BR102020004789A2 - method for determining a load applied by an energy consumer to a power train - Google Patents
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Abstract
A invenção refere-se a um método, realizado por um dispositivo de controle (48), para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia (PC) em um trem de força (3) de um veículo (1), o trem de força (3) compreendendo ao menos uma unidade de propulsão (4, 14, 16, 400’, 400’’) e uma caixa de marcha (2), a caixa de marcha (2) compreendendo: um primeiro eixo principal (34); um segundo eixo principal (36); um eixo de saída (20) conectado às rodas de condução (6) do veículo (1); um eixo de transmissão (18) conectado ao primeiro eixo principal (34), ao segundo eixo principal (36) e ao eixo de saída (20); um primeiro par de engrenagem (G1) conectado ao primeiro eixo principal (34) e ao eixo de transmissão (18); um segundo par de engrenagem (G2) conectado ao segundo eixo principal (36) e ao eixo de transmissão (18); e um eixo auxiliar (120) conectado ao consumidor de energia (PC) e ao primeiro eixo principal (34), sendo que o primeiro eixo principal (34) e o segundo eixo principal (36) são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão (4, 14, 16, 400’, 400’’), de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal (34) e no segundo eixo principal (36), o método compreendendo: controlar (s101) o trem de força (3) para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal (36) para o primeiro eixo principal (34); e determinar (s102) a carga aplicada ao consumidor de energia (PC) no eixo auxiliar (120) detectando o movimento dentro de uma folga do primeiro par de engrenagem (G1), por onde o torque de propulsão (T1) fornecido no primeiro eixo principal (34) corresponde a carga no eixo auxiliar (120). The invention relates to a method, performed by a control device (48), to determine a load applied by an energy consumer (PC) to a power train (3) of a vehicle (1), the power train force (3) comprising at least one propulsion unit (4, 14, 16, 400 ', 400'') and a gearbox (2), the gearbox (2) comprising: a first main shaft (34) ; a second main axis (36); an output shaft (20) connected to the driving wheels (6) of the vehicle (1); a drive shaft (18) connected to the first main shaft (34), the second main shaft (36) and the output shaft (20); a first gear pair (G1) connected to the first main shaft (34) and the drive shaft (18); a second gear pair (G2) connected to the second main shaft (36) and the drive shaft (18); and an auxiliary shaft (120) connected to the power consumer (PC) and to the first main shaft (34), the first main shaft (34) and the second main shaft (36) being connectable to at least one propulsion unit (4, 14, 16, 400 ', 400''), so that the propulsion torque can be supplied on the first main axis (34) and on the second main axis (36), the method comprising: control (s101) the power train (3) to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis (36) to the first main axis (34); and determine (s102) the load applied to the energy consumer (PC) on the auxiliary shaft (120) by detecting movement within a gap of the first gear pair (G1), through which the propulsion torque (T1) provided on the first shaft main (34) corresponds to the load on the auxiliary shaft (120).
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um método para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia em um trem de força de um veículo. A invenção também se refere a um veículo compreendendo um trem de força, um programa de computador e um meio legível por computador.[0001] The present invention relates to a method for determining a load applied by an energy consumer to a vehicle's power train. The invention also relates to a vehicle comprising a power train, a computer program and a computer-readable medium.
[0002] Um trem de carga de veículo pode não ser usado apenas para impulsionar um veículo, mas também pode ser configurado para fornecer energia a consumidores de energia como uma tomada de força (PTO) e outras funções auxiliares. Uma tomada de força pode ser usada para transmitir força/energia para instrumentos anexados do veículo ou para separar máquinas. Uma tomada de força pode assim ser usada para conduzir uma bomba, operar uma lança, operar um misturador ou similar. As tomadas de força são tipicamente conectadas a um eixo de transmissão de uma engrenagem, por onde o eixo de transmissão conduz a tomada de força. Com este arranjo, a energia só será fornecida para a tomada de força quando o veículo está em movimento e o eixo de transmissão está rotacionando. A mudança de marcha em uma caixa de marcha pode requerer um balanço de torque ou velocidades rotacionais sincronizadas a fim de alcançar um bom conforto e reduzir o uso dos componentes da caixa de marcha. Com uma tomada de força conectada à caixa de marcha, é necessário saber a carga aplicada no eixo de transmissão pela tomada de força e com base neste controle a caixa de marcha alcançar o balanço de torque. Normalmente, a carga aplicada pela tomada de força é determinada por meio de sensores de torque diferentes arranjados na tomada de força conectada. Os sensores são assim fornecidos pelo fabricante da tomada de força e não pelo fabricante do veículo. As interfaces entre os sensores e os sistemas de controle do veículo são aqui requeridas as quais podem ser complicadas e arriscadas.[0002] A vehicle freight train can not only be used to power a vehicle, but can also be configured to supply energy to consumers such as a power outlet (PTO) and other auxiliary functions. A power take-off can be used to transmit power / energy to attached vehicle instruments or to separate machines. A power take-off can thus be used to drive a pump, operate a boom, operate a mixer or the like. The power take-offs are typically connected to a gear drive shaft, through which the drive shaft leads to the power take-off. With this arrangement, power will only be supplied to the PTO when the vehicle is in motion and the drive shaft is rotating. Shifting in a gearbox may require torque balance or synchronized rotational speeds in order to achieve good comfort and reduce the use of gearbox components. With a power take-off connected to the gearbox, it is necessary to know the load applied to the transmission shaft by the power take-off and based on this control the gearbox reaches the torque balance. Normally, the load applied by the PTO is determined by means of different torque sensors arranged in the connected PTO. The sensors are therefore supplied by the PTO manufacturer and not by the vehicle manufacturer. Interfaces between sensors and vehicle control systems are required here which can be complicated and risky.
[0003] O documento US 7252623 B2 descreve um método para determinar a carga auxiliar em um motor de um veículo equipado com uma tomada de emergia, compreendendo a etapa de monitorar uma velocidade do eixo em uma embreagem PTO assim como em uma velocidade de eixo à jusante da embreagem PTO para determinar a derrapagem da embreagem. Uma pressão comandada no ponto onde a derrapagem ocorre é determinado e uma energia de motor equivalente indo para o PTO a partir da pressão comandada na derrapagem é calculada para determinar a proporção do sinal de carga do motor que está indo para o PTO versus as rodas de condução.[0003] US 7252623 B2 describes a method for determining the auxiliary load on an engine of a vehicle equipped with an emergency outlet, comprising the step of monitoring an axle speed in a PTO clutch as well as an axle speed at downstream of the PTO clutch to determine clutch slippage. A commanded pressure at the point where the skid occurs is determined and an equivalent engine energy going to the PTO from the commanded pressure on the skid is calculated to determine the proportion of the engine load signal going to the PTO versus the gear wheels. driving.
[0004] Apesar das soluções conhecidas no campo, seria desejável alcançar um método para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia em um trem de força, que resolve ou ao menos alivia ao menos algumas desvantagens da técnica anterior.[0004] Despite the solutions known in the field, it would be desirable to achieve a method for determining a load applied by an energy consumer on a power train, which resolves or at least alleviates at least some disadvantages of the prior art.
[0005] Um objeto da presente invenção é, portanto, alcançar um novo e vantajoso método para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia em um trem de força de um veículo, cujo método é mais fácil e possibilita um trem de força menos complexo e mais barato. Outro objetivo é alcançar um veículo novo e vantajoso, que possibilite uma transferência de energia eficiente para um consumidor de energia quando o veículo está parado assim como durante a propulsão. Outro objetivo da invenção é alcançar um veículo novo e vantajoso, um programa de computador e um meio legível por computador.[0005] An object of the present invention is, therefore, to achieve a new and advantageous method to determine a load applied by an energy consumer in a vehicle power train, whose method is easier and enables a less complex power train it's cheaper. Another objective is to achieve a new and advantageous vehicle, which allows an efficient transfer of energy to an energy consumer when the vehicle is stationary as well as during propulsion. Another objective of the invention is to achieve a new and advantageous vehicle, a computer program and a computer-readable medium.
[0006] Os objetivos mencionados aqui são alcançados por um método, um veículo, um programa de computador, e um meio legível por computador de acordo com as reivindicações independentes.[0006] The objectives mentioned here are achieved by a method, a vehicle, a computer program, and a computer-readable medium according to the independent claims.
[0007] Consequentemente, de acordo com um aspecto da presente invenção um método, realizado por um dispositivo de controle, para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia em um trem de força de um veículo é fornecido. O trem de força compreende ao menos uma unidade propulsora e uma caixa de marcha, onde a caixa de marcha compreende: um primeiro eixo principal; um segundo eixo principal; um eixo de saída conectado às rodas de condução do veículo; um eixo de transmissão conectado ao primeiro eixo principal, ao segundo eixo principal e ao eixo de saída; um primeiro par de engrenagens conectado ao primeiro eixo principal e ao eixo de transmissão; um segundo par de engrenagens conectado ao segundo eixo principal e ao eixo de transmissão; e um eixo auxiliar conectado ao consumidor de energia e ao primeiro eixo principal, sendo que o primeiro eixo principal e o segundo eixo principal são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão, de maneira que o torque de propulsão pode ser fornecido no primeiro eixo principal e/ou no segundo eixo principal. O método compreende: controlar o trem de força para transferir gradualmente o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal; e determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia detectando o movimento através de uma folga do primeiro par de engrenagem, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia no eixo auxiliar.[0007] Accordingly, according to one aspect of the present invention a method, performed by a control device, to determine a load applied by an energy consumer to a vehicle's power train is provided. The power train comprises at least one propulsion unit and a gearbox, where the gearbox comprises: a first main axis; a second main axis; an output shaft connected to the vehicle's driving wheels; a drive shaft connected to the first main axis, the second main axis and the output axis; a first pair of gears connected to the first main shaft and the transmission shaft; a second pair of gears connected to the second main shaft and the transmission shaft; and an auxiliary axle connected to the power consumer and the first main axle, the first main axle and the second main axle being connectable to at least one propulsion unit, so that the propulsion torque can be supplied on the first main axle and / or on the second main axis. The method comprises: controlling the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis; and determining the load applied by the energy consumer by detecting movement through a gap in the first gear pair, whereby the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load applied by the energy consumer on the auxiliary shaft.
[0008] De acordo com outro aspecto da invenção, um veículo compreendendo um trem de força é fornecido. O trem de força compreendendo: ao menos uma unidade de propulsão, uma caixa de marcha; e um dispositivo de controle. A caixa de marcha compreende: um primeiro eixo principal; um segundo eixo principal; e um eixo de saída conectado às rodas de condução do veículo; um eixo de transmissão conectado a um primeiro eixo principal, ao segundo eixo principal e ao eixo de saída; um primeiro par de engrenagem conectado ao primeiro eixo principal e ao eixo de transmissão; um segundo par de engrenagem conectado ao segundo eixo principal e ao eixo de transmissão; e um eixo auxiliar conectado ao consumidor de energia e ao primeiro eixo principal, em que o primeiro eixo principal e o segundo eixo principal são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão, de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal e no segundo eixo principal, em que o dispositivo de controle é configurado para: controlar o trem de força para transferir gradualmente o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal; e determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia detectando o movimento através de uma folga do primeiro par de engrenagem, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga aplicada ao consumidor de energia no eixo auxiliar.[0008] According to another aspect of the invention, a vehicle comprising a power train is provided. The power train comprising: at least one propulsion unit, a gearbox; and a control device. The gearbox comprises: a first main axis; a second main axis; and an output shaft connected to the driving wheels of the vehicle; a transmission axis connected to a first main axis, the second main axis and the output axis; a first gear pair connected to the first main shaft and the drive shaft; a second gear pair connected to the second main shaft and the drive shaft; and an auxiliary axle connected to the power consumer and the first main axle, where the first main axle and the second main axle are connectable to at least one propulsion unit, so that the propulsion torque can be supplied on the first main axle and on the second main axis, where the control device is configured to: control the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis; and determining the load applied by the energy consumer by detecting movement through a gap in the first gear pair, whereby the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load applied to the energy consumer on the auxiliary shaft.
[0009] Há várias maneiras de fornecer um consumidor de energia com energia a partir de um trem de força. Conforme mencionado acima, uma solução comum é conectar o consumidor de energia compreendendo uma tomada de força a um eixo de transmissão do trem de força. Entretanto, se este for o caso, o consumidor de energia só será conduzido quando o veículo está em movimento e o eixo de transmissão então rotacionar. Com uma caixa de marcha possuindo dois eixos principais onde o torque de propulsão pode ser partido/dividido entre os eixos principais, e com um eixo auxiliar arranjado em conexão com um dos eixos principais, o consumidor de energia conectado ao eixo auxiliar pode ser conduzido pelo dito eixo principal quando o veículo está parado e o eixo principal não está conectado ao eixo de saída. Além disso, com um trem de força de acordo com a invenção, o consumidor de energia pode ser conduzido por um dos eixos principais enquanto o outro eixo principal fornece/transmite o torque de propulsão ao eixo de saída. Com um eixo auxiliar conectado ao consumidor de energia e um dos eixos principais, o controle do torque de propulsão nos eixos principais diferentes pode ser usado para determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia. Desta maneira, nenhum sensor de torque externo é requerido.[0009] There are several ways to supply an energy consumer with power from a power train. As mentioned above, a common solution is to connect the power consumer comprising a power outlet to a power train transmission shaft. However, if this is the case, the energy consumer will only be driven when the vehicle is in motion and the drive shaft then rotates. With a gearbox having two main axles where the propulsion torque can be broken / divided between the main axles, and with an auxiliary axle arranged in connection with one of the main axles, the energy consumer connected to the auxiliary axle can be driven by the said main axis when the vehicle is stopped and the main axis is not connected to the output axis. In addition, with a power train according to the invention, the energy consumer can be driven by one of the main axes while the other main axis provides / transmits the propulsion torque to the output shaft. With an auxiliary axis connected to the energy consumer and one of the main axes, the control of the propulsion torque on the different main axes can be used to determine the load applied by the energy consumer. In this way, no external torque sensor is required.
