DE102022208703A1

DE102022208703A1 - HYDROMECHANICAL TRANSMISSION

Info

Publication number: DE102022208703A1
Application number: DE102022208703.8A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Profumo; Lorenzo Dalla Palma
Original assignee: Dana Italia SRL
Current assignee: Dana Italia SRL
Priority date: 2021-08-24
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2023-03-02
Also published as: CN115717643A

Abstract

Es werden Systeme für ein hydromechanisches Getriebe bereitgestellt. In einem Beispiel umfasst das Getriebesystem eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikmotor, die parallel mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz drehgekoppelt sind. In dem System sind die Sonnenräder der Planetenradsätze mit dem Hydraulikmotor drehgekoppelt, ein Träger des ersten Planetenradsatzes ist mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung drehgekoppelt, und ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist mit einer dritten Kupplung drehgekoppelt.Systems are provided for a hydromechanical transmission. In one example, the transmission system includes a hydraulic pump and a hydraulic motor rotationally coupled in parallel with a first planetary gear set and a second planetary gear set. In the system, the sun gears of the planetary gear sets are rotationally coupled to the hydraulic motor, a carrier of the first planetary gear set is rotationally coupled to a first clutch and a second clutch, and a ring gear of the second planetary gear set is rotationally coupled to a third clutch.

Description

GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein hydromechanisches Getriebe.The present disclosure relates to a hydro-mechanical transmission.

HINTERGRUND UND KURZFASSUNGBACKGROUND AND ABSTRACT

Hydromechanische Getriebe ermöglichen die Kombination von Leistungsparametern (z. B. Effizienz, Schaltqualität, Fahrcharakteristik, Regelverhalten und dergleichen) von mechanischen und hydrostatischen Getrieben, um bestimmte Konstruktionszielsetzungen zu erreichen. Einige hydromechanische Getriebe, die in der Fachwelt als hydromechanische variable Getriebe (HVTs) bezeichnet werden, bieten stufenlos variable Übersetzungsverhältnisse. Hydromechanische Getriebe können aufgrund ihrer Effizienz und Nebenabtriebs- (PTO)-Fähigkeiten besonders wünschenswert sein. Für Fahrzeuge, die in Branchen wie der Landwirtschaft, dem Baugewerbe, dem Bergbau, dem Materialwirtschaft, der Öl- und Gasindustrie usw. eingesetzt werden, werden daher HVTs genutzt.Hydromechanical transmissions allow performance parameters (e.g., efficiency, shift quality, drivability, control response, and the like) of mechanical and hydrostatic transmissions to be combined to achieve specific design objectives. Some hydro-mechanical transmissions, referred to in the art as hydro-mechanical variable transmissions (HVTs), offer continuously variable gear ratios. Hydromechanical transmissions can be particularly desirable for their efficiency and power take-off (PTO) capabilities. HVTs are therefore used for vehicles used in industries such as agriculture, construction, mining, materials handling, oil and gas, etc.

Die US 7,530,914 B2 für Fabry et al. lehrt ein hydromechanisches Getriebe mit zwei Synchronisierern und zwei Kupplungen. Die Synchronisiereinrichtungen und Kupplungen arbeiten zusammen, um das Getriebe sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtsbetriebsmodus zwischen hohen und niedrigen Drehzahlbereichen zu schalten. In der US 7,530,914 B2 ist jede Kupplung mit einer Synchronisiereinrichtung auf einer gemeinsamen Welle gepaart. Außerdem sind die Paare von Kupplungen und Synchronisierern aufgrund der durch die Getriebebaugruppe bedingten Konfektionierungseinschränkungen jeweils voneinander beabstandet.The U.S. 7,530,914 B2 for Fabry et al. teaches a hydromechanical transmission with two synchronizers and two clutches. The synchronizers and clutches work together to shift the transmission between high and low speed ranges in both forward and reverse operating modes. In the U.S. 7,530,914 B2 each clutch is paired with a synchronizer on a common shaft. In addition, the pairs of clutches and synchronizers are each spaced apart due to packaging constraints imposed by the transmission assembly.

Die Erfinder haben mehrere Nachteile des Fabry-Getriebes sowie anderer hydromechanischer Getriebe erkannt. Die Fabry-Synchronisierer können zum Beispiel schädigungsanfällig sein, was die Getriebezuverlässigkeit im Allgemeinen herabsetzt. Ferner steigern die Synchronisiereinrichtungen die Kosten und die Komplexität des Systems. Bei anderen hydromechanischen Getrieben wurden unerwünschte Kompromisse in Bezug auf Getriebekomplexität, Konfektionierungseffizienz, Betriebsfahrbereiche und sanftem Schalten eingegangen.The inventors have recognized several disadvantages of the Fabry transmission, as well as other hydromechanical transmissions. For example, the Fabry synchronizers can be susceptible to damage, which generally reduces transmission reliability. Furthermore, the synchronizers increase the cost and complexity of the system. Other hydro-mechanical transmissions have made undesirable compromises in terms of transmission complexity, packaging efficiency, operational driving ranges and smooth shifting.

Um zumindest einen Teil der oben genannten Probleme zu lösen, haben die Erfinder ein Getriebesystem entwickelt. Das Getriebesystem umfasst eine Hydraulikpumpe und einen Motor. Der Hydraulikmotor ist parallel mit einem ersten und einem zweiten Planentenradsatz drehgekoppelt. Bei diesem System sind die Sonnenräder des ersten und zweiten Planentenradsatzes mit dem Hydraulikmotor drehkgekoppelt. Ferner kann in dem System ein Träger des ersten Planetenradsatzes mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung drehgekoppelt sein. Darüber hinaus kann ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einer dritten Kupplung drehgekoppelt sein. Durch diese Auslegung des Getriebes mit Sonnenrädern und Kupplungen lassen sich eine kompakte Bauweise und eine gezielte Anzahl an verfügbaren Fahrbereichen realisieren.In order to solve at least part of the above problems, the inventors developed a transmission system. The transmission system includes a hydraulic pump and a motor. The hydraulic motor is rotatably coupled in parallel with first and second planetary gear sets. In this system, the sun gears of the first and second planetary gear sets are rotationally coupled to the hydraulic motor. Also in the system, a carrier of the first planetary gear set may be rotationally coupled to a first clutch and a second clutch. In addition, a ring gear of the second planetary gear set can be rotationally coupled to a third clutch. This design of the transmission with sun gears and clutches enables a compact design and a targeted number of available driving ranges to be implemented.

Ferner kann in einem Beispiel die erste Kupplung eine erste Vorwärtsfahrkupplung und die zweite Kupplung eine Rückwärtsfahrkupplung sein, die benachbart und koaxial zur ersten Vorwärtsfahrkupplung angeordnet ist. Die Anordnung der Kupplungen auf diese Weise erhöht die Raumeffizienz des Getriebes und ermöglicht es dem System gleichzeitig, einen ersten Vorwärtsfahrbereich und einen Rückwärtsfahrbereich zu erreichen.Further, in one example, the first clutch may be a first forward clutch and the second clutch may be a reverse clutch disposed adjacent and coaxial with the first forward clutch. Locating the clutches in this manner increases the space efficiency of the transmission while allowing the system to achieve a first forward range and a reverse range.

In einem anderen Beispiel kann das Getriebesystem einen mechanischen Nebenabtrieb einer Eingangswelle umfassen, der von einer Antriebsenergiequelle Dreheingangsleistung empfängt. Durch Bereitstellung des mechanischen Nebenabtriebs wird die Anpassungsfähigkeit des Systems weiter erhöht, so dass es nach Bedarf in einer größeren Bandbreite von Fahrzeuganwendungen eingesetzt werden kann.In another example, the transmission system may include an input shaft mechanical power take-off that receives rotary input power from a motive power source. The provision of the mechanical power take-off further increases the adaptability of the system, allowing it to be used in a wider range of vehicle applications as required.

Es versteht sich, dass die obige Kurzfassung dafür vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben sind. Diese soll nicht dazu dienen, wichtige oder essenzielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands, dessen Schutzumfang durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche eindeutig definiert wird, zu benennen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, welche Nachteile lösen, die oben oder in einem anderen Teil dieser Offenbarung genannt sind.It should be understood that the summary above is provided to introduce in simplified form a selection of concepts that are further described in the detailed description. It is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, the scope of which is defined uniquely by the claims that follow the detailed description. Furthermore, the claimed subject matter is not limited to implementations that solve disadvantages noted above or in any part of this disclosure.

Figurenlistecharacter list

1 Figure 12 is a schematic representation of a vehicle having a hydromechanical transmission.
2 Figure 1 is a first example of a hydromechanical transmission system.
The 3 until 8th are representations of the in 2 hydro-mechanical transmission system shown operating under various conditions in the system's drive ranges.
9 12 is a diagram showing the configurations of the clutches in the different driving ranges.
10 Figure 12 is an exemplary graph of hydrostatic ratio versus gear ratio in the various drive ranges.
11 until 12 12 are exemplary plots of pump swash angle versus hydrostatic ratio in the hydrostatic assembly.
13 is a method of operating a transmission system to shift between ranges.
14 12 is an exemplary graph of a transmission power limit curve.
15 FIG. 14 shows example graphs of transmission speed ratio versus time and transmission drag torque versus time.
16 12 shows exemplary graphs of clutch differential speeds versus time and clutch pressures versus time.
17 FIG. 12 shows example plots of hydrostatic motor torque versus time and clutch pressures versus time.
18 shows an example of reverse shift operation in FIG 1 shown gearbox.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ein hydromechanisches Getriebe und ein Verfahren zum Betrieb des Getriebes werden hier vorgestellt. Das hydromechanische Getriebe ermöglicht das Erfolgen von synchronem Schalten in einer raumeffizienten Konfektionierung. Das Getriebe umfasst eine Rückwärtskupplung und zwei parallel zueinander gekoppelte Vorwärtskupplungen sowie einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz zur Erzielung eines gewünschten Satzes von Betriebsfahrbereichen. In einem Beispiel können die Rückwärtskupplung und eine der Vorwärtsfahrkupplungen mit einer gemeinsamen Welle drehgekoppelt sein. Durch diese Doppelkupplungsbauweise können die Herstellungskosten gesenkt und eine kompaktere Bauweise des Getriebes erreicht werden. Außerdem kann in einem solchen Beispiel die zweite Vorwärtsfahrkupplung auf einer gegenüber den anderen Kupplungen und Planetenbaugruppen versetzten Welle drehen. Auf diese Weise kann das Getriebe einen bestimmten Abfallgrad erzielen (z. B. ein Abstand zwischen der Eingangs- und der Ausgangsschnittstelle). In einem weiteren Beispiel kann ferner eine hydrostatische Baugruppe in dem Getriebe eine U-förmige hydrostatische Baugruppe sein, bei der die mechanischen Eingangswellen für eine Hydraulikpumpe (z. B. Pumpe mit variabler Verdrängung) und einen Motor (z. B. Motor mit feststehender Schrägachse) parallel zueinander und auf einer Seite der Einheit angeordnet sind. Dadurch kann die Größe der Einheit reduziert und die Verwendung von Hochdruckschläuchen vermieden werden, was sowohl die Herstellungskosten als auch die Gefahr einer Beschädigung der hydrostatischen Einheit reduziert.A hydromechanical transmission and a method of operating the transmission are presented herein. The hydromechanical transmission enables synchronous shifting to take place in a space-efficient packaging. The transmission includes a reverse clutch and two forward clutches coupled in parallel, and first and second planetary gear sets to achieve a desired set of operating ranges. In one example, the reverse clutch and one of the forward drive clutches may be rotatably coupled to a common shaft. This double-clutch design allows the manufacturing costs to be reduced and a more compact design of the transmission to be achieved. Additionally, in such an example, the second forward drive clutch may rotate on an offset shaft from the other clutches and planetary assemblies. This allows the transmission to achieve a certain degree of droop (e.g. a distance between the input and output interfaces). Also, in another example, a hydrostatic assembly in the transmission may be a U-shaped hydrostatic assembly in which the mechanical input shafts for a hydraulic pump (e.g., variable displacement pump) and a motor (e.g., fixed bent axis motor ) are arranged parallel to each other and on one side of the unit. This allows the size of the unit to be reduced and the use of high pressure hoses to be avoided, reducing both manufacturing costs and the risk of damage to the hydrostatic unit.

In dem Getriebe ist ein hydrostatischer Zweig, der einen Hydraulikmotor und eine Pumpe umfasst, parallel zu mechanischen Zweigen angeordnet und mit einer Antriebsenergiequelle (z. B. einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, Kombinationen davon oder einer anderen geeigneten Antriebsmaschine) gekoppelt. In einem Beispiel sind die Sonnenräder der Planetenradsätze untereinander und mit dem hydrostatischen Zweig drehgekoppelt. Da die Sonnenräder miteinander verbunden sind, kann das Getriebe eine größere Raumeffizienz erreichen.In the transmission, a hydrostatic branch, comprising a hydraulic motor and a pump, is arranged in parallel with mechanical branches and coupled to a source of motive power (e.g., an internal combustion engine, an electric motor, combinations thereof, or other suitable prime mover). In one example, the sun gears of the planetary gear sets are rotationally coupled to each other and to the hydrostatic branch. Since the sun gears are connected to each other, the transmission can achieve greater space efficiency.

Die in dem System eingesetzte Schaltstrategie kann beinhalten, dass eine der Kupplungen offen gehalten wird, während die übrigen Kupplungen synchron geöffnet und geschlossen werden. Eine solche Schaltstrategie kann genutzt werden, um zwischen zwei Fahrbereichen in einer Gruppe von Fahrbereichen, die einen Rückwärtsfahrbereich und zwei Vorwärtsfahrbereiche umfasst, sanft zu wechseln. Folglich können Leistungsunterbrechung und Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH) während Schalt-Transienten reduziert (z. B. vermieden) werden. Außerdem kann die Getriebeeffizienz unter Verwendung dieser Schaltstrategie erhöht werden.The shift strategy employed in the system may include holding one of the clutches open while opening and closing the remaining clutches synchronously. Such a shift strategy may be used to smoothly shift between two ranges in a set of ranges that includes a reverse range and two forward ranges. Consequently, power interruption and noise, vibration, and harshness (NVH) during switching transients may be reduced (e.g., avoided). In addition, transmission efficiency can be increased using this shift strategy.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebesystems mit hydromechanischer Leistungsverzweigung. 2 zeigt ein erstes Beispiel für ein Getriebesystem, das ausgelegt ist, stufenlos variable Eingangsleistung bereitzustellen, um Drehzahl-Anpassungsfähigkeit unter Verwendung eines Wolfssymbolschemas auszugeben. 3 bis 8 zeigen das erste Beispiel des Getriebesystems in verschiedenen Betriebsfahrbereichen, in denen Energie additiv kombiniert oder über die Leistungsverzweigungsanordnung zurückgeführt wird. 9 zeigt ein Diagramm, das den Zustand der Kupplungen in dem ersten Beispiel des Getriebesystems in den verschiedenen Fahrbereichen angibt. 10 zeigt einen beispielhaften Graph des hydrostatischen Verhältnisses gegenüber dem mechanischen Getriebeverhältnis in verschiedenen Fahrbereichen. In den 11 und 12 sind beispielhafte Graphen des Pumpenschwenkwinkels gegenüber dem hydrostatischen Verhältnis im Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich dargestellt. Der Begriff „beispielhaft“ bedeutet hier nicht, dass eine bestimmte Angabe bevorzugt wird, sondern bezeichnet vielmehr eine von mehreren möglichen Konfigurationen. 13 zeigt ein Verfahren zum sanften und effizienten Schalten zwischen Fahrbereichen in einem Getriebesystem. Wie hier beschrieben, ist ein sanftes Schalten ein Indikator für ein Schaltereignis, bei dem Leistungsunterbrechung reduziert (z. B. vermieden) wird. Somit kann ein sanftes Schalten Energieübertragungsspitzen oder -abfälle während des Schaltbetriebs erheblich reduzieren oder in einigen Fällen vermeiden. Sanfte Schaltvorgänge ermöglichen daher eine Verbesserung der Getriebeeffizienz sowie des Fahrverhaltens und des Fahrkomforts des Fahrzeugs. 14 zeigt eine Leistungsgrenzkurve für ein hydromechanisches Getriebe im Anwendungsfall. In den 15 bis 17 sind verschiedene Schaubilder mit Kurven dargestellt, die eine Strategie Schaltstrategie im Anwendungsfall darstellen. 18 zeigt das in 1 dargestellte Getriebe während des Rückwärtsschaltbetriebs. 1 shows a schematic representation of a transmission system with hydromechanical power split. 2 FIG. 12 shows a first example of a transmission system configured to provide continuously variable input power to output speed adaptability using a wolf symbol scheme. 3 until 8th show the first example of the transmission system in different operational driving ranges in which energy is additively combined or fed back via the power split arrangement. 9 Fig. 12 shows a diagram indicating the state of the clutches in the first example of the transmission system in the different driving ranges. 10 FIG. 12 shows an example graph of hydrostatic ratio versus mechanical transmission ratio in various driving ranges. In the 11 and 12 example graphs of pump slew angle versus hydrostatic ratio in forward and reverse ranges are shown. As used herein, the term "exemplary" does not imply preference for any particular specification, but rather indicates one of several possible configurations. 13 shows a method for smoothly and efficiently shifting between drive ranges in a transmission system. As described herein, a smooth shift is an indicator of a shift event where power disruption is reduced (e.g., avoided). Thus, smooth switching can significantly reduce, or in some cases eliminate, energy transfer peaks or dips during switching operations. Smooth shifting operations therefore enable an improvement in transmission efficiency as well as vehicle handling and driving comfort. 14 shows a power limit curve for a hydromechanical transmission in the application. In the 15 until 17 Various graphs are shown with curves that represent a switching strategy in the application. 18 shows that in 1 Illustrated transmission during reverse shift operation.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebesystems 100 (z.B. ein hydromechanisches variables Getriebe) in einem Fahrzeug 102 oder einer anderen geeigneten Maschinenplattform. In einem Beispiel kann das Fahrzeug ein Geländefahrzeug sein, in anderen Beispielen kann das Getriebe auch in Straßenfahrzeugen eingesetzt werden. Ein Geländefahrzeug kann ein Fahrzeug sein, das aufgrund seiner Größe und/oder seiner Maximaldrehzahl nicht über längere Zeit auf Autobahnen betrieben werden kann. So kann beispielsweise die Breite des Fahrzeugs größer sein als eine Autobahnspur und/oder die Maximaldrehzahl des Fahrzeugs kann unter der minimal zulässigen oder empfohlenen Autobahngeschwindigkeit liegen. Zu den Branchen und ihren entsprechenden Betriebsumgebungen, in denen das Fahrzeug eingesetzt werden kann, gehören Forstwirtschaft, Bergbau, Landwirtschaft und dergleichen. In beiden Fällen kann das Fahrzeug mit Hilfssystemen ausgelegt sein, die über hydraulische und/oder mechanische Nebenabtriebe (PTOs) angetrieben werden. 1 12 shows a schematic representation of a transmission system 100 (eg, a hydromechanical variable transmission) in a vehicle 102 or other suitable machine platform. In one example, the vehicle may be an off-road vehicle, in other examples the transmission may also be used in on-highway vehicles. An off-road vehicle may be a vehicle that cannot be operated on highways for an extended period of time due to its size and/or maximum speed. For example, the width of the vehicle may be greater than a freeway lane and/or the maximum speed of the vehicle may be below the minimum allowable or recommended freeway speed. The industries and their corresponding operating environments in which the vehicle may be used include forestry, mining, agriculture, and the like. In both cases, the vehicle can be designed with auxiliary systems powered by hydraulic and/or mechanical power take-offs (PTOs).

