DE102020213675A1

DE102020213675A1 - Leistungssteuerung mit getriebe mit transienter boostfunktion

Info

Publication number: DE102020213675A1
Application number: DE102020213675.0A
Authority: DE
Inventors: Kyle K. McKinzie; Clayton G. Janasek; Eric R. Anderson
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-05-06
Also published as: US20210129829A1; BR102020021959A2; CN112744210A; US11351983B2

Abstract

Ein Steuersystem beinhaltet ein Getriebe mit einer Richtungskupplung und Steuerbaugruppenkupplungen, die miteinander gekoppelt und zum selektiven Einrücken konfiguriert sind, um Leistung zu übertragen. Eine Steuerung ist konfiguriert, um die Richtungskupplung und die Steuerbaugruppenkupplungen selektiv mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um einen ersten Split-Modus, in dem kombinierte Leistung übertragen wird, um die Ausgangswelle anzutreiben, einen ersten Direktantriebsmodus, in dem Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor übertragen wird, um die Ausgangswelle anzutreiben, und einen ersten Serienmodus zu implementieren, in dem Leistung primär von dem mindestens einen Motor übertragen wird, um die Ausgangswelle anzutreiben. Die Steuerung ist ferner konfiguriert, um eine transiente Boostfunktion innerhalb mindestens eines Abschnitts des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor durch Leistung vom Antriebsmotor zu ergänzen, um die Ausgangswelle anzutreiben.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Nicht zutreffend.
ANGABE ÜBER STAATLICH GEFORDERTE FORSCHUNG
UND ENTWICKLUNG
Nicht zutreffend.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Steuersystem für ein Arbeitsfahrzeug, insbesondere auf eine Leistungssteuerung für ein Getriebe des Arbeitsfahrzeugs.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
In einer gängigen Betriebsart, Pendelschaltung genannt, wird die Bewegungsrichtung des Arbeitsfahrzeugs verändert, oft unter Last. Ein gebräuchliches Beispiel ist ein Traktorlader, der sich in eine Richtung bewegt, um eine Last aufzunehmen oder zu schaufeln, dann die Last anhebt und die Richtung ändert, oft mit einer Drehbewegung, und die Last entlädt. Dieser Ablauf wird dann umgekehrt und oft mehrfach wiederholt. Wenn sich das Getriebe verlangsamt, um die Pendelschaltung zu implementieren, implementiert das Getriebe einen Serienmodus, in dem Leistung primär mit einem Motor und nicht mit dem Antriebsmotor erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung stellt eine Leistungssteuerung für ein Getriebe eines Arbeitsfahrzeugs bereit.
In einem Aspekt stellt die Offenbarung ein Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und mindestens einem Motor bereit, der konfiguriert ist, um Leistung für eine Ausgangswelle zu erzeugen. Das Steuersystem beinhaltet ein Getriebe, das operativ zwischen dem Antriebsmotor, dem mindestens einen Motor und der Ausgangswelle positioniert ist. Das Getriebe beinhaltet mindestens eine Richtungskupplung und eine Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen, die miteinander gekoppelt und konfiguriert sind, um selektiv einzurücken, um die Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle gemäß einer Vielzahl von Modi anzutreiben. Das Steuersystem beinhaltet eine Steuerung mit einer Prozessor- und Speicherarchitektur, die dazu konfiguriert ist, die mindestens eine Richtungskupplung und die Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen selektiv mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um die Vielzahl von Modi umzusetzen, einschließlich eines ersten Split-Modus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und wenigstens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um kombinierte Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, eines ersten Direktantriebsmodus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, und eines ersten Serienmodus, in dem mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben. Die Steuerung ist ferner konfiguriert, um eine transiente Boostfunktion innerhalb mindestens eines Abschnitts des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor durch Leistung vom Antriebsmotor zu ergänzen, um die Ausgangswelle anzutreiben.
In einem weiteren Aspekt wird ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt und beinhaltet einen Antriebsmotor; mindestens eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP); eine Ausgangswelle; ein Getriebe, das operativ zwischen dem Antriebsmotor, dem mindestens einen Motor und der Ausgangswelle positioniert ist. Das Getriebe beinhaltet mindestens eine Richtungskupplung und eine Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen, die miteinander gekoppelt und konfiguriert sind, um selektiv einzurücken, um die Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle gemäß einer Vielzahl von Modi anzutreiben. Das Arbeitsfahrzeug beinhaltet ferner eine Steuerung mit einer Prozessor- und Speicherarchitektur, die konfiguriert ist, um selektiv die mindestens eine Richtungskupplung und die Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um die Vielzahl von Modi zu implementieren, einschließlich eines ersten Split-Modus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um kombinierte Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, eines ersten Direktantriebsmodus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, und eines ersten Serienmodus, in dem mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben. Die Steuerung ist ferner konfiguriert, um eine transiente Boostfunktion innerhalb mindestens eines Abschnitts des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor durch Leistung vom Antriebsmotor zu ergänzen, um die Ausgangswelle anzutreiben.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs, das eine Leistungssteuerung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform dieser Offenbarung verwendet;
2 ist ein Antriebsstrang zum Implementieren der Leistungssteuerung des beispielhaften Arbeitsfahrzeugs von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 ist ein Datenflussdiagramm einer Steuerung der Leistungssteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
4-6 sind Datendarstellungen verschiedener Parameter während des Betriebs des Getriebes mit transienter Boostfunktion gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche Bezugssymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten Antriebsstrangs (oder Fahrzeugs) beschrieben, wie in den begleitenden Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.
Der Einfachheit halber kann „Komponente“ hierin verwendet werden, insbesondere im Kontext eines Planetenradsatzes, um ein Element zur Übertragung von Leistung anzugeben, wie etwa ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planetenradträger. Ferner werden Bezugnahmen auf ein „stufenlos“ variables Getriebe, einen Antriebsstrang oder eine Leistungsquelle so verstanden, dass sie in verschiedenen Ausführungsformen auch Konfigurationen einschließen, einschließlich eines „unendlich“ variablen Getriebes, eines Antriebsstrangs oder einer Leistungsquelle.
In der nachfolgenden Erörterung werden verschiedene beispielhafte Konfigurationen von Wellen, Zahnrädern und anderen Leistungsübertragungselementen beschrieben. Es versteht sich, dass verschiedene alternative Konfigurationen innerhalb des Geistes dieser Offenbarung möglich sein können. Beispielsweise können verschiedene Konfigurationen mehrere Wellen anstelle einer einzelnen Welle (oder eine einzelne Welle anstelle mehrerer Wellen) verwenden, können ein oder mehrere Zwischenzahnräder zwischen verschiedenen Wellen oder Zahnrädern zur Übertragung von Drehleistung zwischenschalten usw.
Wie hierin verwendet, kann „direkt“ verwendet werden, um eine Leistungsübertragung zwischen zwei Systemelementen ohne eine zwischenzeitliche Umwandlung der Leistung in eine andere Form anzuzeigen. Beispielsweise kann Leistung als „direkt“ von einem Motor an eine Ausgangskomponente übertragen angesehen werden, wenn die Leistung über eine Anzahl von Wellen, Kupplungen und Zahnrädern (z. B. verschiedene Stirnräder, Kegelräder, Summierräder oder andere Zahnräder) übertragen wird, ohne durch eine CVP in eine andere Form umgewandelt zu werden (z. B. ohne durch einen elektrischen Generator oder eine Hydraulikpumpe in elektrische oder hydraulische Leistung umgewandelt zu werden). In bestimmten Konfigurationen kann die fluidische Übertragung von Drehleistung durch einen Drehmomentwandler auch als „direkt“ betrachtet werden.
Im Gegensatz dazu kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen zwei Systemelementen übertragen angesehen werden, wenn ein Teil der Leistung während der Übertragung in eine andere Form umgewandelt wird. Beispielsweise kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen einem Motor und einer Ausgangskomponente übertragen angesehen werden, wenn ein Teil der Leistung des Motors durch eine CVP in eine andere Form umgewandelt wird, selbst wenn dieser Teil später in Drehleistung umgewandelt wird (z. B. durch eine andere CVP) und dann mit der nicht umgewandelten Motorleistung (z. B. durch ein Summierplanetenrad oder eine andere Summierbaugruppe) rekombiniert wird.
Wie hierin ebenfalls verwendet, kann „zwischen“ unter Bezugnahme auf eine bestimmte Sequenz oder Reihenfolge von Leistungsübertragungselementen verwendet werden, anstatt unter Bezugnahme auf die physische Ausrichtung oder Platzierung der Elemente. Beispielsweise kann eine Kupplungseinrichtung als „zwischen“ einem Motor und einer Ausgangskomponente liegend betrachtet werden, wenn Leistung über die Kupplungseinrichtung an die Ausgangskomponente geleitet wird, unabhängig davon, ob sich der Motor und die Ausgangskomponente auf physikalisch gegenüberliegenden Seiten der Kupplungseinrichtung befinden oder nicht.
Eine Leistungssteuerung ist an einem Fahrzeug implementiert, das einen Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor und einer oder mehreren zusätzlichen Leistungsquellen, wie etwa einem oder mehreren Motoren, aufweist, die einzeln und gemeinsam Leistung bereitstellen, um das Fahrzeug anzutreiben und Arbeitsfunktionen auszuführen. Beispielsweise kann die Leistungssteuerung einen oder mehrere Split-Modi, in denen Leistung vom Antriebsmotor und dem Motor im Getriebe kombiniert wird, um Ausgangsdrehmoment bereitzustellen, einen oder mehrere Direktantriebsmodi, in denen Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor das Ausgangsdrehmoment bereitstellt, und einen oder mehrere Serienmodi, in denen Leistung primär vom Motor das Ausgangsdrehmoment bereitstellt, implementieren.
Die Leistungssteuerung beinhaltet ein Getriebe mit einer Anzahl von Kupplungen, um die verschiedenen Modi zu implementieren. Im Allgemeinen sind die Kupplungen bei Betätigung vollständig eingerückt, um die Modi zu implementieren. Wie hierin beschrieben, kann die Leistungssteuerung jedoch während des Serienmodus, in dem eine oder mehrere Kupplungen teilweise eingerückt sind, eine transiente Boostfunktion implementieren, sodass Leistung vom Antriebsmotor verwendet werden kann, um die Leistung von den Motoren zu ergänzen. Durch die Verwendung der Leistungssteuerung der vorliegenden Offenbarung stellt die transiente Boostfunktion konsistentere Leistung bereit, typischerweise ohne dass ein größerer Motor erforderlich ist, um andernfalls die befohlene Leistung bereitzustellen, wodurch Verpackung und Kosten verbessert werden.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „transiente“ Boostfunktion auf eine vorübergehende oder kurzzeitige Anwendung von Motordrehmoment durch ein Getriebe während eines Serienmodus, in dem Leistung ansonsten nur von einem Motor oder einer anderen kontinuierlichen Leistungsquelle erzeugt wird. Trotz der transienten Boostfunktion wird der Serienmodus immer noch als Serienmodus betrachtet, da die Anwendung von Motordrehmoment nur vorübergehend ist und ein wesentlicher Teil des Drehmoments während des Serienmodus (z. B. mehr als 50 % der Moduszeit) nur ein Ergebnis des Motordrehmoments ist. Darüber hinaus ist das zusätzliche Drehmoment aus der transienten Boostfunktion im Gegensatz zu Split-Modi, bei denen die jeweilige Kupplung vollständig eingerückt ist, durch nur teilweises Einrücken einer entsprechenden Kupplung bedingt. Weitere Details werden im Folgenden bereitgestellt.
