Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug mit einem Motor, genauer gesagt eine Antriebsstranganordnung zur Energiespeicherung und -abgabe.The present invention relates to a powertrain arrangement for a work vehicle having a motor, more particularly to a powertrain arrangement for energy storage and discharge.
In verschiedensten Umgebungen kann es nützlich sein, sowohl einen herkömmlichen Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor) als auch eine stufenlos verstellbare Leistungsquelle (z.B. einen Elektro- oder hydrostatischen Motor, einen variablen Kettenantrieb, usw.) zu verwenden, um nützliche Leistung zu liefern. Beispielsweise kann ein Teil der Motorleistung umgeleitet werden, um eine erste stufenlos verstellbare Maschine (z.B. eine erste elektrische Maschine, die als Generator wirkt) anzutreiben, die ihrerseits eine zweite stufenlos verstellbare Maschine antreiben kann (z.B. eine zweite elektrische Maschine, die als Motor wirkt, unter Verwendung der elektrischen Leistung von der ersten elektrischen Maschine). In bestimmten Konfigurationen kann Leistung von beiden Typen von Quellen (d.h. einem Motor und einer stufenlos verstellbaren Leistungsquelle) für die letztendliche Leistungsabgabe (z.B. an eine Fahrzeugachse) über ein stufenlos verstellbares Getriebe mit unendlichem Übersetzungsverhältnis („IVT“) oder stufenlos verstellbares Getriebe mit einem endlichen Übersetzungsverhältnis („CVT“) kombiniert werden. Dies kann als „Split-Modus“- oder „Leistungsverzweigungs-Modus“-Betrieb bezeichnet werden, da die Leistungsübertragung zwischen dem mechanischen Weg vom Motor und dem stufenlos verstellbaren Weg geteilt sein kann. Der Split-Modus-Betrieb kann auf verschiedenen bekannten Wegen erzielt werden. Beispielsweise kann ein Planetengetriebesatz verwendet werden, um eine Drehleistung von einem Motor und von einer elektrischen Maschine zu summieren, wobei die summierte Leistung stromabwärts innerhalb eines zugeordneten Antriebsstrangs übertragen wird. Dies kann die Abgabe von Leistung (z.B. an Fahrzeugräder) mit einem stufenlos verstellbaren effektiven Übersetzungsverhältnis ermöglichen. Es können jedoch verschiedene Probleme auftreten, einschließlich Einschränkungen in Bezug auf die maximal erreichbare Geschwindigkeit verstellbarer Leistungsquellen.In various environments, it may be useful to use both a conventional engine (e.g., an internal combustion engine) and a continuously variable power source (e.g., an electric or hydrostatic motor, variable chain drive, etc.) to provide useful performance. For example, a portion of the engine power may be diverted to drive a first continuously variable machine (eg, a first electric machine acting as a generator) which, in turn, may drive a second continuously variable machine (eg, a second electric machine that acts as a motor, using the electric power from the first electric machine). In certain configurations, power from both types of sources (ie, a motor and a continuously variable power source) may be provided for ultimate power output (eg, to a vehicle axle) via infinite ratio ("IVT") or infinitely variable transmission with a finite transmission Transmission ratio ("CVT") are combined. This may be referred to as a "split-mode" or "power-split mode" operation since the power transmission between the mechanical path may be shared by the engine and the continuously variable path. Split mode operation can be achieved in several known ways. For example, a planetary gear set may be used to sum a rotational power of a motor and an electric machine, wherein the summed power is transmitted downstream within an associated powertrain. This may allow the delivery of power (e.g., to vehicle wheels) with a continuously variable effective gear ratio. However, various issues may arise, including limitations on the maximum achievable speed of adjustable power sources.
Der Betrieb von anderen Getriebearten, sowie IVT- oder CVT-Getrieben, kann verschiedene andere Probleme mit sich bringen. Beispielsweise können Getriebeschaltungen (z.B. Übergänge zwischen verschiedenen Übersetzungsverhältnissen) zu Stößen an dem Fahrzeug, Verzögerungen oder anderen Übergangseffekten der verfügbaren Leistung (z.B. an den Rädern eines Fahrzeugs oder an einem verbundenen Werkzeug oder Gerät), oder anderen nachteiligen Auswirkungen auf die Systemleistung und das Benutzererlebnis.Operating other types of transmissions, as well as IVT or CVT transmissions, can present several other problems. For example, transmission circuits (e.g., transitions between different gear ratios) may cause shocks to the vehicle, delays or other transient effects of available power (e.g., on the wheels of a vehicle or on an associated tool or device), or other adverse effects on system performance and user experience.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung kann eine Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug mit einem Motor eine stufenlos verstellbare Leistungsquelle („IVP“) umfassen. Eine Energiespeicherungsvorrichtung kann konfiguriert sein, um Energie von der IVP zur Speicherung zu empfangen, und um gespeicherte Energie von der Energiespeicherungsvorrichtung bereitzustellen, um eine oder mehrere Komponenten der IVP zu speisen. Ein Getriebe kann konfiguriert sein, um Leistung von dem Motor und von einer oder mehreren Komponenten der IVP an andere Komponenten des Fahrzeugs zu übertragen. Ein Übergangsleistungsereignis kann identifiziert werden, während dem ein vorliegender Betriebszustand des Motors nicht ausreichend Leistung für Vorgänge des Arbeitsfahrzeugs bereitstellt. Die Energiespeicherungsvorrichtung kann veranlasst werden, gespeicherte Energie bereitzustellen, um die eine oder mehreren Komponenten der IVP zu speisen, und um dadurch dem Getriebe Leistung bereitzustellen.In one aspect of the disclosure, a powertrain arrangement for a work vehicle having a motor may include a continuously variable power source ("IVP"). An energy storage device may be configured to receive power from the IVP for storage and to provide stored energy from the energy storage device to power one or more components of the IVP. A transmission may be configured to transfer power from the engine and from one or more components of the IVP to other components of the vehicle. A transient power event may be identified during which an existing operating condition of the engine does not provide sufficient power for work vehicle operations. The energy storage device may be caused to provide stored energy to power the one or more components of the IVP and thereby provide power to the transmission.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Getriebe während des Übergangsleistungsereignisses auch Leistung von dem Motor empfangen, sodass die Vorgänge des Arbeitsfahrzeugs zumindest teilweise unter Verwendung von Leistung von dem Motor und gespeicherter Energie von der Energiespeicherungsvorrichtung ausgeführt werden kann. Das Übergangsleistungsereignis kann einen Schaltvorgang, einen Vorgang eines Werkzeugs des Arbeitsfahrzeugs oder einen Vorgang des Fahrzeugs, während der Fahrzeugmotor abgeschaltet ist, umfassen.In certain embodiments, the transmission may also receive power from the engine during the transient power event, such that the operations of the work vehicle may be performed at least partially using power from the engine and stored energy from the energy storage device. The transient power event may include a shift, an operation of a tool of the work vehicle, or an operation of the vehicle while the vehicle engine is off.
In bestimmten Ausführungsformen können stufenlos verstellbare Getriebe verschiedener Konfigurationen konfiguriert sein, um Leistung von der einen oder mehreren Komponenten der IVP zu empfangen. Ein stufenlos verstellbares Getriebe kann beispielsweise einen oder mehrere Planetengetriebesätze oder Doppel-Planetengetriebesätze umfassen, die konfiguriert sein können, um Leistung von dem Motor und von der einen oder mehreren Komponenten der IVP zur Lieferung an das Getriebe zu summieren.In certain embodiments, continuously variable transmissions of various configurations may be configured to receive power from the one or more components of the IVP. For example, a continuously variable transmission may include one or more planetary gear sets or dual planetary gear sets that may be configured to sum power from the engine and from the one or more components of the IVP for delivery to the transmission.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren offenbart, um ein Arbeitsfahrzeug mit einem Motor, einer IVP, einer Energiespeicherungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um Energie von der IVP zur Speicherung zu empfangen, und um gespeicherte Energie von der Energiespeicherungsvorrichtung bereitzustellen, um eine oder mehrere Komponenten der stufenlos verstellbaren Leistungsquelle anzutreiben, und einem Getriebe, das konfiguriert ist, um Leistung von dem Motor und von der einen oder mehreren Komponenten der stufenlos verstellbaren Leistungsquelle an eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs zu übertragen, anzutreiben.According to another aspect of the invention, a method is disclosed for providing a work vehicle having a motor, an IVP, an energy storage device configured to receive energy from the IVP for storage, and to provide stored energy from the energy storage device to one or more of driving a plurality of components of the continuously variable power source, and a transmission configured to transfer power from the engine and from the one or more components of the continuously variable power source to one or more components of the vehicle.
Das Übergangsleistungsereignis, während dem ein vorliegender Betriebszustand des Motors des Arbeitsfahrzeugs nicht ausreichend Leistung für einen oder mehrere Vorgänge des Arbeitsfahrzeugs bereitstellt, kann identifiziert werden. Die Energiespeicherungsvorrichtung kann veranlasst werden, gespeicherte Energie von der Energiespeicherungsvorrichtung bereitzustellen, um die eine oder mehreren Komponenten der IVP anzutreiben. Während des Übergangsleistungsereignisses kann das Getriebe dadurch über die eine oder mehreren Komponenten der IVP Leistung von der Energiespeicherungsvorrichtung empfangen, sodass der eine oder mehrere Vorgänge des Arbeitsfahrzeugs zumindest teilweise unter Verwendung von gespeicherter Energie von der Energiespeicherungsvorrichtung ausgeführt werden kann. The transient power event during which an existing operating condition of the engine of the work vehicle does not provide sufficient power for one or more operations of the work vehicle may be identified. The energy storage device may be caused to provide stored energy from the energy storage device to drive the one or more components of the IVP. During the transient power event, the transmission may thereby receive over the one or more components of the IVP power from the energy storage device such that the one or more operations of the work vehicle may be performed at least partially using stored energy from the energy storage device.
Die Details von einer oder mehreren Implementierungen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale und Vorteile werden sich aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen erschließen.The details of one or more implementations are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features and advantages will be apparent from the description, drawings, and claims.
Zum vollständigen Verständnis der Ziele, der Verfahren und der Struktur der Erfindung sollte auf die folgende ausführliche Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen verwiesen werden:For a full understanding of the objects, methods and structure of the invention, reference should be made to the following detailed description and the accompanying drawings:
1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs, das ein stufenlos verstellbares Getriebe umfassen kann, 1 FIG. 11 is a side view of an exemplary work vehicle that may include a continuously variable transmission, FIG.
2 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs aus 1, 2 is a schematic view of a powertrain of the vehicle 1 .
3 ist eine schematische Ansicht eines stufenlos verstellbaren Getriebes, das in den Antriebsstrang aus 2 integriert sein kann, 3 is a schematic view of a continuously variable transmission, which is in the drive train 2 can be integrated
4 ist eine grafische Darstellung von Geschwindigkeiten einer stufenlos verstellbaren Leistungsquelle und Geschwindigkeiten von Fahrzeugrädern für verschiedene Betriebsmodi des stufenlos verstellbaren Getriebes aus 3, 4 FIG. 12 is a graph of speeds of a continuously variable power source and vehicle wheel speeds for various continuously variable transmission modes of operation. FIG 3 .
5 ist eine schematische Ansicht eines anderen stufenlos verstellbaren Getriebes, das in den Antriebsstrang aus 2 integriert sein kann, 5 is a schematic view of another continuously variable transmission that is in the drive train 2 can be integrated
6 ist eine grafische Darstellung von Geschwindigkeiten einer stufenlos verstellbaren Leistungsquelle und Geschwindigkeiten von Fahrzeugrädern für verschiedene Betriebsmodi des stufenlos verstellbaren Getriebes aus 5, 6 FIG. 12 is a graph of speeds of a continuously variable power source and vehicle wheel speeds for various continuously variable transmission modes of operation. FIG 5 .
7 ist eine schematische Ansicht eines anderen stufenlos verstellbaren Getriebes, das in den Antriebsstrang aus 2 integriert sein kann, 7 is a schematic view of another continuously variable transmission that is in the drive train 2 can be integrated
8 ist eine grafische Darstellung von Geschwindigkeiten einer stufenlos verstellbaren Leistungsquelle und Geschwindigkeiten von Fahrzeugrädern für verschiedene Betriebsmodi des stufenlos verstellbaren Getriebes aus 7, 8th FIG. 12 is a graph of speeds of a continuously variable power source and vehicle wheel speeds for various continuously variable transmission modes of operation. FIG 7 .
9 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs, der jenem aus 3 ähnlich ist, mit einem System zur Leistungsspeicherung und -abgabe, 9 is a schematic view of a powertrain, that of 3 similar, with a system for power storage and delivery,
10 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs, der jenem aus 7 ähnlich ist, mit einem System zur Leistungsspeicherung und -abgabe, 10 is a schematic view of a powertrain, that of 7 similar, with a system for power storage and delivery,
11 ist eine Diagrammansicht eines Managementverlaufs eines Übergangsleistungsereignisses, der in den Antriebssträngen aus 9 und 10 verwendet werden kann. 11 is a diagrammatic view of a management history of a transient power event occurring in the powertrains 9 and 10 can be used.
In den verschiedenen Zeichnungen zeigen gleiche Referenzsymbole gleiche Elemente an.In the various drawings, like reference symbols indicate like elements.
Das Folgende beschreibt eines oder mehrere beispielhafte Ausführungsform der offenbarten Antriebsstranganordnung zur Energiespeicherung und -abgabe, wie in den begleitenden Figuren der Zeichnungen gezeigt, die oben kurz beschrieben wurden. Von einem Fachmann können verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen bedacht werden.The following describes one or more exemplary embodiments of the disclosed power storage arrangement for energy storage and discharge as shown in the accompanying figures of the drawings briefly described above. Various modifications of the exemplary embodiments may be considered by those skilled in the art.
In verschiedenen bekannten Konfigurationen können eines oder mehrere Planetengetriebesätze verwendet werden, um den Leistungsausgang einer IVP und eines Motors (z.B. eines Verbrennungsmotors) zu kombinieren. Beispielsweise kann bei einem Planetengetriebesatz eine erste Komponente des Getriebesatzes (z.B. ein Hohlrad) Leistung von dem Motor empfangen, eine zweite Komponente des Getriebesatzes (z.B. ein Sonnenrad) kann Leistung von der IVP empfangen, und eine dritte Komponente des Getriebesatzes (z.B. ein Planetenzahnradträger) kann die Leistung von dem Motor und der IVP an dem Ausgang des Getriebesatzes summieren. (Der Zweckmäßigkeit der Bezeichnung halber kann „Komponente“ hierin verwendet werden, insbesondere im Kontext eines Planetengetriebesatzes, um ein Element zur Übertragung von Leistung zu bezeichnen, wie ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planetenzahnradträger). Es ist klar, dass eine derartige Konfiguration eine im Wesentlichen unendliche und stufenlose Anzahl von Übersetzungsverhältnissen für den Planetengetriebesatz ermöglichen kann. Beispielsweise kann für eine festgelegte Motordrehzahl ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis eingestellt werden, indem die Drehzahl der IVP in Bezug auf die Motordrehzahl variiert wird.In various known configurations, one or more planetary gear sets may be used to combine the power output of an IVP and an engine (e.g., an internal combustion engine). For example, in a planetary gear set, a first component of the gearset (eg, a ring gear) may receive power from the engine, a second component of the gearset (eg, a sun gear) may receive power from the IVP, and a third component of the gearset (eg, a planetary gear carrier) sum up the power from the engine and the IVP at the output of the gearset. (For convenience of designation, "component" may be used herein, particularly in the context of a planetary gear set to refer to a power transmission element, such as a sun gear, a ring gear, or a planetary gear carrier). It will be appreciated that such a configuration may allow for a substantially infinite and stepless number of gear ratios for the planetary gear set. For example, for a given engine speed, a particular gear ratio may be adjusted by varying the speed of the IVP with respect to engine speed.
