SE540230C2

SE540230C2 - Hybriddrivlina, förfarande för att styra en sådan hybriddrivlina, fordon som innefattar en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod

Info

Publication number: SE540230C2
Application number: SE1551239A
Authority: SE
Inventors: Bergquist Mikael; Björkman Mathias; Lindström Johan; Pettersson Niklas
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2018-05-02
Also published as: CN106715175A; WO2016053171A1; CN106715175B; BR112017005301A2; EP3201026A1; SE1551239A1; US20170305256A1; BR112017005301B1; EP3201026B1; KR20170055542A; KR101978894B1; US10543738B2

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en hybriddrivlina, innefattande en förbränningsmotor (4); en växellåda (2) med en ingående axel (8) och en utgående axel (20); en rangeväxel (11) kopplad till den utgående axeln (20); en första planetväxel (10), som är kopplad till den ingående axeln (8); en andra planetväxel (12), som är kopplad till den första planetväxeln (10); en första elektrisk maskin (14), som är kopplad till den första planetväxeln (10); en andra elektrisk maskin (16), som är kopplad till den andra planetväxeln (12); åtminstone ett med den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (60, 72); och åtminstone ett med den andra planetväxeln (12) och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (66, 78), varvid förbränningsmotorn (4) är förbunden med den första planetväxeln (10) via den ingående axeln (8). Rangeväxeln (11) innefattar en tredje planetväxel (110) med ett tredje solhjul (112) och en tredje planethjulshållare (114), och att en fjärde koppling senhet (130) är anordnad att förbinda och frigöra det tredje solhjulet (112) med/från den tredje planethjulshållaren (114).Uppfinningen avser även ett förfarande för att styra en sådan hybriddrivlina (3) för att åstadkomma växling till ett högrangeläge utan momentavbrott.

Description

Hybriddrivlina, förfarande för att styra en sådan hybriddrivlina, fordon som innefattar en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod.

UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Föreliggande uppfinning avser en hybriddrivlina enligt patentkravet 1 ingress, ett förfarande för att styra en hybriddrivlina enligt patentkravets 6 ingress, ett fordon som innefattar en sådan hybriddrivlina enligt kravets 18 ingress, ett datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina enligt patentkravets 19 ingress, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod enligt patentkravets 20 ingress.

Hybridfordon kan drivas av en primär motor, som kan vara en förbränningsmotor och en sekundär motor, som kan vara en elektrisk maskin. Den elektriska maskinen är utrustad med åtminstone ett energilager, såsom ett elektrokemiskt energilager för lagring av elektrisk energi och reglerutrustning för att reglera flödet av elektrisk energi mellan energilagret och den elektriska maskinen. Den elektriska maskinen kan därmed omväxlande arbeta som motor och generator i beroende av fordonets driftstillstånd. Då fordonet bromsas genererar den elektriska maskinen elektrisk energi som lagras i energilagret. Detta brukar benämnas regenerativ bromsning, vilket medför att fordonet bromsas med hjälp av den elektriska maskinen och förbränningsmotorn. Den lagrade elektriska energin utnyttjas senare för drift av fordonet.

En växellåda hos ett hybridfordon kan innefatta en planetväxel. En planetväxel innefattar vanligtvis tre komponenter som är roterbart anordnade i förhållande 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. En av planetväxelns komponenter kan vara förbunden med en utgående axel hos en förbränningsmotor. Denna komponent hos planetväxeln roterar således med ett varvtal som motsvarar varvtalet hos den utgående axeln hos förbränningsmotorn. En andra komponent hos planetväxeln kan vara förbunden med en ingående axel till en transmissionsanordning. Denna komponent hos planetväxeln roterar således med samma varvtal som den ingående axeln till transmissionsanordningen. En tredje komponent hos planetväxeln är för att åstadkomma hybriddrift 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. Alternativt kan den elektriska maskinen vara förbunden med den tredje komponenten hos planetväxeln via en transmission som har en utväxling. I detta fall kan den elektriska maskinen och den tredje komponenten hos planetväxeln rotera med olika varvtal. Varvtalet och/eller momentet hos elektriska maskiner kan regleras steglöst. Under driftstillfällen då den ingående axeln till transmissionsanordningen ska ges ett önskat varvtal och/eller moment beräknar en styrenhet, med kännedom om förbränningsmotorns varvtal, det varvtal som den tredje komponenten måste drivas med för att den ingående axeln till transmissionsanordningen ska erhålla det önskade varvtalet. En styrenhet aktiverar den elektriska maskinen, så att den ger den tredje komponenten det beräknade varvtalet och därmed den ingående axeln till transmissionsanordningen det önskade varvtalet.

Genom att sammankoppla förbränningsmotorns utgående axel, den elektriska maskinens rotor och transmissionsanordningens ingående axel med en planetväxel kan den konventionella kopplingsmekanismen undvikas. Vid acceleration av fordonet skall ett ökat vridmoment levereras från förbränningsmotorn och den elektriska maskinen till transmissionsanordningen och vidare till fordonets drivhjul. Eftersom både förbränningsmotorn och den elektriska maskinen är sammankopplade med planetväxeln kommer det största möjliga momentet som levereras av förbränningsmotorn och elmaskinen att begränsas av någon av dessa drivenheter, vars högsta moment är lägre än den andra drivenhetens högsta moment med hänsyn tagen till utväxlingen dem emellan. För det fall den elektriska maskinens högsta moment är lägre än förbränningsmotorns högsta moment, med hänsyn tagen till utväxlingen dem emellan, kommer den elektriska maskinen inte förmå att alstra ett tillräckligt stort reaktionsmoment till planetväxeln, vilket medför att förbränningsmotorn inte kan överföra sitt högsta vridmoment till transmissionsanordningen och vidare till fordonets drivhjul. Därmed är det högsta överförbara momentet till transmissionsanordningen begränsat av den elektriska maskinens styrka. Detta framgår även av den så kallade planetekvationen.

Att utnyttja en konventionell koppling som frikopplar växellådans ingående axel från förbränningsmotorn under växlingsprocesser i växellådan innebär nackdelar, såsom uppvärmning av kopplingens lameller, vilket resulterar i ett slitage av koppling slamellerna och även en ökad bränsleförbrukning. En konventionell kopplingsmekanism är dessutom relativt tung och kostsam. Den upptar även ett relativt stort utrymme i fordonet.

I ett fordon är det tillgängliga utrymmet för drivanordningen ofta begränsat. Om drivanordningen innefattar ett flertal komponenter, såsom en förbränningsmotor, en elektrisk maskin, en växellåda och en planetväxel måste konstruktionen vara kompakt. Om ytterligare komponenter, såsom en regenerativ bromsanordning skall ingå ställs ännu större krav på att de hos drivanordningen ingående komponenterna har en kompakt konstruktion. Samtidigt måste de i drivanordningen ingående komponenterna vara utformade med dimensioner som kan upptaga erforderliga krafter och moment.

För vissa typer av fordon, speciellt tunga lastbilar och bussar, krävs ett stort antal växelsteg. Därmed ökar antal ingående komponenter i växellådan, som också måste dimensioneras för att kunna uppta stora krafter och moment som uppkommer i sådana tunga fordon. Detta resulterar i att växellådans storlek och vikt ökar.

Det ställs också krav på hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet hos de komponenter som ingår i drivanordningen. För det fall växellådan innehåller lamellkopplingar uppkommer ett slitage, som påverkar växellådans tillförlitlighet och livslängd.

Vid regenerativ bromsning omvandlas rörelseenergi till elektrisk energi, som lagras i ett energilager, såsom ackumulatorer. En faktor som inverkar på energilagrets livslängd är antal cykler som energilagret tillför och upptar ström till och från de elektriska maskinerna. Ju fler cykler, desto kortare blir energilagrets livslängd.

Under vissa driftförhållanden är det önskvärt att stänga av förbränningsmotorn i syfte att spara bränsle samt för att undvika nedkylning av förbränningsmotorns avgasefterbehandlingssystem. Fordonet framdrivs då av den elektriska maskinen. När momenttillskott i hybriddrivlinan behövs eller när energilagret måste uppladdas måste förbränningsmotorn startas snabbt och effektivt.

Det behövs ett stort vridmoment för att driva ett tungt fordon. Speciellt under startförloppet och även under vissa driftförhållanden, såsom körning i uppförsbacke behöver ett stort vridmoment tillföras fordonets drivaxlar. I ett hybridfordon kan både förbränningsmotorn och elmaskinen samtidigt alstra vridmoment till fordonets drivaxlar. Det har emellertid visat sig att det vridmoment som tillsammans alstras av förbränningsmotorn och elmaskinen inte är tillräckligt för att framdriva fordonet under alla driftförhållanden.

Konventionella tunga fordon kan förses med en rangeväxel, som avsevärt växlar upp vridmomentet från fordonets förbränningsmotor till drivaxlarna. En rangeväxel fördubblar antalet utväxlingsmöjligheter och innefattar vanligtvis en planetväxel, som har en låg- respektive högväxel, med vilka huvudväxellådans växlingsmöjligheter kan indelas i ett lågrangeläge och ett högrangeläge. I lågrangeläget sker en nedväxling av varvtalet genom planetväxeln, och i högrangeläget är utväxlingen 1:1 genom planetväxeln.

Dokumentet EP-B 1-1126987 visar en växellåda med dubbla planetväxlar. Varje planetväxels solhjul är kopplat till en elektrisk maskin och planetväxlarnas ringhjul är förbundna med varandra. Planethjulshållarna hos varje planetväxel är kopplade till ett antal växelpar, på så vis att ett oändligt antal växelsteg erhålles. Ett annat dokument, EP-B 1-1280677, visar även hur planetväxlarna kan överbryggas med ett på förbränningsmotorns utgående axel anordnat växelsteg.

Dokumentet US-A1-20050227803 visar en fordonstransmission med två elmaskiner, som är kopplade till respektive solhjul hos två planetväxlar. Planetväxlama har en gemensam planethjulshållare, som är kopplad till transmissionens ingående axel.

Dokumentet W02008/046185-A1 visar en hybridtransmission med två planetväxlar, varvid en elektrisk maskin är kopplad till den ena planetväxeln och en dubbelkoppling samverkar med den andra planetväxeln. De båda planetväxlama samverkar också med varandra via en kugghjulstransmission.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar på området finns ett behov av att vidareutveckla ett förfarande för att styra en sådan hybriddrivlina, för att åstadkomma växling utan momentavbrott och optimal bromsregenerering samt för att åstadkomma ett stort vridmoment och ett stort antal växelsteg.

Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla en hybriddrivlina som möjliggör växling med en rangeväxel utan momentavbrott och utan nyttjande av energilager. Syftet är vidare att tillhandahålla ett nytt och fördelaktigt förfarande för att styra en hybriddrivlina för att åstadkomma växling utan momentavbrott och optimal bromsregenerering samt för att åstadkomma ett stort vridmoment och ett stort antal växelsteg. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett nytt och fördelaktigt datorprogram för styrning av en hybriddrivlina.

Dessa syften uppnås med den i inledningen angivna hybriddrivlinan, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med det i inledningen angivna förfarandet, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 7 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med det i inledningen angivna fordonet, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 19 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med datorprogrammet för att styra hybriddrivlinan, vilketkännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 20 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med datorprogramprodukten för att styra hybriddrivlinan, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 21 kännetecknande del.

Med hybriddrivlinan enligt uppfinningen möjliggörs en effektiv och tillförlitlig växling utan momentavbrott. Hybriddrivlinan innefattar en förbränningsmotor; en växellåda med en ingående axel och en utgående axel; en rangeväxel kopplad till den utgående axeln; en första planetväxel, som är kopplad till den ingående axeln; en andra planetväxel, som är kopplad till den första planetväxeln; en första elektrisk maskin, som är kopplad till den första planetväxeln; en andra elektrisk maskin, som är kopplad till den andra planetväxeln; åtminstone ett med den första planetväxeln och den utgående axeln anslutet växelpar; och åtminstone ett med den andra planetväxeln och den utgående axeln anslutet växelpar, varvid förbränningsmotorn är förbunden med den första planetväxeln via den ingående axeln. Rangeväxeln innefattar en tredje planetväxel med ett tredje solhjul och en tredje planethjulshållare, och en fjärde kopplingsenhet är anordnad att förbinda och frikoppla det tredje solhjulet med/från den tredje planethjulshållaren. Rangeväxeln växlar upp vridmomentet till drivaxlarna. Rangeväxeln fördubblar också antalet utväxlingsmöjligheter samtidigt som hybriddrivlinan bibehålies kompakt för att vara mindre utrymmeskrävande med begränsad vikt. Genom att förbinda det tredje solhjulet med den tredje planethjulshållaren medelst den fjärde koppling senheten kan en växel i högrangeläge åstadkommas. Den tredje planethjulshållaren är lämpligen förbunden med den utgående axeln. Således, när det tredje solhjulet är förbundet med den tredje planethjulshållaren medelst den fjärde koppling senheten erhåller solhjulet samma varvtal som den utgående axeln.

Den första planetväxeln är lämpligen kopplad till en första huvudaxel. Den andra planetväxeln är lämpligen kopplad till en andra huvudaxel. En sidoaxel är lämpligen anordnad mellan den respektive första och andra planetväxeln och den utgående axeln. Sidoaxeln är lämpligen anordnad mellan den första respektive den andra huvudaxeln och den utgående axeln. Sidoaxeln är företrädesvis förbunden med den utgående axeln via rangeväxeln.

