BR102015026092B1

BR102015026092B1 - Sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido

Info

Publication number: BR102015026092B1
Application number: BR102015026092-0A
Authority: BR
Inventors: Kensei Hata; Yuji Iwase; Yosuke Suzuki; Akira Murakami; Akiko Nishimine; Sohei MURATA
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2022-04-19
Also published as: EP3009320A1; US20160101773A1; CN105584348A; CN105584348B; CA2903520C; JP2016078552A; CA2903520A1; KR20160043904A; JP6060955B2; KR101727829B1; BR102015026092A2; MY183547A; US9994212B2; RU2615210C1; EP3009320B1

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE HÍBRIDO PARA VEÍCULO HÍBRIDO. Trata-se de um sistema de controle de acionamento para evitar danos a partir de um dispositivo de distribuição de potência sob um modo de motor e para aprimorar a eficiência de combustível. Uma duração de tempo a partir da terminação do primeiro modo de operação, em que um torque do primeiro motor é aplicada ao dispositivo de distribuição de potência, enquanto que detém um carreador (na etapa S4), e uma temperatura do dispositivo de distribuição de potência é estimada com base na duração de tempo calculada (na etapa S13). O primeiro modo de operação é habilitado se a temperatura estimada for menor do que uma temperatura permissível predeterminada (na etapa S15), e inibido se a temperatura estimada for maior do que a temperatura permissível (na etapa S10).

Description

[001] A presente invenção reivindica o benefício do pedido de patente japonês no. 2014-210073, depositado no dia 14 de outubro de 2014, com o Escritório de patentes do Japão, do qual a revelação está incorporada ao presente documento a título de referência, em sua totalidade.

ANTECEDENTES CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se a um sistema de controle de acionamento e método de controle de acionamento para veículos híbridos, em que um motor é usado não apenas para controlar uma velocidade do mecanismo motor, mas também para gerar uma força de acionamento para propulsionar o veículo.

DISCUSSÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[003] O documento sob o no. U.S. 5.788.006 A descreve um suposto veículo híbrido do "tipo motor duplo" dotado de uma unidade de engrenagem planetária que funciona como um sistema de engrenagens do diferencial. Na unidade de engrenagem planetária, um carreador é conectado ao mecanismo motor, uma engrenagem solar é conectada a um primeiro gerador/motor, e uma coroa dentada é conectada a uma unidade do diferencial através de uma unidade de engrenagem inversa. A unidade de engrenagem inversa é também conectada a um segundo motor de modo que seja permitido que o segundo motor seja ativado por uma potência elétrica suprida a partir do primeiro gerador/motor. É permitido que o sistema de engrenagens do diferencial sirva como um dispositivo de redução de velocidade mediante a interrupção de uma rotação de um eixo de entrada conectado ao carreador por meio de um freio, de modo que o torque do primeiro gerador/motor aplicado à coroa dentada possa ser multiplicado.

[004] O documento sob o no. 2011/0230292 A1 descreve também um aparelho de acionamento de veículo similar ao veículo híbrido mostrado pelo documento sob o no. US 5.788.006 A. No aparelho de acionamento desse tipo, o carreador é detido quando o veículo é rebocado sob a parada do mecanismo motor e, por conseguinte, as engrenagens de pinhão e pinos de pinhão podem não ser lubrificados de maneira suficiente. Com a finalidade de evitar tal desvantagem, de acordo com as instruções do documento sob o no. US 2011/0230292 A1, o aparelho de acionamento é dotado de um receptor de lubrificante que tem uma passagem e lubrificação que conecta um retentor de fluido situado acima de uma unidade de engrenagem planetária às engrenagens de pinhão.

[005] Conforme descrito, no veículo híbrido mostrado pelo documento sob o no. US 5.788.006 A, é permitido que o sistema de engrenagens do diferencial sirva como o dispositivo de redução de velocidade mediante a interrupção de uma rotação do carreador por meio do freio durante a parada do mecanismo motor. Consequentemente, o torque multiplicado do primeiro gerador/motor pode ser transmitido para as rodas através da coroa dentada para propulsionar o veículo. Nessa situação, no entanto, o lubrificante não seria levantado pelo carreador e, por conseguinte, as engrenagens de pinhão e os pinos de pinhão podem não ser lubrificados de maneira suficiente.

[006] Conforme também descrito, o aparelho de acionamento de veículo mostrado pelo documento sob o no. US 2011/0230292 A1 é dotado do receptor de lubrificante que tem a passagem de lubrificação que conecta o retentor de fluido às engrenagens de pinhão. No aparelho de acionamento mostrado pelo documento sob o no. US 2011/0230292 A1, portanto, as engrenagens de pinhão, etc., podem ser lubrificadas de maneira suficiente se quantidade suficiente do lubrificante for retida no retentor. No entanto, se o lubrificante restante no retentor estiver quase esgotado ou se a viscosidade do lubrificante for alta, as engrenagens de pinhão, etc., podem não ser lubrificadas de maneira suficiente. Além disso, é exigida modificação significativa para instalar tal receptor de lubrificante adicional no aparelho de acionamento e, consequentemente, a unidade de acionamento de veículo seria ampliada.

