(57)【要約】  本発明は、内燃機関を備えたハイブリッド車用の動力分割式トランスミッションに関する。このトランスミッションは２つの電気モータ（Ｅ１、Ｅ２）と複数の遊星歯車装置（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）とを有する。第１の運転モードにおける発進用として、１段動力分割構造が入力側に設けられ、その構造に、別の運転モードにおいて２段動力分割が接続される。オーバドライブ用のもう１つの１段動力分割が、最後の運転モードにおいて後続する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を備えたハイブリッド車用の動力分割式トランスミッションであって、該トランスミッションは２つの電気モータ（Ｅ１、Ｅ２）と複数の遊星歯車装置（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４）とを備え、第１の運転モードにおける発進用として、１段動力分割構造が入力側に設けられ、該構造には、オーバドライブ用の別の動力分割が、別の運転モードにおいて接続される動力分割式トランスミッション。
【請求項２】
少なくとも１つの付加的な運転モードが、前記発進用の第１の運転モードと、前記オーバドライブ用の別の運転モードとの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項３】
前記オーバドライブ用の動力分割が２段動力分割によって構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項４】
前記トランスミッションの中心トランスミッションのトランスミッション入力要素が遊星キャリア（３９、４０８）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項５】
前記トランスミッションが、中心トランスミッション（４０６）と、動力の流れにおいて該中心トランスミッションの上流側に連結される減速機（Ｎ５）とから構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項６】
前記減速機が遊星歯車装置であることを特徴とする請求項５に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項７】
前記減速機が、
―トランスミッションハウジング（４４８）に対して支持されるサンギヤ（４０２）と、
―内燃機関によって駆動されるリングギヤ（４０１）と
―遊星ギヤ（４０４）を支持する遊星キャリア（４０３）であって、前記中心トランスミッションの入力軸（４０５）に回転固定して連結される遊星キャリア（４０３）と
を含むことを特徴とする請求項６に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項８】
前記２つの電気モータ（Ｅ１、Ｅ２）が１つの連続可変バリエータ（Ｖ）を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項９】
内燃機関によって駆動される入力軸（３８）が、一方で、第３の遊星歯車装置（Ｎ３）の第１のトランスミッション軸（３９）に回転固定して連結され、他方で、第１クラッチ（Ｋ１）の第１の片方に回転固定して連結され、該第１クラッチ（Ｋ１）の第２の片方は、第１の遊星歯車装置（Ｎ１）の第１のトランスミッション軸（４０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（４１）は前記バリエータ（Ｖ）の入力軸（４２）に回転固定して連結され、該バリエータ（Ｖ）の出力軸（４３）は第２の遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（４４）に回転固定して連結され、該遊星歯車装置（Ｎ２）の第３のトランスミッション軸（４５）は、第２クラッチ（Ｋ２）の第１の片方に回転固定して連結され、該第２クラッチ（Ｋ２）の第２の片方は、トランスミッションの出力軸（４６）に連結され、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（４７）は、第３クラッチ（Ｋ３）の第１の片方に連結され、該第３クラッチ（Ｋ３）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（４８）に連結され、その結果、該第３クラッチ（Ｋ３）はブレーキを形成し、該ブレーキによって、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（４７）をトランスミッションハウジング（４８）に対して制動することができ、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第３のトランスミッション軸（４９）は、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（４１）と該バリエータ（Ｖ）の入力軸（４２）とに回転固定して連結され、該第１クラッチ（Ｋ１）の第２の片方と該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第１のトランスミッション軸（４０）とは、該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第２のトランスミッション軸（５０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第３のトランスミッション軸（５１）は、
―該バリエータ（Ｖ）の出力軸（４３）と、
―該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（４４）と、
―第４の遊星歯車装置（Ｎ４）の第１のトランスミッション軸（５２）と、
に回転固定して連結され、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（５３）は、第４クラッチ（Ｋ４）の第１の片方に回転固定して連結され、該第４クラッチ（Ｋ４）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（４８）に連結され、その結果、該第４クラッチ（Ｋ４）はブレーキを形成し、該ブレーキによって、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（５３）をトランスミッションハウジング（４８）に対して制動することができ、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第２のトランスミッション軸（７０）は、トランスミッションの出力軸（４６）に回転固定して連結される、ことを特徴とする請求項８に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項１０】
内燃機関によって駆動される入力軸（１３８）が、一方で、第３の遊星歯車装置（Ｎ３）の第１のトランスミッション軸（１３９）に回転固定して連結され、他方で、第１クラッチ（Ｋ１）の第１の片方に回転固定して連結され、該クラッチ（Ｋ１）の第２の片方は、第１の遊星歯車装置（Ｎ１）の第１のトランスミッション軸（１４０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（１４１）は前記バリエータ（Ｖ）の入力軸（１４２）に回転固定して連結され、該バリエータ（Ｖ）の出力軸（１４３）は第２の遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（１４４）に回転固定して連結され、該遊星歯車装置（Ｎ２）の第３のトランスミッション軸（１４５）は、第２クラッチ（Ｋ２）の第１の片方に回転固定して連結され、該第２クラッチ（Ｋ２）の第２の片方は、トランスミッションの出力軸（１４６）に連結され、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（１４７）は、第３クラッチ（Ｋ３）の第１の片方に連結され、該第３クラッチ（Ｋ３）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（１４８）に連結され、その結果、該第３クラッチ（Ｋ３）はブレーキを形成して、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（１４７）をトランスミッションハウジング（１４８）に対して制動することができ、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第３のトランスミッション軸（１４９）は、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（１４１）と該バリエータ（Ｖ）の入力軸（１４２）とに回転固定して連結され、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第３のトランスミッション軸（１４９）は、該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第２のトランスミッション軸（１５０）にも回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第３のトランスミッション軸（１５１）は、
―該バリエータ（Ｖ）の出力軸（１４３）と、
―該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（１４４）と、
―第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第１のトランスミッション軸（１５２）と、
