DE3838767A1 - Hydrostatic/mechanical power-shift transmission with a continuously variable effect and a high-quality gear change - Google Patents

Hydrostatic/mechanical power-shift transmission with a continuously variable effect and a high-quality gear change

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DE3838767A1 DE19883838767 DE3838767A DE3838767A1 DE 3838767 A1 DE3838767 A1 DE 3838767A1 DE 19883838767 DE19883838767 DE 19883838767 DE 3838767 A DE3838767 A DE 3838767A DE 3838767 A1 DE3838767 A1 DE 3838767A1
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Abstract

The transmission consists of a four-shaft planetary gear mechanism and a continuously variable hydrostatic transmission arranged in parallel with it and of further gear wheels, selector clutches bringing about a plurality of gears in each of which the hydrostatic transmission effects continuously variable adjustment of the transmission ratio of the transmission as a whole, the gear change taking place at synchronous speeds of rotation without interruption of the tractive effort. An electronic/hydraulic control and regulation system ensures a jerk-free gear change. In particular, it performs a correction of the displacement volume of the variable displacement machine of the hydrostatic transmission appropriate to the respective leakage oil flows upon each gear change. Such transmissions are advantageously suitable for motor vehicles since, apart from having a very smooth gear change, they have good efficiencies and a wide transmission-ratio adjustment range.

Description

Stufenlos wirkende hydrostatisch-mechanische Lastschaltge­ triebe der im Oberbegriff der Patentansprüche angegebenen Art eignen sich vorteilhaft für Kraftfahrzeuge, da sie sich in weiten Bereichen stufenlos verstellen lassen und außerdem gute Wirkungsgrade haben. Der relativ große Stellbereich er­ laubt den Betrieb der Brennkraftmaschine auf Vorzugskenn­ linien. Solche Kennlinien können z. B. die Kurve für minima­ len Kraftstoffverbrauch oder eine Linie für ein gutes Be­ schleunigungsverhalten sein.Stepless hydrostatic-mechanical powershift drives the type specified in the preamble of the claims are advantageous for motor vehicles because they are in wide areas continuously adjustable and also have good efficiencies. The relatively large adjustment range allows the operation of the internal combustion engine on preferential characteristics lines. Such characteristics can e.g. B. the curve for minima len fuel consumption or a line for a good loading acceleration behavior.

Bei einem Gangwechsel kehrt sich die Leistungsflußrichtung im hydrostatischen Getriebe um. Die Verdrängermaschinen vertau­ schen dabei ihre Funktionen als Pumpe und Motor. Arbeitet die verstellbare Verdrängermaschine in dem alten Gang als Pumpe, dann muß zur Deckung der Leckölströme und zur Erreichung syn­ chroner Drehzahlen in der zu schaltenden Kupplung des neuen Ganges ihr Verdrängungsvolumen V auf einen größeren Wert ein­ gestellt werden als den des theoretischen Verdrän­ gungsvolumens V theoretisch, der für leckölfreien Betrieb vor­ liegen würde. Wenn diese Verdrängermaschine aber im alten Gang als Motor läuft, hat sie im neuen Gang, wo sie dann als Pumpe wirkt, ein zu kleines Verdrängungsvolumen V.When changing gear, the direction of power flow in the hydrostatic transmission is reversed. The displacement machines swap their functions as pumps and motors. If the adjustable displacement machine works in the old gear as a pump, then to cover the leakage oil flows and to achieve synchronous speeds in the clutch of the new gear to be switched, its displacement volume V must be set to a greater value than that of the theoretical displacement volume V theoretically , which would be available for oil-free operation. However, if this displacement machine runs as a motor in the old gear, it has a displacement volume V that is too small in the new gear, where it then acts as a pump.

Bei einem zu vollziehenden Gangwechsel wird zunächst der neue Gang bei synchronen Drehzahlen lastfrei eingelegt. Durch ent­ sprechendes Verändern des Verdrängungsvolumens V erhält der neue Gang Last. Der Hochdruck im hydrostatischen Getriebe geht auf den Speisedruck zurück. Jetzt stützt das hydrostati­ sche Getriebe nicht mehr ab. Der alte und der neue Gang über­ tragen je zur Hälfte das Drehmoment auf die Abtriebswelle. Durch weiteres Verändern des Verdrängungsvolumens übernimmt das hydrostatische Getriebe wieder Last, wobei sich die Funk­ tionen von Pumpe und Motor vertauschen. Führt man die Volu­ menveränderung richtig durch, so übernimmt der neue Gang das gesamte Drehmoment und der alte läßt sich nahezu lastfrei trennen. Die Leckölströme und damit die notwendigen Volumen­ korrekturen hängen aber von den Größen Druck, Drehzahl, Tem­ peratur, Ölviskosität, Schwenkwinkel, Fertigungstoleranzen und Verschleiß ab. Bei jedem Schaltvorgang liegen in der Re­ gel andere Leckölströme vor. Man muß deshalb eine relativ hohe Ausrückkraft bereitstellen, um in jedem Fall den alten Gang trennen zu können. Dies bedeutet aber ein plötzliches Verlagern der Last vom alten auf den neuen Gang. Auf diese Weise entstehen unangenehme Schaltstöße.If a gear change is to be carried out, the new gear is first engaged at synchronous speeds without load. By changing the displacement volume V accordingly, the new gear receives load. The high pressure in the hydrostatic transmission is due to the feed pressure. Now the hydrostatic transmission is no longer supported. The old and the new gear each transfer half of the torque to the output shaft. By further changing the displacement volume, the hydrostatic transmission takes over the load again, whereby the functions of the pump and motor are interchanged. If the volume change is carried out correctly, the new gear takes over the entire torque and the old one can be separated almost without load. The leakage oil flows and thus the necessary volume corrections depend on the sizes pressure, speed, temperature, oil viscosity, swivel angle, manufacturing tolerances and wear. With each switching process, there are usually different leakage oil flows. A relatively high release force must therefore be provided in order to be able to separate the old gear in any case. But this means a sudden shift of the load from the old to the new gear. In this way, unpleasant shocks occur.

