DE19631243A1

DE19631243A1 - Getriebeeinheit

Info

Publication number: DE19631243A1
Application number: DE19631243A
Authority: DE
Inventors: Gunter Dr Juergens
Original assignee: LuK Getriebe Systeme GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: DE19631236C2; DE19631243C2; DE19631281A1; DE19631294A1; DE19631216A1; DE19631236A1; DE19631281C2; DE19631294C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Hybridantriebsanordnung. Solche Getriebeeinheiten sind beispielsweise durch die DE 41 13 386 bekannt geworden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinheit insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Hybridantriebsanordnung zu schaffen, welche eine verbesserte Funktionsweise aufweist und mit einfachen Mitteln einen homo genen Abtriebsverlauf sicherstellt. Weiterhin lag die Aufgabe zugrunde, ein komfortableres Verhalten einer solchen Getriebeeinheit zu erreichen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, eine Steuerstrategie derart auszugestalten, daß der Wechsel von Antriebsaggregaten oder Energiespei chern komfortabel durchzuführen ist und die Antriebsanordnung mit geringen Verlusten betreiben zu können.

Erfindungsgemäß kann dies dadurch erreicht werden, daß eine Getriebeeinheit insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Hybridantriebsanordnung mit in Kraftfluß zu- und abschaltbaren Getrieben versehen werden kann. Vorteilhaft kann es in diesem Zusammenhang sein, wenn die Getriebe ein stufenlos ein stellbares Getriebe sowie zumindest ein weiteres Getriebe umfassen. Diese stufenlos einstellbaren Getriebe können beispielsweise Kegelscheibenum schlingungsgetriebe oder Toroid-Getriebe aber auch Reibrad-Getriebe bzw. Reibring-Getriebe sein. Die weiteren Getriebe können beispielsweise feste Übersetzungsstufen sein oder aber auch Überlagerungsgetriebe, wie bei spielsweise Planetengetriebe oder Differentiale, welche beispielsweise mit zwei Eingängen versehen sind und mit einem Ausgang, wobei eine Überlage rung der beiden Eingangsdrehzahlen derart durchgeführt werden kann, daß bei Eingangsdrehzahl ungleich null beispielsweise der Abtrieb eine Drehzahl von null aufweisen kann.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die weiteren Getriebe dem stufenlos einstellbaren Getriebe in Serie und/oder parallel zu- und abschaltbar sind.

Nach dem erfinderischen Gedanken kann es vorteilhaft sein, wenn der Aus gang des stufenlos einstellbaren Getriebes auf einen Eingang eines Überlage rungsgetriebes zu- und abschaltbar ist.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Eingang eines Getriebes mit festem Übersetzungsverhältnis mit einem Eingang der Getriebeeinheit ver bindbar ist. Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn der Ausgang eines Getrie bes mit festem Übersetzungsverhältnis einem Eingang des Überlage rungsgetriebes zu- und abschaltbar ist. Weiterhin kann es besonders zweck mäßig sein, wenn die dem stufenlosen Getriebe zu- und abschaltbaren Getrie be mittels Kupplungen zu- und abschaltbar sind. Insbesondere ist es vorteil haft, wenn wenigstens eine der Kupplungen eine reibschlüssige Kupplung ist, wie eine Reibungskupplung oder Lamellenkupplung oder Magnetpulverkupp lung. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kupplung eine trocken- oder naß laufende Kupplung ist.

Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine Kupplung in jedem Einrückzustand zwischen einem eingerückten und einem ausgerückten Zustand ansteuerbar und fixierbar ist. Diese Ansteuerung oder Fixierung kann mittels eines Stellmittels vorgenommen werden, das von einer Steuereinheit angesteuert wird. Das Stellmittel kann ein mechanisches Stellmittel, wie elek tromotorisch betätigte Ausrückgabel, oder ein hydraulisch angesteuertes Stellmittel sein, wie beispielsweise mittels Hydraulikzylindern angesteuerte Ausrückmittel oder beispielsweise ein Hydraulikzentralausrücker.

Weiterhin kann eine elektromotorische Betätigung direkt auf ein Ausrücklager als Stellmittel Verwendung finden. Die Stellmittel sind derart ansteuerbar, daß sie jede Position des Einrückzustandes zwischen einem vollständig eingerück ten und vollständig ausgerückten Zustand der Kupplung ansteuern und fixie ren können, so daß das übertragbare Drehmoment der Kupplung im wesentli chen kontinuierlich zwischen einem Wert null bei einer völlig ausgerückten Kupplungsposition und dem maximal übertragbaren Wert des Drehmomentes bei völlig eingerückter Kupplung einstellbar ist.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das übertragbare Drehmoment von zumindest einer Kupplung mittels einer Steuereinheit und einem Stellmittel gezielt angesteuert wird. Die Steuereinheit bedient bei einer Ansteuerung der Kupplung die Stellmittel mit einem Steuersignal, so daß die Stellmittel den gewünschten Einrückzustand positionieren und das übertragbare Drehmoment entsprechend den vorgegebenen Werten eingestellt wird. Entsprechend des erfinderischen Gedankens kann es vorteilhaft sein, wenn mittels zumindest einer gezielt ansteuerbaren Kupplung das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit gesteuert wird. Die Kupplung wird in diesem Falle derart angesteuert, daß das übertragbare Drehmoment geringer ist als das nominale Drehmoment, so daß das Abtriebsmoment sich durch das momentan maximal übertragbare Drehmoment ergibt. Im Falle eines höheren anliegenden Motormomentes wird die Kupplung in einen schlupfenden Zustand versetzt, so daß ein höheres Drehmoment als das momentan übertragbare Drehmoment nicht übertragen werden kann.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine Kupplung derart angesteuert wird, daß bei einem Anfahr- oder Ankriechvorgang und/oder bei einem Bereichswechsel und oder bei Zu- oder Abschaltvorgängen von Ener giequellen und/oder Energiespeichern die Kupplung schlupfend das übertrag bare Drehmoment steuert. Der Schlupf kann in diesem Falle größer gleich null sein, wobei die Größe des Schlupfes, d. h. die Größe der Differenz der Dreh zahl zwischen Eingangs- und Ausgangselement der Kupplung, bestimmt wird und als Steuergröße Verwendung finden kann, um das anliegende Drehmo ment zu steuern, wobei insbesondere bei einer Hybridantriebsanordnung die Schaltung der Antriebsaggregate und der Energiespeicher im Zusammenwir ken miteinander gesteuert werden kann, so daß gezielt Energieflüsse von einem Antriebsaggregat beispielsweise in einen Energiespeicher gelenkt wer den können oder aber die Antriebsaggregate beispielsweise abgeschaltet werden und die für den Fahrbetrieb notwendige Energie aus den Energiespei chern entnommen wird.

Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit zweckmäßig, wenn der Schlupf der Kupplung als Kenngröße verwendet wird, um die Ener gieaufnahme und -abgabe der Energiequellen und oder Energiespeicher zu steuern, wobei diese Steuerung in Abhängigkeit des Schlupfes und/oder ande ren Größen vorgenommen werden kann.

Weiterhin kann es nach dem erfinderischen Gedanken vorteilhaft sein, wenn eine Getriebeeinheit eine Steuereinheit, wie beispielsweise einer zentralen Computereinheit, aufweist, welche mit Sensoren und/oder anderen Elektroni keinheiten in Wirkverbindung steht und mittels ansteuerbarer Stellmittel die Übersetzung des stufenlos einstellbaren Getriebes und/oder das übertragbare Drehmoment von zumindest einer Kupplung ansteuert.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer Getriebeeinheit mittels einer Steuereinheit zumindest eine Kupplung angesteuert wird, wobei das übertrag bare Drehmoment der Kupplung das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit bestimmt und aufgrund des sich einstellenden Schlupfes innerhalb der Kupp lung die Antriebseinheiten, wie beispielsweise Verbrennungsmotor oder Elek tromotor und/oder Energiespeicher, wie beispielsweise mechanischer Energie speicher, wie Schwungrad, oder elektrischer Energiespeicher, wie Batterie oder Akkumulator, und/oder chemischer Energiespeicher in ihrer Momenten abgabe bzw. in ihrem Energiefluß gesteuert werden.

Bei Getriebeeinheiten nach dem erfinderischen Gedanken ist es besonders zweckmäßig, wenn der Schlupf der Kupplung, welche gezielt angesteuert wird, als Steuergröße verwendet wird, um die Energie- oder Momentenabgabe der Antriebseinheiten und/oder Energiespeicher zu regeln oder zu steuern.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn eine Kupplung, welche mittels der Steu ereinheit angesteuert wird und mittels des angesteuerten übertragbaren Drehmomentes das abtriebsseitige Drehmoment bestimmt wird, eine Kupp lung zum Wechsel von Übersetzungsbereichen des stufenlos einstellbaren Getriebes ist.

Bei Getriebeeinheiten der erfindungsgemäßen Art mit einem stufenlos einstell baren Getriebe und zumindest einem mittels Kupplungen zu- und abschaltba ren Getriebe insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, bei welchen die vorhandenen Antriebsquellen und/oder Energiespeicher als Funktion des Bedarfs und der Zeit zu- und ab- und/oder umgeschaltet werden, kann es vorteilhaft sein, wenn eine Steuereinheit das übertragbare Drehmoment von zumindest einer Kupplung ansteuert, wobei die zumindest zeitweise schlup fende Kupplung eine im wesentlichen gleichmäßige Drehmomentabgabe ge währleistet.

Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn das stufenlos einstellbare Getriebe ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe oder ein Toroid-Getriebe oder ein Reibrad-Getriebe oder ein Reibring-Getriebe ist.

Erfindungsgemäß kann es zweckmäßig sein, wenn bei einer Getriebeeinheit mit Hybridantriebsanordnung zumindest eine der Antriebseinheiten und der Energiespeicher vorhanden sind, wie Verbrennungsmotor, Elektromotor, me chanischer Energiespeicher, wie Schwungrad, elektrische Energiespeicher, wie Batterie oder Akkumulator, oder chemische Energiespeicher.

Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es bei Verfahren zur Steuerung einer Getriebeeinheit mit einer Hybridantriebsordnung insbesondere für Kraftfahrzeuge vorteilhaft sein, wenn das übertragbare Drehmoment von zumindest einer Kupplung angesteuert wird, um das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit zu steuern und der sich einstellende Schlupf als Steuergröße verwendet wird, um die Energie- oder Drehmomentabgabe oder -aufnahme der Antriebsaggregate und/oder Energiespeicher zu steuern.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Hybridantriebsanordnung für Kraftfahrzeuge, mit einer Antriebseinrichtung, die wenigstens zwei Antriebe aufweist, und einer Getriebeanordnung.

Bei bekannten Hybridantriebsanordnungen werden bislang i²-Getriebe ver wendet, bei denen der Regelbereich eines stufenlos steuerbaren Getriebes, beispielsweise eines Umschlingungswandlers, durch Zusatzelemente, wie Zahnräder und Klauenkupplungen, dadurch vergrößert wird, daß der Stellbe reich des Getriebes mehr als einmal ausgenutzt und funktionsmäßig hinterein andergeschaltet wird.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Hybridantriebsan ordnung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Aufbau einfacher ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei einer eingangs genannten Hybridan triebsanordnung dadurch gelöst, daß die Getriebeanordnung ein Nullregelge triebe mit einem stufenlos steuerbaren Drehmomentwandler, einem parallel dazu angeordneten zu- und abschaltbaren Übersetzungsgetriebe und einem diesem nachgeordneten Überlagerungsgetriebe aufweist.

Die Verwendung eines Nullregelgetriebes (auch "Geared-Neutral-Getriebe" genannt) hat den Vorteil, daß sein Aufbau einfacher als der eines i²-Getriebes ist.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Drehmomentwandler ein Umschlin gungs-, Reibrad-, hydrostatisches, hydrodynamisches oder elektrisches Ge triebe aufweist.

Ferner kann im Triebstrang ein Drehzahlwandler angeordnet sein, dessen Schlupf stufenlos steuerbar ist.

Das Übersetzungsgetriebe kann mittels des Drehzahlwandlers zu- und ab schaltbar sein.

Der Drehzahlwandler kann eine Rutschkupplung, wie beispielsweise eine Rei bungskupplung, oder ein stufenloses Getriebe aufweisen.

Mit der Antriebseinrichtung, dem Drehmomentwandler und dem Drehzahl wandler kann ein Steuergerät verbunden sein, durch das der Schlupf des Drehzahlwandlers in Abhängigkeit vom Zu- und Abschalten der Antriebe und/oder von motorbetriebenen Hilfsaggregaten (Kompressor einer Klimaanla ge, Servolenkungsantrieb) des Kraftfahrzeugs steuerbar ist.

Hierbei wird das übertragbare Drehmoment des Drehzahlwandlers bzw. der schlupfenden Kupplung im Triebstrang entsprechend dem vom Fahrer ge wünschten Abtriebsmoment beeinflußt. Ergibt sich aus der Momentenbilanz der Antriebseinrichtung (Energiequellen) bzw. des Fahrzeugs ein Überschuß an der Kupplung, so vergrößert sich der Schlupf in dieser. Diese Vergrößerung wird als Steuergröße für die Übersetzungsregelung des stufenlos steuerbaren Drehmomentwandlers bzw. Getriebes genutzt, zum Beispiel für den Betrieb mit Schwungrädern oder als Führungsgröße für einen Verbrennungskraftmotor oder Elektromotor. Bei Schlupfvergrößerung wird zum Beispiel die Überset zung in dem stufenlosen Getriebe bei Nutzung der Energiespeicherung eines Schwungrades in Richtung schneller verstellt, so daß das entnommene Mo ment höher ist und damit der Schlupf verringert wird. In der gleichen Weise lassen sich auch Energieflüsse im Schubbetrieb bzw. wechselweise zwischen Schwungrad und Verbrennungskraftmaschine, oder umgekehrt, steuern.

Der Vorteil dieser Art der Steuerung ist, daß die Drehmomentübertragungsfä higkeit einer stufenlos steuerbaren schlupfenden Kupplung besser be herrschbar ist, als die Übersetzungsänderungen in Getrieben oder die Drehmomentauf- und -abbaurampen von Energiequellen.

Vorzugsweise ist sodann dafür gesorgt, daß das Steuergerät eine Regelein richtung für die Übertragungsverhältnisse des Drehmoment- und des Dreh zahlwandlers und einen mit der Regeleinrichtung verbundenen Sollwertgeber aufweist, durch den ein Vorwärtsfahr-, ein Rückwärtsfahr- und ein Standbe reich in Abhängigkeit von einem gewünschten Drehmoment selbsttätig so einstellbar sind, daß

a) im Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich und im Standbereich das im Dreh zahlwandler übertragbare Drehmoment nur gleich dem gewünschten Drehmoment ist, und daß
b) in allen Bereichen das Übersetzungsverhältnis des Drehmomentwandlers so geregelt wird, daß die die Drehmomentrichtung bestimmende Drehzahldiffe renz zwischen Ein- und Ausgang des Drehzahlwandlers nahe Null ist.

Bei dieser Ausbildung ist der gewünschte Abtriebsdrehmomentverlauf in Ab hängigkeit vom Drehmoment und der Drehzahl der Antriebseinrichtung selbst tätig derart einstellbar, daß ein gewünschter Komforteindruck, zum Beispiel einem konventionellen Automatikgetriebe entsprechend, mit möglichst gerin gen Verlusten in den Triebstrangelementen entsteht. Während der Kom forteindruck aufgrund der stufenlosen Steuerung der Drehzahl weiterhin dem eines gewöhnlichen Automatikgetriebes mit stufenlos steuerbarem Drehmo mentwandler entspricht, bleiben die hauptsächlich durch den schlupfenden Drehzahlwandler im Triebstrang bedingten Verluste sehr gering, weil die die Verluste mitbestimmende Drehzahldifferenz und damit der Schlupf des schlup fenden Drehzahlwandlers bzw. der Kupplung stets nahe Null gehalten wird. Eine Steuerung der gesamten Anordnung ist allerdings nur dann möglich, wenn die Kupplung schlupft und der Schlupf als Steuergröße existent ist. Bei einer Betriebssituation, bei der der Schlupf gleich Null ist, bestimmt die Kupp lung nicht mehr das An- und Abtriebsmoment im Triebstrang, sondern das An- und Abtriebsmoment kann auch geringer sein als das übertragbare Mo ment der Kupplung.

Sodann kann der Sollwertgeber so einstellbar sein, daß das durch das stufen los steuerbare Getriebe bestimmte Übersetzungsverhältnis des Triebstrangs zwischen der Antriebseinrichtung und den Abtriebsrädern des Kraftfahrzeugs in beiden Fahrbereichen (vorwärts oder rückwärts) eine niedrige Abtriebsdreh zahl, entsprechend einem gewünschten Kriechmoment, ergeben würde. Bei dieser Art der Übersetzungsregelung des stufenlos steuerbaren Getriebes kann sich das Kraftfahrzeug entsprechend dem durch die schlupfende Kupplung vorgegebenen Kriechmoment nur langsam vorwärts- oder rückwärtsbewegen. Da das Kupplungsmoment aufgrund der Getriebestruktur direkt proportional dem Abtriebsmoment ist, ohne daß die Übersetzung des stufenlos steuerbaren Getriebes eingeht, ist eine präzise Steuerung des Kriechmoments einfach möglich. Die Übersetzungsregelung bestimmt nur die Richtung des Kriechmo ments und die Höhe der Verluste. Bei einer Übersetzung, die genau dem Gea red-Neutral-Punkt entspricht (d. h. einer Abtriebsdrehzahl Null), ist mithin die Richtung des Kriechmoments unbestimmt, aber auch die Verlustleistung null.

Bislang schwingt die Regelgröße bei einer Übersetzungsregelung immer etwas um den Sollwert, so daß im Stillstand ein "Schwingen" des Fahrzeugs spürbar ist.

Durch die vorgeschlagene Übersetzungsregelung, nämlich eine geringe Ab triebsdrehzahl je nach Fahrbereich vorwärts oder rückwärts vorzugeben, kann das Schwingen vermieden werden, da das Moment im Abtriebsstrang dann nur vom Moment der Kupplung abhängt. Das Schwingen der Drehzahlrege lung ergibt ein Schwingen der Verlustleistung, ist aber nicht spürbar.

Im Bereich "Neutral" bewirkt die Übersetzungsregelung, daß die Drehzahldif ferenz im Drehzahlwandler der Kupplung, je nach Geschwindigkeitsbereich und Drehzahl der Antriebseinrichtung Null oder nahe Null ist. Da jedoch die Kupplung nicht druckbeaufschlagt ist, ist der Triebstrang nicht kraftschlüssig, also in "Neutral".

Das Überlagerungsgetriebe kann in einfacher Weise als Planetengetriebe aus gebildet sein, dessen Steg über ein Stirnradgetriebe mit der Abtriebsseite des Drehzahlwandlers verbunden ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Steuern des Abtriebsmo ments eines Antriebsstrangs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 34 und betrifft weiter eine Vorrichtung zum Steuern des Abtriebsmoments gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 35.

In der Praxis werden innerhalb von Antriebssträngen häufig Antriebsquellen verwendet, deren Abtriebsmoment sich ändert, ohne daß eine Bedienungs person diese Änderung über ein Betätigungsglied eingibt. Beispielsweise schalten sich Zusatzaggregate, wie Kühlerlüfter, Klimaanlagen, Lenkhilfe pumpen, Stromerzeugungsgeneratoren, Elektromotoren usw. plötzlich ein und beeinflussen dadurch das Abtriebsmoment. In der Praxis ist jedoch er wünscht, daß sich das Abtriebsmoment nur ändert, wenn eine Bedienungs person eine solche Änderung über ein Betätigungsglied eingibt. Die selbst tätige Ausregelung von nicht erwünschten Änderungen des Abtriebsmoments stellt ein gravierendes regelungstechnisches Problem dar, da der Drehmomen tauf- und -abbau von Antriebsquellen in Abhängigkeit von irgendwelchen Steuergrößen oder Übersetzungsänderungen in Getrieben außerordentlich komplexe Verläufe haben.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß mit einfachen Mitteln ein gleichmäßiger Verlauf eines eingestellten bzw. gewünschten Abtriebsmoments des Antriebsstrangs erreicht wird.

Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 34 gelöst. Der die Vorrichtung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 35 gelöst.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß die Drehmomentüber tragungsfähigkeit einer Reibungskupplung außerordentlich präzise steuerbar ist und der an einer solchen Reibungskupplung herrschende Schlupf sehr genau erfaßbar ist, so daß er sich gut als Rückkoppelungsgröße eignet, mit der der Antriebsstrang derart veränderbar ist, daß sich ein gewünschter Soll schlupf an der gesteuerten Reibungskupplung wieder einstellt bzw. über die Zeitdauer der Ausregelung möglichst erhalten bleibt.

Die Unteransprüche 36 bis 41 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gerichtet.

Nullregelgetriebe, wie sie in der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 4 verwendet werden, sind an sich bekannt und beispielsweise in Oetting, H. und Heidemeier, P.: "Stufenlose Getriebe für Personenkraftwagen", VDI- Berichte 579 beschrieben.

Anhand der Fig. 1 bis 10 sei die Erfindung näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Antriebsstranges eines Fahrzeuges,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Antriebsstranges eines Fahrzeuges,

Fig. 3 eine schematische Darstellung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung,

Fig. 5 ein Prinzipbild einer Vorrichtung zum Durchführen des erfin dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 6 ein Diagramm zur beispielhaften Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7 eine gegenüber Fig. 5 abgeänderte Antriebsquelle,

Fig. 8 eine gegenüber Fig. 5 abgeänderte Ausführungsform der Vor richtung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Triebstranges und

Fig. 10 ein Diagramm.

In Fig. 1 ist ausgehend von einer Brennkraftmaschine 1, wie Verbrennungs motor oder Turbine, die Abtriebswelle 2 mit einer Kupplung 3 mit dem weite ren Antriebsstrang verbindbar. Das System stellt eine Hybridantriebsanord nung dar, welche in wesentlichen zumindest zwei Antriebsaggregate und/oder Energiespeicher aufweist, die als Antriebsquelle dem Antriebsstrang zu- und abschaltbar sind.

Weiterhin ist ein Schwungrad 4 mittels einer Kupplung 5 dem Antriebsstrang zuschaltbar. Dem Schwungrad nachgeordnet ist der Rotor eines Elektromotors 6, wobei der Stator 7 koaxial dazu angeordnet ist. Der Elektromotor 6 wird von einer Batterie bzw. einem Akkumulator gespeist, wobei der Elektromotor auch im Generatorbetrieb betrieben werden kann und somit beispielsweise bei Bremsvorgängen Energie in elektrischen Strom umwandelt und dieser Strom mittels der Batterie bzw. des Akkumulators gespeichert werden kann.

Weiterhin ist dem Elektromotor eine Kupplung 9 nachgeordnet, welche die Getriebeeingangswelle mit dem vorgeschalteten Antriebsstrang verbindet. Die Getriebeeingangswelle 10 ist mit einem Kegelscheibenpaar 11 des stufenlosen Getriebes 12 verbunden, wobei von diesem Kegelscheibenpaar 11 auf ein weiteres Kegelscheibenpaar 13 ein Drehmoment mittels des Umschlingungs mittels 14 übertragen werden kann. Zur Anpreßung des Umschlingungsmittels dienen die Kolben-Zylindereinheiten 15a, 15b, welche einen übersetzungsab hängigen und lastabhängigen Wert der Anpreßung des Umschlingungsmittels erzeugen, damit das Umschlingungsmittel zu keinem Zeitpunkt schlupf oder rutscht.

Die Abtriebswelle 16 des stufenlosen Getriebes ist mit dem Sonnenrad eines Übersetzungs- oder Überlagerungsgetriebes verbunden. Die Getrie beeingangswelle 10 ist weiterhin mittels einer Kupplung 17 und einer festen Getriebestufe 18 mit dem Planetenträger 19 des Übertragungs- oder Über lagerungsgetriebes verbunden. Die Abtriebswelle des Überlagerungsgetriebes 20 ist mit dem Hohlrad verbunden, wobei diese mit einem Differential 21 wirkverbunden ist und im Antriebsstrang weiterhin die Antriebsachsen 22 und die Antriebsräder 23 folgen.

Die feste Getriebestufe 18 ist mittels der Kupplung 17 zu- und abschaltbar und weiterhin ist der Planetenträger 19 mit dem Hohlrad 24 über die Kupp lung 25 verbindbar, so daß das Hohlrad mit dem Planetenträger als ganzer Block umläuft, falls die Kupplung 25 geschlossen ist.

In dem dargestellten Beispiel können die Energiespeicher bzw. die An triebseinheiten 1, 4 und 6 in beliebiger Kombination parallel in Funktion sein, so daß die Energie bzw. die Leistungsflüsse von den Antriebseinheiten auf die Abtriebsräder wirken können, wobei in anderen Fahrsituationen auch im um gekehrten Sinne Energieflüsse in die Energiespeicher gelenkt werden können, wobei z. B. bei einem Bremsvorgang die kinetische Energie des Fahrzeuges zumindest teilweise in kinetische Energie beispielsweise eines Schwungrades umgewandelt wird und/oder mittels des Elektromotors in Generatorbetriebs weise oder mit einem extra Aggregat die kinetische Energie des Fahrzeuges zumindest teilweise in elektrische Energie umgewandelt wird und mittels Bat terien oder Akkumulatoren gespeichert wird.

Weiterhin zeigt die Abbildung einen Funktionsblock 26, welcher die zentrale Rechen- oder Steuereinheit darstellt. Diese zentrale Steuer- oder Rechenein heit ist über Signalleitungen mit den Antriebsmaschinen, den Energiespeichern sowie den Stellelementen zur Verstellung der Übersetzung des stufenlosen Getriebes als auch den Verstellelementen zur Ansteuerung der Kupplungen verbunden.

Die an die zentrale Steuereinheit 26 angeschlossenen Sensoren, wie Dreh zahlsensoren oder Drucksensoren oder Wegsensoren oder Kraftsensoren, welche zur Detektion der Einstellung von Stellgliedern oder zur Detektion von Systemparametern verwendet werden, sind in der Zeichnung nur beispielhaft dargestellt.

Die zentrale Steuereinheit 26 erhält über die Sensoren Signale, welche den aktuellen Betriebszustand charakterisieren. Aus den zur Verfügung stehenden Daten kann aufgrund von Funktionen bzw. Programmroutinen oder auch vorgegebenen Wertetabellen das momentan notwendige übertragbare Drehmoment, bzw. die momentan notwendige Übersetzung des stufenlosen Getriebes, bzw. der momentan günstigste, wie verbrauchsgünstigste oder energiesparendste Betriebsanordnungregelung oder -steuerung, eingestellt werden.

Nach einer Vorgabe des aktuellen Betriebspunktes kann aufgrund von vorge gebenen Entscheidungskriterien, wie beispielsweise Verbrauchskriterien, bzw. Energieverbrauchskriterien, das System derart angesteuert werden, daß im mer ein minimaler Energieverbrauch angesteuert wird im Vergleich zu den vom Kraftfahrer gewünschten Drehmoment bzw. zu der gewünschten Lei stung, wobei in manchen Betriebssituationen, wie beispielsweise beim Brem sen, eine Energierückgewinnung der kinetischen Energie des Fahrzeuges vor genommen werden kann.

Die Fig. 2 zeigt einen Verbrennungsmotor 100, wie Brennkraftmaschine, welcher über eine Kupplung 101 mit dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, wobei ein Schwungrad 102 über eine Kupplung 103 mit dem Antriebsstrang verbindbar ist. Nachgeordnet ist ein Elektromotor 104 im An triebsstrang plaziert, welcher sowohl als Elektromotor oder als Generator betrieben werden kann, wobei ein Steuergerät 105 den Elektromotor bzw. den Generator steuert und ein Stromfluß von einer Batterie oder Akkumulator 106 bzw. an diesen gesteuert wird. Nachgeordnet ist ein Getriebe 107 im Antriebsstrang plaziert, wobei das Getriebe 107 ein stufenloses Getriebe 108 umfaßt sowie weitere Getriebestufe 109 und 110 und der Abtrieb des Getrie bes 111 über ein Differential 112 mit zumindest einer Antriebswelle 113 ver bunden ist und die Antriebswelle ein Rad 114 beispielsweise eines Kraftfahr zeuges antreibt.

Die Getriebeeinheit 107 ist in der Ausführungsform eines Geared-Neutral- Getriebes ausgeführt, wobei der stufenlose Teil 108 eingangsseitig mit der Antriebswelle 115 verbunden ist und der Ausgang des stufenloses Teiles mit dem Sonnenrad des Summiergetriebes, wie Planetengetriebe, verbunden ist und dies mit einer Kupplung verblockbar ist. Weiterhin ist das Getriebe 109 mit einer festen Übersetzungsstufe ebenfalls ausgangsseitig auf einen Eingang des Summiergetriebes 110 schaltbar, wobei die Kupplung 116 diesen Schalt vorgang gewährleistet.

Das Steuergerät 120 ist in Signalverbindung mit Sensoren, welche die Dreh zahlen bzw. Momente des Systems charakterisieren oder detektieren, wobei über die Signalleitung 121, 130 die Ein- und Ausgangsdrehzahl des Variators bzw. die Übersetzung detektiert werden kann und über die Leitung 122 Steu erbefehle von der Steuereinheit an das Stellglied des Variators gesendet wer den. Die Verbindungsleitung 123 stellt die Informationsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Steuergerät dar, wobei Motordrehzahlen und Motormomente beispielsweise zur Weiterverarbeitung an die Steuerein heit übertragen werden. Weiterhin wird über die Signalleitung 124 die Kupp lung 101 angesteuert, wobei über die Signalleitung 125 die Drehzahl des Schwungrades detektiert wird und über die Leitung 126 der Steuerbefehl an das Stellglied der Kupplung 103 übermittelt wird. Weiterhin sind die Signallei tungen 127 und 128 vorgesehen, welche die Kupplung 116 ansteuern sowie den Variator 129, wobei diese jeweils den Anpreßdruck bzw. ein dementspre chendes Signal vorgeben. Über die Signalleitung 132 wird die Kupplung des Summisergetriebes angesteuert.

