SE1350392A1 - Växellåda, fordon med en sådan växellåda, förfarande för attstyra en sådan växellåda, datorprogram för att styra en sådan växellåda, samt en datorprogramprodukt innefattande programkod - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en växellåda innefattande 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); ett första växelpar (60), som är anordnade mellan den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20); och ett andra växelpar (66), som är anordnade mellan den andra planetväxeln (12) och den utgående axeln (20). En sidoaxel (18) är anordnad mellan den respektive första och andra planetväxeln (10, 12) och den utgående axeln (20), varvid sidoaxeln (18) är förbunden med den utgående axeln (20) via en slutväxel (21). Slutväxeln innefattar ett växelelement (92), som är frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18). Uppfinningen avser också ett fordon (1) som innefattar en sådan växellåda (2) samt ett förfarande för att styra en sådan växellåda (2). Uppfinningen avser också ett datorprogram (P) för att styra en växellåda samt en datorprogramprodukt innefattande programkod för en elektronisk styrenhet (48) eller annan dator (53) för att implementera förfarandet enligt uppfinningen.(Fig. 2)

Description

till växellådan. En tredje komponent hos planetväxeln är för att åstadkomma hybriddrift för- bunden med en rotor hos en elektrisk maskin. Denna komponent hos planetväxeln roterar så- ledes med samma varvtal som rotorn hos den elektriska maskinen om de är direkt förbundna med varandra. Alternativt kan den elektriska maskinen vara förbunden med den tredje kom- ponenten 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 driftstillfäl- len 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 öns- kade varvtalet. En styrenhet aktiverar den elektriska maskinen, så att den ger den tredje kom- ponenten det beräknade varvtalet och därmed den ingående axeln till växellådan det önskade varvtalet.

Beroende på den till planetväxeln anslutna växellådans utformning kan ett momentavbrott mellan växelstegen undvikas. Ofta krävs dock separata och komplicerade anordningar i växel- lådan för att eliminera eller minska momentavbrottet, så att en känsla av steglös växling erhål- les.

Genom att sammankoppla förbränningsmotorns utgående axel, den elektriska maskinens rotor och växellådans ingående axel med en planetväxel kan den konventionella kopplingsmeka- nismen undvikas. Vid acceleration av fordonet skall ett ökat vridmoment levereras från för- bränningsmotom och den elektriska maskinen till växellådan och vidare till fordonets driv- hjul. Eftersom både förbränningsmotom och den elektriska maskinen är sammankopplade med planetväxeln kommer det största möjliga momentet som levereras av förbränningsmotom och elmaskinen att begränsas av någon av dessa drivenheter, vars högsta moment är lägre än den andra drivenhetens högsta moment. För det fall den elektriska maskinens högsta moment är lägre än förbränningsmotoms högsta moment kommer den elektriska maskinen inte förmå att alstra ett tillräckligt stort reaktionsmoment till planetväxeln, vilket medför att förbrän- ningsmotom inte kan överföra sitt högsta vridmoment till växellådan och vidare till fordonets drivhjul. Därmed är det högsta överförbara momentet till växellådan begränsat av den elekt- riska maskinens styrka. Detta framgår även av den så kallade planetekvationen.

Att utnyttja en konventionell koppling som frikopplar växellådans ingående axel från för- bränningsmotom under växlingsprocesser i växellådan innebär nackdelar, såsom uppvärm- ning av kopplingens lameller, vilket resulterari ett slitage av kopplingslamellerna och även en ökad bränsleförbrukning. En konventionell kopplingsmekanism är dessutom relativt tung och kostsam. Den upptar även ett relativt stort utrymme i fordonet.

Dokumentet EP-B1-1126987 visar en växellåda med dubbla planetväxlar. Varje planetväxels solhjul är kopplat till en elektrisk maskin och planetväxlarnas ringhjul är förbundna med var- andra. Planethjulshållarna hos varje planetväxel är kopplade till ett antal växelpar, på så vis att ett oändligt antal växelsteg erhålles. Ett annat dokument, EP-B l-l280677, visar även hur pla- netväxlarna kan överbryggas med ett på förbränningsmotorns utgående axel anordnat växel- steg.

Dokumentet US-Al-20050227803 visar en fordonstransmission med två elmaskiner, som är kopplade till respektive solhjul hos två planetväxlar. Planetväxlarna har en gemensam planet- hjulshållare, som är kopplad till transmissionens ingående axel.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar på området finns ett behov av att vidareutveckla en växellåda, som väx- lar utan momentavbrott, som uppvisar en regenerativ bromsanordning, som har en kompakt konstruktion, har hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet och som uppvisar låg vikt och som under vissa driftsförhållanden är självförsörjande med avseende på elektricitet.

I ett fordon är det tillgängliga utrymmet för drivanordningen ofta begränsat. Om drivanord- ningen innefattar ett flertal komponenter, såsom en förbränningsmotor, en elektrisk maskin, en växellåda och en planetväxel måste konstruktionen vara kompakt. Om ytterligare kompo- nenter, 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 resul- terar i att växellådans storlek och vikt ökar.

