BR102020004822A2

BR102020004822A2 - sistema de controle de energia, e, sistema de energia.

Info

Publication number: BR102020004822A2
Application number: BR102020004822-8A
Authority: BR
Inventors: Steven R. Fliearman; Douglas S. Base
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2020-10-27
Also published as: CN111828569A; DE102020204706A1; US20200331338A1; US10821820B1; CN111828569B

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE DE ENERGIA, E, SISTEMA DE ENERGIA Um sistema de controle de energia é provido para um veículo de trabalho com um propulsor. Um dispositivo de arranque-gerador combinado tem uma máquina elétrica e um jogo de engrenagem configurado para receber entrada rotacional a partir da máquina elétrica e do propulsor e para acoplar a máquina elétrica e o propulsor em duas direções de fluxo de energia. O jogo de engrenagem opera em uma de múltiplas razões de transmissão de partida, de baixa velocidade, de torque relativamente alto, em uma direção, incluindo uma primeira razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a frio e uma segunda razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a quente, e em uma razão de transmissão de alta velocidade, de torque relativamente baixo, em outra direção correspondente a um modo de geração. O primeiro e o segundo conjuntos de embreagem são seletivamente acoplados ao jogo de engrenagem para efetuar as razões de transmissão de partida durante os modos de partida de propulsor. Uma válvula de controle é acoplada fluidamente para seletivamente aplicar a pressão de fluido aos conjuntos de embreagem.

Description

SISTEMA DE CONTROLE DE ENERGIA, E, SISTEMA DE ENERGIA.

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Essa invenção se refere a sistemas de energia de veículos de trabalho, incluindo arranjos para equipamento de energia mecânica de partida e geração de energia elétrica a partir dos mesmos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Veículos de trabalho, tais como aqueles usados na agricultura, construção e indústrias florestais, e outros veículos convencionais podem ser energizados por um propulsor de combustão interna (por exemplo, um propulsor diesel), embora esteja se tornando mais comum que fontes de energia misturadas (por exemplo, propulsores e motores elétricos) sejam empregadas. Em qualquer caso, os propulsores permanecem as fontes de energia principais de veículos de trabalho e requerem entrada mecânica a partir de um propulsor de arranque para iniciar a rotação do eixo de manivela e o movimento alternativo dos êmbolos dentro dos cilindros. As demandas de torque para a partida de um propulsor são altas, particularmente então para grandes propulsores diesel, comuns em máquinas de trabalho pesado.

[003] Os veículos de trabalho adicionalmente incluem subsistemas que requerem energia elétrica. Para energizar esses subsistemas do veículo de trabalho, uma porção da energia do propulsor pode ser aproveitada usando um alternador ou gerador para gerar energia de CA ou CC. A bateria do veículo de trabalho é então carregada por inversão da corrente do alternador. Convencionalmente, uma correia, direta ou serpentina, acopla um eixo de saída do propulsor ao alternador para gerar a energia de CA. Demandas de torque para gerar corrente a partir do propulsor em funcionamento são significantemente mais baixas que para a partida ou arranque do propulsor. A fim de apropriadamente transferir energia entre o propulsor e a bateria tanto a partir do propulsor quanto para gerar energia elétrica, um número de diferentes componentes e dispositivos é tipicamente requerido, levando assim a problemas com relação ao tamanho, custo, e complexidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Essa invenção provê um arranque de propulsor e dispositivo gerador de energia elétrica combinados, com uma transmissão integral que pode ser usada em veículos de trabalho para partida a frio de propulsor e para gerar energia elétrica, servindo assim às finalidades duplas de um arranque de propulsor e de um alternador com transmissão de energia mais robusta para, e de, o propulsor, em ambos os casos.

[005] Em um aspecto, a invenção provê um arranque-gerador combinado para um veículo de trabalho tendo um propulsor que inclui uma máquina elétrica e um jogo de engrenagem configurado para receber entrada rotacional a partir da máquina elétrica e a partir do propulsor.

[006] Em outro aspecto, a invenção provê um conjunto de trem de acionamento incluindo um propulsor, uma máquina elétrica, e um jogo de engrenagem configurado para receber entrada rotacional a partir da máquina elétrica e a partir do propulsor.