Das Getriebesystem 100 kann als ein stufenloses Getriebe (IVT) funktionieren, bei dem das Übersetzungsverhältnis des Getriebes stufenlos von einer negativen Maximaldrehzahl bis zu einer positiven Maximaldrehzahl mit einer unendlichen Anzahl von Verhältnispunkten gesteuert wird. Auf diese Weise kann das Getriebe im Verhältnis zu Getrieben, die in diskreten Verhältnissen arbeiten, eine vergleichsweise hohe Anpassungsfähigkeit und Effizienz erreichen. In einem Anwendungsfallbeispiel kann das Getriebe ferner eingerichtet werden, in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 80°C zu arbeiten. In einem solchen Beispiel kann ein Sumpf in einem Getriebeschmiersystem in einem Bereich zwischen -40 °C und 100 °C arbeiten. Das Getriebe kann jedoch für eine Vielzahl von Betriebstemperaturbereichen ausgelegt sein. In bestimmten Beispielen kann das Getriebesystem auch ausgelegt sein, auf einem Längsgefälle von bis zu 35 Grad und einem Lateralgefälle von 25 Grad zu arbeiten. Der Schwellenwert für das Längsgefälle und/oder das Lateralgefälle kann angepasst werden (z. B. erhöht oder verringert), um verschiedenen Auslegungszielvorgaben für die Endnutzung gerecht zu werden.The transmission system 100 can function as an infinitely variable transmission (IVT) in which the gear ratio of the transmission is continuously controlled from a negative maximum speed to a positive maximum speed with an infinite number of ratio points. In this way, the transmission can achieve comparatively high adaptability and efficiency in relation to transmissions that work in discrete ratios. In an example use case, the transmission can also be configured to operate in an ambient temperature range of -40°C to 80°C. In one such example, a sump in a transmission lubrication system may operate in a range between -40°C and 100°C. However, the transmission can be designed for a variety of operating temperature ranges. In certain examples, the transmission system may also be configured to operate on a pitch of up to 35 degrees and a pitch of 25 degrees lateral. The longitudinal slope and/or lateral slope threshold may be adjusted (e.g., increased or decreased) to meet different end-use design objectives.

Das Getriebesystem 100 kann asymmetrische maximale Ausgangsdrehzahlen für Vorwärts- und Rückwärtsrichtung aufweisen (z. B. kann die Rückwärtsfahrdrehzahl etwa 56 % der Vorwärtsfahrdrehzahl betragen). Durch diese Asymmetrie zwischen Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl kann das Getriebe eine erwünschte Bandbreite an Drehzahlbereichen erreichen. Es wurden jedoch auch andere geeignete Ausgangsdrehzahlvarianten in Betracht gezogen, wie beispielsweise symmetrische Ausgangsdrehzahlen in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, die jedoch den Einsatz einer zusätzlichen Kupplung erfordern können, was die Komplexität des Systems erhöhen kann.Transmission system 100 may have asymmetric maximum output speeds for forward and reverse directions (eg, reverse ground speed may be approximately 56% of forward ground speed). This asymmetry between forward and reverse speeds allows the transmission to achieve a desired range of speed ranges. However, other suitable output speed variants have also been considered, such as symmetrical output speeds in the forward and reverse directions, but may require the use of an additional clutch, which may increase the complexity of the system.

Das Getriebesystem 100 kann eine Antriebsenergiequelle 104 enthalten oder von dieser Energie erhalten. Die Energiequelle 104 kann eine Verbrennungskraftmaschine, ein Elektromotor (z. B. ein Elektromotor-Generator), Kombinationen davon und dergleichen sein. In einem Anwendungsfallbeispiel kann die Energiequelle 104 Energie von mehr als 80 Kilowatt (kW) erzeugen (z. B. 100-115 kW). Um dies näher zu erörtern, kann die Energiequelle im Bereich zwischen 900 und 2100 Umdrehungen pro Minute (U/min) betrieben werden, wobei in einigen Fällen ein Bereich zwischen 1200 und 1600 U/min angestrebt wird. Ferner, kann die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors in einigen Beispielen etwa 650 RPM betragen. Es wurden jedoch zahlreiche geeignete Betriebs- und Leerlaufdrehzahlbereiche für Getriebe in Betracht gezogen.The transmission system 100 may include or receive power from a motive power source 104 . The energy source 104 may be an internal combustion engine, an electric motor (eg, an electric motor-generator), combinations thereof, and the like. In an example use case, power source 104 may generate power in excess of 80 kilowatts (kW) (e.g., 100-115 kW). To discuss this further, the power source may be operated in the range of between 900 and 2100 revolutions per minute (rpm), with a range of between 1200 and 1600 rpm being desirable in some cases. Further, In some examples, the engine idle speed may be about 650 RPM. However, numerous suitable operating and idle speed ranges for transmissions have been considered.

In dem Getriebe kann ferner eine Torsionsdämpferkupplung 106 vorgesehen sein. Zahnräder 108, 110, wie z. B. Kegelräder, können verwendet werden, um die Energiequelle 104 mit einer Eingangswelle 112 drehbar zu koppeln. Wie hier beschrieben, kann ein Zahnrad eine mechanische Komponente sein, die sich dreht und Zähne aufweist, welche so profiliert sind, dass diese mit Zähnen in einem oder mehreren entsprechenden Zahnrädern kämmen, um eine mechanische Verbindung zu bilden, die eine Übertragung von Rotationsenergie durch diese hindurch ermöglicht.A torsional damper clutch 106 can also be provided in the transmission. Gears 108, 110, such as. Gears, such as bevel gears, may be used to rotatably couple the power source 104 to an input shaft 112 . As described herein, a gear may be a mechanical component that rotates and has teeth that are profiled to mesh with teeth in one or more corresponding gears to form a mechanical linkage that allows transmission of rotational energy therethrough allowed through.

Ein mechanischer Nebenabtrieb 114 kann mit der Eingangswelle 112 gekoppelt sein. Der mechanische Nebenabtrieb 114 kann ein Hilfssystem wie eine Pumpe (z. B. eine Hydraulikpumpe, eine Pneumatikpumpe und dergleichen), eine Winde, einen Ausleger, eine Bett-Anhebevorrichtung und dergleichen antreiben. Um die Energieübertragung auf Hilfskomponenten zu ermöglichen, kann der Nebenabtrieb eine Schnittstelle, Welle(n), ein Gehäuse und dergleichen umfassen. In anderen Beispielen kann jedoch der Nebenabtrieb in dem Getriebesystem weggelassen sein. Ein Zahnrad 116 kann mit der Eingangswelle 112 gekoppelt sein. In der Getriebesystem 100 ist außerdem eine mechanische Baugruppe 118 enthalten. Die mechanische Baugruppe 118 kann die Welle 112 und/oder das Zahnrad 116 sowie die hier näher beschriebene Welle 167 enthalten. Außerdem kann das Getriebe eine Welle 120 und ein Zahnrad 122 enthalten, das mit dem Zahnrad 116 auf der Eingangswelle 112 drehgekoppelt ist. Die gestrichelte Linie 124 und die anderen gestrichelten Linien, die in 1 abgebildet sind, bezeichnen eine mechanische Verbindung zwischen Komponenten, die eine Übertragung von Drehenergie zwischen diesen ermöglicht.A mechanical power take-off 114 may be coupled to the input shaft 112 . The mechanical power take-off 114 may drive an auxiliary system such as a pump (e.g., hydraulic pump, pneumatic pump, and the like), winch, boom, bed lift, and the like. To enable power transfer to auxiliary components, the power take-off may include an interface, shaft(s), housing, and the like. However, in other examples, the PTO may be omitted from the transmission system. A gear 116 may be coupled to the input shaft 112 . A mechanical assembly 118 is also included in the transmission system 100 . Mechanical assembly 118 may include shaft 112 and/or gear 116, as well as shaft 167 as further described herein. The transmission may also include a shaft 120 and a gear 122 rotatably coupled to gear 116 on input shaft 112 . Dashed line 124 and the other dashed lines shown in 1 are shown designate a mechanical connection between components that allows rotational energy to be transmitted between them.

Ein Zahnrad 126, das mit dem Zahnrad 122 kämmt, kann mit einer Ladepumpe 128 drehbar verbunden sein. Die Ladepumpe 128 kann so ausgelegt sein, dass diese Hydraulikkomponenten in dem Getriebe, wie beispielsweise einen Hydraulikmotor 134 (z. B. einen hydrostatischen Motor), eine Hydraulikpumpe 136 (z. B. eine hydrostatische Pumpe) und dergleichen mit druckbeaufschlagtem Fluid versorgt. Das von der Ladepumpe mit Druck beaufschlagte Fluid kann zusätzlich für Kupplungsbetätigung und/oder Getriebeschmierung eingesetzt werden. Die Ladepumpe kann einen Kolben, einen Rotor, ein Gehäuse, Kammer(n) und dergleichen enthalten, damit die Pumpe Fluid bewegen kann. Die mechanische Baugruppe 118 ist parallel zu einer hydrostatischen Baugruppe 130 (z. B. einer hydrostatischen Einheit) drehgekoppelt. Ferner kann die hydrostatische Baugruppe 130 eine U-förmige Bauweise aufweisen, bei der die Wellen 131, 133, die als eine mechanische Schnittstelle für die Hydraulikpumpe 136 (z. B. Pumpe mit variabler Verdrängung) beziehungsweise den Hydraulikmotor 134 (z. B. Motor mit feststehender Schrägachse) dienen, parallel zueinander und auf einer Seite der Baugruppe angeordnet sind. Diese U-förmige Gestaltung erlaubt es nach Bedarf, die Größe der hydrostatischen Baugruppe zu reduzieren und ermöglicht den Verzicht auf die Verwendung von Hochdruckschläuchen, um so die Herstellungskosten zu senken und die Gefahr von Beschädigung der hydrostatischen Einheit zu verringern. Darüber hinaus kann die hydrostatische Baugruppe 130 auf einer der Ladepumpe 128 gegenüberliegenden Seite des Getriebes und/oder axial versetzt zu den Kupplungen 170, 172 angeordnet sein. Durch die Anordnung der hydrostatischen Baugruppe in dieser Weise können die Breite und Länge des Getriebes reduziert und der Einbau des Getriebes in das Fahrzeug vereinfacht werden. Außerdem können der Motor und die Pumpe in der hydrostatischen Baugruppe in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden, um die Kompaktheit des Getriebes zu erhöhen.A gear 126 meshing with gear 122 may be rotatably connected to a charge pump 128 . The charge pump 128 may be configured to supply pressurized fluid to hydraulic components in the transmission, such as a hydraulic motor 134 (e.g., a hydrostatic motor), a hydraulic pump 136 (e.g., a hydrostatic pump), and the like. The fluid pressurized by the charging pump can also be used for clutch actuation and/or gear lubrication. The charge pump may include a piston, rotor, housing, chamber(s), and the like to enable the pump to move fluid. The mechanical assembly 118 is rotationally coupled in parallel with a hydrostatic assembly 130 (e.g., hydrostatic unit). Further, the hydrostatic assembly 130 may have a U-shaped configuration in which the shafts 131, 133 acting as a mechanical interface for the hydraulic pump 136 (e.g., variable displacement pump) and hydraulic motor 134 (e.g., motor with a fixed oblique axis), are arranged parallel to one another and on one side of the assembly. This U-shaped design allows the size of the hydrostatic assembly to be reduced as needed and eliminates the use of high pressure hoses, thereby reducing manufacturing costs and reducing the risk of damage to the hydrostatic assembly. In addition, the hydrostatic assembly 130 may be located on a side of the transmission opposite the charge pump 128 and/or axially offset from the clutches 170,172. By arranging the hydrostatic assembly in this manner, the width and length of the transmission can be reduced and the installation of the transmission in the vehicle can be simplified. In addition, the motor and pump in the hydrostatic assembly can be housed in a common housing to increase the compactness of the transmission.

Die Kopplung der hydrostatischen Baugruppe mit der mechanischen Baugruppe ermöglicht es dem Getriebe, Leistungsverzweigungsfunktionalität zu erreichen, bei der Energie synchron durch jeden Pfad fließen kann, um Energie additiv zu kombinieren oder durch das System zurückzuführen. Diese Leistungsverzweigungsanordnung ermöglicht, dass Energiefluss des Getriebes in hohem Maße anpassbar ist, um Effizienz in einem breiten Spektrum von Betriebsbedingungen zu erhöhen. Somit kann das Getriebe in einem Beispiel ein Getriebe mit voller Leistungsaufteilung sein.The coupling of the hydrostatic assembly with the mechanical assembly allows the transmission to achieve power-split functionality, where energy can flow synchronously through each path to additively combine or recycle energy through the system. This power split arrangement allows the transmission power flow to be highly adjustable to increase efficiency over a wide range of operating conditions. Thus, in one example, the transmission may be a full power split transmission.

Die mechanische Baugruppe 118 kann mehrere mechanische Pfade umfassen, die parallel zur hydrostatischen Baugruppe gekoppelt sind. Um dies näher zu erörtern, kann die Welle 167 als eine Verbindungsstelle zwischen einem ersten mechanischen Pfad (z. B. Zweig) 119 und einem zweiten mechanischen Pfad (z. B. Zweig) 121 dienen. Der erste mechanische Pfad 119 kann unter bestimmten Betriebsbedingungen die Drehenergie-Übertragungsfähigkeiten von einer Schnittstelle der hydrostatischen Baugruppe 130 auf ein Hohlrad 158 eines ersten Planetenradsatzes 148 bereitstellen. Darüber hinaus kann der zweite mechanische Pfad 121 die Drehenergie-Übertragungsfähigkeiten von der Schnittstelle der hydrostatischen Baugruppe 130 zu einem Träger 160 eines zweiten Planetenradsatzes 150 bereitstellen.The mechanical assembly 118 may include multiple mechanical paths coupled in parallel with the hydrostatic assembly. To discuss this further, the shaft 167 may serve as a junction between a first mechanical path (e.g. branch) 119 and a second mechanical path (e.g. branch) 121 . The first mechanical path 119 may provide the rotational power transfer capabilities from an interface of the hydrostatic assembly 130 to a ring gear 158 of a first planetary gear set 148 under certain operating conditions. Additionally, the second mechanical path 121 may provide the rotational power transfer capabilities from the interface of the hydrostatic assembly 130 to a carrier 160 of a second planetary gear set 150 .

Die hydrostatische Baugruppe 130 umfasst den Hydraulikmotor 134 und die Hydraulikpumpe 136. Außerdem kann die Hydraulikpumpe 136 eine erste mechanische Schnittstelle 138 und eine zweite mechanische Schnittstelle 140 aufweisen. Die erste mechanische Schnittstelle 138 kann mit einer mechanischen Buchse 132 drehgekoppelt sein und die zweite mechanische Schnittstelle 140 kann mit einem anderen mechanischen Nebenabtrieb 142 drehgekoppelt sein. Auch hier kann der mechanische Nebenabtrieb zum Antrieb eines zusätzlichen Fahrzeugsystems wie eines Luftkompressors, eines mechanischen Arms oder Auslegers, einer Schnecke und dergleichen eingesetzt werden. Auf diese Weise kann das Getriebe an eine Vielzahl von Betriebsumgebungen für die Endnutzung angepasst werden. Insbesondere ermöglicht die Bereitstellung mehrerer Nebenabtriebe in der in 1 dargestellten Anordnung, dass das Getriebesystem nach Bedarf Auslegungszielvorgaben für die Endnutzung in einer Vielzahl von verschiedenen Fahrzeugtypen erfüllt. Dadurch wird der Anwendungsbereich des Systems erweitert und die Attraktivität des Getriebes für die Kunden erhöht. In anderen Beispielen können jedoch die Nebenabtriebe 114 und/oder 142 in dem Getriebe weggelassen sein.The hydrostatic assembly 130 includes the hydraulic motor 134 and the hydraulic pump 136. In addition, the hydraulic pump 136 can have a first mechanical interface 138 and a second mechanical interface 140. The first mechanical interface 138 may be rotationally coupled to a mechanical bushing 132 and the second mechanical interface 140 may be rotationally coupled to another mechanical power take-off 142 . Again, the mechanical PTO can be used to drive an auxiliary vehicle system such as an air compressor, mechanical arm or boom, auger, and the like. In this way, the transmission can be adapted to a variety of end-use operating environments. In particular, the provision of several power take-offs in the in 1 Arrangement shown that the transmission system meets design objectives for end use in a variety of different vehicle types as required. This expands the scope of the system and increases the attractiveness of the transmission for customers. However, in other examples, the PTOs 114 and/or 142 may be omitted from the transmission.

Bei der Hydraulikpumpe 136 kann es sich in einem Beispiel um eine bidirektionale Pumpe mit variabler Verdrängung handeln. Ferner kann es sich bei der Pumpe in einem Fall um eine Axialkolbenpumpe handeln. Um dies näher zu erörtern, kann die Axialkolbenpumpe in einem konkreten Beispiel eine Taumelscheibe enthalten, die mit Kolben und Zylindern zusammenwirkt, um die Verdrängung der Pumpe durch eine Änderung des Schwenkwinkels zu verändern. Es wurden jedoch auch andere geeignete Typen von bidirektionalen Pumpen mit variabler Verdrängung in Betracht gezogen.Hydraulic pump 136 may be a variable displacement, bi-directional pump, in one example. Furthermore, in one case the pump can be an axial piston pump. To discuss this further, in a specific example, the axial piston pump may include a swashplate that interacts with the pistons and cylinders to vary the displacement of the pump by changing the swing angle. However, other suitable types of bi-directional variable displacement pumps have also been contemplated.

Der Hydraulikmotor 134 kann ein bidirektionaler Konstant-Verdrängungsmotor sein (z. B. Motor mit feststehender Schrägachse). Der Motor mit feststehender Schrägachse ist im Vergleich zu Motoren mit variabler Verdrängung relativ kompakt. Auf diese Weise kann das System eine größere Raumeffizienz erreichen und nach Bedarf anderen Systemen im Fahrzeug geringere räumliche Einschränkungen auferlegen. Es können jedoch auch alternative Pumpentypen und/oder Motoren eingesetzt werden, falls zum Beispiel die Motor-Anpassungsfähigkeit auf Kosten der Kompaktheit bevorzugt wird.The hydraulic motor 134 may be a bidirectional constant displacement motor (e.g., fixed bent axis motor). The fixed bent axis engine is relatively compact compared to variable displacement engines. In this way, the system can achieve greater space efficiency and impose less space constraints on other systems in the vehicle as needed. However, alternative pump types and/or motors may be employed if, for example, motor adaptability is preferred at the expense of compactness.

Hydraulikleitungen 144, 146 sind jeweils an den hydraulischen Schnittstellen des Motors und der Pumpe angebracht, damit die hydrostatische Baugruppe additive Energiezirkulationsfunktionalität in Bezug auf die parallel zur hydrostatischen Baugruppe 130 angeordneten mechanischen Zweige bereitstellen kann. In einem additiven Energiemodus wird beispielsweise Energie sowohl von der hydrostatischen als auch der mechanischen Baugruppe an einem der Planetenradsätze kombiniert und an den Getriebeausgang geliefert. Daher können die Hydraulikpumpe 136 und der Hydraulikmotor 134 so betrieben werden, dass Energie vom Hydraulikmotor zu den Sonnenrädern von jeder Planetenbaugruppe fließt. In einem Rückführenergiemodus wird Energie durch die hydrostatische Baugruppe zurückgeführt. In dem Rückführenergiemodus fließt also Energie von der hydrostatischen Baugruppe zur Welle 120.Hydraulic lines 144, 146 are attached to the hydraulic interfaces of the motor and pump, respectively, to allow the hydrostatic assembly to provide additive power circulation functionality with respect to the mechanical branches arranged in parallel with the hydrostatic assembly 130. For example, in an additive energy mode, energy from both the hydrostatic and mechanical assemblies on one of the planetary gear sets is combined and delivered to the transmission output. Therefore, the hydraulic pump 136 and hydraulic motor 134 can be operated so that power flows from the hydraulic motor to the sun gears of each planetary assembly. In a recirculating energy mode, energy is recirculated through the hydrostatic assembly. Thus, in the regenerative power mode, power flows from the hydrostatic assembly to the shaft 120.

