BR102016027129B1 - Veículo híbrido - Google Patents

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BR102016027129B1
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BR
Brazil
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electric motor
rotational speed
malfunction
motor
hybrid vehicle
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BR102016027129-0A
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English (en)
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BR102016027129A2 (pt
Inventor
Koji Hokoi
Takaharu Hori
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/20—Control strategies involving selection of hybrid configuration, e.g. selection between series or parallel configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

VEÍCULO HÍBRIDO Em modo de acionamento duplo de motor elétrico, uma primeira velocidade de rotação (Np1) e uma segunda velocidade de rotação (Np2) como uma velocidade de rotação de eixo de transmissão são calculadas a partir das velocidades de rotação (Nm1, Nm2) dos motores elétricos (MG1, MG2) no pressuposto que uma velocidade de rotação do motor é zero (S110). Um estado onde a diferença (Np1 - Np2) entre a primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação é maior que um limite (Npref) continua, e, quando um contador de mau funcionamento (CW) se torna maior que um limite (CWref), é determinado que existe um mau funcionamento em uma embreagem unidirecional (CL1) ou nas engrenagens de pinhão (S40 a S180). Em uma partida do motor, é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional (CL1) quando a velocidade de rotação de motor (Ne) está aumentando normalmente (S240), e é determinado que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão quando a velocidade de rotação de motor (Ne) não está aumentando normalmente (S260).

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção
[001] A invenção refere-se a um veículo híbrido e, mais particularmente, a um veículo híbrido incluindo um motor, um primeiro motor elétrico, um segundo motor elétrico e um mecanismo de engrenagem planetária.
2. Descrição da Técnica Relacionada
[002] Convencionalmente, é sugerido um veículo híbrido que inclui uma embreagem unidirecional que está livre quando o motor roda em uma direção de avanço (ver, por exemplo, Publicação de Pedido de Patente Japonesa No. 2002-012046 (JP 2002-012046 A). Neste veículo híbrido, quando uma velocidade de rotação do motor é um valor negativo, é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional. O veículo híbrido inclui uma engrenagem planetária e um motor elétrico de acionamento. A engrenagem planetária inclui uma engrenagem de anel acoplada a uma roda de acionamento por meio de um mecanismo de engrenagens, ou similar, uma engrenagem solar conectada a um motor elétrico de gerador, e um suporte conectado a um eixo de saída do motor. O motor elétrico de acionamento é conectado ao mecanismo de engrenagens conectado à engrenagem de anel. A embreagem unidirecional é conectada ao eixo de saída do motor. Neste veículo, quando o torque em uma direção para rotacionar o motor na direção reversa é emitido do motor elétrico de gerador em um estado onde a operação do motor está parada, o torque é suportado pela embreagem unidirecional, assim é possível emitir o torque como força de reação para a engrenagem de anel. Através da operação desta maneira, o veículo se desloca por torque emitido do motor elétrico de gerador e torque emitido do motor elétrico de acionamento.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[003] Em geral, um sensor que detecta a velocidade de rotação de um motor não é capaz de determinar se uma rotação é positiva ou negativa, assim é exigido usar um sensor que seja capaz de determinar se a direção de rotação é positiva ou negativa a fim de detectar que a velocidade de rotação do motor é um valor negativo como no caso do veículo híbrido descrito acima. Se tal sensor é usado, o custo aumenta.
[004] A invenção fornece um veículo híbrido que ainda determina apropriadamente um mau funcionamento em um mecanismo de restrição de rotação, tal como uma embreagem unidirecional, um jogo de engrenagens planetárias, ou similares.
[005] Um aspecto da invenção fornece um veículo híbrido. O veículo híbrido inclui um motor, um primeiro motor elétrico, um segundo motor elétrico, um jogo de engrenagens planetárias, um mecanismo de restrição de rotação, uma bateria, e uma unidade de controle eletrônico. O jogo de engrenagens planetárias inclui uma engrenagem planetária, e elementos rotativos do jogo de engrenagens planetárias que são conectados ao motor, o primeiro motor elétrico, o segundo motor elétrico e um eixo de transmissão acoplado a um eixo. O mecanismo de restrição de rotação é configurado para restringir a rotação do motor. A bateria é configurada para trocar energia elétrica com o primeiro motor elétrico e o segundo motor elétrico. A unidade de controle eletrônico é configurada em i) em modo de acionamento duplo em que o veículo híbrido se desloca usando torque do primeiro motor elétrico e do segundo motor elétrico em um estado onde a rotação do motor é restringida, controlar o primeiro motor elétrico e o segundo motor elétrico de modo que um torque exigido, que é requerido para o eixo de transmissão, é emitido do primeiro motor elétrico e do segundo motor elétrico para o eixo de transmissão, e ii) no modo de acionamento duplo, quando um desvio dentro de uma primeira velocidade de rotação do eixo de transmissão, calculado a partir de uma velocidade de rotação do primeiro motor elétrico no momento em que a rotação do motor é restringida, e uma segunda velocidade de rotação do eixo de acionamento, calculada a partir de uma velocidade de rotação do segundo motor elétrico, é maior que um limite, determinar que existe um mau funcionamento em qualquer uma do jogo de engrenagens planetárias e mecanismo de restrição de rotação.
[006] No veículo híbrido descrito acima, enquanto o veículo híbrido está se deslocando no modo de acionamento duplo em que o veículo híbrido se desloca usando o torque do primeiro motor elétrico e do segundo motor elétrico em um estado onde a rotação do motor é restringida, a velocidade de rotação (primeira velocidade de rotação) do eixo de transmissão é calculada a partir da velocidade de rotação do primeiro motor elétrico no momento em que a rotação do motor é restringida, e a velocidade de rotação (segunda velocidade de rotação) do eixo de transmissão é calculada a partir da velocidade de rotação do segundo motor. Quando o desvio entre a primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação é maior que o limite, é determinado que existe um mau funcionamento em qualquer um do jogo de engrenagens planetárias e mecanismo de restrição de rotação que restringe a rotação do motor. Quando o mecanismo de restrição de rotação ou o mecanismo de engrenagem planetária está operando normalmente, a primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação coincidem uma com a outra dentro de uma faixa admissível de erros de sensor, ou similar. Portanto, quando o desvio entre a primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação é maior que o limite determinado antecipadamente como um valor perto do limite superior da faixa admissível, pode ser determinado que existe um mau funcionamento no mecanismo de restrição de rotação ou no jogo de engrenagens planetárias. Assim, é possível ainda determinar apropriadamente um mau funcionamento no mecanismo de restrição de rotação ou no jogo de engrenagens planetárias. O desvio entre a primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação significa o valor absoluto de uma diferença entre a primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação.
[007] No veículo hibrido assim configurado, o jogo de engrenagens planetárias pode incluir uma engrenagem planetária de pinhão único. A engrenagem planetária de pinhão único pode incluir uma engrenagem solar acoplada ao primeiro motor elétrico, uma engrenagem de anel acoplada ao eixo de transmissão, e um suporte acoplado a várias de engrenagens de pinhão e acoplado ao motor. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada, quando a primeira velocidade de rotação é maior que a segunda velocidade de rotação pelo limite ou mais, para determinar que existe um mau funcionamento no mecanismo de restrição de rotação ou as engrenagens de pinhão.