[007] Os detalhes de uma ou mais modalidades são expostos nos desenhos anexos e na descrição abaixo. Outras características e vantagens se tornarão aparentes da descrição, dos desenhos, e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO dos DESENHOS

[008] A figura 1 é uma vista lateral esquemática de um veículo de trabalho de exemplo na forma de um trator agrícola, no qual o descrito dispositivo de arranque-gerador integrado pode ser usado;
a figura 2 é uma vista isométrica parcial simplificada de um propulsor do veículo de trabalho da figura 1 mostrando um local de montagem de exemplo para um dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 3 é um diagrama esquemático de uma porção de um arranjo de transferência de energia do veículo de trabalho da figura 1 tendo um dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 4 é uma vista de seção transversal de um conjunto de transmissão de energia do dispositivo de arranque-gerador de exemplo, que pode ser implementado no veículo de trabalho da figura 1;
a figura 5 é uma vista mais detalhada de uma porção do conjunto de transmissão de energia da figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 6 é uma vista secional do conjunto de transmissão de energia da figura 4 ilustrando uma representação esquemática de um trajeto de fluxo de energia em um primeiro modo de partida de propulsor do dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 7 é uma vista secional do conjunto de transmissão de energia da figura 4 ilustrando uma representação esquemática de um trajeto de fluxo de energia em um segundo modo de partida de propulsor do dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 8 é uma vista secional do conjunto de transmissão de energia da figura 4 ilustrando uma representação esquemática de um trajeto de transferência de energia em um modo de geração do dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 9 é uma vista de seção transversal de outro conjunto de transmissão de energia de exemplo do dispositivo de arranque-gerador de exemplo, que pode ser implementado no veículo de trabalho da figura 1;
as figuras 10 e 11 são vistas mais detalhadas de uma porção do conjunto de transmissão de energia da figura 9 para o dispositivo de arranque-gerador de exemplo;
a figura 12 é um gráfico representando a relação entre pressão de válvula de controle, capacidade de torque de embreagem, e torque de saída durante os modos de partida de propulsor do conjunto de transmissão de energia da figura 9;
a figura 13 é outra vista mais detalhada de uma porção do conjunto de transmissão de energia da figura 9 para o dispositivo de arranque-gerador de exemplo; e
a figura 14 é um gráfico representando a relação entre pressão de válvula de controle, capacidade de torque de embreagem, e torque de saída durante um modo de geração do conjunto de transmissão de energia da figura 9.

[009] Os mesmos símbolos de referência nos vários desenhos indicam os mesmos elementos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] O seguinte descreve uma ou mais modalidades de exemplo do dispositivo de arranque-gerador descrito, como mostrado nas figuras anexas dos desenhos descritos de forma breve acima. Várias modificações nas modalidades de exemplo podem ser contempladas por uma pessoa versada na técnica.

[0011] Quando usadas aqui, a menos que limitadas ou modificadas de outra maneira, listas com elementos que são separados por termos conjuntivos (por exemplo, “e”) e que são também precedidos pela frase “um ou mais de” ou “pelo menos um de” indicam configurações ou arranjos que potencialmente incluem elementos individuais da lista, ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, “pelo menos um de A, B, e C” ou “um ou mais dentre um, B, e C” indica as possibilidades de somente A, somente B, somente C, ou qualquer combinação de dois ou mais de A, B, e C (por exemplo, A e B; B e C; A e C; ou A, B, e C).

[0012] Quando usado aqui, o termo “axial” se refere a uma dimensão que é geralmente paralela a um eixo geométrico de rotação, eixo geométrico de simetria, ou linha de centro de um componente ou componentes. Por exemplo, em um cilindro ou disco com uma linha de centro e extremidades ou faces opostas, geralmente circulares, a dimensão “axial” pode se referir à dimensão que geralmente se estende em paralelo à linha de centro entre extremidades ou faces opostas. Em certos casos, o termo “axial” pode ser utilizado com relação a componentes que não são cilíndricos (ou de outra maneira radialmente simétricos). Por exemplo, a dimensão “axial” para um alojamento retangular contendo um eixo rotativo pode ser visualizada como uma dimensão que é geralmente em paralelo ao eixo geométrico de rotação do eixo. Além disso, o termo “radialmente”, quando usado aqui, pode se referir a uma dimensão ou uma relação de componentes com respeito a uma linha se estendendo para fora de uma linha de centro, eixo geométrico, ou referência similar, compartilhado, por exemplo, em um plano de um cilindro ou disco que é perpendicular à linha de centro ou eixo geométrico. Em certos casos, componentes pode ser visualizados como “radialmente” alinhados, mesmo se um ou ambos dos componentes não puderem ser cilíndricos (ou de outra maneira radialmente simétricos). Além disso, os termos “axial” e “radial” (e quaisquer derivados) podem abranger relações direcionais que são diferentes das precisamente alinhadas com (por exemplo, oblíquas às) as verdadeiras dimensões axiais e radiais, desde que a relação seja predominantemente na respectiva dimensão axial ou radial nominal.

