C 1 -C 9 ) und die Bremsenbaugruppe (B 1 -B 2 ) so einstellbar sind, dass ein stufenloses Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle (1) einerseits und der Ausgangswelle (5) und/oder dem Leistungsausgangsmechanismus (4) andererseits, zwischen dem Energiespeichermechanismus (3) einerseits und der Ausgangswelle (5) und/oder dem Leistungsausgangsmechanismus (4) andererseits sowie zwischen dem Energiespeichermechanismus (3) und der Eingangswelle (1) einerseits und der Ausgangswelle (5) und/oder dem Leistungsausgangsmechanismus (4) andererseits bereitstellbar ist. Bei der vorliegenden Erfindung sind ein hydraulisch-mechanisches Getriebe, ein hydromechanisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe in ein Ganzes integriert und zudem werden eine Rückgewinnung und eine Wiederverwertung der Energie des Getriebemechanismus (2) und des Leistungsausgangsmechanismus (4) erreicht.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet automatischer drehzahlvariabler Getriebeeinrichtungen, insbesondere eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiespeichermechanismus.
STAND DER TECHNIK
[0002] Eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung, die aus einem hydraulischen Getriebe und einem mechanischen Getriebe besteht, eignet sich für landwirtschaftliche Fahrzeuge oder Baufahrzeuge mit großer Leistung. Die niedrige Drehzahl mit großem Drehmoment bei hydraulischem Getriebe eignet sich für das Anfahren, die hocheffiziente und stufenlose Drehzahlregelung bei hydromechanischem Getriebe ist für den Betrieb geeignet und die hocheffiziente Drehzahländerung bei mechanischem Getriebe eignet sich für die Fahrt, sodass eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung, in die ein hydraulisches Getriebe, ein hydromechanisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe integriert sind, von großer praktischer Bedeutung bei der Anwendung im Bauwesen ist.
[0003] Fahrzeuge mit großer Leistung weisen eine große Leistung auf, da dabei eine Leistungsquelle neben einem Getriebesystem zusätzlich auch ein Leistungsausgangssystem mit Leistung versorgen muss, um eine weitere Einrichtung anzutreiben und somit Arbeit nach außen zu leisten. Daher spielen eine angemessene Verteilung der Energie eines Getriebesystems und eines Leistungsausgangssystems und die Rückgewinnung überschüssiger Energie zur Wiederverwertung eine wichtige Rolle zum Erhöhen der Traktionsleistung und des Getriebewirkungsgrads solcher Fahrzeuge.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
[0004] Angesichts der Nachteile im Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiespeichermechanismus bereitzustellen.
[0005] Gemäß vorliegender Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung gemäß Anspruch 1. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen an.
[0006] Bei der vorliegenden Erfindung sind ein hydraulisch-mechanisches Getriebe, ein hydromechanisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe in ein Ganzes integriert und zudem werden eine Rückgewinnung und eine Wiederverwertung der Energie eines Getriebemechanismus und eines Leistungsausgangsmechanismus erreicht.
[0007] Es kann vorgesehen sein, dass bei gebremstem Ausgangsbauteil die Kupplung C7, die Bremse B1und die Kupplung C4geschlossen oder alternativ dazu die Kupplung C7, die Bremse B1und die Kupplung C5geschlossen sind, womit zwischen dem Eingangsbauteil und dem Pumpen-/Motormechanismus jeweils ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wobei durch selektive Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V1und des elektromagnetischen Wegeventils V3Energie, die beim Bremsen des Ausgangsbauteils erzeugt wird, in den Energiespeicher A1oder/und den Energiespeicher A2eingegeben wird, während bei gebremstem Leistungsausgangsmechanismus die Kupplung C9geschlossen ist, womit zwischen dem Leistungsausgangsmechanismus und dem Pumpen-/Motormechanismus ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wobei durch selektive Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V1und des elektromagnetischen Wegeventils V3Energie, die beim Bremsen des Leistungsausgangsmechanismus erzeugt wird, in den Energiespeicher A1oder/und den Energiespeicher A2eingegeben wird.
[0008] Ferner kann vorgesehen sein, dass durch selektive Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V1und/oder des elektromagnetischen Wegeventils V3der Energiespeicher A1oder/und der Energiespeicher A2als Ausgang des Energiemanagementmechanismus dienen, wobei durch Schließen der Kupplung C1, der Kupplung C2, der Kupplung C3und der Kupplung C7zwischen dem Energiemanagementmechanismus und dem Ausgangsbauteil und zwischen dem Energiemanagementmechanismus und dem Eingangsbauteil einerseits und dem Ausgangsbauteil andererseits ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wobei durch Schließen der Kupplung C9zwischen dem Energiemanagementmechanismus und dem Leistungsausgangsmechanismus ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wobei durch Schließen der Kupplung C8und der Kupplung C9zwischen dem Energiemanagementmechanismus und dem Eingangsbauteil einerseits und dem Leistungsausgangsmechanismus andererseits ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird.
[0009] Ferner kann vorgesehen sein, dass durch Schließen der Kupplung C8und der Kupplung C9und durch Schließen der Kupplung C1und der Kupplung C7zwischen dem Eingangsbauteil und dem Pumpen-/Motormechanismus jeweils ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wobei durch selektive Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V1und des elektromagnetischen Wegeventils V3Energie des Eingangsbauteils in den Energiespeicher A1oder/und den Energiespeicher A2eingegeben wird.