[0010] O consumidor de energia extrai o torque do trem de força através do eixo auxiliar e assim aplica uma carga no primeiro eixo principal. Quando o torque de propulsão é fornecido apenas no segundo eixo principal, o torque resultante agindo no primeiro eixo principal será o torque negativo (extraído) correspondente à carga aplicada pelo consumidor de energia. Quando o torque resultante no primeiro eixo principal é negativo, o primeiro eixo principal deve ser conduzido pelo eixo de transmissão através do primeiro par de engrenagem conectado ao eixo de transmissão e o primeiro eixo principal. O eixo auxiliar, e o consumidor de energia conectado ao eixo auxiliar, serão ali conduzidos pelo primeiro eixo principal. Desse modo, alguns dos torques de propulsão fornecidos no segundo eixo principal serão transmitidos para o primeiro eixo principal e o eixo auxiliar para conduzir o consumidor de energia. O primeiro par de engrenagem conexão ao eixo de transmissão e ao primeiro eixo principal compreende uma roda de engrenagem conectada em cada eixo. Quando o torque de propulsão fornecido no segundo eixo principal conduz o primeiro eixo principal, a roda de engrenagem no eixo de transmissão conduzirá a roda de engrenagem no primeiro eixo principal. Ao transferir gradualmente o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal, o torque de propulsão será fornecido tanto no primeiro eixo principal quanto no segundo eixo principal. O torque resultante agindo no primeiro eixo principal será então o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal por ao menos uma unidade de propulsão menos o torque correspondente à carga aplicada pelo consumidor de energia. Quando o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal é grande o suficiente para conduzir o consumidor de energia, nenhum torque de propulsão fornecido no segundo eixo principal conduzirá o primeiro eixo principal. Desse modo, quando o torque resultando agindo no primeiro eixo principal é positivo, o primeiro eixo principal conduzirá o eixo de transmissão. Quando o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde à carga aplicada pelo consumidor de energia, o torque resultante agindo no primeiro eixo principal deve ser zero Nm. O balanço do torque é aqui alcançado sobre o primeiro par de engrenagem. Quando o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal é adicionalmente aumentado, o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal conduzirá o eixo de transmissão. Quando o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal é transmitido através do primeiro par de engrenagem para o eixo de transmissão e para o eixo de saída, a roda de engrenagem no primeiro eixo principal em vez disso conduzirá a roda de engrenagem no eixo de transmissão. Na transição do estado onde o eixo de transmissão conduz o primeiro eixo principal para o estado onde o primeiro eixo principal conduz o eixo de transmissão, a roda de engrenagem no primeiro eixo principal deve passar pela folga. Desse modo, detectando o movimento através da folga, um estado onde o torque resultante no primeiro eixo principal é essencialmente zero é identificado e a carga aplicada pelo consumidor de energia pode ser determinada determinando o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal. Por este método, nenhum dispositivo de sensor adicional é requerido e o trem de força é aqui mais barato e menos complexo. Também, não há a necessidade de sensores de terceiros e o fabricante de veículo pode fornecer controle do trem de força com base em seus próprios sistemas. A segurança é então aumentada.[0010] The energy consumer extracts the torque from the power train through the auxiliary shaft and thus applies a load on the first main shaft. When the propulsion torque is provided only on the second main axis, the resulting torque acting on the first main axis will be the negative (extracted) torque corresponding to the load applied by the energy consumer. When the resulting torque on the first main shaft is negative, the first main shaft must be driven by the drive shaft through the first gear pair connected to the drive shaft and the first main shaft. The auxiliary axis, and the energy consumer connected to the auxiliary axis, will be driven there by the first main axis. In this way, some of the propulsion torques provided on the second main axis will be transmitted to the first main axis and the auxiliary axis to drive the energy consumer. The first gear pair connected to the drive shaft and the first main shaft comprises a gear wheel connected to each shaft. When the propulsion torque provided on the second main shaft drives the first main shaft, the gear wheel on the drive shaft will drive the gear wheel on the first main shaft. By gradually transferring the propulsion torque from the second main axis to the first main axis, the propulsion torque will be provided on both the first main axis and the second main axis. The resulting torque acting on the first main axis will then be the propulsion torque provided on the first main axis by at least one propulsion unit minus the torque corresponding to the load applied by the energy consumer. When the propulsion torque provided on the first main axis is large enough to drive the power consumer, no propulsion torque provided on the second main axis will drive the first main axis. Thus, when the torque resulting from acting on the first main axis is positive, the first main axis will drive the transmission axis. When the propulsion torque supplied on the first main axis corresponds to the load applied by the energy consumer, the resulting torque acting on the first main axis must be zero Nm. The torque balance is achieved here on the first gear pair. When the propulsion torque supplied on the first main axis is additionally increased, the propulsion torque provided on the first main axis will drive the transmission shaft. When the propulsion torque provided on the first main shaft is transmitted through the first gear pair to the drive shaft and the output shaft, the gear wheel on the first main shaft will instead drive the gear wheel on the drive shaft . In the transition from the state where the drive shaft drives the first main shaft to the state where the first main shaft drives the drive shaft, the gear wheel on the first main shaft must pass through the clearance. Thus, by detecting movement through the clearance, a state where the resulting torque on the first main axis is essentially zero is identified and the load applied by the energy consumer can be determined by determining the propulsion torque provided on the first main axis. By this method, no additional sensor devices are required and the power train is cheaper and less complex here. Also, there is no need for third-party sensors and the vehicle manufacturer can provide powertrain control based on its own systems. Security is then increased.
[0011] Objetivos adicionais, vantagens e novas características da presente invenção tornar-se-ão aparentes para uma pessoa versada na técnica a partir dos seguintes detalhes, e também colocando a invenção em prática. Enquanto os exemplos da invenção são descritos abaixo, deve-se notar que não é restritivo aos detalhes específicos descritos. Especialistas tendo acesso aos ensinamentos aqui reconhecerão aplicações adicionais, modificações e incorporações dentro de outros campos, que estão dentro do escopo da invenção.[0011] Additional objectives, advantages and new features of the present invention will become apparent to a person skilled in the art from the following details, and also by putting the invention into practice. While the examples of the invention are described below, it should be noted that it is not restrictive to the specific details described. Experts having access to the teachings here will recognize additional applications, modifications and incorporations within other fields, which are within the scope of the invention.
[0012] Para um entendimento por completo da presente invenção e objetivos adicionais e vantagens da mesma, a descrição detalhada estabelecida abaixo deve ser liga junto com os desenhos que acompanham, em que as mesmas referências anotadas denotam itens similares nos vários diagramas, e em que:[0012] For a complete understanding of the present invention and additional objectives and advantages of it, the detailed description set out below must be linked together with the accompanying drawings, in which the same annotated references denote similar items in the various diagrams, and in which :
[0013] A figura 1 ilustra esquematicamente uma vista lateral de um veículo de acordo com um exemplo;[0013] Figure 1 schematically illustrates a side view of a vehicle according to an example;
[0014] A figura 2 ilustra esquematicamente um trem de força de um veículo de acordo com um exemplo;[0014] Figure 2 schematically illustrates a vehicle's power train according to an example;
[0015] A figura 3 ilustra esquematicamente um trem de força de um veículo de acordo com um exemplo;[0015] Figure 3 schematically illustrates a vehicle's power train according to an example;
[0016] A figura 4 ilustra esquematicamente um trem de força de um veículo de acordo com um exemplo;[0016] Figure 4 schematically illustrates a vehicle's powertrain according to an example;
[0017] A figura 5 mostra um fluxograma de um método para determinar uma carga em um eixo auxiliar de acordo com um exemplo;[0017] Figure 5 shows a flow chart of a method to determine a load on an auxiliary axis according to an example;
[0018] A figura 6 mostra um diagrama de acordo com um exemplo; e[0018] Figure 6 shows a diagram according to an example; and
[0019] A figura 7 ilustra esquematicamente um computador de acordo com um exemplo.[0019] Figure 7 schematically illustrates a computer according to an example.
[0020] D acordo com um aspecto da presente descrição, um método, realizado por um dispositivo de controle, para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia em um trem de força de um veículo é fornecido. O trem de força compreende ao menos uma unidade de propulsão e uma caixa de marcha. A caixa de marcha compreende: um primeiro eixo principal; um segundo eixo principal; um eixo de saída conectado as rodas de condução do veículo; um eixo de transmissão conectado ao primeiro eixo principal, ao segundo eixo principal e ao eixo de saída; um primeiro par de engrenagem conectado ao primeiro eixo principal e ao eixo de transmissão; um segundo par de engrenagem conectado ao segundo eixo principal e ao eixo de transmissão; e um eixo auxiliar conectado a um consumidor de energia e ao primeiro eixo principal, em que o primeiro eixo principal e o segundo eixo principal são conectados a ao menos uma unidade de propulsão, de maneira que o torque de propulsão pode ser fornecido no primeiro eixo principal e no segundo eixo principal, o método compreendendo: controlar o trem de força para transferir gradualmente o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para primeiro eixo principal; e determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia detectando o movimento através da folga do primeiro par de engrenagem, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia no eixo auxiliar.[0020] In accordance with an aspect of the present description, a method, performed by a control device, to determine a load applied by an energy consumer to a vehicle's power train is provided. The power train comprises at least one propulsion unit and a gearbox. The gearbox comprises: a first main axis; a second main axis; an output shaft connected to the vehicle's driving wheels; a drive shaft connected to the first main axis, the second main axis and the output axis; a first gear pair connected to the first main shaft and the drive shaft; a second gear pair connected to the second main shaft and the drive shaft; and an auxiliary shaft connected to a power consumer and to the first main shaft, where the first main shaft and the second main shaft are connected to at least one propulsion unit, so that the propulsion torque can be supplied on the first axis main and second main axis, the method comprising: controlling the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis; and determining the load applied by the energy consumer by detecting movement through the clearance of the first gear pair, whereby the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load applied by the energy consumer on the auxiliary shaft.
[0021] O primeiro eixo principal e o segundo eixo principal podem ser conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão, de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido ao primeiro eixo principal e ao segundo eixo principal simultaneamente. O torque de propulsão pode assim ser fornecido em paralelo. O torque de propulsão é aqui definido como um torque fornecido por meios de ao menos uma unidade de propulsão para impulsionar o veículo. Desse modo, o primeiro eixo principal e o segundo eixo principal podem ser arranjados, de maneira que o torque de propulsão fornecido por meio de ao menos uma unidade de propulsão possa ser dividido/partido em dois entre o primeiro eixo principal e o segundo eixo principal.[0021] The first main axis and the second main axis can be connected to at least one propulsion unit, so that the propulsion torque can be supplied to the first main axis and the second main axis simultaneously. The propulsion torque can thus be supplied in parallel. Propulsion torque is defined here as a torque supplied by means of at least one propulsion unit to propel the vehicle. In this way, the first main axis and the second main axis can be arranged, so that the propulsion torque provided by means of at least one propulsion unit can be divided / split in two between the first main axis and the second main axis .
[0022] Controlar o trem de força para gradualmente transferir o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal significa que o trem de força está controlado, de maneira que o torque de propulsão fornecido no primeiro rixo principal é gradualmente reduzido e de maneira que o torque de propulsão no primeiro eixo principal é gradualmente aumentado. Adequadamente, o modo é iniciado quando o torque de propulsão é fornecido apenas no segundo eixo principal. Desse modo, no início do método, essencialmente nenhum torque de propulsão é fornecido no primeiro eixo principal. O torque de propulsão fornecido no eixo de saída é assim transmitido apenas do segundo eixo principal e do eixo de transmissão. Quando o torque de propulsão é gradualmente transferido a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal, o torque de propulsão no eixo de saída é transmitido a partir tanto do primeiro eixo principal quanto do segundo eixo principal.[0022] Controlling the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis means that the power train is controlled, so that the propulsion torque provided on the first main axis is gradually reduced and so that the propulsion torque on the first main axis is gradually increased. Suitably, the mode is initiated when the propulsion torque is provided only on the second main axis. Thus, at the beginning of the method, essentially no propulsion torque is provided on the first main axis. The drive torque supplied on the output shaft is thus transmitted only from the second main shaft and the drive shaft. When the propulsion torque is gradually transferred from the second main axis to the first main axis, the propulsion torque on the output axis is transmitted from both the first main axis and the second main axis.
[0023] Um par de engrenagens compreendendo duas rodas de engrenagem com dentes combinados/engatados sempre terão uma folga entre os dentes combinados. A folga define assim a distância máxima ou o ângulo através do qual a roda de engrenagem pode ser movida em uma direção sem aplicar uma força calculável ou movimento à outra roda de engrenagem. O movimento através/dentro de uma folga do primeiro par de engrenagem significa ali que as rodas de engrenagem do primeiro par de engrenagem rotacionam em relação uma a outra, a curta distância que a folga permite. No engate entre as rodas de engrenagem do primeiro par de engrenagem, qualquer dente de uma roda de engrenagem é arranjado entre dois diferentes dentes da outra roda de engrenagem. Dependendo de como as rodas de engrenagem conduzem a outra, o dente se encostará tanto no primeiro dos dois dentes circundantes quanto no outro dos dois dentes circundantes. Desse modo, o dente pode se mover a partir da posição onde se encosta no primeiro dente circundante para uma posição onde se encosta no outro dente circundante. Este movimento entre os dois dentes circundantes é referido como movimento através da folga. Quando o torque de propulsão fornecido no segundo eixo principal é transmitido para o eixo auxiliar, a roda de engrenagem no eixo de transmissão conduzirá a roda de engrenagem ao primeiro eixo principal e os dentes combinados/engatados nas rodas de engrenagem terão uma certa posição em relação uma a outra. Quando o torque de propulsão fornecido no segundo eixo principal não é mais transmitido para o eixo auxiliar, a roda de engrenagem no primeiro eixo principal conduzirá a roda de engrenagem no eixo de transmissão e os dentes das rodas de engrenagem combinados/engatados terão outra posição em relação um ao outro.[0023] A pair of gears comprising two gear wheels with combined / engaged teeth will always have a gap between the combined teeth. The clearance thus defines the maximum distance or angle by which the gear wheel can be moved in one direction without applying any calculable force or movement to the other gear wheel. The movement through / within a gap of the first gear pair means that the gear wheels of the first gear pair rotate in relation to each other, the short distance that the clearance allows. In the engagement between the gear wheels of the first gear pair, any teeth of one gear wheel are arranged between two different teeth of the other gear wheel. Depending on how the gear wheels lead to the other, the tooth will touch both the first of the two surrounding teeth and the other of the two surrounding teeth. In this way, the tooth can move from the position where it touches the first surrounding tooth to a position where it touches the other surrounding tooth. This movement between the two surrounding teeth is referred to as movement through the gap. When the propulsion torque supplied on the second main axle is transmitted to the auxiliary axle, the gear wheel on the drive axle will drive the gear wheel to the first main axle and the teeth combined / engaged on the gear wheels will have a certain position in relation to each other. When the propulsion torque provided on the second main axle is no longer transmitted to the auxiliary axle, the gear wheel on the first main axle will drive the gear wheel on the drive shaft and the teeth of the combined / engaged gear wheels will have another position in relation to each other.