Das Einlegen eines neuen Ganges bei synchronen Drehzahlen kann dadurch behindert werden, daß bei der Schaltkupplung Zahn vor Zahn steht. Durch dynamisch bedingtes Überschwingen der volumengeregelten Verdrängermaschine kann der Synchron­ lauf gestört werden, so daß es nicht zum Einlegen des neuen Ganges kommt.Inserting a new gear at synchronous speeds can be hindered that in the clutch Tooth before tooth. Due to dynamic overshoot the volume-controlled displacement machine can synchronize be disturbed so that it does not insert the new one Ganges is coming.

Die Schaltkräfte zur Betätigung der Schaltkupplungen müssen so bemessen sein, daß unmittelbar nach Verlagern der Last von dem alten auf den neuen Gang, das durch richtige Verdrän­ gungsvolumenveränderung bewirkt wird, der alte Gang drehmo­ mentfrei ausgelegt wird. Bei zu großer Schaltkraft würde der alte Gang vorzeitig herausgerissen. Dies wäre mit Rucken und Verschleiß verbunden. Bei zu kleiner Schaltkraft würde diese zur Trennung der Schaltkupplung nicht ausreichen. Die Bereit­ stellung der Schaltkräfte erfolgt durch Schaltzylinder, die vom Speisekreislauf des hydrostatischen Getriebes versorgt werden. Der Speisedruck richtet sich nach den Betriebsbedin­ gungen. Ein schwankender Speisedruck hat aber auch veränder­ liche Schaltkräfte zur Folge und stört so ein ruckfreies Schalten.The shifting forces for actuating the clutches must be such that immediately after the load of the old to the new gear, by correct displacement volume change is caused, the old gear torque is designed ment-free. If the switching force is too high, the old gear torn out prematurely. This would be jerky and Wear associated. If the switching force is too low, this would not sufficient to separate the clutch. The ready Position of the switching forces is carried out by switching cylinders supplied by the supply circuit of the hydrostatic transmission will. The feed pressure depends on the operating conditions gung. A fluctuating feed pressure has also changed  shifting forces and thus disturbs a jerk-free Switch.

Die Patentschriften US 38 88 139, US 37 09 060, DE 31 47 447 C2 und DE 35 12 523 C1 beschreiben solche Getriebe. Auf die Vor­ gänge beim Umschaltvorgang gehen diese Schriften nicht näher ein.The patents US 38 88 139, US 37 09 060, DE 31 47 447 C2 and DE 35 12 523 C1 describe such transmissions. To the front These fonts do not go into detail during the switching process a.

Die Offenlegungsschrift DE 28 32 610 A1 befaßt sich auch mit Getrieben nach dem Oberbegriff der Patentansprüche. Die Lehre dieser Schrift behandelt den Umschaltvorgang. Allerdings er­ folgt bei diesem keine Volumenkorrektur. Wie hier Schaltstöße vermieden werden sollen, läßt sich z. B. mit dem Getriebe nach Fig. 1 erklären.The published patent application DE 28 32 610 A1 also deals with gears according to the preamble of the claims. The teaching of this document deals with the switching process. However, there is no volume correction for this. As switching shocks are to be avoided here, z. B. explain with the transmission of FIG. 1.