Den fjärde kopplingsenheten innefattar lämpligen en splinesförsedd kopplingshylsa, som är axiellt förskjutbar på det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren. Den tredje planethjulshållaren är lämpligen förbunden med den utgående axeln. Genom att förbinda det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren hos rangeväxeln kan ett högrangeläge åstadkommas.

En till rangeväxeln anordnad ingående axel är lämpligen förbunden med det tredje solhjulet hos den tredje planetväxeln. Vridmoment kan överföras till och från rangeväxelns tredje solhjul via den ingående axeln.

Ett femte växelpar är lämpligen anordnat mellan sidoaxeln och den till rangeväxeln ingående axeln. Det femte växelparet innefattar lämpligen ett i ingrepp med varandra femte och sjätte kugghjul, vilket femte kugghjul är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln medelst ett femte kopplingselement. Det sjätte kugghjulet är lämpligen fast anordnat på rangeväxelns ingående axel. Det är också möjligt att anordna det sjätte kugghjulet till- och frånkopplingsbart på rangeväxelns ingående axel.

Ett sjätte växelpar är lämpligen anordnat mellan sidoaxeln och den tredje planethjulshållaren. Det sjätte växelparet innefattar företrädesvis ett i ingrepp med varandra sjunde kugghjul och ett med den tredje planethjulshållaren anordnat åttonde kugghjul, vilket sjunde kugghjul är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln. Genom att tillkoppla det sjätte växelparet till sidoaxeln kan ett högrangeläge åstadkommas. Därmed finns ytterligare möjligheter att överföra vridmoment genom rangeväxeln i hybriddrivlinan.

Enligt en utföringsform är en tredje koppling senhet anordnad att lösgörbart förbinda ett hos den tredje planetväxeln anordnat tredje ringhjul med ett växellådshus i ett lågrangeläge. Företrädesvis utgörs den tredje kopplingsenheten av en förskjutbar hylsa, som manövreras av en växlingsgaffel.

Den första planetväxeln är lämpligen kopplad till den ingående axeln och en första huvudaxel. Den andra planetväxeln är lämpligen kopplad till en andra huvudaxel. Det åtminstone ena med den första planetväxeln och den utgående axeln anslutna växelparet är lämpligen anordnat mellan den första huvudaxeln och sidoaxeln. Det åtminstone ena med den andra planetväxeln och den utgående axeln anslutna växelparet är lämpligen anordnat mellan den andra huvudaxeln och sidoaxeln.

Enligt en utföringsform är en kopplingsanordning anordnad mellan förbränningsmotorn och växellådan, så att förbränningsmotorn kan frikopplas från växellådan och hybriddrivlinan kan drivas elektriskt medelst den första och den andra elektriska maskinen. Det är viktigt att förbränningsmotorn utgående axel står så stilla som möjligt vid elektrisk drift. Om moment överförs till förbränningsmotorn när den är avstängd finns risk att axlama hos förbränningsmotorn rör sig mot lager utan tillförsel av olja, vilket kan medföra att lagren förstörs. Genom koppling sanordningen säkerställs att förbränningsmotorns utgående axel står så stilla som möjligt. När kopplingsanordningen är öppen är således förbränningsmotorn frikopplad från växellådan och när kopplingsanordningen är stängd är förbränningsmotorn sammankopplad med växellådan.

Enligt en urföringsform tillhandahålles ett förfarande för att styra en hybriddrivlina för att åstadkomma växling till ett högrangeläge utan momentavbrott. Hybriddrivlinan innefattar en förbränningsmotor; en växellåda med en ingående axel och en utgående axel; en rangeväxel kopplad till den utgående axeln; en första planetväxel, som är kopplad till den ingående axeln; en andra planetväxel, som är kopplad till den första planetväxeln; en första elektrisk maskin, som är kopplad till den första planetväxeln; en andra elektrisk maskin, som är kopplad till den andra planetväxeln, åtminstone ett med den första planetväxeln och den utgående axeln anslutet växelpar, och åtminstone ett med den andra planetväxeln och den utgående axeln anslutet växelpar, varvid förbränningsmotorn är förbunden med den första planetväxeln via den ingående axeln, och varvid rangeväxeln innefattar en tredje planetväxel med ett tredje solhjul och en tredje planethjulshållare, och en fjärde kopplingsenhet är anordnad att förbinda och frikoppla det tredje solhjulet med/från den tredje planethjulshållaren. Genom att a) tillse att två roterbara komponenter hos den första planetväxeln är förbundna; b) tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln och den utgående axeln anslutna växelparet är tillkopplat; c) tillse att den första planetväxeln är förbunden med en till rangeväxeln ingående axel medelst en kopplingsmekanism; d) tillse att den fjärde koppling senheten är styrd, så att det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren är frikopplade från varandra; e) tillkoppla ett mellan en sidoaxel och rangeväxeln anordnat sjätte växelpar till sidoaxeln, så att sidoaxeln är förbunden med den utgående axeln via rangeväxeln; f) frikoppla en hos rangeväxeln roterbar komponent från ett kring rangeväxeln åtminstone delvis omgivande växellådshus; och g) förbinda två roterbara komponenter hos den andra planetväxeln åstadkommes styrning av hybriddrivlinan, så att ett växelsteg till ett högrangeläge erhålles utan momentavbrott. Hybriddrivlinan framdrivs således därefter på en högrangeväxel.

Rangeväxeln innefattar lämpligen en tredje planetväxel med ett tredje solhjul, en tredje planethjulshållare och ett tredje ringhjul.

Förfarandet innefattar lämpligen det ytterligare steget att efter steget f) och före steget g): h) styra förbränningsmotorn, så att synkront varvtal uppkommer mellan två roterbara komponenter hos den andra planetväxeln. På så sätt kan de två roterbara komponenterna enkelt förbindas medelst en andra kopplingsenhet i steget f).

Lämpligen utförs förfarandet när framdrivning sker på en växel i ett lågrangeläge. Således är en hos en rangeväxel roterbar komponent förhindrad att rotera. Genom att förhindra rotation av en roterbar komponent hos rangeväxeln åstadkommes ett lågrangeläge. Det hos den tredje planetväxeln anordnade tredje ringhjulet är lämpligen förbundet med ett växellådshus och är därmed förhindrat att rotera. På så sätt tillses att rangeväxeln är i ett lågrangeläge. Genom att utföra förfarandestegen a)-c) tillses att framdrivning sker via en växel i ett lågrangeläge, från vilken växling till ett högrangeläge är möjlig utan momentavbrott.

Företrädesvis innefattar steget f) att frikoppla det tredje ringhjulet hos rangeväxeln från det kring rangeväxeln åtminstone delvis omgivande växellådshuset. Genom att frikoppla den hos rangeväxeln roterbara komponenten från växellådshuset så att den tillåts rotera är rangeväxeln ej längre i lågrangeläge. Då det sjätte växelparet tidigare har tillkopplats sidoaxeln i steg e) samtidigt som det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren är frikopplade från varandra innebär vidare frikopplingen av den hos rangeväxeln roterbara komponenten att rangeväxeln erhåller ett högrangeläge. Genom att frikoppla det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren från varandra kan växling från lågrangeläge till högrangeläge åstadkommas utan att synkronisering av rangeväxeln är nödvändig.

Lämpligen innefattar stegen f) och g) att ett drivmoment alstras medelst den andra elektriska maskinen. Det sjätte växelparet innefattar företrädesvis ett i ingrepp med varandra sjunde kugghjul och ett med den tredje planethjulshållaren anordnat åttonde kugghjul, vilket sjunde kugghjul är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln. Den tredje planethjulshållaren är vidare förbunden med den utgående axeln. Genom förfarandestegen f) och g) erhålles således vridmoment hos den utgående axeln medelst den andra elektriska maskinen via det med den andra planetväxeln anslutna växelparet, till sidoaxeln och vidare via det sjätte växelparet till rangeväxelns tredje planethjulshållare och slutligen till den utgående axeln.

Företrädesvis innefattar steget e) att tillkoppla det sjätte växelparet till sidoaxeln genom att styra den andra elektriska maskinen, så att ett synkront varvtal mellan sidoaxeln och ett hos det sjätte växelparet på sidoaxeln anordnat sjunde kugghjul.

Enligt en utföringsform innefattar stegen e)-f) att den andra elektriska maskinen drivs av elektrisk energi alstrad av den första elektriska maskinen. Detta åstadkommes lämpligen genom att den första elektriska maskinen styrs att belasta förbränningsmotorn med ett negativt moment. Förbränningsmotorn styrs att öka sitt moment motsvarande det negativa momentet och den första elektriska maskinen kan därmed alstra energi för att driva den andra elektriska maskinen. På så sätt åstadkommes växling till ett högrangeläge utan momentavbrott, utan synkroniseringsanordningar, samt utan nyttjande av något energilager.

När stegen a)-g) har genomförts framdrivs hybriddrivlinan på en växel i ett högrangeläge, varvid högrangeläget har erhållits genom att frikoppla den hos rangeväxeln roterbara komponenten från växellådshuset, frikoppla det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren från varandra samt genom att tillkoppla det sjätte växelparet. Genom att förbinda det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren kan ytterligare växlar i högrangeläge åstadkommas. Således medför hybriddrivlinan att växlar i högrangeläge kan åstadkommas på två olika sätt, både genom att förbinda två hos rangeväxeln roterbara komponenter med varandra och genom att frikoppla rangeväxeln och tillkoppla det sjätte växelparet.

För att åstadkomma ytterligare växlar i högrangeläge innefattar förfarandet enligt uppfinningen lämpligen de ytterligare stegen att efter steg g): i) tillse att de roterbara komponenterna hos den första planetväxeln är frikopplade från varandra; j) styra den första elektriska maskinen, så att det tredje solhjulet hos rangeväxeln, vilket är förbundet med den till rangeväxeln ingående axeln, styrs till ett med den utgående axeln synkront varvtal; och k) förbinda det tredje solhjulet med den tredje planethjulshållaren hos rangeväxeln medelst den fjärde kopplingsenheten.

Genom att frikoppla den första planetväxelns roterbara komponenter kan den första elektriska maskinen sedan styras för att åstadkomma synkront varvtal mellan det tredje solhjulet och den utgående axeln. När synkront varvtal är erhållet kan det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren förbindas medelst den fjärde kopplingsenheten. På så sätt inställs hybriddrivlinan för ytterligare växelsteg i högrangeläge utan momentavbrott och utan synkroniseringsanordningar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfarandet vidare steget att efter steget k): l) frigöra den första planetväxeln från den till rangeväxeln ingående axeln medelst koppling smekanismen.

Eftersom den första planetväxelns roterbara komponenter är frikopplade från varandra och synkront varvtal är erhållet mellan det tredje solhjulet och den utgående axeln är det lämpligt att därefter förskjuta kopplingsmekanismen mellan rangeväxelns ingående axel och den första planetväxeln när momentlöst tillstånd har åstadkommits, så att den första planetväxeln och rangeväxelns ingående axel inte lägre är förbundna. Därmed kan växlar i högrangeläge åstadkommas där momentet till den utgående axeln överförs via sidoaxeln och det sjätte växelparet samtidigt som den första planetväxeln och rangeväxelns ingående axel är frikopplade från varandra.

Förfarandet kan även innefatta de ytterligare stegen att efter steg 1): m) tillkoppla det åtminstone ena med den första planetväxeln och den utgående axeln anslutna växelparet; n) frikoppla de roterbara komponenterna hos den andra planetväxeln; och o) förbinda de roterbara komponenterna hos den första planetväxeln.

På så sätt åstadkommes iläggning av en ytterligare växel i högrangeläge.

Vidare kan förfarandet innefatta att frikoppla det sjätte växelparet från sidoaxeln samt att återigen sammankoppla den första planetväxeln och rangeväxelns ingående axel medelst kopplingsmekanismen. Genom att först tillse att det tredje solhjulet och den tredje planethjulshållaren är förbundna medelst den fjärde koppling senheten kan det sjätte växelparet frikopplas och rangeväxelns ingående axel kan sammankopplas med den första planetväxeln utan momentavbrott. På så sätt kan växling till högrangeläge åstadkommas utan momentavbrott.

Enligt en utföringsform innefattar det åtminstone ena med den första planetväxeln anslutna växelparet ett i ingrepp med varandra kugghjulsdrev och ett kugghjul, vilket kugghjulsdrev är fast anordnat med den första planetväxeln och vilket kugghjul är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln, varvid steget b) innefattar att tillse att kugghjulet är frånkopplat sidoaxeln.

Enligt en utföringsform innefattar det åtminstone ena med den andra planetväxeln anslutna växelparet ett i ingrepp med varandra kugghjulsdrev och ett kugghjul, vilket kugghjulsdrev är fast anordnat med den andra planetväxeln och vilket kugghjul är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln, varvid steget b) innefattar att tillse att kugghjulet är tillkopplat sidoaxeln.

Enligt en utföringsform innefattar ett femte växelpar ett i ingrepp med varandra femte och sjätte kugghjul, vilket femte kugghjul är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln medelst ett femte kopplingselement, varvid steget b) innefattar att tillse att det femte kugghjulet är frånkopplat sidoaxeln.

Genom att förbinda två roterbara komponenter hos den första planetväxeln möjliggörs överföring av vridmoment alstrat av förbränningsmotorn och/eller den första elektriska maskinen genom den första planetväxeln till den första huvudaxeln och därmed vidare till den utgående axeln. Genom att förbinda två roterbara komponenter hos den andra planetväxeln möjliggörs överföring av vridmoment alstrat av förbränningsmotorn och/eller den andra elektriska maskinen genom den andra planetväxeln till den andra huvudaxeln och därmed vidare till den utgående axeln.

