DE102006025378B4

DE102006025378B4 - Antriebsstrang mit einem stufenlosen Getriebe mit einem direkten niedrigen Gang und zwei hohen leistungsverzweigten Gängen

Info

Publication number: DE102006025378B4
Application number: DE102006025378.7A
Authority: DE
Inventors: Dan Coffey; Michael C. Sefcik
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2026-06-01
Also published as: US7238135B2; CN100470090C; CN1873259A; DE102006025378A1; US20060276294A1

Abstract

Antriebsstrang (10) mit einem stufenlosen Getriebe (14) mit drei Gängen, die einen direkten niedrigen Gang und zwei hohe leistungsverzweigte Gänge aufweisen, umfassend:eine Antriebswelle (38) zum Abgeben von Leistung an das stufenlose Getriebe (14),ein Getriebegehäuse (90),eine Abtriebswelle (118) zum Abgeben von Leistung von dem stufenlosen Getriebe (14),eine stufenlos verstellbare Einheit (18) mit einem Antriebselement (50), das kontinuierlich mit der Antriebswelle (38) und einem Abtriebselement (54) verbunden ist,eine erste Planetenradanordnung (20) mit einem Sonnenrad (92), das kontinuierlich mit dem Abtriebselement (54) verbunden ist, einem Hohlrad (94) und einer Planetenträgeranordnung (98),eine zweite Planetenradanordnung (22) mit einem Sonnenrad (108), das kontinuierlich mit dem Hohlrad (94) der ersten Planetenradanordnung (20) verbunden ist, einem Hohlrad (110), das kontinuierlich mit der Abtriebswelle (118) verbunden ist, und einer Planetenträgeranordnung (112),einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus (122) zum selektiven Verbinden der Planetenträgeranordnung (112) der zweiten Planetenradanordnung (22) mit dem Getriebegehäuse (90),einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus (72), der betreibbar ist, um zwei der Elemente der ersten Planetenradanordnung (20) zu verbinden,einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (74), der betreibbar ist, um die Planetenträgeranordnung (98) der ersten Planetenradanordnung (20) kontinuierlich mit dem Getriebegehäuse (90) zu verbinden,einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus (40), der betreibbar ist, um die Antriebswelle (38) und die Planetenträgeranordnung (112) des zweiten Planetenradsatzes (22) zu verbinden, undeinen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus (88), der betreibbar ist, um die Planetenträgeranordnung (98) der ersten Planetenradanordnung (20) in einer Drehrichtung festzuhalten,wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien betreibbar sind, um drei Vorwärtsbetriebsarten und eine Rückwärtsbetriebsart zwischen der Antriebswelle (38) und der Abtriebswelle (118) herzustellen.

Description

Diese Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einem stufenlosen Getriebe mit drei Gängen, die einen direkten niedrigen Gang und zwei hohe leistungsverzweigte Gänge aufweisen.
Heutzutage auf dem Markt befindliche Pkw umfassen ein Lastschaltgetriebe, das mindestens drei Vorwärtsgänge und recht häufig sechs Vorwärtsgänge aufweist. Diese Lastschaltgetriebe werden dazu benutzt, den Betriebsbereich des Fahrzeugmotors auszudehnen, indem der Drehzahlbereich des Motors wieder verwendet wird, wenn das Übersetzungsverhältnis geändert wird. Um effizienteren Gebrauch von dem Motor und seinem Drehzahlbereich zu machen, ist vorgeschlagen worden, ein stufenloses Getriebe anzuwenden, bei dem die Übersetzungsverhältnisänderung in dem Getriebe während eines Fahrbereiches, in dem die Motordrehzahl konstant gehalten werden könnte, kontinuierlich erfolgt. Beispielsweise werden Übersetzungsverhältnisse eines stufenlosen Getriebes von einer Übersetzung ins Langsame von vier zu eins (4: 1) zu einem Übersetzungsverhältnis ins Schnelle von null-komma-vier zu eins (0,4 : 1) verändert. Ein Stufenwechselgetriebe, das diese gleiche Übersetzungsverhältnisspreizung benutzt, würde abhängig von dem Stufenverhältnismultiplikator, der zwischen den benachbarten Übersetzungsverhältnissen erwünscht ist, fünf oder sechs Übersetzungsverhältnisstufen erfordern.
