DE60318490T2 - Stufenloses getriebe mit leistungverzweigung und elektrischem variator - Google Patents

Stufenloses getriebe mit leistungverzweigung und elektrischem variator Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit Kraftableitung, das ermöglicht, eine stufenlose Veränderung ausgehend von einer Rückwärtsgang-Übersetzung bis zu einer Vorwärtsgang-Übersetzung zu erhalten, wobei eine besondere Stellung, die so genannte "Neutralstellung", durchlaufen wird, in der die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs für einen beliebigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine null ist.
  • Genauer hat sie ein stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung auf der Grundlage eines elektrischen Variators und eines zusammengesetzten Zugs, wobei Steuermittel die Kraft zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Getriebes entsprechend dessen Betriebsart unterschiedlich verteilen, zum Gegenstand.
  • Getriebe mit Kraftableitung können auf drei bekannten Prinzipien oder Arten der Kraftableitung beruhen. Gemäß der ersten Art, als "bei gekoppeltem Eingang" bezeichnet, weist das Getriebe ein Paar Kraftableitungsritzel, das die Kraft am Eingang des Mechanismus ableitet, und einen "zusammensetzenden" Planetengetriebezug, der die Kräfte am Ausgang des Mechanismus vereinigt, auf. Das Steuerelement ist ein Variator.
  • Bei den Getrieben mit Kraftableitung, die als "bei gekoppeltem Ausgang" bezeichnet werden, gibt es beispielsweise einen Planetengetriebezug, der die Kraft am Eingang des Mechanismus aufteilt, und ein Ritzelpaar, das die Kraft am Ausgang des Mechanismus wieder zusammensetzt, wobei das Steuerelement immer ein Variator ist.
  • Schließlich kann bei den Getrieben mit Kraftableitung, die als "mit zwei Anpassungspunkten" bezeichnet werden, ein erster kraftaufteilender Planetengetriebezug am Wechselgetriebeeingang platziert sein, während ein zweiter Planetengetriebezug, der die Kraft wieder zusammensetzt, am Wechselgetriebeausgang angeordnet ist, wobei das Steuerelement nach wie vor ein Variator ist.
  • Die herkömmlichen stufenlos verstellbaren Getriebe (Infinitely Variable Transmission oder IVT) wenden nur eines oder zwei dieser drei Funktionsprinzipien an.
  • Aus den Veröffentlichungen US-5,558,589 und US-5,935,035 sind stufenlos verstellbare Getriebe mit zwei Betriebsarten bekannt, die wenigstens zwei Planetengetriebezüge, zwei ausrückbare Kupplungen zum Ändern der Betriebsart und einen elektrischen Variator umfassen, wobei sie als erste Betriebsart das Prinzip der Kraftableitung bei gekoppeltem Ausgang anwenden.
  • Gemäß diesen Veröffentlichungen sind die Mittel zum Ändern der Betriebsart außerhalb der Planetengetriebezüge angeordnet.
  • Der Vorteil der Verfügbarkeit von zwei Betriebsarten besteht in der Erweiterung des Übersetzungsbereiches des Getriebes und in der Möglichkeit, den elektrischen Variator, der auf der Grundlage von Elektromaschinen gebildet sein kann, kleiner auszulegen.
  • Jedoch erfolgen bei diesen bekannten Bauweisen mit zwei Betriebarten die Betriebsartänderungen durch Mehrscheibenkupplungen, die über dem Ausgang des Getriebes angeordnet sind, weshalb damit Kupplungs-Ruckbewegungen einhergehen, die von den Anwendern in unangenehmer Weise verspürt werden.
  • Ein weiterer Nachteil der in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Bauweisen besteht in ihrer Komplexität, die vor allem mit dem Vorhandensein von wenigstens zwei ausrückbaren Kupplungen und einer Bremse im Zusammenhang steht.
  • In einer früheren französischen Patentanmeldung FR 0 104 690 (veröffentlicht unter FR-A-2 823 156 ) auf den Namen desselben Erfinders ist ein stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung und zwei Betriebsarten beschrieben, das einen einfacheren Aufbau als die üblichen Getriebe des gleichen Typs aufweist, wobei elektrische Maschinen von kleiner Dimensionierung verwendet werden und wovon die Betriebsartänderungen nicht von einer Kupplungs-Ruckbewegung begleitet sind. Gemäß dieser Patentanmeldung FR 0 104 690 , die ein Getriebe aufzeigt, das die Merkmale des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche 1, 11 und 21 aufweist, erfolgen die Betriebsartänderungen, indem in die internen mechanischen Kopplungen des Getriebes, die sich zwischen den zwei Zügen befinden, eingegriffen wird. Zu diesem Zweck stehen zwei Untersetzungsstufen zwischen zwei Planetengetriebezügen zur Verfügung, wobei diese Stufen in der ersten bzw. der zweiten Betriebsart beansprucht werden. Diese zwei Untersetzungsstufen sind parallel zueinander zwischen den Zügen in demselben Kraftweg angeordnet.
  • Die Anwendung dieser Lehren des Standes der Technik wirft das Problem eines stufenlos verstellbaren Getriebes (IVT) auf, das kompakt sein soll, sodass es leicht in einer Triebwerksgruppe eines Fahrzeugs angeordnet werden kann.
  • Außerdem ist ein solches stufenlos verstellbares Getriebe nicht ohne weiteres mit einer Brennkraftmaschine, die ein starkes Moment und eine starke Kraft erzeugt, verwendbar und ist nicht leicht an den Motortyp, d. h. Benzin- oder Dieselmotor, anpassbar.
  • Aus dem Stand der Technik ergeben sich Probleme bei der Konzeption des Betätigungs-Hydraulikkreises, der in der Folge erste Probleme bei Reparaturen und bei der Wartung des Wechselgetriebes bereitet, insbesondere in dem Fall, in dem das Betriebsartänderungssystem in Form einer Mehrscheibenkupplung verwirklicht ist.
  • In dem Fall, in dem das Betriebsartänderungssystem formschlüssige Getriebekupplungen (crabots de boîte méchanique) aufweist, treten Probleme beim Auswechseln des Betriebsartänderungssystems im Inneren des Getriebes auf.
  • Schließlich wirft die Anpassung eines solchen Wechselgetriebes an eine Benzin-Brennkraftmaschine auch ein Problem auf, das mit den Drehzahlen, die sehr hoch sind, im Zusammenhang steht, wodurch bestimmte drehbewegliche Elemente starken mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.
  • Bei einem Benzinmotor sind nämlich die Motordrehzahlen höher als bei einem Dieselmotor, sodass sich bestimmte Elemente des Wechselgetriebes sehr schnell drehen.
  • Insbesondere wird in der weiteren Beschreibung das Problem deutlich werden, das die schnelle Drehbewegung eines Teils des Getriebes aufwirft.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht, Abhilfe für diese Nachteile des Standes der Technik zu schaffen.
  • Insbesondere besteht sie darin, ein Mittel vorzuschlagen, das ermöglicht, für den elektrischen Variator Platz zu lassen.
  • Das Betriebsartänderungssystem kann am Rand des Wechselgetriebes platziert sein, sodass es mit Hilfe von hydraulischen Aktoren oder elektromechanischen Aktoren leichter gesteuert werden kann.
  • Schließlich ermöglicht die in Betracht gezogene Getriebestruktur, die Rollgeschwindigkeiten des Getriebes herabzusetzen.
  • Dazu betrifft die vorliegende Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 ein stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung, das einen Hauptkraftweg aufweist, der aus zwei Planetengetriebezügen gebildet ist, die durch einen zusammengesetzten Zug mit zwei Verbindungen gekoppelt sind.
  • Durch eine solche Struktur ist es folglich möglich gewesen, die zwei Untersetzer und den einfachen Zug des Standes der Technik durch eine Baueinheit zu ersetzen, die aus zwei Untersetzern und einem zusammengesetzten Zug gebildet ist.
  • Gemäß dem unabhängigen Anspruch 11 betrifft die vorliegende Erfindung außerdem ein stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung in zwei Betriebsarten, dessen konstitutive Elemente zwischen zwei Kraftwegen, die die Brennkraftmaschine mit den Rädern des Fahrzeugs parallel verbinden, verteilt sind, wobei diese Mittel zwei Planetengetriebezüge, zwei Elektromaschinen, eine Untersetzungsstufe und Steuermittel, die die Kraft zwischen den zwei Kraftwegen entsprechend der Betriebsart des Getriebes unterschiedlich verteilen, enthalten. Dieses stufenlos verstellbare Getriebe enthält einen dritten Planetengetriebezug, der mit einem der zwei Planetengetriebezüge in einem der beiden Kraftwege in Reihe geschaltet ist, wobei der dritte Planetengetriebezug mit den Steuermitteln in der Weise zusammenwirkt, dass sich alle Elemente des dritten Zugs in einer ersten Betriebsart mit derselben Drehzahl drehen.
  • Gemäß dem unabhängigen Anspruch 21 schlägt die Erfindung auch vor, dass das stufenlos verstellbare Getriebe einen ersten zusammengesetzten Zug, der ermöglicht, die Brennkraftmaschine mit den Rädern des Fahrzeugs zu verbinden – gemäß einem Haupt-Kraftableitungsweg, und einen einfachen Zug, der ermöglicht, die Kraftableitung zu verwirklichen, sowie einen zusammengesetzten Zug, um ein System zum Ändern der Betriebsart zwischen wenigstens zwei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes zu verwirklichen, enthält.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden anhand der Beschreibung und der beigefügten Figuren, wovon
  • 1 und 2 Schemata sind, die den Stand der Technik darstellen, auf den sich die vorliegende Erfindung stützt;
  • 3 und 4 ein Wirkbild bzw. ein Schema der mechanischen Umsetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes der Erfindung sind;
  • 5 und 6 ein Wirkbild bzw. ein Getriebeschema einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 7 ein weiteres Wirkbild der vorliegenden Erfindung ist;
  • 8 ein Getriebeschema einer Mechanik-Ausführungsform der Erfindung, wie in 7 dargestellt, ist.
  • In 1 ist das Wirkbild des stufenlos verstellbaren Getriebes der Anmeldung FR 0 104 690 dargestellt.
  • Das Getriebe von 1 ist aus zwei Planetengetriebezügen 5, 6, sechs Untersetzungsstufen 7, 1', 3, 4', 8', 9', zwei Betriebsartänderungssystemen 8 und 9, die entweder formschlüssige Kupplungen oder aber Mehrscheibenkupplungen sein können, und zwei Elektromaschinen 2, 4, die zusammen einen Variator bilden, gebildet.
