DE102016218159A1

DE102016218159A1 - Drive arrangement with a power-split transmission device

Info

Publication number: DE102016218159A1
Application number: DE102016218159.9A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Reick; Raphael Himmelsbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einer leistungsverzweigten Getriebevorrichtung (1) für ein Fahrzeug, ferner umfassend ein Hauptantriebselement (2), das mit einer ersten Zusatzantriebseinheit (3a) wirkverbunden ist, wobei die erste Zusatzantriebseinheit (3a) einen elektrischen Variator, umfassend einen ersten und zweiten Energiewandler (4a, 4b), sowie ein Planetengetriebe (5) aufweist, wobei der erste Energiewandler (4a) mittels einer ersten Welle (W1) mit dem Planetengetriebe (5) wirkverbunden ist, wobei der zweite Energiewandler (4b) mittels einer zweiten Welle (W2) mit einer ersten Abtriebswelle (AB1) des Fahrzeugs wirkverbunden ist, und wobei der erste und zweite Energiewandler (4a, 4b) mittels einer elektrischen Leitung (6) miteinander und zumindest mit einem dritten und/oder vierten Energiewandler (4c, 4d) wirkverbunden sind, wobei zumindest der dritte und/oder vierte Energiewandler (4c, 4d) dazu vorgesehen ist, dauerhaft mit einer von der ersten Zusatzantriebseinheit (3a) abgezweigten elektrischen Leistung versorgt zu werden, um eine Drehmomentbelastung an dem zweiten Energiewandler (4b) herabzusetzen und das Fahrzeug mit einer maximalen Zugleistung zu betreiben.The invention relates to a drive arrangement with a power-split transmission device (1) for a vehicle, further comprising a main drive element (2), which is operatively connected to a first auxiliary drive unit (3a), wherein the first auxiliary drive unit (3a) comprises an electric variator comprising a first and second energy converter (4a, 4b), and a planetary gear (5), wherein the first energy converter (4a) by means of a first shaft (W1) with the planetary gear (5) is operatively connected, wherein the second energy converter (4b) by means of a second shaft (W2) is operatively connected to a first output shaft (AB1) of the vehicle, and wherein the first and second energy converter (4a, 4b) by means of an electrical line (6) with each other and at least with a third and / or fourth energy converter (4c, 4d) are operatively connected, wherein at least the third and / or fourth energy converter (4c, 4d) is provided to permanently with one of the first Zusatzantriebse unit (3a), to reduce a torque load on the second power converter (4b) and to operate the vehicle at a maximum train power.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einer leistungsverzweigten Getriebevorrichtung. Die Verwendung der Antriebsanordnung erstreckt sich vornehmlich auf Arbeitsmaschinen oder landwirtschaftliche Fahrzeuge. The invention relates to a drive arrangement with a power-split transmission device. The use of the drive assembly extends primarily to work machines or agricultural vehicles.

Arbeitsmaschinen und landwirtschaftliche Fahrzeuge sind in zunehmendem Umfang mit stufenlos leistungsverzweigten Getrieben ausgebildet. Durch den Einsatz stufenlos leistungsverzweigter Getriebe in Kombination mit einer entsprechenden Fahrstrategie sind die Leistungsfähigkeit, der Komfort sowie der Kraftstoffverbrauch dieser Fahrzeuge optimierbar. Darüber hinaus ermöglicht das automatische stufenlose Verstellen der Getriebeübersetzung, dass sich ein Fahrer bzw. eine Bedienperson einer Arbeitsmaschine in höherem Umfang auf den mit der Arbeitsmaschine durchzuführenden Arbeitsprozess konzentrieren kann und Arbeitsprozesse effizient und jeweils mit hoher Produktivität bei gleichzeitig guter Prozessqualität ausführbar sind. Work machines and agricultural vehicles are increasingly designed with infinitely power-split transmissions. The use of steplessly power-split transmissions in combination with a corresponding driving strategy makes it possible to optimize the performance, comfort and fuel consumption of these vehicles. In addition, the automatic stepless adjustment of the gear ratio allows a driver or operator of a work machine to focus more on the work process to be performed on the work machine and work processes can be carried out efficiently and with high productivity while maintaining good process quality.

