SE540406C2

SE540406C2 - Förfarande för att styra en hybriddrivlina, fordon med en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod

Info

Publication number: SE540406C2
Application number: SE1451147A
Authority: SE
Inventors: Bergquist Mikael; Björkman Mathias; Lindström Johan; Pettersson Niklas
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2018-09-11
Also published as: US10821978B2; KR20170058415A; US20170291607A1; WO2016053170A1; EP3201025B1; SE1451147A1; BR112017005292A2; EP3201025A1

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande för att styra en hybriddrivlina (3), innefattande en förbränningsmotor (4), en växellåda (2) med en ingående axel (8) och en utgående axel (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). Förfarandet innefattar stegen att: tillse att hos den första planetväxeln (10) ingående rörliga delar (22, 26, 50) är frikopplade från varandra och/eller att hos den andra planetväxeln (12) ingående rörliga delar (28, 32, 51) är frikopplade från varandra; tillse att en hos förbränningsmotorn (4) utgående axel (97) förhindras att rotera; och styra den första elektriska maskinen (14) och/eller den andra elektriska maskinen (16), så att ett negativt moment åstadkommes hos den utgående axeln (20).Uppfinningen avser också ett fordon (1) innefattande en hybriddrivlina (3), ett datorprogram (P) för att styra en hybriddrivlina (3) samt en datorprogramprodukt innefattande programkod för en elektronisk styrenhet (48) eller annan dator (53) för att implementera förfarandet enligt uppfinningen.

Description

Förfarande för att styra en hybriddrivlina, fordon med en sådan hybriddrivlina, datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod.

UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för att styra en hybriddrivlina enligt patentkravets 1 ingress. Uppfinningen avser också ett fordon, som innefattar en sådan hybriddrivlina enligt patentkravets 10 ingress, ett datorprogram för att styra en sådan hybriddrivlina enligt patentkravets 11 ingress, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod enligt patentkravets 12 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 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 växellåda. Denna komponent hos planetväxeln roterar således med samma varvtal som den ingående axeln till växellådan. 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 växellådan 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 växellådan 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 växellådan det önskade varvtalet.

Genom att sammankoppla förbränningsmotorns utgående axel, den elektriska maskinens rotor och växellådans ingående axel med en planetväxel kan den konventionella koppling smekanismen undvikas. Vid acceleration av fordonet skall ett ökat vridmoment levereras från förbränning smo tom och den elektriska maskinen till växellådan 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 växellådan och vidare till fordonets drivhjul. Därmed är det högsta överförbara momentet till växellådan 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 slamellema 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. När momenttillskott i hybriddrivlinan behövs eller när energilagret måste uppladdas måste förbränningsmotorn startas snabbt och effektivt.

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. Planetväxlarna 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 planetväxlarna 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 hybriddrivlina, för att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln på ett fördelaktigt sätt.

Syftet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma ett nytt och fördelaktigt förfarande för att styra en hybriddrivlina. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln på ett fördelaktigt sätt. Ännu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett nytt och fördelaktigt datorprogram för styrning av en hybriddrivlina.

Dessa syften uppnås med det i inledningen angivna förfarandet, vilkenkännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med det i inledningen angivna fordonet, vilketkännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 10 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med datorprogrammet för styrning av hybriddrivlinan, vilketkännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 11kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med datorprogramprodukten för styrning av hybriddrivlinan, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 12kännetecknande del.

Med förfarandet enligt uppfinningen erhålls ett effektivt och tillförlitligt förfarande för styrning av en hybriddrivlina, innefattande en förbränningsmotor, en växellåda med en ingående axel och en utgående axel; 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. Förfarandet innefattar lämpligen steget att tillse att hos den första planetväxeln ingående rörliga delar är frikopplade från varandra och/eller att hos den andra planetväxeln ingående rörliga delar är frikopplade från varandra. Förfarandet innefattar vidare stegen att tillse att en hos förbränningsmotorn utgående axel förhindras att rotera, och att styra den första elektriska maskinen och/eller den andra elektriska maskinen, så att ett negativt moment åstadkommes hos den utgående axeln. Det negativa momentet hos den utgående axeln verkar för att åstadkomma en negativ varvtalsriktning hos den utgående axeln. En negativ varvtalsriktning hos den utgående axeln innebär, när hybriddrivlinan är anordnad hos ett fordon, att den utgående axeln roterar i en riktning, som är motriktad varvtalsriktningen vid framförande av fordonet framåt. På så sätt kan fordonet framföras bakåt, utan att iläggning av en särskild backväxel erfordras.