[0013] Muitos sistemas de energia de veículo convencionais incluem um propulsor de combustão interna e/ou uma ou mais baterias (ou outra fonte de energia química) que energizam vários componentes e subsistemas do veículo. Em certos veículos elétricos, um banco de baterias energiza o veículo inteiro, incluindo as rodas de acionamento para comunicar movimento ao veículo. Em veículos híbridos a gasolina e eletricidade, a força motriz pode se alternar entre o propulsor e a energia do motor elétrico, ou a energia do propulsor pode ser suplementada pela energia do motor elétrico. Em ainda outros veículos convencionais, o sistema de energia elétrica é usado para iniciar a partida do propulsor e para fazer funcionar os sistemas elétricos de não acionamento do veículo. No último caso, o veículo tipicamente tem um motor de arranque que é energizado pela bateria do veículo para girar o eixo de manivela do propulsor para mover os êmbolos dentro dos cilindros. Em outros cenários, o sistema de energia elétrica pode prover uma impulsão para um propulsor de operação.

[0014] Alguns propulsores (por exemplo, propulsores diesel) iniciam a combustão por compressão do combustível, enquanto outros propulsores contam com um gerador de centelha (por exemplo, vela de ignição), que é energizado pela bateria. Uma vez quando o propulsor está operando a uma velocidade suficiente, o sistema de energia pode coletar a energia do propulsor para energizar o sistema elétrico bem como para carregar a bateria. Tipicamente, essa coleta de energia é realizada com um alternador ou outro tipo de gerador de energia. O alternador converte energia de corrente alternada (AC) para energia de corrente contínua (CC), que pode ser usada pela bateria e componentes elétricos do veículo pela passagem da energia de CA através de um inversor (por exemplo, retificador de díodos). A energia de aproveitamento de alternador convencional a partir do propulsor por acoplamento de um rotor do alternador a um eixo de saída do propulsor (ou um componente acoplado ao mesmo). Historicamente isso foi realizado pelo uso de uma correia dedicada, mas, em alguns veículos mais modernos, o alternador é um dentre vários dispositivos que são acoplados a (e assim energizados por) o propulsor por intermédio de uma única correia de “serpentina”.

[0015] Em certas aplicações, tais como em certas máquinas de operação pesada e veículos de trabalho, pode ser desvantajoso ter uma instalação convencional com componentes de arranque e de gerador separados. Tais componentes separados requerem alojamentos separados, que podem requerer vedação ou blindagem separada do ambiente de trabalho e/ou ocupar posições separadas dentro espaço limitado do compartimento de propulsor. Outras complexidades do esboço do compartimento de propulsor podem também aparecer.

[0016] O seguinte descreve uma ou mais implementações de exemplo de um sistema de energia de veículo melhorado, que aborda um ou mais desses (ou de outras) assuntos com os sistemas convencionais. Em um aspecto, o sistema descrito inclui um dispositivo combinado ou integrado que realiza a função de movimento do eixo de manivela do propulsor de um motor de arranque e a função de geração de energia elétrica de um gerador. O dispositivo é referido aqui como um dispositivo de arranque-gerador integrado (“ISG” ou “arranque-gerador”). Essa terminologia é usada aqui, pelo menos em algumas implementações do sistema, para ser agnóstico ao tipo de energia (isto é, corrente de CA ou CC) gerada pelo dispositivo. Em algumas implementações, o dispositivo de arranque-gerador pode funcionar para gerar eletricidade de uma maneira na qual as pessoas de conhecimento na arte podem considerar um dispositivo de “gerador”, que produz corrente de CC diretamente. Todavia, quando usado aqui, o termo “gerador” deve significar a produção de energia elétrica de polaridade estática ou alternada (isto é, CA ou CC). Assim, em um caso especial do dispositivo de arranque-gerador, a funcionalidade de geração de energia elétrica é semelhante àquela de um alternador convencional, e gera energia de CA, que é subsequentemente retificada para energia de CC, ou internamente ou externamente ao dispositivo de arranque-gerador.

[0017] Em certas modalidades, o dispositivo de arranque-gerador pode incluir uma energia mecânica direta que se acopla ao propulsor, que evita o uso de correias entre o propulsor e o dispositivo de arranque-gerador. Por exemplo, o dispositivo de arranque-gerador pode incluir, dentro de seu alojamento, um conjunto de transmissão de energia com um jogo de engrenagem que se acopla diretamente a um eixo de saída do propulsor. O jogo de engrenagem pode assumir qualquer de várias formas, incluindo arranjos com derivação de engrenagem ou outras engrenagens bem como arranjos com um ou mais conjuntos de engrenagens planetárias. Grandes razões de redução de engrenagens podem ser obtidas pelo conjunto de transmissão, de forma que uma única máquina elétrica (isto é, motor ou gerador) possa ser usada e operada em velocidades apropriadas para um ou mais tipos da partida do propulsor, bem como geração de energia elétrica. O acoplamento de energia direta ou contínua entre o dispositivo de arranque-gerador e o propulsor pode aumentar a confiabilidade do sistema, desempenho de partida a frio, e geração de energia elétrica do sistema.

