DE102020215219A1

DE102020215219A1 - Integriertes Getriebe mit CVP und Leistungselektronikvorrichtung

Info

Publication number: DE102020215219A1
Application number: DE102020215219.5A
Authority: DE
Inventors: Stacy K. Worley; Ronald D. Bremner
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2021-06-10
Also published as: CN112943869A; US11420512B2; US20210170857A1; BR102020023229A2

Abstract

Ein integriertes Getriebe beinhaltet ein Getriebegehäuse mit einer ersten Gehäusefläche, durch die sich die Eingangswelle erstreckt; ein CVP-Gehäuse, das in dem Gehäuse untergebracht ist; und eine Getriebebaugruppe. Die Getriebebaugruppe beinhaltet eine Eingangsanordnung, die in dem Gehäuse enthalten ist und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv die Motorleistung und die CVP-Leistung koppelt; eine Variatoranordnung, die in dem Gehäuse enthalten ist und konfiguriert ist, um die Motor- und CVP-Leistung aufzunehmen und selektiv die Motorleistung, CVP-Leistung und eine Summierung von Motor- und CVP-Leistung als Variatorausgangsleistung zu übertragen; und eine Getriebezahnradanordnung, die in dem Getriebegehäuse enthalten ist und mit der Variatoranordnung in Eingriff steht und konfiguriert ist, um eine selektive Untersetzung zum Getriebe auf eine Ausgangswelle bereitzustellen, die sich aus dem Getriebegehäuse erstreckt. Das integrierte Getriebe beinhaltet eine Leistungselektronikvorrichtung, die innerhalb oder auf dem Getriebegehäuse angeordnet und elektrisch mit der CVP gekoppelt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Nicht zutreffend.
ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
Nicht zutreffend.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Diese Offenbarung bezieht sich auf integrierte Getriebe für Antriebsstränge, einschließlich Multimode-Getriebe für den Betrieb von Arbeitsfahrzeugen in Land- und Forstwirtschaft, Bauwesen und anderen Anwendungen.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Es kann nützlich sein, in einer Vielzahl von Einstellungen sowohl einen herkömmlichen Motor (z. B. einen Verbrennungsmotor) als auch mindestens eine stufenlos variable Leistungsquelle (Continuously Variable Power Source „CVP“) (z. B. einen Elektromotor/Generator oder Hydraulikmotor/Pumpe usw.) zu verwenden, um einem Ausgangselement nutzbare Leistung bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Teil der Motorleistung umgeleitet werden, um eine erste CVP anzutreiben, die mit Hilfe einer Leistungselektronikvorrichtung wiederum eine zweite CVP antreiben kann. Leistung von dem Motor und/oder der zweiten CVP kann dem Ausgangselement (z. B. einer Fahrzeugachse oder einer anderen Ausgangswelle) zugeführt werden. Der Motor, die CVPs und das Ausgangselement können über ein stufenloses (oder unendliches) variables Getriebe (CVT oder IVT) operativ verbunden sein. Dementsprechend beinhalten solche Antriebsstränge den Motor, das CVT, die CVPs und die Leistungselektronikvorrichtung, die einzeln und gemeinsam auf dem Arbeitsfahrzeug angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
In einem Beispiel wird ein integriertes Getriebe für einen Arbeitsfahrzeugantriebsstrang mit einem Motor bereitgestellt, der Motorleistung an eine Eingangswelle abgibt. Das integrierte Getriebe beinhaltet ein Getriebegehäuse mit einer ersten Gehäusefläche, durch die sich die Eingangswelle erstreckt; eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP), die in dem Getriebegehäuse untergebracht und konfiguriert ist, um CVP-Leistung zu erzeugen; und eine Getriebebaugruppe. Die Getriebebaugruppe beinhaltet ferner eine Eingangsanordnung, die in dem Getriebegehäuse enthalten ist und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv die Motorleistung von der Eingangswelle und die CVP-Leistung von der CVP koppelt; eine Variatoranordnung, die in dem Getriebegehäuse enthalten ist und konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung aufzunehmen und selektiv die Motorleistung zu übertragen, die CVP-Leistung zu übertragen und eine Summierung der Motorleistung und der CVP-Leistung als Variatorausgangsleistung zu übertragen; und eine Getriebezahnradanordnung, die in dem Getriebegehäuse enthalten ist, die mit der Variatoranordnung in Eingriff steht und konfiguriert ist, um eine selektive Untersetzung zum Getriebe von Getriebeausgangsleistung von der Variatorausgangsleistung auf eine Ausgangswelle bereitzustellen, die sich aus dem Getriebegehäuse erstreckt. Das integrierte Getriebe beinhaltet ferner eine Leistungselektronikvorrichtung, die innerhalb oder auf dem Getriebegehäuse angeordnet und elektrisch mit der CVP gekoppelt ist.
In einem weiteren Beispiel ist ein integriertes Getriebegehäuse für ein Getriebe mit einer stufenlos variablen Leistungsquelle (CVP) bereitgestellt, die konfiguriert ist, um CVP-Leistung zu erzeugen, und einer Getriebebaugruppe, die Motorleistung über eine Eingangswelle empfängt. Das integrierte Getriebegehäuse beinhaltet einen ersten Gehäuseschalenabschnitt mit einer ersten Fläche, einer ersten Seitenwand und einem ersten Schalenabschnittsflansch, der die erste Seitenwand umgibt; mindestens einen CVP-Zylinder, der innerhalb des ersten Gehäuseschalenabschnitts angeordnet ist, der konfiguriert ist, um die CVP aufzunehmen; und einen zweiten Gehäuseschalenabschnitt mit einer zweiten Fläche, einer zweiten Seitenwand und einem zweiten Schalenabschnittsflansch, der die zweite Seitenwand umgibt. Der erste Schalenabschnittsflansch und der zweite Schalenabschnittsflansch sind derart ineinander gepaart, dass mindestens ein Abschnitt der ersten Fläche, der ersten Seitenwand, der zweiten Fläche und der zweiten Seitenwand gemeinsam einen primären Gehäuseabschnitt bilden, der konfiguriert ist, um die Getriebebaugruppe aufzunehmen, mit einer Eingangsanordnung, die selektiv die Motorleistung von der Eingangswelle und die CVP-Leistung von der CVP koppelt, einer Variatoranordnung, die konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung aufzunehmen und selektiv die Motorleistung zu übertragen, die CVP-Leistung zu übertragen und eine Summierung der Motorleistung und der CVP-Leistung als Variatorausgangsleistung zu übertragen, und einer Getriebezahnradanordnung, die mit der Variatoranordnung in Eingriff steht und konfiguriert ist, um eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Getriebeausgangsleistung von der Variatorausgangsleistung an eine Ausgangswelle bereitzustellen, die sich aus dem integrierten Getriebegehäuse erstreckt.
Die Details einer oder mehrerer Implementierungen werden in den beigefügten Zeichnungen sowie in der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine schematische Ansicht eines Antriebsstrangs mit einem integrierten Getriebe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
Die 3A-3C sind externe isometrische Ansichten des integrierten Getriebes von 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
Die 4A und 4B sind isometrische Ansichten des integrierten Getriebes aus 2, wobei ein Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung entfernt ist;
Die 5A-5D sind isometrische Ansichten von Gehäuseschalenabschnitten des integrierten Getriebes aus 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
Die 6A und 6B sind Querschnittsansichten des integrierten Getriebes durch die Linien 6A-6A bzw. 6B-6B von 5A gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
Die 7A und 7B sind Querschnittsansichten des integrierten Getriebes durch die Linie 7A-7A von 5A bzw. die Linie 7B-7B von 5B gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
Die 8A und 8B sind isometrische Ansichten eines integrierten Getriebes gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Gleiche Referenzsymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten integrierten Getriebes, Antriebsstrangs und/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.
Wie hierin verwendet, bezeichnen Listen mit Elementen, die durch konjunktive Ausdrücke (z. B. „und“) getrennt sind und denen auch der Ausdruck „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Liste oder eine Kombination davon beinhalten. Zum Beispiel bezeichnet „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; oder A, B und C).
Bei der Detaillierung der Offenbarung können Richtungs- und Ausrichtungsbegriffe, wie etwa „vorwärts“, „vorne“, „rückwärts“, „hinten“, „seitlich“, „horizontal“ und „vertikal“, verwendet werden. Derartige Begriffe werden mindestens teilweise in Bezug auf die Fahrtrichtung des Arbeitsfahrzeugs oder Arbeitsgeräts beim Einsatz definiert. So beziehen sich beispielsweise die Begriffe „vorwärts“ und „vorne“ (einschließlich „vorwärts“ und weiterer Ableitungen oder Variationen) auf eine Richtung, die der primären Fahrtrichtung entspricht, während sich der Begriff „rückwärts“ und „hinten“ (und Ableitungen und Variationen) auf eine entgegengesetzte Richtung beziehen. Der Begriff „Längsachse“ kann sich auch auf eine Achse beziehen, die sich nach vorne und nach hinten erstreckt. Im Vergleich dazu kann sich der Begriff „Querachse“ auf eine Achse beziehen, die senkrecht zur Längsachse steht und sich auf einer horizontalen Ebene erstreckt, d. h. einer Ebene, die sowohl die Längs- als auch die Querachse enthält. Der Begriff „vertikal“ bezieht sich auf eine Achse oder eine Richtung, die orthogonal zur horizontalen Ebene ist, die die Längs- und Querachsen enthält. Im Allgemeinen können diese Begriffe jedoch relativ zueinander betrachtet werden, so dass die jeweiligen Komponenten oder Eigenschaften umgekehrt oder neu ausgerichtet werden können und immer noch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung fallen.