Mittels der Drehzahl- und Momentenmessungen an den jeweiligen Antrieb saggregaten 100, 104 sowie Energiespeichern 102,106 und der Überset zungssteuerung bzw. -regelung des Variators sowie mittels der gezielten An steuerung der Kupplungen 116 und 131, kann der Schlupf in den Kupplungen zu jedem Zeitpunkt detektiert werden und mit Hilfe des Schlupfes die gezielte Ansteuerung der Antriebsaggregate und Energiespeicher derart vorgenommen werden, daß zu jedem Zeitpunkt ein energetisch günstigster Betriebsbereich ausgewählt werden kann. Unter der Prämisse eines solchen energetisch gün stigen Zustandes kann beispielsweise eine Rückführung der kinetischen Ener gie des Fahrzeuges in die kinetische Energie des Schwungrades umgewandelt werden, oder aber diese kinetische Energie des Fahrzeuges wird insbesondere beim Abbremsen in elektrische Energie mittels des Generators umgewandelt, wobei im Beschleunigungsfalle die Energie des Schwungrades zur Fahrzeug beschleunigung herangezogen werden kann, oder aber der Elektromotor, aus der Batterie gespeist, eingesetzt werden kann. Das Steuergerät steuert somit über den Schlupf in zumindest einer Kupplung das Abtriebsmoment der Ge triebeeinheit, wobei dieses Abtriebsmoment proportional zu dem übertragba ren Drehmoment der angesteuerten Kupplung ist.

Eine Änderung im Eingangsmoment der Getriebeeinheit führt zu einer Erhö hung des Schlupfes in der Kupplung, wobei bei einer Verstellung des Überset zungsverhältnisses des stufenlosen Getriebes innerhalb der Getriebeeinheit in Richtung kleiner, bei gleichem Abtriebsmoment das Eingangsmoment größer ist, wobei das überschüssige Moment zur Drehzahlerhöhung des getriebeein gangsseitigen Zweiges geringer wird. Die Drehzahlerhöhung kann somit aus geregelt werden, so daß der Schlupf wieder den gewünschten Betrag an nimmt.

Vorteilhaft ist, daß das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit bzw. des Fahr zeuges konstant bleibt und direkt beeinflußbar ist wegen des Schlupfs in der Kupplung, d. h., mit diesem angesteuerten Schlupfmoment in der Kupplung kann das System Getriebeeinheit und Hybridantrieb derart gesteuert werden, daß das Abtriebsmoment bestimmt wird, bzw. festgelegt wird, wobei der Schlupf in der angesteuerten Kupplung aus energetischen Gründen sehr klein sein muß und aus Gründen der Steuerung sehr klein angesteuert werden kann. In diesem Zusammenhang bedeutet sehr klein einen Schlupf in der Größenordnung von 0,5 bis 10 Umdrehungen pro Minute.

Weiterhin ist es zweckmäßig, eine schlupfende Kupplung in dem Antriebs strang des Fahrzeuges anzusteuern, da bei einer schlupfenden Kupplung Drehmomentstöße vom Antriebsmotor, bzw. aufgrund von Umschaltvorgän gen der Antriebseinheiten oder Energiespeicher, bzw. abtriebsseitig einwir kende Drehmomentstöße, mittels der schlupfenden Kupplung gefiltert werden können.

Nach Fig. 3 sind im Triebstrang zwischen einer Antriebseinrichtung 401 und Antriebsrädern 402 eines Kraftfahrzeugs auf einer mit der Antriebseinrichtung 401 verbundenen Welle 403 ein Torsionsdämpfer 404, eine stufenlos steuer bare kraftschlüssige Kupplung K1, hier eine Lamellen- oder Reibungskupplung, als Drehzahlwandler und die Primärseite eines als Drehmomentwandler die nenden, stufenlos steuerbaren Getriebes 405, hier eines Umschlingungsge triebes, als Drehmomentwandler angeordnet. Die Sekundärseite des Getriebes 405 treibt über eine Welle 406 das Zentralrad eines Umlaufgetriebes 407, hier eines Planetengetriebes, an, dessen Hohlkranz über eine Welle 408, ein Stirn radgetriebe 409 und ein Differentialgetriebe 410 mit den Antriebsrädern 402 verbunden ist. Der Steg des Umlaufgetriebes 407 ist über ein Stirnradgetriebe 411 mit der Abtriebsseite der Kupplung K1 verbunden. Das Umlaufgetriebe 407 läßt sich mittels einer zweiten stufenlos steuerbaren schlupfenden Kupp lung K2 überbrücken, die einerseits mit dem Stirnradgetriebe 411 und dem Stegrad des Umlaufgetriebes 407 und andererseits mit dem Hohlkranz des Umlaufgetriebes 407 verbunden ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, das stufenlos steuerbare Getriebe 405 sowohl für einen Nullregelbetrieb (Geared-Neutral-Betrieb) bei geschlossener Kupplung K1 und geöffneter Kupplung K2 in den Fahrbereichen "Vorwärts", "Rückwärts" und "Neutral" als auch bei geöffneter Kupplung K1 und geschlossener Kupplung K2 im üblichen Betriebe zu benutzen.

Mit der Antriebseinrichtung 401 ist der Sollwertgeber 412 für eine Regelein richtung 413 verbunden, die ihrerseits mit dem Triebstrang verbunden ist.

Dem Sollwertgeber 412 wird ein auf der Abtriebsseite gewünschtes Drehmo ment M_a, das einen festen oder sich zeitlich ändernden Wert aufweisen kann, nach Maßgabe des Fahrers, beispielsweise in Abhängigkeit von der Gaspedal stellung, als Wählsignal und der Antriebseinrichtung 401 als Steuersignal zugeführt. Die Vorgabe des gewünschten Abtriebsdrehmoments M_a in Ab hängigkeit von der Zeit t ist schematisch durch eine Funktionseinheit 414 dargestellt. Ferner erhält der Sollwertgeber 412 aus der Antriebseinrichtung 401 darin gemessene Signale, die der Eingangsdrehzahl n_e und dem Ein gangsdrehmoment M_e des Triebstrangs entsprechen. Darüber hinaus kann der Fahrer mittels eines nicht dargestellten Wählhebels am Sollwertgeber 412 einen Standbereich P (Parken) und N (Neutral) sowie einen Rückwärts- und einen Vorwärtsfahrbereich einstellen. Der Sollwertgeber 412 enthält einen Speicher, in dem zuvor ermittelte Wertepaare von Drehzahldifferenzen Δn zwischen Ein- und Ausgangsseite der Kupplung K1 und von Kupplungsmo menten M_K1, die von der Kupplung K1 übertragen werden sollen, in Abhän gigkeit von den jeweiligen Größen M_a, n_e und M_e einander so zugeordnet und gespeichert sind, daß ihr Produkt Δn_*M_K1 stets ungefähr gleich Null, aber nicht gleich Null ist. Ferner enthält der Speicher für ein gewünschtes Ab triebsmoment M_a, das einem geringen Kriechmoment M_Kr mit einem Betrag B, der zwischen null und beispielsweise fünfzig Newtonmeter (Nm) liegt, eine diesem Betrag zugeordnete Drehzahldifferenz bzw. Schlupfdrehzahl Δn zwi schen Ein- und Ausgangsseite der Kupplung K1 im Betrag von A, der zwi schen null und beispielsweise fünfzig Umdrehungen pro Minute liegt, jeweils für den Rückwärtsfahrbereich und den Vorwärtsfahrbereich, wobei die Schlupfdrehzahl im Rückwärtsfahrbereich einen negativen Wert A und im Vorwärtsfahrbereich einen positiven Wert A hat. Für gewünschte Abtriebs momente M_a, die größer als das Kriechmoment M_Kr sind, also Fahrmomenten M_F entsprechen, sind dem gewünschten Moment M_a proportionale Werte C_*M_a für den Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrbereich gespeichert (mit C = const.). In den Standbereichen P, N sind die Momente M_Kr und M_F sowie die Drehzahldifferenz Δn dagegen Null.

Der Sollwertgeber 412 führt dann der Regeleinrichtung 413 zum einen ein Sollwertsignal zu, das einer nach Maßgabe der Eingangssignale M_a, n_e und M_e aus dem Speicher abgerufenen Drehzahldifferenz Δn entspricht, und zum anderen ein Sollwertsignal für den Druck p_Ki zu, das ebenfalls aus dem Spei cher des Sollwertgebers 412 nach Maßgabe seiner Eingangssignale M_a, n_e und M_e abgerufen wird und den Druck bestimmt, mit dem die beiden Kupp lungshälften der Kupplung K1 zusammengedrückt werden, um das gewünsch te zu übertragende Drehmoment M_K1 der Kupplung K1 einzustellen.