[0018] Ainda, em certas modalidades, o dispositivo de arranque- gerador pode ter um conjunto de transmissão de energia, que automaticamente e/ou seletivamente muda razões de transmissão (isto é, muda entre trajetos de fluxo de energia tendo diferentes razões de transmissão). A título de exemplo, o conjunto de transmissão pode incluir um ou mais componentes de engate passivos, que engatam ou desengatam automaticamente quando conduzidos em direções particulares e/ou um ou mais componentes de engate ativos que são comandados para engatar ou desengatar. Por exemplo, os componentes de engate passivos, tais como uma embreagem unidirecional (por exemplo, um rolo ou embreagem de roda livre), podem ser usados para efetuar transmissão de energia através de um trajeto de fluxo de energia em uma direção de partida do propulsor; e componentes de engate ativos, tais como conjuntos de embreagens de atrito, podem ser usados para efetuar a transmissão de energia através de outros trajetos de fluxo de energia. Dessa maneira, configurações de embreagens bidirecionais, ou outras embreagens (ou outras) podem ser empregadas para realizar o movimento do eixo de manivela e a geração de funções com o hardware de controle apropriado. Como um resultado da natureza bidirecional do conjunto de transmissão de energia, o arranjo de correia de transferência de energia pode ser implementado com somente um único tensionador de correia, provendo assim um conjunto relativamente compacto e simples. Em adição à provisão de torque em duas diferentes direções de fluxo de energia, o jogo de engrenagem pode também ser configurado e arranjado para prover transmissão de energia da máquina elétrica para o propulsor a uma de duas diferentes velocidades, por exemplo, de acordo com diferentes razões de transmissão. A seleção de velocidade pode prover funcionalidade e flexibilidade adicionais para o conjunto de transmissão de energia. Por exemplo, uma velocidade mais baixa ou razão de transmissão de “primeira partida” pode ser provida para facilitar partidas de propulsor a frio e uma velocidade mais alta de razão de transmissão de “segunda partida” pode ser provida para facilitar partidas de propulsor a quente (ou impulsão de propulsor).

[0019] O controle do conjunto de transmissão de energia com relação aos conjuntos de embreagem ativa pode assumir várias formas. Em um exemplo, válvulas de controle separadas e dedicadas podem ser utilizadas para operar individualmente dois conjuntos de embreagem ativa. Em exemplos adicionais, uma única válvula de controle pode ser utilizada para operar ambos os conjuntos de embreagem para realizar as funções projetadas. Cada implementação será discutida em maior detalhe abaixo.

[0020] Com referência aos desenhos, um sistema de energia de veículo de trabalho de exemplo, como um conjunto de trem de acionamento, será descrito em detalhe. Como se tornará aparente da discussão feita aqui, o sistema descrito pode ser usado vantajosamente em uma variedade de regulagens e com uma variedade de máquinas. Por exemplo, com referência agora à figura 1, o sistema de energia (ou conjunto de trem de acionamento) 110 pode ser incluído em um veículo de trabalho 100, que é representado como um trator agrícola. Será entendido, todavia, que outras configurações podem ser possíveis, incluindo configurações com veículo de trabalho 100 como um tipo diferente de trator, ou como um veículo de trabalho usado para outros aspectos de a indústria agrícola ou para as indústrias de construção e florestal (por exemplo, uma colheitadeira, um trator florestal para toras, uma motoniveladora, e outros). Será adicionalmente entendido que os aspectos do sistema de energia 110 podem também ser usados em veículos de não trabalho e aplicações não veiculares (por exemplo, instalações em locais fixos).

[0021] De forma breve, o veículo de trabalho 100 tem uma armação ou chassi principal 102, suportado por rodas de engate no solo 104, das quais pelo menos as rodas dianteiras são dirigíveis. O chassi 102 suporta o sistema de energia (ou planta)110 e uma cabina de operador 108, na qual interfaces de operador e controles (por exemplo, várias alavancas de comando, alavancas de interruptores, botões, telas sensíveis a toques, teclados, alto-falantes e microfones associados a um sistema de reconhecimento de voz) são providos.

[0022] Como mostrado esquematicamente, o sistema de energia 110 inclui um propulsor 120, um dispositivo de arranque-gerador integrado 130, uma bateria 140, e um controlador 150. O propulsor 120 pode ser um propulsor de combustão interna ou outra fonte de energia apropriada, que é apropriadamente acoplada para propulsionar o veículo de trabalho 100 por intermédio das rodas 104, ou autonomamente ou com base em comandos de um operador. A bateria 140 pode representar qualquer um ou mais de dispositivos de armazenamento de energia apropriados, que podem ser usados para prover energia elétrica para os vários sistemas do veículo de trabalho 100.