Lämpligen innefattar steg a) att tillse att ett första solhjul hos den första planetväxeln samt en första planethjulshållare hos den första planetväxeln är förbundna medelst en första kopplingsenhet. Vidare innefattar lämpligen steg g) att förbinda ett andra solhjul hos den andra planetväxeln och en andra planethjulshållare hos den andra planetväxeln medelst en andra kopplingsenhet.

Kopplingsenheterna och låsmekanismerna innefattar företrädesvis en ringformad hylsa, som förskjuts axiellt mellan ett till- och frånkopplat läge. Hylsan omsluter väsentligen koncentriskt växellådans roterande komponenter och förflyttas mellan det till- och frånkopplade läget medelst ett kraftelement. Därmed erhålles en kompakt konstruktion med låg vikt och låg tillverkningskostnad.

För att medelst den första respektive den andra kopplingsenheten koppla ihop solhjul och planethjulshållare hos respektive planetväxel styrs förbränningsmotorn och/eller den första elektriska maskinen och/eller den andra elektriska maskinen, så att ett synkront varvtal åstadkommes mellan solhjulet och planethjulshållaren. När synkront varvtal har åstadkommits förskjuts kopplingsenheten, så att solhjulet och planethjulshållaren blir mekaniskt förbundna med varandra.

För att frikoppla solhjul och planethjulshållare hos respektive planetväxel styrs den första och/eller den andra elektriska maskinen, så momentbalans åstadkommes i planetväxeln. När momentbalans har åstadkommits förskjuts kopplingsenheten, så att solhjulet och planethjulshållaren ej längre är mekaniskt förbundna med varandra.

Med momentbalans avses ett tillstånd då ett vridmoment verkar på ett hos planetväxeln anordnat ringhjul, motsvarande produkten av momentet som verkar på planetväxelns planethjulshållare och planetväxelns utväxlingsförhållande samtidigt som ett vridmoment verkar på planetväxelns solhjul, motsvarande produkten av momentet som verkar på planethjulshållaren och (1- planetväxelns utväxlingsförhållande). I det fallet att två av planetväxelns ingående delar, solhjul, ringhjul eller planethjulshållare, är sammankopplade medelst en kopplingsenhet, överför denna kopplingsenhet inget moment mellan planetväxelns delar när momentbalans råder. Därmed kan koppling senheten på ett enkelt sätt förskjutas och planetväxelns ingående delar frikopplas.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar schematiskt ett fordon i en sidovy med en förbränningsmotor och en hybriddrivlina enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2a-b visar schematiska sidovyer av en hybriddrivlina enligt föreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en förenklad schematisk vy av hybriddrivlinan i fig. 2a, och Fig. 4a-b visar flödesscheman avseende förfaranden för att styra en hybriddrivlina enligt föreliggande uppfinning.

DETAFJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPP-FINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt en sidovy av ett fordon 1, som innefattar en växellåda 2 och en förbränningsmotor 4, som ingår i en hybriddrivlina 3. Förbränningsmotorn 4 är kopplad till växellådan 2 och växellådan 2 är vidare kopplad till fordonets 1 drivhjul 6 via en kardanaxel 9. Drivhjulen 6 är försedda med bromsanordningar 7 för att bromsa fordonet 1.

Fig. 2a visar en schematisk sidovy av en hybriddrivlina 3 enligt en första utföringsform. Hybriddrivlinan 3 är försedd med en växellåda 2, som innefattar en ingående axel 8, en första och andra planetväxel 10 resp. 12, en första och andra elektrisk maskin 14 resp. 16, en sidoaxel 18, en rangeväxel 11 och en utgående axel 20. Den första planetväxeln 10 har ett första ringhjul 22 med vilket en första rotor 24 hos den första elektriska maskinen 14 är förbunden.

Den första planetväxeln 10 har också ett första solhjul 26. Den andra planetväxeln 12 har ett andra ringhjul 28 med vilket en andra rotor 30 hos den andra elektriska maskinen 16 är förbunden. Den andra planetväxeln 12 har ett andra solhjul 32. De första och andra solhjulen 26 resp. 32 är koaxiellt anordnade, vilket enligt det visade utförandet medför att en på det första solhjulet 26 anordnad första huvudaxel 34 sträcker sig inuti en på det andra solhjulet 32 anordnad andra huvudaxel 36, som är försedd med en central borrning 38. Det är också möjligt att anordna den första huvudaxeln 34 parallell med och vid sidan av den andra huvudaxeln 36.

Den första elektriska maskinen 14 är försedd med en första stator 40, som är kopplad till fordonet 1, via ett kring växellådan 2 omgivande växelhus 42. Den andra elektriska maskinen 16 är försedd med en andra stator 44, som är kopplad till fordonet 1, via det kring växellådan 2 omgivande växelhuset 42. Den första och andra elektriska maskinen 16 är kopplade till ett energilager 46, såsom ett batteri, vilket beroende på fordonets 1 driftstillstånd driver de elektriska maskinerna 14 resp. 16. Vid andra drifttillstånd kan de elektriska maskinerna 14 resp. 16 arbeta som generatorer, varvid ström tillförs energilagret 46. En elektronisk styrenhet 48 är kopplad till energilagret 46 och styr strömtillförseln till de elektriska maskinerna 14 resp. 16. Företrädesvis är energilagret 46 kopplat till de elektriska maskinerna 14 resp. 16 via en omkopplare 49, som är ansluten till styrenheten 48. Vid vissa drifttillfällen kan de elektriska maskinerna 14 resp. 16 också driva varandra. Elektrisk energi leds då från den ena elektriska maskinen 14, 16 till den andra elektriska maskinen 14, 16 via den till de elektriska maskinerna 14, 16 anslutna omkopplaren 49. Därmed är det möjligt att åstadkomma en effektbalans mellan de elektriska maskinerna 14, 16. En annan dator 53 kan också vara ansluten till styrenheten 48 och växellådan 2.

Den första planetväxeln 10 är försedd med en första planethjulshållare 50, på vilken en första uppsättning planethjul 52 är lagrade. Den andra planetväxeln 12 är försedd med en andra planethjulshållare 51, på vilken en andra uppsättning planethjul 54 är lagrade. Den första uppsättningen planethjul 52 samverkar med det första ringhjulet 22 och det första solhjulet 26. Den andra uppsättningen planethjul 54 samverkar med det andra ringhjulet 28 och det andra solhjulet 32. Växellådans 2 ingående axel 8 är förbunden med den första planethjulshållaren 50.

En första koppling senhet 56 är anordnad mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50. Genom att ansätta den första kopplingsenheten 56, så att det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 är förbundna med varandra och därmed inte kan rotera i förhållande till varandra kommer den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 att rotera med lika stort varvtal.

En andra kopplingsenhet 58 är anordnad mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51. Genom att ansätta den andra kopplingsenheten 58, så att det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 är förbundna med varandra och därmed inte kan rotera i förhållande till varandra kommer den andra planethjulshållaren 51 och det andra solhjulet 32 att rotera med lika stort varvtal.

Företrädesvis innefattar den första och andra kopplingsenheten 56, 58 en första och andra splinesförsedd kopplingshylsa 55 resp. 57, som är axiellt förskjutbar på ett med den första resp. andra planethjulshållaren 50 resp. 51 splinesförsett parti samt på ett med resp. solhjul 26 resp. 32 splinesförsett parti. Genom att förskjuta resp. kopplingshylsa 55, 57, så att de splinesförsedda partierna förbinds via resp. kopplingshylsa 55, 57 blir den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 resp. den andra planethjulshållaren 51 och det andra solhjulet 32 inbördes fastlåsta med varandra och kan inte rotera i förhållande till varandra.

Den första och andra kopplingsenheten 56, 58 enligt det i fig. 2 visade utförandet är anordnade mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 resp. mellan det andra solhjulet 28 och den andra planethjulshållaren 51. Det är dock möjligt att anordna en ytterligare eller alternativ kopplingsenhet (inte visad) mellan det första ringhjulet 22 och den första planethjulshållaren 50, samt även anordna en ytterligare eller alternativ koppling senhet (inte visad) mellan det andra ringhjulet 28 och den andra planethjulshållaren 51.

Till den första och andra huvudaxeln 34,36 är en transmissionsanordning 19 kopplad, vilken innefattar ett första växelpar 60, som är anordnat mellan den första planetväxeln 10 och den utgående axeln 20. Det första växelparet 60 innefattar ett första kugghjulsdrev 62 och ett första kugghjul 64, vilka är i ingrepp med varandra. Ett andra växelpar 66 är anordnat mellan den andra planetväxeln 12 och den utgående axeln 20. Det andra växelparet 66 innefattar ett andra kugghjulsdrev 68 och ett andra kugghjul 70, vilka är i ingrepp med varandra. Ett tredje växelpar 72 är anordnat mellan den första planetväxeln 10 och den utgående axeln 20. Det tredje växelparet 72 innefattar ett tredje kugghjulsdrev 74 och ett tredje kugghjul 76, vilka är i ingrepp med varandra. Ett fjärde växelpar 78 är anordnat mellan den andra planetväxeln 12 och den utgående axeln 20. Det fjärde växelparet 78 innefattar ett fjärde kugghjulsdrev 80 och ett fjärde kugghjul 82, vilka är i ingrepp med varandra.

På den första huvudaxeln 34 är de första och tredje kugghjulsdreven 62 resp. 74 anordnade. De första och tredje kugghjulsdreven 62 resp. 74 är fast förbundna med den första huvudaxeln 34, så att de inte kan rotera i förhållande till den första huvudaxeln 34. På den andra huvudaxeln 36 är de andra och fjärde kugghjulsdreven 68 resp. 80 anordnade. De andra och fjärde kugghjulsdreven 68 resp. 80 är fast förbundna med den andra huvudaxeln 36, så att de inte kan rotera i förhållande till den andra huvudaxeln 36.

Sidoaxeln 18 sträcker sig väsentligen parallellt med den första och andra huvudaxeln 34 resp. 36. På sidoaxeln 18 är de första, andra, tredje och fjärde kugghjulen 64, 70, 76 resp. 82 lagrat anordnade. Det första kugghjulsdrevet 62 ingriper med det första kugghjulet 64, det andra kugghjulsdrevet 68 ingriper med det andra kugghjulet 70, det tredje kugghjulsdrevet 74 ingriper med det tredje kugghjulet 76 och det fjärde kugghjulsdrevet 80 ingriper med det fjärde kugghjulet 82.

De första, andra, tredje och fjärde kugghjulen 64, 70, 76 resp. 82 kan individuellt fastlåsas och frikopplas på sidoaxeln 18 med hjälp av första, andra, tredje och fjärde kopplingselement 84, 86, 88 resp. 90. Koppling selementen 84, 86, 88 resp. 90 utgörs företrädesvis av på kugghjulen 64, 70, 76 resp. 82 och sidoaxeln 18 utformade splinesförsedda partier, som samverkar med femte och sjätte kopplingshylsor 83, 85, vilka ingriper mekaniskt med de splinesförsedda partierna hos respektive första till fjärde kugghjul 64, 70, 76 resp. 82 och sidoaxeln 18. De första och tredje koppling selementen 84, 88 är företrädesvis försedda med en gemensam kopplingshylsa 83 och de andra och fjärde koppling selementen 86, 90 är företrädesvis försedda med en gemensam kopplingshylsa 85. 1 det frikopplade läget kan en relativ rotation förekomma mellan kugghjulen 64, 70, 76 resp. 82 och sidoaxeln 18. Koppling selementen 84, 86, 88 resp. 90 kan också utgöras av friktionskopplingar. På sidoaxeln 18 är också ett femte kugghjul 92 anordnat, vilket ingriper med ett sjätte kugghjul 94, som är anordnat på rangeväxelns 11 ingående axel 95. Det sjätte kugghjulet 94 kan vara till- och frånkopplingsbart anordnat på rangeväxelns 11 ingående axel 95.

Sidoaxeln 18 är anordnad mellan den respektive första och andra planetväxeln 10, 12 och den utgående axeln 20. Sidoaxeln 18 är förbunden med rangeväxelns 11 ingående axel 95 via ett femte växelpar 21, som innefattar det femte och sjätte kugghjulet 92, 94. Det femte kugghjulet 92 är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln 18 medelst ett femte kopplingselement 93.

Genom att frikoppla det med sidoaxeln 18 frånkopplingsbart anordnade femte kugghjulet 92, blir det möjligt att överföra vridmoment från den andra planetväxeln 12 till sidoaxeln 18 via exempelvis det andra växelparet 66 och att vidare överföra vridmoment från sidoaxeln 18 till den utgående axeln 20 via exempelvis det första växelparet 60. Därmed erhålles ett antal växelsteg, där moment från den ena planetväxeln 10, 12 kan överföras till sidoaxeln 18 och vidare från sidoaxeln 18 till den med den andra planetväxeln 10, 12 anslutna huvudaxeln 34, 36 för att slutligen överföra moment till växellådans 2 utgående axel 20. Detta förutsätter dock att en mellan den första huvudaxeln 34 och rangeväxelns 11 ingående axel 95 anordnad kopplingsmekanism 96 är tillkopplad, vilket skall beskrivas närmare nedan.

Det femte kugghjulet 92 kan fastlåsas och frikopplas på sidoaxeln 18 med hjälp av ett femte koppling selement 93. Koppling selementet 93 utgörs företrädesvis av på det femte kugghjulet 92 och sidoaxeln 18 utformade splinesförsedda partier, som samverkar med en nionde kopplingshylsa 87, vilken ingriper mekaniskt med de splinesförsedda partierna hos det femte kugghjulet 92 och sidoaxeln 18. 1 det frikopplade läget kan en relativ rotation förekomma mellan det femte kugghjulet 92 och sidoaxeln 18. Det femte kopplingselementet 93 kan också utgöras av friktionskopplingar.

