DE102010009113A1 - Power-branched gear box for motor vehicle, has gear box input shaft, gear box output shaft, mechanical power path and hydraulic power path, where planetary gear divides torque on mechanical power path and hydraulic power path - Google Patents

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Abstract

The power-branched gear box has a gear box input shaft (10), gear box output shaft (11), a mechanical power path (1) and a hydraulic power path (2). A planetary gear (3) divides a torque on the mechanical power path and the hydraulic power path. The torque lies at the gear box input shaft. The mechanical power path transfers a portion of the torque at the gear box output shaft. Energy storage (14) is provided in the hydraulic power path.

Description

Erfindung betrifft ein leistungsverzweigtes Getriebe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a power split transmission for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Die gattungsgemäße Schrift DE 2335629 A1 beschreibt ein leistungsverzweigtes Getriebe, welches über eine Getriebeeingangswelle, eine Getriebeausgangswelle, einen mechanischen Leistungspfad und einen hydraulischen Leistungspfad verfügt. Ein von einer Antriebsmaschine abgegebenes Drehmoment wird über die Getriebeeingangswelle auf einen Planetenträger eines Planetengetriebes übertragen. Ein Sonnenrad des Planetengetriebes überträgt einen ersten Anteil des Drehmomentes auf den mechanischen Leistungspfad und ein Hohlrad des Planetengetriebes überträgt einen zweiten Anteil des Drehmomentes auf den hydraulischen Leistungspfad. Der mechanische Leistungspfad überträgt zusammen mit dem hydraulischen Leistungspfad das Drehmoment auf die Getriebeausgangswelle.The generic font DE 2335629 A1 describes a power split transmission having a transmission input shaft, a transmission output shaft, a mechanical power path, and a hydraulic power path. A torque output by an engine is transmitted via the transmission input shaft to a planet carrier of a planetary gear. A sun gear of the planetary gear transmits a first portion of the torque to the mechanical power path, and a ring gear of the planetary gear transmits a second portion of the torque to the hydraulic power path. The mechanical power path, along with the hydraulic power path, transmits torque to the transmission output shaft.

Der hydraulische Leitungspfad verfügt über eine hydrostatische Primärmaschine mit variablem Schluckvolumen und zwei hydrostatische Sekundärmaschinen mit variablem Schluckvolumen.The hydraulic line path has a hydrostatic primary machine with variable displacement and two secondary hydrostatic machines with variable displacement.

Über eine Veränderung des Schluckvolumens der hydrostatischen Primärmaschine und der Schluckvolumen der hydrostatischen Sekundärmaschinen ist der Anteil des Drehmomentes, der über den hydraulischen Leistungspfad übertragen wird, steuerbar und damit auch die Drehgeschwindigkeit der Getriebeausgangswelle. Das Getriebe übersetzt so stufenlos von der Getriebeeingangeswelle zur Getriebeausgangswelle.By changing the absorption volume of the hydrostatic primary machine and the displacement of the hydrostatic secondary machinery, the proportion of the torque which is transmitted via the hydraulic power path, controllable and thus the rotational speed of the transmission output shaft. The transmission translates so continuously from the transmission input shaft to the transmission output shaft.

Dem gegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein leistungsverzweigtes Getriebe für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, bei dem Rekuperation möglich ist.In contrast, it is the object of the invention to propose a power-split transmission for a motor vehicle, in which recuperation is possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein leistungsverzweigtes Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by a power-split transmission for a motor vehicle having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß verfügt ein leistungsverzweigtes Getriebe für ein Kraftfahrzeug über einen Energiespeicher im hydraulischen Leistungspfad.According to the invention, a power-split transmission for a motor vehicle has an energy store in the hydraulic power path.

Der Energiespeicher speichert Energie, die bei Rekuperation dem hydraulischen Leistungspfad entnommen wird.The energy storage stores energy that is taken from the hydraulic power path during recuperation.

In einer vorteilhaften Weiterbildung zeichnet sich das leistungsverzweigte Getriebe dadurch aus, dass der Energiespeicher im hydraulischen Leistungspfad als ein Druckbehälter ausgestaltet ist.In an advantageous development, the power-split transmission is characterized in that the energy store in the hydraulic power path is designed as a pressure vessel.