[007] A presente invenção tem sido concebida observando-se os problemas da técnica mencionados anteriormente, e é, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer um sistema de controle de acionamento para veículos híbridos, o qual limita danos para uma unidade de engrenagem planetária para prolongar a duração de um modo de propulsão elétrica no qual o veículo é alimentado por um motor conectado a um dispositivo de distribuição de potência.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção refere-se a um sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido. Especificamente, o sistema de controle de acionamento é aplicado a um veículo que compreende: um mecanismo motor; um dispositivo de distribuição de potência que realiza uma ação diferencial entre um carreador girado por um torque de motor, uma engrenagem solar e uma coroa dentada; um dispositivo de freio que para seletivamente a rotação do carreador; um primeiro motor que tem uma função de geração que é conectada a qualquer uma dentre a engrenagem solar e a coroa dentada; um membro de saída que é conectado a qualquer uma dentre a outra engrenagem solar e coroa dentada; e um segundo motor que gera um torque de acionamento a ser adicionado a um torque do membro de saída. No veículo híbrido, um modo de operação pode ser selecionado entre um primeiro modo de operação e um segundo modo de operação por meio de um controlador. Sob o primeiro modo de operação, o veículo é propulsionado por um torque do primeiro motor liberado para o membro de saída através do dispositivo de distribuição de potência, enquanto que para a rotação do carreador através do dispositivo de freio, e pelo torque do segundo motor adicionado ao torque do primeiro motor. Por outro lado, sob o segundo modo de operação, o veículo é alimentado pelo mecanismo motor ou pelo segundo motor enquanto que permite que o carreador gire. Com a finalidade de alcançar o objetivo explicado acima, de acordo com a presente invenção, o sistema de controle de acionamento é configurado para calcular uma duração de tempo a partir da terminação do primeiro modo de operação; estimar uma temperatura do dispositivo de distribuição de potência com base na duração de tempo calculada; habilitar o primeiro modo de operação quando a temperatura estimada é igual ou menor do que uma temperatura permissível predeterminada; e inibir o primeiro modo de operação quando a temperatura estimada é maior do que a temperatura permissível.

[009] O controlador pode determinar uma terminação do primeiro modo de operação se uma cessação do primeiro modo de operação for mais longa do que um período de tempo predeterminado, e calcula uma duração da cessação do primeiro modo de operação a partir da terminação do primeiro modo de operação.

[010] Especificamente, o controlador estima a temperatura do dispositivo de distribuição de potência com base na duração de tempo calculada e uma taxa de redução da temperatura do dispositivo de distribuição de potência, e aumenta a taxa de redução com um incremento de uma velocidade de veículo sob o segundo modo de operação, ou um incremento de uma diferença entre uma temperatura do lubrificante liberado para o dispositivo de distribuição de potência e a temperatura do dispositivo de distribuição de potência.

[011] O controlador é adicionalmente configurado para estimar uma temperatura inicial do dispositivo de distribuição de potência na terminação do primeiro modo de operação. Se a temperatura inicial for menor do que uma temperatura de referência predeterminada, o controlador calcula a temperatura do dispositivo de distribuição de potência mediante a subtração de uma temperatura calculada com base na duração de tempo calculada e na taxa de redução a partir da temperatura de referência. Em contrapartida, se a temperatura inicial for maior do que a temperatura de referência, o controlador calcula a temperatura do dispositivo de distribuição de potência mediante a subtração de uma temperatura calculada com base na duração de tempo calculada e na taxa de redução a partir da temperatura inicial.

[012] Além disso, o controlador inibe o primeiro modo de operação se a duração de tempo calculada for mais curta do que um tempo de inatividade mais curto predeterminado exigido após a terminação do primeiro modo de operação.

[013] Dessa forma, de acordo com a presente invenção, a duração de tempo de cessação do primeiro modo de operação é calculada a partir da terminação do primeiro modo de operação, e a temperatura do dispositivo de distribuição de potência é estimada com base na duração de tempo calculada. Se a temperatura estimada for maior do que a temperatura permissível, o primeiro modo de operação é inibido. Dado que o carreador é detido sob o primeiro modo de operação, o dispositivo de distribuição de potência pode não ser lubrificado de maneira suficiente e seria submetido a um alto atrito quando operado pelo torque do primeiro motor. De acordo com a presente invenção, no entanto, o primeiro modo de operação, no qual o dispositivo de distribuição de potência é aquecido por atrito, é inibido se a temperatura do dispositivo de distribuição de potência for maior do que a temperatura de referência. Portanto, a temperatura de engrenagens de pinhão e pinos de pinhão não será elevada excessivamente, de modo que o dispositivo de distribuição de potência possa ser impedido de ser danificado termicamente. Além disso, a temperatura permissível do primeiro modo de operação pode ser ajustada tão alta quanto possível, de modo que o primeiro modo de operação em que o veículo é alimentado pelo primeiro e segundo motores possa ser prolongada ao máximo possível. Por essa razão, a eficiência de combustível do veículo pode ser aprimorada.

[014] Conforme descrito, o controlador é configurado para determinar uma terminação do primeiro modo de operação se uma cessação temporária do primeiro modo de operação for mais longa do que um período de tempo predeterminado. Isto é, o primeiro modo de operação não será reiniciado até que as temperaturas das engrenagens de pinhão e dos pinos de pinhão sustentados pelo carreador são reduzidas de maneira suficiente.