に回転固定して連結され、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（１５３）は、第４クラッチ（Ｋ４）の第１の片方に回転固定して連結され、該第４クラッチ（Ｋ４）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（１４８）に連結され、その結果、該第４クラッチ（Ｋ４）はブレーキを形成して、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（１５３）をトランスミッションハウジング（１４８）に対して制動することができ、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第２のトランスミッション軸（１７０）は、トランスミッションの出力軸（１４６）に回転固定して連結される、ことを特徴とする請求項８に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項１１】
内燃機関によって駆動される入力軸（２３８）が、一方で、第３の遊星歯車装置（Ｎ３）の第１のトランスミッション軸（２３９）に回転固定して連結され、他方で、第１クラッチ（Ｋ１）の第１の片方に回転固定して連結され、該クラッチ（Ｋ１）の第２の片方は、第１の遊星歯車装置（Ｎ１）の第１のトランスミッション軸（２４０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（２４１）は前記バリエータ（Ｖ）の入力軸（２４２）に回転固定して連結され、該バリエータ（Ｖ）の出力軸（２４３）は第２の遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（２４４）に回転固定して連結され、該遊星歯車装置（Ｎ２）の第３のトランスミッション軸（２４５）は、第２クラッチ（Ｋ２）の第１の片方に回転固定して連結され、該第２クラッチ（Ｋ２）の第２の片方は、トランスミッションの出力軸（２４６）に連結され、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（２４７）は、第３クラッチ（Ｋ３）の第１の片方に連結され、該第３クラッチ（Ｋ３）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（２４８）に連結され、その結果、該第３クラッチ（Ｋ３）はブレーキを形成して、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（２４７）をトランスミッションハウジング（２４８）に対して制動することができ、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第３のトランスミッション軸（２４９）は、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（２４１）と該バリエータ（Ｖ）の入力軸（２４２）とに回転固定して連結され、該第１クラッチ（Ｋ１）の第２の片方と該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第１のトランスミッション軸（２４０）とは、該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第２のトランスミッション軸（２５０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第３のトランスミッション軸（２５１）は、該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第３のトランスミッション軸（２４５）に回転固定して連結され、第４の遊星歯車装置（Ｎ４）の第１のトランスミッション軸（２５２）は、該バリエータ（Ｖ）の出力軸（２４３）と該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（２４４）とに回転固定して連結され、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第２のトランスミッション軸（２７０）は、トランスミッションの出力軸（２４６）に回転固定して連結され、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（２５３）は、第４クラッチ（Ｋ４）の第１の片方に回転固定して連結され、該第４クラッチ（Ｋ４）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（２４８）に連結され、その結果、該第４クラッチ（Ｋ４）はブレーキを形成し、該ブレーキによって、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（２５３）をトランスミッションハウジング（２４８）に対して制動することができる、ことを特徴とする請求項８に記載の動力分割式トランスミッション。
【請求項１２】
内燃機関によって駆動される入力軸（３３８）が、一方で、第３の遊星歯車装置（Ｎ３）の第１のトランスミッション軸（３３９）に回転固定して連結され、他方で、クラッチ（Ｋ１）の第１の片方に回転固定して連結され、該クラッチ（Ｋ１）の第２の片方は、第１の遊星歯車装置（Ｎ１）の第１のトランスミッション軸（３４０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（３４１）は前記バリエータ（Ｖ）の入力軸（３４２）に回転固定して連結され、該バリエータ（Ｖ）の出力軸（３４３）は第２の遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（３４４）に回転固定して連結され、該遊星歯車装置（Ｎ２）の第３のトランスミッション軸（３４５）は、第２クラッチ（Ｋ２）の第１の片方に回転固定して連結され、該第２クラッチ（Ｋ２）の第２の片方は、トランスミッションの出力軸（３４６）に連結され、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（３４７）は、第３クラッチ（Ｋ３）の第１の片方に連結され、該第３クラッチ（Ｋ３）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（３４８）に連結され、その結果、該第３クラッチ（Ｋ３）はブレーキを形成して、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第２のトランスミッション軸（３４７）をトランスミッションハウジング（３４８）に対して制動することができ、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第３のトランスミッション軸（３４９）は、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第２のトランスミッション軸（３４１）と該バリエータ（Ｖ）の入力軸（３４２）とに回転固定して連結され、該第３遊星歯車装置（Ｎ３）の第３のトランスミッション軸（３４９）は、該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第２のトランスミッション軸（３５０）に回転固定して連結され、該第１遊星歯車装置（Ｎ１）の第３のトランスミッション軸（３５１）は、該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第３のトランスミッション軸（３４５）に回転固定して連結され、第４の遊星歯車装置（Ｎ４）の第１のトランスミッション軸（３５２）は、該バリエータ（Ｖ）の出力軸（３４３）と該第２遊星歯車装置（Ｎ２）の第１のトランスミッション軸（３４４）とに回転固定して連結され、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第２のトランスミッション軸（３７０）は、トランスミッションの出力軸（３４６）に回転固定して連結され、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（３５３）は、第４クラッチ（Ｋ４）の第１の片方に回転固定して連結され、該第４クラッチ（Ｋ４）の第２の片方は、トランスミッションのハウジング（３４８）に連結され、その結果、該第４クラッチ（Ｋ４）はブレーキを形成し、該ブレーキによって、該第４遊星歯車装置（Ｎ４）の第３のトランスミッション軸（３５３）をトランスミッションハウジング（３４８）に対して制動することができる、ことを特徴とする請求項８に記載の動力分割式トランスミッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を備えたハイブリッド車用の動力分割式トランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を備えたハイブリッド車用の動力分割式トランスミッションはすでに特許文献１から知られる。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，４７８，７０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、内燃機関に大きな変速範囲を有するトランスミッションが接続されているハイブリッド車用のドライブトレインを創出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴を用いることによって、本発明によって達成される。
【０００６】
以下においては、１段動力分割方式（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｗｅｒ  ｓｐｌｉｔ）をＳＰＳと略称し、２段動力分割方式（ｄｏｕｂｌｅ  ｐｏｗｅｒ  ｓｐｌｉｔ）をＤＰＳと略称する。
【０００７】
以下においては、遊星歯車装置もディファレンシャルと呼称する。この場合、この形式のディファレンシャルは、トランスミッション軸として好適に具現化される少なくとも３つのトランスミッション部材を有する。この３つのトランスミッション軸は、特に、