[008] No veículo híbrido configurado para incluir a engrenagem planetária de pinhão único, o mecanismo de restrição de rotação pode ser uma embreagem unidirecional que permite a rotação de avanço do motor e não permite rotação reversa do motor. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada, no momento em que a unidade de controle eletrônico da partida no motor depois de determinar que existe um mau funcionamento em qualquer um do mecanismo de restrição de rotação e as engrenagens de pinhão, i) determinar que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional quando uma diferença entre uma velocidade de rotação, calculada a partir da velocidade de rotação do primeiro motor elétrico e uma velocidade de rotação do segundo motor elétrico, e uma velocidade de rotação do motor é menor ou igual a uma diferença predeterminada, e ii) determinar que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão quando a diferença é maior que a diferença predeterminada.
[009] No veículo híbrido acima descrito, no caso de um mau funcionamento na embreagem unidirecional (mau funcionamento na função de embreagem), a primeira velocidade de rotação aumenta porque o motor é rotacionado para um lado de rotação reversa no modo de acionamento duplo; no entanto, o motor é normalmente rotacionado para um lado de rotação de avanço em uma partida do motor, assim a velocidade de rotação de motor aumenta normalmente. Por esta razão, a diferença entre a velocidade de rotação do motor e a velocidade de rotação do motor, calculada a partir da velocidade de rotação do primeiro motor elétrico e a velocidade de rotação do segundo motor elétrico, cai na faixa admissível (diferença predeterminada) devido a erros de sensor, ou similares. Por outro lado, no caso de um mau funcionamento (mau funcionamento em inatividade) nas engrenagens de pinhão, a primeira velocidade de rotação de motor aumenta devido à inatividade das engrenagens de pinhão no modo de acionamento duplo, a velocidade de rotação de motor não aumenta normalmente devido à inatividade das engrenagens de pinhão na partida do motor também. Por esta razão, a diferença entre a velocidade de rotação do motor e a velocidade de rotação do motor, calculada a partir da velocidade de rotação do primeiro motor elétrico e da velocidade de rotação do segundo motor elétrico, cai fora da faixa admissível (diferença predeterminada). Com base neste fato, um mau funcionamento na embreagem unidirecional e um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão são distintos um do outro. Assim, é possível determinar ainda apropriadamente um mau funcionamento na embreagem unidirecional e um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão.
[0010] Neste caso, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada em i) quando é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional, permitir o modo híbrido e o modo de acionamento único, o modo híbrido é um modo em que o veículo híbrido se desloca usando energia do motor e torque do primeiro motor elétrico e do segundo motor elétrico enquanto o modo de acionamento duplo é proibido, o modo de acionamento único é um modo em que o veículo híbrido se desloca usando torque somente do segundo motor elétrico enquanto o motor é colocado em um estado de rotação parada, e ii) quando é determinado que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão, permitir o modo de acionamento único enquanto o modo de acionamento duplo e o modo híbrido são proibidos. Assim, o veículo híbrido é capaz de se deslocar sem uma quebra de outros componentes no caso de um mau funcionamento na embreagem unidirecional (mau funcionamento na função de embreagem) ou um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão (mau funcionamento em inatividade).
[0011] No veículo híbrido configurado para incluir a engrenagem planetária de pinhão único, o jogo de engrenagens planetárias pode incluir uma engrenagem de redução acoplada ao segundo motor elétrico e a engrenagem de anel. A unidade de controle eletrônico pode ser configurada para, quando a primeira velocidade de rotação é menor que a segunda velocidade de rotação pelo limite ou mais, determinar que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução. Assim, é possível determinar um mau funcionamento na engrenagem de redução fornecido no jogo de engrenagens planetárias.
[0012] Neste caso, quando a unidade de controle eletrônico determina que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução, a unidade de controle eletrônico pode ser configurada para proibir um modo de acionamento, exceto um modo de acionamento de motor elétrico do motor e um modo de acionamento único de primeiro motor elétrico. O modo de acionamento de motor elétrico do motor pode ser um modo em que o veículo híbrido se desloca usando energia do motor e torque do primeiro motor elétrico. O modo de acionamento único de primeiro motor elétrico pode ser um modo em que o veículo híbrido se desloca usando torque somente do primeiro motor elétrico. Assim, o veículo híbrido é capaz de se deslocar sem uma quebra de outros componentes no caso de um mau funcionamento na engrenagem de redução.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0013] Aspectos, vantagens e significância técnica e industrial de modalidades exemplares da invenção serão descritos abaixo com referência aos desenhos anexos, em que numerais iguais indicam elementos iguais, e em que:
[0014] a figura1 é uma vista de configuração que mostra esquematicamente a configuração de um veículo híbrido de acordo com a primeira modalidade da invenção;
[0015] a figura 2 é um fluxograma que mostra um exemplo de uma rotina de processo de detecção de mau funcionamento que é executada no modo de acionamento duplo de motor elétrico;
[0016] a figura 3 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que o veículo híbrido está se deslocando no modo de acionamento duplo de motor elétrico;
[0017] a figura 4 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que existe um mau funcionamento (mau funcionamento de liberação) em uma função de embreagem de uma embreagem unidirecional;
[0018] a figura 5 é uma vista que ilustra um exemplo de um fato de carga de um motor elétrico versus uma velocidade de rotação de um motor;
[0019] a figura 6 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que o motor está sendo iniciado;
[0020] a figura 7 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que existe um mau funcionamento em uma engrenagem de redução;
[0021] a figura 8 é uma vista de configuração que mostra esquematicamente a configuração de um veículo híbrido de acordo com uma segunda modalidade;
[0022] a figura 9 é uma vista de configuração que mostra esquematicamente a configuração de um veículo híbrido de acordo com uma terceira modalidade;
[0023] a figura 10 é uma vista que ilustra um exemplo de umnomograma no momento em que o veículo híbrido se desloca no modo de acionamento duplo de motor elétrico em um estado onde uma embreagem é ajustada em um estado engatado e um freio é ajustado em um estado liberado;
[0024] a figura 11 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que o veículo híbrido se desloca no modo de acionamento duplo de motor elétrico em um estado onde a embreagem é ajustada em um estado liberado e o freio é ajustado em um estado engatado;
[0025] a figura12 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que ocorre um mau funcionamento na embreagem unidirecional no estado mostrado na figura 10; e
[0026] a figura 13 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que ocorre um mau funcionamento na embreagem unidirecional no estado mostrado na figura 11.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES
[0027] Modalidades da invenção serão descritas.
[0028] A figura 1 é uma vista de configuração que mostra esquematicamente a configuração de um veículo híbrido 20 de acordo com uma primeira modalidade da invenção.
[0029] Como mostrado na figura 1, o veículo híbrido 20 de acordo com a primeira modalidade inclui um motor 22, uma engrenagem planetária 30, uma embreagem unidirecional CL1, motores elétricos MG1, MG2, inversores 41, 42, uma bateria 50 e uma unidade de controle eletrônico híbrido (daqui em diante referida como HV-ECU) 70.
[0030] O motor 22 é configurado como um motor de combustão interna que emite energia usando gasolina, óleo leve, ou similar, como combustível. O motor 22 sofre controle de operação que é executado por uma unidade de controle eletrônico do motor (daqui em diante referida como ECU do motor) 24.
[0031] Embora não mostrado no desenho, a ECU de motor 24 é um microprocessador que inclui principalmente uma CPU e que ainda inclui uma ROM, uma RAM, portas de entrada/saída e uma porta de comunicação em adição à CPU. A ROM armazena um programa de processamento. A RAM armazena dados temporariamente.
[0032] Sinais de vários sensores, que são exigidos para executar o controle da operação sobre o motor 22, são introduzidos na ECU de motor 24 por meio da porta de entrada. Parte dos sinais que são introduzidos a partir de vários sensores incluem um ângulo de manivela θcr e um grau de abertura de acelerador TH. O ângulo de manivela θcr é introduzido a partir de um sensor de posição de manivela 23 que detecta uma posição de rotação de um eixo de manivela 26 do motor 22. O grau de abertura de acelerador TH é introduzido a partir de um sensor de posição de válvula borboleta que detecta uma posição da válvula borboleta.