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. 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.
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). Im Gegensatz dazu kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen zwei Systemelementen übertragen angesehen werden, wenn ein wesentlicher 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.
Das stufenlose Getriebe (CVT) kann in das Getriebe der vorliegenden Offenbarung integriert sein und kann eine Vielzahl von verschiedenen Modi mit einem Satz von Getriebeelementen bereitstellen. Beispielsweise kann ein „Split-Pfad“-Leistungsübertragungsmodus vorgesehen sein, bei dem Leistung von sowohl dem Motor als auch einer CVP zur Abgabe von Nutzleistung an das Ausgangselement kombiniert wird. In weiteren Ausführungsformen kann Nutzleistung durch eine CVP bereitgestellt werden, jedoch nicht durch den Motor (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP antreibt) in einem „Nur-CVP“ -Leistungsübertragungs- oder Serienmodus. Schließlich kann in einigen Ausführungsformen Nutzleistung durch den Motor bereitgestellt werden (z. B. über verschiedene mechanische Übertragungselemente, wie etwa Wellen und Zahnräder), aber nicht durch eine CVP, in einem „mechanischer Pfad“-Modus. Das integrierte Getriebe der vorliegenden Offenbarung kann diese Modi auch gemäß verschiedenen Ausgangsdrehzahlbereichen und -richtungen bereitstellen.
Dementsprechend beinhaltet ein integriertes Getriebe in einem Beispiel ein Getriebegehäuse mit einem vorderen Gehäuseschalenabschnitt und einem hinteren Gehäuseschalenabschnitt, die zusammen einen primären Gehäuseabschnitt bilden, der die Getriebebaugruppe aufnimmt, die das CVT bildet. Der vordere Gehäuseschalenabschnitt beinhaltet ferner einen oder mehrere CVP-Zylinder, um die CVP innerhalb des Gehäuses unterzubringen. Insbesondere können die CVP-Zylinder einen ersten CVM-Zylinder beinhalten, der die erste CVM enthält, die konfiguriert ist, um von der Motorleistung angetrieben zu werden, um als Generator zum Erzeugen elektrischer Leistung zu arbeiten, und einen zweiten CVM-Zylinder, der von der elektrischen Leistung über die Leistungselektronikvorrichtung angetrieben wird, um als Motor zum Erzeugen der CVP-Leistung zum Antrieb der Getriebebaugruppe zu arbeiten. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die erste Gehäuseschale ferner eine Wand der Leistungselektronikvorrichtung, die mindestens teilweise einen Elektronikgehäuseabschnitt definiert, der die Leistungselektronikvorrichtung aufnimmt. Obwohl eine Ausführungsform das Getriebegehäuse mit zwei Schalenabschnitten beinhaltet, können andere Ausführungsformen ein einzelnes Getriebegehäuse aufweisen. Infolgedessen kann das Getriebe eine integrierte Anordnung sein, wobei die CVP, die Getriebebaugruppe und die Leistungselektronik an oder innerhalb eines einzelnen Gehäuses angeordnet sind.
Das Getriebe der vorliegenden Offenbarung kann verschiedene Vorteile bereitstellen, einschließlich der Integration der CVP innerhalb des Getriebegehäuses. Beispielsweise ist das Getriebe derart konfiguriert, dass die Maschinen der CVP parallel zu den anderen Wellen und Komponenten innerhalb des Getriebegehäuses sein können und diese axial überlappen. Diese Konfiguration stellt einen relativ geringeren Platzbedarf für das Getriebe und CVP mit einer kürzeren Länge bereit, während mehrere Betriebsmodi ermöglicht werden, wodurch die Verwendung des Getriebes über eine Anzahl von Plattformen ermöglicht wird.
Wie aus der Erörterung hierin ersichtlich wird, kann das offenbarte integrierte Getriebe vorteilhaft in einer Vielzahl von Einstellungen und mit einer Vielzahl von Maschinen verwendet werden. Unter Bezugnahme auf 1 ist beispielsweise ein beispielhaftes Arbeitsfahrzeug 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 die offenbarten Antriebsstränge auch bei Nicht-Arbeitsfahrzeugen und Nicht-Fahrzeuganwendungen (z. B. Installationen an einem festen Standort) verwendet werden können.
Im Allgemeinen beinhaltet das Arbeitsfahrzeug 100 einen Antriebsstrang 102, der konfiguriert ist, um Leistung von einer oder mehreren Leistungsquellen an verschiedene Leistungssenken des Fahrzeugs 100 zu erzeugen und zu verteilen. In einem Beispiel kann der Antriebsstrang 102 im Allgemeinen einen Motor 104, ein Getriebe 106, eine Kraftübertragung 108 und Hinter- und/oder Vorderachsen 110 beinhalten. Das Getriebe 106 kann eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) 112, eine Getriebebaugruppe 114, eine Leistungselektronikvorrichtung 116 und in einigen Beispielen einen Pumpenantrieb 118 beinhalten, wobei Abschnitte oder alle davon innerhalb eines Gehäuses 120 untergebracht sein können, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben. Somit erzeugt und verteilt der Antriebsstrang 102 Leistung von dem Motor 104 und der CVP 112 über die Getriebebaugruppe 114 und die Leistungselektronikvorrichtung 116 an die Kraftübertragung 108 und anschließend an die Hinter- und/oder Vorderachsen 110. Der Antriebsstrang 102 kann zusätzlich oder alternativ konfiguriert sein, um Leistung an eine Zapfwelle abzugeben (in 1 nicht gezeigt), um ein Anbaugerät anzutreiben, das von dem Fahrzeug 100 getragen wird oder das von einem separaten Fahrzeug getragen wird. Es versteht sich, dass der Antriebsstrang 102 konfiguriert sein kann, um Leistung an andere Leistungssenken abzugeben, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bezüglich der Leistungsquellen des Antriebsstrangs 102 kann der Motor 104 ein Verbrennungsmotor mit verschiedenen bekannten Konfigurationen sein. In einer Ausführungsform kann die CVP 112 mindestens eine stufenlos variable Maschine (CVM), wie etwa eine elektrische Maschine oder eine hydraulische Maschine, beinhalten. In einer Ausführungsform beinhaltet die CVP 112 eine erste CVM, die als Generator arbeitet, und eine zweite CVM, die als Motor arbeitet.
Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann die Getriebebaugruppe 114 verschiedene Zahnräder, Kupplungen, Wellen und andere Leistungsübertragungselemente beinhalten, die als eine stufenlos (oder unendlich) variable Getriebebaugruppe gemäß verschiedenen Modi zum selektiven Verteilen von Leistung zwischen dem Motor 104 und der CVP 112, Leistung von dem Motor 104 an die Leistungssenken (z. B. die Kraftübertragung 108 und Achsen 110), Leistung von der CVP 112 an die Leistungssenken und kombinierte Leistung von dem Motor 104 und der CVP 112 an die Leistungssenken arbeiten.
Die Leistungselektronikvorrichtung 116 kann innerhalb oder an dem Gehäuse 120 des Getriebes 106 positioniert sein und auf eine beliebige geeignete Weise arbeiten, um den Betrieb des Antriebsstrangs 102 und andere Aspekte des Fahrzeugs 100 zu unterstützen. In einem Beispiel beinhaltet die Leistungselektronikvorrichtung 116 einen oder mehrere Wechselrichter, die Gleichstrom (z. B. von der ersten CVM 130) in Wechselstrom (z. B. für die zweite CVM 132) umwandeln. Die Wechselrichter der Leistungselektronikvorrichtung 116 können Leistungshalbleiterschalter mit Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs) beinhalten, die durch Materialien wie etwa Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) gebildet werden. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, kann die Leistungselektronikvorrichtung 116, die durch diese Materialien gebildet wird kann im Vergleich zu anderen, herkömmlicheren Materialien bei relativ höheren Temperaturen arbeiten, wodurch eine zusätzliche Integration und/oder gemeinsame Kühlung mit der Getriebebaugruppe 114 und der CVP 112 innerhalb oder in der Nähe des Gehäuses 120 ermöglicht wird. In einer Ausführungsform ist der Pumpenantrieb 118 innerhalb oder an dem Gehäuse 120 angeordnet, um von dem Motor 104 oder der CVP 112 angetrieben zu werden, um Hydraulikfluide an die verschiedenen Systeme des Fahrzeugs 100 zu verteilen. Obwohl in 1 als Teil des Getriebes 106 dargestellt, kann in einigen Ausführungsformen der Pumpenantrieb 118 getrennt vom Getriebe 106 positioniert sein (oder weggelassen werden).