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

Vid regenerativ bromsning omvandlas rörelsenergi till elektrisk energi, som lagras i ett ener- gilager, såsom ackumulatorer. En faktor som inverkar på energilagrets livslängd är antal cyk- ler som energilagret tillför och upptar ström till och från de elektriska maskinema. Ju fler cyk- ler, desto kortar blir energilagrets livslängd.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som växlar utan mo- mentavbrott.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda med en regenerativ bromsanordning. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda för ett fordon, som kan direktkopplas till en för växellådan utgående axel. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som har en kompakt konstruktion. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som har hög tillförlitlighet och hög driftsäkerhet. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda för ett fordon, som uppvi- sar låg vikt. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som under vissa driftsförhållanden är självförsörjande med avseende på elektricitet. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda med en regene- rativ bromsanordning som ökar livslängden hos ett till den generativa bromsanordningen an- slutet energilager. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla ett nytt och fördelaktigt datorprogram för styming av växellådan.

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

Dessa syften uppnås även med det i inledningen angivna fordonet, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 14 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med förfarandet för att styra den i inledningen angivna växellådan, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 15 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med datorprogrammet för att styra den i inledningen angivna växel- lådan, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 19 kännetecknande del.

Dessa syften uppnås även med datorprogramprodukten för att styra den i inledningen angivna växellådan, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets 20 kännetecknande del.

Genom att förse växellådan, som innefattar två med varandra förbundna planetväxlar, med ett växelelement (92), som är frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln erhålles ett antal växel- steg, där moment från den ena planetväxeln kan överföras till sidoaxeln och vidare från sido- axeln till en med den andra planetväxeln ansluten huvudaxel för att slutligen överföra moment till växellådans utgående axel.

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

Enligt en utföringsforrn är en första planethjulshållare hos den första planetväxeln förbunden med ett andra solhjul hos den andra planetväxeln, ett första solhjul hos den första planetväx- eln förbundet med den första huvudaxeln och en andra planethjulshållare hos den andra pla- netväxeln förbunden med den andra huvudaxeln. Därmed erhålles en transmission som växlar utan momentavbrott.

Enligt en ytterligare utföringsform är den ingående axeln förbunden med planethjulshållaren hos den första planetväxeln. Därmed kan en nedväxling av vridmomentet från den ingående axeln åstadkommas, vilket medför att de i växellådan ingående komponentema kan utformas med mindre dimensioner, viket i sin tur medför att en kompakt växellåda med låg vikt kan erhållas.

Enligt en ytterligare utföringsform är växellådan försedd med ett antal växelpar, som innefat- tar med en sidoaxel mekaniskt låsbara 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.

Med växellådan enligt uppfinningen kan konventionella slirkopplingar mellan förbrännings- motorn och växellådan undvikas.

Enligt en utföringsform är en låsmekanism anordnad för att fast förbinda förbränningsmotorns utgående axel med växellådans hus. Därmed kommer också den första planethjulshållaren fastlåsas med växellådshuset. Genom att medelst låsmekanismen fastlåsa förbränningsmo- torns 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.

Enligt en utföringsform är en första och andra kopplingsenhet anordnad mellan planethjuls- hållare 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, kopplingsenheten, solhjulet och vidare till växellådan, vilket medför att planethjulen inte upp- tar moment. Detta medför att planethjulens dimension kan anpassas enbart till den elektriska maskinens moment istället för förbränningsmotorns moment, vilket i sin tur medför att pla- nethjulen kan utföras med mindre dimensioner. Således erhålles en drivanordning enligt upp- finningen som har en kompakt konstruktion, låg vikt och låg tillverkningskostnad.

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

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar schematiskt ett fordon i en sidovy med en växellåda enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en schematisk sidovy av växellådan enligt föreliggande uppfinning, och Fig. 3 visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra växellådan enligt fö- religgande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPP- FINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt en sidovy av ett fordon 1, som innefattar en växellåda 2 enligt före- liggande uppfinning. En förbränningsmotor 4 är kopplad till växellådan 2 och växellådan 2 är vidare kopplad till fordonets 1 drivhjul 6.

Fig. 2 visar en schematisk sidovy av växellådan 2 enligt föreliggande uppfinning. Växellådan 2 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 pla- netväxeln 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 utföran- det 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 centra] borr- ning 38.

Den första elektriska maskinen 14 är försedd med en första stator 40, som är kopplad till for- donet 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 elekt- riska 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 maskinema 14 resp. 16.

Vid vissa drifttillfällen kan de elektriska maskinema 14 resp. 16 också driva varandra. Elekt- risk energi leds då från den ena elektriska maskinen14, 16 till den andra elektriska maskinen 14, 16 via en till de elektriska maskinema 14, 16 ansluten omkopplare 49, som också är anslu- ten till styrenheten 48. Därmed är det möjligt att åstadkomma en effektbalans mellan de elekt- riska maskinema 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 och 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 upp- sättningen 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 kopplingsenhet 56 är anordnad mellan det första solhjulet 26 och den första planet- hjulshållaren 50. Genom att ansätta den första kopplingsenheten 56, så att det första solhjulet 22 och den första planethjulshållaren 50 är förbundna med varandra och därmed inte kan rote- ra 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 28 och den andra planet- hjulshållaren 1. Genom att ansätta den andra kopplingsenheten 58, så att det andra solhjulet 28 och den andra planethjulshållaren 51 är förbundna med varandra och därmed inte kan rote- ra 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 splines- försedda partiema 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 anordna- de mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 resp. mellan det andra solhjulet 28 och den andra planethjulshållaren 1. Det är dock möjligt att anordna en ytterligare eller alternativ kopplingsenhet (inte visad) mellan det första ringhjulet 22 och den första pla- nethjulshållaren 50, samt även anordna en ytterligare eller altemativ kopplingsenhet (inte vi- sad) mellan det andra ringhjulet 28 och den andra planethjulshållaren 51.