[0033] Vários sinais de controle para controle de operação sobre o motor 22 são emitidos da ECU de motor 24 por meio da porta de saída. Parte dos vários sinais de controle inclui um sinal de controle de acionamento que é emitido para um motor elétrico de acelerador que ajusta a posição da válvula de borboleta, um sinal de controle de acionamento que é emitido para uma válvula de injeção de combustível, e um sinal de controle de acionamento que é emitido para uma bobina de ignição integrada com um ignitor.
[0034] A ECU de motor 24 é conectada à HV-ECU 70 por meio da porta de comunicação. A ECU de motor 24 executa o controle de operação sobre o motor 22 em resposta a um sinal de controle da HV- ECU 70. A ECU de motor 24, onde necessário, emite dados com relação ao estado de operação do motor 22 para a HV-ECU 70. A ECU de motor 24 computa uma velocidade angular e uma velocidade de rotação do eixo de manivela 26, isto é, uma velocidade angular ®ne e velocidade de rotação Ne do motor 22, com base no ângulo de manivela θcr a partir do sensor de posição de manivela 23.
[0035] A engrenagem planetária 30 é um mecanismo de engrenagem planetária de pinhão único. A engrenagem planetária 30 inclui uma engrenagem solar 31, uma engrenagem de anel 32, várias engrenagens de pinhão 33 e um suporte 34. A engrenagem solar 31 é uma engrenagem externa. A engrenagem de anel 32 é uma engrenagem interna. Várias engrenagens de pinhão 33 estão engrenadas com a engrenagem solar 31 e a engrenagem de anel 32. O suporte 34 suporta as várias engrenagens de pinhão 33 de modo que cada engrenagem de pinhão 33 é rotativa e girada. O rotor do motor elétrico MG1 é conectado à engrenagem solar 31. Um eixo de transmissão 36 é conectado à engrenagem de anel 32. O eixo de transmissão 36 é acoplado nas rodas de acionamento 39a, 39b por meio de uma engrenagem de diferencial 38 e um mecanismo de engrenagem 37. O eixo de manivela 26 do motor 22 é conectado ao suporte 34 por meio de um amortecedor 28. Óleo lubrificante é suprido na engrenagem planetária 30 por uma bomba de óleo (não mostrada). Óleo lubrificante é também suprido nas engrenagens de pinhão 33 pela rotação do suporte 34, ou similar.
[0036] A embreagem unidirecional CL1 é conectada ao suporte 34 e também conectada no invólucro 21 fixado em um corpo de veículo. A embreagem unidirecional CL1 permite somente a rotação do suporte 34 na direção de rotação de avanço do motor 22 com respeito ao invólucro 21.
[0037] O motor elétrico MG1, por exemplo, é um motor-gerador síncrono. Como descrito acima, o rotor do motor elétrico MG1 é conectado à engrenagem solar 31 da engrenagem planetária 30. O motor elétrico MG2, por exemplo, é um motor-gerador síncrono. O rotor do motor MG2 é conectado ao eixo de transmissão 36 por meio de uma engrenagem de redução 35. Os inversores 41, 42 são conectados em linhas de energia 54 junto com a bateria 50. Um capacitor de filtragem 57 é conectado às linhas de energia 54. Cada um dos motores elétricos MG1, MG2 é acionado para rotacionar sob controle de comutação sobre vários elementos de comutação (não mostrados) de um correspondente dos inversores 41, 42, que é executado por uma unidade de controle eletrônico de motor elétrico (daqui em diante como ECU de motor) 40.
[0038] Embora não mostrado no desenho, a ECU de motor elétrico 40 é um microprocessador que inclui principalmente uma CPU e que ainda inclui uma ROM, RAM, portas de entrada/saída e uma porta de comunicação em adição à CPU. A ROM armazena um programa de processamento. A RAM armazena dados temporariamente.
[0039] Sinais de vários sensores, que são exigidos para executar o controle de acionamento sobre os motores MG1, MG2, são introduzidos na ECU de motor elétrico 40 por meio da porta de entrada. Parte dos sinais dos vários sensores inclui posições de rotação θm1, θm2 e correntes de fase. A posição de rotação θm1 é introduzida a partir de um sensor de detecção de posição de rotação 43 que detecta a posição de rotação do rotor do motor elétrico MG1. A posição de rotação θm2 é introduzida a partir de um sensor de detecção de posição de rotação 44 que detecta a posição de rotação do rotor do motor MG2. As correntes de fase são introduzidas a partir dos sensores de corrente que detectam respectivamente as correntes que fluem através das fases de cada um dos motores MG1, MG2.
[0040] Sinais de controle comutação, e similares, são emitidos da ECU de motor elétrico 40 para elementos de comutação (não mostrados) dos inversores 41, 42.
[0041] A ECU de motor elétrico 40 é conectada à HV-ECU 70 por meio da porta de comunicação. A ECU de motor elétrico 40 executa o controle de acionamento sobre os motores elétricos MG1, MG2 em resposta a um sinal de controle da HV-ECU 70. A ECU de motor elétrico 40, onde necessário, emite dados com relação a estados de acionamento dos motores MG1, MG2 para a HV-ECU 70. A ECU de motor elétrico 40 computa a velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 com base na posição de rotação θm1 do rotor do motor elétrico MG1 a partir do sensor de detecção de posição de rotação 43, e computa a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 com base na posição de rotação θm2 do rotor do motor elétrico MG2 a partir do sensor de detecção de posição de rotação 44.
[0042] A bateria 50, por exemplo, é uma bateria secundária de íon de lítio ou uma bateria secundária hibrida de metal-níquel. Como descrito acima, a bateria 50 é conectada às linhas de energia 54 junto com os inversores 41, 42. A bateria 50 é gerenciada por uma unidade de controle eletrônico de bateria (daqui em diante, referido como ECU de bateria) 52.
[0043] Embora não mostrado no desenho, a ECU de bateria 52 é um microprocessador que inclui principalmente uma CPU e que ainda inclui uma ROM, uma RAM, portas de entrada/saída e uma porta de comunicação em adição à CPU. A ROM armazena um programa de processamento. A RAM armazena temporariamente dados.
[0044] Sinais de vários sensores, que são exigidos para gerenciar a bateria 50, são introduzidos na ECU de bateria 52 por meio da porta de entrada. Parte dos sinais dos vários sensores inclui uma voltagem de bateria Vb, uma corrente de bateria Ib (a corrente de bateria Ib é um valor positivo quando a bateria 50 é descarregada), e uma temperatura de bateria Tb. A voltagem de bateria Vb é emitida de um sensor de voltagem 51a instalado entre os terminais da bateria 50. A corrente de bateria Ib é emitida de um sensor de corrente 51b conectado ao terminal de saída da bateria 50. A temperatura de bateria Tb é emitida de um sensor de temperatura 51c conectado à bateria 50.
[0045] A ECU de bateria 52 é conectada à HV-ECU 70 por meio da porta de comunicação. A ECU de bateria 52, onde necessário, emite dados com relação ao estado da bateria 50 na HV-ECU 70. A ECU de bateria 52 computa uma energia de carga e descarga Pb como um produto da voltagem de bateria Vb do sensor de voltagem 51a e a corrente de bateria Ib do sensor de corrente 51b. A ECU de bateria 52 computa um estado de carga SOC com base em um valor acumulado da corrente de bateria Ib do sensor de corrente 51b. O estado de carga SOC é a percentagem da capacidade de energia elétrica descarregável da bateria 50 para a capacidade total da bateria 50.
