SE1250715A1 - Förfarande för framförande av ett fordon - Google Patents

Abstract

Ett förfarande för framförande av ett så kallat hybridfordon (1) i samband med start av en förbränningsmotor (2) i ett drivsystem hos fordonet (1), vilket drivsystem innefattar en planetväxel med tre komponenter i form av ett solhjul (10), ett ringhjul (11) och en planethjulhållare (12), varvid den utgående axeln (2a) hos en förbränningsmotor (2) är förbunden med en första av nämnda komponenter (10), en ingående axel (3a) hos en växellåda (3) är förbunden med en andra av nämnda komponenter (12) och rotorn (9b) hos en elektrisk maskin (9) är ansluten till en tredje av nämnda komponenter (11). Förfarandet startar när fordonet drivs framåt av den elektriska maskinen (9) genom att en backväxel är ilagd i växellådan (3) och den elektriska maskinen (9) driver planetväxelns nämnda tredje komponent (11) att rotera med ett negativt varvtal (n) under det att en komponentbroms (28) bromsar nämnda första komponent (10). Förfarandet innefattar steget att överföra komponentbromsen (28) ett friläge, så att förbränningsmotorns utgående axel (2a) via planetväxelns nämnda första komponent (10) bringas att rotera med ett positivt varvtal (n-), varigenom förbränningsmotorn (2) kan startas.(Fig. 1)

Description

10 15 20 25 30 Att utnyttja en konventionell kopplingsmekanism som kopplar ihop växellådans ingående axel med förbränningsmotorn vid ivägkörning av fordonet och frikopplar denna vid en växlings- process i växellådan innebär nackdelar, såsom uppvärmning av kopplingsmekanismens lameller, vilket resulterar i en ökad bränsleförbrukning och ett slitage av kopplingslamellerna. Sär- skilt gäller detta vid ihopkoppling av axlarna. En konventionell kopplingsmekanism är dessutom relativt tung och kostsam. Den upptar även ett relativt stort utrymme i fordonet. Friktionsförluster hydraulisk converter/ uppstår även vid användning av en momentomvandlare, vanligen använd vid automatlådor. vilket förbränningsmotorns utgående axel, den elektriska maskinens Genom att se till att fordonet har ett drivsystem i rotor och växellådans ingående axel är sammankopplade med en planetväxel kan den konventionella kopplingsmekanismen såväl som den hydrauliska convertern och nämnda nackdelar med dessa undvikas. Ett fordon med ett drivsystem av denna typ är känt genom EP 1 319 546. Det finns naturligtvis en ständig strävan att förbättra sättet att driva ett fordon med ett sådant drivsystem på vad gäller energieffektivitet och sättet som den elektriska maskinen och förbränningsmotorn samverkar på.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett förfarande av inledningsvis definierat slag som är i linje med ovannämnda strävan. Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att tillhandahålla ett förfarande enligt bifogade patentkrav 1. 10 15 20 25 Enligt uppfinningen startas förbränningsmotorn hos ett fordon med ett drivsystem av ovan nämnda slag, vilket dessutom innefattar en komponentbroms utformad att vid behov bromsa planetväxelns första komponents rotation, då fordonet befinner sig i ett lämpligt utgångsläge. I ett sådant drivs fordonet framåt av den elektriska maskinen under det att en backväxel är ilagd i växellådan, genom att den elektriska maskinen driver planetväxelns tredje komponent att rotera med ett negativt den till första varvtal medan komponentbromsen bromsar förbränningsmotorns utgående axel anslutna komponenten. Då komponentbromsen sedan överförs till sitt friläge bringas förbränningsmotorns utgående axel via planetväxeln att rotera med ett positivt varvtal, varigenom förbränningsmotorn kan startas.

Förfarandet enligt uppfinningen utnyttjar det faktum att den elektriska maskinen till skillnad från förbränningsmotorn kan rotera med både positiva och negativa varvtal. Det är därför möjligt att med hjälp av den elektriska maskinen köra fordonet framåt med en backväxel ilagd i växellådan. Detta gör att starten av förbränningsmotorn kan ske under pågående acceleration, då den elektriska maskinens vridmoment simultant utnyttjas för att fordonet och för driva att accelerera förbränningsmotorn.

