SE1200390A1

SE1200390A1 - Drivsystem och förfarande för att driva ett fordon

Info

Publication number: SE1200390A1
Application number: SE1200390A
Authority: SE
Inventors: Niklas Pettersson; Mikael Bergquist; Johan Lindstroem; Anders Kjell; Mathias Bjoerkman
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-12-28
Also published as: RU2015102267A; US9434375B2; SE538161C2; US20150203097A1; WO2014003667A1; EP2867049A1; RU2613144C2; EP2867049A4; BR112014031917A2; CN104507727A; KR20150027264A

Abstract

Föreliggande uppﬁnning avser ett drivsystem och ett förfarande för drift av ett fordon(1). Drivsystemet en förbränningsmotor (2), en bromsanordning (24) med vilkenfordonet (1) kan bromsas, en elektrisk maskin (9), ett energilager (20) som ärförbunden med den elektriska maskinen, åtminstone ett aggregat (22) som drivs avelektrisk energi, en planetväxel som innefattar ett solhjul (10), ett ringhjul (l 1) och enplanethjulhållare (12). Drivsystemet innefattar en styrenhet (18) som är anpassad att,vid ett driﬁstillfálle då fordonet (1) är i rörelse, ett drivmoment (Tg) begärs ochkopplingsorganet (15) är i det första läget (Il), baserat på en jämförelse mellan detbegärda drivmomentet (Tg) och ett erforderligt moment (Tmq) vilket erfordras för driftav aggregatet 22, styra förbränningsmotom (2) och/eller bromsanordningen (24)och/eller den elektriska maskinen (9) så att önskad elektrisk effekt för driften av nämnda aggregat (22) erhålls. (Pig. s)

Description

10 växellådan ges ett önskat varvtal. Med ett hybridsystem enligt SE 1051384-4 behövs ingen kopplingsmekanism användas i fordonets drivlina.

Hos konventionella hybridfordon med koppling kan förbränningsmotom inte användas för att ladda energilagret då hastigheten är så låg att fordonet inte kan framföras med kopplingen i stängt läge. När ett sådant hybridfordon i form av, exempelvis, en buss krypkör vid exempelvis köbildning ﬁnns det en risk att den måste framföras en tid med ilagd växel och kopplingen i ett öppet läge. Om samtidigt energilagret belastas av andra elektrisk drivna aggregat i fordonet som, exempelvis, en kompressor hos en AC- anläggning kan energilagret laddas ut tämligen snabbt. I detta fall måste fordonet stannas, den ilagda växeln läggas ur och kopplingen stängas för att ladda upp energilagret, altemativt så måste fordonet börja slira kraftigt på kopplingen för att kunna ladda energilagret.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppﬁnning är att tillhandahålla ett drivsystem för ett fordon av inledningsvis nämnt slag där energilagret har kapacitet att tillföra elektrisk energi för drift av åtminstone ett elektriskt drivet aggregat i fordonet även under driftstillfällen då fordonet framförs med en låg hastighet.

Detta syfte uppnås med drivsystemet av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravets l kännetecknande del. Vid tillfällen då fordonet är i rörelse med en låg hastighet och föraren (och/eller ett styrsystem i fordonet) begär ett drivmoment av fordonet går förbränningsmotorn på ett aktuellt varvtal, planetväxeln är i ett öppet läge och en växel är ilagd i växellådan.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppﬁnning är styrenheten anpassad att mottaga information avseende energilagrets laddningsnivå och att vid tillfällen som energilagrets laddningsnivå är lägre än en gränsnivå styra bromsanordningen och den elektriska maskinen så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt som nämnda aggregat förbrukar. Om energilagret har en hög laddningsnivå är det inte alltid nödvändigt att den elektriska maskinen måste generera lika mycket elektrisk effekt som nämnda aggregat förbrukar. I detta fall kan den elektriska maskinen åtminstone under en period generera mindre elektrisk effekt än nämnda aggregat förbrukar.

Alternativt kan energilagrets laddningsnivå tillåtas sjunka till en lägsta acceptabel nivå.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att, vid ett diiﬂstillfálle då fordonet är i rörelse, kopplingsorganet är i det första läget och ett drivmoment begärs av fordonet, styra bromsanordningen så att den tillför ett bromsmoment av en storlek så att fordonet hålls i rörelse.