Aus der DE 10 2015 208 160 A1 geht ein Verfahren zur Ansteuerung einer leistungsverzweigten Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug hervor. Die Getriebevorrichtung umfasst einen elektrischen Variator und ein Getriebe mit verstellbarer Übersetzung, um einen Antriebsmotor mit einem Fahrantrieb des Fahrzeugs zu verbinden. Der elektrische Variator umfasst ein Summierungsgetriebe, zumindest eine erste und zumindest eine zweite elektrische Maschine und eine Steuerung der elektrischen Maschinen zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung des Summierungsgetriebes. Beim Erkennen einer externen Leistungsanforderung eines elektrischen Verbrauchers wird ein Übersetzungsbereich des Getriebe mit verstellbarer Übersetzung derart eingestellt, dass die erste elektrische Maschine generatorisch und die zweite elektrische Maschine derart betrieben wird, dass eine bezogen auf die externe Leistungsanforderung bestehende Leistungsunterdeckung oder Leistungsüberdeckung kompensiert wird. Unter einer Leistungsunterdeckung bzw. Leistungsüberdeckung wird in diesem Kontext eine Differenz zwischen der von den beiden elektrischen Maschinen oder nur einer der elektrischen Maschinen erzeugten elektrischen Leistung und der Höhe der externen Leistungsanforderung verstanden. Eine Unterdeckung liegt vor, wenn die externe Leistungsanforderung die erzeugte elektrische Leistung übersteigt. Demgegenüber liegt eine Überdeckung vor, wenn die erzeugte elektrische Leistung die externe Leistungsanforderung übersteigt. From the DE 10 2015 208 160 A1 shows a method for driving a power-split transmission device for a vehicle. The transmission device includes an electric variator and an adjustable ratio transmission for connecting a drive motor to a travel drive of the vehicle. The electric variator comprises a summation gear, at least a first and at least a second electric machine and a control of the electric machines for steplessly varying a ratio of the summation gear. Upon detection of an external power demand of an electrical load, a gear range of the variable ratio gearbox is adjusted such that the first electric machine is operated as a generator and the second electric machine is operated to compensate for power undercapacity or power overlap based on the external power request. Power undercapacity is understood in this context to mean a difference between the electrical power generated by the two electrical machines or only one of the electrical machines and the level of the external power demand. A shortage exists when the external power demand exceeds the generated electric power. In contrast, there is an overlap when the generated electric power exceeds the external power requirement.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung mit einer leistungsverzweigten Getriebevorrichtung weiterzuentwickeln, insbesondere kompakter auszubilden und eine Gewichtsreduktion zu erzielen. Ferner besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein leistungsoptimiertes Verfahren zum Betreiben einer Antriebsanordnung mit einer leistungsverzweigten Getriebevorrichtung zu schaffen. The object of the present invention is to further develop a drive arrangement with a power-split transmission device, in particular to form a more compact and to achieve a weight reduction. Furthermore, the object of the present invention is to provide a performance-optimized method for operating a drive arrangement with a power-split transmission device.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 9. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object is solved by the subject matter of claims 1 and 9. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung umfasst eine leistungsverzweigte Getriebevorrichtung und ein Hauptantriebselement das mit einer ersten Zusatzantriebseinheit wirkverbunden ist, wobei die erste Zusatzantriebseinheit einen elektrischen Variator, umfassend einen ersten und zweiten Energiewandler, sowie ein Planetengetriebe aufweist, wobei der erste Energiewandler mittels einer ersten Welle mit dem Planetengetriebe wirkverbunden ist, wobei der zweite Energiewandler mittels einer zweiten Welle mit einer ersten Abtriebswelle des Fahrzeugs wirkverbunden ist, und wobei der erste und zweite Energiewandler mittels einer elektrischen Leitung miteinander und zumindest mit einem dritten und/oder vierten Energiewandler wirkverbunden sind, wobei zumindest der dritte und/oder vierte Energiewandler dazu vorgesehen ist, dauerhaft mit einer von der ersten Zusatzantriebseinheit abgezweigten elektrischen Leistung versorgt zu werden, um eine Drehmomentbelastung an dem zweiten Energiewandler herabzusetzen und das Fahrzeug mit einer maximalen Zugleistung zu betreiben. The drive arrangement according to the invention comprises a power-split transmission device and a main drive element which is operatively connected to a first auxiliary drive unit, wherein the first additional drive unit comprises an electric variator, comprising a first and second energy converter, and a planetary gear, wherein the first energy converter operatively connected by means of a first shaft with the planetary gear wherein the second energy converter is operatively connected to a first output shaft of the vehicle by means of a second shaft, and wherein the first and second energy converters are operatively connected to each other and at least to a third and / or fourth energy converter by means of an electric line, wherein at least the third and / or or fourth energy converter is provided to be permanently supplied with an electrical power diverted from the first auxiliary drive unit to herabzus torque on the second energy converter and operate the vehicle with a maximum tractive effort.

Mithin wird im Betrieb der ersten Zusatzantriebseinheit dauerhaft und somit ununterbrochen elektrische Leistung von der ersten Zusatzantriebseinheit abgezweigt. Somit erfolgt eine dauerhafte Leistungsteilung innerhalb der ersten Zusatzantriebseinheit. Die abgezweigte Leistung wird dauerhaft an mindestens einen weiteren Verbraucher, nämlich an dem dritten und/oder vierten Energiewandler abgeführt. Alternativ ist es auch denkbar, dass die abgezweigte Leistung lediglich temporär an mindestens einen weiteren Verbraucher abgeführt wird. Consequently, during operation of the first auxiliary drive unit, electrical power is diverted from the first auxiliary drive unit permanently and thus uninterruptedly. Thus, a permanent power division takes place within the first auxiliary drive unit. The diverted power is permanently dissipated to at least one further consumer, namely at the third and / or fourth energy converter. Alternatively, it is also conceivable that the diverted power is dissipated only temporarily to at least one other consumer.

Durch die Leistungsteilung ändert sich prinzipbedingt nichts an den Drehzahlen der beiden Energiewandler der ersten Zusatzantriebseinheit. Jedoch verringert sich die Leistung des zweiten Energiewandlers linear mit der abgezweigten elektrischen Leistung. Insbesondere werden 10% bis 70%, bevorzugt 25% bis 50% der elektrischen Leistung dauerhaft abgezweigt. Daraus ergibt sich die Möglichkeit einer kleineren Dimensionierung des zweiten Energiewandlers, und zwar um den Betrag der abgezweigten Leistung. Der Durchmesser einer elektrischen Maschine korreliert bei konstanter Maschinenlänge maßgeblich mit der Drehmomentleistung. Bei einer geringeren Drehmomentbelastung, kann der Durchmesser der elektrischen Maschine verringert werden, wobei gleichzeitig die Masse sowie die Herstellungskosten gesenkt werden. Mithin ist der zweite Energiewandler leistungstechnisch kleiner als der erste Energiewandler ausgebildet. Alternativ ist es auch denkbar, dass 0% bis 100% der elektrischen Leistung dauerhaft oder zumindest temporär abgezweigt werden. Due to the power sharing principle, nothing changes the rotational speeds of the two energy converters of the first auxiliary drive unit. However, the power of the second energy converter decreases linearly with the branched electrical power. In particular, 10% to 70%, preferably 25% to 50% of the electrical power is diverted permanently. This results in the possibility of a smaller dimensioning of the second energy converter, namely by the amount of the branched power. The diameter of an electrical machine correlates with a constant machine length significantly with the torque output. At a lower torque load, the Diameter of the electric machine can be reduced, at the same time the mass and the production costs are reduced. Consequently, the second energy converter is smaller in terms of performance than the first energy converter. Alternatively, it is also conceivable that 0% to 100% of the electrical power are diverted permanently or at least temporarily.

Unter leistungsverzweigt ist zu verstehen, dass eine Eingangsleistung in mehrere Leistungszweige aufgeteilt wird. Bei dem Hauptantriebselement handelt es sich in bevorzugter Weise um eine Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise einen mit Gas, Benzin oder Dieselkraftstoff betriebenen Motor. Alternativ kann das Hauptantriebselement jedoch auch in Form einer elektrischen Maschine oder als eine Kombination aus einer Verbrennungskraftmaschine beliebiger Bauart und einer elektrischen Maschine ausgebildet sein. Power split is to be understood as meaning that an input power is divided into several power branches. The main drive element is preferably an internal combustion engine, for example an engine operated with gas, gasoline or diesel fuel. Alternatively, however, the main drive element can also be designed in the form of an electric machine or as a combination of an internal combustion engine of any type and an electric machine.

