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Title:
CVT DRIVETRAIN AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/110108
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a CVT drivetrain comprising an infinitely adjustable variator (10) and a transmission input shaft (27) arranged on a primary drive side, a starting device (5) and a secondary drive (32), in particular an electric machine (36) representing a secondary drive (32), being arranged coaxially to said transmission input shaft. The invention is characterized by a first additional clutch (29) which serves to couple the secondary drive (32) to a direct fixed drive stage (30), and by a second additional clutch (35) which serves to couple it to a variator input.

Inventors:
WALTER BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE2014/200715
Publication Date:
July 30, 2015
Filing Date:
December 15, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K6/48; B60K6/387; B60K6/543; F16H37/02; F16H61/04
Domestic Patent References:
WO2011127892A12011-10-20
Foreign References:
JP2012056366A2012-03-22
US20100258367A12010-10-14
US20080236917A12008-10-02
EP1038722A12000-09-27
EP2275706A12011-01-19
EP0908343B12004-10-06
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Claims:
Patentansprüche

1. CVT-Antriebsstrang mit einem stufenlos verstellbaren Variator (10;50) und mit einer auf einer primären Antriebsseite angeordneten Getriebeeingangswelle (27;67), zu der eine Anfahreinrichtung (5;45) und ein sekundärer Antrieb (32;72), insbesondere eine einen sekundären Antrieb (32;72) darstellende Elektromaschine (36;76), koaxial angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine erste zusätzliche Kupplung (29;69), die zur Kopplung des sekundären Antriebs (32;72) mit einer Direktdurchtriebsstufe (30;70) dient, und durch eine zweite zusätzliche Kupplung (35;75), die zur Kopplung mit einem Variatoreingang dient.

2. CVT-Antriebsstrang nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zusätzlichen Kupplungen (29;69,35;75) auf einer Variatoreingangsseite angeordnet sind.

3. CVT-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zusätzlichen Kupplungen (29;69,35;75) als formschlüssige Kupplungen ausgeführt sind.

4. CVT-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung (5;45) zwischen der zweiten zusätzlichen Kupplung (35;75) und einem Drehschwingungsdämpfer (22;62) auf der primären Antriebsseite angeordnet ist.

5. CVT-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite zusätzliche Kupplung (35;75) radial innerhalb des sekundären Antriebs (32;72) angeordnet ist.

6. CVT-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte zusätzliche Kupplung (38;78) auf einer Abtriebsseite einem Variatorausgang zugeordnet ist.

7. CVT-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktdurchtriebsstufe (30;70) als Umschaltgang für ein Zweibe- reichs-CVT und/oder als rein elektrischer Fahrgang ausgeführt ist.

8. CVT-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Antrieb (32;72) direkt mit einem Nebenabtrieb gekoppelt ist.

9. Verfahren zum Betreiben eines CVT-Antriebsstrangs (1 ;41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Antrieb (32;72) bei einem Umschalten zwischen Betriebsbereichen (low/high) eines Mehrbe- reichs-CVT-Getriebes (1 ;41) über die Direktdurchtriebsstufe (30;70) antriebsmäßig verwendet wird, um eine unerwünschte Zugkraftunterbrechung zu verringern oder zu eliminieren.

Description:
CVT-ANTRI E BSSTRANG UND VERFAHREN ZU DESSEN BETREIBEN

Die Erfindung betrifft einen CVT-Antriebsstrang mit einem stufenlos verstellbaren Variator und mit einer auf einer primären Antriebsseite angeordneten Getriebeeingangswelle, zu der eine Anfahreinrichtung und ein sekundärer Antrieb, insbesondere eine einen sekundären Antrieb darstellende Elektromaschine, koaxial angeordnet sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen CVT-Antriebsstrangs.