Weitere Details bezüglich des Getriebes 106, insbesondere des Gehäuses 120 und der Getriebekonfiguration innerhalb des Gehäuses 120, werden im Folgenden ausführlicher bereitgestellt.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 100 ferner eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (oder Bedienerschnittstelle) 122 und eine Steuerung 124 beinhalten. Die Steuerung 124 kann einen oder mehrere Aspekte des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs 100 auf Grundlage von Eingaben von der Bedienerschnittstelle 122 steuern und in einigen Ausführungsformen die Implementierung und den Betrieb des Antriebsstrangs 102 erleichtern. Die Bedienerschnittstelle 122 kann innerhalb einer Kabine des Arbeitsfahrzeugs 100 angeordnet sein, um dem Fahrzeugführer einen einfachen Zugriff darauf zu ermöglichen. Die Bedienerschnittstelle 122 kann auf verschiedene Art und Weise konfiguriert sein, einschließlich einer Eingabevorrichtung mit einem oder mehreren Joysticks, verschiedenen Schaltern oder Hebeln, einer oder mehreren Tasten, einer Touchscreen-Schnittstelle, die einer Anzeige überlagert sein kann, einer Tastatur, einem Lautsprecher und einem Mikrofon, das einem Spracherkennungssystem oder verschiedenen anderen Mensch-Maschine-Schnittstellenvorrichtungen zugeordnet ist. Als ein Beispiel kann der Bediener die Bedienerschnittstelle 122 und die Steuerung 124 nutzen, um einen ausgewählten Betriebsmodus des Getriebes 106 auszuwählen und zu implementieren.
In einem Beispiel kann die Steuerung 124 als eine oder mehrere Rechenvorrichtungen mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen, als fest verdrahtete Rechenschaltung (oder -schaltungen), als programmierbare Schaltung, als hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Steuerung oder anderweitig konfiguriert sein; und die Steuerung 124 kann konfiguriert sein, um verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf das Arbeitsfahrzeug 100 (oder andere Maschinen) auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 124 konfiguriert sein, um Eingabesignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale, mechanische Bewegungen usw.) auszugeben.
Unter Bezugnahme nun auf 2 ist eine beispielhafte Konfiguration des Antriebsstrangs 102 schematisch dargestellt. Wie oben vorgestellt, kann der Antriebsstrang 102 den Motor 104 und das Getriebe 106 mit dem Gehäuse 120 beinhalten, das zumindest teilweise die CVP 112, die Getriebebaugruppe 114, die Leistungselektronikvorrichtung 116 und in einigen Beispielen den Pumpenantrieb 118 aufnimmt (in 2 nicht gezeigt). Wie ebenfalls oben vorgestellt, kann die CVP 112 mindestens eine stufenlos variable Maschine (CVM), wie etwa eine elektrische Maschine oder eine hydraulische Maschine, einschließlich der ersten CVM 130 und der zweiten CVM 132, beinhalten. Die erste CVM 130 kann über die Leistungselektronikvorrichtung 116 und/oder andere geeignete Leitungen oder Elemente mit der zweiten CVM 132 betriebsfähig verbunden sein.
Im Allgemeinen beinhaltet die Getriebebaugruppe 114 eine Vielzahl von Komponenten, wie etwa Wellen, Zahnräder, Zahnradsätze, Kupplungen, Bremsen und/oder andere Komponenten, die miteinander verbunden sind, um es der Übertragungsleistung zwischen dem Motor 104, der ersten CVM 130 und/oder der zweiten CVM 132 zu ermöglichen, um ein oder mehrere andere Ausgangselemente (z. B. eine oder beide Achsen 110) des Fahrzeugs 100 (1) mit Leistung zu versorgen. Die Getriebebaugruppe 114 kann als eine stufenlose (oder unendlich) variable Getriebebaugruppe oder eine unendlich variable Getriebebaugruppe betrachtet werden. Außerdem kann das Getriebe 106 konfiguriert sein, um eine Auswahl zwischen einem der Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe 114 selektiv Leistung von dem Motor 104 und/oder der CVP 112 auf die Ausgangselemente überträgt.
In einigen Ausführungsformen sind die erste CVM 130 und die zweite CVM 132 beide elektrische Maschinen. Außerdem können in einigen Ausführungsformen die erste und/oder die zweite CVM 130, 132 konfiguriert sein, um als Motor (zum Ausgeben mechanischer Leistung aus elektrischer Eingangsleistung) und als Generator (zum Ausgeben elektrischer Leistung aus mechanischer Eingangsleistung) zu arbeiten. Somit kann der Motor 104 zusätzlich zum Bereitstellen von Drehleistung für ein oder mehrere Ausgangselemente, wie nachstehend erörtert, auch Drehleistung für die erste CVM 130 über die Getriebebaugruppe 114 bereitstellen. Fortfahrend kann die erste CVM 130 die empfangene Leistung zur Übertragung in eine alternative Form (z. B. elektrische oder hydraulische Leistung) umwandeln. In einem Beispiel ist die Leistung von der ersten CVM 130 elektrische Leistung, die von der Leistungselektronikvorrichtung 116 konditioniert wird. Diese umgewandelte und übertragene Leistung kann von der zweiten CVM 132 von der Leistungselektronikvorrichtung 116 empfangen und dann von der zweiten CVM 132 erneut umgewandelt werden, um eine Drehleistungsausgabe an die Getriebebaugruppe 114 bereitzustellen.
In einer beispielhaften Konfiguration kann die Getriebebaugruppe 114 eine Eingangsanordnung 134 mit einer Eingangswelle 136 beinhalten, die eine Eingangsachse 138 definiert. Die Eingangsanordnung 134 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Eingangsachse 138 zentriert sein. Die Eingangsachse 138 kann eine Drehachse für mindestens einen Abschnitt der Eingangsanordnung 126 darstellen. Dementsprechend kann die Eingangsanordnung 126 mindestens eine Eingangskomponente beinhalten (z. B. Zahnräder, Kupplungen, Lager, Wellen und dergleichen), die zur Drehung um die Eingangsachse 138 und/oder andere Teile der Getriebebaugruppe 114 gelagert ist. Der Motor 104 und die CVP 112 sind operativ verbunden, um die Eingangsanordnung 126 anzutreiben.
Die Getriebebaugruppe 114 kann auch eine Variatoranordnung 140 mit mindestens einer Variatorwelle 142 beinhalten, die eine zugehörige Variatorachse 144 definiert. Die Variatoranordnung 140 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Variatorachse 144 zentriert sein. Die Variatoranordnung 140 kann mindestens eine Variatorkomponente beinhalten, die nachstehend erörtert wird und zur Drehung um die Variatorachse 144 gelagert ist. Die Variatoranordnung 140 ist über die Eingangsanordnung 126 betriebsfähig mit dem Motor 104 und der CVP 112 verbunden. Im Allgemeinen können die Variatoranordnung 140 und/oder Eingangsanordnung 126 eine Vielzahl von Vorrichtungen beinhalten, die in der Lage sind, die mechanischen Eingänge von dem Motor 104 und der CVP 112 für eine kombinierte mechanische Ausgabe an die Ausgangswelle 154 zur Split-Pfad-Leistungsübertragung zu summieren. Somit ist die Variatoranordnung 140 konfiguriert, um Motorleistung und CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung 126 zu empfangen und die Motorleistung selektiv zu übertragen, die CVP-Leistung zu übertragen und/oder eine Summierung der Motorleistung und der CVP-Leistung als Variatorausgangsleistung zu übertragen. In bestimmten Ausführungsformen, wie in 2 dargestellt, kann die Variatoranordnung 140 mit einer Summierplanetenradsatzgruppe (z. B. einer Doppelplanetenradsatzgruppe mit einem oder mehreren Sonnenrädern, Planetenrädern, Hohlrädern und Trägern) konfiguriert sein. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können.
Die Getriebebaugruppe 114 kann ferner eine Vorgelegewellenanordnung 146 mit einer Vorgelegewelle 148 beinhalten, die eine Vorgelegewellenachse 150 definiert. Die Vorgelegewellenanordnung 146 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Vorgelegewellenachse 150 zentriert sein. Die Vorgelegewellenachse 150 kann eine Drehachse für die Vorgelegewellenanordnung 146 darstellen. Dementsprechend kann die Vorgelegewellenanordnung 146 mindestens eine Vorgelegewellenkomponente beinhalten (z. B. Zahnräder, Kupplungen, Lager, Wellen und dergleichen), die zur Drehung um die Vorgelegewellenachse 150 gelagert ist. Die Vorgelegewellenanordnung 146 kann konfiguriert werden, um die Drehrichtung der von der Variatoranordnung 140 abgegebenen Leistung zu ändern (z. B. als Variatorausgangsleistung).