  • Dieses Getriebe verfügt über vier Eingangs- und Ausgangsanschlüsse, die mit der Brennkraftmaschine 1, mit den Rädern 3 bzw. mit zwei Elektromaschinen 2 und 4 verbunden sein können.
  • Die Brennkraftmaschine 1 ist an eine Untersetzungsstufe 1' gekoppelt. Die Räder 3 sind an eine Untersetzungsstufe 3' gekoppelt. Eine erste Elektromaschine 2 des Variators ist mit einer Untersetzungsstufe 7 verbunden und eine zweite Elektromaschine 4 ist mit einer Untersetzungsstufe 4' sowie mit zwei Betriebsartänderungssystemen 8 und 9 verbunden.
  • An den ersten Planetengetriebezug 5 sind drei Untersetzungsstufen gekoppelt. An den zweiten Planetengetriebezug 6 sind vier Untersetzungsstufen gekoppelt. Mit jedem Betriebsartänderungssystem 8 und 9 ist eine Untersetzungsstufe 8' bzw. 9' verbunden.
  • Das durch 1 veranschaulichte Getriebe umfasst folglich sechs Untersetzungsstufen, wovon vier zwischen den zwei Planetengetriebezügen angeordnet sind und zwei außerhalb dieser Letzteren angeordnet sind.
  • Die Brennkraftmaschine 1 ist über eine Untersetzungsstufe 1' mit dem Planetengetriebezug 5 gekoppelt und die Räder 3 sind über eine Untersetzungsstufe 3' mit dem Planetengetriebezug 5 gekoppelt.
  • Dieses Getriebe verfügt über zwei Betriebsarten mit zwei Anpassungspunkten. In der ersten Betriebsart ist das erste Betriebsartänderungssystem 8, das einerseits mit den Untersetzungsstufen und andererseits mit einer Elektromaschine 4 verbunden ist, deaktiviert. Dieser erste Zweig ist folglich außer Gang, während der zweite, der das zweite Betriebsartänderungssystem 9 enthält, das wie das erste mit zwei Untersetzungsstufen und mit der elektrischen Maschine 4 verbunden ist, aktiviert ist.
  • In 2 ist eine praktische Mechanik-Ausführungsform des Wirkbildes von 1 dargestellt.
  • In 2 ist die Brennkraftmaschine 100 mit einer Mittelwelle 101 verbunden, die den gesamten Wechselgetriebemechanismus, dessen Ritzel und Planetengetriebezüge schematisch dargestellt worden sind, durchquert.
  • Der elektrische Variator ist im Wesentlichen aus einer ersten Elektromaschine 102 und einer zweiten Elektromaschine 103 gebildet.
  • Die Elektromaschinen 102 und 103 können unterschiedslos als Motor oder als Generator arbeiten und sind vorzugsweise an ein Element zum Speichern von Elektroenergie wie eine Batterie und/oder eine große Kapazität angeschlossen.
  • Schließlich ist das Wechselgetriebe über ein Ausgleichsgetriebe 105 mit den Rädern 104 des Fahrzeugs gekoppelt.
  • Das Wechselgetriebe oder stufenlos verstellbare Getriebe der Erfindung umfasst im Wesentlichen einen ersten Planetengetriebezug 111 und einen zweiten Planetengetriebezug 116.
  • Außerdem umfasst es ein Betriebsartänderungssystem 106.
  • Der Satellitenträger 112 ist mittels eines geeigneten Lagers frei drehbar um die durchgehende Mittelwelle 101 angebracht. Die Satelliten des Satellitenträgers 112 sind so angeordnet, dass sie einerseits an das mit der Welle 101 fest verbundene Zentralrad 114 und andererseits an das Hohlrad 113, das sich frei um ein Lager dreht, das an der durchgehenden Welle 101 angeordnet ist, gekoppelt sind.
  • Der Satellitenträger 112 des ersten Planetengetriebezugs 111 wird durch eine Außenzahnung unter Zwischenschaltung einer Kette 110, die mit einem Ritzel 109 verbunden ist, das mit der Abtriebswelle der ersten Elektromaschine 102 des elektrischen Variators fest verbunden ist, angetrieben.
  • Das Hohlrad 113 des ersten Planetengetriebezugs weist eine Außenzahnung 122 auf, die mit dem Antriebsritzel 121 des mit den Rädern 104 gekoppelten Ausgleichsgetriebes 105 in Eingriff ist.
  • Die Kopplung der Zahnung 122 und des Ritzels 121 führt ein Untersetzer 3' aus.
  • Der zweite Planetengetriebezug 116 umfasst ein Hohlrad 117, dessen erste Zahnung über eine Kette 115 an ein durch das Betriebsartänderungssystem 106 angetriebenes Ritzel 108 gekoppelt ist.
  • Das Zentralrad 119 des zweiten Planetengetriebezugs 116 weist eine Innenzahnung und eine Außenzahnung auf.
  • Die Innenzahnung des Zentralrades 119 ist mit den Satelliten des Satellitenträgers 118 gekoppelt, während die Außenzahnung des Zentralrades 119 mit einem Antriebsritzel 120 der zweiten Elektromaschine 103 des elektrischen Variators des stufenlos verstellbaren Getriebes gekoppelt ist.
  • Das Hohlrad 117 weist ebenfalls eine Außenzahnung auf, die mit einem weiteren Ritzel 107 gekoppelt ist, das durch das Betriebsartänderungssystem 106 so gesteuert ist, dass die Abtriebswelle der ersten Elektromaschine 102 wahlweise entweder mit dem Ritzel 107 oder aber mit dem Ritzel 108 gekoppelt sein kann. Das Betriebsartänderungssystem 106 ist
    • – entweder mit Hilfe von formschlüssigen Kupplungen, die durch ein geeignetes Antriebssystem aktiviert werden;
    • – oder aber mittels zweier ausrückbarer Kupplungen, die durch geeignete Aktoren aktiviert werden, verwirklicht.
  • Diese Betriebsartänderung ermöglicht, zwei verschiedene Untersetzungsverhältnisse K5 und K6 einzubringen, je nachdem, ob das Betriebsartänderungssystem das Ritzel 108 oder das Ritzel 107 aktiviert, und ermöglicht außerdem, zwei verschiedene Kraftwege zu verwirklichen, um ein stufenlos verstellbares Getriebe mit zwei Betriebsarten zu verwirklichen.
  • In 3 ist das Wirkbild der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • Das stufenlos verstellbare Getriebe der vorliegenden Erfindung weist einen Hauptkraftweg und einen sekundären Weg zur Kraftableitung auf.
  • Zwecks Verwirklichung einer solchen Struktur ist die Brennkraftmaschine 130 unter Zwischenschaltung eines Untersetzers 136 mit einem Hohlrad C2 und mit dem Sa tellitenträger ps1 eines ersten Planetengetriebezugs 137 bzw. eines zweiten Planetengetriebezugs 138 des eigentlichen Wechselgetriebes 134 gekoppelt.
  • Die Räder des Fahrzeugs 133 sind unter Zwischenschaltung eines Untersetzers 139 mit Verhältnis K0, wovon ein Eingang mit dem Satellitenträger ps2 und mit dem Hohlrad C1 des ersten Planetengetriebezugs 137 bzw. des zweiten Planetengetriebezugs 138 gekoppelt ist, mit dem Wechselgetriebe 134 gekoppelt.
  • Die Gesamtheit aus dem ersten Planetengetriebezug 137 und dem zweiten Planetengetriebezug 138 bildet einen zusammengesetzten Planetengetriebezug.
  • Der auf diese Weise gebildete Kraftweg, der die Brennkraftmaschine 130 mit den Rädern 133 des Fahrzeugs verbindet, stellt den Hauptweg dar.
  • Um das stufenlose Verstellen des Übersetzungsverhältnisses in der aus zwei Betriebsarten gewählten Betriebsart, wie schon beschrieben worden ist, zu verwirklichen, weist das stufenlos verstellbare Getriebe der Erfindung einen elektrischen Variator auf, der aus einer ersten Elektromaschine 131 und einer zweiten Maschine 132 gebildet ist.
  • Wie schon beschrieben worden ist, wird der elektrische Variator außerdem um ein (nicht dargestelltes) Element zum Speichern von Elektroenergie ergänzt, an das die zwei Elektromaschinen 131 und 132 angeschlossen sind, die elektrisch und mechanisch umsteuerbar sind.
  • Die erste Elektromaschine 131 ist mit einem Untersetzer 140 gekoppelt, der ein Untersetzungsverhältnis Ke1 einbringt, und ist mit dem Zentralrad p2 des ersten Plane tengetriebezugs 137 bzw. mit dem Hohlrad C eines dritten Planetengetriebezugs 141 gekoppelt Der dritte Planetengetriebezug 141 weist ein Zentralrad p auf, das so mit dem Hohlrad C eines vierten Planetengetriebezugs 142 gekoppelt ist, dass das Zentralrad p des dritten Planetengetriebezugs 141 und das Hohlrad C des vierten Planetengetriebezugs 142 unter Zwischenschaltung einer Bremse 144' mit dem Rahmen oder mit irgendeinem anderen Festpunkt 145 gekoppelt sind.
  • Der Satellitenträger des dritten Planetengetriebezugs 141 ist seinerseits mittels einer Bremse 144 an einen solchen Festpunkt 145 gekoppelt.
  • Der vierte Planetengetriebezug 142 umfasst ein Zentralrad p, das unter Zwischenschaltung eines Untersetzers 143 mit Verhältnis Ke2 mit der zweiten Elektromaschine 132 des elektrischen Variators des Getriebes der Erfindung gekoppelt ist.
  • Um das stufenlos verstellbare Getriebe der Erfindung zu beherrschen, werden die Brennkraftmaschine, der elektrische Variator 131, 132 und die zwei Bremsen 144 und 144 des eigentlichen Wechselgetriebes 134 über eine Steuereinheit 135 des stufenlos verstellbaren Getriebes, das zwei Betriebsarten besitzt, gesteuert.
