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Patent Searching and Data


Title:
AUTOMATIC TRANSMISSION HAVING HYDRODYNAMIC CONVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/025911
Kind Code:
A1
Abstract:
An automatic transmission (1) comprises a hydrodynamic converter (3). The automatic transmission (1) has a drive region (2) and a driven region (4). In the drive region (2) the power is divided into two power branches. One power branch runs across the hydrodynamic converter (3), another one runs parallel thereto. In the driven region (4), the at least two power branches are united. According to the invention, an electric machine (5) is additionally coupled to the driven region (4).

Inventors:
BUSCH JOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/006370
Publication Date:
March 11, 2010
Filing Date:
September 03, 2009
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
BUSCH JOERG (DE)
International Classes:
B60K6/365; B60K6/48; D04H1/46; D04H3/105; D04H3/14; D04H3/147; D04H5/02; F16H3/72; F16H47/08; F16H37/10
Domestic Patent References:
WO2002085659A12002-10-31
WO2002085659A12002-10-31
Foreign References:
US20020193200A12002-12-19
DE102007001840A12008-07-17
DE10152488A12002-06-06
DE19923316A12000-11-23
US20020193200A12002-12-19
DE10152488A12002-06-06
DE102007001840A12008-07-17
DE102008010064A12009-08-27
DE102008027946A12009-12-24
Attorney, Agent or Firm:
WEITZEL & PARTNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler, welches einen Antriebsbereich aufweist, in welchem die Leistung in wenigstens zwei Leistungszweige aufteilbar ist, wobei ein Leistungszweig über den hydrodynamischen Wandler verläuft, und welches einen Abtriebsbereich aufweist, in welchem die wenigstens zwei Leistungszweige zusammenführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine elektrische Maschine (5) mit dem Abtriebsbereich (4) gekoppelt ist.

2. Automatgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (5) direkt mit dem wenigstens einem Leistungszweig (6) ohne den hydrodynamischen Wandler (3) gekoppelt ist.

3. Automatgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (5) mit dem wenigstens einem Leistungszweig mit dem hydrodynamischen Wandler (3) gekoppelt ist.

4. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung der elektrischen Maschine (5) über wenigstens ein Getriebeelement (7,16) erfolgt.

5. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (5) über ein Kupplungselement (11 ,19) vom Abtriebsbereich entkoppelbar ist.

6. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (12) zwischen elektrischer Maschine (5) und hydrodynamischem Wandler (3) ein Kupplungselement (14) aufweist.

7. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass, die Verbindung (12) zwischen elektrischer Maschine (5) und hydrodynamischem Wandler (3) einen Freilauf (21 ) aufweist.

8. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsbereich (4) so ausgelegt ist, dass zwischen dem mit der elektrischen Maschine (5) koppelbaren Abtrieb des hydrodynamischen Wandlers (12) und dem Abtrieb (8) des Automatgetriebes (1 ) wenigstens zwei wählbare Übersetzungen sind.

9. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsbereich (4) genau ein Planetengetriebe (7) mit fester Kopplungsstruktur aufweist.

10. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (5) über eine Kupplung (15) direkt mit dem Abtrieb (8) des Abtriebsbereichs (4) koppelbar ist.

11. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (5) in ein Gehäuse des

Automatgetriebes (1 ) integriert ist.

Description:
Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler, welches einen Antriebsbereich aufweist, in welchem die Leistung in wenigstens zwei Leistungszweige aufteilbar ist, wobei ein Leistungszweig über den hydrodynamischen Wandler verläuft, und welches einen Abtriebsbereich aufweist, in welchem die wenigstens zwei Leistungszweige zusammenführbar sind.

Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie weisen im Allgemeinen einen verzweigten Leistungsfluss auf, bei welchem ein Teil der Leistung in bestimmten Betriebszuständen über den hydrodynamischen Wandler verläuft, während ein anderer Teil der Leistung parallel dazu über einen mechanisch gekoppelten Leistungszweig, welcher typischerweise Getriebeelemente aufweist, verläuft.

Aus der DE 101 52 488 A1 ist ferner eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, in welchem eine Wandlergetriebebaueinheit mit einer elektrischen Maschine kombiniert wird. Die elektrische Maschine wird über Elektrizität aus einem Generator angetrieben und ist mittelbar mit den Rädern des Fahrzeuges gekoppelt, wobei die Kopplung eine Getriebeeinheit mit dem hydrodynamischen Wandler vorsieht. Der Aufbau ist dabei prinzipiell ein klassischer serieller Hybridantrieb, bei dem über einen Verbrennungsmotor und einen Generator elektrische Energie erzeugt wird, welche dann über einen Elektromotor zum Antrieb genutzt wird. Da bei klassischen Hybridantrieben die elektrische Antriebsmaschine im Falle des Abbremsens des Fahrzeugs als Generator genutzt wird, besteht somit bei hybriden Antriebssystemen die Möglichkeit, Energie beim Bremsen rückzugewinnen.