[0010] Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch die folgenden vorteilhaften Auswirkungen aus: 1. Bei der erfindungsgemäßen hydromechanischen Hybridgetriebeeinrichtung handelt es sich um eine hydromechanische Multimode-Hybridgetriebeeinrichtung, in die ein hydraulisch-mechanisches Getriebe, ein hydromechanisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe integriert sind, womit Anforderungen unterschiedlicher Betriebszustände erfüllen werden. 2. Bei der erfindungsgemäßen hydromechanischen Hybridgetriebeeinrichtung wird unter Verwendung verschiedener Energiespeichersysteme der Freiheitsgrad des Energiemanagementmechanismus erhöht und der Energiemanagementmechanismus kann allein oder zusammen mit einer Antriebsmaschine den Getriebemechanismus oder den Leistungsausgangsmechanismus antreiben. 3. Bei der erfindungsgemäßen hydromechanischen Hybridgetriebeeinrichtung führt zunächst die Antriebsmaschine Energie dem Energiemanagementmechanismus zur Speicherung zu, wonach der Energiemanagementmechanismus die Energie freisetzt, um zusammen mit der Antriebsmaschine die Antriebsleistungsanforderungen bei extremen Betriebszuständen zu erfüllen. 4. Bei der erfindungsgemäßen hydromechanischen Hybridgetriebeeinrichtung wird durch Steuern der Schließung der Kupplung C6oder der Bremse B2oder durch Ändern des negativen bzw. positiven Vorzeichens des Verdrängungsverhältnisses des hydraulischen Getriebemechanismus die Drehrichtung des Pumpen-/Motormechanismus in dem Energiespeichermechanismus gesteuert.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0011] Darin zeigen FIG. 1 eine strukturelle Prinzipdarstellung, FIG. 2 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei einem Gang-F (H), FIG. 3 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei einem Gang-F1(HM), FIG. 4 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei einem Gang-F2(HM), FIG. 5 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei einem Gang-R (H), FIG. 6 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei einem Gang-R1(HM), FIG. 7 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses bei einem Gang-R2(HM), FIG. 8 die Beziehung zwischen der Eingang-Ausgang-Drehzahlverhältnis und dem Verdrängungsverhältni s, FIG. 9 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses der Energierückgewinnung eines Getriebemechanismus, FIG. 10 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses der Energierückgewinnung eines Leistungsausgangsmechanismus, FIG. 11 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses beim Antreiben des Getriebemechanismus allein durch einen Energiespeichermechanismus, FIG. 12 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses beim Antreiben des Getriebemechanismus gemeinsam durch den Energiespeichermechanismus und eine Antriebsmaschine, FIG. 13 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses beim Antreiben des Leistungsausgangsmechanismus allein durch den Energiespeichermechanismus, FIG. 14 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses beim Antreiben des Leistungsausgangsmechanismus gemeinsam durch den Energiespeichermechanismus und die Antriebsmaschine, FIG. 15 eine schematische Darstellung des Leistungsflusses beim Speichern von Energie in den Energiespeichermechanismus durch die Antriebsmaschine.
[0012] Darin stehen
[0013] 1 für Eingangswelle, 2 für mechanischen Getriebemechanismus, 21 für Kupplung C1, 22 für vorderen Planetenrad-Planetenträger, 23 für vorderes Planetenrad-Sonnenrad, 24 für Zwischenplanetenrad-Sonnenrad, 25 für Zwischenplanetenrad-Hohlrad, 26 für Zwischenplanetenrad-Planetenträger, 27 für vorderes Planetenrad-Hohlrad, 28 für Kupplung C4, 29 für Kupplung C5, 3 für Energiespeichermechanismus (nachfolgend auch „Energiemanagementmechanismus“ genannt), 31 für Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar, 32 für Kupplung C7, 33 für Pumpen-/Motormechanismus, 34 für elektromagnetisches Wegeventil V1, 35 für pilotgesteuertes Proportional-Überströmventil V2, 36 für Energiespeicher A1, 37 für elektromagnetisches Wegeventil V3, 38 für pilotgesteuertes Proportional-Überströmventil V4, 39 für Energiespeicher A2, 310 für Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar, 311 für Kupplung C9, 4 für Leistungsausgangsmechanismus, 41 für Leistungsausgangs-Zahnradpaar, 42 für Kupplung C8, 43 für Leistungsausgangswelle, 5 für Ausgangswelle, 6 für Leistungssummierungsmechanismus, 61 für hinteres Planetenrad-Sonnenrad, 62 für hinteren Planetenrad-Planetenträger, 63 für hinteres Planetenrad-Hohlrad, 64 für Kupplung C6, 65 für Bremse B2, 66 für Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar, 7 für Anfahrmechanismus, 71 für Anfahrmechanismus-Zahnradpaar, 72 für Kupplung C3, 8 für hydraulischen Getriebemechanismus, 81 für Kupplung C2, 82 für Hydraulikgetriebe-Eingangszahnradpaar, 83 für Pumpeneingangswelle, 84 für Verstellpumpe, 85 für Konstantmotor, 86 für Motorausgangswelle, 87 für Hydraulikgetriebe-Ausgangszahnradpaar und 88 für Bremse B1.
KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
[0014] Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen anhand konkreter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, worauf der Schutzumfang der Erfindung keineswegs eingeschränkt wird.
[0015] Wie sich aus FIG. 1 ergibt, umfasst die hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiemanagementmechanismus eine Eingangswelle 1, einen mechanischen Getriebemechanismus 2, einen Energiemanagementmechanismus 3, einen Leistungsausgangsmechanismus 4, eine Ausgangswelle 5, einen Leistungssummierungsmechanismus 6, einen Anfahrmechanismus 7, einen hydraulischen Getriebemechanismus, eine Kupplungsbaugruppe und eine Bremsenbaugruppe.