En tredje kopplingsenhet 59 är anordnad mellan det första ringhjulet 22 och växelhuset 42.

Genom att ansätta den tredje kopplingsenheten 59, så att det första ringhjulet 22 och växelhu- set 42 är förbundna med varandra och därmed inte kan rotera i förhållande till varandra kom- mer en nedväxling ske från planethjulshållaren 50 till det första solhjulet 26.

En fiärde kopplingsenhet 61 är anordnad mellan det andra ringhjulet 28 och växelhuset 42.

Genom att ansätta den fjärde kopplingsenheten 61, så att det andra ringhjulet 28 och växelhu- set 42 är förbundna med varandra och därmed inte kan rotera i förhållande till varandra kom- mer en nedväxling ske från planethjulshållaren 50 till det andra solhjulet 32.

Företrädesvis innefattar den tredje och fjärde kopplingsenheten 59, 61 en tredje och fjärde splinesförsedd kopplingshylsa 65 resp. 67, som är axiellt förskjutbar på ett med det första resp. andra ringhjulet 22 resp. 28 splinesförsett parti samt på ett med växelhuset 42 splinesför- sett parti. Genom att förskjuta resp. kopplingshylsa 65, 67, så att de splinesförsedda partiema förbinds via resp. kopplingshylsa 65, 67 blir det första ringhjulet 22 och växelhuset 42 resp. det andra ringhjulet 28 och växelhuset 42 inbördes fastlåsta med varandra och kan inte rotera i förhållande till varandra.

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 för- sta 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 växel- par 72 är anordnat mellan den andra planetväxeln 12 och den utgående axeln 20. Det tredje växelparet 72 innefattar ett tredje kugghjulsdrev 74 och ett tredje kugghjul 76, vilka är i in- grepp med varandra. Ett flärde 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 fiärde 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 huvudax- eln 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 ingri- per med det tredje kugghjulet 76 och det fiärde kugghjulsdrevet 80 ingriper med det fjärde kugghjulet 82. 11 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. Kopplingselementen 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 par- tierna hos respektive första till fjärde kugghjul 64, 70, 76 resp. 82 och sidoaxeln 18. De första och tredje kopplingselementen 84, 88 är företrädesvis försedda med en gemensam kopplings- hylsa 83 och de andra och fjärde kopplingselementen 86, 90 är företrädesvis försedda med en gemensam kopplingshylsa 85. I det frikopplade läget kan en relativ rotation förekomma mel- lan kugghjulen 64, 70, 76 resp. 82 och sidoaxeln 18. Kopplingselementen 84, 86, 88 resp. 90 kan också utgöras av friktionskopplingar. På sidoaxeln 18 är också ett femte kugghjul 92 an- ordnat, 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 en slut- växel 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 det andra växelparet 66 och att vidare överföra vridmoment från sidoaxeln 18 till den utgåen- de axeln 20 via det första växelparet 66. 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.

Det femte kugghjulet 92 kan fastlåsas och frikopplas på sidoaxeln 18 med hjälp av ett femte kopplingselement 93. Kopplingselementet 93 utgörs företrädesvis av på det femte kugghjulet 92 och sidoaxeln 18 utformade splinesförsedda partier, som samverkar med en nionde kopp- lingshylsa 87, vilken ingriper mekaniskt med de splinesförsedda partierna hos det femte kugghjulet 92 och sidoaxeln 18. I 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. 12 Vridmomentet kommer att nedväxlas efter den första planetväxeln 10 och växlas upp efter den andra planetväxeln 12. När momentöverföringen över den första huvudaxeln 34 via sido- axeln 18 minskar efter den första planetväxeln 10 kan därtill kopplade axlar, kuggdrev och kugghjul dimensioneras mindre, vilket gör växellådan 2 kompaktare. Därmed minskar också växellådans 2 vikt och kostnad. De femte och sjätte kugghjulen 92 resp. 94 kommer att funge- ra som en slutväxel 21, som vid vissa växlingssteg växlar upp momentet till växellådans 2 utgående axel 20.

Momentöverföring från växellådans 2 ingående axel 8 till växellådans 2 utgående axel 20 sker 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 hu- vudaxeln 34 sammankopplas med växellådans 2 utgående axel 20 via en kopplingsmekanism 96. Kopplingsmekanismen 96 innefattar företrädesvis en splinesförsedd sjunde kopplingshyl- sa 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 spli- nesförsedda 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 slutväxelns 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 kopplingsmeka- nismen 96 slutligen överföra moment till växellådans 2 utgående axel 20.

Under drift kommer växellådan 2 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 kopplingsenhe- ten 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 22 resp. 28, som fastlåses med resp. planethjulshållare 50 resp. 51. En eller båda av de elektriska maskinerna 14 resp. 16 kan arbe- ta som generator för att generera elektrisk energi till energilagret 46. Alternativt kan den elektriska maskinen 14 resp. 16 vars ringhjul 22 resp. 28 är förbundet med planethjulshållaren 50 ge ett momenttillskott för att på så sätt öka vridmomentet hos den utgående axeln 20. Un- der vissa drifttillfällen kommer de elektriska maskinerna 14 resp. 16 att förse varandra med elektrisk energi, oberoende av energilagret 46. 13 Under drift kommer även växellådan 2 arbeta så att en av rotorema 24 resp. 30 hos de elekt- riska maskinerna 14 resp. 16 fastlåses med växelhuset 42 via ringhjulen 22 resp. 28 medan den andra elektriska maskinen 14 resp. 16 arbetar som generator för att generera elektrisk energi till energilagret 46, vilket skall förklaras närmare nedan. Den elektriska maskin 14 resp. 16 vars rotor 24 resp. 30 fastlåses med växelhuset 42 upptar ett reaktionsmoment från ringhjulet 22 resp. 28 innan fastlåsningen utförs med hjälp av den tredje resp. fjärde kopp- lingsenheten 59 resp. 61. I stället för att arbeta som generator kan den elektriska maskinen 14 resp. 16 ge ett momenttillskott för att på så sätt öka vridmomentet hos den utgående axeln 20.