Der beschriebene Aufbau hat jedoch den Nachteil, dass aufgrund der Kopplung über den hydrodynamischen Wandler kein Abbremsen über den Antriebsmotor im generatorischen Betrieb bis zum Stillstand möglich ist, sodass Energie verloren geht, die prinzipiell zurückgewonnen werden könnte. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler zu hybridisieren und hinsichtlich der Hybridisierung zu optimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zusätzlich eine elektrische Maschine mit dem Abtriebsbereich gekoppelt ist.

Der Abtriebsbereich des Automatgetriebes dient üblicherweise der Zusammenführung der zuvor verzweigten Leistungen, um diese dem Abtrieb zur Verfügung zu stellen. Üblicherweise kann dazu ein Leistungsstrang direkt mechanisch und ein Leistungsstrang über den hydrodynamischen Wandler übertragen werden. Diese beiden Leistungsstränge werden im Abtriebsbereich zusammengeführt. Der Antrieb des Automatgetriebes selbst kann dabei über beliebige Leistungsquellen erfolgen. Typischerweise wird hier jedoch zumeist eine Brennkraftmaschine verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist nun zusätzlich eine elektrische Maschine mit dem Abtriebsbereich gekoppelt. Die Kopplung der elektrischen Maschine mit dem Abtriebsbereich erlaubt es somit Energie unmittelbar in den Abtrieb einzuspeisen oder im Falle von überschüssiger Energie im Abtrieb (beim Bremsen) diese mit der elektrischen Maschine im generatorischen Betrieb wieder in nutzbare elektrische Energie zurückzuwandeln. Durch die Einbindung der elektrischen Maschine in den Abtriebsbereich kann diese anstelle des oder zusammen mit dem hydrodynamischen Wandler Leistung alternativ zu - oder parallel zu - dem mechanischen Leistungszweig an den Abtrieb des Automatgetriebes liefern. Eine Betriebsweise könnte zum Beispiel sein, den Wandler beim Anfahren im 1. Gang mit der elektrischen Maschine zu unterstützen. Im weiteren Verlauf des Betriebes, das heißt im 2. und höheren Gängen, erfolgt der Vortrieb nur noch über mechanischen Leistungszweig, wobei die elektrische Maschine ggf. bei

Beschleunigungsvorgängen unterstützend eingreifen und Leistung bereitstellen kann. Beim Abbremsen aus höheren Drehzahlen und eher hohen Bremsleistungen kann dann auch über den Wandler gebremst werden. Die elektrische Maschine kann dabei ggf. unterstützend eingreifen. Beim weiteren beziehungsweise normalen Abbremsen bis zum Stillstand, was mit dem Wandler alleine nicht möglich wäre kann dann in besonders vorteilhafter Weise die elektrische Maschine genutzt werden.

In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dabei die elektrische Maschine direkt mit dem mechanischen Leistungszweig ohne den hydrodynamischen Wandler gekoppelt. Dies ermöglicht einen einfachen und kompakten Aufbau, bei der die elektrische Maschine durch die direkte Einbindung sowohl im Antriebsfall als auch im Bremsfall effektiv genutzt werden kann.

In einer alternativen Ausführungsform hierzu ist die elektrische Maschine direkt mit dem wenigstens einen Leistungszweig, welcher über den hydrodynamischen Wandler verläuft, gekoppelt.

Diese Kopplung der elektrischen Maschine, beispielsweise mit der Turbinenwelle des hydrodynamischen Wandlers, erlaubt den zusätzlichen Betrieb der elektrischen Maschine parallel zum Wandler, welcher insbesondere auch in den rein mechanischen Betriebszuständen dann erfolgen kann, wenn der Wandler entleert ist. Die elektrische Maschine kann dabei sowohl Antriebsfunktionalität als auch Bremsfunktionalität des Wandlers unmittelbar übernehmen oder bei befülltem oder teilweise befülltem Wandler ergänzend zu diesem arbeiten. Vorteilhaft ist, dass der Wandler nur auf den Verbrennungsmotor ausgelegt werden muss. Die elektrische Maschine beeinflusst den Wandler nicht.

Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Kopplung der elektrischen Maschine dabei über ein Getriebeelement.

Das Getriebeelement, welches beispielsweise als Planetengetriebe ausgebildet sein kann, erlaubt es, die elektrische Maschine mit einer wählbaren oder festen Übersetzung in den Abtriebsbereich einzukoppeln, sodass die Auswahl der elektrischen Maschine flexibler gestaltet werden kann. So ist beispielsweise eine geringere Spreizung der Drehzahl bei der elektrischen Maschine möglich, wenn diese über ein Getriebeelement mit geeigneter oder - bei wählbaren Übersetzungen - mit geeigneten Übersetzung(en) in den Abtriebsbereich eingekoppelt werden kann. Außerdem erlaubt es diese Konstellation, höhere Abtriebs-Drehzahlen zu realisieren.

Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, dass die elektrische Maschine über ein Kupplungselement vom Abtriebsbereich entkoppelbar ist.

Diese Entkopplung der elektrischen Maschine, welche beispielsweise über eine Lamellenkupplung erfolgen kann, erlaubt es, die elektrische Maschine vollkommen abzukoppeln, sodass ein Aufbau entsteht, welcher einem herkömmlichen Getriebe mit hydrodynamischem Wandler vergleichbar ist. Damit besteht dann die vorteilhafte Möglichkeit zwischen einem hybridisierten Betrieb und einem herkömmlichen Betrieb zu wählen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es alternativ dazu vorgesehen, dass zwischen der Turbine des hydrodynamischen Wandlers und der elektrischen Maschine ein Freilauf vorgesehen ist.

Ein solcher Freilauf hat dabei den Vorteil, dass er nur in eine Richtung eine entsprechende Kraft überträgt und somit keine Schleppverluste der Turbine in den Gängen entstehen, in denen die Leistungsübertragung über den Leistungsstrang ohne den hydrodynamischen Wandler erfolgen soll. Daher kann auf eine Entleerung des Wandlers verzichtet werden, da somit auch bei gefülltem Wandler keine Verluste auftreten können.

In einer besonders günstigen Variante der Erfindung, in der die elektrische

Maschine mit dem wenigstens einen Leistungszweig mit dem hydrodynamischen Wandler gekoppelt ist, ist ferner die Verbindung zwischen der elektrischen Maschine und dem hydrodynamischen Wandler mit einem Kupplungselement versehen.

Dieser besonders vorteilhafte Aufbau erlaubt es, den hydrodynamischen Wandler und die elektrische Maschine zu trennen. Damit kann der Leistungszweig mit dem hydrodynamischen Wandler in dieser Ausgestaltung der Erfindung rein elektrisch betrieben werden. Dies bietet beispielsweise den Vorteil, dass der elektrische Betrieb sowohl generatorisch als auch motorisch realisiert werden kann, ohne dass der hydrodynamische Wandler mitbewegt werden muss. Somit kann man den hydrodynamischen Wandler in bestimmten Betriebszuständen, in denen er nicht betrieben wird, dennoch mit dem Arbeitsmedium befüllt halten. Dadurch bleibt der hydrodynamische Wandler in diesen Betriebszuständen bremsbereit, sodass im Falle eines Bremsens mit dem hydrodynamischen Wandler, typischerweise bei hohen Drehzahlen alternativ oder ergänzend zum generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine, sehr schnell reagiert werden kann. Da der Wandler nicht zuerst noch befüllt werden muss, reicht ein Schließen der Lammellenkupplung, um den bremsbereiten hydrodynamischen Wandler zu aktivieren. Ein sehr schnelles Ansprechen des Wandlers beim Bremsen ist die vorteilhafte Folge.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung des Automatgetriebes ist es ferner vorgesehen, dass der Abtriebsbereich so ausgelegt ist, dass zwischen dem mit der elektrischen Maschine koppelbaren Abtrieb des hydrodynamischen Wandlers und dem Abtrieb des Automatgetriebes wenigstens zwei wählbare Übersetzungen vorgesehen sind.

Dieser Aufbau ermöglicht es sowohl Wandler als auch elektrische Maschine hinsichtlich ihrer Drehzahleigenschaften optimal und ohne große Spreizung auslegen zu können, da die entsprechende Spreizung durch die wählbaren Übersetzungen realisiert werden kann. Außerdem können so höhere Drehzahlen realisiert werden. Gemäß einer sehr vorteilhaften Variante der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die elektrische Maschine über eine Kupplung direkt mit dem Abtrieb koppelbar ist.

Durch die direkte Kopplung des Abtriebs des Automatgetriebes mit der elektrischen Maschine wird eine Übersetzung von 1 :1 im Abtrieb erreicht. Dementsprechend muss die elektrische Maschine keine hohe Maximaldrehzahl aufweisen und kann damit besonders kostengünstig, energieeffizient, robust und platzsparend ausgelegt werden.

In einer sehr günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Automatgetriebes ist es dabei vorgesehen, dass der Abtriebsbereich lediglich ein Planetengetriebe mit fester Kopplungsstruktur aufweist.