In bestimmten Fällen kann es nützlich sein, einen Null-Leistungs-Modus für ein Fahrzeug (oder eine andere Maschine) zu erleichtern, in dem die Ausgangsgeschwindigkeit der Fahrzeugräder (oder ein anderer Maschinenausgang) eine Geschwindigkeit von Null erreicht, ohne den Motor zu stoppen oder ein Drehmoment an den Rädern nachzulassen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Fahrzeugleistung verwendet werden, um ein Fahrzeug stationär zu halten. Ein solcher Zustand kann beispielsweise mit einem Planetengetriebesatz erhalten werden, der wie oben beschrieben konfiguriert ist. Falls beispielsweise ein Motor ein Sonnenrad bei einer ersten positiven Geschwindigkeit dreht, und eine IVP (z.B. ein Elektromotor, der durch einen Generator angetrieben wird) angewiesen wird, ein Hohlrad bei einer äquivalenten negativen Geschwindigkeit zu drehen, kann sich ein zugeordneter Planetenzahnradträger (der beispielsweise mit einer Differentialantriebswelle verbunden sein kann) überhaupt nicht drehen. Falls ferner die IVP bei einer geringfügig anderen (und entgegengesetzten) Drehzahl als der Motor eine Ausgangsrotation bereitstellt, kann das Fahrzeug in einen „Kriech“-Modus gelangen, in dem sich das Fahrzeug sehr langsam, aber mit hohem Raddrehmoment bewegt. Die Null-Leistungs- und Kriech-Modi sind besonders nützlich für schwere Arbeitsfahrzeuge, wie den in 1 gezeigten Traktor, die in der Landwirtschafts-, Bau- und Forstwirtschaftsindustrie verwendet werden. Mit zunehmender Radgeschwindigkeit kann das Fahrzeug dann letztendlich in einen normalen Antriebsmodus gelangen. Bei herkömmlichen Konfigurationen kann jeder dieser Modi ein Leistungsverzweigungs-Modus sein, in dem die Leistungsübertragung zwischen einem rein mechanischen Weg vom Motor und dem gemischten Weg durch die IVP geteilt wird. In certain cases, it may be useful to facilitate a zero power mode for a vehicle (or other machine) in which the output speed of the vehicle wheels (or other engine output) reaches zero speed without stopping or stopping the engine to lose a torque at the wheels. In this way, for example, vehicle performance may be used to keep a vehicle stationary. Such a condition may be obtained, for example, with a planetary gear set configured as described above. For example, if a motor rotates a sun gear at a first positive speed, and an IVP (eg, an electric motor driven by a generator) is commanded to rotate a ring gear at an equivalent negative speed, an associated planetary gear carrier (e.g. a differential drive shaft can be connected) do not turn at all. Further, if the IVP provides output rotation at a slightly different (and opposite) speed than the engine, the vehicle may enter a "creep" mode in which the vehicle is moving very slowly but with high wheel torque. The zero power and creep modes are particularly useful for heavy duty work vehicles such as the 1 shown tractor used in the agriculture, construction and forestry industries. As the wheel speed increases, the vehicle may ultimately enter a normal drive mode. In conventional configurations, each of these modes may be a power split mode in which power transmission is shared between a purely mechanical path from the engine and the mixed path through the IVP.
Ein Problem in Bezug auf stufenlos verstellbare Antriebsstränge kann die relative Effizienz der Leistungsübertragung in verschiedenen Modi betreffen. Es ist beispielsweise klar, dass eine mechanische Übertragung von Leistung von einem Motor zu einem Getriebesatz (d.h. Übertragung auf mechanischem Weg) ein hocheffizienter Modus zur Leistungsübertragung sein kann, während die Leistungsübertragung durch eine IVP weniger effizient sein kann (z.B. da die mechanische Leistung durch eine erste Maschine in elektrische oder hydraulische Leistung umgewandelt werden muss, zu einer zweiten Maschine übertragen werden muss, und dann in mechanische Leistung rückumgewandelt werden muss). Demgemäß kann eine signifikante Motivation bestehen, den mechanischen Weg stärker zu verwenden als den IVP-Weg (z.B. durch Erhöhen der Drehzahl des Motors). Diese stärkere Verwendung des mechanischen Wegs kann jedoch auch die erforderliche IVP-Drehzahl für Null-Leistungs- und Kriech-Modi hochtreiben, da diese Modi eine beinahe oder tatsächliche Geschwindigkeitsanpassung zwischen den IVP- und Motordrehzahlen erfordern können. Dies kann zu einer erhöhten Abnutzung an zugehörigen Zahnrädern und anderen Teilen führen (z.B. einer Planetengetriebekomponente, die Leistung von der IVP und zugeordneten Lagern empfängt), sogar bis zum Punkt eines Teileausfalls. Um geeignete Drehzahlen zu erzielen, kann es ferner notwendig sein, dass die Größe und Leistung einer relevanten IVP gegenüber einer bevorzugten Größe und Leistung signifikant erhöht werden müssen. Unter anderen Vorteilen kann das hier offenbarte stufenlos verstellbare Multimode-Getriebe („MIVT“) diese Probleme behandeln. Beispielsweise kann durch eine selektive Nutzung von Kupplungen und/oder Bremsen ein MIVT eine stärkere Nutzung eines mechanischen Wegs gestatten, während die Notwendigkeit übermäßiger IVP-Drehzahlen in Null-Leistungs- und Kriech-Modi vermieden wird.A problem with continuously variable powertrains may relate to the relative efficiency of power transmission in various modes. For example, it is clear that mechanical transmission of power from an engine to a transmission set (ie, mechanical transmission) may be a highly efficient mode for power transmission, while power transmission through an IVP may be less efficient (eg, because mechanical power is reduced by one) first machine has to be converted into electrical or hydraulic power, has to be transferred to a second machine, and then has to be converted back to mechanical power). Accordingly, there may be significant motivation to use the mechanical path more than the IVP path (e.g., by increasing the speed of the motor). However, this increased use of the mechanical path can also boost the required IVP speed for zero power and creep modes, as these modes may require close or actual speed adjustment between IVP and engine speeds. This can lead to increased wear on associated gears and other parts (e.g., a planetary gear component that receives power from the IVP and associated bearings), even to the point of part failure. In order to achieve suitable speeds, it may also be necessary that the size and power of a relevant IVP must be significantly increased over a preferred size and power. Among other advantages, the multimode continuously variable transmission ("MIVT") disclosed herein can handle these problems. For example, by selectively utilizing clutches and / or brakes, an MIVT may allow greater use of a mechanical path while avoiding the need for excessive IVP speeds in zero power and creep modes.
Wie aus der vorliegenden Diskussion ersichtlich wird, kann ein MIVT in verschiedensten Umgebungen und mit verschiedensten Maschinen vorteilhaft verwendet werden. Beispielsweise kann unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ein MIVT im Antriebsstrang 22 eines Fahrzeugs 20 beinhaltet sein. In 1 ist das Fahrzeug 20 als Traktor dargestellt. Es ist jedoch klar, dass andere Konfigurationen möglich sein können, einschließlich der Konfiguration des Fahrzeugs 20 als andere Art von Traktor, als Holzschlepper, Straßenhobel oder als einer von verschiedenen anderen Arbeitsfahrzeugtypen. Ferner ist es klar, dass die offenbarte IVT auch in Nicht-Arbeitsfahrzeugen und Nicht-Fahrzeuganwendungen verwendet werden kann (z.B. ortsfeste Antriebsstränge).As will be apparent from the present discussion, an MIVT can be used to advantage in a variety of environments and machines. For example, with reference now to 1 a MIVT in the powertrain 22 of a vehicle 20 includes his. In 1 is the vehicle 20 shown as a tractor. However, it is understood that other configurations may be possible, including the configuration of the vehicle 20 as a different type of tractor, as a wooden tractor, as a street planer, or as one of several other types of work vehicles. Furthermore, it is clear that the disclosed IVT can also be used in non-work vehicles and non-vehicle applications (eg fixed drive trains).
Wie ebenfalls oben angeführt, ist ein Vorteil des offenbarten MIVT, dass es einen Betrieb eines Fahrzeugs in verschiedensten Antriebsmodi ermöglichen kann (z.B. Null-Leistungs-Modus, Kriech-Modus und Leistungsverzweigungs-Modus), die verschiedene Kombinationen von Motorund IVP-Leistung verwenden können. Beispielsweise kann durch die Verwendung verschiedener Kupplungen und/oder Bremsen, die mit einem oder mehreren Planetengetriebesätzen assoziiert sind, ein MIVT ermöglichen, dass Motorleistung von einem IVT-Ausgang getrennt wird, sogar während der Motor weiter arbeitet. Falls beispielsweise eine IVP eine erste Komponente eines Planetengetriebesatzes antreibt und ein Motor eine zweite Komponente des Planetengetriebesatzes antreibt, kann in bestimmten Ausführungsformen und Modi eine Kupplung den in Betrieb stehenden Motor von der zweiten Komponente trennen, und eine Bremse kann die Drehung einer dritten Komponente des Getriebesatzes stoppen, wodurch eine Abgabe von Leistung nur von der IVP durch die Untersetzung des Planetengetriebesatzes gestattet wird. Auf diese Weise kann beispielsweise nur elektrische Leistung (oder hydraulische Leistung, usw.) verwendet werden, um das Fahrzeug 20 in bestimmten Modi anzutreiben (oder zu halten), während kombinierte elektrische und Motorleistung verwendet werden kann, um das Fahrzeug 20 in anderen Modi anzutreiben (oder zu halten). Als solches, unter anderen Vorteilen, kann ein MIVT bestimmte frühere Einschränkungen für die Leistungsfraktion vermeiden, die von einem Motor durch einen elektrischen Weg (oder hydraulischen Weg, usw.) umgeleitet werden kann.As also noted above, an advantage of the disclosed MIVT is that it may enable operation of a vehicle in a variety of drive modes (eg, zero power mode, creep mode, and power split mode) that may use various combinations of engine and IVP power , For example, by using various clutches and / or brakes associated with one or more planetary gear sets, MIVT may allow engine power to be disconnected from an IVT output even while the engine continues to operate. For example, if an IVP drives a first component of a planetary gear set and an engine drives a second component of the planetary gear set, in certain embodiments and modes a clutch may disconnect the engine in operation from the second component and a brake may rotate a third component of the transmission set stop, allowing a delivery of power only from the IVP by the reduction of the planetary gear set. In this way, for example, only electrical power (or hydraulic power, etc.) can be used to power the vehicle 20 in particular Driving (or keeping) modes while combined electric and engine power can be used to power the vehicle 20 to drive (or hold) in other modes. As such, among other advantages, a MIVT may avoid certain prior limitations on the power fraction that may be diverted from an engine through an electrical path (or hydraulic path, etc.).
Mit Bezugnahme auf 2 werden nun verschiedene Komponenten eines beispielhaften Antriebsstrangs 22 gezeigt. Beispielsweise kann ein Motor 24 mechanische Leistung (z.B. über eine sich drehende Welle) an ein MIVT 26 liefern. Der Motor 24 kann auch mechanische Leistung an eine IVP 28 liefern, die eine oder mehrere IVP-Maschinen (z.B. einen Elektromotor und Generator, oder eine hydrostatische Maschine mit einem hydrostatischen Motor und einer assoziierten Pumpe) umfassen kann. Das MIVT 26 kann zusätzlich mechanische Leistung von der IVP 28 empfangen.With reference to 2 will now be various components of an exemplary powertrain 22 shown. For example, a motor 24 mechanical power (eg via a rotating shaft) to a MIVT 26 deliver. The motor 24 can also provide mechanical power to an IVP 28 which may include one or more IVP engines (eg, an electric motor and generator, or a hydrostatic engine with a hydrostatic engine and associated pump). The MIVT 26 can additionally mechanical power from the IVP 28 receive.
Das MIVT 26 kann verschiedene Kupplungen 30 und Bremsen 32 umfassen, die von verschiedenen Betätigern 34 gesteuert werden können. Die Betätiger 34 können ihrerseits von einer Getriebesteuereinheit („TCU“) 36 (oder einer anderen Steuerung) gesteuert werden, die verschiedene Eingaben von verschiedenen Sensoren oder Vorrichtungen (nicht gezeigt) über einen CAN-Bus (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 20 empfangen kann. Das MIVT 26 kann eine oder mehrere Abtriebswellen 38a zur Übertragung mechanischer Leistung vom MIVT 26 an verschiedene andere Komponenten (z.B. eine Differentialantriebswelle) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können zusätzliche Getriebe (z.B. ein Bereichsgetriebe) zwischen dem MIVT 26 und anderen Teilen des Fahrzeugs 20 (z.B. einer Differentialantriebswelle) angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die IVP 28 auch Leistung direkt an andere Teile des Fahrzeugs 20 liefern (z.B. über eine direkte IVP-Antriebswelle 38b).The MIVT 26 can have different couplings 30 and brakes 32 include that of different actuators 34 can be controlled. The actuators 34 can in turn be controlled by a transmission control unit ("TCU") 36 (or other controller) which receives various inputs from various sensors or devices (not shown) via a CAN bus (not shown) of the vehicle 20 can receive. The MIVT 26 can have one or more output shafts 38a for transmitting mechanical power from the MIVT 26 to various other components (eg, a differential drive shaft). In certain embodiments, additional transmissions (eg, a range transmission) may be provided between the MIVT 26 and other parts of the vehicle 20 (For example, a differential drive shaft) may be arranged. In certain embodiments, the IVP 28 also power directly to other parts of the vehicle 20 deliver (eg via a direct IVP drive shaft 38b ).
Mit Bezugnahme auf 3 werden beispielhaft verschiedene interne Komponenten von MIVT 26 gezeigt, wenn MIVT 26a dargestellt werden. Es ist zu beachten, dass die schematischen Darstellungen des in 3 gezeigten Getriebes (und auch der in 5 und 7 gezeigten Getriebe) beispielhafte Implementierungen der Klarheit halber in vereinfachter Form veranschaulichen und daher nicht alle Komponenten zeigen können, die dem dargestellten Getriebe zugeordnet sind. Der Motor 24 kann einen Verbrennungsmotor 24a umfassen, der mechanische Leistung direkt an eine Welle S1 liefern kann. (Eine „direkte“ Leistungsübertragung kann, wie hierin verwendet, die Übertragung von Leistung durch eine direkte physische Verbindung, eine einstückige Ausbildung oder über ein einfaches intervenierendes Element, wie ein Laufrad oder Planetenzahnrad, umfassen. Im Gegensatz dazu kann beispielsweise eine Leistungsübertragung zwischen einem Hohlrad eines Planetengetriebesatzes und einem Sonnenrad des Planetengetriebesatzes über einen Planetenzahnradträger (und assoziierte Planetenzahnräder) des Planetengetriebesatzes nicht als „direkt“ angesehen werden.) Die IVP 28, die exemplarisch als IVP 28a gezeigt ist, kann einen elektrischen Generator 40 und Elektromotor 42 umfassen. Der elektrische Generator 40 kann mechanische Leistung über ein Rad 46 und ein Rad 44 empfangen, die an der Welle S1 angebracht sind, und kann elektrische Leistung zur Übertragung an einen Elektromotor 42 generieren. Der Elektromotor 42 kann die empfangene elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandeln und dadurch die Welle S2 drehen.With reference to 3 exemplify various internal components of MIVT 26 shown when MIVT 26a being represented. It should be noted that the schematic representations of the in 3 shown gear (and also the in 5 and 7 2) may exemplify exemplary implementations in a simplified form for clarity and therefore may not show all components associated with the illustrated transmission. The motor 24 can an internal combustion engine 24a which can deliver mechanical power directly to a shaft S1. (As used herein, "direct" power transmission may include the transmission of power through a direct physical connection, integral formation, or via a simple intervening element such as an impeller or planetary gear, for example, power transmission between a ring gear of a planetary gear set and a sun gear of the planetary gear set via a planetary gear carrier (and associated planetary gears) of the planetary gear set are not considered to be "direct".) The IVP 28 , exemplified as IVP 28a shown can be an electric generator 40 and electric motor 42 include. The electric generator 40 can mechanical power over a wheel 46 and a bike 44 received, which are attached to the shaft S1, and may be electrical power for transmission to an electric motor 42 to generate. The electric motor 42 can convert the received electrical power into mechanical power and thereby rotate the shaft S2.
Obwohl hierin spezifische Begriffe wie „Generator“ und „Motor“ verwendet werden können, um verschiedene beispielhafte Konfigurationen zu beschreiben, ist es klar, dass diese (und ähnliche) Begriffe verwendet werden können, um sich allgemein auf eine elektrische Maschine zu beziehen, die entweder als Generator oder als Motor arbeiten kann. Beispielsweise kann der elektrische Generator 40 manchmal als Elektromotor arbeiten, und der Elektromotor 42 kann manchmal als Generator arbeiten. Ebenso ist es klar, dass die tatsächlichen Betriebsmodi anderer stufenlos verstellbarer Leistungsquellen ähnlich dazu gegenüber jenen variieren können, die hierin explizit beschrieben werden.Although specific terms such as "generator" and "motor" may be used herein to describe various example configurations, it will be understood that these (and similar) terms may be used to generally refer to an electric machine that either can work as a generator or as a motor. For example, the electric generator 40 sometimes work as an electric motor, and the electric motor 42 can sometimes work as a generator. Likewise, it is understood that the actual operating modes of other continuously variable power sources may similarly vary from those explicitly described herein.
In bestimmten Ausführungsformen kann das MIVT 26a einen Planetengetriebesatz 48 und einen Doppel-Planetengetriebesatz 50 umfassen. In bestimmten Ausführungsformen können der Planetengetriebesatz 48 und der Doppel-Planetengetriebesatz 50 konfiguriert sein, um mechanische Leistung von dem Motor 24a und der IVP 28a zu summieren. Durch die Verwendung einer oder mehrerer zugeordneter Kupplungen und/oder Bremsen kann das MIVT 26a in bestimmten Modi einen Ausgang bereitstellen, der nur Leistung von der IVP 28a verwendet.In certain embodiments, the MIVT 26a a planetary gear set 48 and a dual planetary gear set 50 include. In certain embodiments, the planetary gear set may 48 and the dual planetary gear set 50 be configured to mechanical power from the engine 24a and the IVP 28a to sum up. By using one or more associated clutches and / or brakes, the MIVT 26a in certain modes provide an output that only power from the IVP 28a used.