―２つの入力軸及び１つの出力軸、あるいは、
―１つの入力軸及び２つの出力軸、
とすることができる。
【０００８】
請求項２は、変速範囲が特に大きい本発明の実施形態を提示する。
【０００９】
請求項９〜１２は、図１０〜図１３に表現される特に有利な構成の実施形態を提示する。
【００１０】
本発明によるハイブリッド車用のドライブトレインは２つの電気モータを有しており、このモータによって、駆動用内燃機関に対する変速比が連続的に変えられる。
【００１１】
２つの電気モータは、特定の運転点において、内燃機関によって供給される動力の幾分かが電気モータを経由して導かれ、残りの動力は機械経路を経由して車輪に流れるように、トランスミッションに組み込まれる。この場合、電気機械は、モータ又は発電機のいずれかとして運転される。上記の運転点においては、一方の電気モータがドライブトレインに動力を導入する一方、他の電気モータはドライブトレインから動力を吸い上げる。この場合、一方の電気モータが、他の電気モータが生成するのと全く同じ量の動力を消費することによってバッテリを保護するように、２つの電気モータを特に有利に制御することができる。その結果、バッテリはごく僅かな範囲における緩衝器として用いられる。従って、バッテリを、電気駆動に対しては相対的に低い容量を有するように設計することが可能になり、これは、特に重量、搭載空間及びコストの点で有利な効果を有する。
【００１２】
本発明によれば、トランスミッションのシリアル運転、パラレル運転及び動力分割運転が可能である。パラレル運転は、電気モータが内燃機関に回転固定して連結されるかあるいは歯車を介して連結されることを意味する。シリアル運転は、駆動動力の流れにおいて、動力が専ら電気的に伝達されることを意味する。動力分割運転は、動力が、電気的動力を伝達する少なくとも１つの経路と、機械的動力を伝達する少なくとも１つの経路とを含む少なくとも２つの動力経路を経由して伝達されることを意味する。
【００１３】
電気モータはいわゆる加速モードにおいて内燃機関を補助することができる。下り坂運転時又は制動時には、純粋の発電モードも特に有利に可能である。
【００１４】
トランスミッションの上流側に、回転速度を減速し得る減速機を連結すると特に有利である。この回転速度の減速は、２つの電気モータと、遊星歯車と、推進軸とに対して利点をもたらす。これによって、電気モータを特定の最大回転速度で駆動することができるからである。さらに、この方法で、遊星歯車のニードル軸受けに作用する力を低減することができる。
【００１５】
トランスミッションは、２つの連続する運転モード間の切り換え点において、切り換えられるべきクラッチＫ１〜Ｋ４又はブレーキにそれぞれゼロの差速が存在するように、特に有利に設計することができる。これはいわゆる同期条件に相当する。
【００１６】
さらに、トランスミッションは、運転モードの変更において、２つのクラッチＫ１〜Ｋ４又はブレーキのみを、１つは係合させ、もう１つは解放する形に作動させなければならないように、特に有利に設計することができる。
【００１７】
さらに、２段動力分割を設ける場合は、動力成分の極大値が正確に導入される電気出力ｐｅｌ，ｉｎｓｔに等しくなるように２段動力分割を設計する方式で、トランスミッションを特に有利に設計することができる。導入される電気出力ｐｅｌ，ｉｎｓｔは、電気モータの定格出力の一次駆動内燃機関の定格出力に対する比として理解されるべきである。
【００１８】
又、トランスミッションは、２つの隣接する運転モード間の同期点における動力成分が、それぞれ導入される電気出力ｐｅｌ，ｉｎｓｔに正確に一致するように、特に有利に設計することができる。
【００１９】
本発明のさらなる利点はさらに別の請求項、本明細書及び図面から見出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明を、複数の実施例に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、入力側の遊星歯車又はディファレンシャルＤを備えたＳＰＳの構造を概略的に示す。入力側のディファレンシャルＤを有するＳＰＳは、ディファレンシャルＤに加えて、相互に電気的に接続された２つの電気モータＥ１及びＥ２を含んでいる。その結果、出力及び消費動力を、それぞれ、この２つの電気モータＥ１及びＥ２の間で交換することができる。この形式の入力側ディファレンシャルＤの場合には、トランスミッション軸１、２におけるトルクの比は、前方の分岐点において予め定められている。第１のトランスミッション軸１には、入力回転速度において入力トルクが印加される。第２のトランスミッション軸２は第１の電気モータＥ１に連結される。ディファレンシャルＤの第３のトランスミッション軸３は、第２の電気モータＥ２とＳＰＳの出力軸４とに回転固定して連結される。
【００２２】
図２は、出力側のディファレンシャルＤを備えたＳＰＳの構造を概略的に示す。出力側のディファレンシャルＤを有するＳＰＳは、同様に、ディファレンシャルＤ以外に、相互に電気的に接続された２つの電気モータＥ１及びＥ２を含んでいる。その結果、出力及び消費動力を、それぞれ、この２つの電気モータＥ１及びＥ２の間で交換することができる。この形式の出力側ディファレンシャルＤの場合には、トランスミッション軸６、７におけるトルクの比は、前方の分岐点において予め定められている。ディファレンシャルＤの第１のトランスミッション軸５は、第１の電気モータＥ１とＳＰＳの入力軸７ａとに回転固定して連結される。第２のトランスミッション軸６は第２の電気モータＥ２に連結される。第３のトランスミッション軸７には、出力回転速度において出力トルクが加わる。
【００２３】
図３〜図６は、ＤＰＳの４つの異なる実施形態を示す。ＳＰＳとは対照的に、相互に比較した場合、これらのＤＰＳの実施形態の作用は、接続部分において外部に対して等価である。すなわち、ＤＰＳの実施形態の入力及び出力において、用いられる構造には無関係に同一の値を発生する。但し、トランスミッションの内部では異なる値―すなわちトルク及び回転速度―が発生する。この４つのＤＰＳの実施形態は、２つのディファレンシャルＤ１、Ｄ２と２つの電気モータＥ１、Ｅ２とを有するという共通点を有する。この２つの電気モータは―ＳＰＳの場合と同様に―互いに電気的に接続されているので、出力及び消費動力を、それぞれ、この２つの電気モータの間で交換することができる。
【００２４】
ここで、図３は、第１の実施形態のＤＰＳの構造を概略的に示す。このＤＰＳは基本的に図１のＳＰＳと等しい構成であるが、出力側に配置された第２のディファレンシャルＤ２を有している。この第２のディファレンシャルＤ２の、
―第１のトランスミッション軸８は、ＤＰＳの入力軸９に回転固定して連結され、
―第２のトランスミッション軸１０は、Ｅ２の電気モータ軸１１と第１のディファレンシャルＤ１の第３のトランスミッション軸１２とに回転固定して連結される。
【００２５】
図４は、第２の実施形態のＤＰＳの構造を概略的に示す。Ｅ１の電気モータ軸１３は、第１接合点１９において、第１のディファレンシャルＤ１の第３のトランスミッション軸１４に回転固定して連結される。さらに、Ｅ１の電気モータ軸１３及び第３のトランスミッション軸１４は、第１接合点１９において、第２のディファレンシャル歯車装置Ｄ２の第１のトランスミッション軸１５に回転固定して連結される。Ｅ２の電気モータ軸１６は、第２接合点２０において、第２のディファレンシャル歯車装置Ｄ２の第２のトランスミッション軸１７と第１のディファレンシャルＤ１の第１のトランスミッション軸１８とに回転固定して連結される。
【００２６】
図５による第３の実施形態は図４の類似形態を示している。例えば、図４に見ることができる２つの接合点１９、２０が２つのディファレンシャルＤ１、Ｄ２に交換されている。Ｅ１の電気モータ軸２１は、第１のディファレンシャルＤ１を介して、第１のディファレンシャルＤ１の第１のトランスミッション軸２３と第２のトランスミッション軸２２とに連結される。Ｅ２の電気モータ軸２４は、第２のディファレンシャルＤ２を介して、第２のディファレンシャル歯車装置Ｄ２の第１のトランスミッション軸２５と、第１のディファレンシャルＤ１の第２のトランスミッション軸２６とに連結される。この第１のディファレンシャルＤ１の第２のトランスミッション軸２６は、第１のディファレンシャルＤ１の第２のトランスミッション軸２２とＤＰＳの入力軸２７とに回転固定して連結される。ＤＰＳの出力軸２８は、第１のディファレンシャルＤ１の第１のトランスミッション軸２３と第２のディファレンシャルＤ２の第３のトランスミッション軸２９とに回転固定して連結される。
【００２７】
図６による第４の実施形態は図３による第１の実施形態の類似形態を示す。しかし、図３と違って、このＤＰＳは、図２によるＳＰＳと基本的に等価の構成を有するが、入力側に配置される第１のディファレンシャルＤ１を付加的に備えている。この第１のディファレンシャルＤ１の、
―第１のトランスミッション軸３１は、ＤＰＳの出力軸３２に回転固定して連結され、
―第２のトランスミッション軸３０は、ＤＰＳの入力軸を形成し、
―第３のトランスミッション軸３３は、Ｅ１の電気モータ軸３４と第２のディファレンシャルＤ２の第１のトランスミッション軸３５とに回転固定して連結される。
【００２８】
図１〜図６のこれらすべての構造において、電気的分岐における出力は明らかに現時点の変速比によって変化する。
【００２９】
図７〜図９は、入力側のディファレンシャルを備えたＳＰＳと、それに隣接する別の動力分割部とから構成されるトランスミッションの基本原理を概略的に示す。この場合、ＳＰＳ及びＤＰＳは、図７〜図９に示す電気出力成分ｐｅｌに対する特性曲線を有している。電気出力成分ｐｅｌは、内燃機関からの入力動力に対応する電気出力から決定される。この場合、ＳＰＳにおいては入力側と出力側のディファレンシャルの間を区別しなければならない。図１に示すＳＰＳの動力成分は、変速比ｉＧを∞から−１にすることを目指している。同様に、図２に示すＳＰＳの動力成分は、変速比ｉＧを０から−１にすることを目指している。同様の状況が後退の場合にも当てはまる。すなわち、図１に示すＳＰＳの動力成分は、変速比ｉＧを０から∞にすることを目指しており、図２に示すＳＰＳの動力成分は、変速比ｉＧを∞から∞にすることを目指している。従って、第１運転モード―すなわち発進時―に対しては、図１によるＳＰＳが用いられ、変速比ｉＧが∞で始まる。