Dieser Aufbau, bei dem im Abtriebsbereich des Automatgetriebes lediglich ein Planetengetriebe mit fester Kopplungsstruktur angeordnet ist, erlaubt es, das Automatgetriebe sehr einfach, mit wenigen Bauteilen und damit besonders kostengünstig herzustellen. Der Aufbau ist außerdem extrem kompakt zu realisieren, sodass Bauraum eingespart wird, welcher beispielsweise durch die elektrische Maschine genutzt werden könnte. Der Nachteil bei diesem Aufbau liegt nun darin, dass über den mechanischen beziehungsweise den mechanisch/hydrodynamischen Leistungsstrang kein Rückwärtsgang realisiert werden kann, da die Kopplungsstruktur im Abtriebsbereich nicht veränderbar ist. Aufgrund der elektrischen Maschine kann jedoch ein Rückwärtsgang sehr einfach und effizient über die elektrische Maschine realisiert werden, sodass die fehlende Möglichkeit zur Änderung der Kopplungsstruktur keinen nennenswerten Einfluss auf die Funktionalität des erfindungsgemäßen Automatgetriebes hat. Ohne eine Einbuße an Funktionalität kann jedoch der Aufbau entsprechend einfach und kompakt realisiert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die elektrische Maschine ist dabei in das Gehäuse des Automatgetriebes integriert. Damit entsteht ein sehr kompakter Aufbau des Automatgetriebes. Dieser Aufbau kann es außerdem ermöglichen, das Automatgetriebe beziehungsweise dessen Gehäuse hinsichtlich seiner äußeren Abmessungen so zu gestalten, dass eine hybridisierte Version durch einen ähnlichen Bauraumbedarf gegen eine herkömmliche ausgetauscht werden kann. Somit wird fahrzeugseitig ein modularer Aufbau möglich, in dem mit minimalem Aufwand und bei unverändertem Chassis eine Hybridisierung ergänzbar oder nachrüstbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

Dabei zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Automatgetriebes;

Figur 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Automatgetriebes in einer ersten Ausgestaltung;

Figur 3 die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Automatgetriebes gemäß Figur 2 in einer weiteren Ausgestaltung;

Figur 4 die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Automatgetriebes gemäß Figur 2 in einer weiteren alternativen Ausgestaltung;

Figur 5 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Automatgetriebes in einer ersten Ausgestaltung;

Figur 6 die Ausführungsform gemäß Figur 5 in einer alternativen

Ausgestaltung; Figur 7 die Ausführungsform gemäß Figur 5 in einer weiteren alternativen

Ausgestaltung;

Figur 8 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Automatgetriebes in einer ersten Ausgestaltung;

Figur 9 die Ausführungsform gemäß Figur 8 in einer alternativen

Ausgestaltung;

Figur 10 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Automatgetriebes in einer beispielhaften Ausgestaltung analog Figur 9; und

Figur 11 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Automatgetriebes in einer beispielhaften Ausgestaltung analog Figur

2.

Figur 1 zeigt ein Automatgetriebe 1 mit einem Antriebsbereich 2, einem hydrodynamischen Wandler 3 und einem Abtriebsbereich 4. Zusätzlich weist das Automatgetriebe 1 eine elektrische Maschine 5 auf. Der Antriebsbereich 2 des Automatgetriebes 1 ist in der hier gewählten Darstellung beispielhaft ausgeführt und entspricht dem Aufbau, welcher aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 010 064 grundsätzlich bekannt ist. Dieser in Figur 1 dargestellte Aufbau des Antriebsbereichs 2 ist dabei jedoch nur beispielhaft zu verstehen, da die grundlegende Idee der Erfindung mit jeglicher Art von Antriebsbereich 2 funktioniert, welche eine Leistungsverzweigung in wenigstens zwei Leistungszweige realisiert.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Leistungszweige einmal ein Leistungszweig, welcher über den hydrodynamischen Wandler 3 verläuft und parallel dazu ein Leistungszweig 6, welcher rein mechanisch gekoppelt parallel zu dem Leistungszweig durch den hydrodynamischen Wandler 3 verläuft. Diese beiden Leistungszweige werden dabei in dem Abtriebsbereich 4 über ein geeignetes Getriebe 7 wieder zusammengeführt. Auch hier ist die Darstellung des Abtriebsbereichs 4 und des Automatgetriebes 1 lediglich beispielhaft zu verstehen, wobei die Funktionalität grundlegend der entspricht, die in der deutschen Anmeldung DE 10 2008 027 946 beschrieben ist. Alternativ dazu wäre auch eine herkömmlicher Aufbau mit typischerweise zwei Planetensätzen im Abtriebsbereich denkbar.