Das Getriebesystem 100 umfasst ferner den ersten Planetenradsatz 148 und den zweiten Planetenradsatz 150. Der erste Planetenradsatz 148 kann einen Träger 152 umfassen, auf dem sich die Planetenräder 154 drehen. Die Planetenräder 154 können mit einem Sonnenrad 156 und dem Hohlrad 158 kämmen. Ebenso kann der zweite Planetenradsatz 150 den Träger 160, die Planetenräder 162, ein Sonnenrad 164 und ein Hohlrad 166 umfassen. Daher kann der zweite Planetenradsatz 150 wiederum ein einfacher Planetenradsatz sein. Außerdem können zwischen den Planetenrädern und dem Träger in jeder Planetenanordnung angeordnete Lager deren Drehung erleichtern. Die Sonnenräder und/oder die Wellen, an denen diese befestigt sind, können außerdem mit Lagern versehen sein, die mit diesen verbunden sind. Bei den Lagern kann es sich um Rollenlager (z. B. Nadellager), Kugellager oder andere geeignete Lagertypen handeln, die eine Drehung der Komponenten ermöglichen und gleichzeitig andere Relativbewegungen einschränken.The transmission system 100 further includes the first planetary gear set 148 and the second planetary gear set 150. The first planetary gear set 148 may include a carrier 152 on which the planetary gears 154 rotate. The planet gears 154 can mesh with a sun gear 156 and the ring gear 158 . Likewise, the second planetary gear set 150 may include the carrier 160 , planet gears 162 , a sun gear 164 , and a ring gear 166 . Therefore, the second planetary gear set 150 can again be a simple planetary gear set. Additionally, bearings located between the planetary gears and the carrier in each planetary assembly can facilitate rotation thereof. The sun gears and/or the shafts to which they are attached may also have bearings associated therewith. The bearings can be roller bearings (e.g., needle bearings), ball bearings, or any other suitable type of bearing that allows the components to rotate while constraining other relative movements.

Der Träger 160 des zweiten Planetenradsatzes 150 kann mit dem Hohlrad 158 des ersten Planetenradsatzes 148 drehgekoppelt sein. Außerdem kann der Träger 160 des zweiten Planetenradsatzes 150 mit einer Welle 167 drehgekoppelt sein. Die Welle 167 kann sich durch eine zentrale Öffnung in einer Verlängerung 186 erstrecken, die hier näher beschrieben wird. Dieses Drehbefestigungsschema kann konzeptionell als eine Formation mechanischer Zweige beschrieben werden, die parallel zur hydrostatischen Baugruppe 130 angebracht sind.The carrier 160 of the second planetary gear set 150 may be rotationally coupled to the ring gear 158 of the first planetary gear set 148 . Additionally, the carrier 160 of the second planetary gear set 150 may be rotationally coupled to a shaft 167 . Shaft 167 may extend through a central opening in extension 186, which is further described herein. This pivoting scheme can be conceptually described as a formation of mechanical branches mounted parallel to the hydrostatic assembly 130 .

Wie hier beschrieben, bedeutet eine parallele Befestigung zwischen Komponenten, Baugruppen usw., dass der Eingang und der Ausgang der beiden Komponenten oder Komponentengruppierungen miteinander drehgekoppelt sind. Durch diese parallele Anordnung kann die Energie unter bestimmten Bedingungen durch die hydrostatische Baugruppe zurückgeführt oder unter anderen Bedingungen aus dem mechanischen und dem hydrostatischen Zweig additiv kombiniert werden. Dadurch wird die Anpassungsfähigkeit des Getriebes erhöht, was im Vergleich zu rein hydrostatischen Getrieben eine Steigerung der Betriebseffizienz ermöglicht.As described herein, a parallel attachment between components, assemblies, etc. means that the input and output of the two components or groupings of components are rotationally coupled to each other. This parallel arrangement allows the energy to be returned through the hydrostatic assembly under certain conditions or from the mechanical system under other conditions mechanical and the hydrostatic branch can be combined additively. This increases the adaptability of the transmission, allowing for an increase in operating efficiency compared to purely hydrostatic transmissions.

Die Sonnenräder 156, 164 des ersten und zweiten Planetenradsatzes 148, 150 können miteinander drehgekoppelt (z. B. direkt befestigt) sein. Durch die Befestigung der Sonnenräder auf diese Weise kann das Getriebe das gewünschte Übersetzungsverhältnis, Kompaktheit und Effizienz erreichen.The sun gears 156, 164 of the first and second planetary gear sets 148, 150 may be rotationally coupled (e.g., directly attached) to one another. Fixing the sun gears in this way allows the gearbox to achieve the desired gear ratio, compactness and efficiency.

Der Hydraulikmotor 134 kann zum Beispiel über eine mechanische Buchse 168 mit dem Sonnenrad 156 drehgekoppelt sein. Das Getriebesystem 100 umfasst ferner eine Rückwärtskupplung 170, eine erste Vorwärtsfahrkupplung 172 und eine zweite Vorwärtsfahrkupplung 174. Allgemein kann die erste Vorwärtsfahrkupplung als ein erste Kupplung oder eine erste Vorwärtskupplung bezeichnet sein, die Rückwärtsfahrkupplung kann als eine zweite Kupplung oder eine Rückwärtskupplung bezeichnet werden, und die zweite Vorwärtsfahrkupplung kann als eine dritte Kupplung oder eine zweite Vorwärtskupplung bezeichnet werden. Die Kupplungen 170, 172, 174 können in der Nähe einer Ausgangswelle 171 und stromabwärts der Planetenbaugruppe angeordnet sein. Die Anordnung der Kupplungen in dieser Position ermöglicht einen gewünschten Kompromiss zwischen Kupplungsgröße und Kupplungsdrehzahl. So können beispielsweise relativ hohe Kupplungsdrehzahlen zu höheren Leistungsverlusten führen. Außerdem können die Rückwärtskupplung 170 und die erste Vorwärtsfahrkupplung 172 zueinander benachbart und koaxial angeordnet sein. In einem besonderen Beispiel können die Kupplungen eine ähnliche Bauweise haben, um die Komplexität der Herstellung zu reduzieren. Diese Doppelkupplungsanordnung ermöglicht somit eine Senkung der Herstellungskosten und erhöht die Kompaktheit des Getriebes.The hydraulic motor 134 may be rotationally coupled to the sun gear 156 via a mechanical bushing 168, for example. The transmission system 100 further includes a reverse clutch 170, a first forward clutch 172, and a second forward clutch 174. Generally, the first forward clutch may be referred to as a first clutch or a first forward clutch, the reverse clutch may be referred to as a second clutch or a reverse clutch, and the The second forward drive clutch may be referred to as a third clutch or a second forward clutch. The clutches 170, 172, 174 may be located near an output shaft 171 and downstream of the planetary assembly. Placing the clutches in this position allows for a desired compromise between clutch size and clutch speed. For example, relatively high clutch speeds can lead to higher power losses. In addition, the reverse clutch 170 and the first forward clutch 172 may be adjacent to each other and coaxially arranged. In a particular example, the clutches may be of similar construction to reduce manufacturing complexity. This dual clutch arrangement thus allows a reduction in manufacturing costs and increases the compactness of the transmission.

Bei den Kupplungen 170, 172, 174 kann es sich um Reibungskupplungen handeln, die jeweils zwei Sätze von Scheiben umfassen. Diese Kupplungsscheiben können sich um eine gemeinsame Achse drehen und sind ausgelegt, um sich gegenseitig einzukuppeln und auszukuppeln, um selektive Energieübertragung auf nachgeschaltete Komponenten zu ermöglichen. Auf diese Weise können die Kupplungen geschlossen und geöffnet werden, um diese in den eingekuppelten und ausgekuppelten Zustand zu versetzen. Im ausgekuppelten Zustand wird keine Energie über die Kupplung übertragen. Umgekehrt bewegt sich Energie im eingekuppelten Zustand während des Getriebebetriebs durch die Kupplung. Außerdem können die Kupplungen hydraulisch, elektromagnetisch und/oder pneumatisch betätigt werden. Die Kupplungen können zum Beispiel über einen Hydraulikkolben angepasst werden. Die Anpassungsfähigkeit kann stufenlos sein, wobei die Kupplung in einem Beispiel von einem teilweise eingekuppelten Zustand in einen vollständig eingekuppelten Zustand übergehen kann, wobei ein relativ geringer Leistungsverlustbetrag in der Kupplung auftritt. In anderen Beispielen können die Kupplungen jedoch auch diskret angepasst werden.The clutches 170, 172, 174 may be friction clutches, each comprising two sets of discs. These clutch plates can rotate about a common axis and are designed to engage and disengage each other to allow selective power transfer to downstream components. In this way, the clutches can be closed and opened to put them in the engaged and disengaged states. When the clutch is disengaged, no energy is transmitted via the clutch. Conversely, in the engaged state, energy moves through the clutch during transmission operation. In addition, the clutches can be actuated hydraulically, electromagnetically and/or pneumatically. The clutches can be adjusted using a hydraulic piston, for example. The adaptability may be stepless, in one example the clutch may transition from a partially engaged state to a fully engaged state with a relatively small amount of power loss in the clutch. However, in other examples, the clutches can also be adjusted discretely.

Der Träger 152 kann eine Verlängerung 175 mit einem Zahnrad 176 aufweisen, das mit dem Zahnrad 177 kämmt. Das Zahnrad 177 ist im gezeigten Beispiel drehbar mit der Rückwärtskupplung 170 und der ersten Vorwärtskupplung 172 drehgekoppelt. Die Rückwärtskupplung 170 und die erste Vorwärtskupplung 172 sind, wie dargestellt, zueinander benachbart angeordnet und können eine gemeinsame Drehachse haben. Aufgrund dieser proximalen Kupplungsanordnung kann das System eine größere Kompaktheit aufweisen, die weniger räumliche Einschränkungen für angrenzende Fahrzeugsysteme mit sich bringt. Alternativ kann die Rückwärtskupplung von der ersten Vorwärtskupplung beabstandet sein, was jedoch die Kompaktheit des Systems beeinträchtigen kann.Carrier 152 may have an extension 175 with a gear 176 that meshes with gear 177 . Gear 177 is rotatably coupled to reverse clutch 170 and first forward clutch 172 in the example shown. As illustrated, reverse clutch 170 and first forward clutch 172 are disposed adjacent one another and may share a common axis of rotation. Because of this proximal coupling arrangement, the system can have greater compactness that places fewer space constraints on adjacent vehicle systems. Alternatively, the reverse clutch may be spaced from the first forward clutch, but this may compromise the compactness of the system.

Ein Zahnrad 179 kann auf einer Ausgangswelle 180 der Rückwärtskupplung 170 sitzen. Ebenso kann ein Zahnrad 181 auf einer Ausgangswelle 182 der ersten Vorwärtskupplung 172 sitzen. Die beiden Zahnräder 179 und 181 können über die Zahnräder 183 beziehungsweise 184 mit der Systemausgangswelle 171 drehverbunden sein. Auf diese Weise liefern sowohl die Rückwärtskupplung als auch die erste Vorwärtskupplung bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen Energie an den Getriebeausgang.A gear 179 may be seated on an output shaft 180 of reverse clutch 170 . Likewise, a gear 181 may be seated on an output shaft 182 of the first forward clutch 172 . The two gears 179 and 181 may be rotatably connected to the system output shaft 171 via gears 183 and 184, respectively. In this way, both the reverse clutch and the first forward clutch provide energy to the transmission output under different operating conditions.

Die Systemausgangswelle 171 kann eine oder mehrere Schnittstellen 185 (z. B. Joche, Zahnräder, Ketten, Kombinationen daraus usw.) enthalten. Die Ausgangswelle ist ausdrücklich mit zwei Ausgängen dargestellt. Das Getriebe kann jedoch auch eine andere Anzahl von Ausgängen enthalten. Das Zahnrad 179 ist über das Kämmen mit dem Zahnrad 183 mit der Ausgangswelle drehgekoppelt. Die Pfeile 191 zeigen den Energiefluss vom Getriebesystem zu den Antriebsachsen 192 und/oder anderen geeigneten nachgeschalteten Fahrzeugkomponenten oder umgekehrt. Zum Durchführen von Energieübertragung zwischen dem Getriebe und den Achsen kann ein Antriebsstrang mit einer Welle, Gelenken und dergleichen eingesetzt werden. Es versteht sich, dass die Antriebsachsen auch mit Antriebsrädern gekoppelt sein können.The system output shaft 171 may include one or more interfaces 185 (e.g., yokes, gears, chains, combinations thereof, etc.). The output shaft is explicitly shown as having two outputs. However, the transmission can also contain a different number of outputs. Gear 179 is rotationally coupled to the output shaft through meshing with gear 183 . The arrows 191 show the flow of energy from the transmission system to the drive axles 192 and/or other suitable downstream vehicle components or vice versa. A powertrain including a shaft, joints, and the like may be employed to perform power transfer between the transmission and the axles. It goes without saying that the drive axles can also be coupled to drive wheels.

Das Hohlrad 166 des zweiten Planetenradsatzes 150 kann die Verlängerung 186 mit einem darauf befindlichen Zahnrad 187 umfassen. Das Zahnrad 187 kann mit einem Zahnrad 188 in der zweiten Vorwärtskupplung 174 drehgekoppelt sein, wie durch eine gestrichelte Linie angezeigt. Das Zahnrad 188 kann mit einem ersten Satz von Scheiben in der Kupplung 174 gekoppelt sein. Ein zweiter Satz von Scheiben in der Kupplung kann an einer Ausgangswelle 189 und einem Zahnrad 190 befestigt sein. Das Zahnrad 190 kann mit dem Zahnrad 183, wie durch eine gestrichelte Linie angezeigt, drehgekoppelt sein. Aufgrund der vorgenannten Anordnung der Kupplungen und der Planetenradsätze erreicht das Getriebesystem 100 eine höhere Effizienz und ein verbessertes Fahrverhalten, Komfort und Produktivität als bisherige hydromechanische Getriebe.The ring gear 166 of the second planetary gear set 150 may include the extension 186 with a gear 187 thereon. Gear 187 may be rotationally coupled to gear 188 in second forward clutch 174, as indicated by a dashed line. Gear 188 may be coupled to a first set of plates in clutch 174 . A second set of discs in the clutch may be attached to an output shaft 189 and gear 190 . Gear 190 may be rotationally coupled to gear 183 as indicated by a dashed line. Because of the foregoing arrangement of the clutches and planetary gear sets, the transmission system 100 achieves greater efficiency and improved driveability, comfort, and productivity than previous hydro-mechanical transmissions.

Das Getriebesystem 100 kann zusätzlich ein Schmiersystem enthalten, das einen Sumpf enthalten kann, wie vorstehend erläutert. Dieses Schmiersystem kann ferner herkömmliche Komponenten zur Schmierung der Zahnräder und/oder der Kupplungen wie Pumpen, Leitungen, Ventile und dergleichen enthalten.The transmission system 100 may additionally include a lubrication system, which may include a sump, as discussed above. This lubrication system can also contain conventional components for lubricating the gears and/or the clutches, such as pumps, lines, valves and the like.

Ein Steuersystem 193 mit einer Steuereinheit 194 kann ebenfalls in das Getriebesystem 100 eingebunden sein. Die Steuereinheit 194 umfasst einen Prozessor 195 und einen Speicher 196. In dem Speicher 196 können Anweisungen gespeichert sein, die, bei Ausführung durch den Prozessor, die Steuereinheit 194 dazu veranlassen, die verschiedenen hier beschriebenen Verfahren, Steuerstrategien usw. durchzuführen. Der Prozessor 195 kann eine Mikroprozessoreinheit und/oder andere Typen von Schaltungen umfassen. Der Speicher 196 kann bekannte Datenspeichermedien, wie etwa einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen Nur-Lese-Speicher, einen Keep-Alive-Speicher, Kombinationen davon und dergleichen, umfassen.A control system 193 including a controller 194 may also be incorporated into the transmission system 100 . The controller 194 includes a processor 195 and a memory 196. The memory 196 may store instructions which, when executed by the processor, cause the controller 194 to perform the various methods, control strategies, etc. described herein. Processor 195 may include a microprocessor unit and/or other types of circuitry. Memory 196 may include known data storage media such as random access memory, read only memory, keep-alive memory, combinations thereof, and the like.

Die Steuereinheit 194 kann Fahrzeugdaten und verschiedene Signale von Sensoren empfangen, die sich an verschiedenen Positionen in dem Getriebesystem 100 und/oder in dem Fahrzeug 102 befinden. Zu den Sensoren können Zahnrad-Drehzahlsensoren 197, 198 und 199 gehören, die die Drehzahl von Zahnrad 116, Zahnrad 184 bzw. Zahnrad 176 erfassen. Auf diese Weise kann die Zahnrad-Drehzahl am Eingang und am Ausgang des Systems zusammen mit der Zahnrad-Drehzahl am Ausgang des ersten Planetenradsatzes 148 erfasst werden. In anderen Beispielen können jedoch die Drehzahlen von zumindest einem Teil der Zahnräder durch die Steuereinheit modelliert werden.The controller 194 may receive vehicle data and various signals from sensors located at various locations within the transmission system 100 and/or within the vehicle 102 . The sensors may include gear speed sensors 197, 198 and 199 which detect the speed of gear 116, gear 184 and gear 176, respectively. In this way, the gear speed at the input and output of the system can be sensed along with the gear speed at the output of the first planetary gear set 148 . However, in other examples, the speeds of at least a portion of the gears may be modeled by the controller.

Die Steuereinheit 194 kann Steuersignale an einen Aktuator in der Hydraulikpumpe 136 oder an ein mit der Pumpe gekoppeltes Betätigungssystem senden, um die Pumpenleistung und/oder die Richtung des Hydraulikfluidstroms anzupassen. Darüber hinaus können die Kupplungen 170, 172, 174 Befehle (z. B. Öffnungs- oder Schließbefehle) von der Steuereinheit empfangen, und die Aktuatoren in den Kupplungen oder die mit den Kupplungen gekoppelten Betätigungssysteme können den Zustand der Kupplung in Antwort auf den Empfang des Befehls anpassen. Die Kupplungen können zum Beispiel über hydraulisch gesteuerte Kolben betätigt werden, obwohl auch andere geeignete Kupplungsaktuatoren denkbar sind. Zu den anderen steuerbaren Komponenten des Getriebesystems gehören der Hydraulikmotor 134, die Antriebsenergiequelle 104 und dergleichen. Diese steuerbaren Komponenten können in ähnlicher Weise funktionieren, wenn es darum geht, Steuerbefehle zu empfangen und einen Ausgang und/oder einen Zustand einer Komponente in Antwort auf den Empfang des Befehls über einen Aktuator anzupassen. Zusätzlich oder alternativ kann eine elektronische Fahrzeug-Steuereinheit (ECU) im Fahrzeug vorhanden sein, um die Energiequelle (z. B. den Verbrennungsmotor und/oder Elektromotor) zu steuern. Darüber hinaus können das Steuersystem 193 und insbesondere die Steuereinheit 194 mit dem Speicher 196 und dem Prozessor 195 eingerichtet sein, die Schaltverfahren auszuführen, die hier im Hinblick auf 3 bis 8 und 13 erläutert werden.The controller 194 may send control signals to an actuator in the hydraulic pump 136 or to an actuation system coupled to the pump to adjust the pump output and/or the direction of hydraulic fluid flow. In addition, the clutches 170, 172, 174 may receive commands (e.g., open or close commands) from the control unit, and the actuators in the clutches or the actuation systems coupled to the clutches may change the state of the clutch in response to receiving the customize command. For example, the clutches may be actuated via hydraulically controlled pistons, although other suitable clutch actuators are conceivable. The other controllable components of the transmission system include the hydraulic motor 134, the motive power source 104, and the like. These controllable components may function in a similar manner in receiving control commands and adjusting an output and/or state of a component in response to receiving the command via an actuator. Additionally or alternatively, a vehicle electronic control unit (ECU) may be present in the vehicle to control the power source (e.g., engine and/or electric motor). In addition, the control system 193 and in particular the control unit 194 with the memory 196 and the processor 195 can be configured to carry out the switching methods described here with regard to FIG 3 until 8th and 13 be explained.