[015] O calor do dispositivo de distribuição de potência pode ser removido de maneira eficaz se a velocidade do veículo for alta, de modo que uma quantidade ampla de lubrificante possa ser liberada para o dispositivo de distribuição de potência, ou se uma temperatura do lubrificante for suficientemente baixa. Em tal situação, a taxa de redução da temperatura do dispositivo de distribuição de potência é ajustada para um valor maior. Isto é, se uma radiação de calor do dispositivo de distribuição de potência por unidade de tempo for grande, um tempo de espera para iniciar o primeiro modo de operação pode ser reduzido de modo que o primeiro modo de operação possa ser estabelecido tão frequente quanto possível e ao máximo possível, aprimorando, assim, a eficiência de combustível.

[016] Conforme também descrito, o controlador é adicionalmente configurado para estimar uma temperatura inicial do dispositivo de distribuição de potência na terminação do primeiro modo de operação. Se a temperatura inicial em um começo de medição da duração de cessação for menor do que a temperatura de referência, o controlador calcula a temperatura do dispositivo de distribuição de potência sob a suposição que a temperatura está reduzindo a partir da temperatura de referência. Portanto, a temperatura do dispositivo de distribuição de potência não seria estimada baixa demais de maneira errônea.

[017] Além disso, se a duração de tempo de cessação do primeiro modo de operação for mais curta do que um tempo de inatividade mais curto predeterminado exigido após a terminação do primeiro modo de operação, o controlador inibe o primeiro modo de operação independentemente da temperatura do dispositivo de distribuição de potência. Portanto, o dispositivo de distribuição de potência pode ser impedido de ser danificado termicamente sob o primeiro modo de operação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[018] Os recursos, aspectos e vantagens de modalidades exemplificadoras da presente invenção serão mais bem compreendidos com referência à seguinte descrição e desenhos em anexo, os quais não deveriam limitar a invenção de maneira alguma.

[019] A Figura 1 é um fluxograma que ilustra as etapas do controle exemplificador de acordo com a presente invenção;

[020] A Figura 2 é um mapa que define o modo HV, o modo de motor único e o modo de motor duplo, de acordo com o exemplo preferencial;

[021] A Figura 3 é um gráfico que relaciona uma taxa de redução de temperatura de pinhão com a velocidade do veículo;

[022] A Figura 4 é um gráfico que relaciona a taxa de redução da temperatura de pinhão com uma diferença de temperatura entre o pinhão e o óleo; e

[023] A Figura 5 é uma ilustração esquemática do veículo híbrido ao qual o sistema de controle de acordo com a presente invenção é aplicado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA(S) MODALIDADE(S) PREFERENCIAL(IS)

[024] Um exemplo preferencial da presente invenção será agora explicado em maiores detalhes com referência aos desenhos em anexo. Um veículo híbrido, ao qual o sistema de controle de acionamento de acordo com a presente invenção é aplicado, é ilustrado na Figura 5. Uma unidade de acionamento híbrida empregada no veículo híbrido mostrado no presente documento inclui um mecanismo motor 1 (abreviado como ENG na Figura 1), um primeiro motor 2 e um segundo motor 3. Especificamente, um mecanismo motor de combustão interna, tal como mecanismo motor a gasolina, um mecanismo motor a diesel, etc., pode ser empregado como o mecanismo motor 1, e um motor-gerador que funciona não somente como um motor, mas também como um gerador, pode ser empregado como cada motor 2 e motor 3. O mecanismo motor 1 é acoplado a uma unidade de engrenagem planetária de pinhão único que serve como um dispositivo de distribuição de potência 4 para distribuir potência para o primeiro motor e um membro de saída.

[025] No dispositivo de distribuição de potência 4, uma pluralidade de engrenagens de pinhão (por exemplo, três engrenagens de pinhão) 7 são interpostas entre uma engrenagem solar 5 e uma coroa dentada 6, enquanto que engrena com as mesmas, e aquelas engrenagens de pinhão 7 são sustentadas por um carreador 8 enquanto que são deixadas girar e revolver em torno da engrenagem solar 5. Especificamente, cada engrenagem de pinhão 7 é encaixada em um pino de pinhão através de um rolamento de agulhas, e o pino de pinhão é retido pelo carreador 7. Com a finalidade de liberar óleo lubrificante para o rolamento e flancos de dente, o pino de pinhão é dotado de uma passagem de óleo que se estende ao longo de um eixo geométrico central, e um orifício de óleo que se abre para fora do pino de pinhão.

[026] Especificamente, um eixo de saída (isto é, um eixo de manivelas) 9 do mecanismo motor 1 é acoplado ao carreador 8 através de um dispositivo amortecedor 10 de modo que a potência do mecanismo motor 1 seja transmitida para o carreador 8. Isto é, o carreador 8 serve como um elemento de entrada do dispositivo de distribuição de potência 4. Um freio 11, tal como um freio de atrito, um freio de engate, ou similares, é interposto entre o mecanismo motor 1 e o carreador 8 para parar seletivamente a rotação do carreador 8.