Die stufenlosen Getriebe sind als Lastschaltgetriebe mit Einzel-Betriebsart oder Doppel-Betriebsart vorgeschlagen worden. Meistens sind die Getriebe für Pkw als Getriebeanordnungen mit einem über Zahnräder hergestellten neutralen Zustand vorgeschlagen worden, bei dem die Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe von Vorwärts nach Rückwärts ohne Wechsel der Reibungseinrichtungen geändert werden können. Obwohl diese Arten von Getrieben ein vereinfachtes Steuerungssystem für Vorwärts und Rückwärts bereitstellen, haben sie darin einen Nachteil, das ein großer Teil der Leistung während des Ingangsetzungsvorganges des Fahrzeugs durch die stufenlos verstellbare Einheit und das Räderwerk zurückgeführt wird. Dies vermindert das Ausgangsdrehmoment, die Zugkraft und den Gesamtwirkungsgrad des Getriebes während des Ingangsetzens eines Fahrzeugs.
Herkömmliche Antriebsstränge mit leistungsverzweigten Getrieben sind in den Druckschriften DE 102 31 235 A1 , DE 18 04 188 A , DE 35 38 343 A1 , DE 196 29 213 A1 , DE 198 58 553 A1 und DE 10 2005 024 738 A1 beschrieben, wobei die Druckschrift DE 10 2005 024 738 A1 erst nach dem Prioritätsdatum der Anmeldung offengelegt wurde.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes stufenloses Getriebe mit drei Betriebsarten bereitzustellen.
Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang weist ein stufenloses Getriebe mit drei Gängen auf, die einen direkten niedrigen Gang und zwei hohe leistungsverzweigte Gänge aufweisen. Der Antriebsstrang umfasst eine Antriebswelle zum Abgeben von Leistung an das stufenlose Getriebe; ein Getriebegehäuse; eine Abtriebswelle zum Abgeben von Leistung von dem stufenlosen Getriebe; eine stufenlos verstellbare Einheit mit einem Antriebselement, das kontinuierlich mit der Antriebswelle und einem Abtriebselement verbunden ist; eine erste Planetenradanordnung mit einem Sonnenrad, das kontinuierlich mit dem Abtriebselement verbunden ist, einem Hohlrad und einer Planetenträgeranordnung; eine zweite Planetenradanordnung mit einem Sonnenrad, das kontinuierlich mit dem Hohlrad der ersten Planetenradanordnung verbunden ist, einem Hohlrad, das kontinuierlich mit der Abtriebswelle verbunden ist, und einer Planetenträgeranordnung; einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus zum selektiven Verbinden der Planetenträgeranordnung der zweiten Planetenradanordnung mit dem Getriebegehäuse; einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus, der betreibbar ist, um zwei der Elemente der ersten Planetenradanordnung zu verbinden; einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus, der betreibbar ist, um die Planetenträgeranordnungder ersten Planetenradanordnung kontinuierlich mit dem Getriebegehäuse zu verbinden; einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus, der betreibbar ist, um die Antriebswelle und die Planetenträgeranordnung des zweiten Planetenradsatzes zu verbinden; und einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus, der betreibbar ist, um die Planetenträgeranordnung der ersten Planetenradanordnung in einer Drehrichtung festzuhalten, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien betreibbar sind, um drei Vorwärtsbetriebsarten und eine Rückwärtsbetriebsart zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle herzustellen.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen ist:

1 ein Querschnittsaufriss eines Antriebsstrangs, der ein Getriebe mit drei Betriebsarten aufweist, das die vorliegende Erfindung enthält; und
2 eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Antriebsstrangs.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten die gleichen oder entsprechenden Teile darstellen, ist in den 1 und 2 ein Antriebsstrang 10 zu sehen, der einen Motor oder eine andere herkömmliche mechanische Leistungsquelle 12 und ein stufenloses Getriebe (CVT von continuously variable ratio transmission) 14 aufweist. Das CVT 14 umfasst eine Startvorrichtung oder einen Startmechanismus 16, eine stufenlos verstellbare Einheit (CVU von continuously variable unit) 18, einen ersten Planetenradsatz oder eine erste Planetenradanordnung 20, und einen zweiten Planetenradsatz oder eine zweite Planetenradanordnung 22.