[0046] Embora não mostrado no desenho, a HV-ECU 70 é um microprocessador que inclui principalmente uma CPU e que ainda inclui uma ROM, uma RAM, portas de entrada/saída e uma porta de comunicação em adição à CPU. A ROM armazena um programa de processamento. A RAM armazena dados temporariamente.
[0047] Sinais de vários sensores são introduzidos na HV-ECU 70 por meio da porta de entrada. Parte dos sinais dos vários sensores inclui um sinal de ignição, uma posição de mudança SP, uma quantidade de operação de acelerador Acc, uma posição de pedal de freio BP e uma velocidade do veículo V. O sinal de ignição é emitido de uma chave de ignição 80. A posição de mudança SP é emitida de um sensor de posição de mudança 82 que detecta a posição de operação de uma alavanca de mudança 81. A quantidade de operação do acelerador Acc é emitida de um sensor de posição de pedal de acelerador 84 que detecta a quantidade de depressão de um pedal de acelerador 83. A posição de pedal de freio BP é emitida de um sensor de posição de pedal de freio 86 que detecta a quantidade de depressão de um pedal de freio 85. A velocidade do veículo V é emitida de um sensor de velocidade de veículo 88.
[0048] Como descrito acima, a HV-ECU 70 é conectada à ECU de motor 24, a ECU de motor elétrico 40 e a ECU de bateria 52 por meio da porta de comunicação. A HV-ECU 70 muda vários sinais de controle e dados com a ECU de motor 24, a ECU de motor elétrico 40 e a ECU de bateria 52.
[0049] O veículo híbrido assim configurado 20 de acordo com a primeira modalidade se desloca em modo de acionamento híbrido (modo de acionamento HV) ou modo de acionamento elétrico (modo de acionamento EV). O modo de acionamento HV é um modo de acionamento em que o veículo híbrido 20 se desloca usando energia do motor 22, o motor elétrico MG1 e o motor elétrico MG2. O modo de acionamento EV é um modo de acionamento em que a operação do motor 22 é parada e o veículo híbrido 20 se desloca usando energia pelo menos do motor elétrico MG1 e do motor elétrico MG2. O modo de acionamento EV inclui um modo de acionamento único de motor elétrico e um modo de acionamento duplo de motor elétrico. No modo de acionamento único de motor elétrico MG1, nenhum torque é emitido do motor elétrico MG1, e o veículo híbrido 20 se desloca usando o torque somente do motor elétrico MG2. No modo de acionamento duplo de motor elétrico, o veículo híbrido 20 se desloca usando o torque do motor elétrico MG1 e o torque do motor elétrico MG2.
[0050] A seguir, a operação do veículo híbrido assim configurado 20 de acordo com a primeira modalidade, particularmente, a operação para determinar se existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, as engrenagens de pinhão 33 ou a engrenagem de redução 35 enquanto o veículo híbrido 20 está se deslocando no modo de acionamento duplo de motor elétrico, será descrita. A figura 2 é um fluxograma que mostra um exemplo de uma rotina de processo de detecção de mau funcionamento que é executada pela HV-ECU 70 de acordo com a primeira modalidade. Esta rotina é executada quando o modo de acionamento duplo do motor elétrico é determinado como o modo de acionamento e uma parada da operação do motor 22 é determinada.
[0051] Enquanto a rotina de processo de detecção de mau funcionamento é executada, a HV-ECU 70 introduz inicialmente as velocidades de rotação Nm1, Nm2 dos motores elétricos MG1, MG2 (etapa S100). Um valor computado com base na posição de rotação θm1 do rotor do motor elétrico MG1 do sensor de detecção de posição de rotação 43 é permitido a partir da entrada da ECU de motor elétrico 40 por meio de comunicação. Um valor computado com base na posição de rotação θm2 do rotor do motor elétrico MG2 do sensor de detecção de posição de rotação 44 é permitido ser introduzido da ECU de motor elétrico 40 por meio de comunicação.
[0052] Subsequentemente, no pressuposto de que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero, uma primeira velocidade de rotação Np1 como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 36 é calculada a partir da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1, e uma segunda velocidade de rotação Np2 como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 36 é calculada a partir da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 (etapa S110). A figura 3 mostra um exemplo de um nomograma no momento em que o veículo híbrido 20 está se deslocando no modo de acionamento duplo de motor elétrico. No gráfico, o eixo S esquerdo representa a velocidade de rotação da engrenagem solar 31 e a velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1, o eixo C representa a velocidade de rotação do suporte 34 e a velocidade de rotação Ne do motor 22, o eixo R representa a velocidade de rotação da engrenagem de anel 32 e a velocidade de rotação Np do eixo de transmissão 36, e o eixo M na extremidade direita representa a velocidade de rotação de uma engrenagem antes da redução na engrenagem de redução 35 e a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2. A seta de linha larga no eixo S indica um torque que é emitido do motor elétrico MG1, a seta de linha larga no eixo M indica um torque que é emitido do motor elétrico MG2, e as duas setas de linha larga no eixo R respectivamente indicam um torque que é emitido do motor elétrico MG1 para o eixo de transmissão 36 e um torque que é emitido do motor elétrico MG2 para o eixo de transmissão 36. p indica a relação de engrenagem (número de endentações da engrenagem solar/numero de endentações da engrenagem de anel 32) da engrenagem planetária 30. Gr indica a relação de engrenagem da engrenagem de redução 35. Como é evidente a partir do nomograma, a primeira velocidade de rotação Np1 pode ser calculada como um produto (Nm1 x p) da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 e da razão de engrenagem p, e a segunda velocidade de rotação Np2 pode ser calculada como um produto (Nm2/Gr) da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 e do inverso da razão de engrenagem Gr. A assim calculada primeira velocidade de rotação e a segunda velocidade de rotação Np2 coincidem uma com a outra dentro de uma faixa admissível de erros de sensor, e similar, quando não existe mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a engrenagem planetária 30 ou a engrenagem de redução 35.
[0053] Subsequentemente, é determinada se a operação do motor 22 é parada (etapa S120). Quando a operação do motor 22 não é parada (o motor 22 está em operação), é determinado que o modo de acionamento tenha sido trocado do modo de acionamento duplo do motor elétrico para outro modo de acionamento (por exemplo, o modo de acionamento HV), depois do que a rotina é terminada. É determinado que o modo de acionamento duplo de motor elétrico seja continuado quando a operação do motor 22 está parada, e a primeira velocidade de rotação calculada Np1 e a segunda velocidade de rotação Np2 são comparadas uma com a outra (etapa S130).
[0054] Quando a primeira velocidade de rotação Np1 é maior que ou igual à segunda velocidade de rotação Np2, é determinado se um valor (Np1-Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 seja maior que um limite Npref (etapa S140). O limite Npref é determinado antecipadamente como um valor limite superior da faixa permitida em que a diferença entre a primeira velocidade de rotação Np1 e a segunda velocidade de rotação Np2 é permitida devido a, por exemplo, erros de sensor durante momentos normais quando não existe mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a engrenagem planetária 30 ou a engrenagem de redução 35 ou um valor perto do valor limite superior, e pode ser ajustado, por exemplo, em 400 rpm, 500 rpm, 600 rpm, ou similar. Portanto, durante momentos normais em que não existe mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a engrenagem planetária 30 ou a engrenagem de redução 35, um valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é menor que ou igual ao limite Npref. Neste caso, um contador de mau funcionamento CW para a engrenagem unidirecional CL1 ou engrenagens de pinhão 33 é zerado (etapa S150), e então o processo retorna para a etapa S100. Por outro lado, quando é determinado na etapa S130 que a primeira velocidade de rotação Np1 é menor que a segunda velocidade de rotação Np2, é determinado se o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é menor que um limite - Npref (etapa S280). O limite -Npref é obtido multiplicando o limite acima descrito Npref por -1. Durante momentos normais em que não existe mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a engrenagem planetária 30 ou a engrenagem de redução 35, o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é maior que ou igual ao limite -Npref (o valor absoluto de (Np1 - Np2) é menor que ou igual a Npref). Neste caso, um contador de mau funcionamento CR para a engrenagem de redução 35 é zerado (etapa S290), e o processo retorna para a etapa S100. Portanto, durante momentos normais em que não existe mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a engrenagem planetária 30 ou a engrenagem de redução 35, a etapa S100 para a etapa S150, a etapa 280 e a etapa S290 são executadas repetidamente enquanto o modo de acionamento duplo de motor elétrico está sendo continuado.