Att de hos den första planetväxeln ingående rörliga delarna är frikopplade från varandra innebär lämpligen att ett hos den första planetväxeln anordnat första solhjul och en första planethjulshållare är frikopplade från varandra. På samma sätt innebär lämpligen att de hos den andra planetväxeln ingående rörliga delarna är frikopplade från varandra att ett hos den andra planetväxeln anordnat andra solhjul och en andra planethjulshållare är frikopplade från varandra. Att de rörliga delarna hos respektive planetväxel är frikopplade från varandra definieras som att de rörliga delarna inte är låsta till varandra.

Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar förfarandet att först besluta om den första elektriska maskinen och/eller den andra elektriska maskinen ska styras för att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln. Därefter frikopplas de rörliga delarna hos den första planetväxeln i de fall där den första elektriska maskinen ska styras för att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln och de rörliga delarna frikopplas således hos den andra planetväxeln i de fall där den andra elektriska maskinen ska styras för att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln.

En första och andra koppling senhet är anordnad mellan planethjulshållare och solhjul hos respektive planetväxel. Kopplingsenheterna har till uppgift att fastlåsa respektive planethjulshållare med solhjulet. När planethjulshållaren och solhjulet är förbundna med varandra kommer kraften från förbränningsmotorn att passera genom planethjulshållaren, koppling senheten, solhjulet och vidare till växellådan, vilket medför att planethjulen inte upptar moment. Detta medför att planethjulens dimension kan anpassas enbart till den elektriska maskinens moment istället för förbränningsmotorns moment, vilket i sin tur medför att planethjulen kan utföras med mindre dimensioner. Således erhålles en drivanordning enligt uppfinningen som har en kompakt konstruktion, låg vikt och låg tillverkningskostnad.

För att frikoppla en planetväxels planethjulshållare och solhjul från varandra styrs den första och/eller den andra elektriska maskinen, så att momentbalans åstadkommes i planetväxeln. 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 koppling senhet inget moment mellan planetväxelns delar när momentbalans råder. Därmed kan kopplingsenheten på ett enkelt sätt förskjutas och planetväxelns ingående delar frikopplas.

Koppling senhetema 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.

Förbränningsmotorns utgående axel är förbunden med den hos den första planetväxeln anordnade första planethjulshållaren och steget att förhindra rotation av den utgående axeln innefattar lämpligen att tillse att en låsanordning är låst, så att planethjulshållaren är låst till växellådans växelhus. Om förbränningsmotorn roterar vid initiering av det häri beskrivna förfarandet, styrs lämpligen förbränningsmotorn och/eller den första elektriska maskinen och/eller den andra elektriska maskinen så att förbränningsmotorns utgående axel väsentligen står still, före låsanordningen låses. Genom att medelst låsanordningen fastlåsa förbränningsmotorns utgående axel och den första planethjulshållaren med växellådans hus blir växellådan och därmed fordonet anpassat för elektrisk drift av de elektriska maskinerna. De elektriska maskinerna avger således ett vridmoment till växellådans utgående axel. Alternativt innefattar steget att förhindra rotation av förbränningsmotorns utgående axel att ett bromselement anordnat i förbindelse med den utgående axeln styrs, så att förbränningsmotorns utgående axel bromsas till stillastående.

De elektriska maskinerna, som är kopplade till planetväxlarna kan generera ström och/eller tillföra moment beroende på önskat drifttillstånd. De elektriska maskinerna kan också under vissa driftstillfällen förse varandra med ström.