Styrenheten är med fördel anpassad att då energilagret har en högre laddningsnivå än nämnda grånsnivå lossa bromsanordningen helt, eller, i tillämpliga fall, styra bromsanordningen så att den även fortsatt inte tillför något bromsande moment, och styra den elektriska maskinen så att den levererar ett moment av en storlek så att fordonet drivs med det begärda momentet. I detta fall styrs den elektriska maskinen så att den avger ett moment med en utväxlingsfaktor i förhållande till fordonets begärda moment. Därmed hålls fordonet i rullning med det drivmoment som begärs av föraren.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda grånsnivå lossa bromsanordningen helt, eller, i tillämpliga fall, styra bromsanordningen så att den även fortsatt inte tillför något bromsande moment, styra förbränningsmotom så att den erhåller ett tillräckligt högt varvtal för att elektrisk energi ska kunna genereras i energilagret och att styra den elektriska maskinen så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt som förbrukas av nämnda aggregat. I detta fall kan styrenheten aktivera en motorstyrfunktion som höjer förbränningsmotoms varvtal i takt med att fordonets hastighet ökar. Därmed kan rotorn hos den elektriska maskinen fås att rotera i en negativ motsatt riktning i förhållande till förbrärmingsmotoms rotationsriktning även då fordonets hastighet ökar. Dänned kan elektrisk effekt genereras under en önskad tidsperiod. Förbränningsmotoms varvtal styrs så att den elektriska maskinen kan generera åtminstone lika mycket elektrisk effekt i energilagret som förbrukas vid drift av nämnda aggregat. Dänned kan driﬁen av nämnda aggregat garanteras även vid tillfällen då energilagret har en låg laddningsnivå.

Enligt en alternativ utföringsforrn av föreliggande uppfinning är styrenheten anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda grånsnivå styra förbränningsmotom så att den drivs med tomgångsvarvtalet, eller ett rådande varvtal, styra bromsanordningen så att den applicerar ett bromsmoment som resulterar i att fordonet drivs med det begärda momentet och att styra den elektriska maskinen så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt i energilagret som förbrukas av nämnda aggregat. I detta fall används bromsanordningen för att tillföra ett bromsmoment så att fordonet drivs med det begärda drivmomentet samtidigt som elektrisk effekt generas i åtminstone samma mängd som förbrukas av nämnda aggregat. Därmed kan driften av nämnda aggregat garanteras även vid tillfällen som energilagret har en låg laddningsnivå.

Enligt en utföringsform av uppﬁnningen är styrenheten anpassad att styra kopplingsorganet så att det förs till det andra läget så fort fordonet erhåller en hastighet vid vilken det är möjligt att låsa förbränningsmotoms utgående axel med växellådans ingående axel. I synnerhet vid tillfällen då energilagret har en låg laddningsnivå är det lämpligt att låsa förbrärmingsmotoms utgående axel med växellådans ingående axel så snabbt som möjligt. Därmed kan förbränningsmotorn svara för driften av fordonet, driften av nämnda aggregat och uppladdningen av energilagret.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är bromsanordningen en beﬁntlig broms i fordonet. Med fördel är bromsanordningen en beﬁntlig broms som verkar på fordonets drivlina eller hjul. Bromsanordningen bör dock ha egenskapen att den kan tillföra ett varierbart bromsmoment. Altemativt kan bromsanordningen vara en separat broms som endast används för att tillföra ett varierbart bromsmoment med syﬁe att generera elektrisk energi i energilagret.

Enligt en utföringsfonn av uppﬁnningen är aggregatet en kompressor i en AC- anläggning. Sådana anläggningar kan vid drift kräva tillförsel av en relativt stor mängd elektrisk effekt från energilagret och/eller elektrisk effekt genererad av den elektriska maskinen (vid tillfällen då den fungerar som en generator). Aggregatet kan dock vara ett eller ﬂera godtyckliga aggregat som drivs med elektrisk effekt från energilagret och/eller elektrisk effekt genererad av den elektriska maskinen (vid tillfällen då den fungerar som en generator).

Enligt en annan föredragen utföringsforrn av uppfinningen är förbränningsmotoms utgående axel förbunden med solhjulet hos planetväxeln, växellådans ingående axel förbunden med planethjulhållaren hos planetväxeln och den elektriska maskinens rotor förbunden med ringhjulet hos planetväxeln. Med en sådan utformning kan de ingående komponentema ges en kompakt konstruktion. Solhjulet och planethjulhållaren kan vara förbundna med förbrärmingsmotoms utgående axel respektive växellådans ingående axel med hjälp av splines-förband eller liknande. Därmed garanteras att solhjulet roterar med samma varvtal som förbrärmingsmotoms utgående axel och att planethjulhållaren roterar med samma varvtal som växellådans ingående axel. Rotorn hos den elektriska maskinen kan vara fast anordnad på en utvändig perifer yta hos ringhjulet. Ringhjulets invändiga perifera yta är i regel försedd med kuggar.