Momentöverföring från växellådans 2 ingående axel 8 till växellådans 2 utgående axel 20 kan ske via den första eller den andra planetväxeln 10 resp. 12 och sidoaxeln 18. Momentöverföringen kan också ske direkt via den första planetväxeln 10, vars första solhjul 26 via den första huvudaxeln 34 sammankopplas med rangeväxelns 11 ingående axel 95 via en kopplingsmekanism 96. Kopplingsmekanismen 96 innefattar företrädesvis en splinesförsedd sjunde kopplingshylsa 100, som är axiellt förskjutbar på den första huvudaxeln 34 och rangeväxelns 11 ingående axel 95 splinesförsedda partier. Genom att förskjuta den sjunde kopplingshylsan 100, så att de splinesförsedda partierna förbinds via den sjunde kopplingshylsan 100 blir den första huvudaxeln 34 fastlåst med rangeväxelns 11 ingående axel 95, vilka vid rotation därmed kommer uppvisa samma varvtal. Genom att frikoppla det femte växelparets 21 femte kugghjul 92 från sidoaxeln 18 kan moment från den andra planetväxeln 12 överföras till sidoaxeln 18 och vidare från sidoaxeln 18 till den med den första planetväxeln 10 anslutna första huvudaxeln 34 för att via kopplingsmekanismen 96 slutligen överföra moment till växellådans 2 utgående axel 20 via rangeväxeln 11.

Under drift kan växellådan 2 i vissa driftsfall arbeta så att ett av solhjulen 26 resp. 32 låses mot den första resp. andra planethjulshållaren 50 resp. 51 med hjälp av den första resp. andra koppling senheten 56 resp. 58. Den första resp. andra huvudaxeln 34 resp. 36 erhåller då samma varvtal som växellådans 2 ingående axel 8, beroende på vilket solhjul 26 resp. 32, som fastlåses med resp. planethjulshållare 50 resp. 51. En eller båda av de elektriska maskinerna 14 resp. 16 kan arbeta som generator för att generera elektrisk energi till energilagret 46. Alternativt kan den elektriska maskinen 14 resp. 16 ge ett momenttillskott för att på så sätt öka vridmomentet hos den utgående axeln 20. Under vissa drifttillfällen kommer de elektriska maskinerna 14 resp. 16 att förse varandra med elektrisk energi, oberoende av energilagret 46.

För att växla upp momentet och på så vis öka vridmomentet hos den utgående axeln 20 är rangeväxeln 11 anordnad i växellådan 2. Rangeväxeln 11 är företrädesvis utformad som en planetväxel, men kan också utformas som ett eller flera växelpar. Enligt den i fig. 2 visade utföringsformen är rangeväxeln 11 utformad som en tredje planetväxel 110 med ett tredje solhjul 112, en tredje planethjulshållare 114 på vilken tredje uppsättning planethjul 116 är lagrade, och ett tredje ringhjul 118. Den tredje uppsättningen planethjul 116 samverkar med det tredje ringhjulet 118 och det tredje solhjulet 112. Rangeväxelns 11 ingående axel 95 är förbunden med det tredje solhjulet 112. Den utgående axeln 20 är förbunden med den tredje planethjulshållaren 114. Ett sjunde kugghjul 120 kan fastlåsas och frikopplas på sidoaxeln 18 med hjälp av ett sjunde kopplingselement 122, som företrädesvis utgörs av på det sjunde kugghjulet 120 och sidoaxeln 18 utformade splinesförsedda partier, som samverkar med den nionde kopplingshylsan 87, vilken ingriper mekaniskt med de splinesförsedda partierna hos det sjunde kugghjulet 120 och sidoaxeln 18. 1 det frikopplade läget kan en relativ rotation förekomma mellan det sjunde kugghjulet 120 och sidoaxeln 18. Det sjunde koppling selementet 122 kan också utgöras av friktionskopplingar. Det sjunde kugghjulet 120 ingriper med ett åttonde kugghjul 124 anordnat på den tredje planethjulshållaren 114, vilket åttonde kugghjul exempelvis kan utgöras av en på den tredje planethjulshållaren 114 anordnad kuggkrans 124, vilket medför att rotationsrörelse och vridmoment kan överföras mellan det sjunde kugghjulet 120 och den tredje planethjulshållaren 114. Det sjunde kugghjulet 120 och kuggkransen 124 på den tredje planethjulshållaren 114 bildar tillsammans ett sjätte växelpar 125. När det sjunde kugghjulet 120 är fastlåst på sidoaxeln 18 med hjälp av den nionde kopplingshylsan 87 och det sjunde koppling selementet 122 kan således rotationsrörelse och vridmoment överföras mellan sidoaxeln 18 och den tredje planethjulshållaren 114 och ett högrangeläge kan erhållas.

Det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 kan i ett lågrangeläge sammankopplas med ett kring rangeväxeln 11 anordnat växellådshus 126 medelst en tredje koppling senhet 128. En nedväxling av varvtalet sker då genom rangeväxeln 11, vilket medför en uppväxling av momentet hos den utgående axeln 20. Det tredje solhjulet 112 kan sammankopplas med den tredje planethjulshållaren 114 medelst en fjärde koppling senhet 130 och på så sätt åstadkomma ett högrangeläge. Den fjärde koppling senheten 130 innefattar lämpligen en splinesförsedd hylsa 132, som är axiellt förskjutbar på det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114. Utväxlingen genom rangeväxeln 11 blir då 1:1.

Det är också möjligt att både den första och andra elektriska maskinen 14 resp. 16 samtidigt genererar ström till energilagret 46. Vid motorbromsning släpper föraren fordonets 1 gaspedal (inte visad). Växellådans 2 utgående axel 20 driver då den ena eller båda elektriska maskinerna 14 resp. 16 samtidigt som förbränningsmotorn 4 och de elektriska maskinerna 14 resp. 16 motorbromsar. De elektriska maskinerna 14 resp. 16 genererar här elektrisk energi som lagras i energilagret 46 i fordonet 1. Detta drifttillstånd benämns regenerativ bromsning. För att möjliggöra kraftigare bromsverkan kan förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 fastlåsas och därmed förhindras att rotera. Därmed kommer enbart den ena eller de båda elektriska maskinerna 14 resp. 16 att fungera som broms och 16 generera elektrisk energi, som lagras i energilagret 46. Fastlåsningen av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 kan också utföras när fordonet skall accelereras av enbart den ena eller de båda elektriska maskinerna 14 resp. 16. Om den ena eller de båda elektriska maskinernas 14 resp. 16 moment övervinner förbränningsmotorns 4 moment och med hänsyn tagen till utväxlingen dem emellan kommer inte förbränningsmotorn 4 att orka hålla emot det stora moment som de elektriska maskinerna 14 resp. 16 alstrar, varför en fastlåsning av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 blir nödvändig. Fastlåsningen av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 utförs företrädesvis med en låsanordning 102, som är anordnad mellan den första planethjulshållaren 50 och växelhuset 42. Genom att fastlåsa den första planethjulshållaren 50 och växelhuset 42 kommer också förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 att fastlåsas eftersom förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 är förbunden med den första planethjulshållaren 50 via växellådans ingående axel 8. Fåsanordningen 102 innefattar företrädesvis en splinesförsedd åttonde kopplingshylsa 104, som är axiellt förskjutbar på ett med den först planethjulshållaren 50 splinesförsett parti samt på ett med växelhuset splinesförsett parti. Genom att förskjuta den åttonde kopplingshylsan 104, så att de splinesförsedda partierna förbinds via kopplingshylsan 104 blir den första planethjulshållaren 50 och därmed förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 förhindrade att rotera.

Styrenheten 48 är kopplad till de elektriska maskinerna 14 resp. 16 och är anpassad att styra de elektriska maskinerna 14 resp. 16 så att de under vissa tillämpliga drifttillfällen utnyttjar lagrad elektrisk energi för att tillföra drivkraft till växellådans 2 utgående axel 20 och under andra drifttillfällen utnyttjar växellådans 2 utgående axels 20 rörelseenergi för att utvinna och lagra elektrisk energi. Styrenheten 48 avkänner således varvtal och/eller vridmoment hos förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 via sensorer 98 anordnade vid de elektriska maskinerna 14 resp. 16 samt hos växellådans 2 utgående axel 20 för att därmed inhämta information och styra de elektriska maskinerna 14 resp. 16 till att arbeta som elmotorer eller generatorer. Styrenheten 48 kan vara en dator med lämplig programvara för detta ändamål. Styrenheten 48 styr även flödet av elektrisk energi mellan energilagret 46 och resp. stator 40 resp. 44 hos de elektriska maskinerna 14 resp. 16. Vid tillfällen som de elektriska maskinerna 14 resp. 16 arbetar som motor tillförs lagrad elektrisk energi från energilagret 46 till resp. stator 40 resp. 44. Vid tillfällen som de elektriska maskinerna 14 resp. 16 arbetar som generator tillförs elektrisk energi från resp. stator 40 resp. 44 till energilagret 46. Dock kan, som nämns ovan, de elektriska maskinerna 14 resp. 16 under vissa drifttillfällen förse varandra med elektrisk energi, oberoende av energilagret 46.

Den första, den andra, den tredje och den fjärde kopplingsenheten 56, 58, 128 resp. 130, de första, andra, tredje, fjärde, femte och sjunde kopplingselementen 84, 86, 88, 90, 93 resp.122, kopplingsmekanismen 96 mellan den första huvudaxeln 34 och rangeväxelns 11 ingående axel 95, samt låsanordningen 102 mellan den första planethjulshållaren 50 och växelhuset 42 är via sina respektive kopplingshylsor anslutna till styrenheten 48. Dessa komponenter aktiveras och deaktiveras företrädesvis av elektriska signaler från styrenheten 48. Kopplingshylsoma förskjuts företrädesvis av inte visade kraftorgan, såsom hydrauliskt eller pneumatiskt drivna cylindrar. Det är också möjligt att förskjuta kopplingshylsorna med elektriskt drivna kraftorgan.

Enligt utföringsformen i fig. 2 visas fyra kugghjulsdrev 62, 68, 74 resp. 80 och fyra kugghjul 64, 70, 76 resp. 82 samt två planetväxlar 10 resp. 12 med tillhörande elektriska maskiner 14 resp. 16. Det är dock möjligt att utforma växellådan 2 med fler eller färre kugghjulsdrev och kugghjul samt med fler planetväxlar med tillhörande elektriska maskiner.

Figur 2b visar en schematisk sidovy av en hybriddrivlina 3 enligt en andra utföringsform. Hybriddrivlinan 3 är utformad såsom beskrivet i Figur 2a med skillnaden att förbränningsmotorn 4 är förbunden med växellådan 2 genom en kopplingsanordning 106 anordnad mellan förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och växellådans 2 ingående axel 8. Låsanordningen 102 anordnad mellan den första planethjulshållaren 50 och växelhuset 42 som beskrivs i Figur 2a är här utelämnad. Genom att öppna kopplingsanordningen 106 kan förbränningsmotorn 4 frikopplas från växellådan 2 och fordonet 1 kan därmed drivas elektriskt medelst den första och den andra elektriska maskinen 14, 16. Kopplingsanordningen 106 kan utgöras av splinesförsedda partier, som samverkar med en kopplingshylsa. Alternativt kan kopplingsanordningen 106 utgöras av en friktionskoppling.

I det följande skall en uppväxling från en första till en elfte växel beskrivas när växellådan 2 är anordnad i ett fordon 1 och framdrivning av fordonet sker medelst förbränningsmotorn 4. Det häri beskrivna växlingsförfarandet är tillämpbart för en hybriddrivlina konfigurerad såsom beskrivet i Figur 2a eller Figur 2b.

Växellådans 2 ingående axel 8 är förbunden med den utgående axeln 97 hos fordonets 1 förbränningsmotor 4. Växellådans 2 utgående axel 20 är förbunden med en drivaxel 99 hos fordonet 1. Vid tomgångsköming av förbränningsmotorn 4 och när fordonet 1 är stillastående roterar växellådans 2 ingående axel 8 samtidigt som växellådans 2 utgående axel 20 är stillastående. Låsanordningen 102 är deaktiverad, så att förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 kan rotera fritt. Eftersom växellådans 2 ingående axel 8 roterar kommer även den första planethjulshållaren 50 att rotera, vilket medför att den första uppsättningen planethjul 52 kommer att rotera. Eftersom den första planethjulshållaren 50 är förbunden med det andra solhjulet 32 kommer det andra solhjulet 32 och därmed även den andra uppsättningen planethjul 54 att rotera. Genom att inte tillföra ström till de första och andra elektriska maskinerna 14 resp. 16 kommer de första och andra ringhjulen 22 resp. 28, vilka är förbundna med resp. första och andra rotor 24 resp. 30 hos resp. elektrisk maskin 14 resp. 16 att rotera fritt, varvid inget vridmoment upptas av ringhjulen 22 resp. 28. Den första och den andra kopplingsenheten 56 resp. 58 är frikopplade och därmed inte ansatta. Således kommer inget vridmoment att överföras från förbränningsmotorn 4 till den första planetväxelns 10 solhjul 26 och inte heller till den andra planetväxelns 12 planethjulshållare 51. Kopplingsmekanismen 96 mellan den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20 är frånkopplad, så att den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20 kan rotera fritt i förhållande till varandra. Eftersom den första planetväxelns solhjul 26, den andra planetväxelns 12 planethjulshållare 51 och växellådans 2 utgående axel 20 i detta skede är stillastående är även sidoaxeln 18 stillastående. I ett första steg sammankopplas det fjärde kugghjulet 82 och det tredje kugghjulet 76 med sidoaxeln 18 med hjälp av de fjärde och tredje koppling selementen 90 resp. 88. Det första kugghjulet 64 och det andra kugghjulet 70 är frikopplade från sidoaxeln 18. Därmed medges det första kugghjulet 64 och det andra kugghjulet 70 att rotera fritt i förhållande till och sidoaxeln 18. Det femte kugghjulet 92 hos det femte växelparet 21 är fastlåst på sidoaxeln 18 med hjälp av det femte koppling selementet 93, så att rotation och vridmoment kan överföras till rangeväxelns 11 ingående axel 95 via det sjätte kugghjulet 94. Det sjunde kugghjulet 120, som ingriper med kuggkransen 124 på rangeväxelns 11 tredje planethjulshållare 114, är frånkopplat sidoaxeln 18 medelst det sjunde koppling selementet 122. Det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 kan i ett lågrangeläge sammankopplas med växellådshuset 126 medelst en tredje kopplingsenhet 128. Det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 är sammankopplat med växellådshuset 126 medelst den tredje kopplingsenheten 128, så att rangeväxeln 1 lär växlad till lågrangeläget. Den fjärde kopplingsenheten 130 är frånkopplad varvid det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 är frikopplade från varandra.