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 maskiner- na 14 resp. 16 samtidigt som förbränningsmotom 4 och de elektriska maskinerna 14 resp. 16 motorbromsar. De elektriska maskinema 14 resp. 16 genererar här elektrisk energi som lagras i energilagret 46 i fordonet 1. Detta drifttillstånd benämns regenerativ bromsning. För att yt- terligare förstärka effekten av motorbromsning kan förbränningsmotoms 4 utgående axel 97 fastlåsas och därmed förhindras att rotera. Därmed kommer enbart den ena eller de båda elekt- riska maskinema 14 resp. 16 att fungera som motorbroms 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 maski- nerna 14 resp. 16. Om den ena eller de båda elektriska maskinemas 14 resp. 16 moment över- vinner förbränningsmotoms 4 moment kommer inte förbränningsmotom 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 förbränningsmo- torns 4 utgående axel 97 utförs företrädesvis med en låsanordning 102, som är anordnad mel- lan den första planethjulshållaren 50 och växelhuset 42. Genom att fastlåsa den första planet- hjulshållaren 50 och växelhuset 42 kommer också förbränningsmotoms 4 utgående axel 97 att fastlåsas eftersom förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 är förbunden med den första pla- nethjulshållaren 50 via växellådans ingående axel 8. Låsanordningen 102 innefattar företrä- desvis 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 partiema för- binds via kopplingshylsan 104 blir den första planethjulshållaren 50 och därmed förbrän- ningsmotorns 4 utgående axel 97 förhindrade att rotera. 14 Styrenheten 48 är kopplad till de elektriska maskinema 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 för- bränningsmotorns 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. Styr- enheten 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 elekt- riska 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 elekt- riska maskinerna 14 resp. 16 under vissa drifttillfällen förse varandra med elektrisk energi, oberoende av energilagret 46.

De första, andra, tredje och fjärde kopplingsenhetema 56, 58, 59 resp. 61, de första, andra, tredje, fjärde och femte kopplingselementen 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 vi- sade 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 kugg- hjul 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 den första till den högsta växeln beskrivas när växellå- dan 2 är anordnad i ett fordon 1. Växellådans 2 ingående axel 8 är förbunden med den utgå- ende axeln 97 hos fordonets 1 förbränningsmotor 4. Växellådans 2 utgående axel 20 är för- bunden 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 växel- lådans 2 utgående axel 20 är stillastående. Låsanordningen 102 är deaktiverad, så att förbrän- ningsmotoms 4 utgående axel 97 kan rotera fritt. Eftersom växellådans 2 ingående axel 8 ro- terar 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 maskinema 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. De första, andra, tredje och fjärde kopplingsenheterna 56, 58, 59 resp. 61 är frikopplade och därmed inte ansatta. Således kommer inget vridmoment att överföras från förbränningsmotorn 4 till pla- netväxlarnas 10 resp. 12 solhjul 26 resp. 32. Kopplingsmekanismen 96 mellan den första hu- vudaxeln 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 solhjulen 26 resp. 32 och växellådans 2 utgående axel 20 i detta skede är stillastående är även sidoaxeln 18 stil- lastående. I ett första steg sammankopplas det fjärde kugghjulet 82 och det tredje kugghjulet 76 med sidoaxeln 18 med hjälp av de fiärde och tredje kopplingselementen 84 resp. 86. 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 slutväxeln 21 är fastlåst på sidoaxeln 18 med hjälp av det femte kopplingselementet 93.

För att påbörja rotationen av växellådans 2 utgående axel 20 i syfte att driva fordonet 1 skall det fjärde kugghjulsdrevet 80 samt det flärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18 bringas att rotera.

Detta åstadkommes genom att den andra planethjulshållaren 51 bringas att rotera. När det den andra planethjulshållaren roterar kommer även den andra huvudaxeln 36 att rotera och där- med 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 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 16 andra solhjulet 32 med den andra planethjulshållaren 51 med hjälp av den andra kopplingsen- heten 58. Som nämnts ovan är den andra kopplingsenheten 58 företrädesvis så utformad att det andra solhjulet 32 och den fandra planethjulshållaren 51 ingriper mekaniskt med varandra.

Altemativt kan den fandra kopplingsenheten 58 vara utformad som en slirbroms eller en la- mellkoppling som på ett mjukt sätt sammanbinder det andra solhjulet 32 med den fandra pla- nethjulshållaren 51. När det andra solhjulet 32 är förbundet med den fandra planethjulshålla- ren 51 kommer det andra solhjulet 32 att rotera med samma varvtal som förbränningsmotorns 4 utgående axel 97. Dänned överförs det av förbränningsmotorn 4 alstrade vridmomentet till växellådans 2 utgående axel 20 via det fiärde kugghjulsdrevet 80, det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18, det femte kugghjulet 92 på sidoaxeln 18 och det sjätte kugghjulet 94 på växellå- dans 2 utgående axel 20. Fordonet 1 kommer således att börja förflyttas och framdrivas av den första växeln.