Förfarandet lämpar sig särskilt för till exempel bussar i stadstrafik, där man vill att bussen efter ett stopp på en hållplats skall köra iväg ljudlöst. Bussen kan då köras iväg med hjälp av den elektriska maskinen och under pågående acceleration startas förbränningsmotorn. 10 15 20 25 30 Enligt en utföringsform av uppfinningen föregås steg (a) av steget: (a1) kontroll vridmoment är tillräckligt för att i av att den elektriska maskinens tillgängliga steg (a) ge ett vridmoment på vilket tillräckligt för att starta förbränningsmotorn. resulterande förbränningsmotorns utgående axel, resulterande vridmoment är Enligt en variant av denna utföringsform utförs steg (a), i det fall kontrollen i steg (a1) visar att den elektriska maskinens vridmoment är otillräckligt, med fordonets drivhjul delvis bromsade och under styrning av den elektriska maskinens vridmoment mot ett värde som ger ett för start av förbränningsmotorn tillräckligt resulterande vridmoment på förbränningsmotorns utgående axel. Denna utföringsform har fördelen att förfarandet kan användas för att starta förbränningsmotorn hos ett fordon då föraren önskar framföra detta vid en mycket låg hastighet. Fordonets förbränningsmotor kan, tack vare att drivhjulen bromsas, startas utan att fordonets hastighet påverkas.

Enligt en utföringsform av uppfinningen följer på steget (a) stegen: (b) styrning av den elektriska maskinen (9) och/eller förbränningsmotorn (2) så att ett momentlöst tillstånd uppnås i växellådan (3), (c) urläggning av den i växellådan (3) ilagda backväxeln, (d) styrning av den elektriska maskinen (9) och/eller förbränningsmotorn (2) så att varvtalet (ng) hos ringhjulet (11) tillsammans med varvtalet (n1) hos förbrännings- motorns utgående axel (2a) ger växellådans ingående 10 15 20 25 30 axel (3a) ett varvtal (n2) som för rådande hastighet hos fordonet (1) är synkroniserat med axelvarvtalet för en önskad framåtväxel hos växellådan (3), (e) iläggning av den önskade framåtväxeln i växellådan (3).

Med dessa steg åstadkommes ett läge där fordonet kan fortsätta att drivas framåt av förbränningsmotorn och den elektriska maskinen i kombination på en önskad framåtväxel.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar förfarandet de på steget (e) följande stegen: (f) kontroll av efterfrågat drivmoment, (g) styrning av den elektriska maskinens vridmoment mot en nivå som ger efterfrågat drivmoment och samtidig styrning av förbränningsmotorns varvtal mot ett värde som ger planetväxelns ingående komponenter samma varvtal, (h) överföring av låsmedlen till låsläget då nämnda komponenter roterar med samma varvtal.

Enligt denna utföringsform åstadkommes ett läge där fordonet kan framföras med planetväxeln låst, så att kraftöverföringen mellan å ena sidan förbränningsmotorn och den elektriska maskinen och å andra sidan fordonets drivhjul blir effektiv.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utförs förfarandet för ett drivsystem där planetväxelns nämnda första komponent utgörs av solhjulet, planetväxelns nämnda andra komponent utgörs av planethjulhållaren och planetväxelns nämnda tredje komponent utgörs av ringhjulet. Ett sådant drivsystem finns tidigare beskrivet i den ännu ej offentliggjorda SE 1051384-4. Genom att förbinda den elektriska maskinen med ringhjulet och förbrän- ningsmotorns utgående axel med solhjulet uppnås en kompakt 10 15 20 25 30 konstruktion som år lätt att passa in i redan existerande utrym- men för drivsystem med kopplingsmekanismer istället för planetväxlar. Därmed kan en hybridiserad växellåda göras storleks- och viktkompatibel med en standardväxellåda och stan- dardiserade gränssnitt kan bibehällas. Detta innebär att den vikt- ökning som en hybridisering normalt innebär kan reduceras avsevärt. En annan fördel är att ett förbindande av den elektriska maskinen med ringhjulet ger ett högre möjligt bromsmoment via denna än om den istället vore förbunden med solhjulet.