[0023] O dispositivo de arranque-gerador 130 acopla o propulsor 120 à bateria 140 de modo que o propulsor 120 e a bateria 140 possam seletivamente interagir em pelo menos três modos. Em um primeiro modo de partida de propulsor (ou a frio), o dispositivo de arranque-gerador 130 converte energia elétrica da bateria 140 em energia mecânica para acionar o propulsor 120 a uma velocidade relativamente alta, por exemplo, durante uma partida do propulsor relativamente frio. Em um segundo modo de partida de propulsor (ou impulsão) (a quente), o dispositivo de arranque-gerador 130 converte energia elétrica da bateria 140 em energia mecânica para acionar o propulsor 120 a uma velocidade relativamente baixa, por exemplo, durante uma partida do propulsor relativamente quente (ou para prover uma impulsão de propulsor). Em um terceiro modo ou modo de geração, o dispositivo de arranque-gerador 130 converte energia mecânica do propulsor 120 em energia elétrica para carregar a bateria 140. Detalhes adicionais com relação à operação do dispositivo de arranque-gerador 130 durante os modos de partida de propulsor (ou impulsão) e o modo de geração são providos abaixo.

[0024] Como introduzido acima, o controlador 150 pode ser considerado parte do sistema de energia 110 para controlar vários aspectos do veículo de trabalho 100, particularmente características do sistema de energia 110. O controlador 150 pode ser uma unidade de controlador eletrônico de veículo de trabalho (ECU) ou um controlador dedicado. Em algumas modalidades, o controlador 150 pode ser configurado para receber comandos de entrada e para formar uma interface com um operador por intermédio de uma interface homem-máquina ou interface de operador (não mostrada) e de vários sensores, unidades, e sistemas a bordo ou remotos ao veículo de trabalho 100; e em resposta, o controlador 150 gera um ou mais tipos de comandos para implementação pelo sistema de energia 110 e/ou vários sistemas de veículo de trabalho 100.

[0025] Geralmente, o controlador 150 pode ser configurado como dispositivos de computação com associados dispositivos processadores e arquiteturas de memória, como controladores hidráulicos, elétricos ou eletros-hidráulicos, ou de outra maneira. Como tal, o controlador 150 pode ser configurado para executar várias funcionalidades computacionais e de controle com relação ao sistema de energia 110 (e outras máquinas). O controlador 150 pode estar em comunicação eletrônica, hidráulica, ou outra, com vários outros sistemas ou dispositivos do veículo de trabalho 100. Por exemplo, o controlador 150 pode estar em comunicação eletrônica ou hidráulica com vários atuadores, sensores, e outros dispositivos dentro do (ou fora do) veículo de trabalho 100, incluindo vários dispositivos associados ao sistema de energia 110. Geralmente, o controlador 150 gera os sinais de comando com base em entrada de operador, condições operacionais, e rotinas e/ou programações armazenadas na memória. Em alguns exemplos, o controlador 150 pode adicionalmente ou alternativamente operar de forma autônoma sem a entrada a partir de um operador humano. O controlador 150 pode se comunicar com outros sistemas ou dispositivos (incluindo outros controladores) de várias maneiras conhecidas, incluindo por intermédio de um barramento de CAN (não mostrado), por intermédio de meios de comunicação sem fio ou hidráulicos, ou de outra maneira.

[0026] Adicionalmente, o sistema de energia 110 e/ou o veículo de trabalho 100 podem incluir um sistema hidráulico 152 com um ou mais válvulas de controle eletro-hidráulicas (por exemplo, válvulas solenoides) que facilitam o controle hidráulico dos vários sistemas de veículo, particularmente aspectos do dispositivo de arranque-gerador 130. O sistema hidráulico 152 pode incluir adicionalmente várias bombas, linhas, mangueiras, condutos, tanques, e similares. O sistema hidráulico 152 pode ser eletricamente ativado e controlado de acordo com sinais a partir do controlador 150. Em um exemplo e como discutido em maior detalhe abaixo, o sistema hidráulico 152 pode ser utilizado para engatar e/ou desengatar conjuntos de embreagem dentro do dispositivo de arranque-gerador 130, por exemplo, por aplicação e liberação de pressão hidráulica com base em sinais a partir do controlador 150. Outros mecanismos para controlar tais conjuntos de embreagem podem também ser providos.