Die Startvorrichtung 16 ist als herkömmlicher Drehmomentwandler 24 und Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 26 gezeigt. Der Drehmomentwandler 24 umfasst ein Flügelrad 28, ein Turbinenrad 30 und einen Stator 32. Das Flügelrad 28 ist kontinuierlich mit dem Motor 12 über eine flexible Platte 34 verbunden. Das Turbinenrad 30 und die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 26 stehen über eine Nabe 36 mit einer Antriebswelle 38 in Antriebsverbindung. Zwischen dem Drehmomentwandler 24 und der flexiblen Platte 34 ist auch ein selektiv einrückbarer Drehmomentübertragungsmechanismen oder eine selektiv einrückbare Kupplung 40 angeordnet. Die Kupplung 40 verbindet den Abtrieb der Nabe 36 selektiv mit einer Welle 42.
Die Antriebswelle 38 steht mit einem Kettenrad 44 in Antriebsverbindung, das wiederum über eine Kette 46 mit einem anderen Kettenrad 48 in Antriebsverbindung steht. Das Kettenrad 48 steht mit einer Rolle oder Riemenscheibe 50 mit variablem Durchmesser, die ein Teil der CVU 18 ist, in Antriebsverbindung. Die Rolle 50 steht über einen herkömmlichen flexiblen Riemen 52 mit einer Rolle oder Riemenscheibe 54 mit variablem Durchmesser, die ebenfalls eine Komponente der CVU 18 ist, in Antriebsverbindung. Jede der Rollen 50 und 54 weist eine bewegliche Halbrolle 56 bzw. 58 auf. Diese Rollen werden bekanntlich in ihrer axialen Bewegung jeweils durch Hydraulikmotoren 60 bzw. 62 gesteuert. Wenn sich die Rollen axial bewegen, wird der Riemen 52 von einem Durchmesser entlang der Rolle 58 zu einem anderen transportiert und gleichermaßen entlang der Rolle 50 zwischen zwei Durchmessern transportiert.
Der Riemen 52, der in Position A gezeigt ist, befindet sich in einem Zustand einer maximalen Übersetzung ins Langsame, was bedeutet, dass die Rolle 54 langsamer als die Rolle 50 rotieren wird. Somit wird die Antriebsdrehzahl von der Antriebswelle 38 zwischen den beiden Riemenscheiben reduziert. Wenn sich der Riemen 52 in der Position B befindet, befindet sich die CVU 18 in einem Zustand einer maximalen Übersetzung ins Schnelle, wobei die Riemenscheibe 54 schneller als die Riemenscheibe 50 rotiert, wodurch eine Drehzahlzunahme oder Hochstufung zwischen der Welle 38 und der Riemenscheibe 54 geschaffen wird.
Ein Planetenträger 64, der eine Komponente des Planetenradsatzes 20 ist, steht mit einer Nabe 70, die eine Komponente eines rotierenden Drehmomentübertragungsmechanismus 72 und auch eine Komponente eines feststehenden Drehmomentübertragungsmechanismus 74 ist, in Antriebsverbindung. Der rotierende Drehmomentübertragungsmechanismus 72 ist eine herkömmliche fluidbetätigte Kupplung, die eine innere Nabe 76 und mehrere Reibplatten und Kupplungsplatten 80 bzw. 82 aufweist, die jeweils zwischen der Nabe 76 bzw. der Nabe 70 kerbverzahnt sind.