Der Planetengetriebesatz 48 kann beispielsweise einen Planetenzahnradträger 52 umfassen, der Planetenzahnräder 54 hält, die mit einem Sonnenrad 56 und einem Hohlrad 58 kämmen können. Eine Antriebskupplung 60 kann konfiguriert sein, um mit dem Planetenzahnradträger 52 und dem Sonnenrad 56 in Eingriff zu gelangen (z.B. auf der Basis von Signalen von der TCU 36), um die Leistungsübertragung zwischen diesen Zahnrädern zu steuern. Beispielsweise kann in einem Zustand eines vollständigen Eingriffs die Antriebskupplung 60 den Planetenzahnradträger 52 mit dem Sonnenrad 56 verriegeln. Wie in 3 gezeigt, kann der Motor 24a den Planetenzahnradträger 52 über die Welle S1 direkt antreiben. Demgemäß kann ein Eingriff der Kupplung 60 das Sonnenrad 56 effektiv mit der Welle S1 und dem Ausgang des Motors 24a verriegeln. Eine Umkehrbremse 62 kann an einem fixierten Gehäuse von MIVT 26a (oder einem anderen Merkmal) verankert sein und kann konfiguriert sein, um in Eingriff zu gelangen, um die Drehung des Hohlrads 58 zu stoppen.The planetary gear set 48 For example, a planetary gear carrier 52 include, the planetary gears 54 stops that with a sun wheel 56 and a ring gear 58 can comb. A drive coupling 60 Can be configured to work with the planetary gear carrier 52 and the sun wheel 56 to be engaged (eg based on signals from the TCU 36 ) to control the power transmission between these gears. For example, in a state of full engagement, the drive clutch may 60 the planetary gear carrier 52 with the sun wheel 56 lock. As in 3 shown, the engine can 24a the planetary gear carrier 52 Drive directly via the shaft S1. Accordingly, an engagement of the clutch 60 the sun wheel 56 effectively with the shaft S1 and the output of the motor 24a lock. A reverse brake 62 can be attached to a fixed housing by MIVT 26a (or other feature) and may be configured to engage to prevent rotation of the ring gear 58 to stop.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Ausgangskomponente des Planetengetriebesatzes 48 direkt Leistung zu einer Eingangskomponente des Doppel-Planetengetriebesatzes 50 übertragen. Beispielsweise kann das Sonnenrad 56 einstückig mit dem Hohlrad 64 verbunden sein, wodurch ein Ausgang des Planetengetriebesatzes 48 (d.h. das Sonnenrad 56) mit einem Eingang des Doppel-Planetengetriebesatzes 50 (d.h. dem Hohlrad 64) direkt verbunden wird.In certain embodiments, an output component of the planetary gear set 48 direct power to an input component of the double planetary gear set 50 transfer. For example, the sun gear 56 integral with the ring gear 64 be connected, whereby an output of the planetary gear set 48 (ie the sun wheel 56 ) with an input of the double planetary gear set 50 (ie the ring gear 64 ) is connected directly.
Der Doppel-Planetengetriebesatz 50 kann auch einen Leistungseingang von der IVP 28a empfangen. Beispielsweise kann der Elektromotor 42 die Drehung der Welle S2 gemeinsam mit einem angebrachten Rad 66 treiben. Das Rad 66 kann mit einem Rad 68 kämmen, das an der Welle S1 angebracht ist, und das Rad 68 kann direkt Leistung zum (kann z.B. einstückig gebildet sein mit dem) Sonnenrad 70 des Doppel-Planetengetriebesatzes 50 übertragen. Das Sonnenrad 70 kann mit Planetenzahnrädern 72 (eines ist gezeigt) kämmen, die direkt mit den Planetenzahnrädern 74 (eines ist gezeigt) verbunden sein können, wobei beide Sätze der Planetenzahnräder 72 und 74 von einem Planetenzahnradträger 76 getragen werden. Jedes der Planetenzahnräder 74 kann mit einem von verschiedenen Planetenzahnrädern 88 kämmen, die ihrerseits mit einem Hohlrad 78 kämmen können. Der Planetenzahnradträger 76 kann mit dem Hohlrad 78 verbunden sein (z.B. über Planetenzahnräder 74 und 88) und eine Kriechbremse 80 kann an einem fixierten Gehäuse des MIVT 26a (oder einem anderen Merkmal) verankert sein und konfiguriert sein, um mit dem Hohlrad 78 in Eingriff zu gelangen, um die Drehung dieser Komponente zu stoppen.The dual planetary gear set 50 can also have a power input from the IVP 28a receive. For example, the electric motor 42 the rotation of the shaft S2 together with an attached wheel 66 float. The wheel 66 can with a wheel 68 comb, which is attached to the shaft S1, and the wheel 68 can directly power to (for example, be formed integrally with the) sun gear 70 of the double planetary gear set 50 transfer. The sun wheel 70 can with planetary gears 72 (one is shown) combing directly with the planetary gears 74 (one is shown), both sets of planetary gears 72 and 74 from a planetary gear carrier 76 be worn. Each of the planetary gears 74 can with one of different planetary gears 88 comb, in turn, with a ring gear 78 can comb. The planetary gear carrier 76 can with the ring gear 78 be connected (eg via planetary gears 74 and 88 ) and a creep brake 80 can be attached to a fixed housing of the MIVT 26a (or any other feature) anchored and configured to work with the ring gear 78 to engage to stop the rotation of this component.
Der Planetenzahnradträger 76 kann einen mechanischen Leistungsausgang aus dem Doppel-Planetengetriebesatz 50 zur Übertragung von mechanischer Leistung an verschiedene Teile des Fahrzeugs 20 liefern. Beispielsweise kann der Planetenzahnradträger 76 einstückig mit einem Abtriebszahnrad 82 verbunden sein, das mit einem Zahnrad entlang einer Laufwelle S3 kämmen kann. In bestimmten Ausführungsformen kann ein zusätzliches Getriebe 84 (z.B. ein Bereichsgetriebe) zwischen dem MIVT 26a und anderen Teilen des Fahrzeugs 20 angeordnet sein (z.B. eine Differentialantriebswelle („DDS“)) oder kann als Teil des MIVT 26a beinhaltet sein. Auf diese Weise können beispielsweise verschiedene Gangschaltungen über das stufenlos verstellbare Baseline-Übersetzungsverhältnis implementiert werden, das durch das MIVT 26a bereitgestellt ist.The planetary gear carrier 76 can provide a mechanical power output from the dual planetary gear set 50 for transmitting mechanical power to various parts of the vehicle 20 deliver. For example, the planetary gear carrier 76 integral with a driven gear 82 be connected, which can mesh with a gear along a running shaft S3. In certain embodiments, an additional transmission 84 (eg a range gearbox) between the MIVT 26a and other parts of the vehicle 20 be arranged (eg a differential drive shaft ("DDS")) or may be part of the MIVT 26a includes his. In this way, for example, various gear shifts can be implemented via the infinitely variable baseline gear ratio provided by the MIVT 26a is provided.
In bestimmten Betriebsmodi kann das MIVT 26a (wie in 3 konfiguriert) Null-Leistungs- und Kriechmodi vorsehen, in denen nur Leistung von der IVP 28a an die Räder des Fahrzeugs 20 geliefert wird. Beispielsweise kann die Antriebskupplung 60 gelöst und die Bremse 80 mit dem Hohlrad 78 (oder in bestimmten Konfigurationen mit dem Hohlrad 64 (nicht gezeigt)) in Eingriff gebracht werden. Dies kann dementsprechend den Motor 24a vom Doppel-Planetengetriebesatz 50 lösen, während ein festes Zahnrad (z.B. das Hohlrad 78) bereitgestellt wird, rund um das sich die Komponenten des Doppel-Planetengetriebesatzes 50 drehen können. Mechanische Leistung von der IVP 28a kann an das Sonnenrad 70 geliefert werden, das den Planetenträger 76 rund um das Hohlrad 78 treiben kann. Dies kann seinerseits die Drehung des Abtriebszahnrads 82 bewirken, das von der IVP 28a, jedoch nicht vom Motor 24a angetrieben wird, was einen Antrieb der Räder des Fahrzeugs 20 (z.B. über die Gangschaltung 84) nur unter Verwendung von Leistung von der IVP 28a ermöglichen kann.In certain operating modes, the MIVT 26a (as in 3 configured) provide zero power and creep modes in which only power from the IVP 28a to the wheels of the vehicle 20 is delivered. For example, the drive clutch 60 solved and the brake 80 with the ring gear 78 (or in certain configurations with the ring gear 64 (not shown)). This can be the engine accordingly 24a from the twin planetary gear set 50 while a fixed gear (eg the ring gear 78 ) is provided, around which the components of the double planetary gear set 50 can turn. Mechanical power from the IVP 28a can go to the sun gear 70 be delivered to the planetary carrier 76 around the ring gear 78 can drive. This in turn can cause the rotation of the output gear 82 cause that from the IVP 28a but not from the engine 24a is driven, causing a drive of the wheels of the vehicle 20 (eg via the gearshift 84 ) only using power from the IVP 28a can allow.
Um das Fahrzeug aus diesem Nur-IVP-Modus zu schalten, kann ein Umkehrprozess zu dem oben beschriebenen ausgeführt werden. Beispielsweise kann die Kupplung 60 in Eingriff gebracht werden, wodurch der Motor 24a mit den Sonnenrad 56 und dem Hohlrad 64 verbunden wird. Gleichzeitig (oder nahezu gleichzeitig) kann die Kriechbremse 80 gelöst werden, wodurch es dem Doppel-Planetengetriebesatz 50 gestattet wird, einen Ausgang am Zahnrad 82 vorzusehen, der eine Summe der Leistung von der IVP 28a und dem Motor 24a repräsentiert. Es ist klar, dass diese selektive Verwendung von zwei von einem Satz von Reibungselementen (z.B. Kupplungen und Bremsen) allgemein einen Übergang zwischen verschiedenen Betriebsmodi für das Fahrzeug 20 erleichtern kann.To switch the vehicle out of this IVP only mode, a reverse process to that described above may be performed. For example, the clutch 60 be engaged, causing the engine 24a with the sun wheel 56 and the ring gear 64 is connected. At the same time (or almost simultaneously) can the creep brake 80 be solved, making it the double planetary gear set 50 is allowed, an output on the gear 82 to provide a sum of the power of the IVP 28a and the engine 24a represents. It is clear that this selective use of two of a set of friction elements (eg, clutches and brakes) generally provides a transition between different operating modes for the vehicle 20 can facilitate.
In bestimmten Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, einen Übergang zwischen Modi (z.B. zwischen einem Nur-IVP-Kriechmodus und einem kombinierten Antriebsmodus) auf verschiedenen Wegen zu bewirken. Beispielsweise kann es mit in Eingriff gebrachter Kupplung 60 möglich sein, das Sonnenrad 70 (über die IVP 28a) bei einer Drehzahl so zu drehen, dass das Hohlrad 78 im Wesentlichen stoppt, sogar ohne die Verwendung der Bremse 80. Um ein nahtloseres Schalten zwischen Modi bereitzustellen, kann es vorteilhaft sein, an einem solchen Punkt zwischen dem Antriebs- und Kriechmodus umzuschalten. Auf diese Weise kann beispielsweise die Bremse 80 in Eingriff gebracht werden und die Kupplung 60 kann gelöst werden, mit einer minimalen Störung für den Fahrzeugbetrieb. Ein ähnlicher nahtloser Schaltpunkt kann auch für das Schalten von Kriech- in Antriebsmodi erhalten werden und kann einen Zielpunkt für diese Schaltvorgänge (und andere) darstellen. Es ist jedoch klar, dass in bestimmten Ausführungsformen eine Rampen- (oder andere) Modulation der Kupplung 60 (oder anderer Komponenten) verwendet werden kann.In certain embodiments, it may be advantageous to effect a transition between modes (eg, between an IVP only crawl mode and a combined drive mode) in various ways. For example, it may be engaged with the clutch 60 be possible, the sun gear 70 (about the IVP 28a ) at a speed to rotate so that the ring gear 78 essentially stops, even without the use of the brake 80 , To provide more seamless switching between modes, it may be advantageous to switch between the drive and creep modes at such a point. In this way, for example, the brake 80 be engaged and the clutch 60 can be solved with a minimum disturbance to the vehicle operation. A similar seamless switching point can also be used for switching creep can be obtained in drive modes and can represent a target point for these shifts (and others). However, it will be understood that in certain embodiments ramp (or other) modulation of the clutch 60 (or other components) can be used.
In bestimmten Anwendungen kann es zweckmäßig sein, das Fahrzeug 20 im Rückwärtsgang zu betreiben, egal ob in einem Kriechmodus, Antriebsmodus oder einem anderen Modus. In dem MIVT 26a, wie in 3 gezeigt, kann es beispielsweise möglich sein, für diesen Zweck die Umkehrbremse 62 in Eingriff zu bringen.In certain applications, it may be appropriate to the vehicle 20 operate in reverse, whether in a creep mode, drive mode or any other mode. In the MIVT 26a , as in 3 For example, it may be possible to use the reverse brake for this purpose 62 to engage.
Mit Bezugnahme auf 4 wird nun ein Graph der Beziehung zwischen der Fahrzeugradgeschwindigkeit (in Kilometern pro Stunde) und der Drehzahl des Elektromotors 42 (in Umdrehungen pro Minute) für die Konfiguration des MIVT 26a in 3 präsentiert. Verschiedene Kurven werden für den Betrieb des Fahrzeugs 20 präsentiert, wobei verschiedene Bereichszahnräder (nicht gezeigt) innerhalb der Gangschaltung 84 in Eingriff gebracht werden. Es ist klar, dass die in 4 repräsentierten Größen nur als Beispiele anzusehen sind.With reference to 4 Now, a graph of the relationship between the vehicle wheel speed (in kilometers per hour) and the rotational speed of the electric motor 42 (in revolutions per minute) for the configuration of the MIVT 26a in 3 presents. Various curves are used for the operation of the vehicle 20 presented with various range gears (not shown) within the gearshift 84 be engaged. It is clear that in 4 represented sizes are to be regarded as examples only.
Eine Linie 90 kann beispielsweise den Betrieb des Fahrzeugs in einem Kriechmodus repräsentieren (z.B. nur mit elektrischer Leistung). Es ist ersichtlich, dass bei einer Motordrehzahl von Null die Fahrzeuggeschwindigkeit Null sein kann, wobei die Nicht-Null-Motordrehzahl zur Fahrzeuggeschwindigkeit direkt proportional ist. Im Kriechmodus (z.B. mit in Eingriff gebrachter Bremse 80, gelöster Antriebskupplung 60 und einem in Eingriff gebrachten A-Bereich-Zahnrad (nicht gezeigt) in der Gangschaltung 84) kann das Fahrzeug 20 zu einem Übergangspunkt beschleunigen. Beispielsweise kann, wie oben beschrieben, das Fahrzeug 20 zu einem Punkt beschleunigen, an dem, basierend auf der Motordrehzahl und relevanten Übersetzungsverhältnissen, das Hohlrad 78 relativ stationär sein kann, sogar ohne einen Eingriff der Bremse 80. An diesem (oder einem anderen) Punkt kann die Bremse 80 gelöst und die Kupplung 60 in Eingriff gebracht werden, wodurch das Fahrzeug 20 relativ nahtlos in den Split-Modus-Antrieb geschaltet wird. Der Elektromotor 42 kann dann beginnen, entlang einer Linie 92 langsamer zu werden, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit (nun im Leistungsverzweigungs-Modus sowohl vom Elektromotor 42 als auch dem Motor 24a angetrieben) zunimmt, sogar während die Drehzahl des Elektromotors 42 die Richtung ändert (d.h. von der positiven Drehung in die negative Drehung wechselt).A line 90 For example, it may represent the operation of the vehicle in a creep mode (eg, only with electric power). It will be appreciated that at an engine speed of zero, the vehicle speed may be zero, with the non-zero engine speed being directly proportional to the vehicle speed. In creep mode (eg with engaged brake 80 , dissolved drive clutch 60 and an engaged A-range gear (not shown) in the gearshift 84 ) can the vehicle 20 accelerate to a transition point. For example, as described above, the vehicle 20 to accelerate to a point at which, based on the engine speed and relevant gear ratios, the ring gear 78 relatively stationary, even without the intervention of the brake 80 , At this (or another) point, the brake can 80 solved and the clutch 60 be engaged, causing the vehicle 20 relatively seamlessly into the split-mode drive is switched. The electric motor 42 can then begin along a line 92 slowing down, with the vehicle speed (now in power split mode by both the electric motor 42 as well as the engine 24a driven) increases, even while the speed of the electric motor 42 the direction changes (ie changes from the positive rotation to the negative rotation).