Aus der internationalen Veröffentlichung WO 2011/127892 A1 ist ein Hybridfahrzeug mit einer Elektromaschine und einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, wobei eine Anfahrkupplung und die Elektromaschine radial außerhalb eines Drehmomentfühlers angeordnet sind. Aus der europäischen Patentschrift EP 0 908 343 B1 ist ein Hybridsystem mit einem Verbrennungsmotor und einem Motor/Generator sowie einem unbegrenzt variablen Getriebe in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau und/oder den Betrieb eines CVT-Antriebsstrangs mit einem stufenlos verstellbaren Variator und mit einer auf einer primären Antriebsseite angeordneten Getriebeeingangswelle, zu der eine Anfahreinrichtung und ein sekundärer Antrieb koaxial angeordnet sind, zu vereinfachen oder zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einem CVT-Antriebsstrang mit einem stufenlos verstellbaren Variator und mit einer auf einer primären Antriebsseite angeordneten Getriebeeingangswelle, zu der eine Anfahreinrichtung und ein sekundärer Antrieb, insbesondere eine einen sekundären Antrieb darstellende Elektromaschine, koaxial angeordnet sind, durch eine erste zusätzliche Kupplung, die zur Kopplung des sekundären Antriebs mit einer Direktdurchtriebsstufe dient, und durch eine zweite zusätzliche Kupplung gelöst, die zur Kopplung mit einem Variatoreingang dient. Bei der Anfahreinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Anfahrkupplung. Die Anfahrkupplung ist zum Beispiel als Lamellenkupplung ausgeführt. Der erfindungsgemäße CVT-Antriebsstrang liefert unter anderem den Vorteil, dass der Kraftfluss des sekundären Antriebs drehzahlunabhängig parallel zum Kraftfluss des primären Antriebs an Antriebsräder eines mit dem CVT-Antriebsstrang ausgestatteten Kraftfahrzeugs geleitet werden kann. Bei dem primären Antrieb handelt es sich vorzugsweise um eine Brennkraftmaschine, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Bei dem sekundären Antrieb handelt es sich vorzugsweise um eine Elektromaschine, zum Beispiel einen Elektromotor und/oder einen Generator. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der CVT-Antriebsstrang mit abge- trenntem Variatorzweig zum Antrieb des Fahrzeugs beziehungsweise der Antriebsräder verwendet werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine Hybridbatterie eines mit dem CVT-Antriebsstrang ausgestatteten Hybridfahrzeugs mit dem primären Antrieb über den sekundären Antrieb, der dann als Generator arbeitet, bei stehendem Hybridfahrzeug aufgeladen werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bremsmoment beziehungsweise Schubmoment in einem Rekuperationsbetrieb nicht über den Variator geleitet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zusätzlichen Kupplungen auf einer Variatoreingangsseite angeordnet sind. Das hat sich insbesondere bei einer Front-Quer-Anordnung als vorteilhaft erwiesen. Bei einer Längsanordnung kann es vorteilhaft sein, die erste zusätzliche Kupplung auf einer

Variatorausgangsseite anzuordnen, während die zweite zusätzliche Kupplung auf einer Variatoreingangsseite angeordnet ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zusätzlichen Kupplungen als formschlüssige Kupplungen ausgeführt sind. Die beiden zusätzlichen Kupplungen können zum Beispiel als Klauenkupplungen ausgeführt sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahreinrichtung zwischen der zweiten zusätzlichen Kupplung und einem Drehschwingungsdämpfer auf der primären Antriebsseite angeordnet ist. Der Drehschwingungsdämpfer auf der primären Antriebsseite dient vorteilhaft dazu, unerwünschte Drehschwingungen, die im Betrieb des primären Antriebs, insbesondere einer Brennkraftmaschine beziehungsweise eines Verbrennungsmotors, auftreten, von dem CVT-Antriebsstrang zu entkoppeln. Dadurch werden durch Drehungleichförmigkeiten hervorgerufene unerwünschte Schäden im CVT-Antriebsstrang verhindert.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite zusätzliche Kupplung radial innerhalb des sekundären Antriebs angeordnet ist. Die zweite zusätzliche Kupplung ist vorteilhaft zusammen mit der Anfahrkupplung radial innerhalb des sekundären Antriebs angeordnet. Dabei ist die zweite zusätzliche Kupplung besonders vorteilhaft in axialer Richtung überlappend zu dem sekundären Antrieb angeordnet. Besonders vorteilhaft sind sowohl die Anfahrkupplung als auch die zweite zusätzliche Kupplung in axialer Richtung vollständig überlappend zu dem sekundären Antrieb angeordnet. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte zusätzliche Kupplung auf einer Abtriebsseite einem

