SE536559C2

SE536559C2 - Drivanordning för ett fordon, fordon som innefattar en sådandrivanordning och förfarande för att styra en sådan drivanordning

Info

Publication number: SE536559C2
Application number: SE1250696A
Authority: SE
Inventors: Mikael Bergquist
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-02-18
Also published as: KR20150023813A; IN2014DN10791A; RU2591775C1; KR101638534B1; EP2867048A4; EP2867048A1; CN104507726A; WO2014003651A1; EP2867048B1; SE1250696A1; BR112014032610A2

Description

536 559 mentet som levereras av förbränningsmotom och elmaskinen att begränsas av någon av dessa drivenheter, vars högsta moment är lägre än den andra drivenhetens högsta mo- ment. För det fall den elektriska maskinens högsta moment är lägre än fórbrännings- motorns högsta moment kommer den elektriska maskinen inte förmå att alstra ett till- räckligt stort reaktionsmoment till planetväxeln, vilket medför att förbränningsmotom inte kan överföra sitt högsta vridmoment till växellådan och vidare till fordonets driv- hjul. Därmed är det högsta överförbara momentet till växellådan begränsat av den elektriska maskinens styrka. Speciellt, då kraftig acceleration av fordonet önskas och den elektriska maskinen inte förmår att alstra tillräckligt stort reaktionsmoment kom- mer värme att alstras i den elektriska maskinen på ett oönskat sätt.

Dokumentet US-Al - 2003/0078127 visar ett drivsystem för ett fordon med en förbrän- ningsmotor och en elektrisk motor, vilka är sammankopplade med en planetväxel. Pla- netväxelns planethjulshållare är ansluten till en ingående axel i en växellåda. Planet- hjulshållaren och planetväxelns solhjul kan fast förbindas med en hylsa, så att den elektriska motom och växellådans ingående axel kan rotera som en fast roterande en- het.

I ett fordon är det tillgängliga utrymmet för drivanordningen ofta begränsat. Om driv- anordningen innefattar ett ﬂertal komponenter, såsom en fórbränningsmotor, en elekt- risk maskin, en växellåda och en planetväxel måste konstruktionen vara kompakt. Av den anledningen är det ett önskemål att den elektriska maskinens dimensioner är små, vilket medför att den elektriska maskinens effekt och högsta möjliga alstrade moment begränsas.

Det ställs också krav på hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet hos de komponenter som igår i drivanordningen. 536 559 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla drivanordning för ett fordon, vilken drivanordning har en kompakt konstruktion.

Ett ytterligare syfte med uppﬁnningen är att tillhandahålla en drivanordning för ett fordon, vilken drivanordning har hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en drivanordning för ett fordon, vilken drivanordning uppvisar låg vikt. Ännu ett syfte med uppﬁnningen är att tillhandahålla en drivanordning för ett fordon, vilken drivanordning har låg tillverkningskostnad.

Dessa syften uppnås med drivanordningen av det inledningsvis närnnda slaget, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med fordonet, som innefattar en sådan drivanordning av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkra- vets 13 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med förfarandet för att styra drivanordningen av det inled- ningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 14 kännetecknande del.

Genom att med låsmekanismen fast förbinda förbränningsmotorns utgående axel med växellådans ingående axel via planetväxeln kan en önskad acceleration av fordonet erhållas samtidigt som den elektriska maskinens dimensioner och effekt kan begränsas, vilket medför en kompakt drivanordning med begränsade dimensioner. Därmed kan också det högsta vridmoment som den elektriska maskinen kan alstra vara lägre än det högsta vridmoment som förbränningsmotorn kan alstra. Med den med första splines 536 559 försedda hylsan, som är utformad att kunna ingripa med andra respektive tredje splines på de första och andra rörlig komponentema hos planetväxeln erhålles en drivanord- ning enligt uppfinningen som har en kompakt konstruktion, har hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet samt har låg vikt och låg tillverkningskostnad.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är den forsta rörliga komponenten en planet- hjulshållare och den andra rörliga komponenten ett solhjul. Därmed kommer kraften från förbränningsmotorn i hylsans andra läge att passera genom solhjulet, hylsan, pla- nethjulshållaren och vidare till växellådan, vilket medför att planethjulen inte upptar moment. Detta medför att planethjulens dimension kan anpassas enbart till den elekt- riska maskinens moment istället för förbränningsmotoms moment, vilket i sin tur med- för att planethjulen kan utföras med mindre dimensioner. Således erhålles en drivan- ordning enligt uppfinningen som har en kompakt konstruktion, låg vikt och låg till- verkningskostnad.