För att påbörja rotationen av växellådans 2 utgående axel 20 i syfte att driva fordonet 1 skall det fjärde kugghjulsdrevet 80 samt det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18 bringas att rotera. Detta åstadkommes genom att den andra planethjulshållaren 51 bringas att rotera. När den andra planethjulshållaren 51 roterar kommer även den andra huvudaxeln 36 att rotera och därmed roterar även det fjärde kugghjulsdrevet 80, som är anordnat på den andra huvudaxeln 36. Den andra planethjulshållaren 51 bringas att rotera genom att det andra ringhjulet 28 styrs med den andra elektriska maskinen 16. Genom att aktivera den andra elektriska maskinen 16 och styra förbränningsmotorn 4 till lämpligt varvtal börjar fordonet 1 att förflyttas genom att den andra huvudaxeln 36 börjar rotera. När den andra planethjulshållaren 51 och det andra solhjulet 32 uppnår samma varvtal fastlåses det andra solhjulet 32 med den andra planethjulshållaren 51 med hjälp av den andra kopplingsenheten 58. Som nämnts ovan är den andra kopplingsenheten 58 företrädesvis så utformad att det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 ingriper mekaniskt med varandra. Alternativt kan den andra kopplingsenheten 58 vara utformad som en slirbroms eller en lamellkoppling som på ett mjukt sätt sammanbinder det andra solhjulet 32 med den andra planethjulshållaren 51. När det andra solhjulet 32 är förbundet med den andra planethjulshållaren 51 kommer den andra planethjulshållaren 51 att rotera med samma varvtal som förbränningsmotorns 4 utgående axel 97. Därmed överförs det av förbränningsmotorn 4 alstrade vridmomentet till växellådans 2 utgående axel 20 via det fjärde kugghjulsdrevet 80, det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18, det femte kugghjulet 92 på sidoaxeln 18 och det sjätte kugghjulet 94 på rangeväxelns 11 ingående axel 95. En nedväxling av varvtalet sker genom rangeväxeln 11, som är växlad till lågrangeläget. Slutligen överförs framdrivning smomentet till växellådans 2 utgående axel 20 via rangeväxelns 11 tredje planethjulshållare 114. Fordonet 1 kommer således att börja förflyttas och framdrivas av en första växel.

De första, andra, tredje och fjärde växelparen 60, 66, 72, 78 har var och ett en utväxling, som är anpassad till fordonets 1 önskade köregenskaper. Enligt det visade utföringsexemplet i fig. 2 har det fjärde växelparet 78 den högsta utväxlingen i jämförelse med de första, andra och tredje växelparen 60, 66, 72, vilket medför att det fjärde växelparet 78 är inkopplat när den lägsta växeln är ilagd. Det andra växelparet 66 överför, liksom det fjärde växelparet 78, moment mellan den andra huvudaxeln 36 och sidoaxeln 18, och skulle istället kunna utföras med den högsta utväxlingen i jämförelse med övriga växelpar 60, 72, 78, varför i ett sådant utförande det andra växelparet 66 skulle vara inkopplat när den lägsta växeln är ilagd.

När sidoaxeln 18 bringas att rotera av det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18 kommer även det tredje kugghjulet 76 på sidoaxeln 18 att rotera. Därmed driver sidoaxeln 18 det tredje kugghjulet 76, vilket i sin tur driver det tredje kugghjulsdrevet 74 på den första huvudaxeln 34. När den första huvudaxeln 34 roterar kommer även det första solhjulet 26 att rotera, som därmed, beroende på varvtalet hos förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och därmed varvtalet hos den första planethjulshållaren 50, kommer att bringa det första ringhjulet 22 och den första rotom 24 hos den första elektriska maskinen 14 att rotera. Härvid är det möjligt att låta den första elektriska maskinen 14 att arbeta som en generator för att tillföra ström till energilagret 46 och/eller tillföra ström till den andra elektriska maskinen 16. Det är också möjligt att den andra elektriska maskinen 16 drivs som en generator. Alternativt kan den första elektriska maskinen 14 avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den första elektriska maskinen 14 till att ge framdrivande moment.

För att växla från en första växel till en andra växel måste låsningen mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16 styrs så att momentbalans åstadkommes i den andra planetväxeln 12. Därefter styrs den andra kopplingsenheten 58, så att den frisläpper det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 från varandra. Den andra planethjulshållaren 51 och även den andra huvudaxeln 36 kan rotera fritt, vilket medför att det andra solhjulet 32, den andra planethjulshållaren 51 och den andra huvudaxeln 36 inte längre driver det på den andra huvudaxeln 36 anordnade fjärde kugghjulsdrevet 80. Detta förutsätter att den andra elmaskinen 16 inte driver det andra ringhjulet 28. Den andra växeln inkopplas genom att styrenheten 48 styr förbränningsmotorn 4, så att ett synkront varvtal uppkommer mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26, för att åstadkomma en låsning mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26. Detta åstadkommes genom att den första kopplingsenheten 56 styrs, så att den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 förbinds mekaniskt med varandra. Alternativt kan den första kopplingsenheten 56 vara utformad som en slirbroms eller en lamellkoppling som på ett mjukt sätt sammanbinder det första solhjulet 26 med den första planethjulshållaren 50. Genom att synkronisera styrningen av förbränningsmotorn 4 och den andra och första elektriska maskinen 16 resp. 14 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från en första till en andra växel genomföras.

Den första huvudaxeln 34 roterar nu och drivs av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och den första huvudaxeln 34 driver nu det tredje kugghjulsdrevet 74. Den första planethjulshållaren 50 driver således det tredje kugghjulsdrevet 74 via det första solhjulet 26 och den första huvudaxeln 34. Eftersom det tredje kugghjulet 76 är i ingrepp med det tredje kugghjulsdrevet 74 och är fastkopplat med sidoaxeln 18 kommer det tredje kugghjulet 76 att driva sidoaxeln 18, som i sin tur driver det femte kugghjulet 92 på sidoaxeln 18. Det femte kugghjulet 92 driver i sin tur växellådans 2 utgående axel 20 via det sjätte kugghjulet 94, som är anordnat på rangeväxelns 11 ingående axel 95 och via rangeväxeln 11. Fordonet 1 framdrivs nu med en andra växel.

När sidoaxeln 18 bringas att rotera av det tredje kugghjulet 76 kommer även det fjärde kugghjulet 82 att rotera. Därmed driver sidoaxeln 18 det fjärde kugghjulet 82, vilket i sin tur driver det fjärde kugghjulsdrevet 80 på den andra huvudaxeln 36. När den andra huvudaxeln 36 roterar kommer även den andra planethjulshållaren 51 att rotera, som därmed, beroende på varvtalet hos förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och därmed varvtalet hos den första planet hjulshållaren 50, kommer att bringa det andra ringhjulet 28 och den andra rotom 30 hos den andra elektriska maskinen 16 att rotera. Härvid är det möjligt att låta den andra elektriska maskinen 16 att arbeta som generator för att tillföra ström till energilagret 46 och/eller till att förse den första elektriska maskinen 14 med ström. Även den andra elektriska maskinen 16 kan avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den andra elektriska maskinen 16 till att ge framdrivande moment.

För att växla från en andra växel till en tredje växel måste det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18 frikopplas från sidoaxeln 18 med det fjärde koppling selementet 90, så att det fjärde kugghjulet 82 kan rotera fritt i förhållande till sidoaxeln 18. Därefter sammankopplas sidoaxeln 18 med det andra kugghjulet 70 på sidoaxeln 18 genom det andra kopplingselementet 86. För att åstadkomma en sammankoppling av sidoaxeln 18 och det andra kugghjulet 70 på sidoaxeln 18 styrs företrädesvis den andra elektriska maskinen 16 så att ett synkront varvtal uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det andra kugghjulet 70 på sidoaxeln 18. Ett synkront varvtal kan fastställas genom att varvtalet hos den andra rotom 30 hos den andra elektriska maskinen 16 uppmäts samt att varvtalet hos den utgående axeln 20 uppmäts. Därmed kan varvtalet hos den andra huvudaxeln 36 och varvtalet hos sidoaxeln 18 bestämmas genom givna utväxlingsförhållanden. Respektive axlars 18, 36 varvtal styrs och när ett synkront varvtal uppkommit mellan sidoaxeln 18 och det andra kugghjulet 70 sammankopplas sidoaxeln 18 och det andra kugghjulet 70 med hjälp av det andra kopplingselementet 86.

För att genomföra växlingen från en andra växel till en tredje växel måste låsningen mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första och/eller den andra elektriska maskinen 16 styrs så att momentbalans åstadkommes i den första planetväxeln 10, varefter den första koppling senheten 56 styrs, så att den frisläpper det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 från varandra. Därefter styrs förbränningsmotorn 4, så att ett synkront varvtal uppkommer mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51, så att den andra koppling senheten 58 kan läggas i för att därigenom med kopplingshylsan 57 förbinda det andra solhjulet 32 med den andra planterhjulshållaren 51. Genom att synkronisera styrningen av förbränningsmotorn 4 och den andra och första elektriska maskinen 14 resp. 16 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från en andra till en tredje växel genomföras.

Det tredje kugghjulet 76 frisläpps genom att den första elektriska maskinen 14 styrs, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det tredje kugghjulet 76. När ett momentlöst tillstånd uppkommer frisläpps det tredje kugghjulet 76 från sidoaxeln 18 genom att det tredje koppling selementet 88 styrs, så att det frisläpper det tredje kugghjulet 76 från sidoaxeln 18. Därefter styrs den första elektriska maskinen 14 så att ett synkront varvtal uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64. När ett synkront varvtal uppkommer förbinds det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18 genom att det första kopplingselementet 84 styrs, så att det sammankopplar det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18. Ett synkront varvtal kan fastställas genom att varvtalet hos den första rotom 24 hos den första elektriska maskinen 14 uppmäts samt att varvtalet hos den utgående axeln 20 uppmäts, varefter varvtalen hos axlama 18, 34 styrs så att ett synkront varvtal uppkommer. Därmed kan varvtalet hos den första huvudaxeln 34 och varvtalet hos sidoaxeln 18 bestämmas genom givna utväxlingsförhållanden.

Den andra huvudaxeln 36 roterar nu med samma varvtal som förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och den andra huvudaxeln 36 driver nu det andra kugghjulsdrevet 68 via den andra huvudaxeln 36. Eftersom det andra kugghjulet 70 är i ingrepp med det andra kugghjulsdrevet 68 och är fastkopplat med sidoaxeln 18 kommer det andra kugghjulet 70 att driva sidoaxeln 18, som i sin tur driver det femte kugghjulet 92 på sidoaxeln 18. Det femte kugghjulet 92 driver i sin tur växellådans 2 utgående axel 20 via det sjätte kugghjulet 94, som är anordnat på rangeväxelns 11 ingående axel 95 och via rangeväxeln 11. Fordonet 1 framdrivs nu med en tredje växel.

När sidoaxeln 18 bringas att rotera av det andra kugghjulet 70 på sidoaxeln 18 kommer även det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18 att rotera. Därmed driver sidoaxeln 18 det första kugghjulet 64, vilket i sin tur driver det första kugghjulsdrevet 62 på den första huvudaxeln 34. När den första huvudaxeln 34 roterar kommer även det första solhjulet 26 att rotera, som därmed, beroende på varvtalet hos förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och därmed varvtalet hos den första planethjulshållaren 50, kommer att bringa det första ringhjulet 22 och den första rotom 24 hos den andra elektriska maskinen 16 att rotera. Härvid är det möjligt att låta den första elektriska maskinen 14 att arbeta som en generator för att tillföra ström till energilagret 46 och/eller till att förse den andra elektriska maskinen 16 med ström. Alternativt kan den första elektriska maskinen 14 avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den första elektriska maskinen 14 till att ge framdrivande moment.

För att genomföra växlingen från en tredje växel till en fjärde växel måste låsningen mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första elektriska maskinen 14 styrs så att momentbalans åstadkommes i den andra planetväxeln 12, varefter den andra koppling senheten 58 styrs, så att den frisläpper det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 från varandra. En fjärde växel inkopplas därefter genom att styrenheten 48 styr förbränningsmotorn 4, så att ett synkront varvtal uppkommer mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26, för att åstadkomma en låsning mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26. Detta åstadkommes genom att den första koppling senheten 56 styrs, så att den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 förbinds mekaniskt med varandra. Genom att synkronisera styrningen av förbränningsmotorn 4 och den andra och första elektriska maskinen 14 resp. 16 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från en tredje till en fjärde växel genomföras.