Variatorausgang zugeordnet ist. Die dritte zusätzliche Kupplung ist vorzugsweise auch als formschlüssige Kupplung, zum Beispiel als Klauenkupplung ausgeführt. Die dritte zusätzliche Kupplung kann einem Teilgetriebe zugeordnet sein, das zur Darstellung eines so genannten Mehrbereichs-CVT-Getriebes dient. Das Teilgetriebe ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ohne mechanische Drehrichtungsumkehreinrichtung ausgeführt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Direktdurchtriebsstufe als Umschaltgang für ein Zweibereichs-CVT und/oder als rein elektrischer Fahrgang ausgeführt ist. Besonders vorteilhaft ist die

Direktdurchtriebsstufe sowohl als Umschaltgang für das Zweibereichs-CVT als auch als rein elektrischer Fahrgang ausgeführt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Antrieb direkt mit einem Nebenabtrieb gekoppelt ist. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass, zum Beispiel bei einem Nutzfahrzeug, ein Nebenaggregat bei stehendem Fahrzeug über den sekundären Antrieb betrieben werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Nebenaggregat durch den primären Antrieb betrieben werden. Bei dem Nebenaggregat handelt es sich zum Beispiel um eine hydraulische Pumpe oder um einen Kompressor.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen CVT-Antriebsstrangs. Mit CVT wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein stufenloses Getriebe bezeichnet, wobei die Buchstaben CVT für Continuously Variable Transmission stehen. Dabei handelt es sich zum Beispiel um ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenum- schlingungsgetriebe.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Antrieb bei einem Umschalten zwischen Betriebsbereichen (low/high) des Mehrbereichs-CVT-Getriebes über die Direktdurchtriebsstufe antriebsmäßig verwendet wird, um eine erwünschte Zugkraftunterbrechung zu verringern oder zu eliminieren. Dadurch kann der Fahrkomfort im Betrieb eines mit dem CVT-Antriebsstrang ausgestatteten Hybridfahrzeugs erhöht werden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines CVT-Antriebsstrangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Front-Quer-Anordnung;

Figur 2 einen ähnlichen CVT-Antriebsstrang wie in Figur 1 in Längsanordnung und

Figur 3 ein Übersetzungskennfeld eines erfindungsgemäßen CVT-Antriebsstrangs gemäß einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 in verschiedenen Ausführungsbeispielen vereinfacht dargestellt. Im Folgenden wird zunächst auf die Gemeinsamkeiten der verschiedenen Ausführungsbeispielen eingegangen. Im Anschluss daran und zwischendurch werden die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen erläutert.

Der CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 umfasst einen primären Antrieb 3; 43. Bei dem primären Antrieb 3; 43 handelt es sich zum Beispiel um eine Brennkraftmaschine, die bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird.

Der CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 umfasst des Weiteren einen sekundären Antrieb 32; 72. Ein mit dem CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 und den beiden Antrieben 3; 43 und 32; 72 ausgestattetes Kraftfahrzeug wird auch als Hybridfahrzeug bezeichnet. Bei dem Hybridfahrzeug handelt es sich zum Beispiel um ein Nutzfahrzeug.

Das Anfahren des Hybridfahrzeugs wird durch eine Anfahreinrichtung 5; 45 ermöglicht. Über die Anfahreinrichtung 5; 45 wird ein Drehmoment von dem primären Antrieb 3; 43 an ein Anfahrausgangsteil 6; 46 weitergeleitet. Das Anfahrausgangsteil 6; 46 ist mit einem

Variatoreingang eines Variators 10; 50 antriebsmäßig verbunden beziehungsweise verbindbar.

Der Variator 10; 50 umfasst einen antriebsseitigen Kegelscheibensatz 11 ; 51 und einen abtriebsseitigen Kegelscheibensatz 12; 52. Die beiden Kegelscheibensätze 11 ; 51 , 12; 52 sind durch ein nur angedeutetes Umschlingungsmittel 13; 53 miteinander gekoppelt. Bei dem Umschlingungsmittel 13; 53 handelt es sich zum Beispiel um eine spezielle Kette.