[0024] Controlar o trem de força para gradualmente transferir o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal pode compreender manter o mesmo torque de propulsão no eixo de saída. O torque de propulsão no eixo de saída é o torque atual de propulsão do veículo. O torque de propulsão no eixo de saída pode ser um torque demandado requerido pelo operador do veículo menos o torque extraído pelo consumidor de energia. A carga do consumidor de energia pode assim causar um afastamento entre o torque demandado e o torque fornecido no eixo de saída. O troque demandado pode ser determinado de acordo com os métodos convencionais, por exemplo, com base nos sinais a partir do pedal acelerador.[0024] Controlling the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis can comprise maintaining the same propulsion torque on the output shaft. The propulsion torque on the output shaft is the vehicle's current propulsion torque. The propulsion torque on the output shaft can be a demanded torque required by the vehicle operator minus the torque extracted by the energy consumer. The load of the energy consumer can thus cause a gap between the required torque and the torque supplied on the output shaft. The change required can be determined according to conventional methods, for example, based on the signals from the accelerator pedal.
[0025] O movimento através da folga pode ser detectado com base na velocidade rotacional a montante do primeiro par de engrenagem e uma velocidade rotacional a jusante do primeiro par de engrenagem. A montante e a jusante referem-se à direção da transmissão de torque a partir de ao menos uma unidade de propulsão para o eixo de saída.[0025] Movement through the clearance can be detected based on the rotational speed upstream of the first gear pair and a rotational speed downstream of the first gear pair. Upstream and downstream refer to the direction of torque transmission from at least one drive unit to the output shaft.
[0026] De acordo com um exemplo, o movimento através da folga é detectado com base em uma velocidade rotacional do eixo de transmissão do primeiro eixo principal. A relação entre a velocidade rotacional e o primeiro eixo principal e a velocidade rotacional do eixo de transmissão é predeterminada e depende da razão de transmissão do par de engrenagem encaixado atualmente. A razão de transmissão associada a cada par de engrenagem pode ser armazenada no dispositivo de controle. A velocidade rotacional do primeiro eixo principal pode ali ser determinado/calculado com base na velocidade rotacional do eixo de transmissão e a razão de transmissão do par de engrenagem encaixado atualmente. Quando há movimento através da folga, haverá um desvio a partir de uma relação predeterminada. Desse modo, determinando continuamente a velocidade rotacional do primeiro eixo principal e da velocidade rotacional do eixo de transmissão, um desvio a partir de uma relação predeterminada pode ser detectado. O trem de força pode assim compreender sensores de velocidade rotacional arranjados no eixo de transmissão e no primeiro eixo principal. Com base nos sinais dos sensores de velocidade rotacional, o dispositivo de controle pode detectar um desvio e determinar ali quando há um movimento através da folga. Adequadamente, o movimento através da folga é detectado quando um desvio a partir de uma relação predeterminada entre a velocidade rotacional e o primeiro eixo principal e a velocidade rotacional do eixo de transmissão é detectado. Quando a roda de engrenagem conectada ao primeiro eixo principal se move através da folga, o primeiro eixo principal rotacional mais rápido e um desvio a partir da relação predeterminada ocorre. O sensor de velocidade rotacional arranjado no primeiro eixo principal mostrará assim uma velocidade rotacional maior que a velocidade rotacional correspondente medida por meio do sensor de velocidade rotacional arranjado no eixo de transmissão. Desse modo, quando o dito desvio temporário da velocidade rotacional é detectado, conclui-se que este é causado pela folga e neste período de tempo, o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia no eixo auxiliar. O movimento dentro da folga pode assim ser detectado quando há uma diferença temporária entre uma primeira velocidade rotacional medida do primeiro eixo principal e uma segunda velocidade rotacional calculada do primeiro eixo principal. A segunda velocidade rotacional calculada do primeiro eixo principal pode ser calculada com base na velocidade rotacional do eixo de transmissão e da razão de transmissão do par de engrenagem engatada atualmente.[0026] According to an example, movement through the gap is detected based on a rotational speed of the transmission axis of the first main axis. The relationship between the rotational speed and the first main axis and the rotational speed of the drive shaft is predetermined and depends on the transmission ratio of the currently fitted gear pair. The transmission ratio associated with each gear pair can be stored in the control device. The rotational speed of the first main axis can be determined / calculated there based on the rotational speed of the transmission shaft and the transmission ratio of the currently fitted gear pair. When there is movement through the gap, there will be a deviation from a predetermined ratio. In this way, by continuously determining the rotational speed of the first main axis and the rotational speed of the transmission axis, a deviation from a predetermined ratio can be detected. The power train can thus comprise rotational speed sensors arranged on the drive shaft and the first main axis. Based on the signals from the rotational speed sensors, the control device can detect a deviation and determine there when there is movement through the gap. Suitably, movement through the gap is detected when a deviation from a predetermined relationship between the rotational speed and the first major axis and the rotational speed of the transmission axis is detected. When the gear wheel connected to the first main axis moves through the clearance, the first rotational main axis is faster and a deviation from the predetermined ratio occurs. The rotational speed sensor arranged on the first main axis will thus show a rotational speed greater than the corresponding rotational speed measured by means of the rotational speed sensor arranged on the transmission shaft. In this way, when the said temporary deviation of the rotational speed is detected, it is concluded that this is caused by the slack and in this period of time, the propulsion torque provided on the first main axis corresponds to the load applied by the energy consumer on the auxiliary axis. Movement within the clearance can thus be detected when there is a temporary difference between a first measured rotational speed of the first main axis and a second calculated rotational speed of the first main axis. The second rotational speed calculated from the first main axis can be calculated based on the rotational speed of the drive shaft and the transmission ratio of the currently engaged gear pair.
[0027] De acordo com um exemplo, o movimento através da folga é detectado com base em um ângulo de rotação do primeiro eixo principal e de um ângulo de rotação do eixo de transmissão. O movimento através da folga pode assim ser detectado com base em um ângulo de rotação a montante do primeiro par de engrenagem e um ângulo de rotação a jusante do primeiro par de engrenagem. A relação entre o ângulo de rotação e o primeiro eixo principal e o ângulo de rotação do eixo de transmissão é predeterminado e depende da razão de transmissão do par de engrenagem engatado atualmente. O ângulo de rotação do primeiro eixo principal pode assim ser determinado/calculado com base no ângulo de rotação do eixo de transmissão e a razão de transmissão do par de engrenagem engatado atualmente. Quando há movimento através da folga, haverá um desvio da relação predeterminada. Desse modo, determinando continuamente o ângulo de rotação do primeiro eixo principal e o ângulo de rotação do eixo de transmissão, um desvio a partir da relação predeterminada pode ser detectado. O trem de força pode assim compreender um resolvedor arranjado no eixo de transmissão e um resolvedor arranjado no primeiro eixo principal. Com base nos sinais a partir dos resolvedores, o dispositivo de controle pode detectar um desvio e determinar ali quando há um movimento através da folga.[0027] According to an example, movement through the gap is detected based on a rotation angle of the first main axis and a rotation angle of the transmission axis. Movement through the gap can thus be detected based on an angle of rotation upstream of the first gear pair and an angle of rotation downstream of the first gear pair. The relationship between the rotation angle and the first main axis and the rotation angle of the transmission shaft is predetermined and depends on the transmission ratio of the currently engaged gear pair. The rotation angle of the first main axis can thus be determined / calculated based on the rotation angle of the drive shaft and the transmission ratio of the currently engaged gear pair. When there is movement through the gap, there will be a deviation from the predetermined ratio. In this way, by continuously determining the rotation angle of the first main axis and the rotation angle of the transmission axis, a deviation from the predetermined ratio can be detected. The power train can thus comprise a solver arranged on the transmission axis and a solver arranged on the first main axis. Based on the signals from the resolvers, the control device can detect a deviation and determine there when there is movement through the gap.
[0028] De acordo com um exemplo, o movimento através da folga é determinado com base em uma velocidade rotacional do primeiro eixo principal e uma velocidade rotacional do eixo de saída. No caso em que a caixa de marcha compreende um mecanismo de acoplamento deslocável para conectar diretamente ao primeiro eixo principal e ao eixo de saída, a detecção do movimento através da folga daquele mecanismo de acoplamento pode ser realizada com base na velocidade rotacional a montante e a jusante do mecanismo de acoplamento. Quando o torque resultante agindo no primeiro eixo principal é negativo, o eixo de saída conduzirá primeiro eixo principal e quando o torque resultante acionando o primeiro eixo principal é positivo o primeiro eixo principal é conectado um com o outro, a velocidade rotacional do primeiro eixo principal e a velocidade rotacional do eixo de saída são a mesma. O mecanismo de acoplamento pode compreender uma manga equipada com estrias axialmente deslocáveis em uma seção equipada com estrias do primeiro eixo principal e uma seção equipada com estrias do eixo de saída. A folga é entre as estrias do mecanismo de acoplamento e as estrias do primeiro eixo principal. Quando o primeiro eixo principal inicia a condução do eixo de transmissão, as estrias combinadas no primeiro eixo principal passarão a folga. O trem de força pode compreender sensores de velocidade rotacional arranjados no primeiro eixo principal e no eixo de saída. Com base nos sinais a partir dos sensores de velocidade rotacional, o dispositivo de controle pode determinar quando há um movimento através da folga. Adequadamente, o movimento dentro da folga é determinado quando há uma diferença temporária entre a velocidade rotacional e o primeiro eixo principal e a velocidade rotacional e o eixo de saída. Quando há movimento dentro da folga do mecanismo de acoplamento, o primeiro eixo principal rotacional mais rápido que o eixo de saída. Desse modo, quando o dito desvio temporário da velocidade rotacional é detectado, conclui-se que este é causado pela folga e neste período de tempo, o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga do eixo auxiliar.[0028] According to an example, the movement through the clearance is determined based on a rotational speed of the first main axis and a rotational speed of the output axis. In the case where the gearbox comprises a displacement coupling mechanism to connect directly to the first main axis and the output shaft, the movement detection through the clearance of that coupling mechanism can be carried out based on the upstream rotational speed and the downstream of the coupling mechanism. When the resulting torque acting on the first main axis is negative, the output axis will drive the first main axis and when the resulting torque driving the first main axis is positive the first main axis is connected with each other, the rotational speed of the first main axis and the rotational speed of the output shaft are the same. The coupling mechanism may comprise a sleeve equipped with axially displaceable splines in a section equipped with splines of the first main axis and a section equipped with splines of the output shaft. The clearance is between the splines of the coupling mechanism and the splines of the first main axis. When the first main axis starts driving the transmission shaft, the splines combined on the first main axis will pass the clearance. The power train may comprise rotational speed sensors arranged on the first main axis and the output axis. Based on the signals from the rotational speed sensors, the control device can determine when there is movement through the gap. Suitably, movement within the clearance is determined when there is a temporary difference between the rotational speed and the first major axis and the rotational speed and the output axis. When there is movement within the clearance of the coupling mechanism, the first main axis rotates faster than the output shaft. In this way, when the said temporary deviation of the rotational speed is detected, it is concluded that this is caused by the clearance and in this period of time, the propulsion torque supplied on the first main axis corresponds to the auxiliary axis load.
[0029] O primeiro par de engrenagem compreende uma primeira roda dentada e uma primeira engrenagem de pinhão arranjada em encaixe. O método pode assim compreender detectar quando os dentes de engrenagem combinados/engatados da primeira engrenagem de pinhão estão passando pela folga por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia no eixo auxiliar. O segundo par de engrenagem compreende uma roda dentada e uma segunda engrenagem de pinhão arranjada em encaixe.[0029] The first gear pair comprises a first toothed wheel and a first pinion gear arranged in slot. The method can thus comprise detecting when the combined / engaged gear teeth of the first pinion gear are passing through the clearance where the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load applied by the energy consumer on the auxiliary shaft. The second gear pair comprises a toothed wheel and a second pinion gear arranged in lock.
[0030] A caixa de marcha pode compreender qualquer número de pares de engrenagem. Cada par de engrenagem compreende uma roda dentada arranjada no eixo de transmissão e uma engrenagem de pinhão arranjada no primeiro eixo principal ou no segundo eixo principal. As rodas dentadas podem ser configuradas para serem conectáveis mecanicamente e desconectáveis a partir do eixo de transmissão. As engrenagens de pinhão podem ser conectadas de maneira fixa ao primeiro eixo principal ou ao segundo eixo principal. Quando uma roda dentada é conectada ao eixo de transmissão, a roda dentada rotacional junto com o eixo de transmissão. Quando uma roda dentada é desconectada do eixo de transmissão, a roda dentada pode rotacionar em relação ao eixo de transmissão. Quando a roda dentada de um par de engrenagem é conectada ao eixo de transmissão, uma engrenagem correspondente é encaixada. Desse modo, um número de etapas de engrenagem fixas pode ser obtido por meio da caixa de marcha. Um par de engrenagem pode assim ser desconectado, sendo que a roda dentada correspondente é desconectada do eixo de transmissão, e um par de engrenagem pode ser conectado, sendo que a roda dentada correspondente é conectada ao eixo de transmissão. Alternativamente, as rodas dentadas podem ser conectadas de maneira fica ao eixo de transmissão e as engrenagens de pinhão podem ser conectáveis mecanicamente e desconectáveis do primeiro eixo principal ou do segundo eixo principal. Com uma caixa de marcha onde o torque de propulsão pode ser partido entre um primeiro eixo principal e um segundo eixo principal, um par de engrenagem pode sempre ser conectado ao primeiro eixo principal e ao eixo de transmissão. Desse modo, uma engrenagem associada com o primeiro eixo principal pode sempre ser encaixada, mesmo quando o torque de propulsão não é fornecido no primeiro eixo principal. Similarmente, um par de engrenagem pode sempre ser conectado ao segundo eixo principal do eixo de transmissão.[0030] The gearbox can comprise any number of gear pairs. Each gear pair comprises a sprocket arranged on the drive shaft and a pinion gear arranged on the first main shaft or the second main shaft. The sprockets can be configured to be mechanically connectable and disconnectable from the drive shaft. Pinion gears can be fixedly connected to the first main axis or the second main axis. When a sprocket is connected to the drive shaft, the rotational sprocket along with the drive shaft. When a sprocket is disconnected from the drive shaft, the sprocket can rotate with respect to the drive shaft. When the gear of a gear pair is connected to the drive shaft, a corresponding gear is engaged. In this way, a number of fixed gear steps can be obtained via the gearbox. A gear pair can thus be disconnected, the corresponding gear being disconnected from the drive shaft, and a gear pair can be connected, the corresponding gear being connected to the drive shaft. Alternatively, the sprockets can be physically connected to the transmission shaft and the pinion gears can be mechanically connected and disconnected from the first main shaft or the second main shaft. With a gearbox where the propulsion torque can be split between a first main shaft and a second main shaft, a gear pair can always be connected to the first main shaft and the transmission shaft. In this way, a gear associated with the first main shaft can always be engaged, even when propulsion torque is not provided on the first main shaft. Similarly, a gear pair can always be connected to the second main axis of the drive shaft.