Enligt en ytterligare utföringsform är låsmekanismen utformad som en ringformad hylsa, som väsentligen koncentriskt omsluter planethjulshållaren. Därmed erhålles en drivanordning enligt uppfinningen som har en kompakt konstruktion med låg vikt och låg tillverkningskostnad.

Enligt en ytterligare utföringsforin är den ringforrnade hylsan försedd med perifera urtag, som samverkar med de på planhjulshållaren anordnade planethjulen. Därmed kommer hylsans vikt att minska, vilket minskar drivanordningens vikt och tillverk- ningskostnad.

Enligt en ytterligare utföringsforrn förﬂyttas hylsan mellan det första och andra läget medelst ett kraftelement, som väsentligen koncentriskt omsluter växellådans ingående axel eller förbränningsmotorns utgående axel. Därmed erhålles en kompakt konstruk- tion med låg vikt och låg tillverkningskostnad.

Enligt en ytterligare utföringsforni är ett lager är anordnat mellan hylsan och kraftele- mentet, vilket lager medger hylsan att rotera i förhållande till kraftelementet. Kraftele- 536 559 mentet kan därmed utformas så att det inte behöver rotera, vilket medför att kraﬁele- mentets konstruktion kan förenklas. Drivanordningens tillförlitlighet och driftsäkerhet kan därmed ökas.

Enligt en ytterligare utföringsform är minst en fjäder är anordnad att ﬂytta hylsan från det första till det andra läget. Fjädern kan arbeta oberoende av kraﬂelementet eller samverka med kraftelementet för att förﬂytta hylsan. Därmed kan kraftelementets kon- struktion förenklas samt drivanordningens tillförlitlighet och driftsäkerhet ökas. Skulle kraﬁelementet haverera strävar fjädem att föra hylsan till det andra läget, för att medge drift av fordonet.

En planetväxel innefattar vanligtvis tre komponenter som är roterbart anordnade i för- hållande till varandra nämligen ett solhjul, en planethjulhållare och ett ringhjul. Med kännedom om antal kuggar hos solhjulet och ringhjulet kan de inbördes varvtalen hos de tre komponenterna bestämmas under drift. Enligt föreliggande uppfinning är en av planetväxelns komponenter förbunden med en utgående axel hos förbränningsmotorn.

Denna komponent hos planetväxeln roterar således med ett varvtal som motsvarar varvtalet hos den utgående axeln hos förbränningsmotom. En andra komponent hos planetväxeln är förbunden med en ingående axel till växellådan. Denna komponent hos planetväxeln roterar således med samma varvtal som den ingående axeln till växellå- dan. En tredje komponent hos planetväxeln är förbunden med en rotor hos en elektrisk maskin. Denna komponent hos planetväxeln roterar således med samma varvtal som rotom hos den elektriska maskinen om de är direkt förbundna med varandra. Alterna- tivt kan den elektriska maskinen vara förbunden med den tredje komponenten hos pla- netväxeln via en transmission som har en utväxling. I detta fall kan den elektriska ma- skinen och den tredje komponenten hos planetväxeln rotera med olika varvtal. Varvta- let hos elektriska maskiner kan regleras steglöst. Under driftstillfällen då den ingående axeln till växellådan ska ges ett önskat varvtal beräknar en styrenhet, med kännedom om förbränningsmotorns varvtal, det varvtal som den tredje komponenten måste drivas med för att den ingående axeln till växellådan ska erhålla det önskade varvtalet. En styrenhet aktiverar den elektriska maskinen så att den ger den tredje komponenten det 536 559 beräknade varvtalet och därmed den ingående axeln till växellådan det önskade varvta- let.

Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av följande detaljerade beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utföringsform av uppfinning- en med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar ett fordon i en sidovy med en drivanordning enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en tvärsnittsvy av drivanordningen enligt föreliggande uppfinning med en låsmekanism i ett första läge, Fig. 3 visar en tvärsnittsvy av drivanordningen enligt föreliggande uppfinning med låsmekanismen i ett andra läge, och Fig. 4 visar ett ﬂödesschema avseende ett förfarande för att styra drivanord- ningen enligt föreliggande uppﬁnning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en sidovy av ett fordon 1, som innefattar en drivanordning 2 enligt förelig- gande uppfinning. En förbränningsmotor 4 är kopplad till en elektrisk maskin 6 och en växellåda 8 via en planetväxel 10. Växellådan 8 är vidare kopplad till fordonets 1 driv- hjui 12.

Fig. 2 visar en tvärsnittsvy av drivanordningen 2 enligt föreliggande uppfinning. Pla- netväxeln 10 innefattar rörliga komponenter i form av ett solhjul 18, ett ringhjul 20 och 536 559 en plancthjulhållare 22. Solhjulet 18 är enligt den visade utföringsformen samman- kopplat med förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 och utgör en sammanhängande enhet. Det är också möjligt att sammankoppla förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 med ringhjulet 20 eller planethjulhållaren 22.

Den elektriska maskinen 6 innefattar en stator 24 och en rotor 26. Statom 24 är fast förbunden med fordonet 1 och roterar därför inte. Rotom 26 är kopplad till planetväx- elns 10 ringhjul 20 och kan således rotera i förhållande till statorn 24. Enligt det visade utföringsexemplet utgör ringhjulet 20 och den elektriska maskinens 6 rotor 26 en sammanhängande enhet. Det är också möjligt att utföra ringhjulet 20 och rotorn 26 som separata enheter, vilka är förbundna med varandra.

En ingående axel 27 hos växellådan 8 är kopplad till planethjulshållaren 22, som inne- fattar ett antal kugghjul, som benämns planethjul 28. Dessa är lagrade på planethjuls- hållaren 22 med exempelvis rullningslager 36. I den visade utföringsforrnen är även solhjulet 18 lagrat på planethjulshållaren 22 med rullningslager 37. Planethjulens 28 kuggar 30 ingriper med kuggar 32, 34, som är utformade på solhjulet 18 resp. ringhju- let 20.

Vid motorbromsning släpper föraren fordonets 1 gaspedal (inte visad). Växellådans 8 ingående axel 27 driver då den elektriska maskinen 6 samtidigt som förbränningsmo- torn 4 och den elektriska maskinen 6 motorbromsar. Den elektriska maskinen 6 gene- rerar här elektrisk energi som lagras i ett batteri 50 i fordonet. Detta drifttillstånd be- nämns regenerativ bromsning. Den elektriska maskinen 6 som ﬁmgerar därmed som en generator. När den elektriska maskinen 6 fungerar som en generator utövar den elekt- riska maskinen 6 ett motverkande vridmoment på vridmomentet från växellådan 8, vilket resulterari att fordonet 1 bromsas, eftersom växellådan 8 är kopplad till fordo- nets l drivhjul 12.