Ein die Drehzahl n₁ auf der Primärseite des Umschlingungswandlers 405 mes sender Drehzahlfühler 415 und ein die Drehzahl n₂ auf der Sekundärseite des Umschlingungswandlers 405 messender Drehzahlfühler 416 führen der Rege leinrichtung 413 jeweils ein den gemessenen Drehzahlen n₁ und n₂ ent sprechendes Istwertsignal zu, das in der Regeleinrichtung 413 mit dem Soll wertsignal für die Drehzahldifferenz Δn verglichen wird. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis wird dann dem Umschlingungswandler 405 ein Stell signal für den Druck p₁ auf der Primärseite und ein Stellsignal für den Druck p₂ auf der Sekundärseite des Umschlingungswandlers 405 zugeführt. Diese Stellsignale verstellen dann über die primär- und sekundärseitigen Druckzylin der des Umschlingungswandlers 405 durch Zusammendrückung des jeweili gen Scheibenpaares die Lage des Umschlingungsmittels und damit das Über setzungsverhältnis i = n₁/n₂ des Umschlingungswandlers 405 so, daß sich die den jeweiligen Eingangssignalen des Sollwertgebers 412 zugeordnete Drehzahldifferenz Δn an der Kupplung K1 ergibt. Desgleichen mißt gegebenen falls ein (nicht dargestellter) Druckfühler an der Kupplung K1 den Istwert p_K1 des Drucks, mit dem die Kupplungshälften der Kupplung K1 zusammenge drückt werden, und führt diesen Istwert der Regeleinrichtung 413 zu. Die Regeleinrichtung 413 vergleicht dann den Istwert mit dem ihr vom Sollwert geber 412 zugeführten Drucksollwert p_K1 und regelt eine Differenz zwischen Soll- und Istwert so aus, daß am Drucksignalausgang für den Druck p_K1 der Kupplung K1 ein dem Sollwert entsprechendes Stellsignal erzeugt wird und die Kupplung K1 entsprechend zusammendrückt. Bei geöffneter Kupplung K2 ergibt dann das Übersetzungsverhältnis i bei einem Vorwärtsübersetzungsver hältnis i_vw einen positiven Sollwert der Drehzahldifferenz Δn (siehe das in der Regeleinrichtung 413 eingetragene Diagramm) und bei einem Rückwärtsüber setzungsverhältnis i_rw einen negativen Sollwert für die Drehzahldifferenz Δn, dagegen für den Neutralbereich bei dem Sollwert Null für die Drehzahldifferenz An einem Drehzahlverhältnis i_Q für den Geared-Neutral-Punkt, bei dem die Abtriebsdrehzahl n_a gleich null ist.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Verluste in der Kupplung K1 über den gesamten Betriebsbereich sehr klein sind, da das diese Verluste bestim mende Produkt Δn_*M_K1 über den gesamten Betriebsbereich ungefähr null, d. h. sehr klein, aber ungleich null ist und die Richtung des Schlupfes Δn ergibt ein Kriechmoment in der gewünschten Fahrtrichtung. Das gleiche gilt sinnge mäß im Bereich 2 für die Kupplung K2.

Da ferner ein sehr niedriges Abtriebsmoment B, entsprechend einem Kriechmoment, bei sehr kleiner Schlupfdrehzahl A und entsprechend geringem Übersetzungsverhältnis i, mithin geringer Abtriebsdrehzahl, sichergestellt ist, kann das bei bisherigen Übersetzungsregelungen im Stillstand auftretende Schwingen des Fahrzeugs vermieden werden, da das Moment im Triebstrang dann nur vom Moment der Kupplung K1 abhängt.

Fig. 4 stellt schematisch die Anwendung des Triebstrangs nach Fig. 3 in einer Hybridantriebsanordnung dar, bei der die Antriebseinrichtung 501 mehrere Antriebe, im weitesten Sinne "Energiequellen", enthält. Dargestellt ist eine Verbrennungskraftmaschine 518 mit zugehöriger Kupplung 519 in Form einer Reibkupplung, ein Schwungrad 520 mit zugehöriger Kupplung 521, ebenfalls eine Reibkupplung, eine elektrische Maschine 522, die als Elektromotor oder Generator betrieben werden kann, und eine Batterie 523 mit zugehörigem Steuergerät 524 zwischen der elektrischen Maschine 522 und der Batterie 523. Der Sollwertgeber 512 und die Regeleinrichtung 513 nach Fig. 4 sind in einem Steuergerät 525 enthalten, dem wie bisher dem gewünschten Ab triebsdrehmoment M_a als Funktion der Zeit t, der Drehzahl n_M und dem Drehmoment M_M der Verbrennungskraftmaschine 518 entsprechende Signale, und den Istwerten der Drehzahlen n₁ und n₂ des Umschlingungswandlers 505 entsprechende Signale und das Istwertsignal des Drucks p_Ki der Kupplung K1 zugeführt werden. Zusätzlich wird dem Steuergerät 525 ein der Drehzahl n_s des Schwungrads 520 entsprechendes, durch einen Drehzahlfühler 526 ge messenes Signal zugeführt. Das Steuergerät 525 erzeugt ferner ein Stellsignal für den Druck p_KM der Kupplung 519 und ein Stellsignal für den Druck p_ks der Kupplung 521 des Schwungrads und steuert darüber hinaus das Steuergerät 524.

Die Verwendung des im Triebstrang enthaltenen Nullregelgetriebes (Geared- Neutral-Getriebes) anstelle bisher verwendeter i²-Getriebe hat den Vorteil, daß der Aufwand an Kupplungen im Triebstrang geringer ist.

Sodann läßt sich mittels des Steuergeräts 525 ein stetiger, stoßfreier (dem Fahrer angenehmer) Wechsel der Antriebe und Energieflußrichtungen mit weitgehend gleichmäßiger Abtriebsdrehmomentabgabe an das Fahrzeug erzie len, auch wenn die Höhe und Richtung der Energieflüsse zu und von den Antrieben bzw. Energiequellen oder dem Fahrzeug schwanken kann. Dies wird durch die Beeinflussung der schlupfenden Kupplung K1 bzw. K2 ent sprechend dem vom Fahrer gewünschten Abtriebsdrehmoment erreicht. Ergibt sich aus der Momentenbilanz der Antriebe bzw. dem Schub des Fahrzeugs ein Überschuß an der Kupplung K1 bzw. K2, so wird sich der Schlupf in dieser vergrößern. Dies wird als Steuergröße für die Übersetzungsregelung des stu fenlosen Getriebes 505 herangezogen, z. B. für den Betrieb mit dem Schwungrad 520, oder als Führungsgröße für die Verbrennungskraftmaschine 518 oder den Elektromotor 522. Bei einer Schlupfvergrößerung wird z. B. die Übersetzung in dem stufenlosen Getriebe 505 bei Nutzung der Energiespei cherung des Schwungrads 520 in Richtung höher verstellt, so daß das für die Schwungradbeschleunigung entnommene Moment höher ist. In gleicher Wei se lassen sich auch die Energieflüsse im Schubbetrieb bzw. wechselweise zwischen Schwungrad 520 und Verbrennungskraftmaschine 518, oder umge kehrt, steuern.

Der Vorteil einer derartigen Steuerung besteht darin, daß sich die Drehmo mentübertragungsfähigkeit der Kupplung K1, bzw. K2, präzise und besser steuern läßt als Übersetzungsänderungen in Getrieben oder die Drehmoment auf- und -abbaurampen von Energiequellen.

Wenn bei einem gewünschten Abtriebsdrehmoment M_a und dazu proportiona lem Moment in der Kupplung K1, bzw. K2, eine Änderung im Eingangsmo ment M_Ge des Nullregelgetriebes eintritt, wird sich bei Erhöhung dieses Ein gangsmoments der Schlupf in der Kupplung K1/K2 vergrößern. Das höhere Eingangsmoment wird zur Drehzahlerhöhung des getriebeeingangsseitigen Zweigs führen. Für das getriebeeingangsseitige Moment M_Ge gilt

M_Ge = M_a/i_g (1).

Darin ist g die Gesamtübersetzung des Nullregelgetriebes.

Das Moment in der Kupplung K1 ist proportional dem gewünschten Drehmo ment M_a. Wird nun die Gesamtübersetzung i_g in Richtung "kleiner" verstellt, ist bei gleichem Abtriebsdrehmoment M_a (wegen des veränderlichen Moments der Kupplung K1) das getriebeeingangsseitige Moment M_Ge gemäß Gleichung (1) größer. Das überschüssige Moment zur Drehzahlerhöhung des getriebein gangsseitigen Zweigs wird geringer; die Drehzahlerhöhung kann ausgeregelt werden, so daß die Drehzahldifferenz Δn den gewünschten Betrag wieder annimmt. Dies hat den Vorteil, daß das gewünschte Abtriebsdrehmoment M_a konstant bleibt, direkt beeinflußt durch das Moment in der schlupfenden Kupplung K1. Aus energetischen Gründen ist dieser Schlupf sehr klein.

Eine Hybridantriebsanordnung für Kraftfahrzeuge hat eine Antriebseinrichtung 501, die wenigstens zwei Antriebe 518, 520, 522 aufweist, und eine Getrie beanordnung. Bislang wird in einer solchen Hybridantriebsanordnung ein i²- Getriebe verwendet. Um den Aufbau der Getriebeanordnung zu vereinfachen, ist nunmehr vorgesehen, daß die Getriebeanordnung ein Nullregelgetriebe mit einem stufenlos steuerbaren Drehmomentwandler 505, einem parallel dazu angeordneten zu- und abschaltbaren Übersetzungsgetriebe 511 und einem diesem nachgeordneten Überlagerungsgetriebe 507 aufweist. Ein solches Nullregelgetriebe (auch "Geared-Neutral-Getriebe" genannt) kommt ohne formschlüssige Kupplungen für die Umschaltung der Drehzahlbereich aus und ermöglicht dennoch ein stoßfreies, komfortables Umschalten zwischen den einzelnen Antrieben bzw. Energiequellen, einschließlich der Umschaltung des Fahrzeugschubs auf einen Energiespeicher.

Gemäß Fig. 5 ist eine Brennkraftmaschine 601 über ein Zweimassenschwung rad 602 mit der Eingangswelle e eines Nullregelgetriebes 603 verbunden.

Dieses Nullregelgetriebe weist ein stufenloses Getriebe CVT auf, dessen Ein gang direkt mit der Eingangswelle e verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Sonnenrad 605 eines Planetengetriebes 607 verbunden ist, dessen Hohl rad 608 wiederum drehfest mit der Ausgangswelle a des Nullregelgetriebes verbunden ist. Mit der Eingangswelle e arbeitet eine Kupplung K1 zusammen, die über eine Übersetzungsstufe 609 mit dem Planetenradträger 611 verbun den ist, zwischen dem und dem Hohlrad eine zweite Kupplung K2 wirkt.

Mittels einer dritten Kupplung KL kann die Drehung des Hohlrades 608 ge sperrt werden.

Ein solches Nullregelgetriebe 603 weist einen Synchronpunkt auf, in dem beide Kupplungen K1 und K2 schlupffrei arbeiten, d. h. geschlossen sein kön nen, so daß in diesem Punkt von der Kupplung K1 auf die Kupplung K2 um geschaltet werden kann, d. h. von leistungsverzweigten Betrieb (K1 geschlos sen, K2 offen) auf einen Betrieb übergegangen werden kann, in dem nur das stufenlose Getriebe CVT wirksam ist (K1 offen, K2 geschlossen).