[027] O primeiro motor 2 disposto de maneira coaxial com o mecanismo motor 1 através do dispositivo de distribuição de potência 4 é acoplado à engrenagem solar 5. Isto é, a engrenagem solar 5 serve como um elemento de reação. Um eixo de rotor do primeiro motor 2 tem uma estrutura oca e é conectado a um eixo oco da engrenagem solar. Um eixo de bomba 12 é inserido naqueles eixos ocos de uma maneira que uma extremidade seja unida ao mecanismo motor 1 e a outra extremidade seja unida a uma bomba de óleo mecânica (abreviada como MOP na Figura 1, e a ser chamada de "uma primeira bomba de óleo" mais adiante neste documento) 13 que é acionada pelo mecanismo motor 1 para gerar pressão de óleo e para descarregar óleo de lubrificação. Durante a cessação da operação do mecanismo motor, uma bomba de óleo elétrica (abreviada como EOP na Figura 1, e a ser chamada de "uma segunda bomba de óleo" mais adiante neste documento) 14 disposta paralela à primeira bomba de óleo 13 gera pressão de óleo em vez da primeira bomba de óleo 13.

[028] A coroa dentada 6 serve como um elemento de saída do dispositivo de distribuição de potência 4, e para esta finalidade, a coroa dentada é integrada com uma engrenagem de saída externa 15 que serve como o membro de saída da invenção. A engrenagem de saída 15 é conectada a uma unidade de engrenagem do diferencial 17 através de uma unidade de engrenagem inversa 16. Na unidade de engrenagem inversa 16, especificamente, uma engrenagem acionada 19 é encaixada sobre um contra eixo 18 enquanto que engrena com a engrenagem de saída 15, e uma engrenagem de acionamento diametralmente menor 20 também é encaixada sobre o contra eixo 18 enquanto que engrena com uma coroa dentada 21 da unidade de engrenagem do diferencial 17 para transmitir potência para um par de rodas de acionamento 22. A engrenagem acionada 19 também engrena com outra engrenagem de acionamento 23 conectada ao segundo motor 3, de modo que o torque do segundo motor 3 seja adicionado ao torque da engrenagem de saída 15.

[029] O primeiro motor 2 e o segundo motor 3 são, cada um, eletricamente conectados um ao outro através de um dispositivo de armazenamento não mostrado ou um inversor para transferir eletricidade entre os mesmos.

[030] Um modo de operação do veículo híbrido de acordo com o exemplo preferencial pode ser selecionado a partir de um modo de motor duplo, um modo de motor único e um modo híbrido (abreviado como modo "HV" mais adiante neste documento). Sob o modo de motor duplo que corresponde ao "primeiro modo de operação" reivindicado, o veículo é alimentado tanto pelo primeiro motor 2 como pelo segundo motor 3, e o carreador 8 é detido pelo freio 11 de modo que a velocidade de rotação da engrenagem de saída 15 seja reduzida pelo dispositivo de distribuição de potência 4 para ser menor do que aquela do primeiro motor 2. Existem dois modos que correspondem ao "segundo modo de operação" reivindicado, um modo de motor único e um modo HV. Sob o modo de motor único que corresponde ao "segundo modo de operação" reivindicado, o veículo é alimentado somente por meio do segundo motor 3 sem contribuição a partir do primeiro motor 2 ou do mecanismo motor 1. Sob o modo HV que também corresponde ao "segundo modo de operação" reivindicado, a potência do mecanismo motor 1 é distribuída através do dispositivo de distribuição de potência 4 para o lado do primeiro motor 2 e para o lado da engrenagem de saída 15, e o segundo motor 3 é acionado pela potência elétrica gerada pelo primeiro motor 2 para gerar o torque de acionamento. Dessa forma, no modo HV, o torque é liberado para as rodas de acionamento 22 através da unidade de engrenagem do diferencial 17 a partir do segundo motor 3, e a partir do mecanismo motor 1, o qual é liberado através da engrenagem de saída 15 do dispositivo de distribuição de potência 4.

[031] Aqueles modos de operação são selecionados para alcançar o torque exigido e a eficiência de combustível desejada. Com esta finalidade, o modo de operação é determinado com referência a um mapa mostrado na Figura 2, em que as regiões para selecionar o modo de operação são definidas com base na velocidade do veículo e na força de acionamento exigida representada por um grau de abertura de um acelerador. Na Figura 2, "A1M" representa a região em que o modo de motor único é selecionado, "A2M" representa a região em que o modo de motor duplo é selecionado e "AHV" representa a região em que o modo HV é selecionado. Com a finalidade de selecionar o modo de operação e controlar o veículo híbrido mostrado na Figura 5, o veículo híbrido é dotado de uma unidade de controle eletrônica (abreviada como a "ECU" mais adiante neste documento) 24 que serve como o controlador reivindicado. A ECU é compreendida de um microcomputador adaptado para realizar um cálculo com base nos dados de entrada sob a referência ao mapa pré-instalado, e os resultados do cálculo são enviados para o mecanismo motor 1, os motores 2 e 3, o dispositivo de armazenamento elétrico ou o inversor, o freio 11 e etc. sob a forma de sinais de comando. Os dados de entrada para a ECU 24 inclui dados sobre pelo menos um dentre uma velocidade do veículo, um grau de abertura do acelerador, velocidades de rotação dos motores 2 e 3, correntes de acionamento dos motores 2 e 3, uma temperatura do lubrificante (isto é, uma temperatura de óleo), um estado LIGADO/DESLIGADO de um comutador de ignição, um estado de um obturador de grade que inclui a duração de abertura e duração de fechamento, uma temperatura externa, e assim por diante. Por exemplo, o mapa mencionado acima mostrado na Figura 2, taxas de queda de temperatura e taxas de elevação de temperatura das engrenagens de pinhão e dos pinos de pinhão, temperaturas iniciais das engrenagens de pinhão e dos pinos de pinhão, valores limiares de tempo e temperaturas são pré-instalados na ECU 24.