Ringhjulets utvändiga perifera yta är i regel slät och lämpar sig mycket väl för att bära upp rotom hos den elektriska maskinen. Ringhjulet och rotom hos den elektriska maskinen bildar därmed en roterbar enhet. Altemativt kan rotom hos den elektriska maskinen vara förbunden med ringhjulet via en transmission. Det är dock möjligt att förbinda förbränningsmotoms utgående axel, växellådans ingående axel och den elektriska maskinens rotor med någon av de övri ga komponentema hos planetväxeln.

Det inledningsvis angivna syftet uppnås även med förfarandet enligt patentkraven ll- .

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom exempel, föredragna utföringsforrner av uppﬁnningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: F ig. l visar en drivlina hos ett fordon med ett drivsystem enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar drivsystemet mer i detalj, F ig. 3 visar ett ﬂödesschema som beskriver en första utföringsform av ett förfarande enligt föreliggande uppﬁnning och Fig. 4 visar ett ﬂödesschema som beskriver en andra utföringsform av ett förfarande enligt föreliggande uppﬁnning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN F ig. l visar en drivlina för ett tungt fordon 1. Drivlinan innefattar en förbränningsmotor 2, en växellåda 3, ett antal drivaxlar 4 och drivhjul 5. Mellan fórbränningsmotom 2 och växellådan 3 innefattar drivlinan ett mellanliggande parti 6.

Fig. 2 visar komponenterna i det mellanliggande partiet 6 mer i detalj.

Förbränningsmotorn 2 är försedd med en utgående axel 2a och växellådan 3 med en ingående axel 3a i det mellanliggande partiet 6. Förbränningsmotoms utgående axel 2a är koaxiellt anordnad i förhållande till växellådans ingående axel 3a.

Förbrärmingsmotoms utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a är roterbart anordnade runt en gemensam rotationsaxel 7. Det mellanliggande partiet 6 innefattar ett hus 8 som innesluter en elektrisk maskin 9 och en planetväxel. Den elektriska maskinen 9 innefattar på sedvanligt sätt en stator 9a och en rotor 9b. Statorn 9a innefattar en statorkärna som är fäst på lämpligt sätt på husets 8 insida. Statorkäman innefattar statoms lindningar. Den elektriska maskinen 9 är anpassad att under vissa driftstillstånd utnyttja lagrad elektrisk energi för att tillföra drivkraft till växellådans ingående axel 3a och under andra driftstillstånd utnyttja växellådans ingående axels 3 rörelseenergi för att utvinna och lagra elektrisk energi.

Planetväxeln är anordnad väsentligen radiellt invändigt om den elektriska maskinens stator 9a och rotor 9b. Planetväxeln innefattar på sedvanligt sätt ett solhjul 10, ett ringhjul 11 och en planethjulhållare 12. Planethjulhållaren 12 bär upp ett antal kugghjul 13 som är roterbart anordnade i ett radiellt utrymme mellan solhjulets 10 och ringhjulets ll kuggar. Solhjulet 10 är fäst på en perifer yta hos förbränningsmotorns utgående axel 2a. Solhjulet 10 och förbränningsmotoms utgående axel 2a roterar som en enhet med ett första varvtal nl. Planethjulhållaren 12 innefattar ett fástparti 12a som är fäst på en perifer yta hos växellådans ingående axel 3a med hjälp av ett splines- förband 14. Med hjälp av detta förband kan planethjulhållaren 12 och växellådans ingående axel 3a rotera som en enhet med ett andra varvtal ng. Ringhjulet ll innefattar en utvändig perifer yta på vilken rotom 9b är fast monterad. Rotom 9b och ringhjulet 1 1 utgör en roterbar enhet som roterar med ett tredje varvtal n3.

Då det mellanliggande partiet 6 mellan förbränningsmotom 2 och växellådan 3 i ett fordon är begränsat erfordras att den elektriska maskinen 9 och planetväxeln utgör en kompakt enhet. Planetväxelns komponenter 10-12 anordnas här väsentligen radiellt invändigt om den elektriska maskinens stator 9a. Rotom 9b hos den elektriska maskinen, ringhjulet ll hos planetväxeln, förbränningsmotoms utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a är här roterbart anordnade runt en gemensam rotationsaxel 5. Med ett sådant utförande upptar den elektriska maskinen 9 och planetväxeln en relativt litet utrymme.