Ferner kann die Getriebebaugruppe 114 eine Ausgangsanordnung 152 beinhalten, die zumindest teilweise durch eine Ausgangswelle 154 gebildet ist, die eine Ausgangsachse 156 definiert. Die Ausgangsanordnung 152 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Ausgangsachse 156 zentriert sein. Die Ausgangsachse 156 kann eine Drehachse für die Ausgangsanordnung 152 darstellen. Dementsprechend kann die Ausgangsanordnung 152 mindestens eine Ausgangskomponente beinhalten (z. B. Zahnräder, Kupplungen, Lager, Wellen und dergleichen), die zur Drehung um die Ausgangsachse 156 gelagert ist. Somit kann die Ausgangsanordnung 152 Leistung von der Vorgelegewellenanordnung 146 an die Ausgangswelle 154 abgeben. Tatsächlich können die Komponenten, die der Vorgelegewellenanordnung 146 und der Ausgangsanordnung 152 (z. B. „Bereichskupplungen“ und Zahnrädern) zugeordnet sind und/oder diese bilden, als eine Getriebezahnradanordnung fungieren, die eine selektive Untersetzung zur Übertragung der Variatorausgangsleistung von der Variatoranordnung 140 bereitstellt, um Getriebeausgangsleistung an der Ausgangswelle 154 zu erzeugen. Wie oben angemerkt, kann die Ausgangswelle 154 mit dem Antriebsstrang 108 drehgekoppelt sein (1).
Eine zusätzliche Leistungsausgabe der Getriebebaugruppe 114 kann eine Zapfwellenanordnung („PTO“) 158 mit einer oder mehreren Zapfwellen 160 sein. Die Zapfwellenanordnung 158 greift in die Ausgangswelle 154 ein, so dass die Ausgangswelle 154 die Zapfwelle 160 antreiben kann.
Dementsprechend kann die Variatoranordnung 140 zwischen der Eingangsanordnung 126 und der Vorlegewellenanordnung 146 angeordnet und operativ damit verbunden sein, und die Vorlegewellenanordnung 146 kann zwischen der Variatoranordnung 140 und der Ausgangsanordnung 152 angeordnet und operativ damit verbunden sein. Somit kann das Getriebe 106 für einen Leistungsfluss entlang eines Pfads von der Eingangsanordnung 126, durch die Variatoranordnung 140 und die Vorgelegewellenanordnung 146 und zu der Ausgangsanordnung 152 und/oder Zapfwellenanordnung 158 konfiguriert sein.
Wie in 2 gezeigt, kann das Getriebe 106 einen Satz selektiver Getriebekomponenten zum Auswählen zwischen den verschiedenen Getriebemodi beinhalten. Die selektiven Getriebekomponenten können Nasskupplungen, Trockenkupplungen, Klauenkragenkupplungen, Bremsen oder andere ähnliche Komponenten beinhalten, die sich selektiv zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position bewegen können. Die Getriebebaugruppe 114 beinhaltet ferner eine Anzahl von Zahnrädern und Hohlwellen, die Leistung übertragen. In einem Beispiel beinhaltet die Getriebebaugruppe 114 eine Anzahl von Kupplungen, einschließlich einer oder mehrerer Vorwärtskupplungen, Rückwärtskupplungen, „Kriechkupplungen“, Antriebskupplungen und Bereichskupplungen. Diese Kupplungen werden selektiv von einer Steuerung 124 (1) gesteuert, um Leistung von und zwischen dem Motor 104, der CVP 112 und/oder der Getriebebaugruppe 114 angemessen zu verteilen, um die Richtung und/oder Drehzahl des Leistungsflusses zur Ausgangswelle 154 und Zapfwelle 160 zu modifizieren.
Die Getriebebaugruppe 114 kann als Multimode-Getriebe konfiguriert werden und ein selektives Umschalten zwischen den verschiedenen Modi bereitstellen. Beispielsweise kann das Getriebe 106 einen oder mehrere Split-Pfad-Leistungsübertragungsmodi bereitstellen. In jedem dieser Modi kann Leistung von dem Motor 104 und der CVP 112 kombiniert oder summiert werden (z. B. durch die Variatoranordnung 140), und die resultierende kombinierte oder summierte Leistung kann an die Ausgangswelle 154 und/oder Zapfwelle 160 bei einer oder mehreren Drehzahlen und Richtungen abgegeben werden. Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 114 einen oder mehrere Nur-CVP-Modi bereitstellen, um den Motor 104 von der Ausgangswelle 154 zu trennen und stattdessen nur CVP-Leistung von der CVP 112 an die Ausgangswelle 154 und/oder Zapfwelle 160 mit einer oder mehreren Drehzahlen und Richtungen zu liefern. Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 114 einen oder mehrere Nur-Motor-Modi bereitstellen, in denen Leistung ausschließlich vom Motor 104 bei einer oder mehreren Drehzahlen und Richtungen an die Ausgangswelle 154 und/oder die Zapfwellenwelle 160 abgegeben wird.
Wie oben vorgestellt, sind Abschnitte des Getriebes 106 in dem Getriebegehäuse 120 untergebracht, wie schematisch in 2 dargestellt. Das Gehäuse 120 umschließt die Getriebebaugruppe 114 und die CVMs 130, 132 zumindest teilweise und beherbergt oder stützt die Leistungselektronikvorrichtung 116 und optional den Pumpenantrieb 118.
Eine beispielhafte Implementierung des Getriebes 106 ist in den Ansichten aus den 3A-7D dargestellt. Insbesondere stellen die 3A, 3B und 3C externe isometrische Ansichten des Getriebes 106 bereit, insbesondere außerhalb des Getriebegehäuses 120. Die Ansicht von 3A kann als vordere Seitenansicht von oben betrachtet werden; 3B kann als hintere Seitenansicht von oben betrachtet werden; und 3C kann als hintere Seitenansicht von unten betrachtet werden.
Unter Bezugnahme auf die 3A-3C kann das Gehäuse 120 in einem Beispiel durch zwei zusammenwirkende Schalenabschnitte 180, 188 gebildet sein, die in dem dargestellten Beispiel ein vorderer (oder erster) Schalenabschnitt 180 und ein hinterer (oder zweiter) Schalenabschnitt 188 sind. Der vordere Schalenabschnitt 180 definiert eine vordere Fläche 182 und eine vordere Seitenwand 184 mit einem vorderen Schalenabschnittskopplungsflansch 186, der die vordere Seitenwand 184 umgibt. Gleichermaßen definiert der hintere Schalenabschnitt 188 eine hintere Fläche 190 und eine hintere Seitenwand 192 mit einem hinteren Schalenabschnittskopplungsflansch 194, der die hintere Seitenwand 192 umgibt. Der vordere Schalenabschnittskupplungsflansch 186 und der hintere Schalenabschnittskupplungsflansch 194 sind konfiguriert, um entlang einer im Allgemeinen vertikalen Ebene miteinander zusammenzupassen, um die zwei Schalenabschnitte 180, 188 des zusammengebauten Gehäuses 120 zu bilden, obwohl andere Konfigurationen bereitgestellt werden können. Der vordere Schalenabschnittskopplungsflansch 186 und der hintere Schalenabschnittskopplungsflansch 194 können auf eine beliebige geeignete Weise miteinander verbunden sein, einschließlich durch einen Befestigungsmechanismus, wie etwa Bolzen.
Wiederum unter Bezugnahme auf die Außenansichten, insbesondere die Ansicht von 3A, kann eine Anzahl von Elementen an der vorderen Fläche 182 des vorderen Schalenabschnitts 180 montiert sein oder sich anderweitig durch diese erstrecken. Wie gezeigt, erstreckt sich ein Eingangskoppler 200 durch die vordere Fläche 182 des vorderen Gehäuseabschnitts 180, der das Koppeln einer Motorwelle an die Eingangswelle 136 ermöglicht. Wie ferner in 3A dargestellt, sind CVP-Kappen 202, 204 und Verbindungskappen 206, 208 bereitgestellt, um Aspekte der CVP 112, der Leistungselektronikvorrichtung 116 und elektrische Verbindungen zwischen der CVP 112 und der Leistungselektronikvorrichtung 116 (2) zumindest teilweise aufzunehmen.
Unter Bezugnahme auf die hinteren Außenansichten der 3B und 3C bieten äußere Ventilelemente 210, Endkappen 212 und die hydraulische Steuerung 214 Zugang zu hydraulischen Steuerungen für den Betrieb verschiedener Aspekte der Getriebebaugruppe 114 (2). Ferner ist eine Zapfwellenöffnung 220 in der hinteren Fläche 190 des hinteren Schalenabschnitts 188 definiert, um die Zapfwelle 160 zu stützen und Zugang zu ihr zu ermöglichen.
Wie oben angemerkt, kann das Getriebe 106 einen Pumpenantrieb 118 (1) beinhalten, der konfiguriert ist, um Hydraulikfluid im gesamten Getriebe 106 und anderen Fahrzeugsystemen zu verteilen. Obwohl in den 3A-3C nicht gezeigt, kann der Pumpenantrieb 118 (1) an oder innerhalb des Gehäuses 120 montiert sein.