Fortsetzend kann das Fahrzeug 20 vom A-Bereich-Gang in der Gangschaltung 84 zu einem höheren B-Bereich-Gang (nicht gezeigt) geschaltet werden. Um die Beschleunigung des Fahrzeugs 20 fortzusetzen, kann es nun angebracht sein, die Richtung der Drehung des Elektromotors 42 umzuschalten, wodurch von der negativen Drehung und Linie 92 zur positiven Drehung und einer Linie 94 gesprungen wird. Der Elektromotor 42 kann dann wieder verlangsamt werden, gefolgt von einem weiteren Schalten zu einem höheren C-Bereich-Gang (nicht gezeigt) in der Gangschaltung 84 und einem entsprechenden Sprung für den Elektromotor 42 von der Linie 94 zu einer Linie 96. Durch Modulieren der Drehung des Elektromotors 42 auf diese Weise kann ein Schalten zwischen verschiedenen Bereich-Gängen der Gangschaltung 84 mit demselben Reduktionsverhältnis am Start des Schaltens (z.B. am Ende des A-Bereich-Antriebs) wie am Ende des Schaltens (z.B. am Beginn des B-Bereich-Antriebs) erzielt werden. (Es ist klar, dass ein Reduktionsverhältnis das Produkt der Übersetzungsverhältnisse der Planetengetriebesätze 48 und 50 und des in Eingriff gebrachten Gangs (z.B. des A-Bereich-Gangs) der Gangschaltung 84 sein kann.)Continuing the vehicle 20 from the A-range gear in the gearshift 84 to a higher B range gear (not shown). To speed up the vehicle 20 continue, it may now be appropriate to the direction of rotation of the electric motor 42 toggle, eliminating the negative rotation and line 92 for positive rotation and a line 94 is jumped. The electric motor 42 can then be slowed down again, followed by another shift to a higher C range gear (not shown) in the gearshift 84 and a corresponding jump for the electric motor 42 from the line 94 to a line 96 , By modulating the rotation of the electric motor 42 In this way, a shift between different range gears of the gearshift 84 with the same reduction ratio at the start of the shift (eg at the end of the A range drive) as at the end of the shift (eg at the beginning of the B range drive) can be achieved. (It is clear that a reduction ratio is the product of the gear ratios of planetary gear sets 48 and 50 and the engaged gear (eg, the A range gear) of the gearshift 84 can be.)
Verschiedene Vorteile können aus der Konfiguration von 3 (und anderen von dieser Offenbarung vorgesehenen) erhalten werden. Beispielsweise kann in der Konfiguration von 3 (und anderen Konfigurationen) das Getriebe 84 stromabwärts von den Planetengetriebesätzen 48 und 50 angeordnet sein. Dies kann die Verwendung des vollständigen Bereichs von Drehmomenten und Geschwindigkeiten, die am Ausgang des MIVT 26a erhalten werden (d.h. wie sie aus verschiedenen Kombinationen der Leistung des Motors 24a und des Elektromotors 42 resultieren können), mit jedem Bereich oder Gang des Getriebes 84 ermöglichen. Beispielsweise kann ein nur-elektrischer Modus (oder ein beliebiger verschiedenster Leistungsverzweigungs-Modi) mit jedem Bereich oder Gang des Getriebes 84 verwendet werden. Dies kann eine signifikante Flexibilität während des Fahrzeugbetriebs bereitstellen.Various benefits may come from the configuration of 3 (and others provided by this disclosure). For example, in the configuration of 3 (and other configurations) the gearbox 84 downstream of the planetary gear sets 48 and 50 be arranged. This can be the use of the full range of torques and speeds available at the output of the MIVT 26a to be obtained (ie as they come from different combinations of engine power 24a and the electric motor 42 can result), with each range or gear of the transmission 84 enable. For example, an all-electric mode (or any of a variety of power split modes) may be associated with each range or gear of the transmission 84 be used. This can provide significant flexibility during vehicle operation.
Zusätzlich kann in der Konfiguration von 3 (oder in anderen Konfigurationen) ein Split-Modus-Antrieb unter Verwendung eines relativ einfachen planetaren Wegs implementiert werden, was unter anderen Vorteilen die Abnutzung verringern, die Lebensdauer verlängern und Kosten für das MIVT 26a senken kann. Dies kann beispielsweise besonders für Anwendungen nützlich sein, in denen erwartet wird, dass ein Großteil der Betriebszeit im Leistungsverzweigungs-Modus verbracht wird (z.B. für verschiedene landwirtschaftliche Arbeiten, die mit dem Fahrzeug 20 verrichtet werden). Im Leistungsverzweigungs-Modus kann beispielsweise Leistung vom Motor 24a durch die Kupplung 60 an das Hohlrad 64 geliefert werden und Leistung von dem Elektromotor 42 an das Sonnenrad 70 geliefert werden. Diese Komponenten (d.h. das Hohlrad 64 und das Sonnenrad 70) können gemeinsam die Drehung des Planetenträgers 76 (über die Planetenzahnräder 72) bewirken, was seinerseits die Drehung des Zahnrads 82 und den entsprechenden Transfer von Leistung in das Getriebe 84 bewirken kann. Im Gegensatz dazu kann in einem nur-elektrischen Modus Leistung von dem Elektromotor 42 an das Sonnenrad 70 und dann wiederum an die Planetenzahnräder 72, Planetenzahnräder 74 (die direkt mit den Zahnrädern 72 verbunden oder einstückig mit diesen gebildet sein können) und Planetenzahnräder 88 geliefert werden. Mit dem von der Bremse 80 verriegelten Hohlrad 78 kann dann Leistung von den Planetenzahnrädern 72, 74 und 88 zum Planetenträger 76 fließen, usw. Auf diese Weise ist es klar, dass weniger Zahnradkämmungen im Leistungsverzweigungs-Modus als im nur-elektrischen Modus verwendet werden können, was eine relative Verbesserung in der Leistungstransfereffizienz repräsentieren kann und auch zu einer relativen Verringerung der Teileabnutzung führen kann.Additionally, in the configuration of 3 (or in other configurations) a split-mode propulsion system can be implemented using a relatively simple planetary path, which, among other benefits, reduces wear and tear, extends service life and costs for the MIVT 26a can lower. This may be particularly useful, for example, for applications where it is expected that much of the operating time will be spent in the split-power mode (eg, for various agricultural tasks associated with the vehicle) 20 be performed). In power split mode, for example, power from the engine 24a through the clutch 60 to the ring gear 64 be delivered and power from the electric motor 42 to the sun wheel 70 to be delivered. These components (ie the ring gear 64 and the sun wheel 70 ) can together the rotation of the planet carrier 76 (via the planetary gears 72 ) cause, in turn, the rotation of the gear 82 and the corresponding transfer of power into the transmission 84 can cause. In contrast, in an all-electric mode, power may be from the electric motor 42 to the sun wheel 70 and then turn to the planetary gears 72 , Planetary gears 74 (which directly with the gears 72 connected or integrally formed with these) and planetary gears 88 to be delivered. With the brake 80 locked ring gear 78 can then power from the planetary gears 72 . 74 and 88 to the planet carrier 76 In this way, it is clear that fewer gear combs can be used in the power split mode than in the only electric mode, which may represent a relative improvement in power transfer efficiency and may also result in a relative reduction in part wear.
Mit Bezugnahme auf 5 wird nun auch ein anderes beispielhaftes MIVT 26b präsentiert. Wie in 5 gezeigt, kann ein MIVT 26b einen Planetengetriebesatz 98 und einen Doppel-Planetengetriebesatz 100 umfassen. Ein Verbrennungsmotor 24a kann direkt sowohl einen hydrostatischen Antrieb (z.B. eine Pumpe 102 und einen Motor 104) und eine Welle S4 antreiben, und der hydrostatische Antrieb (z.B. über den Motor 104) kann eine Welle S5 antreiben. Der Planetengetriebesatz 98 kann ein Sonnenrad 106, einen Planetenzahnradträger 108 und ein Hohlrad 110 umfassen. Eine Antriebskupplung 112 kann konfiguriert sein, um mit der Welle S4 in Eingriff zu gelangen, um den Ausgang des Motors 24b mit dem Sonnenrad 106 zu verbinden. Eine Kriechkupplung 114 kann konfiguriert sein, um sowohl mit dem Planetenzahnradträger 108 als auch dem Hohlrad 110 in Eingriff zu gelangen, wodurch der Planetenzahnradträger 108 und das Hohlrad 110 potenziell miteinander verriegelt werden. Eine Umkehrbremse 116 kann konfiguriert sein, um mit dem Hohlrad 110 in Eingriff zu gelangen. In bestimmten Konfigurationen kann demgemäß die Umkehrbremse 116 verwendet werden, um den Ausgang des Planetengetriebesatzes 98 in Bezug auf den Ausgang des Motors 24b umzukehren.With reference to 5 now becomes another exemplary MIVT 26b presents. As in 5 shown can be a MIVT 26b a planetary gear set 98 and a dual planetary gear set 100 include. An internal combustion engine 24a can directly both a hydrostatic drive (eg a pump 102 and a motor 104 ) and a shaft S4 drive, and the hydrostatic drive (eg via the engine 104 ) can drive a shaft S5. The planetary gear set 98 can a sun wheel 106 , a planetary gear carrier 108 and a ring gear 110 include. A drive coupling 112 may be configured to engage the shaft S4 to the output of the motor 24b with the sun wheel 106 connect to. A creep clutch 114 can be configured to work with both the planetary gear carrier 108 as well as the ring gear 110 to engage, causing the planetary gear carrier 108 and the ring gear 110 potentially be locked together. A reverse brake 116 Can be configured to work with the ring gear 110 to get in touch. In certain configurations, accordingly, the reverse brake 116 used to control the output of the planetary gear set 98 in relation to the output of the motor 24b reverse.
Der Planetengetriebesatz 98 kann einen Ausgang umfassen, der mit einem Eingang des Doppel-Planetengetriebesatzes 100 direkt verbunden ist (z.B. direkt verzahnt oder einstückig damit). Beispielsweise kann, wie in 5 gezeigt, der Planetenzahnradträger 108 eine Ausgangskomponente für den Planetengetriebesatz 98 sein und direkt mit einem Planetenzahnradträger 122 des Doppel-Planetengetriebesatzes 100 verzahnt sein (d.h. über Zahnräder 118 und 120). Ferner kann sich in bestimmen Konfigurationen dieser Eingang in den Doppel-Planetengetriebesatz 100 direkt mit einer anderen Komponente des Doppel-Planetengetriebesatzes 100 drehen. Beispielsweise kann der Planetenzahnradträger 122 als eine einstückige Komponente mit einem Hohlrad 124 gebildet sein, so dass sich beide Komponenten im Einklang miteinander drehen.The planetary gear set 98 may include an output connected to an input of the dual planetary gear set 100 directly connected (eg directly interlocked or integral therewith). For example, as in 5 shown, the planetary gear carrier 108 an output component for the planetary gear set 98 his and directly with a planetary gear carrier 122 of the double planetary gear set 100 be toothed (ie via gears 118 and 120 ). Further, in certain configurations, this input may be in the dual planetary gear set 100 directly with another component of the double planetary gear set 100 rotate. For example, the planetary gear carrier 122 as a one-piece component with a ring gear 124 be formed so that both components rotate in unison.
Der Motor 104 kann einen zusätzlichen Eingang für den Doppel-Planetengetriebesatz 100 vorsehen. Beispielsweise kann der Motor 104 über die Welle S5 eine Eingangsleistung an beide Sonnenräder 126 und 128 liefern. Der Doppel-Planetengetriebesatz 100 kann beispielsweise auch ein Hohlrad 130 und Planetenzahnradträger 134 umfassen.The motor 104 can have an additional input for the dual planetary gear set 100 provide. For example, the engine 104 via the shaft S5 an input power to both sun gears 126 and 128 deliver. The dual planetary gear set 100 For example, a ring gear 130 and planetary gear carrier 134 include.
In dieser Konfiguration, ähnlich der obigen Diskussion in Bezug auf die Ausführungsform von 3, können verschiedene Kupplungen und Bremsen, die dem MIVT 26b zugeordnet sind, verwendet werden, um zwischen verschiedenen Betriebsmodi für das Fahrzeug 20 umzuschalten. Wenn beispielsweise die Antriebskupplung 112 gelöst ist, kann keine Leistung vom arbeitenden Motor 24b zu dem Planetengetriebesatz 98 oder dem Doppel-Planetengetriebesatz 100 übertragen werden. Ferner kann mit der in Eingriff gebrachten Kriechkupplung 114 und der in Eingriff gebrachten Umkehrbremse 116 das Zahnrad 118 verriegelt werden. Demgemäß kann der Eingriff der Kriechkupplung 114 und der Umkehrbremse 116 eine Drehung sowohl des Hohlrads 124 als auch des Planetenzahnradträgers 122 verhindern (obwohl sich die Planetenzahnräder 132 weiter rund um den Träger 122 drehen können). Auch wenn der Motor 24b in Betrieb sein kann, kann auf diese Weise der Doppel-Planetengetriebesatz 100 nur Leistung von dem Motor 104 zu einem Abtriebszahnrad 140 übertragen (z.B. entweder in einem Vorwärts- oder einem Rückwärts-Kriechmodus).In this configuration, similar to the discussion above with respect to the embodiment of FIG 3 , different clutches and brakes, which can be the MIVT 26b are assigned to different modes of operation for the vehicle 20 switch. If, for example, the drive coupling 112 solved, no power from the working engine 24b to the planetary gear set 98 or the dual planetary gear set 100 be transmitted. Further, with the engaged creep clutch 114 and the engaged reverse brake 116 the gear 118 be locked. Accordingly, the engagement of the creeper can 114 and the reverse brake 116 a rotation of both the ring gear 124 as well as the planetary gear carrier 122 prevent (although the planet gears 132 continue around the carrier 122 can turn). Even if the engine 24b In operation, this can be the dual planetary gear set 100 only power from the engine 104 to a driven gear 140 transmitted (eg in either forward or reverse creep mode).
In bestimmten Ausführungsformen können zusätzliche Leistungsübertragungskomponenten bereitgestellt sein, um verschiedene Typen von Fahrzeugbetrieben und Betriebsmodi zu erleichtern. Beispielsweise kann eine untere Kupplung 136 und eine obere Kupplung 138 innerhalb des Doppel-Planetengetriebesatzes 100 beinhaltet sein, wobei die obere Kupplung 138 konfiguriert ist, um sowohl mit dem Hohlrad 130 als auch dem Abtriebszahnrad 140 in Eingriff zu gelangen, und die untere Kupplung 136 konfiguriert ist, um sowohl mit dem Planetenzahnradträger 134 als auch dem Abtriebszahnrad 140 in Eingriff zu gelangen. Demgemäß können im Kriechmodus oder in anderen Modi die Kupplungen 136 und 138 selektiv aktiviert werden, um das effektive gesamte Übersetzungsverhältnis der beiden Planetengetriebesätze 98 und 100 einzustellen.In certain embodiments, additional power transmission components may be provided to facilitate various types of vehicle operations and modes of operation. For example, a lower clutch 136 and an upper coupling 138 within the dual planetary gear set 100 includes, the upper coupling 138 is configured to work with both the ring gear 130 as well as the output gear 140 to engage, and the lower coupling 136 is configured to work with both the planetary gear carrier 134 as well as the output gear 140 to get in touch. Accordingly, in the creep mode or in other modes, the clutches 136 and 138 be selectively activated to the effective overall gear ratio of the two planetary gear sets 98 and 100 adjust.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Gangschaltung 142 zwischen dem Doppel-Planetengetriebesatz 100 und anderen Teilen des Fahrzeugs 20 (z.B. einer DDS) angeordnet sein und verschiedene Gänge (z.B. Bereich-Gänge) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen kann auch die in 5 dargestellte Konfiguration einen Übergang zwischen festgelegten Übersetzungsverhältnissen innerhalb der Gangschaltung 142 (und im Kontext des von der hydrostatischen Maschine 102, 104 bereitgestellten stufenlos verstellbaren Übersetzungsverhältnisses) gestatten, ohne unbedingt die Richtung der Drehung für den Motor 104 zu ändern. Beispielsweise kann das Fahrzeug 20 einen Betrieb bei einer Geschwindigkeit von Null beginnen, wobei der Motor 24b vom Getriebe (über die Kupplung 112) gelöst ist und die Kupplung 114 und Bremse 116 in Eingriff gebracht sind. Der Motor 104 kann demgemäß die einzige Leistung an das Abtriebszahnrad 140 (und die Gangschaltung 142) liefern. Der Motor 104 kann in der positiven Richtung gestartet werden (für einen Kriechmodusbetrieb in der positiven Richtung) oder in der negativen Richtung (für einen Kriechmodusbetrieb in der negativen Richtung). Unter der Annahme beispielsweise einer anfänglichen positiven Bewegungsrichtung kann sich die Drehung des Motors 104 (und dadurch der Welle S5) in der positiven Richtung beschleunigen, was bewirkt, dass auch die Sonnenräder 126, 128 beschleunigen. Anfänglich kann beispielsweise die untere Kupplung 136 in Eingriff gebracht werden, wodurch Leistung vom Sonnenrad 128 über den Planetenzahnradträger 134 zum Abtriebszahnrad 140 transferiert wird. Innerhalb der Gangschaltung 142 kann ein erstes Niedrigbereich-Rad in Eingriff gebracht werden, wodurch der Leistungsübertragungsweg vom Motor 104 zu anderen Teilen des Fahrzeugs 20 (z.B. einer Differentialantriebswelle) vollendet wird.In certain embodiments, a gearshift 142 between the dual planetary gear set 100 and other parts of the vehicle 20 (eg a DDS) and different courses (eg range gears) include. In certain embodiments, the in 5 illustrated configuration a transition between fixed gear ratios within the gearshift 142 (and in the context of the hydrostatic machine 102 . 104 provided infinitely variable gear ratio), without necessarily the direction of rotation for the engine 104 to change. For example, the vehicle 20 start an operation at a speed of zero, the engine 24b from the gearbox (via the clutch 112 ) is solved and the clutch 114 and brake 116 are engaged. The motor 104 Accordingly, the only power to the output gear 140 (and the gearshift 142 ) deliver. The motor 104 can be started in the positive direction (for a creep mode operation in the positive direction) or in the negative direction (for a creep mode operation in the negative direction). For example, assuming an initial positive direction of movement, the rotation of the motor may be 104 (and thereby the shaft S5) accelerate in the positive direction, which causes the sun gears 126 . 128 accelerate. Initially, for example, the lower coupling 136 be engaged, reducing power from the sun gear 128 over the planetary gear carrier 134 to the output gear 140 is transferred. Inside the gearshift 142 For example, a first low range wheel may be engaged, thereby reducing the power transmission path from the engine 104 to other parts of the vehicle 20 (eg a differential drive shaft) is completed.