Im hydraulischen Leistungspfad wird der zweite Anteil des Drehmomentes durch Hydraulikflüssigkeit übertragen. Im hydraulischen Leistungspfad ist die Antriebsenergie des Drehmomentes erst vom Drehmoment in Hydraulikdruck und dann von Hydraulikdruck in Drehmoment umgeformt. Zur Rekuperation ist eine Energiespeicherung im hydraulischen Leistungspfad direkt durch Speicherung des Hydraulikdrucks im Druckbehälter vorteilhaft. Eine Druckspeicherung ist bei hohen Drücken, die zwischen der hydrostatischen Primärmaschine und den beiden hydrostatischen Sekundärmaschinen wirken, sehr effizient.In the hydraulic power path, the second portion of the torque is transmitted by hydraulic fluid. In the hydraulic power path, the driving energy of the torque is first converted from the torque in hydraulic pressure and then from hydraulic pressure to torque. For recuperation energy storage in the hydraulic power path directly by storing the hydraulic pressure in the pressure vessel is advantageous. Accumulation is very efficient at high pressures acting between the primary hydrostatic machine and the two secondary hydrostatic machines.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Druckbehälter über ein einstellbares Ventil an eine erste hydraulische Druckleitung des hydraulischen Leistungspfades angeschlossen. Das einstellbare Ventil ermöglicht eine Steuerung der Druckspeicherung. Bei geschlossenem Ventil findet kein Austausch zwischen Druckbehälter und dem hydraulischen Leistungspfades statt, so dass das leistungsverzweigte Getriebe ohne Energiespeicherung arbeitet.In an advantageous development of the pressure vessel is connected via an adjustable valve to a first hydraulic pressure line of the hydraulic power path. The adjustable valve allows control of the pressure storage. When the valve is closed, there is no exchange between the pressure vessel and the hydraulic power path, so that the power-split transmission operates without energy storage.

Über das einstellbare Ventil ist der Druckbehälter mit der ersten hydraulischen Druckleitung verbunden, die von der hydrostatischen Primärmaschine zu den beiden hydrostatischen Sekundärmaschinen führt. Die hydrostatische Primärmaschine wandelt den zweiten Anteil des Drehmomentes in Hydraulikdruck um und über die erste hydraulische Druckleitung wird der Hydraulikdruck zu den beiden hydrostatischen Sekundärmaschinen geleitet, die den Hydraulikdruck wieder in Drehmoment umwandeln. Im Druck der Hydraulikflüssigkeit in der ersten hydraulischen Druckleitung ist der zweite Anteil des Drehmomentes enthalten.Via the adjustable valve, the pressure vessel is connected to the first hydraulic pressure line, which leads from the hydrostatic primary machine to the two hydrostatic secondary machines. The hydrostatic primary machine converts the second portion of the torque into hydraulic pressure, and via the first hydraulic pressure line the hydraulic pressure is directed to the two secondary hydrostatic machines, which convert the hydraulic pressure back to torque. The pressure of the hydraulic fluid in the first hydraulic pressure line contains the second part of the torque.

Die hydrostatische Primärmaschine hat insbesondere ein verstellbares Schluckvolumen sowie die beiden hydrostatischen Sekundärmaschinen insbesondere auch ein verstellbares Schluckvolumen aufweisen. Durch Steuerung des Schluckvolumens der hydrostatische Primärmaschine und der beiden hydrostatischen Sekundärmaschinen ist der Druck in der ersten hydraulischen Druckleitung bei Drehmomentübertragungen so einstellbar, dass bei Rekuperation der Druck aus der ersten hydraulischen Druckleitung im Druckbehälter speicherbar ist. Durch Speicherung der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit im Druckbehälter ist eine Energiespeicherung möglich.In particular, the hydrostatic primary machine has an adjustable displacement volume and the two hydrostatic secondary machines in particular also have an adjustable displacement volume. By controlling the absorption volume of the hydrostatic primary machine and the two hydrostatic secondary machines, the pressure in the first hydraulic pressure line can be adjusted during torque transmission so that the pressure from the first hydraulic pressure line can be stored in the pressure vessel during recuperation. By storing the pressurized hydraulic fluid in the pressure vessel, energy storage is possible.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Ausgleichsbehälter an einer zweiten hydraulischen Druckleitung im hydraulischen Leistungspfad angeschlossen, Der hydraulische Leistungspfad ist ein hydraulisch geschlossenes System. Bei der Rekuperation wird Hydraulikdruck im Druckbehälter gespeichert und dem hydraulischen System entnommen. Der Ausgleichsbehälter ist mit dem hydraulischen Systems verbunden und gleicht das hydraulische System nach der Druckspeicherung aus. Der Ausgleichsbehälter ist an der zweiten hydraulischen Druckleitung angeschlossen, die von den beiden hydrostatischen Sekundärmaschinen zur hydrostatischen Primärmaschine führt und einen Rücklauf für das hydraulische System bildet. Die hydrostatischen Sekundärmaschinen wandeln den Hydraulikdruck in Drehmoment um, so dass der Druck in der zweiten hydraulischen Druckleitung geringer ist als in der ersten hydraulischen Druckleitung.In an advantageous development, an expansion tank is connected to a second hydraulic pressure line in the hydraulic power path. The hydraulic power path is a hydraulically closed system. When recuperation, hydraulic pressure in the pressure vessel stored and removed from the hydraulic system. The expansion tank is connected to the hydraulic system and compensates the hydraulic system after pressure storage. The surge tank is connected to the second hydraulic pressure line, which leads from the two hydrostatic secondary engines to the hydrostatic primary engine and forms a return for the hydraulic system. The hydrostatic secondary machines convert the hydraulic pressure into torque so that the pressure in the second hydraulic pressure line is lower than in the first hydraulic pressure line.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further embodiments of the invention will become apparent from the description and the drawings. Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiments. Showing:

1 eine schematische Ansicht eines leistungsverzweigten Getriebes für ein Kraftfahrzeug mit einem Energiespeicher. 1 a schematic view of a power split transmission for a motor vehicle with an energy storage.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines leistungsverzweigten Getriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebe verfügt über eine Getriebeeingangswelle 10, eine Getriebeausgangswelle 11, einen mechanischen Leistungszweig 1 und einen hydraulischen Leistungszweig 2. Das Drehmoment der Getriebeeingangswelle 10 wird über einen Planetengetriebe 3 auf den mechanischen Leistungszweig und den hydraulischen Leistungszweig aufgeteilt. Die Getriebeeingangswelle 10 ist mit dem Planetenträger des Planetengetriebes 3 wirksam verbunden. 1 shows a schematic representation of a power split transmission for a motor vehicle. The transmission has a transmission input shaft 10 , a transmission output shaft 11 , a mechanical power branch 1 and a hydraulic power branch 2 , The torque of the transmission input shaft 10 is via a planetary gear 3 divided into the mechanical power branch and the hydraulic power branch. The transmission input shaft 10 is with the planet carrier of the planetary gear 3 effectively connected.

Der mechanische Leistungszweig 1 verfügt über eine Welle 9, die einen ersten Anteil des Drehmomentes von der Getriebeeingangswelle auf die Getriebeausgangswelle überträgt. Die Welle 9 steht an einem Ende über einem Zahnrad mit der Sonne des Planetengetriebes in Eingriff und ist über ein weiteres Zahnrad am anderen Ende der Welle 9 mit der Getriebeausgangswelle 11 wirksam verbunden.The mechanical power branch 1 has a wave 9 that transmits a first portion of the torque from the transmission input shaft to the transmission output shaft. The wave 9 engages at one end via a gear with the sun of the planetary gear and is via another gear at the other end of the shaft 9 with the transmission output shaft 11 effectively connected.

Der hydraulische Leistungszweig 2 verfügt über eine hydrostatische Primärmaschine 4 und zwei hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6. Die hydrostatische Primärmaschine 4 ist eine Schwenkpumpe mit einstellbarem Schluckvolumen und die beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 sind Schwenkpumpen mit getrennt einstellbaren Schluckvolumen, die als Schwenkmotoren nutzbar sind.The hydraulic power branch 2 has a hydrostatic primary machine 4 and two hydrostatic secondary machines 5 . 6 , The hydrostatic primary machine 4 is a swivel pump with adjustable displacement and the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 are swivel pumps with separately adjustable absorption volume, which can be used as swivel motors.

Die hydrostatischen Primärmaschine 4 ist über ein Zahnrad mit dem Hohlrad des Planetengetriebes 9 wirksam verbunden. Von der hydrostatischen Primärmaschine 4 führt eine erste hydraulische Druckleitung 7 zu den beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6. Eine zweite hydraulische Druckleitung 8 führt als Rücklauf von den beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 zur hydrostatischen Primärmaschine 4. Die beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 sind über Gelenke mit einer Verbindungswelle 16 miteinander derart gekoppelt, dass beide hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 die gleiche Drehgeschwindigkeit haben wie die Verbindungswelle 16. Über ein Zahnrad ist die Verbindungswelle 16 mit der Getriebeausgangswelle 11 wirksam verbunden.The hydrostatic primary machine 4 is via a gear with the ring gear of the planetary gear 9 effectively connected. From the hydrostatic primary machine 4 leads a first hydraulic pressure line 7 to the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 , A second hydraulic pressure line 8th leads as return from the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 to the hydrostatic primary machine 4 , The two hydrostatic secondary machines 5 . 6 are over joints with a connecting shaft 16 coupled together such that both hydrostatic secondary machines 5 . 6 have the same rotational speed as the connecting shaft 16 , About a gear is the connecting shaft 16 with the transmission output shaft 11 effectively connected.

