BR112014032270B1

BR112014032270B1 - Sistema e método de transmissão para veículo híbrido com meios para calcular torque de motor com base em torque de motor, meio legível por computador e veículo

Info

Publication number: BR112014032270B1
Application number: BR112014032270-8A
Authority: BR
Inventors: Niklas Pettersson; Mikael Bergquist; Mathias Björkman; Johan Lindström; Karl Redbrandt
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2022-04-19
Also published as: BR112014032270A2; RU2015102277A; SE538352C2; US9592821B2; WO2014003666A1; CN104507779A; US20150191163A1; EP2867092A4; EP2867092A1; SE1250718A1; RU2598705C2

Abstract

SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA VEÍCULO HÍBRIDO COM MEIOS PARA CALCULAR TORQUE DE MOTOR COM BASE EM TORQUE DE MOTOR. A presente invenção refere-se a um sistema de transmissão e a um método para acionar um veículo (1). O sistema de transmissão compreende 1 um motor de combustão (2), uma caixa de engrenagens (3), uma máquina elétrica (9) e uma engrenagem planetária. O sistema de transmissão compreende uma unidade de controle (18) que é adaptada para ter acesso a informações em relação ao momento (Te1) da máquina elétrica (9) para acionar o veículo (1) e para calcular o momento (T1c) do motor de combustão (2) para acionar o veículo (1) em pelo menos uma primeira ocasião de operação (Di) quando há uma relação conhecida entre o momento (Te1) da máquina elétrica e o momento (T1c) do motor de combustão.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de transmissão, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, e a um método para acionar um veículo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 11.

[0002] O uso de um mecanismo de embreagem convencional que desconecta o eixo de entrada da caixa de engrenagens do motor de combustão durante o processo de mudança de engrenagem na caixa de engrenagens envolve desvantagens. Quando é dada a partida a um veículo estacionário, os discos do mecanismo de embreagem deslizam um contra o outro. Desse modo, o aquecimento dos discos é fornecido. Esse aquecimento resulta em um consumo de combustível aumentado e em um desgaste dos discos de embreagem. Um mecanismo de embreagem convencional também é relativamente pesado e dispendioso. O mesmo também ocupa um espaço relativamente grande no veículo. O uso de um conversor de torque hidráulico também resulta em perdas.

[0003] Veículos híbridos podem ser acionados por um motor primário que pode ser um motor de combustão e um motor secundário que pode ser uma máquina elétrica. A máquina elétrica é equipada com pelo menos um armazenamento de energia para armazenar energia elétrica e equipamento de controle para controlar o fluxo de energia elétrica entre o armazenamento de energia e a máquina elétrica. A máquina elétrica pode, desse modo, funcionar como um motor e um gerador, em dependência do estado de operação do veículo. Quando o veículo é freado, a máquina elétrica gera energia elétrica que é armazenada no armazenamento de energia. A energia elétrica armazenada é usada posteriormente, por exemplo, para acionar o veículo e para operar diferentes sistemas auxiliares no veículo.

[0004] O Pedido de Patente no S.E. 1051384-4, que não foi publicado, mostra um sistema de transmissão híbrido com uma engrenagem planetária que compreende três componentes, ou seja, uma engrenagem solar, um suporte de roda planetária e uma engrenagem anular. Um dentre os três componentes da engrenagem planetária é conectado a um eixo de saída do motor de combustão, um segundo componente da engrenagem planetária é conectado a um eixo de entrada à caixa de engrenagens e um terceiro componente da engrenagem planetária é conectado a um rotor de uma máquina elétrica. A máquina elétrica é conectada a um armazenamento de energia de modo que a mesma possa funcionar alternativamente como um motor e um gerador. A velocidade de rotação de máquinas elétricas pode ser controlada de uma maneira sem etapas. Controlando-se a velocidade de rotação da máquina elétrica, o eixo de entrada, à caixa de engrenagens pode ser dada uma velocidade de rotação desejada. Com um sistema híbrido, de acordo com S.E. 1051384-4, não é necessário o uso de um mecanismo de embreagem na linha de acionamento do veículo.

[0005] O torque do motor de combustão e o torque da máquina elétrica, juntos, fornecem o torque de acionamento do veículo. O motor de combustão é, no entanto, frequentemente usado para operação de diferentes montagens no veículo. Além disso, há uma incerteza em relação ao projeto de componentes incluídos no motor de combustão, envelhecimento por desgaste etc. A qualidade do combustível, a temperatura do combustível e da temperatura do motor de combustão são outros fatores que dificultam a determinação do torque que o motor de combustão abastece para a operação e, assim, para o torque de acionamento do veículo. O entanto, é importante que o motor de combustão forneça um torque exigido com uma alta precisão em determinados estados de operação, tais como, por exemplo, quando engrenagens são mudadas e quando desengrena-se a engrenagem planetária.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] O objeto da presente invenção é fornecer um sistema de transmissão para um veículo do tipo mencionado inicialmente, em que o torque do motor de combustão para acionar o veículo possa ser determinado com uma alta precisão.