Bei einer bestimmten Drehzahl des Motors 104, in Abhängigkeit von den bestimmten zugeordneten Übersetzungsverhältnissen, kann das Hohlrad 110 dazu tendieren, relativ stationär zu sein, sogar wenn die Bremse 116 nicht in Eingriff gebracht ist. Wie auch oben angegeben, kann dies einen nützlichen Punkt vorsehen, an dem zwischen Betriebsmodi (z.B. Kriechmodus und Leistungsverzweigungs-Modus) oder verschiedenen Gängen (z.B. Bereich-Gängen innerhalb der Gangschaltung 142) übergegangen werden kann. Bei Fortsetzung des obigen Beispiels kann demgemäß, sobald der Motor 104 durch den Kriechmodus auf einen solchen in der Geschwindigkeit übereingestimmten Punkt beschleunigt hat (oder zu verschiedenen anderen Zeiten), die Umkehrbremse 116 gelöst werden und die Antriebskupplung 112 kann in Eingriff gebracht werden. Dies kann einen mechanischen Übertragungsweg für Leistung vom Motor 24b zu dem Doppel-Planetengetriebesatz 100 bereitstellen. Gleichzeitig (oder nahezu gleichzeitig) kann auch die untere Kupplung 136 gelöst werden und die obere Kupplung 138 kann in Eingriff gebracht werden. Aufgrund der in 5 dargestellten Konfiguration kann es jedoch sein, dass es an diesem Punkt nicht notwendig ist, die Drehrichtung des Motors 104 umzukehren, um eine Vorwärts-Beschleunigung des Fahrzeugs 20 fortzusetzen (wie es beispielsweise für die in 3 dargestellte Konfiguration der Fall sein kann). In bestimmten Ausführungsformen kann nach dem Eingriff der Kupplung 112 (d.h. dem Eintritt in einen Leistungsverzweigungs-Modus) die Drehgeschwindigkeit des Motors 104 einfach gegenüber der Drehgeschwindigkeit zur Zeit des Übergangs verlangsamt werden, wobei das Fahrzeug 20 entsprechend beschleunigt wird.At a certain speed of the engine 104 , depending on the particular associated gear ratios, the ring gear can 110 tend to be relatively stationary, even when the brakes 116 is not engaged. As stated above, this may provide a useful point at which between operating modes (eg creep mode and power split mode) or different gears (eg range gears within the gear shift 142 ) can be passed. Continuing the above example, accordingly, as soon as the engine 104 has accelerated through the creep mode to such a speed-matched point (or at various other times), the reverse brake 116 be solved and the drive clutch 112 can be engaged. This can be a mechanical transmission for power from the engine 24b to the dual planetary gear set 100 provide. At the same time (or almost at the same time), the lower coupling can also be used 136 be solved and the upper coupling 138 can be engaged. Due to the in 5 however, it may be that at this point it is not necessary to know the direction of rotation of the motor 104 reverse to a forward acceleration of the vehicle 20 continue (as for example for the in 3 shown configuration may be the case). In certain embodiments, after the engagement of the clutch 112 (ie entering a power split mode) the speed of rotation of the motor 104 simply be slowed down over the rotational speed at the time of the transition, the vehicle 20 is accelerated accordingly.
Mit Bezugnahme auf 6 wird nun beispielsweise ein Graph der Beziehung zwischen der Fahrzeugradgeschwindigkeit (in Kilometern pro Stunde) und der Drehzahl des Motors 104 (in Umdrehungen pro Minute) für die Konfiguration des MIVT 26b in 5 dargestellt. Verschiedene Kurven sind für den Betrieb des Fahrzeugs 20 dargestellt, wobei verschiedene Gänge (z.B. Bereich-Gänge) innerhalb der Gangschaltung 142 in Eingriff gebracht werden. Es ist klar, dass die in 6 repräsentierten Größen nur als Beispiele anzusehen sind.With reference to 6 Now, for example, a graph of the relationship between the vehicle wheel speed (in kilometers per hour) and the rotational speed of the engine 104 (in revolutions per minute) for the configuration of the MIVT 26b in 5 shown. Various curves are for the operation of the vehicle 20 shown, with different gears (eg range gears) within the gearshift 142 be engaged. It is clear that in 6 represented sizes are to be regarded as examples only.
Eine Linie 150 kann beispielsweise einen Betrieb des Fahrzeugs 20 in einem Kriechmodus darstellen (z.B. nur mit hydrostatischer Leistung). Es ist ersichtlich, dass bei einer Motordrehzahl von Null die Fahrzeuggeschwindigkeit Null sein kann, wobei die Nicht-Null-Motordrehzahl zur Fahrzeuggeschwindigkeit direkt proportional ist. Im Kriechmodus (z.B. mit in Eingriff gebrachter Bremse 116 und Kriechkupplung 114, gelöster Antriebskupplung 112 und einem in Eingriff gebrachten A-Bereich-Gang (nicht gezeigt) in der Gangschaltung 142) kann das Fahrzeug 20 zu einem Übergangspunkt beschleunigen. In bestimmten Ausführungsformen kann dies ein Punkt sein, an dem, basierend auf der Motordrehzahl und relevanten Übersetzungsverhältnissen, das Hohlrad 110 relativ stationär sein kann, sogar ohne einen Eingriff der Bremse 116. An diesem (oder einem anderen) Übergangspunkt kann die Bremse 116 gelöst und die Kupplung 112 in Eingriff gebracht werden, wodurch das Fahrzeug 20 in den Split-Modus-Antrieb geschaltet wird. Der Motor 104 kann dann beginnen, entlang einer Linie 152 langsamer zu werden, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit (nun sowohl vom Motor 104 als auch dem Motor 24b angetrieben) zunimmt, sogar während die Drehzahl des Motors 104 die Richtung ändert (d.h. von einer positiven Drehung in eine negative Drehung wechselt).A line 150 For example, an operation of the vehicle 20 in a creep mode (eg only with hydrostatic power). It will be appreciated that at an engine speed of zero, the vehicle speed may be zero, with the non-zero engine speed being directly proportional to the vehicle speed. In creep mode (eg with engaged brake 116 and creep clutch 114 , dissolved drive clutch 112 and an engaged A-range gear (not shown) in the gearshift 142 ) can the vehicle 20 accelerate to a transition point. In certain embodiments, this may be a point at which, based on engine speed and relevant gear ratios, the ring gear 110 relatively stationary, even without the intervention of the brake 116 , At this (or another) transition point, the brake can 116 solved and the clutch 112 be engaged, causing the vehicle 20 is switched to the split mode drive. The motor 104 can then begin along a line 152 slowing down, with the vehicle speed (now both from the engine 104 as well as the engine 24b driven) increases, even while the engine speed 104 changes direction (ie changes from a positive rotation to a negative rotation).
Fortsetzend kann das Fahrzeug 20 vom vorherigen A-Bereich-Gang in der Gangschaltung 142 zu einem höheren B-Bereich-Gang (nicht gezeigt) geschaltet werden. Um die Beschleunigung des Fahrzeugs 20 fortzusetzen, kann es wieder angemessen sein, die Richtung der Beschleunigung der Drehung des Motors 104 umzuschalten (jedoch nicht sofort die Richtung der Drehung des Motors 104) und einen geeigneten Bereich-Gang in Eingriff zu bringen (mit oder ohne Umschalten der Kupplungen 136 und 138). Der Motor 104 kann dann entlang einer Linie 154 beschleunigen, wobei das Fahrzeug 20 entsprechend beschleunigt.Continuing the vehicle 20 from the previous A-range gear in the gearshift 142 to a higher B range gear (not shown). To speed up the vehicle 20 continue, it may be appropriate again, the direction of acceleration of the rotation of the engine 104 switch (but not immediately the direction of rotation of the engine 104 ) and a suitable range gear (with or without switching the clutches 136 and 138 ). The motor 104 can then along a line 154 speed up, taking the vehicle 20 accelerated accordingly.
Mit Bezugnahme auf 7 wird nun ein zusätzliches beispielhaftes MIVT 26c präsentiert. Wie in 7 gezeigt, kann ein Verbrennungsmotor 24c mechanische Leistung an einen elektrischen Generator 172 liefern, der über ein Leistungskabel 176 elektrische Leistung an einen Elektromotor 174 liefern kann. Der Elektromotor 174 kann (z.B. über eine direkte Verzahnung) die Antriebsdrehung eines Sonnenrads 182 des Doppel-Planetengetriebesatzes 178 antreiben. Der Doppel-Planetengetriebesatz 178 kann auch konfiguriert sein, um mechanische Leistung von dem Motor 24c über eine Welle S7 zu empfangen, wobei eine Antriebskupplung 196 konfiguriert ist, um sowohl mit der Welle S7 als auch einem andern Sonnenrad 180 in Eingriff zu gelangen. Ein Planetenzahnradträger 184, der Planetenzahnräder 192 umfasst, kann direkt mit einem Hohlrad 190 verbunden sein (z.B. einstückig mit diesem sein), das selbst konfiguriert sein kann, um über einen Planetenzahnradträger 186, der Planetenzahnräder 194 umfasst, Leistung von dem Sonnenrad 182 zu empfangen. Ein Hohlrad 188 kann mit den Planetenzahnrädern 192 kämmen. Ferner kann der Planetenzahnradträger 186 eine Ausgangskomponente des Doppel-Planetengetriebesatzes 178 bilden und kann beispielsweise direkt mit einer Eingangskomponente einer Gangschaltung 202 verbunden sein (z.B. einstückig damit gebildet sein).With reference to 7 now becomes an additional exemplary MIVT 26c presents. As in 7 shown can be an internal combustion engine 24c mechanical power to an electric generator 172 Deliver that via a power cable 176 electrical power to an electric motor 174 can deliver. The electric motor 174 can (eg via a direct gearing) the drive rotation of a sun gear 182 of the double planetary gear set 178 drive. The dual planetary gear set 178 It can also be configured to provide mechanical power from the engine 24c receiving via a shaft S7, wherein a drive clutch 196 is configured to both the shaft S7 and another sun gear 180 to get in touch. A planetary gear carrier 184 , the planet gears 192 includes, can directly with a ring gear 190 be connected (eg, be integral with this), which may itself be configured to have a planetary gear carrier 186 , the planet gears 194 includes, power from the sun gear 182 to recieve. A ring gear 188 can with the planetary gears 192 comb. Furthermore, the planetary gear carrier 186 an output component of the double planetary gear set 178 form and can, for example, directly with an input component of a gearshift 202 be connected (eg integrally formed with it).
Wie bei anderen hierin diskutierten Ausführungsformen kann eine Anzahl von Kupplungen und Bremsen innerhalb des MIVT 26c (z.B. wie in 7 dargestellt) einen nützlichen Übergang zwischen verschiedenen Betriebsmodi gestatten, einschließlich eines Kriechmodus, der nur von dem Elektromotor 174 mit angetrieben wird, und eines Leistungsverzweigungs-Modus, der sowohl von dem Elektromotor 174 als auch dem Motor 24c mit angetrieben wird. Beispielsweise kann die Kupplung 196 mit der Welle S7 und dem Sonnenrad 180 in Eingriff gelangen, um Leistung von dem Motor 24c zu dem Doppel-Planetengetriebesatz 178 zu übertragen. Ebenso kann eine Kupplung 198 sowohl mit dem Hohlrad 188 als auch dem Planetenzahnradträger 184 in Eingriff gelangen, um diese Komponenten miteinander zu verriegeln. Schließlich kann eine Umkehrbremse 200 mit dem Hohlrad 188 in Eingriff gelangen, um eine Drehung dieses Zahnrads zu stoppen.As with other embodiments discussed herein, a number of clutches and brakes within the MIVT 26c (eg as in 7 shown) allow a useful transition between different modes of operation, including a creep mode, only from the electric motor 174 is powered with, and a power split mode, both from the electric motor 174 as well as the engine 24c is driven with. For example, the clutch 196 with the wave S7 and the sun wheel 180 engage power to the engine 24c to the dual planetary gear set 178 transferred to. Likewise, a clutch 198 both with the ring gear 188 as well as the planetary gear carrier 184 engage in order to lock these components together. Finally, a reversing brake 200 with the ring gear 188 engage to stop rotation of this gear.
In dieser Hinsicht ist es klar, dass die Kupplung 198, die Bremse 200 und die Kupplung 196 selektiv in Eingriff gebracht (und gelöst) werden können, um verschiedene Betriebsmodi bereitzustellen. Beispielsweise kann, wenn die Kupplung 196 gelöst ist und sowohl die Kupplung 198 als auch die Umkehrbremse 200 in Eingriff gebracht sind, das Fahrzeug 20 nur mit der Leistung des Elektromotors 174 angetrieben werden. Ebenso können andere Betriebsmodi mit verschiedenen anderen Konfigurationen (z.B. verschiedenen Kombinationen, in denen zwei von der Kupplung 198, Bremse 200 und Kupplung 196 ein Eingriff gebracht sind) möglich sein.In this regard, it is clear that the clutch 198 , the brake 200 and the clutch 196 can be selectively engaged (and released) to provide different modes of operation. For example, if the clutch 196 is solved and both the clutch 198 as well as the reverse brake 200 are engaged in the vehicle 20 only with the power of the electric motor 174 are driven. Likewise, other modes of operation may be with different other configurations (eg different combinations in which two of the clutch 198 , Brake 200 and clutch 196 be brought into engagement) may be possible.
Mit Bezugnahme auf 8 wird nun auch beispielsweise ein Graph der Beziehung zwischen der Fahrzeugradgeschwindigkeit (in Kilometern pro Stunde) und der Drehzahl des Elektromotors 174 (in Umdrehungen pro Minute) für die Konfiguration des MIVT 26c in 7 präsentiert. Verschiedene Kurven werden für den Betrieb des Fahrzeugs 20 präsentiert, wobei verschiedene Gänge (z.B. Bereich-Gänge) innerhalb der Gangschaltung 202 in Eingriff gebracht werden. Es ist klar, dass die in 8 repräsentierten Größen nur als Beispiele anzusehen sind.With reference to 8th Now, for example, a graph of the relationship between the vehicle wheel speed (in kilometers per hour) and the rotational speed of the electric motor will also be given 174 (in revolutions per minute) for the configuration of the MIVT 26c in 7 presents. Various curves are used for the operation of the vehicle 20 presented, with different gears (eg range gears) within the gearshift 202 be engaged. It is clear that in 8th represented sizes are to be regarded as examples only.