Das Planetengetriebe beziehungsweise Umlaufrädergetriebe dient als Leistungsverzweigungsgetriebe. Ein solches Planetengetriebe weist wenigstens drei Wellen auf. In einem Zwei-Wellen-Betrieb ist eine der Wellen festgesetzt, wodurch sich zwangsläufig die Drehung der nicht angetriebenen Welle ergibt. In einem Drei-Wellen-Betrieb arbeitet das Planetengetriebe als Summiergetriebe oder als Verteilergetriebe. Bei dem Summiergetriebe sind zwei Wellen treibend ausgeführt und eine Welle ist getrieben. Im Gegensatz dazu ist bei einem Verteilergetriebe eine Welle treibend ausgeführt und zwei Wellen sind getrieben. Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Getriebeelement zur Übertragung von Drehmomenten und Drehzahlen zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden. Insbesondere ist eine Welle eines Planetengetriebes als Sonne, Hohlrad oder Steg ausgebildet. The planetary gear or planetary gear serves as a power split transmission. Such a planetary gear has at least three shafts. In a two-shaft operation, one of the shafts is fixed, which inevitably results in the rotation of the undriven shaft. In a three-shaft operation, the planetary gear works as a summing gear or as a transfer case. In the summation gear, two shafts are driving and a shaft is driven. In contrast, in a transfer case, a shaft is driven and two shafts are driven. A shaft is not to be understood below as meaning, for example, a cylindrical, rotatably mounted transmission element for transmitting torques and speeds, but rather are also to be understood as meaning general connection elements which connect individual components or elements to one another. In particular, a shaft of a planetary gear is designed as a sun, ring gear or bridge.

Die beiden Energiewandler der ersten Zusatzantriebseinheit bilden den elektrischen Variator aus. Mithin sind die beiden Energiewandler als elektrische Maschinen ausgebildet. Die erste Zusatzantriebseinheit ist als CVT (continuously variable transmission) ausgebildet. Insbesondere ist einer der beiden Energiewandler zum Betrieb als Motor und der andere Energiewandler zum Betrieb als Generator vorgesehen. Die erste Zusatzantriebseinheit ist als Output-Coupled-CVT-Struktur für die erste Abtriebswelle zu verstehen, wobei die erste Zusatzantriebseinheit ausgangsseitig ein festes Drehzahlverhältnis aufweist, und wobei der zweite Energiewandler drehfest mit der ersten Abtriebswelle verbunden ist und somit die auf die erste Abtriebswelle übertragbare Antriebsleistung regelt. Insbesondere ist die erste Abtriebswelle mit einer ersten Antriebsachse des Fahrzeugs wirkverbunden. The two energy converters of the first auxiliary drive unit form the electric variator. Thus, the two energy converters are designed as electrical machines. The first auxiliary drive unit is designed as CVT (continuously variable transmission). In particular, one of the two energy converters is provided for operation as a motor and the other energy converter for operation as a generator. The first auxiliary drive unit is to be understood as an output-coupled CVT structure for the first output shaft, wherein the first auxiliary drive unit has a fixed speed ratio on the output side, and wherein the second energy converter is non-rotatably connected to the first output shaft and thus the drive power transferable to the first output shaft regulates. In particular, the first output shaft is operatively connected to a first drive axle of the vehicle.

Unter wirkverbunden ist zu verstehen, dass zwei Elemente direkt miteinander verbunden sein können, oder sich zwischen zwei Elementen noch weitere Elemente befinden, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen. Eine Verbindung zwischen zwei Getriebeelemente ist im Wesentlichen dazu vorgesehen, ein Drehmoment und eine Drehbewegung von einem Getriebeelement auf das andere Getriebeelement zu übertragen. Zwei Wellen sind vorzugsweise über ein Stirnradpaar miteinander verbunden, wobei dazu jeweils zwei Stirnräder im Zahneingriff stehen. Ferner besteht eine Verbindung zwischen zumindest zwei Zusatzantriebseinheiten mit mindestens einem jeweiligen Energiewandler auch über eine elektrische Leitung, die die mindestens zwei Energiewandler miteinander koppelt. Actively connected is to be understood that two elements can be directly connected to each other, or there are other elements between two elements, for example, one or more spur gears. A connection between two gear elements is substantially intended to transmit a torque and a rotational movement from one gear element to the other gear element. Two shafts are preferably connected to one another via a pair of spur gears, with two spur gears in meshing engagement in each case. Furthermore, there is a connection between at least two additional drive units with at least one respective energy converter also via an electrical line which couples the at least two energy converters with each other.

Bevorzugt ist der dritte Energiewandler mit einer zweiten Abtriebswelle des Fahrzeugs wirkverbunden, wobei die zweite Abtriebswelle dazu vorgesehen ist, das Fahrzeug anzutreiben. Insbesondere ist die zweite Abtriebswelle mit einer Vorderachse des Fahrzeugs antriebstechnisch verbunden. Demgegenüber ist die erste Abtriebswelle mit einer Hinterachse des Fahrzeugs antriebstechnisch verbunden. Somit ist am Fahrzeug ein Allradantrieb realisiert. Preferably, the third energy converter is operatively connected to a second output shaft of the vehicle, wherein the second output shaft is provided to drive the vehicle. In particular, the second output shaft is drivingly connected to a front axle of the vehicle. In contrast, the first output shaft is drivingly connected to a rear axle of the vehicle. Thus, an all-wheel drive is realized on the vehicle.

Vorzugsweise ist der dritte Energiewandler in einer zweiten Zusatzantriebseinheit angeordnet, wobei die zweite Zusatzantriebseinheit eine Kupplung aufweist, die zumindest mittelbar die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle mechanisch miteinander verbindet. Unter einer mittelbaren Verbindung ist zu verstehen, dass zwei Elemente, insbesondere die erste und zweite Abtriebswelle nicht direkt, also unmittelbar, sondern über weitere Getriebeelemente, insbesondere Wellen, Zahnräder und/oder Schaltelemente, miteinander verbunden sind. Die zweite Zusatzantriebseinheit ist dazu vorgesehen, das Fahrzeug sowohl mechanisch als auch elektrisch anzutreiben. Über die elektrische Leitung ist der Energiewandler der zweiten Zusatzantriebseinheit mit den Energiewandlern der ersten Zusatzantriebseinheit wirkverbunden und über die Kupplung kann die zweite Zusatzantriebseinheit zumindest mittelbar mit der ersten Zusatzantriebseinheit verbunden werden. Die Kupplung ist eine Vorrichtung, die zumindest einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei die Kupplung im geöffneten Zustand kein Drehmoment überträgt, und wobei die Kupplung im geschlossenen Zustand ein Drehmoment zwischen zwei mit der Kupplung zusammenwirkende Wellen übertragen kann. Die Kupplung kann sowohl als Lastschaltelement, insbesondere als Reibkupplung, als auch als formschlüssiges Schaltelement, insbesondere als Klauenkupplung ausgebildet sein. Preferably, the third energy converter is arranged in a second auxiliary drive unit, wherein the second auxiliary drive unit has a coupling which mechanically at least indirectly connects the first output shaft and the second output shaft with each other. Under an indirect connection is to be understood that two elements, in particular the first and second output shaft are not directly, so directly, but via other transmission elements, in particular shafts, gears and / or switching elements, connected to each other. The second auxiliary drive unit is intended to drive the vehicle both mechanically and electrically. The energy converter of the second auxiliary drive unit is operatively connected to the energy converters of the first auxiliary drive unit via the electrical line, and the second auxiliary drive unit can be connected at least indirectly to the first auxiliary drive unit via the clutch. The clutch is a device having at least one open and one closed state, wherein the clutch in the open state does not transmit torque, and wherein the clutch in the closed state can transmit a torque between two cooperating with the clutch shafts. The coupling can be designed both as a load switching element, in particular as a friction clutch, as well as a form-locking switching element, in particular as a dog clutch.