Im leistungsverzweigten Betrieb gibt es eine Übersetzung des stufenlosen Getriebes, bei dem die Übersetzung unendlich wird, d. h. die Ausgangswelle a trotz drehender Eingangswelle e steht. Somit ist mit einem solchen Nullregel getriebe 603 ohne zusätzliche Kupplungen ein Anfahren und ein Fahren mit weitgespreizten Übersetzungen möglich.

Die Übersetzung des stufenlosen Getriebes CVT ist in an sich bekannter Wei se dadurch einstellbar, daß der wirksame Durchmesser der skizzenhaft darge stellten Kegelscheiben durch Druckbeaufschlagung von ihnen zugeordneten Hydraulikeinheiten mit einem veränderbaren Steuerdruck p_CVT eingestellt wer den.

Die Kupplungen K1 und K2 sind in ähnlicher Weise beispielsweise dadurch steuerbar, daß ihnen zugeordnete Hydraulikeinheiten ein vorbestimmter Druck p_K1 bzw. p_K2 zugeführt wird. Dabei sind die Kupplungen K1 und K2 als an sich bekannte Reibungskupplungen ausgeführt, wobei die Kennlinien der Kupplun gen derart sind, daß einem vorbestimmten Steuerdruck bei einem vorbestimm ten Schlupf ein vorbestimmtes, übertragendes Drehmoment zugeordnet ist. Es versteht sich, daß bei konstantem Schlupf das übertragende Drehmoment mit zunehmendem Steuerdruck zunimmt.

Zur Steuerung der beschriebenen Anordnung ist ein elektronisches Steuerge rät 629 vorgesehen, das unter anderem Eingänge aufweist, denen folgende Eingangsgrößen zugeführt werden:

- Betätigungswinkel α eines Fahrpedals 630 als Wunsch für ein an der Aus gangswelle a wirksames Abtriebsmoment des Antriebsstrangs,
- Stellung eines Wählhebels 631,
- Drehzahl ω_a der Ausgangswelle a,
- Drehzahl n der Brennkraftmaschine 601, die gleich der Drehzahl der Ein gangswelle e ist,
- Drehzahl ω_CVT der Abtriebswelle des stufenlosen Getriebes CVT sowie
- Drehzahl ω_K1 der Abtriebswelle der Kupplung K1 zur Ermittlung von deren Schlupf.

Ausgangsgrößen des Steuergerätes 629 sind Größen zur Steuerung der Stel lung eines Stellorgangs LG zum Einstellen des von der Brennkraftmaschine 601 abgegebenen Drehmoments, sowie Größen zur Bestimmung der genann ten Steuerdrucke für die Kupplungen K1 und K2 und die Übersetzung des stufenlosen Getriebes CVT.

Der Übersichtlichkeit halber sind elektronisch/hydraulische oder elektronisch/ elektrisch/ mechanische Wandler zur Umsetzung der vom Steuergerät 619 gelieferten Steuergrößen in die Stellgrößen nicht dargestellt. Desweiteren sind weitere Verbindungen zwischen dem Steuergerät 619 und der Brennkraftma schine 601 nicht dargestellt, über die beispielsweise im Steuergerät aus Dreh zahl n, Stellung des Stellorgangs LG, Menge an zugeführtem Kraftstoff das Drehmoment MD der Brennkraftmaschine errechnet werden kann.

Fig. 6 zeigt schematisch das von Reibungskupplungen, wie sie für K1 und K2 verwendet werden, derart übertragene Moment M in Abhängigkeit von ver schiedenen Werten des Schlupfes Δn für verschiedene Steuerdrucke p. Wie ersichtlich, nimmt das übertragene Drehmoment M in dem dargestellten Schlupfbereich mit steigendem Schlupf Δn sowie mit steigendem Steuerdruck p zur Betätigung der Kupplung zu, d. h. es gilt M = f (Δn, p).

Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Zuordnung zwischen mit dem Wählhebel 631 eingestellten Bereichen, einem erwünschten, an der Ausgangswelle a wirksamen Kriechmoment M_kriech, einem erwünschten, an der Ausgangswelle a wirksamen Fahrmoment M_fahr sowie einem vorgegebenen Sollschlupf Δ_n an der Kupplung K1, solange in dem entsprechenden Übersetzungsbereich gefah ren wird.

In den verschiedenen Fahrstufen R (rückwärts), D (normale Fahrstufe), S (sportliche Fahrstufe) und B (Bergbetrieb) bestehen verschiedene, im Steuer gerät 629 abgelegte Funktionen zwischen der Stellung α des Fahrpedals 630 und dem erwünschten Fahrmoment an der Ausgangswelle a, das gegebenen falls auch noch von der augenblicklichen Übersetzung des stufenlosen Getrie bes CVT abhängen kann.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, entspricht einem jeweils vorgegebenen Sollschlupf wert Δ_nS (A in Tabelle 1) ein vorbestimmter Steuerdruck p für die Kupplung K1. Dieser Steuerdruck p ist in Abhängigkeit von α für die verschiedenen Fahrbereiche im Steuergerät 629 abgelegt. Weiter sind im Steuergerät 629 je nach angewendeter Steuerstrategie bzw. Regelstrategie Vorsteuerwerte abge legt, die in Abhängigkeit von dem Winkel α des Fahrpedals und der Fahrzeug geschwindigkeit die Übersetzung des stufenlosen Getriebes CVT, d. h. p_CVT, sowie die Stellung des Stellorgangs LG zur Einstellung des von der Brenn kraftmaschine 601 erzeugten Drehmoments vorsteuern.

Wenn nun bei einem gewünschten Abtriebsmoment M_a an der Ausgangs welle a infolge des Abschaltens beispielsweise einer von der Brennkraftma schine 601 angetriebenen, nicht dargestellten Klimaanlage eine Änderung im an der Eingangswelle e wirksamen Eingangsmoment des Nullregelgetriebes 603 eintritt, beispielsweise eine Erhöhung des Eingangsmoments, macht sich dies als Erhöhung des Schlupfes in der Kupplung K1 bemerkbar. Das höhere Moment bewirkt eine Drehzahlerhöhung des Getriebeeingangs.

Es gilt:

wobei
M_e Drehmoment an der Getriebeeingangswelle,
M_a Drehmoment an der Ausgangswelle und
i gleich Gesamtübersetzung des Nullregelgetriebes 3.

Wird nun i in Richtung "kleiner" verstellt, so nimmt bei gleichem M_a M_e zu. Das überschüssige Moment, das zur Drehzahlerhöhung geführt hat, wird geringer, die Drehzahlerhöhung kann ausgeregelt werden, so daß der Schlupf wieder den gewünschten Betrag annimmt. M_a kann trotz Schwankung von n_e auf einem konstanten Wert gehalten werden. Es versteht sich, daß aus ener getischen Gründen und Verschleißgründen die Drehzahldifferenz, d. h. der Schlupf an der Kupplung K1 auf einem kleinen Wert gehalten werden sollte, beispielsweise unter 50 U/min.

Auch das bei stehender Ausgangswelle a von der Kupplung K1 aufzunehmen de Kriechmoment sollte auf einem geringen Wert gehalten werden, beispiels weise unter 50 Nm.

Es versteht sich, daß vom Fahrer nicht gewünschte Schwankungen des an der Eingangswelle e wirksamen Drehmoments anstelle durch Veränderung der Übersetzung des stufenlosen Getriebes CVT auch durch Änderung der Stel lung des Stellorgans LG ausgeregelt werden können, indem dieses verstellt wird, bis der Schlupf wieder auf seinem Sollwert ist.

Fig. 7 zeigt eine gegenüber Fig. 5 modifizierte Ausführungsform der Antriebs quelle. Die Antriebsquelle umfaßt hier einen Elektromotor/Generator 632, dessen Läufer direkt mit der Eingangswelle e verbunden ist. Der Stator des Elektromotors/Generators ist über eine Regeleinheit 634 mit einer Batterie 636 verbunden. Von der Regeleinheit 634 führt eine Leitung zum Steuergerät 629 (Fig. 5), die beispielsweise den Lade-/Entladestrom der Batterie LB und deren Ladezustand angibt. Vom Steuergerät 629 kommt eine Leitung, die anzeigt, mit welchem M_E der Elektromotor/Generator betrieben werden soll, d. h. in wieweit er durch Antrieb oder Ladebetrieb das auf die Eingangswelle e wirk same Moment beeinflußt.

Drehfest mit dem Rotor des Elektromotors/Generators 632 ist die Nabe einer Schwungradeinheit 638 verbunden, deren Drehzahl n_S an das Steuergerät 629 gegeben wird und deren Kupplungsdruck p_S vom Steuergerät 629 her angesteuert wird. Weiter ist mit dem Schwungradeinheit 638 über eine Trennkupplung 640 die Brennkraftmaschine 601 verbunden. Die Trennkupp lung 640 wird vom Steuergerät 629 her angesteuert.

Die Antriebsquelle gemäß Fig. 7 umfaßt somit 3 Einheiten, deren Betrieb vom Steuergerät 629 her in komplex zusammenhängender Weise gesteuert wird. Beim Abbremsen des Fahrzeugs kann beispielsweise die Schwungradeinheit 638 durch Schließen ihrer Kupplung geladen werden oder es kann die Batterie 636 durch entsprechenden Betrieb des Elektromotors/Generators 632 geladen werden. Ebenso können die beiden Einheiten mit Hilfe der Brennkraftmaschine 601 geladen werden.

Das an der Eingangswelle e wirksame Drehmoment hängt somit von der je weiligen Betriebsstrategie ab. Damit an der Ausgangswelle a ein jeweils ge wünschtes Antriebsmoment unabhängig von der jeweiligen Tätigkeit der drei Antriebseinheiten erhalten wird, ist es somit außerordentlich vorteilhaft, die Konstantheit dieses, auf das Fahrzeug wirksamen Antriebsmoments durch Regelung des Schlupfes in der Kupplung K1 bzw. im langen Übersetzungs bereich K2 des Nullregelgetriebes 603 und mit Hilfe der Übersetzung des stufenlosen Getriebes CVT und/oder eines zusätzlichen Eingriffes in eine oder mehrere der Antriebseinheiten 632, 638 oder 601 gemäß Fig. 7 zu regeln. Es versteht sich, daß die Brennkraftmaschine 601 der Fig. 7 durch Öffnen der Kupplung 640 vollständig vom Antriebsstrang abgekuppelt werden kann und durch Schließen der Kupplung 640 wiederum angekuppelt werden kann.