[0007] Esse objeto é alcançado com um sistema de transmissão do tipo mencionado incialmente, que é caracterizado pelos recursos que são especificados na porção caracterizante da reivindicação 1. Quando se aciona um veículo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, um torque para acionar o veículo é exigido com um pedal de acelerador por um acionador. A unidade de controle exige o torque que a máquina elétrica deve entregar e o torque que o motor de combustão deve entregar de modo que o veículo obtenha o torque exigido pelo acionador. A unidade de controle pode controlar um mecanismo de controle adequado que leva energia elétrica para e partir da máquina elétrica de modo que a mesma entregue o torque determinado para acionar o veículo. O mecanismo de controle pode levar corrente para a máquina elétrica, ou a partir da mesma, com uma fase e uma amplitude de modo que a máquina elétrica abasteça o torque exigido. A fase e a amplitude da corrente abastecida podem também, quando necessário, serem medidas a fim de garantir que a máquina elétrica entregue o torque exigido. O torque que a máquina elétrica entrega para acionar o veículo pode, na maioria dos casos, ser determinado com uma precisão muito alta. Em uma engrenagem planetária, há uma correlação entre o torque dos componentes incluídos que é definida pelo número de dentes de engrenagem dos componentes respectivos. Uma vez que a máquina elétrica e o motor de combustão são conectados a um componente, cada da engrenagem planetária, é possível calcular o torque do motor de combustão com conhecimento do torque da máquina elétrica. Com o auxílio do torque calculado do motor de combustão, é alcançada uma determinação do torque abastecido do motor de combustão mais precisa do que se o torque abastecido do motor de combustão é baseado apenas em informações mais convencionais, tais como, a quantidade de combustível injetada etc. Tal determinação precisa do torque abastecido do motor de combustão pode ser usada em muitos contextos.

[0008] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a unidade de controle é adaptada para comparar o torque calculado do motor de combustão ao torque exigido do motor de combustão em uma primeira ocasião de operação. O torque calculado do motor de combustão, então, dá informações do torque abastecido do motor de combustão mais confiáveis que o torque exigido do motor de combustão. O motor de combustão, então, não fornece sempre o torque exigido com uma alta precisão. Comparando-se o torque calculado do motor de combustão ao torque exigido do motor de combustão, um possível desvio entre o torque abastecido do motor de combustão e o torque exigido do motor de combustão pode ser determinado.

[0009] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a unidade de controle é adaptada para armazenar informações em relação ao desvio entre o torque calculado do motor de combustão e o torque exigido do motor de combustão em uma dita primeira ocasião de operação e para usar essas informações armazenadas para controlar o motor de combustão em segundas ocasiões de operação. Nesse caso, informações sobre um possível desvio são armazenadas entre o torque calculado do motor de combustão e o torque exigido do motor de combustão. Com conhecimento sobre um possível tal desvio, o motor de combustão pode, dali em diante, ser controlado de modo que o desvio seja eliminado ou, pelo menos, claramente reduzido. A unidade de controle pode ajustar a quantidade de combustível injetado de modo que o desvio seja eliminado.

[0010] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a unidade de controle é adaptada para armazenar informações em relação ao desvio entre o torque calculado do motor de combustão e o torque exigido do motor de combustão em diferentes estados de operação do motor de combustão. O desvio, que é o caso entre o torque exigido do motor de combustão e o torque abastecido do motor de combustão, varia com uma alta probabilidade em diferentes estados de operação. O desvio pode variar com parâmetros de operação, tais como, a velocidade de rotação e o torque do motor de combustão. Portanto, é adequado armazenar informações sobre como o desvio varia com diferentes parâmetros de operação. Com o auxílio de tais informações, o torque abastecido do motor de combustão pode ser determinado com uma alta precisão substancialmente em todos estados de operação do motor de combustão. De acordo com uma modalidade da invenção, a unidade de controle é adaptada para suplementar e/ou atualizar as ditas informações armazenadas em relação ao desvio entre o torque calculado do motor de combustão e o torque exigido do motor de combustão durante as primeiras ocasiões de operação subsequentes. Uma razão de o motor de combustão não entregar o torque exigido com uma precisão desejada é, frequentemente, que o mesmo também opera diversas montagens auxiliares no veículo na forma de uma bomba de líquido de esfriamento, um ventilador de radiador, um compressor de um equipamento-CA etc. Quando a operação do motor de combustão das montagens auxiliares varia com, por exemplo, o tempo e com a temperatura circundante, é adequado suplementar e/ou atualizar relativa e frequentemente as informações armazenadas em relação ao desvio entre o torque calculado do motor de combustão e o torque exigido do motor de combustão. Outras razões quanto ao fato de motor de combustão não entregar o torque exigido podem depender de fatores que estão relacionados aos componentes que abastecem o combustível, a qualidade e a temperatura do combustível.