Eine Linie 212 kann beispielsweise den Betrieb des Fahrzeugs 20 in einem Kriechmodus darstellen (z.B. nur mit elektrischer Leistung). Es ist ersichtlich, dass bei einer Motordrehzahl von Null die Fahrzeuggeschwindigkeit Null sein kann, wobei die Nicht-Null-Motordrehzahl zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist. Im Kriechmodus (z.B. mit in Eingriff gebrachter Umkehrbremse 200 und Kupplung 198, gelöster Antriebskupplung 196 und einem in Eingriff gebrachten A-Bereich-Gang (nicht gezeigt) in der Gangschaltung 202) kann das Fahrzeug 20 zu einem Übergangspunkt beschleunigen. Beispielsweise kann das Fahrzeug 20 zu einem Punkt beschleunigen, an dem, basierend auf der Motordrehzahl und relevanten Übersetzungsverhältnissen, das Hohlrad 188 relativ stationär sein kann, sogar ohne Eingriff der Bremse 200. An diesem (oder einem anderen) Punkt kann die Kupplung 198 gelöst und die Kupplung 196 in Eingriff gebracht werden, wodurch das Fahrzeug in einen Split-Modus-Antrieb geschaltet wird. Zu dieser Zeit (oder nahezu zu dieser Zeit) kann der Elektromotor 174 dann seine Drehrichtung umkehren, wobei von der Linie 212 zu einer Linie 214 übergegangen wird. Das Fahrzeug 20 kann demgemäß fortsetzen zu beschleunigen (nun angetrieben von sowohl dem Elektromotor 174 und dem Motor 24c), wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, sogar während die Drehzahl des Elektromotors 174 die Richtung ändert (d.h. von einer negativen Drehung in eine positive Drehung wechselt). Ähnliche Schaltungen können beispielsweise auch in einen B-Bereich-Gang (nicht gezeigt) vom A-Bereich-Gang (nicht gezeigt) bewirkt werden, indem der Elektromotor 174 von der Linie 214 zu einer Linie 216 übergeführt wird, usw.A line 212 For example, the operation of the vehicle 20 in a creep mode (eg only with electric power). It will be appreciated that at an engine speed of zero, the vehicle speed may be zero, with the non-zero engine speed being proportional to the vehicle speed. In crawl mode (eg with engaged reverse brake 200 and clutch 198 , dissolved drive clutch 196 and an engaged A-range gear (not shown) in the gearshift 202 ) can the vehicle 20 accelerate to a transition point. For example, the vehicle 20 to accelerate to a point at which, based on the engine speed and relevant gear ratios, the ring gear 188 can be relatively stationary, even without engagement of the brake 200 , At this (or another) point, the clutch can 198 solved and the clutch 196 be engaged, whereby the vehicle is switched to a split-mode drive. At this time (or nearly at this time) can the electric motor 174 then reverse its direction of rotation, being away from the line 212 to a line 214 is passed. The vehicle 20 can accordingly continue to accelerate (now powered by both the electric motor 174 and the engine 24c ), wherein the vehicle speed increases, even while the rotational speed of the electric motor 174 the direction changes (ie changes from a negative rotation to a positive rotation). For example, similar circuits may be effected in a B-range gear (not shown) from the A range gear (not shown) by the electric motor 174 from the line 214 to a line 216 is transferred, etc.
In bestimmten Ausführungsformen, einschließlich mit Bezug auf verschiedene oben besprochene Getriebekonfigurationen, kann es nützlich sein, zum Antrieb von Fahrzeugsystemen eine Antriebsstranganordnung mit der Fähigkeit zur Energiespeicherung und -abgabe („ESD“) bereitzustellen, zusätzlich (oder als eine Alternative) zu einem herkömmlichen Motor. Beispielsweise kann es mit Bezug auf das Fahrzeug 20 nützlich sein, eine oder mehrere elektrische, hydraulische oder andere Energiespeicherungsvorrichtungen als Teil des Antriebsstrangs 22 (oder in Kommunikation damit) bereitzustellen. Energie von dem Motor 24 kann zur Speicherung an diesen Vorrichtungen empfangen werden (z.B. Energie, die von dem Motor 24 in mechanischer Form bereitgestellt wird, und dann zur Speicherung in nicht-mechanische Formen umgewandelt wird). Die Energie kann dann auf verschiedene vorteilhafte Arten von der Speicherung zur Abgabe an verschiedene Fahrzeugkomponenten (z.B. an ein Getriebe oder eine andere Antriebsstranganordnung) freigesetzt werden.In certain embodiments, including with respect to various transmission configurations discussed above, it may be useful to provide a powertrain arrangement with the ability to power and discharge vehicle systems ("ESD") to drive vehicle systems. additionally (or as an alternative) to a conventional engine. For example, it may be with respect to the vehicle 20 be useful, one or more electrical, hydraulic or other energy storage devices as part of the powertrain 22 (or in communication with it). Energy from the engine 24 can be received for storage at these devices (eg, power coming from the engine 24 provided in mechanical form and then converted to non-mechanical forms for storage). The energy may then be released in various advantageous ways from storage for delivery to various vehicle components (eg, a transmission or other powertrain arrangement).
In bestimmten Ausführungsformen der offenbarten Antriebsstranganordnung kann ein ESD-System verwendet werden, um die nachteiligen Auswirkungen von Übergangsleistungsereignissen für das Fahrzeug 20 zu verringern. Ein Übergangsleistungsereignis kann Ereignisse umfassen, in denen die verfügbare Leistung von dem Motor 24 (zumindest unter dem derzeitigen Betriebszustand des Motors 24) für einen oder mehrere bestehende (oder angefragte) Vorgänge nicht ausreichend ist. Ein Übergangsleistungsereignis kann beispielsweise auftreten, wenn ein angetriebener Vorgang von einem Betreiber angefragt wird, aber die verfügbare (d.h. überschüssige) Leistung von dem Motor 24 (zumindest unter den derzeitigen Betriebsbedingungen) nicht ausreichend ist, um den Vorgang ohne nachteilige Auswirkungen zu vollenden (z.B. ohne die Energieversorgung an andere Fahrzeugsysteme zu verringern). Beispielsweise kann ein Betreiber, während der Motor 24 verschiedene Fahrzeugsysteme (z.B. einen Satz von Antriebsrädern) aktiv antreibt, einen Vorgang anfragen, der zusätzliche Leistung benötigt, die über die von dem Motor 24 derzeit verfügbare hinausgeht. In bestimmten Ausführungsformen kann ein ESD-System verwendet werden, um eine verfügbare Motorleistung für einen solchen Vorgang zu ergänzen (oder zu ersetzen), während verschiedene Probleme vermieden werden (z.B. Leistungsverzögerungen, ein ineffizienter Motorbetrieb, ein Erschüttern des Fahrzeugs 20, usw.).In certain embodiments of the disclosed powertrain arrangement, an ESD system may be used to mitigate the adverse effects of transient power events for the vehicle 20 to reduce. A transient power event may include events in which the available power from the engine 24 (at least under the current operating condition of the engine 24 ) is insufficient for one or more existing (or requested) transactions. For example, a transient power event may occur when a powered operation is requested by an operator, but the available (ie, excess) power from the engine 24 (at least under current operating conditions) is not sufficient to complete the process without adverse effects (eg without reducing the power supply to other vehicle systems). For example, an operator while the engine 24 various vehicle systems (eg, a set of drive wheels) actively drives to request a process that requires extra power beyond that of the engine 24 currently available. In certain embodiments, an ESD system may be used to supplement (or replace) available engine power for such an operation while avoiding various problems (eg, performance delays, inefficient engine operation, vehicle shudder) 20 , etc.).
Ein Übergangsleistungsereignis kann beispielsweise auch auftreten, wenn ein Motor keine Leistung an den entsprechenden Antriebsstrang bereitstellt. In bestimmten Ausführungsformen kann ein ESD-System verwendet werden, um Leistung an verschiedene Fahrzeugsysteme bereitzustellen, wenn ein Motor in einem ausgeschalteten Zustand ist oder anders nicht in Betrieb ist.For example, a transient power event may also occur when an engine is not providing power to the corresponding powertrain. In certain embodiments, an ESD system may be used to provide power to various vehicle systems when an engine is in an off state or otherwise is not operating.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Komponente einer IVP (z.B. ein elektrischer Generator oder eine hydraulische Pumpe) konfiguriert sein, um mechanische Leistung von dem Motor 24 zu empfangen und die Leistung in eine andere Form umzuwandeln (z.B. elektrische Leistung oder hydraulischen Druck/Fluss). Ein Teil der umgewandelten Leistung kann zur Speicherung an eine Energiespeicherungsvorrichtung geleitet werden (z.B. eine Batterie oder ein Akkumulator). Wenn sie benötigt wird (d.h. während einem bestimmten Übergangsleistungsereignis) kann eine gespeicherte Energie dann von der Energiespeicherungsvorrichtung zur Rückumwandlung in mechanische Leistung an eine Komponente der IVP (z.B. einen elektrischen Motor oder einen hydraulischen Motor) freigesetzt werden. Diese mechanische Leistung kann dann wie benötigt durch das Fahrzeug 20 geleitet werden. Beispielsweise kann ein MIVT konfiguriert sein, um Leistung von der IVP zu empfangen, um mechanische Leistung, die direkt von dem Motor 24 empfangen wird, zu ergänzen.In certain embodiments, a component of an IVP (eg, an electric generator or a hydraulic pump) may be configured to provide mechanical power from the engine 24 receive and convert the power into another form (eg electrical power or hydraulic pressure / flow). A portion of the converted power may be passed to an energy storage device for storage (eg, a battery or an accumulator). When needed (ie, during a particular transient power event), stored energy may then be released from the energy storage device for reconversion to mechanical power to a component of the IVP (eg, an electric motor or a hydraulic motor). This mechanical power can then be as needed by the vehicle 20 be directed. For example, a MIVT may be configured to receive power from the IVP to mechanical power coming directly from the engine 24 is received, supplement.
In bestimmten Implementierungen kann ein ESD-System in den offenbarten Antriebsstranganordnungen verwendet werden, um ein Glätten des Schaltens bereitzustellen. Während bestimmter Schaltereignisse eines Getriebes des Fahrzeugs 20 (z.B. während des Übergangs von einem ersten Bereich oder Gang eines Mehrstufengetriebes zu einem zweiten Bereich oder Gang des Mehrstufengetriebes) kann an einem Eingang zu dem Getriebe mehr Leistung angefordert werden, als von dem Motor 24 verfügbar ist (d.h. ein Übergangsleistungsereignis kann auftreten). Beispielsweise können eine oder mehrere Kupplungen des Getriebes rutschen, wenn das Getriebe anfängt, nach dem Schaltereignis eine Last (z.B. eine erhöhte Last) anzunehmen. Dieses Rutschen kann in einem Leistungsverbrauch innerhalb des Getriebes selbst resultieren (z.B. aufgrund des Energieverlusts, wenn die Kupplung rutscht), sogar während durch das Getriebe Leistung an den Getriebeausgang übertragen wird. Daher kann die an dem Getriebeeingang benötigte Leistung signifikant größer sein als die an dem Getriebeausgang verfügbare Leistung.In certain implementations, an ESD system may be used in the disclosed powertrain arrangements to provide smoothing of the shift. During certain switching events of a transmission of the vehicle 20 (eg, during the transition from a first range or gear of a multi-speed transmission to a second range or speed of the multi-speed transmission) more power may be requested at an input to the transmission than from the engine 24 available (ie a transient power event may occur). For example, one or more clutches of the transmission may slip as the transmission begins to assume a load (eg, an increased load) after the shift event. This slippage can result in power consumption within the transmission itself (eg, due to energy loss when the clutch slips), even while power is being transmitted to the transmission output by the transmission. Therefore, the power required at the transmission input can be significantly greater than the power available at the transmission output.
Als ein Ergebnis dieses Leistungsverlusts (oder anderer Faktoren) können in Bezug auf den Motor 24, das Getriebe oder andere Fahrzeugsysteme verschiedene nachteilige Ereignisse auftreten. Beispielsweise kann der Motor 24 aufgrund des übermäßigen Leistungsbedarfs an dem Getriebeeingang vorübergehend „abfallen“ oder unter einer anderen verringerten Leistung leidet, was von einem Benutzer als ein Zögern des Fahrzeugs 20 (oder des Motors 24) wahrgenommen werden kann. Ähnlich dazu kann das Getriebe ein nicht-ideales Schalten ausführen, das von einem Benutzer als ein Erschüttern, Stottern oder sogar Stehenbleiben des Fahrzeugs 20 wahrgenommen werden kann.As a result of this power loss (or other factors) may be related to the engine 24 gearbox or other vehicle systems experience various adverse events. For example, the engine 24 due to the excessive power requirement at the transmission input, temporarily "falling off" or suffering from another decreased power, which is a user's hesitation of the vehicle 20 (or the engine 24 ) can be perceived. Similarly, the transmission may perform non-ideal shifting by a user as a jarring, stuttering or even stalling of the vehicle 20 can be perceived.
Ein glattes Schalten, wie es von einem ESD-System bereitgestellt wird, kann dabei helfen, diese (und andere) Probleme zu lösen. Beispielsweise kann während eines stehenden (oder anderen) Betriebs des Fahrzeugs 20 ein Teil der Leistung von dem Motor 24 zur Speicherung (z.B. als gespeicherte elektrische, hydraulische, kinetische oder andere Energie) an das ESD-System geleitet werden (z.B. über eine IVP). Während eines Schaltereignisses kann, wie es angemessen ist, das ESD-System dann einen Teil der gespeicherten Energie an das entsprechende Getriebe (z.B. über die IVP) liefern, um die Leistung, die direkt von dem Motor 24 bereitgestellt wird, zu ergänzen. Auf diese Art kann eine Leistungslieferung von dem ESD-System relativ glatte Schaltvorgänge gestatten, sogar wenn ein Schaltereignis an einem Getriebe einen Leistungsbedarf verursacht, der den (derzeitigen) Leistungsausgang des Motors 24 übersteigt. Das kann beispielsweise nützlich sein, um den Bedarf, während des Schaltens die Motordrehzahl zu erhöhen, zu vermeiden. Ferner kann die Verwendung eines ESD-Systems für das Glätten der Schaltung den Bedarf an komplexen Getriebeaufbauten (und -steuerungen) verringern, der andernfalls nötig sein könnte, um glatte Schaltungen über eine Vielzahl an Schaltereignissen bereitzustellen. Smooth switching, as provided by an ESD system, can help solve these (and other) problems. For example, during a standing (or other) operation of the vehicle 20 a part of the power of the engine 24 for storage (eg as stored electrical, hydraulic, kinetic or other energy) to be directed to the ESD system (eg via an IVP). During a shift event, as appropriate, the ESD system may then deliver some of the stored energy to the appropriate transmission (eg, via the IVP) to power directly from the engine 24 is to be supplemented. In this way, power delivery from the ESD system may allow for relatively smooth shifts even when a shift event on a transmission causes a power demand that is the (current) power output of the engine 24 exceeds. This may be useful, for example, to avoid the need to increase engine speed during shifting. Further, the use of an ESD system for smoothing the circuit may reduce the need for complex transmission structures (and controls) that might otherwise be necessary to provide smooth circuitry over a variety of switching events.
Ein ESD-System kann verschiedene andere Vorteile bereitstellen, zusätzlich (oder als eine Alternative) zu einem Glätten des Schaltens. In bestimmten Ausführungsformen kann ein ESD-System zum Lastausgleich verwendet werden, bei dem Erhöhungen des Leistungsbedarfs während anderen Vorgängen als Schaltereignissen (zumindest zum Teil) mit gespeicherter Energie aus dem ESD-System und nicht mit einer erhöhten Leistungslieferung von dem Motor 24 erfüllt werden können. In bestimmten Implementierungen kann dies gestatten, dass der Motor 24 während einer großen Zahl an Vorgängen des Fahrzeugs 20 bei einer relativ konstanten Last und einer relativ konstanten Geschwindigkeit betrieben werden kann, was seinerseits in einer effizienteren Nutzung einer gegebenen Konfiguration des Motors 24 resultiert. Ebenso kann ein ESD-System verwendet werden, um einen Betrieb des Fahrzeugs 20 (oder eines Subsystems davon) ohne eine durchgehende Leistungslieferung von dem Motor 24 anzutreiben. Beispielsweise kann ein ESD-System in einem „reinen“ elektrischen (oder hydraulischen) Modus, in dem es sein kann, dass der Motor 24 keine Leistung für den Betrieb des Fahrzeugs 20 bereitstellt, den Betrieb verschiedener Fahrzeugsysteme unter Verwendung von zuvor gespeicherter Energie antreiben.An ESD system may provide various other advantages, in addition (or as an alternative) to smoothing the switching. In certain embodiments, an ESD system may be used for load balancing, with increases in power demand during operations other than switching events (at least in part) with stored energy from the ESD system and not with increased power delivery from the engine 24 can be met. In certain implementations, this may allow the engine 24 during a large number of operations of the vehicle 20 can be operated at a relatively constant load and at a relatively constant speed, which, in turn, results in a more efficient use of a given configuration of the engine 24 results. Likewise, an ESD system can be used to operate the vehicle 20 (or a subsystem thereof) without a continuous power delivery from the engine 24 drive. For example, an ESD system may operate in a "pure" electrical (or hydraulic) mode in which it may be that the engine 24 no power for the operation of the vehicle 20 provides power to drive the operation of various vehicle systems using previously stored energy.