Bezugnehmend auf 1 beinhaltet ein Arbeitsfahrzeug 100 eine Leistungssteuerung 102, die mit einer Steuerung 104 implementiert ist, um Komponenten eines Antriebsstrangs 106 des Fahrzeugs 100 zu steuern. Im Allgemeinen beinhaltet der Antriebsstrang 106 einen oder mehrere Antriebsmotoren, Motoren, Batterien und Leistungsübertragungselemente, um das Fahrzeug 100 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung anzutreiben und um verschiedenen zusätzlichen Systemen des Fahrzeugs 100 mechanische oder elektrische Leistung bereitzustellen. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, wird die Leistungssteuerung 102 verwendet, um eine transiente Boostfunktion zu implementieren, um einen reibungsloseren Leistungsübergang zu und von einem Serienmodus bereitzustellen, wie etwa während einer Pendelschaltung.
In 1 ist das Fahrzeug 100 als Traktor dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können, einschließlich Konfigurationen des Fahrzeugs 100 als eine andere Art von Traktor, eine Erntemaschine, ein Holzschlepper, ein Grader oder eine Art von verschiedenen anderen Arbeitsfahrzeugtypen. Es versteht sich ferner, dass der offenbarte Antriebsstrang 106 auch bei Nicht-Arbeitsfahrzeugen und Nicht-Fahrzeuganwendungen (z. B. Installationen an einem festen Standort) verwendet werden kann.
Im Allgemeinen implementiert die Steuerung 104 den Betrieb der Leistungssteuerung 102, des Antriebsstrangs 106 und anderer Aspekte des Fahrzeugs 100, einschließlich einer der hierin beschriebenen Funktionen. Die Steuerung 104 kann als Rechenvorrichtung mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen, als hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Steuerungen oder anderweitig konfiguriert werden. Somit kann die Steuerung 104 konfiguriert sein, um verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf das Fahrzeug 100 auszuführen. Die Steuerung 104 kann in elektronischer, hydraulischer oder sonstiger Kommunikation mit verschiedenen anderen Systemen oder Vorrichtungen des Fahrzeugs 100 stehen, einschließlich über einen CAN-Bus (nicht gezeigt). So kann beispielsweise die Steuerung 104 in elektronischer oder hydraulischer Kommunikation mit verschiedenen Stellgliedern, Sensoren und anderen Vorrichtungen innerhalb (oder außerhalb) des Fahrzeugs 100 stehen, von denen einige nachfolgend ausführlicher erörtert werden.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 104 konfiguriert sein, um Eingabebefehle zu empfangen und eine Schnittstelle mit einem Bediener über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle oder Bedienerschnittstelle herzustellen, einschließlich typischer Lenk-, Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- und Radbremssteuerungen, sowie anderer geeigneter Steuerungen. In einer Ausführungsform können solche Bedienerschnittstellen einen Hebel oder eine andere Getriebeauswahlvorrichtung 108 beinhalten, die eine Bedienerinteraktion mit den Kraftübertragungselementen des Antriebsstrangs 106 erleichtert, insbesondere solchen, die eine Pendelschaltung einleiten, z. B. Übergang zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrtrichtung, und/oder die transiente Boostfunktion, die nachstehend beschrieben wird.
Wie oben angemerkt, kann das Fahrzeug 100 einen oder mehrere Sensoren beinhalten, die in Kommunikation stehen, um verschiedene Arten von Feedback und Daten mit der Steuerung 104 bereitzustellen, um die hier beschriebenen Funktionen, wie etwa die Getriebemodi und/oder die transienten Boostfunktionen, zu implementieren. Solche Sensoren können einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 110, der Informationen im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 sammelt; einen oder mehrere Richtungskupplungssensoren 112, 113, die Informationen im Zusammenhang mit den Positionen eines oder mehrerer Getriebekupplungselemente sammeln; einen CVP-Sensor 114, der Drehmoment- und/oder Drehzahlinformationen im Zusammenhang mit den nachstehend beschriebenen variablen Leistungsquellen sammelt; und/oder einen Ausgangsdrehmomentsensor 116, der Informationen im Zusammenhang mit der Ausgabe eines Getriebes der Leistungssteuerung 102 sammelt, beinhalten. Ein oder mehrere der Sensoren 110, 112, 113, 114, 116 können weggelassen werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein beispielhafter Antriebsstrang 106 als Implementierungsaspekte der Leistungssteuerung 102 dargestellt. Wie im Folgenden gezeigt und ausführlicher erörtert, kann in Betracht gezogen werden, dass die Leistungssteuerung 102 den Antriebsstrang 106 und die Steuerung 104 beinhaltet, die mit den verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs 106 in Kommunikation steht und zusätzlich Informationen von der Getriebeauswahlvorrichtung 108 und den Sensoren 110, 112, 113, 114, 116 empfängt (1). Merkmale des Antriebsstrangs 106, einschließlich beispielhafter Alternativen zu dem abgebildeten Antriebsstrang 106, können in der U.S.-Veröffentlichung Nr. US 2018/0043764 , offenbart werden, die sich im gemeinsamen Eigentum des Abtretungsempfängers der vorliegenden Anmeldung befindet und hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Der Antriebsstrang 106 kann einen Antriebsmotor 118 beinhalten, der ein Verbrennungsmotor mit verschiedenen bekannten Konfigurationen sein kann. Der Antriebsstrang 106 kann auch eine erste stufenlose Leistungsquelle (CVP) 120 (z. B. einen elektrischen oder hydraulischen Motor) und eine zweite CVP 122 (z. B. einen elektrischen oder hydraulischen Motor) beinhalten, die durch eine Leitung 124 (z. B. eine elektrische oder hydraulische Leitung) miteinander verbunden sein können. Der Antriebsstrang 106 beinhaltet ein Getriebe 126, das Leistung vom Antriebsmotor 118, der ersten CVP 120 und/oder zweiten CVP 122 auf eine Ausgangswelle 128 überträgt. Wie nachfolgend beschrieben, beinhaltet das Getriebe 126 eine Reihe von Getriebe-, Kupplungs- und Steuerbaugruppen, um die Ausgangswelle 128 in geeigneter Weise mit unterschiedlichen Drehzahlen in mehreren Richtungen anzutreiben. Im Allgemeinen kann das Getriebe 126 des Antriebsstrangs 106 zum Implementieren der Leistungssteuerung 102 in einem Beispiel jede Art von stufenloser Getriebeanordnung sein. Wie oben angemerkt, kann der CVP-Sensor 114 (1) bereitgestellt werden, um Drehzahl- und/oder Drehmomentinformationen im Zusammenhang mit der zweiten CVP 122 zu sammeln, und der Ausgangsdrehmomentsensor 116 (1) kann bereitgestellt werden, um Drehmomentinformationen im Zusammenhang mit der Ausgangswelle 128 des Getriebes 126 zu sammeln.
Der Antriebsmotor 118 kann einer Motorwelle 130 Drehleistung über ein Motorausgangselement, wie etwa ein Schwungrad, gemäß Befehlen von der Steuerung 104 auf Grundlage des gewünschten Betriebs bereitstellen. Die Motorwelle 130 kann konfiguriert sein, um Drehleistung für ein Zahnrad 132 bereitzustellen. Das Zahnrad 132 kann mit einem Zahnrad 134 in Eingriff stehen, das auf einer Welle 136 gelagert (z. B. daran befestigt) sein kann. Die Welle 136 kann im Wesentlichen parallel zur Motorwelle 130 sein und von dieser beabstandet sein. Die Welle 136 kann verschiedene Komponenten des Antriebsstrangs 106 tragen, wie im Folgenden näher erläutert wird.
Das Zahnrad 132 kann auch mit einem Zahnrad 138 in Eingriff stehen, das auf einer Welle 140 gelagert (z. B. daran befestigt) ist. Die Welle 140 kann im Wesentlichen parallel zur Motorwelle 130 sein und von dieser beabstandet sein, und die Welle 140 kann mit der ersten CVP 120 verbunden sein. Dementsprechend kann mechanische Leistung vom Antriebsmotor (d. h. Motorleistung) über die Motorwelle 130 auf die in Eingriff stehenden Zahnräder 132, 138, auf die Welle 140 und auf die erste CVP 120 übertragen werden. Die erste CVP 120 kann diese Leistung in eine alternative Form (z. B. elektrische oder hydraulische Leistung) zur Übertragung über die Leitung 124 an die zweite CVP 122 umwandeln. Diese umgewandelte und übertragene Leistung kann dann von der zweiten CVP 122 erneut zur mechanischen Ausgabe entlang einer Welle 142 umgewandelt werden. Verschiedene bekannte Steuervorrichtungen (nicht dargestellt) können bereitgestellt werden, um eine solche Umwandlung, Übertragung, Rückwandlung usw. zu regeln. Außerdem kann die Welle 142 in einigen Ausführungsformen ein Zahnrad 144 (oder eine andere ähnliche Komponente) tragen. Das Zahnrad 144 kann mit einem Zahnrad 146 in Eingriff stehen und kann Leistung auf dieses übertragen. Das Zahnrad 144 kann auch mit einem Zahnrad 148 in Eingriff stehen und Leistung auf dieses übertragen. Dementsprechend kann Leistung von der zweiten CVP 122 (d. h. CVP-Leistung) zwischen dem Zahnrad 146 und dem Zahnrad 148 zur Übertragung auf andere Komponenten aufgeteilt werden, wie im Folgenden näher erläutert wird.
Der Antriebsstrang 106 kann ferner einen Variator 150 beinhalten, der ein Beispiel einer Anordnung darstellt, die eine stufenlose Kraftübertragung zwischen dem Antriebsmotor 118 und den CVPs 120, 122 und der Ausgangswelle 128 ermöglicht. Wie nachstehend erörtert, ermöglicht diese Anordnung ferner die Leistungssteuerung 102, in der mechanische Energie vom Antriebsmotor 118 verwendet werden kann, um die CVP-Leistung in einem Serienmodus zu verstärken. Andere Anordnungen des Variators 150, des Antriebsmotors 118 und der CVPs 120, 122 können bereitgestellt werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Variator 150 mindestens zwei Planetenradsätze beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Planetenradsatz miteinander verbunden und auf einer gemeinsamen Welle gelagert sein, wie etwa der Welle 136, und die Planetenradsätze 152, 160 können im Wesentlichen konzentrisch sein. In weiteren Ausführungsformen können die verschiedenen Planetenradsätze 152, 160 auf separaten jeweiligen Wellen gelagert sein, die nicht konzentrisch sind. Die Anordnung der Planetenradsätze kann gemäß dem verfügbaren Raum innerhalb des Fahrzeugs 100 zum Verpacken des Antriebsstrangs 106 konfiguriert werden.