[0027] Em um exemplo, o dispositivo de arranque-gerador 130 inclui um conjunto de transmissão de energia (ou transmissão) 132, uma máquina elétrica ou motor 134, e um inversor/dispositivo retificador 136, cada um dos quais pode ser operado de acordo com sinais de comando a partir do controlador 150. O conjunto de transmissão de energia 132 permite ao dispositivo de arranque-gerador 130 formar uma interface com o propulsor 120, particularmente por intermédio de um eixo de manivela (ou outro elemento de transferência de energia de propulsor) 122 do propulsor 120. O conjunto de transmissão de energia 132 pode incluir conjuntos de engrenagens em várias configurações para prover apropriados fluxos de energia e reduções de engrenagens, como descrito abaixo. O conjunto de transmissão de energia 132 variavelmente forma interface com a máquina elétrica 134 em duas diferentes direções de fluxo de energia de forma que a máquina elétrica 134 opera como um motor durante os modos de partida de propulsor e as um gerador durante o modo de geração. Em um exemplo, discutido abaixo, o conjunto de transmissão de energia 132 é acoplado à máquina elétrica 134 por intermédio de um arranjo de correia de transferência de energia. Esse arranjo, juntamente com as múltiplas razões de transmissão providas pelo conjunto de transmissão de energia 132, permite que a máquina elétrica 134 opere dentro da velocidade e faixas de torque ótimas em ambas as direções de fluxo de energia. O inversor/dispositivo retificador 136 permite ao dispositivo de arranque-gerador 130 formar uma interface com a bateria 140, tal como por intermédio de conexão direta ou de um barramento de energia de veículo 142. Em um exemplo, o inversor/dispositivo retificador 136 inverte energia de CC da bateria 140 em energia de CA durante os modos de partida de propulsor e retifica a energia de CA para energia de CC no modo de geração. Em algumas modalidades, o inversor/dispositivo retificador 136 pode ser um componente separado, ao invés de ser incorporado em um dispositivo de arranque-gerador 130. Embora não mostrado, o sistema de energia 110 pode também incluir um regulador de tensão apropriado, ou incorporado ao dispositivo de arranque-gerador 130 ou como um componente separado.

[0028] Referência é brevemente feita à figura 2, que representa uma vista isométrica parcial simplificada de um local de montagem de exemplo do dispositivo de arranque-gerador 130 em relação ao propulsor 120. Nesse exemplo, o dispositivo de arranque-gerador integrado 130 é montado diretamente e compactamente ao propulsor 120, de forma a não se projetar significantemente a partir do propulsor 120 (e assim aumentar o invólucro de espaço do compartimento de propulsor) ou interferir com várias linhas de encanamento e pontos de acesso (por exemplo, tubos de óleo e abertura de enchimento e similares). De forma notável, o dispositivo de arranque-gerador 130 pode geralmente ser montado no, ou perto do, propulsor 120, em um local apropriado para o acoplamento a um elemento de transferência de energia de propulsor (por exemplo, um eixo de manivela 122, como introduzido na figura 1).

[0029] Referência é adicionalmente feita à figura 3, que é um diagrama esquemático simplificado de um arranjo de correia de transferência de energia 200 entre o conjunto de transmissão de energia 132 e a máquina elétrica 134 do dispositivo de arranque-gerador 130. Deve ser notado que as figuras 2 e 3 representam uma integração física ou configuração de esboço, de exemplo, do dispositivo de arranque-gerador 130. Outros arranjos podem ser providos.

[0030] O conjunto de transmissão de energia 132 é montado ao propulsor 120 e pode ser suportado por uma placa de reação 124. Como mostrado, o conjunto de transmissão de energia 132 inclui um primeiro elemento de transferência de energia 133 que é acoplado de forma rotativa a um apropriado elemento de acionamento do propulsor 120 (por exemplo, manivela 122 da figura 1) e um segundo elemento de transferência de energia 135 na forma de um eixo se estendendo em um lado oposto do conjunto de transmissão de energia 132 a partir do primeiro elemento de transferência de energia 133. Similarmente, a máquina elétrica 134 é montada ao propulsor 120 e inclui outro elemento de transferência de energia 137.

[0031] O arranjo de correia de transferência de energia 200 inclui uma primeira polia 210, arranjada no segundo elemento de transferência de energia 135 do conjunto de transmissão de energia 132, uma segunda polia 220 arranjada no elemento de transferência de energia 137 da máquina elétrica 134, e uma correia 230 que acopla de forma rotativa a primeira polia 210 à segunda polia 220, para a rotação coletiva. Como descrito em maior detalhe abaixo, durante os modos de partida de propulsor, a máquina elétrica 134 puxa a correia 230 para girar as polias 210, 220 em uma primeira direção de relógio D1 para acionar o conjunto de transmissão de energia 132 (e assim o propulsor 120); e durante o modo de geração, o conjunto de transmissão de energia 132 permite ao propulsor 120 puxar a correia 230 e girar as polias 210, 220 em uma segunda direção de relógio D2 para acionar a máquina elétrica 134.