Das vierwellige Planetengetriebe besteht aus der Stufe P-1 mit den Gliedern Sonnenrad 40, Hohlrad 43 und Planetenradträ­ ger 42 mit Planetenrädern 41 sowie aus der Stufe P-2 mit den Elementen Sonnenrad 45, Hohlrad 48 und Planetenradträger 47 mit Planetenrädern 46. Es bilden das Hohlrad 43 und der Pla­ netenradträger 47 sowie das Hohlrad 48 und der Planeten­ radträger 42 jeweils eine Einheit. Im 1. Gang steht die Ein­ heit 48/42 über eine Lamellenbremse 60 mit dem Getriebege­ häuse und im 3. Gang über eine Lamellenkupplung 63 mit der Antriebswelle 11 in Verbindung. Das Sonnenrad 45 läuft im 1. und 3. Gang leer. Im 2. Gang schließt die Lamellenkupplung 65 es an die Antriebswelle 11 an. Die Einheit 43/47 stellt die Abtriebswelle dar. Es schließen Zahnräder 18; 17 die ver­ stellbare Verdrängermaschine 25 an die Antriebswelle 11 und Zahnräder 23; 50 die unverstellbare Verdrängermaschine 21 an das Sonnenrad 40 an. The four-shaft planetary gear consists of stage P-1 with the links sun gear 40 , ring gear 43 and planet gear carrier 42 with planet gears 41 and from stage P-2 with the elements sun gear 45 , ring gear 48 and planet gear carrier 47 with planet gears 46 . It form the ring gear 43 and the Pla netenradträger 47 and the ring gear 48 and the planet wheel carrier 42 each a unit. In first gear, the A is standardized 48/42 housing a multi-disk brake 60 with the Getriebege and in 3rd gear via a multi-plate clutch 63 to the drive shaft 11 in combination. The sun gear 45 runs idle in 1st and 3rd gear. In 2nd gear, the multi-plate clutch 65 connects it to the drive shaft 11 . The unit 43/47 represents the output shaft. Gears 18 ; 17 the ver adjustable displacement machine 25 to the drive shaft 11 and gears 23 ; 50 the non-adjustable displacement machine 21 to the sun gear 40 .

Der Erfindungsgedanke der genannten Offenlegungsschrift DE 28 32 510 A1 sei nun an Hand der vorstehend beschriebenen Fig. 1 beispielhaft für den Wechsel vom 1. in den 2. Gang erläu­ tert. Im 1. Gang läuft die verstellbare Verdrängermaschine 25 als Pumpe und die unverstellbare 21 als Motor, wobei die Ma­ schine 25 vor dem Gangwechsel ihr maximales Volumen aufweist, das dann gleich dem Volumen der Maschine 21 ist. Die Zahnrad­ übersetzungen sind nun so abgestimmt, daß der Gangwechsel vorsynchron beginnt, wobei in der Lamellenkupplung 65 der zum Sonnenrad 45 gehörende Teil etwas langsamer läuft als der Teil, der mit der Antriebswelle 11 eine Einheit bildet. Im weiteren Verlauf des Gangwechsels muß eine überlappende Schaltung erfolgen, wenn die Zugkraft nicht unterbrochen wer­ den soll. Die Bremse 60 lüftet und die Lamellenkupplung 65 schließt. Bei diesem Vorgang soll die Trägheit der mit der Abtriebswelle und der mit der Antriebswelle verbundenen Mas­ sen eine Beschleunigung der Sonnenräder 45 und 40 bewirken, so daß sich die Drehzahlen von Sonnenrad 45 und Antriebswelle 11 angleichen und die Verdrängermaschine 21 eine um ca. 15 höhere Drehzahl als die verstellbare Verdrängermaschine 25 erhält, wodurch die nun als Pumpe wirkende Verdrängermaschine die Leckölströme ausgleichen kann. Das Konzept des Getriebes sieht ferner vor, daß bei gleichem Abtriebsdrehmoment zu Be­ ginn und am Ende des Gangwechsels betragsmäßig gleiche Dreh­ momente an den Wellen der Verdrängermaschinen vorliegen. Auf diese Weise soll gewährleistet sein, daß die absolute Druck­ differenz zwischen Hoch- und Niederdruckseite und damit auch die Leckölströme konstant bleiben. Der vorstehend beschrie­ bene Gangwechsel soll sich relativ schnell vollziehen, so daß sich die Übersetzung des gesamten Getriebes möglichst unbe­ einflußt von den Gangschaltungen kontinuierlich verstellen lassen kann. The inventive concept of the aforementioned publication DE 28 32 510 A1 will now be explained with reference to FIG. 1 described above as an example for the change from 1st to 2nd gear. In 1st gear the adjustable displacement machine 25 is running as a pump and as a motor nonadjustable 21, wherein the ma chine having 25 before the gear change its maximum volume, which is then equal to the volume of the machine 21st The gear ratios are now coordinated so that the gear change begins pre-synchronously, the part belonging to the sun gear 45 running somewhat slower in the multi-plate clutch 65 than the part which forms a unit with the drive shaft 11 . In the further course of the gear change, an overlapping gearshift must take place if the tractive force is not interrupted. The brake 60 releases and the multi-plate clutch 65 closes. In this process, the inertia of the output shaft and the connected to the drive shaft Mas sen cause acceleration of the sun gears 45 and 40 , so that the speeds of the sun gear 45 and the drive shaft 11 align and the displacement machine 21 a by 15 higher speed than the adjustable displacement machine 25 , whereby the displacement machine, which now acts as a pump, can compensate for the leakage oil flows. The concept of the transmission also provides that at the same output torque at the beginning and at the end of the gear change, the same torque is present on the shafts of the displacement machines. In this way it should be ensured that the absolute pressure difference between the high and low pressure side and thus the leakage oil flows remain constant. The above-described bene gear change should take place relatively quickly, so that the translation of the entire transmission can be adjusted unaffected by the gear shifts continuously.