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 varv- talet 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 energi- lagret 46 och/eller tillföra ström till den andra elektriska maskinen 16. Alternativt kan den första elektriska maskinen 14 avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den för- sta elektriska maskinen 14 till att ge accelererande moment.

För att växla från den första växeln till den andra växeln måste läsningen mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första elektriska maskinen l4 styrs så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 5 l, varefter den andra kopplingsenheten 58 styrs, 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 hu- vudaxeln 36 inte längre driver det på den andra huvudaxeln 36 anordnade fjärde kugghjuls- drevet 80. Den andra växeln inkopplas genom att styrenheten 48 styr den första elektriska 17 maskinen 14, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26, för att åstadkomma en låsning mellan den första planethjulshål- laren 50 och det första solhjulet 26. Detta åstadkommes genom att den första kopplingsenhe- ten 56 styrs, så att den första planethjulshållaren 50 och det första solhjulet 26 förbinds meka- niskt med varandra. Altemativt kan den första kopplingsenheten 56 vara utformad som en slirbroms eller en lamellkoppling som på ett mjukt sätt sammanbinder det andra ringhjulet 28 med växelhuset 42. Genom att synkronisera stymingen av den andra och första elektriska ma- skinen 14 resp. 16 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från den första till den andra växeln 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 planethjulshålla- ren 50 driver nu det tredje kugghjulsdrevet 74 via det första solhjulet 26 den första huvudax- eln 34. Eftersom det tredje kugghjulet 76 är i ingrepp med det tredje kugghjulsdrevet 76 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 den andra växeln.

När sidoaxeln 18 bringas att rotera av det tredje kugghjulet 76 kommer även det fjärde kugg- hjulet 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 rote- rar kommer även den andra planethjulshållaren 51 att rotera, som därmed, beroende på varvta- let hos förbränningsmotoms 4 utgående axel 97 och därmed varvtalet hos den första planet- hjulshållaren 50, kommer att bringa det andra ringhjulet 28 och den andra rotorn 30 hos den andra elektriska maskinen 16 att rotera. Härvid är det möjligt att låta den andra elektriska ma- skinen 16 att arbeta som generator för att tillföra ström till energilagret 46 och/eller till att förse den första elektriska maskinen 14 med ström. Alternativt kan den andra elektriska ma- skinen 16 avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den andra elektriska maski- nen 16 till att ge accelererande moment.

För att växla från den andra växeln till den tredje växeln måste det fjärde kugghjulet 82 på sidoaxeln 18 frikopplas från sidoaxeln 18 med det fjärde kopplingselementet 90, så att det 18 Üärde 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 kopplingselemen- tet 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 momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det andra kugghjulet 70 på sidoaxeln 18. Ett momentlöst tillstånd kan uppnås genom att varvtalet hos den andra rotom 30 hos den första 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. När ett momentlöst tillstånd uppkommit mellan sidoax- eln 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 den andra växeln till den tredje växeln måste läsningen mel- lan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 upphöra, vilket åstadkommes genom att den andra elektriska maskinen 16 styrs så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50, varefter den första kopp- lingsenheten 56 styrs, så att den frisläpper det första solhjulet 26 och den första planethjuls- hållaren 50 från varandra. Därefter styrs förbränningsmotorn 4, så att ett momentlöst tillstånd 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 planterhjulshållaren 51. Genom att synkronisera styr- ningen av den andra och första elektriska maskinen 14 resp. 16 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från den andra till den tredje växeln 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 kopplingselementet 88 styrs, så att det frisläpper det tredje kugghjulet 76 från sidoaxeln 18. Därefter styrs den första elektriska maskinen 14 så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64. När ett momentlöst tillstånd uppkommer förbinds det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18 genom att det första kopplings- elementet 84 styrs, så att det sammankopplar det första kugghjulet 64 på sidoaxeln 18. Ett momentlöst tillstånd kan uppnås genom att varvtalet hos den första rotorn 24 hos den första elektriska maskinen 14 uppmäts samt att varvtalet hos den utgående axeln 20 uppmäts. Där- 19 med 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 förbränningsmotoms 4 utgåen- de axel 97 och den andra huvudaxeln 36 driver nu det andra kugghjulsdrevet 86 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 dri- ver 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 den tredje växeln.

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 den första planethjulshållaren 50 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 styren- heten 48 styr den första elektriska maskinen 14 till att ge accelererande moment.

För att genomföra växlingen från den tredje växeln till den fjärde växeln måste låsningen mel- lan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 upphöra, vilket åstadkommes genom att den första elektriska maskinen 14 styrs så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51, varefter den andra kopp- lingsenheten 58 styrs, så att den frisläpper det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshål- laren 51 från varandra. Därefter styrs förbränningsmotorn 4, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första ringhjulet 22 och växellådshuset 42. När ett momentlöst till- stånd uppkommer mellan det första ringhjulet 22 och växelhuset 42 styrs den tredje kopp- lingsenheten 59, så att det första ringhjulet 22 sammankopplas och förbinds med växelhuset 42. Genom att synkronisera stymingen av den första och andra elektriska maskinen 14 resp. 16 kan en mjuk och avbrottsfri övergång från den tredje till den fjärde växeln genomföras.

Den första huvudaxeln 34 drivs nu av förbränningsmotorns 4 utgående axel 97 och den första huvudaxeln 34 driver nu det första kugghjulsdrevet 62. 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 den fjärde växeln.