[0032] Como um resultado da configuração bidirecional, o arranjo de correia de transferência de energia 200 pode incluir somente um único tensionador de correia 240 para aplicar tensão a um único lado da correia 230 em ambas as direções D1, D2. O uso de um único tensionador de correia 240 para tensionar a correia 230 é vantajoso, pelo fato de que reduz partes e complexidade em comparação com um projeto que requer múltiplos tensionadores de correia. Como descrito abaixo, a configuração bidirecional e associado arranjo de correia de transferência de energia 200, simplificado, são permitidos pela natureza bidirecional do jogo de engrenagem no conjunto de transmissão de energia 132. Adicionalmente, uma diferença nas circunferências da primeira e segunda polias 210, 220 provê uma alteração na razão de transmissão entre o conjunto de transmissão de energia 132 e a máquina elétrica 134. Em um exemplo, o arranjo de correia de transferência de energia 200 pode prover uma razão de transmissão de entre 3:1 - 5:1, particularmente uma razão de 4:1.

[0033] Em um exemplo, a figura 4 representa uma vista de seção transversal do conjunto de transmissão de energia 132 que pode ser implementado no dispositivo de arranque-gerador 130. Como mostrado, o conjunto de transmissão de energia 132 pode ser considerado ser uma unidade com um alojamento anular 302, configurado para alojar vários componentes do conjunto de transmissão de energia 132. O alojamento 302 pode ser fixamente montado ao propulsor 120, como refletido na figura 2. Como descrito abaixo, o alojamento 302 pode incluir um número de flanges e elementos internos, que interagem com, ou suportam de outra maneira, os componentes internos d do conjunto de transmissão de energia 132.

[0034] Na vista da figura 4, um primeiro lado 304 do alojamento 302 é orientado na direção para a máquina elétrica 134, e um segundo lado 306 do alojamento 302 é orientado na direção para o propulsor 120. No primeiro lado 304, o conjunto de transmissão de energia 132 inclui um eixo de entrada 310 que forma uma interface com a máquina elétrica 134 (por exemplo, por intermédio do arranjo de correia de transferência de energia 200). Em particular, o eixo de entrada 310 é fixo ao elemento de transferência de energia 135, descrito acima com referência às figuras 1 e 2. Deve ser notado que, embora o eixo 310 seja descrito como um eixo de “entrada”, ele pode transferir energia tanto para dentro quanto para fora do conjunto de transmissão de energia 132, dependendo do modo, como descrito abaixo.

[0035] O eixo de entrada 310 inclui uma base ou cubo 312, que é geralmente oco e centrado em torno de um eixo geométrico de rotação primário 300 do conjunto de transmissão de energia 132. O eixo de entrada 310 inclui adicionalmente um flange de eixo de entrada 314 com uma extremidade geralmente se estendendo em uma direção radial a partir do eixo de entrada base 312. Um elemento de embreagem de eixo de entrada 316 é posicionado na outra extremidade do flange de eixo de entrada 314 e inclui um conjunto de placas 315 que se estende para dentro e um conjunto de placas 317, que se estende para fora. Como descrito em maior detalhe abaixo, o eixo de entrada 310 é suportado por mancais 318 para girar em relação ao alojamento 302.

[0036] O conjunto de transmissão de energia 132 inclui adicionalmente um jogo de engrenagem planetárias 320, arranjado dentro do alojamento 302. Como descrito abaixo, o jogo de engrenagem 320 é um jogo de engrenagem planetárias de dois estágios e geralmente permite ao conjunto de transmissão de energia 132 formar uma interface com a máquina elétrica 134 (por exemplo, por intermédio do arranjo de correia de transferência de energia 200) e o propulsor 120 (por exemplo, por intermédio do acoplamento direto ao eixo de manivela 122 do propulsor 120). Embora um exemplo configuração do jogo de engrenagem 320 seja descrito abaixo, outras modalidades podem ter diferentes configurações.

[0037] Em um exemplo, o jogo de engrenagem 320 inclui uma engrenagem solar de primeiro estágio 322 é formado por um eixo 324 com primeira e segunda extremidades 325, 326. A primeira extremidade 325 de um eixo de engrenagem solar de primeiro estágio 324 é orientada na direção para o primeiro lado 304 do conjunto de transmissão de energia 132, e a segunda extremidade 326 é orientada na direção para o segundo lado 306 do conjunto de transmissão de energia 132. Como descrito em maior detalhe abaixo, um primeiro conjunto de embreagem 362 é fixado por estrias ou fixado de outra maneira em um eixo de engrenagem solar de primeiro estágio 324, em uma posição próxima à primeira extremidade 325. A segunda extremidade 326 de um eixo de engrenagem solar de primeiro estágio 324 inclui uma pluralidade de dentes ou estrias que engrenam com um jogo de engrenagem planetárias de primeiro estágio 328.