  • Die Steuereinheit 135 umfasst eine Steuereinheit 146 für den Betriebspunkt der Triebwerksgruppe in Abhängigkeit von vorgegebenen Beschränkungen. Diese Beschränkungen hängen insbesondere vom Umgebungszustand des Fahrzeugs, insbesondere von seiner Geschwindigkeit, und von dem vorher gesteuerten Betriebspunkt sowie von der Steuerung durch den Fahrer, wie dem Grad des Einpressens des Fahrpedals, oder aber beispielsweise von der Steuerung durch einen Regelautomaten für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab.
  • Eine Steuereinheit 147 für den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 130 empfängt einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit 145 und erzeugt Steuersignale, die für Aktoren zum Bestimmen des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 130 geeignet sind. Ein solcher Aktor ist in einer Ausführungsform durch das Vergaserventil verwirklicht.
  • Eine Steuereinheit 148 für den Betrieb der ersten Elektromaschine 130 und der zweiten Elektromaschine 131 ermöglicht, für jede Maschine ihre Motor- oder Generatorbetriebsart festzulegen. Die Steuereinheit bestimmt gemäß dieser festgelegten Betriebsart für jede Maschine ihre Drehzahl und/oder ihr Drehmoment oder aber ihre induzierte Spannung und/oder ihren induzierten Strom. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die beiden umsteuerbaren Elektromaschinen mit Hilfe eines Akkumulators von Elektroenergie, der mit einem Steuerorgan für einen Elektroenergie-Akkumulator zusammenwirkt, elektrisch belastet. Die Steuereinheit 148 empfängt einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit 135 und erzeugt Signale, die zum Steuern der Steuerschaltungen der Elektromaschinen geeignet sind. Derartige Steuerschaltungen ermöglichen, die Speisung des Läufers bzw. Ankers des Motors zu regulieren oder aber die in der Generatorbetriebsart erzeugte Elektroenergie einzustellen.
  • Eine Steuereinheit 149 zum Ändern der Betriebsart des Getriebes bestimmt den deaktivierten oder aktivierten zustand der ersten Bremse 144 und/oder der zweiten Bremse 144', sodass unter der Steuerung durch die Steuereinheit 135 aus den wenigstens zwei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes eine Betriebsart ausgewählt wird, wie weiter oben beschrieben worden ist.
  • In 4 ist eine Mechanik-Ausführungsform des Wirkbildes des Wechselgetriebes 134 von 3 dargestellt. Diese Figur ist im Wesentlichen eine in Bezug auf ihre Drehachse 156 symmetrische Halbansicht.
  • Die Brennkraftmaschine 150 ist so mit einem Ritzel 154 gekoppelt, dass mit einer Zahnung 155 ein Untersetzer verwirklicht wird, der dem Untersetzer 136 von 3 ähnlich ist.
  • Die Zahnung 155 ist an einem Lager angebracht, das um eine Mittelwelle 156 des Wechselgetriebes frei drehbar ist.
  • Die Zahnung 155 ist mit dem Satellitenträger 159 (PS1, 3) des zweiten Planetengetriebezugs fest verbunden, der folglich den ersten Zug des zusammengesetzten Zugs des Hauptkraftwegs der Erfindung bildet.
  • Der zweite Planetengetriebezug umfasst ein Zentralrad 174 (P1 in 3) und ein Hohlrad 161 (C1 in 3).
  • Der erste Planetengetriebezug 137 von 3 umfasst ein Zentralrad 162 (P2 in 3), einen Satellitenträger (PS2 in 3) und ein Hohlrad 175 (C2 in 3).
  • Der Satellitenträger 159 des zweiten Planetengetriebezugs 138 ist mit dem Hohlrad 175 des ersten Planetengetriebezugs 137 fest verbunden.
  • Das Hohlrad 161 des zweiten Planetengetriebezugs 138 ist mit dem Satellitenträger 161 gekoppelt oder fest verbunden.
  • Auf diese Weise ist ein kompakter zusammengesetzter Zug verwirklicht worden, der koaxial um eine Mittelwelle des Wechselgetriebes 156 angeordnet ist.
  • In 4 ist nur der obere Teil dieser schematischen Darstellung gezeigt, um der Klarheit der Darlegung wegen zu vereinfachen.
  • Die Räder des Fahrzeugs sind mittels eines Ritzels 158 mit der Zahnung 157, das mit dem Hohlrad 161 des zweiten Planetengetriebezugs 138 fest verbunden ist, an eine Welle 153 gekoppelt.
  • Die Zahnung 157 ist als ein Abtriebsritzel des Wechselgetriebes dargestellt.
  • Der Hauptkraftweg ermöglicht folglich, mit Hilfe des oben beschriebenen zusammengesetzten Zugs die Räder 153 mit der Brennkraftmaschine 150 zu verbinden.
  • Anschließend sind der dritte Planetengetriebezug 141 und der vierte Planetengetriebezug 142 dargestellt, die ermöglichen, den sekundären Kraftweg sowie seine Kopplung sowohl an den Variator, als auch an das Betriebsartänderungssystem und an den Hauptkraftweg zu verwirklichen.
  • Der dritte Planetengetriebezug des Wechselgetriebes der Erfindung weist ein Zentralrad 176 (P in 3) und ein Hohlrad 177 (C in 3) auf.
  • Der Satellitenträger 168 des dritten Planetengetriebezugs 141 ist mit der Bremse 169 analog zur Bremse 144 von 3 fest verbunden.
  • Der vierte Planetengetriebezug 142 ist hier mit einem Satellitenträger 163 ausgeführt, der das Zentralrad 178 mit dem Hohlrad 179 verbindet.
  • Um die Kraftableitungen und die Manipulationen durch das Betriebsartänderungssystem zu verwirklichen, ist das Zentralrad 176 des dritten Planetengetriebezugs 141 mit dem Hohlrad 179 des vierten Planetengetriebezugs 142 fest verbunden.
  • Genauso ist das Hohlrad 177 des dritten Planetengetriebezugs 141 mit dem Zentralrad 162 des ersten Planetengetriebezugs 137 fest verbunden.
  • Das Zentralrad 176 des dritten Planetengetriebezugs 141 sowie das Hohlrad 179 des vierten Planetengetriebezugs sind mit einem ersten Belag einer Bremse 170 analog zur Bremse 144 von 3 fest verbunden, während der andere Belag der Bremse 170 mit dem Gehäuse des Wechselgetriebes fest verbunden ist. Ein (nicht gezeigter) Bremsaktor ermöglicht, das Bremsen zu aktivieren oder nicht zu aktivieren, indem er die beiden Bremsbeläge unter der Steuerung durch die Steuereinheit für die Betriebsart des Getriebes (135, 149) einander nähert. Der Satellitenträger 168 des dritten Planetengetriebezugs (p, 141) ist mit einem ersten Belag einer Bremse 169 fest verbunden, deren anderer Bremsbelag mit dem Gehäuse des Wechselgetriebes fest verbunden ist. Ein (nicht gezeigter) Bremsaktor, welcher der Bremse 169 des Satellitenträgers 168 zugeordnet ist, ermöglicht, ein Bremsen dieses zu aktivieren oder nicht zu aktivieren, wobei er die beiden Beläge unter der Steuerung durch die Steuereinheit für die Betriebsart des Getriebes (135, 149) einander nähert.
  • Die Welle 156 des Wechselgetriebes 134 wird an ihrem anderen Ende in Bezug auf die Brennkraftmaschine 150 durch ein Ritzel 171 abgeschlossen, das über ein Ritzel 171, das unter Zwischenschaltung einer Kette 172 mit dem Ritzel 173 gekoppelt ist, mit der zweiten Elektromaschine 152 gekoppelt ist.
  • Das Ritzel 173 treibt die Welle des Rotors der Elektromaschine 152.
  • Genauso trägt das Zentralrad 162 des ersten Planetengetriebezugs 137 (3) des zusammengesetzten Zugs eine Außenzahnung 165, die unter Zwischenschaltung einer Kette 166 an ein Ritzel 167 gekoppelt ist, das mit der Welle des Rotors der ersten Elektromaschine 151 des elektrischen Variators des stufenlos verstellbaren Getriebes der Erfindung fest verbunden ist.
  • Folglich ist mechanisch ein Wechselgetriebe verwirklicht worden, in das leicht die erste und zweite außen befindliche Elektromaschine integriert werden können und bei dem das Betriebsartänderungssystem im Wesentlichen aus den beiden Bremsen 169 und 170 gebildet ist.
  • Die beiden Elektromaschinen 151, 152 des elektrischen Variators und die beiden Bremsen 169, 170 des Betriebsartänderungssystems sind integrierbar.
  • Außerdem sind die Elemente, welche die höchste Drehgeschwindigkeit aufweisen, mit hohen Untersetzungsverhältnissen zur Verfügung gestellt worden, wodurch es möglich ist, die an dem Wechselgetriebe zulässigen Maximalwerte herabzusetzen.
  • In 5 kann die Brennkraftmaschine 41 mechanische Kraft über einen ersten Kraftweg ableiten, der aus einem ersten Planetengetriebezug 45 gebildet ist, an den sie mittels des Zentralrades (Eingang mit p bezeichnet) gekoppelt ist.
  • Der Satellitenträger ps des Planetengetriebezugs 45 ist mit den Rädern 43 des Fahrzeugs über einen Untersetzer 53 gekoppelt, der einen Reduktionskoeffizienten K0 auf die Drehzahl anwendet.
  • Außerdem kann die Brennkraftmaschine 41 mechanische Kraft insbesondere zu den Antriebsrädern 43 des Fahrzeugs, aber auch zu der ersten und zweiten Elektromaschine 42 und 44 übertragen, nämlich über einen zweiten Kraftweg, der einen Untersetzer 51 mit einem Reduktionskoeffizienten Ki enthält, dessen Ausgang mit dem Satellitenträger ps des zweiten Planetengetriebezugs 46 gekoppelt ist.
  • Das Zentralrad p des zweiten Planetengetriebezugs 46 ist mit dem Rotor der zweiten Elektromaschine 42 gekoppelt.
  • Gemäß der Erfindung ist in diesem zweiten Kraftweg ein dritter Planetengetriebezug 47 in Reihe mit dem zweiten Planetengetriebezug 46 geschaltet und zwar mittels seines Hohlrades c, das mit dem Hohlrad c des zweiten Planetengetriebezugs 46 gekoppelt ist.