[0011] De acordo com uma modalidade da invenção, a unidade de controle é adaptada para usar o torque calculado do motor de combustão para controlar o motor de combustão em segundas ocasiões de operação quando exige-se que o motor de combustão abasteça o torque exigido com uma alta precisão. Em particular, em determinadas ocasiões de operação é importante que o motor de combustão abasteça um torque exigido com uma alta precisão. Tal ocasião de operação é quando uma engrenagem deve ser desengrenada da caixa de engrenagens. A fim de fazer isso, um estado sem torque precisa ser criado na caixa de engrenagens. Com conhecimento sobre o torque abastecido do motor de combustão om uma alta precisão, o processo de desengrenarem de uma engrenagem pode ocorrer mais rápido e com uma melhor precisão.

[0012] De acordo com uma modalidade da invenção, a engrenagem planetária compreende um membro de acoplamento com o qual é possível travar o eixo de saída do motor de combustão e o eixo de entrada da caixa de engrenagens, um em relação ao outro, e que a unidade de controle é adaptada para determinar o torque calculado do motor de combustão em primeiras ocasiões de operação quando o membro de acoplamento estiver em uma posição não travada na qual os ditos eixos são passíveis de giro com diferentes velocidades de rotação. Na prática, é possível calcular o torque do motor de combustão em todas as ocasiões de operação quando o membro de acoplamento estiver na posição não travada. No entanto, é uma vantagem calcular o torque do motor de combustão em determinadas ocasiões de operação do veículo quando o torque do motor de combustão pode ser calculado com uma dispersão considerável na velocidade e torque de rotação. Tais ocasiões de operação podem ser quando é dada a partida ao veículo com uma engrenagem planetária livre, quando as engrenagens são mudadas no veículo e quando o veículo é acionado com torques relativamente pequenos ao mesmo tempo em que o motor de combustão está operando em marcha lenta.

[0013] De acordo com uma modalidade da invenção, uma unidade de controle é adaptada para calcular o torque que o motor de combustão abastece para acionar o veículo com o auxílio de parâmetros, tais como, a razão de transmissão entre o eixo de saída do motor de combustão e a máquina elétrica na engrenagem planetária, o torque de inercia da máquina elétrica, a aceleração da máquina elétrica, o torque de inercia do motor de combustão e a aceleração do motor de combustão. Em ocasiões de operação quando o eixo de saída do motor de combustão e a máquina elétrica gira com velocidades de rotação constantes, uma distribuição de torque é obtida entre o motor de combustão e a máquina elétrica que é definida pela razão de transmissão entre os ditos componentes na engrenagem planetária. Em ocasiões de operação quando a máquina elétrica muda as velocidades de rotação, deve levar-se em conta a mudança na velocidade de rotação (aceleração) e o torque de inercia da máquina elétrica a fim de poder calcular o torque do motor de combustão. O torque de inercia da máquina elétrica é um parâmetro conhecido. A mudança na velocidade de rotação elétrica pode ser determinada pela diferença na velocidade de rotação em dois pontos no tempo. Em ocasiões de operação quando o motor de combustão muda a velocidade de rotação, precisa ser levado em conta de uma maneira correspondente à mudança na velocidade de rotação (aceleração) e ao torque de inercia do motor de combustão a fim de poder calcular o torque do motor de combustão. O torque de inercia do motor de combustão é um parâmetro conhecido. A mudança na velocidade de rotação do motor de combustão pode ser determinada pela diferença na velocidade de rotação em dois pontos no tempo. Portanto, é relativamente simples calcular o torque do motor de combustão, uma vez que outros parâmetros podem ser relativa e facilmente determinados ou estimados com uma alta precisão.

[0014] De acordo com oura modalidade preferencial da invenção, o eixo de saída do motor de combustão é conectado à engrenagem solar da engrenagem planetária, o eixo de entrada da caixa de engrenagens é conectado ao suporte de roda planetária da engrenagem planetária e o rotor da máquina elétrica é conectado à engrenagem anular da engrenagem planetária. Com tal projeto, os componentes incluídos podem ter uma construção compacta. A engrenagem solar e o suporte de roda planetária podem ser conectados ao eixo de saída do motor de combustão e ao eixo de entrada da caixa de engrenagens, respectivamente, com o auxílio de juntas de ranhura ou semelhantes. Desse modo, garante-se que a engrenagem solar gire com a mesma velocidade de rotação que o eixo de saída do motor de combustão e que o suporte de roda planetária gire com a mesma velocidade de rotação que o eixo de entrada da caixa de engrenagens. O rotor da máquina elétrica pode ser disposto de maneira fixa em uma superfície periférica externa da engrenagem anular. A superfície periférica interna da engrenagem anular é normalmente dotada de dentes de engrenagem. A superfície periférica externa da engrenagem anular é normalmente lisa e muito bem adequada para sustentar o rotor da máquina elétrica. A engrenagem anular e o rotor da máquina elétrica formam, assim, uma unidade passível de giro. Alternativamente, o rotor da máquina elétrica pode ser conectado à engrenagem anular por meio de uma transmissão. No entanto, é possível conectar o eixo de saída do motor de combustão, o eixo de entrada da caixa de engrenagens e o rotor da máquina elétrica a qualquer um dentre os outros componentes da engrenagem planetária.