Über die beiden Kegelscheibensätze 1 1 ; 51 und 12; 52 kann die Übersetzung zwischen dem primären Antrieb 3; 43 und einem Abtrieb 15; 55 stufenlos verstellt werden. Der Abtrieb 15; 55 umfasst mindestens ein angetriebenes Rad (nicht dargestellt).

Normalerweise umfasst der Abtrieb 15; 55 mindestens zwei angetriebene Räder. Zur

Verteilung des bereitgestellten Drehmoments auf die beiden angetriebenen Räder dient in Figur 1 ein Differenzial 16, das auch als Ausgleichsgetriebe bezeichnet wird. Das Differenzial 16 in Figur 1 umfasst ein Stirnrad 18.

Das Stirnrad 18 des Differenzials 16 befindet sich in Eingriff mit einem Teilgetriebeausgangs- zahnrad 19 eines Teilgetriebes 20. Das Teilgetriebe 20 ist, wie man in Figur 1 sieht, einem Variatorausgang am abtriebsseitigen Kegelscheibensatz 12 zugeordnet.

Dem primären Antrieb 3; 43 des CVT-Antriebsstrangs 1 ; 41 ist ein Drehschwingungsdämpfer 22; 62 zugeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 22; 62 ist zwischen dem primären Antrieb 3; 43 und der Anfahreinrichtung 5; 45 angeordnet. Die Anfahreinrichtung 5; 45 ist in den Figuren 1 und 2 als Anfahrkupplung 24; 64 ausgeführt. Bei der Anfahrkupplung 24; 64 handelt es sich um eine nasslaufende Lamellenkupplung.

Ein Eingangsteil 25; 65 des Drehschwingungsdämpfers 22; 62 ist drehfest mit einer

Kurbelwelle des primären Antriebs 3; 43 verbunden. Ein Ausgangsteil 26; 66 des Drehschwingungsdämpfers 22; 62 stellt zum einen einen Eingang der Anfahrkupplung 24; 64 dar. Zum andern ist das Ausgangsteil 26; 66 des Drehschwingungsdämpfers 22; 62 drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 27; 67 verbunden. Die Getriebeeingangswelle 27; 67 ist also unter Zwischenschaltung des Drehschwingungsdämpfers 22; 62 antriebsmäßig mit der Kurbelwelle des primären Antriebs 3; 43 verbunden.

Ein Schalteinrichtung 29; 69 einer Direktschaltstufe oder Direktdurchtriebsstufe 30; 70 stellt eine erste zusätzliche Kupplung des erfindungsgemäßen CVT-Antriebsstrangs 1 ; 41 dar. Durch einen Pfeil 31 ; 71 ist angedeutet, dass die Direktschaltstufe 30; 70 dazu dient, den Variator 10; 50 zu überbrücken. Die Direktschaltstufe 30; 70 ist an den sekundären Antrieb 32; 72 angebunden. Bei dem in Figur 1 dargestellten CVT-Antriebsstrang 1 ist ein Zahnrad 28 über ein

Verbindungsteil 33 an die den sekundären Antrieb 32 darstellende Elektromaschine 36 angebunden. Über das Verbindungsteil 33, das Zahnrad 28 und die Direktschaltstufe oder Direktdurchtriebsstufe 30 kann die den sekundären Antrieb 32 darstellende Elektromaschine 36 direkt, das heißt an dem Variator 10 vorbei, zur Drehmomentübertragung mit dem Stirnrad 18 des Differenzials 16 verbunden werden.

Über das Verbindungsteil 33 ist darüber hinaus ein Kupplungseingangsteil 34 einer

Schalteinrichtung 35 an die den sekundären Antrieb 32 darstellende Elektromaschine 36 angebunden. Die Schalteinrichtung 35 stellt eine zweite zusätzliche Kupplung dar. Über die zweite zusätzliche Kupplung 35 kann das Anfahrausgangsteil 6 der Anfahrkupplung 24 zur Drehmomentübertragung mit der den sekundären Antrieb 32 darstellenden Elektromaschine 36 verbunden werden.