Nach der Lehre der Erfindung der vorstehend erörterten Offen­ legungsschrift DE 28 32 610 A1 läßt sich eine überset­ zungsmäßige Auslegung nur für einen bestimmten Leckölstrom, z. B. 15% im hydrostatischen Getriebe vornehmen. Dieser richtet sich aber, wie bereits erwähnt, nach den Größen Druck, Drehzahl, Temperatur, Ölviskosität, Fertigungstoleran­ zen und Verschleiß. Im allgemeinen wird daher bei jedem Gang­ wechsel ein anderer Leckölstrom vorliegen, so daß man ein ruckfreies Schalten, d. h. einen hohen Schaltkomfort nicht erzielen kann. Außerdem gestattet die Lösung keinen Einsatz von Schalt-Zahnkupplungen.According to the teaching of the invention, the above discussed Open document DE 28 32 610 A1 can be translated appropriate design only for a certain leak oil flow, e.g. B. 15% in the hydrostatic transmission. This however, as already mentioned, depends on the sizes Pressure, speed, temperature, oil viscosity, manufacturing tolerance zen and wear. In general, therefore, with each course change another leak oil flow present, so that one smooth shifting, d. H. not a high shift comfort can achieve. In addition, the solution does not allow use of gear clutches.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, bei den im Oberbe­ griff der Patentansprüche angegebenen Getrieben die Schalt­ qualität zu verbessern. Im einzelnen sollen die Schaltstöße beseitigt, das Einrücken eines neuen Ganges sichergestellt und die Schaltkräfte konstant gehalten werden.The invention is now an object in the Oberbe attacked the gearboxes specified the switching improve quality. In particular, the switching shocks eliminated, engagement of a new gear ensured and the switching forces are kept constant.

Anspruch 1 beschreibt die Lösung zur Beseitigung von Schalt­ stößen. Die Ansprüche 2 und 3 geben Lehren für das sichere Einlegen eines neuen Ganges. Aus Anspruch 4 geht die Maßnahme für eine konstante Schaltkraft hervor.Claim 1 describes the solution for eliminating switching bump. Claims 2 and 3 give lessons for the safe Shift into a new gear. The measure is based on claim 4 for a constant switching force.

Als Beispiel zeigt Fig. 1 ein stufenlos wirkendes hy­ drostatisch-mechanisches Lastschaltgetriebe bei dem das An­ fahren vorwärts oder rückwärts rein hydrostatisch über einen 0. Gang erfolgt. Fig. 2 gibt den zugehörigen Drehzahlplan wieder. Fig. 3 stellt den Plan für die Steuerung und Regelung dieses Getriebes dar.As an example, Fig. 1 shows a continuously acting hy drostatic-mechanical powershift transmission in which the drive forward or backward is purely hydrostatic via a 0th gear. Fig. 2 shows the associated speed plan. Fig. 3 shows the plan for the control and regulation of this transmission.