[0015] O objeto mencionado inicialmente é também alcançado mediante o método, de acordo com as reivindicações 11 a 20.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A seguir, modalidades preferências da invenção são descritas, como exemplos com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0017] A Figura 1 mostra uma linha de acionamento de um veículo com um sistema de transmissão, de acordo com a presente invenção,

[0018] A Figura 2 mostra o sistema de transmissão em mais detalhes e

[0019] A Figura 3 mostra um fluxograma que mostra uma modalidade de um método, de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERÊNCIAS DA INVENÇÃO

[0020] A Figura 1 mostra uma linha de acionamento para um veículo pesado 1. A linha de acionamento compreende um motor de combustão 2, uma caixa de engrenagens 3, um número de eixos de acionamento 4 e rodas de acionamento 5. Entre o motor de combustão 2 e a caixa de engrenagens 3 a linha de acionamento compreende uma parte intermediária 6. A Figura 2 compreende os componentes na parte intermediária 6 em mais detalhes. O motor de combustão 2 é dotado de um eixo de saída 2a e a caixa de engrenagens 3 com um eixo de entrada 3a na parte intermediária 6. O eixo de saída 2a do motor de combustão é disposto de maneira coaxial em relação ao eixo de entrada 3a da caixa de engrenagens. O eixo de saída 2a do motor de combustão e o eixo de entrada 3a da caixa de engrenagens são dispostos de maneira rotacional em torno de um eixo geométrico comum de rotação 7. A parte intermediária 6 compreende um alojamento 8 que confina uma máquina elétrica 9 e uma engrenagem planetária. A máquina elétrica 9 compreende, de uma maneira costumeira, um estator 9a e um rotor 9b. O estator 9a compreende um núcleo de estator que é ligado, de uma maneira adequada, no interior do alojamento 8. O núcleo de estator compreende os enrolamentos do estator. A máquina elétrica 9 é adaptada para, durante determinados estados de operação, usar energia elétrica armazenada par abastecer potência de acionamento ao eixo de entrada 3a da caixa de engrenagens e para, durante outros estados de operação, usar a energia cinética do eixo de entrada 3 da caixa de engrenagens para extrair e armazenar energia elétrica.

[0021] A engrenagem planetária é disposta, de maneira substancial e radial, no interior do estator 9a e o rotor 9b da máquina elétrica. A engrenagem planetária compreende, de uma maneira costumeira, uma engrenagem solar 10, uma engrenagem anular 11 e um suporte de roda planetária 12. O suporte de roda planetária 12 sustenta várias rodas dentadas 13 que são dispostas, de maneira rotacional, em um espaço radial entre os dentes de engrenagem da engrenagem solar 10 e a engrenagem anular 11. A engrenagem solar 10 é ligada a uma superfície periférica do eixo de saída 2a do motor de combustão. A engrenagem solar 10 e o eixo de saída 2a do motor de combustão giram como uma unidade com uma primeira velocidade de rotação ni. O suporte de roda planetária 12 compreende uma porção de ligação 12a que é ligada a uma superfície periférica do eixo de entrada 3a da caixa de engrenagens com o auxílio de uma junta de ranhura 14. Com o auxílio dessa junta, o suporte de roda planetária 12 e o eixo de entrada 3a da caixa de engrenagens podem girar como uma unidade com uma segunda velocidade de rotação n2. A engrenagem anular 11 compreende uma superfície periférica externa na qual o rotor 9b é montado de maneira fixa. O rotor 9b e a engrenagem anular 11 constituem uma unidade passível de giro que gira com uma terceira velocidade de rotação n3.

[0022] Visto que a parte intermediária 6 entre o motor de combustão 2 e a caixa de engrenagens 3 em um veículo é limitada, exige-se que a máquina elétrica 9 e a engrenagem planetária constituam uma unidade compacta. Os componentes 10-12 da engrenagem planetária são, aqui, dispostos de maneira substancial e radial no interior do estator 9a da máquina elétrica. O rotor 9b da máquina elétrica, a engrenagem anular 11 da engrenagem planetária, o eixo de saída 2a do motor de combustão e o eixo de entrada 3a da caixa de engrenagens são, aqui, dispostos de maneira rotacional em torno de um eixo geométrico comum de rotação 5. Com tal projeto, a máquina elétrica 9 e a engrenagem planetária ocupam um espaço relativamente pequeno.