Wie in der Ausführungsform von 2 gezeigt, kann der Variator 150 einen ersten Planetenradsatz (d. h. einen „niedrigen“ Planetenradsatz) 152 mit einem ersten Sonnenrad 154, ersten Planetenrädern und dem zugehörigen Träger 156 und einem ersten Hohlrad 158 beinhalten. Darüber hinaus kann der Variator 150 einen zweiten Planetenradsatz (d. h. einen „hohen“ Planetenradsatz) 160 mit einem zweiten Sonnenrad 162, zweiten Planetenrädern und zugehörigem Träger 164 und einem zweiten Hohlrad 166 beinhalten. Die zweiten Planetenräder und der Träger 164 können direkt am ersten Hohlrad 158 befestigt sein. Außerdem können die zweiten Planetenräder und der Träger 164 direkt an einer Welle 168 befestigt sein, an der ein Zahnrad 170 befestigt ist. Darüber hinaus kann das zweite Hohlrad 166 direkt an einem Zahnrad 172 befestigt sein. Wie gezeigt, können die Welle 168, das Zahnrad 170 und das Zahnrad 172 jeweils die Welle 136 aufnehmen und im Wesentlichen konzentrisch zu dieser sein. Obwohl nicht spezifisch gezeigt, versteht es sich, dass der Antriebsstrang 106 verschiedene Lager zum konzentrischen Stützen dieser Komponenten beinhalten kann. Insbesondere kann die Welle 168 über ein Lager an der Welle 136 drehbar befestigt sein, und das Zahnrad 172 kann über ein anderes Lager an der Welle 168 drehbar befestigt sein.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Variators 150 (von links nach rechts in 2) kann das Zahnrad 148 auf einer Welle 174 montiert (z. B. fixiert) sein, die auch das erste und zweite Sonnenrad 154, 162 trägt. In einigen Ausführungsformen kann die Welle 174 hohl sein und die Welle 136 aufnehmen. Ein Lager (nicht dargestellt) kann die Welle 174 auf der Welle 136 im Wesentlichen konzentrisch drehbar lagern.
Ferner können die ersten Planetenräder und der zugehörige Träger 156 an einem Zahnrad 176 befestigt sein. Das Zahnrad 176 kann mit einem Zahnrad 178 in Eingriff stehen, das an einer Welle 180 befestigt ist. Die Welle 180 kann im Wesentlichen parallel zu der Welle 136 sein und von dieser beabstandet sein.
Wie oben angemerkt, kann der Antriebsstrang 106 konfiguriert sein, um Leistung (vom Antriebsmotor 118, der ersten CVP 120 und/oder der zweiten CVP 122) über das Getriebe 126 an die Ausgangswelle 128 oder eine andere Ausgangskomponente abzugeben. Die Ausgangswelle 128 kann konfiguriert sein, um diese empfangene Leistung an Räder des Fahrzeugs 100, an eine Zapfwelle (Zapfwelle), an einen Verteilerkasten, an ein Anbaugerät oder eine andere Komponente des Fahrzeugs 100 zu übertragen.
Der Antriebsstrang 106 kann eine Vielzahl von auswählbaren Modi aufweisen, wie etwa Direktfahrmodi, Split-Path-Modi und Serienmodi. In einem Direktantriebsmodus kann Leistung vom Antriebsmotor 118 an die Ausgangswelle 128 übertragen werden, und Leistung von der zweiten CVP 122 kann daran gehindert werden, an die Ausgangswelle 128 übertragen zu werden. In einem Split-Path-Modus kann Leistung vom Antriebsmotor 118 und der zweiten CVP 122 durch den Variator 150 summiert werden, und die summierte oder kombinierte Leistung kann an die Ausgangswelle 128 abgegeben werden. Darüber hinaus kann in einem Serienmodus Leistung von der zweiten CVP 122 an die Ausgangswelle 128 übertragen werden und Leistung vom Antriebsmotor 118 kann im Allgemeinen daran gehindert werden, an die Ausgangswelle 128 übertragen zu werden. Der Antriebsstrang 106 kann auch unterschiedliche Drehzahlmodi in Direktantriebs-, Split-Path- und/oder Serienmodus aufweisen, und diese unterschiedlichen Drehzahlmodi können unterschiedliche Winkeldrehzahlbereiche für die Ausgangswelle 128 bereitstellen. Der Antriebsstrang 106 kann zwischen der Vielzahl von Modi umschalten, um eine geeignete Betriebseffizienz aufrechtzuerhalten. Ferner kann der Antriebsstrang 106 einen oder mehrere Vorwärtsmodi zum Bewegen des Fahrzeugs 100 in Vorwärtsrichtung und einen oder mehrere Rückwärtsmodi zum Bewegen des Fahrzeugs 100 in Rückwärtsrichtung aufweisen.
Der Antriebsstrang 106 kann zum Beispiel unter Verwendung einer Steuerbaugruppe 182 eine transiente Boostfunktion sowie verschiedene Modi und Geschwindigkeiten implementieren. Die Steuerbaugruppe 182 kann eine oder mehrere auswählbare Getriebekomponenten beinhalten. Die auswählbaren Getriebekomponenten können erste Positionen oder Zustände (eingerückte Positionen oder Zustände) aufweisen, in denen die jeweilige Vorrichtung effektiv alle Leistung von einer Eingangskomponente auf eine Ausgangskomponente überträgt. Die auswählbaren Getriebekomponenten können auch eine oder mehrere zweite Positionen (ausgerückte Positionen oder Zustände) aufweisen, in denen die Vorrichtung eine Leistungsübertragung von der Eingangs- auf die Ausgangskomponente verhindert. Die auswählbaren Getriebekomponenten können dritte Positionen oder Zustände (teilweise eingerückte Positionen oder Zustände) aufweisen, in denen die jeweilige Vorrichtung nur einen Teil der Leistung von einer Eingangskomponente an eine Ausgangskomponente überträgt. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich der Begriff „eingerückt“ auf die erste Position oder den ersten Zustand, in der/dem effektiv die gesamte Leistung übertragen wird, während „teilweise eingerückt“ sich spezifisch nur auf die teilweise Übertragung von Leistung bezieht. Die auswählbaren Getriebekomponenten der Steuerbaugruppe 182 können eine oder mehrere Nasskupplungen, Trockenkupplungen, Klauenkragenkupplungen, Bremsen, Positionsgeber oder andere ähnliche Vorrichtungen beinhalten. Die Steuerbaugruppe 182 kann auch ein Stellglied zum Betätigen der auswählbaren Getriebekomponenten zwischen der ersten, zweiten und dritten Position beinhalten.
Wie in 2 gezeigt, kann die Steuerbaugruppe 182 eine erste Kupplung 184, eine zweite Kupplung 186, eine dritte Kupplung 188, eine vierte Kupplung 190 und eine fünfte Kupplung 192 beinhalten. Außerdem kann die Steuerbaugruppe 182 eine Vorwärtsrichtungskupplung 194 und eine Rückwärtsrichtungskupplung 196 beinhalten. Wie oben angemerkt, können ein oder mehrere Richtungskupplungssensoren 112, 113 (1) den Richtungskupplungen 194, 196 zugeordnet sein, um der Steuerung 104 Rückkopplung und/oder Statusinformationen zum Implementieren der transienten Boostfunktion bereitzustellen, wie im Folgenden ausführlicher erläutert. In einigen Beispielen können die Sensoren 112, 113 weggelassen werden.
In einem Beispiel kann die erste Kupplung 184 auf einer Welle 198 montiert und gelagert sein. Außerdem kann die erste Kupplung 184 in einer eingerückten Position das Zahnrad 146 mit der Welle 198 zur Drehung als eine Einheit einrücken. Die erste Kupplung 184 kann in einer ausgerückten Position dem Zahnrad 146 ermöglichen, sich relativ zur Welle 198 zu drehen. Außerdem kann ein Zahnrad 200 an der Welle 198 befestigt sein und das Zahnrad 200 kann mit dem Zahnrad 170 in Eingriff stehen, das an der Welle 168 befestigt ist. Die Rückwärtsrichtungskupplung 196 kann auf der Welle 198 gelagert sein (d. h. im Allgemeinen mit der ersten Kupplung 184 auf der Welle 198). Die Rückwärtsrichtungskupplung 196 kann das Zahnrad 200 und ein Zahnrad 202 einrücken und alternativ ausrücken. Das Zahnrad 202 kann mit einem Zwischenzahnrad 204 in Eingriff stehen und das Zwischenzahnrad 204 kann mit einem Zahnrad 206 in Eingriff stehen. Die Vorwärtsrichtungskupplung 194 kann von einem Zahnrad 206 getragen werden, das wiederum von der Welle 136 getragen wird, um selektiv in die Welle 168 einzugreifen. Somit kann die Vorwärtsrichtungskupplung 194 sowohl mit der Welle 168 als auch der Welle 136 konzentrisch sein. Die zweite Kupplung 186 kann auf der Welle 180 gelagert sein. Die zweite Kupplung 186 kann die Welle 180 und ein Zahnrad 208 einrücken und alternativ ausrücken. Das Zahnrad 208 kann mit einem Zahnrad 210 in Eingriff stehen. Das Zahnrad 210 kann an einer Vorgelegewelle 212 befestigt und daran platziert sein. Die Vorgelegewelle 212 kann auch ein Zahnrad 214 tragen. Das Zahnrad 214 kann mit einem Zahnrad 216 in Eingriff stehen, das an der Ausgangswelle 128 befestigt ist.
Die dritte Kupplung 188 kann auf einer Welle 218 gelagert sein. Die Welle 218 kann im Wesentlichen parallel und in einem Abstand von der Welle 180 beabstandet sein. Außerdem kann ein Zahnrad 220 an der Welle 218 befestigt sein und von dieser getragen werden. Das Zahnrad 220 kann mit dem Zahnrad 172 in Eingriff stehen, wie gezeigt. Die dritte Kupplung 188 kann das Zahnrad 220 und ein Zahnrad 222 einrücken und alternativ ausrücken. Das Zahnrad 222 kann mit dem Zahnrad 210 in Eingriff stehen. Die vierte Kupplung 190 kann auf der Welle 180 gelagert sein (gemeinsam mit der zweiten Kupplung 186). Die vierte Kupplung 190 kann die Welle 180 und ein Zahnrad 224 ein- und alternativ ausrücken. Das Zahnrad 224 kann mit einem Zahnrad 226 in Eingriff stehen, das an der Vorgelegewelle 212 angebracht und daran platziert ist. Zusätzlich kann die fünfte Kupplung 192 auf der Welle 218 gelagert sein (gemeinsam mit und konzentrisch zu der dritten Kupplung 188). Die fünfte Kupplung 192 kann die Welle 218 und ein Zahnrad 228 ein- und alternativ ausrücken. Das Zahnrad 228 kann mit dem Zahnrad 226 in Eingriff stehen.
Die verschiedenen Übertragungsmodi des Antriebsstrangs 106 werden nun erörtert. Wie die vorstehend erörterten Ausführungsformen kann der Antriebsstrang 106 mindestens einen Split-Path-Modus aufweisen, in dem Leistung vom Antriebsmotor 118 und einem oder mehreren der CVPs 120, 122 kombiniert wird. Außerdem kann der Antriebsstrang 106 in einigen Ausführungsformen zusätzlich einen Direktantriebsmodus und/oder mindestens einen allgemeinen Nur-CVP-Modus (d. h. Serienmodus) aufweisen.