Das Teilgetriebe 20 umfasst ein Planetengetriebe und eine Schalteinrichtung 38. Die

Schalteinrichtung 38 ermöglicht ein Umschalten zwischen einem ersten Bereich low und einem zweiten Bereich high. Über die Schalteinrichtung 38 können am Variatorausgang zwei Betriebsbereiche dargestellt werden. Dabei stellt die Schalteinrichtung 38 eine dritte zusätzliche Kupplung dar.

Bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten CVT-Antriebssträngen 1 und 41 ist die den sekundären Antrieb 32; 72 darstellende Elektromaschine 36; 76 konzentrisch beziehungsweise koaxial zu der Anfahrkupplung 24; 64 angeordnet, die auch als Hauptanfahrkupplung bezeichnet wird. Darüber hinaus ist die den sekundären Antrieb 32; 72 darstellende Elektromaschine 36; 76 konzentrisch beziehungsweise koaxial zu der Getriebeeingangswelle 27; 67 angeordnet.

Die Hauptanfahrkupplung 24; 64 ist innerhalb der Elektromaschine 36; 76 angeordnet. Die Elektromaschine 36; 76 kann über die erste zusätzliche Kupplung 29; 69 und die

Direktdurchtriebsstufe 30; 70 mit den Antriebsrädern oder über die zweite zusätzliche Kupplung 35; 75 mit dem Verbrennungsmotorzweig verbunden werden, also mit dem primären Antrieb 3; 43. Dadurch ist ein paralleler und auch ein voneinander unabhängiger Kraftfluss des Verbrennungsmotorzweigs und des Elektromotorzweigs zu den Antriebsrädern des Hybridfahrzeugs möglich. Die zusätzlichen Kupplungen 29, 35; 69, 75 sind vorzugsweise als kostengünstige

Klauenkupplungen ausgeführt. Mit den zusätzlichen Kupplungen 29, 35; 69, 75 kann der Elektromotor beziehungsweise die Elektromaschine 36; 76 gleichzeitig mit unterschiedlichen Motordrehzahlen wirkungsgradoptimal die Antriebsräder antreiben. Bei einer Rekuperation von Bremsenergie kann diese, ohne zusätzliche Belastung des Variators 10; 50, über die Direktstufe 30; 70 zum Elektromotor 36; 76 geleitet werden. Ebenso kann mit dem Elektromotor 36; 76 zusätzlich über die Direktstufe 30; 70 Drehmoment an die Antriebsräder geleitet werden (Boosten), ohne den Variator 10; 50 zusätzlich zu belasten.

Durch die Anordnung der Hauptanfahrkupplung 24; 64 zwischen der zweiten zusätzlichen Kupplung 35; 75 und dem Drehschwingungsdämpfer 22; 62 des primären Antriebs 3; 43 kann die Hauptanfahrkupplung 24; 64, zum Beispiel bei der Rekuperation von Bremsenergie von den Antriebsrädern, als Abtrennkupplung des primären Antriebs 3; 43 verwendet werden. Es wird somit keine zusätzliche Trennkupplung benötigt.

Durch die Anordnung der zusätzlichen Kupplung 35; 75 radial innerhalb der Elektromaschine 36; 76 entsteht eine besonders bauraumgünstige Gesamtgetriebeanordnung.

Durch die dritte zusätzliche Kupplung 38; 78, die eine abtriebsseitige Trennkupplung darstellt, kann der Variator 10; 50 auf einfache Art und Weise abtriebsseitig abgekoppelt werden, wenn nur mit dem Elektromotorzweig über die Direktdurchtriebsstufe 30; 70 gefahren werden soll. Zusammen mit der antriebsseitigen zusätzlichen Kupplung 35; 75 kann der Variator 10; 50 dann zudem komplett zum Stillstand gebracht werden, um besonders kostengünstig zu fahren. Wenn die Elektromaschine 36; 76 bei stehendem Fahrzeug über den Verbrennerzweig als Generator betrieben werden soll, ist die abtriebsseitige Trennkupplung 38; 78 nach dem Variator 10; 50 je nach Konfiguration auch notwendig beziehungsweise vorteilhaft.