【００３０】
これとは対照的に、オーバドライブの運転モードに対しては、図２によるＳＰＳが用いられる。しかし、この２つのＳＰＳの実施形態には、最大エンジン動力をトランスミッションによって伝達し得る変速範囲のレンジ
【数１】
2008511489.tif 000003
が相対的に小さいという点が共通している。しかし、ＤＰＳの場合には、比変速範囲がＳＰＳの場合よりも遥かに大きい。しかし、これは、出力成分が、ｉＧ→∞及びｉＧ→０の両者に対して無限大になるという欠点と関連している。従って、ＤＰＳは、極端な変速比を伴わない中間レンジの運転モードに対して用いられる。
【００３１】
図７〜図９による変速の基本原理は、上記に述べたところから特に有利なものとして得られる。この場合、各ドライブトレインの基本モジュールは、図１〜図６に示すＳＰＳ又はＤＰＳとすることができ、これを図の第１のスペースに示す。図の第２のスペースには、それぞれその左側に示されたドライブトレインの図が割り当てられ、その縦軸上に、電気出力ｐｅｌが、変速比の逆数１／ｉＧの対数形を横軸としたものに対してプロットされている。さらに、内燃機関の定格出力内でトランスミッションによって伝達し得るトランスミッションの全変速範囲φが横軸に平行に示されている。トランスミッションの全変速範囲φを全負荷変速範囲とも呼称する。
【００３２】
しかし、変速比∞による発進が可能なので、トランスミッションの動的変速範囲は無限大である。しかし、電気モータの動力限界のために、トランスミッションは、内燃機関の全定格出力を、この点と第１運転モードの実際の開始点との間において伝達することができない。但し、これは発進には必要ないものでもある。
【００３３】
図７〜図９のグラフの符号は動力の流れの方向の定義に依存する。この符号は、グラフが同期点において交差するように、それぞれ個別の運転モードに対して選択される。しかし、動力の流れは、実際には運転モードが変更されると逆になる。
【００３４】
図７における概略的な変速の基本原理は、入力側のディファレンシャルＤを備えた図１によるＳＰＳと、出力側のディファレンシャルＤを備えた図２によるＳＰＳとから構成される。グラフの第１の部分３６は、無限変速比ｉＧによる発進の間に−１の値から最大可能導入電気出力＋ｐｅｌ，ｉｎｓｔまで上昇している。同期点Ｓ１は、理想的には最大可能導入電気出力＋ｐｅｌ，ｉｎｓｔのこの点に位置している。この同期点において、ドライブトレインのトランスミッションは、第１の運転モードから、オーバドライブの運転モードである第２の運転モードに切り換えられる。従って、同期点Ｓ１にはグラフの第２の部分３７が接しており、その第２の部分３７において、電気出力成分は、再度変速比０における−１の値に低下する。
【００３５】
図８における概略的な変速の基本原理は、２つのＳＰＳの間に任意の個数のＤＰＳが存在するという点において、図７における変速の基本原理と異なる。これは単一のＤＰＳとすることもできるし、それをｎ個並べたものとすることもできる。従ってこれは結果的に数個の運転モードをもたらすので、同期点も複数個存在することになる。図においては、３つの運転モードに対して３個の同期点Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を示している。グラフは、Ｓ２とＳ３との間及びＳ３とＳ４との間に延びているが、このグラフは、導入電気出力の負の極値−ｐｅｌ，ｉｎｓｔに一旦低下し、それから再度それぞれＳ３又はＳ４に上昇している。変速範囲φは、対応して、図７による概略的な変速の基本原理の場合よりも拡大されている。
【００３６】
図９における概略的な変速の基本原理は、図８による概略的な変速の基本原理の改良形態である。先の２つの変速の基本原理と異なって、最後の基本トランスミッションモジュールがＳＰＳでなくてＤＰＳになっている。全負荷変速範囲φは、対応して、図８による概略的な変速の基本原理の場合よりも拡大されている。
【００３７】
図１０〜図１３は、図８による特に有利な変速の基本原理の４つの変形実施形態を示す。この４つの変形形態は、それぞれ図３〜図６に示すＤＰＳの実施形態の１つを使用している。この場合、４つの変形実施形態のそれぞれは、理論的に可能なｎ個の運転モードの内３つの運転モードを有する。ここで３つの運転モードという個数は、効率、経済性、重量及びコスト間の最適点を構成する。前記の２つの電気モータＥ１、Ｅ２は、簡単に、１つの電動バリエータＶとして表現されている。この場合、バリエータＶは１つの入力軸と１つの出力軸とを有している。歯車セットの形態におけるバリエータＶの物理的な構成は図１４〜図２１に再度具体的に示している。図１０〜図１３の４つの変形実施形態に加えて、詳細には表示していない複数の変形実施形態を作り出すことも可能である。
【００３８】
ここで、図１０は、第１の変形実施形態として、図３によるＤＰＳを備えた、図８による変速の基本原理を用いたトランスミッション構造を示す。
【００３９】
内燃機関によって駆動される入力軸３８は、一方で、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第１のトランスミッション軸３９に回転固定して連結される。被駆動入力軸３８は、他方でクラッチＫ１の第１の片方に回転固定して連結される。クラッチＫ１の第２の片方は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のトランスミッション軸４０に回転固定して連結される。この第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸４１はバリエータＶの入力軸４２に回転固定して連結され、バリエータＶの出力軸４３は第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸４４に回転固定して連結される。この遊星歯車装置Ｎ２の第３のトランスミッション軸４５は、第２クラッチＫ２の第１の片方に回転固定して連結され、この第２クラッチＫ２の第２の片方は、トランスミッションの出力軸４６に連結される。
【００４０】
前記第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸４７は、第３クラッチＫ３の第１の片方に連結され、この第３クラッチＫ３の第２の片方は、トランスミッションのハウジング４８に連結される。従って、第３クラッチＫ３はブレーキであり、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸４７をトランスミッションハウジング４８に対して制動することができる。この第３の遊星歯車装置Ｎ３の第３のトランスミッション軸４９は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸４１とバリエータＶの入力軸４２とに回転固定して連結される。
【００４１】
第１クラッチＫ１の第２の片方と第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のトランスミッション軸４０とは、第２の遊星歯車装置Ｎ２の第２のトランスミッション軸５０に回転固定して連結される。
【００４２】
第１の遊星歯車装置Ｎ１の第３のトランスミッション軸５１は、
―バリエータＶの出力軸４３と、
―第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸４４と、
―第４の遊星歯車装置Ｎ４の第１のトランスミッション軸５２と、
に回転固定して連結される。
【００４３】
この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸５３は、第４クラッチＫ４の第１の片方に回転固定して連結され、この第４クラッチＫ４の第２の片方は、トランスミッションのハウジング４８に連結される。従って、第４クラッチＫ４はブレーキであり、第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸５３をトランスミッションハウジング４８に対して制動することができる。
【００４４】
この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第２のトランスミッション軸７０は、トランスミッションの出力軸４６に回転固定して連結される。
【００４５】
図１４〜図１６は、トランスミッション構造の図１０による前記第１の変形実施形態の可能な歯車セットを示す。ここで、図１４〜図１６には、図１０と同じ参照記号を付しているので、これらの構成要素が、図１０の概略的なトランスミッション構造に関して具体的な実施形態を表現している場合に限って、これらの構成要素について論及する。この場合、４つの遊星歯車装置Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４には、歯車セット平面に同じ参照記号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を付している。バリエータＶは再び２つの電気モータＥ１及びＥ２によって表現されている。この場合、２つの電気モータＥ１及びＥ２は、同じ遊星歯車装置に、部分的に、異なるトランスミッションの部材によってトルクを導入するので、図１４〜図１６には、このバリエータＶの入力軸及び出力軸の参照記号に相当する参照記号が含まれていない。以下、遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４の歯車セットについて、内燃機関に駆動される入力軸３８から出力軸４６の方向に説明していく。従って、遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４の歯車セットが、図面において左から右に進むように並べられている。
