CN1514148A - 可无级调节变速比的带或不带功率分支及电机的变速装置 - Google Patents

可无级调节变速比的带或不带功率分支及电机的变速装置 Download PDF

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Abstract

具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支的变速装置包括一个驱动轴(2)，它通过分配式变速器(12)与无级变速器(4)的两个轴(14，16)相连接，这些轴各通过一个离合器(K13，K2R)与一个并列换挡变速器(20)的输入轴(18，20)相连接。两个变速比区域仅通过并列换挡变速器的一个输入轴及它的输出轴之间的变速比来区别。此外可发生功率的变速装置包括一个电机(61)。所述变速装置的另一实施形式包括：无级变速器；第一行星齿轮变速器，它与驱动轴、无级变速器输入轴及一个连接轴相连接；及第二行星齿轮变速器，它与连接轴、无级变速器输出轴及一个从动轴相连接；及一个与连接轴无相对转动地连接的电机。

Description

可无级调节变速比的带或不带功率分支及电机的变速装置
技术领域
本发明涉及一种包括多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支的变速装置以及一种并列换挡变速器(Parallelschaltgetriebe)，它尤其用在这种变速装置中。本发明还涉及一种用于运行功率分支的变速装置的方法。此外，本发明涉及用于控制这种功率分支变速装置中一个无级变速器的锥盘与接触装置之间的压紧压力或压紧力的方法。本发明还涉及一种附加地包括一个电机的变速装置。同时，本发明涉及在一个停止的机动车上低损耗产生该变速装置输出转矩的方法以及运行具有可无级变化的变速比及电机的一种变速装置的方法。
背景技术
具有可连续调节变速比的自动变速装置不仅由于高行驶舒适性，而且由于与传统的在机动车中用行星齿轮组工作的自动变速装置相比更小的燃料消耗而愈来愈引起人们的兴趣。这种变速装置例如包括一个无级变速器(Variator)，它由两个被接触装置缠绕的锥盘对构成，其中为了调节变速比，锥盘对的锥盘之间的距离可反向调节。
该无级变速器的一个问题在于，有限的变速比调节区域及有限的转矩传递能力。为了增大变速装置扩展变速比(Getriebespreizung)、即增大变速比调节区域及转矩传递能力，开发了功率分支的变速装置，其中无级变速器通过至少一个离合器能以不同的方式与一个齿轮变速器连接，其中无级变速器的调节区域根据离合器位置在整个变速装置的变速比改变时可在一个方向或另一方向上连续运行，以致在无级变速器的撑开度可能减小的情况下得到一个增大的变速装置扩展变速比。此外，至少在功率分支的变速装置中，无级变速器不必需传递整个驱动转矩，由此增大了变速装置的转矩传递能力，在该变速装置中与无级变速器并列的一部分驱动转矩通过离合器直接地传递到齿轮变速器或从动装置上。
图1表示一个公知的功率分支的变速装置的第一实施形式的基本结构。
由一个未示出的发动机产生的、传递到驱动轴2上的驱动转矩一方面直接地传递到无级变速器4上，另一方面通过离合器6传递到构造成相加变速器或耦合变速器的齿轮变速器8上，后者的一个输入端与无级变速器4的输出端相连接，及它的输出端由一个从动轴10构成，机动车将由该从动轴来驱动。具有根据图1的基本结构的功率分支变速装置的一个特点在于，在未分支区域中(离合器6打开时)无级变速器4必需传递发动机的全部转矩及必需根据高转矩及高转速来设计，这意味着成本高。这种结构的公知的功率分支变速装置具有的最大扩展变速比(Spreizung)为7及转矩传递能力约为500Nm。
在图2中表示出功率分支变速装置的一个变型的基本结构。在该结构中驱动轴2直接驱动一个输入侧分配式变速器12，例如为一个行星齿轮变速器，它具有两个输出端，其中一个输出端与一个无级变速器8相连接及另一输出端通过离合器6与从动轴10连接，该从动轴还无相对转动地与无级变速器8的输出端啮合。在该实施形式中，同样当离合器6打开时无级变速器8必须传递全部的发动机功率。
本发明的任务在于扩大具有可无级调节的变速比的变速装置的使用可能性。
该任务的第一解决方案将借助具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支的变速装置来实现，该变速装置包括：一个用于与发动机无相对转动连接的驱动轴，该驱动轴通过一个分配式变速器与一个无级变速器的两个轴相连接；及一个并列换挡变速器，它的输入轴各通过一个离合器可与无级变速器的各一个轴耦合及它的输出轴构成该功率分支的变速装置的从动轴，其中至少两个变速比区域仅通过并列换挡变速器的一个输入轴及它的输出轴之间的变速比来区别。
根据本发明的变速装置通过在其结构中组合了本身为公知的并列换挡变速器(通常也称为双离合器变速器)而具有多个变速比区域，它可实现最佳设计及无级变速器的减载。变速装置的转矩传递能力例如可从300Nm上升到500Nm。根据本发明的变速装置的操作通过无级变速器变速比、两个离合器的控制及本身公知的并列换挡变速器的换挡来进行，该换挡通过可简单操作的爪式换挡装置来实现。
有利地，分配式变速器包括一个行星齿轮变速器。
有利地，通过一个离合器的闭合及在并列换挡变速器的一个输入轴与其输出轴之间的齿轮啮合的改变可转换到变速比区域I及III，及通过另一离合器的闭合及在并列换挡变速器的另一输入轴与其输出轴之间的齿轮啮合的改变可转换到变速比区域II及R。通过并列换挡变速器的扩展可扩展到更多的变速比区域。
有利地，并列换挡变速器的输出轴具有一个用于变速比区域I及R和/或一个用于变速比区域II及III的齿轮。由此可减少该变速装置的部件数目。
不同部件或齿轮数目的进一步减少可这样来达到：并列换挡变速器被作成具有倒数值的变速比，尤其是具有约为2，约为1及约为1/2的值，因为这可得到对无级变速器扩展变速比的很好适配。
并列换挡变速器的换挡致动器可有利地被构造成操作并列换挡变速器的所有套筒的换挡辊或构造成旋转-移动-致动器。
此外有利的是，行星齿轮变速器被作成无内齿圈的正值变速器(Plusgetriebe)或行星齿轮支座本身被作成带有外齿部分的齿轮。
可有利地用于上述变速装置的并列换挡变速器具有两个各通过一个离合器可选择驱动的输入轴，它们分别通过至少一个齿轮组可与一个从动轴形成转动啮合，其中一个倒车挡这样地构成：在一个同从动轴无相对转动地连接的齿轮之间设有一个中间齿轮。
在并列换挡变速器的另一实施形式中一个倒车挡这样地构成，即并列换挡变速器具有两个各通过一个离合器可选择驱动的输入轴，它们分别通过至少一个齿轮组可与一个从动轴形成转动啮合，其中一个倒车挡这样地构成：即一个与通过闭合的所属离合器旋转驱动的输入轴无相对转动地连接的齿轮和一个与另一输入轴无相对转动地连接的附加齿轮相啮合，该另一输入轴通过一个向前行驶挡齿轮组与从动轴无相对转动地连接。
在操作功率分支的变速装置时，可有利地在相应离合器转换前通过并列换挡变速器的换挡置入一个新的变速比区域。
此外合乎合乎要求的是，其中当机动车停止及选挡杆空挡位置时，两个离合器打开及置入变速比区域I及R。由此通过一个离合器的闭合立即可在正确的方向上开动。