Durch den Verzicht auf eine Drehrichtungsumkehreinheit, die zur Darstellung eines

Rückwärtsgangs dienen würde, können Kosten eingespart werden. Darüber hinaus kann das Getriebe bauraumgünstiger und leichter dargestellt werden. Über die abtriebsseitige Trennkupplung 37; 78, welche die dritte zusätzliche Kupplung darstellt, kann eine Hybridbatterie des Hybridfahrzeugs vorteilhaft bei stehendem Hybridfahrzeug geladen werden. Das ist zum Beispiel in Notfällen erforderlich, wenn die Hybridbatterie unvorhergesehen entleert wurde und das Fahrzeug nur elektrisch rückwärts gefahren werden kann. Bei dem in Figur 2 dargestellten CVT-Antriebsstrang 41 handelt es sich zum Beispiel um den Antriebsstrang eines Nutzfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens. Auf der

Abtriebsseite ist eine Getriebeausgangswelle 56 angeordnet. Die Getriebeausgangswelle 56 ist über eine Zahnradstufe 58 an einen Variatorausgang 57 angebunden. Die Zahnradstufe 58 ist über die dritte zusätzliche Kupplung 78 zur Drehmomentübertragung mit der Getriebeausgangswelle 56 verbindbar.

In Figur 2 ist das Teilgetriebe 60, im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten CVT- Antriebsstrang 1 , auf der Eingangsseite des Variators 50 angeordnet. Darüber hinaus ist das Teilgetriebe 60 nicht als Planetengetriebe, sondern als Feststufengetriebe ausgeführt. Ansonsten dient das Teilgetriebe 60, ebenso wie bei dem in Figur 1 dargestellten CVT- Antriebsstrang 1 zur Darstellung von zwei Betriebsbereichen low und high.

Die Direktschaltstufe oder die Direktdurchtnebsstufe 70 ist in Figur 2 über ein Zahnrad 77 und, wie durch einen Pfeil 63 angedeutet ist, über eine zusätzliche Welle 68 an die Getriebeausgangswelle 56 angebunden, wie durch den Pfeil 71 angedeutet ist. Das Zahnrad 77 ist über ein Verbindungsteil 73 an die den sekundären Antrieb 72 darstellende Elektromaschine 76 angebunden. Ansonsten funktioniert die Direktdurchtnebsstufe 70 wie bei dem in Figur 1 dargestellten CVT-Antriebsstrang 1.

Über das Verbindungsteil 73 ist darüber hinaus ein Kupplungseingangsteil 74 einer

Schalteinrichtung 75 an die den sekundären Antrieb 72 darstellende Elektromaschine 76 angebunden. Die Schalteinrichtung 75 stellt die zweite zusätzliche Kupplung dar und funktioniert wie die zweite zusätzliche Kupplung 35 bei dem in Figur 1 dargestellten CVT-Antriebsstrang 1.

In Figur 2 ist darüber hinaus dargestellt, wie an die Elektromaschine 76 auch ein Nebenag- gregatantrieb, zum Beispiel bei einem Nutzfahrzeug, über das Zahnrad 77 direkt angekoppelt werden kann. Der Nebenaggregatantrieb wird auch als PTO bezeichnet, wobei die Buchstaben PTO für die englischen Begriffe Power-Take-off stehen. Durch die in Figur 2 dargestellte Anordnung kann der Nebenaggregatantrieb PTO bei stehendem Hybridfahrzeug über die Elektromaschine 76 betrieben werden, oder über den primären Antrieb 43, oder über beide Zweige zusammen. Der Nebenaggregatantrieb kann zum Beispiel eine hydraulische Pumpe oder ein Kompressor sein. Bei der Ausführung als Zweibereichs-CVT kann die Direktdurchtnebsstufe 30; 70 so ausgelegt werden, dass sie gleichzeitig als Umschaltstufe zwischen den beiden CVT-Fahrbereichen low und high dient. Darüber hinaus kann die Direktdurchtnebsstufe 30; 70 zusammen mit der als Elektromotor arbeitenden Elektromaschine 36; 76 auch Direktfahrstufe dienen, wie man in Figur 3 sieht.