Vid acceleration av fordonet 1 skall ett ökat vridmoment levereras från förbrännings- motorn 4 och den elektriska maskinen 6 till växellådan 8 och vidare till fordonets 1 drivhjul 12. Eftersom både förbränningsmotorn 4 och den elektriska maskinen 6 är 536 559 sammankopplade med planetväxeln 10 kommer det största möjliga momentet som levereras av förbränningsmotom 4 och den elektriska maskinen 6 att begränsas av nå- gon av dessa drivenheter 4, 6 vars högsta moment är lägre än den andra drivenhetens 4, 6 högsta moment. För det fall den elektriska maskinens 6 högsta moment är lägre än förbrärmingsmotoms 4 högsta moment kommer den elektriska maskinen 6 inte förmå att alstra ett tillräckligt stort reaktionsmoment till planetväxeln 10, vilket medför att förbränningsmotom 4 inte kan överföra sitt högsta vridmoment till växellådan 8 och vidare till fordonets 1 drivhjul 12. Därmed är det högsta överförbara momentet till växellådan 8 begränsat av den elektriska maskinens 6 styrka. Speciellt, då kraﬁi g acce- leration av fordonet 1 önskas och den elektriska maskinen 6 inte förmår att alstra till- räckligt stort reaktionsmoment kommer värme att alstras i den elektriska maskinen 6 på ett oönskat sätt.

Genom att fast förbinda förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 med växellådans 8 ingående axel 27 med en låsmekanism 38 via planetväxeln 10 kan en önskad accelera- tion av fordonet 1 erhållas samtidigt som den elektriska maskinens 6 dimensioner och effekt kan begränsas, vilket medför en kompakt drivanordning 2 med begränsade di- mensioner. Därmed kan också det högsta vridmoment som den elektriska maskinen 6 kan alstra vara lägre än det högsta vridmoment som förbränningsmotom 4 kan alstra.

Låsmekanismen 38 är ﬂyttbar mellan ett första och andra läge. I det första läget med- ges förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 och växellådans 8 ingående axel 27 att rotera med olika varvtal via planetväxeln 10. I ett andra läge förbinder låsmekanismen 38 förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 fast med växellådans 8 ingående axel 27 via planetväxeln 10.

Låsmekanismen 38 innefattar en med första splines 41 försedd hylsa 40, som i det för- sta läget ingriper med andra splines 43 på en första rörlig komponent, som utgörs av planethjulshållaren 22 hos planetväxeln 10 och i det andra läget även ingriper med tredje splines 45 på en hos planetväxeln 10 andra rörlig komponent, som utgörs av solhjuletl 8. Som nämnts ovan är planethjulshållaren 22 förbunden med växellådans 8 ingående axel 27 och solhjulet 18 förbundet med förbränningsmotoms 4 utgående axel 536 559 14. Låsmekanismen 38 är utformad som en ringforrnad hylsa 40, som väsentligen kon- centriskt omsluter planethjulshållaren 22. De första splines 41, som är anordnade på hylsan 40 är utformade runt om på hylsans 40 insida och sträcker sig i hylsans 40 axi- ella längdriktning motsvarande och något överstigande den sammanlagda längden av de andra splines 43, som är anordnade på planethjulshållaren 22 och de tredje splines 45, som är anordnade på solhjulet 18. Företrädesvis är solhjulet 18 försett med en ﬂäns 51, som på sin periferi är försedd med de tredje splines 45, som ingriper med hylsan 40. De andra splines 43 som är anordnade på planethjulshållarens 22 periferi och de tredje splines 45, som är anordnade på ﬂänsens 51 periferi är företrädesvis utformade runt om hela ﬂånsens 51 och planethjulshållarens 22 omkrets. Således bildas ett spli- nesförband när första splines 41 på hylsan 40 ingriper med andra och tredje splines 43, 45 på planethjulshållaren 22 respektive solhjulet 18.

Med ökad radiell utsträckning av ﬂänsen 51 och planethjulshållaren 22 minskar mo- mentet, som upptas av hylsan 40, vilket i sin tur medför att hylsans 40 dimensioner kan göras mindre. Därmed kan en kompakt konstruktion med låg vikt erhållas. Hylsan 40 är försedd med perifera urtag 53, som är utformade för att hylsan 40 inte skall hamna i konﬂikt med de på planethjulshållaren 22 anordnade planethjulen 28. Urtagen 53 har en axiell utsträckning, som medger att hylsan 40 kan förskjutas i axiell riktning utan att komma i kontakt med planethjulen 28.