[0031] As rodas dentadas podem ser configuradas para serem mecanicamente conectadas e desconectadas ao eixo de transmissão ou ao primeiro eixo principal ou ao segundo eixo principal por meio de elementos de acoplamento. Os elementos de acoplamento podem, cada um, compreender uma manga anular, que é deslocada axialmente entre um estado conectado e um desconectado. A manga pode ser deslocada entre o estado conectado e o desconectado por meio de um elemento de energia.[0031] The sprockets can be configured to be mechanically connected and disconnected to the transmission shaft or to the first main shaft or to the second main shaft by means of coupling elements. The coupling elements may each comprise an annular sleeve, which is displaced axially between a connected and a disconnected state. The sleeve can be moved between the connected and the disconnected state by means of an energy element.
[0032] Cada um dos pares de engrenagem da caixa de marcha tem uma razão de transmissão, que é adaptada às características de condução desejadas do veículo. O par de engrenagem com uma razão de transmissão alta, em relação a outros pares de engrenagem, é conectado de maneira compatível quando a engrenagem inferior é encaixada. O par de engrenagem com a maior razão de transmissão pode ser referido como a engrenagem de início. O par de engrenagem constituindo a engrenagem de início pode ser conectada ao segundo eixo principal e ao eixo de transmissão. Desta maneira, o veículo pode ser iniciado para se mover de parado sem interromper o fornecimento de energia ao consumidor de energia conectado ao eixo auxiliar.[0032] Each gearbox gear pair has a transmission ratio, which is adapted to the vehicle's desired driving characteristics. The gear pair with a high transmission ratio, in relation to other gear pairs, is connected in a compatible manner when the bottom gear is engaged. The gear pair with the highest transmission ratio can be referred to as the start gear. The gear pair constituting the start gear can be connected to the second main shaft and the drive shaft. In this way, the vehicle can be started to move stationary without interrupting the power supply to the power consumer connected to the auxiliary axle.
[0033] O eixo auxiliar pode ser conectado ao primeiro eixo principal através de um primeiro par de engrenagem ou qualquer outro par de engrenagem/engrenagem de pinhão conectado ao primeiro eixo principal. Uma engrenagem de pinhão auxiliar pode ser arranjada de maneira fixa no eixo auxiliar. A engrenagem de pinhão auxiliar pode ser arranjada em encaixe com o primeiro par de engrenagem ou qualquer outro par de engrenagem conectado com o primeiro eixo principal. A engrenagem de pinhão pode assim ser arranjada em encaixe com a primeira engrenagem de pinhão no primeiro eixo principal. O eixo auxiliar sendo conectado ao primeiro eixo principal significa que o consumidor de energia conectado ao eixo auxiliar não é conectado à propulsão do veículo.[0033] The auxiliary shaft can be connected to the first main shaft through a first gear pair or any other gear / pinion gear pair connected to the first main shaft. An auxiliary pinion gear can be fixed to the auxiliary shaft. The auxiliary pinion gear can be arranged in conjunction with the first gear pair or any other gear pair connected to the first main shaft. The pinion gear can thus be arranged in engagement with the first pinion gear on the first main axis. The auxiliary axis being connected to the first main axis means that the power consumer connected to the auxiliary axis is not connected to the vehicle's propulsion.
[0034] De acordo com um exemplo, o ao menos uma unidade de propulsão compreende um motor de combustão, um primeiro motor elétrico e um segundo motor elétrico. A caixa de marcha pode adicionalmente compreender uma primeira engrenagem planetária conectada ao motor de combustão e ao primeiro eixo principal; uma segunda engrenagem planetária conectada à primeira engrenagem planetária e ao segundo eixo principal, sendo que o primeiro motor elétrico é conectado à primeira engrenagem planetária e o segundo motor elétrico é conectado à segunda engrenagem planetária. A etapa de controlar o trem de força pode compreender ali controlar o motor de combustão e/ou o primeiro motor elétrico e/ou o segundo motor elétrico para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal. O trem de força é assim um trem de força híbrido neste exemplo. Este trem de força possibilita que a engrenagem mude sem interrupção de torque. Também, com o trem de força compreendendo duas unidades de engrenagem planetária, as embreagens de derrapagem convencionais entre o motor de combustão e a caixa de marcha podem ser evitadas.[0034] According to an example, the at least one propulsion unit comprises a combustion engine, a first electric motor and a second electric motor. The gearbox can additionally comprise a first planetary gear connected to the combustion engine and the first main shaft; a second planetary gear connected to the first planetary gear and the second main axis, the first electric motor being connected to the first planetary gear and the second electric motor is connected to the second planetary gear. The step of controlling the power train may comprise controlling the combustion engine and / or the first electric motor and / or the second electric motor there to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis. The power train is thus a hybrid power train in this example. This power train allows the gear to change without interrupting torque. Also, with the power train comprising two planetary gear units, conventional skid clutches between the combustion engine and the gearbox can be avoided.
[0035] A primeira engrenagem planetária pode compreender um primeiro anel conectado ao primeiro motor elétrico. A primeira engrenagem planetária também pode compreender uma primeira roda solar e um primeiro transportador de roda planetária. A segunda engrenagem planetária pode compreender um segundo anel de engrenagem conectado ao segundo motor elétrico. A segunda engrenagem planetária pode adicionalmente compreender uma segunda roda solar e um segundo transportador de roda planetária. O primeiro transportador de roda planetária pode ser conectado ao motor de combustão. O primeiro carregador de roda planetária adicionalmente pode ser conectado com a segunda roda solar da segunda engrenagem planetária. O primeiro eixo principal pode ser conectado a primeira roda solar da primeira engrenagem planetária. O segundo eixo principal pode ser conectado ao segundo transportador de roda planetária. O primeiro transportador de roda planetária na primeira engrenagem planetária pode ser conectado diretamente com o motor de combustão através de um eixo de entrada. Alternativamente, o primeiro transportador de roda planetária é conectado com o motor de combustão através do dispositivo de embreagem. O segundo transportador de roda planetária na segunda engrenagem planetária pode ser conectado diretamente com o segundo eixo principal. A primeira roda sola na primeira engrenagem planetária pode ser conectada com o primeiro eixo principal e o segundo transportador de roda planetária na segunda engrenagem planetária pode ser conectado com o segundo eixo principal. Um primeiro conjunto de rodas planetárias pode ser montado no primeiro transportador de roda planetária. Um segundo conjunto de rodas planetárias pode ser montado no segundo transportador de roda planetária. O primeiro conjunto de rodas planetárias interage com a primeira engrenagem de anel e com a primeira roda solar. O segundo conjunto de rodas planetárias interage com a segunda engrenagem de anel e com a segunda roda solar.[0035] The first planetary gear may comprise a first ring connected to the first electric motor. The first planetary gear may also comprise a first solar wheel and a first planetary wheel conveyor. The second planetary gear may comprise a second gear ring connected to the second electric motor. The second planetary gear may additionally comprise a second solar wheel and a second planetary wheel conveyor. The first planetary wheel conveyor can be connected to the combustion engine. The first planetary wheel loader can additionally be connected with the second solar wheel of the second planetary gear. The first main axis can be connected to the first solar wheel of the first planetary gear. The second main axis can be connected to the second planetary wheel conveyor. The first planetary wheel conveyor on the first planetary gear can be connected directly to the combustion engine via an input shaft. Alternatively, the first planetary wheel conveyor is connected to the combustion engine via the clutch device. The second planetary wheel conveyor on the second planetary gear can be connected directly to the second main shaft. The first sole wheel on the first planetary gear can be connected with the first main shaft and the second planetary wheel conveyor on the second planetary gear can be connected with the second main shaft. A first set of planetary wheels can be mounted on the first planetary wheel conveyor. A second set of planetary wheels can be mounted on the second planetary wheel carrier. The first set of planetary wheels interacts with the first ring gear and the first solar wheel. The second set of planetary wheels interacts with the second ring gear and the second solar wheel.
[0036] Os motores elétricos, que são conectados às engrenagens planetárias, podem gerar energia e/ou fornecer torque dependendo do modo de operação desejado. Os motores elétricos podem também, em certos períodos de operação, fornecer energia um ao outro.[0036] Electric motors, which are connected to planetary gears, can generate energy and / or supply torque depending on the desired mode of operation. Electric motors can also, in certain periods of operation, supply energy to each other.
[0037] Um primeiro e um segundo dispositivo de acoplamento podem ser arranjados entre o transportador de roda planetária e a roda solar das respectivas engrenagens planetárias. Os dispositivos de acoplamento podem ser configurados para conectar (travar) os respectivos carregadores de roda planetária com a respectiva roda solar. Quando o transportador de roda planetária e a roda solar são conectados um com o outro, a energia do motor de combustão passará através do transportador de roda planetária, do dispositivo de acoplamento, da roda solar e adicionalmente ao longo do primeiro eixo principal e/ou do segundo eixo principal. Desta maneira, as rodas planetárias não absorvem qualquer torque. A dimensão das rodas planetárias pode ali ser adaptada apenas ao torque do motor elétrico em vez do torque do motor de combustão, que em partes significa que as rodas planetárias podem ser designadas com dimensões menores. Desse modo, um trem de força de acordo com este exemplo tem uma construção compacta, um baixo peso e um custo baixo de fabricação.[0037] A first and a second coupling device can be arranged between the planetary wheel conveyor and the solar wheel of the respective planetary gears. The coupling devices can be configured to connect (lock) the respective planetary wheel chargers with the respective solar wheel. When the planetary wheel conveyor and the solar wheel are connected with each other, the energy from the combustion engine will pass through the planetary wheel conveyor, the coupling device, the solar wheel and additionally along the first main axis and / or of the second main axis. In this way, the planetary wheels do not absorb any torque. The dimension of the planetary wheels can be adapted there only to the torque of the electric motor instead of the torque of the combustion engine, which in part means that the planetary wheels can be designated with smaller dimensions. Thus, a power train according to this example has a compact construction, low weight and a low manufacturing cost.
[0038] A fim de desconectar um transportador de roda planetária e uma roda solar uma da outra, o primeiro e/ou o segundo motor elétrico deve ser controlado, de maneira que o balanço do torque seja alcançado na engrenagem planetária. O balanço de torque refere-se a um estado onde um torque age em uma engrenagem de anel arranjada na engrenagem planetária, representando o produto do torque agindo no transportador de roda planetária e na razão de transmissão da engrenagem planetária, enquanto simultaneamente um torque age na roda solar da engrenagem planetária, representando o produto de torque agindo no transportador de roda planetária e (1 - razão de transmissão da engrenagem planetária). No caso em que dois componentes da engrenagem planetária (a roda solar, a engrenagem de anel ou os transportadores de roda planetária) são conectados por meio de um dispositivo de acoplamento, este dispositivo de acoplamento não transfere qualquer torque entre os componentes de engrenagem planetária quando o balanço de torque prevalece. Portanto, o dispositivo de acoplamento pode ser facilmente deslocado e os componentes da engrenagem planetária podem ser desconectados.[0038] In order to disconnect a planetary wheel conveyor and a solar wheel from each other, the first and / or the second electric motor must be controlled, so that the torque balance is achieved in the planetary gear. The torque balance refers to a state where a torque acts on a ring gear arranged on the planetary gear, representing the torque product acting on the planetary wheel conveyor and the transmission ratio of the planetary gear, while simultaneously a torque acts on the planetary gear solar wheel, representing the torque product acting on the planetary wheel conveyor and (1 - planetary gear transmission ratio). In the event that two planetary gear components (the solar wheel, ring gear or planetary wheel conveyors) are connected by means of a coupling device, this coupling device does not transfer any torque between the planetary gear components when the torque balance prevails. Therefore, the coupling device can be easily moved and the planetary gear components can be disconnected.
[0039] De acordo com outro exemplo da descrição, a ao menos uma unidade de propulsão compreende um motor de combustão e o trem de força adicionalmente compreende um arranjo de embreagem dupla para transferir gradualmente o torque de propulsão a partir do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal. O arranjo de embreagem dupla pode compreender duas embreagens, uma conectada ao primeiro eixo principal e uma conectada ao segundo eixo principal. O arranjo de embreagem dupla é adicionalmente conectado ao motor de combustão. Quando as embreagens estão em uma posição engatada, o torque pode ser transferido do motor de combustão para o respectivo eixo principal da caixa de marcha. A quantidade de torque sendo transferida através das embreagens depende da posição das embreagens. Quando as embreagens estão em uma posição desengatada, nenhum torque pode ser transferido do motor de combustão para a caixa de marcha. Desse modo, controlando o arranjo de embreagem dupla, o torque de propulsão do motor de combustão pode ser fornecido no primeiro eixo principal e/ou no segundo eixo principal.[0039] According to another example of the description, the at least one propulsion unit comprises a combustion engine and the power train additionally comprises a double clutch arrangement to gradually transfer the propulsion torque from the second main shaft to the first main axis. The dual clutch arrangement may comprise two clutches, one connected to the first main axis and one connected to the second main axis. The double clutch arrangement is additionally connected to the combustion engine. When the clutches are in an engaged position, torque can be transferred from the combustion engine to the respective main gearbox shaft. The amount of torque being transferred through the clutches depends on the position of the clutches. When the clutches are in a disengaged position, no torque can be transferred from the combustion engine to the gearbox. In this way, by controlling the dual clutch arrangement, the propulsion torque of the combustion engine can be supplied on the first main shaft and / or on the second main shaft.
[0040] De acordo ainda com outro exemplo da descrição, o trem de força compreende uma primeira unidade de propulsão conectada ao primeiro eixo principal, e uma segunda unidade de propulsão conectada ao segundo eixo principal, sendo que a etapa de controlar o trem de força compreende controlar a primeira unidade de propulsão e a segunda unidade de propulsão para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal. Desse modo, a segunda unidade e propulsão pode ser controlada gradualmente para reduzir o torque de propulsão fornecido no segundo eixo principal e a primeira unidade de propulsão pode ser controlada para gradualmente aumentar o torque fornecido no primeiro eixo principal.[0040] According to yet another example of the description, the power train comprises a first propulsion unit connected to the first main axis, and a second propulsion unit connected to the second main axis, the stage of controlling the power train it comprises controlling the first propulsion unit and the second propulsion unit to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis. In this way, the second drive and propulsion can be controlled gradually to reduce the propulsion torque provided on the second main shaft and the first propulsion unit can be controlled to gradually increase the torque provided on the first main shaft.