  • Um die zwei Kraftwege zusammenzufassen werden das Hohlrad c des ersten Planetengetriebezugs 45 und das Zentralrad p des dritten Planetengetriebezugs 47 vereint und außerdem mit einem Untersetzer 52 mit Untersetzungsverhältnis Ke1 gekoppelt, der an die andere Elektromaschine 44 gekoppelt ist.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung oder das System zur Betriebsartänderung im Wesentlichen eine Bremse 48 und eine ausrückbare Kupplung 49, wobei die Bremse 48 zwischen dem Satellitenträger ps des dritten Planetengetriebezugs 47 und dem Gehäuse 50 des stufen los verstellbaren Getriebes angeordnet ist und die ausrückbare Kupplung 49 zwischen dem Satellitenträger ps des dritten Planetengetriebezugs 47 und dem Punkt, der dem Hohlrad c des ersten Planetengetriebezugs 45 und dem Zentralrad p des dritten Planetengetriebezugs 47 gemeinsam ist, angeordnet ist.
  • Bei dieser Bauweise besitzt das stufenlos verstellbare Getriebe der Erfindung zwei Betriebsarten, nämlich:
    • – eine erste Betriebsart, die realisiert ist, wenn die Bremse aktiviert ist,
    • – eine zweite Betriebsart, die realisiert ist, wenn die ausrückbare Kupplung aktiviert ist.
  • Durch das Funktionsschema der vorliegenden Erfindung kann die Anpassung des stufenlos verstellbaren Getriebes an verschiedene Motoren gleicher Leistung, die unterschiedliche Maximaldrehzahlen besitzen, erfolgen, indem lediglich der einzige Untersetzer 51 dadurch angepasst wird, dass ein geeignetes Verhältnis Ki gewählt wird.
  • Wenn die ausrückbare Kupplung 49 aktiviert ist, sind das Zentralrad p und der Satellitenträger ps des dritten Planetengetriebezugs 47 blockiert oder vielmehr miteinander verbunden, der Zug 47 dreht sich insgesamt. Alle Elemente des dritten Planetengetriebezugs 47, der das Zentralrad p, das Hohlrad c und den Satellitenträger ps umfasst, drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit. Der dritte Planetengetriebezug 47 führt folglich kein Untersetzungsverhältnis ein.
  • Wenn die Bremse 48 aktiviert ist, kommt das Element des dritten Planetengetriebezugs, auf das sie angewendet wird, hier der Satellitenträger des Zugs, am Gehäuse 50 zur Anlage und führt ein Untersetzungsverhältnis ein.
  • Diese Anordnung ermöglicht außerdem, die zwei Kupplungen 48 und 49 bei Betriebsartänderungen vorübergehend festzustellen.
  • Auf diese Weise ist es möglich, ein System zur Änderung der Betriebsart ohne Unterbrechung der Drehmomentweiterleitung zu verwirklichen.
  • Wenn die Bremse 48 aktiviert ist, verwirklicht der dritte Planetengetriebezug 47 eine Untersetzung, die gleich seinem Verhältnis, d. h. dem Verhältnis der Anzahl der Zähne des Hohlrades c zur Anzahl der Zähne des Zentralrades p, ist.
  • In der zweiten Betriebsart, in der die ausrückbare Kupplung 49 aktiviert ist, hat der dritte Zug 47 keine Untersetzung zur Folge.
  • Das stufenlos verstellbare Getriebe der Erfindung weist eine Steuereinheit 80 für seinen Betrieb auf, die mittels eines Busses B an mehrere Steuereinheiten oder Steuerschaltungen, die sie bilden, angeschlossen ist.
  • Die Steuereinheit 80 umfasst eine Steuereinheit 81 des Betriebspunkts der Triebwerksgruppe in Abhängigkeit von vorgegebenen Beschränkungen. Diese Beschränkungen hängen insbesondere vom Umgebungszustand des Fahrzeugs, vor allem von seiner Geschwindigkeit, und von dem vorher gesteuerten Betriebspunkt sowie der Steuerung durch den Fahrer, wie dem Grad des Einpressens des Fahrpedals, oder aber beispielsweise der Steuerung durch einen Regelautomaten für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab.
  • Eine Steuereinheit 82 für den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 41 empfängt einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit 81 und erzeugt Steuersignale, die für Ak toren zum Bestimmen des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 41 geeignet sind. Ein solcher Aktor ist in einer Ausführungsform durch das Vergaserventil verwirklicht.
  • Eine Steuereinheit 83 für den Betrieb der ersten Elektromaschine 44 und der zweiten Elektromaschine 42 ermöglicht, für jede Maschine ihre Motor- oder Generatorbetriebsart festzulegen. Die Steuereinheit bestimmt gemäß dieser festgelegten Betriebsart für jede Maschine ihre Drehzahl und/oder ihr Drehmoment oder aber ihre induzierte Spannung und/oder ihren induzierten Strom. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die beiden umsteuerbaren Elektromaschinen mit Hilfe eines Akkumulators von Elektroenergie, der mit einem Steuerorgan für einen Elektroenergie-Akkumulator zusammenwirkt, elektrisch belastet. Die Steuereinheit 83 empfängt einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit 81 und erzeugt Steuersignale, die für Steuerschaltungen der Elektromaschinen geeignet sind. Derartige Steuerschaltungen ermöglichen, die Speisung des Läufers bzw. Ankers des Motors zu regulieren oder aber die in der Generatorbetriebsart erzeugte Elektroenergie einzustellen.
  • Eine Steuereinheit 84 für die Änderung der Betriebsart des Getriebes bestimmt den deaktivierten oder aktivierten Zustand der ausrückbaren Kupplung 49 und/oder der Bremse 48, sodass unter der Steuerung durch die Steuereinheit 81 aus den wenigstens zwei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes eine ausgewählt wird, wie weiter oben beschrieben worden ist.
  • In 6 ist das Getriebeschema einer Ausführungsform der Erfindung, in 5 dargestellt, gezeigt.
  • Die Elemente, die jenen von 5 gleichen, tragen die gleichen Bezugszeichen.
  • Die zwei Elektromaschinen 42 und 44 sind nicht auf derselben Linie wie die Brennkraftmaschine 41 angeordnet; sie können entlang der Motorwelle, von vorn gesehen, mit einer bestimmten Winkelverschiebung je nach den Raumbedarfsplänen des IVT-Getriebes und zugleich der Triebwerksgruppe, die es ausrüstet, und dem Platzangebot des Motorraums angeordnet sein.
  • Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es möglich gewesen ist, den dritten Planetengetriebezug 47 zwischen den ersten Planetengetriebezug 45 und den zweiten Planetengetriebezug 46 der Bauweise des Standes der Technik einzufügen, ohne eine besondere Verlängerung des stufenlos verstellbaren Getriebes zu erzwingen.
  • Die Abtriebswelle 60 der Brennkraftmaschine 41 ist mit einem Rad 61 fest verbunden, das in einen Zug eingreift, der aus einem Rad 62 gebildet ist, das auf einer Achse mit einem Rad 63 angebracht ist.
  • Das Verhältnis der Anzahl der Zähne der Räder 61 und 62 kann so angepasst sein, dass ein Untersetzer äquivalent zu dem Untersetzer des Wirkbildes von 5 hervorgebracht wird, der in Abhängigkeit von Drehzahlanpassungen veränderlich ist, um das stufenlos verstellbare Getriebe der Erfindung bei voller Drehzahl in seinem optimalen Bereich arbeiten zu lassen.
  • Die Abtriebswelle 60 der Brennkraftmaschine 41 ist am Wellenende mit dem Zentralrad des ersten Planetengetriebezugs 45 gekoppelt, der Satellitenträger 68 dreht sich frei um die Motorwelle 60, die Satelliten 69 sind zwischen dem Hohlrad 70 und dem Zentralrad in Eingriff.
  • Das Hohlrad 70 des ersten Planetengetriebezugs 45 weist eine Außenzahnung auf, die an ein Ritzel 72 gekoppelt ist, das mit der Welle des Rotors der ersten Elektromaschine 44 fest verbunden ist.
  • Das Untersetzungsverhältnis zwischen der Anzahl der Zähne der Räder 72 und 71 ermöglicht, das Untersetzungsverhältnis Ke1 des Untersetzers 52 des Wirkbildes von 5 zu synthetisieren.
  • Außerdem weist der Satellitenträger 68 des ersten Planetengetriebezugs 45 eine Außenzahnung auf, die mit einem ersten Rad 67 in Eingriff ist, das axial mit einem zweiten Rad 64 fest verbunden ist, das an das Antriebsritzel 65 des mit den Rädern 43 verbundenen Ausgleichsgetriebes 66 gekoppelt ist.
  • Außerdem wird ein Untersetzer mit einem Verhältnis K0 analog zu dem Untersetzer 53 (siehe 5) gebildet.
  • Das Hohlrad 70, 71 des ersten Planetengetriebezugs 45 ist mit dem Zentralrad 76 des dritten Planetengetriebezugs 47 über eine Welle 73, die den Satellitenträger 74 des dritten Planetengetriebezugs 47 durchquert, fest verbunden.
  • Der Satellitenträger 74 des dritten Planetengetriebezugs 47 weist einen Belag auf, schematisch unter 48 dargestellt, der durch die Bremse 48 aktiviert werden kann.
  • Die Elektromaschine 42 weist eine Abtriebswelle auf, die mit dem Zentralrad 79 des zweiten Planetengetriebezugs 46 verbunden ist, dessen Satellitenträger mit dem Hohlrad 78 in Eingriff ist, das mit dem Hohlrad 77 des dritten Planetengetriebezugs 47 fest verbunden ist.
  • Im Gegensatz dazu ist in der zweiten Betriebsart der erste Zweig aktiviert und der zweite Zweig deaktiviert.
  • In 7 ist ein weiteres Wirkbild eines stufenlos verstellbaren Getriebes, das die Erfindung zur Anwendung bringt, dargestellt.
  • Die Brennkraftmaschine 230 weist eine Abtriebswelle auf, die mit einem ersten zusammengesetzten Zug TA verbunden ist, der in dem eigentlichen Wechselgetriebe 234 oder stufenlos verstellbaren Getriebe verwirklicht ist.
  • Der erste zusammengesetzte Zug TA umfasst einen ersten Planetengetriebezug 238, an den die Brennkraftmaschine 230 mit ihrem Zentralrad P1 gekoppelt ist.
  • Der Satellitenträger ps des ersten Planetengetriebezugs 238 des zusammengesetzten Zugs TA ist an einen Untersetzer 239 gekoppelt und wendet ein bestimmtes Untersetzungsverhältnis K2 an und sein Ausgang ist mit den Antriebsrädern 233 des Fahrzeugs gekoppelt.