[032] O sistema de controle de acionamento de acordo com o exemplo preferencial é configurado para propulsionar o veículo sob o modo de motor duplo que corresponde ao primeiro modo de operação reivindicado, tão frequente quanto possível e enquanto for possível, aprimorando, assim, a eficiência de combustível. Para esta finalidade, o sistema de controle de acionamento desloca o modo de operação rapidamente para o modo de motor duplo de uma maneira a evitar temperaturas excessivas nas engrenagens de pinhão 7 e nos pinos de pinhão. Agora com referência à Figura 1, é mostrado um exemplo preferencial de uma rotina que é realizada pela ECU 24 repetidamente em intervalos predeterminados, sob o funcionamento do veículo. De acordo com o exemplo mostrado na Figura 1, em primeiro lugar, é determinado se um sinalizador de motor duplo F2M está virado para "LIGADO" ou não na etapa S1. Especificamente, o modo de motor duplo é selecionado quando tanto a velocidade do veículo como a força de acionamento exigida estão incluídas na região A2M, e o sinalizador de motor duplo F2M é consequentemente virado para "LIGADO".

[033] Se o sinalizador de motor duplo F2M estiver "LIGADO" de modo que a resposta da etapa S1 seja SIM, um sinalizador de continuação F2M-C que indica uma continuação do modo de motor duplo é virado para "LIGADO" na etapa S2. Especificamente, o sinalizador de continuação F2M-C indica se o modo de motor duplo é terminado ou não por uma cessação temporária, e nesse caso, o sinalizador de continuação F2M-C é virado para "LIGADO" para indicar que o modo de motor duplo é continuado. Então, um valor de contagem Time_ON de uma duração de tempo do modo de motor duplo é calculado na etapa S3. Na etapa S3, especificamente, o tempo de execução Δtime de um ciclo da rotina é adicionado a um valor anterior Time_ON_old da duração de tempo do modo de motor duplo calculada durante o ciclo anterior. Para esta finalidade, o valor anterior Time_ON_old é redefinido para "0" quando o sinalizador de continuação F2M-C é virado para "LIGADO". Isto é, nesse caso, tal medição da duração de tempo do modo de motor duplo é iniciada.

[034] Em contrapartida, se o sinalizador de motor duplo F2M for virado para "DESLIGADO", de modo que a resposta da etapa S1 seja NÃO, um valor de contagem Time_OFF de uma duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo é calculado na etapa S4. Isto é, o valor de contagem Time_OFF é uma duração de tempo medida a partir do tempo que o sinalizador de motor duplo F2M é virado para "DESLIGADO". Na etapa S4, especificamente, o tempo de execução Δtime de um ciclo da rotina é adicionado a um valor anterior Time_OFF_old da duração de tempo medida a partir da terminação do modo de motor duplo calculada durante o ciclo anterior. Para esta finalidade, o valor anterior Time_OFF_old é redefinido para "0" quando o sinalizador de motor duplo F2M é virado para "DESLIGADO". Isto é, nesse caso, tal medição da duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo é iniciada.

[035] O valor de contagem Time_OFF assim calculado é comparado com um valor limiar predeterminado Time_OFF_th na etapa S5. Especificamente, o valor limiar Time_OFF_th é um critério para determinar se a duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo é suficiente ou não para resfriar as engrenagens de pinhão 7 e os pinos de pinhão. Para esta finalidade, o valor limiar Time_OFF_th é adaptado às especificações do veículo e unidade de acionamento híbrida com base em experimento. Se o valor de contagem Time_OFF for igual ou menor do que o valor limiar Time_OFF_th, isto é, se a cessação do modo de motor duplo for igual ou mais curta que o valor limiar Time_OFF_th, de modo que a resposta da etapa S5 seja NÃO, a rotina avança para a etapa S2 para virar o sinalizador de continuação F2M-C para "LIGADO". Em contrapartida, se a resposta na etapa S5 for SIM, o sinalizador de continuação F2M-C é virado para "DESLIGADO" na etapa S6. Isto é, a ECU 24 determina que o modo de motor duplo é continuado mesmo se o modo de motor duplo for temporariamente interrompido, mas o valor de contagem Time_OFF da duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo é igual ou mais curta do que o valor limiar Time_OFF_th. Dessa forma, de acordo com o exemplo mostrado na Figura 1, a terminação do modo de motor duplo é determinada para começar a medição da duração de tempo a partir da terminação com base em um fato que as temperaturas das engrenagens de pinhão 7 e dos pinos de pinhão começam a cair.