Ett kraftelement 54 i form av en pneumatisk cylinder, med en däri anordnad axiell rör- lig kolv 61, som tillsammans väsentligen koncentriskt omsluter växellådans 8 ingående axel 27, är anordnad att ﬂytta hylsan 40 mellan det första och andra läget. Det är också möjligt att anordna kraﬂelementet 54, så att det koncentriskt omsluter förbränningsmo- torns 4 utgående axel 14. Kraﬂelementet 54 kan också utgöras av en hydraulisk cylin- der eller en linjännotor. Företrädesvis är ett antal fjädrar 57 anordnade att ﬂytta hylsan 40 från det första till det andra läget. Fjädrama 57 kan arbeta oberoende av den pneu- matiska cylindem 54 eller samverka med cylindem 54 för att förﬂytta hylsan 40. Där- med kan kraﬁelementets konstruktion förenklas samt drivanordningens 2 tillförlitlighet och driftsäkerhet ökas. Skulle kraftelementet 54 haverera eller en drivkälla, såsom en tryckluftskälla 56 för kraftelementet 54 upphöra att ﬁmgera strävar fjädrama 57 att 536 559 föra hylsan 40 till det andra läget, så att solhjulet 18 och planethjulshållaren 22 sam- mankopplas och att en kraftöverföring över planetväxeln 10 är möjlig och att fram- drivning av fordonet 1 därmed också möjliggörs. Även om den elektriska maskinen 6 havererar kommer fordonet 1 att kunna framdrivas när solhjulet 18 och planethjulshål- laren 22 sarnmankopplats med hylsan 40. I det visade utföringsexemplet är fjädrarna 57 utformade som skruvfjädrar, vilka verkar med en tryckkraft på en första tryckyta 63 hos kolven 61 i cylindem 54. När det pneumatiska trycket minskar på en andra tryck- yta 65 hos kolven 61 förﬂyttas kolven 61 av fjädrarna 57. När det pneumatiska trycket ökar på kolvens 61 andra tryckyta 65 och överstiger fjädramas 57 tryckkraft kommer kolven 61 att förﬂyttas med hjälp av det pneumatiska trycket. Således är det kraften ﬁån det pneumatiska trycket som förflyttar hylsan 40 från det första till det andra läget och kraften från fjädrarna 57 som förﬂyttar hylsan 40 från det andra till det första läget.

Som ett altemativ till ﬂera fjädrar 57 kan en enda skruvfjåder anordnas i cylindem, vilken skruvfjäder väsentligen koncentriskt omsluter växellådans 8 ingående axel 27.

Som ett alternativ till den med växellådans 8 ingående axel 27 koncentriskt anordnade cylindem 54 kan kraﬂelementet 54 utgöras av en manövergaffel (inte visad), som är anordnad att ﬂytta hylsan 40 mellan det första och andra läget.

Ett lager 67 är anordnat mellan hylsan 40 och den pneumatiska cylindem 54, vilket lager medger hylsan 40 att rotera i förhållande till cylindem 54. Lagret 67 medger hyl- san 40 att rotera i förhållande till cylindem 54, så att cylindem 54 kan utformas så att den inte behöver rotera. Därmed kommer kolven 61 i cylindem inte heller att rotera i förhållande till cylindem 54, vilket medför att tätningar mellan cylindem 54 och kol- ven 61 kan förenklas, vilket medför att cylindems 54 konstruktion kan förenklas. Lag- ret 67 enligt det i ﬁg. 2 visade utföringsexemplet är ett radiellt spårkullager, vilket ock- så kan uppta axiella krafter, så att kolven 61 i cylindem 54 kan förﬂytta hylsan 40 axi- ellt. En annan lagertyp är också tänkbar, såsom ett axiallager eller ett vinkelkontaktla- ger. 536 559 Förbränningsmotoms 4 utgående axel 14, rotom 26 hos den elektriska maskinen 6, växellådans 8 ingående axel 27 och hylsan 40 är roterbart anordnade kring en gemen- sam rotationsaxel 48.