Es wird kurz Bezug auf die 4A und 4B genommen, die Ansichten der Anordnung der inneren Komponenten des Getriebes 106 ohne das Gehäuse 120 darstellen. 4A ist eine vordere isometrische Ansicht und 4B ist eine hintere isometrische Ansicht. Wie oben schematisch eingeführt, beinhaltet das Getriebe 106 die CVP 112 mit der ersten CVM 130 und der zweiten CVM 132, die Getriebebaugruppe 114 und die Leistungselektronikvorrichtung 116. In diesem Beispiel beinhaltet die Getriebebaugruppe 114 die Eingangsanordnung 134 mit der Eingangswelle 136, die Variatoranordnung 140 mit der Variatorwelle 142, die Vorgelegewellenanordnung 146 mit der Vorgelegewelle 148, die Ausgangsanordnung 152 mit der Ausgangswelle 154 und die Zapfwellenanordnung 158 mit der Zapfwelle 160. Im Allgemeinen erstreckt sich die Eingangswelle 136 von dem vorderen Ende der Getriebebaugruppe 114 und die Eingangsanordnung 134 ist zum Eingriff mit der Variatoranordnung 140 positioniert. Ferner ist die Variatoranordnung 140 angeordnet, um mit der Vorgelegewellenanordnung 146 in Eingriff zu treten, die wiederum positioniert ist, um mit der Ausgangsanordnung 152 in Eingriff zu treten, die die Zapfwellenanordnung 158 antreibt. Somit und wie oben beschrieben, ist die Getriebebaugruppe 114 konfiguriert, um kompakt innerhalb des Gehäuses 120 zu arbeiten, um mehrere Modi und Geschwindigkeiten bereitzustellen. Wie nachfolgend beschrieben, ist das Gehäuse 120 konfiguriert, um den Betrieb der CVP 112, der Getriebebaugruppe 114 und der Leistungselektronikvorrichtung 116 einzeln und gemeinsam zu erleichtern.
Die Ansichten der 5A, 5B, 5C und 5D zeigen verschiedene isometrische Ansichten der Gehäuseschalenabschnitte 180, 188, die voneinander und den anderen Komponenten des Getriebes 106 getrennt sind. Insbesondere sind die 5A und 5B äußere (oder vordere) bzw. innere (oder hintere) Ansichten des vorderen Schalenabschnitts 180; und die 5C und 5D sind innere (oder vordere) bzw. innere äußere (oder hintere) Ansichten des hinteren Schalenabschnitts 188.
Wie oben angemerkt, und zunächst unter Bezugnahme auf die 5B und 5C, bilden die Gehäuseschalenabschnitte 180, 188, wenn sie zusammengefügt sind, zusammen einen primären Gehäuseabschnitt 240, in dem Abschnitte der Getriebebaugruppe 114 (2) im Inneren jedes Schalenabschnitts 180, 188 beherbergt sind. Anders ausgedrückt wirken Abschnitte der vorderen Fläche 182 und der vorderen Seitenwand 184 des vorderen Schalenabschnitts 180 und der hinteren Fläche 190 und der hinteren Seitenwand 192 des hinteren Schalenabschnitts 188 zusammen, um den primären Gehäuseabschnitt 240 zu bilden. Wie am besten in den 5A und 5B gezeigt, bildet der vordere Schalenabschnitt 180 zusätzlich einen ersten CVM-Zylinder 242 und einen zweiten CVM-Zylinder 244. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, beherbergt der erste CVM-Zylinder 242 die erste CVM 130 und der zweite CVM-Zylinder 244 die zweite CVM 132. Im Allgemeinen ist der erste CVM-Zylinder 242 teilweise durch eine erste CVM-Außenöffnung 246, die an der Vorderseite 182 ausgebildet ist, und eine erste CVM-Innenöffnung 248, die an der Innenseite des Gehäuses 120 ausgerichtet ist, definiert; und der zweite CVM-Zylinder 244 ist teilweise durch eine zweite CVM-Außenöffnung 250, die an der Vorderseite 182 ausgebildet ist, und eine zweite CVM-Innenöffnung 252, die an der Innenseite des Gehäuses 120 ausgerichtet ist, definiert. Der erste CVM-Zylinder 242 und der zweite CVM-Zylinder 244 können effektiv Untergehäuse für die erste und zweite CVM 130, 132 relativ zur Getriebebaugruppe 114 und Leistungselektronikvorrichtung 116 bereitstellen. Unter kurzer Bezugnahme auf 3A sind die Kappen 202, 204 positioniert, um die erste CVM-Außenöffnung 246 und die zweite CVM-Außenöffnung 250 abzudecken.
Wie ebenfalls in den 5A und 5B gezeigt, beinhaltet der vordere Schalenabschnitt 180 ferner einen Elektronikgehäuseabschnitt 254, der durch Elektronikgehäusewände 256 definiert ist. Eine erste Elektronikkopplungsöffnung 258 und eine zweite Elektronikkopplungsöffnung 260 sind in der vorderen Fläche 182 des vorderen Schalenabschnitts 180 ausgebildet. Der Elektronikgehäuseabschnitt 254 kann tatsächlich ein Untergehäuse für die Leistungselektronikvorrichtung 116 relativ zu der ersten und zweiten CVM 130, 132 und der Getriebebaugruppe 114 bereitstellen. Unter kurzer Bezugnahme auf 3A sind die Kappen 202, 204 positioniert, um die erste Elektronikkupplungsöffnung 258 und eine zweite Elektronikkupplungsöffnung 260 und die elektrischen Verbindungen zwischen den CVMs 130, 132 und der Leistungselektronikvorrichtung 116 abzudecken.
Unter Bezugnahme auf 5A ist eine vordere Eingangsöffnung 262 in der vorderen Fläche 182 des vorderen Schalenabschnitts 180 ausgebildet. Die vordere Eingangsöffnung 262 ist zwischen der ersten und zweiten externen CVM-Öffnung 246, 250 positioniert, so dass sich die Eingangswelle 136 durch den vorderen Gehäuseabschnitt 180 zu der Getriebebaugruppe 114 erstrecken kann, die in dem primären Gehäuseabschnitt 240 untergebracht ist. In diesem Beispiel sind Abschnitte des ersten und zweiten CVM-Zylinders 242, 244 und des Elektronikgehäuseabschnitts 254 durch eine sich nach vorne erstreckende Verlängerung 264 aufgenommen, die in der vorderen Fläche 182 des vorderen Gehäuseabschnitts 180 ausgebildet ist. In ähnlicher Weise ist eine vordere Ausgangsöffnung 266 auch in der vorderen Fläche 182 des vorderen Schalenabschnitts 180 definiert. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, kann die vordere Ausgangsöffnung 266 Zugang zur Ausgangswelle 154 der Getriebebaugruppe 114 bereitstellen. Ein vorderer äußerer Ausgangsflansch 268 umschreibt die vordere Ausgangsöffnung 266 und eine vordere äußere Hohlraumwand 270 erstreckt sich von der vorderen Fläche 182 des vorderen Schalenabschnitts 180, um einen vorderen äußeren offenen Hohlraum 272 zu bilden. Die vordere Ausgangsöffnung 266 und der vordere äußere Ausgangsflansch 268 sind innerhalb des vorderen äußeren offenen Hohlraums 272 positioniert, so dass die vordere äußere Hohlraumwand 270 teilweise ein Ende der Ausgangswelle 154 aufnehmen kann (2).
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die in 5B dargestellte Innenansicht des vorderen Schalenabschnitts 180 erstreckt sich ein Eingangswellenzylinder 290, der sich an der vorderen Fläche 182 an der vorderen Eingangsöffnung 262 öffnet, zwischen den CVM-Zylindern 242, 244, um die Eingangswelle durch den vorderen Schalenabschnitt 180 zu den anderen Abschnitten der Getriebebaugruppe 114 zu stützen. Insbesondere dient der Eingangswellenzylinder 290 dazu, die Eingangswelle 136 (2) durch diesen Abschnitt des vorderen Schalenabschnitts 180 zu umgeben. Die Ansicht von 5B stellt auch eine vordere Innenfläche 276 des vorderen Schalenabschnitts 180 dar. Wie gezeigt, erstrecken sich ein vorderer innerer Vorgelegewellenstützflansch 292, ein vorderer innerer Variatorstützflansch 294 und ein vorderer innerer Ausgangsstützflansch 296 von der vorderen Innenfläche 276 nach innen. Der vordere innere Vorgelegewellenstützflansch 292, der vordere innere Variatorstützflansch 294 und der vordere innere Ausgangsstützflansch 296 sind im Allgemeinen zylindrische Strukturen, die dazu dienen, jeweils die Vorgelegewelle 148, die Variatorwelle 142 und die Ausgangswelle 154 der Getriebebaugruppe 114 zu stützen.