Fordonet innefattar en låsmekanism som är fórbar mellan ett första öppet läge i vilken planetväxelns tre komponenter10-12 tillåts rotera med olika varvtal och ett andra låst läge i vilket den låser ihop två av planetväxelns komponenter 10, 12 så att planetväxelns tre komponenter 10-12 roterar med samma varvtal. I denna utfóringsform innefattar låsmekanismen ett fórskjutbart kopplingsorgan 15.

Kopplingsorganet 15 är fäst på förbränningsmotoms utgående axel 2a med hjälp av ett splines-förband 16. Kopplingsorganet 15 äri detta fall vridfast anordnat på fórbränningsmotorns utgående axel 2a och fórskjutbart anordnat i en axiell riktning på förbränningsmotorns utgående axel 2a. Kopplingsorganet 15 innefattar ett kopplingsparti 15a som är förbindbart med ett kopplingsparti l2b hos planethjulhållaren 12. Låsmekanismen innefattar ett schematiskt visat fórskjutningsorgan 17 är anpassat att fórskjuta kopplingsorganet 15 mellan det första fria läget 11 då kopplingspartierna 15a, l2b inte är i ingrepp med varandra och det andra låsta läget I; då kopplingspartiema 15a, l2b är i ingrepp med varandra. I det forsta öppna läget kan förbränningsmotorns utgående axel 2 och växellådans ingående axel 3 rotera med olika varvtal. Då kopplingspartierna 15a, l2b är i ingrepp med varandra kommer förbränningsmotorns utgående axel 2 och växellådans ingående axel 3 att rotera med samma varvtal.

En elektrisk styrenhet 18 är anpassad att styra förskjutningsorganet 17. Styrenheten 18 är även anpassad att avgöra vid vilka driﬁstillfällen som den elektriska maskinen 9 ska arbeta som motor och vid vilka driftstillfállen som den ska arbeta som generator. För att avgöra detta kan styrenheten 18 mottaga aktuell information från lämpliga driftsparametrar. Styrenheten 18 kan vara en dator med lämplig programvara för detta ändamål. En eller ﬂera separata styrenheter kan användas. Styrenheten 18 styr även en schematiskt visad regleringsutrustning 19 som reglerar ﬂödet av elektrisk energi mellan ett energilager 20 och den elektriska maskinens stator 9a. Vid driftstillfállen som den elektriska maskinen 9 arbetar som motor tillförs lagrad elektrisk energi från energilagret 20 till statorn 9a. Vid driftstillfällen som den elektriska maskinen arbetar som generator tillförs elektrisk energi från statorn 9a till energilagret 20. Energilagret levererar och lagrar elektrisk energi med en märkspänning av storleksordningen 200-800 Volt.

Ett mätinstrument 21 är anpassad att avkänna åtminstone en parameter som är relaterad till laddningsnivån q i energilagret 20. Mätinstrumentets 21 funktion kan vara integrerad i den elektriska styrenheten 18 eller någon annan tillämplig styrenhet.

Laddningsnivån q i energilagret 20 kan bestämmas på godtyckligt tillämpligt sätt.

Energilagret 20 är även förbundet med ett eller ﬂera elektriskt drivna aggregat 22 i fordonet. Det elektriskt drivna aggregatet kan vara en kompressor i en AC-anläggning.

Styrenheten 18 kan vara anpassad att mottaga information avseende energilagrets 20 laddningsnivå q.

Under driﬁ av fordonet l kan en förare begära ett drivmoment Tg av fordonet l med en schematiskt visad gaspedal 23. Då gaspedalen 23 inte är nedtryckt kan detta motsvara ett begärt drivmoment Tg vilket är negativt (bromsande moment önskas). Då gaspedalen 23 är till en viss del (mindre än ett gränsvärde) nedtryckt kan detta motsvara ett begärt drivmoment Tg vilket är negativt (bromsande moment önskas).