Den första planethjulshållaren hos den första planetväxeln är förbunden med det andra solhjulet hos den andra planetväxeln, det första solhjulet hos den första planetväxeln är förbundet med en första huvudaxel och den andra planethjulshållaren hos den andra planetväxeln är förbunden med en andra huvudaxel. På så sätt erhålles en transmission som växlar utan momentavbrott.

Växellådan är företrädesvis försedd med ett antal växelpar, som innefattar med en sidoaxel mekaniskt lås- och frikopplingsbara kugghjul. Därmed erhålles ett antal fasta växelsteg, som kan växlas utan momentavbrott. De på sidoaxeln låsbara kugghjulen medför också att en kompakt konstruktion med hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet erhålles. Alternativt kan hos växelparen förkommande kugghjulsdrev anordnas lås- och frikopplingsbara på den första eller andra huvudaxeln.

Lämpligen 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 en sidoaxel.

Lämpligen 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.

Växelparen har var och ett en utväxling, som är anpassad till fordonets önskade köregenskaper. Växelparet med den högsta utväxlingen, i förhållande till de övriga växelparen, är lämpligen inkopplat när den lägsta växeln är ilagd.

Med växellådan enligt uppfinningen kan konventionella slirkopplingar mellan förbränningsmotorn och växellådan undvikas.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommes det negativa momentet hos den utgående axeln genom att, före frikopplingen av den första och/eller den andra planetväxelns rörliga delar, tillse att en med den första planetväxeln ansluten första huvudaxel och den utgående axeln är sammankopplade medelst en kopplingsmekanism. På så sätt åstadkommes en direktväxel där den första elektriska maskinen utan något tillkopplat växelpar kan åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln. Lämpligen åstadkommes sammankopplingen mellan den första huvudaxeln och den utgående axeln genom att åstadkomma ett synkront varvtal mellan den första huvudaxeln och den utgående axeln, varvid kopplingsmekanismen förskjuts, så att den sammankopplar den första huvudaxeln och den utgående axeln.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommes det negativa momentet hos den utgående axeln genom att, före frikopplingen av den första och/eller den andra planetväxelns rörliga delar, tillse att det åtminstone ena med den första planetväxeln anslutna växelparet är tillkopplat sidoaxeln och att ett med den utgående axeln kopplat femte växelpar är tillkopplat sidoaxeln.

Företrädesvis innefattar steget att styra den första elektriska maskinen och/eller den andra elektriska maskinen, så att ett negativt moment åstadkommes hos den utgående axeln, att styra den första elektriska maskinen, för att åstadkomma en rotation av den första elektriska maskinen i en första riktning, varvid den utgående axeln bringas att rotera i en motsatt andra riktning. Den första riktningen är en positiv riktning. Lämpligen styrs den första elektriska maskinen till att avge ett positivt moment, så att rotation av den första elektriska maskinen i den första riktningen åstadkommes. Det positiva momentet från den första elektriska maskinen verkar på det första solhjulet och därmed den första huvudaxeln så att de kan rotera i en andra riktning, motsatt den första riktningen. Det vill säga, det positiva momentet från den första elektriska maskinen resulterar i att det första solhjulet och därmed med den första huvudaxeln kan erhålla en negativ varvtalsriktning. I de fall då den första huvudaxeln och den utgående axeln är sammankopplade medelst en kopplingsmekanism erhåller den utgående axeln således samma negativa varvtalsriktning som den första huvudaxeln. I de fall där ett med den första planetväxeln anslutet växelpar är tillkopplat sidoaxeln och det med den utgående axeln kopplade femte växelparet är tillkopplat sidoaxeln, medför en negativ varvtalsriktning hos den första huvudaxeln att sidoaxeln kommer erhålla en positiv varvtalsriktning. Då sidoaxeln är förbunden med den utgående axeln via det femte växelparet kommer en positiv varvtalsriktning hos sidoaxeln medföra att den utgående axeln erhåller en negativ varvtalsriktning. Genom att styra den första elektriska maskinen så att den genererar ett positivt moment åstadkommes således en negativ varvtalsriktning hos den utgående axeln på ett flexibelt sätt.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning innefattar förfarandet det ytterligare steget att, före frikopplingen av den första och/eller den andra planetväxelns rörliga delar, tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln anslutna växelparet är tillkopplat sidoaxeln och att det med den utgående axeln kopplade femte växelparet är tillkopplat sidoaxeln.