Den första huvudaxeln 34 roterar nu och drivs av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och den första huvudaxeln 34 driver nu det första kugghjulsdrevet 62. Den första planethjulshållaren 50 driver således det första kugghjulsdrevet 62 via det första solhjulet 26 och den första huvudaxeln 34. Eftersom det första kugghjulet 64 är i ingrepp med det första kugghjulsdrevet 62 och är fastkopplat med sidoaxeln 18 kommer det första kugghjulet 64 att driva sidoaxeln 18, som i sin tur driver det femte kugghjulet 92 på sidoaxeln 18. Det femte kugghjulet 92 driver i sin tur växellådans 2 utgående axel 20 via det sjätte kugghjulet 94, som är anordnat på rangeväxelns 11 ingående axel 95 och via rangeväxeln 11. Fordonet 1 framdrivs nu med en fjärde växel.

När sidoaxeln 18 bringas att rotera av det första kugghjulet 64 kommer även det andra kugghjulet 70 att rotera. Därmed driver sidoaxeln 18 det andra kugghjulet 70, vilket i sin tur driver det andra kugghjulsdrevet 68 på den andra huvudaxeln 36. När den andra huvudaxeln 36 roterar kommer även den andra planethjulshållaren 51 att rotera, som därmed, beroende på varvtalet hos förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och därmed varvtalet hos den första planethjulshållaren 50, kommer att bringa det andra ringhjulet 28 och den andra rotom 30 hos den andra elektriska maskinen 16 att rotera. Härvid är det möjligt att låta den andra elektriska maskinen 16 att arbeta som generator för att tillföra ström till energilagret 46 och/eller till att förse den första elektriska maskinen 14 med ström. Även den andra elektriska maskinen 16 kan avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den andra elektriska maskinen 16 till att ge framdrivande moment.

För att växla från en fjärde växel till en femte växel måste det första kugghjulet 64 bringas ur ingrepp med sidoaxeln 18, så att den fjärde växeln kopplas ur. Detta åstadkommes genom att förbränningsmotorn 4 och den första elektriska maskinen 14 styrs, så att det första kugghjulet 64 bringas i ett momentlöst tillstånd i förhållande till sidoaxeln 18. När ett momentlöst tillstånd uppkommit förs det första koppling selementet 84 ur ingrepp, så att det första kugghjulet 64 frikopplas sidoaxeln 18.

Därefter synkroniseras varvtalet hos den första huvudaxeln 34 med varvtalet hos den utgående axeln 20, varefter kopplingsmekanismen 96 styrs så att den sammankopplar den första huvudaxeln 34 med rangeväxelns 11 ingående axel 95.

Därefter styrs förbränningsmotorn 4 och den första elektriska maskinen 14, så att framdrivningsmomentet sker via den första huvudaxeln 34 och genom kopplingsmekanismen 96 till rangeväxelns 11 ingående axel 95, genom rangeväxeln 11 och vidare till den utgående axeln 20. Genom att minska momentet från den andra elektriska maskinen 16 kan det femte koppling selementet 93 bringas i ett momentlöst tillstånd i förhållande till sidoaxeln 18. När ett momentlöst tillstånd uppkommit förs det femte koppling selementet 93 ur ingrepp, så det femte kugghjulet 92 hos det femte växelparet 21 frikopplas sidoaxeln 18.

Därefter synkroniseras, med hjälp av den andra elektriska maskinen 16, varvtalet hos sidoaxeln 18 med varvtalet hos det tredje kugghjulet 76, varefter det tredje koppling selementet 88 styrs så att det sammankopplar det tredje kugghjulet 76 med sidoaxeln 18. När denna sammankoppling utförts kan framdrivning smomentet delas mellan förbränningsmotorn 4, den fösta elektriska maskinen 14 och den andra elektriska maskinen 16. Därefter skapas momentbalans i den första planetväxeln 10, varefter den första kopplingsenheten 56 frikopplar den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 från varandra. Slutligen varvtalssynkroniseras den andra planethjulshållaren 51 med det andra solhjulet 32, varefter den andra kopplingsenheten 58 sammankopplar den andra planethjulshållaren 51 och det andra solhjulet 32 med varandra.

Den andra huvudaxeln 36 roterar nu och drivs av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och den andra huvudaxeln 36 driver det andra kugghjulsdrevet 68. Eftersom det andra kugghjulet 70 är i ingrepp med det andra kugghjulsdrevet 68 och är fastkopplat med sidoaxeln 18 medelst det andra koppling selementet 86, kommer det andra kugghjulet 70 att driva sidoaxeln 18, som i sin tur driver det tredje kugghjulet 76 på sidoaxeln 18. Det tredje kugghjulet 76 driver i sin tur den första huvudaxeln 34 via det tredje kugghjulsdrevet 74 och växellådans 2 utgående axel 20 drivs således via kopplingsmekanismen 96 som sammankopplar den första huvudaxeln 34 med rangeväxelns 11 ingående axel 95. Fordonet 1 framdrivs nu med en femte växel.

För att växla från en femte till en sjätte växel måste låsningen mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första elektriska maskinen 14 och förbränningsmotorn 4 styrs så att momentbalans åstadkommes i den andra planetväxeln 12, varefter den andra kopplingsenheten 58 styrs, så att den frisläpper det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 från varandra. En sjätte växel inkopplas därefter genom att styrenheten 48 styr förbränningsmotorn 4, så att ett synkront varvtal uppkommer mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26, för att åstadkomma en låsning mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26. Detta åstadkommes genom att den första kopplingsenheten 56 styrs, så att den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 förbinds mekaniskt med varandra. Genom att synkronisera styrningen av förbränningsmotorn 4 och den andra och första elektriska maskinen 14 resp. 16 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från en femte till en sjätte växel genomföras.

Den första huvudaxeln 34 roterar nu och drivs av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 varvid den första huvudaxeln 34 driver växellådans 2 utgående axel 20 via kopplingsmekanismen 96 som sammankopplar den första huvudaxeln 34 med rangeväxelns 11 ingående axel 95. Fordonet 1 framdrivs nu med en sjätte växel.

För att växla från en sjätte till en sjunde växel måste först det tredje kugghjulet 76 på sidoaxeln 18 frikopplas från sidoaxeln 18 med det tredje kopplingselementet 88, så att det tredje kugghjulet 76 kan rotera fritt i förhållande till sidoaxeln 18. Därefter frikopplas det andra kugghjulet 70 från sidoaxeln 18 med det andra kopplingselementet 86 och det fjärde kugghjulet 82 tillkopplas på sidoaxeln 18 genom det fjärde kopplingselementet 90. Då sidoaxeln 18 och det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18 uppvisar ett synkront varvtal styrs det fjärde koppling selementet 90 så att det fjärde kugghjulet 82 och sidoaxeln 18 sammankopplas.

För att genomföra växlingen från den sjätte växeln till den sjunde växeln tillkopplas det sjätte växelparet 125 till sidoaxen 18, så att sidoaxeln 18 blir direkt förbunden med rangeväxeln 11. För att åstadkomma detta styrs den andra elmaskinen 16 så att ett synkront varvtal uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det på sidoaxeln 18 lagrade sjunde kugghjulet 120. När synkront varvtal uppnåtts sammankopplas sidoaxeln 18 och det sjunde kugghjulet 120 medelst det sjunde koppling selementet 122 och den nionde kopplingshylsan 87. Framdrivning smomentet kan nu överföras från den första till den andra elektriska maskinen 14, 16 och vidare till den utgående axeln 20 via det fjärde kugghjulet 82 och det sjunde kugghjulet 120 på sidoaxeln 18 och via rangeväxeln 11. Den andra elektriska maskinen 16 kan under dessa steg drivas av elektrisk energi alstrad av den första elektriska maskinen 14. Eftersom de roterbara komponenterna 22, 26, 50 hos den första planetväxeln 10 är förbundna kan den första elektriska maskinen 14 styras till att belasta förbränningsmotorn 4 med ett negativt moment. Förbränningsmotorn 4 styrs då i sin tur till att öka sitt moment motsvarande det negativa momentet och därigenom kan den första elektriska maskinen 14 producera energi som kan driva den andra elektriska maskinen 16.

Därefter förs den tredje kopplingsenheten 128 från det mellan det tredje ringhjulet 118 och växellådshuset 126 sammankopplade läget till ett läge, som medför att det tredje ringhjulet 118 är frikopplat från växellådshuset 126. Det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 kan därmed rotera fritt. Således sker ingen momentöverföring genom rangeväxeln 11. Genom att den fjärde kopplingsenheten 130 är styrd så att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 är frikopplade från varandra samt genom att det sjätte växelparet 125 är tillkopplat sidoaxeln är därmed rangeväxeln 11 växlad till högrangeläget i vilket utväxlingen genom rangeväxeln 11 är 1:1. Utväxlingen från sidoaxeln 18 till den utgående axeln 20 kan därmed vara 1:1. Därmed har växling från lågrangeläge till högrangeläge åstadkommits utan momentavbrott och utan nyttjande av energilager.

Därefter styrs förbränningsmotorn 4, så att ett synkront varvtal uppkommer mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51, så att den andra kopplingsenheten 58 kan läggas i för att därigenom med kopplingshylsan 57 förbinda det andra solhjulet 32 med den andra planethjulshållaren 51. Fordonet 1 framdrivs nu med en sjunde växel.

Vid växling från en sjunde till en åttonde växel förbereds företrädesvis hybriddrivlinan 3 för kommande högrangeväxlar genom att först frikoppla det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 från varandra. Detta åstadkommes genom att den första elektriska maskinen 14 styrs så att inget moment överförs i den första planetväxeln 10, varefter den första koppling senheten 56 styrs, så att den frisläpper det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 från varandra. Därefter styrs den första elektriska maskinen 14, så att det tredje solhjulet 112 hos rangeväxeln 11 styrs till ett med den utgående axeln 20 synkront varvtal. När synkront varvtal har erhållits kan den fjärde kopplingsenheten 130 förskjutas så att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 förbinds. Vidare styrs kopplingsmekanismen 96 så att den första huvudaxeln 34 och den till rangeväxeln 11 ingående axeln 95 frikopplas från varandra.

För att åstadkomma en åttonde växel styrs sedan den första elektriska maskinen 14, så att synkront varvtal åstadkommes mellan det tredje kugghjulet 76 och sidoaxeln 18, varefter det tredje kugghjulet 76 tillkopplas sidoaxeln 18 medelst det tredje kopplingselementet 88. Därefter måste låsningen mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16 styrs så att momentbalans åstadkommes i den andra planetväxeln 12. Därefter styrs den andra kopplingsenheten 58, så att den frisläpper det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 från varandra. Vidare styrs förbränningsmotorn 4, så att ett synkront varvtal uppkommer mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26, för att åstadkomma en låsning mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26. Detta åstadkommes genom att den första kopplingsenheten 56 styrs, så att den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 förbinds mekaniskt med varandra. På så sätt åstadkommes en åttonde växel i ett högrangeläge.

Stegen för att växla från en åttonde växel till en nionde växel motsvarar stegen som utförs för att växla från en andra växel till en tredje växel, med skillnaden att det sjätte växelparet 125 är tillkopplat sidoaxeln 18 och att det tredje solhjulet 112 hos rangeväxeln 11 är förbundet med den tredje planethjulshållaren 114. Det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 är inte längre sammankopplat med växellådshuset 126 medelst den tredje kopplingsenheten 128 och det femte kugghjulet 92 hos det femte växelparet 21 är frikopplat från sidoaxeln 18.

Stegen att växla från en nionde växel till en tionde växel motsvarar stegen att växla från en tredje till en fjärde växel, med skillnaden att det sjätte växelparet 125 är tillkopplat sidoaxeln 18, att det tredje solhjulet 112 hos rangeväxeln 11 är förbundet med den tredje planethjulshållaren 114 samt att det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 inte längre är sammankopplat med växellådshuset 126 medelst den tredje koppling senheten 128 och det femte kugghjulet 92 hos det femte växelparet 21 är frikopplat från sidoaxeln 18.

Stegen att växla från en tionde till en elfte växel motsvarar stegen att växla från en fjärde till en femte växel, med tillägget att det sjätte växelparet 125 frikopplas från sidoaxeln 18 medelst det sjunde kopplingselementet 122 och den nionde kopplingshylsan 87. Vidare styrs kopplingsmekanismen 96 så att den första huvudaxeln 34 och den till rangeväxeln 11 ingående axeln 95 sammankopplas. Momentöverföringen sker då från rangeväxelns 11 ingående axel 95 till den utgående axeln 20 via den fjärde koppling senheten 130 och den tredje planethjulshållaren 114.

Därefter åstadkommes ytterligare växlar i högrangeläget på motsvarande sätt som i lågrangeläget, utan momentavbrott och utan nyttjande av energilager.

Alternativt förbereds inte hybriddrivlinan 3 för kommande högrangeväxlar genom att förbinda det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 vid övergången mellan den sjunde och den åttonde växeln utan vid övergången mellan en tionde växel och en elfte växel. Kopplingsmekanismen 96 sammankopplar i det fallet den första huvudaxeln 34 och den till rangeväxeln 11 ingående axeln 95 under samtliga växelsteg i högrangeläget.