Hylsan 40 är axiellt förskjutbar utmed växellådans 8 ingående axel 27 vid förﬂyttning- en mellan det första och andra läget. För det fall förbränningsmotorns 4 utgående axel 14 istället är förbunden med planethjulshållaren 22 är hylsan 40 axiellt förskjutbar ut- med förbränningsmotorns 4 utgående axel 14 vid förﬂyttningen mellan det första och andra läget.

För att förskjuta och förﬂytta hylsan 40 från det forsta till det andra läget styrs förbrän- ningsmotom 4 och den elektriska maskinen 6 så att ett momentlöst tillstånd bildas mel- lan förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 och planetväxeln 10. Till detta används en styrenhet 55 som också är anpassad att styra den elektriska maskinen 6 så att den under vissa tillämpliga driﬂstillfällen utnyttjar lagrad elektrisk energi för att tillföra drivkraft till växellådans 8 ingående axel 27 och under andra driﬁstillfállen utnyttjar växellådans 8 ingående axels 27 rörelseenergi fór att utvinna och lagra elektrisk energi. Styrenheten 55 avkänner således varvtal och/eller vridmoment hos förbränningsmotorns 4 utgående axel 14, växellådans 8 ingående axel 27 och den elektriska maskinens 6 rotor 26, för att därmed styra förbränningsmotom 4 och den elektriska maskinen 6 så att ett mo- mentlöst tillstånd bildas mellan förbränningsmotoms 4 utgående axel 14 och växellå- dans ingående axel 27. När det momentlösa tillståndet uppnåtts förskjuts och förﬂyttas hylsan 40 till det andra läget genom att styrenheten aktiverar tryckluftskällan 56, som via en ledning 58 tillför tryckluften till den pneumatiska cylindern 54, så att cylindern 54 förﬂyttar hylsan 40. Styrenheten 55 är kopplad till förbränningsmotom 4, växellå- dan 8, den elektriska maskinen 6 och tryckluftkällan 56 via elektriska ledare 60. Styr- enheten 55 styr därmed förﬂyttningen av hylsan 40. Det är också möjligt att anordna en separat styrenhet för tryckluftkällan 56.

Styrenheten 55 är således anpassad att styra hylsan 40 och även anpassad att avgöra vid vilka tillfällen som den elektriska maskinen 6 ska arbeta som motor och vid vilka tillfällen som den ska arbeta som generator. För att avgöra detta kan styrenheten 55 11 536 559 mottaga aktuell information från ovan angivna lämpliga driftsparametrar. Styrenheten 55 kan vara en dator med lämplig programvara för detta ändamål. Styrenheten 55 styr även ﬂödet av elektrisk energi mellan ett batteri 50 och den elektriska maskinens 6 stator 24. Vid tillfällen som den elektriska maskinen 6 arbetar som motor tillförs lagrad elektrisk energi från batteriet 50 till statom 24. Vid tillfällen som den elektriska maski- nen 6 arbetar som generator tillförs elektrisk energi från statom 24 till batteriet 50.

Fi g. 3 visar en tvärsnittsvy av drivanordningen 2 enligt föreliggande uppfinning med låsmekanismen 38 i det andra läget. I det andra läget är förbränningsmotoms 4 utgåen- de axel 14 och växellådans ingående axel 27 fast förbundna med varandra med hylsan 40 via planetväxeln 10. För att möjliggöra denna förﬂyttning av hylsan 40 har styren- heten 55 först styrt förbränningsmotorn 4 och den elektriska maskinen 6 så att ett mo- mentlöst tillstånd bildats mellan förbrärmingsmotoms 4 utgående axel 14 och växellå- dans ingående axel, vilket förklarats ovan i samband med ﬁg. 2.