Eine nochmals abgeänderte Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 5 ist in Fig. 8 dargestellt. Die Antriebsquelle weist hier ebenfalls den E-Motor/- Generator 632, die Regeleinheit 634, die Batterie 636, die Schwungradeinheit 638 und die Trennkupplung 640 gemäß Fig. 7 auf.

Das Nullregelgetriebe der Fig. 5 ist ersetzt durch ein einfaches stufenloses Getriebe CVT, dessen Abtriebswelle über eine Anfahrkupplung 642 mit der Ausgangswelle a verbunden ist, die über das Achsdifferential 619 die An triebsräder 621 des Fahrzeugs antreibt.

Der Übersichtlichkeit halber sind die vom Steuergerät 629 zu den Einheiten 632 bzw. 634, 638 und 640 führenden Steuerleitungen nicht gezeichnet. Der Schlupf der Anfahrkupplung 642 wird im Steuergerät 629 dadurch erfaßt, daß die Drehzahl ω_a der Ausgangswelle a und die Drehzahl ω_CVT der Abtriebswelle des stufenlosen Getriebes CVT erfaßt werden. Die Anfahrkupplung 642 wird dadurch gesteuert, daß der an ihr wirksame Steuerdruck p_TK vom Steuergerät 629 her gesteuert wird. Wie auch in Fig. 5 sind in Fig. 8 elektrisch-hydrau lische Wandler zwischen dem Steuergerät 629 und den jeweils angesteuerten Einheiten nicht eingezeichnet.

Die Anfahrkupplung 642 tritt anstelle der Kupplung K1 oder K2, deren Schlupf als Regelgröße anhand der Fig. 5 und 6 erläutert wurden. Das Vorhandensein einer sogenannten Down-Stream-Clutch, wie sie die Anfahrkupplung 642 darstellt, die unmittelbar zwischen Getriebe und Fahrzeugabtrieb und nicht zwischen Antriebsquelle und Getriebe angeordnet ist, hat den Vorteil beson ders hoher Regelgüte, da der Schlupf unmittelbar dort erfaßt wird, wo das Abtriebsmoment gesteuert werden soll, nämlich unmittelbar vor dem Fahr zeugdifferential.

In Fig. 9 ist beispielhaft ein Triebstrang mit mehreren Energiequellen - Ver brennungsmotor 651 und Schwungrad 653 - schematisch dargestellt. Der Verbrennungsmotor 651 kann durch die Kupplung 652 vom Triebstrang ge trennt werden. Das von Motor und Schwungrad abgegebene Moment wird in dem stufenlosen Getriebe 654 gewandelt. Eine abtriebseitige Kupplung 655 bestimmt das Moment am Abtrieb.

In Fig. 10 ist der zeitliche Verlauf eines Zu- und Abschaltvorgangs des Mo tors dargestellt. Die restliche Zeit wird das abgegebene Moment durch Ver zögerung des Schwungrads aufgebracht. Sinngemäß gelten die Zu- und Ab schaltvorgänge auch für die Ab- und Zuschaltvorgänge von Hilfsaggregaten, die Energie verbrauchen.

Vom Zeitpunkt 0 bis zum Zeitpunkt 2 wird das Abtriebsmoment durch die Verzögerung des Schwungrads 653 aufgebracht. Die Kupplung 655 wird mit einem sehr geringen Differenzschlupf Δω, der auch 0 sein kann, betrieben. Das eingesteuerte Kupplungsmoment entspricht dem gewünschten Antriebs moment. Zum Zeitpunkt 1 wird der Verbrennungsmotor gestartet. Der Start vorgang kann, wie in Fig. 6 gezeigt, durch ein kurzzeitiges Erregen der Kupplung 652 erfolgen, die damit bei Differenzdrehzahl das notwendige Mo torstartmoment erzeugt. Dies führt zu einer stärkeren Verzögerung des Schwungrads. Ebenso nimmt der Schlupf in der Kupplung 655 geringfügig ab. Damit der Schlupf in der Kupplung 655 nicht 0 wird, kann es vorteilhaft sein - wie nachher zum Zeitpunkt 4 beschrieben - vor dem beabsichtigten An werfvorgang des Motors den Schlupf in der Kupplung 655 zu erhöhen.

Ist der Motor zum Zeitpunkt 1a selbstlauffähig, wird die Kupplung 652 wieder geöffnet; der Motor nutzt sein Moment, um seine Masse bis zum Zeitpunkt 2 hochzubeschleunigen. Zum Zeitpunkt 2 wird ungefähr bei Schwungraddreh zahl die Kupplung 652 geschlossen. Da der Motor nunmehr nicht nur seine eigene Masse, sondern auch die Schwungrad- und die Fahrzeugmasse be schleunigen muß, wird die Zunahme der Motordrehzahl deutlich geringer. Der Überschußbetrag des Motormoments (a) wird zur Beschleunigung des Schwungrads (unterste Grafik der Fig. 10) und zur Fahrzeugbeschleunigung benutzt.

Das antreibende Moment an der Kupplung 655 kann nicht größer werden, als es dem erregten Moment in der Kupplung entspricht. Der Überschuß wird zur weiteren Beschleunigung des Motors und des Schwungrads benutzt, was zu einer Erhöhung des Schlupfs in der Kupplung 655 zwischen den Zeiten 2 und 3 führt.

Aufgrund der Erhöhung des Schlupfs wird nun die Übersetzung im Stufenlo sen Getriebe i_CVT erhöht, so daß der Schlupf in der Kupplung 655 reduziert wird. Ein Teil des Motormoments wird nun zur Steigerung der Drehzahl des Schwungrads ω_SR benutzt.

Ist zum Zeitpunkt 4 abzusehen, daß das Schwungrad genügend hoch be schleunigt ist, empfiehlt es sich, den Schlupf in der Kupplung 655 etwas zunehmen zu lassen, damit beim nachfolgenden Abschaltvorgang des Motors aufgrund der Gleichgewichtsstörung der Schlupf nicht 0 werden kann.

Zum Zeitpunkt 5 wird der Motor abgekuppelt und abgestellt. Da bei Schlupf das Moment in der Kupplung 655 das Abtriebsmoment bestimmt, muß der Abkuppelvorgang des Motors und die Abstellung des Motors nicht exakt synchron laufen. Der Motor kann, was energetisch vorteilhaft ist, schon kurze Zeit vor dem Abkuppeln der Kupplung verbrennungsseitig abgeschaltet wer den. Sobald die Kupplung öffnet, kann der Motor dann bis zum Zeitpunkt 6 stehenbleiben.

Nach dieser "Störung" im Momentenverlauf kann der Schlupf in der Kupplung 655 wieder auf den gewünschten niedrigen Wert reduziert werden.

Sinngemäß entsprechend können genauso Zuschalt- und Abschaltvorgänge von Hilfsaggregaten oder anderen Energiequellen gesteuert werden.

Ein Verfahren zum Steuern des Abtriebsmoments eines Antriebsstrangs, ins besondere in einem Kraftfahrzeug, welcher Antriebsstrang einer Antriebs quelle, eine Stelleinrichtung zum Einstellen des von der Antriebsquelle abge gebenen Drehmoments, ein stufenloses Getriebe (CVT) mit einer Einrichtung zum Verstellen von dessen Übersetzung, eine Reibungskupplung mit einem einstellbaren, bei einem Sollschlupf übertragenen Drehmoment und ein Betäti gungsglied zum Einstellen des gewünschten Abtriebsmoments des Antriebs strangs aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das von der Reibungskupp lung bei einem Sollschlupf übertragbare Drehmoment durch die Stellung des Betätigungsgliedes bestimmt wird und daß bei einer Abweichung des Ist schlupfes vom Sollschlupf das von der Antriebsquelle abgegebene Drehmo ment und/oder die Übersetzung des stufenlosen Getriebes in Richtung einer Verminderung der Differenz zwischen Sollschlupf und Istschlupf verstellt wird.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Anmeldungen DE 195 30 929, DE 195 30 930, DE 195 30 931, DE 195 30 932, DE 195 30 933, DE 195 30 852, DE 195 36 747, DE 195 36 863, DE 195 36 864 und DE 195 36 865, deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gehört.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzie lung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel (e) der Be schreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Ab änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elemen ten oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Getriebeeinheit insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Hybridan triebsanordnung und im Kraftfluß zu- und abschaltbaren Getrieben.

2. Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebe ein stufenlos einstellbares Getriebe sowie zumindest ein weite res Getriebe umfassen.

3. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Getriebe dem stufenlos einstellbaren Getriebe in Serie und/oder parallel zu- und abschaltbar sind.

4. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des stufenlos einstellbaren Getriebes auf einen Eingang eines Überlagerungsgetriebes zu- und abschaltbar ist.

5. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang eines Getriebes mit festem Übersetzungsverhältnis mit einem Eingang der Getriebeeinheit verbindbar ist.

6. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines Getriebes mit festem Übersetzungsverhältnis einem Ein gang des Überlagerungsgetriebes zu- und abschaltbar ist.

7. Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die dem stufenlosen Getriebe zu- und abschaltbaren Ge triebe mittels Kupplungen zu- und abschaltbar sind.

8. Getriebeeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenig stens eine der Kupplungen eine reibschlüssige Kupplung ist.

9. Getriebeeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenig stens eine Kupplung eine Reibungskupplung oder Lamellenkupplung oder Magnetpulverkupplung ist.

10. Getriebeeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine trocken- oder naßlaufende Kupplung ist.

11. Getriebeeinheit insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kupplung in jedem Einrückzustand zwischen einem eingerückten und einem ausgerückten Zustand ansteuerbar und fixierbar ist.

12. Getriebeeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das übertragbare Drehmoment von zumindest einer Kupplung mittels einer Steuereinheit und einem Stellmittel gezielt angesteuert wird.

13. Getriebeeinheit insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß mittels zumindest einer gezielt an steuerbaren Kupplung das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit gesteuert wird.

14. Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kupplung derart angesteuert wird, daß bei einem Anfahr- oder Ankriechvorgang und/oder bei einem Be reichswechsel und/oder bei Zu- und Abschaltvorgängen von Energiequel len und/oder Energiespeichern die Kupplung schlupfend das übertragbare Drehmoment steuert.

15. Getriebeeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Kupplung als Kenngröße verwendet wird, um die Energie aufnahme oder -abgabe der Energiequellen und/oder Energiespeicher in Abhängigkeit des Schlupfes zu steuern.

16. Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Steuereinheit, wie beispielsweise zentrale Computereinheit, welche mit Sensoren und/oder anderen Elektronikeinheiten in Wirkverbindung steht und mittels ansteuerbarer Stellmittel die Übersetzung des stufenlos ein stellbaren Getriebes und/oder das übertragbare Drehmoment von zu min dest einer Kupplung ansteuert.

17. Getriebeeinheit insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Steuereinheit zumindest eine Kupplung angesteuert wird, wobei das übertragbare Drehmoment der Kupplung das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit bestimmt, und aufgrund des sich einstellenden Schlupfes innerhalb der Kupplung die Antriebseinheiten und/oder Energiespeicher in ihrer Momentenabgabe gesteuert werden.

18. Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf der Kupplung, welche gezielt ange steuert wird, als Steuergröße verwendet wird, um die Energie- oder Momentenabgabe der Antriebseinheiten und/oder Energiespeicher zu re geln oder zu steuern.

19. Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplung, welche mittels der Steuereinheit angesteuert wird und mittels des angesteuerten übertragbaren Drehmo mentes das abtriebsseitige Drehmoment bestimmt, eine Kupplung zum Wechsel von Übersetzungsbereichen des stufenlos einstellbaren Getrie bes ist.

20. Getriebeeinheit mit einem stufenlos einstellbaren Getriebe und zumindest einem mittels Kupplungen zu- und abschaltbaren Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Hybridantrieb, bei welchen die vorhandenen An triebsquellen und/oder Energiespeicher als Funktion des Bedarfes und der Zeit zu-, ab- und/oder umgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit das übertragbare Drehmoment von zumindest ei ner Kupplung ansteuert, wobei die zumindest zeitweise schlupfende Kupplung eine im wesentlichen gleichmäßige Drehmomentabgabe ge währleistet.

21. Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos einstellbare Getriebe ein Kegelschei benumschlingungsgetriebe oder ein Toroidgetriebe oder ein Reibradge triebe oder ein Reibringgetriebe ist.

22. Getriebeeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridantriebsanordnung zumindest eine der Antriebseinheiten oder Energiespeicher aufweist, wie

- Verbrennungsmotor,
- Elektromotor,
- mechanischer Energiespeicher, wie Schwungrad,
- elektrischer Energiespeicher, wie Akkumulator,
- chemischer Energiespeicher.

23. Verfahren zur Steuerung einer Getriebeeinheit insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Hybridantriebsanordnung ins besondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß das über tragbare Drehmoment von zumindest einer Kupplung angesteuert wird, um das Abtriebsmoment der Getriebeeinheit zu steuern und der sich ein stellende Schlupf als Steuergröße verwendet wird, um die Energie- oder Drehmomentabgabe oder -aufnahme der Antriebsaggregate und/oder Energiespeicher zu steuern.

24. Hybridantriebsanordnung für Kraftfahrzeuge, mit einer Antriebseinrich tung, die wenigstens zwei Antriebe aufweist, und einer Getriebeanord nung, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeanordnung ein Nullre gelgetriebe mit einem stufenlos steuerbaren Drehmomentwandler, einem parallel dazu angeordneten zu- und abschaltbaren Übersetzungsgetriebe und einem diesem nachgeordneten Überlagerungsgetriebe aufweist.

25. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentwandler ein Umschlingungs- Reibrad-, hydrostati sches und/oder elektrisches Getriebe aufweist.

26. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekenn zeichnet, daß im Triebstrang zumindest ein Drehzahlwandler (K1, K2) angeordnet ist, dessen Schlupf stufenlos steuerbar ist.

27. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe mittels des Drehzahlwandlers zu- und ab schaltbar ist.

28. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn zeichnet, daß der Drehzahlwandler (K1, K2) eine Rutschkupplung oder ein stufenloses Getriebe aufweist.

29. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät mit der Antriebseinrichtung, dem Drehmoment wandler und dem Drehzahlwandler (K1, K2) verbunden ist, durch das der Schlupf des Drehzahlwandlers (K1, K2) in Abhängigkeit vom Zu- und Abschalten der Antriebe und/oder von motorbetriebe nen Hilfsaggregaten (Kompressor, Servolenkungsantrieb) des Kraft fahrzeugs steuerbar ist.

30. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich net, daß das Steuergerät eine Regeleinrichtung für die Übertra gungsverhältnisse des Drehmoment- und des Drehzahlwandlers und einen mit der Regeleinrichtung verbundenen Sollwertgeber auf weist, durch den ein Vorwärtsfahr-, ein Rückwärtsfahr- und ein Standbereich in Abhängigkeit von einem gewünschten Drehmo ment (M_a) selbsttätig so einstellbar sind, daß

a) im Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich und im Standbereich (P, N) das im Drehzahlwandler (K1) übertragbare Drehmoment (M_K1) nur gleich dem gewünschten Drehmoment (M_a) ist, und daß
b) in allen Bereichen das Übersetzungsverhältnis des Drehmoment wandlers so geregelt wird, daß die die Drehmomentrichtung be stimmende Drehzahldifferenz (Δn) zwischen Ein- und Ausgang des Drehzahlwandlers (K1) nahe Null ist.

31. Hybridantriebsanordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber so einstellbar ist, daß das durch das stufenlos steuerbare Getrieb bestimmte Übersetzungsverhältnis des Triebstrangs zwischen der Antriebseinrichtung und den Abtriebsrädern des Kraftfahr zeugs in beiden Fahrbereichen vorwärts oder rückwärts nahe dem Still stand eine niedrige Abtriebsdrehzahl, entsprechend einem gewünschten Kriechmoment, ergibt.

32. Hybridanordnung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsregelung im Bereich "Neutral" (N) bewirkt, daß die Drehzahldifferenz im Drehzahlwandler (K1 oder K2), dessen Drehmo mentübertragungsfähigkeit auf Null oder nahe Null reduziert ist, je nach Geschwindigkeitsbereich und Drehzahl der Antriebseinrichtung Null oder nahe Null ist.

33. Hybridantriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe ein Planetenge triebe ist, dessen Steg über ein Stirnradgetriebe mit der Abtriebsseite des Drehzahlwandlers (K1) verbunden ist.

34. Verfahren zum Steuern des Abtriebsmoments eines Antriebsstrangs, ins besondere in einem Kraftfahrzeug, welcher Antriebsstrang eine An triebsquelle, eine Stelleinrichtung (LG) zum Einstellen des von der An triebsquelle abgegebenen Drehmoments, ein stufenloses Getriebe (CVT) mit einer Einrichtung zum Verstellen von dessen Übersetzung, eine Rei bungskupplung mit einem einstellbaren, bei einem Sollschlupf über tragenen Drehmoment und ein Betätigungsglied zum Einstellen des ge wünschten Abtriebsmoments des Antriebsstrangs aufweist, dadurch ge kennzeichnet, daß das von der Reibungskupplung bei einem Sollschlupf übertragbare Drehmoment durch die Stellung des Betätigungsgliedes be stimmt wird und daß bei einer Abweichung des Istschlupfes vom Soll schlupf das von der Antriebsquelle abgegebene Drehmoment und/oder die Übersetzung des stufenlosen Getriebes in Richtung einer Verminde rung der Differenz zwischen Sollschlupf und Istschlupf verstellt wird.

35. Vorrichtung zum Steuern des Abtriebsmoments des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsquelle, einer Stelleinrichtung (LG) zum Einstellen des von der Antriebsquelle abgegebenen Drehmoments, einem stufenlosen Getriebe (CVT) mit einer Übersetzungsstelleinrichtung zum Verstellen von dessen Übersetzung, einer Reibungskupplung mit ei ner Kupplungsstelleinrichtung zur Einstellung des bei einem Sollschlupf von der Reibungskupplung übertragenen Drehmoments, einer Schlupfer fassungseinrichtung (ω_a, ω_CVT) zum Erfassen des Schlupfes der Reibungs kupplung, einem Betätigungsglied zum Einstellen des gewünschten Ab triebsmoments des Antriebsstrangs und einem elektronischen Steuerge rät, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsstelleinrichtung der Rei bungskupplung von dem Betätigungsglied zum Einstellen des gewünsch ten Antriebsmoments gesteuert ist und daß das elektronische Steuerge rät bei einer Abweichung des Istschlupfes der Reibungskupplung vom Sollschlupf die Stelleinrichtung der Antriebsquelle und/oder die Überset zungsstelleinrichtung des stufenlosen Getriebes in Richtung einer Anglei chung des Istschlupfes an den Sollschlupf ansteuert.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Rei bungskupplung im Antriebsstrang zwischen dem stufenlosen Getriebe (CVT) und einem Fahrzeugdifferential angeordnet ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das stu fenlose Getriebe ein Nullregelgetriebe mit zwei Reibungskupplungen ist, wobei durch das Schließen der einen und Öffnen der anderen Kupplung zwei Arbeitsbereiche aktivierbar sind, und daß wenigstens diejenige der beiden Reibungskupplungen als die Reibungskupplung mit bei einem vorbestimmten Sollschlupf vorbestimmten Drehmoment eingesetzt ist, die im Bereich der Nullregelung des Getriebes wirksam ist.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsquelle des Antriebsstrangs mehrere Antriebs einheiten enthält, deren im Antriebsstrang wirksames Drehmoment mit tels des elektronischen Steuergerätes steuerbar ist.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die An triebseinheiten einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor enthal ten.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der An triebsstrang einen vom Steuergerät her angesteuerten Generator (32) enthält, mittels dem eine Batterie zur Energieversorgung des Elektromo tors aufladbar ist.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antriebsstrang einen Schwungradspeicher enthält.