Zusätzlich zu dem bis hierher, bezüglich Antriebsbereich 2, hydrodynamischem Wandler 3 und Abtriebsbereich 4, bekannten Aufbau des Automatgetriebes 1 ist die oben bereits erwähnte elektrische Maschine 5 zusätzlich vorhanden. Die elektrische Maschine 5 ist dabei in das Gehäuse des Automatgetriebes 1 mit integriert, sodass eine kompakter Aufbau entsteht. Die elektrische Maschine 5 wirkt im Ausführungsbeispiel der Figur 1 auf einen Abtrieb 8 des Automatgetriebes 1. Hierfür ist die elektrische Maschine 5 mit dem Steg 9 des als Planetengetriebe ausgebildeten Getriebes 8 des Abtriebsbereichs 4 fest verbunden. Ebenfalls fest mit diesem Steg 9 ist der rein mechanische Leistungszweig 6 verbunden. Durch geeignete Ansteuerung von Klauenkupplungen 10 und/oder der Lamellenkupplung 11 kann so die elektrische Maschine mit der Übersetzung 1 :1 mit dem mechanischen Leistungszweig 6 zusammen/unterstützen oder falls der mechanische Leistungszweig 6 über eine geeignete Schaltung im Bereich des Antriebsbereichs 2 abgekoppelt ist, allein auf den Abtrieb 8 wirken. Je nachdem, ob Traktionsenergie am Abtrieb 8 erforderlich ist oder Bremsenergie am Abtrieb 8 anfällt, kann die elektrische Maschine 1 dabei als Motor oder Generator eingesetzt werden, welche entweder elektrische Energie in Vortriebsleistung umwandelt oder Bremsenergie zu elektrischer Energie zurückwandelt. Im Gegensatz reinen zum Bremsen über den Wandler 3 als verschließfreie Dauerbremse kann mit der elektrischen Maschine 5 ein Abbremsen bis zum Stillstand realisiert werden.

In Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform des Automatgetriebes 1 dargestellt, wobei die mit denselben Bezugszeichen versehenen Elemente mit denen aus der Beschreibung zu Figur 1 identisch oder vergleichbar sind. Der Unterschied liegt hier in der Ankopplung der elektrischen Maschine 5 an den Abtriebsbereich 4. In dieser Ausführungsform ist die elektrische Maschine 5 unmittelbar mit einer Turbinenwelle 12 des hydrodynamischen Wandlers 3 gekoppelt. Die elektrische Maschine 5 wirkt somit zusammen mit dem hydrodynamischen Wandler 3 auf die Turbinenwelle 12, welche über den Abtriebsbereich 4 dann wiederum mit dem rein mechanischen Leistungszweig 6 zusammengeführt wird. Hierfür ist wiederum das Planetengetriebe 7 im Abtriebsbereich vorgesehen, welches die Turbinenwelle 12 über die Sonne 13 und den rein mechanischen Leistungszweig 6 über den Steg 9 einkoppelt, um in entsprechender Konstellation Leistung am Abtrieb 8 bereitzustellen oder im Falle des Bremsens Leistung von dem Abtrieb 8 auf die Turbinenwelle 12 zu leiten, welche dann von der elektrischen Maschine 5 im generatorischen Betrieb ebenso wie vom Wandler 3 gebremst werden kann.

Durch die große Übersetzung zwischen der elektrischen Maschine und dem Abtrieb, lassen sich ausreichende Anfahrmomente auch rein elektrisch erreichen. Dabei kann die elektrische Maschine gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 bezüglich ihres Drehmoments entsprechend kleiner ausgelegt werden.

Grundsätzlich ist es dabei möglich, den hydrodynamischen Wandler 3 zu deaktivieren, indem dieser zwar nicht abgekoppelt, jedoch ohne Arbeitsmedium betrieben wird, also nur mit minimalem Widerstand mitläuft. Dadurch kann die elektrische Maschine 5 sowohl im Antriebsfall als auch im generatorischen Fall praktisch alleine betrieben werden. Dies kann beispielsweise zur Rückgewinnung eines Maximums an Bremsenergie oder beim Abbremsen in den Stillstand sinnvoll sein. Sollte der hydrodynamische Wandler 3 jedoch benötigt werden, muss dieser erst wieder mit dem Arbeitsmedium gefüllt werden, was vergleichsweise zeitaufwendig ist.

In Figur 3 ist daher ein Aufbau dargestellt, welcher sich gegenüber dem in Figur 2 lediglich durch eine zusätzliche Lamellenkupplung 14 unterscheidet. Diese Lamellenkupplung 14 erlaubt es, die Kopplung der Turbinenwelle 12 des hydrodynamischen Wandlers 3 mit der elektrischen Maschine 5 zu unterbrechen. Bei geöffneter Lamellenkupplung 14 ist somit lediglich die elektrische Maschine 5 in der bei Figur 2 beschriebenen Art eingekoppelt, während der hydrodynamische Wandler 3 durch die geöffnete Lamellenkupplung 14 komplett ausgekoppelt ist. Somit kann das Arbeitsmedium in dem hydrodynamischen Wandler 3 belassen werden, auch wenn dieser nicht betrieben wird. Dies ermöglicht es den Energie-, Steuerungs- beziehungsweise Regelungs- und Zeitaufwand hinsichtlich des Entleerens und Befüllens des hydrodynamischen Wandlers 3 zu minimieren.