Des Weiteren bevorzugt ist der vierte Energiewandler mit einer dritten Abtriebswelle wirkverbunden, wobei die dritte Abtriebswelle dazu vorgesehen ist, ein mit dem Fahrzeug verbundenes Anbaugerät anzutreiben. Mithin ist das Fahrzeug dazu vorgesehen ein Anbaugerät zu führen. In diesem Fall kann die elektrische Leistung dauerhaft an das Anbaugerät abgegeben werden. Dabei ist zu unterscheiden, ob es sich um ein getriebenes Anbaugerät oder ein gezogenes Anbaugerät handelt. Vorzugsweise wird ein Anbaugerät mit Antrieb verwendet, um die Zugkraft besser auf die Gewichtskraft des Gesamtgespanns, bestehend aus Fahrzeug und Anbaugerät aufzuteilen und damit zusätzliche Vorteile eines Reifen-Boden-Kontakts zu nutzen. Dadurch kann die volle verbrennungsmotorische Leistung in Traktionsleistung umgesetzt werden. Ein Anbaugerät ohne Antrieb verteilt die elektrische Leistung intern an verschiedene Verbraucher. Furthermore, the fourth energy converter is preferably operatively connected to a third output shaft, wherein the third output shaft is intended to drive an attachment connected to the vehicle. Thus, the vehicle is intended to lead an attachment. In this case, the electrical power can be permanently delivered to the attachment. It must be distinguished whether it is a driven attachment or a towed attachment. Preferably, a powered attachment is used to better divide the traction to the weight of the overall truck / implement combination, thereby taking advantage of additional tire-to-ground contact benefits. This allows the full combustion engine performance to be translated into traction performance. An attachment without drive distributes the electrical power internally to different consumers.

Ferner bevorzugt weist die Antriebsanordnung eine mechanische PTO-Verbindung zum Anbaugerät auf. Unter einer PTO-Verbindung ist ein mechanischer Nebenabtrieb (PTO = Power Take Off) zu verstehen, über welchen das Anbaugerät mechanisch angetrieben werden kann. Insbesondere ist im Leistungspfad der mechanischen PTO-Verbindung ein Getriebe vorgesehen, um eine Abtriebsleistung anzupassen. Furthermore, the drive arrangement preferably has a mechanical PTO connection to the attachment. A PTO connection is a mechanical power take-off (PTO = Power Take Off) to understand, over which the attachment can be mechanically driven. In particular, a transmission is provided in the power path of the mechanical PTO connection in order to adapt an output power.

Vorzugsweise ist die elektrische Leitung mit einem Energiespeicher wirkverbunden. Der Energiespeicher ist vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet und dazu vorgesehen, die dauerhaft abgezweigte elektrische Energie zu speichern, beziehungsweise gespeicherte elektrische Energie den Energiewandlern oder anderen Verbrauchern zuzuführen. Ferner ist es aber auch denkbar, dass die elektrische Leitung mit einem elektrischen Netz verbunden ist, um elektrische Energie in das elektrische Netz einzuspeisen oder aus dem elektrischen Netz abzugreifen. Preferably, the electrical line is operatively connected to an energy store. The energy store is preferably designed as an accumulator and provided to store the permanently branched off electrical energy, or to supply stored electrical energy to the energy converters or other consumers. Furthermore, it is also conceivable that the electrical line is connected to an electrical network in order to feed electrical energy into the electrical network or tap off from the electrical network.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der erste Energiewandler dazu vorgesehen ist, generatorisch betrieben zu werden, wobei der zweite Energiewandler dazu vorgesehen ist, motorisch betrieben zu werden. Mit anderen Worten wird der erste Energiewandler zur Erzeugung von elektrischer Energie zumindest mittelbar vom Hauptantriebselement angetrieben. Die vom ersten Energiewandler generierte elektrische Energie wird dauerhaft auf den zweiten Energiewandler, der mit der ersten Abtriebswelle wirkverbunden ist, und einen weiteren Verbraucher, nämlich den dritten und/oder vierten Energiewandler, verteilt. Dadurch entfällt die Erzeugung von nicht nutzbarer Blindleistung, wodurch eine Effizienzsteigerung erfolgt. The invention includes the technical teaching that the first energy converter is intended to be operated as a generator, wherein the second energy converter is intended to be operated by a motor. In other words, the first energy converter for generating electrical energy is at least indirectly driven by the main drive element. The electrical energy generated by the first energy converter is permanently distributed to the second energy converter, which is operatively connected to the first output shaft, and another consumer, namely the third and / or fourth energy converter. This eliminates the generation of unutilized reactive power, resulting in an increase in efficiency.

Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ansteuerung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung wird die elektrische Leistung dauerhaft abgezweigt, um die Drehmomentbelastung an dem zweiten Energiewandler herabzusetzen, wobei die abgezweigte elektrische Leistung zumindest dem dritten und/oder vierten Energiewandler zugeführt wird, um das Fahrzeug mit einer maximalen Zugleistung zu betreiben. According to a method according to the invention for controlling the drive arrangement according to the invention, the electrical power is permanently diverted to reduce the torque load on the second energy converter, wherein the branched electrical power is supplied to at least the third and / or fourth energy converter to operate the vehicle with a maximum traction ,

Im Folgenden werden zwei exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt In the following, two exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. This shows

1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a simplified schematic representation of a drive arrangement according to the invention according to a first embodiment,

2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und 2 a simplified schematic representation of a drive arrangement according to the invention according to a second embodiment, and

3 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer ersten und einer zweiten Leistungskurve einer jeweiligen elektrischen Maschine. 3 a diagram illustrating a first and a second power curve of a respective electric machine.