Das vierwellige Planetengetriebe des Konzeptes nach Fig. 1 besteht aus der Planetenstufe I mit dem Sonnenrad 1′, Hohlrad 2′ und Planetenradträger s′ mit den Planetenrädern p′ und der Planetenstufe II mit dem Sonnenrad 1′′, Hohlrad 2′′ und Plane­ tenradträger s′′ mit den Planetenrädern p′′. Es bilden die Glieder s′′ und 2′ die Antriebswelle 1, die Glieder 1′ und 1′′ die Welle B für den Anschluß der volumenkonstanten Ver­ drängermaschine b, Glied s′ die langsamlaufende Koppelwelle E und Glied 2′′ die schnellaufende Koppelwelle A. Die volumen­ verstellbare Verdrängermaschine a steht über die Zahnräder 3,4 mit der Antriebswelle 1 in Verbindung. Die Koppelwellen verhalten sich so, daß sie in einer Extremstellung des hydrostatischen Getriebes gleiche Drehzahlen aufweisen und daß sie beim Verstellen des hydrostatischen Getriebes in die andere Extremlage ihre Drehzahlen so ändern, daß die Koppelwelle A stetig schneller und die Koppelwelle E stetig langsamer wird. Die Schalt-Zahnkupplung Z 1 kann zum Anfahren vorwärts oder rückwärts den 0. Gang mit den Rädern 9, 10, 11 einlegen und so die Verdrängermaschine b mit der Abtriebswelle 2 verbinden. Mit der Doppelschalt-Zahnkupplung Z 2 läßt sich die Koppelwelle E über die Räder 5, 6 für den 1. Gang oder über die Räder 7, 8 für den 3. Gang und mit der Schalt-Zahnkupplung Z 3 die Koppelwelle A über die Räder 5, 6 für den 2. Gang sowie mit der Doppelschalt-Zahnkupplung Z 4 über die Räder 7′, 8′ für den 4. Gang mit der Abtriebswelle 2 verbinden. Die rechte Hälfte von Z 4 verfügt über Synchro­ nisierungselemente, um Rad 6 vorbereitend zu- oder ausschal­ ten zu können. Das Lösen von Rad 6 soll zu hohe Losraddreh­ zahlen von Rad 5 vermeiden, die im 4. Gang entstehen würden.The four-shaft planetary gear of the concept of Fig. 1 consists of the planetary stage I with the sun gear 1 ', ring gear 2 ' and planet gear carrier s 'with the planet gears p ' and the planetary stage II with the sun gear 1 '', ring gear 2 '' and tarpaulin gear s '' with the planet gears p ''. It form the links s ''and 2 ' the drive shaft 1 , the links 1 'and 1 ''the shaft B for the connection of the constant volume Ver displacement machine b , link s ' the slow-running coupling shaft E and link 2 ''the high-speed coupling shaft A. . The volume-adjustable displacement machine a is connected to the drive shaft 1 via the toothed wheels 3, 4 . The coupling shafts behave in such a way that they have the same speeds in an extreme position of the hydrostatic transmission and that when the hydrostatic transmission is adjusted to the other extreme position they change their speeds so that the coupling shaft A is steadily faster and the coupling shaft E is steadily slower. The gear-tooth clutch Z 1 can engage the 0th gear with the wheels 9 , 10 , 11 for starting forward or backward and thus connect the displacement machine b to the output shaft 2 . With the double-shift toothed clutch Z 2 , the coupling shaft E can be driven via the wheels 5 , 6 for the 1st gear or via the wheels 7 , 8 for the 3rd gear and with the shift-toothed clutch Z 3 the coupling shaft A can be driven over the wheels 5 , 6 for the 2nd gear and with the double-shift toothed clutch Z 4 via the wheels 7 ', 8 ' for the 4th gear with the output shaft 2 . The right half of Z 4 has synchronization elements so that wheel 6 can be switched on or off in preparation. The loosening of gear 6 is to avoid excessive idler gear speeds from gear 5 , which would arise in 4th gear.

Fig. 2 stellt für das Getriebe nach Fig. 1 Verläufe von Dreh­ zahlen n dar. Das Diagramm zeigt die auf die Antriebsdrehzahl bezogene Abtriebsdrehzahl n 2/n 1 abhängig vom Drehzahlverhält­ nis der Verdrängermaschinen n b/n a und markiert die jeweils leistungsführenden Gänge und Koppelwellen. Fig. 2 shows for the transmission of Fig. 1 curves of speeds n . The diagram shows the output speed n 2 / n 1 related to the drive speed depending on the speed ratio nis the displacement machine n b / n a and marks the respective power gears and Coupling shafts.

Nachfolgende Tafel demonstriert die Schaltlogik. Es bedeuten die ZeichenThe following table demonstrates the switching logic. Mean it the characters

Fig. 3 bringt für das Getriebe nach Fig. 1 schematisch den Aufbau der Steuer- und Regeleinrichtung. Das hydrostatisch- mechanische Lastschaltgetriebe dient als Stellglied zur Be­ einflussung der Motordrehzahl. Fig. 3 shows schematically the structure of the control device for the transmission of Fig. 1. The hydrostatic-mechanical powershift transmission serves as an actuator to influence the engine speed.

Der Fahrer 1 wählt über einen Schalter 2 die Neutralstellung N, Rückwärtsfahrt R oder Vorwärtsfahrt V 0 bei Betrieb mit dem 0. Gang, V 1 bei Betrieb mit dem 0. Gang und 1. Gang, V 2 bei Betrieb mit dem 0., 1. und 2. Gang, V 3 bei Betrieb mit dem 0., 1., 2. und 3. Gang oder im Normalfall, V 4 bei Betrieb mit allen Vorwärtsgängen sowie über einen weiteren Wahlschalter 3 die Kennlinie A oder B. Die Kennlinien A und B liegen im Kennfeld der Brennkraftmaschine bzw. des Motors. Es bedeuten der Betrieb entlang A minimaler Kraftstoffverbrauch und ent­ lang B größere Motordrehmomentreserven für sportliches Fah­ ren. Das Umschalten zwischen den Stellungen V 0 bis V 4 sowie zwischen A und B kann während der Fahrt erfolgen. Der Betrieb mit verringerter Gangzahl unterstützt das sportliche Fahren. Außerdem bedient der Fahrer das Gaspedal mit dem Winkel δ und damit die Drosselklappe mit dem Winkel α.The driver 1 selects via a switch 2 to the neutral position N, reverse R, or forward drive V 0 during operation with the 0th gear V 1 when operating with the 0th and 1st speed gear, V 2 for operation with the 0 th, 1 . and 2nd gear, V 3 when operating with the 0th, 1st, 2nd and 3rd gear or in the normal case, V 4 when operating with all forward gears and via a further selector switch 3 the characteristic A or B. The characteristic curves A and B are in the characteristic diagram of the internal combustion engine or the engine. The operation along A means minimal fuel consumption and along B larger engine torque reserves for sporty driving. Switching between positions V 0 to V 4 and between A and B can take place while driving. Operation with a reduced number of gears supports sporty driving. In addition, the driver operates the accelerator pedal with the angle δ and thus the throttle valve with the angle α .