Das Getriebesystem 100 kann eine Eingabeeinrichtung 151 (z. B. ein Gaspedal, einen Steuerknüppel, Hebel, Tasten, Kombinationen davon und dergleichen) umfassen. Die Eingabeeinrichtung 151 kann in Antwort auf eine Fahrereingabe eine Anforderung zur Anpassung der Getriebedrehzahl oder des Drehmoments sowie eine gewünschte Fahrrichtung (Vorwärts- oder Rückwärtsfahrrichtung) generieren. Außerdem kann das Getriebesystem bei Bedarf automatisch zwischen Antriebsmodi umschalten. Um dies näher zu erörtern, kann die Bedienperson einen Vorwärts- oder Rückwärtsfahrmodus-Drehzahl-Wechsel oder Drehmoment-Wechsel anfordern, und das Getriebe kann bei Bedarf die Drehzahl oder das Drehmoment erhöhen und automatisch zwischen den Fahrbereichen wechseln, die den verschiedenen Fahrmodi zugeordnet sind. Außerdem kann in einem Beispiel die Bedienperson den Rückwärtsfahrbetrieb anfordern, während sich das Fahrzeug im Vorwärtsfahrmodus befindet. In einem solchen Beispiel kann das Getriebe automatisch einen Schaltvorgang (z. B. Synchronschaltung) zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtsfahrmodus einleiten. Auf diese Weise kann die Bedienperson das Fahrzeug im Vergleich zu Getrieben, die für eine manuelle Fahrmodus-Anpassung ausgelegt sind, effizienter steuern. In anderen Beispielen kann das System jedoch so ausgelegt sein, dass die Fahrzeug-Bedienperson einen Modus-Wechsel zwischen den Vorwärtsfahrbereichen beispielsweise manuell anfordern kann. Darüber hinaus versteht sich, dass die Energiequelle in gemeinsam mit dem Getriebe gesteuert werden kann. Wenn beispielsweise eine Drehzahlanpassungs-Anforderung von der Steuereinheit empfangen wird, kann die Ausgangsdrehzahl der Energiequelle entsprechend erhöht werden.The transmission system 100 may include an input device 151 (e.g., an accelerator pedal, joystick, levers, buttons, combinations thereof, and the like). The input device 151 may generate a transmission speed or torque adjustment request and a desired direction of travel (forward or reverse) in response to driver input. In addition, the transmission system can automatically switch between drive modes as needed. To elaborate, the operator can request a forward or reverse drive mode speed change or torque change, and the transmission can increase speed or torque as needed and automatically switch between the drive ranges associated with the different drive modes. Also, in one example, the operator may request reverse drive mode while the vehicle is in forward drive mode. In such an example, the transmission may automatically initiate a shift (eg, synchro-shift) between forward and reverse drive modes. In this way, the operator can control the vehicle more efficiently compared to transmissions designed for manual drive mode adjustment. However, in other examples, the system may be configured to allow the vehicle operator to perform a mode change between forward drive chen can request manually, for example. In addition, it is understood that the power source can be controlled in tandem with the transmission. For example, when a speed adjustment request is received by the controller, the output speed of the power source can be increased accordingly.

2 zeigt eine Illustration eines Getriebesystems 200 mit einem Wolfssymbolschema. In dem Wolfsschema stellen die Linien Wellen, Zahnräder und/oder andere Mechanismen zur Übertragung von Drehenergie dar. In dem Wolfsschema stehen Kreise ferner für Planetenradsätze und Kästen für Nicht-Planetenradsätze, zu denen Wellen, Zahnräder und dergleichen gehören können. Jedem Zahnradsatz kann ein Übersetzungsverhältnis zugeordnet sein. Darüber hinaus sind in dem Wolfsschema Kupplungen durch parallele Linien dargestellt und Verbindungsstellen, an denen Energie aus mehreren Zweigen kombiniert wird, durch ausgefüllte Punkte dargestellt. Zu den Verbindungsstellen können Zahnräder, Wellen, Wellenabschnitte und dergleichen gehören. Das in 2 dargestellte Getriebesystem 200 ist ein Beispiel für das in 1 gezeigte Getriebesystem 100. Aufgrund dieser Korrespondenz können diese Getriebesysteme gemeinsame funktionale und strukturelle Merkmale aufweisen. Auf eine redundante Beschreibung wird daher aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. 2 10 shows an illustration of a transmission system 200 with a wolf symbol scheme. In the wolf schema, the lines represent shafts, gears, and/or other mechanisms for transmitting rotational energy. In the wolf schema, circles also represent planetary gear sets and boxes represent non-planetary gear sets, which may include shafts, gears, and the like. A gear ratio can be assigned to each gear set. Furthermore, in the wolf scheme, couplings are represented by parallel lines and junctions where energy from multiple branches combine are represented by filled dots. The joints may include gears, shafts, shaft sections, and the like. This in 2 Transmission system 200 shown is an example of the 1 1, transmission system 100 is shown. Because of this correspondence, these transmission systems may share functional and structural features. A redundant description is therefore dispensed with for reasons of clarity.

Das Getriebesystem 200 kann eine Verbrennungskraftmaschine 202 oder eine andere geeignete Antriebsenergiequelle (z. B. einen Elektromotor oder Motor-Generator) umfassen. Eine erste Verbindungsstelle 204 koppelt zwei mechanische Zweige 206, 208 drehbar mit einem hydrostatischen Zweig 210 mit der hydrostatischen Baugruppe 212. Der erste mechanische Zweig 206 kann mit einem Hohlrad 214 in einem ersten Planetenradsatz 216 drehgekoppelt sein. Umgekehrt kann der zweite mechanische Zweig 208 mit einem Träger 218 in einem zweiten Planetenradsatz 220 drehgekoppelt sein.The transmission system 200 may include an internal combustion engine 202 or other suitable source of motive power (e.g., an electric motor or motor-generator). A first connection point 204 rotatably couples two mechanical branches 206 , 208 to the hydrostatic assembly 212 with a hydrostatic branch 210 . Conversely, the second mechanical arm 208 may be rotationally coupled to a carrier 218 in a second planetary gear set 220 .

Die hydrostatische Baugruppe 212 umfasst eine Hydraulikpumpe 222 und einen Hydraulikmotor 224. Außerdem kann im hydrostatischen Zweig zwischen der Pumpe 222 und dem Verbrennungsmotor 202 ein Zahnradsatz 226 angeordnet sein. Das Getriebe 226 kann drehbar mit einer mechanischen Schnittstelle 227 der Pumpe 222 verbunden sein. Die hydraulischen Schnittstellen 228 der Pumpe und des Motors können über Leitungen 230 miteinander in fluidischer Kommunikation stehen. Eine mechanische Schnittstelle 227 der Pumpe kann mechanisch mit dem Zahnradsatz 226 verbunden sein. Außerdem kann eine mechanische Schnittstelle 234 des Motors mechanisch mit einer zweiten Verbindungsstelle 236 verbunden sein. Die zweite Verbindungsstelle 236 dient als eine Drehverbindung zwischen den Sonnenrädern 238, 240 des ersten und des zweiten Planetenradsatzes 216, 220.The hydrostatic assembly 212 includes a hydraulic pump 222 and a hydraulic motor 224. In addition, a gear set 226 can be arranged in the hydrostatic branch between the pump 222 and the internal combustion engine 202. The gear 226 can be rotatably connected to a mechanical interface 227 of the pump 222 . The hydraulic interfaces 228 of the pump and motor may be in fluid communication with one another via lines 230 . A pump mechanical interface 227 may be mechanically connected to the gear set 226 . In addition, a mechanical interface 234 of the engine may be mechanically connected to a second connection point 236 . The second junction 236 serves as a pivotal connection between the sun gears 238, 240 of the first and second planetary gear sets 216, 220.

Das Getriebesystem 200 kann wiederum eine Rückwärtskupplung 242, eine erste Vorwärtskupplung 244 und eine zweite Vorwärtskupplung 246 umfassen. Diese Kupplungen sind mechanisch parallel gekoppelt, so dass in den verschiedenen Fahrbereichen eine der Kupplungen eingekuppelt kann, während die anderen ausgekuppelt sind. Auf diese Weise entspricht jede Kupplung einem anderen Fahrbereich.In turn, the transmission system 200 may include a reverse clutch 242 , a first forward clutch 244 , and a second forward clutch 246 . These clutches are mechanically coupled in parallel so that in the different driving ranges, one of the clutches can be engaged while the others are disengaged. In this way, each clutch corresponds to a different driving range.

Ein Zahnradsatz 248 kann mit einem Träger 250 des ersten Planetenradsatzes 216 drehgekoppelt sein. Die in 2 dargestellten Zahnradsätze können zwei Zahnräder umfassen. Eine Verbindungsstelle 252 kann als eine mechanische Verbindung zwischen dem Zahnradsatz 248 und den Kupplungen 242, 244 dienen. Außerdem kann ein Zahnradsatz 254 mit der Rückwärtskupplung 242 gekoppelt sein, und ein Zahnradsatz 256 kann mit der ersten Vorwärtskupplung 244 gekoppelt sein. Eine weitere Verbindungsstelle 258 kann dazu dienen, die mechanischen Zweige, die der Rückwärtskupplung und der ersten Vorwärtskupplung zugeordnet sind, wieder zusammenzuführen. Ein Hohlrad 262 des zweiten Planetenradsatzes 220 kann mit dem Zahnradsatz 260 drehgekoppelt sein. Außerdem kann ein Zahnradsatz 263 mit der zweiten Vorwärtskupplung 246 und einer Verbindungsstelle 264 gekoppelt sein. Die Verbindungsstelle 264 kann als ein Ausgang für die drei Kupplungszweige dienen.A gear set 248 may be rotationally coupled to a carrier 250 of the first planetary gear set 216 . In the 2 Gear sets shown may include two gears. A junction 252 may serve as a mechanical connection between the gearset 248 and the clutches 242,244. Additionally, a gear set 254 may be coupled to the reverse clutch 242 and a gear set 256 may be coupled to the first forward clutch 244 . Another junction 258 may serve to rejoin the mechanical branches associated with the reverse clutch and the first forward clutch. A ring gear 262 of the second planetary gear set 220 may be rotationally coupled to the gear set 260 . A gearset 263 may also be coupled to the second forward clutch 246 and a connection point 264 . Junction 264 can serve as an output for the three clutch arms.

In den 3 bis 8 sind Energiepfade durch das Getriebesystem 200 in verschiedenen Fahrbereichen dargestellt. Pfeile mit Kreuzschraffur zeigen einen zirkulierenden Energiefluss, bei dem sich der Energiepfad zu vorgeschalteten Komponenten zurückbewegt. Umgekehrt zeigen Pfeile ohne Kreuzschraffur einen stromabwärts gerichteten Energiefluss zum Getriebeausgang.In the 3 until 8th 1 shows energy paths through the transmission system 200 in different driving ranges. Cross hatched arrows indicate a circulating energy flow where the energy path returns to upstream components. Conversely, arrows without cross-hatching indicate downstream energy flow to the transmission output.

Konkret zurückkehrend zu 3 ist das Getriebesystem gezeigt, das in einer ersten Stufe des ersten Fahrbereichs arbeitet. In dem ersten Fahrbereich ist die erste Vorwärtsfahrkupplung 244 eingekuppelt und die Rückwärtsfahrkupplung 242 und die zweite Vorwärtsfahrkupplung 246 sind ausgekuppelt. Somit befindet sich das Getriebe in dem ersten Fahrbereich in einem eingangskoppelten Leistungsverzweigungsmodus.Specifically returning to 3 the transmission system is shown operating in a first stage of the first drive range. In the first range, the first forward clutch 244 is engaged and the reverse clutch 242 and the second forward clutch 246 are disengaged. Thus, in the first driving range, the transmission is in an input-coupled power-split mode.

In diesem Leistungsverzweigungsmodus zeigen die Pfeile 300 den Energiepfad vom Verbrennungsmotor 202 zur Verbindungsstelle 204, von der Verbindungsstelle 204 zum ersten mechanischen Zweig 206 und vom ersten mechanischen Zweig zum Hohlrad 214 des ersten Planetenradsatzes 216 an. Die Pfeile 302 zeigen die Rückführung von Energie vom Sonnenrad 238 des ersten Planetenradsatzes 216 zum Hydraulikmotor 224, vom Hydraulikmotor zur Hydraulikpumpe 222, von der Hydraulikpumpe zum Zahnradsatz 226 und vom Zahnradsatz zur Verbindungsstelle 204. Die Pfeile 304 zeigen den Energiepfad vom Träger 250 des ersten Planetenradsatzes 216 zum Zahnradsatz 248, vom Zahnradsatz 248 zur ersten Vorwärtsfahrkupplung 244 über die Verbindungsstelle 252, von der ersten Vorwärtsfahrkupplung zum Zahnradsatz 256 und vom Zahnradsatz 256 zum Getriebeausgang 306. Auf diese Weise wird ein Teil der Energie durch die hydrostatische Baugruppe 212 zurückgeführt, während ein anderer Teil durch die Kupplung an den Ausgang übertragen wird. Aufgrund der Zirkulation der Energie durch die hydrostatische Baugruppe kann das Getriebe im Vergleich zu rein mechanischen oder hydrostatischen Getrieben mit einer relativ hohen Effizienz betrieben werden.In this power split mode, the arrows 300 indicate the energy path from the engine 202 to the junction 204, from the junction 204 to the first mechanical branch 206, and from the first mechanical branch to the ring gear 214 of the first planetary gear set 216. Arrows 302 show the return of energy from the sun gear 238 of the first planetary gear set 216 to the hydraulic motor 224, from the hydraulic motor to the hydraulic pump 222, from the hydraulic pump to the gear set 226, and from the gear set to the junction 204. The arrows 304 show the energy path from the carrier 250 of the first planetary gear set 216 to gear set 248, from gear set 248 to first forward drive clutch 244 via junction 252, from first forward drive clutch to gear set 256, and from gear set 256 to transmission output 306. In this way, some energy is returned through hydrostatic assembly 212 while another Part is transmitted through the clutch to the output. Due to the circulation of energy through the hydrostatic assembly, the transmission can be operated with a relatively high efficiency compared to purely mechanical or hydrostatic transmissions.

In einer zweiten Stufe des ersten Fahrgangbereichs wechselt der hydraulische Energiepfad die Richtung. Während dieses Richtungswechsels kreuzt die Energie im hydraulischen Pfad den Nulldurchgang und geht in die additive Energie der mechanischen und hydraulischen Pfade über, wie in 4 dargestellt.In a second stage of the first gear range, the hydraulic energy path changes direction. During this change of direction, the energy in the hydraulic path crosses the zero crossing and merges into the additive energy of the mechanical and hydraulic paths, as in 4 shown.

In der zweiten Stufe des ersten Fahrbereichs bewegt sich der Energiepfad parallel durch den ersten mechanischen Zweig 206 und die hydrostatische Baugruppe 212. Ferner, in der zweiten Stufe des ersten Fahrbereichs wird die Energie des mechanischen und des hydrostatischen Zweigs im ersten Planetenradsatz 216 additiv kombiniert und dann über die erste Vorwärtskupplung 244 an den Getriebeausgang 306 übertragen. Insbesondere, wie in 4 dargestellt, zeigen die Pfeile 400 den Energiepfad durch den mechanischen Zweig 206 zum Hohlrad 214 des ersten Planetenradsatzes 216. Darüber hinaus zeigen die Pfeile 402 den Energiepfad durch den hydrostatischen Zweig (den Zahnradsatz 226, die Hydraulikpumpe 222 und den Hydraulikmotor 224) zum Sonnenrad 238 des ersten Planetenradsatzes 216. Ferner zeigen die Pfeile 404 den Energiepfad vom Träger 250 des ersten Planetenradsatzes 216 zum Zahnradsatz 248, von dem Zahnradsatz zur ersten Vorwärtskupplung 244, von der ersten Vorwärtskupplung zum Zahnradsatz 256 und von dem Zahnradsatz zum Ausgang 306 an.In the second stage of the first range, the energy path moves in parallel through the first mechanical branch 206 and the hydrostatic assembly 212. Further, in the second stage of the first range, the energy of the mechanical and hydrostatic branches is additively combined in the first planetary gear set 216 and then transmitted to the transmission output 306 via the first forward clutch 244 . In particular, as in 4 shown, arrows 400 show the energy path through the mechanical branch 206 to the ring gear 214 of the first planetary gear set 216. In addition, the arrows 402 show the energy path through the hydrostatic branch (the gear set 226, the hydraulic pump 222 and the hydraulic motor 224) to the sun gear 238 of the first planetary gear set 216. Arrows 404 also indicate the energy path from carrier 250 of first planetary gear set 216 to gear set 248, from the gear set to first forward clutch 244, from the first forward clutch to gear set 256, and from the gear set to output 306.

Wenn die Hohlraddrehzahl des zweiten Planetenradsatzes 220 Synchronisation der zweiten Vorwärtskupplung 246 zulässt, wird der Fahrbereich gewechselt (z.B. Übergang vom ersten in den zweiten Fahrbereich), indem die erste Antriebskupplung 244 geöffnet und die zweite Antriebskupplung 246 zum Beispiel geschlossen wird, zum Beispiel über eine Synchronschaltung. Das Schließen einer Reibungskupplung umfasst Reibungseingriff von Sätzen von Scheiben in der Kupplung, um Energie zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Kupplung zu übertragen. Umgekehrt, umfasst das Öffnen einer Reibungskupplung Reibungseingriff der Sätzen von Scheiben in der Kupplung, um den Eingang der Kupplung von dem Ausgang zu entkoppeln. Ferner umfasst eine Synchronschaltung gleichzeitiges Öffnen einer Kupplung während die andere geschlossen wird.When the ring gear speed of the second planetary gear set 220 allows synchronization of the second forward clutch 246, the range is changed (e.g., transition from first to second range) by opening the first input clutch 244 and closing the second input clutch 246, for example, via a synchronous shift, for example . Closing a friction clutch involves frictionally engaging sets of discs in the clutch to transfer energy between the input and output of the clutch. Conversely, opening a friction clutch involves frictionally engaging the sets of discs in the clutch to decouple the clutch's input from the output. Furthermore, a synchronous shift includes simultaneous opening of one clutch while the other is closed.

5 zeigt dementsprechend das Getriebesystem 200 in einer ersten Stufe des zweiten Vorwärtsfahrbereichs. In dem zweiten Vorwärtsfahrbereich arbeitet das Getriebe ähnlich wie in dem ersten Vorwärtsfahrbereich, jedoch mit einem anderen mechanischen Pfadübersetzungsverhältnisses. In dem zweiten Bereich sind die Rückwärtskupplung 242 und die erste Vorwärtskupplung 244 jeweils ausgekuppelt, und die zweite Vorwärtskupplung 246 ist eingekuppelt. 5 12 accordingly shows transmission system 200 in a first stage of the second forward drive range. In the second forward range, the transmission operates similarly to the first forward range but with a different mechanical path ratio. In the second range, the reverse clutch 242 and the first forward clutch 244 are each disengaged, and the second forward clutch 246 is engaged.

In der ersten Stufe wird Energie durch die hydrostatische Baugruppe 212 zurück zum zweiten mechanischen Zweig 208 geführt. Die Pfeile 500 zeigen insbesondere den Energiepfad von dem Sonnenrad 240 des zweiten Planetenradsatzes 220 zur hydrostatischen Einheit 212. Die Pfeile 500 zeigen außerdem den Energiepfad durch die hydrostatische Baugruppe 212 zum Zahnradsatz 226. Der Energiepfad durch die hydrostatische Baugruppe umfasst die Energieübertragung durch den Hydraulikmotor 224 und die Hydraulikpumpe 222. Der Energiepfad von der Verbindungsstelle 204 über den zweiten mechanischen Zweig 208 bis zum Träger 218 des zweiten Planetenradsatzes 220 ist durch die Pfeile 502 gekennzeichnet. Ferner zeigen die Pfeile 504 den Energiepfad von dem Hohlrad 262 zum Zahnradsatz 260 und durch die zweite Vorwärtskupplung 246 sowie den Zahnradsatz 263 zum Ausgang 306.In the first stage, energy is routed back to the second mechanical branch 208 through the hydrostatic assembly 212 . In particular, arrows 500 show the power path from sun gear 240 of second planetary gear set 220 to hydrostatic unit 212. Arrows 500 also show the power path through hydrostatic assembly 212 to gear set 226. The power path through the hydrostatic assembly includes power transfer through hydraulic motor 224 and the hydraulic pump 222. The energy path from the connection point 204 via the second mechanical branch 208 to the carrier 218 of the second planetary gear set 220 is indicated by the arrows 502. Further, arrows 504 show the energy path from ring gear 262 to gear set 260 and through second forward clutch 246 and gear set 263 to output 306.