Gemäß den 1 und 2 umfasst eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung für eine – hier nicht dargestellte – Arbeitsmaschine eine leistungsverzweigte Getriebevorrichtung 1 sowie ein Hauptantriebselement 2. Das Hauptantriebselement 2 ist über eine Antriebswelle AN mit einer ersten Zusatzantriebseinheit 3a wirkverbunden, wobei die erste Zusatzantriebseinheit 3a einen elektrischen Variator, umfassend einen ersten und zweiten Energiewandler 4a, 4b sowie ein Planetengetriebe 5 aufweist. Der erste Energiewandler 4a ist mittels einer ersten Welle W1 mit dem Planetengetriebe 5 wirkverbunden, wobei der zweite Energiewandler 4b mittels einer zweiten Welle W2 mit einer ersten Abtriebswelle AB1 der Arbeitsmaschine wirkverbunden ist. Die erste Abtriebswelle AB1 ist zumindest mittelbar mit einer Hinterachse der Arbeitsmaschine verbunden, um einen Teil der Antriebsleistung von dem Hauptantriebselement 2 in Traktionsleistung umzuwandeln. Ferner umfasst die leistungsverzweigte Getriebevorrichtung 1 eine zweite Zusatzantriebseinheit 3b mit einem dritten Energiewandler 4c. Der dritte Energiewandler 4c ist über eine elektrische Leitung 6 mit dem ersten und zweiten Energiewandler 4a, 4b wirkverbunden. Mit anderen Worten kann über die elektrische Leitung 6 elektrische Energie variabel zwischen den Energiewandlern 4a, 4b, 4c verteilt werden. According to the 1 and 2 includes a drive arrangement according to the invention for a - not shown here - working machine a power-split transmission device 1 and a main drive element 2 , The main drive element 2 is via a drive shaft AN with a first auxiliary drive unit 3a operatively connected, wherein the first auxiliary drive unit 3a an electric variator comprising first and second energy converters 4a . 4b as well as a planetary gear 5 having. The first energy converter 4a is by means of a first wave W1 with the planetary gear 5 operatively connected, the second energy converter 4b is operatively connected by means of a second shaft W2 with a first output shaft AB1 of the working machine. The first output shaft AB1 is connected, at least indirectly, to a rear axle of the work machine to absorb a part of the drive power from the main drive element 2 into traction power. Furthermore, the power split transmission device comprises 1 a second auxiliary drive unit 3b with a third energy converter 4c , The third energy converter 4c is via an electrical line 6 with the first and second energy converter 4a . 4b operatively connected. In other words, via the electrical line 6 electrical energy variable between the energy converters 4a . 4b . 4c be distributed.

Der erste Energiewandler 4a ist dazu vorgesehen, generatorisch betrieben zu werden, wobei der zweite und der dritte Energiewandler 4b, 4c dazu vorgesehen sind, motorisch betrieben zu werden. Mithin wird eine Antriebsleistung vom Hauptantriebselement 2 über die Antriebswelle AN in die erste Zusatzantriebseinheit 3a gespeist, wobei der erste Energiewandler 4a angetrieben wird, um elektrische Energie bzw. Leistung zu generieren, die dann dauerhaft auf den zweiten und dritten Energiewandler 4b, 4c verteilt wird. Die dauerhafte Verteilung der elektrischen Leistung auf den zweiten und dritten Energiewandler 4b, 4c senkt eine Drehmomentbelastung an dem zweiten Energiewandler 4b und ermöglicht den Antrieb der Arbeitsmaschine mit einer maximalen Zugleistung. Der zweite Energiewandler 4b ist leistungstechnisch kleiner als der erste Energiewandler 4a ausgebildet, da die Drehmomentbelastung am zweiten Energiewandler 4b dauerhaft gesenkt ist. The first energy converter 4a is intended to be operated as a generator, the second and the third energy converter 4b . 4c intended to be operated by a motor. Thus, a drive power from the main drive element 2 via the drive shaft AN in the first auxiliary drive unit 3a fed, being the first energy converter 4a is driven to electric Energy or power to generate, which then permanently on the second and third energy converter 4b . 4c is distributed. The permanent distribution of electrical power to the second and third energy converter 4b . 4c lowers a torque load on the second energy converter 4b and allows the drive of the working machine with a maximum pulling power. The second energy converter 4b is technically smaller than the first energy converter 4a formed because the torque load on the second energy converter 4b permanently lowered.

Der dritte Energiewandler 4c ist mit einer zweiten Abtriebswelle AB2 der Arbeitsmaschine wirkverbunden. Die zweite Abtriebswelle AB2 ist zumindest mittelbar mit einer Vorderachse der Arbeitsmaschine verbunden und dazu vorgesehen, die Arbeitsmaschine anzutreiben. Ferner weist die zweite Zusatzantriebseinheit 3b eine Kupplung K auf, die zumindest mittelbar die erste Abtriebswelle AB1 und die zweite Abtriebswelle AB2 mechanisch miteinander verbindet. Dazu ist die erste Abtriebswelle AB1 mit einer dritten Welle W3 wirkverbunden, wobei die zweite Abtriebswelle AB2 mit einer vierten Welle W4 wirkverbunden ist. In einem geschlossenen Zustand der Kupplung K werden die dritte und vierte Welle W3, W4 drehfest miteinander verbunden, sodass die erste und zweite Abtriebswelle AB1, AB2 miteinander gekoppelt sind. Dadurch erfolgt beispielsweise bei einer Abbremsung der Hinterachse auch eine Abbremsung der Vorderachse. Sofern die Kupplung K geöffnet ist, sind die erste und zweite Abtriebswelle AB1, AB2 zumindest mechanisch entkoppelt, wobei das Drehmoment an der ersten Abtriebswelle AB1 im Wesentlichen über den zweiten Energiewandler 4b einstellbar ist, und wobei das Drehmoment an der zweiten Abtriebswelle AB2 über den dritten Energiewandler 4c einstellbar ist. The third energy converter 4c is operatively connected to a second output shaft AB2 of the work machine. The second output shaft AB2 is at least indirectly connected to a front axle of the work machine and intended to drive the work machine. Furthermore, the second auxiliary drive unit 3b a clutch K, which connects the first output shaft AB1 and the second output shaft AB2 mechanically at least indirectly. For this purpose, the first output shaft AB1 is operatively connected to a third shaft W3, wherein the second output shaft AB2 is operatively connected to a fourth wave W4. In a closed state of the clutch K, the third and fourth shaft W3, W4 are rotatably connected to each other, so that the first and second output shaft AB1, AB2 are coupled together. As a result, for example, when the rear axle is decelerated, the front axle is also decelerated. If the clutch K is open, the first and second output shafts AB1, AB2 are at least mechanically decoupled, wherein the torque at the first output shaft AB1 substantially via the second energy converter 4b is adjustable, and wherein the torque at the second output shaft AB2 via the third energy converter 4c is adjustable.