[0016] Der hydraulische Getriebemechanismus 8 umfasst eine Kupplung C281, ein Hydraulikgetriebe-Eingangszahnradpaar 82, eine Pumpeneingangswelle 83, eine Verstellpumpe 84, einen Konstantmotor 85, eine Motorausgangswelle 86, ein Hydraulikgetriebe-Ausgangszahnradpaar 87 und eine Bremse B188. Die Pumpeneingangswelle 83 und die Eingangswelle 1 sind über das Hydraulikgetriebe-Eingangszahnradpaar 82 verbunden. Die Motorausgangswelle 86 des Konstantmotors 85 ist über das Hydraulikgetriebe-Ausgangszahnradpaar 87 mit dem Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24 verbunden. Die Motorausgangswelle 86 des Konstantmotors 85 ist ferner über ein Anfahrmechanismus-Zahnradpaar 71 des Anfahrmechanismus 7 mit der Ausgangswelle 5 verbunden. Die Verstellpumpe 84 dient zum Bereitstellen hydraulischer Energie für den Konstantmotor 85. Die Bremse B188 dient dazu, die Motorausgangswelle 86 selektiv an ein Befestigungselement anzuschließen. Die Kupplung C281 dient dazu, die Pumpeneingangswelle 83 des hydraulischen Getriebemechanismus 8 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über das Hydraulikgetriebe-Eingangszahnradpaar 82 an die Eingangswelle 1 anzuschließen. Der Anfahrmechanismus 7 umfasst ein Anfahrmechanismus-Zahnradpaar 71 und eine Kupplung C372. Die Kupplung C372 dient dazu, die Motorausgangswelle 86 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über Anfahrmechanismus-Zahnradpaar 71 an die Ausgangswelle 5 anzuschließen. Die Pumpeneingangswelle 83 treibt die Verstellpumpe 84 an, die durch Ändern des Neigungswinkels einer Taumelscheibe den Konstantmotor 85 antreibt. Somit gibt die Motorausgangswelle 86 Leistung an den mechanischen Getriebemechanismus 2 oder den Anfahrmechanismus 7 aus.
[0017] Der mechanische Getriebemechanismus 2 umfasst eine Kupplung C121, einen vorderen Planetenrad-Planetenträger 22, ein vorderes Planetenrad-Sonnenrad 23, ein Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24, ein Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25, einen Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26, ein vorderes Planetenrad-Hohlrad 27, eine Kupplung C428 und eine Kupplung C529. Der vordere Planetenrad-Planetenträger 22, das vordere Planetenrad-Sonnenrad 23 und das vordere Planetenrad-Hohlrad 27 bilden einen vorderen Planetenradmechanismus. Das Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24, das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25 und der Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26 bilden einen Zwischenplanetenradmechanismus. Der vordere Planetenrad-Planetenträger 22 dient als Eingangsende des mechanischen Getriebemechanismus 2 und ist über die Kupplung C121 mit der Eingangswelle 1 verbunden. Der vordere Planetenrad-Planetenträger 22 ist mit dem Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25 verbunden. Das vordere Planetenrad-Sonnenrad 23 ist mit dem Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24 verbunden und über das Hydraulikgetriebe-Ausgangszahnradpaar 87 mit der Motorausgangswelle 86 verbunden. Das vordere Planetenrad-Hohlrad 27 und der Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26 sind jeweils über die Kupplung C529 bzw. die Kupplung C428 mit einem Eingangsende des Leistungssummierungsmechanismus 6 verbindbar. Der Leistungssummierungsmechanismus 6 umfasst ein hinteres Planetenrad-Sonnenrad 61, einen hinteren Planetenrad-Planetenträger 62, ein hinteres Planetenrad-Hohlrad 63, eine Kupplung C664, eine Bremse B265 und ein Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66. Das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61, der hintere Planetenrad-Planetenträger 62 und das hintere Planetenrad-Hohlrad 63 bilden einen hinteren Planetenradmechanismus. Das hintere Planetenrad-Hohlrad 63 ist mit der Ausgangswelle 5 verbunden. Die Kupplung C121 dient dazu, die Eingangswelle 1 selektiv mit dem vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 zu verbinden. Die Kupplung C428 dient dazu, den Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 an das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 anzuschließen. Die Kupplung C529 dient dazu, das vordere Planetenrad-Hohlrad 27 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 an das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 anzuschließen. Die Kupplung C664 dient dazu, das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 selektiv mit dem hinteren Planetenrad-Hohlrad 63 zu verbinden. Die Bremse B265 dient dazu, den hinteren Planetenrad-Planetenträger 62 selektiv zu befestigen.
[0018] Der Energiemanagementmechanismus 3 umfasst ein Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31, eine Kupplung C732, einen Pumpen-/Motormechanismus 33, ein elektromagnetisches Wegeventil V134, ein pilotgesteuertes Proportional-Überströmventil V235, einen Energiespeicher A136, ein elektromagnetisches Wegeventil V337, ein pilotgesteuertes Proportional-Überströmventil V438, einen Energiespeicher A239, ein Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 310 und eine Kupplung C9311. Der Pumpen-/Motormechanismus 33 ist eine Einrichtung, die eine funktionale Umschaltung zwischen einer Pumpe und einem Hydraulikmotor ermöglicht, wobei also beim Eingeben mechanischer Energie in den Pumpen-/Motormechanismus 33 hydraulische Energie aus dem Pumpen-/Motormechanismus 33 ausgegeben wird, während beim Eingeben hydraulischer Energie in den Pumpen-/Motormechanismus 33 mechanische Energie aus dem Pumpen-/Motormechanismus 33 ausgegeben wird. Der Pumpen-/Motormechanismus 33 ist über das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31 mit dem vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 verbunden. Der Pumpen-/Motormechanismus 33 ist über das Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 310 mit dem Leistungsausgangsmechanismus 4 verbunden. Das elektromagnetische Wegeventil V134 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 sind mit dem Energiespeicher A136 verbunden, womit ein erstes Energiespeichersystem gebildet wird. Das elektromagnetische Wegeventil V337 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 sind mit dem Energiespeicher A239 verbunden, womit ein zweites Energiespeichersystem gebildet wird. Das erste Energiespeichersystem und das zweite Energiespeichersystem sind parallel geschaltet und mit dem Pumpen-/Motormechanismus 33 verbunden. Der Leistungsausgangsmechanismus 4 umfasst ein Leistungsausgangs-Zahnradpaar 41, eine Kupplung C842 und eine Leistungsausgangswelle 43. Die Leistungsausgangswelle 43 ist über das Leistungsausgangs-Zahnradpaar 41 mit der Eingangswelle 1 verbunden. Die Kupplung C732 dient dazu, den Pumpen-/Motormechanismus 33 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31 an den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 anzuschließen. Die Kupplung C9311 dient dazu, den Pumpen-/Motormechanismus 33 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über das Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 310 an die Leistungsausgangswelle 43 anzuschließen. Die Kupplung C842 dient dazu, die Eingangswelle 1 selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung über das Leistungsausgangs-Zahnradpaar 41 an die Leistungsausgangswelle 43 anzuschließen.