In einigen Ausführungsformen kann das Einrücken der ersten Kupplung 184 und der zweiten Kupplung 186 den Antriebsstrang 106 in einen ersten Vorwärtsmodus versetzen. Im Allgemeinen kann dieser Modus ein Nur-CVP-Modus (d. h. Serienmodus) sein, der der nachfolgend erörterten transienten Boostfunktion unterliegt. In diesem Modus kann mechanische Energie vom Antriebsmotor 118 über die Welle 130, das Zahnrad 132, das Zahnrad 138 und die Welle 140 zur ersten CVP 120 fließen. Die erste CVP 120 kann diese eingegebene mechanische Leistung in elektrische oder hydraulische Leistung umwandeln und die umgewandelte Leistung der zweiten CVP 122 zuführen. Außerdem wird nominal verhindert, dass Leistung vom Antriebsmotor 118, die über die Welle 130, das Zahnrad 132 und das Zahnrad 134 zur Welle 136 fließt, in den Variator 150 eingegeben wird. Darüber hinaus kann mechanische Leistung von der zweiten CVP 122 die Welle 142 und das angebrachte Zahnrad 144 drehen. Diese CVP-Leistung kann das Zahnrad 148 zum Drehen des ersten Sonnenrads 154 drehen. Die CVP-Leistung kann auch das Zahnrad 146 drehen, das über die erste Kupplung 184 auf die Welle 198, auf das Zahnrad 200, auf das Zahnrad 170, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und zugehörigen Träger 164, auf das erste Hohlrad 158 übertragen kann. Mit anderen Worten kann in diesem Modus Leistung von der zweiten CVP 122 zwei Komponenten des Variators 150 (das erste Sonnenrad 154 und das erste Hohlrad 158) antreibend drehen, und die Leistung kann an den ersten Planetenrädern und dem zugehörigen Träger 156 summiert und erneut kombiniert werden. Die erneut kombinierte Leistung kann über das Zahnrad 176 und das Zahnrad 178 auf die Welle 180 übertragen werden. Leistung an der Welle 180 kann über die zweite Kupplung 186 auf das Zahnrad 208, auf das Zahnrad 210, entlang der Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztendlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden. In einigen Ausführungsformen kann der Serienmodus die Ausgangswelle 128 mit relativ hohem Drehmoment bei niedriger Winkelgeschwindigkeitsausgabe bereitstellen. Somit kann dieser Modus in einigen Ausführungsformen als Kriechmodus bezeichnet werden. Ferner kann, wie sich zeigen wird, die erste Kupplung 184 nur in diesem Modus verwendet werden; daher kann die erste Kupplung 184 als „Kriechkupplung“ bezeichnet werden. Mit anderen Worten dreht die zweite CVP 122 das erste Sonnenrad 154 und das erste Hohlrad 158 und die CVP-Leistung kombiniert sich dadurch erneut an den ersten Planetenrädern und dem Träger 156. Wie nachstehend angemerkt, kann die transiente Boostfunktion selektiv in diesem Modus implementiert werden, um Leistung in bestimmten Situationen zu verstärken, während der Betrieb ohne die transiente Boostfunktion als Nennbetrieb oder -funktion bezeichnet wird.
In einigen Ausführungsformen kann das Einrücken der Vorwärtsrichtungskupplung 194 und der zweiten Kupplung 186 den Antriebsstrang 106 in einen ersten Vorwärtsrichtungsmodus versetzen. Dieser Modus kann ein Split-Path-Modus sein, in dem der Variator 150 Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 summiert und die kombinierte Leistung an die Ausgangswelle 128 ausgibt. Insbesondere wird Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148, auf die Welle 174 übertragen, um das erste Sonnenrad 154 anzutreiben. Außerdem wird Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, durch die Vorwärtsrichtungskupplung 194, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und den zugehörigen Träger 164 auf das erste Hohlrad 158 übertragen. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 wird an den ersten Planetenrädern und dem zugehörigen Träger 156 summiert und über das Zahnrad 176 und das Zahnrad 178 auf die Welle 180 übertragen. Leistung an der Welle 180 kann über die zweite Kupplung 186 auf das Zahnrad 208, auf das Zahnrad 210, entlang der Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztendlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen das Einrücken der Vorwärtsrichtungskupplung 194 und der dritten Kupplung 188 den Antriebsstrang 106 in einen zweiten Vorwärtsrichtungsmodus als weiteren Split-Path-Modus versetzen. Insbesondere kann Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148 und auf die Welle 174 übertragen werden, um das zweite Sonnenrad 162 anzutreiben. Außerdem wird Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, durch die Vorwärtsrichtungskupplung 194, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und den zugehörigen Träger 164 übertragen. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 kann am zweiten Hohlrad 166 summiert werden und kann auf das Zahnrad 172, auf das Zahnrad 220, durch die dritte Kupplung 188, auf das Zahnrad 222, auf das Zahnrad 210, auf die Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen das Einrücken der Vorwärtsrichtungskupplung 194 und der vierten Kupplung 190 den Antriebsstrang 106 als weiteren Modus mit getrenntem Weg in einen dritten Vorwärtsrichtungsmodus versetzen. Insbesondere wird Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148, auf die Welle 174 übertragen, um das erste Sonnenrad 154 anzutreiben. Außerdem wird Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, durch die Vorwärtsrichtungskupplung 194, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und den zugehörigen Träger 164 auf das erste Hohlrad 158 übertragen. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 wird an den ersten Planetenrädern und dem zugehörigen Träger 156 summiert und über das Zahnrad 176 und das Zahnrad 178 auf die Welle 180 übertragen. Leistung an der Welle 180 kann über die vierte Kupplung 190 auf das Zahnrad 210, auf das Zahnrad 226, entlang der Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen das Einrücken der Vorwärtsrichtungskupplung 194 und der fünften Kupplung 192 den Antriebsstrang 106 in einen vierten Vorwärtsrichtungsmodus als weiteren Split-Path-Modus versetzen. Insbesondere kann Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148 und auf die Welle 174 übertragen werden, um das zweite Sonnenrad 162 anzutreiben. Außerdem wird Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, durch die Vorwärtsrichtungskupplung 194, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und den zugehörigen Träger 164 übertragen. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 kann am zweiten Hohlrad 166 summiert werden und kann auf das Zahnrad 172, auf das Zahnrad 220, durch die fünfte Kupplung 192, auf das Zahnrad 228, auf das Zahnrad 226, auf die Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Der Antriebsstrang 106 kann auch einen oder mehrere Rückwärtsmodi aufweisen, um das Fahrzeug 100 in die entgegengesetzte (Rückwärts-) Richtung zu den oben erörterten Modi anzutreiben. In einigen Ausführungsformen kann der Antriebsstrang 106 einen Rückwärtsserienmodus bereitstellen, der dem vorstehend erörterten Vorwärtsserienmodus entspricht, in dem die erste Kupplung 184 und die zweite Kupplung 186 derart eingerückt werden können, dass die zweite CVP 122 die Welle 142 und die anderen stromabwärtigen Komponenten in der entgegengesetzten Richtung zu der vorstehend beschriebenen antreibt, um das Fahrzeug 100 rückwärts zu bewegen. Die transiente Boostfunktion kann auch im Rückwärtsserienmodus implementiert sein.
Darüber hinaus kann der Antriebsstrang 106 eine Vielzahl von Rückwärtsrichtungs-Split-Path-Modi aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Antriebsstrang 106 Rückwärtsrichtungsmodi bereitstellen, die den vorstehend erörterten Vorwärtsrichtungsmodi entsprechen; jedoch kann die Rückwärtsrichtungskupplung 196 anstelle der Vorwärtsrichtungskupplung 194 eingerückt sein, um die Rückwärtsmodi zu erreichen.
Dementsprechend kann der Antriebsstrang 106 einen ersten Rückwärtsrichtungsmodus bereitstellen, indem die Rückwärtsrichtungskupplung 196 und die zweite Kupplung 186 eingerückt werden. Somit kann Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148, auf die Welle 174 übertragen werden, um das erste Sonnenrad 154 anzutreiben. Außerdem kann Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, auf das Zwischenzahnrad 204, auf das Zahnrad 202, durch die Rückwärtsrichtungskupplung 196, auf das Zahnrad 200, auf das Zahnrad 170, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und zugehörigen Träger 164 auf das erste Hohlrad 158 übertragen werden. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 kann an den ersten Planetenrädern und dem zugehörigen Träger 156 summiert werden und kann über das Zahnrad 176 und das Zahnrad 178 auf die Welle 180 übertragen werden. Leistung an der Welle 180 kann über die zweite Kupplung 186 auf das Zahnrad 208, auf das Zahnrad 210, entlang der Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztendlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Der Antriebsstrang 106 kann auch einen zweiten Rückwärtsrichtungsmodus bereitstellen, indem die Rückwärtsrichtungskupplung 196 und die dritte Kupplung 188 eingerückt werden. Somit kann Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148 und auf die Welle 174 übertragen werden, um das zweite Sonnenrad 162 anzutreiben. Außerdem kann Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, auf das Zwischenzahnrad 204, auf das Zahnrad 202, durch die Rückwärtsrichtungskupplung 196, auf das Zahnrad 200, auf das Zahnrad 170, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und den zugehörigen Träger 164 übertragen werden. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 kann am zweiten Hohlrad 166 summiert werden und kann auf das Zahnrad 172, auf das Zahnrad 220, durch die dritte Kupplung 188, auf das Zahnrad 222, auf das Zahnrad 210, auf die Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Zusätzlich können in einigen Ausführungsformen das Einrücken der Rückwärtsrichtungskupplung 196 und der vierten Kupplung 190 den Antriebsstrang 106 in einen dritten Rückwärtsrichtungsmodus versetzen. Insbesondere kann Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148, auf die Welle 174 übertragen werden, um das erste Sonnenrad 154 anzutreiben. Außerdem kann Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, auf das Zwischenzahnrad 204, auf das Zahnrad 202, durch die Rückwärtsrichtungskupplung 196, auf das Zahnrad 200, auf das Zahnrad 170, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und zugehörigen Träger 164 auf das erste Hohlrad 158 übertragen werden. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 kann an den ersten Planetenrädern und dem zugehörigen Träger 156 summiert werden und kann über das Zahnrad 176 und das Zahnrad 178 auf die Welle 180 übertragen werden. Leistung an der Welle 180 kann über die vierte Kupplung 190 auf das Zahnrad 210, auf das Zahnrad 226, entlang der Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen das Einrücken der Rückwärtsrichtungskupplung 196 und der fünften Kupplung 192 den Antriebsstrang 106 in einen vierten Rückwärtsrichtungsmodus versetzen. Insbesondere kann Leistung von der zweiten CVP 122 von der Welle 142 auf das Zahnrad 144, auf das Zahnrad 148 und auf die Welle 174 übertragen werden, um das zweite Sonnenrad 162 anzutreiben. Außerdem kann Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Welle 130, auf das Zahnrad 132, auf das Zahnrad 134, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, auf das Zwischenzahnrad 204, auf das Zahnrad 202, durch die Rückwärtsrichtungskupplung 196, auf das Zahnrad 200, auf das Zahnrad 170, auf die Welle 168, auf die zweiten Planetenräder und den zugehörigen Träger 164 übertragen werden. Kombinierte Leistung von der zweiten CVP 122 und dem Antriebsmotor 118 kann am zweiten Hohlrad 166 summiert werden und kann auf das Zahnrad 172, auf das Zahnrad 220, durch die fünfte Kupplung 192, auf das Zahnrad 228, auf das Zahnrad 226, auf die Vorgelegewelle 212, auf das Zahnrad 214, auf das Zahnrad 216 und letztlich auf die Ausgangswelle 128 übertragen werden.