Nach 1 ist die elektrische Leitung 6 ferner mit einem Energiespeicher 7 wirkverbunden. Der Energiespeicher 7 ist als elektrischer Akkumulator ausgebildet und dazu vorgesehen, abgezweigte Energie von der ersten Zusatzantriebseinheit 3a aufzunehmen und zu speichern. Ferner kann elektrische Energie aus dem Energiespeicher 7 dazu verwendet werden, die erste und/oder zweite Zusatzantriebseinheit 3a, 3b anzutreiben. To 1 is the electrical line 6 furthermore with an energy store 7 operatively connected. The energy storage 7 is designed as an electrical accumulator and provided to diverted energy from the first auxiliary drive unit 3a record and save. Furthermore, electrical energy from the energy storage 7 be used to the first and / or second auxiliary drive unit 3a . 3b drive.

Gemäß 2 ist die elektrische Leitung 6 ferner mit einem vierten Energiewandler 4d wirkverbunden. Der vierte Energiewandler 4d ist in einem – hier nicht dargestellten – Anbaugerät, das mit der Arbeitsmaschine wirkverbunden ist, angeordnet und mit einer dritten Abtriebswelle AB3 wirkverbunden. Die dritte Abtriebswelle AB3 ist mit einer Antriebsachse des Anbaugeräts wirkverbunden und dazu vorgesehen, das Anbaugerät anzutreiben. Mithin werden alle vier Energiewandler 4a, 4b, 4c, 4d über die elektrische Leitung 6 miteinander wirkverbunden, wobei das Drehmoment an der dritte Abtriebswelle AB3 über den vierten Energiewandler 4d einstellbar ist. Dadurch kann eine Drehmomentaufteilung auf alle drei Abtriebswellen AB1, AB2, AB3 erfolgen. Das Anbaugerät ist nicht nur elektrisch mit der Arbeitsmaschine gekoppelt, sondern über eine PTO-Verbindung 8 auch mechanisch mit der Arbeitsmaschine gekoppelt. Dazu ist die Antriebswelle AN mit einer fünften Welle W5 wirkverbunden, die ihrerseits mit einem PTO-Getriebe 10 wirkverbunden ist. Das PTO-Getriebe 10 ist dazu vorgesehen, eine eingespeiste Drehzahl und ein Drehmoment anzupassen und über die PTO-Verbindung 8 das Anbaugerät mechanisch anzutreiben. According to 2 is the electrical line 6 further with a fourth energy converter 4d operatively connected. The fourth energy converter 4d is in an - not shown here - attachment, which is operatively connected to the working machine, arranged and operatively connected to a third output shaft AB3. The third output shaft AB3 is operatively connected to a drive axle of the attachment and intended to drive the attachment. So all four become energy converters 4a . 4b . 4c . 4d over the electrical line 6 operatively connected to each other, wherein the torque at the third output shaft AB3 via the fourth energy converter 4d is adjustable. This allows a torque distribution to all three output shafts AB1, AB2, AB3 done. The attachment is not only electrically coupled to the work machine, but via a PTO connection 8th also mechanically coupled with the work machine. For this purpose, the drive shaft AN is operatively connected to a fifth shaft W5, which in turn with a PTO transmission 10 is actively connected. The PTO transmission 10 is designed to adjust an input speed and torque and via the PTO connection 8th mechanically drive the attachment.

Die erfindungsgemäße Verteilung der elektrischen Leistung auf die Vorderachse der Arbeitsmaschine und die Antriebsachse des Anbaugeräts liefert Vorteile hinsichtlich des Wirkungsgrads der jeweiligen Energiewandler 4a, 4b, 4c, 4d, die unter Teillast betreibbar sind. Ferner erwachsen auch Vorteile hinsichtlich einer besseren Ausnutzung der Radaufstandskräfte, die zu mehr Traktion und einer besseren Performance des Gespanns führen. The inventive distribution of electrical power to the front axle of the working machine and the drive axle of the attachment provides advantages in terms of the efficiency of the respective energy converter 4a . 4b . 4c . 4d , which are operable under partial load. Furthermore, there are also advantages in terms of better utilization of the wheel contact forces, which leads to more traction and better performance of the team.

Die Antriebsanordnung ermöglicht eine Bereitstellung einer elektrischen Energie durch die elektrische Leitung ohne dabei die Getriebeübersetzung und dadurch auch die Drehzahl des Hauptantriebselements 2 anpassen zu müssen. Blindleistung tritt im System nicht auf. Die Regelung des jeweiligen Energiewandlers 4a, 4b, 4c, 4d erfolgt über eine – hier nicht dargestellte – Leistungselektronik und einen – hier nicht dargestellte – Zwischenkreis. The drive arrangement allows provision of electrical energy through the electrical line without the gear ratio and thereby also the speed of the main drive element 2 to adapt. Reactive power does not occur in the system. The regulation of the respective energy converter 4a . 4b . 4c . 4d via a - not shown here - power electronics and - not shown here - DC link.