An der ersten hydraulischen Druckleitung 7 ist über eine Zuleitung 12 und ein regelbares Ventil 13 ein Druckbehälter 14 angeschlossen. An der zweiten hydraulischen Druckleitung 8 ist ein Ausgleichsbehälter 15 angeschlossen.At the first hydraulic pressure line 7 is via a supply line 12 and a controllable valve 13 a pressure vessel 14 connected. At the second hydraulic pressure line 8th is a surge tank 15 connected.

Das Schluckvolumen der hydrostatischen Primärmaschine 4 und der beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 ist durch Einstellen des jeweiligen Schwenkwinkels getrennt veränderbar. Der Druck und das Durchflussvolumen der Hydraulikflüssigkeit sind somit einstellbar.The displacement of the hydrostatic primary machine 4 and the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 is separately adjustable by adjusting the respective pivot angle. The pressure and the flow volume of the hydraulic fluid are thus adjustable.

Zur Rekuperation bei Verzögerungen oder im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges sind die beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 so eingestellt, dass die hydrostatischen Primärmaschine 4 in der ersten hydraulischen Druckleitung 7 einen erhöhten Druck erzeugt, der über das geöffnete Ventil 13 in den Druckbehälter 14 hinein wirkt. Nach dem Schließen des Ventils 13 ist die Hydraulikflüssigkeit unter Druck im Druckbehälter 14 gespeichert, wobei der gespeicherte Druck vom zweiten Anteil des Drehmomentes stammt. Der zweite Anteil des Drehmomentes, der in den hydraulischen Leistungspfad 2 eingespeist und von der hydrostatischen Primärmaschine 4 in Hydraulikdruck umgewandelt worden ist, ist nur teilweise wieder von den beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 in Drehmoment zurück umgewandelt worden.For recuperation in case of delays or overrun operation of the motor vehicle, the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 adjusted so that the hydrostatic primary machine 4 in the first hydraulic pressure line 7 generates an increased pressure, which over the open valve 13 in the pressure vessel 14 into it. After closing the valve 13 is the hydraulic fluid under pressure in the pressure vessel 14 stored, wherein the stored pressure comes from the second portion of the torque. The second part of the torque in the hydraulic power path 2 fed and from the hydrostatic primary machine 4 has been converted into hydraulic pressure, is only partially recovered from the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 converted back into torque.

Bei einer Beschleunigungsphase des Kraftfahrzeuges kann das Ventil 13 einstellbar geöffnet werden, so dass der Druck aus dem Druckbehälter 14 über das Ventil 13 zum Druck in der ersten hydraulischen Druckleitung 7 beiträgt. Durch den zusätzlichen Druck und Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckbehälter 14 wird mehr Drehmoment von den beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 an die Getriebeausgangswelle 11 übertragen, als durch den zweiten Anteil des Drehmomentes in den hydraulischen Leistungspfad 2 eingespeist und von der hydrostatischen Primärmaschine 4 in Hydraulikdruck umgesetzt ist.During an acceleration phase of the motor vehicle, the valve 13 be opened adjustable, so that the pressure from the pressure vessel 14 over the valve 13 to pressure in the first hydraulic pressure line 7 contributes. Due to the additional pressure and hydraulic fluid from the pressure vessel 14 gets more torque from the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 to the transmission output shaft 11 transmitted as by the second portion of the torque in the hydraulic power path 2 fed and from the hydrostatic primary machine 4 implemented in hydraulic pressure.

Das leistungsverzweigte Getriebe mit Energiespeicher ermöglicht auch rein hydraulisches Fahren, wobei das Ventil 13 einstellbar geöffnet wird und der Druck aus dem Druckbehälter 14 die beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 antreibt und so ein Drehmoment erzeugt, das an die Getriebeausgangswelle 11 übertragen wird. Hierbei wird von einer Antriebsmaschine kein Drehmoment an die Getriebeeingangswelle 10 übertragen, so dass die Antriebsmaschine abgeschaltet sein kann und damit ein hoher Wirkungsgrad des leistungsverzweigte Getriebe über einen Fahrzyklus gegeben ist. The power-split transmission with energy storage also allows purely hydraulic driving, the valve 13 is opened adjustable and the pressure from the pressure vessel 14 the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 drives and thus generates a torque that is connected to the transmission output shaft 11 is transmitted. In this case, no torque is applied to the transmission input shaft by a prime mover 10 transferred, so that the prime mover can be turned off and thus a high efficiency of the power-split transmission is given over a drive cycle.