Außerdem kann, sofern der hydrodynamische Wandler 3 befüllt gehalten wird, dieser für den Fall, dass der hydrodynamische Wandler 3 zum Bremsen benötigt wird, was typischerweise bei hohen Drehzahlen erfolgt, sehr schnell eingesetzt werden. Dies ermöglicht ein sehr schnelles Bremsen, da ein sehr schnelles Ansprechen des hydrodynamischen Wandlers 3 durch das Schließen der Lamellenkupplung 14 erzielbar ist, ohne dass dieser zuerst mit dem Arbeitsmedium befüllt werden müsste.

Der Aufbau gemäß Figur 4 entspricht im Wesentlichen ebenfalls dem gemäß Figur 2. Anstelle des Aufbaus in Figur 2 ist hier jedoch eine Kupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung 15, vorgesehen, welche zwischen dem Steg 9 und der Sonne 13 des Planetensatzes 7 angeordnet ist. Dieser Aufbau ermöglicht die mit der elektrischen Maschine 5 und dem hydrodynamischen Wandler 3 verbundene Turbinenwelle 12 mit verschiedenen Übersetzungen über den Abtriebsbereich 4 mit dem Abtrieb 8 zu koppeln. Diese Variabilität einer zweiten Übersetzung, insbesondere einer 1 :1 Übersetzung, zwischen Turbinenwelle 12 und Abtrieb 8 ermöglicht es, bei der Auslegung der elektrischen Maschine 5 und des hydrodynamischen Wandlers 3 weniger Aufwand treiben zu müssen, da hier durch die zusätzliche Übersetzung die benötigte Drehzahlspreizung verringert, oder alternativ dazu, die erreichbare Drehzahl erhöht werden kann. Insbesondere die elektrische Maschine 5 lässt sich so besser auf einen in sich kleineren Betriebsbereich optimieren, sodass die elektrische Maschine 5 hinsichtlich konstruktiver Aspekte optimiert und damit wirtschaftlicher und energieeffizienter gestaltet werden kann. Damit kann eine elektrische Maschine mit geringerer maximaler Drehzahl eingesetzt werden.

Der in Figur 4 dargestellte Aufbau, welcher als Weiterbildung der grundsätzlichen Ausführungsform der Figur 2 zu verstehen ist, ließe sich zusätzlich mit der Ausgestaltung gemäß Figur 3, also einer zusätzlichen Lamellenkupplung 14 in der Turbinenwelle 12 zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem hydrodynamischen Wandler 3, darstellen. Ein solcher Aufbau würde sich in nahe liegender Weise aus den Figuren 3 und 4 ergeben und wird daher nicht in einem eigenen Ausführungsbeispiel explizit dargestellt.

In Figur 5 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Automatgetriebes 1 dargestellt. Der Abtriebsbereich 4 weist dabei einen zusätzlichen Planetensatz 16 auf, welcher über einen gemeinsamen Steg 9 mit dem Planetensatz 7 und mit dem rein mechanischen Leistungszweig 6 verbunden ist. Im Falle dass der Aufbau des Abtriebsbereichs 4 bereits mehr als einen Planetensatz aufweisen würde, zum Beispiel zwei Planetensätze - wie häufig üblich -, würde es sich bei dem zusätzlichen Planetensatz 16 dann beispielsweise um den 3. Planetensatz handeln.

Über das Planetengetriebe 7 und hier insbesondere über die Sonne 13 desselben wird wiederum der Leistungszweig über den hydrodynamischen Wandler 3 eingekoppelt. Die elektrische Maschine 5 ist über das zusätzliche Planetengetriebe 16 eingekoppelt, wobei die elektrische Maschine 5 ebenfalls mit der Sonne 17 dieses Planetengetriebes 16 verbunden ist. Dieser Aufbau, bei dem die elektrische Maschine 5 und der hydrodynamische Wandler jeweils über ein eigenes Getriebe in dem Abtriebsbereich 4 eingekoppelt werden, erlaubt es, den Aufbau noch variabler zu gestalten, da unterschiedliche Übersetzungen für die elektrische Maschine 5 und den Leistungszweig über den hydrodynamischen Wandler 3 gewählt werden können. Beide Getriebe 7, 16 sind dabei über Lamellenkupplungen 18, 19 so angesteuert, dass diese durch Betätigen beziehungsweise Nichtbetätigen entsprechend geschaltet werden können, sodass entweder die elektrische Maschine 5 und der hydrodynamische Wandler 3 eingekoppelt sind, oder dass jeweils nur eines der Elemente oder auch keines der Elemente in den Abtriebsbereich 4 eingekoppelt ist.