Företrädesvis innefattar steget att styra den första elektriska maskinen och/eller den andra elektriska maskinen, så att ett negativt moment åstadkommes hos den utgående axeln, att styra den andra elektriska maskinen för att åstadkomma en rotation av den andra elektriska maskinen i en andra riktning, varvid den utgående axeln bringas att rotera i samma andra riktning. Den andra riktningen är en negativ riktning. Lämpligen styrs den andra elektriska maskinen till att avge ett negativt moment, så att rotation av den andra elektriska maskinen i den andra riktningen åstadkommes. Det negativa momentet från den andra elektriska maskinen verkar på den andra planethjulshållaren och därmed en med den andra planethjulshållaren förbunden andra huvudaxel så att de kan rotera i samma andra riktning. Det vill säga, det negativa momentet från den andra elektriska maskinen resulterar i att den andra planethjulshållaren och den andra huvudaxeln kan erhålla en negativ varvtalsriktning. Genom att tillkoppla ett med den andra planetväxeln anslutet växelpar till sidoaxeln kommer sidoaxeln erhålla en varvtalsriktning motsatt den andra huvudaxeln. När den andra elektriska maskinen styrs för att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln och detta resulterar i att den andra huvudaxeln erhåller en negativ varvtalsriktning, erhåller sidoaxeln en positiv varvtalsriktning. Eftersom sidoaxeln är förbunden med den utgående axeln via det femte växelparet kommer en positiv varvtalsriktning hos sidoaxeln medföra att den utgående axeln kan erhålla en negativ varvtalsriktning.

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 sido vy med en hybriddrivlina, som är anordnad att styras enligt förfarandet, enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en schematisk sido vy av en hybriddrivlina, som är anordnad att styras enligt förfarandet, enligt föreliggande uppfinning, och Fig. 3a-3c 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. 2 visar en schematisk sido vy av en hybriddrivlina 3 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 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 koppling senheten 56, så att det första solhjulet 22 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 koppling senhet 58 är anordnad mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51. Genom att ansätta den andra koppling senheten 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 koppling senheten 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 koppling senheten 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 koppling senhet (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 koppling selement 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 växellådans 2 utgående axel 20.

Sidoaxeln 18 är anordnad mellan den respektive första och andra planetväxeln 10, 12 och den utgående axeln 20, så att sidoaxeln 18 är förbunden med den utgående axeln 20 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 koppling selement 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 den utgående axeln 20 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 koppling selementet 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 växellådans 2 utgående axel 20 via en kopplingsmekanism 96. Kopplingsmekanismen 96 innefattar företrädesvis en splinesförsedd sjunde kopplingshylsa 100, som är axiellt förskjutbar på den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20 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 den utgående axeln 20, 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.

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.

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 maskinema 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. Fastlåsning av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 kan också vara nödvändig när fordonet 1 ska framföras bakåt medelst den första elektriska maskinen 14 och/eller den andra elektriska maskinen 16. 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. Låsanordningen 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 och den andra koppling senheten 56 resp. 58, de första, andra, tredje, fjärde och femte koppling selementen 84, 86, 88, 90 resp. 93, kopplingsmekanismen 96 mellan den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20, 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. Kopplingshylsorna förskjuts företrädesvis av inte visade kraftorgan, såsom hydrauliskt eller pneumatiskt drivna cylindrar. Det är också möjligt att förskjuta kopplingshylsorna med elektriskt drivna kraftorgan.

Enligt utföringsexemplet 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.

I det följande skall en uppväxling från en första till en sjunde växel beskrivas när växellådan 2 är anordnad i ett fordon 1. Samtliga dessa sju växlar medför framdrivning av fordonet i en riktning framåt.