[0041] O método para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia no trem de força pode ser realizado como parte de um método para mudar a engrenagem na caixa de marcha do trem de força. Quando o consumidor de energia é conectado a um trem de força, o torque extraído através do trem de força (eixo auxiliar) é de importância para alcançar uma mudança de engrenagem confortável. Desse modo, de acordo com um exemplo, um método para mudar a engrenagem em um trem de força conforme descrito aqui é fornecido. O método compreende, quando a mudança do segundo par de engrenagem para um terceiro par de engrenagem conectado ao primeiro eixo principal e ao eixo de transmissão, controlando o trem de força transfere gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal; determinar a carga no eixo auxiliar detectando o movimento através de uma folga no primeiro par de engrenagem, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga no eixo auxiliar; e controlar a caixa de marcha no eixo de mudança para o terceiro par de engrenagem. Controlar a caixa de marcha para o terceiro par de engrenagem pode compreender controlar um elemento de acoplamento, de maneira que o primeiro par de engrenagem esteja desconectado do eixo de transmissão e dessa maneira o terceiro par de engrenagem é conectado ao eixo de transmissão.[0041] The method for determining a load applied by an energy consumer to the powertrain can be performed as part of a method for changing the gear in the powertrain gearbox. When the power consumer is connected to a power train, the torque extracted through the power train (auxiliary shaft) is of importance to achieve a comfortable gear change. Thus, according to an example, a method for changing the gear in a power train as described here is provided. The method comprises, when the change of the second gear pair to a third gear pair connected to the first main axis and the transmission shaft, controlling the power train gradually transfers the propulsion torque from the second main axis to the first main axis; determine the load on the auxiliary shaft by detecting movement through a clearance in the first gear pair, whereby the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load on the auxiliary shaft; and control the gearbox on the shift shaft for the third gear pair. Controlling the gearbox to the third gear pair may comprise controlling a coupling element, so that the first gear pair is disconnected from the drive shaft and thus the third gear pair is connected to the drive shaft.
[0042] De acordo com outro aspecto da presente descrição, um veículo compreendendo um trem de força é fornecido. O trem de força compreende ao menos uma unidade de propulsão; uma caixa de marcha; e um dispositivo de controle. A caixa de marcha compreende um primeiro eixo principal; um segundo eixo principal; um eixo de saída conectado às rodas de condução do veículo; um eixo de transmissão conectado ao primeiro eixo principal, ao segundo eixo principal e ao eixo de saída; um primeiro par de engrenagem conectado ao primeiro eixo principal e ao eixo de transmissão; um segundo par de engrenagem conectado ao segundo eixo principal e ao eixo de transmissão; e um eixo auxiliar conectado ao consumidor de energia e ao primeiro eixo principal, sendo que o primeiro eixo principal e o segundo eixo principal são conectáveis à primeira unidade de propulsão, de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal e no segundo eixo principal, sendo que o dispositivo de controle é configurado para: controlar o trem de força para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal; e determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia no eixo auxiliar detectando o movimento através de uma folga do primeiro par de engrenagem, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia no eixo auxiliar.[0042] According to another aspect of the present description, a vehicle comprising a power train is provided. The power train comprises at least one propulsion unit; a gear box; and a control device. The gearbox comprises a first main axis; a second main axis; an output shaft connected to the vehicle's driving wheels; a drive shaft connected to the first main axis, the second main axis and the output axis; a first gear pair connected to the first main shaft and the drive shaft; a second gear pair connected to the second main shaft and the drive shaft; and an auxiliary shaft connected to the power consumer and the first main shaft, the first main shaft and the second main shaft being connectable to the first propulsion unit, so that the propulsion torque can be supplied on the first main shaft and the second main axis, the control device being configured to: control the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis; and determining the load applied by the energy consumer on the auxiliary shaft by detecting movement through a clearance of the first gear pair, whereby the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load applied by the energy consumer on the auxiliary shaft.
[0043] Será apreciado que todas as modalidades descritas para os aspectos do método da descrição realizados pelo dispositivo de controle são também aplicáveis para o veículo e para o aspecto do dispositivo de controle da descrição. Isto é, o dispositivo de controle pode ser configurado para realizar qualquer uma das etapas do método de acordo com vários exemplos descritos acima.[0043] It will be appreciated that all the modalities described for aspects of the method of description carried out by the control device are also applicable for the vehicle and for the aspect of the description control device. That is, the control device can be configured to perform any of the steps of the method according to several examples described above.
[0044] O dispositivo de controle pode ser configurado para controlar o trem de força para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal enquanto mantém um torque demandado no eixo de saída. O dispositivo de controle pode ser configurado para detectar o movimento através da folga com base em uma velocidade rotacional do eixo de transmissão e uma velocidade rotacional do primeiro eixo principal. O dispositivo de controle pode ser configurado para detectar o movimento através da folga detectando uma diferença temporária entre a velocidade rotacional do primeiro eixo principal e a velocidade rotacional do eixo de transmissão. O dispositivo de controle pode ser configurado para detectar o movimento através da folga detectando um desvio a partir de uma relação predeterminada entre a velocidade rotacional do primeiro eixo principal e da velocidade rotacional do eixo de transmissão. O dispositivo de controle pode ser configurado para detectar o movimento através da folga com base na velocidade rotacional do primeiro eixo principal e uma velocidade rotacional do eixo de saída. O dispositivo de controle pode ser configurado para detectar o movimento através da folga detectando uma diferença temporária entre a velocidade rotacional do primeiro eixo principal e a velocidade rotacional do eixo de saída.[0044] The control device can be configured to control the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis while maintaining a demanded torque on the output shaft. The control device can be configured to detect movement through the gap based on a rotational speed of the drive shaft and a rotational speed of the first main axis. The control device can be configured to detect movement through the gap by detecting a temporary difference between the rotational speed of the first main axis and the rotational speed of the transmission axis. The control device can be configured to detect movement through the gap by detecting a deviation from a predetermined relationship between the rotational speed of the first main axis and the rotational speed of the transmission axis. The control device can be configured to detect movement through the gap based on the rotational speed of the first main axis and a rotational speed of the output axis. The control device can be configured to detect movement through the gap by detecting a temporary difference between the rotational speed of the first main axis and the rotational speed of the output axis.
[0045] O dispositivo de controle pode ser configurado para controlar um motor de combustão e/ou um primeiro motor elétrico e/ou um segundo motor elétrico para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal. O dispositivo de controle pode ser configurado para controlar um arranjo de embreagem duplo para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal. O dispositivo de controle pode ser configurado para controlar uma primeira unidade de propulsão e uma segunda unidade de propulsão para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal.[0045] The control device can be configured to control a combustion engine and / or a first electric motor and / or a second electric motor to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis. The control device can be configured to control a double clutch arrangement to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis. The control device can be configured to control a first propulsion unit and a second propulsion unit to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis.
[0046] O consumidor de energia conectado ao eixo auxiliar pode compreender uma tomada de força, um compressor de ar, um dispositivo de condicionamento de ar ou similar.[0046] The power consumer connected to the auxiliary shaft may comprise a power take-off, an air compressor, an air conditioning device or the like.
[0047] A presente descrição será agora ilustrada adicionalmente com referência às figuras em anexo.[0047] The present description will now be illustrated further with reference to the attached figures.
[0048] A figura 1 mostra uma vista lateral esquemática de um veículo. O veículo 1 compreende uma caixa de marcha 2 e ao menos uma unidade de propulsão 4, que são compreendidas em um trem de força 3 do veículo 1. A ao menos uma unidade de propulsão 4 é conectada a caixa de marcha 2, e a caixa de marcha 2 é adicionalmente conectada às rodas de condução 6 do veículo 1. A ao menos uma unidade de propulsão 4 pode compreender um motor de combustão interna e/ou um motor elétrico. No caso de o veículo 1 compreender ao menos duas unidades de propulsão 4, 14, 16, compreendendo um motor de combustão interna 4 e ao menos um motor elétrico 14, 16, o trem de força 3 constitui um trem de força híbrido. O veículo 1 compreende adicionalmente um consumidor de energia (não mostrado) conectado ao trem de força 3 para fornecimento de energia.[0048] Figure 1 shows a schematic side view of a vehicle. Vehicle 1 comprises a
[0049] A figura 2 ilustra esquematicamente um trem de força 3 de acordo com um exemplo. O trem de força 3 pode ser compreendido em um veículo 1 conforme descrito na figura 1. O trem de força 3 compreende uma caixa de marcha 2 e ao menos uma unidade de propulsão 4, 14, 16 conectada a caixa de marcha 2. Neste exemplo, o trem de força 3 compreende um motor de combustão 4, um primeiro motor elétrico 14 e um segundo motor elétrico 16. O motor de combustão 4 é conectado com a caixa de marcha 2 através de um eixo de entrada 8 da caixa de marcha 2. A caixa de marcha 2 compreende um primeiro eixo principal 34; um segundo eixo principal 36; um eixo de saída 20 conectado às rodas de condução 6 do veículo 1; um eixo de transmissão 18 conectado ao primeiro eixo principal 34, ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de saída 20; um primeiro par de engrenagem G1 conectado ao primeiro eixo principal 34 e ao eixo de transmissão 18; e um segundo par de engrenagem G2 conectado ao segundo eixo principal e ao eixo de transmissão 18. O primeiro eixo principal 34 e o segundo eixo principal 36 são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão 4, 14, 16 de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal 34 e no segundo eixo principal 36 simultaneamente.[0049] Figure 2 schematically illustrates a
[0050] O trem de força 3 compreende adicionalmente um eixo auxiliar 120 conectado a um consumidor de energia PC e um primeiro eixo principal 34 da caixa de marcha 2. O consumidor de energia PC extrai o torque do trem de força 3 através do eixo auxiliar 120 e aplica ali uma carga no trem de força 3. O eixo auxiliar 120 é conectado ao primeiro eixo principal através, por exemplo, do primeiro par de engrenagem G1 ou qualquer outro par de engrenagem conectado ao primeiro eixo principal 34 e ao eixo de transmissão 18. Uma engrenagem de pinhão auxiliar 122 pode ser arranjada de maneira fica no eixo auxiliar 120. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 pode assim ser arranjada em engate com o primeiro par de engrenagem G1 ou qualquer outro par de engrenagem conectado ao primeiro eixo principal 34. O eixo auxiliar 120 sendo conectado ao primeiro eixo principal 34 significa que o consumidor de energia PC conectado ao eixo auxiliar 120 não está conectado à propulsão do veículo 1.[0050] The
[0051] A caixa de marcha 2 compreende adicionalmente uma primeira engrenagem planetária 10 e uma segunda engrenagem planetária 12. A primeira engrenagem planetária 10 é conectada ao eixo de entrada 8. A segunda engrenagem planetária 12 é conectada à primeira engrenagem planetária 10. A primeira engrenagem planetária 10 compreende um primeiro anel de engrenagem 22 conectado ao primeiro rotor 24 do primeiro motor elétrico 14. A primeira engrenagem planetária 10 também compreende uma primeira roda solar 26 e um primeiro transportador de roda planetária 50. A segunda engrenagem planetária 12 compreende um segundo anel de engrenagem 28 conectado a um segundo rotor 30 do segundo motor elétrico 16. A segunda engrenagem planetária 12 compreende adicionalmente uma segunda roda solar 32 e um segundo transportador de roda planetária 51. O primeiro transportador de roda planetária 50 pode ser conectado ao eixo de saída 8. O primeiro transportador de roda planetária 50 pode ser conectado com a segunda roda solar 32 da segunda engrenagem planetária 12.[0051]
[0052] O primeiro eixo principal 34 pode ser conectado à primeira roda solar 26 da primeira engrenagem planetária 10. O segundo eixo principal 36 pode ser conectado ao segundo transportador de roda planetária 51. A primeira e a segunda rodas solares 26, 32 podem ser arranjadas coaxialmente. O primeiro eixo principal 34 pode se estender coaxialmente dentro do segundo eixo principal 36. Também é possível arranjar o primeiro eixo principal 34 em paralelo e perto do segundo eixo principal 36.[0052] The first
[0053] O primeiro motor elétrico 14 pode compreender um primeiro estator 40 conectado a um alojamento de caixa de marcha 42 circundando a caixa de marcha 2. O segundo motor elétrico 16 pode compreender um segundo estator 44 conectado ao alojamento de engrenagem 42. O primeiro motor elétrico 14 e o segundo motor elétrico 16 são conectados a um dispositivo de armazenamento de energia (não mostrado), como uma bateria que, dependendo do modo de operação do veículo 1, pode conduzir os motores elétricos 14, 16. Em outros modos de operação, os motores elétricos 14, 16 podem operar como geradores, sendo que a energia é fornecida para o dispositivo de armazenamento de energia. Em alguns modos de operação, o motor elétrico 14, 16 pode conduzir um ao outro. A energia elétrica é então levada dos motores elétricos 14, 16 para outros motores elétricos 14, 16.[0053] The first
[0054] Um primeiro conjunto de rodas planetárias 52 é montado no primeiro transportador de roda planetária 50. Um segundo conjunto de rodas planetárias 54 é montado no segundo transportador de roda planetária 51. O primeiro conjunto de rodas planetárias 52 interage com o primeiro anel de engrenagem 22 e a primeira roda solar 26. O segundo conjunto de rodas planetárias 54 interage com o segundo anel de engrenagem 28 e a segunda roda solar 32.[0054] A first set of