I hylsans 40 andra läge kommer kraften från förbränningsmotorn 4 att passera genom solhjulet 18, hylsan 40, planethjulshållaren 22 och vidare till växellådan 8, vilket med- för att planethjulen 28 inte upptar moment. Detta medför att planethjulens 28 dimen- sion kan anpassas enbart till den elektriska maskinens 6 moment istället för förbrän- ningsmotoms 4 moment, vilket i sin tur medför att planethjulen 28 kan utföras med mindre dimensioner. Således erhålles en drivanordning 2 enligt uppﬁnningen som har en kompakt konstruktion, låg vikt och låg tillverkningskostnad.

När fordonet l accelererats till önskad hastighet styrs cylindern 54 så att hylsan 40 återförs till det första läget. Samtidigt styrs förbränningsmotorn 4 och den elektriska maskinen 6 av styrenheten 55 så att ett momentlöst tillstånd bildas mellan förbrän- ningsmotoms 4 utgående axel 14 och växellådans 8 ingående axel 27. När det mo- mentlösa tillståndet uppnåtts förskjuts och förﬂyttas hylsan 40 till det första läget. När hylsan 40 har återförts till det första läget kan fordonet 1 drivas av både förbrännings- motom 4 och den elektriska maskinen 6. 12 536 559 F i g. 4 visar ett ﬂödesschema avseende ett förfarande för styrning av en drivanordning 2 enligt föreliggande uppﬁnning. F örfarandet enligt uppfinningen innefattas av ett för- sta steg a) där förbrärmingsmotom 4 och den elektriska maskinen 6 styrs så att ett vä- sentligen momentlöst tillstånd bildas mellan förbränningsmotorns 4 utgående axel 14 och växellådans 8 ingående axel 27.

I ett nästkommande steg b) förbinds förbränningsmotoms 4 utgående axel och planet- växeln 10 fast med varandra genom att en låsmekanism 38, som innefattar en med för- sta splines 41 försedd hylsa 40, förs från ett första läge, i vilket förbränningsmotorns 4 utgående axel 14 och växellådans 8 ingående axel 27 medges att rotera med olika varv- tal via planetväxeln 10, och till ett andra läge i vilket hylsan 40 fast förbinder förbrän- ningsmotoms 4 utgående axel 14 med växellådans 8 ingående axel 27 via planetväxeln .

Enligt ett ytterligare steg eller ett alternativt steg c) törs hylsan 40 med fjäderkraﬁ från det första till det andra läget.

Angivna komponenter och särdrag som anges ovan kan inom ramen för uppﬁnningen kombineras mellan olika angivna utfóringsformer. 13

Claims

10 15 20 25 30 536 559 Patentkrav

1. Drivanordning för ett fordon, varvid anordningen (2) innefattar en utgående axel (14) hos en förbränningsmotor (4), en ingående axel (27) hos en växellåda (8), en elektrisk maskin (6) som innefattar en stator (24) och en rotor (26), en planetväxel (10) som innefattar rörliga komponenter (18, 20, 22), och en låsmekanism (3 8), som är ﬂyttbar mellan ett första och andra läge, i vilket forsta läge förbränningsmotoms (4) utgående axel ( 14) och växellådans (8) ingående axel (27) medges att rotera med olika varvtal via planetväxeln (10), och i vilket andra läge låsmekanismen (3 8) fast förbinder förbränningsmotoms (4) utgående axel (14) med växellådans (8) ingående axel (27) via planetväxeln (10), kännetecknad av att låsmekanismen (3 8) innefattar en med forsta splines (41) försedd hylsa (40), som i det forsta läget ingriper med andra splines (43) på en första rörlig komponent (18, 20, 22) hos planetväxeln (10) och i det andra läget även ingriper med tredje splines (45) på en hos planetväxeln (10) andra rörlig komponent (18, 20, 22), varvid den första rörliga komponenten (18, 20, 22) är förbun- den med växellådans (8) ingående axel (27) och den andra rörliga komponenten (18, 20, 22) är förbunden med förbränningsmotoms (4) utgående axel (14).