Ferner kann der Antriebsstrang 106 einen oder mehrere Direktantriebsmodi bereitstellen, in denen Leistung vom Antriebsmotor 118 auf die Ausgangswelle 128 übertragen wird und Leistung von der zweiten CVP 122 daran gehindert wird, auf die Ausgangswelle 128 übertragen zu werden. Insbesondere kann das Einrücken der zweiten Kupplung 186, der dritten Kupplung 188 und der Vorwärtsrichtungskupplung 194 einen ersten Vorwärtsdirektantriebsmodus bereitstellen. Somit kann Leistung vom Antriebsmotor 118 von der Welle 130 auf das Zahnrad 132, auf die Welle 136, auf das Zahnrad 206, durch die Vorwärtsrichtungskupplung 194 auf die zweiten Planetenräder und Träger 164 und auf das erste Hohlrad 158 übertragen werden. Außerdem verriegeln das zweite Hohlrad 166 und das erste Planetenrad und der erste Planetenträger 156 in einem festen Verhältnis zur Vorgelegewelle 212 und somit der Ausgangswelle 128, wenn die zweite und die dritte Kupplung 186, 188 eingerückt sind. Dies schränkt effektiv das Verhältnis jeder Seite des Variators 150 ein und verriegelt die Motordrehzahl direkt auf die Bodengeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 durch ein Verhältnis, das durch die Anzahl der Zähne des eingerückten Planetengetriebes bestimmt wird. In diesem Szenario ist die Drehzahl der Sonnenräder 154, 162 fest und die Sonnenräder 154, 162 übertragen Drehmoment zwischen den beiden Seiten des Variators 150. Darüber hinaus können die erste CVP 120 und die zweite CVP 122 in einem nicht mit Leistung versorgten Zustand sein.
Gleichermaßen kann das Einrücken der vierten Kupplung 190, der fünften Kupplung 192 und der Vorwärtsrichtungskupplung 194 einen zweiten Vorwärtsdirektantriebsmodus bereitstellen. Ferner können Einrücken der zweiten Kupplung 186, der dritten Kupplung 188 und der Rückwärtsrichtungskupplung 196 einen ersten Rückwärtsdirektantriebsmodus bereitstellen. Außerdem kann das Einrücken der vierten Kupplung 190, der fünften Kupplung 192 und der Rückwärtsrichtungskupplung 196 einen zweiten Rückwärtsdirektantriebsmodus bereitstellen.
Wie oben vorgestellt, ist die Steuerung 104 an die Steuerbaugruppe 182 gekoppelt, um ein oder mehrere Stellglieder zu steuern und infolgedessen die Bewegung der einen oder mehreren selektiven Getriebekomponenten innerhalb des Getriebes 126 zu steuern, einschließlich der ersten Kupplung 184, der zweiten Kupplung 186, der dritten Kupplung 188, der vierten Kupplung 190, der fünften Kupplung 192, der Vorwärtsrichtungskupplung 194 und der Rückwärtsrichtungskupplung 196. Im Allgemeinen betreibt die Steuerung 104 die Steuerbaugruppe 182 sowie den Antriebsmotor 118 und die CVPs 120, 122, um die gewünschte Funktion umzusetzen, z. B. um das angeforderte Drehmoment an der Ausgangswelle 128 für die Gesamtsteuerung des Fahrzeugs 100 zu erreichen. Dies beinhaltet Fahrzeugbeschleunigungen, Stopps, Anfahrvorgänge, Schalten zwischen Übersetzungsverhältnissen, Schalten zwischen Richtungen und dergleichen. Wie nachfolgend beschrieben, arbeitet die Leistungssteuerung 102 selektiv während Aspekten dieser Funktionen in Situationen, in denen es wünschenswert ist, das Ausgangsdrehmoment zu verstärken und/oder zu glätten.
Wie oben vorgestellt kann die Steuerung 104 Befehle zum Implementieren verschiedener Aspekte der Leistungssteuerung 102 auf Grundlage von Eingaben von einer oder mehreren Bedienereingabevorrichtungen, einschließlich der Getriebeauswahlvorrichtung 108, und einem oder mehreren Sensoren, einschließlich der Sensoren 110, 112, 113, 114, 116, erzeugen. Insbesondere kann die Steuerung 104 den Betrieb des Getriebes 126 in die verschiedenen oben beschriebenen Modi und Funktionen befehlen. Zusätzlich kann die Steuerung 104 selektiv (oder kontinuierlich) den Betrieb des Getriebes 126 gemäß der transienten Boostfunktion während des Serienmodus implementieren, sodass Drehmoment vom Antriebsmotor 118 das Drehmoment der zweiten CVP 122 vorübergehend ergänzen kann. Beispielsweise ist die Vorwärtsrichtungskupplung während der Implementierung des Nennbetriebs oder der Nennfunktion (z. B. ohne Boostfunktion) während des Vorwärts-Split-Modus vollständig eingerückt und während des Serienmodus und des Rückwärts-Split-Modus vollständig ausgerückt; und die Rückwärtsrichtungskupplung 196 ist während des Rückwärts-Split-Modus vollständig eingerückt und während des Serienmodus und des Vorwärts-Split-Modus vollständig ausgerückt. Jedoch werden während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Vorwärts- und/oder Rückwärtsrichtungskupplungen 194, 196 selektiv teilweise eingerückt, um einen Teil des Drehmoments vom Antriebsmotor 118 in das Getriebe während der Serienmodi zu übertragen, um das Drehmoment von der zweiten CVP 122 zu ergänzen, wie nachfolgend beschrieben wird.
Nun auch unter Bezugnahme auf 3 veranschaulicht ein Datenflussdiagramm eine Ausführungsform der Steuerung 104, die den Betrieb des Getriebes 126 der Leistungssteuerung 102 mit der transienten Boostfunktion implementiert. Im Allgemeinen kann die Steuerung 104 als Fahrzeugsteuerung oder dedizierte Getriebesteuerung betrachtet werden. In Bezug auf die Leistungssteuerung 102 aus 3 kann die Steuerung 104 als eine oder mehrere Funktionseinheiten oder Module 244, 246 (z. B. Software, Hardware oder Kombinationen davon) organisiert sein. Wie ersichtlich ist, können die Module 244, 246 aus 3 kombiniert und/oder weiter unterteilt werden, um ähnliche Funktionen wie die hier beschriebenen auszuführen. Beispielsweise kann jedes der Module 244, 246 mit einer Verarbeitungsarchitektur wie z. B. Prozessor 240 und Speicher 242 sowie geeigneten Kommunikationsschnittstellen implementiert werden. Zum Beispiel kann die Steuerung 104 die Module 244, 246 mit dem Prozessor 240 auf Grundlage von Programmen oder Anweisungen, die im Speicher 242 gespeichert sind, implementieren.
Wie ersichtlich ist, kann die in 3 gezeigte Steuerung 104 konfiguriert sein, um ein oder mehrere Steuersignale in Form von Kupplungsbefehlen an die Vorwärtsrichtungskupplung 194 und die Rückwärtsrichtungskupplung 196 (2) des Getriebes 126 auszugeben. Insbesondere beinhaltet die Steuerung 104 ein Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 und ein Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246, die gemeinsam dazu dienen, Kupplungsbefehlssignale zu erzeugen, um die transiente Boostfunktion zu realisieren, wie nachfolgend erörtert. Zusätzlich zu den dargestellten Modulen 244, 246 und dem nachfolgend beschriebenen Betrieb kann die Steuerung 104 die typischen Funktionen des Getriebes 126 implementieren, z. B. Schalten zwischen Gängen und Getriebemodi auf Grundlage von Betriebsbedingungen und Bedienereingaben.
In einigen Beispielen sind die Berücksichtigung und Implementierung der transienten Boostfunktion durch die Steuerung 104 kontinuierlich, z. B. konstant aktiv. In anderen Beispielen kann die Aktivierung der transienten Boostfunktion selektiv sein, z. B. auf Grundlage von Eingaben vom Bediener oder anderen Überlegungen aktiviert oder deaktiviert werden. In jedem Fall kann die transiente Boostfunktion wie unten beschrieben aktiviert und implementiert werden.
Wie oben angemerkt, kann die Steuerung 104 gemäß dem Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 und dem Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246 organisiert sein. Während des Betriebs kann das Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 Eingaben von der Getriebeauswahlvorrichtung 108, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 110 und jeder anderen geeigneten Quelle empfangen. Das Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 wertet die Eingaben im Allgemeinen als Betriebsbedingungen aus und bestimmt, wann die Betriebsbedingungen für die Implementierung der transienten Boostfunktion geeignet sind. Zum Beispiel beinhalten Betriebsbedingungen, die eine Implementierung der transienten Boostfunktion vorschlagen, den Betrieb des Fahrzeugs 100 im Serienmodus. Insbesondere kann die transiente Boostfunktion während eines oder mehrerer vorbestimmter Abschnitte des Serienmodus oder während der Dauer des Serienmodus implementiert werden.
Somit kann das Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 bestimmen, wann sich das Fahrzeug 100 darauf vorbereitet, in den Serienmodus einzutreten oder diesen zu verlassen (z. B. von einem Split-Modus in einen Serienmodus oder von einem Serienmodus in einen Split-Modus zu wechseln). In einigen Fällen können die Übergänge zwischen Serien- und Split-Modus während einer Pendelschaltung auftreten. Als ein Beispiel kann das Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 bestimmen, dass eine Boostfunktion angemessen ist, wenn das Signal von der Getriebeauswahlvorrichtung 108 anzeigt, dass eine Pendelschaltung bevorsteht. Als weiteres Beispiel kann das Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 bestimmen, dass eine Boostfunktion angemessen ist, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert verlangsamt. Nachdem basierend auf den Betriebsbedingungen bestimmt wurde, dass die transiente Boostfunktion angemessen ist, erzeugt das Boostfunktionsaktivierungsmodul 244 ein Boostaktivierungssignal für das Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246.
Nach Empfang des Boostaktivierungssignals arbeitet das Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246, um Kupplungsbefehle zu erzeugen, um einen oder mehrere der Befehle der Richtungskupplungen 194, 196 zu betätigen, um zumindest teilweise einzurücken. Zunächst bestimmt das Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246 die Richtungskupplung 194, 196, mit der die Boostfunktion auf Grundlage der Eigenschaften des aktuellen (oder bevorstehenden) Serienmodus implementiert werden soll. Insbesondere erzeugt das Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246 den Kupplungsbefehl für die Rückwärtsrichtungskupplung 196 in einem Rückwärtsabschnitt des Serienmodus und den Kupplungsbefehl für die Vorwärtsrichtungskupplung 194 im Vorwärtsabschnitt des Serienmodus. Der erzeugte Kupplungsbefehl kann einen oder mehrere definierte Parameter aufweisen, einschließlich des Ziels des Kupplungsbefehls (z. B. die ausgewählte Richtungskupplung 194, 196), des Zeitpunkts der Einleitung des Kupplungsbefehls, der Dauer des Kupplungsbefehls und des resultierenden Kupplungsdrehmoments des Kupplungsbefehls.