【００４６】
図１４による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００４７】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング４８に連結することができる。
【００４８】
Ｎ１：第１の遊星歯車装置Ｎ１は、複式遊星歯車装置として具現化される。複式遊星キャリアは、Ｅ２の電気モータ軸に回転固定して連結され、かつ、他の２つの遊星歯車装置Ｎ４及びＮ２の２つのサンギヤに回転固定して連結される。第１の遊星歯車装置Ｎ１のリングギヤは、クラッチＫ１によって入力軸３８に回転固定して連結することができる。このリングギヤは、又、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアにも回転固定して連結される。
【００４９】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング４８に連結することができる。遊星ギヤの遊星キャリアは、第２クラッチＫ２によって第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤに回転固定して連結することができる。この遊星キャリアは、又、トランスミッションの出力軸４６にも回転固定して連結される。
【００５０】
図１５による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００５１】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のリングギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング４８に連結することができる。
【００５２】
Ｎ１：第１の遊星歯車装置Ｎ１は、前記リングギヤと遊星ギヤとサンギヤとを有する。遊星ギヤの遊星キャリアは、一方では第１クラッチＫ１によって入力軸３８に連結することができ、他方では第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアに回転固定して連結される。第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤは、
―Ｅ２の電気モータ軸と、
―第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤと、
―第２の遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤと、
に回転固定して連結される。
【００５３】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング４８に連結することができる。遊星ギヤの遊星キャリアは、第２クラッチＫ２によって第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤに回転固定して連結することができる。この遊星キャリアは、又、トランスミッションの出力軸４６にも回転固定して連結される。
【００５４】
図１６による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００５５】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、軸方向に後続する第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のサンギヤ１００とに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング４８に連結することができる。
【００５６】
Ｎ１：第１の遊星歯車装置Ｎ１はリングギアなしで構成され、
―前記第１のサンギヤ１００と、
―この第１のサンギヤ１００の軸方向の背後に配置される別のサンギヤ１０１と、
―この別のサンギヤ１０１と噛み合う軸方向に短い遊星ギヤ１０２と、軸方向に長い遊星ギヤ１０３であって、一方の側では前記第１のサンギヤ１００と噛み合い、他方の側では軸方向に短い遊星ギヤ１０２と噛み合い、複式遊星キャリア１０４によって複式遊星を形成する遊星ギヤ１０３と、
を含む。
【００５７】
この複式遊星キャリア１０４は、第１クラッチＫ１によって入力軸３８に回転固定して連結することができる。さらに、この複式遊星キャリア１０４は、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアに回転固定して連結される。第１の遊星歯車装置Ｎ１の別のサンギヤ１０１は、
―Ｅ２の電気モータ軸と、
―第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤと、
―第２の遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤと、
に回転固定して連結される。
【００５８】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング４８に連結することができる。遊星ギヤの遊星キャリアは、第２クラッチＫ２によって第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤに回転固定して連結することができる。この遊星キャリアは、又、トランスミッションの出力軸４６にも回転固定して連結される。
【００５９】
図１１は、第２の変形実施形態として、図４によるＤＰＳを備えた、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造を示す。
【００６０】
内燃機関によって駆動される入力軸１３８は、一方で、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第１のトランスミッション軸１３９に回転固定して連結される。被駆動入力軸１３８は、他方でクラッチＫ１の第１の片方に回転固定して連結される。クラッチＫ１の第２の片方は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のトランスミッション軸１４０に回転固定して連結される。この第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸１４１はバリエータＶの入力軸１４２に回転固定して連結され、バリエータＶの出力軸１４３は第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸１４４に回転固定して連結される。この遊星歯車装置Ｎ２の第３のトランスミッション軸１４５は、第２クラッチＫ２の第１の片方に回転固定して連結され、この第２クラッチＫ２の第２の片方は、トランスミッションの出力軸１４６に連結される。
【００６１】
前記第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸１４７は、第３クラッチＫ３の第１の片方に連結され、この第３クラッチＫ３の第２の片方は、トランスミッションのハウジング１４８に連結される。従って、第３クラッチＫ３はブレーキであり、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸１４７をトランスミッションハウジング１４８に対して制動することができる。この第３の遊星歯車装置Ｎ３の第３のトランスミッション軸１４９は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸１４１とバリエータＶの入力軸１４２とに回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３の第３のトランスミッション軸１４９は、又、第２の遊星歯車装置Ｎ２の第２のトランスミッション軸１５０にも回転固定して連結される。
【００６２】
第１の遊星歯車装置Ｎ１の第３のトランスミッション軸１５１は、
―バリエータＶの出力軸１４３と、
―第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸１４４と、
―第４の遊星歯車装置Ｎ４の第１のトランスミッション軸１５２と、
に回転固定して連結される。
【００６３】
この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸１５３は、第４クラッチＫ４の第１の片方に回転固定して連結され、この第４クラッチＫ４の第２の片方は、トランスミッションのハウジング１４８に連結される。従って、第４クラッチＫ４はブレーキであり、第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸１５３をトランスミッションハウジング１４８に対して制動することができる。この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第２のトランスミッション軸１７０は、トランスミッションの出力軸１４６に回転固定して連結される。
【００６４】
図１２は、第３の変形実施形態として、図５によるＤＰＳを備えた、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造を示す。
【００６５】
内燃機関によって駆動される入力軸２３８は、一方で、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第１のトランスミッション軸２３９に回転固定して連結される。被駆動入力軸２３８は、他方でクラッチＫ１の第１の片方に回転固定して連結される。クラッチＫ１の第２の片方は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のトランスミッション軸２４０に回転固定して連結される。この第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸２４１はバリエータＶの入力軸２４２に回転固定して連結され、バリエータＶの出力軸２４３は第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸２４４に回転固定して連結される。この遊星歯車装置Ｎ２の第３のトランスミッション軸２４５は、第２クラッチＫ２の第１の片方に回転固定して連結され、この第２クラッチＫ２の第２の片方は、トランスミッションの出力軸２４６に連結される。