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 andrakoppling senheten 56 resp. 58är 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. Koppling smekanismen 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 88 resp. 90. 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.

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 koppling senheten 58. Som nämnts ovan är den andra koppling senheten 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 växellådans 2 utgående axel 20. 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 utföring sexemplet 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 koppling senheten 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 koppling senheten 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 14 resp. 16 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 växellådans 2 utgående axel 20. 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 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 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 koppling selementet 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 utväxling sförhållanden. 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 koppling selementet 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 14, 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 koppling selementet 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 växellådans 2 utgående axel 20. 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 och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16 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 växellådans 2 utgående axel 20. 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 den utgående axeln 20.

Därefter styrs förbränningsmotorn 4 och den första elektriska maskinen 14, så att framdrivningsmomentet sker via den första huvudaxeln 34 och genom kopplingsmekanismen 96 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 koppling senheten 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 koppling senheten 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 och växellådans 2 utgående axel 20. 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 och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16 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 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 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 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 koppling smekanismen 96 som sammankopplar den första huvudaxeln 34 och växellådans 2 utgående axel 20. 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 koppling selementet 88, så att det tredje kugghjulet 76 kan rotera fritt i förhållande till sidoaxeln 18. Därefter sammankopplas sidoaxeln 18 med det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18 genom det första koppling selementet 84. Då sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18 uppvisar ett synkront varvtal styrs det första koppling selementet 84 så att det första kugghjulet 64 och sidoaxeln 18 sammankopplas.

För att genomföra växlingen från en sjätte växel till en sjunde växel måste låsningen mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första och/eller andra elektriska maskinen 14, 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 sjätte till en sjunde växel genomföras.

Den andra huvudaxeln 36 roterar nu med samma varvtal som 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 kommer det andra kugghjulet 70 att driva sidoaxeln 18, som i sin tur driver det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18. Det första kugghjulet 64 driver i sin tur den första huvudaxeln 34 via det första kugghjulsdrevet 62 och växellådans 2 utgående axel 20 drivs således via kopplingsmekanismen 96 som sammankopplar den första huvudaxeln 34 och växellådans 2 utgående axel 20. Fordonet 1 framdrivs nu med en sjunde växel.

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 utföring sexemplet ovan fyra växelpar 60, 66, 72, 78. Dock kan transmissionsanordningen 19 innefatta ett godtyckligt antal växelpar.

För att åstadkomma en framdrivning av fordonet i en riktning bakåt erfordras en särskild styrning av hybriddrivlinan vilket beskrivs i Fig. 3a-3c.

Fig. 3a visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra en hybriddrivlina 3, innefattande en förbränningsmotor 4; en växellåda 2 med en ingående axel 8 och en utgående axel 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. Hybriddrivlinan 3 är lämpligen utformad såsom beskrivet i Fig. 2. Förfarandet innefattar stegen att: a) tillse att hos den första planetväxeln 10 ingående rörliga delar 22, 26, 50 är frikopplade från varandra och/eller att hos den andra planetväxeln 12 ingående rörliga delar 28, 32, 51 är frikopplade från varandra; b) tillse att en hos förbränningsmotorn 4 utgående axel 97 förhindras att rotera; och c) styra den första elektriska maskinen 14 och/eller den andra elektriska maskinen 16, så att ett negativt moment åstadkommes hos den utgående axeln 20.

I de fall som fordonet drivs framåt när det häri beskrivna förfarandet initieras frikopplas den första planetväxelns 10 rörliga delar 22, 26, 50 genom att styra den första och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16, så att momentbalans åstadkommes i den första planetväxeln 10, varvid den första koppling senheten 56 förskjuts, så att den första planetväxelns 10 planethjulshållare 50 och det första solhjulet 26 frikopplas från varandra. På samma sätt frikopplas den andra planetväxelns 12 rörliga delar 28, 32, 51 genom att styra den första och/eller den andra elektriska maskinen 14, 16, så att momentbalans åstadkommes i den andra planetväxeln 12, varefter den andra koppling senheten 58 förskjuts så att den andra planetväxelns 12 planethjulshållare 51 och det andra solhjulet 32 frikopplas från varandra.

Förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 är förbunden med den hos den första planetväxeln 10 anordnade första planethjulshållaren 50 och steget b) innefattar att tillse att en låsanordning 102 är låst, så att den första planethjulshållaren 50 är låst till växellådans 4 växelhus 42. Alternativt innefattar steget b) att styra ett bromselement (ej visat) anordnat i förbindelse med förbränningsmotorns 4 utgående axel 97, så att förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 bromsas till stillastående.

Företrädesvis innefattar steget c) att styra den första elektriska maskinen 14 för att åstadkomma en rotation av den första elektriska maskinen 14 i en första riktning, varvid den utgående axeln 20 bringas att rotera i en motsatt andra riktning. Den första riktningen är en positiv riktning. Lämpligen styrs den första elektriska maskinen 14 till att avge ett positivt moment, så att rotation av den första elektriska maskinen 14 i den första riktningen åstadkommes. Det positiva momentet från den första elektriska maskinen 14 verkar på det första solhjulet 26 och därmed den första huvudaxeln 34 så att de kan rotera i en andra riktning, motsatt den första riktningen. Det vill säga, det positiva momentet från den första elektriska maskinen 14 resulterar i att det första solhjulet 26 och därmed med den första huvudaxeln 34 kan erhålla en negativ varvtalsriktning.

Företrädesvis innefattar steget c) att styra den andra elektriska maskinen 16 för att åstadkomma en rotation av den andra elektriska maskinen 16 i en andra riktning, varvid den utgående axeln 20 bringas att rotera i samma andra riktning. Den andra riktningen är en negativ riktning. Lämpligen styrs den andra elektriska maskinen 16 till att avge ett negativt moment, så att rotation av den andra elektriska maskinen 16 i den andra riktningen åstadkommes. Det negativa momentet från den andra elektriska maskinen 16 verkar på den andra planethjulshållaren 51 och därmed en med den andra planethjulshållaren 51 förbunden andra huvudaxel 36 så att de kan rotera i samma andra riktning. Det vill säga, det negativa momentet från den andra elektriska maskinen 16 resulterar i att den andra planethjulshållaren 51 och den andra huvudaxeln 36 kan erhålla en negativ varvtalsriktning.

Fig. 3b visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra en hybriddrivlina 3 enligt Fig. 3a, varvid det negativa momentet hos den utgående axeln 20 åstadkommes genom steget att, före steget a) d) tillse att en med den första planetväxeln 10 ansluten första huvudaxel 34 och den utgående axeln 20 är sammankopplade medelst en kopplingsmekanism 96.

Lämpligen innefattar steget d) att åstadkomma ett synkront varvtal mellan den med den första planetväxeln 10 anslutna första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20, varefter kopplingsmekanismen 96 förskjuts, så att den sammankopplar den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20. Synkront varvtal mellan den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20 åstadkommes lämpligen genom medelst förbränningsmotorn 4 och/eller den första elektriska maskinen 14. Det synkrona varvtalet mellan den första planetväxeln 10 och den första huvudaxeln 34 kan vara noll.

Genom att sammankoppla den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln 20 erhåller den utgående axeln 20 samma varvtalsriktning som den första huvudaxeln 34. När den första elektriska maskinen 14 styrs att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln 20 och detta resulterar i att den första huvudaxeln 34 erhåller en negativ varvtalsriktning så erhåller den utgående axeln 20 samma negativa varvtalsriktning. På så sätt åstadkommes en direktväxel där den första elektriska maskinen 14 utan något tillkopplat växelpar kan åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln 20.

Lämpligen innefattar förfarandet vidare steget att, före steget a) f) tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln anslutna växelparet 66, 78 är tillkopplat sidoaxeln 18 och att det med den utgående axeln 20 kopplade femte växelparet 21 är tillkopplat sidoaxeln 18.