Enligt utförs förfarandet för ett fordon med ett drivsystem som innefattar en ytterligare en utföringsform av uppfinningen rangeväxel och enligt en vidareutveckling av denna utföringsform utförs förfarandet med nämnda backväxel i kombination med en högrangeväxel. Utnyttjandet av den hos fordon av detta slag och normalt inte använda växelkombinationen av backväxel högrangeväxel möjliggör utförande av det uppfinningsenliga förfarandet vid en betydligt högre hastighet och vid en mer utdragen acceleration än i det fall lågrangeväxeln skulle vara dock fullt uppfinningsenliga förfarandet med lågrangeväxeln ilagd i sådana ilagd. Det är möjligt att genomföra det fall där hastigheten hos fordonet är tillräckligt låg när önskemål uppkommer om att starta förbränningsmotorn.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utförs förfarandet för ett drivsystem där förbränningsmotorns utgående axel är förbunden med solhjulet med en fast utväxling, och/eller där växellådans ingående axel är förbunden med planethjulhållaren med en fast utväxling. 10 15 20 25 Enligt en utföringsform av uppfinningen utförs förfarandet för ett drivsystem där förbränningsmotorns utgående axel är förbunden med nämnda första komponent på så vis att dessa roterar som en enhet med samma varvtal och/eller där växellådans ingående axel är förbunden med planethjulhållaren på så vis att dessa roterar som en enhet med samma varvtal.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utförs förfarandet för ett drivsystem där låsmedlen i låsläget förbinder solhjulet med planethjulhållaren.

Uppfinningen avser även ett datorprogram uppvisande de i patentkrav 9 uppräknade särdragen, en datorprogramprodukt uppvisande de i patentkrav 10 uppräknade särdragen, en elek- tronisk styrenhet uppvisande de i patentkrav 11 uppräknade särdragen och ett motorfordon uppvisande de i patentkrav 12 uppräknade särdragen.

Andra fördelaktiga särdrag hos uppfinningen och fördelar med denna framgår av den nedan följande beskrivningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritningar, där 10 15 20 25 30 Fig. 1 är en schematisk skiss av ett drivsystem hos ett fordon på vilket ett uppfinningsenligt förfarande går att utföra, Fig. 2 är en förenklad skiss av en del av ett drivsystem, Fig. 3 visar hur vridmomentet för de olika komponenterna i drivsystemet kan variera med tiden under förfarandet, Fig. 4 visar hur varvtalet för komponenterna i fig. 3 kan variera med tiden under förfarandet, Fig.5 är en schematisk skiss av en styrenhet för implementering av ett förfarande enligt uppfinningen, och Fig.6 visar ett flödesdiagram illustrerande ett förfarande enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett drivsystem för ett tungt fordon 1. Drivsystemet innefattar en förbränningsmotor 2, en växellåda 3, ett antal drivaxlar 4 och drivhjul 5. Mellan förbränningsmotorn 2 och växellådan 3 innefattar drivsystemet 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. Förbränningsmotorns utgående axel 2a är koaxiellt anordnad i förhållande till växellådans ingående axel 3a. Förbränningsmotorns utgående axel 2a och växellådans 10 15 20 25 30 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. Statorkärnan innefattar statorns lindningar. Den elektriska maskinen 9 är anpassad att under vissa driftstillfällen utnyttja lagrad elektrisk energi för att tillföra drivkraft till växellådans ingående axel 3a och under andra driftstillfällen utnyttja växellådans ingående axels 3a rörelse- energi 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 en första komponent, en andra komponent och en tredje komponent. Den första komponenten utgörs i denna utföringsform av ett solhjul 10, den andra 12, och den tredje komponenten av ett ringhjul 11. Planethjulhållaren 12 bär upp ett ett radiellt utrymme mellan solhjulets 10 och ringhjulets 11 kuggar. Solhjulet 10 är i förbränningsmotorns utgående axel 2a. Solhjulet 10 och för- komponenten av en planethjulhållare antal kugghjul 13 som är roterbart anordnade i denna utföringsform fäst på en perifer yta hos bränningsmotorns utgående axel 2a är här utformade att rotera som en enhet med ett första varvtal n1. Planethjulhållaren 12 innefattar ett fästparti 12a som i denna utföringsform är fäst på en perifer yta hos växellådans ingående axel 3a med hjälp av ett splines-förband 14. Med hjälp av detta förband kan planet- hjulhållaren 12 och växellådans ingående axel 3a rotera som en Ringhjulet 11 enhet med ett andra varvtal n2. innefattar en 10 15 20 25 30 10 utvändig perifer yta på vilken rotorn 9b i denna utföringsform är fast monterad. Rotorn 9b och ringhjulet 11 utgör här en roterbar enhet som är utformad att rotera med ett tredje varvtal ns.