【００６６】
前記第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸２４７は、第３クラッチＫ３の第１の片方に連結され、この第３クラッチＫ３の第２の片方は、トランスミッションのハウジング２４８に連結される。従って、第３クラッチＫ３はブレーキであり、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸２４７をトランスミッションハウジング２４８に対して制動することができる。この第３の遊星歯車装置Ｎ３の第３のトランスミッション軸２４９は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸２４１とバリエータＶの入力軸２４２とに回転固定して連結される。
【００６７】
第１クラッチＫ１の第２の片方と第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のトランスミッション軸２４０とは、第２の遊星歯車装置Ｎ２の第２のトランスミッション軸２５０に回転固定して連結される。
【００６８】
第１の遊星歯車装置Ｎ１の第３のトランスミッション軸２５１は、第２の遊星歯車装置Ｎ２の第３のトランスミッション軸２４５に回転固定して連結される。
【００６９】
第４の遊星歯車装置Ｎ４の第１のトランスミッション軸２５２は、バリエータＶの出力軸２４３と第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸２４４とに回転固定して連結される。第４の遊星歯車装置Ｎ４の第２のトランスミッション軸２７０は、トランスミッションの出力軸２４６に回転固定して連結される。
【００７０】
この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸２５３は、第４クラッチＫ４の第１の片方に回転固定して連結され、この第４クラッチＫ４の第２の片方は、トランスミッションのハウジング２４８に連結される。従って、第４クラッチＫ４はブレーキであり、第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸２５３をトランスミッションハウジング２４８に対して制動することができる。
【００７１】
図１７及び図１８は、トランスミッション構造の図１２による前記第３の変形実施形態の可能な歯車セットを示す。
【００７２】
ここで、図１７及び図１８には、図１２と同じ参照記号を付しているので、これらの構成要素が、図１２の概略的なトランスミッション構造に関して具体的な実施形態を表現している場合に限って、これらの構成要素について論及する。この場合、４つの遊星歯車装置Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４には、歯車セット平面に同じ参照記号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を付している。バリエータＶは再び２つの電気モータＥ１及びＥ２によって表現されている。この場合、２つの電気モータＥ１及びＥ２は、同じ遊星歯車装置に、部分的に、異なるトランスミッションの部材によってトルクを導入するので、図１７及び図１８には、このバリエータＶの入力軸及び出力軸の参照記号に相当する参照記号が含まれていない。以下、遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４の歯車セットについて、内燃機関に駆動される入力軸２３８から出力軸２４６の方向に説明していく。従って、遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４の歯車セットが、図面において左から右に進むように並べられている。
【００７３】
図１７による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００７４】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸２３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸２４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング２４８に連結することができる。
【００７５】
Ｎ１：第１の遊星歯車装置Ｎ１は、同様に、リングギヤと遊星ギヤと前記サンギヤとを有する単式の遊星歯車装置として具現化される。リングギヤは、クラッチＫ１によって第３の遊星歯車装置Ｎ３の遊星キャリアに連結することができる。遊星ギヤの遊星キャリアは、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアに回転固定して連結される。
【００７６】
Ｎ２：第２の遊星歯車装置Ｎ２のこの遊星キャリアは、複式の遊星ギヤを保持しており、第２クラッチＫ２によって第４の遊星歯車装置Ｎ４の遊星キャリアに回転固定して連結することができる。第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤは、第１クラッチＫ１の第１の片方と第１の遊星歯車装置のリングギヤとに回転固定して連結される。第２の遊星歯車装置のサンギヤは、第２電気モータＥ２と第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤとに回転固定して連結される。
【００７７】
複式遊星キャリアは、一方ではＥ２の電気モータ軸に連結され、他方では他の２つの遊星歯車装置Ｎ４及びＮ２の２つのサンギヤに回転固定して連結される。第１の遊星歯車装置Ｎ１のリングギヤは、クラッチＫ１によって入力軸３８に回転固定して連結することができる。このリングギヤは、又、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアにも回転固定して連結される。
【００７８】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング２４８に連結することができる。この遊星ギヤの遊星キャリアは、トランスミッションの出力軸２４６に回転固定して連結される。
【００７９】
図１８による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００８０】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸２３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸２４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング２４８に連結することができる。
【００８１】
Ｎ１：上記の例と異なって、第１の遊星歯車装置Ｎ１は複式遊星歯車装置として構成される。複式遊星ギヤの遊星キャリアは、クラッチＫ１によって第３の遊星歯車装置Ｎ３の遊星キャリアに連結することができる。さらに、この第１の遊星歯車装置Ｎ１の複式遊星ギヤの遊星キャリアは、後続の第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤに回転固定して連結される。第１の遊星歯車装置Ｎ１のリングギヤは、同様に複式遊星歯車装置として具現化される第２の遊星歯車装置の遊星キャリアに回転固定して連結される。
【００８２】
Ｎ２：第２の遊星歯車装置Ｎ２のこの遊星キャリアは、複式の遊星ギヤを保持しており、第２クラッチＫ２によって第４の遊星歯車装置Ｎ４の遊星キャリアに回転固定して連結することができる。第２の遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤは、第２電気モータＥ２と第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤとに回転固定して連結される。
【００８３】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング２４８に連結することができる。この遊星ギヤの遊星キャリアは、トランスミッションの出力軸２４６に回転固定して連結される。
【００８４】
図１３は、第４の変形実施形態として、図６によるＤＰＳを備えた、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造を示す。
【００８５】
内燃機関によって駆動される入力軸３３８は、一方で、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第１のトランスミッション軸３３９に回転固定して連結される。被駆動入力軸３３８は、他方でクラッチＫ１の第１の片方に回転固定して連結される。クラッチＫ１の第２の片方は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第１のトランスミッション軸３４０に回転固定して連結される。この第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸３４１はバリエータＶの入力軸３４２に回転固定して連結され、バリエータＶの出力軸３４３は第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸３４４に回転固定して連結される。この遊星歯車装置Ｎ２の第３のトランスミッション軸３４５は、第２クラッチＫ２の第１の片方に回転固定して連結され、この第２クラッチＫ２の第２の片方は、トランスミッションの出力軸３４６に連結される。