In bestimmen Ausführungsformen, kann ein ESD-System in einer IVP des Fahrzeugs 20 beinhaltet sein oder sich anders damit überschneiden. Beispielsweise kann eine IVP des Fahrzeugs 20 eine erste IVP-Maschine umfassen, die als ein elektrischer Generator oder eine hydraulische Pumpe konfiguriert ist, der/die konfiguriert sein kann, um mechanische Leistung von dem Motor 24 zu empfangen und die Leistung dementsprechend in eine elektrische oder hydraulische (oder andere) Form umzuwandeln. Eine Batterie oder ein Akkumulator (oder eine andere Energiespeicherungsvorrichtung) kann mit der ersten IVP-Maschine in Kommunikation sein, sodass ein Teil (d.h. ein Teil oder alles) der umgewandelten Leistung zur Speicherung an die Batterie oder den Akkumulator geleitet werden kann. Eine zweite IVP-Maschine der IVP (z.B. ein elektrischer Motor oder ein hydraulischer Motor) kann konfiguriert sein, um Leistung von der Batterie oder dem Akkumulator (oder direkt von der ersten IVP-Maschine) zu empfangen, und um die empfangene Leistung für stromabwärts liegende Komponenten des Fahrzeugantriebsstrangs 22 in eine mechanische Form umzuwandeln.In certain embodiments, an ESD system may be in an IVP of the vehicle 20 be included or overlap with it differently. For example, an IVP of the vehicle 20 comprise a first IVP engine configured as an electric generator or a hydraulic pump, which may be configured to provide mechanical power from the engine 24 receive and convert the power accordingly into an electrical or hydraulic (or other) form. A battery or accumulator (or other energy storage device) may be in communication with the first IVP engine such that a portion (ie, a portion or all) of the converted power may be passed to the battery or accumulator for storage. A second IVP IVP machine (eg, an electric motor or a hydraulic motor) may be configured to receive power from the battery or accumulator (or directly from the first IVP machine) and the power received downstream Components of the vehicle powertrain 22 to convert it into a mechanical form.
Ein ESD-System kann auf verschiedene Arten gesteuert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Leiten von Leistung zu und von einem ESD-System unter Verwendung einer Steuerung, die als eine Rechenvorrichtung unterschiedlicher Aufbauten (z.B. eine Prozessorund Speicherarchitektur, ein programmierbarer elektronischer Schaltkreis, usw.) konfiguriert ist, reguliert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann der Betrieb eines ESD-Systems (als Teil der offenbarten Antriebsstranganordnung) beispielsweise durch die TCU 36 reguliert werden, oder er kann durch eine andere Steuerung (nicht gezeigt) reguliert werden. Ein ESD-System kann basierend auf verschiedenen Eingängen gesteuert werden, einschließlich Eingängen von Drehzahlsensoren (nicht gezeigt) für den Motor und andere Fahrzeugkomponenten, Eingängen von Sensoren (nicht gezeigt), die sich auf Schaltvorgänge, einen Leistungsverbrauch oder -bedarf des Fahrzeugs beziehen, oder Eingänge von verschiedenen anderen Vorrichtungen (nicht gezeigt).An ESD system can be controlled in several ways. In certain embodiments, routing power to and from an ESD system may be regulated using a controller configured as a computing device of different configurations (eg, a processor and memory architecture, a programmable electronic circuit, etc.). In certain embodiments, the operation of an ESD system (as part of the disclosed powertrain arrangement) may be performed, for example, by the TCU 36 or it may be regulated by another controller (not shown). An ESD system may be controlled based on various inputs, including inputs from speed sensors (not shown) for the engine and other vehicle components, inputs from sensors (not shown) related to vehicle shifts, power consumption or demand, or Inputs from various other devices (not shown).
Auch unter Bezugnahme auf 9 ist eine beispielhafte Antriebsstranganordnung, die ein ESD-System umfasst, dargestellt. Der Antriebsstrang von 9 ist konfiguriert, um mechanische Leistung von einem Verbrennungsmotor 24d an verschiedene Fahrzeugkomponenten und -systeme zu übertragen. Wie dargestellt, wird mechanische Leistung von dem Motor 24d entlang einer Welle S8 an einen Planetengetriebesatz 48d und einen Doppel-Planetengetriebesatz 50d geleitet, sowie zu einem elektrischen Generator 230. (Es ist klar, dass in anderen Konfigurationen eine andere IVP-Maschine anstelle des elektrischen Generators 230 oder zusätzlich dazu verwendet werden kann.) Der elektrische Generator 230 steht in Kommunikation mit einer Batterie 234 (oder einer anderen Speichervorrichtung für elektrische Energie) und mit einem Elektromotor 232. Zusammen können der elektrische Generator 230 und der Elektromotor 232 als eine IVP 28d betrachtet werden, die mit einem ESD-System 228, das die Batterie 234 (oder Batterien 234, wie es angemessen ist), sowie verschiedenen anderen Komponenten (nicht gezeigt), einschließlich verschiedener Leistungselektronik, Steuerungen, usw. umfasst, in Kommunikation steht.Also with reference to 9 An exemplary powertrain assembly including an ESD system is shown. The powertrain of 9 is configured to provide mechanical power from an internal combustion engine 24d to be transmitted to various vehicle components and systems. As shown, mechanical power is provided by the engine 24d along a shaft S8 to a planetary gear set 48d and a dual planetary gear set 50d passed, as well as to an electric generator 230 , (It is clear that in other configurations a different IVP machine is used instead of the electric generator 230 or can be used in addition.) The electric generator 230 is in communication with a battery 234 (or other storage device for electrical energy) and with an electric motor 232 , Together, the electric generator 230 and the electric motor 232 as an IVP 28d be considered with an ESD system 228 that the battery 234 (or batteries 234 as appropriate) as well as various other components (not shown), including various power electronics, controls, etc., are in communication.
Der Planetengetriebesatz 48d und der Doppel-Planetengetriebesatz 50d, sowie die IVP 28d sind konfiguriert, um auf eine ähnliche Weise wie der Planetengetriebesatz 48, der Doppel-Planetengetriebesatz 50 und die IVP 28a aus 3 zu arbeiten (wie oben ausführlich besprochen), um ein MIVT 26d bereitzustellen, das eine ähnliche Funktionalität wie das MIVT 26a aufweist. Das MIVT 26d kann jedoch verschiedene Unterschiede zeigen. Beispielsweise kann in 9 gesehen werden, dass eine Welle S16 konfiguriert ist, um über das Antriebszahnrad für den elektrischen Generator 230 Leistung von der Welle S8 zu empfangen, um eine Drehung einer Hilfsantriebsscheibe 250 anzutreiben. Ebenso kann eine Welle S10, die von einem Zahnrad 44d der Welle S8 angetrieben ist (die auch Leistung an den elektrischen Generator 230 liefert), Leistung an eine Getriebesteuerung, eine Absaugpumpe oder eine andere Pumpe zu liefern.The planetary gear set 48d and the dual planetary gear set 50d , as well as the IVP 28d are configured to work in a similar way as the planetary gear set 48 , the double planetary gear set 50 and the IVP 28a out 3 to work (as discussed in detail above) to a MIVT 26d to provide a similar functionality as the MIVT 26a having. The MIVT 26d but can show different differences. For example, in 9 It can be seen that a shaft S16 is configured to pass over the drive gear for the electric generator 230 To receive power from the shaft S8 to a rotation of an auxiliary drive pulley 250 drive. Similarly, a shaft S10, which is a gear 44d the shaft S8 is driven (which is also power to the electric generator 230 supplies) power to a transmission control, a suction pump or other pump to deliver.
Während des Betriebs kann Leistung von dem Motor 24d auf verschiedene Arten durch das MIVT 26d zu einem Getriebe 84d (z.B. als ein steuerbares Getriebe konfiguriert) geleitet werden, um eine stufenlos verstellbare Multimode-Leistungsübertragung an verschiedene Fahrzeugsysteme bereitzustellen. Wie dargestellt ist beispielsweise ein Abtriebszahnrad 82d des Doppel-Planetengetriebesatzes 50d konfiguriert, um mit Eingangszahnrädern 236 und 238 des Getriebes 84d zu kämmen. Durch den selektiven Betrieb der Kupplungen 252 kann das Abtriebszahnrad 82d demgemäß eine Drehung von einer der Getriebewellen S11 bzw. S13 antreiben. Eine selektive Steuerung verschiedener anderer Kupplungen 254 kann verwendet werden, um das Getriebe 84d in verschiedene Bereich-Gänge 240, 242, 244, 246 bzw. 248 zu schalten, die für das Getriebe 84d Bereichen A bis E entsprechen können. Auf diese Art kann Leistung von dem Motor 24d sowie von dem Elektromotor 232 zu einer Differentialantriebswelle S12a geleitet werden. Wie gezeigt können auch eine Bremse 256 und eine Kupplung 258 gesteuert werden, um Leistung von dem Getriebe 84d für einen mechanischen Vorderradantrieb zu einer Antriebswelle S12b zu leiten. (Es ist klar, dass die dargestellte Konfiguration der verschiedenen Gänge des Getriebes 84d nur als Beispiel präsentiert ist. Ein ESD-System kann auch mit Bezug auf andere Konfigurationen des Getriebes 84d verwendet werden).During operation, power may be from the engine 24d in different ways through the MIVT 26d to a transmission 84d (eg, configured as a controllable transmission) to provide infinitely variable multimode power transmission to various vehicle systems. As shown, for example, an output gear 82d of the double planetary gear set 50d configured to work with input gears 236 and 238 of the transmission 84d to comb. By the selective operation of the couplings 252 can the output gear 82d Accordingly, a rotation of one of the transmission shafts S11 and S13 drive. Selective control of various other couplings 254 Can be used to the gearbox 84d in different area aisles 240 . 242 . 244 . 246 respectively. 248 to switch that for the gearbox 84d Areas to E correspond. In this way can power from the engine 24d as well as from the electric motor 232 are directed to a differential drive shaft S12a. As shown can also be a brake 256 and a clutch 258 be controlled to power from the transmission 84d for a mechanical front-wheel drive to a drive shaft S12b to pass. (It is clear that the illustrated configuration of the various gears of the transmission 84d just presented as an example. An ESD system may also be related to other configurations of the transmission 84d be used).
Andere Vorrichtungen und Funktionalitäten können auch bereitgestellt sein. Beispielsweise kann gesehen werden, dass das Zahnrad 44d der Welle S8 konfiguriert ist, um ein Laufrad 68d auf der Welle S12a zu drehen, sowie um Leistung an den elektrischen Generator 230 zu liefern. Im Gegenzug kann das Zahnrad 68d eine Drehung einer PTO-Welle S14, und in bestimmten Konfigurationen einer vorderen PTO-Welle S15, antreiben.Other devices and functionalities may also be provided. For example, it can be seen that the gear 44d the shaft S8 is configured to be an impeller 68d to turn on the shaft S12a, as well as to power to the electric generator 230 to deliver. In turn, the gear can 68d driving rotation of a PTO shaft S14, and in certain configurations of a forward PTO shaft S15.
Wie durch eine geeignete Steuerung (nicht gezeigt) reguliert, kann ein Teil der an dem elektrischen Generator 230 empfangenen Leistung, sobald sie in eine elektrische Form umgewandelt wurde, zur Speicherung in der Batterie 234 an eine ESD 228 geleitet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Leistung von dem elektrischen Generator 230 kontinuierlich an die Batterie 234 geleitet werden, solange der Motor 24d läuft und die Batterie 234 nicht vollständig geladen ist. In bestimmten Implementierungen kann Leistung von dem elektrischen Generator 230 selektiver an die Batterie 234 geleitet werden. Beispielsweise kann bei bestimmten Steuerungsstrategien Leistung von dem elektrischen Generator 230 nur zu der Batterie 234 geleitet werden, wenn detektiert wurde (z.B. durch verschiedene Motor- oder andere Sensoren (nicht gezeigt)), dass der Motor 24d in Bezug auf den derzeitigen Leistungsbedarf des Fahrzeugbetriebs überschüssige Leistung erzeugt.As regulated by a suitable controller (not shown), part of the electrical generator may be 230 received power, once converted to an electrical form, for storage in the battery 234 to an ESD 228 be directed. In certain embodiments, power may be from the electrical generator 230 continuously to the battery 234 be routed as long as the engine 24d runs and the battery 234 not fully loaded. In certain implementations, power may be from the electrical generator 230 more selective to the battery 234 be directed. For example, in certain control strategies, power may be provided by the electrical generator 230 only to the battery 234 when detected (eg, by various engine or other sensors (not shown)) that the engine was being detected 24d generates excess power in relation to the current power requirements of vehicle operation.
Je nach Bedarf kann Energie von der Batterie 234 freigesetzt werden, um einen Betrieb des Elektromotors 232 anzutreiben. Wie oben mit Bezug auf den Elektromotor 42 aus 3 beschrieben, kann Leistung von dem Elektromotor 232 dann durch den Doppel-Planetengetriebesatz 50d geleitet werden, um Leistung von dem Motor 24d zu ergänzen (oder zu ersetzen). Dies kann beispielsweise nützlich sein, um sicherzustellen, dass den verschiedenen Systemen und Vorrichtungen des Fahrzeugs 20 eine angemessene Leistung bereitgestellt wird, sogar während der Motor 24d in einer idealen und relativ konstanten Betriebsgeschwindigkeit gehalten wird.Depending on your needs, energy may be from the battery 234 be released to operate the electric motor 232 drive. As above with respect to the electric motor 42 out 3 can be described power from the electric motor 232 then through the dual planetary gear set 50d be routed to power from the engine 24d to supplement (or replace). This can be useful, for example, to ensure that the various systems and devices of the vehicle 20 adequate power is provided even while the engine is running 24d is maintained at an ideal and relatively constant operating speed.
In bestimmten Implementierungen kann Leistung von der Batterie 234 über den Elektromotor 232 für glatte Schaltvorgänge verwendet werden. Beispielsweise kann eine entsprechende Steuerung während (oder vor oder nach) einer Schaltung von dem A-Bereich-Gang 240 in den B-Bereich-Gang 242 identifizieren, dass bei dem Getriebe 84d zusätzliche Leistung erfordert werden kann, um ein glattes Schalten sicherzustellen, und in bestimmten Ausführungsformen, um den Bedarf, die Motordrehzahl oder -leistung zu erhöhen, zu vermeiden. Demgemäß kann für das A-nach-B-Schaltereignis (und andere Schaltereignisse) Energie von der Batterie 234 zu dem Elektromotor 232 freigesetzt werden, sodass der Elektromotor 232 zusätzliche Leistung an das Getriebe 84d liefern kann (d.h. über den Doppel-Planetengetriebesatz 50d).In certain implementations, power may be from the battery 234 over the electric motor 232 be used for smooth switching operations. For example, appropriate control may be performed during (or before or after) a shift from the A range gear 240 in the B-range gear 242 identify that in the transmission 84d additional power may be required to ensure smooth shifting and in certain embodiments to avoid the need to increase engine speed or performance. Accordingly, for the A to B shift event (and other shift events), energy may be from the battery 234 to the electric motor 232 be released, so the electric motor 232 extra power to the transmission 84d can deliver (ie via the dual planetary gear set 50d ).
Ein glattes Schalten wie in dem oben beschriebenen Beispiel kann basierend auf einer Vielzahl an Faktoren implementiert werden. In bestimmten Implementierungen kann beispielsweise ein Signal von der TCU 36 (oder einer anderen Vorrichtung) anzeigen, dass bald eine Schaltung zwischen Gängen des Getriebes 84d auftreten wird (oder derzeit auftritt oder vor kurzem aufgetreten ist). Wenn identifiziert (oder erwartet) wird, dass solch ein Schaltereignis in einem Übergangsleistungsereignis resultiert, kann demgemäß Leistung von der ESD 228 umgeleitet werden. In bestimmten Implementierungen können Motorsensoren, Wellendrehzahlsensoren oder andere Sensoren (nicht gezeigt) Indikationen eines Leistungsmangels an dem Getriebe 84d detektieren (z.B. aufgrund eines Rutschens der Kupplung innerhalb des Getriebes 84d während eines Schaltvorgangs). Ein Leiten von Leistung von der ESD 228 zu dem Getriebe 84d kann dann demgemäß implementiert werden.A smooth switching as in the example described above may be based on a Variety of factors are implemented. For example, in certain implementations, a signal may be from the TCU 36 (or other device) indicate that soon a circuit between gears of the transmission 84d will occur (or is currently occurring or has occurred recently). Accordingly, when it is identified (or expected) that such a switching event results in a transient power event, power may be dissipated from the ESD 228 be redirected. In certain implementations, engine sensors, shaft speed sensors or other sensors (not shown) may be indicative of a lack of power on the transmission 84d Detect (eg due to a slipping of the clutch within the transmission 84d during a shift). Conducting performance from the ESD 228 to the transmission 84d can then be implemented accordingly.
In bestimmten Implementierungen kann Leistung von der Batterie 234 für andere Vorgänge verwendet werden. Beispielsweise kann, wenn ein Betrieb des Motors 24d nicht möglich oder praktikabel ist (z.B. während eines Betriebs des Fahrzeugs 20 innerhalb eines geschlossenen Raums), Energie von der Batterie 234 verwendet werden, um einen nur-elektrischen Betrieb des Fahrzeugs 20 zu implementieren. In bestimmten Implementierungen kann ein nur-elektrischer Betrieb automatisch implementiert werden (z.B. basierend auf dem Empfangen eines Antriebs oder eines anderen Befehls, wenn das Fahrzeug gestartet ist, aber der Motor 24d ausgeschaltet ist). In bestimmten Implementierungen kann ein nur-elektrischer Betrieb basierend auf anderen Faktoren implementiert werden (z.B. basierend auf einem Betreiber, der einen bestimmten Schalter, Knopf oder Hebel betätigt).In certain implementations, power may be from the battery 234 be used for other operations. For example, if an operation of the engine 24d not possible or practicable (eg during operation of the vehicle 20 within a closed space), energy from the battery 234 used to provide only-electric operation of the vehicle 20 to implement. In certain implementations, all-electric operation may be implemented automatically (eg, based on receiving a drive or other command when the vehicle is started, but the engine 24d is turned off). In certain implementations, all-electric operation may be implemented based on other factors (eg, based on an operator operating a particular switch, knob, or lever).