6 zeigt das Getriebesystem 200, das in einer zweiten Stufe des zweiten Vorwärtsfahrbereichs arbeitet, nachdem der Energiefluss in dem hydraulischen Pfad die Richtung geändert hat (Umschalten von zirkulierender Energie, Durchkreuzen des Nulldurchgangs des hydrostatischen Pfads und Übergang zu einem additiven Energiefluss des mechanischen und hydraulischen Zweigs). Auf diese Weise kann das Verhältnis in dem zweiten Vorwärtsfahrbereich stufenlos und effizient über den gesamten Bereich angepasst werden. 6 Figure 2 shows the transmission system 200 operating in a second stage of the second forward drive range after the energy flow in the hydraulic path has changed direction (switching from circulating energy, crossing the zero crossing of the hydrostatic path and going to an additive energy flow of the mechanical and hydraulic branches) . In this way, the Ver Ratio in the second forward driving range can be continuously and efficiently adjusted over the entire range.

Die Pfeile 600 stellen den Energiepfad von der Verbindungsstelle 204 über den Zahnradsatz 226 sowie von der hydrostatischen Baugruppe 212 zum Sonnenrad 240 des zweiten Planetenradsatzes 220 dar. Die Pfeile 602 zeigen den Energiepfad von der Verbindungsstelle 204 über den zweiten mechanischen Zweig 208 und zum Träger 218 des zweiten Planetenradsatzes 220. Zusätzlich zeigen die Pfeile 604 den Energiepfad vom Hohlrad 262 des zweiten Planetenradsatzes 220 über den Zahnradsatz 260, die zweite Vorwärtskupplung 246 sowie den Zahnradsatz 263 und zum Getriebeausgang 306.The arrows 600 represent the energy path from the connection point 204 via the gear set 226 and from the hydrostatic assembly 212 to the sun gear 240 of the second planetary gear set 220. The arrows 602 show the energy path from the connection point 204 via the second mechanical branch 208 and to the carrier 218 of the second planetary gear set 220. In addition, the arrows 604 show the energy path from the ring gear 262 of the second planetary gear set 220 via the gear set 260, the second forward clutch 246 and the gear set 263 and to the transmission output 306.

Die 7 und 8 zeigen eine erste und eine zweite Stufe des Rückwärtsfahrbereichs. Der Rückwärtsbereich ist dem ersten Vorwärtsfahrbereich nur darin ähnlich, dass das Übersetzungsverhältnis in dem mechanischen Pfad durch den Zahnradsatz 254 die Richtung der Ausgangsdrehzahl umkehrt. Im Rückwärtsfahrbereich ist die Rückwärtskupplung eingekoppelt und die erste und zweite Vorwärtskupplung ist ausgekuppelt. 7 zeigt insbesondere die Pfeile 700, die einen Energiepfad von der Verbindungsstelle 204 durch den ersten mechanischen Zweig 206 und zum Hohlrad 214 im ersten Planetenradsatz 216 darstellen. Die Pfeile 702 zeigen den Energiepfad, der durch die hydrostatische Baugruppe 212 und den Zahnradsatz 226 verläuft. Ferner zeigen die Pfeile 704 den Energiepfad vom Träger 250 des ersten Planetenradsatzes 216 über den Zahnradsatz 248, die Rückwärtskupplung 242 sowie den Zahnradsatz 254 und zum Getriebeausgang 306.The 7 and 8th show a first and a second stage of the reverse drive range. Reverse range is similar to first forward range only in that the gear ratio in the mechanical path through gear set 254 reverses the direction of the output speed. In the reverse range, the reverse clutch is engaged and the first and second forward clutches are disengaged. 7 12 specifically shows arrows 700 representing an energy path from junction 204 through first mechanical arm 206 and to ring gear 214 in first planetary gear set 216. FIG. Arrows 702 show the energy path that passes through hydrostatic assembly 212 and gear set 226 . Furthermore, the arrows 704 show the energy path from the carrier 250 of the first planetary gear set 216 via the gear set 248, the reverse clutch 242 and the gear set 254 and to the transmission output 306.

Auch hier ändert der Energiefluss im Hydraulikpfad während des Rückwärtsfahrbereichs seine Richtung (Umschalten von einer Energiezirkulationskonfiguration, Durchkreuzen des Nulldurchgangs des hydrostatischen Pfads, und Übergang zu einer additiven Energieflusskonfiguration, wie in 8 dargestellt). Die Pfeile 800 in 8 zeigen den Energiepfad, der sich durch den ersten mechanischen Zweig 206 und zum Hohlrad 214 des ersten Planetenradsatzes 216 bewegt. Die Pfeile 802 zeigen den Energiepfad durch die hydrostatische Baugruppe 212 zum Sonnenrad 238 des ersten Planetenradsatzes 216. Nachdem die Energie im ersten Planetenradsatz additiv kombiniert wurde, bewegt sich Energie vom Träger 250 über die Rückwärtskupplung 242 zum Ausgang 306, wie durch die Pfeile 804 angedeutet.Again, the energy flow in the hydraulic path changes direction during the reverse range (switching from an energy circulation configuration, crossing the zero crossing of the hydrostatic path, and transition to an additive energy flow configuration, as in 8th shown). The arrows 800 in 8th 12 show the energy path moving through the first mechanical arm 206 and to the ring gear 214 of the first planetary gear set 216. FIG. Arrows 802 show the energy path through hydrostatic assembly 212 to sun gear 238 of first planetary gear set 216. After the energy is additively combined in the first planetary gear set, energy moves from carrier 250 through reverse clutch 242 to output 306, as indicated by arrows 804.

9 zeigt ein Diagramm 900, das die Konfigurationen (eingekuppelt oder ausgekuppelt) der Kupplungen 242, 244, 246, die in den 2 bis 8 dargestellt sind, in den verschiedenen Fahrmodi (ein Rückwärtsfahrbereich, ein erster Vorwärtsfahrbereich und ein zweiter Vorwärtsfahrbereich) illustriert. Im Rückwärtsfahrbereich ist die Rückwärtskupplung 242 eingekuppelt, während die Kupplungen 244, 246 ausgekuppelt sind. Außerdem ist im ersten Vorwärtsfahrbereich die erste Vorwärtskupplung 244 eingekuppelt, während die Kupplungen 242, 246 ausgekuppelt sind, und im zweiten Vorwärtsfahrbereich ist die zweite Vorwärtskupplung 246 eingekuppelt, während die Kupplungen 242, 244 ausgekuppelt sind. Um einen sanften und effizienten Übergang zwischen den verschiedenen Fahrmodi zu ermöglichen, können die Kupplungen, wie bereits erwähnt, synchron geschaltet werden. 9 FIG. 9 is a diagram 900 showing the configurations (engaged or disengaged) of the clutches 242, 244, 246 shown in FIGS 2 until 8th are shown in the different driving modes (a reverse drive range, a first forward drive range and a second forward drive range) illustrated. In the reverse drive range, the reverse clutch 242 is engaged while the clutches 244, 246 are disengaged. Also, in the first forward range, the first forward clutch 244 is engaged while the clutches 242, 246 are disengaged, and in the second forward range, the second forward clutch 246 is engaged while the clutches 242, 244 are disengaged. As already mentioned, to enable a smooth and efficient transition between the different driving modes, the clutches can be switched synchronously.

10 zeigt eine Linie 1000 mit dem hydrostatischen Verhältnis, dargestellt auf der Ordinate, und das Übersetzungsverhältnis, dargestellt auf der Abszisse. Diese Verhältnisse sind Beispiele für Verhältnisse, die von den oben beschriebenen Getriebesystemen in Bezug auf die 1 bis 9 generiert werden können. Um dies näher zu erörtern, geben Ordinate und Abszisse Nullwerte der anderen entsprechenden Verhältnisse an. So stehen Punkte unterhalb der Abszisse für negative hydrostatische Verhältnisse und Punkte oberhalb der Abszisse stehen für positive hydrostatische Verhältnisse. Die Punkte links von der Ordinate stehen für negative Übersetzungsverhältnisse und die Punkte rechts von der Ordinate stehen für positive Übersetzungsverhältnisse. Weiterhin werden die verschiedenen Fahrbereiche (ein Rückwärtsfahrbereich, ein erster Vorwärtsfahrbereich und ein zweiter Vorwärtsfahrbereich) für die Getriebebetriebsmoden abgegrenzt. Andere Getriebeausführungen können jedoch eine alternative Entsprechung zwischen dem hydrostatischen Verhältnis und dem Übersetzungsverhältnis aufweisen. 10 FIG. 10 shows a line 1000 with hydrostatic ratio plotted on the ordinate and gear ratio plotted on the abscissa. These ratios are examples of ratios used by the transmission systems described above with respect to the 1 until 9 can be generated. To discuss this further, the ordinate and abscissa indicate zero values of the other corresponding ratios. Thus, points below the abscissa represent negative hydrostatic conditions and points above the abscissa represent positive hydrostatic conditions. The points to the left of the ordinate represent negative gear ratios and the points to the right of the ordinate represent positive gear ratios. Furthermore, the different driving ranges (a reverse driving range, a first forward driving range and a second forward driving range) are delimited for the transmission operating modes. However, other transmission designs may have an alternative correspondence between hydrostatic ratio and gear ratio.

Im Rückwärtsfahrbereich wird Energie in einem ersten Teil des Bereichs durch die hydrostatische Baugruppe zurückgeführt. Umgekehrt wird in einem zweiten Teil des Bereichs die Energie aus dem mechanischen und dem hydrostatischen Zweig additiv kombiniert. Der Übersetzungsverhältniswert - tr1 gibt die Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des Rückwärtsfahrtbereichs an.In the reverse range, energy is returned through the hydrostatic assembly in a first portion of the range. Conversely, in a second part of the area, the energy from the mechanical and hydrostatic branches is additively combined. The gear ratio value - tr1 indicates the boundary between the first and second parts of the reverse range.

Bei 1002 erfolgt ein Schaltvorgang (z. B. Synchronschaltung) zwischen der Rückwärtskupplung und der ersten Vorwärtskupplung, und das Getriebe schaltet in den ersten Vorwärtsfahrbereich oder umgekehrt. In einem ersten Teil dieses Fahrbereichs wird Energie durch die hydrostatische Baugruppe zurückgeführt, ähnlich wie im Rückwärtsfahrbereich. Im ersten Vorwärtsfahrbereich dreht sich der Getriebeausgang im Vergleich zum Rückwärtsfahrbereich jedoch in die entgegengesetzte Richtung. In einem zweiten Teil des ersten Vorwärtsfahrbereichs wird die Energie von der hydrostatischen Baugruppe und der mechanischen Baugruppe additiv in der ersten Planetenzahnradbaugruppe kombiniert. Der Übersetzungsverhältniswert tr1 bezeichnet die Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (Rückführung und additive Energieanordnungen) des ersten Vorwärtsfahrbereichs.At 1002, a shift (eg, synchronous shift) occurs between the reverse clutch and the first forward clutch and the transmission shifts into the first forward range or vice versa. In a first part of this driving range, energy is returned through the hydrostatic assembly, similar to the reverse range. However, in the first forward range, the transmission output rotates in the opposite direction compared to the reverse range. In a second portion of the first forward drive range, energy from the hydrostatic assembly and the mechanical assembly is additively combined in the first planetary gear assembly. The gear ratio value tr1 indicates the boundary between the first and second portions (recirculation and additive power arrangements) of the first forward range.

Bei 1004 erfolgt ein Schaltvorgang (z. B. Synchronschalten) zwischen der ersten Vorwärtskupplung und der zweiten Vorwärtskupplung oder umgekehrt. In einem ersten Teil des zweiten Vorwärtsfahrbereichs wird Energie vom zweiten Planetenradsatz durch die hydrostatische Baugruppe zurückgeführt. Umgekehrt wird in einem zweiten Teil des zweiten Vorwärtsfahrbereichs Energie aus dem zweiten mechanischen Zweig und der hydrostatischen Baugruppe am zweiten Planetenradsatz additiv kombiniert.At 1004, a shift (eg, synchronous shift) occurs between the first forward clutch and the second forward clutch, or vice versa. In a first portion of the second forward drive range, energy from the second planetary gear set is recirculated through the hydrostatic assembly. Conversely, in a second part of the second forward driving range, energy from the second mechanical branch and the hydrostatic assembly on the second planetary gear set is additively combined.

11 bis 12 zeigen Diagramme des Pumpenschwenkwinkels bei sequentieller Steuerung. Diese Diagramme dienen als Beispiele für Schwenkwinkelanpassungen, die über die Hydraulikpumpe in den Getriebesystemen, die oben in Bezug auf die 1 als 9 beschrieben wurden, realisiert werden können. Wenn ein Motor mit feststehender Schrägachse im Getriebe eingesetzt wird, kann der Schwenkwinkel zum hydrostatischen Verhältnis äquivalent, wie in 10 dargestellt. Um dies näher zu erörtern, sind die Kurven 1100 und 1200 mit einem Pumpenschwenkwinkel auf der Ordinate und einem hydrostatischen Verhältnis auf der Abszisse in den 11 bis 12 dargestellt. Die Werte für den Nullschwenkwinkel und das hydrostatische Verhältnis sind sowohl auf der Ordinate als auch auf der Abszisse angegeben. Obwohl keine spezifischen Werte für den Schwenkwinkel und das hydrostatische Verhältnis angegeben sind, werden negative und positive Schwenkwinkel (α) und Verhältnisse (r) als Referenz angegeben. 11 until 12 show diagrams of the pump swivel angle with sequential control. These charts serve as examples of swing angle adjustments that can be made via the hydraulic pump in the transmission systems discussed above in relation to the 1 described as Figure 9 can be realized. If a motor with a fixed oblique axis is used in the gearbox, the slew angle can be equivalent to the hydrostatic ratio, as in 10 shown. To discuss this further, curves 1100 and 1200 are plotted with pump slew angle on the ordinate and hydrostatic ratio on the abscissa in FIGS 11 until 12 shown. The zero pivot angle and hydrostatic ratio values are given on both the ordinate and the abscissa. Although no specific swing angle and hydrostatic ratio values are given, negative and positive swing angles (α) and ratios (r) are given for reference.

11 zeigt den Schwenkwinkel der Pumpe im Vorwärtsfahrmodus. Im Vorwärtsfahrmodus erreicht der Schwenkwinkel der Pumpe einen Maximalwert (α2) und nimmt dann mit zunehmendem hydrostatischen Verhältnis ab. 12 zeigt dagegen den Schwenkwinkel der Pumpe im Rückwärtsfahrmodus. Im Rückwärtsfahrmodus nimmt das hydrostatische Verhältnis mit zunehmendem Schwenkwinkel der Pumpe ab, bis das Verhältnis -r1 erreicht ist. So kann der Schwenkwinkel der Pumpe angepasst werden, um das Verhältnis des hydrostatischen Zweigs in den verschiedenen Fahrmodi zu verändern. 11 shows the swivel angle of the pump in forward drive mode. In the forward drive mode, the slew angle of the pump reaches a maximum value (α2) and then decreases as the hydrostatic ratio increases. 12 on the other hand, shows the swivel angle of the pump in reverse drive mode. In reverse drive mode, the hydrostatic ratio decreases as the pump swing angle increases, until the ratio -r1 is reached. In this way, the swivel angle of the pump can be adjusted to change the ratio of the hydrostatic branch in the different driving modes.

13 zeigt ein Verfahren 1300 für den Betrieb eines hydromechanischen Getriebes. Das Verfahren 1300 kann in einem Beispiel durch die oben mit Bezug auf die 1 bis 9 beschriebenen hydromechanischen Getriebe und Komponenten durchgeführt werden. In anderen Beispielen kann das Verfahren 1300 jedoch auch mit anderen geeigneten hydromechanischen Getrieben und entsprechenden Komponenten durchgeführt werden. Außerdem kann das Verfahren in Form von Anweisungen ausgeführt werden, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind und von einem Prozessor in einer Steuereinheit ausgeführt werden. Somit kann die Durchführung der Verfahrensschritte das Senden und/oder Empfangen von Befehlen umfassen, die eine Anpassung zugehöriger Komponenten auslösen, wie weiter oben angegeben. 13 13 shows a method 1300 for operating a hydromechanical transmission. The method 1300 may be performed, in one example, by the methods above with reference to FIG 1 until 9 described hydromechanical transmission and components are carried out. However, in other examples, method 1300 may be performed with other suitable hydro-mechanical transmissions and associated components. Additionally, the method may be implemented in the form of instructions stored in non-transitory memory and executed by a processor in a controller. Thus, performing the method steps may include sending and/or receiving commands that trigger an adjustment of related components, as stated above.

Bei 1302 umfasst das Verfahren die Bestimmung der Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können Getriebe-Drehzahl, Getriebe-Drehmoment, Fahrzeug-Drehzahl, Bedienperson-Drehmomentanforderung, Bedienperson-Drehmomentanforderung, Umgebungstemperatur, Getriebetemperatur und dergleichen umfassen. Diese Betriebsbedingungen können unter Verwendung von Sensordaten und/oder Modellierungsalgorithmen bestimmt werden.At 1302, the method includes determining operating conditions. Operating conditions may include transmission speed, transmission torque, vehicle speed, operator torque request, operator torque request, ambient temperature, transmission temperature, and the like. These operating conditions can be determined using sensor data and/or modeling algorithms.

Bei 1304 umfasst das Verfahren die Bestimmung, ob eine Drehmoment- oder eine Drehzahl-Anpassungsanforderung empfangen wurde. Beispielsweise kann eine Drehmoment- oder Drehzahl-Anpassungsanforderung in Antwort auf Interaktion der Bedienperson mit einer Eingabeeinrichtung wie einem Gaspedal, einem Steuerknüppel, einem Hebel und dergleichen generiert werden.At 1304, the method includes determining whether a torque or speed adjustment request has been received. For example, a torque or speed adjustment request may be generated in response to operator interaction with an input device such as an accelerator pedal, joystick, lever, and the like.

Wenn keine Drehmoment- oder Drehzahl-Anpassungsanforderung empfangen wurde (NEIN bei 1304), fährt das Verfahren mit 1306 fort, wobei das Verfahren die Beibehaltung der aktuellen Getriebesteuerungsstrategie umfasst. Beispielsweise kann das Getriebe mit einem Drehmoment-Sollwert, in manchen Fällen auch mit einem Drehzahl-Sollwert, innerhalb eines der Fahrbereiche betrieben werden.If no torque or speed adjustment request was received (NO at 1304), the method continues to 1306, the method including maintaining the current transmission control strategy. For example, the transmission can be operated within one of the driving ranges with a torque setpoint, and in some cases also with a speed setpoint.