  • Außerdem ist der Satellitenträger ps des ersten Planetengetriebezugs 238 mit dem Satellitenträger eines zweiten Planetengetriebezugs 237 des ersten zusammengesetzten Zugs TA gekoppelt.
  • Die Hohlräder des ersten Planetengetriebezugs 238 und des zweiten Planetengetriebezugs 237 sind miteinander verbunden und ihre gemeinsame Bewegung wird auf eine Kopplung im sekundären Kraftableitungsweg übertragen.
  • Das Zentralrad P2 des zweiten Planetengetriebezugs 237 ist seinerseits mit dem Satellitenträger ps eines Planetengetriebezugs TB gekoppelt, dessen Zentralrad p mit der Drehwelle einer zweiten Elektromaschine 232 verbunden ist.
  • Eine erste Elektromaschine 231 ist mit ihrer Abtriebswelle an einen Untersetzer 240 gekoppelt, der ein Untersetzungsverhältnis KE1 anwendet und mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebezugs 238 und gleichzeitig mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebezugs 237 sowie mit dem Hohlrad eines ersten Planetengetriebezugs eines zweiten zusammengesetzten Zugs TC gekoppelt ist.
  • Der zweite zusammengesetzte Zug TC umfasst außerdem einen zweiten Planetengetriebezug 236, der so konfiguriert ist, dass die Satellitenträger und die Zentralräder seiner zwei Planetengetriebezüge 231' und 236 miteinander gekoppelt sind.
  • Die Satellitenträger PS werden unter Zwischenschaltung einer ersten Bremse 244 vorübergehend mit einem Rahmen oder Fahrgestell 245 fest verbunden, wohingegen das Hohlrad des zweiten Planetengetriebezugs 236 unter Zwischenschaltung einer zweiten Bremse 244' mit dem Fahrgestell oder Festpunkt 245 fest verbunden werden kann.
  • Die Zentralräder der Planetengetriebezüge 231' und 236 des zusammengesetzten Zugs TC sind an das Hohlrad des Planetengetriebezugs TB gekoppelt.
  • Das Wechselgetriebe 234 wird mit Hilfe einer Steuereinheit 235 gesteuert, die im Wesentlichen einen Getrieberechner 246, eine Steuereinheit 247 für die Brennkraftmaschine, eine Steuereinheit 248 für den elektrischen Variator und eine Steuereinheit 249 für die Betriebsartänderung umfasst.
  • Diese verschiedenen Komponenten der Steuereinheit 235 sind mit verschiedenen Sensoren für den Betriebszustand des Fahrzeugs sowie mit Sensoren zum Erfassen der Absicht des Fahrers, wie ein Sensor für den Grad des Einpressens des Fahrpedals, verbunden. Dieser Sensor ist dann mit einem Modul zum Erfassen der Absicht oder des Willens des Fahrers verbunden. Die Verbindung ist über ein Bussystem B sichergestellt.
  • Die Steuereinheit 249 zum Ändern der Betriebsart hat ein erstes Ausgangssignal, das an einen Aktor der Bremse 244 übermittelt wird, und ein zweites Ausgangssignal, das an einen Aktor der zweiten Bremse 244' durchgeschaltet wird.
  • Eine solche Steuereinheit zum Ändern der Betriebsart erzeugt in Abhängigkeit von Befehlen 246 Ausgangssignale, die vier Zustände annehmen können, darunter einen ersten Zustand, in dem die beiden Ausgangssignale inaktiv sind, einen zweiten oder einen dritten Zustand, in dem das eine oder das andere der Ausgangssignale aktiv ist, oder einen vierten Zustand, in dem die beiden Ausgangssignale aktiv sind.
  • Die Steuereinheit 248 des elektrischen Variators erzeugt wenigstens zwei Steuer- und/oder Regelsignale, die für jede der Elektromaschinen 231 und 232 vorgesehen sind, um ihre jeweiligen Betriebspunkte gemäß einem Strom-Spannungs-Gesetz I mit vier Quadranten zu bestimmen.
  • Vorzugsweise ist der elektrische Variator um ein (nicht dargestelltes) Element zum Speichern von Elektroenergie wie die Batterie des Fahrzeugs oder eine große Kapazität ergänzt, das durch eine (nicht dargestellte) Schaltung zum Laden und Entladen unter der Steuerung durch die Steuereinheit 249 gemanagt wird.
  • Ein solches Betriebsartänderungssystem, das aus einem zusammengesetzten Zug TC und zwei Bremsen 244, 244' gebildet ist, ermöglicht, die mechanische Ausführung der Betriebsartenänderung zu vereinfachen, ohne eine zu sätzliche Welle zu benötigen, und vereinfacht die Anbringung der Elektromaschinen an dem Wechselgetriebe 234.
  • Die erste Bremse 244 und die zweite Bremse 244' können am Ende des Getriebes 234 angeordnet sein, während die ausrückbaren Kupplungen des Standes der Technik, wenn sie verwendet werden, um das Betriebsartänderungssystem zu verwirklichen, dagegen zwangsläufig im Zentrum dieses Getriebes sein müssen.
  • Der zusammengesetzte Zug TA bietet mehr Möglichkeiten der Untersetzung und insbesondere eine spezifische Untersetzung, die ermöglicht, die Drehgeschwindigkeit der Elemente des zweiten zusammengesetzten Zugs TC oder Ableitungszugs zu verringern.
  • Eine solche Bauweise erlaubt drei Betriebszustände, je nachdem, ob die Bremsen deaktiviert oder aktiviert sind.
  • In der ersten Betriebsart blockiert die Bremse 244 den Satellitenträger PS der beiden Planetengetriebezüge 231' und 236.
  • Das Hohlrad C des zweiten Planetengetriebezugs 236 dreht sich frei und der Zug TC funktioniert wie ein einfacher Zug, der aus dem Hohlrad des ersten Planetengetriebezugs 231', aus dem gemeinsamen Satellitenträger PS und dem gemeinsamen Zentralrad P gebildet ist.
  • In einem zweiten Zustand ist das Betriebsartänderungssystem in eine solche Stellung gebracht, dass die Bremsen 244 und 244' beide aktiviert sind.
  • Deshalb sind alle Elemente des zusammengesetzten Zugs TC blockiert, und folglich ist er unbeweglich gemacht.
  • In dieser zweiten Betriebsart sind die zwei Elektromaschinen 231 und 232 direkt mit dem Hauptweg der Kraftableitung verbunden und können außerdem, entweder die eine oder die andere oder beide, sowohl als Generator als auch als Motor arbeiten.
  • Diese Anordnung kommt ohne Blockierung und ohne mechanischen Bruch des Getriebes bei einer Betriebsartänderung zustande.
  • In einer dritten Betriebsart ist die erste Bremse 244 deaktiviert und die zweite Bremse 244' ist aktiviert.
  • Bei dieser Anordnung ist das Hohlrad C des zweiten Planetengetriebezugs 236 gebremst und dient als Festpunkt.
  • In dieser Betriebsart ist das Untersetzungsverhältnis ein zusammengesetztes Verhältnis, das von der Anzahl der Zähne aller drehbeweglichen Elemente, einschließlich des Hohlrades C, des Satellitenträgers PS und des Zentralrades C des zusammengesetzten Zugs TC, abhängt.
  • Bei dieser Anordnung profitiert das Getriebe von einem sehr großen Bereich realisierbarer Untersetzungsverhältnisse.
  • Bei diesem Wirkbild ist die Brennkraftmaschine direkt, ohne Untersetzung, mit einem der Eingänge des zusammengesetzten Zugs TA des Hauptwegs verbunden.
  • Die Planetengetriebezüge sind folglich alle auf derselben Linie, wodurch das Getriebe besonders an in der Längsrichtung verlaufende Triebwerksgruppenarchitekturen mit starker Motorisierung angepasst ist.
  • Außerdem ermöglicht der Doppelzug des sekundären Wegs, der aus dem einfachen Zug TB und dem zusammengesetzten Zug TC gebildet ist, einen weiten Untersetzungsbereich zu erhalten.
  • In 8 ist ein Wirkbild der Mechanik-Anordnung eines Wechselgetriebes dargestellt, das die grundsätzliche Anordnung des Wechselgetriebes 234 von 7 wieder aufgreift.
  • In dieser 8 tragen die Elemente, die jenen von 7 gleichen, die gleichen Bezugszeichen und sind nicht weiter beschrieben.
  • Die Abtriebswelle 250 der Brennkraftmaschine 230 ist auf die gemeinsame Drehwelle 251 des zusammengesetzten Hauptzugs TA, des zusammengesetzten Betriebsartänderungszugs TC sowie des einfachen Zugs TB für den Aufbau der zwei Ableitungswege ausgerichtet.
  • Die Brennkraftmaschine 230 ist folglich direkt, ohne Zwischenuntersetzer, über diese Welle 250 mit dem Zentralrad PA1 des ersten Planetengetriebezugs 238 (7) verbunden.
  • Der Satellitenträger PSA ist doppelt und zwei Planetengetriebezügen 237, 238 des ersten zusammengesetzten Zugs TA gemeinsam. Der Satellitenträger PSA ist am Zentralrad PA1 des Planetengetriebezugs 238 (7), das am Ende der Welle 250 der Wärmekraftmaschine 230 befestigt ist, drehbar und ist am Zentralrad PA2 des zweiten Planetengetriebezugs 237 (7) des zusammengesetzten Zugs TA, das an einem ersten Teil der Welle 251 befestigt ist, drehbar.
  • Der zweite Teil der Welle 251 trägt den Satellitenträger PSB des einfachen Zugs TB.
  • Die gemeinsame Welle 251 trägt, an zwei geeigneten Lagern frei drehbar angebracht:
    • – das Hohlrad CA, das den zwei Planetengetriebezügen 238, 237 des ersten zusammengesetzten Zugs TA gemeinsam ist, und das Hohlrad CC1 des ersten Planetengetriebezugs 231' des zweiten zusammengesetzten Zugs TC bzw.
    • – das Zentralrad PC des zweiten zusammengesetzten Zugs TC, das mit dem Hohlrad CB des einfachen Zugs TB fest verbunden ist.