Dem Gashebelwinkel δ ist über ein Potentiometer 4 eine Span­ nung U zugeordnet, die in einem elektronischen Speicher 5 entsprechend der gewählten Kennlinie A oder B eine der Motor­ solldrehzahl proportionale Spannung U s aktiviert. Die zum Drosselklappenwinkel α jeweils gehörende Motoristdrehzahl wird zum Beispiel mit Hilfe der Zündspule 6 in Form einer proportionalen Spannung U i angezeigt. Betragsmäßig hat die Verdrängermaschine a dieselbe Drehzahl wie der Motor. U i =U a verhält sich daher auch proportional der Drehzahl der Ver­ drängermaschine a. Ein Sensor 7 liefert eine zur Drehzahl der Verdrängermaschine b proportionale Spannung U b .The throttle angle δ of a potentiometer 4 a clamping voltage U associated with the correspondingly in an electronic memory 5 of the selected characteristic line A or B of a target engine speed proportional voltage U s activated. The actual engine speed belonging to the throttle valve angle α is displayed, for example, with the aid of the ignition coil 6 in the form of a proportional voltage U i . Moderate amount has the displacement a same speed as the engine. U i = U a is therefore also proportional to the speed of the displacement machine a . A sensor 7 supplies a voltage U b which is proportional to the speed of the displacement machine b .

Die Speisepumpe 8 fördert über ein Rückschlagventil 9 und einen Filter 10 gegen das Druckbegrenzungsventil 11 einen Öl­ strom in den hydrostatischen Kreislauf der Verdrängermaschi­ nen a, b. Die Hauptleitungen 12; 13 mit den Druckbegrenzungs­ ventilen 14; 115 und die Speiseleitung 16 mit den Rückschlag­ ventilen 17, 18 bilden den hydrostatischen Kreislauf. Die Speiseleitung 16 steht auch mit dem Proportionalventil 19 zur Verstellung des Stellkolbens 20 zur Veränderung des Verdrän­ gervolumens V a der Verdrängermaschine a in Verbindung. Leck­ ölströme gelangen zurück in den Ölsumpf 21 des Getriebes.The feed pump 8 promotes an oil flow into the hydrostatic circuit of the displacement machine NEN A , B via a check valve 9 and a filter 10 against the pressure relief valve 11 . The main lines 12 ; 13 with the pressure relief valves 14 ; 115 and the feed line 16 with the check valves 17 , 18 form the hydrostatic circuit. The feed line 16 is also connected to the proportional valve 19 for the adjustment of the adjusting piston 20 for changing the Verdrän gervolumens V a of the displacement in a connection. Leak oil flows get back into the oil sump 21 of the transmission.

Der Subtrahierer 22 gibt die Spannungsdifferenz U i -U s über einen Schalter 23 an den Regler 24, dessen Stellsignal y dem Proportionalventil 19 zurückgeführt wird. y verhält sich pro­ portional dem Verdrängungsvolumen V a . Ein Verändern von V a bewirkt die Verstellung der Übersetzung i 12=n 1/n 2 des hy­ drostatisch-mechanischen Lastschaltgetriebes. Außerhalb einer vorgegebenen Toleranz verkleinert sich bei positiven Werten U i -U s und vergrößert sich bei negativen Werten U i -U s die Übersetzung i 12. Wenn der Fahrer das Gaspedal nicht mehr be­ tätigt, verringert sich automatisch die Übersetzung. Hingegen bewirkt das Treten der Bremse eine Erhöhung der Übersetzung, so daß der Motor zusätzlich verzögert.The subtractor 22 outputs the voltage difference U i - U s via a switch 23 to the controller 24 , the control signal y of which is fed back to the proportional valve 19 . y is proportional to the displacement volume V a . Changing V a causes the ratio i 12 = n 1 / n 2 of the hydrostatic-mechanical powershift transmission to be adjusted. Outside a specified tolerance, the ratio i 12 decreases with positive values U i - U s and increases with negative values U i - U s . If the driver no longer applies the accelerator pedal, the gear ratio is automatically reduced. On the other hand, depressing the brake increases the gear ratio, so that the motor decelerates further.