Die Kupplung wird durch die Betätigung eines fluidbetätigten Kolbens 84, der in einem an der Nabe 70 befestigten Gehäuse 86 verschiebbar angeordnet ist, eingerückt und ausgerückt. Mit dem Gehäuse 86 ist ein Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 88 wirksam verbunden, der zwischen einem Getriebekasten oder -gehäuse 90 und dem Gehäuse 86 wirkt, um die Nabe 70, und somit den Träger 64, in einer Drehrichtung festzuhalten. Der feststehende Drehmomentübertragungsmechanismus 74 ist eine herkömmliche Bandbremse, die von einem herkömmlichen Servosystem, nicht gezeigt, betätigt werden kann, und wird, wenn sie betätigt ist, den Planetenträger 64 während beider Drehrichtungen feststehend halten.
Die Nabe 76 ist an der Rolle 54 und an einem Sonnenrad 92 befestigt oder steht mit diesen auf andere Weise in Antriebsverbindung, wobei das Sonnenrad 92 eine Komponente des Planetenradsatzes 20 ist. Der Planetenradsatz 20 umfasst auch ein Hohlrad 94, das mit einer Welle 96 in Antriebsverbindung steht oder auf andere Weise an dieser befestigt ist. Der Planetenradsatz 20 umfasst auch eine Planetenträgeranordnung 98, die den Planetenträger 64 und mehrere Planetenräder 100 umfasst, die drehbar an dem Träger 64 montiert und in kämmender Beziehung mit dem Sonnenrad 92 und dem Hohlrad 94 angeordnet sind.
Die Welle 96 steht mit einem Zwischenrad 102 in Antriebsverbindung, das in kämmender Beziehung mit einem Zwischenrad 104 angeordnet ist. Das Zwischenrad 104 steht über eine Welle 106 mit einem Sonnenrad 108, das eine Komponente des Planetenradsatzes 22 ist, in Antriebsverbindung. Der Planetenradsatz 22 umfasst auch ein Hohlrad 110 und eine Planetenträgeranordnung 112. Die Planetenträgeranordnung 112 weist mehrere Planetenräder 114 auf, die drehbar an einem Planetenträger 116 montiert und in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenrad 108 als auch dem Hohlrad 110 angeordnet sind. Beide Planetenradsätze 20 und 22 sind so genannte einfache Planetenradsätze, indem sie einen einzelnen Satz kämmender Planetenräder zwischen den jeweiligen Sonnenrädern und Hohlrädern aufweisen.
Der Planetenträger 116 steht mit der Welle 42, und somit dem Drehmomentübertragungsmechanismus 40, in Antriebsverbindung. Das Hohlrad 110 steht mit einer Getriebeabtriebswelle 118 in Antriebsverbindung. Der Planetenträger 116 steht mit einem inneren Ring 120 eines selektiv betätigbaren herkömmlichen Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 122 in Antriebsverbindung. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 122 weist einen äußeren Ring 124 auf, der selektiv mit dem Getriebegehäuse 90 in Eingriff gelangen kann.
Bekanntlich kann der selektiv einrückbare Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 122 gesteuert werden, um eine Rotation im Uhrzeigersinn zu erlauben, während eine Rotation im Gegenuhrzeigersinn verhindert wird, und er kann gleichermaßen gesteuert werden, um eine Rotation im Gegenuhrzeigersinn zu erlauben, während eine Rotation im Uhrzeigersinn verhindert wird. Somit kann die Planetenträgeranordnung 112 an einer Rotation im Uhrzeigersinn gehindert werden, während eine Rotation im Gegenuhrzeigersinn erlaubt wird, und sie kann an einer Rotation im Gegenuhrzeigersinn gehindert werden, während eine Rotation im Uhrzeigersinn erlaubt wird.
Wenn der selektiv einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismus 40 eingerückt ist, wird der Planetenträger 116 gemeinsam mit der flexiblen Platte 34 rotieren und wird somit mit der Drehzahl des Motors 12 rotiert.
Der Planetenträger 116 ist mit der Welle 42 über eine Nabe 126 verbunden, die von einem selektiv einrückbaren, feststehenden Drehmomentübertragungsmechanismus 128 umgeben ist. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 128 hat die Form einer Bandbremse mit einer einzelnen Umschlingung, die durch einen herkömmlichen hydraulischen Servomechanismus, nicht gezeigt, selektiv betätigt wird. Wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 128 selektiv eingerückt ist, wird der Planetenträger 116 an eine Rotation in beiden Betriebsrichtungen gehindert.