Som alternativ till att drivmomentet Tg begärs via gaspedalen 23 kan ett styrsystem i fordonet (exempelvis vid användning av ACC - Adaptive Cruise Control) begära ett drivmoment Tg. Fordonet l är utrustad med åtminstone en bromsanordning 24 med vilken fordonets drivhjul 5 kan bromsas. Fordonet 1 är utrustad med en motorstyrningsfunktion 26 med vilken förbränningsmotoms moment T, och varvtal nl kan regleras. Styrenheten 18 har, exempelvis, möjlighet att aktivera motorstyrningsﬁinktionen 26 för att skapa ett momentlöst tillstånd i växellådan 3 vid i och urläggning av växlar i växellådan 3.

Fig. 3 visar ett ﬂödesschema som beskriver ett förfarande vilket sträcker sig från det att fordonet är i rörelse med en hastighet vpresmt med planetväxeln i det forsta läget I 1 tills fordonet erhållit en hastighet vid vilken det är möjligt att ställa planetväxeln i det andra lästa läget 12. Förfarandet startar vid steget 30. Om planetväxeln inte redan är i det första (öppna) läget I; sätts den i det första läget 11, vid steget 31. Förbränningsmotoms utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a är därmed fritt rörliga i förhållande till varandra. En växel g; är ilagd i växellådan 3 vilket framgår av steget 32. Det framgår av steget 33 att iörbränningsmotorn 2 är i drift och att den drivs med ett varvtal nl = npresem. Bromsanordningen 24 appliceras, vid steget 34, med ett bromsmoment Th som är lika med noll (inget bromsande moment). Det framgår av steget 35 att fordonet har en viss hastighet vpæsen, vilken är större än noll (vpresent > 0).

Vid steget 36 avkänner/ fastställer styrenheten 18 vilket drivmoment Tg som begärs av, exempelvis, föraren via gaspedalen. Vid steget 37 jämför styrenheten 18 om det begärda drivmomentet Tg är större eller lika med ett erforderligt moment Tmq vilket erfordras för drift av aggregatet/aggregaten 22. Är drivmomentet Tg större än det erforderliga momentet Treq ﬁnns ett överskott på effekt för att driva aggregatet/aggregaten 22.

Vid låga fordonshastigheter vpresen, roterar ringhjulet 1 1 och den elektriska maskinens rotor 9b i en negativ riktning så att elektrisk effekt genereras och kan lagras i energilagret 20 och/eller förbrukas direkt. Om fordonet (beroende på eventuell acceleration) kommer upp i en hastighet v; börjar ringhjulet 11 och den elektriska maskinens rotor 9b att rotera i en positiv riktning. Det erfordras därmed tillförsel av elektrisk effekt E61 till den elektriska maskinen 9 för att öka fordonets 1 hastighet ytterligare. När fordonet når upp till en hastighet v2 är det möjligt att sätta planetväxeln i ett låst läge I2.

F örbrukningen av elektrisk effekt blir betydande om energilagret 20 både ska tillföra elektrisk effekt E61 till den elektriska maskinen 9 och samtidigt förse det elektriskt drivna aggregatet/aggregaten 22 med elektrisk effekt Ea. Om fordonet 1 under en längre period framförs med en hastighet som är högre än V1 och lägre hastighet än v2 kan förbrukningen av elektrisk effekt bli så stor att energilagret 20 helt laddas ur.

Om styrenheten 18, vid 37, erhåller information från mätinstrumentet 21 som indikerar att det ﬁnns ett överskott på effekt riskerar energilagret 20 inte att laddas ur.

Bromsanordningen 24 styrs så att Tb = 0 (inget bromsmoment), vid steget 38, och fordonet 1 drivs fortsatt i den valda färdriktningen. Vid steget 39, tillför den elektriska maskinen 25 ett moment Te; så att fordonet 1 erhåller det av, exempelvis, gaspedalen 23 begärda drivmomentet Tg. Underskottet eller överskottet av elektrisk effekt till det elektriska aggregatet 24 hanteras av energilagret 20. Styrenhcten 18 undersöker, vid steget 40, om det är möjligt att låsa planetväxeln. Om detta är möjligt sätts planetväxeln i det andra låsta läget I2 och startprocessen avslutas vid 41. I planetväxelns låsta läge kan förbränningsmotom 2 svara för hela driften av fordonet 1, driften av det elektriska aggregatet 22 och vid behov uppladdning av energilagret 20.