[036] Após a realização do controle da etapa S3 ou S6, é determinado se o sinalizador de continuação F2M-C está atualmente "LIGADO" ou não na etapa S7. Na etapa S7, especificamente, é determinado se o carreador 8 é detido ou não sob a geração do torque por meio do primeiro motor 2, elevando, assim, as temperaturas das engrenagens de pinhão 7 e dos pinos de pinhão. Em outras palavras, é determinado se o veículo é propulsionado ou não sob o modo de motor único ou o modo HV que corresponde ao segundo modo de operação reivindicado. Se o veículo for propulsionado sob o modo de motor duplo, de modo que a resposta da etapa S7 seja SIM, a rotina avança para a sub-rotina SR a ser realizada sob a condição em que as temperaturas das engrenagens de pinhão 7 e dos pinos de pinhão estão sendo elevadas. Em contrapartida, se o modo de motor duplo tiver sido terminado de modo que a resposta da etapa S7 seja NÃO, o valor de contagem Time_ON é redefinido para "0" na etapa S8. Nesse caso, se o valor de contagem Time_ON já tiver sido redefinido para "0", tal redefinição do valor de contagem Time_ON é somente repetida. Então, o valor de contagem Time_OFF da duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo é comparado com um valor limiar Time_OFF_C_th na etapa S9. Especificamente, o valor limiar Time_OFF_C_th é um critério determinado para proteger as engrenagens de pinhão 7 e os pinos de pinhão. Para esta finalidade, o valor limiar Time_OFF_C_th é definido para o tempo de inatividade mais curto exigido após a operação de carga alta, tal como o modo de motor duplo em que as engrenagens de pinhão 7 e os pinos de pinhão são submetidos a uma alta carga ou atrito.

[037] Consequentemente, a duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo deveria ser mais curta do que o valor limiar Time_OFF_C_th imediatamente após a terminação do modo de motor duplo e, por conseguinte, a resposta da etapa S9 será NÃO. Nesse caso, com a finalidade de impedir que as engrenagens de pinhão 7 e os pinos de pinhão sejam submetidos a uma carga repetidamente, um sinalizador de inibição F2M-inh para inibir o modo de motor duplo é virado para "LIGADO" na etapa S10. Isto é, o modo de motor duplo é inibido. Então, a rotina é retornada.

[038] Em contrapartida, se a duração de tempo a partir da terminação do modo de motor duplo tiver excedido o valor limiar Time_OFF_C_th, de modo que a resposta da etapa S9 seja SIM, as temperaturas das engrenagens de pinhão 7 e dos pinos de pinhão (conforme será simplesmente chamado de "temperatura de pinhão" mais adiante nesse documento) são estimadas, e a disponibilidade do modo de motor duplo é determinada com base na temperatura de pinhão Tp_est. Especificamente, uma temperatura de pinhão anterior (ou uma inicial) Tp_est_old que tem sido estimada anteriormente é comparada com uma temperatura de referência Tpa na etapa S11. A temperatura de pinhão anterior Tp_est_old pode ser estimada com base em um valor nominal pré-instalado da temperatura de pinhão Tp_est calculado em uma fábrica. Se o valor estimado da temperatura de pinhão Tp_est for consideravelmente menor do que uma temperatura de pinhão real, a temperatura de pinhão Tp_est que é elevada durante o modo de motor duplo seria de modo errôneo estimada baixa demais. Com a finalidade de evitar tal inconveniência, a temperatura de referência Tpa é definida para um valor de limite inferior como um valor de projeto da temperatura de pinhão Tp_est no início do controle. Portanto, se a temperatura de pinhão anterior Tp_est_old for igual ou menor do que a temperatura de referência Tpa, de modo que a resposta da etapa S11 seja SIM, a temperatura de referência Tpa é empregada conforme a temperatura de pinhão Tp_est na etapa S12. Em contrapartida, se a temperatura de pinhão anterior Tp_est_old for maior do que a temperatura de referência Tpa, de modo que a resposta da etapa S11 seja NÃO, um valor atual da temperatura de pinhão Tp_est que diminui a partir do valor anterior Tp_est_old é calculado na etapa S13. Determinado que o veículo é propulsionado sob o modo de operação além do modo de motor duplo, a quantidade ampla do óleo lubrificante é liberada para o dispositivo de distribuição de potência 4, de modo que a temperatura de pinhão Tp_est seja reduzida a uma taxa de redução predeterminada ΔTp_down.

[039] A taxa de redução ΔTp_down deve ser explicada em maiores detalhes. Sob o modo de motor único ou o modo HV que corresponde ao segundo modo de operação reivindicado, a coroa dentada 6 do dispositivo de distribuição de potência 4 é girada pela força de acionamento do segundo motor 3, de modo que a quantidade ampla do óleo lubrificante é levantada pela coroa dentada 6 assim girada. Entretanto, o mecanismo motor 1 e o carreador 8 conectado ao mesmo não são girados sob o modo de motor único, e o mecanismo motor 1 e o primeiro motor 2 não geram um torque de acionamento grande sob o modo de motor único ou o modo HV. Isto é, sob aqueles modos de operação, a coroa dentada 6 do dispositivo de distribuição de potência 4 é girada sem ser submetida a uma carga excessiva. Nessa situação, uma quantidade do óleo lubrificante levantada pela coroa dentada 6 é aumentada com um incremento na velocidade do veículo, de modo que o dispositivo de distribuição de potência 4 possa ser lubrificado de maneira suficiente.