Drivsystemet innefattar låsmedel för ihoplåsning av två av planetväxelns ingående komponenter. Låsmedlen är i den visade utföringsformen anordnade på förbränningsmotorns utgående axel 2a planethjulhållaren 12 och på genom att förbränningsmotorns utgående axel 2a är försedd med ett förskjutbart kopplingsorgan 15, vilket via ett kopplingsparti 15a är förbindbart med ett kopplingsparti 12b hos planethjulhållaren 12.

Kopplingsorganet 15 är fäst på förbränningsmotorns utgående axel 2a med hjälp av ett splines-förband 16. Kopplingsorganet 15 är i detta fall vridfast anordnat på förbränningsmotorns utgående axel 2a och förskjutbart anordnat i en axiell riktning på förbränningsmotorns utgående axel 2a. Ett schematiskt visat förskjutningsorgan 17 är anpassat att förskjuta kopplingsorganet 15 mellan ett första läge då kopplingspartierna 15a, 12b inte är i ingrepp med varandra, vilket motsvarar ett frigöringsläge hos låsmedlen, och ett andra läge då kopplingspartierna 15a, 12b är i vilket låsmedlen. Då kopplingspartierna 15a, 12b är i ingrepp med ingrepp med varandra, motsvarar ett låsläge hos varandra kommer förbränningsmotorns utgående axel 2a och växellådans ingående axel 3a att vara ihoplåsta. Dessa båda axlar 2a, 3a samt den elektriska maskinens rotor 9b kommer därmed att rotera med samma varvtal.

Enligt uppfinningsenliga förfarandet för ett drivsystem där låsmedlen en annan utföringsform av uppfinningen utförs det innefattar en med första splines försedd hylsa. I frigöringsläget 10 15 20 25 30 11 ingriper dessa första splines med andra splines anordnade på den med växellådans ingående axel förbundna andra komponenten hos planetväxeln. I låsläget ingriper nämnda första splines även med tredje splines anordnade på den med förbränningsmotorns utgående axel första komponenten hos planetväxeln, så att nämnda första och andra komponent låses ihop. Hylsan kan till exempel vara en ringformad hylsa, vilken omsluter planethjulhållaren i det fall planetväxelns andra komponent utgörs av denna.

Naturligtvis kan låsmedlen anordnas även på andra sätt än de ovan nämnda, till exempel så att dessa låser ihop ringhjulet med förbränningsmotorns utgående axel eller växellådans ingående axel.

I den visade utföringsformen är en elektrisk styrenhet 18 anpassad att styra förskjutningsorganet 17. Styrenheten 18 är även anpassad att avgöra vid vilka tillfällen som den elektriska maskinen 9 ska arbeta som motor och vid vilka tillfällen 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. Styrenheten 18 styr även en schematiskt visad regleringsutrustning 19 som reglerar flödet av elektrisk energi mellan ett energilager 20, såsom ett hybridbatteri, och den elektriska maskinens stator 9a. Vid tillfällen som den elektriska maskinen 9 arbetar som motor tillförs lagrad elektrisk energi från energilagret 20 till statorn 9a och/eller övriga förbrukare. Vid tillfällen som den elektriska maskinen arbetar som generator från statorn 9a till tillförs elektrisk energi energilagret 20. 10 15 20 25 30 12 Energilagret 20 levererar och lagrar elektrisk energi med en Då det 6 mellan förbränningsmotorn 2 och spänning som är av storleksordningen 200-800 Volt. mellanliggande partiet 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. Rotorn 9b hos den elektriska maskinen, ringhjulet 11 hos planetväxeln, förbränningsmotorns 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 ett relativt litet utrymme. Fordonet 1 är utrustad med en motorstyrningsfunktion 21 med vilken förbränningsmotorns varvtal n1 kan regleras. Styrenheten 18 har därmed möjlighet att aktivera motorstyrningsfunktionen 21 vid i- och urläggning av växlar i växellådan 3 för att skapa ett momentlöst tillstånd i växellådan 3. Naturligtvis kan drivsystemet istället för att styras av en enda styrenhet 18 styras av flera olika styrenheter.