Falls eine Drehmoment- oder Drehzahl-Anpassungsanforderung empfangen wurde (JA bei 1304), fährt das Verfahren mit 1308 fort. Bei 1308 wird in dem Verfahren beurteilt, ob der Fahrmodus gewechselt werden soll oder nicht. Um dies näher zu erörtern, kann das Getriebe so ausgelegt sein, dass zwei Kupplungen in zwei Punkten des Drehzahlverhältnisses synchronisiert werden. Der erste Punkt synchronisiert die erste Vorwärtskupplung (z.B. Kupplung 172, dargestellt in 1) und die zweite Vorwärtskupplung (z.B. Kupplung 174, dargestellt in 1) und der zweite Punkt synchronisiert die erste Vorwärtskupplung und die Rückwärtskupplung (z.B. Kupplung 170, dargestellt in 1). Die Anweisungen in der Steuereinheit des Getriebes können so gestaltet sein, dass diese das vom Getriebe an die Ausgangswelle abgegebene Drehmoment steuern. Daher kann das Getriebe-Drehzahlverhältnis eine Folge des vom Getriebe aufgebrachten Drehmoments sein. Wenn beispielsweise der Verbrennungsmotor mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl betrieben wird und das Getriebe ein höheres Zugmoment auf die Ausgangswelle ausübt, kommt es zu einer höheren Beschleunigung der Ausgangswelle und folglich zu einem höheren Drehzahlverhältnisgradienten. Das Getriebe-Drehzahlverhältnis kann infolge einer von der Bedienperson angeforderten Drehmomentanpassung geändert werden. An einem bestimmten Punkt der Beschleunigung nähert sich das Getriebe-Drehzahlverhältnis einem Maximalwert, der innerhalb des aktuellen Betriebsfahrbereichs möglich ist. So kann bei Annäherung an den Maximaldrehzahlwert der Betriebsfahrbereich geändert werden, um Unterbrechung der Zugmoment-Kontinuität zum Rad zu verhindern. Beispielsweise kann das Getriebe vom Rückwärtsfahrbereich in den ersten Vorwärtsfahrbereich oder vom ersten Vorwärtsfahrbereich in den zweiten Vorwärtsfahrbereich übergehen. Umgekehrt kann das Getriebe, wenn sich das tatsächliche Drehzahlverhältnis einem Mindestwert des Betriebsfahrbereichs nähert, auch den Betriebsfahrbereich ändern. Das Getriebe kann zum Beispiel vom zweiten Vorwärtsfahrbereich in den ersten Vorwärtsfahrbereich oder vom ersten Vorwärtsfahrbereich in den Rückwärtsfahrbereich übergehen. Daher kann in einem solchen Beispiel ein Modus-Wechselbetrieb durchgeführt werden, bei dem das Getriebe vom ersten Vorwärtsfahrbereich in den zweiten Vorwärtsfahrbereich (zum Beispiel synchron) übergeht. Falls jedoch die Drehmoment- oder Drehzahl-Anpassungsanforderung im aktuellen Betriebsfahrbereich bewerkstelligt werden kann, kann ein Fahrmodus-Wechsel vorübergehend unterbunden werden.The method proceeds to 1308 if a torque or speed adjustment request was received (YES at 1304 ). At 1308, the process judges whether or not to change the driving mode. To discuss this further, the transmission can be designed so that two clutches are synchronized at two speed ratio points. The first point synchronizes the first forward clutch (e.g. clutch 172, shown in 1 ) and the second forward clutch (e.g., clutch 174, shown in 1 ) and the second point synchronizes the first forward clutch and the reverse clutch (e.g. clutch 170, shown in 1 ). The instructions in the transmission control unit may be designed to control the torque delivered by the transmission to the output shaft. Therefore, the transmission speed ratio can be a consequence of the torque applied by the transmission. For example, if the internal combustion engine is operated at a substantially constant speed and the transmission exerts a higher torque on the output shaft, there will be a higher acceleration of the output shaft and consequently a higher speed ratio gradient. The transmission speed ratio may be changed in response to an operator requested torque adjustment. At a certain point in acceleration, the transmission speed ratio approaches a maximum value possible within the current operational driving range. When approaching the maximum speed value, the operating driving range can be changed in order to prevent the traction torque continuity to the wheel from being interrupted. For example, the transmission can transition from the reverse range to the first forward range or from the first forward range to the second forward range. Conversely, as the actual speed ratio approaches a minimum value of the service range, the transmission may also change the service range. For example, the transmission may transition from the second forward range to the first forward range or from the first forward range to reverse range. Therefore, in such an example, a mode shift operation may be performed in which the transmission transitions from the first forward range to the second forward range (e.g., synchronous). However, if the torque or speed adjustment request can be accomplished in the current operational driving range, a driving mode change may be temporarily prohibited.

Falls bestimmt wird, dass ein Modus-Wechsel nicht durchgeführt werden sollte (NEIN bei 1308), geht das Verfahren zu 1310 über. Bei 1310 umfasst das Verfahren den Betrieb des Getriebes in einem der Fahrbereiche, um das Getriebe-Ausgangsdrehmoment anzupassen. Die hydrostatische Baugruppe kann beispielsweise so angepasst werden, dass das Getriebe-Ausgangsdrehmoment oder die Drehzahl verändert wird.If it is determined that a mode change should not be performed (NO at 1308 ), the method proceeds to 1310 . At 1310, the method includes operating the transmission in one of the drive ranges to adjust the transmission output torque. For example, the hydrostatic assembly can be adjusted to change transmission output torque or speed.

Der Betrieb des Getriebes in einem der Fahrbereiche kann entweder 1312 oder 1314 oder Übergang zwischen Block 1312 und 1314 oder umgekehrt umfassen. Bei 1312 kann das Verfahren die additive Kombination von Energie aus einem der mechanischen Zweige in der mechanischen Baugruppe und der hydrostatischen Baugruppe durch einen der Planetenradsätze umfassen. Auf diese Weise kann Energie im Getriebe effizient kombiniert werden, um eine Ziel-Drehzahl oder ein Ziel-Drehmoment zu erreichen.Operating the transmission in one of the drive ranges may include either 1312 or 1314 or transitioning between blocks 1312 and 1314 or vice versa. At 1312, the method may include additively combining energy from one of the mechanical branches in the mechanical assembly and the hydrostatic assembly through one of the planetary gear sets. In this way, energy can be efficiently combined in the transmission to achieve a target speed or torque.

Bei 1314 kann das Verfahren Rückführen von Energie durch die hydrostatische Baugruppe umfassen, während ein Teil der Energie von einem der mechanischen Zweige in der mechanischen Baugruppe über einen der Planetenradsätze an den Getriebeausgang übertragen wird.At 1314, the method may include recycling energy through the hydrostatic assembly while transferring a portion of the energy from one of the mechanical branches in the mechanical assembly to the transmission output through one of the planetary gear sets.

Falls jedoch beurteilt wird, dass eine Modus-Wechselanforderung durchgeführt werden sollte (JA bei 1308), wird das Verfahren mit 1316 fortgesetzt. In einem Beispiel kann ein Schaltbefehl generiert werden (z. B. automatisch generiert werden), wenn bestimmt wird, dass eine Modus-Wechselanforderung durchgeführt werden sollte. Die Schaltanforderung kann daher eine Aufforderung zum Schalten zwischen dem Rückwärtsfahrbereich und dem ersten Vorwärtsfahrbereich oder dem ersten Vorwärtsfahrbereich und dem zweiten Vorwärtsfahrbereich oder umgekehrt sein. Bei 1316 umfasst das Verfahren den Übergang zwischen zwei der Fahrbereiche. Dieser Übergang, der auch als eine Schalt-Transiente bezeichnet werden kann, kann den Schritt 1318 umfassen. Bei 1318 umfasst das Verfahren Synchronisierung des Betriebs von zwei Kupplungen, um zwischen zwei Fahrbereichen überzugehen. So kann beispielsweise die Rückwärtskupplung ausgekuppelt sein, während die erste Vorwärtskupplung eingekuppelt ist oder umgekehrt. In einem anderen Beispiel kann die erste Vorwärtskupplung ausgekuppelt sein, während die zweite Vorwärtskupplung eingekuppelt ist, während das Ausgangswelle-Drehmoment auf einem gewünschten Wert bleibt, oder umgekehrt. Auf diese Weise kann der Betriebsfahrbereich des Getriebes gewechselt werden, um Unterbrechung der Zugmoment-Kontinuität zu den Rädern zu verhindern. Dadurch erhöht sich die Getriebeleistung und damit die Kundenzufriedenheit. Es versteht sich, dass die Getriebefahrmodi-Übergänge automatisch erfolgen können. Das heißt, dass zwischen den Fahrmodi auf Grundlage des Getriebe-Drehzahlverhältnisses umgeschaltet werden kann, anstelle von einer ausdrücklichen Aufforderung zum Wechseln zwischen Fahrmodi durch Bedienperson-Interaktion mit einem Gangwähler.However, if it is judged that a mode change request should be performed (YES at 1308), the method proceeds to 1316. In one example, a switch command may be generated (e.g., automatically generated) when it is determined that a mode switch request should be performed. The shift request may therefore be a request to shift between the reverse range and the first forward range or the first forward range and the second forward range, or vice versa. At 1316, the method includes transitioning between two of the driving ranges. This transition, which may also be referred to as a switching transient, may include step 1318 . At 1318, the method includes synchronizing operation of two clutches to transition between two driving ranges. For example, the reverse clutch may be disengaged while the first forward clutch is engaged, or vice versa. In another example, the first forward clutch may be disengaged while the second forward clutch is engaged while output shaft torque remains at a desired value, or vice versa. In this way, the operating range of the transmission can be changed to prevent interruption of torque continuity to the wheels. This increases transmission performance and thus customer satisfaction. It is understood that the transmission driving mode transitions can take place automatically. That is, driving modes may be shifted based on transmission speed ratio, rather than being explicitly prompted to switch between driving modes through operator interaction with a gear selector.

Mit dem Verfahren 1300 können Anpassungen des Getriebe-Drehmoments sanft und effizient durchgeführt werden. Dadurch wird die Betriebseffizienz Fahrzeugs, welches das Getriebe nutzt, erhöht und die Lebensdauer des Getriebes kann in einigen Fällen entsprechend verlängert werden. So ermöglicht das Verfahren 1300 eine Verbesserung der Getriebeleistung.With method 1300, transmission torque adjustments may be made smoothly and efficiently. This increases the operational efficiency of the vehicle using the transmission and the Gear life can be extended accordingly in some cases. In this way, method 1300 enables transmission performance to be improved.

14 zeigt eine prophetische Leistungsgrenzkurve 1400 für einen Anwendungsfall. Die Leistungsgrenzkurve kann einer Ausführungsform eines Anwendungsfalls der zuvor beschriebenen hydromechanischen Getriebe entsprechen. Das Drehmoment wird auf der Ordinate abgebildet, während die Drehzahl auf der Abszisse abgebildet wird. Um dies näher zu erörtern, ist die Ordinate ein Null-Drehzahlwert und die Abszisse ist ein Null-Drehmomentwert. So befinden sich negative Drehzahlwerte links von der Ordinate und positive Drehzahlwerte befinden sich rechts von der Ordinate. Außerdem befinden sich positive Drehmomentwerte oberhalb der Abszisse und negative Drehmomentwerte befinden sich unterhalb der Abszisse. 14 14 shows a predictive power limit curve 1400 for a use case. The power limit curve may correspond to an embodiment of an application of the hydromechanical transmissions described above. Torque is plotted on the ordinate while speed is plotted on the abscissa. To discuss this further, the ordinate is a zero speed value and the abscissa is a zero torque value. Thus, negative speed values are to the left of the ordinate and positive speed values are to the right of the ordinate. Also, positive torque values are above the abscissa and negative torque values are below the abscissa.

Wie in 14 dargestellt, kann das maximale Drehmoment im ersten Vorwärtsfahrbereich größer sein als das maximale Drehmoment im Rückwärtsfahrbereich. Außerdem kann die Höchstdrehzahl im Rückwärtsfahrbereich -2000 U/min betragen und im zweiten Vorwärtsfahrbereich 3700 U/min betragen. Auf diese Weise können die maximalen Ausgangsdrehzahlen des Getriebes in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung asymmetrisch sein. Es sind jedoch zahlreiche geeignete maximale Drehmoment- und Drehzahlwerte denkbar. Die Leistungsgrenzkurve des Getriebes kann auf Grundlage von Fahrzeug-Auslegungsparametern für die Endnutzung wie Fahrzeuggewicht, erwartete Nebenabtriebslasten, erwartete Fahrzeuglasten und dergleichen ausgewählt werden.As in 14 shown, the maximum torque in the first forward range may be greater than the maximum torque in the reverse range. In addition, the maximum speed can be -2000 rpm in the reverse range and 3700 rpm in the second forward range. In this way, the maximum output speeds of the transmission can be asymmetrical in the forward and reverse directions. However, numerous suitable maximum torque and speed values are conceivable. The transmission power limit curve may be selected based on end-use vehicle design parameters such as vehicle weight, expected PTO loads, expected vehicle loads, and the like.

In einer anderen Ausführungsform für einen prophetischen Anwendungsfall kann das Getriebe 100 % Zugkraft bei 1500 U/min und 40 % Zugkraft bei 900 U/min liefern. Dadurch kann das Getriebe Lastspektren erfüllen, die das Getriebe in verschiedenen Betriebsumgebungen voraussichtlich erfahren kann. Bei anderen Getriebeausführungen kann die Zugkraft jedoch verschiedenen Drehzahlen zugeordnet sein, und diese Korrelation kann auf Grundlage einer Vielzahl von Faktoren wie der erwarteten Getriebelasten, der Betriebe-Betriebseffizienz und dergleichen festgelegt werden.In another embodiment for a prophetic use case, the transmission may provide 100% traction at 1500 rpm and 40% traction at 900 rpm. This allows the transmission to meet load spectra that the transmission is expected to experience in various operating environments. However, in other transmission designs, the tractive effort may be associated with different speeds, and this correlation may be determined based on a variety of factors such as expected transmission loads, operations operating efficiencies, and the like.

15 zeigt eine prophetische Kurve 1500 für einen Anwendungsfall des Getriebe-Drehzahlverhältnisses gegenüber Zeit und eine Kurve 1502 des Getriebe-Zugmoments gegenüber Zeit. Somit liegen Drehzahlverhältnis und Zugmoment für die Kurven 1500 und 1502 auf den Ordinaten und die Zeit liegt auf den Abszissen. Das Zugmoment kann eine Regelgröße sein. Wie bereits erwähnt, kann ein Fahrbereichsübergang eingeleitet werden, wenn sich das Getriebe-Drehzahlverhältnis einem Schwellenwert r1 nähert. Der Schwellenwert r1 kann insbesondere einem Maximalwert entsprechen, der innerhalb des aktuellen Fahrbereichs möglich ist. Somit kann das Getriebe zwischen dem ersten Fahrbereich und dem zweiten Fahrbereich übergehen, wenn der Maximalwert angenähert ist. In anderen Beispielen kann der Schwellenwert bei abnehmendem Drehzahlverhältnis jedoch einem Minimalwert entsprechen, der innerhalb des aktuellen Fahrbereichs möglich ist. Daher kann das Getriebe in einem solchen Beispiel bei Erreichen des Mindestdrehzahlverhältniswerts vom zweiten Fahrbereich in den ersten Fahrbereich oder vom ersten Fahrbereich in den Rückwärtsfahrbereich übergehen. Um auf das in 15 dargestellte Beispiel zurückzukommen, kann beim Übergang vom ersten Fahrbereich in den zweiten Fahrbereich die erste Vorwärtsfahrkupplung mit der zweiten Vorwärtsfahrkupplung synchronisiert werden. Die Synchronisierung der Kupplungen kann eine Verringerung der Drehmomentübertragung durch die erste Vorwärtskupplung und eine entsprechende Erhöhung der Drehmomentübertragung durch die zweite Vorwärtskupplung umfassen, um ein gewünschtes Getriebeausgangsdrehmoment aufrechtzuerhalten. 15 15 shows a prophetic curve 1500 for a transmission speed ratio versus time application and a curve 1502 of transmission pull torque versus time. Thus, for curves 1500 and 1502, speed ratio and traction torque are on the ordinates and time is on the abscissas. The tensile torque can be a controlled variable. As previously mentioned, a range transition may be initiated when the transmission speed ratio approaches a threshold r1. In particular, the threshold value r1 can correspond to a maximum value that is possible within the current driving range. Thus, the transmission can transition between the first range and the second range when the maximum value is approached. However, in other examples, the decreasing speed ratio threshold may correspond to a minimum value possible within the current driving range. Thus, in such an example, the transmission may transition from second range to first range or from first range to reverse upon reaching the minimum speed ratio value. To on the in 15 To return to the example shown, the first forward clutch can be synchronized with the second forward clutch during the transition from the first driving range to the second driving range. Synchronization of the clutches may include a reduction in torque transfer through the first forward clutch and a corresponding increase in torque transfer through the second forward clutch to maintain a desired transmission output torque.

16 zeigt prophetische Kurven 1600, 1602 für einen Anwendungsfall von Kupplungsdifferentialdrehzahlen gegenüber Zeit. Auf der Ordinate steht also die Kupplungsdifferentialdrehzahl der und auf der Abszisse steht die Zeit. Die Kurve 1600 entspricht der Differentialdrehzahl bezüglich der ersten Vorwärtsfahrkupplung und die Kurve 1602 entspricht der Differentialdrehzahl bezüglich der zweiten Vorwärtsfahrkupplung. 16 zeigt ferner prophetische Kurven 1604, 1606 für den Anwendungsfall von Kupplungsdrücken gegenüber Zeit. Der Kupplungsdruck liegt also auf der Ordinate und die Zeit liegt auf der Abszisse. Die Kurve 1604 entspricht insbesondere der ersten Vorwärtsfahrkupplung und die Kurve 1606 entspricht der zweiten Vorwärtsfahrkupplung. Wie gezeigt, bleibt die Differentialdrehzahl der ersten Vorwärtsfahrkupplung bis t1 bei Null, danach steigt sie an. Umgekehrt nimmt die Differentialdrehzahl der zweiten Vorwärtsfahrkupplung ab, bis sie bei t1 den Wert Null erreicht, danach bleibt die Differentialdrehzahl gleich Null. Dementsprechend wird der Druck, mit dem die erste Vorwärtskupplung beaufschlagt wird, bis t1 verringert und der Druck, mit dem die zweite Vorwärtskupplung beaufschlagt wird, so angepasst, dass Kupplungseingriff induziert wird. So kann beispielsweise der Druck, mit dem die zweite Vorwärtsfahrkupplung beaufschlagt wird, so angepasst werden, dass die Kupplung eine Füllphase durchläuft und in eine Kupplungsmodulationsphase übergeht, in der sich die Kupplung in Richtung vollständiges Einkoppeln bewegt. 16 16 shows prophetic curves 1600, 1602 for an application of clutch differential speeds versus time. The clutch differential speed is therefore on the ordinate and the time is on the abscissa. Curve 1600 corresponds to the differential speed with respect to the first forward clutch and curve 1602 corresponds to the differential speed with respect to the second forward clutch. 16 16 also shows prophetic curves 1604, 1606 for the clutch pressures versus time application. So the clutch pressure is on the ordinate and time is on the abscissa. Specifically, curve 1604 corresponds to the first forward drive clutch and curve 1606 corresponds to the second forward drive clutch. As shown, the differential speed of the first forward clutch remains at zero until t1, after which it increases. Conversely, the differential speed of the second forward clutch decreases until it reaches zero at t1, after which the differential speed remains zero. Accordingly, until t1, the pressure applied to the first forward clutch is reduced and the pressure applied to the second forward clutch is adjusted to induce clutch engagement. For example, the pressure applied to the second forward drive clutch can be adjusted so that the clutch goes through a filling phase and transitions into a clutch modulation phase, in which the clutch moves toward full engagement.

Die Summe des Drehmoments, der jeweils von den zwei am Gangwechsel beteiligten Kupplungen (z. B. der ersten Vorwärtsfahrkupplung und der zweiten Vorwärtsfahrkupplung im gezeigten Beispiel) übertragen werden, ermöglicht es dem Getriebe, ein gewünschtes Ausgangswellendrehmoment aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise kann die Getriebeleistung durch eine Verringerung der Drehmomentunterbrechungen, die bei Schalt-Transienten auftreten, im Vergleich zu bestimmten früheren Typen von Mehrganggetrieben verbessert werden.The sum of the torque transferred by each of the two clutches involved in the gear change (e.g., the first forward drive clutch and the second forward drive clutch in the example shown) allows the transmission to maintain a desired output shaft torque. In this way, transmission performance can be improved by reducing torque interruptions that occur during shift transients compared to certain previous types of multi-speed transmissions.