为了在一个无级变速器上控制锥盘及接触装置之间的压紧压力，通常利用由接触装置传递的转矩。在这种具有多个变速比区域的功率分支的额变速装置上，当变速比区域之间转换时该转矩将反向，由此使用通过与转矩相关地、或大或小地打开一个控制阀来控制压紧压力的一个转矩传感器遇到困难及由于它不能转接对换挡点上的舒适性起到副作用。
因此，根据本发明提出一种具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支的变速装置，它包括：一个用于与发动机无相对转动连接的驱动轴，该驱动轴通过一个分配式变速器与一个无级变速器的两个轴相连接；至少两个离合器，借助它们可使无级变速器的每个轴通过一个变速器与该功率分支变速装置的一个从动轴相耦合；及一个转矩传感装置，用于检测作用于一个驱动轴上或一个与分配式变速器连接的轴上的转矩及用于控制作用在无级变速器的至少一个移动盘上的基本压紧压力。
以此方式，可由一个其结构本身是公知的转矩传感装置来产生与输入转矩相关的基本压紧压力。
此外有利的是，用于控制具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支变速装置中的一个无级变速器的锥盘与接触装置之间的压紧力的方法，在该方法中检测作用在该功率分支变速装置的驱动轴上的转矩及根据该作用转矩控制至少一个压紧压力。
上述方法可有利地这样来进行：检测基本压紧压力及将该基本压紧压力用于控制对所需总压紧力作贡献的另外的压力。
在根据本发明的另一方法中，检测基本压紧压力及将该基本压紧压力用于控制或调节在变速比区域之间作转换用的离合器的压力。
在许多方面有利的是，上述的功率分支的变速装置，还包括一个电驱动/发电机及另一离合器。该离合器例如可用于闭锁另一行星齿轮变速器，电机与该行星齿轮变速器的一个部件无相对转动地连接，其中在闭锁状态中该电机与变速器结构无相对转动地相连接，及在非闭锁状态中整个变速装置具有一个扩展的工作区域，其方式是该电机被操作。但该离合器也可用于取消功率分支，其方式是，打开无相对转动的连接。
视电机及闭锁离合器的控制而定，该附加电机可实现多种的其它工作状态。例如可减小机动车停车状态的功率损耗，在该停车状态中爬行是符合期望的。
在用于运行这种功率分支的变速装置的一个有利方法中，在机动车停止状态中它的驱动发动机通过该功率分支的变速装置驱动电机及由此发出电功率，及在该方法中这样控制变速装置的摩擦离合器、无级变速器的变速比及电机，以使得在变速装置输出端产生一个转矩，其中离合器的摩擦功率小于电机的发电功率。在变速装置输出端上这样产生的转矩明显的是内燃机与发电机之间变速比的支持转矩。在理想情况下在变速装置输出端上的该转矩无摩擦滑动地产生在一个起动离合器上及用于起动。
本发明的另一解决方案通过一种具有可无级变化的变速比的变速装置来实现，它包括：具有一个输入轴及一个输出轴的无级变速器，它的变速比可无级地调节；第一行星齿轮变速器，它与驱动轴、无级变速器的输入轴及一个连接轴相连接；第二行星齿轮变速器，它与连接轴、无级变速器的输出轴及从动轴相连接；及一个电机，它无相对转动地与连接轴相连接。
根据本发明的变速装置结构的一个重要特征是，例如可构成锥盘-接触装置变速器或摩擦轮变速器的无级变速器及可有利地工作在电动机及发动机工况的电机被设置在“变速装置内部”。
有利地，驱动轴通过一个离合器与第一行星齿轮变速器相耦合及通过另一离合器与无级变速器的输入轴相耦合。
在根据本发明的变速装置的一个有利构型中，其中在第一行星齿轮变速器上，内齿圈与离合器相连接，太阳轮与输入轴相连接及支座与连接轴相连接；及在第二行星齿轮变速器上，支座与连接轴相连接，太阳轮与输出轴相连接及内齿圈与从动轴相连接。
在根据本发明的变速装置的一个有利的变换构型中，在第一行星齿轮变速器上，行星齿轮支座与驱动轴相连接，太阳轮与输入轴相连接及内齿圈与连接轴相连接，及在第二行星齿轮变速器上，支座与从动轴相连接，太阳轮与无级变速器输出轴相连接及内齿圈与连接轴相连接。该变速装置为图3中所示的根据本发明的结构的扩展，这时导入了一个第二行星齿轮变速器。
最好该变速装置包括一个制动器，通过它可使电机转子制停。
根据本发明的变速装置允许有多种工作状态及可根据不同的方法控制。
在操作根据本发明的变速装置的一个有利方法中，功率分支的行驶区域通过两个离合器的同时闭合形成。
有利地，在驱动轴被驱动旋转及从动轴停止的情况下，借助制动器的控制和/或电机的发电机转矩的控制来调节爬行转矩。
在机动车停止时调节无级变速器及调节通过制动器和/或电机的发电机转矩控制的爬行转矩。
在根据本发明的变速装置上可这样调节无级变速器的变速比，即变速装置的变速比与连接轴的转速无关，及连接轴的转速借助电机被这样地调节，以使得无级变速器在减小其接触装置损伤的区域上转动。
此外还可以使无级变速器的扩展变速比通过电机转速的控制来提高。
当该变速装置具有至少一个用于在两个变速比区域之间转换的附加离合器时，变速比区域之间的转换可有利地通过电机转速的控制来实现。
借助根据本发明的变速装置可作到：在变速装置的推力工作时，电机的转速通过无级变速器变速比的调节来控制及在机动车制动时所释放的机械能量可用电能的形式以高效率储存。
用于驱动根据本发明的变速装置的驱动轴的驱动发动机的起动可借助电机来实现，其中在该电机起动后使驱动发动机耦合到变速装置上。在图12至14或22所示的结构中可通过离合器KB的操作实现该耦合。
有利地，当驱动发动机未运行时电机驱动一个用于供给机动车传动系中相应系统的液压泵。
附图说明
以下将借助概要表示的附图及通过其它细节来描述本发明。
附图中表示：
图1：一个公知的功率分支的变速装置的基本结构；
图2：一个公知的功率分支的变速装置的另一实施形式的基本结构；
图3：根据本发明的变速装置的基本结构的一个例子；
图4及5：一个并列换挡变速器的倒车挡中转速反向的两个例子；
图6：用于全轮驱动的并列换挡变速器；
图7：包含在根据图3的变速装置中的一个分配式变速器的结构例；
图8：用于解释根据图7的变速器的功能的曲线图；
图9：一个分配式变速器的变换实施形式；
图10：具有组合转矩传感器的一个变速器的截面的一部分；
图11：用于解释一个无级变速器的液压控制的流程图；
图12至14：具有功率分支及在带有附加电机的输出端上具有并列换挡变速器的可无级调节的变速装置的结构；
图15：用于解释根据图12-14及22的变速装置的控制的一个流程图；
图16：根据本发明的变速装置与其控制装置的单元的结构；
图17：用于解释本发明的变速装置的自由度及功能的球面图；
图18：对于一个示范变速装置结构说明无级变速器所需变速比的球面图；
图19：用于解释变速装置不同操作方式的球面图；
图20：用于解释变速装置其它特性的球面图；
图21：变速装置结构的两个例子，其中具有可变换变速比的电机可与连接轴无相对转动地连接；
图22：表示一个简化的结构，其中可取消行星齿轮组。
具体实施方式