Drivsystemet innefattar dessutom en komponentbroms 28 som är överförbar mellan ett bromsande läge och ett friläge. I det bromsande läget bromsas i den visade utföringsformen solhjulet av komponentbromsen 28 och i friläget påverkas solhjulet inte av komponentbromsen 28 och kan alltså rotera obehindrat av denna. Komponentbromsen 28 kan verka direkt eller indirekt på solhjulet och kan utgöras av till exempel en reglerbar broms som kan momentstyras, en fjäderbelastad broms med fast bromsmoment eller en låssprint som kan låsa fast förbrännings- motorns svänghjul. Komponentbromsen kan utformas för att 10 15 20 25 30 13 verka på förbränningsmotorns svänghjul, på förbränningsmotorns utgående axel eller direkt på planetväxelns solhjul.

Komponentbromsen 28 är lämpligen utformad så att den kan styras med hjälp av styrenheten 18.

I Fig. 3 och 4 visas hur vridmomenten T1, T2 och T3 respektive varvtalen n1, ng och ny, för förbränningsmotorns utgående axel 2a (streckad linje), växellådans ingående axel 3a (prickad linje) respektive den elektriska maskinens rotor 9b (heldragen linje) tiden t uppfinningsenliga förfarandet. kan variera över under en utföringsform av det Definitionsmåssigt roterar för- bränningsmotorn 2, vilken endast roterar åt ett håll, med ett positivt varvtal. Komponenter som roterar åt samma håll som denna sägs rotera med positivt varvtal och komponenter som roterar åt motsatt håll sägs rotera med negativt varvtal. I Fig. 6 visas ett flödesschema vilket illustrerar förfarandet enligt den i Fig. 3 och 4 visade utföringsformen av uppfinningen. De steg som är förknippade med starten av förbränningsmotorn är i Fig. 6 markerade med heldragna linjer, medan steg som följer på starten är markerade med streckade linjer och övriga steg är markerade med punktstreckade linjer. I denna utföringsform av det uppfinningsenliga förfarandet används ett drivsystem där den elektriska maskinens rotor 9b är anordnad att rotera som en enhet med ringhjulet 11, förbränningsmotorns utgående axel 2a är anordnad att rotera som en enhet med solhjulet 10 och växellådans ingående axel 3a är anordnad att rotera som en enhet med planethjulhållaren 12.

För att starta förbränningsmotorn 2 medelst förfarandet enligt uppfinningen försätts ett fordon 1 med ett drivsystem enligt ovan 10 15 20 25 30 14 i ett lämpligt utgångsläge 610. Ett lämpligt utgångsläge är i detta fall ett läge där fordonet körs framåt drivet av enbart den elektriska maskinen 9, vilken roterar med ett negativt varvtal ng.

Låsmedlen är i frigöringsläget så att de i planetväxeln ingående komponenterna kan rotera med olika varvtal och komponentbromsen 28 är i det bromsade läget, så att solhjulets 10 rotation hindras. Därmed ger den elektriska maskinens 9 vridmoment T3 via ringhjulet 11 och planethjulhållaren 12 upphov till ett reaktionsvridmoment T2 på växellådans ingående axel 3a, som av den elektriska maskinen 9 därför drivs att rotera med ett negativt varvtal ng. För att fordonet skall kunna drivas framåt måste i utgångsläget en backväxel vara ilagd i växellådan 3. I Fig. 3 och Fig. 4 drivs fordonet framåt i utgångsläget under tiden t = to - t1. I det visade fallet drivs fordonet framåt vid ett konstant varvtal, men utgångsläget kan också vara ett läge då fordonet accelereras. På solhjulet 10, och i denna utföringsform därmed på förbränningsmotorns utgående axel 2a, verkar ett reaktionsvridmoment T1. Eftersom komponentbromsen 28 hindrar solhjulets 10 rotation står förbränningsmotorns utgående axel 2a trots detta still.

I steg 611 ges en signal att starta förbränningsmotorn 2 vid tiden t = t1. Komponentbromsen 28 som verkar på solhjulet 10 överförs då i steg 612 med hjälp av styrenheten 18 till friläget så att solhjulet 10 tillåts rotera. Den elektriska maskinens vridmoment T3 hålls konstant. Reaktionsvridmomentet T1 verkande på förbränningsmotorns utgående axel 2a ger nu i steg 613 upphov till en rotation av nämnda axel 2a, genom att solhjulet 10 börjar rotera med ett positivt varvtal n1 till följd av ringhjulets 11 rotation. Förbränningsmotorn 2 accelereras därmed så att denna 10 15 20 25 30 15 kan startas och i steg 614 uppnår sitt tomgångsvarvtal. Samtidigt fortsätter växellådans ingående axel 3a att rotera med ett negativt varvtal n2, så att fordonet under starten av förbränningsmotorn 2 fortfarande drivs framåt av den elektriska maskinen 9.