Das gesteuerte Einrücken der Drehmomentübertragungsmechanismen wird das Getriebe 14 derart steuern, dass es in einer Rückwärtsbetriebsart, einer ersten niedrigen Betriebsart, einer mittleren aufgeteilten (Split-)Betriebsart und einer hohen aufgeteilten (Split-)Betriebsart arbeiten wird. Während der Rückwärtsbetriebsart sowie der niedrigen Betriebsart steht das Getriebe 14 in einem direkten Antriebszustand, wobei die gesamte Leistung von dem Motor 12 durch die CVU 18 übertragen wird, während bei beiden hohen aufgeteilten (Split-)Betriebsarten ein Teil der Leistung von dem Motor 12 auf die Welle 42 übertragen wird, während ein anderer Teil der Leistung durch die CVU 18 übertragen wird.
Um die Rückwärtsbetriebsart herzustellen, werden der Drehmomentübertragungsmechanismus 74 und der Drehmomentübertragungsmechanismus 128 oder, alternativ, der Drehmomentübertragungsmechanismus 122 eingerückt. Während der Rückwärtsbetriebsart wird das Sonnenrad 92 in der gleichen Drehrichtung wie der Motor 12 rotiert. Der Träger 64 wird feststehend gehalten, weshalb das Hohlrad 94 in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Motor 12 rotiert. Die Rotation des Hohlrades 94 wird über die Zwischenräder 102 und 104 übertragen, so dass das Sonnenrad 108 in der gleichen Richtung wie der Motor 12 rotiert. Der Planetenträger 116 wird feststehend gehalten, was zu einer Rückwärtsrotation der Abtriebswelle 118 führt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 118 kann gesteuert werden, indem die Drehzahl des Motors 12 sowie das Übersetzungsverhältnis der CVU 18 gesteuert werden. Der Motor 12 wird im Allgemeinen während des Betriebes auf eine maximale übliche Drehzahl eingestellt, während der Riemen 52 von der Position A zu der Position B verstellt wird, was zu einer Drehzahländerung zwischen dem Motor 12 und der Abtriebswelle. 118 führt.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 128 wird jedes Mal dann eingerückt, wenn es erwünscht ist, dass der Motor bremst, da der Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 122 zulassen wird, dass das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung rollt, ohne Drehmoment zurück zu dem Motor 12 zu übertragen.
Der niedrige Vorwärtsbetriebsbereich wird mit dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus 72 und der selektiven Positionierung des äußeren Rings 124 des Drehmomentübertragungsmechanismus 122 hergestellt. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 128 kann auch während der niedrigen Betriebsart eingerückt sein. Während der niedrigen Betriebsart rotieren die verstellbare Rolle 54 und der Planetenradsatz 20 gemeinsam. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 72 stellt sicher, dass dies erfolgen wird, da er den Planetenträger 64 direkt mit dem Sonnenrad 92 verbindet. Die Zwischenräder 102 und 104 kehren die Drehung der Rolle 54 um, so dass die Drehrichtung entgegengesetzt zu der des Motors 12 ist. Jedoch wird der Planetenträger 116 feststehend gehalten, so dass das Hohlrad 110 und die Abtriebswelle 118 in die gleiche Richtung wie der Motor rotieren.
Die Abtriebsdrehzahl in der niedrigen Betriebsart wird durch die Motordrehzahl sowie das Übersetzungsverhältnis der CVU 18 gesteuert. Wie im Fall des Rückwärtsbereichs beginnt die CVU 18 in der Position A einer maximalen Übersetzung ins Langsame und schreitet in Richtung der Position B einer maximalen Übersetzung ins Schnelle fort, während die Motordrehzahl auf einem konstanten Wert gehalten wird. Die Motordrehzahl kann jedoch, wenn es erwünscht ist, während dieses Betriebes verändert werden. Wenn das Übersetzungsverhältnis der CVU 18 sich an der Position B einer maximalen Übersetzung ins Schnelle befindet, wird die Abtriebswelle 118 mit annähernd der gleichen Drehzahl wie die Abtriebswelle des Motors 12 arbeiten.