根据图3，一个功率分支的变速装置的、与一个未示出的驱动发动机连接的驱动轴2构成一个分配式变速器(Verteilergetriebe)12的输入轴，它的输出轴与一个无级变速器4的轴14及16无相对转动地相连接。无级变速器4的轴14通过一个离合器K13与一个并列换挡变速器20的一个输入轴18相连接。轴16通过另一离合器K2R与该并列换挡变速器的另一输入轴22相连接。
在也称为双离合器变速器的并列换挡变速器的输入轴18上设有两个齿轮243及241。这些齿轮243及241通过一个换挡机构26以本身公知的方式分别与两个齿轮28及30中的一个这样地产生啮合，以使得轴18与从动轴10之间形成无相对转动的耦合。
以类似的方式，设置在输入轴22上的齿轮242及24R通过一个本身公知的换挡机构31分别与两个齿轮28及30中的一个这样地产生啮合，以使得输出轴22与从动轴10之间形成无相对转动的耦合。
在该图示的例子中，当输入轴18与从动轴10之间通过齿轮241及30形成无相对转动的耦合时被换挡在变速级I上，当通过齿轮243及28形成耦合时被换挡在变速级III上，当通过齿轮242及28形成耦合时被换挡在变速级II上，及当通过齿轮24R及30形成耦合时被换挡在倒车级R上，在该倒车级上一个中间齿轮以公知方式起作用。在离合器K13闭合时，启动变速区域I或III；在离合器K2R闭合时，启动变速区域II或R。
换挡机构26及31可用简单的方式构成一个爪式换挡器，需要时带有同步装置。对于操作，本身公知的致动器例如换挡辊致动器是适用的，后者由一个旋转运动产生换挡机构26及32的两个换挡爪或移动套筒的移动操作。
如明显看出的，齿轮28及30各用于两个变速级，由此得到并列换挡变速器的简单结构。为了进一步减少齿轮的多重设置，变速级I及III可被作成具有反的或倒数变速级。
倒车挡可被作成具有非常小的变速比。
对于倒车变速区域R所需的转速反向具有各种可能性，其中的两个可能性将借助图4及5来解释。
在根据图4的实施形式中，在齿轮24R及与从动轴10无相对转动地连接的齿轮30之间设有一个中间轴或中间齿轮321，当齿轮24R与输入轴22无相对转动地耦合时通过该中间齿轮实现从动轴10转向的反向。该实施形式也被概要地表示在图3上。
图4中给出的换挡表指示对于各个变速区域1，2，3及R离合器K13及K2R的转换状态及相应齿轮241，242，243及24R与所属轴的耦合，其中1表示已耦合状态，0表示未耦合状态，及X表示出现哪种耦合状态均是无关紧要的。
图5表示对于倒车行驶转速反向的另一可能性。在根据图5的实施形式中一个附加齿轮322与输入轴18无相对转动地连接，该附加齿轮与倒车齿轮24R啮合。如图5中换挡表所示，当置入倒车级时离合器K2R闭合，以使得在离合器K13打开的情况下输入轴18通过附加齿轮322被旋转地驱动及通过置挡的第一挡(齿轮241)及与从动轴10无相对转动地连接的齿轮30使从动轴10以相对向前行驶反向的转向被驱动。可以理解，也可以是另一齿轮组被置挡。
图6表示根据图4的并列换挡变速器用于全轮驱动，其中倒车挡的实施形式相应于图4中的形式。从动轴10被作成空心的及构成一个差速器33的输入轴，该差速器例如为TorSen差速器，它的各从动轴耦合到前轮及后轮，其中基于空间原因通向前轮的从动轴将有利地穿过作成空心的从动轴10。
图7表示具有后置的、构造成锥盘-接触装置变速器的无级变速器4及并列换挡变速器20的分配式变速器12的实施例。
驱动轴2与一个行星齿轮级34的支座T无相对转动地连接，它的行星齿轮与太阳轮S啮合，后者无相对转动地与无级变速器4的轴14连接。行星齿轮级34的内齿圈H通过一个齿轮X2及一个中间齿轮与另一齿轮Y2形成转动啮合，后者无相对转动地与无级变速器4的轴16相连接。该行星齿轮的变速比例如为1.5及内齿圈与Y2之间的变速比为+0.7。并列换挡变速器20通过离合器K13耦合的变速比为-0.5及-2；通过离合器K2R耦合的变速比为-1或+3。借助所述的结构，当无级变速器扩展变速比(Variatorspreizung)为4(0.5至2)时，产生出总扩展变速比8.1(0.91至7.44)，这在一个未示出的差速器上可再适配相应的机动车。在无级变速器4的牵引侧出现的最大力矩约为发动机最大力矩的42％。无级变速器的锥盘对的最大转速约为发动机转速的163％。当无级变速器扩展变速比提高到6时，相同的结构可提供具有总扩展变速比10.1的变速器。
在图8中，曲线R，I，II及III表示对于在变速比区域R(倒车)，I，II及III中整个变速装置的变速比i(纵坐标)与无级变速器的相应变速比ivar(横坐标)的关系。在变速比UD-VAR及OD-VAR时通过相应离合器K13及K2R的转换实现各区域之间的换挡，其中在并列换挡变速器中的相应变速级总是在先被置挡。
水平的虚直线表示无级变速器上相对发动机力矩的牵引力矩，它在区域I及III中为42％以及在区域R及II中为40％。
点划的曲线给出相对发动机功率的无级变速器的功率，及在行驶级1及3中最大为70％，而在行驶级2及3中最大为73％。平均功率约为发动机功率的50％。
借助所述的变速器可传递很高的力矩，在当前的发展水平上，具有约400Nm的无级变速器允许力矩，约800Nm的发动机转矩。
在设有行星齿轮级的分配式变速器12的另一有利结构中，驱动轴2通过内齿圈及太阳轮与无级变速器4的轴14无相对转动地连接及通过支座及两个齿轮与轴16无相对转动地连接。行星齿轮变速比有利地为-2.5及齿轮级变速比约-0.3。该并列换挡变速器的变速比可如根据图2所详细描述地实施。这种变速器具有其优点，即变速比X2/Y2可不用中间齿轮(与内齿圈刚性连接的齿轮，如根据图7的实施形式的情况)来实现。
分配式变速器的另一有利实施形式被表示在图9上。在该实施形式中，驱动轴2通过支承两个齿轮组的支架TR与无级变速器的轴14相耦合及也通过支座TR与太阳轮S相耦合，后者通过齿轮X2及Y2与轴16相耦合。在该实施形式中，行星齿轮级变速比例如为1.7及齿轮变速比X2/Y2为0.7。行星齿轮变速器是一种正值变速器(Plusgetriebe)，它在结构上可作成无内齿圈的变速器，这在结构空间上是有利的，因为其结构空间是一个小直径的较长圆柱。
在分配式变速器4的另一实施形式中，驱动轴2通过行星齿轮组的内齿圈及太阳轮与轴14相耦合，及通过支座及齿轮级X2，Y2与轴16相耦合。该行星齿轮变速比可有利地为2.5及齿轮变速比X2/Y2为+0.7。该行星齿轮变速器也是一个正值变速器，其中作为一种选择适合的是：其支座本身构造成带有外齿部分的齿轮(用于变速比X2/Y2)。
在一个再次改变的、也未示出的分配式变速器的实施形式中，驱动轴2通过行星齿轮级的太阳轮及支座与轴14相连接及通过内齿圈及一个变速级X2/Y2与轴16相连接。该行星齿轮变速比可有利地为+1.4；齿轮级变速比为-0.3。在该实施形式中行星齿轮变速级也是一个正值变速器及变速级X2/Y2也可无中间齿轮地实施。该实施形式的一个特点在于，无级变速器4的固定锥盘直接用作行星齿轮的支座。但基于力矩的符号需要增高的压紧力。
离合器K13及K2R可有利地在无压力的状态下打开，以使得在松开停车制动器的情况下可拖动机动车。
此外利用根据本发明的变速器可以使一个区域内的变速比借助无级变速器无级且舒适地变化。并且借助离合器可实现“体育类”有级变速比变化，例如在下倾(Kick-down)操作时。