[0019] Getriebearten, die durch Einstellen des Verdrängungsverhältnisses des hydraulischen Getriebemechanismus 8 und durch selektive Steuerung der Schließung der Kupplungsbaugruppe und der Bremsenbaugruppe zwischen dem Eingangsbauteil und dem Ausgangsbauteil bereitgestellt werden, umfassen ein hydraulisch-mechanisches Getriebe (nachfolgend auch hydraulisches Getriebe genannt), ein hydromechanisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe. Nachfolgend erfolgt eine konkrete Beschreibung am Beispiel der Tabelle 1:
[0020] Wie aus FIG. 2 und 5 zu entnehmen ist, umfasst das hydraulische Getriebe ein hydraulisches Vorwärtsgetriebe F (H) und ein hydraulisches Rückwärtsgetriebe R (H).
[0021] Der Leistungsfluss bei dem Gang-F (H) ist aus FIG. 2 zu entnehmen. Wenn die Kupplung C281 und die Kupplung C372 geschlossen sind, wird Leistung, die durch eine Antriebsmaschine bereitgestellt wird, über die Ausgangswelle 1, den hydraulischen Getriebemechanismus 8 und den Anfahrmechanismus 7 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Bei einem positiven Verdrängungsverhältnis des hydraulischen Getriebemechanismus 8 ist der Gang-F (H) eingelegt. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0022] Darin stehen nofür Drehzahl der Ausgangswelle, nIfür Drehzahl der Eingangswelle, e für Verdrängungsverhältnis des hydraulischen Getriebemechanismus, i1für Übersetzungsverhältnis des Hydraulikgetriebe-Eingangszahnradpaares 82 und i3für Übersetzungsverhältnis des Anfahrmechanismus-Zahnradpaares 71.
[0023] Der Leistungsfluss bei dem Gang-R (H) ist aus FIG. 5 zu entnehmen. Wenn die Kupplung C281 und die Kupplung C372 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, über die Ausgangswelle 1, den hydraulischen Getriebemechanismus 8 und den Anfahrmechanismus 7 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Bei einem negativen Verdrängungsverhältnis des hydraulischen Getriebemechanismus 8 ist der Gang-R (H) eingelegt. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0024] Wie sich aus FIG. 3, 4, 6 und 7 ergibt, umfasst das hydromechanische Getriebe ein hydromechanisches Vorwärtsgetriebe F1(HM), ein hydromechanisches Vorwärtsgetriebe F2(HM), ein hydromechanisches Rückwärtsgetriebe R1(HM) und ein hydromechanisches Rückwärtsgetriebe R2(HM).
[0025] Der Leistungsfluss bei dem Gang-F1(HM) ist aus FIG. 3 zu entnehmen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C281, die Kupplung C428 und die Kupplung C664 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, an der Eingangswelle 1 verzweigt. Ein Teil wird über den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 auf das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25 übertragen. Der andere Teil wird über den hydraulischen Getriebemechanismus 8 auf das Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24 übertragen. Mechanische Leistung, die das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25 erreicht, und hydraulische Leistung, die das Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24 erreicht, werden nach Zusammenführen an dem Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26 über das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 auf den Leistungssummierungsmechanismus 6 übertragen. Nun wird der Leistungssummierungsmechanismus 6 zu einem Ganzen verbunden und Leistung wird aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0026] Darin stehen i2für Übersetzungsverhältnis des Hydraulikgetriebe-Ausgangszahnradpaar und k2für charakteristischen Parameter des Zwischenplanetenradmechanismus.
[0027] Der Leistungsfluss bei dem Gang-F2(HM) ist aus FIG. 4 zu entnehmen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C281, die Kupplung C529 und die Kupplung C664 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, an der Eingangswelle 1 verzweigt. Ein Teil wird auf den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 übertragen. Der andere Teil wird über den hydraulischen Getriebemechanismus 8 auf das vordere Planetenrad-Sonnenrad 23 übertragen. Mechanische Leistung, die den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 erreicht, und hydraulische Leistung, die das vordere Planetenrad-Sonnenrad 23 erreicht, werden nach Zusammenführen an dem vorderen Planetenrad-Hohlrad 27 über das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 auf den Leistungssummierungsmechanismus 6 übertragen. Nun wird der Leistungssummierungsmechanismus 6 zu einem Ganzen verbunden und Leistung wird aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0028] Darin steht k1für charakteristischen Parameter des vorderen Planetenradmechanismus.
[0029] Der Leistungsfluss bei dem Gang-R1(HM) ist aus FIG. 6 zu entnehmen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C281, die Kupplung C428 und die Bremse B265 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, an der Eingangswelle 1 verzweigt. Ein Teil wird über den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 auf das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25 übertragen. Der andere Teil wird über den hydraulischen Getriebemechanismus 8 auf das Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24 übertragen. Mechanische Leistung, die das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25 erreicht, und hydraulische Leistung, die das Zwischenplanetenrad-Sonnenrad 24 erreicht, werden nach Zusammenführen an dem Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26 über das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 auf das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 übertragen und über das hintere Planetenrad-Hohlrad 63 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0030] Darin steht k3für charakteristischen Parameter des hinteren Planetenradmechanismus.
[0031] Der Leistungsfluss bei dem Gang-R2(HM) ist aus FIG. 7 zu entnehmen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C281, die Kupplung C529 und die Bremse B265 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, an der Eingangswelle 1 verzweigt. Ein Teil wird unmittelbar auf den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 übertragen. Der andere Teil wird über den hydraulischen Getriebemechanismus 8 auf das vordere Planetenrad-Sonnenrad 23 übertragen. Mechanische Leistung, die den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22 erreicht, und hydraulische Leistung, die das vordere Planetenrad-Sonnenrad 23 erreicht, werden nach Zusammenführen an dem vorderen Planetenrad-Hohlrad 27 über das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 auf das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 übertragen und dann über das hintere Planetenrad-Hohlrad 63 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0032] Das mechanische Getriebe umfasst ein mechanisches Vorwärtsgetriebe F1(M), ein mechanisches Vorwärtsgetriebe F2(M), ein mechanisches Rückwärtsgetriebe R1(M) und ein mechanisches Rückwärtsgetriebe R2(M).