An diesem Punkt wird der Drehmomentübertragungsmechanismus 40 eingerückt und der Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 122 wird ausgerückt. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 72 wird gelöst, was bewirkt, das der Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 88 aktiv wird, was eine Vorwärtsrotation des Planetenträgers 64 verhindert. Somit erzwingt das Sonnenrad 92, das von der CVU 18 angetrieben wird, eine Rückwärtsrotation des Hohlrades 94, was zu einer Vorwärtsrotation des Sonnenrades 108 führt.
Mit dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus 40 wird der Planetenträger 116 direkt mit der Drehzahl des Motors 12 angetrieben. Die Drehzahl der Abtriebswelle 118 ist annähernd konstant, wenn zwischen der niedrigen direkten Betriebsart und der mittleren Betriebsart umgeschaltet wird. Es ist auch ein Schaltvorgang mit doppeltem Übergang, das heißt zwei selektiv einrückbare Vorrichtungen werden ausgerückt, während zwei weitere selektiv einrückbare Vorrichtungen eingerückt werden. Die Verwendung der Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismen sorgt für einen glatten Wechsel mit doppeltem Übergang. Bei dem Wechsel wird der Drehmomentübertragungsmechanismus 40 eingerückt, während der Drehmomentübertragungsmechanismus 72 ausgerückt wird.
Die Drehzahl der Abtriebswelle 118 wird während der mittleren Betriebsart erhöht, indem fortgefahren wird, das Übersetzungsverhältnis der CVU von im Wesentlichen einem direkten Antrieb, der an dem Wechsel auftritt, der an der Position B einer Übersetzung ins Schnelle beginnt und in Richtung einer Position A einer Übersetzung ins Langsame fortschreitet, zu verändern. Wenn das Übersetzungsverhältnis der CVU 18 die Position A einer maximalen Übersetzung ins Langsame erreicht, wird das Getriebe geschaltet oder weist einen Übersetzungsverhältniswechsel von der mittleren Betriebsart zu einer hohen Betriebsart auf. Während der hohen Betriebsart ist der Drehmomentübertragungsmechanismus 72 eingerückt und der Drehmomentübertragungsmechanismus 88 ist gelöst. Der Wechsel von Mittel nach Hoch ist ein asynchroner Wechsel; jedoch wird dieser Wechsel durch die Verwendung des Einweg-Drehmomentübertragungsmechanismus 88 ermöglicht.
Während der hohen Betriebsart wird der Planetenradsatz 20 als eine einzige Einheit rotiert, was dazu führt, dass das Sonnenrad 108 in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Motors 12 angetrieben wird. Während der hohen Betriebsart ist es wieder möglich, die Motordrehzahl auf einem festen Wert zu halten, während das Übersetzungsverhältnis der CVU 18 von einem Übersetzungsverhältnis bei dem Wechsel in Richtung eines weiteren Zustandes einer Übersetzung ins Schnelle verändert wird. Wenn sich das Übersetzungsverhältnis der CVU 18 in Richtung eines Zustandes einer Übersetzung ins Schnelle ändert, wird die Drehzahl des Sonnenrades 108 in der Rückwärtsrichtung erhöht, was zu einer Zunahme der Drehzahl des Hohlrades 110, und somit der Abtriebswelle 118, in einer positiven oder Motordrehrichtung führen wird.
Aus der obigen Beschreibung ist nun festzustellen, dass die Rückwärtsbetriebsart und die niedrige Betriebsart beide Betriebsarten mit direktem Antrieb sind. Das heißt die gesamte Leistung von dem Motor wird über die CVU auf die Abtriebswelle 118 übertragen. Die zwei hohen Betriebsarten, zuerst die mittlere Betriebsart und anschließend die hohe Betriebsart, sind beide Betriebsabläufe mit aufgeteiltem Weg („Split“), wobei ein Teil der Leistung direkt von dem Motor über die Welle 42 auf den Planetenträger 116 übertragen wird, und ein Teil der Leistung durch die CVU 18 auf das Sonnenrad 108 übertragen wird. Somit sind die zwei hohen Betriebsarten Betriebsarten mit aufgeteiltem Weg, was die Drehmomentübertragung durch die CVU 18 reduziert. Diese Betriebsarten mit aufgeteiltem Weg sind effizienter als die Betriebsart mit direktem Weg.