2. Drivanordning enligt krav 1, kännetecknad av att den första rörliga komponenten är en planethjulshållare (22) och att den andra rörliga komponenten är ett solhjul (18).

3. Drivanordning enligt krav 2, kännetecknad av att låsmekanismen (3 8) är utformad som en ringforrnad hylsa (40), som väsentligen koncentriskt omsluter planethjulshålla- ren (22).

4. Drivanordning enligt krav 3, kännetecknad av att den ringforrnade hylsan (40) är försedd med perifera urtag (53), som samverkar med på planhjulshållaren (22) anord- nade planethjul (28).

5. Drivanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att låsmekanis- men (38) är axiellt förskjutbar utmed växellådans (8) ingående axel (27) eller förbrän- 14 10 15 20 25 30 536 559 ningsmotoms (4) utgående axel (14) vid förﬂyttningen mellan det första och andra läget.

6. Drivanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ett kraftele- ment (54) är anordnat att ﬂytta hylsan (40) mellan det första och andra läget.

7. Drivanordning enligt krav 6, kännetecknad av att kraftelementet (54) väsentligen koncentriskt ornsluter våxellådans (8) ingående axel (27) eller förbrånningsmotorns (4) utgående axel (14).

8. Drivanordning enligt något av kraven 6 eller 7, kännetecknad av att ett lager (67) år anordnat mellan hylsan (40) och kraftelementet (54), vilket lager medger hylsan (40) att rotera i förhållande till kraftelementet (54).

9. Drivanordning enligt krav 6 - 8, kännetecknad av att kraftelementet (54) år en pneumatisk cylinder.

10. Drivanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att minst en ﬁåder (5 7) år anordnad att ﬂytta hylsan (40) från det första till det andra låget.

11. ll. Drivanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att förbrän- ningsmotorns (4) utgående axel (14), rotorn (26) hos den elektriska maskinen (6), väx- ellådans (8) ingående axel (27) och hylsan (40) år roterbart anordnade kring en gemen- sam rotationsaxel (48).

12. Drivanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en styrenhet (55) år anpassad att styra den elektriska maskinen (6) så att den under vissa tillämpliga driftstillfallen utnyttjar lagrad elektrisk energi för att tillföra drivkraft till våxellådans (8) ingående axel (27) och under andra driftstillfallen utnyttjar växellådans (8) ingåen- de axels (27) rörelseenergi för att utvinna och lagra elektrisk energi. 15 10 15 20 536 559

13. Fordon (1) kännetecknat av att det innefattar en drivanordning (2) enligt något av kraven 1-12.

14. Förfarande för att styra en drivanordning, innefattande en utgående axel (14) hos en forbränningsmotor (4), en ingående axel (27) hos en växellåda (8), en elektrisk ma- skin (6) som innefattar en stator (24) och en rotor (26), och en planetväxel (10) som innefattar rörliga komponenter (18, 20, 22), kännetecknat av stegen: a) att förbränningsmotorn (4) och den elektriska maskinen (6) styrs så att ett väsentli- gen momentlöst tillstånd bildas mellan forbränningsmotoms (4) utgående axel (14) och växellådans (8) ingående axel (27), b) att förbränningsmotoms (4) utgående axel och planetväxeln (10) fast forbinds med varandra genom att en låsmekanism (3 8), som innefattar en med forsta splines (41) försedd hylsa (40), fors från ett första läge, i vilket förbränningsmotoms (4) utgående axel (14) och växellådans (8) ingående axel (27) medges att rotera med olika varvtal via planetväxeln (10), och till ett andra läge i vilket hylsan (40) fast förbinder förbrän- ningsmotoms (4) utgående axel (14) med växellådans (8) ingående axel (27) via pla- netväxeln (10).

15. Förfarande enligt krav 14, kännetecknat av ett steg (c) som innefattar att hylsan (40) med ﬁäderkraft fors från det första till det andra läget. 16