[0055] Um primeiro dispositivo de acoplamento 56 é arranjado entre a primeira roda solar 26 e o primeiro transportador de roda planetária 50. Quando o primeiro dispositivo de acoplamento 56 é arranjado, de maneira que a primeira roda solar 26 e o primeiro transportador de roda planetária 50 são conectados um com o outro, a primeira roda solar 26 e o primeiro transportador de roda planetária 50 não podem rotacionar em relação um ao outro. O primeiro transportador de roda planetária 50 e a primeira roda solar 26 rotacionarão ali com velocidades rotacionais iguais.[0055] A
[0056] Um segundo dispositivo de acoplamento 58 é arranjado entre a segunda roda solar 32 e o segundo transportador de roda planetária 51. Quando o segundo dispositivo e acoplamento 58 é arranjado, de maneira que a segunda roda solar 32 e o segundo transportador de roda planetária 51 são conectados um com o outro, a segunda roda solar 32 e o segundo transportador de roda planetária 51 não podem rotacionar um com o outro. O segundo transportador de roda planetária 51 e a segunda roda solar 32 rotacionarão com velocidades rotacionais iguais.[0056] A
[0057] Preferencialmente, o primeiro e o segundo dispositivos de acoplamento 56, 58 compreendem uma manga de acoplamento equipada com estrias, que são axialmente deslocáveis em uma seção equipada com estrias no primeiro e no segundo transportador de roda planetária 50, 51, e em uma seção equipada com estrias nas respectivas rodas solares 26, 32.[0057] Preferably, the first and
[0058] O primeiro e o segundo dispositivo de acoplamento 56, 58 de acordo com este exemplo são arranjados entre a primeira roda solar 26 e o primeiro transportador de roda planetária 50, e entre a segunda roda solar 32 e o segundo transportador de roda planetária 51, respectivamente. Entretanto, é possível arranjar um dispositivo de acoplamento adicional ou alternativo (não exibido) entre o primeiro anel de engrenagem 22 e o primeiro transportador de roda planetária 50, e também arranjar um dispositivo de acoplamento adicional ou alternativo (não exibido) entre o segundo anel de engrenagem e o segundo transportador de roda planetária 51.[0058] The first and
[0059] O primeiro transportador de roda planetária 50 na primeira engrenagem planetária 10 é, neste exemplo, conectado de maneira fixa com a segunda roda solar 32 da segunda engrenagem planetária 12.[0059] The first
[0060] O primeiro par de engrenagem G1 pode compreender uma primeira engrenagem de pinhão 62 e uma primeira roda dentada 64, que estão em engate uma com a outra. A primeira engrenagem de pinhão 62 pode ser arranjada no primeiro eixo principal 34 e a primeira roda dentada 64 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 no eixo auxiliar 120 pode ser arranjada em engate com a primeira engrenagem de pinhão 62 no primeiro eixo principal 34. O segundo par de engrenagem G2 compreende uma segunda engrenagem de pinhão 68 e uma segunda roda dentada 70, que estão engatadas uma com a outra. A segunda engrenagem de pinhão 68 pode ser arranjada no segundo eixo principal 36 e a segunda roda dentada 70 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A caixa de marcha 2 pode adicionalmente compreender um terceiro par de engrenagem G3 conectado com o primeiro eixo principal e o eixo de transmissão 18. O terceiro par de engrenagem G3 compreende uma terceira engrenagem de pinhão 74 e uma terceira roda dentada 76, que estão em engate uma com a outra. A terceira engrenagem de motor 74 pode ser arranjada no primeiro eixo principal 34 e a terceira roda dentada 76 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A engrenagem de pião auxiliar 122 no eixo auxiliar 120 pode ser arranjada em engate com o terceiro par de pinhão 74 no primeiro eixo principal 34. A caixa de marcha 2 pode adicionalmente compreender um quarto par de engrenagem G4conectado ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de transmissão 18. O quarto par de engrenagem G4 compreende uma quarta engrenagem de pinhão 80 e uma quarta roda dentada 82, que estão em engate uma com a outra. A quarta engrenagem de pinhão 80 pode ser arranjada no segundo eixo principal 36 e a quarta roda dentada 82 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18.[0060] The first gear pair G1 may comprise a
[0061] A primeira e a terceira engrenagem de pinhão 62, 74 pode ser conectada de maneira fixa ao primeiro eixo principal 34, de maneira que não possa rotacionar em relação ao primeiro eixo principal 34. A segunda e a quarta engrenagens de pinhão 68, 80 podem ser conectadas de maneira fixa com o primeiro eixo principal 36, de maneira que não possam rotacionar em relação ao segundo eixo principal 36.[0061] The first and
[0062] A primeira, a segunda, a terceira e a quarta rodas dentadas 64, 70, 76, 82 podem ser conectadas de maneira individual e desconectadas do eixo de transmissão 18 por meio de um terceiro e um quarto elemento de acoplamento 83, 85. Os elementos de acoplamento 83, 85 podem, cada um, compreendem mangas de acoplamento configuradas para engatar mecanicamente com as seções equipadas com estrias nas rodas dentadas 64, 70, 76, 82 e no eixo de transmissão 18. A primeira e a terceira rodas dentadas 64, 76 podem ser conectadas/desconectadas com um elemento de acoplamento comum 83, e a segunda e a terceira roda dentada 70, 82 podem ser conectadas/desconectadas com um elemento de acoplamento comum 85. No estado desconectado, uma rotação relativa pode ocorrer entre as rodas dentadas 64, 70, 76, 82 e o eixo de transmissão 18. No estado conectado, a roda dentada 64, 70, 76, 82 rotacionará junto com o eixo de transmissão 18.[0062] The first, second, third and
[0063] A caixa de marcha 2 também compreende um quinto par de engrenagem G5. O quinto par de engrenagem G5 compreende uma quinta roda dentada 92 arranjada no eixo de transmissão 18 e uma quinta engrenagem de pinhão 94 arranjada no eixo de saída 20. O eixo de transmissão 18 é conectado ao eixo de saída 20 através de um quinto par de engrenagem G5. A quinta roda dentada 92 é arranjada então esta pode ser conectada e desconectada do eixo de transmissão 18 por meio de um quinto elemento de acoplamento 87. O quinto elemento de acoplamento 87 pode compreender uma manga de acoplamento configurada para interagir com as seções equipadas com estrias na quinta roda dentada 92 e o eixo de transmissão 18. No estado desconectado, uma rotação relativa pode ocorrer entre a quinta roda dentada 92 e o eixo de transmissão 18.[0063]
[0064] O torque de propulsão pode ser transferido do eixo de entrada 8 da caixa de marcha 2 para o eixo de saída 20 da caixa de marcha 2 através de uma primeira ou uma segunda engrenagem planetária 10, 12 e do eixo de transmissão 18. A transferência de torque também pode ocorrer diretamente através da engrenagem planetária 10 e do primeiro eixo principal 34 para o eixo de saída 20 através de um mecanismo de acoplamento 100. O mecanismo de acoplamento 100 pode compreender uma manga de acoplamento equipada com estrias, que é axialmente deslocável no primeiro eixo principal 34 e nas seções equipadas com estrias do eixo de saída 20. Deslocando o elemento de acoplamento 100, de maneira que o primeiro eixo principal 34 seja conectado ao eixo de saída 20, o primeiro eixo principal 34 e o eixo de saída 20 terão a mesma velocidade rotacional. Desconectando a quinta roda dentada 92 do eixo de transmissão 18, o torque da segunda engrenagem planetária 12 pode ser transferido para o eixo de transmissão 18, a partir do eixo de transmissão 18 para o primeiro eixo principal 34, e finalmente para o eixo de saída 20 através do mecanismo de acoplamento 100.[0064] The propulsion torque can be transferred from the
[0065] Durante a operação, a caixa de marcha 2 pode em alguns modos de operação operar de maneira que as rodas solares 26, 32 sejam conectadas ao primeiro e ao segundo transportador de roda planetária 50, 51 por meio do primeiro e do segundo dispositivo de acoplamento 56, 58, respectivamente. O primeiro e o segundo eixo principal 34, 36 podem então obter a mesma velocidade rotacional que o eixo de entrada 8 da caixa de marcha 2. Tanto um quanto ambos motores elétricos 14, 16 podem operar como um gerador para gerar energia elétrica para um dispositivo de armazenamento de energia. Alternativamente, o motor elétrico 14, 16 pode fornecer torque adicional, a fim de assim aumentar o torque no eixo de saída 20.[0065] During operation,
[0066] Também é possível que tanto o primeiro quanto o segundo motor elétrico 14, 16 gerem energia para o dispositivo de armazenamento de energia. No freio do motor o condutor libera o pedal do acelerador (não mostrado) do veículo 1. O eixo de saída 20 da caixa de marcha 2 então opera um ou ambos motores elétricos 14, 16 enquanto o motor de combustão 4 e os motores elétricos 14, 16 freiam o motor. Este estado de operação é referido como frenagem regenerativa.[0066] It is also possible that both the first and the second
[0067] O trem de força 3 compreende adicionalmente um dispositivo de controle 48. Deve-se entender que o dispositivo de controle 48 pode ser implementado como uma entidade separada ou distribuída em duas ou mais entidades físicas. O dispositivo de controle 48 pode compreender uma ou mais unidades de controle e/ou computadores. O dispositivo de controle 48 pode assim ser implementado ou realizado pelo dispositivo de controle 48 compreendendo um processador e uma memória compreendendo instruções que quando executadas pelo processador fazem com que o dispositivo de controle 48 realiza as etapas do método descritas aqui. O dispositivo de controle 48 pode assim se configurado para controlar o trem de força 3 para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34, e determinar a carga aplicada no eixo auxiliar 120 pelo consumidor de energia PC detectando o movimento através de uma folga do primeiro par de engrenagem G1, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal 34 corresponde a carga aplicada no eixo auxiliar 120 pelo consumidor de energia PC. O trem de força 3 pode compreender sensores de velocidade rotacional 200 arranjados, por exemplo, no primeiro eixo principal 34, o eixo de transmissão 18 e/ou o eixo de saída 20. Com base nos sinais dos sensores de velocidade rotacional 200, o dispositivo de controle 48 pode detectar o movimento através da folga do primeiro par de engrenagem G1.[0067] The
[0068] O dispositivo de controle 48 é conectado aos motores elétricos 14, 16 para controlar o respectivo motor elétrico 14, 16. O dispositivo de controle 48 pode ser configurado para coletar informações a partir dos componentes do trem de força 3 e com base nisto controlar os motores elétricos 14, 16 para operar como motores elétricos ou geradores. O dispositivo de controle 48 pode ser um computador com um software compatível para este propósito. O dispositivo de controle 48 também pode ser conectado ao primeiro e ao segundo dispositivos de acoplamento 56, 58, aos terceiro e quarto elementos de acoplamento 83, 85 e ao mecanismo de acoplamento 100. Estes componentes são preferencialmente ativados e desativados pelos sinais elétricos do dispositivo de controle 48.[0068] The
[0069] O exemplo na figura 2 mostra quatro pares de engrenagem G1, G2, G3, G4, e duas engrenagens planetárias 10, 12 com motores elétricos associados 14, 16. Entretanto, é possível configurar a caixa de marcha 2 com mais ou menos engrenagens de pinhão ou rodas dentadas, e com mais engrenagens planetárias com motores elétricos associados.[0069] The example in figure 2 shows four gear pairs G1, G2, G3, G4, and two
[0070] A figura 3 ilustra esquematicamente um trem de força 3 de acordo com um exemplo. O trem de força 3 pode ser compreendido em um veículo 1 conforme descrito na figura 1. O trem de força 3 compreende uma caixa de marcha 2 e ao menos uma unidade de propulsão 4 conectada a caixa de marcha 2. Neste exemplo, a ao menos uma unidade de propulsão compreende um motor de combustão 4. O motor de combustão 4 é conectado com a caixa de marcha 2 através de um arranjo de embreagem dupla 300. A caixa de marcha 2 compreende um primeiro eixo principal 34; um segundo eixo principal 36; um eixo de saída 20 conectado às rodas de condução 6 do veículo 1; um eixo de transmissão 18 conectado ao primeiro eixo principal 34, o segundo eixo principal 36 e o eixo de saída 20; um primeiro par de engrenagem G1 conectado ao primeiro eixo principal 34 e ao eixo de transmissão 18; e um segundo par de engrenagem G2 conectado ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de transmissão 18. O primeiro eixo principal 34 e o segundo eixo principal 36 são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão 4, de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal e o segundo eixo principal 36 simultaneamente. Desse modo, controlando o arranjo de embreagem duplo 300, o torque pode ser transferido do motor de combustão 4 para o primeiro eixo principal 34 e/ou para o segundo eixo principal 36. O arranjo de embreagem dupla 300 pode compreender uma primeira embreagem 301 conectada ao primeiro eixo principal 34 e a segunda embreagem 302 conectada ao segundo eixo principal 36. Controlando a primeira embreagem 301, o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal pode ser controlado. Controlando a segunda embreagem 302, o toque de propulsão no segundo eixo principal 36 pode ser controlado.[0070] Figure 3 schematically illustrates a
[0071] O trem de força 3 compreende adicionalmente um eixo auxiliar 120 conectado a um consumidor de energia PC e a um primeiro eixo principal 34 da caixa de marcha 2. O eixo auxiliar 120 é conectado ao primeiro eixo principal através, por exemplo, do primeiro par de engrenagem G1 ou qualquer outro par de engrenagem conectado com o primeiro eixo principal 34. Uma engrenagem de pinhão auxiliar 122 pode ser arranjada de maneira fixa no eixo auxiliar 120. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 pode assim ser arranjada em engate com o primeiro par de engrenagem G1 ou qualquer outro par de engrenagem conectado com o primeiro eixo principal 34.[0071] The
[0072] O primeiro par de engrenagem G1 pode compreender uma primeira engrenagem de pinhão 62 e uma primeira roda dentada 64, que são engatadas uma a outra. A primeira engrenagem de pinhão 62 pode ser arranjada no primeiro eixo principal 34 e a primeira roda dentada 64 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 no eixo auxiliar 120 pode ser arranjada em engate com a primeira engrenagem de pinhão 62 no primeiro eixo principal 34. O segundo par de engrenagem G2 compreende uma segunda engrenagem de pinhão 68 e uma segunda roda dentada 70, que estão em engate uma com a outra. A segunda engrenagem de pinhão 68 pode ser arranjada no segundo eixo principal 36 e a segunda roda dentada 70 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A caixa de marcha 2 pode adicionalmente compreender um terceiro par de engrenagem G3 conectado com o primeiro eixo principal 34 e com o eixo de transmissão 18. O terceiro par de engrenagem G3 compreende uma terceira engrenagem de pinhão 74 e uma terceira roda dentada 76, que estão engatadas uma a outra. A terceira engrenagem de pinhão 74 pode ser arranjada no primeiro eixo principal 34 e a terceira roda dentada 76 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 no eixo auxiliar 120 pode ser arranjada em engate com a terceira engrenagem de pinhão 74 no primeiro eixo principal 34. A caixa de marcha 2 pode adicionalmente compreender um quarto par de engrenagem G4 conectado ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de transmissão 18. O quarto par de engrenagem G4 compreende uma quarta engrenagem de pinhão 80 e uma quarta roda dentada 82, que estão em engate uma com a outra. A quarta engrenagem de pinhão 80 pode ser arranjada no segundo eixo principal 36 e a quarta roda dentada 82 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18.[0072] The first gear pair G1 may comprise a