Unter Bezugnahme auf den hinteren Schalenabschnitt 188 in den 5C und 5D können verschiedene Öffnungen 280, 282, 284, 286, 288 in der hinteren Fläche 190 definiert sein, um Zugang zu Abschnitten der Getriebebaugruppe 114 aufzunehmen oder anderweitig zu unterstützen. In diesem Beispiel beinhaltet die hintere Fläche 190 des hinteren Schalenabschnitts 188 eine hintere Eingangsöffnung 280, eine hintere Vorgelegewellenöffnung 282, eine hintere Variatoröffnung 284, eine hintere Ausgangsöffnung 286 und eine hintere Zapfwellenöffnung 288. Die hintere Eingangsöffnung 280, die hintere Vorgelegewellenöffnung 282 und die hintere Variatoröffnung 284 ermöglichen zumindest teilweise Zugriff auf die Eingangswelle 136, die Vorgelegewelle 148 bzw. die Variatorwelle 142. Die hintere Ausgangsöffnung 286 und die hintere Zapfwellenöffnung 288 sind positioniert, um die Ausgangswelle 154 und die Zapfwelle 160 zu lagern, die sich von der Getriebebaugruppe 114 erstrecken, um nachgelagerte Komponenten anzutreiben.
Die Ansicht von 5D stellt die hintere Innenfläche 278 des hinteren Schalenabschnitts 188 dar. Wie gezeigt, erstrecken sich ein hinterer innerer Eingangsstützflansch 300, ein hinterer interner Vorgelegewellenstützflansch 302, ein hinterer interner Variatorstützflansch 304, ein hinterer interner Ausgangsstützflansch 306 und ein hinterer interner Zapfwellenstützflansch 308 von der hinteren Innenfläche 278 nach innen. Der hintere innere Eingangsstützflansch 300, der hintere innere Vorgelegewellenstützflansch 302, der hintere innere Variatorstützflansch 304, der hintere innere Ausgangsstützflansch 306 und der hintere innere Zapfwellenstützflansch 308 sind im Allgemeinen zylindrische Strukturen, die dazu dienen, jeweils die Eingangswelle 136, die Vorgelegewelle 148, die Variatorwelle 142, die Ausgangswelle 154 und die Zapfwellenwelle 160 zu stützen.
Wie aus den Ansichten der 5A-5D, insbesondere im Hinblick auf die 4A und 4B hervorgeht, sind die Leistungselektronikvorrichtung 116, die CVPs 112 und die Getriebebaugruppe 114 innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet, so dass die Leistungselektronikvorrichtung 116, die CVPs 112 und die Getriebebaugruppe 114 einen einzelnen Kühlkreislauf oder ein einzelnes Kühlsystem verwenden können. Anders ausgedrückt kann das Kühlmittel über Leitungen oder Öffnungen innerhalb der Leistungselektronikvorrichtung 116 zirkuliert werden, über die CVPs 112 strömen, durch die Getriebebaugruppe 114 strömen und an einem gemeinsamen Ort, wie etwa eine Auffangwanne 310 (6A, 6B) gesammelt werden, wie im Folgenden näher erläutert. Das Kühlmittel kann ein beliebiges geeignetes Fluid sein, wie etwa Wasser, Ethylglykol oder Öl. Dieser gemeinsame Kreislauf kann eine Einfachheit und Kosten- und Platzersparnis im Hinblick auf den Verzicht auf zusätzliche Pumpen, Spulen und Schläuche bieten.
Die Ansichten der 6A und 6B sind im Allgemeinen vertikale Querschnittsansichten des Getriebes 106, auf die jeweils durch die Linie 6A-6A und Linie 6B-6B in 3A Bezug genommen wird, und stellen die Wechselwirkung und relative Anordnung der CVP 112 und der Getriebebaugruppe 114 innerhalb des Gehäuses 120 in verschiedenen seitlichen Richtungen dar. Beispielsweise stellt 6A eine Konfiguration der Eingangsanordnung 134, der Vorgelegewellenanordnung 146, der Ausgangsanordnung 152 und der Zapfwellenanordnung 158 innerhalb des Gehäuses 120 dar. Wie in der Ansicht von 6A gezeigt, dienen der vordere innere Vorgelegewellenstützflansch 292 und der vordere innere Ausgangsstützflansch 296 auf dem vorderen Schalenabschnitt 180 dazu, die Vorgelegewelle 148 bzw. die Ausgangswelle 154 der Getriebebaugruppe 114 zu stützen. Die Ansicht von 6A stellt zusätzlich den hinteren inneren Eingangsstützflansch 300, den hinteren inneren Vorgelegewellenstützflansch 302, den hinteren inneren Ausgangsstützflansch 306 und den hinteren inneren Zapfwellenstützflansch 308 dar, die dazu dienen, jeweils die Eingangswelle 136, die Vorgelegewelle 148, die Ausgangswelle 154 und die Zapfwelle 160 zu stützen.
Die Ansicht von 6B ist in der entgegengesetzten seitlichen Richtung von der Ansicht von 6A ausgerichtet. Somit stellt die Ansicht in 6B den vorderen inneren Variatorstützflansch 294 und den vorderen inneren Ausgangsstützflansch 296 auf dem vorderen Schalenabschnitt 180 dar, um jeweils die Variatorwelle 142 und die Ausgangswelle 154 der Getriebebaugruppe 114 zu stützen. Die Ansicht von 6B stellt zusätzlich den hinteren inneren Eingangsstützflansch 300, den hinteren inneren Variatorstützflansch 304, den hinteren inneren Ausgangsstützflansch 306 und den hinteren inneren Zapfwellenstützflansch 308 dar, die jeweils die Eingangswelle 136, die Variatorwelle 142, die Ausgangswelle 154 und die Zapfwellenwelle 160 stützen.
Dementsprechend zeigen die Ansichten der 6A und 6B, dass in diesem Beispiel das Gehäuse 120 derart konfiguriert ist, dass mindestens ein Abschnitt der CVMs 130, 132 mindestens einen Abschnitt der Getriebebaugruppe 114 vertikal überlappt. Mit anderen Worten sind Abschnitte der CVMs 130, 132 und Abschnitte der Getriebebaugruppe 114, insbesondere Abschnitte der Eingangsanordnung 134, in einer gemeinsamen horizontalen Ebene innerhalb des Gehäuses 120 positioniert.
Die Ansichten der 6A und 6B stellen zusätzlich die relativ enge Nähe der Leistungselektronikvorrichtung 116 zu den CVMs 130, 132 und der Getriebebaugruppe 114 innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 120 dar. Wie oben angemerkt, kann die Leistungselektronikvorrichtung 116 Transistorschalter beinhalten, die durch Materialien wie etwa Siliciumcarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) gebildet werden, wodurch eine engere relative Nähe und/oder gemeinsame Kühlkreisläufe mit den CVMs 130, 132 und/oder der Getriebebaugruppe 114 ermöglicht werden. Die relativ enge Nähe ermöglicht kürzere elektrische Verbindungen und die Verwendung von nicht isolierten Kabeln. In einer Ausführungsform können relativ einfache Kupferstangen verwendet werden, um die CVMs 130, 132 und die Leistungselektronikvorrichtung 116 zu verbinden. Beispielsweise können die elektrischen Verbindungen Phasenleistungsanschlüsse und Spannungssteueranschlüsse beinhalten.
Wie ebenfalls in den 6A und 6B dargestellt, ist die Konfiguration der Getriebebaugruppe 114 innerhalb des Gehäuses 120 eine gemeinsame Schmier- und/oder Kühlmittelauffangwanne 310 für die Getriebekomponenten ermöglicht, in der Fluid (z. B. Öl oder Kühlmittel) durch die Auffangwannenleitung 230 und den Filter 232 gesammelt und rezirkuliert werden kann.
Die Ansichten der 7A und 7B sind im Allgemeinen horizontale Querschnittsansichten des Getriebes 106, auf die jeweils durch die Linie 7A-7A von 3A und Linie 7B-7B in 3B Bezug genommen wird, und stellen die Interaktion und relative Anordnung der CVP 112 und der Getriebebaugruppe 114 innerhalb des Gehäuses 120 an verschiedenen vertikalen Positionen dar. Beispielsweise stellt 7A eine Konfiguration der Eingangsanordnung 134 und der CVMs 130, 132 dar. Wie gezeigt, erstreckt sich die Eingangswelle 136 zwischen den CVM-Zylindern 242, 244, die die CVMs 130, 132 aufnehmen. Insbesondere ist die Eingangswelle 136 über den Eingangswellenzylinder 290 im Allgemeinen parallel zur Längsanordnung der CVMs 130, 132 und CVM-Zylinder 242, 244. Die CVM-Zylinder 242, 244, die einstückig mit dem Gehäuse 120 ausgebildet sind, stellen einen Mechanismus zum Begrenzen von Reaktionskräften bereit, z. B. Reaktionskräften, wenn die zweite CVM 132 als Motor fungiert. Die CVM-Zylinder 242, 244 ermöglichen zusätzlich relativ dünne oder weggelassene Maschinengehäuse der CVMs 130, 132, da die CVM-Zylinder 242, 244 innerhalb des Gehäuses 120 untergebracht sind. Die Ansicht von 7B zeigt insbesondere die Anordnung der Vorgelegewellenanordnung 146 und Variatoranordnung 140 der Getriebebaugruppe 114 innerhalb des Gehäuses 120.