Es ist anzumerken, dass die Verwendung der drei Betriebsarten auch für eine schmale Übersetzungsverhältnisänderung innerhalb der CVU während irgendeiner der Betriebsarten sorgt. Es sollte nun Fachleuten ersichtlich sein, dass sich das Übersetzungsverhältnis der CVU während des gesamten Betriebsspektrums von einem Zustand einer Übersetzung ins Langsame zu einem Zustand einer Übersetzung ins Schnelle ändert und die Drehzahl der Abtriebswelle während dieses Betriebes kontinuierlich erhöht wird.
Zusammengefasst umfasst ein Antriebsstrang ein stufenloses Getriebe mit einem Startmechanismus, einer stufenlos verstellbaren Einheit (CVU) und einem Paar Planetenradanordnungen. Das stufenlose Getriebe umfasst auch mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, die selektiv in Kombinationen von zweien eingerückt werden können, um eine Rückwärtsbetriebsart zwischen dem Startmechanismus und einer Getriebeabtriebswelle, eine niedrige direkte Betriebsart, eine mittlere Betriebsart mit Aufteilung und eine hohe Betriebsart mit Aufteilung herzustellen.

Claims

Antriebsstrang (10) mit einem stufenlosen Getriebe (14) mit drei Gängen, die einen direkten niedrigen Gang und zwei hohe leistungsverzweigte Gänge aufweisen, umfassend: eine Antriebswelle (38) zum Abgeben von Leistung an das stufenlose Getriebe (14), ein Getriebegehäuse (90), eine Abtriebswelle (118) zum Abgeben von Leistung von dem stufenlosen Getriebe (14), eine stufenlos verstellbare Einheit (18) mit einem Antriebselement (50), das kontinuierlich mit der Antriebswelle (38) und einem Abtriebselement (54) verbunden ist, eine erste Planetenradanordnung (20) mit einem Sonnenrad (92), das kontinuierlich mit dem Abtriebselement (54) verbunden ist, einem Hohlrad (94) und einer Planetenträgeranordnung (98), eine zweite Planetenradanordnung (22) mit einem Sonnenrad (108), das kontinuierlich mit dem Hohlrad (94) der ersten Planetenradanordnung (20) verbunden ist, einem Hohlrad (110), das kontinuierlich mit der Abtriebswelle (118) verbunden ist, und einer Planetenträgeranordnung (112), einen ersten Drehmomentübertragungsmechanismus (122) zum selektiven Verbinden der Planetenträgeranordnung (112) der zweiten Planetenradanordnung (22) mit dem Getriebegehäuse (90), einen zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus (72), der betreibbar ist, um zwei der Elemente der ersten Planetenradanordnung (20) zu verbinden, einen dritten Drehmomentübertragungsmechanismus (74), der betreibbar ist, um die Planetenträgeranordnung (98) der ersten Planetenradanordnung (20) kontinuierlich mit dem Getriebegehäuse (90) zu verbinden, einen vierten Drehmomentübertragungsmechanismus (40), der betreibbar ist, um die Antriebswelle (38) und die Planetenträgeranordnung (112) des zweiten Planetenradsatzes (22) zu verbinden, und einen fünften Drehmomentübertragungsmechanismus (88), der betreibbar ist, um die Planetenträgeranordnung (98) der ersten Planetenradanordnung (20) in einer Drehrichtung festzuhalten, wobei die Drehmomentübertragungsmechanismen in Kombinationen von zweien betreibbar sind, um drei Vorwärtsbetriebsarten und eine Rückwärtsbetriebsart zwischen der Antriebswelle (38) und der Abtriebswelle (118) herzustellen.
Antriebsstrang (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stufenlos verstellbare Einheit (18) während der drei Vorwärtsbetriebsarten von einem Zustand einer Übersetzung ins Langsame zu einem Zustand einer Übersetzung ins Schnelle verändert wird.