[040] Sob o modo HV, especificamente, o carreador 8 é girado por um torque do mecanismo motor 1 e a engrenagem solar 5 é girada por um torque do primeiro motor 2. Consequentemente, o óleo lubrificante é liberado amplamente para o dispositivo de distribuição de potência 4 por meio das rotações daqueles elementos giratórios. Nessa situação, o dispositivo de distribuição de potência 4 distribui a potência do mecanismo motor para o lado da coroa dentada 6 e para o lado do primeiro motor 2 sem reduzir a velocidade de rotação. Isto é, a carga aplicada ao dispositivo de distribuição de potência 4 é reduzida em comparação com aquela do caso em que o dispositivo de distribuição de potência 4 serve como o dispositivo de redução de velocidade. Por essa razão, uma remoção de calor (isto é, radiação de calor) pelo óleo lubrificante em relação ao calor das engrenagens de pinhão 7 e dos pinos de pinhão é aumentada de modo que aqueles elementos possam ser resfriados.

[041] A Figura 3 mostra uma relação entre uma taxa de mudança ΔT da temperatura de pinhão Tp_est (isto é, a taxa de redução ΔTp_down por unidade de tempo) e a velocidade do veículo V medida sob o segundo modo de operação. Conforme pode ser visto a partir da Figura 3, a taxa de mudança ΔT da temperatura de pinhão Tp_est é aumentada em proporção a um incremento da velocidade do veículo V. Conforme descrito, as engrenagens de pinhão 7 e os pinos de pinhão são resfriados mediante a extração de calores a partir dos mesmos através do óleo lubrificante. A Figura 4 mostra uma relação entre a taxa de mudança ΔT da temperatura de pinhão Tp_est e uma diferença de temperatura entre a temperatura de pinhão Tp_est e uma temperatura de óleo Toil (Tp-Toil) medida sob uma condição que o acelerador está fechado. Na Figura 4, a linha L2 representa um resultado de medição de um caso em que uma quantidade de liberação do óleo lubrificante é aumentada mediante o acionamento da segunda bomba de óleo 14, em comparação com aquela de um caso representado pela linha L1. Conforme indicado na Figura 4, a taxa de mudança ΔT da temperatura de pinhão Tp_est é aumentada com um decréscimo da temperatura de óleo Toil e com um incremento de uma quantidade do óleo lubrificante.

[042] Conforme pode ser visto a partir dos resultados de medição mostrados nas Figuras 3 e 4, a taxa de mudança ΔT da temperatura de pinhão Tp_est é aumentada com um incremento da quantidade de liberação do óleo lubrificante ou uma redução na temperatura de óleo, de modo que os calores das engrenagens de pinhão 7 possam ser removidos de maneira eficaz. Dessa forma, a eficiência de remoção de calor da engrenagem de pinhão 7 é governada principalmente: pela diferença de temperatura entre a temperatura de pinhão Tp_est e a temperatura de óleo Toil; pela velocidade do veículo V que governa uma quantidade do óleo lubrificante levantada pela engrenagem de pinhão 7; e pela quantidade de descarga da segunda bomba de óleo 14. De acordo com o exemplo preferencial, portanto, a taxa de redução ΔTp_down é definida para um valor maior conforme um incremento da diferença de temperatura mencionada acima ou da velocidade do veículo. Além disso, a taxa de redução ΔTp_down é adicionalmente aumentada se a segunda bomba de óleo 14 for acionada. Para esta finalidade, um mapa para o aumento da taxa de redução ΔTp_down é pré-instalado com o uso dos fatores mencionados acima como parâmetros. No entanto, uma taxa de redução real da temperatura de pinhão é variada dependendo de uma capacidade de um refrigerador de óleo (não mostrado), uma configuração de uma engrenagem que levanta o lubrificante, uma existência ou número de projeção(ões), e assim por diante. Portanto, a taxa de redução ΔTp_down é determinada com base em um experimento com o uso dos dispositivos reais.

[043] Após o cálculo de um valor estimado da temperatura de pinhão Tp_est na etapa S12 ou S13, a temperatura de pinhão Tp_est é comparada com uma temperatura permissível Tpb na etapa S14. Especificamente, a temperatura permissível Tpb é um valor de critério para inibir o modo de motor duplo que é definido para ser um valor maior do que a temperatura de referência Tpa mencionada anteriormente. Mesmo se a temperatura de pinhão Tp_est for diminuída, mas que não seja suficientemente menor do que a temperatura de referência para inibir o modo de motor duplo, a temperatura de pinhão Tp_est seria elevada imediatamente para exceder tal temperatura de inibição do modo de motor duplo. Com a finalizada de evitar tal inconveniência, a temperatura permissível Tpb é determinada de uma maneira que o modo de motor duplo reiniciado possa ser continuado durante um determinado período de tempo.

[044] Se a temperatura de pinhão Tp_est for maior do que a temperatura permissível Tpb, de modo que a resposta da etapa S14 seja NÃO, a rotina avança para a etapa S10 para virar o sinalizador de inibição F2M-inh para inibir o modo de motor duplo para "LIGADO" e, então, é terminada. Consequentemente, o modo de motor duplo é inibido. Em contrapartida, se a temperatura de pinhão Tp_est for igual ou menor do que a temperatura permissível Tpb, de modo que a resposta da etapa S14 seja SIM, o sinalizador de inibição F2M-inh é virado para "DESLIGADO" na etapa S15 e a rotina é terminada. Consequentemente, é permitido que o modo de motor duplo seja estabelecido. Dessa forma, o sistema de controle de acionamento de acordo com a presente invenção é configurado para determinar a disponibilidade do modo de motor duplo com base na temperatura de pinhão Tp_est que diminui após a terminação do modo de motor duplo. Portanto, o modo de motor duplo pode ser reiniciado em linha com uma condição real das engrenagens de pinhão, de modo que o modo de motor duplo possa ser prolongado sem danificar o dispositivo de distribuição de potência 4, enquanto que impede que as engrenagens de pinhão 7 sejam aquecidas de maneira excessiva. Consequentemente, a eficiência de combustível do veículo pode ser aprimorada.