In Figur 3 ist ein Übersetzungskennfeld zu den in den Figuren 1 und 2 dargestellten CVT- Antriebssträngen 1 ; 41 in Form eines kartesischen Koordinatendiagramms dargestellt. Das in Figur 3 dargestellte Koordinatendiagramm umfasst eine x-Achse 81 und eine y-Achse 82. Auf der x-Achse 81 ist eine variable Variatorübersetzung aufgetragen. Auf der y-Achse 82 ist eine Getriebeübersetzung des Teilgetriebes aufgetragen.

Eine Kennlinie 83 stellt den low-Betriebsbereich dar. Eine Kennlinie 84 stellt den high- Betriebsbereich dar. Durch eine strichpunktierte Linie 85, die parallel zur x-Achse 81 verläuft, ist eine Umschaltmöglichkeit zwischen dem low-Bereich 83 an einem Punkt A und dem high- Bereich 84 an einem Punkt B angedeutet. Das Umschalten zwischen den Punkten A und B ist durch einen Doppelpfeil 86 angedeutet.

Die Übersetzung der Direktdurchtnebsstufe 30; 70 wird dabei vorteilhaft so gewählt, dass eine günstige Aufteilung der zwei CVT-Betriebsbereiche oder -fahrbereiche low und high entsteht. Darüber hinaus ist die Übersetzung vorzugsweise so gewählt, dass das Hybridfahrzeug alleine mit der Elektromaschine 36; 76 wirkungsgradoptimal gefahren werden kann.

Bei Anfahren des Hybridfahrzeugs unter Volllast kann die Elektromaschine 36; 76 unter Nutzung der CVT-Variator-Untersetzung und ohne Direktgang betrieben werden. Bei einer Anwendung als PKW-Getriebe liegt die Gesamtantriebsstrangübersetzung der Umschaltstufe und gleichzeitig Elektromotor-Direktstufe in einem Bereich zwischen vier und sieben, vorzugsweise zwischen fünf und sechs.

Beim Umschaltvorgang zwischen den Betriebsbereichen bei einem Zweibereichs-CVT mit Hilfe der Direktstufe kann mit der Elektromaschine 36; 76 auch eine unerwünschte Zugkraftunterbrechung verringert oder eliminiert werden. Für diesen elektrisch unterstützten Umschaltvorgang werden, im Vergleich zu einem mechanisch über den Verbrenner unterstützten Umschaltvorgang, vorteilhaft nicht so viele Kupplungsschaltungen benötigt. Der Umschaltvorgang kann dadurch auch schneller vollzogen werden. Bezugszeichenliste

I CVT-Antriebsstrang

2

3 primärer Antrieb

4

5 Anfahreinrichtung

6 Anfahrausgangsteil

7

8

9

10 Variator

I I antriebsseitiger Kegelscheibensatz

12 abtriebsseitiger Kegelscheibensatz

13 Umschlingungsmittel

14

15 Abtrieb

16 Differenzial

17

18 Stirnrad

19 Teilgetriebeausgangszahnrad

20 Teilgetriebe

21

22 Drehschwingungsdämpfer

23

24 Anfahrkupplung

25 Eingangsteil

26 Ausgangsteil

27 Getriebeeingangswelle

28 Zahnrad

29 Schalteinrichtung

30 Direktschaltstufe

31 Pfeil

32 sekundärer Antrieb

33 Verbindungsteil Kupplungseingangsteil

Schalteinrichtung

Elektromaschine Schalteinrichtung

CVT-Antriebsstrang primärer Antrieb Anfahreinrichtung

Anfahrausgangsteil

Variator

antriebsseitiger Kegelscheibensatz abtriebsseitiger Kegelscheibensatz Umschlingungsmittel Abtrieb

Getriebeausgangswelle

Variatorausgang

Zahnradstufe Teilgetriebe Drehschwingungsdämpfer Pfeil

Anfahrkupplung

Eingangsteil

Ausgangsteil

Getriebeeingangswelle zusätzliche Welle

Schalteinrichtung

Direktschaltstufe 71 Pfeil

72 sekundärer Antrieb

73 Verbindungsteil

74 Kupplungseingangstei

75 Schalteinrichtung

76 Elektromaschine

77 Zahnrad

78 Schalteinrichtung

79

80

81 x-Achse

82 y-Achse

83 Kennlinie

84 Kennlinie

85 strichpunktierte Linie

86 Doppelpfeil