  • Bei dieser Ausführungsform weist das Hohlrad CA der beiden Planetengetriebezüge 238 und 237 des ersten zusammengesetzten Zugs eine einzige Zahnung auf, um in ein einziges Ritzel des Satelliten SA, das an dem Satellitenträger PSA angebracht ist, einzugreifen. Jeder Satellit SA des Satellitenträgers PSA ist doppelt, d. h. dass er Folgendes trägt:
    • – ein erstes Ritzel, das zwischen dem Zentralrad PA1 des Planetengetriebezugs 238 und der einzigen Zahnung, hier der inneren Zahnung, des Hohlrades CA, das den beiden Planetengetriebezügen gemeinsam ist, in Eingriff ist;- ein zweites Ritzel, das mit dem ersten Ritzel über ihre gemeinsame Achse fest verbunden ist und mit dem Zentralrad PA2 des zweiten Planetengetriebezugs 237 des ersten zusammengesetzten Zugs TA in Eingriff ist.
  • Der Satellitenträger PSA des ersten zusammengesetzten Zugs ist frei drehbar an einem geeigneten Lager angebracht, das an der Abtriebswelle 250 der Brennkraftmaschine 230 angeordnet ist. Der Satellitenträger PSA ist mit einem Zahnrad fest verbunden, das mit einem Ritzel in Eingriff ist, welches mit den Rädern des Fahrzeugs 233 fest verbundenen ist.
  • Bei dieser Ausführungsform trägt das Hohlrad CA außerdem eine Außenzahnung, die mit einem Ritzel 253 in Ein griff ist, das am Ende der Rotorwelle der ersten Elektromaschine 231 des elektrischen Variators angebracht ist.
  • Bei dieser Ausführungsform weist das Zentralrad PC, das den beiden Planetengetriebezügen 231' und 236 gemeinsam ist, eine einzige Außenzahnung auf, um mit einem einzigen Ritzel des Satelliten SC, das an dem Satellitenträger PSC des zweiten zusammengesetzten Zugs TC angebracht ist, in Eingriff zu kommen, wobei jeder Satellit SC des Satellitenträgers PSC doppelt ist, d. h., dass er Folgendes trägt:
    • – ein erstes Ritzel, das mit dem Zentralrad PC einerseits und mit einer Innenzahnung des Hohlrades CC1 des Planetengetriebezugs 231' (7), das mit dem gemeinsamen Hohlrad CA des ersten zusammengesetzten Zugs TA fest verbunden ist, in Eingriff ist;
    • – ein zweites Ritzel, das mit dem ersten Ritzel über ihre gemeinsame Achse fest verbunden ist und mit einer Innenzahnung des Hohlrades CC2 des zweiten Planetengetriebezugs 236 (7) des zweiten zusammengesetzten Zugs TC in Eingriff ist.
  • Der Satellitenträger PSC des zweiten zusammengesetzten Zugs ist zwischen dem Zentralrad PC des zweiten zusammengesetzten Zugs TC und dem Hohlrad CC1 seines ersten Planetengetriebezugs 231' (7) frei drehbar angebracht.
  • Die Welle 251 trägt den Satellitenträger PSB des einfachen Zugs TB, der sich am Zentralrad PB dreht, dessen Welle 252, die auf die Wellen 251 und 250 ausgerichtet ist, mit der zweiten Elektromaschine 232 verbunden ist.
  • Die Bremsen 244 und 244' sind schematisch in dem axialen Zwischenraum dargestellt, der zwischen dem einfa chen Zug TB und dem zweiten zusammengesetzten Zug TC enthalten ist.
  • Die zweite Bremse 244' weist einen ersten Belag auf, der mit dem Hohlrad CC2 des zweiten Planetengetriebezugs 236 des zweiten zusammengesetzten Zugs TC fest verbunden ist, und einen zweiten Belag, der mit dem Gehäuse 245 des Wechselgetriebes fest verbunden ist. Ein (nicht gezeigter) Bremsaktor ist zwischen den beiden Belägen in der Weise angeordnet, dass unter der Steuerung durch die Steuereinheit 249 für die Änderung der Getriebebetriebsarten die zweite Bremse 244' entweder deaktiviert oder aber aktiviert wird.
  • Die erste Bremse 244 weist einen ersten Belag auf, der mit dem Satellitenträger PSC des zweiten zusammengesetzten Zugs TC fest verbunden ist, und einen zweiten Belag, der mit dem Gehäuse 245 des Wechselgetriebes fest verbunden ist. Ein (nicht gezeigter) Bremsaktor ist zwischen den beiden Belägen in der Weise angeordnet, dass unter der Steuerung durch die Steuereinheit 249 für die Änderung der Getriebebetriebsarten die erste Bremse 244 entweder deaktiviert oder aber aktiviert wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Betriebsartänderungssystem außerhalb dieses Raumbedarfs angeordnet werden könnte, um die axiale oder longitudinale Weite eines solchen Wechselgetriebes noch weiter zu verringern. In diesem Fall sind die beiden Bremsen 244 und 244' von der Mittelwelle 251 entfernt.
  • Das Betriebsartänderungssystem ist auf kompakte Weise verwirklicht, da sich der zusammengesetzte Zug TC und der Bremsteil 244, 244', 245 gesondert integrieren lassen.

Claims (30)

  1. Stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung in zwei Betriebsarten, dessen konstitutive Elemente zwischen zwei Kraftwegen, die die Brennkraftmaschine (130) mit den Rädern (133) des Fahrzeugs parallel verbinden und einen Hauptkraftweg sowie einen sekundären Kraftweg, der ein Betriebsartänderungssystem enthält, bilden, verteilt sind, wobei diese Elemente zwei Planetengetriebezüge (141, 142), zwei Elektromaschinen (131, 132), eine Untersetzungsstufe (139) und Steuermittel, die die Kraft zwischen den zwei Kraftwegen entsprechend der Betriebsart des Getriebes unterschiedlich verteilen, enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hauptkraftweg ein zusammengesetzter Planetengetriebezug (138, 137) angeordnet ist und dass der sekundäre Weg einen jeder Elektromaschine (131, 132) des elektrischen Variators zugeordneten Planetengetriebezug (141, 142) und das Betriebsartänderungssystem, um wahlweise wenigstens ein Drehelement eines der den Elektromaschinen zugeordneten Planetengetriebezüge unbeweglich zu machen, enthält, derart, dass wenigstens eine Betriebsart des stufenlos verstellbaren Getriebes unter mehreren Betriebsarten gewählt wird.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Brennkraftmaschine (130) über einen Untersetzer (136) mit dem Hohlrad (C2) und dem Satellitenträger (ps1) eines ersten Planetengetriebezugs (137) bzw. eines zweiten Planetengetriebezugs (138) des eigentlichen Wechselgetriebes (134) verbunden ist; und die Räder des Fahrzeugs (133) mit dem Wechselgetriebe (134) über einen Untersetzer (139) mit Verhältnis K0 verbunden ist, wovon ein Eingang mit dem Satellitenträger (ps2) und mit dem Hohlrad (C1) des ersten Planetengetriebezugs (137) bzw. des zweiten Planetengetriebezugs (138) gekoppelt ist, wobei der erste Planetengetriebezug (137) und der zweite Planetengetriebezug (138) einen zusammengesetzten Planetengetriebezug bilden, der in dem Haupt-Kraftableitungsweg angeordnet ist.
  3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Elektromaschine (131) des elektrischen Variators mit einem Untersetzer (140) verbunden ist, der mit dem Zentralrad (p2) des ersten Planetengetriebezugs (137) und mit dem Hohlrad (C) eines dritten Planetengetriebezugs (141) gekoppelt ist, dessen Zentralrad (p) mit dem Hohlrad (C) eines vierten Planetengetriebezugs (142) gekoppelt ist, wobei das Zentralrad (p) des dritten Planetengetriebezugs (141) und das Hohlrad (C) des vierten Planetengetriebezugs (142) mit dem Rahmen (145) über eine Bremse (144') verbunden sind, und dass der Satellitenträger des dritten Planetengetriebezugs (141) seinerseits mittels einer Bremse (144) mit einem solchen festen Punkt (145) gekoppelt ist.
  4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Elektromaschine (132) des elektrischen Variators über einen Untersetzer (143) mit Verhältnis Ke2 mit einem vierten Planetengetriebezug (142) über dessen Zentralrad (p) gekoppelt ist.
  5. Getriebe nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersetzer (136) ein Ritzel (154) aufweist, das mit einer Zahnung (155) in Eingriff ist, die an einem Lager angebracht ist, das um eine Mittelwelle (156) des Wechselgetriebes, die mit dem Satellitenträger (159; PS1, 3) des zweiten Planetengetriebezugs (138) des zusammengesetzten Zugs des Hauptkraftwegs fest verbunden ist, frei drehbar ist, wobei der Satellitenträger (159) des zweiten Planetengetriebezugs (138) mit dem Hohlrad (175) des ersten Planetengetriebezugs (137) fest verbunden ist und das Hohlrad (161) des zweiten Planetengetriebezugs (138) mit dem Satellitenträger (161) des ersten Planetengetriebezugs (137) verbunden oder daran befestigt ist.
  6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder des Fahrzeugs an einer Welle (153) über ein Ritzel (158) mit einer Zahnung (157), die mit dem Hohlrad (161) des zweiten Planetengetriebezugs (138) fest verbunden ist, gekoppelt sind.
  7. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass: der sekundäre Kraftweg einen dritten Planetengetriebezug (141) und einen vierten Planetengetriebezug (142) für seine Kopplung mit dem Variator, mit dem Betriebsartänderungssystem und mit dem Hauptkraftweg enthält, wobei der dritte Planetengetriebezug (141) ein Zentralrad (176; P, 3), ein Hohlrad (177; C, 3) und einen Satellitenträger (168), der mit einer zweiten Bremse (169) fest verbunden ist, enthält; der vierte Planetengetriebezug (142) einen Satellitenträger (163) enthält, der sein Zentralrad (178) mit seinem Hohlrad (179) koppelt, das Zentralrad (176) des dritten Planetengetriebezugs (141) mit dem Hohlrad (179) des vierten Planetengetriebezugs (142) fest verbunden ist und das Hohlrad (177) des dritten Planetengetriebezugs (141) mit dem Zentralrad (162) des ersten Planetengetriebezugs (137) fest verbunden ist; die Welle (156) des Wechselgetriebes (134) an seinem anderen Ende in Bezug auf die Brennkraftmaschine (150) in einem Ritzel (171) endet, das mit der zweiten Elektromaschine (152) verbunden ist; und das Zentralrad (162) des ersten Planetengetriebezugs (137, 3) des zusammengesetzten Zugs eine Außenzahnung (165) trägt, die mit einem Ritzel (167) gekoppelt ist, das mit der Welle des Rotors der ersten Elektromaschine (151) des elektrischen Variators fest verbunden ist.