Als ein anderes Beispiel, bei dem die Verwendung eines bestimmten Werkzeugs des Fahrzeugs einen erhöhten Leistungsbedarf von dem Fahrzeug 20 bedingt, kann Energie von der Batterie 234 verwendet werden, um sicherzustellen, dass an dem Werkzeug ohne signifikant nachteilige Auswirkungen auf andere Fahrzeugsysteme (z.B. die Fahrzeugantriebsräder) oder einen signifikanten Anstieg der Motordrehzahl eine angemessene Leistung verfügbar ist. Wenn beispielsweise ein mechanisches Werkzeug (z.B. eine Ballenvorrichtung, Saatvorrichtung, Bodenverbesserungsvorrichtung, Schneidklinge, usw.) durch die PTO-Welle S14 angetrieben wird, oder ein hydraulisches Werkzeug (z.B. eine Ladeschaufel, eine Kipplasterauflage, ein Baggerarm, eine Bodenverbesserungsvorrichtung, usw.) unter Verwendung von Leistung von der vorderen PTO-Welle S15 oder einer anderen Welle angetrieben wird (d.h. wie durch eine geeignete hydraulische Pumpe umgewandelt (nicht gezeigt)), kann der Antriebsstrang des Fahrzeugs 20 erhöhten Leistungsanforderungen ausgesetzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann demgemäß während des Betriebs eines solchen Werkzeugs Energie von der Batterie 234 verwendet werden, wie durch den Elektromotor 232 in mechanische Energie umgewandelt, um Leistung von dem Motor 24d in Bezug auf das entsprechende Werkzeug (oder Fahrzeugsystem) zu ergänzen (oder zu ersetzen).As another example, where the use of a particular tool of the vehicle requires increased power from the vehicle 20 conditionally, energy can from the battery 234 can be used to ensure that adequate performance is available on the tool without significantly adversely affecting other vehicle systems (eg, the vehicle drive wheels) or significantly increasing engine speed. For example, when a mechanical tool (eg, a bale device, reamer, soil conditioner, cutting blade, etc.) is driven by the PTO shaft S14, or a hydraulic tool (eg, a loader bucket, a dump truck rest, an excavator arm, a ground improvement device, etc.)) Use of power is driven by the front PTO shaft S15 or another shaft (ie as converted by a suitable hydraulic pump (not shown)), the driveline of the vehicle 20 be subjected to increased performance requirements. Accordingly, in certain embodiments, energy may be dissipated from the battery during operation of such a tool 234 be used as by the electric motor 232 converted into mechanical energy to power from the engine 24d in relation to the corresponding tool (or vehicle system) to be completed (or replaced).
In bestimmten Implementierungen kann Leistung von der Batterie 234 automatisch verwendet werden, sobald ein beliebiges Werkzeug des Fahrzeugs (oder ein beliebiges Werkzeug des Fahrzeugs einer bestimmten Konfiguration) betrieben wird. In bestimmten Ausführungsformen kann Leistung von der Batterie 234 selektiver verwendet werden. Beispielsweise können Motorsensoren, Wellendrehzahlsensoren oder andere Sensoren (nicht gezeigt) Indikationen eines Leistungsmangels aufgrund des Werkzeugbetriebs detektieren und demgemäß kann Leistung von der Batterie 234 gezogen werden.In certain implementations, power may be from the battery 234 be automatically used as soon as any tool of the vehicle (or any tool of the vehicle of a particular configuration) is operated. In certain embodiments, power may be from the battery 234 be used more selectively. For example, engine sensors, shaft speed sensors, or other sensors (not shown) may detect indications of a power shortage due to the tooling operation and, accordingly, may derive power from the battery 234 to be pulled.
Auch bezugnehmend auf 10 ist ein anderes beispielhaftes MIVT 26e ähnlich wie das MIVT 26c aus 7 konfiguriert. Ein Verbrennungsmotor 24e liefert über eine Welle S17 mechanische Leistung an einen Doppel-Planetengetriebesatz 178e sowie an einen elektrischen Generator 172e (oder eine andere IVP-Maschine), der in einer IVP 28e beinhaltet ist. Der elektrische Generator 172e wandelt die mechanische Leistung von dem Motor 24e in elektrische Leistung um, die über ein Leistungskabel 176e an einen Elektromotor 174e geleitet wird. Der Elektromotor 174e wandelt dann die elektrische Leistung in mechanische Leistung um, die auch an den Doppel-Planetengetriebesatz 178e geleitet wird. Auf diese Art kann das MIVT 26e über den Doppel-Planetengetriebesatz 178e verwendet werden, um Leistung von dem Motor 24e und der IVP 28e zu kombinieren, um eine stufenlos verstellbare Leistung mit einem begrenzten Übersetzungsbereich an ein Getriebe 202e bereitzustellen.Also referring to 10 is another exemplary MIVT 26e similar to the MIVT 26c out 7 configured. An internal combustion engine 24e provides mechanical power to a dual planetary gear set via shaft S17 178e as well as an electric generator 172e (or another IVP machine) working in an IVP 28e is included. The electric generator 172e converts the mechanical power from the engine 24e into electrical power around, via a power cable 176e to an electric motor 174e is directed. The electric motor 174e then converts the electrical power into mechanical power, which also to the dual planetary gear set 178e is directed. In this way, the MIVT 26e via the double planetary gear set 178e used to power the engine 24e and the IVP 28e to combine a continuously variable power with a limited gear range to a gearbox 202e provide.
In der dargestellten Ausführungsform steht der elektrische Generator 172e in elektrischer Kommunikation mit einer Batterie 260 (oder einer anderen Speichervorrichtung für elektrische Energie), sowie mit dem elektrischen Motor 174e. Zusammen können der elektrische Generator 172e und der elektrische Motor 174e als eine IVP 28e betrachtet werden, die mit einem ESD-System 262 in Kommunikation steht, das die Batterie 260 (oder, wie angemessen, Batterien 260), sowie verschiedene andere Komponenten (nicht gezeigt), einschließlich verschiedener Leistungselektronik, Steuerungen, usw., umfasst. Auf diese Art kann mechanische Energie von dem Motor 24e als elektrische Energie in der Batterie 260 gespeichert werden und, wie angemessen, über den Elektromotor 174e freigesetzt werden, um Leistung an den Doppel-Planetengetriebesatz 178e zu liefern. Wie mit Bezug auf die Konfiguration aus 9 ausführlich beschrieben, kann Energie von der Batterie 260 verwendet werden, um ein Glätten der Schaltung bereitzustellen, um das Fahrzeug 20 in einem nur-elektrischen Modus zu betreiben, um einen Betrieb eines Werkzeug des Fahrzeugs 20 anzutreiben (oder um während des Betriebs eines solchen Werkzeugs andere Fahrzeugsysteme anzutreiben), usw.In the illustrated embodiment is the electric generator 172e in electrical communication with a battery 260 (or other storage device for electrical energy), as well as with the electric motor 174e , Together, the electric generator 172e and the electric motor 174e as an IVP 28e be considered with an ESD system 262 in communication is the battery 260 (or, as appropriate, batteries 260 ), as well as various other components (not shown), including various power electronics, controls, etc. In this way can mechanical energy from the engine 24e as electrical energy in the battery 260 stored and, as appropriate, via the electric motor 174e be released to power at the dual planetary gear set 178e to deliver. As with regards to the configuration 9 described in detail, can take energy from the battery 260 used to provide a smoothing circuit to the vehicle 20 operate in a single-electric mode to operate a tool of the vehicle 20 to drive (or to drive other vehicle systems during operation of such a tool), etc.
Es ist klar, dass die verschiedenen Speicherungsvorrichtungen eines ESD-Systems (z.B. die Batterien 234 und 260) Energie von anderen als den relevanten Motoren (z.B. den Motoren 24d und 24e) empfangen und speichern können. Beispielsweise können in bestimmten Implementierungen regenerative Systeme (z.B. Systeme zum Erfassen von Energie aus Bremsvorgängen) konfiguriert sein, um Leistung zur späteren Verwendung (z.B. zum Glätten eines Schaltens, einem nur-elektrischen Betrieb, usw.) an ein ESD-System zu leiten, oder sie können einen Teil eines ESD-Systems bilden. Ebenso ist klar, dass ein ESD-System mit anderen Antriebssträngen und Getrieben (einschließlich MIVTs) als den spezifisch dargestellten verwendet werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann ein ESD-System (nicht gezeigt) beispielsweise mit Bezug auf den in 5 dargestellten Antriebsstrang über einen hydraulischen Akkumulator 264 (siehe 5, hydraulische Verbindungen nicht gezeigt) oder mit Bezug auf verschiedene andere Antriebsstrangkonfigurationen (nicht gezeigt) implementiert werden.It is clear that the various storage devices of an ESD system (eg the batteries 234 and 260 ) Energy from other than the relevant engines (eg the engines 24d and 24e ) can receive and save. For example, in certain implementations, regenerative systems (eg, systems for sensing energy from braking events) may be configured to route power to an ESD system for later use (eg, to smooth switching, electrical-only operation, etc.), or they can form part of an ESD system. It is also understood that an ESD system with other powertrains and transmissions (including MIVTs) can be used as specifically illustrated. In certain embodiments, an ESD system (not shown) may be used, for example, with reference to FIG 5 illustrated drive train via a hydraulic accumulator 264 (please refer 5 , hydraulic connections not shown) or with respect to various other powertrain configurations (not shown).
Verschiedene der oben beschriebenen Vorgänge (und andere) können als Teil eines Übergangsleistungsereignis-Managementverfahrens („TPEM“-Verfahren) implementiert werden. Auch bezugnehmend auf 11 kann beispielsweise ein TPEM-Verfahren 300 für das Fahrzeug 20 durch verschiedene Steuerungen (z.B. die TCU 36) oder andere Vorrichtungen implementiert werden.Various of the above-described operations (and others) may be implemented as part of a transient power event management ("TPEM") process. Also referring to 11 For example, a TPEM method 300 for the vehicle 20 through various controls (eg the TCU 36 ) or other devices.
Das TPEM-Verfahren 300 kann das Identifizieren 302 eines Übergangsleistungsereignisses umfassen. Beispielsweise kann eine Steuerung durch einen Motordrehzahlsensor, verschiedene Wellendrehzahlsensoren, andere Sensoren oder Vorrichtungen identifizieren, dass ein derzeitiger (oder anstehender) Betriebszustand des betreffenden Fahrzeugs zu einem Leistungsmangel geführt hat (oder wahrscheinlich dazu führen wird). Beispielsweise kann ein Schaltvorgang 304 (z.B. ein kürzlicher, derzeitiger oder anstehender Schaltvorgang 304) identifiziert werden, während dessen ein Getriebe mehr Leistung von einem Motor erfordern kann (z.B. aufgrund eines Rutschens der Kupplung) als von dem Motor verfügbar sein kann (zumindest in dem derzeitigen Betriebszustand). Beispielsweise kann aufgrund eines Rutschens der Kupplung während eines Schaltvorgangs an dem Eingang zu einem Getriebe mehr Leistung von dem Motor benötigt werden, als von dem Motor bei der derzeitigen Motordrehzahl verfügbar ist. Ähnlich dazu kann ein Betrieb 306 eines Werkzeugs (z.B. ein laufender oder anstehender Betrieb 306 des Werkzeugs) identifiziert werden, während dessen die Leistungsanforderungen des Werkzeugs (z.B. in Kombination mit anderen Leistungsanforderungen für andere Fahrzeugsysteme) die verfügbare Leistung von dem Motor übersteigen können. In bestimmten Implementierungen kann das Identifizieren 302 eines Übergangsleistungsereignisses das Identifizieren 302 des Betriebs des Fahrzeugs (oder eines Subsystems davon) umfassen, während der Motor in einem ausgeschalteten (oder anders nicht angetriebenen) Zustand 308 ist. Beispielsweise kann ein Antriebsbetrieb oder der Betrieb eines Werkzeugs des Fahrzeugs (z.B. ein derzeitiger oder anstehender Antrieb oder Werkzeugbetrieb) identifiziert werden, während der Motor in einem ausgeschalteten Zustand 308 ist.The TPEM method 300 can identify 302 a transitional power event. For example, control by an engine speed sensor, various shaft speed sensors, other sensors, or devices may identify that a current (or pending) operating condition of the subject vehicle has led to (or is likely to result in) a lack of power. For example, a switching operation 304 (eg a recent, current or upcoming shift 304 ), during which a transmission may require more power from an engine (eg due to clutch slippage) than may be available from the engine (at least in the current operating condition). For example, due to slippage of the clutch during a shift at the input to a transmission, more power from the engine may be needed than is available from the engine at the current engine speed. Similarly, an operation 306 a tool (eg a running or pending operation 306 of the tool) during which the power requirements of the tool (eg, in combination with other power requirements for other vehicle systems) may exceed the available power from the engine. In certain implementations, the identification may be 302 a transient performance event identifying 302 operation of the vehicle (or a subsystem thereof) while the engine is in an off (or otherwise non-powered) condition 308 is. For example, a drive operation or operation of a tool of the vehicle (eg, a current or pending drive or tool operation) may be identified while the engine is in an off state 308 is.
Das TPEM-Verfahren 300 kann ferner das Veranlassen 320 einer Energiespeicherungsvorrichtung (z.B. wie es einen Teil eines größeren ESD-Systems bilden kann), gespeicherte Energie an eine Komponente eines IVP (z.B. eine IVP-Maschine) zu liefern. Das TPEM-Verfahren 300 kann beispielsweise verwendet werden, um zu veranlassen, dass Energie von einer Batterie an einen Elektromotor geliefert wird, um zu veranlassen, dass Energie von einem hydraulischen Akkumulator an einen hydraulischen Motor geliefert wird, usw. (In bestimmten Implementierungen ist es klar, dass diesem vorangeht, dass das TPEM-Verfahren 300 veranlasst, dass Energie in der IVP gespeichert wird. In bestimmten Implementierungen kann Energie auf andere Arten in der IVP gespeichert werden.)The TPEM method 300 may also cause the 320 an energy storage device (eg, as it may form part of a larger ESD system) to provide stored energy to a component of an IVP (eg, an IVP machine). The TPEM method 300 For example, it may be used to cause energy to be supplied from a battery to an electric motor to cause power to be supplied from a hydraulic accumulator to a hydraulic motor, etc. (In certain implementations, it will be understood that this precedes that the TPEM method 300 causes energy to be stored in the IVP. In certain implementations, energy can be stored in other ways in the IVP.)
Das TPEM-Verfahren 300 kann dann das Bereitstellen 330 von Leistung von der Komponente des IVP (z.B. von einer IVP-Maschine) an ein Getriebe umfassen. Das TPEM-Verfahren 300 kann beispielsweise das Bereitstellen von Leistung von einem elektrischen oder hydraulischen Motor an ein MIVT verschiedener Konfigurationen, an ein Getriebe mit festgelegten Übersetzungsverhältnissen, oder an andere Getriebe, die in dem betreffenden Antriebsstrang beinhaltet sind, umfassen.The TPEM method 300 can then provide 330 power from the component of the IVP (eg from an IVP machine) to a transmission. The TPEM method 300 For example, it may include providing power from an electric or hydraulic engine to a MIVT of various configurations, to a transmission having specified gear ratios, or to other transmissions included in the powertrain of interest.
In bestimmten Implementierungen kann das TPEM-Verfahren 300 ferner das Bereitstellen 340 von Leistung von dem Motor an das Getriebe umfassen. Wenn der Motor beispielsweise nicht in einem abgeschalteten Zustand 308 ist, kann ein MIVT (oder eine andere Vorrichtung) verwendet werden, um die von dem Motor bzw. der IVP empfangene Leistung zu summieren, sodass Leistung von sowohl dem Motor als auch der IVP an das betreffende Getriebe geliefert werden kann.In certain implementations, the TPEM method may 300 further providing 340 of power from the engine to the transmission. For example, if the engine is not in a shutdown state 308 For example, an MIVT (or other device) may be used to sum the power received by the engine or IVP so that power from both the engine and the IVP can be delivered to the particular transmission.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zwecke des Beschreibens spezifischer Ausführungsformen und soll nicht als die Offenbarung einschränkend aufgefasst werden. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, solange aus dem Kontext nicht klar Gegenteiliges hervorgeht. Es ist ferner klar, dass eine beliebige Verwendung der Begriffe „umfasst“ und „umfassend“ in dieser Patentschrift die Gegenwart von den besagten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten spezifiziert, jedoch die Gegenwart oder Hinzufügung von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.The terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments only and is not to be construed as limiting the disclosure. As used herein, the singular forms "a / a" and "the" should also encompass the plural forms unless the context clearly dictates otherwise. It is further understood that any use of the terms "comprises" and "comprising" in this specification specifies the presence of said features, integers, steps, acts, elements and / or components, but the presence or addition of one / one or more other features, integers, steps, acts, elements, components and / or groups thereof.