[0055] Quando é determinado na etapa S140 que o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é maior que o limite Npref, o contador de mau funcionamento CW, para a embreagem unidirecional CL1 ou as engrenagens de pinhão 33, é numerado em 1 (etapa S160). Então, é determinado se o contador de mau funcionamento CW é maior que o limite CWref (etapa S170). Quando o contador de mau funcionamento CW é menor que ou igual ao limite CWref, o processo retorna para a etapa S100. Portanto, quando um estado, onde o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é maior que o limite Npref, é continuado, a etapa S100 ate a etapa S170 são repetidas até que o contador de mau funcionamento CW se torna maior que o limite CWref. O limite CWref varia dependendo da frequência (intervalo de tempo) de repetição da etapa S100 para a etapa S170, descritas acima, e um valor de contador correspondendo a dois segundos, três segundos, ou similares, é usado como um tempo transcorrido. A figura 4 mostra um exemplo de um nomograma no momento em que existe um mau funcionamento (mau funcionamento de liberação) na função de embreagem da embreagem unidirecional CL1. No gráfico, a linha tracejada mostra um estado onde a primeira velocidade de rotação Np1 é calculada como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 36 da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 no pressuposto que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero. Na Figura 4, na medida em que existe um mau funcionamento (mau funcionamento de liberação) na função de embreagem da embreagem unidirecional CL1, a velocidade de rotação do motor 22 é uma velocidade de rotação negativa; no entanto, a velocidade de rotação do eixo de acionamento 36 é calculada com base na velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 no pressuposto que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero, assim a primeira velocidade de rotação Np1 é maior que a segunda velocidade de rotação Np2 calculada a partir da velocidade de rotação real do eixo de transmissão 36 ou a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2. Na primeira modalidade, quando é determinado que o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é maior que o limite Npref, o fator de carga Km1 do motor elétrico MG1 é determinado de modo a diminuir quando a velocidade de rotação do motor 22 diminui (o valor absoluto da velocidade de rotação Ne aumenta) a fim de impedir o motor 22 de rotacionar na direção reversa em alta velocidade. A figura 5 mostra um exemplo do fator de carga Km1 do motor elétrico MG1 versus a velocidade de rotação Ne do motor 22. O fator de carga Km1 é usado para ser multiplicado pelo comando de torque Tm1* do motor elétrico MG1. No exemplo mostrado na figura 5, desde que o fator de carga Km1 é determinado de modo a variar linearmente de 1,0 a 0 dentro da faixa de -500 rpm a -1000 rpm do motor 22 no lado de rotação reversa, o motor 22 não roda em uma velocidade de rotação maior que 1000 rpm no lado de rotação reversa.
[0056] Quando é determinado que o contador de mau funcionamento CW é maior que o limite CWref, é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 ou engrenagens de pinhão 33 da engrenagem planetária 30 (etapa S180), e o modo de acionamento duplo de motor elétrico é proibido (etapa S190). Como mostrado na figura 4, se o veículo híbrido 20 se desloca no modo de acionamento duplo de motor elétrico no momento em que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, existe uma preocupação de que o motor 22 rode na direção reversa e um componente quebre devido à rotação reversa do motor 22. Por estas razões, o veículo híbrido 20 é proibido de se deslocar no modo de acionamento duplo de motor elétrico. Quando a linha tracejada na figura 4 indica um estado onde existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33 (mau funcionamento em que as engrenagens de pinhão 33 ficam inativas), a figura 4 mostra um exemplo de um nomograma no momento em que ocorre um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33 (mau funcionamento em que as engrenagens de pinhão 33 ficam inativas). Quando as engrenagens de pinhão 33 ficam inativas, o valor absoluto da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 aumenta, assim a primeira velocidade de rotação Np1 se torna maior que a segunda velocidade de rotação Np2. Desta maneira, quando o veículo híbrido 20 se desloca no modo de acionamento duplo de motor elétrico no momento em que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33, o torque do motor elétrico MG1 não pode ser transmitido para o eixo de transmissão 36 devido à inatividade das engrenagens de pinhão. Por esta razão, o veículo híbrido 20 é proibido de deslocar no modo de acionamento duplo de motor elétrico.
[0057] Quando o modo de acionamento duplo de motor elétrico é proibido na medida em que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 ou as engrenagens de pinhão 33, uma partida do motor 22 é aguardada (etapa S200). Quando é dada a partida do motor 22, as velocidades de rotação Nm1, Nm2 dos motores elétricos MG1, MG2 na partida do motor e a velocidade de rotação Ne do motor 22 são introduzidas (etapa 210). A velocidade de rotação Ne do motor 22 pode ser computada com base no ângulo de manivela θcr do sensor de posição de manivela 23, e pode ser introduzida a partir da ECU de motor 24 por meio de comunicação. Uma velocidade de rotação calculada Nec como a velocidade de rotação do motor 22 é calculada com base nas velocidades de rotação introduzidas Nm1, Nm2 dos motores elétricos MG1, MG (etapa 220). A figura 6 mostra um exemplo de um nomograma no momento em que o motor 22 está sendo iniciado. A velocidade de rotação calculada Nec pode ser obtida através de cálculo proporcional {(Np2 + p x Nm1)/(1 + p)} usando a velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1, a segunda velocidade de rotação Np2 e a relação de engrenagem p da engrenagem planetária 30. Na medida em que a velocidade de rotação Np2 é um produto (Nm2/Gr) da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 e o inverso da razão de engrenagem Gr da engrenagem de redução 35, a velocidade de rotação calculada Nec é {(Nm2/Gr + p x Nm1)/(1 + p)}.
[0058] É determinado se o valor absoluto da diferença entre a velocidade de rotação Ne do motor 22 e a velocidade de rotação calculada Nec é menor que ou igual ao limite Neref (etapa S230). O limite Neref é determinado antecipadamente como um valor limite superior de uma faixa admissível devido a erros de sensor, ou similar, ou um valor próximo ao limite superior. Quando o valor absoluto da diferença entre a velocidade de rotação Ne do motor 22 e a velocidade de rotação calculada Nec é menor que ou igual ao limite Neref, é determinado que a velocidade de rotação Ne do motor 22 está aumentando normalmente, e é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 (etapa S240). No caso de um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 (um mau funcionamento na função de embreagem), a única restrição no lado de rotação reversa do motor 22 não pode ser realizada; no entanto, não existe interferência em operação no lado de rotação de avanço do motor 22. Portanto, o veículo híbrido é capaz de se deslocar no modo de acionamento único de motor elétrico ou o modo de acionamento HV, o modo de acionamento único de motor elétrico e o modo de acionamento HV são permitidos (etapa S250), depois do que a rotina é terminada.