Om styrenheten 18, vid 40, konstaterar att planetväxeln inte kan sättas i det andra låsta läget I2 börjar förfarandet om vid steget 36, där begärt drivmoment Tg fastställs. Vid steget 37 jämför styrenheten 18 om det begärda drivmomentet Tg är större det erforderliga momentet Treq. Om Tg är mindre än det erforderliga momentet Treq ﬁnns ett underskott på effekt för drift av aggregatet/aggregaten 22. Vid steget 42 bedöms då om energilagret 20 har kapacitet att klara av detta underskott. Bedömningen av om energilagret 20 har kapacitet att klara av effektunderskottet kan innefatta att jämföra information avseende energilagrets 20 laddningsnivå q med en bestämd gränsnivå qll.

Om energilagrets 20 laddningsnivå q är högre än gränsnivån qo kan energilagret 20 anses ha kapacitet att klara av effektunderskottet. Om så är fallet (energilagret 20 bedöms ha kapacitet att klara av effektunderskottet) fortsätter förfarandet vid steget 38.

Om så inte är fallet (då energilagrets 20 laddningsnivå q är lägre än gränsnivån qll) fortsätter förfarandet i detta fall, vid steget 43, där det framgår att bromsanordningen 24 inte tillför något bromsmoment (Tl,=0). Fordonet 1 bromsas således inte alls av bromsanordningen 24. I detta fall höjs däremot, vid steget 44, förbränningsmotoms varvtal nl till en högre nivå än det aktuella/rådande varvtalet nplesenl.

I och med att fórbränningsmotorns varvtal nl höjs kan ringhjulet 11 fås att rotera i en negativ riktning och elektrisk effekt genereras i energilagret 20 under en längre tid än om förbränningsmotom drivs med det aktuella/rådande varvtalet nplesenl. I och med att förbrärmingsmotorns varvtal nl höjs kan, även om ringhjulet 11 redan roterar i en negativ riktning, ringhjulet 11 fås att rotera med ett ökat negativt varvtal (ökat absolutbelopp för det negativa varvtalet) om ett ökat effektbehov föreligger eller kommer att föreligga. Styrenheten 18 styr fórbränningsmotorns varvtal nl, exempelvis via motorstymingsfunktionen 26, så att elektrisk effekt genereras i en önskad mängd och leds till energilagret 20 och/eller aggregatet 22. Styrenheten 18 styr, vid steget 45, fórbränningsmotorns varvtal nl så att åtminstone lika mycket elektrisk effekt Eel som förbrukas av det elektriska aggregatet E, genereras Den elektriska maskinen 9 tillhandahåller ett moment Tel som är en utväxlingsfaktor gånger det begärda momentet Tg. Styrenheten 18 undersöker, vid steget 40, om det är möjligt att låsa planetväxeln.

Om det är möjligt sätts planetväxeln i det andra låsta läget 12 och förfarandet avslutas vid steget 41. I annat fall börjar förfarandet om vid steget 36.

Fig. 4 visar ett alternativt förfarande för en startprocess av fordonet 1 då det är utrustat med ett eller ﬂera elektriska aggregat 22 som kräver elektrisk effekt Ea för drift.

F örfarandet i Fig. 4 motsvarar förfarandet i Fig. 3 åtminstone för stegen 30 - 37. Om det, vid steg 37 (Fig. 4), fastställs att det finns ett överskott på effekt som möjliggör drift av aggregatet 22 fortsätter förfarandet vid steget 38. Om så inte är fallet bedöms, vid steget 42, om energilagret 20 har en sådan laddningsnivå q att aggregatet 22 ändå kan drivas. Är det fallet (energilagrets 20 laddningsnivå q är högre än gränsnivån qll) fortsätter förfarandet vid steget 38. Om så inte är fallet (energilagrets 20 laddningsnivå 11 q är lägre än gränsnivån qo) fortsätter förfarandet vid steget 46. I detta fallet drivs förbrärmingsmotom 2 fortsatt med det aktuella/rådande varvtalet npresent. Vid steget 47 appliceras bromsanordningen 24 så att den bromsar fordonet 1 med ett bromsmoment Tb. Styrenheten 18 styr bromsanordningen 24 så att den tillhandahåller ett bromsmoment Tb som resulterar i att fordonet 1 erhåller det momentet Tg som begärs av, exempelvis, gaspedalen. Styrenheten 18 styr den elektriska maskinen 9, vid steget 48, så att den alstrar åtminstone lika mycket elektrisk effekt Ed som motsvarar det elektriska aggregatets effektbehov Ea. Styrenheten 18 undersöker, vid steget 40, om det är möjligt att låsa planetväxeln. Om det är möjligt sätts planetväxeln i det andra låsta läget I; och startprocessen avslutas vid steget 41. I annat fall börjar förfarandet om vid steget 36.