离合器可有利地滑动调节地工作，以便例如吸收力矩冲击或通过隔离振动来提高舒适性。
具有可连续变化变速比的功率分支变速装置的上述所有实施形式的共同点在于：在无级变速器中必需保证处于反向摩擦啮合的部件之间具有足够压紧力以传递转矩。已经公知，在锥盘-接触装置变速器中该足够大的压紧力是通过力矩传感器或通过可控压紧力来保证的，其中电子控制单元通过电磁阀产生所需的压力及由此产生压紧力。一个问题在于力矩信号的波动特性，由此可引起对于无级变速器的高效能及持久性有危险的压紧力不足。在功率分支变速装置中所使用的无级变速器上使用力矩传感器来保证压紧力由于以下原因而变得困难：在变速比区域之间的相应转换点上(离合器之间转换)作用在无级变速器上的力矩改变符号。这意味着，具有相应间隙的力矩传感器必需从拉力侧面转换到推力侧面，由此令人满意的转换舒适性仅可通过附加的费用来实现。
图10表示根据图7的一个功率分支变速装置一部分的截面，通过它可解决所述问题。支承在轴承36中的驱动轴2通过总地用40表示的转矩传感装置与行星齿轮级支座T相连接，它的行星齿轮P1与内齿圈H及太阳轮S啮合，后者与一个锥盘对的固定锥盘42相连接。
如其本身已公知(在DE199 57 950 A及DE42 34 294 A中所述的例子)的，转矩传感装置包括球44，一个与支座T刚性连接的斜板46通过所述球支承在一个与驱动轴2无相对转动连接但轴向可移动的斜板48上。
由一个泵通过一个穿过驱动轴2及固定锥盘42的通道52从图10的左边对空腔50输入处于压力下的液压流体(用54表示密封件)。视由驱动轴传递的转矩而定，斜板48相对驱动轴2的轴向位置改变及由此使由构成在斜板48上的一个控制边缘56控制的控制孔的通流截面改变，来自空腔50的液压流体通过该控制孔穿过一个排流通道58排流。以此方式，从图10右侧由通道52输出的或作用在两侧上的液压流体的压力将与由驱动轴2传递的转矩相关。该压力将通过分配式变速装置借助一个可转动的小管或通过滑动密封环密封地传送到未示出的固定锥盘42对面的移动锥盘上及用于产生基本压紧，该基本压紧与无级变速器的变速比无关。该亦作用在图10中左侧的压力将从那里起也输送到图10中未示出的另一锥盘对的移动锥盘上。该基本压紧在一些变速比的情况下不够用及将通过对其它室相应加载液压流体压力来补充。在由转矩传感器控制的压紧力的情况下得到一个优点，即可提供对与传递的转矩相关的压力简单及精确的测量。
基于所需的小传感器变速比(bar/Nm)，具有相对陡的斜轮廓或大半径的结构方式是合乎要求的，正如它们反正是要在行星齿轮的紧附近存在的。
在一个变型的实施形式中，转矩传感装置检测由行星齿轮变速器导入无级变速器轴上的转矩，及该转矩至少在部分区域中不同于由接触装置传递的转矩，因为通过离合器也要抽取一些转矩。
转矩传感器也可装在不同于图10中所示的分配式变速器的连接轴上，只要该轴上的转矩与驱动轴转矩形成固定关系，如在行星齿轮变速器上就是该情况。尤其是，转矩传感器可装在一个中间轴上(用于跨接锥盘轴之间的轴向偏移)或装在相对分配式变速装置非同轴的、通过一个中间齿轮与分配式变速装置连接的锥盘轴上。
也可变换地这样来构造无级变速器，即它的移动锥盘位于行星齿轮变速器的附近及可通过轴向短孔来输送压力。
在另一构型中，可用其它方式来确定由驱动轴2传递的转矩，例如由一个特性曲线族来确定，该特性曲线族说明发动机输出转矩与其转速及功率调节部件位置的关系及用来产生基本压紧压力。
与传递的转矩相关的基本压紧压力可在它这方面被检测及用来继续控制对接触装置与锥盘之间的总压紧力作出贡献的压力。此外，基本压紧压力可用来控制或调节被设置用来在变速比区域之间转换的离合器的压力。在图11中表示出将测量的基本压紧压力用来完善无级变速器所需的压紧的方法。
在第一步骤S1中测量压力。在步骤S1及S2中将计算由它直接产生的物理量即传感器转矩及基本压紧力。在该计算中涉及简单的线性关系。在步骤S3中确定无级变速器的转速比，例如通过由转速传感器检测的无级变速器两个轴14及16的转速来确定。在步骤S4中计算待由链或皮带传递的转矩。该转矩随传感器转矩线性的上升，其中斜率与变速比相关。并且也考虑在该变速装置中有时设有的一个电机产生的用于该链转矩的转矩。在接着的步骤中计算对于不滑动地传递链转矩绝对需要的夹紧力(S5)，及在这方面还缺少的附加力(S6)。在步骤S7中考虑一个变速比调节回路需要怎样调节，以使得变速装置的变速比可适配于改变的行驶状态。该步骤S7产生所谓的调节力，以便用所希望的方式改变变速比。在最后一个S8中将现在计算出的力真正施加在无级变速器的锥盘上，其方式是对两个阀进行电控制及各产生出一个液压的压力。该压力将通过管路或导管导入无级变速器的可移动锥盘的相应室中。
公知变速装置的另一问题是减小机动车停止时的损耗。该损耗是这样产生的：在该行驶状态下变速装置期待将一个转矩传递到从动轴上，通过该转矩可使机动车开始爬行或起动。在公知的变速装置上该转矩的产生是与损耗相关联的，该损耗或产生在摩擦式离合器上或产生在一个变矩器中。
在根据本发明变速装置进一步构型的实施形式中，这种转矩可用小的摩擦损耗来产生。为此在该变速装置上连接一个电机，它既可作为发电机也可作为附加电动机工作。当该电机不是直接无相对转动地、而是间接地通过一个可由闭锁离合器闭锁的行星齿轮变速器固定在现有的从动轴或驱动轴上时，可得到该变速装置更大的自由度。在此情况下，当闭锁离合器滑动或完全打开时可扩展变速装置另外的无级的自由度及变速区域。因此该变速装置可作为“置空挡”工作，即在机动车停车时无离合器滑动的情况下在从动轴上提供转矩。
对于该进一步开发的变速装置的实施例将借助图12，13，14或22来解释，这些图各表示实施例结构及其换挡表。由换挡表可看出，这些变速装置可实现附加的变速比区域。
对于具有电机的变速装置的第一实施例将通过图12中的结构例来详细描述：
一个电机61(EM)的转子和分配式变速器12与附加行星齿轮变速器60之间的一个连接轴64无相对转动地连接。一个通向并列换挡变速器20的从动轴62无相对转动地与行星齿轮变速器60的另一齿轮相连接。无级变速器4及行星齿轮变速器60通过无级变速器轴63也形成无相对转动的连接。一个闭锁离合器KB连接着行星齿轮变速器60的两个轴-无普遍性限制，这两个轴在该例中为轴62及63。
当闭锁离合器KB闭合时使行星齿轮变速器60的作用缩减到：电机61与从动轴62刚性地连接，与无级变速器轴63刚性地连接及与分配式变速器的一个轴64刚性地连接。该电机将由已描述过的具有区域I，II，III及R的变速装置带动及由此发出电功率或反过来产生附加的机械驱动功率。
如果闭锁离合器KB被打开及电机61流过适当电流，例如以转速调节器的形式取得与无级变速器轴63相同的转速，则出现与闭锁离合器闭合时相同的转速关系。该状态为向下述状态过渡的一个可产生的有效过渡状态：