In 3 sind eine erste und eine zweite Leistungskurve L1, L2 in einem gemeinsamen Graphen aufgetragen. Auf einer Abszisse X ist eine Geschwindigkeit bzw. eine Ratio aufgetragen, wobei auf einer Ordinate Y eine Leistung des zweiten Energiewandlers 4b aufgetragen ist. Dabei stellt die Leistungskurve L1 den Leistungsverlauf für einen leistungsstärkeren zweiten Energiewandler 4b und die Leistungskurve L2 den Leistungsverlauf für einen leistungsschwächeren zweiten Energiewandler 4b dar. Ferner sind eine erste und eine zweite monoton fallende Gerade M1, M2 in dem Graphen eingezeichnet, die den theoretischen Leistungsbedarf des zweiten Energiewandlers 4b darstellen. Die beiden Geraden M1, M2 sind parallel zueinander ausgebildet, wobei die zweite Gerade M2 entlang der Ordinate Y zu geringeren Werten verschoben ist. Die Verschiebung der zweiten Gerade M2 entlang der Ordinate Y rührt von der dauerhaften Abzweigung von elektrischer Leistung, wobei die Verschiebung der zweiten Gerade M2 entlang der Ordinate Y mit zunehmender Abzweigung von elektrischer Leistung größer wird. Ab den Schnittpunkten zwischen der jeweiligen Gerade M1, M2 und der jeweiligen Leistungskurve L1, L2 kann die vollständige Antriebsleistung in Traktionsleistung umgewandelt werden. Mithin kann durch die Leistungsabzweigung bei niedrigeren Geschwindigkeiten und somit auch niedrigeren Ratios eine maximale elektrische Zugleistung von dem zweiten Energiewandler 4b auf die erste Abtriebswelle AB1 übertragen werden. Insbesondere kann eine maximale Zugleistung des Hauptantriebselements 2 in Traktion umgewandelt werden, wenn zusätzlich der dritte Energiewandler 4c und/oder der vierte Energiewandler 4d betrieben werden. Ferner ist es auch denkbar, falls nicht die maximale Zugleistung zum Antrieb der Arbeitsmaschine benötigt wird, insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten, dass die Arbeitsmaschine nur mit der ersten Zusatzantriebseinheit 3a und somit nur durch den Antrieb der ersten Abtriebswelle AB1 betrieben wird. In 3 are a first and a second power curve L1, L2 plotted in a common graph. On an abscissa X, a speed or a ratio is plotted, wherein on an ordinate Y, a power of the second energy converter 4b is applied. The power curve L1 represents the power curve for a more powerful second energy converter 4b and the power curve L2 the performance curve for a lower power second energy converter 4b Furthermore, a first and a second monotone falling line M1, M2 are plotted in the graph, the theoretical power requirement of the second energy converter 4b represent. The two straight lines M1, M2 are formed parallel to one another, wherein the second straight line M2 is shifted along the ordinate Y to lower values. The displacement of the second straight line M2 along the ordinate Y is due to the permanent branching of electrical power, the displacement of the second straight line M2 increasing along the ordinate Y as the branching of electrical power increases. From the intersections between the respective line M1, M2 and the respective power curve L1, L2, the complete drive power in traction power being transformed. Thus, the power takeoff at lower speeds and hence lower ratios may provide maximum electrical train power from the second energy converter 4b be transmitted to the first output shaft AB1. In particular, a maximum traction of the main drive element 2 be converted into traction when in addition the third energy converter 4c and / or the fourth energy converter 4d operate. Furthermore, it is also conceivable, if not the maximum traction power is required to drive the machine, especially at low speeds, that the machine only with the first auxiliary drive unit 3a and thus only by the drive of the first output shaft AB1 is operated.

Sofern keine erfindungsgemäße Leistungsaufteilung erfolgt, würde gemäß dem Schnittpunkt zwischen der zweiten Leistungskurve L2 und der ersten Gerade M1 die Übertagung einer maximalen Zugleistung bei einem leistungsschwächeren zweiten Energiewandler 4b erst bei höheren Geschwindigkeiten und somit bei höheren Ratios möglich sein. Durch die erfindungsgemäße dauerhafte Abzweigung der Leistung kann die Übertragung einer maximalen Zugleistung bei dem leistungsschwächeren zweiten Energiewandler 4b bei geringeren Geschwindigkeiten und somit bei geringeren Ratios erfolgen. Besonders im Bereich niedriger Geschwindigkeiten und Ratios ist die Übertragung der maximalen Zugleistung relevant, da hier hohe Drehmomente angefordert werden. Im Bereich höherer Geschwindigkeiten und Ratios kann die Leistungsaufteilung minimal sein, sodass im Wesentlichen der zweite Energiewandler 4b angetrieben wird. If no power distribution according to the invention takes place, according to the point of intersection between the second power curve L2 and the first straight line M1, the transmission of a maximum train power would be transmitted to a power-poorer second energy converter 4b be possible only at higher speeds and thus at higher ratios. Due to the permanent diversion of the power according to the invention, the transmission of a maximum traction power in the less powerful second energy converter 4b at lower speeds and thus at lower ratios. Particularly in the area of low speeds and ratios, the transmission of the maximum tractive effort is relevant because high torques are required here. In the area of higher speeds and ratios, the power split can be minimal, so that essentially the second energy converter 4b is driven.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung der jeweiligen Antriebsanordnung sieht vor, dass elektrische Leistung dauerhaft abgezweigt wird, um die Drehmomentbelastung an dem zweiten Energiewandler 4b herabzusetzen, wobei die abgezweigte elektrische Leistung zumindest dem dritten Energiewandler 4c bzw. dem dritten und/oder vierten Energiewandler 4c, 4d zugeführt wird, um die Arbeitsmaschine mit einer maximalen Zugleistung zu betreiben. The inventive method for controlling the respective drive arrangement provides that electrical power is diverted permanently to the torque load on the second energy converter 4b minimize, wherein the branched electrical power at least the third energy converter 4c or the third and / or fourth energy converter 4c . 4d is supplied to operate the machine with a maximum pulling power.

Die dargestellten Antriebsanordnungen sind nur beispielhaft und somit nicht einschränkend. Beispielsweise kann die Antriebsanordnung gemäß 1 dahingehend angepasst werden, dass zusätzlich ein Anbaugerät, wie in 2 vorgesehen wird. Der PTO-Leistungspfad gemäß der Antriebsanordnung nach 2 kann gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entfallen. Des Weiteren kann die zweite Zusatzantriebseinheit 3b, insbesondere der dritte Energiewandler 4c entfallen, wobei dann die Vorderachse nur noch mechanisch angetrieben werden kann. Insbesondere kann auch die Kupplung K entfallen, die eine Ab- und Zuschaltung eines Allradbetriebs ermöglicht. Alternativ ist es auch denkbar auf die mechanische Kopplung der ersten und zweiten Abtriebswelle AB1, AB2 zu verzichten und dadurch sowohl die Kupplung K als auch die Welle W3 einzusparen. Ferner ist es auch denkbar, dass der zumindest dritte und/oder vierte Energiewandler 4c, 4d als allgemeine Verbraucher vorgesehen sind und somit nicht zwingend zum Antrieb einer Achse genutzt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Anbaugerät um ein Anbaugerät ohne Antrieb handeln. Zum Beispiel kann das Anbaugerät eine Mähvorrichtung aufweisen, wobei der vierte Energiewandler 4d zur Energieversorgung der Mähvorrichtung vorgesehen ist. Maßgeblich ist die dauerhafte und somit ununterbrochene Abzweigung von elektrischer Leistung aus der ersten Zusatzantriebseinheit 3a zum Herabsetzen der Drehmomentbelastung an dem zweiten Energiewandler 4b. Dadurch kann die Arbeitsmaschine mit einer maximalen Zugleistung betrieben werden. The illustrated drive arrangements are only exemplary and thus not limiting. For example, the drive arrangement according to 1 be adapted so that in addition an attachment, as in 2 is provided. The PTO power path according to the drive arrangement according to 2 can be omitted according to a preferred embodiment. Furthermore, the second auxiliary drive unit 3b , in particular the third energy converter 4c omitted, in which case the front axle can only be driven mechanically. In particular, the clutch K can be omitted, which allows a disconnection and connection of a four-wheel drive. Alternatively, it is also conceivable to dispense with the mechanical coupling of the first and second output shafts AB1, AB2 and thereby save both the clutch K and the shaft W3. Furthermore, it is also conceivable that the at least third and / or fourth energy converter 4c . 4d are provided as general consumers and thus are not necessarily used to drive an axle. For example, the attachment may be an attachment without a drive. For example, the attachment may include a mower, wherein the fourth energy converter 4d is provided for supplying energy to the mowing device. Decisive is the permanent and thus uninterrupted diversion of electrical power from the first auxiliary drive unit 3a for reducing the torque load on the second energy converter 4b , As a result, the working machine can be operated with a maximum pulling power.