[0059] Por outro lado, quando o valor absoluto da diferença entre a velocidade de rotação Ne do motor 22 e a velocidade de rotação calculada Nec é maior que o limite Neref, é determinado que a velocidade de rotação Ne do motor 22 não está aumentando normalmente, e é determinado que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33 (etapa S260). No caso de um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33 (mau funcionamento de inatividade), a velocidade de rotação Ne do motor 22 não aumenta porque as engrenagens de pinhão 33 ficam inativas, com o resultado que a diferença entre a velocidade de rotação Ne e a velocidade de rotação calculada Nec aumenta. Neste caso, não é possível transmitir o torque do motor elétrico MG1, assim também não é possível dar partida no motor 22. Portanto, o veículo híbrido 20 é capaz de se deslocar somente no modo de acionamento único de motor elétrico, assim somente o modo de acionamento único de motor elétrico é permitido (etapa S270), depois do que a rotina é terminada.
[0060] Quando é determinado na etapa S280 que o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é menor que o limite (-Npref) (o valor absoluto de (Np1 - Np2) é maior que Npref), o contador de mau funcionamento CR para a engrenagem 35 é numerado em 1 (etapa S300). É determinado se o contador de mau funcionamento CR é maior que um limite CRref (etapa S310). Quando o contador de mau funcionamento é menor que ou igual ao limite CRref, o processo retorna para a etapa S100. Portanto, quando o estado onde o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é menor que o limite (-Npref) (maior em valor absoluto) continua, a etapa S100 até a etapa S130, etapa S280 a etapa S300 são repetidas até que o contador de mau funcionamento CR se torna maior que o limite CRref. O limite CRref varia dependendo da frequência (intervalo de tempo) de repetição da etapa acima descrita S100 até etapa S130, etapa S280 e etapa S300, e um valor de contador correspondendo a dois segundos, três segundos ou similar, é usado como um tempo transcorrido. A figura 7 mostra um exemplo de nomograma no momento em que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução 35. No gráfico, a linha tracejada mostra um estado onde a segunda velocidade de rotação Np2, como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 36, é calculada a partir da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 na pressuposição que a engrenagem de redução 35 está normal. Na figura 7, na medida em que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução 35, a segunda velocidade de rotação Np2 é maior que a velocidade de rotação real do eixo de acionamento 36 ou a primeira velocidade de rotação Np1 calculada a partir da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1.
[0061] Quando é determinado que o contador de mau funcionamento CR é maior que o limite CRref, é determinado que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução 35 (etapa S320), o modo de acionamento de motor-motor elétrico em que o veículo híbrido 20 se desloca usando energia do motor 22 e torque do motor elétrico MG1 e o modo de acionamento único de MG1 em que o veículo híbrido 20 se desloca usando o torque do único motor elétrico MG1 são permitidos somente (etapa S330), depois do que a rotina é terminada. Quando existe um mau funcionamento na engrenagem de redução 35, não é possível transmitir torque do motor elétrico MG2 no eixo de transmissão 36, assim é exigido proibir o modo de acionamento duplo de motor elétrico, modo de acionamento HV e o modo de acionamento único de motor elétrico com o uso do motor elétrico MG2. Por outro lado, é possível emitir torque do motor elétrico MG1 para o eixo de transmissão 36 quando a força de reação é obtida usando a embreagem unidirecional CL1, e é possível emitir energia do motor 22 para o eixo de transmissão 36 quando a força de reação é obtida usando o motor elétrico MG1. Por esta razão, somente o modo de acionamento de motor elétrico-motor em que o veículo híbrido 20 se desloca usando energia do motor 22 e torque do motor elétrico MG1 é permitido.
[0062] Com o veículo híbrido 20, acima descrito de acordo com a primeira modalidade, no modo de acionamento duplo de motor elétrico, no pressuposto que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero, a primeira velocidade de rotação Np1, como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 36, é calculada a partir da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1, e a segunda velocidade de rotação Np2, como a velocidade de rotação do eixo de acionamento 36, é calculada a partir da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2. O estado onde o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é maior que o limite Npref, é continuado e, quando o contador de mau funcionamento CW se torna maior que o limite CWref, é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 ou as engrenagens de pinhão 33 da engrenagem planetária 30. Quando é feita a determinação desta maneira, no momento da partida seguinte do motor 22, é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 quando a velocidade de rotação Ne do motor 22 está aumentando normalmente, e é determinado que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33 quando a velocidade de rotação Ne do motor 22 não está aumentando normalmente. O estado onde o valor (Np1 - Np2) obtido subtraindo a segunda velocidade de rotação Np2 da primeira velocidade de rotação Np1 é menor que o limite (-Npref) (maior em volume absoluto) continua, e quando o contador de mau funcionamento CR se torna maior que o limite CRref, é determinado que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução 35. Desta maneira, é possível determinar apropriadamente um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33 ou um mau funcionamento na engrenagem de redução 35.
[0063] Com o veículo híbrido 20 de acordo com a primeira modalidade, quando é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 ou as engrenagens de pinhão 33, o modo de acionamento duplo de motor elétrico é proibido. Quando é determinado que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, o modo de acionamento único de motor elétrico e o modo de acionamento HV são permitidos. Quando é determinado que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão 33, somente o modo de acionamento único de motor elétrico é permitido. Quando é determinado que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução 35, somente o modo de acionamento de motor-motor elétrico em que o veículo híbrido 20 se desloca usando a energia do motor 22 e o torque do motor elétrico MG1 é permitido. Desta maneira proibindo ou permitindo os modos de acionamento, é possível assegurar o deslocamento mesmo quando existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, as engrenagens de pinhão 33, ou a engrenagem de redução 35.
[0064] No veículo híbrido 20, de acordo com a primeira modalidade,a engrenagem de redução 35 é fornecida. De fato, o motor elétrico MG2 pode ser conectado diretamente ao eixo de transmissão 36 sem fornecer a engrenagem de redução 35. Neste caso, os processos da etapa S280 até a etapa S330 na rotina de processo de detecção de mau funcionamento mostrada na figura 2 são desnecessários.
[0065] No veículo híbrido 20 de acordo com a primeira modalidade, a embreagem unidirecional CL1 é conectada ao suporte 34. Em vez disto, como ilustrado em um veículo híbrido 220, de acordo com uma segunda modalidade mostrada na figura 8, um freio BR1 pode ser conectado ao suporte 34. O freio BR1 fixa (conecta) o suporte 34 no invólucro 21 de modo que o suporte 34 não é rotativo, ou libera o suporte 34 do invólucro 21 de modo que o suporte 34 é rotativo. Neste caso, no modo de acionamento duplo de motor elétrico, basicamente, o veículo híbrido 220 se desloca enquanto o suporte 34 está fixo engatando o freio BR1. Por esta razão, na rotina de processo de detecção de mau funcionamento mostrada na figura 2, um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 pode ser visto como um mau funcionamento no freio BR1.
[0066] No veículo híbrido 20, de acordo com a primeira modalidade, a engrenagem planetária única 30 e a engrenagem de redução 35 são fornecidas como o jogo de engrenagem planetária. Em vez disto, duas ou mais engrenagens planetárias podem ser fornecidas como o jogo de engrenagem planetária. Neste caso, um veículo híbrido 320 de acordo com uma terceira modalidade mostrada na figura 9 pode ser empregado.
[0067] O veículo híbrido 320 de acordo com a terceira modalidade, mostrado na figura 9, inclui engrenagens planetárias 330, 340 em vez da engrenagem planetária 30 do veículo híbrido 30 como o jogo de engrenagem planetária, e também inclui uma embreagem CL2 e um freio BR2.