如果闭锁离合器KB被打开，电机61通过流过适当电流可取得可变的转速。由此产生了相对从动轴62的转速差，该从动轴62通过并列换挡变速器20至少在一些变速比区域中与从动轴10相连接。由此可实现：甚至使轴62停止，这意味着该变速装置作为“置空挡”工作。为此电机61必需转动及产生能量，例如对一个电池充电。该“置空挡”的特点是，事实上无级变速器4本身转动并可被置于不同的变速比上。在“置空挡”时该变速比的作用是，驱动发动机(未示出)与电机61之间的转速比可以改变。由此该变速装置可无级地导致可变的电需要量，例如作为附加电加热器的用电。与轴62的减速/停止不同地，该轴也可加速，这意味着，可实现更高的机动车速度，即该变速装置具有更大的扩展变速比(Spreizung)。该变速装置的另一特点是基于这样的事实：当闭锁离合器KB被打开时转速关系也可这样地被调节，以使得在并列换挡变速器20中同时置入两个挡及使离合器K13及K2R同时闭合。当挡I及II同时被置入时，在换挡表上产生用12E表示的变速比区域。在换挡表中的点表示可能的附加的挡或变速比区域，例如3，R等。
对于具有电机的变速装置的另一实施形式将根据图13的结构例来详细描述：
电机61(EM)的转子无相对转动地与附加行星齿轮变速器60的轴连接。通向并列换挡变速器20的轴62无相对转动地与无级变速器轴63及行星齿轮变速器60的另一齿轮相连接。分配式变速器12及行星齿轮变速器60通过轴64形成无相对转动的连接。一个闭锁离合器KB连接着行星齿轮变速器60的两个轴-无普遍性限制，这两个轴在该例中为电机61的轴62及从动轴63。
当闭锁离合器KB闭合时使行星齿轮变速器的作用缩减到：电机61与无级变速器轴63刚性地连接及与分配式变速器的一个轴64刚性地连接。该电机将由已描述过的具有区域I，II，III及R的变速装置带动及由此发出电功率或反过来产生附加的机械驱动功率。
如果闭锁离合器KB被打开及电机61流过适当电流，例如以转速调节器的形式取得与无级变速器轴63相同的转速，则出现与闭锁离合器闭合时相同的转速关系。该状态为向下述状态过渡的一个可产生的有效过渡状态：
如果闭锁离合器KB被打开，电机61通过流过适当电流可取得可变的转速。由此产生了相对从动轴62的转速差，该从动轴62通过并列换挡变速器至少在一些变速比区域中与从动轴10相连接。由此可实现：甚至使轴62停止，这意味着该变速装置作为“置空挡”工作。为此电机61必需转动及产生能量，例如对一个电池充电。与轴62的减速/停止不同地，该轴也可加速，这意味着，可实现更高的机动车速度，即该变速装置具有更大的扩展变速比。
具有电机的变速装置的另一实施形式被表示在图14中。其功能与图12中变速装置结构的功能差不多相同，仅是电机61位于附加行星齿轮变速器60的另一轴上。视电机的特性、例如其最大转矩或其最大转速而定，它接入在轴63上是有利的。
为了使根据图12至14的具有电机61的变速装置工作，有利的是，将电机及摩擦式离合器与无级变速器通过一个未示出的控制装置被这样地控制，以使得在变速装置的输出端产生转矩。该转矩可用于机动车开始爬行或起动。
现在将借助图15来示范地解释该方法。并列换挡变速器位于区域I中及离合器K13闭合。在第一步骤70中确定：机动车是否继续保留在停止状态中。如果不是的话，则这样地操作该变速装置，以使得它转换到一个行驶状态。为此在步骤72中首先基于测量的转速信号求得：在行星齿轮变速器60中的转速差有多大。在步骤64中将这样地控制电机61，以使得行星齿轮变速器中的转速差下降。接着在步骤76中这样地控制无级变速器4，即使行星齿轮变速器中的转速差继续下降。此外在步骤78中这样地闭合闭锁离合器KB，以使得转速差继续下降。当行星齿轮变速器60上的转速差下降时，从动轴62的转速加速及机动车起动。
当在步骤70上的情况辨别后机动车将继续保留在停止状态时，在步骤80上将求出：是否当前存在高或低的电功率需要。该电功率例如可从蓄电池充电状态或大用电器如车后窗玻璃加热器的开关状态来求得。在小的电功率需要量时，在步骤82，84及86上通过无级变速器4的相应操作，通过电机的直接控制及通过闭锁离合器KB稍微的闭合使电机61的转速减小，以致它仅产生小的功率。当出现大的电功率需要量时，在步骤88，90及92上，使电机转速及由它产生的电功率提高，其方式是相应地操作无级变速器，直接相应地控制电机及不闭合闭锁离合器KB。电功率在内燃机空转时产生，其中未示出的内燃机或是通过其空转转速调节器根据需要提高输出转矩或有利地得到一个相应信号，以使得它的功率输出根据所需的高发电机功率而增大。
以下将借助图16至22来解释其它有利的可能性。具有可无级改变变速比的变速装置也可在其输出端上没有如至今所述实施形式中所具有的并列换挡变速器，而设有一个电机及由此既使变速装置也使电机的利用可能性扩展。
根据图16，由一个未示出驱动发动机如一个内燃机驱动的一个机动车传动系的驱动轴102与第一行星齿轮变速器P1相连接。一个离合器D用于实现向前方向的起动。该离合器D可功能等同地连接在从动轴108上及由此相应于图7中用K13表示的离合器。该行星齿轮变速器P1与一个无级变速器Var的输入轴4连接及通过一个连接轴106与第二行星齿轮变速器P2连接。该连接轴可功能等同地包括一个圆柱齿轮变速级及由此相应于图7中所示的X2至Y2的连接。行星齿轮变速器P2驱动通到机动车驱动车轮上的从动轴108。连接轴106无相对转动地与一个电机连接，电机的转子通过一个制动器B可制停。
无级变速器Var的输出轴110与第二行星齿轮变速器P2相连接。
在离合器D前面的转矩流方向上，另一离合器R与驱动轴102相连接，驱动轴102借助该离合器可与一个输入轴104无相对转动地连接。该离合器R可功能等同地连接在从动轴108上及由此相应于图7中的用K2R表示的离合器。
所述组件的结构及功能其本身是公知的及由此不再详细解释。每个行星齿轮变速器P1及P2以本身公知的方式具有一个太阳轮，它通过支承在一个支座上的行星齿轮与一个内齿圈相啮合。该所示的行星齿轮变速器的三个输入或输出端的每个可通过其太阳轮，其支座及其内齿圈构成，其中两个行星齿轮变速器可用总共36个不同构型与所属的轴相连接。
图16的一个有利构型中用相应的字母S表示太阳轮，用字母T表示支座及用H表示内齿圈H。第一行星齿轮变速器P1的内齿圈H与离合器D相连接，太阳轮S与输入轴104无相对转动地连接及支座T与连接轴6相连接，行星齿轮变速器P2的支座T也与该连接轴6相连接。行星齿轮变速器P2的太阳轮与输出轴110相连接及其内齿圈H与从动轴108相连接。
根据本发明的该变速装置可用多种构型构成，其中对于其它有利构型的例子可以用符号描述如下：
AN-H1 S1-X1 Y1-P1 EM-T1-T2 P2-S2 AB-H2 I1＝-2 I2＝-2 X1/Y1＝0.55
AN-S1 H1-X1 Y1-P1 EM-T1-S2 P2-H2 AB-T2 I1＝-2 I2＝-2 X1/Y1＝0.55
AN-S1 T1-X1 Y1-P1 EM-H1-S2 P2-H2 AB-T2 I1＝-2 I2＝-2 X1/Y1＝0.55
AN-S1 T1-X1 Y1-P1 EM-H1-H2 P2-S2 AB-T2 I1＝-2 I2＝-2 X1/Y1＝0.55
AN-H1 T1-X1 Y1-P1 EM-S1-H2 P2-S2 AB-T2 I1＝-2 I2＝-2 X1/Y1＝0.55
AN-T1 H1-P1 EM-S1-S2 P2-X1 Y1-H2 AB-T2 I1＝-2.5 I2＝-2.5 X1/Y1＝1.5