In einem Beispiel ist die Richtungskupplung 194, 196, die zur Implementierung der Boostfunktion ausgewählt wird, eine Funktion der Fahrtrichtung, die unmittelbar vor oder nach einem Split-Modus während des Serienmodus der Pendelschaltung liegt. Zum Beispiel wird nach einem Vorwärts-Split-Modus beim Übergang in einen Serienmodus die Vorwärtsrichtungskupplung 194 zur Implementierung der Boostfunktion ausgewählt; nach einem Rückwärts-Split-Modus wird beim Übergang in einen Serienmodus die Rückwärtsrichtungskupplung 196 zur Implementierung der Boostfunktion ausgewählt; während eines Serienmodus wird vor dem Übergang in einen Vorwärts-Split-Modus die Vorwärtsrichtungskupplung 194 zur Implementierung der Boostfunktion ausgewählt; und während eines Serienmodus wird vor dem Übergang in einen Rückwärts-Split-Modus die Rückwärtsrichtungskupplung 196 zur Implementierung ausgewählt.
Die verbleibenden Kupplungsbefehlsparameter, wie etwa der Zeitpunkt der Einleitung des Kupplungsbefehls, die Dauer des Kupplungsbefehls und das resultierende Kupplungsdrehmoment des Kupplungsbefehls, können auf einer Reihe von Überlegungen basieren. Beispielsweise kann der Zeitpunkt der Einleitung des Kupplungsbefehls automatisch zu vorbestimmten Zeiten erzeugt werden. Anders ausgedrückt kann das Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246 den Kupplungsbefehl unmittelbar nach Eintritt in den Serienmodus, zu einer vorbestimmten Zeitdauer vor Beendigung des Serienmodus oder während des gesamten Serienmodus erzeugen. In anderen Fällen kann der Kupplungsbefehl eine Funktion der Betriebsbedingungen sein. Zum Beispiel kann die Einleitung des Kupplungsbefehls auf dem gemessenen Drehmoment von der zweiten CVP 122 und dem gewünschten Drehmoment von der zweiten CVP 122 basieren, z. B. einen Zeitpunkt identifizieren, zu dem das gemessene Drehmoment von der zweiten CVP 122 relativ zum gewünschten Drehmoment von der zweiten CVP 122 unzureichend ist. In einem weiteren Beispiel kann der Zeitpunkt der Einleitung eine Funktion des gemessenen Ausgangsdrehmoments im Hinblick auf das gewünschte Ausgangsdrehmoment sein, z. B. einen Zeitpunkt identifizieren, zu dem das gemessene Ausgangsdrehmoment im Verhältnis zum gewünschten Ausgangsdrehmoment unzureichend ist. In weiteren Beispielen kann der Zeitpunkt der Einleitung auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit basieren, z. B. bei der die Boostfunktion bei einer ausgewählten Fahrzeuggeschwindigkeit, typischerweise einer relativ langsamen Fahrzeuggeschwindigkeit, eingeleitet wird. Eine solche Erkennung von Zeitpunkten zum Auslösen der Boostfunktion kann in Echtzeit erfolgen.
In einigen Ausführungsformen kann das Kupplungsdrehmomentbefehlsmodul 246 den Ladefunktionskupplungsbefehl für eine ausgewählte Richtungskupplung 194, 196 für eine vorbestimmte Dauer, z. B. 0,5 Sekunden, 1 Sekunde, 2 Sekunden usw. erzeugen. In anderen Beispielen kann die Dauer des Kupplungsbefehls für die Boostfunktion auf den gleichen Parametern beruhen, die die Boostfunktion eingeleitet haben, einschließlich des gemessenen Drehmoments von der zweiten CVP 122 und des gemessenen Ausgangsdrehmoments. Tatsächlich können die Eingaben in die Steuerung 104 als Rückkopplung fungieren, sodass der Kupplungsbefehl für die Boostfunktion so lange anhält, wie die Bedingungen, die die Boostfunktion eingeleitet haben, noch anwendbar sind.
Der Kupplungsbefehl kann als eine „resultierende Drehmomentmenge“ oder „resultierendes Kupplungsdrehmoment“ ausgedrückt werden, die einen Prozentwert des Drehmoments darstellt, das über die jeweilige Kupplung relativ zu vollständig eingerückt geleitet wird, wobei 100 % des Drehmoments über die eingerückten Elemente der jeweiligen Kupplung auf nachgeschaltete Getriebekomponenten übertragen wird. Beispielsweise zeigt ein resultierendes Kupplungsmoment von 25 % einen Kupplungsbefehl an, der die jeweilige Kupplung teilweise schließt, sodass etwa 25 % des potenziellen Drehmoments zwischen Kupplungselementen übertragen werden.
In einigen Ausführungsformen kann das resultierende Kupplungsdrehmoment während der transienten Boostfunktion ein vorbestimmter Wert sein, z. B. 10 %, 25 %, 50 % oder ein beliebiger geeigneter Teileingriff. Im Allgemeinen beträgt das resultierende Kupplungsmoment weniger als 25 % oder weniger als 50 %. In weiteren Ausführungsformen kann das resultierende Kupplungsdrehmoment des Kupplungsbefehls auf einer oder mehreren Eingangsbedingungen basieren, einschließlich der Größe der Differenz zwischen dem gemessenen Drehmoment von der zweiten CVP 122 (oder dem gemessenen Ausgangsdrehmoment) und dem gewünschten Drehmoment von der zweiten CVP 122 (oder dem gewünschten Ausgangsdrehmoment). Ist beispielsweise eine solche Größe relativ groß, so ist auch das resultierende Kupplungsmoment des Kupplungsbefehls relativ groß und umgekehrt. In einigen Beispielen kann das resultierende Kupplungsdrehmoment durch Zugriff auf eine Nachschlagetabelle der Differenzen zwischen dem gemessenen zweiten CVP-Drehmoment (oder dem gemessenen Ausgangsdrehmoment) und dem gewünschten zweiten CVP-Drehmoment (oder dem gewünschten Ausgangsdrehmoment) bestimmt werden. Das resultierende Kupplungsdrehmoment kann ein einzelner Wert sein oder in Echtzeit auf Grundlage zusätzlicher Eingangsbedingungen modifiziert werden.
Nun wird auf 4 Bezug genommen, die eine Datendarstellung 250 des Betriebs ist, die den Betrieb des Getriebes 126 durch die Steuerung 104 darstellt, einschließlich der Implementierung der transienten Boostfunktion. Die Datendarstellung 250 von 4 zeigt verschiedene Arten von Drehmoment, die auf der ersten (oder linken) vertikalen Achse 252 angegeben sind, als eine Funktion der Zeit, die auf der horizontalen Achse 256 angegeben ist. Die Datendarstellung 250 von 4 stellt ferner das resultierende Kupplungsdrehmoment, das auf der zweiten (oder rechten) vertikalen Achse 254 angegeben ist, als eine Funktion der Zeit auf der horizontalen Achse 256 dar.
Die Datendarstellung 250 beinhaltet eine erste Linie 258, die das gemessene zweite CVP-Drehmoment im Verlauf der Zeit darstellt; eine zweite Linie 260, die das gewünschte zweite CVP-Drehmoment im Verlauf der Zeit darstellt; eine dritte Linie 262, die das maximale zweite CVP-Drehmoment im Verlauf der Zeit darstellt; eine vierte Linie 264, die das gemessene nominale Ausgangsdrehmoment im Verlauf der Zeit darstellt; eine vierte Linie 266, die das resultierende Kupplungsdrehmoment an der ersten Richtungskupplung im Verlauf der Zeit während einer transienten Boostfunktion darstellt; eine fünfte Linie 268, die das resultierende Kupplungsdrehmoment an der zweiten Richtungskupplung im Verlauf der Zeit während einer transienten Boostfunktion darstellt; und eine sechste Linie 270, die das Ausgangsdrehmoment der Boostfunktion im Verlauf der Zeit darstellt.
Im Allgemeinen entspricht die Datendarstellung 250 aus 4 einem Szenario, in dem das Fahrzeug 100 eine Pendelschaltung von einer Vorwärtsrichtung in eine Rückwärtsrichtung durchführt. Insbesondere, wie gezeigt, arbeitet das Fahrzeug 100 in einem Vorwärts-Split-Modus von etwa Zeitposition to bis etwa Zeitposition t_3.75, geht in einen Serienmodus bei etwa Zeitposition t_3.75 über; arbeitet im Serienmodus von etwa Zeitposition 13.75 bis etwa Zeitposition t_6.5; geht in den Rückwärts-Split-Modus bei etwa Zeitposition t_6.5 über; und arbeitet im Rückwärts-Split-Modus über etwa Zeitposition t_6.5 hinaus.
In Bezug auf die erste Zeile 258 aus 4 spiegelt das zweite CVP-Drehmoment das Drehmoment von der zweiten CVP 122 wider, das in das Getriebe 126 übertragen wird, z. B. wie auf Grundlage von Daten vom CVP-Sensor 114 bestimmt (2). Wie gezeigt, weicht das gemessene zweite CVP-Drehmoment (Linie 258) von dem gewünschten zweiten CVP-Drehmoment (Linie 260) ab, insbesondere in Bereichen unmittelbar vor und nach den Übergängen zwischen den Modi. Dies ist typischerweise ein Ergebnis von Einbrüchen des maximalen CVP-Drehmoments (Linie 262), das den physikalischen Beschränkungen der zweiten CVP 122 zugeordnet ist. Während der Nennfunktion (z. B. ohne die Boostfunktion) führen diese Bedingungen zu einem Ausgangsdrehmoment, das am Anfang und am Ende des Serienmodus abfällt, wie durch die Linie 264 gezeigt. Wie oben angemerkt, können diese Bedingungen (sowie andere) zur Implementierung der Boostfunktion führen.
Wie durch die Linie 266 gezeigt, befindet sich die Vorwärtsrichtungskupplung 194 während des Vorwärts-Split-Modus in einem vollständig eingerückten Zustand (z. B. einem resultierenden Kupplungsdrehmoment von ungefähr 100 %), und anschließend wird der Vorwärtsrichtungskupplung 194 befohlen, in einen teilweise eingerückten Zustand von ungefähr 5 % umzusetzen, um eine transiente Boostfunktion zu implementieren. Insbesondere wird der teilweise eingerückte Zustand der Vorwärtsrichtungskupplung 194 während der Boostfunktion bei Einleitung des Serienmodus bei etwa der Zeitposition t_3.75 eingeleitet und weist während der Anfangsabschnitte des Serienmodus eine Dauer von etwa der Zeitposition t_3.75 bis etwa zur Zeitposition t_4.25 auf, bei der die Boostfunktion beendet und die Vorwärtsrichtungskupplung 194 vollständig ausgerückt ist (z. B. ein resultierendes Kupplungsdrehmoment von 0 %).