Der im Rahmen der Ausgestaltung gemäß Figur 4 beschriebene Aufbau, bei welchem über die Lamellenkupplung 15 eine direkte Verbindung zwischen der elektrischen Maschine 5 und dem Abtrieb 8 hergestellt werden kann, ist selbstverständlich auch in der Ausgestaltung gemäß Figur 5 denkbar. Auch hier könnte die Lamellenkupplung 15, welche hier nicht dargestellt ist, zwischen der Sonne 17 des Planetengetriebes 16 und dem gemeinsamen Steg 9 angeordnet werden.

Der Aufbau in Figur 6 zeigt wiederum eine vergleichbare Ausgestaltung wie in Figur 5, wobei hier jedoch lediglich eine Lamellenkupplung 18 vorhanden ist, sodass nur der hydrodynamische Wandler 3 entsprechend schaltbar ist, während die elektrische Maschine 5 fest eingekoppelt bleibt.

Ergänzend hierzu wären in nicht dargestellten Ausführungsformen weitere Aufbauten denkbar. So könnten zum Beispiel beide Getriebe 7, 16 ohne Lamellenkupplung fest gekoppelt sein, oder alternativ dazu lediglich das zusätzliche Getriebe 16 eine Lamellenkupplung 19 aufweisen würde, nicht jedoch das Getriebe 7 für den Leistungszweig über den hydrodynamischen Wandler 3. Analog zu den Ausführungen zu Figur 5 wäre auch in der Ausführung der Figur 6 über die hier nicht dargestellte Lamellenkupplung 15 die direkte Verbindung des gemeinsamen Stegs 9 mit der Sonne 17 des Planetengetriebes 16 denkbar, sodass eine direkte 1 :1-Ankopplung der elektrischen Maschine 5 an den Abtrieb 8 möglich wird.

In Figur 7 ist nun ein Aufbau analog dem der Figur 6 zu erkennen. Der einzige Unterschied ist hier, dass die Einkopplung der elektrischen Maschine nicht über die Sonne 17 des Planetengetriebes 16 erfolgt, sondern über ein Hohlrad 20 desselben. War in Figur 6 das Hohlrad 20 fest mit dem Gehäuse des Automatgetriebes 1 verbunden, so ist nun die Sonne 17 fest mit dem Gehäuse des Automatgetriebes 1 verbunden. Die elektrische Maschine 5 ist über das Hohlrad 20 eingekoppelt. Der sonstige Aufbau entspricht dem der vorhergegangenen Figur.

Prinzipiell soll das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigen, dass bei allen beschriebenen Anordnungen und gezeigten Aufbauten mit Planetengetrieben die jeweils dargestellte Konstellation beispielhaft zu verstehen ist. Wie bei Planetengetrieben üblich, ist es grundsätzlich immer denkbar, entsprechende Kräfte über Sonne, Hohlrad, Steg einzukuppeln und/oder auszukoppeln. Diese Kopplungsschemen sind dabei, wie es dem Fachmann geläufig ist, untereinander austauschbar, ohne dass dies den grundlegenden Aufbau der hier dargestellten Ausführungsbeispiele verändert, da der erfindungsgemäße Gedanke auch mit jeder anderen denkbaren Kupplungsstruktur der hier dargestellten Planetensätze realisierbar wäre. Auch in der Darstellung des Automatgetriebes 1 gemäß Figur 7 wäre eine direkte Verbindung des Abtriebs 8 mit der elektrischen Maschine 5 denkbar. Auch hier müsste eine entsprechende Kopplung über die hier nicht dargestellte Kupplung 15 erfolgen. Anders als bei den beiden vorhergehenden Figuren müsste hier jedoch nicht die Sonne 17 mit dem gemeinsamen Steg 5 verbunden werden, sondern das Hohlrad 20 des Planetengetriebes 16.

In Figur 8 ist eine vierte alternative Ausführungsform des Automatgetriebes 1 dargestellt, wobei auch hier die mit denselben Bezugszeichen versehenen Elemente mit denjenigen aus den vorhergehenden Figuren identisch oder vergleichbar sind. Der Unterschied gegenüber beispielsweise der Ausführungsform der Figur 2 liegt nun darin, dass der Abtriebsbereich 4 lediglich über das Planetengetriebe 7 als einziges Planetengetriebe verfügt. Anders als in der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist hierbei auf Mittel zur Änderung der Kopplungsstruktur dieses Planetengetriebes 7, beispielsweise die in den vorhergehenden Figuren dargestellten Klauenkupplungen 10, verzichtet worden. Der Aufbau wird damit besonders einfach und lässt sich mit wenigen Bauteilen sehr kostengünstig und hinsichtlich des Bauraums außerordentlich kompakt realisieren. Außerdem entfällt die benötigte Ansteuerung der Klauenkupplungen, samt benötigten Leitungen, Aktuatoren, Steuersoftware und dergleichen.