I ﬂödesdiagrammet i Fig. 3 utnyttjas stegen 43-45, alternativt 38-39, då det råder ett underskott på effekt för drift av det elektriska aggregatet 22. I ﬂödesdiagrammet i Fig. 4 utnyttjas stegen 46-48, alternativt 38-39, då det råder ett underskott på effekt för drift av det elektriska aggregatet 22. Det är självfallet möjligt att utnyttja dessa tre olika åtgärdema altemerande eller i kombination då det behöver tillföras effekt för att driva det elektriska aggregatet 22.

Uppﬁnningen år på intet sätt begränsad till den på ritningama beskrivna utfóringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Exempelvis så kan en transmission med en utväxling anordnas mellan rotorn 9 och ringhjulet 11. Rotom 9 och ringhjulet 11 behöver således inte rotera med samma varvtal.

Claims

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

l. Drivsystem för ett fordon (l), varvid drivsysternet innefattar en förbränningsmotor (2) med en utgående axel (2a), en växellåda (3) med en ingående axel (3a), en bromsanordning (24) med vilken fordonet (1) kan bromsas, en elektrisk maskin (9) som innefattar en stator (9a) och en rotor (9b), ett energilager (20) som är förbundet med den elektriska maskinen, åtminstone ett aggregat (22) som drivs av elektrisk energi från energilagret (20), en planetväxel som innefattar ett solhjul (10), ett ringhjul (1 1) och en planethjulhällare (12) och ett kopplingsorgan (15) som är rörligt anordnad mellan ett först läge (h) i Vilket det tillåter rotation av nämnda komponenter i planetväxeln med olika varvtal och i ett andra läge (12) i vilket det låser komponenter i förhåliande till varandra så. att de roterar med samma varvtal, och varvid för- bränningsmotorns utgående axel (2a) är förbunden med en första av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel (2a) leder till en rotation av denna komponent, varvid växellådans ingående axel (Ba) är förbunden med en andra av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel leder till en rotation av denna komponent och den elektriska maskinens rotor (9b) är förbunden med en tredje av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av rotorn (9b) leder till en rotation av denna komponent, kännetecknat av att drivsystemet innefattar en styrenhet (l 8) som är anpassad att, vid ett driftstillfälle då fordonet (l) är i rörelse, ett drivmornent (Tg) begärs och kopplingsorganet (15) ärr' det första läget (11), baserat på en jämförelse mellan det begärda drivmomentet (Tg) och ett erforderligt moment (Trtq) vilket erfordras för drift av aggregatet 22, styra den elektriska maskinen (9) och åtminstone en av förbränningsmotorn (2) och bromsanordningen (24) så att önskad elektrisk effekt för driften av nämnda aggregat (22) erhålls.
2. Drivsystem enligt krav l, kännetecknar av att styrenheten (18) är anpassad att mottaga information avseende energilagrets (20) laddningsnivå (q).
3. Drivsystem enligt krav 2, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att utföra nämnda styrning av den elektriska maskinen (9) och åtminstone en av förbränningsmotorn (2) och brornsanordningen (24) baserat även på en jämförelse mellan energilagrets (20) laddningsnivå (q) och en gränsnivå (qn) för energilagrets (20) laddningsnivå (q). 10 15 20 25 30 35
4. Drivsystem enligt krav 3, kännetecknar av att styrenheten (18) är anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda gränsnivå styrenheten (18) styra förbränningsmotorn (2) så att den erhåller ett tillräckligt högt varvtal (m) för att elektrisk effekt ska kunna genereras och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (E61) som nämnda aggregat förbrukar (Eg).
5. Drivsystem enligt krav 3 eller 4, kännetecknat av att styrenheten (18) är anpassad att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda gränsnivå styrenheten (18) styra bromsanordningen så att den applicerar ett bromsmornent (Tb) som resulterar i att fordonet drivs med det begärda momentet (Tg) och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (En) som nämnda aggregat förbrukar (Eg).
6. Drivsystern enligt något av föregående krav, kännetecknat av att styrenheten (I 8) är anpassad att styra kopplingsorganet (15) så att det förs till det andra läget (12) så fort fordonet (l) erhåller en hastighet (V2) vid vilken det är möjligt att låsa förbränningsmotorns utgående axel (2a) med växellådans ingående axel (3a).
7. Drivsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att brornsanordningen (24) är en befintlig hjulbrorns i fordonet (l).