【００８６】
前記第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸３４７は、第３クラッチＫ３の第１の片方に連結され、この第３クラッチＫ３の第２の片方は、トランスミッションのハウジング３４８に連結される。従って、第３クラッチＫ３はブレーキであり、第３の遊星歯車装置Ｎ３の第２のトランスミッション軸３４７をトランスミッションハウジング３４８に対して制動することができる。この第３の遊星歯車装置Ｎ３の第３のトランスミッション軸３４９は、第１の遊星歯車装置Ｎ１の第２のトランスミッション軸３４１とバリエータＶの入力軸３４２とに回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３の第３のトランスミッション軸３４９は、又、第２の遊星歯車装置Ｎ２の第２のトランスミッション軸３５０にも回転固定して連結される。
【００８７】
第１の遊星歯車装置Ｎ１の第３のトランスミッション軸３５１は、第２の遊星歯車装置Ｎ２の第３のトランスミッション軸３４５に回転固定して連結される。
【００８８】
第４の遊星歯車装置Ｎ４の第１のトランスミッション軸３５２は、バリエータＶの出力軸３４３と第２の遊星歯車装置Ｎ２の第１のトランスミッション軸３４４とに回転固定して連結される。第４の遊星歯車装置Ｎ４の第２のトランスミッション軸３７０は、トランスミッションの出力軸３４６に回転固定して連結される。
【００８９】
この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸３５３は、第４クラッチＫ４の第１の片方に回転固定して連結され、この第４クラッチＫ４の第２の片方は、トランスミッションのハウジング３４８に連結される。従って、第４クラッチＫ４はブレーキであり、第４の遊星歯車装置Ｎ４の第３のトランスミッション軸３５３をトランスミッションハウジング３４８に対して制動することができる。
【００９０】
この第４の遊星歯車装置Ｎ４の第２のトランスミッション軸３７０は、トランスミッションの出力軸３４６に回転固定して連結される。
【００９１】
図１９〜図２１は、トランスミッション構造の図１３による前記第４の変形実施形態の可能な歯車セットを示す。
【００９２】
ここで、図１９〜図２１には、図１３と同じ参照記号を付しているので、これらの構成要素が、図１３の概略的なトランスミッション構造に関して具体的な実施形態を表現している場合に限って、これらの構成要素について論及する。この場合、４つの遊星歯車装置Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４には、歯車セット平面に同じ参照記号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を付している。バリエータＶは再び２つの電気モータＥ１及びＥ２によって表現されている。この場合、２つの電気モータＥ１及びＥ２は、同じ遊星歯車装置に、部分的に、異なるトランスミッションの部材によってトルクを導入するので、図１９〜図２１には、このバリエータＶの入力軸及び出力軸の参照記号に相当する参照記号が含まれていない。以下、遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４の歯車セットについて、内燃機関に駆動される入力軸３３８から出力軸３４６の方向に説明していく。従って、遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４の歯車セットが、図面において左から右に進むように並べられている。
【００９３】
図１９による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００９４】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸３３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸３４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング３４８に連結することができる。
【００９５】
Ｎ１：第１の遊星歯車装置Ｎ１は、同様に、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する単式の遊星歯車装置として具現化される。リングギヤは、クラッチＫ１によって第３の遊星歯車装置Ｎ３の遊星キャリアに連結することができる。遊星ギヤの遊星キャリアは、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアに回転固定して連結される。
【００９６】
Ｎ２：第２の遊星歯車装置Ｎ２のこの遊星キャリアは遊星ギヤを保持しており、第２クラッチＫ２によって第４の遊星歯車装置Ｎ４の遊星キャリアに回転固定して連結することができる。第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤは、Ｅ１の電気モータ軸に回転固定して連結される。第２の遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤは、第２電気モータＥ２と第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤとに回転固定して連結される。
【００９７】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング３４８に連結することができる。この遊星ギヤの遊星キャリアは、トランスミッションの出力軸３４６に回転固定して連結される。
【００９８】
図２０による歯車セットは連続して次のように配置される。
【００９９】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸３３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸３４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング３４８に連結することができる。
【０１００】
Ｎ１：上記の例と異なって、第１の遊星歯車装置Ｎ１は、リングギヤと複式の遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する複式遊星歯車装置として具現化される。複式遊星ギヤの遊星キャリアは、クラッチＫ１によって第３の遊星歯車装置Ｎ３の遊星キャリアに連結することができる。リングギヤは、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアに回転固定して連結される。
【０１０１】
Ｎ２：第２の遊星歯車装置Ｎ２のこの遊星キャリアは遊星ギヤを保持しており、第２クラッチＫ２によって第４の遊星歯車装置Ｎ４の遊星キャリアに回転固定して連結することができる。第２の遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤは、第２電気モータＥ２と第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤとに回転固定して連結される。
【０１０２】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング３４８に連結することができる。この遊星ギヤの遊星キャリアは、トランスミッションの出力軸３４６に回転固定して連結される。
【０１０３】
図２１による歯車セットは連続して次のように配置される。
【０１０４】
Ｎ３：第３の遊星歯車装置Ｎ３は、サンギヤと遊星ギヤとリングギヤとを有する。サンギヤは、Ｅ１の電気モータ軸と、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤとに回転固定して連結される。遊星ギヤの遊星キャリアは入力軸３３８に回転固定して連結される。この第３の遊星歯車装置Ｎ３のリングギヤは、トランスミッション軸３４７及びクラッチＫ３によってトランスミッションハウジング３４８に連結することができる。
【０１０５】
Ｎ１：上記の例と異なって、第１の遊星歯車装置Ｎ１はリングギヤなしの組合せ複式遊星歯車装置として構成される。この第１の遊星歯車装置Ｎ１の前記サンギヤは、複式の遊星ギヤと噛み合い、その複式遊星ギヤの半径方向において外側の遊星ギヤは、軸方向に長い遊星ギヤとして構成され、かつ別のサンギヤと噛み合う。この別のサンギヤは、クラッチＫ１によって第３の遊星歯車装置Ｎ３の遊星キャリアに連結することができる。複式遊星ギヤの遊星キャリアは、第２の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリアに回転固定して連結される。
【０１０６】
Ｎ２：第２の遊星歯車装置Ｎ２のこの遊星キャリアは遊星ギヤを保持しており、第２クラッチＫ２によって第４の遊星歯車装置Ｎ４の遊星キャリアに回転固定して連結することができる。第２の遊星歯車装置Ｎ２のリングギヤは、Ｅ１の電気モータ軸に回転固定して連結される。第２の遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤは、第２電気モータＥ２と第４の遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤとに回転固定して連結される。
【０１０７】
Ｎ４：第４の遊星歯車装置Ｎ４は、リングギヤと遊星ギヤと前記のサンギヤとを有する。リングギヤは、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング３４８に連結することができる。この遊星ギヤの遊星キャリアは、トランスミッションの出力軸３４６に回転固定して連結される。
【０１０８】