17 zeigt eine prophetische Kurve 1700 für einen Anwendungsfall des Drehmoments des hydrostatischen Motors gegenüber Zeit. Das Drehmoment des hydrostatischen Motors liegt also auf der Ordinate und die Zeit liegt auf der Abszisse. 17 zeigt ferner prophetische Kurven 1702, 1704 für einen Anwendungsfall des Kupplungsdrucks gegenüber Zeit. Der Kupplungsdruck liegt also auf der Ordinate und die Zeit liegt auf der Abszisse. Die Kurve 1702 entspricht insbesondere dem Druck der ersten Vorwärtskupplung und die Kurve 1704 entspricht dem Druck der zweiten Vorwärtskupplung. Wie in 17 dargestellt, sinkt das Drehmoment des hydrostatischen Motors beim Übergang vom ersten Fahrmodus in den zweiten Fahrmodus unter einen Nullwert. Um dies näher zu erörtern, kann der Drehmoment-Sollwert des hydrostatischen Motors auf Grundlage des Drehmomentbetrags berechnet werden, der über die zwei Kupplungen übertragen wird, die am Fahrmodus-Übergang beteiligt sind. Durch Bestimmung des Drehmoment-Sollwerts des hydrostatischen Motors kann die zweite Vorwärtskupplung, die gerade eingekuppelt wird, Synchronisation mit der ersten Vorwärtsfahrkupplung erreichen. Außerdem kann die hydrostatische Einheit während des Gangschaltereignisses als ein „Sklave“ der Kupplungen fungieren. Mit anderen Worten, während eines Gangschaltvorgangs kann die hydrostatische Einheit auf Grundlage des Einkuppelns und Auskuppelns der Kupplungen während des Schaltvorgangs gesteuert werden. 17 14 shows a predictive curve 1700 for a hydrostatic motor torque versus time application. So, the torque of the hydrostatic motor is on the ordinate and time is on the abscissa. 17 14 also shows prophetic curves 1702, 1704 for a clutch pressure versus time application. So the clutch pressure is on the ordinate and time is on the abscissa. Specifically, curve 1702 corresponds to the first forward clutch pressure and curve 1704 corresponds to the second forward clutch pressure. As in 17 shown, the torque of the hydrostatic motor drops below a zero value during the transition from the first driving mode to the second driving mode. To discuss this further, the hydrostatic motor torque command can be calculated based on the amount of torque transferred across the two clutches involved in the drive mode transition. By determining the torque command of the hydrostatic motor, the second forward clutch being engaged can achieve synchronization with the first forward clutch. In addition, the hydrostatic unit can act as a "slave" to the clutches during the gear shift event. In other words, during a gear shift, the hydrostatic unit may be controlled based on the engagement and disengagement of the clutches during the shift.

18 zeigt das Getriebesystem 100 beim Schalten in den Rückwärtsbereich. Um dies näher zu erörtern, sind das Drehmoment des Hydraulikmotors 134 in der hydrostatischen Baugruppe 130, die Rückwärtskupplung 170, die erste Vorwärtsfahrkupplung 172 und die Ausgangswelle 171 durch die Pfeile 1800, 1802, 1804 beziehungsweise 1806 gekennzeichnet. Während des Rückwärtsschaltbetriebs kann das Drehmoment des hydrostatischen Motors in die gleiche Richtung wie die Drehmomente der Kupplungen wirken, um Synchronisierung der ankommenden Kupplung (d. h. der Kupplung, die beginnt, in eine voll eingekuppelte Konfiguration überzugehen) zu ermöglichen. Gleichung (1) kann daher die Beziehung zwischen dem Motor- und den Kupplungsdrehmomenten darstellen, wobei a und b mechanische Verstärkungen sind, C1 das Drehmoment der ersten Vorwärtsfahrkupplung ist und C2 das Drehmoment der zweiten Vorwärtsfahrkupplung ist. $Motor-Drehmoment = a * (C1 Drehmoment) + b * (C2 Drehmoment)$

18 12 shows the transmission system 100 shifting into reverse. To discuss this further, the torque of the hydraulic motor 134 in the hydrostatic assembly 130, reverse clutch 170, first forward drive clutch 172, and output shaft 171 are indicated by

arrows

1800, 1802, 1804, and 1806, respectively. During reverse shift operation, the torque of the hydrostatic motor can act in the same direction as the torques of the clutches to allow synchronization of the on-coming clutch (ie, the clutch beginning to transition to a fully engaged configuration). Equation (1) can therefore represent the relationship between the engine and clutch torques, where a and b are mechanical gains, C1 is the first forward clutch torque, and C2 is the second forward clutch torque.

engine torque = a * (C1 torque) + b * (C2 torque)

Außerdem können die Kupplungen es ermöglichen, ein gewünschtes Drehmoment auf die Ausgangswelle zu übertragen. Gleichung (2) kann die Beziehung zwischen dem Ausgangsdrehmoment und den Drehmomenten der Kupplungen darstellen, wobei das Ausgangsdrehmoment das Drehmoment der Ausgangswelle ist, c und d mechanische Verstärkungen sind, C1 das Drehmoment der ersten Vorwärtsfahrkupplung ist und C2 das Drehmoment der zweiten Vorwärtsfahrkupplung ist. $Ausgangsdrehmoment = c * (C1 Drehmoment) + d * (C2 Drehmoment)$

In addition, the clutches may allow a desired torque to be transferred to the output shaft. Equation (2) can represent the relationship between the output torque and the torques of the clutches, where the output torque is the output shaft torque, c and d are mechanical gains, C1 is the first forward clutch torque, and C2 is the second forward clutch torque.

output torque = c * (C1 torque) + i.e * (C2 torque)

Durch Synchronisierung der Kupplungen in dieser Weise können Drehmomentunterbrechungen während Schalt-Transienten nach Bedarf weitgehend vermieden werden. Dadurch kann die Schaltleistung verbessert und die Getriebeeffizienz erhöht werden.By synchronizing the clutches in this way, torque interruptions during shift transients can be largely avoided as needed. This can improve shifting performance and increase transmission efficiency.

Der technische Effekt der hier beschriebenen hydromechanischen Getriebe und Getriebebetriebsverfahren ist die Bereitstellung einer Zielgruppe von Fahrbereichen in einer energie- und raumeffizienten Konfektionierung. Darüber hinaus ermöglichen die hier beschriebenen Getriebesysteme und -verfahren einen sanften Übergang zwischen verschiedenen Fahrbereichen mit einem geringeren (z. B. im Wesentlichen null) Leistungsunterbrechungsbetrag, wodurch NVH während Modusschalt-Transienten verringert und Getriebeenergieeffizienz weiter erhöht wird.The technical effect of the hydromechanical transmissions and transmission operating methods described here is the provision of a target group of driving areas in an energy- and space-efficient packaging. In addition, the transmission systems and methods described herein enable a smooth transition between different drive ranges with a lower (eg, substantially zero) amount of power interruption, thereby reducing NVH during mode shift transients and further increasing transmission energy efficiency.

Die 1 bis 8 und 18 zeigen Beispielkonfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Wenn gezeigt ist, dass diese Elemente einander direkt berühren oder direkt gekoppelt sind, können solche Elemente zumindest in einem Beispiel als einander direkt berührend bzw. als direkt gekoppelt bezeichnet werden. Ähnlich können Elemente, die aneinander angrenzend oder einander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander angrenzend bzw. einander benachbart sein. Beispielsweise können Komponenten, die in einem Flächenkontakt miteinander liegen, als in einem Flächenkontakt befindlich bezeichnet werden. Als weiteres Beispiel können Elemente, die mit einem Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen denen sich nur ein Zwischenraum und keine anderen Komponenten befinden, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die ober- bzw. unterhalb voneinander, auf einander gegenüberliegenden Seiten oder links bzw. rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, in mindestens einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden, und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements kann als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, können sich Oberseite/Unterseite, obere/r/s/untere/r/s oder oberhalb/unterhalb auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und zur Beschreibung der Positionierung von Elementen der Figuren relativ zueinander verwendet werden. So können in einem Beispiel Elemente, die oberhalb anderer Elemente dargestellt sind, vertikal oberhalb der anderen Elemente angeordnet sein. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der Elemente, die innerhalb der Figuren abgebildet sind, als diese Formen aufweisend bezeichnet werden (beispielsweise als rund, gerade, eben, gewölbt, abgerundet, gefast, abgewinkelt oder dergleichen). Außerdem können Elemente, die koaxial zueinander sind, in einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements gezeigt ist oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. In anderen Beispielen können gegeneinander versetzte Elemente als solche bezeichnet werden.The 1 until 8th and 18 show example configurations with relative positioning of the various components. Where these elements are shown as directly touching or directly coupled, such elements may be referred to as directly touching or directly coupled, respectively, in at least one example. Similarly, elements shown contiguous or adjacent may, in at least one example, be contiguous or adjacent be. For example, components that are in face-to-face contact with each other may be referred to as being in face-to-face contact. As another example, elements that are spaced apart with only a gap between them and no other components may be referred to as such in at least one example. As yet another example, elements shown above or below one another, on opposite sides of one another, or to the left or right of one another may be referred to as such relative to one another. Further, as shown in the figures, in at least one example, a top element or a top point of an element may be referred to as a "top" of the component, and a bottom element or a bottom point of the element may be referred to as a "bottom" of the component be designated. As used herein, top/bottom, top/bottom, or above/below may refer to a vertical axis of the figures and may be used to describe the positioning of elements of the figures relative to one another. Thus, in one example, elements shown above other elements may be arranged vertically above the other elements. As yet another example, shapes of the elements depicted within the figures may be referred to as having those shapes (e.g., round, straight, planar, arched, rounded, chamfered, angled, or the like). Also, elements that are coaxial with each other may be referred to as such in one example. Also, elements that intersect one another may be referred to as intersecting elements or intersecting one another, in at least one example. Also, in one example, an element shown inside another element or shown outside another element may be referred to as such. In other examples, staggered elements may be referred to as such.

In den folgenden Abschnitten wird die Erfindung näher beschrieben. In einem Aspekt wird ein Getriebesystem bereitgestellt, das eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikmotor umfasst, die parallel mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz drehgekoppelt sind; wobei Sonnenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes mit dem Hydraulikmotor drehgekoppelt sind; wobei ein Träger des ersten Planetenradsatzes mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung drehgekoppelt ist; und wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einer dritten Kupplung drehgekoppelt ist.The invention is described in more detail in the following sections. In one aspect, a transmission system is provided that includes a hydraulic pump and a hydraulic motor rotationally coupled in parallel with a first planetary gear set and a second planetary gear set; wherein sun gears of the first and second planetary gear sets are rotatably coupled to the hydraulic motor; wherein a carrier of the first planetary gear set is torsionally coupled to a first clutch and a second clutch; and wherein a ring gear of the second planetary gear set is torsionally coupled to a third clutch.

In einem anderen Aspekt wird ein hydromechanisches variables Getriebe bereitgestellt, das eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikmotor umfasst, die parallel mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz drehgekoppelt sind; wobei Sonnenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes mit dem Hydraulikmotor drehgekoppelt sind; wobei ein Träger des ersten Planetenradsatzes mit einer ersten Vorwärtskupplung und einer Rückwärtskupplung drehgekoppelt ist; und wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einer zweiten Vorwärtskupplung drehgekoppelt ist.In another aspect, a hydromechanical variable transmission is provided that includes a hydraulic pump and a hydraulic motor rotationally coupled in parallel with a first planetary gear set and a second planetary gear set; wherein sun gears of the first and second planetary gear sets are rotatably coupled to the hydraulic motor; wherein a carrier of the first planetary gear set is torsionally coupled to a first forward clutch and a reverse clutch; and wherein a ring gear of the second planetary gear set is torsionally coupled to a second forward clutch.

In einem anderen Aspekt wird ein leistungsverzweigtes Getriebe bereitgestellt, das eine Hydraulikpumpe und einen Hydraulikmotor umfasst, die parallel mit einem ersten Planetenradsatz und einem zweiten Planetenradsatz drehgekoppelt sind; wobei Sonnenräder des ersten und zweiten Planetenradsatzes mit dem Hydraulikmotor drehgekoppelt sind; wobei ein Träger des ersten Planetenradsatzes mit einer ersten Vorwärtskupplung und einer Rückwärtskupplung drehgekoppelt ist; und wobei ein Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes mit einer zweiten Vorwärtskupplung drehgekoppelt ist.In another aspect, a power-split transmission is provided that includes a hydraulic pump and a hydraulic motor rotatably coupled in parallel with a first planetary gear set and a second planetary gear set; wherein sun gears of the first and second planetary gear sets are rotatably coupled to the hydraulic motor; wherein a carrier of the first planetary gear set is torsionally coupled to a first forward clutch and a reverse clutch; and wherein a ring gear of the second planetary gear set is torsionally coupled to a second forward clutch.

In einem weiteren Aspekt wird ein Getriebesystem bereitgestellt, das eine hydrostatische Baugruppe und eine mechanische Baugruppe umfasst, die über einen ersten Planetenradsatz und einen zweiten Planetenradsatz parallel gekoppelt sind; eine Vielzahl von Kupplungen, die parallel zu einem Getriebeausgang gekoppelt sind, umfassend:

eine erste Kupplung, die mit einem Träger des ersten Planetenradsatzes gekoppelt ist; eine zweite Kupplung, die parallel zur ersten Kupplung mit dem Träger drehgekoppelt ist; und eine dritte Kupplung, mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes drehgekoppelt ist; eine Steuereinheit, enthaltend Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, die, bei Ausführung durch einen Prozessor, in Antwort auf Empfang einer Drehzahl- oder Drehmoment-Wechselanforderung die Steuereinheit dazu veranlassen: die erste, zweite und/oder dritte Kupplung zu betätigen, um zwischen zwei Fahrbereichen in einer Gruppe von Fahrbereichen zu wechseln, wobei die Gruppe von Fahrbereichen mindestens einen Rückwärtsfahrbereich und zwei Vorwärtsfahrbereiche umfasst.

In another aspect, a transmission system is provided that includes a hydrostatic assembly and a mechanical assembly coupled in parallel through a first planetary gear set and a second planetary gear set; a plurality of clutches coupled in parallel to a transmission output, comprising:

a first clutch coupled to a carrier of the first planetary gear set; a second clutch rotatably coupled to the carrier in parallel with the first clutch; and a third clutch torsionally coupled to a ring gear of the second planetary gear set; a controller including instructions stored in non-transitory memory which, when executed by a processor, in response to receipt of a speed or torque change request, cause the controller to: engage the first, second, and/or third clutches actuate to switch between two driving ranges in a group of driving ranges, the group of driving ranges comprising at least one reverse driving range and two forward driving ranges.

Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Betrieb eines Getriebesystems, das Übergang zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem auskuppelten Zustand einer oder mehrerer von einer Rückwärtskupplung, einer ersten Vorwärtskupplung und einer zweiten Vorwärtskupplung beim Umschalten zwischen zwei Fahrmodi in einer Gruppe von Fahrmodi umfasst; wobei die erste Vorwärtskupplung mit einem Träger eines ersten Planetenradsatzes gekoppelt ist und die Rückwärtskupplung parallel zur ersten Vorwärtskupplung mit dem Träger gekoppelt ist, und die zweite Vorwärtskupplung mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt ist; und wobei eine hydrostatische Baugruppe, ein erster mechanischer Zweig und ein zweiter mechanischer Zweig parallel mit dem ersten Planetenradsatz und dem zweiten Planetenradsatz gekoppelt sind. In einem Beispiel kann das Verfahren ferner umfassen, dass das Getriebesystem in einem der Antriebsmodi betrieben wird und während des Betriebs in dem einen der Antriebsmodi Energie vom ersten oder dem zweiten Planetenradsatz an eine mechanische Baugruppe des Getriebesystems geliefert wird, wobei die mechanische Baugruppe parallel zur hydrostatischen Baugruppe angeordnet ist.Another aspect is a method of operating a transmission system that includes transitioning between an engaged state and a disengaged state of one or more of a reverse clutch, a first forward clutch, and a second forward clutch when shifting between two drive modes in a group of drive modes; wherein the first forward clutch is coupled to a carrier of a first planetary gear set and the reverse clutch is parallel to the first forward clutch ment is coupled to the carrier, and the second forward clutch is coupled to the ring gear of the second planetary gear set; and wherein a hydrostatic assembly, a first mechanical arm, and a second mechanical arm are coupled in parallel with the first planetary gear set and the second planetary gear set. In one example, the method may further include operating the transmission system in one of the drive modes and, during operation in the one of the drive modes, supplying power from the first or second planetary gear set to a mechanical assembly of the transmission system, the mechanical assembly in parallel with the hydrostatic assembly is arranged.

In einem weiteren Aspekt wird ein hydromechanisches variables Getriebe bereitgestellt, das eine hydrostatische Baugruppe und eine mechanische Baugruppe umfasst, die über einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz parallel gekoppelt sind; eine Vielzahl von Kupplungen, die parallel zu einem Getriebeausgang gekoppelt sind, umfassend: eine erste Kupplung, die mit einem Träger des ersten Planetenradsatzes gekoppelt ist; eine zweite Kupplung, die parallel zur ersten Kupplung mit dem Träger gekoppelt ist; und eine dritte Kupplung, die mit einem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes gekoppelt ist; und eine Steuereinheit, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeicherte und von einem Prozessor ausführbare Anweisungen enthält, die während einer Schalt-Transienten die Steuereinheit veranlassen: die erste, zweite und/oder dritte Kupplung zu betätigen, um zwischen zwei Fahrbereichen in einer Gruppe von Fahrbereichen zu wechseln; wobei die Gruppe von Fahrbereichen zumindest einen Rückwärtsfahrbereich und zwei Vorwärtsfahrbereiche umfasst.In another aspect, there is provided a hydromechanical variable transmission comprising a hydrostatic assembly and a mechanical assembly coupled in parallel via first and second planetary gear sets; a plurality of clutches coupled in parallel to a transmission output, including: a first clutch coupled to a carrier of the first planetary gear set; a second clutch coupled to the carrier in parallel with the first clutch; and a third clutch coupled to a ring gear of the second planetary gear set; and a controller including processor-executable instructions stored in non-transitory memory that, during a shift transient, cause the controller to: apply the first, second, and/or third clutch to shift between two drive ranges in a group of to change driving areas; wherein the group of driving ranges comprises at least one reverse driving range and two forward driving ranges.