Mit der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung kann auch ein rein elektrischer Betrieb dargestellt werden, wobei die Energiewandler 4a, 4b, 4c, 4d über Akkumulatoren und/oder einem Netzanschluss gespeist werden. In diesem Fall ist die maximal erreichbare Zugleistung nicht am Hauptantriebselement sondern an die Kombination der Antriebe an der Arbeitsmaschine, insbesondere einem Hauptgetriebe und einer Vorderachse sowie am Anbaugerät gekoppelt. Ferner kann in einem Hybridbetrieb, beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor, zumindest einer elektrischen Maschine und zumindest einem elektrischen Speicher oder Netzanschluss, je nach Konfiguration, mehr Zugleistung als bei einem reinen verbrennungsmotorischen Antrieb über eine Boost-Funktion der Energiewandler bereitgestellt werden, obwohl der zweite Energiewandler 4b kleiner dimensioniert ist. With the drive arrangement according to the invention and the method according to the invention for operating the drive arrangement according to the invention, a purely electrical operation can also be represented, wherein the energy converters 4a . 4b . 4c . 4d be powered by accumulators and / or a mains connection. In this case, the maximum achievable tractive effort is not coupled to the main drive element but to the combination of the drives on the work machine, in particular a main transmission and a front axle, as well as on the attachment. Furthermore, in a hybrid operation, for example, with an internal combustion engine, at least one electric machine and at least one electrical storage or power supply, depending on the configuration, more train power than a pure internal combustion engine drive via a boost function of the energy converter can be provided, although the second energy converter 4b smaller dimensioned.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Getriebevorrichtung transmission device
2 2: Hauptantriebselement Main driving element
3a 3a: erste Zusatzantriebseinheit first auxiliary drive unit
3b 3b: zweite Zusatzantriebseinheit second auxiliary drive unit
4a 4a: erster Energiewandler first energy converter
4b 4b: zweiter Energiewandler second energy converter
4c 4c: dritter Energiewandler third energy converter
4d 4d: vierter Energiewandler fourth energy converter
5 5: Planetengetriebe planetary gear
6 6: elektrische Leitung electrical line
7 7: Energiespeicher energy storage
8 8th: PTO-Verbindung PTO connection
9 9: Energiespeicher energy storage
10 10: PTO-Getriebe PTO transmission
AB1 AB1: erste Abtriebswelle first output shaft
AB2 STARTING AT 2: zweite Abtriebswelle second output shaft
AB3 FROM 3: dritte Abtriebswelle third output shaft
AN AT: Antriebswelle drive shaft
L1 L1: erste Leistungskurve first power curve
L2 L2: zweite Leistungskurve second power curve
M1 M1: erste Gerade first straight
M2 M2: zweite Gerade second straight line
W1 W1: erste Welle first wave
W2 W2: zweite Welle second wave
W3 W3: dritte Welle third wave
W4 W4: vierte Welle fourth wave
W5 W5: fünfte Welle fifth wave
K K: Kupplung clutch
X X: Ordinate ordinate
Y Y: Abszisse abscissa

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015208160 A1 [0003]

Claims

Drive arrangement with a power-split transmission device ( 1 ) for a vehicle, further comprising a main drive element ( 2 ) provided with a first auxiliary drive unit ( 3a ) is operatively connected, wherein the first auxiliary drive unit ( 3a ) an electric variator comprising a first and second energy converter ( 4a . 4b ), as well as a planetary gear ( 5 ), wherein the first energy converter ( 4a ) by means of a first shaft (W1) with the planetary gear ( 5 ), wherein the second energy converter ( 4b ) is operatively connected to a first output shaft (AB1) of the vehicle by means of a second shaft (W2), and wherein the first and second energy converters (W2) 4a . 4b ) by means of an electrical line ( 6 ) with each other and at least with a third and / or fourth energy converter ( 4c . 4d ) are operatively connected, wherein at least the third and / or fourth energy converter ( 4c . 4d ) is provided permanently with one of the first auxiliary drive unit ( 3a ) branched electrical power to a torque load on the second energy converter ( 4b ) and to operate the vehicle with a maximum tractive effort.

Drive arrangement according to claim 1, characterized in that the third energy converter ( 4c ) is operatively connected to a second output shaft (AB2) of the vehicle, wherein the second output shaft (AB2) is provided to drive the vehicle.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the third energy converter ( 4c ) in a second auxiliary drive unit ( 3b ), wherein the second auxiliary drive unit ( 3b ) has a clutch (K) which at least indirectly mechanically connects the first output shaft (AB1) and the second output shaft (AB2).

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the fourth energy converter ( 4d ) is operatively connected to a third output shaft (AB3), wherein the third output shaft (AB3) is intended to drive an attached implement connected to the vehicle.

Drive arrangement according to Claim 4, characterized in that the drive arrangement has a mechanical PTO connection ( 8th ) to the attachment.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical line ( 6 ) with an energy store ( 7 ) is operatively connected.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second energy converter ( 4b ) Technically smaller than the first energy converter ( 4a ) is trained.

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first energy converter ( 4a ) is intended to be operated as a generator, wherein the second energy converter ( 4b ) is intended to be operated by a motor.

Method for controlling a drive arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that electrical power is diverted permanently to the torque load on the second energy converter ( 4b ), wherein the branched electrical power at least the third and / or fourth energy converter ( 4c . 4d ) is supplied to operate the vehicle with a maximum traction.

Use of a drive arrangement according to one of claims 1 to 8 in a work machine or in an agricultural vehicle.