Ein Logikbaustein 25 registriert den eingelegten Gang. Erfor­ dert die Regelung einen Gangwechsel, so verändert ent­ sprechend dem 2. Anspruch der Schalter 23 die Regelgrößen von U i-Us auf U i-Ub. Ein Subtrahierer 26 bildet die notwen­ dige Spannungsdifferenz U i-Ub, die auf Null eingeregelt wird. Durch die Pendelung um Null stellt man sicher, daß der Gang eingelegt wird, auch wenn momentan in der Schalt-Zahn­ kupplung Zahn vor Zahn steht.A logic module 25 registers the gear engaged. If the control requires a gear change, the control variables change from U i -U s to U i -U b accordingly to the second claim of the switch 23 . A subtractor 26 forms the necessary voltage difference U i -U b , which is adjusted to zero. The oscillation around zero ensures that the gear is engaged, even if tooth-to-tooth is currently in the gear-tooth clutch.

Der Komparator 27 unterscheidet, ob U i größer oder kleiner U s ist. Er teilt dem Logikbaustein ein entsprechendes Signal mit, um den Stellkolben 20 in die richtige Richtung zu bewe­ gen und um den Zähler um 1 hinauf oder herunter zu setzen. Der Komparator 28 gibt dem Logikbaustein 25 mit U b < U i den Startimpuls zum Gangwechsel. Ferner erhält der Logikbaustein 25 Signale von den Wegaufnehmern, die die neutrale bzw. unak­ tive Lage der Schaltkolben 29, 30, 31 und 32 für die Zahn­ kupplungen melden. Somit liegt bei einem Gangwechsel die Rei­ henfolge der zu betätigenden 4/3-Wegeventile 33 und 34 sowie der 4/2-Wegeventile 35 und 36 fest.The comparator 27 differentiates whether U i is larger or smaller U s . It communicates a corresponding signal to the logic module in order to move the actuating piston 20 in the correct direction and to set the counter up or down by 1. The comparator 28 gives the logic module 25 with U b < U i the start pulse for changing gear. Furthermore, the logic module 25 receives signals from the displacement transducers, which report the neutral or inactive position of the switching pistons 29 , 30 , 31 and 32 for the tooth clutches. Thus, when changing gear, the order of the 4/3-way valves 33 and 34 and the 4/2-way valves 35 and 36 to be actuated is fixed.

Nach Einlegen eines neuen Ganges wird nun gemäß dem 1. An­ spruch ein neuer Ansteuerwert y neu =2 y theoretisch - y alt , d. h. V a neu = 2 V a theoretisch - V a alt vorgegeben. y theoretisch liegt als gespeicherter Wert vor. y alt ent­ spricht dem Ansteuerwert unmittelbar nach eingelegtem neuen Gang.After engaging a new gear, a new control value y new = 2 y theoretical - y old , ie V a new = 2 V a theoretical - V a old is now specified according to claim 1. y theoretically exists as a stored value. y alt corresponds to the control value immediately after a new gear is engaged.

Das theoretische Verdrängungsvolumen V a theoretisch ist kon­ stant, also unabhängig von den Betriebsbedingungen und läßt sich experimentell ermitteln. Bei hochgebocktem Fahrzeug re­ gelt man im Leerlauf synchrone Drehzahlen der Kupplungsteile von den betroffenen Gängen ein, und zwar zum Beispiel zunächst im 1. Gang zum Übergang auf den 2. Gang und an­ schließend im 2. Gang zum Übergang auf den 1. Gang. Beim er­ sten Vorgang wirkt die volumenverstellbare Verdrängermaschine als Pumpe mit V a 1 < V a theoretisch und im zweiten Vorgang als Motor mit V a 2 < V a theoretisch . Da in beiden Fällen die Leckölströme relativ klein und nahezu gleich sind folgtThe theoretical displacement volume V a theoretically is constant, that is, independent of the operating conditions and can be determined experimentally. When the vehicle is jacked up, you regulate the synchronous speeds of the clutch parts of the affected gears while idling, for example, first in 1st gear to change to 2nd gear and then in 2nd gear to change to 1st gear. In the first process, the volume-adjustable displacement machine acts as a pump with V a 1 < V a theoretically and in the second process as a motor with V a 2 < V a theoretically . Since in both cases the leakage oil flows are relatively small and almost the same follows

V a theoretisch = 0,5 (V a 1 + V a 2) V a theoretical = 0.5 (V a 1 + V a 2 )

Nach der Volumenkorrektur und Herausnahme des alten Ganges tritt der Regelkreis für die Verstellung der Übersetzung des Getriebes wieder in Aktion.After correcting the volume and removing the old aisle the control loop for adjusting the translation of the Gearbox in action again.