Vid detta alternativ åstadkommes växlingarna från en sjunde till en åttonde växel, från en åttonde till en nionde växel samt från en nionde till en tionde växel på att ett annat sätt än i fallet när det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 är förbundna. Härvid innefattar den sjunde växeln och den nionde växeln att den andra planetväxelns 12 roterbara komponenter 32, 51 är förbundna och det första kugghjulet 64 och det tredje kugghjulet 76 är frikopplade från sidoaxeln 18. De med den första planetväxeln 10 och den utgående axeln 20 anslutna växelparen 60, 72 är således i neutralläge. Den åttonde växeln och den tionde växeln innefattar att den andra planetväxelns 12 roterbara komponenter 32, 51 är frikopplade från varandra och det första kugghjulet 64 eller det tredje kugghjulet 76 är tillkopplat sidoaxeln 18. Den första planetväxelns 10 roterbara komponenter 26, 50 är hela tiden förbundna under detta alternativa växlingsförfarande, det femte kugghjulet 92 hos det femte växelparet 21 är frikopplat från sidoaxeln 18 och kopplingsmekanismen 96 sammankopplar den första huvudaxeln 34 och den till rangeväxeln 11 ingående axeln 95. Vidare är det sjätte växelparet 125 tillkopplat sidoaxeln 18. För att växla från en växel till en annan passeras därmed alltid ett läge där den andra planetväxelns 12 roterbara komponenter 32, 51 är frikopplade och det första kugghjulet 64 och det tredje kugghjulet 76 är frikopplade från sidoaxeln 18. 1 detta läge åstadkommes momentet hos den utgående axeln 20 medelst den andra elektriska maskinen 16 via den andra planetväxeln 12 och det sjätte växelparet 125. Samtidigt kan den första elektriska maskinen 14 alstra elektrisk energi till den andra elektriska maskinen 16 genom att styras till att belasta förbränningsmotorn 4 med ett negativt moment. Förbränningsmotorn 4 styrs då i sin tur till att öka sitt moment motsvarande det negativa momentet.

Exempelvis åstadkommes växling från den sjunde växeln till den åttonde växeln i detta fall genom att det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 frikopplas. Detta åstadkommes genom att den första och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16 styrs så att momentbalans åstadkommes i den andra planetväxeln 12. Därefter styrs den andra kopplingsenheten 58, så att den frisläpper det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 från varandra. Vidare styrs förbränningsmotorn 4 så att ett synkront varvtal åstadkommes mellan det tredje kugghjulet 76 och sidoaxeln 18, varefter det tredje kugghjulet 76 tillkopplas sidoaxeln 18 medelst det tredje koppling selementet 88.

Att växla från en tionde till en elfte växel motsvarar i detta fall stegen att växla från en fjärde till en femte växel, med tillägget att det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 frikopplas från varandra. Därefter styrs den första elektriska maskinen 14, så att det tredje solhjulet 112 hos rangeväxeln 11 styrs till ett med den utgående axeln 20 synkront varvtal. När synkront varvtal har erhållits kan den fjärde kopplingsenheten 130 förskjutas så att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 förbinds. Vidare frikopplas det sjätte växelparet 125 från sidoaxeln 18 medelst det sjunde koppling selementet 122 och den nionde kopplingshylsan 87. Därefter styrs förbränningsmotorn så att synkront varvtal uppkommer mellan två roterbara komponenter 28, 32, 51 hos den andra planetväxeln 12. På så sätt kan de två roterbara komponenterna 28, 32, 51 enkelt förbindas medelst en andra kopplingsenhet 58.

Det är möjligt att realisera ett antal ytterligare växelsteg när rangeväxeln 11 är växlad till högrangeläget. Företrädesvis är utväxlingsförhållandet mellan det sjunde kugghjulet 120 och kuggkransen 124 på rangeväxelns 11 planethjulshållare lika stort som utväxlingsförhållandet mellan det femte och sjätte kugghjulet. Därmed erhålles väsentligen lika stora steg mellan växlarna i växellådan oavsett om rangeväxeln 11 är växlad i lågrangeläget eller i högrangeläget.

För att växla i motsatt ordning, det vill säga från ett högrangeläge till ett lågrangeläge utförs växelstegen ovan väsentligen i den omvända ordningen.

Enligt utförandet ovan anges att växellådan 2 innefattar på huvudaxlar 34, 36 resp. sidoaxel 18 anordnade kugghjulsdrev 62, 68, 74, 80 och kugghjul 64, 70, 76, 82 för att överföra varvtal och moment. Det är dock möjligt att använda en annan typ av transmission, såsom kedje- och remtransmissioner för att överföra varvtal och moment i växellådan 2.

Transmissionsanordningen 19 uppvisar enligt utföringsexemplet ovan fyra växelpar 60, 66, 72, 78. Dock kan transmissionsanordningen 19 innefatta ett godtyckligt antal växelpar.

Enligt fig. 3 illustreras hybriddrivlinan 3 enligt fig. 2a i en förenklad vy där vissa komponenter har uteslutits för tydlighetens skull. G1 i Fig. 3 utgörs av åtminstone ett med den första huvudaxeln 34 och därmed den första planetväxeln 10 anslutet växelpar och G2 utgörs av åtminstone ett med den andra huvudaxeln 36 och därmed den andra planetväxeln 12 anslutet växelpar. Dessa växelpar G1, G2 är även anslutna till den utgående axeln 20 via sidoaxeln 18. G1 respektive G2 kan utgöras av ett eller flera växelpar. Det med den första planetväxeln 10 anslutna växelparet G1 kan exempelvis utgöras av det första växelparet 60 och/eller det tredje växelparet 72, som beskrivs i Fig. 2a. Det med den andra planetväxeln 12 anslutna växelparet G2 kan exempelvis utgöras av det andra växelparet 66 och/eller det fjärde växelparet 78, som beskrivs i Fig. 2a. Vidare visas åtminstone ett med rangeväxelns 11 ingående axel 95 och sidoaxeln 18 anslutet växelpar G3, vilket kan utgöras av det femte växelparet 21, som finns beskrivet i Fig. 2. G3 kan utgöras av ett eller flera växelpar. G5 avser det sjätte växelparet 125 som bildas av det sjunde kugghjulet 120 på sidoaxeln och kuggkransen 124 på rangeväxelns 1 1 tredje planethjulshållare 114. Vidare visas den fjärde kopplingsenheten 130 vilken är anordnad för att möjliggöra att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 kan förbindas i ett högrangeläge.

Fig. 4a visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra en hybriddrivlina 3 för att åstadkomma växling till ett högrangeläge utan momentavbrott, varvid hybriddrivlinan 3 innefattar en förbränningsmotor 4; en växellåda 2 innefattande en ingående axel 8 och en utgående axel 20; en rangeväxel 11 kopplad till den utgående axeln 20; en första planetväxel 10, som är kopplad till den ingående axeln 8; en andra planetväxel 12, som är kopplad till den första planetväxeln 10; en första elektrisk maskin 14, som är kopplad till den första planetväxeln 10; en andra elektrisk maskin 16, som är kopplad till den andra planetväxeln 12; åtminstone ett med den första planetväxeln 10 och den utgående axeln 20 anslutet växelpar 60, 72; och åtminstone ett med den andra planetväxeln 12 och den utgående axeln 20 anslutet växelpar 66, 78, varvid förbränningsmotorn 4 är förbunden med den första planetväxeln 10 via den ingående axeln 8, och varvid rangeväxeln 11 innefattar en tredje planetväxel 110 med ett tredje solhjul 112 och en tredje planethjulshållare 114, och att en fjärde koppling senhet 130 är anordnad att förbinda och frigöra det tredje solhjulet 112 med/från den tredje planethjulshållaren 1 14. Förfarandet innefattar stegen att: a) tillse att två roterbara komponenter 22, 26, 50 hos den första planetväxeln 10 är förbundna; b) tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln 12 och den utgående axeln 20 anslutna växelparet 66, 78 är tillkopplat; c) tillse att den första planetväxeln 10 är förbunden med en till rangeväxeln 11 ingående axel 95 medelst en kopplingsmekanism 96; d) tillse att den fjärde koppling senheten 130 är styrd, så att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 är frikopplade från varandra; e) tillkoppla ett mellan en sidoaxel 18 och rangeväxeln 11 anordnat sjätte växelpar 125 till sidoaxeln 18, så att sidoaxeln 18 är förbunden med den utgående axeln 20 via rangeväxeln 11; f) frikoppla en hos rangeväxeln 11 roterbar komponent 118 från ett kring rangeväxeln 11 åtminstone delvis omgivande växellådshus 126; och g) förbinda två roterbara komponenter 28, 32, 51 hos den andra planetväxeln 12.

På så sätt åstadkommes styrning av hybriddrivlinan 3, så att ett växelsteg till ett högrangeläge erhålles utan momentavbrott. Högrangeläge åstadkommes således utan att synkronisering av rangeväxeln 11 är nödvändig i detta skede, genom att tillkoppla det sjätte växelparet 125 och genom att tillse att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 är frikopplade från varandra.

Rangeväxeln innefattar lämpligen en tredje planetväxel 110 med ett tredje solhjul 112, en tredje planethjulshållare 114 och ett tredje ringhjul 118.

Förfarandet innefattar lämpligen det ytterligare steget att efter steget f) och före steget g): h) styra förbränningsmotorn 4, så att synkront varvtal uppkommer mellan två roterbara komponenter 28, 32, 51 hos den andra planetväxeln 12. På så sätt kan de två roterbara komponenterna 28, 32, 51 enkelt förbindas medelst en andra kopplingsenhet 58 i steget g).

Lämpligen inleds förfarandet när framdrivning sker på en växel i ett lågrangeläge. Således är en hos en rangeväxel 11 roterbar komponent 118 förhindrad att rotera. Det hos den tredje planetväxeln anordnade tredje ringhjulet 118 är lämpligen förbundet med ett växellådshus 126 och är därmed förhindrat att rotera. På så sätt tillses att rangeväxeln är i ett lågrangeläge. Genom att utföra förfarandestegen a)-c) tillses att framdrivning sker via en växel i ett lågrangeläge, från vilken växling till ett högrangeläge är möjlig utan momentavbrott.

Lämpligen innefattar steg a) att tillse att ett första solhjul 26 hos den första planetväxeln 10 samt en första planethjulshållare 50 hos den första planetväxeln 10 är förbundna medelst en första koppling senhet 56. Vidare innefattar lämpligen steg f) att ett andra solhjul 32 hos den andra planetväxeln 12 och en andra planethjulshållare 51 hos den andra planetväxeln 12 förbinds medelst en andra koppling senhet 58.

Steg c) innefattar lämpligen att tillse att den med den första planetväxeln 10 förbundna första huvudaxeln 34 är förbunden med rangeväxelns ingående axel 95 medelst koppling smekanismen 96.

Förfarandestegen a), b) och c) kan utföras i godtycklig ordning eller parallellt.

Företrädesvis innefattar steget f) att frikoppla det tredje ringhjulet 118 hos rangeväxeln 11 från det kring rangeväxeln 11 åtminstone delvis omgivande växellådshuset 126. Genom att frikoppla den hos rangeväxeln roterbara komponenten 118 från växellådshuset 126 så att den tillåts rotera är rangeväxeln 11 ej längre i lågrangeläge. Då det sjätte växelparet 125 tidigare har tillkopplats sidoaxeln 18 i steg d) innebär vidare frikopplingen av den hos rangeväxeln 11 roterbara komponenten 118 att rangeväxeln 11 erhåller ett högrangeläge.

Fämpligen innefattar stegen f) och g) att ett drivmoment alstras medelst den andra elektriska maskinen 16. Det sjätte växelparet 125 innefattar företrädesvis ett i ingrepp med varandra sjunde kugghjul 120 och ett med den tredje planethjulshållaren 110 anordnat åttonde kugghjul 124, vilket sjunde kugghjul 120 är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln 18. Den tredje planethjulshållaren 114 är vidare förbunden med den utgående axeln 20. Genom förfarandet erhålles således vridmoment hos den utgående axeln 20 medelst den andra elektriska maskinen 16 via det med den andra planetväxeln anslutna växelparet 66, 78, till sidoaxeln 18 och vidare via det sjätte växelparet 125 till rangeväxelns tredje planethjulshållare 114 och slutligen till den utgående axeln 20.

Företrädesvis innefattar steget e) att tillkoppla det sjätte växelparet 125 till sidoaxeln 18 genom att styra den andra elektriska maskinen 16, så att ett synkront varvtal mellan sidoaxeln 18 och ett hos det sjätte växelparet 125 på sidoaxeln 18 anordnat sjunde kugghjul 120.

Enligt en utföringsform innefattar stegen e)-f) att den andra elektriska maskinen 16 drivs av elektrisk energi alstrad av den första elektriska maskinen 14. På så sätt åstadkommes växling till ett högrangeläge utan momentavbrott, utan synkroniseringsanordningar, samt utan nyttjande av något energilager.

När stegen a)-g) har genomförts framdrivs hybriddrivlinan 3 på en växel i ett högrangeläge, varvid högrangeläget har erhållits genom att frikoppla det tredje ringhjulet 118 från växellådshuset 126, frikoppla det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 från varandra och genom att tillkoppla det sjätte växelparet 125. Genom att förbinda det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 kan ytterligare växlar i högrangeläge åstadkommas.