När sidoaxeln 18 bringas att rotera av det fjärde kugghjulet 82 kommer även det andra kugg- hjulet 70 på sidoaxeln 18 att rotera. Därmed driver sidoaxeln 18 det andra kugghjulet 70, vil- ket 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 solhjulet 32 och den andra ro- torn 28 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. Alternativt kan den andra elektriska maskinen 16 avge ett momenttillskott genom att styrenheten 48 styr den andra elektriska maskinen 16 till att ge accelererande moment.

För att växla från den fjärde växeln till den femte växeln styrs den andra elektriska maskinen 16, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första ringhjulet 22 och växellåds- huset 42. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första ringhjulet 22 och växel- huset 42 styrs den tredje kopplingsenheten 59, så att det första ringhjulet 22 frikopplas från växelhuset 42. Därefter styrs den första elektriska maskinen 14, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 70. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 70 styrs det första kopplingsele- mentet 84, så att det första kugghjulet 70 frikopplas från sidoaxeln 18. Därmed har den fjärde växeln lagts ur. För att lägga i den femte växeln styrs den första elektriska maskinen 14 så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan den första huvudaxeln 34 och den utgående axeln . När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan den första huvudaxeln 34 och den utgå- ende axeln 20 styrs kopplingsmekanismen 96 så att den första huvudaxeln 34 och den utgåen- de axeln 20 sammankopplas och förbinds med varandra. Vidare styrs den första elektriska 21 maskinen 14 så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det femte kugghjulet 92 hos slutväxeln 21. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det femte kugghjulet 92 styrs det femte kopplingselementet 93, så att det femte kugg- hjulet 92 frikopplas från sidoaxeln 18. Därefter styrs den andra elektriska maskinen 16, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64 styrs kopp- lingselementet 84 så att det första kugghjulet 64 sammankopplas och förbinds med sidoaxeln 18. Slutligen styrs förbränningsmotom 4, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra ringhjulet 28 och växelhuset 42. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra ringhjulet 28 och växelhuset 42 styrs den fjärde kopplingsenheten 61 så att det andra ringhjulet 28 sammankopplas och fastlåses med växelhuset 42. Därmed framdrivs fordonet 1 nu med den femte växeln.

När den femte växeln är ilagd kommer vridmomentet från förbränningsmotom 4 att passera den första och andra planethjulshållaren 50, 51 och överföras från den andra huvudaxeln 36 via det andra växelparet 66 till sidoaxeln 18 och vidare via det första växelparet 60 till den första huvudaxeln 34 för att därefter via kopplingsmekanismen 96 överföras till den utgående axeln 20.

För att växla från den femte växeln till den sjätte växeln styrs den andra elektriska maskinen 16, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra ringhjulet 28 och växelhuset 42. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra ringhjulet 28 och växelhuset 42 styrs den fjärde kopplingsenheten 61, så att det andra ringhjulet 28 frikopplas från växelhuset 42. Därefter styrs förbränningsmotorn 4 så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50. När ett momentlöst tillstånd upp- kommer mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 styrs den första kopplingsenheten 56 så att det första solhjulet 26 sammankopplas och förbinds med den första planethjulshållaren 50. Vidare styrs den andra elektriska maskinen 16, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det första kugghjulet 64 styrs kopplingselemen- tet 84 så att det första kugghjulet 64 frikopplas från sidoaxeln 18. Slutligen styrs den andra elektriska maskinen 16, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det tredje kugghjulet 76. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan sidoaxeln 18 och det 22 tredje kugghjulet 76 styrs kopplingselementet 88 så att det tredje kugghjulet 76 sammankopp- las och fastlåses med sidoaxeln 18. Därmed framdrivs fordonet 1 nu med den sjätte växeln.

När den sjätte växeln är ilagd kommer vridmomentet från förbränningsmotom 4 att överföras från den första planethjulshållaren 50 till det första solhjulet 26 och vidare till den första hu- vudaxeln 34 för att därefter via kopplingsmekanismen 96 överföras till den utgående axeln 20.

För att växla från den sjätte växeln till den sjunde växeln styrs den andra elektriska maskinen 16, så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det första solhjulet 26 och den första planethjulshållaren 50 styrs den första kopplingsenheten 56 så att det första solhjulet 26 frikopplas från den första planethjulshållaren 50. Därefter styrs förbränningsmo- torn 4 så att ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51. När ett momentlöst tillstånd uppkommer mellan det andra solhjulet 32 och den andra planethjulshållaren 51 styrs den andra kopplingsenheten 58 så att det andra solhjulet 32 sammankopplas och förbinds med den andra planethjulshållaren 51. Därmed framdrivs fordonet 1 nu med den sjunde växeln.

När den sjunde växeln är ilagd kommer vridmomentet från förbränningsmotorn 4 att passera den första planethjulshållaren 50 och vidare till den andra huvudaxeln 36. Därefter överförs momentet från den andra huvudaxeln 36 via det andra växelparet 66 till sidoaxeln 18 och vi- dare via det tredje växelparet 72 till den första huvudaxeln 34 för att därefter via kopplings- mekanismen 96 överföras till den utgående axeln 20.

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.

Fig. 3 visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att styra växellådan 2 enligt uppfin- ningen. Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av stegen: 23 a) att frikoppla det på sidoaxeln 18 frånkopplingsbart anordnade femte kugghjulet 92, som via en slutväxel 21 är förbundet med den utgående axeln 20; b) att överföra vridmoment från den andra planetväxeln 12 till sidoaxeln 18 via det andra väx- elparet 66; och c) att överföra vridmoment från sidoaxeln 18 till den utgående axeln 20 via det första växelpa- ret 66.