  8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrad (176) des dritten Planetengetriebezugs (141) sowie das Hohlrad (179) des vierten Planetengetriebezugs mit einem Bremsbelag (170; 144', 3) fest verbunden sind, während der andere Bremsbelag (170) mit dem Gehäuse des Wechselgetriebes fest verbunden ist und ein Bremsaktor ermöglicht, die Bremse zu aktivieren oder nicht zu aktivieren, indem die beiden Beläge unter der Steuerung der Steuereinheit der Betriebsart des Getriebes (135, 149) einander angenähert werden.
  9. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenträger (168) des dritten Planetengetriebezugs (141) mit einem ersten Bremsbelag (169) fest verbunden ist, während der andere Bremsbelag (169) mit dem Gehäuse des Wechselgetriebes fest verbunden ist und ein Bremsaktor, der der Bremse (169) des Satellitenträgers (168) zugeordnet ist, ermöglicht, seine Bremse zu aktivieren oder nicht zu aktivieren, indem er die beiden Beläge unter der Steuerung der Steuereinheit der Betriebsarten des Getriebes (135, 149) einander annähert.
  10. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinheit (135) für seinen Betrieb enthält, die enthält: – eine Steuereinheit (146) des Betriebspunkts der Triebwerksgruppe in Abhängigkeit von vorgegebenen Beschränkungen; – eine Steuereinheit (147) des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (130), die einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit (135) empfängt und Steuersignale erzeugt, die für Aktoren zur Bestimmung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (130) geeignet sind; – eine Steuereinheit (148) für den Betrieb der ersten Elektromaschine (131) und der zweiten Elektromaschine (132), derart, dass für jede Maschine die Motor- oder Generatorbetriebsart, ihre Drehzahl und/oder ihr Drehmoment oder aber ihre induzierte Spannung und/oder ihr induzierter Strom, insbesondere in Bezug auf ein Steuerorgan eines Akkumulators für elektrische Energie, bestimmt werden, wobei die Steuereinheit (148) einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit (135) empfängt und Steuersignale erzeugt, die für Steuerschaltungen der Elektromaschinen geeignet sind, – eine Steuereinheit (149) zum Ändern der Betriebsart des Getriebes, die den deaktivierten oder aktivierten Zustand der ersten Bremse (144) und/oder der zweiten Bremse (144') bestimmt, derart, dass eine Betriebsart unter wenigstens zwei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes unter der Steuerung der Steuereinheit (135) gewählt wird.
  11. Stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung in zwei Betriebsarten, dessen konstitutive Elemente zwischen zwei Kraftwegen, die die Brennkraftmaschine (41) mit den Rädern (43) des Fahrzeugs parallel verbinden und einen Hauptkraftweg sowie einen sekundären Kraftweg, der ein Betriebsartänderungssystem enthält, bilden, verteilt sind, wobei diese Elemente zwei Planetengetriebezüge (45, 46), zwei Elektromaschinen (42, 44), eine Untersetzungsstufe (53) und Steuermittel, die die Kraft zwischen den zwei Kraftwegen entsprechend der Betriebsart des Getriebes unterschiedlich verteilen, enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass es einen dritten Planetengetriebezug (47) enthält, der mit einem der zwei Planetengetriebezüge (45, 46) in einem der zwei Kraftwege in Reihe geschaltet ist, wobei der dritte Planetengetriebezug (47) mit den Steuermitteln (48, 49) in der Weise zusammenwirkt, dass sich alle Elemente (c, p, ps) des dritten Zugs (47) in einer ersten Betriebsart mit derselben Drehzahl drehen.
  12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Kraftweg die Räder des Fahrzeugs (43) über einen Untersetzer (53) mit dem Satellitenträger des ersten Planetengetriebezugs (45) verbunden sind, dessen Zentralrad direkt mit der Welle der Brennkraftmaschine (41) verbunden ist, und dass der zweite Kraftweg (51, 47, 46, 44) mit dem ersten Planetengetriebezug (45) über dessen Hohlrad gekoppelt ist.
  13. Getriebe nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (c) des dritten Planetengetriebezugs (47) mit dem Hohlrad des zweiten Planetengetriebezugs (46) verbunden ist und dass das Zentralrad (p) des dritten Planetengetriebezugs (47) zugleich mit dem Hohlrad des ersten Planetengetriebezugs (45) und mit dem Rotor der ersten Elektromaschine (44) fest verbunden ist.
  14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenträger des zweiten Planetengetriebezugs (46) mit der Brennkraftmaschine (41) über einen Untersetzer (51) verbunden ist, dessen Untersetzungsverhältnis an die mechanische Kraft und an den optimalen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine (41), mit der er verbunden ist, angepasst werden kann.
  15. Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrad des zweiten Planetengetriebezugs (46) mit dem Rotor der zweiten Elektromaschine (42) verbunden ist.
  16. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenträger des dritten Planetengetriebezugs (47) durch Aktivierung des Betriebsartänderungssystems an dem Gehäuse (50) über eine zwischen dem Gehäuse (50) und dem Satellitenträger (ps) des dritten Planetengetriebezugs (47) angeordnete Bremse (48) unbeweglich gemacht wird.
  17. Getriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Satellitenträger (ps) des dritten Planetengetriebezugs (47) mit seinem Zentralrad (p) über eine durch das Betriebsartänderungssystem gesteuerte Kupplung (49) verbunden ist.
  18. Getriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite und der dritte Planetengetriebezug ein gemeinsames Hohlrad (75) enthalten, dass sich der Satellitenträger (74) des dritten Planetengetriebezugs (47) um die Welle seines Zentralrads (76) frei dreht, wobei die Welle mit dem Wellenträger des Hohlrades des ersten Planetengetriebezugs (45) verbunden ist, dass sich der Satellitenträger des zweiten Planetengetriebezugs (46) um die Welle seines Zentralrades (79) frei dreht, wobei diese Welle mit der Welle des Rotors der zweiten Elektromaschine (42) verbunden ist, und dass sich der Satellitenträger (68) des ersten Planetengetriebezugs (45) um die Welle (60) seines Zentralrades frei dreht, wobei die Welle (60) mit ihren beiden Enden mit der Motorwelle der Brennkraftmaschine (41) bzw. mit dem Zentralrad fest verbunden ist.
  19. Getriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektromaschine (44) außerhalb der gemeinsamen Achse der Brennkraftmaschine (41) und des ersten Planetengetriebezugs (45), des zweiten Planetengetriebezugs (46) und des dritten Planetengetriebezugs (47) und der zweiten Elektromaschine (42) angeordnet ist, wobei die Welle des Rotors mit einem Ritzel (72) fest verbunden ist, das an einer Außenzahnung (71) des Hohlrades des ersten Planetengetriebezugs (45) in Eingriff ist.
  20. Getriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinheit (80) für seinen Betrieb aufweist, die enthält: – eine Steuereinheit (81) des Betriebspunkts der Triebwerksgruppe in Abhängigkeit von vorgegebenen Beschränkungen; – eine Steuereinheit (82) des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (41), die einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit (81) empfängt und Steuersignale erzeugt, die für Aktoren für die Bestimmung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (41) geeignet sind; – eine Steuereinheit (83) für den Betrieb der ersten Elektromaschine (44) und der zweiten Elektromaschine (42), derart, dass für jede Maschine ihre Motor- oder Generatorbetriebsart, ihre Drehzahl und/oder ihr Drehmoment oder aber ihre induzierte Spannung und/oder ihr induzierter Strom, insbesondere in Bezug auf ein Steuerorgan eines Akkumulators für elektrische Energie, bestimmt werden, wobei die Steuereinheit (83) einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit (81) empfängt und Steuersignale erzeugt, die für Steuerschaltungen der Elektromaschinen geeignet sind; und – eine Steuereinheit (84) für die Änderung der Betriebsart des Getriebes, die den deaktivierten oder aktivierten Zustand der Kupplung (49) und/oder der Bremse (48) bestimmt, derart, dass eine Betriebsart unter wenigstens zwei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes unter der Steuerung der Steuereinheit (81) gewählt wird.
  21. Stufenlos verstellbares Getriebe mit Kraftableitung in zwei Betriebsarten, dessen konstitutive Elemente zwischen zwei Kraftwegen, die die Brennkraftmaschine (230) mit den Rädern (233) des Fahrzeugs parallel verbinden und einen Hauptkraftweg sowie einen sekundären Kraftweg, der ein Betriebsartänderungssystem enthält, bilden, verteilt sind, wobei diese Elemente zwei Planetengetriebezüge (TB, TC), zwei Elektromaschinen (231, 232), eine Untersetzungsstufe (239) und Steuermittel, die die Kraft zwischen den beiden Kraftwegen entsprechend der Betriebsart des Getriebes unterschiedlich verteilen, enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass es einen ersten zusammengesetzten Planetengetriebezug (TA), der ermöglicht, die Brennkraftmaschine (230) mit den Rädern des Fahrzeugs (233) über den Haupt-Kraftableitungsweg zu verbinden, und einen einfachen Planetengetriebezug (TB), der ermöglicht, die Kraftableitung zu verwirklichen, sowie einen zweiten zusammengesetzten Planetengetriebezug (TC), um das System zum Ändern der Betriebsart zwischen wenigstens zwei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes zu verwirklichen, enthält.
  22. Getriebe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der erste zusammengesetzte Zug (TA) einen ersten Planetengetriebezug (238), mit dem die Brennkraftmaschine (230) über dessen Zentralrad (P1) verbunden ist, enthält, wobei der Satellitenträger (ps) des ersten Planetengetriebezugs (238) mit einem Untersetzer (239) verbunden ist, dessen Ausgang mit den Antriebsrädern (233) des Fahrzeugs und mit dem Satellitenträger eines zweiten Planetengetriebezugs (237) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) verbunden ist, wobei die Hohlräder des ersten Planetengetriebezugs (238) und des zweiten Planetengetriebezugs (237) miteinander verbunden sind und ihre gemeinsame Bewegung an eine Kopplung in dem sekundären Kraftableitungsweg übertragen wird.