[0023] O veículo compreende um mecanismo de travamento que é móvel entre uma primeira posição aberta na qual os três componentes 10-12 da engrenagem planetária podem girar com diferentes velocidades de rotação e uma segunda posição travada na qual a mesma trava os dois componentes 10, 12 juntos da engrenagem planetária de modo que os três componentes 10- 12 da engrenagem planetária girem com a mesma velocidade de rotação. Nessa modalidade, o mecanismo de travamento compreende um membro de acoplamento passível de deslocamento 15. O membro de acoplamento 15 é ligado ao eixo de saída 2a do motor de combustão com o auxílio de uma junta de ranhura 16. O membro de acoplamento 15 é, nesse caso, disposto, segurado contra torneamento, no eixo de saída 2a do motor de combustão e disposto de maneira passível de deslocamento em uma direção axial no eixo de saída 2a do motor de combustão. O membro de acoplamento 15 compreende uma porção de acoplamento 15a que é passível de conexão a uma porção de acoplamento 12b do suporte de roda planetária 12. O mecanismo de travamento compreende um a membro de deslocamento mostrado esquematicamente 17 que é adaptado para deslocar o membro de acoplamento 15 entre a primeira posição livre II quando as porções de acoplamento 15a, 12b não estão engrenadas umas às outras e a segunda posição travada b quando as porções de acoplamento 15a, 12b estão engrenadas umas às outras. Na primeira posição aberta, o eixo de saída 2 do motor de combustão e o eixo de entrada 3 da caixa de engrenagens podem girar com diferentes velocidades de rotação. Quando as porções de acoplamento 15a, 12b estão engrenadas umas às outras, o eixo de saída 2 do motor de combustão e o eixo de entrada 3 da caixa de engrenagens irão girar com a mesma velocidade de rotação.

[0024] Uma unidade de controle elétrica 18 é adaptada para controlar o membro de deslocamento 17. A unidade de controle 18 também é adaptada para decidir em quais ocasiões de operação a máquina elétrica 9 deve funcionar como um motor em quais ocasiões de operação deve funcionar como um gerador. A fim de decidir isso, a unidade de controle 18 pode receber informações reais a partir de parâmetros de operação adequados. A unidade de controle 18 pode ser um computador com um software adequado para esse propósito. A unidade de controle 18 pode ser uma ou mais unidades separadas. A unidade de controle 18 também controla um equipamento de controle mostrado esquematicamente 19 que controla o fluxo de energia elétrica ter uma bateria híbrida 20 e o estator 9a da máquina elétrica. Em ocasiões de operação quando a máquina elétrica 9 funciona como um motor, energia elétrica armazenada a partir da bateria híbrida 20 é abastecida ao estator 9a. Em ocasiões de operação quando a máquina elétrica funciona como gerador, energia elétrica do estator 9a é abastecida à bateria híbrida 20. A bateria híbrida 20 entrega e armazena energia elétrica com uma tensão nominal que está na ordem de 200 a 800 Volts. O veículo 1 é equipado com uma função de controle de motor 26 om a qual o torque TI e a velocidade de rotação n1 do motor de combustão podem ser controlados. A unidade de controle 18 tem, por exemplo, a possibilidade de ativar a função de controle de motor 26 quando as engrenagens são engrenadas e desengrenadas na caixa de engrenagens 3 a fim de criar um estado sem torque na caixa de engrenagens 3.

[0025] Durante a operação do veículo 1 um torque é exigido para acionar o veículo 1 mediante um acionador por meio de um pedal de acelerador mostrado esquematicamente 21. A unidade de controle 18 determina o torque T3 que a máquina elétrica 9 deve entregar e o torque TI que o motor de combustão deve entregar para que o veículo seja acionado com o torque exigido T. A unidade de controle 18 controla o mecanismo de controle 19 de modo que a mesma leve corrente a partir da bateria híbrida 20 à máquina elétrica 9 com uma amplitude e uma fase de modo que a máquina elétrica 9 obtenha o torque exigido T3. O torque T3 que a máquina elétrica 9 entrega para acionar o veículo 1 é abastecido ou recebido com uma alta precisão. A unidade de controle 18 controla membros de injeção mostrados esquematicamente 22 no motor de combustão 2 de modo que o combustível seja injetado em uma quantidade que corresponde ao torque exigido T1. O motor de combustão 2 é, no entanto, frequentemente usado para a operação de diferentes montagens no veículo 1. Entre outros, é por essa razão que o motor de combustão 2 não abastece sempre o torque exigido T1, com uma precisão desejada. Outras razões estão relacionadas aos componentes do motor de combustão que abastecem o combustível, a qualidade e a temperatura do combustível.

[0026] Em uma engrenagem planetária há uma correlação entre os torques da engrenagem solar 10, da engrenagem anular 11 e do retentor planetário 12 que é definida pelo número de dentes de engrenagem dos componentes respectivos 10-12. Uma vez que a máquina elétrica 9 e o motor de combustão 2 são conectados ao componentes 10, 12, cada um da engrenagem planetária, é possível calcular o torque TIC do motor de combustão 2 com conhecimento sobreo torque estimado T3 da máquina elétrica. Uma vez que o torque abastecido T3 da máquina elétrica 9 possa ser determinado com uma alta precisão, o torque calculado TIC do motor de combustão 2 corresponde ao torque real abastecido do motor de combustão com uma alta precisão.