Förfarandet innefattar även de ytterligare stegen: d) att med genererad elektrisk energi från den andra elektriska maskinen 16 driva den första elektriska maskinen 14 för att med den första elektriska maskinen 16 minska reaktionsmo- ment från den första planetväxeln 10, och för att därmed minska överfört moment hos det första växelparet 60; e) att med den andra elektriska maskinen 16 öka reaktionsmoment från den andra planetväx- eln 12, för att öka överfört moment hos det andra växelparet 66; f) att med en första kopplingsenhet 56 frikoppla ett hos den första planetväxeln 10 anordnat första solhjul 26 och en första planethjulshållare 50 från varandra; och g) att med en fiärde kopplingsenhet 61 förbinda ett hos den andra planetväxeln 12 anordnat första ringhjul 28 och ett våxelhus 42 med varandra.

Enligt ett ytterligare steg hos förfarandet synkroniseras minskningen och ökningen av reak- tionsmomentet hos den första och andra elektriska maskinen 14 resp. 16, så att momentet hos den utgående axeln 20 konstant eller förändras linjärt.

Dänned kan växling erhållas utan momentavbrott genom att momentet hos den utgående ax- eln 20 är konstant eller förändras kontinuerligt, vid exempelvis acceleration och retardation av fordonet 1.

Det angivna förfarandet innefattar således alla våxelsteg motsvarande samtliga genomgångna växlar i utföringsexemplet ovan.

Enligt uppfinningen tillhandahålles ett i styrenheten 48 och/eller datorn 53 lagrat datorpro- gram P, som kan innefatta rutiner för att styra växellådan 2 enligt föreliggande uppfinning. 24 Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan för att frikoppla det på sido- axeln 18 frånkopplingsbart anordnade femte kugghjulet 92, som via en slutväxel 21 är för- bundet med den utgående axeln 20.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan för att överföra vridmoment från den andra planetväxeln 12 till sidoaxeln 18 via det andra växelparet 66.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan för att överföra vridmoment från sidoaxeln 18 till den utgående axeln 20 via det första växelparet 66.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan så att med genererad elekt- risk energi från den andra elektriska maskinen 16 driva den första elektriska maskinen 14 för att med den första elektriska maskinen 16 minska reaktionsmoment från den första planetväx- eln 10, och för att därmed minska överfört moment hos det första växelparet 60.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan så att med den andra elekt- riska maskinen 16 öka reaktionsmoment från den andra planetväxeln 12, för att öka överfört moment hos det andra växelparet 66.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan så att med en första kopp- lingsenhet 56 frikoppla ett hos den första planetväxeln 10 anordnat första solhjul 26 och en första planethjulshållare 50 från varandra.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan så att med en fiärde kopp- lingsenhet 61 förbinda ett hos den andra planetväxeln 12 anordnat första ringhjul 28 och ett växelhus 42 med varandra.

Datorprogrammet P kan innefatta rutiner för att styra växellådan så att minskningen och ök- ningen av reaktionsmomentet hos den första och andra elektriska maskinen 14 resp. 16, syn- kroniseras så att momentet hos den utgående axeln 20 konstant eller förändras linjärt.

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

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.

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

Claims (20)

10 15 20 25 30 25 Patentlcrav

1. Växellåda innefattande en ingående axel (8) och en utgående axel (20); en första planetväx- el (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 (l2); ett första växelpar (60), som är anordnade mellan den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20); och ett andra växelpar (66), som är anordnade mellan den andra planet- växeln (12) och den utgående axeln (20), kännetecknad av att en sidoaxel (18) är anordnad mellan den respektive första och andra planetväxeln (10, 12) och den utgående axeln (20); att sidoaxeln (18) är förbunden med den utgående axeln (20) via en slutväxel (21); och att slutväxeln (21) innefattar ett växelelement (92), som är frånkopplingsbart anordnat på si- doaxeln (18).

2. Växellåda enligt krav 1, kännetecknad av att en första huvudaxel (34) är kopplad till den första planetväxeln (10); att en andra huvudaxel (36) är kopplad till den andra planetväxeln (l2); att det första växelparet (60) är anordnat på den första huvudaxeln (34) och sidoaxeln (l8); och att det andra växelparet (66) är anordnat på den andra huvudaxeln (36) och sidoaxeln (18).

3. Växellåda enligt krav 2, kännetecknad av att en första planethjulshållare (50) hos den för- sta planetväxeln (10) är förbunden med ett andra solhjul (32) hos den andra planetväxeln (l2); att ett första solhjul (26) hos den första planetväxeln (10) är förbundet med den första huvud- axeln (34); och att en andra planethjulshållare (51) hos den andra planetväxeln (12) är förbunden med den andra huvudaxeln (36).

4. Växellåda enligt krav 3, kännetecknad av att den ingående axeln (8) är förbunden med den första planethjulshållaren (50). 10 15 20 25 30 26

5. Växellåda enligt något av kraven 2 - 4, kännetecknad av att en kopplingsmekanism (96), är anordnad mellan den första huvudaxeln (34) och den utgående axeln (20).

6. Växellåda enligt något av kraven 2 - 6, kännetecknad av att det första växelparet (60) in- nefattar ett i ingrepp med varandra första kugghjulsdrev (62) och ett första kugghjul (64), vil- ket första kugghjulsdrev (62) är fast anordnat med den första huvudaxeln (34) och vilket för- sta kugghjul (64) är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18); att det andra växelparet (66) innefattat ett i ingrepp med varandra andra kugghjulsdrev (68) och ett andra kugghjul (70), vilket andra kugghjulsdrev (68) är fast anordnat med den andra huvudaxeln (36) och vilket andra kugghjul (70) är till- och frånkopplingsbart anordnat på si- doaxeln (18).