Tillkopplingen av ett med den andra planetväxeln 12 anslutet växelpar 66, 78 åstadkommes i enlighet med beskrivningen avseende Fig. 2. Det femte växelparet 21 tillkopplas lämpligen sidoaxeln 18 genom att styra förbränningsmotorn 4 och/eller den första elektriska maskinen 14, så att ett synkront varvtal åstadkommes mellan det femte växelparet 21 och sidoaxeln 18 varefter det femte koppling selementet 93 förskjuts, så att det femte växelparet 21 tillkopplas sidoaxeln 18.

Genom att tillkoppla ett med den andra planetväxeln 12 anslutet växelpar 66, 78 till sidoaxeln 18 kommer sidoaxeln 18 erhålla en varvtalsriktning motsatt den andra huvudaxeln 36. När den andra elektriska maskinen 16 styrs att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln 20 och detta resulterar i att den andra huvudaxeln 36 erhåller en negativ varvtalsriktning så erhåller sidoaxeln 18 en positiv varvtalsriktning. Eftersom sidoaxeln 18 är förbunden med den utgående axeln 20 via det femte växelparet 21 kommer en positiv varvtalsriktning hos sidoaxeln 18 medföra att den utgående axeln 20 kan erhålla en negativ varvtalsriktning.

Fig. 3c visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra en hybriddrivlina 3 enligt Fig. 3a, varvid det negativa momentet hos den utgående axeln 20 åstadkommes genom steget att, före steget a) e) tillse att det åtminstone ena med den första planetväxeln 10 anslutna växelparet 60, 72 är tillkopplat sidoaxeln 18 och att ett med den utgående axeln 20 kopplat femte växelpar 21 är tillkopplat sidoaxeln 18.

Tillkopplingen av ett med den första planetväxeln 10 anslutet växelpar 60, 72 åstadkommes i enlighet med beskrivningen avseende Fig. 2. Det femte växelparet 21 tillkopplas lämpligen sidoaxeln 18 genom att styra förbränningsmotorn 4 och/eller den första elektriska maskinen 14, så att ett synkront varvtal åstadkommes mellan det femte växelparet 21 och sidoaxeln 18 varefter det femte koppling selementet 93 förskjuts, så att det femte växelparet 21 tillkopplas sidoaxeln 18.

Då ett med den första planetväxeln 10 anslutet växelpar 60, 72 är tillkopplat sidoaxeln 18 medför en negativ varvtalsriktning hos den första huvudaxeln 34 att sidoaxeln 18 kommer erhålla en positiv varvtalsriktning. Då sidoaxeln 18 är förbunden med den utgående axeln 20 via det femte växelparet 21 kommer en positiv varvtalsriktning hos sidoaxeln 18 medföra att den utgående axeln 20 erhåller en negativ varvtalsriktning. Genom att styra den första elektriska maskinen 14 så att den genererar ett positivt moment kan en negativ varvtalsriktning således åstadkommas hos den utgående axeln 20 på ett flexibelt sätt.

Fämpligen innefattar förfarandet vidare steget att, före steget a) f) tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln anslutna växelparet 66, 78 är tillkopplat sidoaxeln 18 och att det med den utgående axeln 20 kopplade femte växelparet 21 är tillkopplat sidoaxeln 18, samt steget att efter steget b) Tillkopplingen av ett med den andra planetväxeln 12 anslutet växelpar 66, 78 åstadkommes i enlighet med beskrivningen avseende Fig. 2. Det femte växelparet 21 tillkopplas lämpligen sidoaxeln 18 genom att styra förbränningsmotorn 4 och/eller den första elektriska maskinen 14, så att ett synkront varvtal åstadkommes mellan det femte växelparet 21 och sidoaxeln 18 varefter det femte koppling selementet 93 förskjuts, så att det femte växelparet 21 tillkopplas sidoaxeln 18.