[0073] A primeira e a terceira engrenagens de pinhão 62, 74 podem ser conectadas de maneira fixa ao primeiro eixo principal 34, de maneira que não possam rotacionar em relação ao primeiro eixo principal 34. A segunda e a quarta engrenagens de pinhão 68, 70 podem ser conectadas de maneira fixa com o segundo eixo principal 36, de maneira que não possam rotacionar em relação ao segundo eixo principal 36.[0073] The first and third pinion gears 62, 74 can be fixedly connected to the first
[0074] A primeira, a segunda, a terceira e a quarta rodas dentadas 64, 70, 76, 82 podem ser conectadas individualmente e desconectadas do eixo de transmissão 18 por meio de elementos de acoplamento (não mostrados). No estado desconectado, uma rotação relativa pode ocorrer entre as rodas dentadas 64, 70, 76, 82 e o eixo de transmissão 18. No estado desconectado, as rodas dentadas 64, 70, 76, 82 rotacionarão junto com o eixo de transmissão 18.[0074] The first, second, third and
[0075] A caixa de marcha 2 também compreende um quinto par de engrenagem G5. O quinto par de engrenagem G5 compreende uma quinta roda dentada 92 arranjada no eixo de transmissão 18 e uma quinta engrenagem de pinhão 94 arranjada no eixo de saída 20. O eixo de transmissão 18 é conectado ao eixo de saída 20 através do quinto par de engrenagem G5. A quinta roda dentada 92 pode ser arranjada de maneira que possa ser conectada e desconectada ao eixo de transmissão 18 por meio de um elemento de acoplamento. No estado desconectado, uma rotação relativa pode ocorrer entre a quinta roda dentada 92 e o eixo de transmissão 18.[0075]
[0076] O trem de força 3 adicionalmente compreende um dispositivo de controle 48. Deve-se entender que o dispositivo de controle 48 pode ser implementado como uma entidade separada ou distribuída em duas ou mais entidades físicas. O dispositivo de controle 48 pode compreender uma ou mais unidades de controle e/ou computadores. O dispositivo de controle 48 pode assim ser implementado ou realizado por um dispositivo de controle 48 compreendendo um processador e uma memória, a memória compreendendo instruções, que quando executadas pelo processador faz com que o dispositivo de controle 48 realize as etapas do método descritas aqui. O dispositivo de controle 48 pode assim ser configurado para controlar o trem de força 3 para transferir gradualmente o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34, e determinar a carga aplicada no eixo auxiliar 120 pelo consumidor de energia PC detectando o movimento através de uma folga no primeiro par de engrenagem G1, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal 34 corresponde a carga aplicada no eixo auxiliar 120 pelo consumidor de energia PC. O dispositivo de controle 48 pode ser configurado para controlar o arranjo de embreagem duplo 300 para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34. O trem de força 3 pode compreender sensores de velocidade rotacional 200 arranjados, por exemplo, no primeiro eixo principal 34 e no eixo de transmissão 18. Com base nos sinais a partir dos sensores de velocidade rotacional 200, o dispositivo de controle 48 pode detectar o movimento através da folga do primeiro par de engrenagem G1.[0076]
[0077] A figura 4 ilustra esquematicamente um trem de força 3 de acordo com um exemplo. O trem de força 3 pode ser compreendido em um veículo 1 conforme descrito na figura 1. O trem de força 3 compreende uma caixa de marcha 2 e ao menos uma unidade de propulsão 400’, 400’’ conectada à caixa de marcha 2. Neste exemplo, o trem de força compreende uma primeira unidade de propulsão 400’ e uma segunda unidade de propulsão 400’’. A respectiva unidade de propulsão 400’, 400’’ pode compreender um motor de combustão ou um motor elétrico. A caixa de marcha 2 compreende um primeiro eixo principal 34; um segundo eixo principal 36; um eixo de saída 20 conectado às rodas dentadas 6 do veículo 1; um eixo de transmissão 18 conectado ao primeiro eixo principal 34, ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de saída 20; um primeiro par de engrenagem G1 conectado ao primeiro eixo principal 34 e ao eixo de transmissão 18; e um segundo par de engrenagem G2 conectado ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de transmissão 18. O primeiro eixo principal 34 é conectado à primeira unidade de propulsão 400’ e o segundo eixo principal é conectado à segunda unidade de propulsão 400’’. Desta maneira, o torque de propulsão pode ser fornecido no primeiro eixo principal 34 e no segundo eixo principal 36 simultaneamente. Desse modo, controlando a primeira unidade de propulsão 400’ e a segunda unidade de propulsão 400’’, o torque pode ser transmitido para o eixo de saída 20 através do primeiro eixo principal 34 e/ou do segundo eixo principal 36.[0077] Figure 4 schematically illustrates a
[0078] O trem de força 3 adicionalmente compreende um eixo auxiliar 120 conectado a um consumidor de energia PC e a um primeiro eixo principal 34 da caixa de marcha 2. O eixo auxiliar 120 é conectado com o primeiro eixo principal através, por exemplo, do primeiro par de engrenagem G1 ou qualquer outro par de engrenagem conectado com o primeiro eixo principal 34. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 pode ser arranjada de maneira fica no eixo auxiliar 120. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 pode assim ser arranjada em engate com o primeiro par de engrenagem G1 ou qualquer outro par de engrenagem conectada com o primeiro eixo principal 34.[0078] The
[0079] O primeiro par de engrenagem G1 pode compreender um primeiro par de pinhão 62 e uma primeira roda dentada 64, que estão em engate uma com a outra. A primeira engrenagem de pinhão 62 pode ser arranjada no primeiro eixo principal 34 e a primeira roda dentada 64 pode ser arranjada no eixo auxiliar 18. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 no eixo auxiliar 120 pode ser arranjada em engate com a primeira engrenagem de pinhão 62 no primeiro eixo principal 34. O segundo par de engrenagem G2 compreende um segundo par de pinhão 68 e uma segunda roda dentada 70, que estão engatadas uma com a outra. A segunda engrenagem de pinhão 68 pode ser arranjada no segundo eixo principal 36 e a segunda roda dentada 70 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A caixa de marcha 2 pode adicionalmente compreender um terceiro par de engrenagem G3 conectado com o primeiro eixo principal 34 e o eixo de transmissão 18. O terceiro par de engrenagem G3 compreende uma terceira engrenagem de pinhão 74 e uma terceira roda dentada 76, que estão em engate uma com a outra. A terceira engrenagem de pinhão 74 pode ser arranjada no primeiro eixo principal 34 e a terceira roda dentada 76 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18. A engrenagem de pinhão auxiliar 122 no eixo auxiliar 120 pode ser arranjada em engate com a terceira engrenagem de pinhão 74 no primeiro eixo principal 34. A caixa de marcha 2 pode adicionalmente compreender um quarto par de engrenagem G4 conectado com o segundo eixo principal 36 e o eixo de transmissão 18. O quarto par de engrenagem G4 compreende uma quarta engrenagem de pinhão 80 e uma quarta roda dentada 82, que estão engatadas uma com a outra. A quarta engrenagem de pinhão 82 pode ser arranjada no eixo de transmissão 18.[0079] The first gear pair G1 may comprise a
[0080] A primeira e a terceira engrenagens de pinhão 62, 74 podem ser conectadas de maneira fixa ao primeiro eixo principal 34, de maneira que não possam rotacionar em relação ao primeiro eixo principal 34. A segunda e a quarta engrenagens de pinhão 68, 80 podem ser conectadas de maneira fixa com o segundo eixo principal 36, de maneira que não possam rotacionar em relação ao segundo eixo principal 36.[0080] The first and third pinion gears 62, 74 can be fixedly connected to the first
[0081] A primeira, a segunda, a terceira e a quarta rodas dentadas 64, 70, 76, 82 podem ser conectadas de maneira individual e desconectadas do eixo de transmissão 18 por meio de elementos de acoplamento (não mostrados). No estado desconectado, uma rotação relativa pode ocorrer entre as rodas dentadas 64, 70, 76, 82 e o eixo de transmissão 18. No estado desconectado, a roda dentada 64, 70, 76, 82 rotacionará junto com o eixo de transmissão 18.[0081] The first, second, third and
[0082] A caixa de marcha 2 também compreende um quinto par de engrenagem G5. O quinto par de engrenagem G5 compreende uma quinta roda dentada 92 arranjada no eixo de transmissão 18 e uma quinta engrenagem de pinhão 94 arranjada no eixo de saída 20. O eixo de transmissão 18 é conectado ao eixo de saída 20 através de um quinto par de engrenagem G5. A quinta roda dentada 92 é arranjada então esta pode ser conectada e desconectada do eixo de transmissão 18 por meio de um elemento de acoplamento. No estado desconectado, uma rotação relativa pode ocorrer entre a quinta roda dentada 92 e o eixo de transmissão 18.[0082]
[0083] O trem de força 3 adicionalmente compreende um dispositivo de controle 48. Deve-se entender que o dispositivo de controle 48 pode ser implementado como uma entidade separada ou distribuída em duas ou mais entidades físicas. O dispositivo de controle 48 pode compreender uma ou mais unidades e controle e/ou computadores. O dispositivo de controle 48 pode assim ser implementado ou realizado pelo dispositivo de controle 48 compreendendo um processador e uma memória, a memória compreendendo instruções, que quando executadas pelo processador faz com que o dispositivo de controle 48 realize as etapas do método descritas aqui. O dispositivo de controle 48 pode assim ser configurado para controlar o trem de força 3 para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34, e determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia PC no eixo auxiliar 120 e detectar o movimento através de uma folga do primeiro par de engrenagem G1, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal 34 corresponde a carga aplicada no eixo auxiliar 120 pelo consumidor de energia PC. O dispositivo de controle 48 pode ser configurado para controlar a primeira unidade de propulsão 400’ e a segunda unidade de propulsão 400’’ para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para ao primeiro eixo principal 34. O trem de força 3 pode compreender sensores de velocidade rotacional 200 arranjados, por exemplo, no primeiro eixo principal 34 e o eixo de transmissão 18. Com base nos sinais dos sensores de velocidade rotacional 200, o dispositivo de controle 48 podem detectar o movimento através da folga do primeiro par de engrenagem G1.[0083] The
[0084] A figura 5 mostra um fluxograma relativo a um método para determinar uma carga aplicada por um consumidor de energia PC em um trem de força de um veículo de acordo com um exemplo. O trem de força 3 pode ser configurado como descrito na figura 2, na figura 3 ou na figura 4. O trem de força 3 pode assim referir-se a um veículo 1 conforme descrito na figura 1. O trem de força 3 compreende assim ao menos uma unidade de propulsão 4, 14, 16, 400’, 400’’ e uma caixa de marcha 2. A caixa de marcha 2 compreende: um primeiro eixo principal 34; um segundo eixo principal 36; um eixo de saída 20 conectado a rodas de condução 6 do veículo 1; um eixo de transmissão 18 conectado ao primeiro eixo principal 34, o segundo eixo principal 36 e o eixo de saída 20; um primeiro par de engrenagem G1 conectado ao primeiro eixo principal 34 e ao eixo de transmissão 18; um segundo par de engrenagem G2 conectado ao segundo eixo principal 36 e ao eixo de transmissão 18; e um eixo auxiliar 120 conectado a um consumidor de energia PC e ao primeiro eixo principal 34, sendo que o primeiro eixo principal 34 e o segundo eixo principal 36 são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão 4, 14, 16, 400’, 400’’, de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal 34 e no segundo eixo principal 36. O método compreende: controlar s101 o trem de força 3 para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34; e determinar s102 a carga aplicada pelo consumidor de energia PC no eixo auxiliar 120 detectando o movimento através da folga do primeiro par de engrenagem G1, sendo que o torque de propulsão no primeiro eixo principal 34 corresponde à carga aplicada no eixo auxiliar 120 pelo consumidor de energia PC.[0084] Figure 5 shows a flowchart for a method to determine a load applied by a PC power consumer in a vehicle power train according to an example. The
[0085] Controlar s101 o trem de força 3 para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34 pode compreender manter o mesmo torque de propulsão Tout no eixo de saída 20. Desse modo, o aumento do torque de propulsão T1 aplicado no primeiro eixo principal 34 pode corresponder a diminuição do torque de propulsão T2 aplicado no segundo eixo principal 36. O torque de propulsão durante o período é descrito na figura 6.[0085] Controlling s101 the
[0086] O movimento através da folga pode ser determinado com base em uma velocidade rotacional do eixo de transmissão 18 e de uma velocidade rotacional do primeiro eixo principal 34. O movimento através da folga pode ser detectado com base em uma velocidade rotacional a montante e a jusante do primeiro par de engrenagem G1. Com base nos sinais a partir dos sensores de velocidade 200, o dispositivo de controle 48 pode determinar quando há um movimento dentro da folga. O movimento dentro da folga pode ser detectado quando há uma diferença temporária entre a primeira velocidade rotacional medida do primeiro eixo principal 34 e de uma segunda velocidade rotacional calculada do primeiro eixo principal 34. A segunda velocidade rotacional calculada do primeiro eixo principal 34 pode ser calculada com base na velocidade do eixo de transmissão 18 e na razão de transmissão do par de engrenagem engatado atualmente G1, G3.[0086] The movement through the gap can be determined based on a rotational speed of the
[0087] O movimento dentro da folga pode ser detectado com base em uma velocidade rotacional do primeiro eixo principal 34 e a velocidade rotacional do eixo de saída 20. O movimento dentro da folga pode ser detectado quando há uma diferença temporária entre a velocidade rotacional e o primeiro deixo principal 34 e a velocidade rotacional do eixo de saída 20.[0087] Movement within the gap can be detected based on a rotational speed of the first
[0088] A etapa de controlar s102 o trem de força 3 pode compreender controlar um motor de combustão 4 e/ou um primeiro motor elétrico 14 e/ou um segundo motor elétrico 16 para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34.[0088] The step of controlling s102 the
[0089] A etapa de controlar s102 o trem de força 3 pode alternativamente compreender controlar um arranjo de embreagem dupla 300 para gradualmente transferir o toque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34.[0089] The step of controlling the
[0090] A etapa de controlar s102 o trem de força 3 pode alternativamente compreender controlar uma primeira unidade de propulsão 400’ e uma segunda unidade de propulsão 400’’ para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34.[0090] The step of controlling
[0091] A figura 6 mostra diagramas relacionados ao método conforme descrito na figura 5 de acordo com um exemplo. O diagrama superior mostra um torque de propulsão Tout fornecido no eixo de saída 20 durante o período como uma linha contínua. O torque de propulsão Tout fornecido no eixo de saída 20 é mantido o mesmo durante o método realizado. O diagrama superior adicionalmente mostra o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 como a linha pontilhada e o torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 como uma linha tracejada dupla. Pelo torque de propulsão entende-se que o torque fornecido por ao menos uma unidade de propulsão 4, 14, 16, 400’, 400’’. O consumidor de energia PC conectado ao eixo auxiliar 120 extrai o torque do trem de força 3 e aplica ali uma carga no primeiro eixo principal 34. O torque resultante T1tot agindo no primeiro eixo principal 34 é mostrado no diagrama superior e é o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 menos o torque correspondente a carga aplicada pelo consumidor de energia PC. Desse modo, a diferença entre o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 e o torque resultante de T1tot agindo no primeiro eixo principal 34 corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia PC.[0091] Figure 6 shows diagrams related to the method as described in figure 5 according to an example. The upper diagram shows a Tout drive torque supplied on the