In einem Beispiel und wie durch die 7A und 7B gezeigt, stellen die Anordnung der CVMs 130, 132 und die Getriebebaugruppe 114 sowie die Leistungselektronikvorrichtung 116 ein relativ kompaktes Paket innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 120 bereit. Insbesondere stellt die Anordnung weniger „tote Luft“ bereit, die ansonsten die Kühlwirkung hemmen kann.
Zusätzlich stellt das Getriebe 106 eine Anordnung innerhalb des Gehäuses 120 bereit, die nicht übermäßig viele Schrauben oder Befestigungen von Komponenten erfordert. Beispielsweise benötigt das Getriebe 106 keine Schrauben, um die Leistungselektronikvorrichtung 116 zu montieren, da die Leistungselektronikvorrichtung 116 innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet ist. Gleichermaßen sind die CVMs 130, 132 innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet, wodurch das Verschrauben der CVMs mit dem Gehäuse vermieden wird, wie es evtl. anderweitig in früheren Anordnungen verwendet wurde.
Im Allgemeinen kann das hierin beschriebene integrierte Getriebe alternative Formen annehmen als die in den 1-7B dargestellte. Als weiteres Beispiel stellen die 8A und 8B Ansichten einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines integrierten Getriebes 320 dar. Wie in dem vorstehend erörterten Getriebe 106 beinhaltet das Getriebe 320 eine Getriebebaugruppe, die innerhalb des Gehäuses 322 angeordnet ist und eine beliebige geeignete Kraftübertragungsanordnung beinhaltet, einschließlich einer Anordnung ähnlich der Eingangsanordnung 134, der Variatoranordnung 140, der Vorgelegewellenanordnung 146 und der Ausgangsanordnung 152, wie unter Bezugnahme auf die 2-7B beschrieben. Das Getriebe 320 beinhaltet ferner eine oder mehrere CVMs, wie die oben beschriebenen. Die Ansichten von 8A und 8B stellen insbesondere eine Eingangswelle 324, eine Ausgangswelle 326 und eine Zapfwelle 328 dar. In dieser Ausführungsform ist eine Leistungselektronikvorrichtung 330 an der Oberseite des Gehäuses 322 montiert, anstatt innerhalb des Gehäuses 322 montiert zu sein, wie etwa in der vorstehend erörterten Ausführungsform. Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform ein Pumpenantrieb 332 an dem hinteren Abschnitt des Gehäuses 322 montiert, um Hydraulikdruck zu verschiedenen Systemen des Fahrzeugs (z. B. Fahrzeug 100 aus 1) zu leiten.
Im weiteren Gegensatz zum Beispiel der 1-7B kann das Gehäuse 322 des integrierten Getriebes 320 aus den 8A und 8B im Gegensatz zu den beiden vorstehend beschriebenen Schalenabschnitten 180, 188 einstückig aus einem einzigen Stück (z. B. einem einzigen gegossenen Stück) ausgebildet sein. Somit können die internen Komponenten des Getriebes 320, einschließlich der Getriebebaugruppe und CVMs, von der vorderen oder hinteren Seite des Gehäuses 322 eingeführt und darin gesichert werden.
Dementsprechend stellt der hierin beschriebene Antriebsstrang ein Getriebe bereit, das an einen Motor gekoppelt und mit einer CVP integriert ist, um in einer Vielzahl von Modi zu arbeiten, um eine Ausgangsanordnung mit CVP-Leistung oder Motorleistung anzutreiben. Der Bediener kann zwischen diesen verschiedenen Modi wählen und/oder das Getriebe kann automatisch zwischen diesen Modi schalten, um eine hohe Betriebseffizienz in einer Reihe von verschiedenen Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. Auch kann das Getriebe gut organisiert und kompakt aufgebaut und angeordnet sein, was eine Integration der CVP innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses des Getriebes ermöglicht. Somit können die Konfektionierung und die Gesamtabmessungen des Getriebes und CVP kleiner als vergleichbare Anordnungen sein, während die Fähigkeit beibehalten wird, mehrere Vorwärts- und Rückwärtsmodi bereitzustellen.
In einigen Beispielen ermöglicht das Getriebe die Verwendung von patronenartigen CVMs, wie hierin erörtert, um eine Baugruppe bereitzustellen, die keinen Schraubenflansch zwischen dem CVM und dem Getriebegehäuse erfordert, wodurch G-Last-Vibrationen auf dem Schraubenflansch und verringerte Toleranzen eliminiert werden. Der Antriebsstrang stellt ferner die Fähigkeit bereit, die CVMs nur an der Vorder- und Rückseite innerhalb des gemeinsamen Gehäuses zu tragen oder die CVMs wie gewünscht vollständig mit dem gemeinsamen Gehäuse zu umgeben, sowie zusätzliche Flexibilität zum Kühlen der CVMs und Getriebekomponenten. Ferner ermöglichen CVMs des beispielhaften Getriebes es der elektrischen Leistung der Leistungselektronikvorrichtung, sich direkt mit dem Wechselrichter und/oder anderen elektronischen Komponenten zu verbinden, anstatt eine Anschlussbox und Kabel zu erfordern.
Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur Vereinfachung der Bezugnahme nummeriert sind.

1. Ein integriertes Getriebe für einen Arbeitsfahrzeugantriebsstrang mit einem Motor, der Motorleistung an eine Eingangswelle abgibt, wobei das integrierte Getriebe Folgendes umfasst: ein Getriebegehäuse mit einer ersten Gehäusefläche, durch die sich die Eingangswelle erstreckt; eine kontinuierlich variable Leistungsquelle (CVP), die in dem Getriebegehäuse untergebracht und konfiguriert ist, um CVP-Leistung zu erzeugen; eine Getriebebaugruppe, die Folgendes umfasst: eine Eingangsanordnung, die in dem Getriebegehäuse enthalten ist und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv die Motorleistung von der Eingangswelle und die CVP-Leistung von der CVP koppelt; eine Variatoranordnung, die innerhalb des Getriebegehäuses enthalten ist, wobei die Variatoranordnung konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung aufzunehmen und selektiv die Motorleistung zu übertragen, die CVP-Leistung zu übertragen und eine Summierung der Motorleistung und der CVP-Leistung als Variatorausgangsleistung zu übertragen; und eine Getriebezahnradanordnung, die innerhalb des Getriebegehäuses enthalten ist, die mit der Variatoranordnung in Eingriff steht und konfiguriert ist, um eine selektive Untersetzung zum Übertragen von Getriebeausgangsleistung von der Variatorausgangsleistung zu einer Ausgangswelle bereitzustellen, die sich aus dem Getriebegehäuse erstreckt; und eine Leistungselektronikvorrichtung, die innerhalb oder auf dem Getriebegehäuse angeordnet ist und elektrisch an die CVP gekoppelt ist.
2. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 1, wobei die Getriebezahnradanordnung eine Vorgelegewellenanordnung und eine Ausgangsanordnung beinhaltet, die in dem Getriebegehäuse enthalten und gemeinsam konfiguriert ist, um die Variatorausgangsleistung von der Variatoranordnung mit der selektiven Untersetzung als die Getriebeausgangsleistung zu empfangen und zu übertragen.
3. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 2, wobei das Getriebegehäuse einen ersten Gehäuseschalenabschnitt und einen zweiten Gehäuseschalenabschnitt beinhaltet, die zusammen einen primären Gehäuseabschnitt bilden, der durch mindestens eine erste Primärwand des Gehäuseschalenabschnitts und mindestens eine zweite Primärwand des Gehäuseschalenabschnitts definiert ist, die die Getriebebaugruppe aufnimmt.
4. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 3, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt und der zweite Gehäuseschalenabschnitt konfiguriert sind, um entlang einer allgemein vertikalen Ebene zusammenzupassen.
5. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 3, wobei der erste Gehäusegehäuseabschnitt mindestens einen CVP-Zylinder zum Aufnehmen der CVP beinhaltet.
6. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 5, wobei die CVP eine erste stufenlos variable Maschine (CVM) umfasst, die konfiguriert ist, um von der Motorleistung angetrieben zu werden, um als Generator zu arbeiten, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine zweite CVM, die konfiguriert ist, um von der elektrischen Leistung über die Leistungselektronikvorrichtung angetrieben zu werden, um als Motor zu arbeiten, um die CVP-Leistung zu erzeugen, um die Getriebebaugruppe anzutreiben.
7. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 6, wobei der mindestens eine CVP-Zylinder einen ersten CVM-Zylinder zum Aufnehmen der ersten CVM und einen zweiten CVM-Zylinder zum Aufnehmen der zweiten CVM beinhaltet.
8. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 7, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt eine Leistungselektronikvorrichtungswand beinhaltet, die zumindest teilweise einen Elektronikgehäuseabschnitt definiert, der die Leistungselektronikvorrichtung aufnimmt.
9. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 8, wobei die Leistungselektronikvorrichtungswand eine erste Elektronikkopplungsöffnung definiert, so dass sich eine erste elektrische Verbindung von der ersten CVM zu der Leistungselektronikvorrichtung erstreckt, und eine zweite Elektronikkopplungsöffnung, so dass sich eine zweite elektrische Verbindung von der zweiten CVM zu der Leistungselektronikvorrichtung erstreckt.
10. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 8, wobei mindestens die erste Primärwand des Gehäuseschalenabschnitts, der erste CVM-Zylinder, der zweite CVM-Zylinder und die Leistungselektronikvorrichtungswand integral ausgebildet sind.
11. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 8, wobei sich der erste CVM-Zylinder zwischen einer ersten CVM-Außenöffnung an der ersten Gehäusefläche des ersten Gehäuseschalenabschnitts und einer ersten CVM-Innenöffnung erstreckt und sich der zweite CVM-Zylinder zwischen einer zweiten CVM-Außenöffnung an der ersten Gehäusefläche des ersten Gehäuseschalenabschnitts und einer zweiten CVM-Innenöffnung erstreckt.
12. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 11, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt einen Eingangswellenzylinder beinhaltet, der sich zwischen einer vorderen Eingangsöffnung an der ersten Gehäusefläche des ersten Gehäuseschalenabschnitts und dem primären Gehäuseabschnitt erstreckt, und wobei der Eingangswellenzylinder die Eingangswelle durch den ersten Gehäuseschalenabschnitt umgibt.
13. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 12, wobei sich der Eingangswellenzylinder zwischen dem ersten CVM-Zylinder und dem zweiten CVM-Zylinder erstreckt.
14. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 3, wobei die Variatoranordnung eine Variatorwelle beinhaltet, die innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, und die Vorgelegewellenanordnung eine Vorgelegewelle beinhaltet, die innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, und wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt einen vorderen inneren Variatorstützflansch beinhaltet, der konfiguriert ist, um ein Ende der Variatorwelle zu stützen, und einen vorderen inneren Vorgelegewellenstützflansch beinhaltet, der konfiguriert ist, um ein Ende der Vorgelegewelle zu stützen.
15. Das integrierte Getriebe nach Beispiel 1, ferner umfassend eine Auffangwanne, die innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, um Fluid zu sammeln, das über mindestens einen Abschnitt der CVP und die Getriebebaugruppe strömt.

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. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass jede Verwendung der Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassen“ in dieser Spezifikation das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifiziert, jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
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 andere Implementierungen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Integriertes Getriebe (106) für einen Arbeitsfahrzeugantriebsstrang (102) mit einem Motor (104), der Motorleistung an eine Eingangswelle (136) abgibt, wobei das integrierte Getriebe (106) Folgendes umfasst: ein Getriebegehäuse (120) mit einer ersten Gehäusefläche (182), durch die sich die Eingangswelle (136) erstreckt; eine stufenlos variable Leistungsquelle (CVP) (112), die innerhalb des Getriebegehäuses (120) untergebracht und konfiguriert ist, um CVP-Leistung zu erzeugen; eine Getriebebaugruppe (114), umfassend: eine Eingangsanordnung (134), die innerhalb des Getriebegehäuses (120) enthalten ist und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv Motorleistung von der Eingangswelle (136) und die CVP-Leistung von der CVP (112) koppelt; eine Variatoranordnung (140), die in dem Getriebegehäuse (120) enthalten ist, wobei die Variatoranordnung (140) konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung (134) zu empfangen und die Motorleistung selektiv zu übertragen, die CVP-Leistung zu übertragen und eine Summierung der Motorleistung und der CVP-Leistung als Variatorausgangsleistung zu übertragen; und eine Getriebezahnradanordnung (146, 152), die in dem in der Variatoranordnung (140) eingebrachten Getriebegehäuse (120) enthalten und konfiguriert ist, um eine selektive Untersetzung zur Übertragung von Getriebeausgangsleistung von der Variatorausgangsleistung auf eine Ausgangswelle (156), die sich aus dem Getriebegehäuse (120) erstreckt, bereitzustellen; und eine Leistungselektronikvorrichtung (116), die innerhalb oder auf dem Getriebegehäuse (120) angeordnet und elektrisch mit der CVP (112) gekoppelt ist.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 1, wobei die Getriebezahnradanordnung (146, 152) eine Vorgelegewellenanordnung (146) und eine Ausgangsanordnung (152) beinhaltet, die in dem Getriebegehäuse (120) enthalten und gemeinsam konfiguriert ist, um die Variatorausgangsleistung von der Variatoranordnung (140) mit der selektiven Untersetzung als die Getriebeausgangsleistung aufzunehmen und an die Ausgangswelle (156) zu übertragen.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 2, wobei das Getriebegehäuse (120) einen ersten Gehäuseschalenabschnitt (180) und einen zweiten Gehäuseschalenabschnitt (188) beinhaltet, die zusammen einen primären Gehäuseabschnitt bilden, der durch mindestens eine erste Primärwand (182) des Gehäuseschalenabschnitts und mindestens eine zweite Primärwand (190) des Gehäuseschalenabschnitts definiert ist, die die Getriebebaugruppe (114) aufnimmt.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 3, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt (180) und der zweite Gehäuseschalenabschnitt (188) konfiguriert sind, um entlang einer allgemein vertikalen Ebene zusammenzupassen.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt (180) mindestens einen CVP-Zylinder (242, 244) zum Aufnehmen der CVP (112) beinhaltet.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 5, wobei die CVP (112) eine erste stufenlos variable Maschine (CVM) (130) umfasst, die konfiguriert ist, um von der Motorleistung angetrieben zu werden, um als Generator zu arbeiten, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine zweite CVM (132), die konfiguriert ist, um von der elektrischen Leistung über die Leistungselektronikvorrichtung (116) angetrieben zu werden, um als Motor zu arbeiten, um die CVP-Leistung zu erzeugen, um die Getriebebaugruppe (114) anzutreiben.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine CVP-Zylinder (242, 244) einen ersten CVM-Zylinder (242) zum Aufnehmen der ersten CVM (130) und einen zweiten CVM-Zylinder (244) zum Aufnehmen der zweiten CVM (132) beinhaltet.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 7, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt (180) eine Leistungselektronikvorrichtungswand (256) beinhaltet, die zumindest teilweise einen Elektronikgehäuseabschnitt (254) definiert, der die Leistungselektronikvorrichtung (116) aufnimmt.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 8, wobei die Leistungselektronikvorrichtungswand (256) eine erste Elektronikkopplungsöffnung (258) definiert, so dass sich eine erste elektrische Verbindung von der ersten CVM (130) zu der Leistungselektronikvorrichtung (116) erstreckt, und eine zweite Elektronikkopplungsöffnung (260), so dass sich eine zweite elektrische Verbindung von der zweiten CVM (132) zu der Leistungselektronikvorrichtung (116) erstreckt.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 8 oder 9, wobei mindestens die erste Primärwand (182) des Gehäuseschalenabschnitts, der erste CVM-Zylinder (242), der zweite CVM-Zylinder (244) und die Leistungselektronikvorrichtungswand (256) integral ausgebildet sind.
Integriertes Getriebe (106) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei sich der erste CVM-Zylinder (242) zwischen einer ersten CVM-Außenöffnung (246) an der ersten Gehäusefläche (182) des ersten Gehäuseschalenabschnitts (180) und einer ersten CVM-Innenöffnung (248) erstreckt und sich der zweite CVM-Zylinder (244) zwischen einer zweiten CVM-Außenöffnung (250) an der ersten Gehäusefläche (182) des ersten Gehäuseschalenabschnitts (180) und einer zweiten CVM-Innenöffnung (252) erstreckt.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 11, wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt (180) einen Eingangswellenzylinder (290) beinhaltet, der sich zwischen einer vorderen Eingangsöffnung (262) an der ersten Gehäusefläche (182) des ersten Gehäuseschalenabschnitts (180) und dem primären Gehäuseabschnitt erstreckt, und wobei der Eingangswellenzylinder (290) die Eingangswelle (136) durch den ersten Gehäuseschalenabschnitt (180) umgibt.
Integriertes Getriebe (106) nach Anspruch 12, wobei sich der Eingangswellenzylinder (290) zwischen dem ersten CVM-Zylinder (242) und dem zweiten CVM-Zylinder (244) erstreckt.
Integriertes Getriebe (106) nach einem der Ansprüche 3 bis 13, wobei die Variatoranordnung (140) eine Variatorwelle (142) beinhaltet, die innerhalb des Getriebegehäuses (120) angeordnet ist, und die Vorgelegewellenanordnung (146) eine Vorgelegewelle beinhaltet, die innerhalb des Getriebegehäuses (120) angeordnet ist, und wobei der erste Gehäuseschalenabschnitt (180) einen vorderen inneren Variatorstützflansch (294) beinhaltet, der konfiguriert ist, um ein Ende der Variatorwelle (142) zu stützen, und einen vorderen inneren Vorgelegewellenstützflansch (292) beinhaltet, der konfiguriert ist, um ein Ende der Vorgelegewelle (148) zu stützen.
Integriertes Getriebe (106) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner umfassend eine Auffangwanne (310), die innerhalb des Getriebegehäuses (120) angeordnet ist, um Fluid zu sammeln, das über mindestens einen Abschnitt der CVP (112) und die Getriebebaugruppe (114) strömt.