[0027] O torque TIC do motor de combustão 2 pode ser calculado, de acordo com a correlação:

i = a razão de transmissão entre a máquina elétrica e o motor de combustão na engrenagem planetária, J3 = O torque de inercia da máquina elétrica, Ji = O torque de inercia do motor de combustão, Tei = O torque estimado da máquina elétrica, Tic = O torque calculado do motor de combustão. dwei/dt = O tempo derivado da velocidade angular da máquina elétrica e dwi/dt = O tempo derivado da velocidade angular do motor de combustão.

[0028] J3 e Ji são quantidades conhecidas embora dwei/dt e dwi/dt denotam a aceleração do motor elétrico 9 e do motor de combustão 2, respectivamente, e podem ser determinadas como a diferença na velocidade de rotação para os componentes respectivos por unidade de tempo entre dois pontos em tempo. O torque Tic do motor de combustão 2 pode ser calculado desde que outros parâmetros na correlação sejam conhecidos.

[0029] Ti é, portanto, o torque que a unidade de controle i8 exigiu que o motor de combustão 2 deve abastecer para acionar o veículo i. Tic constitui uma estimativa calculada do torque real que o motor de combustão abastece quando aciona-se o veículo i. O torque calculado Tic, portanto, corresponde ao real torque com uma alta precisão. O erro entre o torque exigido Ti do motor de combustão e o real torque pode, desse modo, ser estimado como um desvio entre o torque exigido Ti e o torque calculado Tic.

[0030] A partir de observações de erros na relação de torque mencionada acima, parâmetros em um modelo de correção podem, por exemplo, ser estimados;

[0031] Os parâmetros εi e εo são estimados por conjuntos de procedimentos conhecidos, (por exemplo RLS), e salvos para uso posterior na correção de torque a partir do motor de combustão. A precisão aprimorada da correção é benéfica durante, por exemplo, mudanças de engrenagem controladas por motor.

[0032] A Figura 3 mostra um fluxograma que descreve um método para acionar o veículo 1. O método se inicia em 30. Mas primeiras ocasiões de operação Di do veículo quando as porções de acoplamento 15a, 12b não estão engrenadas umas às outras e a engrenagem planetária está em uma posição não travada, é possível calcular o torque Tic que o motor de combustão abastece. Em 31, tal primeira ocasião de operação D1 surge. Tais primeiras ocasiões de operação D1 adequadas são quando é dada a partida ao veículo com uma engrenagem planetária livre, quando engrenagens são mudadas no veículo e quando o veículo é acionado com um torque de acionamento positivo ou negativo baixo ao mesmo tempo em que o motor de combustão é acionado com velocidade de rotação de marcha lenta. Em 32, o torque abastecido T1c do motor de combustão é calculado em pelo menos um torque exigido T1 e em uma velocidade de rotação m com o auxílio do torque Te1 da máquina elétrica. Com vantagem, vários torques T1c são calculados com uma dispersão em relação ao torque exigido T1 e à velocidade de rotação m do motor de combustão 2.

[0033] Em 33, o torque exigido T1 é comparado ao T1c calculado. Em muitos casos, aqui, há um desvio uma vez que o motor de combustão 2 não entrega sempre um torque exigido T1 com uma alta precisão. Informações em relação ao desvio entre o torque exigido T1 e o torque calculado T1c são, portanto, determinadas com vantagens em diferentes torques T1 e velocidades de rotação m do motor de combustão 2. Em 34, um modelo de correção é criado e um fator de correção K é calculado, o que define como o desvio varia com o torque T1 e a velocidade de rotação m do motor de combustão. Tal fator de correção K pode ser determinado, de acordo com um método matemático adequado, tal como, o método dos mínimos quadrados. Aqui, o método pode se iniciar de novo, em 31, caso uma nova primeira ocasião de operação adequada D1 do veículo surja, na qual a mesma é adequada a fim de calcular o torque abastecido T1c do motor de combustão 2 a fim de suplementar ou atualizar o modelo de correção e o fator de correção K. Do Contrário, o método contínua, em 35, quando uma segunda ocasião de operação D2 surge, na qual o motor de combustão 2 deve entregar um torque exigido T1 com uma alta precisão. Tal segunda ocasião de operação D2 pode ser quando um estado sem torque deve ser criado na caixa de engrenagens 3 para a desengrenarem de uma engrenagem. Outra segunda ocasião de operação D2 pode ser quando um estado sem torque deve ser criado entre a engrenagem solar 10 e o retentor planetário 12 para desengrenarem do membro de acoplamento 15.