AN-T1 S1-P1 EM-H1-T2 P2-X1 Y1-S2 AB-H2 I1＝-2.5 I2＝-2.5 X1/Y1＝1.5
AN-T1 S1-P1 EM-H1-T2 P2-X1 Y1-S2 AB-H2 I1＝-2 I2＝-2.5 X1/Y1＝-1.1
AN-H1 T1-P1 EM-S1-S2 P2-H2 AB-T2 I1＝-2.5 I2＝-2.5
在该描述中，S1及S2代表行星齿轮变速器1及2的太阳轮，T1及T2代表行星齿轮支座，H1及H2代表内齿圈，P1及P2代表无级变速器的锥盘组，AN代表驱动装置，AB代表从动装置，及EM代表电机。扛号表示相应质量彼此无相对转动地连接。给出的数值是行星齿轮变速器或圆柱齿轮级的示范变速比。
同样有利的是这两个行星齿轮变速器被作成一个缩减的耦合行星齿轮变速器，这将导致：连接轴根本不必要被作成任何“轴”。这例如可以是，连接轴为两个行星齿轮变速器的行星齿轮支座，或连接轴为一个宽的太阳轮，它同时与两个行星齿轮变速器的并列设置的两个行星齿轮啮合。
为了操作离合器D及R，制动器B及无级变速器Var，设置了致动器112，114，116及118。电机的工作将借助控制单元120来控制。致动器及控制装置的构造及功能其本身是公知的。
为了控制致动器及控制单元120设有一个控制装置122，它具有至少一个微处理器124及所属的程序存储器126以及数据存储器128。
控制装置122的输入端与用于检测未示出的内燃机的负载及转速、从动轴的转速、轴104，106及110的转速的、亦未示出的传感器相连接，及与用于检测行驶踩板134的位置的传感器133，用于检测制动踩板138或借助它操作制动踩板的力K的位置的传感器136，用于检测一个手动操作的操作单元142的状态以选择一定变速器变速比或变速器程序的传感器140相连接。所述传感器也可个别地不使用，也可设置其它的传感器。
控制单元122的输出端144与所述致动器及控制单元120以及其它的致动器，如内燃机的功率调节元件相连接。
所述组件的结构及功能其本身是公知的并由此不再详细解释。控制装置122可划分到不同的装置中，例如用于发动机的控制装置及用于变速器的控制装置，它们彼此通过一个总线相连接。此外，致动器或其调节元件可设有传感器，通过它们可向控制装置发回其相应的位置，以便可实现精确的操作。
根据本发明所述的，其中在由行星齿轮变速器P1及P2以及无级变速器Var构成的变速装置的内部设有电机的变速装置构型具有多种多样的可使用工作位置及功能。对于从-1.5至-2.5的标准行星齿轮变速比产生出通常的变速比区域，后者通过后置变速级再适配相应的需要。
由于众多的自由度，对于根据本发明的变速装置的功能的总体理解使用球面图的描述是合乎要求的。
在图17上作出了这样的带有一些被突出表示的区域的球。在一个围绕原点的单位球面上的点具有特征坐标，即发动机转速nmot，电机转速nem及从动装置转速nab。在球面上的每个点也可通过三个极角度nmot/nab＝iges；nmot/nem＝iquer或nem/nab＝iem中的两个来描述。变速装置功能可被描述，其方式是在球面的每个点上确定这样的无级变速器变速比ivar(例如作为高度线)，即该变速比对于该点的行驶必需被调节。当不是球面上的所有点可行驶时(例如具有一个最大及一个最小可能的无级变速器变速比)，也确定出球上的使用限制。图3给出了一个表示无级变速器变速比的球面图的例子。作为在球面图中的简单描述是有一定难度的，因为变速装置的方程有4个参数nmot，nem，nab及ivar彼此逻辑相关及况且仅可根据转速的线性关系来三维地表示。
在图17中表示出工作点的线I，在这些工作点上电机停止或被制停。该线上的各个点通过驱动转速及从动转速来区别，即也可通过借助它行驶的变速比iges来区别。II给出的工作点是，在这些点上机动车停止(置空挡)及发动机与电机可形成任意的转速比iquer。III表示的工作点是，在这些点上内燃机停止及例如借助电机行驶，其中可以有不同的变速比iem。IV表示恒定的发动机总变速比iges的工作点。这些工作点形成圆，这些圆的不同点通过电机的转速彼此相区别。
以下将借助图17至22来解释示范的或类似构型的一些特性：
a)在电机制停情况下的D行驶区域
离合器R(倒车离合器)打开及离合器D(前行离合器)闭合。制动器B被置入，即连接轴6被停止。以此方式行驶的区域在图18中用“a”来突出表示。它具有一个最小及一个最大可能的变速比。
第一行星齿轮变速器P1起到可反向的输入变速比(I＝-1/1.5)的作用。在一个图16中未示出的前置变速比(Vorgelegeübersetzung)-由于轴的偏移它反正是需要的-的后面稍微变慢地跟随着无级变速器Var及再后面通过一个后置级(Nachgelege)即作为反向输出变速比的第二行星齿轮变速器P2传递到从动轴108。
对发动机类型(例如慢转速的柴油发动机或快转速的汽油发动机)的适配可通过行星齿轮变速器和/或前置/后置级来实现。
b)在电机制停情况下的倒车行驶区域
当离合器D打开及离合器R闭合时，无级变速器Var直接由驱动轴102驱动。反向通过行星齿轮变速器P2来实现。
c)分支行驶区域
在制动器B打开的情况下通过闭锁的行星齿轮变速器P1实现功率分支。行星齿轮变速器P1的闭锁例如可通过离合器D及R的同时操作来实现。行星齿轮变速器P2构成一个相加变速器。可以此方式行驶的区域在图18中用“c”表示及这里该变速装置也具有一个最小及一个最大的变速比，后者在图18中覆盖着一个不同于具有制停电机的行驶区域。
变换地，可考虑借助一个离合器对行星齿轮变速器P2闭锁。这可实现另一功率分支区域的工作，该区域相应于在图18中未被突出地表示的另一角等分弧线。
d)在停车-爬行及停车-调节情况下的电机发电功能
在停车时向前爬行的情况下，在离合器D上建立了一个爬行转矩，以便在从动轴8上调节一个对脚制动反作用的转矩。当在制动器B上允许滑动的情况下，在离合器D上存在的滑动可在爬行转矩不变的情况下转移成制动器B的滑动，即离合器D可闭合。在此情况下，具有这样的可能性，即制动器B的滑动或直接通过操作来调节或通过电机的发电机转矩来调节。当爬行转矩仅通过电机的发电机转矩来实现时，将发生从内燃机向发电机的功率流动，其中从动轴108起支承作用及维持爬行转矩。
该工作区域在图20中用“d”突出地表示。
在该状态中无级变速器Var一起转动，以使得其变速比可被调节。由此可作到：当机动车停止时调节无级变速器的变速比，这例如当在先发生了ABS制动的情况下是有利的，以便转换回起动的变速比。
e)在行驶工作中无级变速器转速的自由选择
所示的变速装置结构在一个特定的无级变速器变速比时具有一个特性：在驱动轴102与从动轴108之间起作用的变速比、即整个变速装置的变速比与连接轴106的转速、即电机的转速无关。在图20中，可在变速装置的该变速比上行驶的点用“e”突出地表示。在无级变速器Var相应的变速比上不发生通过制动器B对变速装置的支承。电机以此方式“逻辑”地与其余变速器脱联，即可以作到：行驶在该变速比上及同时使电机转速按照合适性要求通过控制装置120调节。电机的转速通过行星齿轮变速器与无级变速器的转速耦合，即在一个锥盘-接触装置变速器的情况下与它的锥盘对的转速耦合并保持它的转速比。由此使无级变速器转速下降，这样也使负荷下降及使接触装置如一个平环链的工作寿命提高。在所示的变速装置结构中，无级变速器或整个变速装置的变速比-在该变速比上连接轴106的转速对变速装置变速比无影响-处于在高速公路上通常使用的最高挡附近，即在一个与链损坏有重大关系的区域中。