Genom att tillkoppla ett med den andra planetväxeln 12 anslutet växelpar 66, 78 är till sidoaxeln 18 kommer sidoaxeln 18 erhålla en varvtalsriktning motsatt den andra huvudaxeln 36. När den andra elektriska maskinen 16 styrs att åstadkomma ett negativt moment hos den utgående axeln 20 och detta resulterar i att den andra huvudaxeln 36 erhåller en negativ varvtalsriktning så erhåller sidoaxeln 18 en positiv varvtalsriktning. Eftersom sidoaxeln 18 är förbunden med den utgående axeln 20 via det femte växelparet 21 kommer en positiv varvtalsriktning hos sidoaxeln 18 medföra att den utgående axeln 20 kan erhålla en negativ varvtalsriktning.

Enligt uppfinningen tillhandahålles ett i styrenheten 48 och/eller datorn 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/skri vminne.

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 en annan 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. Förfarande för att styra en hybriddrivlina (3) för att åstadkomma framdrivning i en riktning bakåt, varvid hybriddrivlinan (3) innefattar en förbränningsmotor (4), en växellåda (2) med en ingående axel (8) och en utgående axel (20); en första planetväxel (10), som är kopplad till den ingående axeln (8) och en första huvudaxel (34); en andra planetväxel (12), som är kopplad till den första planetväxeln (10) och en andra huvudaxel (36); 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 därmed den första huvudaxeln (34), och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (60, 72); och åtminstone ett med den andra planetväxeln (12), och därmed den andra huvudaxeln (36), och den utgående axeln (20) anslutet växelpar (66, 78), varvid förbränningsmotorn (4) är förbunden med den första planetväxeln (10) via den ingående axeln (8), kännetecknat av stegen att: a) tillse att hos den första planetväxeln (10) ingående rörliga delar (22, 26, 50) är frikopplade från varandra och/eller att hos den andra planetväxeln (12) ingående rörliga delar (28, 32, 51) är frikopplade från varandra; b) tillse att en hos förbränningsmotorn (4) utgående axel (97) förhindras att rotera; och c) styra den första elektriska maskinen (14) och/eller den andra elektriska maskinen (16), så att ett negativt moment åstadkommes hos den utgående axeln (20) via den första huvudaxeln (34) och/eller den andra huvudaxeln (36).

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att det negativa momentet hos den utgående axeln (20) åstadkommes genom steget att före steget a): d) tillse att den med den första planetväxeln (10) anslutna första huvudaxeln (34) och den utgående axeln (20) är sammankopplade medelst en kopplingsmekanism (96).

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att det negativa momentet hos den utgående axeln (20) åstadkommes genom steget att före steget a): e) tillse att det åtminstone ena med den första planetväxeln (10) anslutna växelparet (60, 72) är tillkopplat en sidoaxel (18) och att ett med den utgående axeln (20) kopplat femte växelpar (21) är tillkopplat sidoaxeln (18).

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att förbränningsmotorns (4) utgående axel (97) är förbunden med en hos den första planetväxeln (10) anordnad första planethjulshållare (50) och att steget b) innefattar att tillse att en låsanordning (102) är låst, så att planethjulshållaren (50) är låst till växellådans växelhus (42).

5. Förfarande enligt något av föregående krav, 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).

6. Förfarande enligt något av föregående krav, 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).

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att steget c) innefattar att styra den första elektriska maskinen (14) att rotera i en första riktning, varvid den utgående axeln (20) roteras i en motsatt andra riktning.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av det ytterligare steget att före steget a): f) tillse att det åtminstone ena med den andra planetväxeln (12) anslutna växelparet (66, 78) är tillkopplat sidoaxeln (18) och att ett med den utgående axeln (20) kopplat femte växelpar (21) är tillkopplat sidoaxeln (18).

9. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att steget c) innefattar att styra den andra elektriska maskinen (16) att rotera i en andra riktning, varvid den utgående axeln (20) roteras i samma andra riktning.

10. Fordon med en hybriddrivlina, kännetecknat av att fordonet (1) innefattar en hybriddrivlina (3), som styrs enligt förfarandet i något av kraven 1-9.

11. Datorprogram (P) för att styra en hybriddrivlina (3), 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 1-9.

12. Datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra förfarandestegen enligt något av patentkraven 1-9, när nämnda programkod körs på en elektronisk styrenhet (48) eller en dator (53) ansluten till den elektroniska styrenheten (48).