Aufgrund der fehlenden Möglichkeit, die Kopplungsstruktur des Planetengetriebes 7 im Abtriebsbereich 4 zu ändern, fällt hier die Möglichkeit weg, den Abtriebsbereich 4 für ein mechanisches / mechanisch-hydrodynamisches Fahren im Rückwärtsgang durch eine entsprechende Änderung der Kopplungsstruktur einzusetzen. Aufgrund der elektrischen Maschine 5 stellt dies jedoch kein Problem dar, da über die elektrische Maschine 5, deren Drehrichtung durch eine einfache Änderung in der Ansteuerung beliebig umkehrbar ist, ein Rückwärtsfahren über die elektrische Maschine 5 als Motor und den Abtriebsbereich 4 realisiert werden kann, auch ohne dass dessen Kopplungsstruktur geändert werden müsste. Der sehr einfache und kompakte Aufbau des Automatgetriebes 1 gemäß Figur 8 ist somit ohne eine Einschränkung seiner Funktionalität realisierbar.

In der Darstellung der Figur 9 ist nun eine weitere alternative Ausgestaltung der Ausführungsform des Automatgetriebes gemäß Figur 8 zu erkennen. Auch hier werden wiederum die bereits aus den vorhergehenden Figuren bekannten

Bezugszeichen für die vergleichbaren oder identischen Bauteile verwendet. Der Unterschied der Darstellung der Figur 9 gegenüber der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform liegt nun in der zusätzlichen Lamellenkupplung 15, über welche die Sonne 13 und der Steg 9 des Planetengetriebes 7 verbunden werden können. Diese Lamellenkupplung 15 ist prinzipiell aus dem in Figur 4 gezeigten Aufbau bereits bekannt. Auch in der Ausgestaltung gemäß Figur 9 übernimmt sie eine vergleichbare Aufgabe, sodass auch hier zwei verschiedene Übersetzungen bei der Kopplung der Turbinenwelle 12 mit dem Abtrieb 8 realisiert werden können. Insbesondere bei geschlossener Lamellenkupplung 15 lässt sich eine 1 :1 Übersetzung realisieren, sodass die maximale Drehzahl der elektrischen Maschine 5 begrenzt werden kann. In der Darstellung der Figur 10 ist im Wesentlichen derselbe Aufbau wie in der Darstellung der Figur 9 zu erkennen. Der Unterschied zwischen den einzelnen Darstellungen liegt in einem zusätzlichen Element, nämlich einem Freilauf 21 zwischen der Turbine des hydrodynamischen Wandlers 3 und der Turbinenwelle 12. Über den Freilauf 21 wird das Einleiten einer Kraft und damit die Erzeugung eines Schleppmoments durch die Turbine in dem (teil-)gefüllten hydrodynamischen Wandler 3 verhindert. Der Freilauf 21 ermöglicht es also, dass keine Schleppverluste durch die Turbine in den rein mechanischen Gängen auftreten, da der hydrodynamische Wandler 3 nur in einer Richtung eine entsprechende Kraft übertragen kann, und in der anderen Richtung über die

Turbinenwelle 12 und den Freilauf 21 keine Kraft beziehungsweise Leistung in den hydrodynamischen Wandler 3 eingetragen wird. Damit kann insbesondere auch auf eine Entleerung des hydrodynamischen Wandlers 3 in den Fahrsituationen, in denen er nicht benötigt wird, verzichtet werden.

Der Freilauf 21 ist in der Darstellung der Figur 10 beispielhaft an der Ausführung des Automatgetriebes 1 gemäß Figur 9 dargestellt. Ebenso wäre der Einsatz eines derartigen Freilaufs 21 in den Ausführungsvarianten gemäß der Figuren 2, 4 und 8 analog denkbar. In der Darstellung der Figur 11 wurde daher beispielhaft ein Aufbau analog Figur 2 dargestellt, bei dem die eben beschriebenen Vorteile durch den eingesetzten hydrodynamischen Wandler 3 mit dem Freilauf 21 zwischen der Turbine und der Turbinenwelle 12 realisiert werden. Dieser Aufbau ist dabei auch für die Ausgestaltung gemäß den Figuren 4 und 8 entsprechend einsetzbar. Prinzipiell wäre er auch bei dem Aufbau gemäß Figur 3 denkbar. Durch die dort in der Turbinenwelle 12 angeordnete Kupplung 14 ist ein Freilauf 21 hier jedoch prinzipiell nicht notwendig.