在上述具有降低的无级变速器转速的变速装置工作中的另一优点在于，变速装置的损耗功率下降，及节省的损耗的一部分甚至作为电机上发出的发电功率。该变速装置具有“内部追求”，它促使损耗大的无级变速器慢速转动，及在此使连接轴快速地转动。
原理上，在根据本发明的变速装置上可在所有的变速比上影响无级变速器的转速，其中所必需的是产生大的电机转矩，以便补偿通过制动器B的支承。
f)扩展变速比的提高
在预定从动转速的情况下通过电机的转速可使该变速装置的输入转速在有限的范围中变化，这对于一个机动车的驾驶员来说类似一个更大的扩展变速比。引起该效果的工作点在图19中用“f”突出表示。因为通常在推力情况下需要最小的变速比，在此情况下不需要电机的主动加速，而机动车本身驱动内燃机及电机。电机则同时地提高了扩展变速比及在此情况下工作在发电机工况。在起动变速比时可实现扩展变速比的类似扩大。
g)由电机引导的区域变换
根据本发明的变速装置可用本身公知的方式借助至少一个附加离合器构造成具有带连续可调变速比的多个变速比区域的变速装置。尤其是，图7中的变速装置就是这种变速装置。区域的转换点或区域的转换变速比这样地预给定，即变速装置的总变速比及无级变速器的变速比在离合器转换前及后相等。在根据本发明的变速装置中，电机可用来进行区域转换。这种区域转换相应于图19中用“g”突出表示的过渡部分。通过电机转速的调节可使区域转换比通过离合器调节可得到的区域转换更精确地控制。此外，当通过离合器调节区域转换时总是将功率转换成摩擦，该摩擦功率通过电机的使用至少可被部分地补偿或增高。
作为新颖的自由性，在此区域转换也可远离原来的区域转换点进行，其中在这种区域转换中可实现无离合器滑动的无级区域转换。因此借助根据本发明的变速装置可解决传统的具有可转换变速比区域的功率分支变速装置中的问题，该问题在于：转换或是在转换点附近直接地进行，对此需要高调节动力、快速且精确的离合器操作及复杂的旋转质量效应的补偿，或是在区域转换点外部进行滑动过渡，对此为了保证足够的舒适性需要一个困难的滑动梯度调节，离合器必需被冷却及需要采取防止滥用的措施。
h)自由的再生选择
对于每个由驱动轴102及从动轴108的转速确定的行驶状态存在着多个可无级调节的变速装置的工作参数，即无级变速器Var的变速比及电机的转速。因此，从外表不能看到地，可以是：例如在推力下行驶时通过无级变速器的调节使电机转速提高及由此增大能量的回收。该过程可通过驾驶员对制动踩板操作的力K来调节。此外可以，当驾驶员的功率需要稍微改变时维持适合消耗的内燃机转速或在消耗上有利的工作点及通过电机来控制差值功率。这相对传统的发电机是一个优点，因为可在适合功耗的内燃机工作点上实现合乎要求的发电。
i)在P中的发动机起动
对于在变速装置的位置P中的内燃机起动，借助根据本发明的变速装置可作到使电机开始转动，直到一个液压装置工作为止，后者尤其为致动器112，114，116及118提供能量。例如一个未示出的液压泵可通过两个自由轮机构交替地由电机或内燃机驱动。当电机运行时，内燃机可通过离合器D的闭合或通过两个离合器D及R的闭合起动。当变速装置具有如图21中的结构时，带动内燃机的闭合过程也可在电机与连接轴之间的一个离合器上实现。
电机与连接轴的无相对转动的连接在最简单的情况下可以是刚性的(转子直接在连接轴上)，或在使用一个变速级的情况下(转子通过一个齿轮与连接轴啮合)，或在使用一个可转换的圆柱齿轮变速级的情况下(转子通过两个齿轮与连接轴啮合，其中一个齿轮借助一个爪式离合器转换)，或在使用一个可转换的行星齿轮变速级的情况下(例如转子通过一个可闭锁的行星齿轮变速器直接地或在行星齿轮变速器未闭锁的情况下变速地与连接轴一起转动)。这两个进一步开发的变型被表示在图21中。
在图21中所示的根据本发明的变速装置的两个实施形式中，各设有两个摩擦部件(离合器K及制动器B)，借助它们可实现四个状态：
A：电机及连接轴106两者均被制停；
B：电机及连接轴106两者可彼此无关地自由转动；
C：电机及连接轴处于第一变速比，但可一起转动；及
D：电机及连接轴6处于第二变速比(具有另一值和/或另一符号)，但可一起转动。
所述的变速装置可用各种各样的方式改变，其中在行星齿轮变速器与无级变速器及电机对称连接以及行星齿轮变速器彼此相同的情况下可实现一种简单的及用少量部件可足够完成的实施形式。

Claims (39)

1.具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支的变速装置，包括：一个用于与发动机无相对转动连接的驱动轴(2)，该驱动轴通过一个分配式变速器(12)与一个无级变速器(4)的两个轴(14，16)相连接；及一个并列换挡变速器(20)，它的输入轴(18，22)各通过一个离合器(K13，K2R)可与无级变速器的各一个轴耦合及它的输出轴构成该功率分支的变速装置的从动轴(10)，其中至少两个变速比区域仅通过并列换挡变速器的一个输入轴及它的输出轴之间的变速比来区别。
2.根据权利要求1的功率分支的变速装置，其中分配式变速器(12)具有一个行星齿轮变速器(34)。
3.根据权利要求1或2的功率分支的变速装置，其中通过所述一个离合器的闭合及在并列换挡变速器的一个输入轴与其输出轴之间的齿轮啮合的改变可转换到变速比区域I及III，及通过所述另一离合器的闭合及在并列换挡变速器的另一输入轴与其输出轴之间的齿轮啮合的改变可转换到变速比区域II及R。
4.根据权利要求3的功率分支的变速装置，其中并列换挡变速器(20)的输出轴具有一个用于变速比区域I及R和/或一个用于变速比区域II及III的齿轮(28)。
5.根据权利要求3或4的功率分支的变速装置，其中并列换挡变速器(20)被作成具有倒数值的变速比，尤其是具有约为2，约为1及约为1/2的值。
6.根据权利要求1至5中一项的功率分支的变速装置，其中并列换挡变速器(20)的换挡致动器被构造成操作并列换挡变速器的所有套筒的换挡辊或构造成旋转-移动-致动器或包括多个滑动套筒。
7.根据权利要求2至6中一项的功率分支的变速装置，其中行星齿轮变速器(34)被作成无内齿圈的正值变速器。
8.根据权利要求2至6中一项的功率分支的变速装置，其中行星齿轮变速器(34)被作成正值变速器，它的行星齿轮支座被作成带有外齿部分的齿轮。
9.并列换挡变速器，尤其用于根据权利要求1至8中一项的功率分支的变速装置，该并列换挡变速器具有两个各通过一个离合器(K13，K2R)可选择驱动的输入轴(18，22)，它们分别通过至少一个齿轮组(243，28；241，30；242，28，24R，30)可与一个从动轴(10)形成转动啮合，其中一个倒车挡这样地构成：在一个同从动轴(10)无相对转动地连接的齿轮(30)之间设有一个中间齿轮(251)。