  23. Getriebe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrad (P2) des zweiten Planetengetriebezugs (237) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) selbst mit dem Satellitenträger (ps) des einfachen Planetengetriebezugs (TB) verbunden ist, dessen Zentralrad (p) mit der Drehwelle der zweiten Elektromaschine (232) verbunden ist, wobei die erste Elektromaschine (231) des elektrischen Variators des Getriebes über seine Ausgangswelle mit einem Untersetzer (240) gekoppelt ist, der zugleich mit den Hohlrädern des ersten Planetengetriebezugs (238) und des zweiten Planetengetriebezugs (237) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) sowie mit dem Hohlrad eines ersten Planetengetriebezugs (231') des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) verbunden ist, der außerdem einen zweiten Planetengetriebezug (236) enthält und der so konfiguriert ist, dass die Satellitenträger und die Zentralräder der beiden Planetengetriebezüge (231', 236) miteinander gekoppelt sind, dass die Satellitenträger (ps) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) vorübergehend mit einem Rahmen oder Chassis (245) über eine erste Bremse (244) fest verbunden sind, während das Hohlrad (C) des zweiten Planetengetriebezugs (236) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) mit dem Chassis oder einem festen Punkt (245) über eine zweite Bremse (244') fest verbunden sein kann, und dass die Zentralräder der Planetengetriebezüge (231', 236) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) mit dem Hohlrad des einfachen Planetengetriebezugs (TB) verbunden sind.
  24. Getriebe nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (250) der Brennkraftmaschine (230) auf die gemeinsame Drehwelle (251) des zusammengesetzten Hauptzugs (TA), des zusammengesetzten Betriebsartänderungszugs (TC) sowie des einfachen Zugs (TB) für den Aufbau der zwei Ableitungswege ausgerichtet ist, dass die Brennkraftmaschine (230) direkt ohne Zwischenuntersetzer über diese Welle (250) mit dem Zentralrad (PA1) des ersten Planetengetriebezugs (238, 7) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) verbunden ist, wobei der Satellitenträger (PSA) doppelt vorhanden ist und den beiden Planetengetriebezügen (237, 238) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) gemeinsam ist, wobei der Satellitenträger (PSA) am Zentralrad (PA1) des ersten Planetengetriebezugs (238, 7) drehbar und am Wellenende (250) der Brennkraftmaschine (230) befestigt ist und am Zentralrad (PA2) des zweiten Planetengetriebezugs (237, 7) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA), das an einem ersten Teil der gemeinsamen Welle (251) befestigt ist, dessen zweiter Teil auf die Ausgangswelle (250) der Brennkraftmaschine (230) ausgerichtet ist und den Satellitenträger (PSB) des einfachen Zugs (TB) trägt, drehbar ist, wobei die gemeinsame Welle (251) an zwei Lagern frei drehbar folgendes trägt: – das Hohlrad (CA), das den beiden Planetengetriebezügen (238, 237) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) gemeinsam ist, und das Hohlrad (CC1) des ersten Planetengetriebezugs (231') des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC); – das Zentralrad (PC) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC), das mit dem Hohlrad (CB) des einfachen Zugs (TB) fest verbunden ist.
  25. Getriebe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (CA) der zwei Planetengetriebezüge (238, 237) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) eine einzige Zahnung enthält, um in ein einzelnes Ritzel des Satelliten (SA) einzugreifen, das an dem Satellitenträger (PSA) angebracht ist, wobei jeder Satellit (SA) des Satellitenträgers (PSA) doppelt vorhanden ist, d. h., dass er folgendes trägt: – ein erstes Ritzel, das zwischen dem Zentralrad (PA1) des ersten Planetengetriebezugs (238) und der einzigen, hier der inneren Zahnung des Hohlrades (CA), das den beiden Planetengetriebezügen gemeinsam ist, in Eingriff ist; – ein zweites Ritzel, das mit dem ersten Ritzel über ihre gemeinsame Achse fest verbunden ist und an dem Zentralrad (PA2) des zweiten Planetengetriebezugs (237) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) in Eingriff ist; und dass der Satellitenträger (PSA) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) an einem Lager frei drehbar angebracht ist, das zweckmäßig an der Ausgangswelle (250) der Brennkraftmaschine (230) angeordnet ist und mit einem Zahnrad, das an dem mit den Rädern des Fahrzeugs (233) fest verbundenen Ritzel in Eingriff ist, fest verbunden ist.
  26. Getriebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (CA), das den beiden Planetengetriebezügen (237, 238) gemeinsam ist, außerdem eine Außenzahnung trägt, die mit einem Ritzel (253) in Eingriff ist, das am Ende der Rotorwelle der ersten Elektromaschine (231) des elektrischen Variators angebracht ist.
  27. Getriebe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrad (PC), das den beiden Planetengetriebezügen (231', 236) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) gemeinsam ist, eine einzige Außenzahnung enthält, um mit einem einzigen Ritzel des Satelliten (SC), der an dem Satellitenträger (PS) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) angebracht ist, in Eingriff ist, wobei jeder Satellit (SC) des Satellitenträgers (PSC) doppelt vorhanden ist, d. h., dass er folgendes trägt: – ein erstes Ritzel, das an dem Zentralrad (PC) einerseits und an einer Innenzahnung des Hohlrades (CC1) des Planetengetriebezugs (231'), das mit dem gemeinsamen Hohlrad (CA) des ersten zusammengesetzten Zugs (TA) fest verbunden ist, in Eingriff ist, – ein zweites Ritzel, das mit dem ersten Ritzel über deren gemeinsame Achse fest verbunden ist und an einer Innenzahnung des Hohlrades (CC2) des zweiten Planetengetriebezugs (236) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) in Eingriff ist; und dass der Satellitenträger (PSC) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) zwischen dem Zentralrad (PC) und dem Hohlrad (CC1) seines ersten Planetengetriebezugs (231') frei drehbar angebracht ist.
  28. Getriebe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Welle (251) den Satellitenträger (PSB) des einfachen Zugs (TB), der sich am Zentralrad (PB) dreht, dessen Welle (251), die auf die gemeinsame Welle (251) und die Ausgangswelle (250) der Brennkraftmaschine (230) ausgerichtet ist, mit dem Rotor der zweiten Elektromaschine (232) verbunden ist, dreht.
  29. Getriebe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsartänderungssystem enthält: – eine zweite Bremse (244'), die einen ersten Belag, der mit dem Hohlrad (CC2) des zweiten Planetengetriebezugs (236) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) fest verbunden ist, und einen zweiten Belag, der mit dem Gehäuse (245) des Wechselgetriebes fest verbunden ist, enthält, wobei ein Bremsaktor zwischen den beiden Belägen in der Weise angeordnet ist, dass unter der Steuerung einer Steuereinheit (249) für die Änderung der Betriebsarten des Getriebes die zweite Bremse (244') entweder geöffnet oder zusammengepresst wird; – eine erste Bremse (244), die einen ersten Belag, der mit dem Satellitenträger (PSC) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) fest verbunden ist, und einen zweiten Belag, der mit dem Gehäuse (245) des Wechselgetriebes fest verbunden ist, enthält, wobei ein Bremsaktor zwischen den beiden Belägen in der Weise angeordnet ist, dass unter der Steuerung der Steuereinheit (249) zur Änderung der Betriebsart des Getriebes die erste Bremse (244) deaktiviert oder aktiviert wird.
  30. Getriebe nach einem der Ansprüche 23 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinheit (235) für seine Funktion enthält, die über einen Bus (B) mit verschiedenen Sensoren für den Betriebszustand des Fahrzeugs sowie mit Sensoren zum Erfassen der Absicht des Fahrers und mit mehreren Steuereinheiten verbunden ist, die enthalten: – eine Steuereinheit (246) des Betriebspunkts der Triebwerksgruppe in Abhängigkeit von vorgegebenen Beschränkungen; – eine Steuereinheit (247) des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (230), die einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit (235) für den Betrieb empfängt und Steuersignale erzeugt, die für Aktoren zum Bestimmen des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine (230) geeignet sind; – eine Steuereinheit (248) für den Betrieb der ersten Elektromaschine (231) und der zweiten Elektromaschine (232), derart, dass für jede Maschine ihre Motor- oder Generatorbetriebsart, ihre Drehzahl und/oder ihr Drehmoment oder aber ihre induzierte Spannung und/oder ihr induzierter Strom, insbesondere in Bezug auf ein Steuerorgan eines Akkumulators für elektrische Energie, bestimmt werden, wobei die Steuereinheit (248) einen Soll-Betriebspunkt der Steuereinheit (235) für den Betrieb empfängt und Steuersignale erzeugt, die für Steuerschaltungen der Elektromaschinen geeignet sind, um ihre jeweiligen Betriebspunkte gemäß einem Strom-Spannungs-Gesetz I mit vier Quadranten zu bestimmen; – eine Steuereinheit (249) zum Ändern der Betriebsart des Getriebes, die den deaktivierten oder aktivierten Zustand der ersten Bremse (244) und/oder der zweiten Bremse (244') bestimmt, derart, dass eine Betriebsart unter wenigstens drei Betriebsarten des stufenlos verstellbaren Getriebes unter der Steuerung der Betriebssteuereinheit (235) ausgewählt wird, wovon: – in der ersten Betriebsart die Bremse (244) den Satellitenträger (PS) der zwei Planetengetriebezüge (231', 236) des zweiten zusammengesetzten Zugs (TC) blockiert, das Hohlrad (C) des zweiten Planetengetriebezugs (236) sich frei dreht und der Zug (TC) als ein einfacher Zug wirkt, der aus dem Hohlrad des ersten Planetengetriebezugs (231'), dem gemeinsamen Planetenträger (PS) und dem gemeinsamen Zentralrad (P) zusammengesetzt ist; – in einer zweiten Betriebsart das Betriebsartänderungssystem in einen Zustand versetzt wird, derart, dass die zwei Bremsen (244, 244') aktiviert sind, wobei sämtliche Elemente des zusammengesetzten Zugs (TC) blockiert sind, derart, dass die zwei Elektromaschinen (231, 232) direkt mit dem Haupt-Kraftableitungsweg verbunden sind, wobei der eine oder der andere oder der eine und der andere von ihnen sowohl als Generator als auch als Motor arbeiten können; und – in einer dritten Betriebsart die erste Bremse (244) deaktiviert ist und die zweite Bremse (244') aktiviert ist, derart, dass das Hohlrad (C) des zweiten Planetengetriebezugs (236) gebremst wird und als Abstützpunkt dient.
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