Die Schaltkräfte zur Betätigung der Schaltkupplungen müssen so bemessen sein, daß unmittelbar nach Verlagern der Last von dem alten auf den neuen Gang der alte Gang nahezu drehmoment­ frei ausgerückt wird. Bei zu großer Schaltkraft würde der alte Gang vorzeitig herausgerissen. Dies wäre mit Rucken und Verschleiß verbunden. Bei zu kleiner Schaltkraft würde diese zur Trennung der Schaltkupplung nicht ausreichen. Die Schalt­ kolben 29, 30, 31 und 32 müssen daher mit einem richtig be­ messenen konstanten Druck beaufschlagt werden. Deshalb befin­ det sich gemäß dem 4. Anspruch in der Speiseleitung 37 zu den Schaltventilen 33, 34, 35 und 36 ein Druckminderventil 38. Es baut den je nach Betriebszustand schwankenden Druck in der Speiseleitung 16 bzw. 37 auf einen konstanten Wert ab.The shifting forces for actuating the clutches must be such that immediately after the load has been shifted from the old to the new gear, the old gear is disengaged almost torque-free. If the shifting force were too high, the old gear would be pulled out prematurely. This would involve jerking and wear. If the shifting force were too small, this would not be sufficient to separate the clutch. The switching piston 29 , 30 , 31 and 32 must therefore be acted upon with a correctly measured constant pressure. Therefore, according to claim 4, there is a pressure reducing valve 38 in the feed line 37 to the switching valves 33 , 34 , 35 and 36 . It reduces the pressure in the feed line 16 or 37, which fluctuates depending on the operating state, to a constant value.

Falls beim Einlegen des 0. Ganges in der Schalt-Zahnkupplung Zahn vor Zahn steht, erhält nach dem 3. Anspruch das Propor­ tionalventil 19 einen Impuls zur geringfügigen Veränderung des Verdrängungsvolumens V a , um ein Durchschalten zu gewähr­ leisten.If tooth is in front of tooth when inserting the 0th gear in the gear clutch, according to the 3rd claim, the proportional valve 19 receives a pulse for slightly changing the displacement volume V a to ensure switching.

Claims (4)

1. Hydrostatisch-mechanisches Lastschaltgetriebe bestehend aus einem vierwelligen Zahnräder-Planetengetriebe und einem dazu parallel angeordneten stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe sowie aus weiteren Zahnrädern, wobei Schaltkupplungen mehrere Gänge realisieren, in denen jeweils das hydrostatische Getriebe eine stufenlose Verstellung der Übersetzung des gesamten Getriebes bewirkt, wobei der Gang­ wechsel bei synchronen Drehzahlen ohne Zugkraftunterbrechung erfolgt und wobei beim Gangwechsel die Verdrängermaschine des hydrostatischen Getriebes ihre Funktionen als Pumpe und Motor vertauschen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen des neuen Ganges und vor dem Auslegen des alten Ganges die Verdrängermaschine mit dem verstellbaren Verdrängungsvolumen V eine Volumenkorrektur erfährt, und zwar betragsmäßig nach der Beziehung V neu = 2 V theoretisch - V alt .1.Hydrostatic-mechanical powershift transmission consisting of a four-shaft planetary gear transmission and a continuously adjustable hydrostatic transmission arranged in parallel with it, as well as further gearwheels, clutch clutches realizing several gears, in each of which the hydrostatic transmission effects a stepless adjustment of the transmission ratio of the entire transmission, whereby the gear change takes place at synchronous speeds without interruption of the tractive force and when the gear change, the displacement machine of the hydrostatic transmission interchanges its functions as a pump and motor, characterized in that after inserting the new gear and before disengaging the old gear, the displacement machine with the adjustable displacement volume V undergoes a volume correction, in terms of amount according to the relationship V new = 2 V theoretically - V old . 2. Getriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlegen des neuen Ganges anstelle der Differenz von Ist- und Solldrehzahl der Brennkraftmaschine die Dreh­ zahldifferenz der Verdrängermaschine des hydrostatischen Ge­ triebes als Regelgröße für die Verstellung des Verdrängungs­ volumens V benutzt wird, um das Schalten bei synchronen Dreh­ zahlen zu ermöglichen.2. Transmission according to claim 1, characterized in that before inserting the new gear instead of the difference between the actual and target speed of the internal combustion engine, the rotational speed difference of the displacement machine of the hydrostatic Ge gearbox is used as a control variable for adjusting the displacement volume V to switch enable at synchronous speeds. 3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß zum Einlegen des Anfahrganges das Verdrängungsvolumen V von Null auf einen kleinen Wert verstellt wird.3. Transmission according to claims 1 to 2, characterized in that the displacement volume V is adjusted from zero to a small value for engaging the starting gear. 4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß in der Speiseleitung zu den Schaltventilen für die Schaltzylinder der Gänge ein Druckminderventil vorgesehen wird, das einen konstanten Druck in der Ausgangsleitung die­ ses Ventils gewährleistet.4. Transmission according to claims 1 to 3 characterized, that in the feed line to the switching valves for the Shift cylinder of the gears provided a pressure reducing valve the constant pressure in the outlet line guaranteed valve.
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