8. Drivsystern enligt något av de föregående krav, kännetecknar av att aggregatet (22) innefattar en kompressor i en AC-anläggning.
9. Drivsystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att förbränningsmotorns utgående axel (2a) är förbunden med solhjulet (10) nos planetväxeln, att växellådans ingående axel (3a) är förbunden med planethjulhållaren (12) hos planetväxein och att den elektriska maskinens rotor (9b) är förbunden med ringltjulet (I l.) hos planetväxeln.
10. Förfarande för drift av ett fordon (l), varvid fordonet innefattar en förbränningsmotor (2) med en utgående axel (Za), en växellåda (3) med en ingående axel (3a), en bromsanordning (24) med vilken fordonet (l) kan bromsas, en elektrisk maskin (9) som innefattar en stator (9a) och en rotor (9b), ett energilager (20) som är förbundet med den elektriska maskinen, åtminstone ett aggregat (22) som drivs av 10 15 20 25 30 35 elektrisk energi från energilagret (20), en planetväxel som innefattar ett solhjul (10), ett rínghjul (l l) och en planethjulhållare (12) och ett kopplingsorgan (15) som är rörligt anordnad mellan ett först läge (11) i vilket det tillåter rotation av nämnda komponenter i planetväxeln med olika varvtal och i ett andra läge (12) i vilket det låser komponenter i förhållande till varandra så att de roterar med samma varvtal, och varvid för- bränningsmotorns utgående axel (2a) år förbunden med en första av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel (Za) leder till en rotation av denna komponent, varvid våxellådans ingående axel (3a) är förbunden med en andra av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av denna axel leder till en rotation av denna komponent och den elektriska maskinens rotor (9b) är förbunden med en tredje av nämnda komponenter hos planetväxeln så att en rotation av rotorn (9b) leder till en rotation av denna komponent, kånnetecknat av stegen att, vid ett driftstillfalle då fordonet (1) år i rörelse, ett drivrnoment (T g) begärs och kopplingsorganet (15) är i det första läget (Ii), baserat på en jämförelse mellan det begärda drivmomentet (Tg) och ett erforderligt moment (Tmq) vilket erfordras för drift av aggregatet 22, styra den elektriska maskinen (9) och åtininstone en av förbränningsrnotom (2) och bromsanordningen (24) så att önskad elektrisk effekt för driften av nämnda aggregat (22) erhålls.
l 1. Förfarande enligt krav l0, kännetecknat av att styrenheten (18) år anpassad att mottaga information avseende energilagrets (20) laddningsnivå (q).
12. Förfarande enligt krav 11, kännetecknar av steget att utföra nämnda styrning av förbränningsmotorn (2) och/eller brornsanordningen (24) och/eller den elektriska maskinen (9) baserat även på en jämförelse mellan energilagrets (20) laddningsnivå (q) och en grånsnivå (qn) för energilagrets (20) laddningsnivå (q).
13. Förfarande enligt krav 12, kånnetecknat av stegen att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda gränsnivå styrenheten (l 8) styra förbränningsmotorn (2) så att den erhåller ett tiilråckli gt högt varvtal (ni) för att elektrisk effekt ska kunna genereras och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (Es) som nämnda aggregat förbrukar (EE).
l4. Förfarande enligt krav 12 eller 13, kännetecknat av stehen att då energilagret har en lägre laddningsnivå än nämnda gränsnivå styrenheten (18) styra bromsanordningen så att den applicerar ett bromsrnoment (Tb) som resulterar i att fordonet drivs med det 10 15 begärda momentet (Tg) och att styra den elektriska maskinen (9) så att den genererar åtminstone lika mycket elektrisk effekt (En) som nämnda aggregat förbrukar (Et).
15. Förfarande enligt något av föregående krav 10 till 14, kännetecknat av steget att styra kopplingsorganet (15) så att det fors till det andra läget (lg) så fort fordonet (l) erhåller en hastighet (va) vid vilken det är möjligt att låsa fórbränningsmotorns utgående axel (Ba) med växellådans ingående axel (3a).
16. Datorprogram innefattande datorprograrnkod för att bringa en dator att implementera ett forfarande enligt något av kraven 10- 15 när datorprogramkoden exekveras i datorn.
l7. Datorprograrnprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är Iäsbart av en dator, varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 16 är lagrad på datalagringsmediet.
18. Fordon innefattande ett drivsystem enligt något av kraven 1-9.