Durch Einstellung der Schwenkwinkel und damit der Schluckvolumen der hydrostatischen Primärmaschine 4 und der beiden hydrostatische Sekundärmaschinen 5, 6 ist der Hydraulikdruck einstellbar und je nach Öffnungsgröße und Öffnungsdauer des Ventils sind Menge und Druck von Hydraulikflüssigkeit im Druckbehälter 14 einstellbar.By adjusting the swivel angle and thus the displacement of the hydrostatic primary machine 4 and the two hydrostatic secondary machines 5 . 6 the hydraulic pressure is adjustable and depending on the opening size and opening time of the valve are the amount and pressure of hydraulic fluid in the pressure vessel 14 adjustable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2335629 A1 [0002] DE 2335629 A1 [0002]

Claims (4)

Leistungsverzweigtes Getriebe für ein Kraftfahrzeug, das über eine Getriebeeingangswelle (10), eine Getriebeausgangeswelle (11), einen mechanischen Leistungspfad (1) und einen hydraulischen Leistungspfad (2) verfügt, wobei ein Planetengetriebe (3) ein an der Getriebeeingangswelle (10) anliegendes Drehmoment auf den mechanischen Leistungspfad (1) und den hydraulischen Leistungspfad (2) aufteilt, der mechanische Leistungspfad (1) einen ersten Anteil des Drehmomentes an die Getriebeausgangswelle (11) überträgt, der hydraulische Leistungspfad (2) über eine hydrostatische Primärmaschine (4) und zwei hydrostatische Sekundärmaschinen (5, 6) verfügt, die einen zweiten Anteil des Drehmomentes hydraulisch auf die Getriebeausgangeswelle (11) übertragen gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (14) im hydraulischen Leistungspfad (2).Power split transmission for a motor vehicle, which via a transmission input shaft ( 10 ), a transmission output shaft ( 11 ), a mechanical power path ( 1 ) and a hydraulic power path ( 2 ), wherein a planetary gear ( 3 ) on the transmission input shaft ( 10 ) applied torque on the mechanical power path ( 1 ) and the hydraulic power path ( 2 ), the mechanical power path ( 1 ) a first portion of the torque to the transmission output shaft ( 11 ), the hydraulic power path ( 2 ) via a hydrostatic primary machine ( 4 ) and two hydrostatic secondary machines ( 5 . 6 ) has a second portion of the torque hydraulically on the transmission output shaft ( 11 ) characterized by an energy storage ( 14 ) in the hydraulic power path ( 2 ). Leistungsverzweigtes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (14) als ein Druckbehälter (14) ausgestaltet ist.Power split transmission according to claim 1, characterized in that the energy store ( 14 ) as a pressure vessel ( 14 ) is configured. Leistungsverzweigtes Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (14) über ein einstellbares Ventil (13) an eine erste hydraulische Druckleitung (7) des hydraulischen Leistungspfades (2) angeschlossen ist.Power split transmission according to claim 2, characterized in that the pressure vessel ( 14 ) via an adjustable valve ( 13 ) to a first hydraulic pressure line ( 7 ) of the hydraulic power path ( 2 ) connected. Leistungsverzweigtes Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichsbehälter (15) im hydraulischen Leistungspfad (2) an eine zweite hydraulische Druckleitung (8) des hydraulischen Leistungspfades (2) angeschlossen ist.Power split transmission according to claim 3, characterized in that a surge tank ( 15 ) in the hydraulic power path ( 2 ) to a second hydraulic pressure line ( 8th ) of the hydraulic power path ( 2 ) connected.
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DE2335629A1 (en) 1973-07-13 1975-01-30 Fendt & Co Xaver Drive mechanism for agricultural vehicles - has part hydrostatic drive combining primary and secondary machines with differential gear

Patent Citations (1)

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DE2335629A1 (en) 1973-07-13 1975-01-30 Fendt & Co Xaver Drive mechanism for agricultural vehicles - has part hydrostatic drive combining primary and secondary machines with differential gear

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