[045] Embora a modalidade exemplificadora acima da presente invenção tenha sido descrita, aqueles elementos versados na técnica irão compreender que a presente invenção não deveria ser limitada às modalidades exemplificadoras descritas, mas que diversas alterações e modificações podem ser feitas dentro do espírito e escopo da presente invenção. Por exemplo, uma unidade de engrenagem planetária de pinhão duplo pode também ser empregada como o dispositivo de distribuição de potência 4 em vez da unidade de engrenagem planetária de pinhão único. Ou seja, o sistema de controle de acionamento de acordo com a presente invenção pode ser aplicado a qualquer tipo de veículos híbridos, nos quais o dispositivo de distribuição de potência é adaptado para servir como um dispositivo de redução de velocidade para o primeiro motor mediante a detenção do carreador.

Claims

1. Sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido que possui: um mecanismo motor (1), um dispositivo de distribuição de potência (4) que realiza uma ação diferencial entre um carreador (8) girado por um torque de mecanismo motor, uma engrenagem solar (5), e uma coroa dentada (6), um dispositivo de freio (11) que para seletivamente a rotação do carreador (8), um primeiro motor (2) que tem uma função de geração que é conectada a um dentre a engrenagem solar (5) e a coroa dentada (6), um membro de saída (15) que é conectado a outra dentre a engrenagem solar (5) e a coroa dentada (6), e um segundo motor (3) que gera um torque de acionamento a ser adicionado a um torque do membro de saída (15), sendo que o sistema de controle de acionamento compreende um controlador (24) que é configurado para: estabelecer um primeiro modo de operação em que o veículo é propulsionado por um torque do primeiro motor (2) liberado para o membro de saída (15) através do dispositivo de distribuição de potência (4), enquanto que para a rotação do carreador (8) através do dispositivo de freio (11), e do torque de acionamento do segundo motor (3) adicionado ao torque do primeiro motor (2); e estabelecer um segundo modo de operação em que o veículo é alimentado pelo mecanismo motor (1) ou pelo segundo motor (3) enquanto que permite que o carreador (8) gire; CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (24) é adicionalmente configurado para: calcular uma duração de tempo (Time_OFF) a partir da terminação do primeiro modo de operação; estimar uma temperatura (Tp_est) do dispositivo de distribuição de potência (4) com base na duração de tempo calculada (Time_OFF); habilitar o primeiro modo de operação quando a temperatura estimada (Tp_est) é igual ou menor do que uma temperatura permissível predeterminada (Tpb); e inibir o primeiro modo de operação quando a temperatura estimada (Tp_est) é maior do que a temperatura permissível (Tpb).

2. Sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (24) é adicionalmente configurado para: determinar uma terminação do primeiro modo de operação se uma cessação do primeiro modo de operação for mais longa do que um período de tempo predeterminado (Time_OFF_th); e calcular uma duração (Time_OFF) da cessação do primeiro modo de operação a partir da terminação do primeiro modo de operação.

3. Sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (24) é adicionalmente configurado para: estimar a temperatura (Tp_est) do dispositivo de distribuição de potência (4) com base na duração de tempo calculada (Time_OFF) e uma taxa de redução (ΔTp_down) da temperatura do dispositivo de distribuição de potência (4); e aumentar a taxa de redução (ΔTp_down) com um incremento de uma velocidade do veículo (V) sob o segundo modo de operação, ou um incremento de uma diferença entre uma temperatura (Toil) de lubrificante liberado para o dispositivo de distribuição de potência (4) e a temperatura (Tp) do dispositivo de distribuição de potência (4).

4. Sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (24) é adicionalmente configurado para: estimar uma temperatura inicial (Tp_est_old) do dispositivo de distribuição de potência (4) na terminação do primeiro modo de operação; calcular a temperatura (TP_est) do dispositivo de distribuição de potência (4) mediante a subtração de uma temperatura calculada com base na duração de tempo calculada (Time_OFF) e na taxa de redução (ΔTp_down) a partir de uma temperatura de referência (Tpa) ou utilizar a temperatura de referência (Tpa) como a temperatura (TP_est) do dispositivo de distribuição de potência (4), se a temperatura inicial (Tp_est_old) for igual ou menor do que a temperatura de referência (Tpa); e calcular a temperatura (TP_est) do dispositivo de distribuição de potência (4) mediante a subtração de uma temperatura calculada com base na duração de tempo calculada (Time_OFF) e na taxa de redução (ΔTp_down) a partir da temperatura inicial (Tp_est_old), se a temperatura inicial (Tp_est_old) for maior do que a temperatura de referência (Tpa).

5. Sistema de controle de acionamento para um veículo híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador (24) é adicionalmente configurado para inibir o primeiro modo de operação se a duração de tempo calculada (Time_OFF) for igual ou mais curta do que um tempo de inatividade mais curto predeterminado (Time_OFF_C_Th) exigido após a terminação do primeiro modo de operação.