[0034] Em 36, com o auxílio do torque exigido TI e do fator de correção K, a quantidade de combustível I é determinada, que deve ser injetada no motor de combustão 2 para que o torque exigido TI seja obtido com uma alta precisão. Com o auxílio de tal modelo de correção, a unidade de controle 18 pode controlar o membro de injeção 22 de modo que o mesmo injete uma quantidade de combustível de modo que o motor de combustão 2 forneça o torque exigido TI com uma alta precisão. Então, o método prossegue em 35 na próxima segunda ocasião de operação D2 que surge durante a operação prosseguida do veículo. Alternativamente, o método continua em 31 quando uma nova primeira ocasião de operação D1 surge, na qual a mesma é adequada para calcular for o torque abastecido TIC do motor de combustão 2 a fim de suplementar ou atualizar o modelo de correção e o fator de correção K. Uma vez que o motor de combustão 2 possa operar determinadas montagens no veículo alternadamente ou com uma potência variante, é importante que o fator de correção seja atualizado relativa e frequentemente. No método mencionado acima, o fator de correção K é usado apenas em ocasiões de operação quando o motor de combustão 2 precisa fornece um torque exigido TI com uma alta precisão. No entanto, é possível usar o fator de correção em todas as ocasiões de operação.

[0035] De maneira alguma, a invenção está litada às modalidades descritas nos desenhos, mas pode ser variada livremente dentro do escopo das reivindicações. Por exemplo, uma transmissão com uma razão de engrenagem pode ser disposta entre o rotor 9 e a engrenagem anular 11. O rotor 9 e a engrenagem anular 11, portanto, não precisam girar com a mesma velocidade de rotação.

Claims

1. Sistema de transmissão para um veículo (1), em que o sistema de transmissão compreende um motor de combustão (2) com um eixo de saída (2a), uma caixa de engrenagens (3) com um eixo de entrada (3a), uma máquina elétrica (9) que compreende um estator (9a) e um rotor (9b) e uma engrenagem planetária que compreende uma engrenagem solar (10), uma engrenagem anular (11) e um suporte de roda planetária (12), em que o eixo de saída (2a) do motor de combustão é conectado a um primeiro dos ditos componentes da engrenagem planetária de modo que uma rotação desse eixo (2a) leva a uma rotação desse componente, em que o eixo de entrada (3a) da caixa de engrenagens é conectado a um segundo dos ditos componentes da engrenagem planetária de modo que uma rotação desse eixo leva a uma rotação desse componente, e o rotor (9b) da máquina elétrica é conectado a um terceiro dos ditos componentes da engrenagem planetária de modo que uma rotação do rotor (9b) leva a uma rotação desse componente, caracterizado pelo fato de que o sistema de transmissão compreende uma unidade de controle (18) que é adaptada para ter acesso a informações em relação ao torque (Tel) da máquina elétrica (9) para acionar o veículo (1) com base no conhecimento de energia elétrica conduzida para ou a partir da máquina elétrica e para calcular o torque (TIC) do motor de combustão (2) para acionar o veículo em pelo menos uma primeira ocasião de operação (DI) quando há uma relação conhecida entre o torque (Tel) da máquina elétrica (9) e o torque (TIC) do motor de combustão com base no conhecimento do torque (Tel) da máquina elétrica (9).

2. Sistema de transmissão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para comparar o torque calculado (TIC) do motor de combustão com um torque exigido (TI) do motor de combustão (2) na dita primeira ocasião de operação (DI).

3. Sistema de transmissão, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para armazenar informações em relação ao desvio entre o torque calculado (TIC) do motor de combustão e o torque exigido (TI) do motor de combustão na dita primeira ocasião de operação (DI) e para usar essas informações armazenadas para controlar o motor de combustão (2) em uma segunda ocasião de operação (D2).

4. Sistema de transmissão, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para armazenar informações em relação ao desvio entre o torque calculado (TIC) do motor de combustão e o torque exigido (TI) do motor de combustão em diferentes estados de operação (TI, ΠI) do motor de combustão (2).

5. Sistema de transmissão, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para suplementar e/ou atualizar as ditas informações armazenadas em relação ao desvio entre o torque calculado (TIC) do motor de combustão e o torque exigido (TI) do motor de combustão durante as primeiras ocasiões de operação subsequentes (DI).

6. Sistema de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para usar o torque calculado (TIC) do motor de combustão para controlar o motor de combustão (2) em segundas ocasiões de operação (D2) quando se exige que o motor de combustão (2) forneça o torque exigido (TI).

7. Sistema de transmissão, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para usar o torque calculado (TIC) do motor de combustão para controlar o motor de combustão (2) em segundas ocasiões de operação (D2), tais como, quando uma engrenagem deve ser desengatada da caixa de engrenagens.

8. Sistema de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a engrenagem planetária compreende um membro de acoplamento (15) com o qual é possível travar o eixo de saída (2a) do motor de combustão e o eixo de entrada (3a) da caixa de engrenagens um em relação ao outro e que a unidade de controle (18) é adaptada para determinar o torque calculado (TIC) do motor de combustão em primeiras ocasiões de operação (DI ) quando o membro de acoplamento (15) está em uma posição não travada na qual os ditos eixos (2a, 3a) são giráveis com diferentes velocidades de rotação (ΠI, Π2).