För att fordonet 1 efter starten av förbränningsmotorn 2 skall kunna drivas framåt även av denna måste nu en växling till en framåtväxel med lämplig utväxling ske. För att förbereda växlingen styrs vid tiden t = t2 i steg 615 den elektriska maskinen 9 med hjälp av styrenheten 18 så att vridmomentet Tg på Samtidigt varvtalsstyrs förbränningsmotorn 2 så att dess utgående axel 2a, växellådans ingående axel 3a går mot noll. och därmed även solhjulet 10, håller ett konstant varvtal n1. Vid tiden t = t3 har ett momentlöst tillstånd uppnåtts i växellådan och backväxeln läggs ur. För att en lämplig framåtväxel i steg 616 skall kunna läggas i måste dock växellådans ingående axel 3a drivas runt med ett varvtal ng som vid de aktuella förhållandena motsvarar körning på nämnda lämpliga framåtväxel. Den elektriska maskinen 9 och förbränningsmotorn 2 styrs därför så att dessa utövar ett positivt vridmoment T3 respektive Tj på ringhjulet 11 respektive solhjulet 10, varigenom solhjulets varvtal n1 ökar och ringhjulet 11 byter rotationsriktning och börjar rotera med ett positivt varvtal ng. Vid tiden t = t4 är det resulterande varvtalet n2 hos växellådans ingående axel 3a synkroniserat med varvtalet hos önskad framåtväxel för de aktuella förhållandena, och växeln läggs i.

Det är nu möjligt att fortsätta körningen framåt på olika vis beroende på rådande omständigheter. I de flesta fall är det mest 10 15 20 25 30 16 bränsleekonomiskt att fortsätta körningen med låsmedlen i låsläget, där ringhjulet 11, solhjulet 10 och planethjulhållaren 12 roterar som en enhet med samma varvtal. Detta är även den utföringsform som visas i Fig. 3 och 4. För att kunna överföra låsmedlen till låsläget styrs den elektriska maskinens 9 vridmoment TS i steg 617 mot en nivå som tillsammans med förbränningsmotorns 2 vridmoment T1 ger ett önskat drivmoment.

Under synkronisera de i planetväxeln ingående komponenterna så att tiden varvtalsstyrs förbränningsmotorn 2 för att dessa roterar med samma varvtal. Detta tillstånd uppnås vid tiden t = t5. Låsmedlen överförs i steg 618 till låsläget, varefter förbränningsmotorns 2 och den elektriska maskinens 9 vrid- moment styrs mot den fördelning som för tillfället är mest gynn- sam att köra vidare på.

Under vissa omständigheter kan det vara mer gynnsamt att istället köra vidare med låsmedlen i frigöringsläget.

Om fordonets 1 förare under starten av förbränningsmotorn 2 inte efterfrågar tillräckligt drivmoment, till exempel om föraren vill framföra fordonet med en mycket låg hastighet, kan det inträffa att det på förbränningsmotorns utgående axel 2a resulterande vridmomentet inte blir tillräckligt stort för att förbränningsmotorn skall kunna startas. Förfarandet kan därför innefatta ett steg 619 där styrenheten 18 före start av förbränningsmotorn 2 kontrollerar huruvida det resulterande vridmomentet når upp till ett tröskelvärde, vilket är minsta möjliga vridmoment som behövs för att starta förbränningsmotorn. Om det resulterande vridmomentet är otillräckligt, kan drivsystemet i ett steg 620 styras så att fordonets drivhjul 5 under starten av 10 15 20 25 30 17 förbränningsmotorn 2 bromsas, till exempel med färdbroms eller med retarder. Den elektriska maskinens 9 vridmoment kan då samtidigt ökas utan att fordonets hastighet påverkas.

Lämpligen utförs förfarandet enligt uppfinningen för ett drivsystem med rangeväxel, där backväxeln som i utgångsläget Hgger högrangeväxel. Genom att använda högrangeväxeln kan fordonet ilagd i växellådan används i kombination med en framföras i en hastighet som vid ett normalt rangeväxel- förhållande är cirka fyra gånger så hög som om istället lågrange- växeln varit ilagd. Om förfarandet utförs vid en tillräckligt låg istället använda en hastighet är det således möjligt att lågrangeväxel.