In jeglichem der Aspekten oder Kombinationen der Aspekte kann die zweite Kupplung eine Rückwärtskupplung sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the second clutch may be a reverse clutch.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste Kupplung und die Rückwärtskupplung jeweils direkt mit dem Träger gekoppelt sein und zueinander benachbart sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the first clutch and the reverse clutch may each be directly coupled to the carrier and adjacent to each other.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste, zweite und dritte Kupplung Reibungskupplungen sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the first, second, and third clutches may be friction clutches.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem außerdem einen mechanischen Nebenabtrieb (PTO) umfassen, der mit einem mechanischen Zweig drehgekoppelt ist, der sich zwischen einer Energiequelle und der Hydraulikpumpe erstreckt.In any of the aspects or combinations of aspects, the transmission system may also include a mechanical power take-off (PTO) rotationally coupled to a mechanical branch extending between a power source and the hydraulic pump.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem außerdem einen mechanischen Nebenabtrieb (PTO) umfassen, der mit der Hydraulikpumpe gekoppelt ist.In any of the aspects or combinations of aspects, the transmission system may also include a mechanical power take-off (PTO) coupled to the hydraulic pump.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der Hydraulikmotor ein Motor mit feststehender Schrägachse sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the hydraulic motor may be a fixed bent axis motor.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Hydraulikpumpe eine Axialkolbenpumpe sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the hydraulic pump may be an axial piston pump.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können der erste und der zweite Planetenradsatz koaxial angeordnet sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the first and second planetary gear sets may be arranged coaxially.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste und die zweite Kupplung gegenüber der dritten Kupplung axial versetzt sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the first and second clutches may be axially offset from the third clutch.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem in einem Geländefahrzeug enthalten sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the transmission system may be included in an off-road vehicle.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem ferner eine Eingangsschnittstelle, die eingerichtet ist, mit einer Antriebsenergiequelle drehgekoppelt sein, und eine Ausgangsschnittstelle, die eingerichtet ist, mit einer oder mehreren Fahrzeugachsen drehgekoppelt zu sein, umfassen, wobei die Eingangsschnittstelle gegenüber der Ausgangsschnittstelle axial versetzt ist.In any of the aspects or combinations of aspects, the transmission system may further comprise an input interface configured to be rotationally coupled to a source of propulsion energy and an output interface configured to be rotationally coupled to one or more vehicle axles, the input interface being opposite the output interface is axially offset.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen von Aspekten kann das hydromechanische variable Getriebe ein stufenloses Getriebe sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the hydromechanical variable transmission may be a continuously variable transmission.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das hydromechanische variable Getriebe einen mechanischen Nebenabtrieb (PTO) umfassen, der mit einer Eingangswelle gekoppelt ist, die von einer Antriebsenergiequelle Dreheingangsleistung empfängt. In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste Vorwärtskupplung und die Rückwärtskupplung koaxial zueinander und axial versetzt zur zweiten Vorwärtskupplung und dem ersten und zweiten Planetenradsatz angeordnet sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the hydro-mechanical variable transmission may include a mechanical power take-off (PTO) coupled to an input shaft that receives rotational input power from a source of motive power. In any of the aspects or combinations of aspects, the first forward clutch and the reverse clutch may be coaxial with one another and axially offset from the second forward clutch and the first and second planetary gear sets.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der Hydraulikmotor ein Motor mit feststehender Schrägachse sein, und wobei die Hydraulikpumpe eine Axialkolbenpumpe mit variabler Verdrängung ist.In any of the aspects or combinations of aspects, the hydraulic motor may be a fixed bent axis motor and the hydraulic pump may be a variable displacement axial piston pump.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste Vorwärtskupplung, die Rückwärtskupplung und die zweite Vorwärtskupplung parallel zueinander gekoppelt sein.In any of the aspects or combinations of the aspects, the first forward clutch, the reverse clutch, and the second forward clutch may be coupled in parallel with each other.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste Vorwärtskupplung und die Rückwärtskupplung mit einer ersten zentralen Welle gekoppelt sein, die von einer zweiten zentralen Welle versetzt ist, die mit der zweiten Vorwärtskupplung gekoppelt ist, radial versetzt sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the first forward clutch and the reverse clutch may be coupled to a first central shaft that is radially offset from a second central shaft that is coupled to the second forward clutch.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem ferner in dem nicht-transitorischen Speicher gespeicherte Anweisungen umfassen, die, bei Ausführung durch den Prozessor, während das Getriebesystem in dem Rückwärtsfahrbereich oder einem der zwei Vorwärtsfahrbereiche arbeitet, die Steuereinheit veranlassen: die hydrostatische Baugruppe und die mechanische Baugruppe zu betreiben, um an den ersten oder den zweiten Planetenradsatz additiv Energie zu liefern.In any of the aspects or combinations of aspects, the transmission system may further include instructions stored in the non-transitory memory that, when executed by the processor while the transmission system is operating in the reverse drive range or one of the two forward drive ranges, cause the control unit: the hydrostatic assembly and operate the mechanical assembly to provide additive power to one of the first and second planetary gear sets.

In jedwegem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Getriebesystem ferner in dem nicht-transitorischen Speicher gespeicherte Anweisungen umfassen, die, bei Ausführung durch den Prozessor, während das Getriebesystem in dem Rückwärtsfahrbereich oder in einem der zwei Vorwärtsfahrbereiche arbeitet, die Steuereinheit veranlassen: die hydrostatische Baugruppe zu betreiben, um Energie vom ersten oder vom zweiten Planetenradsatz zur mechanischen Baugruppe zurückzuführen.In any of the aspects or combinations of aspects, the transmission system may further include instructions stored in the non-transitory memory which, when executed by the processor while the transmission system is operating in the reverse drive range or in one of the two forward drive ranges, cause the control unit: the hydrostatic Operate assembly to return energy from the first or second planetary gear set to the mechanical assembly.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Betätigen der ersten, zweiten und dritten Kupplung zum Schalten zwischen den zwei Fahrbereichen das Öffnen der zweiten Kupplung und das Schließen der dritten Kupplung umfassen, wenn ein Hohlrad in dem zweiten Planetenradsatz Synchronisierung der dritten Kupplung ermöglicht.In any of the aspects or combinations of aspects, actuating the first, second, and third clutches to shift between the two drive ranges may include opening the second clutch and closing the third clutch when a ring gear in the second planetary gear set enables synchronization of the third clutch.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die zweite Kupplung eine Rückwärtsfahrkupplung sein und die erste Kupplung und die dritte Kupplung sind Vorwärtsfahrkupplungen.In any of the aspects or combinations of aspects, the second clutch may be a reverse drive clutch and the first clutch and the third clutch are forward drive clutches.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die erste, die zweite und die dritte Kupplung Reibungskupplungen sein.In any of the aspects or combinations of aspects, the first, second, and third clutches may be friction clutches.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der Übergang zwischen den zwei Fahrbereichen synchron erfolgen.In any of the aspects or combinations of aspects, the transition between the two driving ranges can be synchronous.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Gruppe von Fahrbereichen nur den Rückwärtsfahrbereich und die zwei Vorwärtsfahrbereiche umfassen.In any of the aspects or combinations of aspects, the set of driving ranges may include only the reverse driving range and the two forward driving ranges.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der Übergang zwischen dem eingekuppelten Zustand und dem ausgekuppelten Zustand von einer oder mehr von der Rückwärtskupplung, der ersten Vorwärtskupplung oder der zweiten Vorwärtskupplung das Öffnen der ersten Vorwärtskupplung und das Schließen der zweiten Vorwärtskupplung umfassen, wenn ein Hohlrad in dem zweiten Planetenradsatz Synchronisierung der zweiten Vorwärtskupplung ermöglicht.In any of the aspects or combinations of aspects, transitioning between the engaged state and the disengaged state of one or more of the reverse clutch, the first forward clutch, or the second forward clutch may include opening the first forward clutch and closing the second forward clutch when a ring gear allows synchronization of the second forward clutch in the second planetary gear set.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der Übergang zwischen den zwei Fahrmodi in Antwort auf eine Drehmoment-Anpassungsanforderung eingeleitet werden, wobei die Gruppe von Fahrmodi einen Rückwärtsfahrbereich, einen ersten Vorwärtsfahrbereich und einen zweiten Vorwärtsfahrbereich umfasst.In any of the aspects or combinations of aspects, the transition between the two drive modes may be initiated in response to a torque adjustment request, wherein the set of drive modes includes a reverse range, a first forward range, and a second forward range.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Betreiben des Getriebesystems in einem der Fahrmodi umfassen, dass in einem Teil eines Fahrbereichs die hydrostatische Baugruppe arbeitet, um an den ersten oder den zweiten Planetenradsatz Energie zu liefern, die mit einem von dem ersten und dem zweiten mechanischen Zweig additiv kombiniert ist.In any of the aspects or combinations of aspects, operating the transmission system in one of the drive modes may include operating the hydrostatic assembly in a portion of a drive range tet to provide power additively combined with one of the first and second mechanical branches to one of the first and second planetary gear sets.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Betreiben des Getriebesystems in einem der Fahrmodi Übertragung von Energie über nur eine von der Rückwärtskupplung, der ersten Vorwärtskupplung und der zweiten Vorwärtskupplung umfassen.In any of the aspects or combinations of aspects, operating the transmission system in one of the drive modes may include transferring power via only one of the reverse clutch, the first forward clutch, and the second forward clutch.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Betätigen der ersten, der zweiten und/oder der dritten Kupplung zum Wechseln zwischen den zwei Fahrbereichen synchrones Öffnen einer von der ersten, der zweiten oder der dritten Kupplung bei gleichzeitigem Schließen einer anderen von der ersten, der zweiten oder der dritten Kupplung umfassen.In any of the aspects or combinations of aspects, actuating the first, the second and/or the third clutch to change between the two driving ranges can synchronously open one of the first, the second or the third clutch while simultaneously closing another of the first, include the second or the third clutch.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das Öffnen einer von der ersten, zweiten und dritten Kupplung und das Schließen einer anderen von der ersten, zweiten und dritten Kupplung realisiert werden, wenn ein Hohlrad in dem zweiten Planetenradsatz Synchronisation der Kupplungen, die synchron geöffnet und geschlossen werden, ermöglicht.In any of the aspects or combinations of aspects, the opening of one of the first, second and third clutches and the closing of another of the first, second and third clutches can be realized when a ring gear in the second planetary gear set synchronization of the clutches synchronously opened and be closed.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann das hydromechanische variable Getriebe ferner in dem nicht-transitorischen Speicher gespeicherte Anweisungen enthalten, die, bei Ausführung durch den Prozessor, während das hydromechanische variable Getriebe in einem ersten Teil des Rückwärtsfahrbereichs oder einem der zwei Vorwärtsfahrbereiche arbeitet, die Steuereinheit veranlassen: die hydrostatische Baugruppe zu betreiben, um Energie vom ersten oder vom zweiten Planetenradsatz an die mechanische Baugruppe zu liefern; und Anweisungen, die in dem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, die, bei Ausführung durch den Prozessor, während das hydromechanische variable Getriebe in einem zweiten Teil des Rückwärtsfahrbereichs oder einem der zwei Vorwärtsfahrbereiche arbeitet, die Steuereinheit veranlassen: die hydrostatische Baugruppe und die mechanische Baugruppe zu betreiben, um an den ersten oder den zweiten Planetenradsatz additiv Energie zu liefern.In any of the aspects or combinations of aspects, the hydromechanical variable transmission may further include instructions stored in the non-transitory memory that, when executed by the processor, while the hydromechanical variable transmission is operating in a first portion of the reverse drive range or one of the two forward drive ranges, causing the controller to: operate the hydrostatic assembly to provide power from the first or second planetary gear set to the mechanical assembly; and instructions stored in the non-transitory memory that, when executed by the processor while the hydromechanical variable transmission is operating in a second portion of the reverse drive range or one of the two forward drive ranges, cause the controller: the hydrostatic assembly and the mechanical assembly operate to provide additive energy to the first or second planetary gear set.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann in einem Teil von jedem von dem Rückwärtsfahrbereich und den zwei Vorwärtsfahrbereichen Energiefluss von einem von dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz zur hydrostatischen Baugruppe und von der hydrostatischen Baugruppe zu einem Eingang der mechanischen Baugruppe geleitet werden.In any of the aspects or combinations of aspects, in a portion of each of the reverse drive range and the two forward drive ranges, energy flow may be directed from one of the first and second planetary gear sets to the hydrostatic assembly and from the hydrostatic assembly to an input of the mechanical assembly.

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann in einem Teil von jedem von dem Rückwärtsfahrbereich und den zwei Vorwärtsfahrbereichen der Energiefluss von der hydrostatischen Baugruppe und der mechanischen Baugruppe über einen von dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz additiv kombiniert sein.In any of the aspects or combinations of aspects, in a portion of each of the reverse range and the two forward ranges, the power flow from the hydrostatic assembly and the mechanical assembly via one of the first and second planetary gear sets may be additively combined.

In jedwedem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der mechanische Nebenabtrieb mit einer Eingangsschnittstelle gekoppelt sein, die von einer Antriebsenergiequelle (z. B. einer Antriebsmaschine) Dreheingangsleistung empfängt.In any of the aspects or combinations of aspects, the mechanical power take-off may be coupled to an input interface that receives rotational input power from a motive power source (eg, a prime mover).

In jeglichem der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Gruppe von Fahrbereiten zumindest einen Rückwärtsfahrbereich und zwei Vorwärtsfahrbereiche umfassen.In any of the aspects or combinations of the aspects, the set of driving modes may include at least one reverse drive range and two forward drive ranges.

In einer anderen Darstellung ist ein Geländefahrzeug mit einem hydrostatisch-mechanischen variablen Getriebe vorgesehen, das synchrone Vorwärts- und Rückwärtskupplungen enthält, die parallel zueinander drehgekoppelt sind und in Reihe mit einem mechanischen Zweig und einem hydrostatischen Zweig drehgekoppelt sind. Außerdem sind in dem Getriebe der hydrostatische Zweig und der mechanische Zweig parallel zueinander drehgekoppelt.In another illustration, an all-terrain vehicle is provided with a hydrostatic-mechanical variable transmission that includes synchronous forward and reverse clutches that are torsionally coupled in parallel with one another and are torsionally coupled in series with a mechanical branch and a hydrostatic branch. In addition, in the transmission, the hydrostatic branch and the mechanical branch are rotationally coupled parallel to one another.

In einer weiteren Darstellung wird ein Verfahren zum Wechseln zwischen Betriebsfahrbereichen in einem hydrostatisch-mechanischen variablen Getriebe dargestellt. Das Verfahren umfasst synchrones Schließen einer Vorwärtskupplung bei gleichzeitigem Öffnen einer Rückwärtskupplung in einer Moduswechsel-Transienten. Das Getriebe umfasst ferner einen hydraulischen Zweig, der in paralleler Drehbefestigung an einem mechanischen Zweig angeordnet ist, und sowohl der hydraulische Zweig als auch der mechanische Zweig mit einem Paar von Planetenradsätzen drehbar verbunden sind, die koaxial zueinander angeordnet sind.In another illustration, a method for shifting between operational driving ranges in a hydrostatic-mechanical variable transmission is presented. The method includes synchronously closing a forward clutch while opening a reverse clutch in a mode change transient. The transmission further includes a hydraulic branch arranged in parallel rotational attachment to a mechanical branch, and both the hydraulic branch and the mechanical branch are rotatably connected to a pair of planetary gear sets arranged coaxially with one another.

Während vorstehend verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese beispielhaft und nicht einschränkend dargelegt wurden. Dem Fachmann ist offenkundig, dass der offenbarte Gegenstand in anderen konkreten Formen verkörpert sein kann, ohne vom Geist des Gegenstands abzuweichen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht als einschränkend zu betrachten.While various embodiments have been described above, it should be understood that they have been presented by way of example and not by way of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that the disclosed subject matter may be embodied in other specific forms without departing from the spirit of the subject matter. The embodiments described above are, therefore, to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.

Zu beachten ist, dass die hier enthaltenen Steuerungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Antriebsstrang- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen genutzt werden können. Die hier offengelegten Steuerungsverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert und vom Steuersystem, einschließlich der Steuereinheit, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und anderer Getriebe- und/oder Fahrzeug-Hardware ausgeführt werden. Außerdem können Teile der Verfahren physische Aktionen sein, die in der Praxis durchgeführt werden, um einen Zustand einer Einrichtung zu ändern. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere von einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie ereignisbezogen, unterbrechungsbezogen, Multitasking, Multithreading und dergleichen. So können verschiedene dargestellte Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge, parallel oder in manchen Fällen auch gar nicht ausgeführt werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt notwendig, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen exemplarischen Beispiele zu erreichen, sondern wird nur zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung angegeben. Eine oder mehrere der veranschaulichten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der jeweils angewendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen einen Code grafisch repräsentieren, der in einen nicht-transitorischen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Fahrzeug und/oder Getriebesteuerungssystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden können, das die verschiedenen Hardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuereinheit umfasst. Einer oder mehrere der hier beschriebenen Verfahrensschritte können nach Bedarf auch weggelassen werden.Note that the control and estimation routines included herein can be used with various powertrain and/or vehicle system configurations. The control methods and routines disclosed herein may be stored as executable instructions in non-transitory memory and executed by the control system, including the controller, in combination with the various sensors, actuators, and other transmission and/or vehicle hardware. Also, parts of the methods may be physical actions performed in practice to change a state of a device. The particular routines described herein may represent one or more of a variety of processing strategies such as event-based, interrupt-based, multitasking, multithreading, and the like. As such, various actions, operations, and/or functions shown may be performed in the order shown, in parallel, or in some cases not at all. Likewise, the order of processing is not strictly necessary to achieve the features and advantages of the example examples described herein, but is provided only for ease of illustration and description. One or more of the illustrated actions, operations, and/or functions may be repetitively performed depending on the particular strategy employed. Further, the actions, operations, and/or functions described may graphically represent code to be programmed into non-transitory memory of the computer-readable storage medium in the vehicle and/or transmission control system, where the actions described may be performed by executing the instructions in a system , which includes the various hardware components in combination with the electronic control unit. One or more of the process steps described here can also be omitted if required.

Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen in ihrer Natur beispielhaft sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, da viele Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf Antriebsstränge angewandt werden, die unterschiedliche Arten von Antriebsquellen, darunter auch unterschiedliche Arten von elektrischen Maschinen, Verbrennungskraftmaschinen und/oder Getrieben, umfassen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie weitere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart wurden.It should be understood that the configurations and routines disclosed herein are exemplary in nature and that these specific examples are not to be considered in a limiting sense as many variations are possible. For example, the above technology may be applied to powertrains that include different types of power sources, including different types of electric machines, internal combustion engines, and/or transmissions. The subject matter of the present disclosure includes all novel and non-obvious combinations and sub-combinations of the various systems and configurations, as well as other features, functions and/or properties disclosed herein.

Die folgenden Ansprüche heben insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hervor, die als neuartig und nicht offensichtlich zu betrachten sind. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind so zu verstehen, dass diese Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente umfassen, nicht so, dass diese zwei oder mehr solcher Elemente erfordern oder ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, sei ihr Schutzumfang nun breiter, enger, gleich oder anders als derjenige der ursprünglichen Ansprüche, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.The following claims particularly emphasize certain combinations and sub-combinations that are believed to be novel and non-obvious. These claims may refer to "an" element or "a first" element or the equivalent thereof. Such claims should be construed as including incorporation of one or more such elements, not as requiring or excluding two or more such elements. Further combinations and sub-combinations of the disclosed features, functions, elements and/or properties may be claimed by amending the present claims or by presenting new claims in this or a related application. Such claims, whether broader, narrower, equal to, or different in scope than the original claims, are also considered to be included within the subject matter of the present disclosure.

Die Begriffe „annähernd“ und „im Wesentlichen“ bedeuten, sofern nicht anders angegeben, plus oder minus fünf Prozent des Bereichs.The terms "approximately" and "substantially" mean plus or minus five percent of the range unless otherwise specified.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 7530914 B2 [0003]

Claims

Transmission system comprising: a hydraulic pump and a hydraulic motor rotatably coupled in parallel with a first planetary gear set and a second planetary gear set; wherein sun gears of the first and second planetary gear sets are rotatably coupled to the hydraulic motor; and wherein a carrier of the first planetary gear set is torsionally coupled to a first clutch and a second clutch; and wherein a ring gear of the second planetary gear set is torsionally coupled to a third clutch.

transmission system claim 1 , wherein the second clutch is a reverse clutch.

transmission system claim 2 , wherein the first clutch and the reverse clutch are each directly coupled to the carrier and are adjacent to each other.

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the first, second and third clutches are friction clutches.

Transmission system according to one of the preceding claims, further comprising a mechanical power take-off (PTO) rotationally coupled to a mechanical branch extending between a power source and the hydraulic pump.

Transmission system according to one of the preceding claims, further comprising a mechanical power take-off (PTO) which is coupled to the hydraulic pump.

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the hydraulic motor is a fixed bent axis motor.

Transmission system according to one of the preceding claims, wherein the hydraulic pump is an axial piston pump.

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the first and second planetary gear sets are arranged coaxially.

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the first and second clutches are axially offset from the third clutch.

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the transmission system is included in an off-road vehicle.

The transmission system of any preceding claim, further comprising an input interface configured to be rotationally coupled to a source of motive power and an output interface configured to be rotationally coupled to one or more vehicle axles, and wherein the input interface is axially offset from the output interface .

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the transmission system is a continuously variable transmission.

A transmission system according to any one of the preceding claims wherein the hydraulic motor is a fixed bent axis motor and the hydraulic pump is a variable displacement axial piston pump.

A transmission system according to any one of the preceding claims, wherein the first clutch, the second clutch and the third clutch are coupled in parallel with one another.