9. Sistema de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (18) é adaptada para determinar o torque calculado (TIC) do motor de combustão com o auxílio de uma correlação que compreende a razão de transmissão i entre o eixo de saída (2a) do motor de combustão e a máquina elétrica (9) na engrenagem planetária, o torque de inercia J3 da máquina elétrica, o torque de inercia JI do motor de combustão, a aceleração da máquina elétrica (9) e a aceleração do motor de combustão (2).

10. Sistema de transmissão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o eixo de saída (2a) do motor de combustão é conectado à engrenagem solar (10) da engrenagem planetária, que o eixo de entrada (3a) da caixa de engrenagens é conectado ao suporte de roda planetária (12) da engrenagem planetária e que o rotor (9b) da máquina elétrica é conectado à engrenagem anular (11) da engrenagem planetária.

11. Método para acionar um veículo (1), em que o veículo compreende um motor de combustão (2) com um eixo de saída (2a), uma caixa de engrenagens (3) com um eixo de entrada (3a), uma máquina elétrica (9) que compreende um estator (9a) e um rotor (9b) e uma engrenagem planetária que compreende uma engrenagem solar (10), uma engrenagem anular (11) e um suporte de roda planetária (12), em que o eixo de saída (2a) do motor de combustão é conectado a um primeiro dos ditos componentes da engrenagem planetária de modo que uma rotação desse eixo (2a) leva a uma rotação desse componente, em que o eixo de entrada (3a) da caixa de engrenagens é conectado a um segundo dos ditos componentes da engrenagem planetária de modo que uma rotação desse eixo leva a uma rotação desse componente e o rotor (9b) da máquina elétrica é conectado a um terceiro dos ditos componentes da engrenagem planetária de modo que uma rotação do rotor (9b) leva a uma rotação desse componente, caracterizado pelas etapas de ter acesso a informações em relação ao torque (Tel) da máquina elétrica (9) para acionar o veículo (1) com base no conhecimento de energia elétrica conduzida para ou a partir da máquina elétrica e calcular o torque (TIC) do motor de combustão (2) para acionar o veículo em pelo menos uma primeira ocasião de operação (Di) quando há uma relação conhecida entre o torque (Tei) da máquina elétrica e o torque (Tic) do motor de combustão com base no conhecimento do torque (Tel) da máquina elétrica (9).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela etapa de comparar o torque calculado (Tic) do motor de combustão a um torque exigido (Ti) do motor de combustão (2) na dita primeira ocasião de operação (Di).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelas etapas de armazenar informações em relação ao desvio entre o torque calculado (Tic) do motor de combustão e o torque exigido (Ti) do motor de combustão na dita primeira ocasião de operação (Di) e para usar essas informações armazenadas para controlar o motor de combustão (2) em uma segunda ocasião de operação (D2).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelas etapas de armazenar informações em relação ao desvio entre o torque calculado (Tic) do motor de combustão e o torque exigido (Ti) do motor de combustão em diferentes ocasiões de operação (Ti, ni) do motor de combustão (2).

15. Método, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pela etapa de suplementar e/ou atualizar as ditas informações armazenadas em relação ao desvio entre o torque calculado (Tic) do motor de combustão e o torque exigido (Ti) do motor de combustão durante as primeiras ocasiões de operação subsequentes (Di).

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pela etapa de usar o torque calculado (Tic) do motor de combustão para controlar o motor de combustão (2) nas segundas ocasiões de operação (D2) quando se exige que o motor de combustão (2) forneça o torque exigido (Ti).

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela etapa de usar o torque calculado (Tic) do motor de combustão para controlar o motor de combustão (2) nas segundas ocasiões de operação (D2), tais como quando uma engrenagem deve ser desengatada da caixa de engrenagens.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizado pelas etapas de travar o eixo de saída (2a) do motor de combustão e o eixo de entrada (3a) da caixa de engrenagens um em relação ao outro com um membro de acoplamento (15) e para determinar o torque calculado (Tic) do motor de combustão nas primeiras ocasiões de operação (Di) quando o membro de acoplamento (15) estiver em uma posição não travada na qual os ditos eixos (2a, 3a) são giráveis com diferentes velocidades de rotação (ni, n2).

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizado pelas etapas de determinar o torque calculado (T1c) do motor de combustão com o auxílio de uma correlação que compreende a razão de transmissão i entre o eixo de saída (2a) do motor de combustão e a máquina elétrica (9) na engrenagem planetária, o torque de inercia J3 da máquina elétrica, o torque de inercia J1 do motor de combustão, a aceleração da máquina elétrica (9) e a aceleração do motor de combustão (2).

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, caracterizado pelas etapas de conectar o eixo de saída (2) do motor de combustão à engrenagem solar (9) da engrenagem planetária, conectar o eixo de entrada (3) da caixa de engrenagens ao suporte de roda planetária (11) da engrenagem planetária e conectar o rotor (8) da máquina elétrica à engrenagem anular (10) da engrenagem planetária.

21. Meio legível por computador caracterizado pelo fato de que inclui instruções para executar o método como definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 20 quando as ditas instruções são armazenadas no meio de armazenamento de dados.

22. Veículo caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de transmissão definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.