Wie durch die Linie 268 wiedergegeben, befindet sich die Rückwärtsrichtungskupplung 196 während des Vorwärts-Split-Modus und eines Anfangsabschnitts des Serienmodus in einem vollständig ausgerückten Zustand (z. B. ein resultierendes Kupplungsdrehmoment von ungefähr 0 %), zu welchem Zeitpunkt die Steuerung 104 (3) die Betriebsbedingungen auswertet, um eine weitere Instanz der transienten Boostfunktion einzuleiten. Insbesondere wird bei ungefähr der Zeitposition t_5.8, die einer kurzen Dauer vor dem Beenden des Serienmodus entspricht, die Boostfunktion eingeleitet und die Rückwärtsrichtungskupplung 196 rückt teilweise ein (z. B. ein resultierendes Kupplungsdrehmoment von ungefähr 5 %), um die transiente Boostfunktion zu implementieren. Bei Beendigung des Serienmodus und Übergang in den Rückwärts-Split-Modus endet die transiente Boostfunktion und die Rückwärtsrichtungskupplung 196 wird in den vollständig eingerückten Zustand (z. B. ein resultierendes Kupplungsdrehmoment von 100 %) befohlen, um den Betrieb im Rückwärts-Split-Modus fortzusetzen.
Tatsächlich weist der Serienmodus einen Vorwärtsserienmodusabschnitt auf, bevor die Fahrzeug- und/oder Motordrehzahl auf Null geht (z. B. kriecht das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung), und einen Rückwärtsserienmodusabschnitt, nachdem die Fahrzeug- und/oder Motordrehzahl auf Null geht (z. B. kriecht das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung). Die Vorwärtsrichtungskupplung 194 ist während mindestens eines Abschnitts des Vorwärtsserienmodusabschnitts teilweise eingerückt und die Rückwärtsrichtungskupplung 196 ist während mindestens eines Abschnitts des Rückwärtsserienmodusabschnitts teilweise eingerückt.
Wie durch einen Vergleich zwischen der Linie 264 und der Linie 270 widergespiegelt, führen die zwei Instanzen der Implementierung der Boostfunktion zu einem Ausgangsdrehmoment (Linie 270) ohne die Einbrüche, die sich aus der reduzierten Fähigkeit der zweiten CVP 122 (Linie 262) ergeben, im Vergleich zum nominalen Funktionsausgangsdrehmoment (Linie 264). Tatsächlich arbeiten die teilweise eingerückten Richtungskupplungen 194, 196, um das reduzierte Drehmoment von der zweiten CVP 122 zu ergänzen, sodass das Gesamtausgangsdrehmoment beibehalten werden kann.
Die Ansichten der 5 und 6 stellen weitere Datendarstellungen 272, 286 bereit, die den Betrieb des Getriebes 126 durch die Steuerung 104 darstellen. Insbesondere unter Bezugnahme auf 5 stellt die Datendarstellung 272 im Allgemeinen den Betrieb des Getriebes 126 über die Zeit (angegeben durch die horizontale Achse 276) während einer Pendelschaltung dar, bei der das Getriebe 126 zwischen dem Rückwärts-Split-Modus (z. B. von 0 Sekunden bis 3 Sekunden), über einen Split-Modus (z. B. von etwa 3 Sekunden bis etwa 7 Sekunden) und zu einem Vorwärts-Split-Modus (z. B. über 7 Sekunden hinaus) wechselt. In 5 wird die Getriebeausgangsdrehzahl auf einer ersten (oder linken) vertikalen Achse 274 angezeigt und das resultierende Kupplungsdrehmoment wird auf einer zweiten (oder rechten) vertikalen Achse 275 angezeigt. Die Datendarstellung 272 beinhaltet das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 (dargestellt durch die Linie 278), die die Pendelschaltung darstellt, die eine Nennfunktion (z. B. ohne transiente Boostfunktion) und die resultierende Getriebeausgangsdrehzahl (dargestellt durch die Linie 280) implementiert. Wie durch die Linien 278, 280 gezeigt, beträgt das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 0 % während des Rückwärts-Split-Modus und des Serienmodus und wird auf 100 % während des Vorwärts-Split-Modus betätigt.
Die Datendarstellung 272 beinhaltet ferner das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 (dargestellt durch die Linie 284), die die Pendelschaltung, die die transiente Boostfunktion implementiert, und die resultierende Getriebeausgangsdrehzahl (dargestellt durch die Linie 282) darstellt. Wie durch die Linien 282, 284 gezeigt, beträgt das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 0 % während des Rückwärts-Split-Modus und eines Anfangsabschnitts des Serienmodus. Wenn die Ausgangsdrehzahl während des Serienmodus auf 0 abnimmt, wird die Vorwärtsrichtungskupplung 194 teilweise auf etwa 20 % eingerückt und anschließend beim Übergang in den Vorwärts-Split-Modus auf 100 % erhöht. Wie aus einem Vergleich von Linie 280 und Linie 284 deutlich wird, arbeitet die transiente Boostfunktion, um die Getriebeausgangsdrehzahl relativ zum Betrieb gemäß der Nennfunktion zu erhöhen.
Unter Bezugnahme auf 6 stellt die Datendarstellung 286 im Allgemeinen den Betrieb des Getriebes 126 bei steigender Getriebeausgangsdrehzahl (angegeben durch die horizontale Achse 290) während eines Übergangs des Getriebes 126 von einem Serienmodus (z. B. von 0 Sekunden auf 2 Sekunden) in eine Anzahl von Vorwärts-Split-Modi (z. B. über 2 Sekunden hinaus) dar. In 6 wird das Getriebeausgangsdrehmoment auf einer ersten (oder linken) vertikalen Achse 288 angezeigt und das resultierende Kupplungsdrehmoment wird auf einer zweiten (oder rechten) vertikalen Achse 289 angezeigt. Die Datendarstellung 286 beinhaltet das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 (dargestellt durch die Linie 292), die eine Nennfunktion (z. B. ohne transiente Boostfunktion) implementiert, und das resultierende Getriebeausgangsdrehmoment (dargestellt durch die Linie 294). Wie durch die Linien 292, 294 gezeigt, beträgt das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 0 % während des Serienmodus und wird während der Vorwärts-Split-Modi auf 100 % betätigt. Die Datendarstellung 286 beinhaltet ferner das resultierende Kupplungsdrehmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 (dargestellt durch die Linie 296), die die Implementierung der transienten Boostfunktion und das resultierende Getriebeausgangsdrehmoment (dargestellt durch die Linie 298) darstellt. Wie die Linien 296, 298 zeigen, beträgt das resultierende Kupplungsmoment der Vorwärtsrichtungskupplung 194 während der Dauer des Serienmodus etwa 10 % und wird anschließend beim Übergang in die Vorwärts-Split-Modi auf 100 % erhöht. Wie aus einem Vergleich von Linie 294 und Linie 298 deutlich wird, arbeitet die transiente Boostfunktion, um das Getriebeausgangsdrehmoment relativ zum Betrieb gemäß der Nennfunktion zu erhöhen.
Dementsprechend stellt die vorliegende Leistungssteuerung ein Getriebe mit einer Anzahl von Kupplungen bereit, um die verschiedenen Modi umzusetzen. Im Allgemeinen sind die Kupplungen bei Betätigung vollständig eingerückt, um die Modi zu implementieren. Wie hierin beschrieben, kann die Leistungssteuerung jedoch während des Serienmodus, in dem eine oder mehrere Kupplungen teilweise eingerückt sind, eine transiente Boostfunktion implementieren, sodass Leistung vom Antriebsmotor verwendet werden kann, um die Leistung von den Motoren zu ergänzen. Durch die Verwendung der Leistungssteuerung der vorliegenden Offenbarung stellt die transiente Boostfunktion konsistentere Leistung bereit, typischerweise ohne dass ein größerer Motor erforderlich ist, um andernfalls die befohlene Leistung bereitzustellen, wodurch Verpackung und Kosten verbessert werden.
Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur Vereinfachung der Bezugnahme nummeriert sind:

1. Steuersystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und mindestens einem Motor, der konfiguriert ist, um Leistung für eine Ausgangswelle zu erzeugen, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: ein Getriebe, das operativ zwischen dem Antriebsmotor, dem mindestens einen Motor und der Ausgangswelle positioniert ist, wobei das Getriebe mindestens eine Richtungskupplung und eine Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen umfasst, die miteinander gekoppelt und zum selektiven Einrücken konfiguriert sind, um die Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle gemäß einer Vielzahl von Modi anzutreiben; und eine Steuerung, die eine Prozessor- und Speicherarchitektur aufweist, die dazu konfiguriert ist, die mindestens eine Richtungskupplung und die Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen selektiv mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um die Vielzahl von Modi umzusetzen, einschließlich eines ersten Split-Modus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um kombinierte Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, eines ersten Direktantriebsmodus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung nur vom Antriebsmotor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, und einen ersten Serienmodus, in dem mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung von primär dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, eine transiente Boostfunktion innerhalb mindestens eines Abschnitts des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor durch Leistung vom Antriebsmotor zu ergänzen, um die Ausgangswelle anzutreiben.
2. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion sofort bei einer Einleitung des ersten Serienmodus für eine Teildauer des ersten Serienmodus zu implementieren.
3. Steuersystem nach Beispiel 2, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion nach der Teildauer des ersten Serienmodus zu beenden, zu welchem Zeitpunkt die mindestens eine Richtungskupplung vollständig ausgerückt ist.
4. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion zu einem Zeitpunkt nach einer Einleitung des ersten Serienmodus und vor einem Ende des ersten Serienmodus bei einer Dauer zu implementieren, die sich bis zum Ende des ersten Serienmodus erstreckt.
5. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion bei einer Einleitung des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung teilweise eingerückt ist, um die transiente Boostfunktion während eines Zwischenabschnitts des ersten Serienmodus zu beenden, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig ausgerückt ist, und um die transiente Boostfunktion an einem Ende des ersten Serienmodus zu implementieren.
6. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion im gesamten ersten Serienmodus zu implementieren.
7. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Kupplungsbefehle derart erzeugt, dass ein resultierendes Kupplungsdrehmoment an der mindestens einen Richtungskupplung weniger als 10 % beträgt.
8. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Kupplungsbefehle derart erzeugt, dass ein resultierendes Kupplungsdrehmoment an der mindestens einen Richtungskupplung weniger als 5 % beträgt.
9. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Kupplungsbefehle zum teilweisen Einrücken der mindestens einen Richtungskupplung für eine Dauer von weniger als 1 Sekunde erzeugt.
10. Steuersystem nach Beispiel 1, wobei die mindestens eine Richtungskupplung eine Vorwärtsrichtungskupplung beinhaltet, der erste Split-Modus ein Vorwärts-Split-Modus ist, in dem die Vorwärtsrichtungskupplung vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um die kombinierte Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle in einer Vorwärtsrichtung anzutreiben, der erste Direktantriebsmodus ein Vorwärtsdirektantriebsmodus ist, in dem die Vorwärtsrichtungskupplung vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor zu übertragen, um die Ausgangswelle in der Vorwärtsrichtung anzutreiben, und der erste Serienmodus einen Vorwärtsserienmodusabschnitt beinhaltet, in dem die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle in der Vorwärtsrichtung anzutreiben, und wobei die Steuerung während der transienten Boostfunktion innerhalb des Vorwärtsserienmodusabschnitts konfiguriert ist, um die Kupplungsbefehle zum teilweisen Einrücken der Vorwärtsrichtungskupplung zu generieren.