Innan det uppfinningsenliga förfarandet startas görs lämpligen en kontroll av att den elektriska maskinens tillgängliga vridmoment är tillräckligt stor för att starta förbränningsmotorn vid det rådande varvtalet. Om så inte är fallet, utan fordonet redan har hunnit accelereras upp till en för hög hastighet, måste ett alternativt förfarande för att starta förbränningsmotorn användas.

Vanligen behöver dock en växling ändå ske innan varvtalet har blivit så högt att det är för sent att starta förbränningsmotorn utan att sakta ner, vid vilken växling det är lämpligt för drivsystemet att starta förbränningsmotorn och växla till en framåtväxel.

Som alternativ till den ovan nämnda utföringsformen kan förfarandet utföras för ett drivsystem med förbränningsmotorns utgående axel förbunden med ringhjulet och den elektriska maskinens rotor förbunden med solhjulet. Det är även möjligt att 10 15 20 25 30 18 istället förbinda växellådans ingående axel med antingen ringhjulet eller solhjulet. I dessa fall kan som ovan beskrivits förbränningsmotorns utgående axel, växellådans ingående axel respektive rotorn vara förbunden med nämnda första, andra respektive tredje komponent hos planetväxeln, antingen så att de var och en roterar med samma varvtal som respektive komponent eller med en fast eller variabel utväxling. Komponentbromsen skall även i dessa fall verka på den till förbränningsmotorns utgående axel anslutna första komponenten hos planetväxeln.

Datorprogramkod för implementering av ett förfarande enligt upp- finningen är lämpligen inkluderad i ett datorprogram som är in- läsningsbart till internminnet hos en dator, såsom internminnet hos en elektronisk styrenhet hos ett motorfordon. Ett sådant datorprogram är lämpligen tillhandahållet via en datorprogram- produkt innefattande ett av en elektronisk styrenhet läsbart data- lagringsmedium, vilket datalagringsmedium har datorprogrammet lagrat därpå. Nämnda datalagringsmedium är exempelvis ett optiskt datalagringsmedium i form av en CD-ROM-skiva, en DVD- skiva eller dylikt, ett magnetiskt datalagringsmedium i form av en hårddisk, en diskett, ett kassettband eller dylikt, eller ett Flash- minne eller ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM.

Fig. 5 illustrerar mycket schematiskt en elektronisk styrenhet 40 innefattande ett exekveringsmedel 41, såsom en central pro- cessorenhet (CPU), för exekvering av datorprogramvara. Exekve- ringsmedlet 41 kommunicerar med ett minne 42, exempelvis av typen RAM, via en databuss 43. Styrenheten 40 innefattar även datalagringsmedium 44, exempelvis i form av ett Flashminne 10 19 eller ett minne av typen ROM, PROM, EPROM eller EEPROM.

Exekveringsmedlet 41 kommunicerar med datalagringsmediet 44 via databussen 43. Ett datorprogram innefattande dator- programkod för implementering av ett förfarande enligt upp- finningen är lagrat på datalagringsmediet 44.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna, utan en mängd möjligheter till modi- fikationer därav torde vara uppenbara för en fackman på områ- det, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patentkrav.

Claims (12)

20 PATENTKRAV

1. Förfarande för framförande av ett fordon (1) i samband med 10 15 20 25 30 start av en förbränningsmotor (2) i ett drivsystem hos fordonet (1), vilket drivsystem innefattar en förbränningsmotor (2) med en utgående axel (2a), en elektrisk maskin (9) med en stator (9a) och en rotor (9b), en växellåda (3) med en ingående axel (3a), och en planetväxel som innefattar tre komponenter (10, 11, 12) i form av ett solhjul (10), ett ringhjul (11) och en planethjulhållare (12), varvid förbränningsmotorns utgående axel (2a) är förbunden med en första av nämnda komponenter (10) hos förbränningsmotorns utgående axel (2a) leder till en rotation planetväxeln så att en rotation av av nämnda första komponent (10), växellådans ingående axel (3a) är förbunden med en andra av nämnda komponenter (12) hos planetväxeln så att en rotation av växellådans ingående axel (3a) leder till en rotation av nämnda andra komponent (12) och den elektriska maskinens rotor (9b) är ansluten till en tredje av nämnda komponenter (11) hos planetväxeln, så att en rotation av rotorn (9b) leder till en rotation av nämnda tredje komponent (11), varvid drivsystemet dessutom innefattar låsmedel överförbara mellan ett låsläge i vilket två av nämnda komponenter är ihoplåsta så att de tre komponenterna (10, 11, 12) roterar som en enhet med samma varvtal och ett frigöringsläge i vilket komponenterna (10, 11, 12) tillåts rotera med olika varvtal, kännetecknat av, att drivsystemet innefattar en komponentbroms (28) som är överförbar mellan ett bromsande läge i vilket planetväxelns nämnda första komponents (10) rotation bromsas av komponentbromsen (28), och ett friläge i vilket planetväxelns 10 15 20 25 30 21 nämnda första komponent (10) inte påverkas av komponentbromsen (28), och att förfarandet startar när fordonet drivs framåt av den elektriska maskinen (9) genom att en backväxel är ilagd i växellådan (3) och den elektriska maskinen (9) driver planetväxelns nämnda tredje komponent (11) att rotera med ett negativt varvtal (ns) med låsmedlen i frigöringsläget och med komponentbromsen (28) i det bromsande läget, varvid förfarandet innefattar steget: (a) överföring av komponentbromsen (28) till friläget, så att förbränningsmotorns utgående axel (2a) via planetväxelns nämnda första komponent (10) bringas att rotera med ett positivt varvtal (n1), varigenom förbränningsmotorn (2) kan startas.

. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att steg (a) föregås av steget: (a1) kontroll av att den elektriska maskinens (9) tillgängliga vridmoment är tillräckligt för att i steg (a) ge ett resulterande vridmoment på förbränningsmotorns utgående axel (2a), vilket resulterande vridmoment är tillräckligt för att starta förbränningsmotorn (2).

.Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att, i det fall kontrollen i steg (a1) visar att den elektriska maskinens tillgängliga vridmoment är otillräckligt, steg (a) utförs med fordonets drivhjul (5) delvis bromsade och under styrning av den elektriska maskinens (9) vridmoment mot ett värde som ger ett för start av förbränningsmotorn (2) tillräckligt resulterande vridmoment på förbränningsmotorns utgående axel (2a). 10 15 20 25 30 22

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av de på steget (a) följande stegen: (b) styrning av den elektriska maskinen (9) och/eller förbränningsmotorn (2) så att ett momentlöst tillstånd uppnås i växellådan (3), (c) urläggning av den i växellådan (3) ilagda backväxeln, (d) styrning av den elektriska maskinen (9) och/eller förbränningsmotorn (2) så att varvtalet (ng) hos ringhjulet (11) tillsammans med varvtalet (m) hos förbrännings- motorns utgående axel (2a) ger växellådans ingående axel (Sa) ett varvtal (m2) som för rådande hastighet hos fordonet (1) är synkroniserat med axelvarvtalet för en önskad framåtväxel hos växellådan (3), (e) iläggning av den önskade framåtväxeln i växellådan (3).

. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av de på steget (e) följande stegen: (f) kontroll av efterfrågat drivmoment, (g) styrning av den elektriska maskinens (9) vridmoment mot en nivå som ger efterfrågat drivmoment och samtidig styrning av förbränningsmotorns (2) varvtal mot ett värde som ger planetväxelns ingående komponenter (10, 11, 12) samma varvtal, (h) överföring av låsmedlen till låsläget då nämnda komponenter (10, 11, 12) roterar med samma varvtal.

. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det utförs för ett drivsystem där planetväxelns nämnda första komponent (10) utgörs av solhjulet (10), planetväxelns 10 15 20 25 23 nämnda andra komponent (12) utgörs av planethjulhällaren (12) och planetväxelns nämnda tredje komponent (11) utgörs av ringhjulet (11).

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det utförs för ett fordon med ett drivsystem som innefattar en rangeväxel.

8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att det utförs med nämnda backväxel i kombination med en högrangeväxel.

9. Datorprogram innefattande datorprogramkod för att bringa en dator att implementera ett förfarande enligt något av kraven 1- 8 när datorprogramkoden exekveras i datorn.

10. Datorprogramprodukt innefattande ett datalagringsmedium som är läsbart av en dator, varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 9 är lagrad på datalagringsmediet.

11. Elektronisk styrenhet innefattande ett exekveringsmedel, ett och ett till datalagringsmedium, till exekveringsmedlet anslutet minne exekveringsmedlet anslutet varvid datorprogramkoden hos ett datorprogram enligt krav 9 är lagrat pä nämnda datalagringsmedium.

12. Motorfordon innefattande en elektronisk styrenhet enligt krav 11.