Figur 4b visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra en hybriddrivlina 3 för att åstadkomma växling till ett högrangeläge utan momentavbrott. Hybriddrivlinan 3 är utformad såsom beskrivet i figur 4a och förfarandet innefattar de i figur 4a beskrivna förfarandetstegen. När förfarandestegen a) till g) har utförts framdrivs hybriddrivlinan 3 på en växel i ett högrangeläge. För att åstadkomma ytterligare växlar i högrangeläge innefattar förfarandet enligt uppfinningen lämpligen de ytterligare stegen att efter steg g): i) tillse att de roterbara komponenterna 22, 26, 50 hos den första planetväxeln 10 är frikopplade från varandra; j) styra den första elektriska maskinen 14, så att det tredje solhjulet 112 hos rangeväxeln 11, vilket är förbundet med den till rangeväxeln ingående axeln 95, styrs till ett med den utgående axeln 20 synkront varvtal; och k) förbinda det tredje solhjulet 112 med den tredje planethjulshållaren 114 hos rangeväxeln 11 medelst den fjärde kopplingsenheten 130.

Genom att tillse att den första planetväxelns 10 roterbara komponenter 22, 26, 50 är frikopplade kan den första elektriska maskinen 14 sedan styras för att åstadkomma synkront varvtal mellan det tredje solhjulet 112 och den utgående axeln 20. När synkront varvtal är erhållet kan det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 förbindas medelst den fjärde kopplingsenheten 130. På så sätt inställs hybriddrivlinan 3 för ytterligare växelsteg i högrangeläge utan momentavbrott, utan synkroniseringsanordningar och utan nyttjande av energilager.

Stegen i) till k) kan utföras omedelbart i anslutning till steg f). Alternativt utförs ett eller flera växlingssteg mellan steget f) och stegen i) till k). Förfarandet att växla från en lågrangeväxel till en högrangeväxel, samt från en högrangeväxel till en annan beskrivs i samband med beskrivningen av figur 2a-b.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar förfarandet vidare steget att efter steget k): 1) frikoppla den första planetväxeln 10 från den till rangeväxeln 11 ingående axeln 95 medelst kopplingsmekanismen 96.

Eftersom den första planetväxelns 10 roterbara komponenter 22, 26, 50 är frikopplade från varandra och synkront varvtal är erhållet mellan det tredje solhjulet 112 och den utgående axeln 20 är det därefter lämpligt att förskjuta kopplingsmekanismen 96 mellan rangeväxelns 1 1 ingående axel 95 och den första planetväxeln 10, så att den första planetväxeln 10 och rangeväxelns ingående axel 95 inte lägre är förbundna. Därmed kan växlar i högrangeläge åstadkommas där momentet till den utgående axeln 20 överförs via sidoaxeln 18 och det sjätte växelparet 125 samtidigt som den första planetväxeln 10 och rangeväxelns ingående axel 95 är frikopplade från varandra.

Förfarandet kan även innefatta de ytterligare stegen att efter steg 1): m) tillkoppla det åtminstone ena med den första planetväxeln 10 och den utgående axeln 20 anslutna växelparet 60, 72; n) frikoppla de roterbara komponenterna 28, 32, 51 hos den andra planetväxeln 12; och o) förbinda de roterbara komponenterna 22, 26, 50 hos den första planetväxeln 10.

På så sätt åstadkommes iläggning av en växel i högrangeläge. Växeln kan motsvara den åttonde växeln beskriven i samband med beskrivningen av figur 2a-b i fallet där det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 förbinds i övergången mellan en sjunde växel och en åttonde växel.

Vidare kan förfarandet innefatta att frikoppla det sjätte växelparet 125 från sidoaxeln 18. Förfarandet kan också innefatta att återigen sammankoppla den första planetväxeln 10 och rangeväxelns ingående axel 95 medelst kopplingsmekanismen 96. Genom att först tillse att det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 är förbundna medelst den fjärde koppling senheten 130 kan det sjätte växelparet 125 frikopplas och rangeväxelns ingående axel 95 kan sammankopplas med den första planetväxeln 10 utan momentavbrott. På så sätt kan växling till växlar i högrangeläge åstadkommas utan momentavbrott.

I alternativet att inte förbinda det tredje solhjulet 112 och den tredje planethjulshållaren 114 i övergången mellan en sjunde växel och en åttonde växel är den första planetväxeln 10 och rangeväxelns ingående axel 95 förbundna under hela växlingsförloppet i högrangeläge. Således utförs inte steg 1) efter steg k). Istället innefattar då förfarandet att efter steg k) frikoppla det sjätte växelparet 125 från sidoaxeln 18 medelst det sjunde kopplingselementet 122 och den nionde koppling shylsan 87.

Enligt uppfinningen tillhandahålles ett i styrenheten 48 och/eller datom 53 lagrat datorprogram P, som kan innefatta rutiner för att styra hybriddrivlinan 3 enligt föreliggande uppfinning.

Programmet P kan vara lagrat på ett exekverbart vis eller på komprimerat vis i ett minne M och/eller i ett läs/skrivminne.

Uppfinningen avser också en datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra förfarandestegen ovan, när nämnda programkod körs på styrenheten 48 eller dator 53 ansluten till styrenheten 48. Nämnda programkod kan vara icke flyktigt lagrad på nämnda av en dator 53 läsbara medium.

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

Claims

Patentkrav

1. Hybriddrivlina, innefattande en förbränningsmotor (4); en växellåda (2) med en ingående axel (8) och en utgående axel (20); en rangeväxel (11) kopplad till den utgående axeln (20); en första planetväxel (10), som är kopplad till den ingående axeln (8); en andra planetväxel (12), som är kopplad till den första planetväxeln (10); en första elektrisk maskin (14), som är kopplad till den första planetväxeln (10); en andra elektrisk maskin (16), som är kopplad till den andra planetväxeln (12); åtminstone ett med den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (60, 72); och åtminstone ett med den andra planetväxeln (12) och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (66, 78), varvid förbränningsmotorn (4) är förbunden med den första planetväxeln (10) via den ingående axeln (8) och varvid en sidoaxel (18) är anordnad mellan den respektive första och andra planetväxeln (10, 12) och den utgående axeln (20), kännetecknad av att rangeväxeln (11) innefattar en tredje planetväxel (110) med ett tredje solhjul (112) och en tredje planethjulshållare (114), att en fjärde koppling senhet (130) är anordnad att förbinda och frigöra det tredje solhjulet (112) med/från den tredje planethjulshållaren (114), att den första planetväxeln (10) är förbunden med en till rangeväxeln (11) ingående axel (95) medelst en kopplingsmekanism (96), och att sidoaxeln (18) är förbunden med den utgående axeln (20) via rangeväxeln (11).

2. Hybriddrivlina enligt krav 1, kännetecknad av att den fjärde kopplingsenheten (130) innefattar en splinesförsedd kopplingshylsa (132), som är axiellt förskjutbar på det tredje solhjulet (112) och den tredje planethjulshållaren (114).

3. Hybriddrivlina enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att den tredje planethjulshållaren (114) är förbunden med den utgående axeln (20).

4. Hybriddrivlina enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att ett sjätte växelpar (G5, 125) är anordnat mellan sidoaxeln (18) och den tredje planethjulshållaren (114).

5. Hybriddrivlina enligt krav 4, kännetecknad av att det sjätte växelparet (G5, 125) innefattar ett i ingrepp med varandra sjunde kugghjul (120) och ett med den tredje planethjulshållaren (114) anordnat åttonde kugghjul (124), vilket sjunde kugghjul (120) är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18).

6. Förfarande för att styra en hybriddrivlina för att åstadkomma växling till ett högrangeläge utan momentavbrott, varvid hybriddrivlinan (3) innefattar en förbränningsmotor (4); en växellåda (2) med en ingående axel (8) och en utgående axel (20); en rangeväxel (11) kopplad till den utgående axeln (20); en första planetväxel (10), som är kopplad till den ingående axeln (8); en andra planetväxel (12), som är kopplad till den första planetväxeln (10); en första elektrisk maskin (14), som är kopplad till den första planetväxeln (10); en andra elektrisk maskin (16), som är kopplad till den andra planetväxeln (12); åtminstone ett med den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (60, 72); och åtminstone ett med den andra planetväxeln (12) och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (66, 78), varvid förbränningsmotorn (4) är förbunden med den första planetväxeln (10) via den ingående axeln (8), och varvid rangeväxeln (11) innefattar en tredje planetväxel (110) med ett tredje solhjul (112) och en tredje planethjulshållare (114), och att en fjärde koppling senhet (130) är anordnad att förbinda och frikoppla det tredje solhjulet (112) med/från den tredje planethjulshållaren (114), kännetecknat av stegen att: a) tillse att två roterbara komponenter (22, 26, 50) hos den första planetväxeln (10) är förbundna; b) tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln (12) och den utgående axeln (20) anslutna växelparet (66, 78) är tillkopplat; c) tillse att den första planetväxeln (10) är förbunden med en till rangeväxeln (11) ingående axel (95) medelst en kopplingsmekanism (96); d) tillse att den fjärde koppling senheten (130) är styrd så att det tredje solhjulet (112) och den tredje planethjulshållaren (114) är frikopplade från varandra; e) tillkoppla ett mellan en sidoaxel (18) och rangeväxeln (11) anordnat sjätte växelpar (G5, 125) till sidoaxeln (18), så att sidoaxeln (18) är förbunden med den utgående axeln (20) via rangeväxeln (11); f) frikoppla en hos rangeväxeln (11) roterbar komponent (118) från ett kring rangeväxeln (11) åtminstone delvis omgivande växellådshus (126); och g) förbinda två roterbara komponenter (28, 32, 51) hos den andra planetväxeln (12).

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av det ytterligare steget att efter steget f) och före steget g): h) styra förbränningsmotorn (4), så att synkront varvtal uppkommer mellan två roterbara komponenter (28, 32, 51) hos den andra planetväxeln (12).

8. Förfarande enligt något av krav 6-7, kännetecknat av att i steget f) är den hos rangeväxeln (11) roterbara komponenten (118) som Mkopplas ett tredje ringhjul (118).

9. Förfarande enligt något av krav 6-8, kännetecknat av att under stegen f)-g) alstra ett drivmoment medelst den andra elektriska maskinen (16).

10. Förfarande enligt något av krav 6-9, kännetecknat av att i steget e) tillkopplas det sjätte växelparet (G5, 125) till sidoaxeln (18) genom att ett synkront varvtal alstras medelst den andra elektriska maskinen (16) mellan sidoaxeln (18) och ett hos det sjätte växelparet (G5, 125) på sidoaxeln (18) anordnat sjunde kugghjul (120).

11. Förfarande enligt något av krav 6-10, kännetecknat av att i stegen e)-f) drivs den andra elektriska maskinen (16) av elektrisk energi alstrad av den första elektriska maskinen (14).

12. Förfarande enligt något av krav 6-11, kännetecknat av det ytterligare stegen att efter steg g): i) tillse att de roterbara komponenterna (22, 26, 50) hos den första planetväxeln (10) är frikopplade från varandra; j) styra den första elektriska maskinen (14), så att det tredje solhjulet (112) hos rangeväxeln (11), vilket är förbundet med den till rangeväxeln (11) ingående axeln (95), styrs till ett med den utgående axeln (20) synkront varvtal; och k) förbinda det tredje solhjulet (112) med en tredje planethjulshållare (114) hos rangeväxeln (11) medelst den fjärde kopplingsenheten (130).

13. Förfarande enligt krav 12, kännetecknat av det ytterligare steget att efter steg k): 1) frikoppla den första planetväxeln (10) från den till rangeväxeln (11) ingående axeln (95) medelst kopplingsmekanismen (96).

14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av de ytterligare stegen att efter steg 1): m) tillkoppla det åtminstone ena med den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20) anslutna växelparet (60, 72); n) frikoppla de roterbara komponenterna (28, 32, 51) hos den andra planetväxeln (12); och o) förbinda de roterbara komponenterna (22, 26, 50) hos den första planetväxeln (10).

15. Förfarande enligt något av krav 6-14, kännetecknat av att det åtminstone ena med den första planetväxeln (10) anslutna växelparet (60, 72) innefattar ett i ingrepp med varandra kugghjulsdrev (62, 74) och ett kugghjul (64, 76), vilket kugghjulsdrev (62, 74) är fast anordnat med den första planetväxeln (10) och vilket kugghjul (64, 76) är till- och frånkopplingsbart anordnat på en sidoaxel (18), varvid steget b) innefattar att tillse att kugghjulet (64, 76) är frånkopplat sidoaxeln (18).

16. Förfarande enligt något av krav 6-15, kännetecknat av att det åtminstone ena med den andra planetväxeln (12) anslutna växelparet (66, 78) innefattar ett i ingrepp med varandra kugghjulsdrev (68, 80) och ett kugghjul (70, 82), vilket kugghjulsdrev (68, 80) är fast anordnat med den andra planetväxeln (12) och vilket kugghjul (70, 82) är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18), varvid steget b) innefattar att tillse att kugghjulet (70, 82) är tillkopplat sidoaxeln (18).

17. Förfarandet enligt något av krav 6-16, kännetecknat av att ett femte växelpar (G3, 21) innefattar ett i ingrepp med varandra femte och sjätte kugghjul (92; 94), vilket femte kugghjul (92) är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18) medelst ett femte kopplingselement (93), varvid steget b) innefattar att tillse att det femte (92) kugghjulet är frånkopplat sidoaxeln (18).

18. Fordon med en hybriddrivlina, kännetecknat av att fordonet (1) innefattar en hybriddrivlina (3) enligt något av kraven 1-5.

19. Datorprogram (P) för att styra en växellåda (2), där nämnda datorprogram (P) innefattar programkod för att orsaka en elektronisk styrenhet (48) eller en dator (53) ansluten till den elektroniska styrenheten (48) att utföra stegen enligt något av patentkraven 6-17.

20. Datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra förfarandestegen enligt något av patentkraven 6-17, när nämnda programkod körs på en elektronisk styrenhet (48) eller en dator (53) ansluten till den elektroniska styrenheten (48).