11. Steuersystem nach Beispiel 10, wobei die mindestens eine Richtungskupplung ferner eine Rückwärtsrichtungskupplung beinhaltet, wobei die Vielzahl von Modi, die durch die Steuerung implementiert wird, einen Rückwärts-Split-Modus beinhaltet, in dem die Rückwärtsrichtungskupplung vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um die kombinierte Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle in einer Rückwärtsrichtung anzutreiben, und einen Rückwärtsdirektantriebsmodus, in dem die Rückwärtsrichtungskupplung vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor zu übertragen, um die Ausgangswelle in der Rückwärtsrichtung anzutreiben, und wobei der erste Serienmodus einen Rückwärtsserienmodusabschnitt beinhaltet, in dem die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle in der Rückwärtsrichtung anzutreiben, und wobei die Steuerung während der transienten Boostfunktion innerhalb des Rückwärtsserienmodusabschnitts konfiguriert ist, um die Kupplungsbefehle, die Rückwärtsrichtungskupplung teilweise einzurücken, generiert.
12. Steuersystem nach Beispiel 11, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um eine Pendelschaltung zu implementieren, bei der das Getriebe vom Vorwärts-Split-Modus in den ersten Serienmodus und in den Rückwärts-Split-Modus übergeht, und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion während des Vorwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar nach dem Vorwärts-Split-Modus und während des Rückwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar vor dem Rückwärts-Split-Modus zu implementieren.
13. Steuersystem nach Beispiel 11, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um eine Pendelschaltung zu implementieren, bei der das Getriebe vom Rückwärtsteilungsmodus in den ersten Serienmodus und in den Vorwärts-Split-Modus übergeht, und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion während des Rückwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar nach dem Rückwärts-Split-Modus und während des Vorwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar vor dem Vorwärts-Split-Modus zu implementieren.
14. Arbeitsfahrzeug, umfassend: einen Antriebsmotor; mindestens eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP); eine Ausgangswelle; ein Getriebe, das operativ zwischen dem Antriebsmotor, dem mindestens einen Motor und der Ausgangswelle positioniert ist, wobei das Getriebe mindestens eine Richtungskupplung und eine Vielzahl von Steueranordnungskupplungen umfasst, die miteinander gekoppelt und zum selektiven Eingriff konfiguriert sind, um die Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle gemäß einer Vielzahl von Modi anzutreiben; und eine Steuerung mit einer Prozessor- und Speicherarchitektur, konfiguriert, um die mindestens eine Richtungskupplung und die Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen selektiv mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um die Vielzahl von Modi umzusetzen, einschließlich eines ersten Split-Modus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um kombinierte Leistung vom Antriebsmotor und dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, eines ersten Direktantriebsmodus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung vollständig eingerückt ist, und mindestens einer der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, und eines ersten Serienmodus, in dem mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor zu übertragen, um die Ausgangswelle anzutreiben, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um eine transiente Boostfunktion innerhalb mindestens eines Abschnitts des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor durch Leistung vom Antriebsmotor zu ergänzen, um die Ausgangswelle anzutreiben.
15. Arbeitsfahrzeug nach Beispiel 14, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion sofort bei einer Einleitung des ersten Serienmodus für eine Teildauer des ersten Serienmodus zu implementieren.

Die hierin verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei einer Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung abzuweichen. Die hierin ausdrücklich genannten Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Änderungen und Abweichungen von den beschriebenen Beispielen zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2018/0043764 [0024]

Claims

Steuersystem (102) zum Betreiben eines Antriebsstrangs (106) eines Arbeitsfahrzeugs (100) mit einem Antriebsmotor (118) und mindestens einem Motor (120, 122), der dazu konfiguriert ist, Leistung für eine Ausgangswelle (128) zu erzeugen, wobei das Steuersystem (102) Folgendes umfasst: ein Getriebe (126), das operativ zwischen dem Antriebsmotor (118), dem mindestens einen Motor (120, 122) und der Ausgangswelle (128) positioniert ist, wobei das Getriebe (126) mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) und eine Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) umfasst, die miteinander gekoppelt und konfiguriert sind, um selektiv einzugreifen, um die Leistung vom Antriebsmotor (118) und dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) gemäß einer Vielzahl von Modi anzutreiben; und eine Steuerung (104) mit einem Prozessor und einer Speicherarchitektur, die konfiguriert ist, um die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) und die mehreren Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) selektiv mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um die mehreren Modi zu implementieren, einschließlich eines ersten Split-Modus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um kombinierte Leistung vom Antriebsmotor (118) und dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben, eines ersten Direktantriebsmodus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor (118) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben, und eines ersten Serienmodus, in dem mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben, wobei die Steuerung (104) ferner konfiguriert ist, um eine transiente Boostfunktion in mindestens einem Abschnitt des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor (120, 122) durch Leistung vom Antriebsmotor (118) zu ergänzen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben.
Steuersystem (102) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion sofort bei einer Einleitung des ersten Serienmodus für eine Teildauer des ersten Serienmodus zu implementieren.
Steuersystem (102) nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion nach der Teildauer des ersten Serienmodus zu beenden, zu welchem Zeitpunkt die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) vollständig ausgerückt ist.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion zu einem Zeitpunkt nach einer Einleitung des ersten Serienmodus und vor einem Ende des ersten Serienmodus während einer Dauer zu implementieren, die sich bis zum Ende des ersten Serienmodus erstreckt.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion bei einer Einleitung des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) teilweise eingerückt ist, um die transiente Boostfunktion während eines Zwischenabschnitts des ersten Serienmodus zu beenden, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) vollständig ausgerückt ist, und um die transiente Boostfunktion an einem Ende des ersten Serienmodus zu implementieren.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion während des gesamten ersten Serienmodus zu implementieren.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerung (104) während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Kupplungsbefehle derart erzeugt, dass ein resultierendes Kupplungsdrehmoment an der mindestens einen Richtungskupplung (194, 196) weniger als 10 % beträgt.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuerung (104) während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Kupplungsbefehle derart erzeugt, dass ein resultierendes Kupplungsdrehmoment an der mindestens einen Richtungskupplung (194, 196) weniger als 5 % beträgt.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerung (104) während der Implementierung der transienten Boostfunktion die Kupplungsbefehle zum teilweisen Einrücken der mindestens einen Richtungskupplung (194, 196) während einer Dauer von weniger als 1 Sekunde erzeugt.
Steuersystem (102) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) eine Vorwärtsrichtungskupplung (194) beinhaltet, der erste Split-Modus ein Vorwärts-Split-Modus ist, in dem die Vorwärtsrichtungskupplung (194) vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um die kombinierte Leistung vom Antriebsmotor (118) und dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) in einer Vorwärtsrichtung anzutreiben, der erste Direktantriebsmodus ein Vorwärtsdirektantriebsmodus ist, in dem die Vorwärtsrichtungskupplung (194) vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor (118) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) in der Vorwärtsrichtung anzutreiben, und der erste Serienmodus einen Vorwärtsserienmodusabschnitt beinhaltet, in dem die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) in der Vorwärtsrichtung anzutreiben, und wobei die Steuerung (104) während der transienten Boostfunktion innerhalb des Vorwärtsserienmodusabschnitts konfiguriert ist, um die Kupplungsbefehle zum teilweisen Einrücken der Vorwärtsrichtungskupplung (194) zu erzeugen.
Steuersystem (102) nach Anspruch 10, wobei die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) ferner eine Rückwärtsrichtungskupplung (196) beinhaltet, wobei die Vielzahl von Modi, die von der Steuerung (104) implementiert werden, einen Rückwärts-Split-Modus, in dem die Rückwärtsrichtungskupplung (196) vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um die kombinierte Leistung vom Antriebsmotor (118) und dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) in einer Rückwärtsrichtung anzutreiben, und einen Rückwärtsdirektantriebsmodus, in dem die Rückwärtsrichtungskupplung (196) vollständig eingerückt ist und die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor (118) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) in der Rückwärtsrichtung anzutreiben, beinhaltet, und wobei der erste Serienmodus einen Rückwärtsserienmodusabschnitt beinhaltet, in dem die mindestens eine der Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) in der Rückwärtsrichtung anzutreiben, und wobei die Steuerung (104) während der transienten Boostfunktion im Rückwärtsserienmodusabschnitt konfiguriert ist, um die Kupplungsbefehle zum teilweisen Einrücken der Rückwärtsrichtungskupplung (196) zu erzeugen.
Steuersystem (102) nach Anspruch 11, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um eine Pendelschaltung zu implementieren, in der das Getriebe (126) vom Vorwärts-Split-Modus in den ersten Serienmodus und in den Rückwärts-Split-Modus übergeht, und wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion während des Vorwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar nach dem Vorwärts-Split-Modus und während des Rückwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar vor dem Rückwärts-Split-Modus zu implementieren.
Steuersystem (102) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um eine Pendelschaltung zu implementieren, in der das Getriebe (126) vom Rückwärts-Split-Modus in den ersten Serienmodus und in den Vorwärts-Split-Modus übergeht, und wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion während des Rückwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar nach dem Rückwärts-Split-Modus und während des Vorwärtsserienmodusabschnitts des ersten Serienmodus unmittelbar vor dem Vorwärts-Split-Modus zu implementieren.
Arbeitsfahrzeug (100), umfassend: einen Antriebsmotor (118); mindestens eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP); eine Ausgangswelle (128); ein Getriebe (126), das operativ zwischen dem Antriebsmotor (118), dem mindestens einen Motor (120, 122) und der Ausgangswelle (128) positioniert ist, wobei das Getriebe (126) mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) und eine Vielzahl von Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) umfasst, die miteinander gekoppelt und konfiguriert sind, um selektiv einzugreifen, um die Leistung vom Antriebsmotor (118) und dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) gemäß einer Vielzahl von Modi anzutreiben; und eine Steuerung (104) mit einem Prozessor und einer Speicherarchitektur, die konfiguriert ist, um die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) und die mehreren Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) selektiv mit Kupplungsbefehlen zu betätigen, um die mehreren Modi zu implementieren, einschließlich eines ersten Split-Modus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um kombinierte Leistung vom Antriebsmotor (118) und dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben, eines ersten Direktantriebsmodus, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) vollständig eingerückt ist und mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung ausschließlich vom Antriebsmotor (118) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben, und eines ersten Serienmodus, in dem mindestens eine der Vielzahl der Steuerbaugruppenkupplungen (184, 186, 188, 190, 192) vollständig eingerückt ist, um Leistung primär von dem mindestens einen Motor (120, 122) zu übertragen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben, wobei die Steuerung (104) ferner konfiguriert ist, um eine transiente Boostfunktion in mindestens einem Abschnitt des ersten Serienmodus zu implementieren, in dem die mindestens eine Richtungskupplung (194, 196) teilweise eingerückt ist, um Leistung von dem mindestens einen Motor (120, 122) durch Leistung vom Antriebsmotor (118) zu ergänzen, um die Ausgangswelle (128) anzutreiben.
Arbeitsfahrzeug (100) nach Anspruch 14, wobei die Steuerung (104) konfiguriert ist, um die transiente Boostfunktion sofort bei einer Einleitung des ersten Serienmodus für eine Teildauer des ersten Serienmodus zu implementieren.