10.并列换挡变速器，尤其用于根据权利要求1至8中一项的功率分支的变速装置，该并列换挡变速器具有两个各通过一个离合器(K13，K2R)可选择驱动的输入轴(18，22)，它们分别通过至少一个齿轮组(243，28；241，30；242，28，24R，30)可与一个从动轴(10)形成转动啮合，其中一个倒车挡这样地构成：一个与通过闭合的所属离合器(K2R)旋转驱动的输入轴(22)  无相对转动地连接的齿轮(24R)和一个与另一输入轴(18)无相对转动地连接的附加齿轮(252)相啮合，该另一输入轴通过一个向前行驶挡齿轮组(241，30)与从动轴(10)无相对转动地连接。
11.用于运行根据权利要求1至10中一项的功率分支的变速装置的方法，其中在相应离合器转换前通过并列换挡变速器(20)的换挡置入一个新的变速比区域。
12.用于运行根据权利要求3的功率分支的变速装置的方法，其中当机动车停止及选挡杆空挡位置时，两个离合器(K13，K2R)打开及置入变速比区域I及R。
13.用于运行根据权利要求3的功率分支的变速装置的方法，其中当选挡杆在R位置时，保留在并列换挡变速器中的变速比区域I。
14.具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支的变速装置，包括：
一个用于与发动机无相对转动连接的驱动轴(2)，该驱动轴通过一个分配式变速器(12)与一个无级变速器(4)的两个轴(14，16)相连接；
至少两个离合器(K13，K2R)，借助它们可使无级变速器的每个轴通过一个变速器(20)与该功率分支变速装置的一个驱动轴(2)相耦合；及
一个转矩传感装置(40)，用于检测作用于一个与分配式变速器连接的轴的转矩及用于控制作用在无级变速器(4)的至少一个移动盘上的基本压紧压力。
15.用于控制具有多个带有可无级调节变速比的变速比区域的功率分支变速装置中的一个无级变速器(4)的锥盘与接触装置之间的压紧压力的方法，在该方法中检测作用在该功率分支变速装置的驱动轴(2)上的转矩及根据该作用转矩控制一个基本压紧压力。
16.根据权利要求15的方法，其中检测基本压紧压力及将该基本压紧压力用于控制或调节在变速比区域之间作转换用的离合器的压力。
17.用于控制具有多个变速比区域及可无级调节的变速比及具有一个用于检测作用于一个与分配式变速器连接的无级变速器轴上的转矩及用于控制作用在无级变速器(4)的至少一个移动盘上的基本压紧压力的转矩传感装置的功率分支变速装置中的一个无级变速器(4)的锥盘与接触装置之间的压紧力的方法，在该方法中检测基本压紧压力及将该基本压紧压力用于控制对总压紧力作贡献的另外的压力。
18.根据权利要求1至8中一项或权利要求14的功率分支的变速装置，还包括：
一个电驱动/发电机(61)；及
一个与该电机无相对转动连接的离合器(KB)，其中在离合器闭合状态中该电机与也成为无相对转动连接的变速器结构无相对转动地相连接，及在离合器非闭合状态中整个变速装置具有一个扩展的工作区域，其方式是该电机被操作。
19.根据权利要求18的功率分支的变速装置，还包括：
另一个行星齿轮变速器(60)，电机与它的一个部件无相对转动地连接，及可借助离合器KB使该行星齿轮变速器闭锁，其中在闭锁状态中，电机与也成为无相对转动连接的变速器结构无相对转动地相连接，及在非闭锁状态中，整个变速装置具有一个扩展的工作区域，其方式是该电机被操作。
20.用于运行根据权利要求18的功率分支的变速装置的方法，其中在机动车停止状态中它的驱动发动机通过该功率分支的变速装置驱动电机(61)及由此产生电功率，及在该方法中这样控制变速装置的摩擦离合器、无级变速器(4)的变速比及电机(61)，以使得在变速装置输出端产生一个转矩，其中离合器的摩擦功率小于电机的发电机功率。
21.具有可无级变化的变速比的变速装置，包括：
具有一个输入轴(4)及一个输出轴(10)的无级变速器(Var)，它的变速比可无级地调节；
第一行星齿轮变速器(P1)，它与一个驱动轴(2)、无级变速器的输入轴(4)及一个连接轴(6)相连接；
第二行星齿轮变速器(P2)，它与连接轴(6)、无级变速器的输出轴(10)及从动轴(8)相连接；及
一个电机，它无相对转动地与该连接轴相连接。
22.根据权利要求21的变速装置，其中驱动轴(2)通过一个离合器(D)与第一行星齿轮变速器(P1)相耦合及通过另一离合器(R)与无级变速器的输入轴(4)相耦合。
23.根据权利要求22的变速装置，其中在第一行星齿轮变速器(P1)上，行星齿轮支座通过离合器(D)与驱动轴(2)相连接，太阳轮与输入轴(4)相连接及内齿圈与连接轴(6)相连接。
24.根据权利要求22的变速装置，其中在第一行星齿轮变速器(P1)上，内齿圈与离合器(D)相连接，太阳轮与输入轴(4)相连接及支座与连接轴(6)相连接；及在第二行星齿轮变速器(P2)上，支座与连接轴(6)相连接，太阳轮与输出轴(10)相连接及内齿圈与从动轴(8)相连接。
25.根据以上权利要求中一项的变速装置，包括一个制动器(B)，通过它可使连接轴(6)制停。
26.根据以上权利要求中一项的变速装置，包括至少一个摩擦离合器，它的操作状态确定连接轴与电机之间的变速比。
27.用于运行根据权利要求21或22的变速装置的方法，其中功率分支的行驶区域通过一个行星齿轮变速器的闭锁形成，尤其通过离合器(D)及离合器(R)的同时闭合形成。
28.用于运行根据权利要求25或26的变速装置的方法，其中在驱动轴(2)被驱动旋转及从动轴(8)停止的情况下，借助制动功能的控制和/或电机的发电机转矩的控制来调节爬行转矩。
29.根据权利要求26的方法，其中在机动车停止时调节无级变速器及调节通过制动器和/或电机的发电机转矩控制的爬行转矩。
30.用于运行根据权利要求21的变速装置的方法，其中在无级变速器的一个变速比附近，-在该变速比时变速装置的变速比与连接轴(6)的转速无关，连接轴的转速借助电机被这样地调节，以使得无级变速器在减小其接触装置损伤的区域上转动。
31.用于运行根据权利要求21的变速装置的方法，其中整个变速装置的扩展变速比通过电机转速的控制来提高。
32.用于运行根据权利要求19或21的变速装置的方法，其中该变速装置具有至少一个用于在两个变速比区域之间转换的离合器，在该方法中变速比区域之间的转换在控制电机转速的情况下实现。
33.用于运行根据权利要求21的变速装置的方法，其中在变速装置的推力工作时，电机的转速通过无级变速器变速比的调节被控制及尤其是被提高。
34.用于运行根据权利要求18或21的变速装置的方法，其中用于驱动驱动轴的驱动发动机的起动借助电机来实现，在该电机起动后使驱动发动机耦合到变速装置上。
35.根据权利要求18或21的变速装置，其中当驱动发动机未运行时电机驱动至少一个泵。
36.用于运行根据权利要求35的功率分支的变速装置的方法。
37.根据权利要求36的方法，其中当驱动发动机停止时，电机驱动至少一个泵，以便产生操作辅助力，如产生离合器或制动器的操作或无级变速器的压紧的辅助力。
38.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于：驱动发动机在加速后承担所述至少一个辅助力的产生。
39.根据权利要求38的方法，其中该承担是在接入一个自由轮机构的情况下实现的。
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