図２２〜図２４は、本発明の特に有利な実施形態であって、中心トランスミッションの上流側に、回転速度減速用としてそれぞれ減速用遊星歯車装置が接続される実施形態を示す。これはトルクの増大を伴うものである。
【０１０９】
図２２は、付加的な減速用遊星歯車装置Ｎ５を破線で取り囲んで示している。減速用遊星歯車装置Ｎ５は、トランスミッションの入力軸４３８に回転固定して連結されるリングギヤ４０１を含む。対照的に、トランスミッションのサンギヤ４０２は、トランスミッションハウジング４４８に回転固定して支持される。従って、駆動動力は、回転速度が減速されて、遊星キャリア４０３を経由して遊星ギヤ４０４から中心トランスミッション４０６の入力軸４０５に伝達される。
【０１１０】
中心トランスミッション４０６は４つの遊星歯車装置Ｎ１〜Ｎ４を含む。第３の遊星歯車装置Ｎ３が、軸方向における最初の遊星歯車装置として、内燃機関の後に、中心トランスミッション歯車セットに配置される。
【０１１１】
Ｎ３：そのサンギヤ４０７は、クラッチＫ３によってトランスミッションハウジング４４８に対して支持することができる。遊星ギヤ４０９の遊星キャリア４０８は、中心トランスミッション４０６の入力軸４０５に回転固定して連結される。さらに、遊星ギヤ４０９の遊星キャリア４０８は、後続の第１の遊星歯車装置Ｎ１のリングギヤ４１０に回転固定して連結される。
【０１１２】
Ｎ１：この第１の遊星歯車装置Ｎ１の遊星ギヤ４１２の遊星キャリア４１１は、クラッチＫ１によって、後続の遊星歯車装置Ｎ２の遊星キャリア４１３とクラッチＫ２の第１の片方とに回転固定して連結される。この第１の遊星歯車装置Ｎ１のサンギヤ４１４は、Ｅ１の電気モータ軸に回転固定して連結され、さらに、このサンギヤ及びＥ１の電気モータ軸は、遊星歯車装置Ｎ２のサンギヤ４１５に回転固定して連結される。
【０１１３】
Ｎ２：遊星歯車装置Ｎ２は、サンギヤ４１５と、遊星ギヤ４１６を保持する前記遊星キャリア４１３とに加えて、別の遊星ギヤ４１７と別のサンギヤ４１８とを有する。この場合、遊星ギヤ４１６及びこの別の遊星ギヤ４１７は複式の遊星ギヤを構成する。複式遊星ギヤの半径方向において外側の遊星ギヤ４１６は、サンギヤ４１５と噛み合い、一方、半径方向において内側の遊星ギヤ４１７は別のサンギヤ４１８と噛み合う。このサンギヤ４１８は、第２の電気モータＥ２の電気モータ軸４１９に回転固定して連結され、この電気モータ軸４１９は、軸方向に後続する遊星歯車装置Ｎ４のサンギヤ４２０にも連結される。
【０１１４】
Ｎ４：そのサンギヤ４２０は遊星ギヤ４２１と噛み合い、その遊星ギヤの遊星キャリア４２２は、トランスミッションの出力軸４４６に回転固定して連結される。リングギヤ４２３は、クラッチＫ４によってトランスミッションハウジング４４８に回転固定して連結することができる。
【０１１５】
図２２及び図２３は、上流側に接続された減速用遊星歯車装置Ｎ５を備えた別の歯車セットを示す。
【０１１６】
本発明の別の実施形態においては、減速用遊星歯車装置を、図１４〜図２１のそれぞれの上流側に有利に接続することができる。
【０１１７】
図１４〜図２４によるすべての実施形態及びその実施形態の部分的な組合せのトランスミッションは、２つの連続する運転モード間の切り換え点において、切り換えられるべきクラッチＫ１〜Ｋ４又はブレーキにそれぞれゼロの差速が存在するように設計することができる。これはいわゆる同期条件に相当する。
【０１１８】
さらに、図１４〜図２４によるすべての実施形態のトランスミッションは、運転モードの変更において、２つのクラッチＫ１〜Ｋ４又はブレーキのみを、１つは係合させ、もう１つは解放する形に作動させなければならないように設計することができる。
【０１１９】
図１４〜図２４によるすべての実施形態及びその実施形態の部分的な組合せのトランスミッションは、ＤＰＳを設ける場合は、動力成分の極大値が正確に導入電気出力ｐｅｌ，ｉｎｓｔに等しくなるようにＤＰＳを設計する方式で、設計することができる。
【０１２０】
図１４〜図２４によるすべての実施形態及びその実施形態の部分的な組合せのトランスミッションは、特に、２つの隣接する運転モード間の同期点における動力成分が、それぞれ導入される電気出力ｐｅｌ，ｉｎｓｔに正確に一致するように設計することができる。
【０１２１】
記載した実施形態は単なる例としての実施形態である。記載した特徴を組み合わせて異なる実施形態とすることが同様に可能である。本発明に属する装置部品の、特に記載していない別の特徴を、図面に表現した装置部品の形態から見て取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】入力側のディファレンシャルを備えた１段動力分割の構造を概略的に示す。
【図２】出力側のディファレンシャルを備えた１段動力分割の構造を概略的に示す。
【図３】２段動力分割の第１の実施形態における構造を概略的に示す。
【図４】２段動力分割の第２の実施形態における構造を概略的に示す。
【図５】２段動力分割の第３の実施形態における構造を概略的に示す。
【図６】２段動力分割の第４の実施形態における構造を概略的に示す。
【図７】入力側のディファレンシャルを有するＳＰＳと出力側のディファレンシャルを有するＳＰＳとから構成されるトランスミッションの基本原理を概略的に示す。
【図８】入力側のディファレンシャルを有するＳＰＳと、図３〜図６による少なくとも１つの任意のＤＰＳと、出力側のディファレンシャルを有するＳＰＳとから構成されるトランスミッションの基本原理を概略的に示す。
【図９】入力側のディファレンシャルを有するＳＰＳと、図３〜図６による少なくとも１つの任意のＤＰＳと、図３〜図６によるさらに別のＤＰＳとから構成されるトランスミッションの基本原理を概略的に示す。
【図１０】図３によるＤＰＳを有する、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造の第１の変形実施形態を示す。
【図１１】図４によるＤＰＳを有する、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造の第２の変形実施形態を示す。
【図１２】図５によるＤＰＳを有する、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造の第３の変形実施形態を示す。
【図１３】図６によるＤＰＳを有する、図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッション構造の第４の変形実施形態を示す。
【図１４】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第１の変形実施形態を示す。
【図１５】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第２の変形実施形態を示す。
【図１６】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第３の変形実施形態を示す。
【図１７】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第４の変形実施形態を示す。
【図１８】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第５の変形実施形態を示す。
【図１９】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第６の変形実施形態を示す。
【図２０】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第７の変形実施形態を示す。
【図２１】図８によるトランスミッションの基本原理を用いたトランスミッションの歯車セットの第８の変形実施形態を示す。
【図２２】本発明の特に有利な実施形態であって、中心トランスミッションの上流側に、回転速度減速用として減速用遊星歯車装置が接続される１つの実施形態を示す。
【図２３】本発明の特に有利な実施形態であって、中心トランスミッションの上流側に、回転速度減速用として減速用遊星歯車装置が接続される別の実施形態を示す。
【図２４】本発明の特に有利な実施形態であって、中心トランスミッションの上流側に、回転速度減速用として減速用遊星歯車装置が接続されるさらに別の実施形態を示す。
【図１】
2008511489.tif 000004
【図２】
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【図３】
2008511489.tif 000006
【図４】
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【図５】
2008511489.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008511489.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008511489.tif 000016
【図１４】
2008511489.tif 000017
【図１５】
2008511489.tif 000018
【図１６】
2008511489.tif 000019
【図１７】
2008511489.tif 000020
【図１８】
2008511489.tif 000021
【図１９】
2008511489.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2008511489.tif 000027
【国際調査報告】
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2008511489.tif 000029
2008511489.tif 000030
2008511489.tif 000031
2008511489.tif 000032
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