[0033] Der Leistungsfluss bei dem Gang-F1(M) ist aus FIG. 3 zu entnehmen. Nun wird keine Leistung über den Hydraulikkreislauf übertragen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C428, die Kupplung C664 und die Bremse B188 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, über die Ausgangswelle 1, den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22, das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25, den Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26, das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 und den Leistungssummierungsmechanismus 6 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0034] Der Leistungsfluss bei dem Gang-F2(M) ist aus FIG. 4 zu entnehmen. Nun wird keine Leistung über den Hydraulikkreislauf übertragen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C529, die Kupplung C664 und die Bremse B188 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, über die Ausgangswelle 1, den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22, das vordere Planetenrad-Hohlrad 27, das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66 und den Leistungssummierungsmechanismus 6 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0035] Der Leistungsfluss bei dem Gang-R1(M) ist aus FIG. 6 zu entnehmen. Nun wird keine Leistung über den Hydraulikkreislauf übertragen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C428, die Bremse B188 und die Bremse B265 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, über die Ausgangswelle 1, den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22, das Zwischenplanetenrad-Hohlrad 25, den Zwischenplanetenrad-Planetenträger 26, das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66, das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 und das hintere Planetenrad-Hohlrad 63 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0036] Der Leistungsfluss bei dem Gang-R2(M) ist aus FIG. 7 zu entnehmen. Nun wird keine Leistung über den Hydraulikkreislauf übertragen. Wenn die Kupplung C121, die Kupplung C529, die Bremse B188 und die Bremse B265 geschlossen sind, wird Leistung, die durch die Antriebsmaschine bereitgestellt wird, über die Ausgangswelle 1, den vorderen Planetenrad-Planetenträger 22, das vordere Planetenrad-Hohlrad 27, das Mechanikgetriebemechanismus- und Leistungssummierungsmechanismus-Zahnradpaar 66, das hintere Planetenrad-Sonnenrad 61 und das hintere Planetenrad-Hohlrad 63 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben. Nun lautet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Antriebsmaschine wie folgt:
[0037] Darin stehen: 1. „B“ für Bremse, „C“ für Kupplung, „F“ für Vorwärtsgang, „R“ Rückwärtsgang, „H“ für hydraulisches Getriebe, „M“ für mechanisches Getriebe und „HM“ für hydromechanisches Hybridgetriebe.
[0038] 2. für geschlossenen Zustand des jeweiligen Gangwechselelements und für geöffneten Zustand des jeweiligen Gangwechselelements.
[0039] In einem Ausführungsbeispiel werden die folgenden Parameter ausgewählt: i1i2= 1,00, i1i3= 1,00, k1= 1,56 und k2= k3= 2,56.
[0040] Die Beziehung zwischen dem Eingang-Ausgang-Drehzahlverhältnis und dem Verdrängungsverhältnis ist aus FIG. 8 zu entnehmen. Wenn e ∈ [0,1. 00], liegt der Drehzahleinstellbereich des Gangs-F (H) bei [0,1.00]nI. Wenn e ∈ [- 1. 00,1. 00], liegt der Drehzahleinstellbereich des Gangs-F1(HM) bei [0.44,1.00]nI. Wenn e ∈ [-1.00,1.00], liegt der Drehzahleinstellbereich des Gangs-F2(HM) bei [1.00,2.28]nI. Wenn e ∈ [-1.00,0], liegt der Drehzahleinstellbereich des Gangs-R (H) bei [-1.00,0]nI. Wenn e ∈ [- 1.00,1.00], liegt der Drehzahleinstellbereich des Gangs-R1(HM) bei [-0.39,-0.17]nI. Der Drehzahleinstellbereich des Gangs-R2(HM) liegt bei [-0.89,-0.39]nI. Bei dem Gang-F1(M) und dem Gang-F2(M) liegt die Drehzahl jeweils bei 0.72nIbzw. 1.64nI. Bei dem Gang-R1(M) und dem Gang-R2(M) liegt die Drehzahl jeweils bei -0.28nIbzw. -0.64nI. Wenn e = 1.00, kann durch Umschalten von dem Gang-F (H) auf den Gang-F1(HM) eine Drehzahlregelung ohne Leistungsunterbrechung erreicht werden, wobei nun no= nI. Wenn e = 1.00, kann durch Umschalten von dem Gang-F (H) auf den Gang-F2(HM) eine Drehzahlregelung ohne Leistungsunterbrechung erreicht werden, wobei nun no= nI. Wenn e = 1.00 , kann durch Umschalten von dem Gang-F1(HM) auf den Gang-F2(HM) eine Drehzahlregelung ohne Leistungsunterbrechung erreicht werden, wobei nun no= nI. Wenn e = -0.25, kann durch Umschalten von dem Gang-R (H) auf den Gang-R1(HM) eine Drehzahlregelung ohne Leistungsunterbrechung erreicht werden, wobei nun no= -0.25nI. Wenn e = -0.85, kann durch Umschalten von dem Gang-R (H) auf den Gang-R2(HM) eine Drehzahlregelung ohne Leistungsunterbrechung erreicht werden, wobei nun no= -0.85nI. Wenn e = 1.00, kann durch Umschalten von dem Gang-R1(HM) auf den Gang-R2(HM) eine Drehzahlregelung ohne Leistungsunterbrechung erreicht werden, wobei nun no= -0.39nI.
[0041] Das elektromagnetische Wegeventil V134 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 sind mit dem Energiespeicher A136 verbunden, womit das erste Energiespeichersystem gebildet wird. Über das elektromagnetische Wegeventil V134 wird das Absperren bzw. Zuschalten der Hydrauliköl-Zufuhr gesteuert, während durch das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 der Systemdruck gesteuert wird. Das erste Energiespeichersystem eignet sich für Betriebszustände mit niedriger Bremsenergie.
[0042] Das elektromagnetische Wegeventil V337 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 sind mit dem Energiespeicher A239 verbunden, womit das zweite Energiespeichersystem gebildet wird. Über das elektromagnetische Wegeventil V337 wird das Absperren bzw. Zuschalten der Hydrauliköl-Zufuhr gesteuert, während durch das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 der Systemdruck gesteuert wird. Das zweite Energiespeichersystem eignet sich für Betriebszustände mit mittlerer Bremsenergie.