7. Växellåda enligt krav 6, kännetecknad av ett tredje växelpar (72), som är anordnat mellan den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20), vilket tredje växelpar (72) innefat- tar ett i ingrepp med varandra tredje kugghjulsdrev (74) och ett tredje kugghjul (76), vilket tredje kugghjulsdrev (74) är fast anordnat med den första huvudaxeln (34) och vilket tredje kugghjul (76) är till- och frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18); och ett fjärde växelpar (78), som är anordnat mellan den andra planetväxeln (12) och den ut- gående axeln (20); vilket fiärde växelpar (78) innefattat ett i ingrepp med varandra fjärde kugghjulsdrev (80) och ett fjärde kugghjul (82), vilket fjärde kugghjulsdrev (80) är fast an- ordnat med den andra huvudaxeln (36) och vilket fjärde kugghjul (82) är till och frånkopp- lingsbart anordnat på sidoaxeln (18).

8. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att växelelementet (92) är frånkopplingsbart anordnat på sidoaxeln (18) med ett femte kopplingselement (93).

9. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att slutväxelns växelelement är ett femte kugghjul (92), som är i ingrepp med ett sjätte kugghjul (94), som är fast anordnat på den utgående axeln (20).

10. Växellåda enligt krav 6 och 7, kännetecknad av att de första, andra, tredje och fjärde kugghjulen (64, 70, 76, 82) är till och frånkopplingsbart anordnade på sidoaxeln (18) med första, andra, tredje resp. fjärde kopplingselement (84, 86, 88, 90). 10 15 20 25 30 27

11. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att en första rotor (24) hos den första elektriska maskinen (14) är förbunden med ett första ringhjul (22) hos den första planetväxeln (l0); och att en andra rotor (30) hos den andra elektriska maskinen (16) är förbunden med ett andra ringhjul (28) hos den andra planetväxeln (12).

12. Växellåda enligt krav 3, kännetecknad av att en första kopplingsenhet (56) är anordnad att lös görbart förbinda det första solhjulet (26) med den första planethjulshållaren (50); och att en andra kopplingsenhet (58) är anordnad att lösgörbart förbinda det andra solhjulet (32) med den andra planethjulshållaren (51).

13. Växellåda enligt krav 12, kännetecknad av att en tredje kopplingsenhet (59) är anordnad att lös görbart förbinda det första ringhjulet (22) hos den första planetväxeln (10) med ett kring växellådan (2) omgivande växelhus (42); och att en fiärde kopplingsenhet (61) är anordnad att lösgörbart förbinda ett andra ringhjul (28) hos den andra planetväxeln (12) med växelhuset (42).

14. Fordon (1), kännetecknat av att det innefattar en växellåda (2) enligt något av föregående krav.

15. Förfarande för att styra en växellåda (2), innefattande en ingående axel (8) och en utgåen- de 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 (l0); en andra elektrisk maskin (16), som är kopplad till den andra planetväxeln (12); ett första växelpar (60), som är anordnat mellan den första planetväxeln (10) och den utgående axeln (20); och ett andra växelpar (66), som är an- ordnat mellan den andra planetväxeln (12) och den utgående axeln (20), kännetecknat av stegen: a) att frikoppla ett på en sidoaxel (18) frånkopplingsbart anordnat växelelement (92), som via en slutväxel (21) är förbundet med den utgående axeln (20); b) att överföra vridmoment från den andra planetväxeln (12) till sidoaxeln (18) via det andra växelparet (66); och c) att överföra vridmoment från sidoaxeln ( 18) till den utgående axeln (20) via det första väx- elparet (66). 10 15 20 25 28

16. Förfarande enligt krav 15, kännetecknat av de ytterligare stegen: d) att med genererad elektrisk energi från den andra elektriska maskinen (16) driva den första elektriska maskinen (14) för att med den första elektriska maskinen (16) minska reaktions- moment från den första planetväxeln (10), och för att dänned minska överfört moment hos det första växelparet (60); och e) att med den andra elektriska maskinen (16) öka reaktionsmoment från den andra planetväx- eln (12), för att öka överfört moment hos det andra växelparet (66).

17. Förfarande enligt krav 16, kännetecknat av de ytterligare stegen: f) att med en första kopplingsenhet (56) frikoppla ett hos den första planetväxeln (10) anord- nat första solhjul (26) och en första planethjulshållare (50) från varandra; och g) att med en fjärde kopplingsenhet (61) förbinda ett hos den andra planetväxeln (12) anord- nat första ringhjul (28) och ett växelhus (42) med varandra.

18. Förfarande enligt något av kraven 15 -17, kännetecknat av att minskningen och ökningen av reaktionsmomentet hos den första och andra elektriska maskinen (14, 16) synkroniseras, så att momentet hos den utgående axeln (20) är konstant eller förändras kontinuerligt.

19. Datorprogram (P) för att styra en växellåda, där nämnda datorprogram (P) innefattar pro- gramkod för att orsaka en elektronisk styrenhet (48) eller en annan dator (53) ansluten till den elektroniska styrenheten (48) att utföra stegen enligt något av patentkraven 15-18.

20. Datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart, me- dium för att utföra förfarandestegen enligt något av patentkraven 15-18, när nämnda pro- gramkod körs på en elektronisk styrenhet (48) eller en annan dator (53) ansluten till den elek- troniska styrenheten (48).