[0068] A engrenagem planetária 330 é uma engrenagem planetária de pinhão único. A engrenagem planetária 330 inclui uma engrenagem solar 331, uma engrenagem de anel 332, várias engrenagens de pinhão 333 e um suporte 334. A engrenagem solar 331 é uma engrenagem externa. A engrenagem de anel 332 é uma engrenagem interna. As várias engrenagens de pinhão 333 estão engatadas com a engrenagem solar 331 e a engrenagem de anel 332. O suporte 334 suporta as várias engrenagens de pinhão 333 de modo que cada engrenagem de pinhão 333 é rotativa e girável. O rotor do motor elétrico MG2 é conectado à engrenagem solar 331. O eixo de manivela 26 do motor 22 é conectado à engrenagem de anel 332. Um eixo de transmissão 336 acoplado nas rodas de acionamento 39a, 39b por meio da engrenagem diferencial 38 e o mecanismo de engrenagem 37 é conectado ao suporte 334.
[0069] A engrenagem planetária 340 é uma engrenagem planetária de pinhão único. A engrenagem planetária 340 inclui uma engrenagem solar 341, uma engrenagem de anel 342, várias engrenagens de pinhão 343 e um suporte 344. A engrenagem solar 341 é uma engrenagem externa. A engrenagem de anel 342 é uma engrenagem interna. As várias engrenagens de pinhão 343 estão engatadas com a engrenagem solar 341 e a engrenagem de anel 342. O suporte 344 suporta as várias engrenagens de pinhão 343 de modo que cada engrenagem de pinhão 343 é rotativa e girável. O rotor do motor elétrico MG1 é conectado à engrenagem solar 341. O eixo de transmissão 336 é conectado ao suporte 344.
[0070] A embreagem CL2 conecta a engrenagem solar 331 da engrenagem planetária 330 e o rotor do motor elétrico MG2 na engrenagem de anel 342 da engrenagem planetária 340 ou libera a conexão entre os mesmos. O freio BR2 fixa (conecta) a engrenagem de anel 342 da engrenagem planetária 340 no invólucro 21 de modo que a engrenagem de anel 342 é não rotativa, ou libera a engrenagem de anel 342 do invólucro 21 de modo que a engrenagem de anel 342 é rotativa.
[0071] A figura 10 é uma vista que mostra um exemplo de um nomograma das engrenagens planetárias 330, 340 no momento em que o veículo híbrido 320 se desloca no modo de acionamento duplo de motor elétrico em um estado onde a embreagem CL2 é ajustada no estado engatado e o freio BR2 é ajustado no estado liberado. A figura 11 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma das engrenagens planetárias 330, 340 no momento em que o veiculo híbrido 320 se desloca no modo de acionamento duplo de motor elétrico em um estado onde a embreagem CL2 é ajustada no estado liberado e o freio BR2 é ajustado no estado engatado. Na figura 10 e na figura 11, o eixo S1 e R2 representa a velocidade de rotação da engrenagem solar 331 da engrenagem planetária 330, a velocidade de rotação da engrenagem de anel 342 da engrenagem planetária 340, e a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2. O eixo C1 e C2 representa as velocidades de rotação dos suportes 334, 344 das engrenagens planetárias 330, 340 e a velocidade de rotação do eixo de transmissão 336. O eixo R1 representa a velocidade de rotação da engrenagem de anel 332 da engrenagem planetária 330 e a velocidade de rotação Ne do motor 22. O eixo S2 representa a velocidade de rotação da engrenagem solar 341 da engrenagem planetária 340 e a velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1. Na figura 10 e na figura 11, as duas setas de linha larga no eixo C1 e C2 respectivamente indicam um torque (Tm1 x k1) que é emitido ao eixo de transmissão 336 no momento em que o torque Tm1 é emitido do motor elétrico MG1 e um torque (Tm2 x k2) que é emitido ao eixo de transmissão 336 no momento em que o torque Tm2 é emitido do motor elétrico MG2. Um coeficiente de conversão k1 é um coeficiente para converter o torque Tm1 do motor elétrico MG1 no torque do eixo de transmissão 336. Um coeficiente de conversão k2 é um coeficiente para converter o torque Tm2 do motor elétrico MG2 no torque do eixo de transmissão 336.
[0072] No caso da figura 10, a embreagem CL2 é ajustada no estado engatado, de modo que a velocidade de rotação da engrenagem solar 331 da engrenagem planetária 330, que é a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2, é a mesma que a velocidade de rotação da engrenagem de anel 342 da engrenagem planetária 340. Portanto, as engrenagens planetárias 330, 340 funcionam como um assim chamado jogo de engrenagem planetária de quatro elementos. Neste caso, no modo de acionamento duplo de motor elétrico, o torque Tm1 na direção em que a velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 é aumentada para um lado negativo (direção descendente no gráfico) é emitido do motor elétrico MG1 para a engrenagem solar 341 da engrenagem planetária 340, e o torque Tm2 na direção em que a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 é aumentada para um lado positivo (direção ascendente no gráfico) é emitido do motor elétrico MG2 para a engrenagem solar 331 da engrenagem planetária 330 e a engrenagem de anel 342 da engrenagem planetária 340. Assim, o veículo híbrido 320 é capaz de se deslocar usando torque do motor elétrico MG1 e do motor elétrico MG2 enquanto o anel de engrenagem 332 (motor 22) da engrenagem planetária 330 é colocado no estado de rotação parado.
[0073] No caso da figura 11, no modo de acionamento duplo de motor elétrico, o torque Tm1 na direção em que a velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 é aumentada para um lado positivo (direção ascendente no gráfico) é emitido do motor elétrico MG1 para a engrenagem solar 341 da engrenagem planetária 340, e o torque Tm2 na direção em que a velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 é aumentada para um lado positivo (direção ascendente no gráfico) é emitido do motor MG2 para a engrenagem solar 331 da engrenagem planetária 330 e a engrenagem de anel 342 da engrenagem planetária 340. Assim, o veículo híbrido 320 é capaz de se deslocar usando torque do motor elétrico MG1 e do motor elétrico MG2 enquanto o anel de engrenagem 332 (motor 22) da engrenagem planetária 330 é colocado no estado de rotação parado.
[0074] A figura 12 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que ocorre um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 em um estado (estado mostrado na figura 10) onde o veículo híbrido 320 está se deslocando no modo de acionamento duplo de motor elétrico enquanto a embreagem CL2 é ajustada no estado engatado e o freio BR2 é ajustado no estado liberado. No gráfico, a linha contínua mostra um estado onde existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1. A linha tracejada mostra um estado onde a primeira velocidade de rotação Np1 como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 336 é calculada a partir da velocidade de rotação Nm1 do motor elétrico MG1 no pressuposto que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero. A linha com traços longos e curtos alternados mostra um estado onde a segunda velocidade de rotação Np2 como a velocidade de rotação do eixo de acionamento 336 é calculada a partir da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 no pressuposto que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero. Como mostrado no gráfico, quando existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a primeira velocidade de rotação Np1 é maior que a segunda velocidade de rotação Np2. Por esta razão, no modo de acionamento duplo de motor elétrico no estado mostrado na figura 10 no veículo híbrido 320 de acordo com a terceira modalidade também, é possível determinar se existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 usando os processos da etapa S100 à etapa S190 na rotina de processo de detecção de mau funcionamento mostrada na figura 2.