[0043] Bei der Verwendung in Kombination miteinander eignen sich das erste Energiespeichersystem und das zweite Energiespeichersystem für Betriebszustände mit hoher Bremsenergie. Nun steuern das elektromagnetische Wegeventil V134 und das elektromagnetische Wegeventil V337 jeweils das Absperren und das Zuschalten der Hydrauliköl-Zufuhr des ersten Energiespeichersystems bzw. des zweiten Energiespeichersystems und für das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 wird ein und derselbe Druck eingestellt.
[0044] Der Leistungsfluss der Bremsenergie-Rückgewinnung des Getriebemechanismus ist aus FIG. 9 zu entnehmen. Bei gebremster Ausgangswelle 5 wird die Drehrichtung des Pumpen-/Motormechanismus 33 durch den Leistungssummierungsmechanismus 6 bestimmt. Durch Schließen der Kupplung C732, der Bremse B188 und der Kupplung C428 und durch Schließen der Kupplung C732, der Bremse B188 und der Kupplung C529 wird jeweils zwischen dem Ausgangsbauteil und dem Pumpen-/Motormechanismus 33 ein stufenloses Übersetzungsverhältnis bereitgesellt. Bremsenergie, die durch den Getriebemechanismus erzeugt wird, wird über den Leistungssummierungsmechanismus 6, den mechanischen Getriebemechanismus 2, das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31 und die Kupplung C732 auf den Pumpen-/Motormechanismus 33 übertragen. Durch selektive separate Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 oder des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die beim Bremsen des Ausgangsbauteils erzeugt wird, in den Energiespeicher A136 oder den Energiespeicher A239 eingegeben. Nun wird die Menge der gespeicherten Energie in dem Energiespeicher A136 oder dem Energiespeicher A239 jeweils durch das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 oder das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 gesteuert. Durch selektive gemeinsame Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 und des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die beim Bremsen des Ausgangsbauteils erzeugt wird, in den Energiespeicher A136 und den Energiespeicher A239 eingegeben. Nun wird für das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 ein und derselbe Wert eingestellt und dadurch wird die Menge der gespeicherten Energie in dem Energiespeicher A136 und dem Energiespeicher A239 bestimmt.
[0045] Der Leistungsfluss der Bremsenergie-Rückgewinnung des Leistungsausgangsmechanismus ist aus FIG. 10 zu entnehmen. Bei gebremstem Leistungsausgangsmechanismus 4 ist die Kupplung C9311 geschlossen und Bremsenergie, die durch den Leistungsausgangsmechanismus erzeugt wird, wird über die Kupplung C9311 und das Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 310 auf den Pumpen-/Motormechanismus 33 übertragen. Durch selektive separate Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 oder des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die beim Bremsen des Leistungsausgangsmechanismus 4 erzeugt wird, in den Energiespeicher A136 oder den Energiespeicher A239 eingegeben. Nun wird die Menge der gespeicherten Energie in dem Energiespeicher A136 oder dem Energiespeicher A239 jeweils durch das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 oder das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 gesteuert. Durch selektive gemeinsame Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 und des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die beim Bremsen des Leistungsausgangsmechanismus 4 erzeugt wird, in den Energiespeicher A136 und den Energiespeicher A239 eingegeben. Nun wird für das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 ein und derselbe Wert eingestellt und dadurch wird die Menge der gespeicherten Energie in dem Energiespeicher A136 und dem Energiespeicher A239 bestimmt.
[0046] Der Leistungsfluss beim Antreiben des Getriebemechanismus allein durch den Energiemanagementmechanismus ist aus FIG. 11 zu entnehmen. Nun müssen lediglich die Kupplung C121, die Kupplung C281, die Kupplung C372 und die Kupplung C732 geschlossen werden und Leistung, die durch den Energiemanagementmechanismus 3 ausgegeben wird, wird über das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31, die Eingangswelle 1, den hydraulischen Getriebemechanismus 8 und den Anfahrmechanismus 7 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben.
[0047] Der Leistungsfluss beim Antreiben des Getriebemechanismus gemeinsam durch den Energiemanagementmechanismus und die Antriebsmaschine ist aus FIG. 12 zu entnehmen. Nun müssen lediglich die Kupplung C121, die Kupplung C281, die Kupplung C372 und die Kupplung C732 geschlossen werden und Leistung, die durch den Energiemanagementmechanismus 3 ausgegeben wird, fließt über das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31 und wird mit der auf die Eingangswelle 1 übertragenen Leistung der Antriebsmaschine zusammengeführt. Die Hybridleistung wird über den hydraulischen Getriebemechanismus 8 und den Anfahrmechanismus 7 aus der Ausgangswelle 5 ausgegeben.
[0048] Der Leistungsfluss beim Antreiben des Leistungsausgangsmechanismus allein durch den Energiemanagementmechanismus ist aus FIG. 13 zu entnehmen. Nun muss lediglich die Kupplung C9311 geschlossen werden und Leistung, die durch den Energiemanagementmechanismus 3 ausgegeben wird, wird über das Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 310 und die Kupplung C9311 aus der Leistungsausgangswelle 43 ausgegeben.
[0049] Der Leistungsfluss beim Antreiben des Leistungsausgangsmechanismus gemeinsam durch den Energiemanagementmechanismus und die Antriebsmaschine ist aus FIG. 14 zu entnehmen. Nun müssen lediglich die Kupplung C842 und die Kupplung C9311 geschlossen werden. Leistung, die durch den Energiemanagementmechanismus 3 ausgegeben wird, fließt über das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31 und die Kupplung C9311 wird mit der Leistung der Antriebsmaschine, die über das Leistungsausgangs-Zahnradpaar 41 und die Kupplung C842 auf die Leistungsausgangswelle 43 übertragen wird, zusammengeführt und aus der Leistungsausgangswelle 43 ausgegeben.