[0092] Quando o método é iniciado, o torque de propulsão pode ser fornecido no segundo eixo principal 36 apenas. Entretanto, uma vez que o consumidor de energia PC é conectado a caixa de marcha 2, algum do torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 será transmitido para o consumidor de energia PC através de um eixo de transmissão 18 e do primeiro eixo principal 34. O eixo de transmissão 18 conduzirá assim o primeiro eixo principal 34. A roda dentada 64 do primeiro par de engrenagem G1 sendo arranjada no eixo de transmissão 18 conduzirá ali a engrenagem de pinhão 62 no primeiro eixo principal 34 e o eixo auxiliar 120 será conduzido uma vez que este é conectado ao primeiro eixo principal 34. O torque de propulsão Tout fornecido no eixo de saída 20 é, portanto, o torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 menos a carga aplicada pelo consumidor de energia PC. Quando nenhum torque de propulsão é fornecido no primeiro eixo principal 34, o torque resultante T1tot agindo no primeiro eixo principal 34 é um torque negativo correspondendo a carga do consumidor de energia PC.[0092] When the method is started, the propulsion torque can be provided on the second
[0093] Quando o dispositivo de controle 48 controla o trem de força 3 para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal 36 para o primeiro eixo principal 34 significa que o dispositivo de controle 48 controla o trem de força 3, de maneira que o torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 diminua gradualmente e o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 aumente gradualmente.[0093] When the
[0094] Quando o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia PC, o torque resultante T1tot agindo no primeiro eixo principal 34 é zero Nm. A partir deste momento, o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 conduzirá o consumidor de energia PC e nenhum torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 conduzirá o consumidor de energia PC. Desse modo, o torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 será neste momento o torque de propulsão Tout fornecido no eixo de saída 20. Quando nenhum torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36 é transferido através do primeiro par de engrenagem G1 e o torque resultante T1tot agindo no primeiro eixo principal 34 é zero, o balanço de torque é alcançado sobre o primeiro par de engrenagem G1. Quando o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 é adicionalmente aumentado, o torque resultante T1tot agindo no primeiro eixo principal 34 aumentará e será transmitido para o eixo de saída 20. Desse modo, o torque de propulsão Tout fornecido no eixo de saída 20 compreenderá o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 e o torque de propulsão T2 fornecido no segundo eixo principal 36.[0094] When the propulsion torque T1 provided on the first
[0095] Quando o torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34 é transmitido através do primeiro par de engrenagem G1 para o eixo de transmissão 18 e para o eixo de saída 20, a engrenagem de pinhão 62 no primeiro eixo principal 34 conduzirá em vez disso a roda dentada 64 no eixo de transmissão 18. Na transição do estado onde a roda dentada 64 conduz a engrenagem de pinhão 62 para o estado onde a engrenagem de pinhão 62 conduz a roda dentada 64, a engrenagem de pinhão 62 moverá através da folga até que os dentes da engrenagem de pinhão 62 apliquem uma força nos dentes da roda dentada 64.[0095] When the propulsion torque T1 provided on the first
[0096] O diagrama de fundo da figura 6 mostra uma velocidade rotacional do primeiro eixo principal 34 durante o período. O diagrama de fundo mostra uma primeira velocidade rotacional rpm1 do primeiro eixo principal 34 determinada/medida por meio de um sensor 200 arranjado no primeiro eixo principal 34. O diagrama de fundo também mostra uma segunda velocidade rotacional rpm2 do primeiro eixo principal 34 determinada por meio de um sensor 200 no eixo de transmissão 18. A segunda velocidade rotacional rpm2 do primeiro eixo principal 34 é assim calculada com base na velocidade rotacional do eixo de transmissão 18 e a razão de transmissão do par de engrenagem engatado atualmente G1, G3. Quando a engrenagem de pinhão 62 se move através da folga, a velocidade rotacional do primeiro eixo principal 34 será aumentada. A primeira velocidade rotacional rpm1 (valor medido) tornar-se-á aqui maior que a segunda velocidade rotacional rpm2 (valor calculado). Este aumento temporário da primeira velocidade rotacional rpm1 comparado com a segunda velocidade rotacional rpm2 pode ser detectado e naquele momento a carga do consumidor de energia PC pode ser determinada para corresponder ao torque de propulsão T1 fornecido no primeiro eixo principal 34.[0096] The bottom diagram of figure 6 shows a rotational speed of the first
[0097] A figura 7 ilustra esquematicamente uma versão de um dispositivo 500. O dispositivo de controle 48 descrito com referência à figura 2 a figura 6 pode em uma versão compreender o dispositivo 500. O dispositivo 500 compreende uma memória não volátil 520, uma unidade de processamento de dados 510 e uma memória de escrita/leitura 550. A memória não volátil 520 tem um primeiro elemento de memória 530 no qual um programa de computador, por exemplo, um sistema operacional, é armazenado para controlar a função do dispositivo 500. O dispositivo 500 adicionalmente compreende um controlador de barramento, uma porta de comunicação serial, meios I/O, um conversor A/D, uma entrada de hora e data e unidade de transferência, um contador de eventos e um controlador de interrupção (não retratado). A memória não volátil 520 também tem um segundo elemento de memória 540.[0097] Figure 7 schematically illustrates a version of a
[0098] É fornecido um programa de computador P que compreende rotinas para controlar o trem de força para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal para o primeiro eixo principal. O programa de computador P adicionalmente compreende rotinas para determinar a carga no eixo auxiliar detectando quando os dentes de engrenagem combinados do primeiro par de engrenagem são movidos dentro de uma folga do primeiro par de engrenagem, por onde o torque de propulsão fornecido no primeiro eixo principal corresponde a carga no eixo auxiliar. O programa P pode ser armazenado em uma forma executável ou em uma forma comprimida em uma memória 560 e/ou em uma memória de escrita/leitura 550.[0098] A computer program P is provided which comprises routines to control the power train to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis to the first main axis. The computer program P additionally comprises routines for determining the load on the auxiliary shaft by detecting when the combined gear teeth of the first gear pair are moved within a clearance of the first gear pair, whereby the propulsion torque provided on the first main shaft corresponds to the load on the auxiliary shaft. The program P can be stored in an executable form or in a compressed form in a
[0099] Onde a unidade de processamento de dados 510 é descrita como realizando uma certa função, significa que a unidade de processamento de dados 510 efetua uma certa parte do programa armazenado na memória 560 ou uma certa parte do programa armazenado na memória de escrita/leitura 550.[0099] Where the
[0100] O dispositivo de processamento de dados 510 pode se comunicar com uma porta de dados 599 através de um barramento de dados 515. A memória não volátil 520 é pretendida para a comunicação com a unidade de processamento de dados 510 através de um barramento de dados 512. A memória separada 560 pretende comunicar-se com a unidade de processamento de dados 510 através de um barramento de dados 511. A memória de escrita/leitura 550 é adaptada para se comunicar com a unidade de processamento de dados 510 através de um barramento de dados 514.[0100] The
[0101] Quando os dados são recebidos na porta de dados 599, estes são armazenados temporariamente no segundo elemento de memória 540. Quando os dados de entrada recebidos foram armazenados temporariamente, a unidade de processamento ode dados 510 é preparada para efetuar uma execução de código conforme descrito acima.[0101] When data is received on
[0102] Partes dos métodos descritos aqui podem ser efetuadas pelo dispositivo 500 por meio da unidade de processamento de dados 510, que executa o programa armazenado na memória 560 ou na memória de escrita/leitura 550. Quando o dispositivo 500 executa o programa, os métodos aqui descritos são executados.[0102] Parts of the methods described here can be performed by
[0103] A descrição acima mencionada das modalidades preferidas da presente invenção é fornecida com propósito ilustrativo e descritivo. Não pretende ser exaustiva nem restringir a invenção às variantes descritas. Muitas modificações e variações serão obviamente aparentes para uma pessoa versada na técnica. As modalidades foram escolhidas e descritas a fim de melhor explicar os princípios da invenção e suas aplicações práticas e por isso torna-la possível para que especialistas entendam a invenção para várias modalidades e com várias modificações apropriadas ao seu uso pretendido.[0103] The aforementioned description of the preferred embodiments of the present invention is provided for illustrative and descriptive purposes. It is not intended to be exhaustive or restrict the invention to the variants described. Many modifications and variations will obviously be apparent to a person skilled in the art. The modalities were chosen and described in order to better explain the principles of the invention and its practical applications and therefore make it possible for specialists to understand the invention for various modalities and with several modifications appropriate to their intended use.
Claims (19)
um primeiro eixo principal (34);
um segundo eixo principal (36);
um eixo de saída (20) conectado às rodas de condução (6) do veículo (1);
um eixo de transmissão (18) conectado ao primeiro eixo principal (34), o segundo eixo principal (36) e o eixo de saída (20);
um primeiro par de engrenagem (G1) conectado ao primeiro eixo principal (34) e ao eixo de transmissão (18);
um segundo par de engrenagem (G2) conectado ao segundo eixo principal (36) e ao eixo de transmissão (18); e
um eixo auxiliar (120) conectado ao consumidor de emergia (PC) e ao primeiro eixo principal (34),
sendo que o primeiro eixo principal (34) e o segundo eixo principal (36) são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão (4, 14, 16, 400’, 400’’), de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal (34) e no segundo eixo principal (36), o método compreendendo:
controlar (s101) o trem de força (3) para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal (36) para o primeiro eixo principal (34); e
determinar (s102) a carga aplicada pelo consumidor de energia (PC) no eixo auxiliar (120) detectando o movimento dentro da folga do primeiro par de engrenagem (G1), por onde o torque de propulsão (T1) fornecido no primeiro eixo principal (34) corresponde a carga aplicada pelo consumidor de energia (PC) no eixo auxiliar (120).Method, performed by a control device (48), to determine a load applied by an energy consumer (PC) to a power train (3) of a vehicle (1), the power train (3) comprising at least a propulsion unit (4, 14, 16, 400 ', 400'') and a gearbox (2), characterized by the fact that it comprises:
a first main axis (34);
a second main axis (36);
an output shaft (20) connected to the driving wheels (6) of the vehicle (1);
a drive shaft (18) connected to the first main shaft (34), the second main shaft (36) and the output shaft (20);
a first gear pair (G1) connected to the first main shaft (34) and the drive shaft (18);
a second gear pair (G2) connected to the second main shaft (36) and the drive shaft (18); and
an auxiliary axis (120) connected to the emergency consumer (PC) and the first main axis (34),
the first main axis (34) and the second main axis (36) being connectable to at least one propulsion unit (4, 14, 16, 400 ', 400''), so that the propulsion torque can be provided on the first main axis (34) and the second main axis (36), the method comprising:
control (s101) the power train (3) to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis (36) to the first main axis (34); and
determine (s102) the load applied by the energy consumer (PC) on the auxiliary shaft (120) by detecting movement within the clearance of the first gear pair (G1), through which the propulsion torque (T1) provided on the first main shaft ( 34) corresponds to the load applied by the energy consumer (PC) on the auxiliary shaft (120).
ao menos uma unidade de propulsão (4, 14, 16, 400’, 400’’);
uma caixa de marcha (2); e
um dispositivo de controle (48),
a caixa de marcha (2) compreendendo:
um primeiro eixo principal (34);
um segundo eixo principal (36);
um eixo de saída (20) conectado às rodas de condução (6) do veículo (1);
um eixo de transmissão (18) conectado ao primeiro eixo principal (34), o segundo eixo principal (36) e o eixo de saída (20);
um primeiro par de engrenagem (G1) conectado ao primeiro eixo principal (34) e ao eixo de transmissão (18);
um segundo par de engrenagem (G2) conectado ao segundo eixo principal (36) e ao eixo de transmissão (18); e
um eixo auxiliar (120) conectado ao consumidor de emergia (PC) e ao primeiro eixo principal (34),
sendo que o primeiro eixo principal (34) e o segundo eixo principal (36) são conectáveis a ao menos uma unidade de propulsão (4, 14, 16, 400’, 400’’), de maneira que o torque de propulsão possa ser fornecido no primeiro eixo principal (34) e no segundo eixo principal (36), sendo que o dispositivo de controle (48) é configurado para:
controlar o trem de força (3) para gradualmente transferir o torque de propulsão do segundo eixo principal (36) para o primeiro eixo principal (34); e
determinar a carga aplicada pelo consumidor de energia (PC) no eixo auxiliar (120) detectando o movimento dentro da folga do primeiro par de engrenagem (G1), por onde o torque de propulsão (T1) fornecido no primeiro eixo principal (34) corresponde a carga aplicada no eixo auxiliar (120) pelo consumidor de energia (PC).Vehicle (1) comprising a power train (3), the power train (3) characterized by the fact that it comprises:
at least one propulsion unit (4, 14, 16, 400 ', 400'');
a gearbox (2); and
a control device (48),
the gearbox (2) comprising:
a first main axis (34);
a second main axis (36);
an output shaft (20) connected to the driving wheels (6) of the vehicle (1);
a drive shaft (18) connected to the first main shaft (34), the second main shaft (36) and the output shaft (20);
a first gear pair (G1) connected to the first main shaft (34) and the drive shaft (18);
a second gear pair (G2) connected to the second main shaft (36) and the drive shaft (18); and
an auxiliary axis (120) connected to the emergency consumer (PC) and the first main axis (34),
the first main axis (34) and the second main axis (36) being connectable to at least one propulsion unit (4, 14, 16, 400 ', 400''), so that the propulsion torque can be supplied on the first main axis (34) and the second main axis (36), the control device (48) being configured to:
controlling the power train (3) to gradually transfer the propulsion torque from the second main axis (36) to the first main axis (34); and
determine the load applied by the energy consumer (PC) on the auxiliary shaft (120) by detecting movement within the clearance of the first gear pair (G1), whereby the propulsion torque (T1) provided on the first main shaft (34) corresponds the load applied to the auxiliary shaft (120) by the energy consumer (PC).
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