[0075] A figura 13 é uma vista que ilustra um exemplo de um nomograma no momento em que ocorre um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 em um estado (estado mostrado na figura 11) onde o veículo híbrido 320 está se deslocando no modo de acionamento duplo de motor elétrico enquanto a embreagem CL2 é ajustada para o estado liberado e o freio BR2 é ajustado no estado engatado. No gráfico, a linha contínua mostra um estado onde existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1. A linha tracejada mostra um estado onde a segunda velocidade de rotação Np2 como a velocidade de rotação do eixo de transmissão 336 é calculada a partir da velocidade de rotação Nm2 do motor elétrico MG2 no pressuposto que a velocidade de rotação Ne do motor 22 é zero. Como mostrado no gráfico, quando existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1, a primeira velocidade de rotação Np1 é menor que a segunda velocidade de rotação Np2. Por esta razão, no modo de acionamento duplo de motor elétrico, no estado mostrado na figura 11, no veículo híbrido 320 de acordo com a modalidade alternativa, é possível determinar se existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional CL1 trocando a primeira velocidade de rotação Np1 e a segunda velocidade de rotação Np2 nos processos da etapa S100 até a etapa S190 na rotina de processo de detecção de mau funcionamento, mostrada na figura 2.
[0076] A relação de correspondência entre os elementos maiores das modalidades e os elementos maiores descritos no sumário será descrita. Nas modalidades, o motor 22 corresponde ao motor, o motor elétrico MG1 corresponde ao primeiro motor elétrico, o motor elétrico MG2 corresponde ao segundo motor elétrico, a engrenagem planetária 30 e a engrenagem de redução 35 correspondem ao jogo de engrenagem planetária, a embreagem unidirecional CL1 corresponde ao mecanismo de restrição de rotação, a bateria 50 corresponde à bateria, uma combinação da ECU de motor 24, a ECU de motor elétrico 40, e a HV-ECU 70 correspondem à unidade de controle eletrônico, e a HV-ECU 70 que executa a rotina de processo de detecção de mau funcionamento mostrada na figura 2 corresponde à unidade de controle eletrônico.
[0077] Quanto à relação de correspondência entre os elementos principais das modalidades e os elementos principais descritos no sumário, cada modalidade é um exemplo para ilustrar especificamente um modo de realizar a invenção, descrito no sumário. Cada modalidade não é destinada a limitar os elementos da invenção descrita no sumário. Isto é, a invenção descrita no sumário deve ser interpretada com base na descrição no sumário, e cada modalidade é meramente um exemplo específico da invenção descrita no sumário.
[0078] As modalidades da invenção são descritas acima; no entanto, a invenção não é limitada àquelas modalidades. É claro, a invenção pode ser implementada de várias formas sem se afastar do escopo da invenção.
[0079] A invenção é aplicável em indústrias de fabricação de veículos híbridos, ou similares.

Claims (6)

1. Veículo híbrido, caracterizado pelo fato de compreender: um motor (22); um primeiro motor elétrico (MG1); um segundo motor elétrico (MG2); um jogo de engrenagens planetárias (30, 35) incluindo uma engrenagem planetária, e elementos rotativos do jogo de engrenagens planetárias (30, 35) sendo conectados ao motor (22), o primeiro motor elétrico (MG1), o segundo motor elétrico (MG2) e um eixo de transmissão acoplado a um eixo; um mecanismo de restrição de rotação (CL1) configurado para restringir a rotação do motor (22); uma bateria (50) configurada para trocar energia elétrica com o primeiro motor elétrico (MG1) e o segundo motor elétrico (MG2); e uma unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) configurada para i) em modo de acionamento duplo em que o veículo híbrido se desloca usando torque do primeiro motor elétrico (MG1) e do segundo motor elétrico (MG2) em um estado onde a rotação do motor (22) é restringida, controlar o primeiro motor elétrico (MG1) e o segundo motor elétrico (MG2) de modo que um torque exigido que é requerido para o eixo de transmissão é emitido do primeiro motor elétrico (MG1) e do segundo motor elétrico (MG2) para o eixo de transmissão, e ii) no modo de acionamento duplo, quando um desvio dentro de uma primeira velocidade de rotação do eixo de transmissão e uma segunda velocidade de rotação do eixo de transmissão é maior que um limite, determinar que existe um mau funcionamento em qualquer um do jogo de engrenagens planetárias (30, 35) e o mecanismo de restrição de rotação (CL1), a primeira velocidade de rotação sendo calculada a partir de uma velocidade de rotação do primeiro motor elétrico (MG1) no momento em que a rotação do motor (22) é restringida, e uma segunda velocidade de rotação do eixo de acionamento sendo calculada a partir de uma velocidade de rotação do segundo motor elétrico (MG2).
2. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o jogo de engrenagens planetárias (30, 35) inclui uma engrenagem planetária de pinhão único (30), a engrenagem planetária de pinhão único (30) inclui uma engrenagem solar (31) acoplada ao primeiro motor elétrico (MG1), uma engrenagem de anel (32) acoplada ao eixo de transmissão, e um suporte (34) acoplado a uma pluralidade de engrenagens de pinhão (33) e acoplado ao motor (22), e a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) é configurada, quando a primeira velocidade de rotação é maior que a segunda velocidade de rotação pelo limite ou mais, para determinar que existe um mau funcionamento no mecanismo de restrição de rotação (CL1) ou nas engrenagens de pinhão (33).
3. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: o mecanismo de restrição de rotação (CL1) é uma embreagem unidirecional que permite a rotação de avanço do motor (22) e não permite rotação reversa do motor (22), e a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) é configurada, no momento em que a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) dá a partida no motor (22) depois de determinar que existe um mau funcionamento em qualquer um do mecanismo de restrição de rotação (CL1) e as engrenagens de pinhão (33), i) determinar que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional quando uma diferença entre uma velocidade de rotação, calculada a partir da velocidade de rotação do primeiro motor elétrico (MG1) e a velocidade de rotação do segundo motor elétrico (MG2), e a velocidade de rotação do motor (22) é menor ou igual a uma diferença predeterminada, e ii) determinar que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão (33) quando a diferença é maior que a diferença predeterminada.
4. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) é configurada para: i) quando a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) determina que existe um mau funcionamento na embreagem unidirecional, permitir o modo híbrido e o modo de acionamento único, o modo híbrido sendo um modo em que o veículo híbrido se desloca usando a energia do motor (22) e o torque do primeiro motor elétrico (MG1) e do segundo motor elétrico (MG2) enquanto o modo de acionamento duplo é proibido, o modo de acionamento único sendo um modo em que o veículo híbrido se desloca usando torque somente do segundo motor elétrico (MG2) enquanto o motor (22) é colocado em um estado de rotação parada, e ii) quando a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) determina que existe um mau funcionamento nas engrenagens de pinhão (33), permitir o modo de acionamento único enquanto o modo de acionamento duplo e o modo híbrido são proibidos.
5. Veículo híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que: o jogo de engrenagens planetárias (30, 35) inclui uma engrenagem de redução (35) acoplada ao segundo motor elétrico (MG2) e a engrenagem de anel (32), e a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) é configurada para, quando a primeira velocidade de rotação é menor que a segunda velocidade de rotação pelo limite ou mais, determinar que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução (35).
6. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) é configurada para, quando a unidade de controle eletrônico (24, 40, 70) determina que existe um mau funcionamento na engrenagem de redução (35), proibir um modo de acionamento, exceto um modo de acionamento de motor elétrico e motor e um modo de acionamento único de primeiro motor elétrico, o modo de acionamento de motor elétrico e motor sendo um modo em que o veículo híbrido se desloca usando a energia do motor (22) e o torque do primeiro motor elétrico (MG1), o modo de acionamento único de primeiro motor elétrico sendo um modo em que o veículo híbrido se desloca usando torque somente do primeiro motor elétrico (MG1).
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