[0050] Durch selektive separate Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 oder des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die in dem Energiespeicher A136 oder dem Energiespeicher A239 gespeichert ist, jeweils freigesetzt. Nun wird der Eingangsöldruck des Pumpen-/Motormechanismus 33 jeweils durch das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 oder das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 gesteuert. Durch selektive gemeinsame Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 oder des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die in dem Energiespeicher A136 und dem Energiespeicher A239 gespeichert ist, gleichzeitig freigesetzt. Nun wird für das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 ein und derselbe Öldruck eingestellt und dadurch wird gemeinsam der Eingangsöldruck des Pumpen-/Motormechanismus 33 bestimmt.
[0051] Der Leistungsfluss beim Speichern von Energie in den Energiemanagementmechanismus durch die Antriebsmaschine ist aus FIG. 15 zu entnehmen. Dabei sind zwei Möglichkeiten denkbar: Bei einer ersten Möglichkeit sind die Kupplung C842 und die Kupplung C9311 geschlossen, in welchem Fall Leistung der Antriebsmaschine über das Leistungsausgangs-Zahnradpaar 41, die Kupplung C842, die Kupplung C9311 und das Leistungsausgangsmechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 310 auf den Energiemanagementmechanismus 3 übertragen. Nun dreht sich der Pumpen-/Motormechanismus 33 in die gleiche Richtung wie die Antriebsmaschine. Bei einer zweiten Möglichkeit sind die Kupplung C121 und die Kupplung C732 geschlossen, in welchem Fall Leistung der Antriebsmaschine über das Getriebemechanismus- und Energiemanagementmechanismus-Zahnradpaar 31 und die Kupplung C732 auf den Energiemanagementmechanismus 3 übertragen. Nun dreht sich der Pumpen-/Motormechanismus 33 in eine entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die Antriebsmaschine. Durch selektive separate Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 oder des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die durch die Antriebsmaschine übertragen wird, in den Energiespeicher A136 oder den Energiespeicher A239 eingegeben. Nun wird die Menge der gespeicherten Energie in dem Energiespeicher A136 oder dem Energiespeicher A239 jeweils durch das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 oder das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 gesteuert. Durch selektive gemeinsame Steuerung des elektromagnetischen Wegeventils V134 und des elektromagnetischen Wegeventils V337 wird Energie, die beim Bremsen der Ausgangswelle 1 erzeugt wird, in den Energiespeicher A136 und den Energiespeicher A239 eingegeben. Nun wird für das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V235 und das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V438 ein und derselbe Wert eingestellt und dadurch wird die Menge der gespeicherten Energie in dem Energiespeicher A136 und dem Energiespeicher A239 bestimmt.
[0052] Die obigen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, worauf jedoch die vorliegende Erfindung keineswegs eingeschränkt ist. Jegliche naheliegende Weiterbildungen, Substitutionen oder Varianten, die von Fachleuten auf diesem Gebiet ohne Verlassen von dem wesentlichen Inhalt der Erfindung im Rahmen der Ansprüche vorgenommen werden können, gehören zu dem Schutzumfang der Erfindung.

Claims (7)

1. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung mit einem Energiespeichermechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Eingangswelle (1), einen mechanischen Getriebemechanismus (2), einen Energiespeichermechanismus (3), einen Leistungsausgangsmechanismus (4), eine Ausgangswelle (5), einen Leistungssummierungsmechanismus (6), einen Anfahrmechanismus (7), einen hydraulischen Getriebemechanismus (8), eine Kupplungsbaugruppe (C1-C9) und eine Bremsenbaugruppe (B1-B2) umfasst, wobei die Kupplungsbaugruppe (C1-C9) die Eingangswelle (1) jeweils mit dem mechanischen Getriebemechanismus (2), dem Leistungsausgangsmechanismus (4) und dem hydraulischen Getriebemechanismus (8), den Ausgang des hydraulischen Getriebemechanismus (8) jeweils mit dem mechanischen Getriebemechanismus (2) und der Ausgangswelle (5), den Ausgang des mechanischen Getriebemechanismus (2) mit dem Leistungssummierungsmechanismus (6), die Eingangswelle (1) mit dem Leistungssummierungsmechanismus (6) und den Energiespeichermechanismus (3) jeweils mit dem mechanischen Getriebemechanismus (2) und dem Leistungsausgangsmechanismus (4) verbinden kann, wobei die Kupplungsbaugruppe (C1-C9) und die Bremsenbaugruppe (B1-B2) so einstellbar sind, dass mittels des hydraulischen Getriebemechanismus (8) ein stufenloses Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle (1) einerseits und der Ausgangswelle (5) und/oder dem Leistungsausgangsmechanismus (4) andererseits, zwischen dem Energiespeichermechanismus (3) einerseits und der Ausgangswelle (5) und/oder dem Leistungsausgangsmechanismus (4) andererseits sowie zwischen dem Energiespeichermechanismus (3) und der Eingangswelle (1) einerseits und der Ausgangswelle (5) und/oder dem Leistungsausgangsmechanismus (4) andererseits bereitstellbar ist.
2. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebszustände, die durch Einstellen des Verdrängungsverhältnisses des hydraulischen Getriebemechanismus (8) und durch selektive Steuerung der Schließung der Kupplungsbaugruppe (C1-C9) und der Bremsenbaugruppe (B1-B2) zwischen der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (5) bereitstellbar sind, ein hydraulisch-mechanisches Getriebe, ein hydromechanisches Getriebe und ein mechanisches Getriebe umfassen.
3. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Getriebemechanismus (2) einen vorderen Planetenradmechanismus und einen Zwischenplanetenradmechanismus umfasst, wobei ein Planetenträger (22) des vorderen Planetenradmechanismus mit der Eingangswelle (1), der Planetenträger (22) des vorderen Planetenradmechanismus mit einem Hohlrad (25) des Zwischenplanetenradmechanismus, ein Sonnenrad (23) des vorderen Planetenradmechanismus mit einem Sonnenrad (24) des Zwischenplanetenradmechanismus und das Sonnenrad (24) des Zwischenplanetenradmechanismus mit einem Ausgangsende des hydraulischen Getriebemechanismus (8) verbunden ist, wobei der Leistungssummierungsmechanismus (6) einen hinteren Planetenradmechanismus umfasst, dessen Hohlrad (63) mit der Ausgangswelle (5) verbunden ist, wobei die Kupplungsbaugruppe (C1-C9) ein Hohlrad (27) des vorderen Planetenradmechanismus oder einen Planetenträger (26) des Zwischenplanetenradmechanismus mit einem Sonnenrad (61) des hinteren Planetenradmechanismus verbinden kann, wobei die Kupplungsbaugruppe (C1-C9) eine Kupplung C2(81) und eine Kupplung C3(72) umfasst, wobei die Kupplung C2(81) dazu dient, ein Eingangsende des hydraulischen Getriebemechanismus (8) selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an die Ausgangswelle (5) anzuschließen, während die Kupplung C3(72) dazu dient, das Ausgangsende des hydraulischen Getriebemechanismus (8) selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an die Ausgangswelle (5) anzuschließen, wobei durch Einstellen des Verdrängungsverhältnisses des hydraulischen Getriebemechanismus (8) und durch selektive Steuerung der Schließung der Kupplung C2(81) und der Kupplung C3(72) ein stufenloses hydraulisch-mechanisches Vorwärts- oder Rückwärtsgetriebe zwischen der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (5) bereitstellbar ist.
4. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsbaugruppe (C1-C9) ferner eine Kupplung C1(21), eine Kupplung C4(28), eine Kupplung C5(29) und eine Kupplung C6(64) umfasst, wobei die Kupplung C1(21) dazu dient, die Eingangswelle (1) selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an den Planetenträger (22) des vorderen Planetenradmechanismus anzuschließen, wobei die Kupplung C4(28) dazu dient, den Planetenträger (26) des Zwischenplanetenradmechanismus selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an das Sonnenrad (61) des hinteren Planetenradmechanismus anzuschließen, wobei die Kupplung C5(29) dazu dient, das Hohlrad (27) des vorderen Planetenradmechanismus selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an das Sonnenrad (61) des hinteren Planetenradmechanismus anzuschließen, wobei die Kupplung C6(64) dazu dient, das Hohlrad (63) des hinteren Planetenradmechanismus selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an das Sonnenrad (61) des hinteren Planetenradmechanismus anzuschließen, wobei die Bremsenbaugruppe (B1-B2) eine Bremse B2(65) umfasst, die dazu dient, einen Planetenträger (62) des hinteren Planetenradmechanismus selektiv an ein Befestigungselement anzuschließen, und wobei durch Einstellen des Verdrängungsverhältnisses des hydraulischen Getriebemechanismus (8) und durch selektive Steuerung der Schließung der Kupplung C1(21), der Kupplung C2(81), der Kupplung C4(28), der Kupplung C5(29), der Kupplung C6(64) und der Bremse B2(65) ein stufenloses hydromechanisches Vorwärts- oder Rückwärtsgetriebe zwischen der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (5) bereitstellbar ist.
5. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C2(81), der Kupplung C4(28) und der Kupplung C6(64), durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C2(81), der Kupplung C5(29) und der Kupplung C6(64), durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C2(81), der Kupplung C4(28) und der Bremse B2(65) oder durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C2(81), der Kupplung C5(29) und der Bremse B2(65) jeweils ein unterschiedlich wirkendes hydromechanisches Vorwärts- oder Rückwärtsgetriebe zwischen der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (5) bereitstellbar ist.
6. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenbaugruppe (B1-B2) ferner eine Bremse B1(88) umfasst, die dazu dient, das Ausgangsende des hydraulischen Getriebemechanismus (8) selektiv an das Befestigungselement anzuschließen, wobei durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C4(28), der Kupplung C6(64) und der Bremse B1(88), durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C5(29), der Kupplung C6(64) und der Bremse B1(88), durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C4(28), der Bremse B1(88) und der Bremse B2(65) oder durch Schließen der Kupplung C1(21), der Kupplung C5(29), der Bremse B1(88) und der Bremse B2(65) jeweils ein unterschiedlich wirkendes mechanisches Vorwärts- oder Rückwärtsgetriebe zwischen der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (5) bereitstellbar ist.
7. Hydromechanische Hybridgetriebeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeichermechanismus (3) einen Pumpen-/Motormechanismus (33), ein elektromagnetisches Wegeventil V1(34), ein pilotgesteuertes Proportional-Überströmventil V2(35), einen Energiespeicher A1(36), ein elektromagnetisches Wegeventil V3(37), ein pilotgesteuertes Proportional-Überströmventil V4(38) und einen Energiespeicher A2(39) umfasst, wobei der Pumpen-/Motormechanismus (33) jeweils mit dem Energiespeicher A1(36) und dem Energiespeicher A2(39) verbunden ist, wobei das elektromagnetische Wegeventil V1(34) zum Steuern der Verbindung des Pumpen-/Motormechanismus (33) mit dem Energiespeicher A1(36) dient, wobei zwischen dem Pumpen-/Motormechanismus (33) und dem Energiespeicher A1(36) das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V2(35) angebracht ist, während das elektromagnetische Wegeventil V3(37) zum Steuern der Verbindung des Pumpen-/Motormechanismus (33) mit dem Energiespeicher A2(39) dient, wobei zwischen dem Pumpen-/Motormechanismus (33) und dem Energiespeicher A2(39) das pilotgesteuerte Proportional-Überströmventil V4(38) angebracht ist, wobei die Kupplungsbaugruppe (C1-C9) ferner eine Kupplung C7(32), eine Kupplung C8(42) und eine Kupplung C9(311) umfasst, wobei die Kupplung C7(32) dazu dient, den Pumpen-/Motormechanismus (33) selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an den Planetenträger (22) des vorderen Planetenradmechanismus anzuschließen, wobei die Kupplung C9(311) dazu dient, den Pumpen-/Motormechanismus (33) selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an den Leistungsausgangsmechanismus (4) anzuschließen, und wobei die Kupplung C8(42) dazu dient, die Eingangswelle (1) selektiv zum Erreichen einer Mitdrehung an den Leistungsausgangsmechanismus (4) anzuschließen.
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