[0038] Em um exemplo, as engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 incluem uma única fileira circunferencial de uma ou mais engrenagens planetárias, embora outras modalidades possam incluir fileiras radialmente empilhadas, cada uma com um número ímpar de engrenagens planetárias. As engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 são suportadas por um suporte de planetas de primeiro estágio 330, que circunscreve o eixo 324 da engrenagem solar de primeiro estágio 322 e é pelo menos parcialmente formado por primeira e segunda placas de suporte 332, 334, axialmente confrontantes, se estendendo radialmente. As placas de suporte de primeiro estágio 332, 334 incluem flanges que se estendem radialmente, que, cada um provê uma fileira de locais de montagem para receber eixos que se estendem através de, e suportam, as engrenagens planetárias de primeiro estágio 328, para a rotação. Como tal, nesse arranjo, cada um dos eixos de planeta respectivamente forma um eixo geométrico de rotação individual para cada uma das engrenagens planetárias de primeiro estágio 328, e o suporte de planeta de primeiro estágio 330 permite que o jogo de engrenagem planetárias de primeiro estágio 328 gire coletivamente em torno da engrenagem solar de primeiro estágio 322.

[0039] O jogo de engrenagem 320 inclui adicionalmente uma engrenagem anular 336 que circunscreve a engrenagem solar de primeiro estágio 322 e as engrenagens planetárias de primeiro estágio 328. A engrenagem anular 336 inclui dentes radialmente internos que engatam os dentes das engrenagens planetárias de primeiro estágio 328. Como tal, as engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 se estendem entre, e engatam com, a engrenagem solar de primeiro estágio 322 e a engrenagem anular 336.

[0040] A engrenagem anular 336 é posicionada sobre mancais 338 para girar em relação ao alojamento estacionário 302. Com relação ao jogo de engrenagem planetárias 320, a engrenagem anular 336 pode funcionar como o elemento de transferência de energia 133 em relação ao propulsor 120. Em particular, a engrenagem anular 336 inclui um número de castelações 340 que se estendem axialmente em torno da circunferência da face axial que confronta o propulsor 120. As castelações 340 engatam e rotativamente fixam a engrenagem anular 336 ao eixo de manivela 122 do propulsor 120.

[0041] O jogo de engrenagem 320 inclui adicionalmente uma engrenagem solar de segundo estágio 342 formada por um eixo geralmente oco 344 que circunscreve a engrenagem solar de primeiro estágio 322 e se estende entre a primeira e a segunda extremidades 346, 348. O suporte de planeta de primeiro estágio 330 tem um engate estriado com, ou é de outra maneira fixado a, o eixo de engrenagem solar de segundo estágio 344, próximo à primeira extremidade 346. Como descrito em maior detalhe abaixo, um segundo conjunto de embreagem 362 pode ser montado no eixo de engrenagem solar de segundo estágio 344 em uma posição próxima à segunda extremidade 348.

[0042] Adicionalmente, o eixo de engrenagem solar de segundo estágio 344 pode incluir uma série de estrias que engrenam com um jogo de engrenagem planetárias de segundo estágio 350. As engrenagens planetárias de segundo estágio 350 são suportadas por um suporte de planeta de segundo estágio 352, formado por primeira e segunda placas de suporte de planeta 354, 356. As engrenagens planetárias de segundo estágio 350 são posicionadas para engatar adicionalmente com a engrenagem anular 336. As engrenagens planetárias de segundo estágio 350 têm, cada, um eixo que se estende entre as duas placas de suporte 354, 356, que permitem que cada engrenagem de planeta 350 gire em relação ao suporte de planeta 352 em torno do respectivo eixo. Como tal, as engrenagens planetárias de segundo estágio 350 são posicionadas entre, e engatam com cada uma de, a engrenagem solar de segundo estágio 342 e a engrenagem anular 336. Em alguns exemplos, cada engrenagem planetária de segundo estágio 350 tem um número diferente de dentes que correspondem, cada, à engrenagem planetária de primeiro estágio 328, enquanto em outros exemplos, cada engrenagem planetária de segundo estágio 350 tem o mesmo número de dentes que cada correspondente engrenagem de primeiro estágio 328.

[0043] O suporte de planeta de segundo estágio 352 pode incluir adicionalmente um cubo de suporte de planeta anular 358, que se estende em uma direção axial a partir de uma das placas de suporte de planeta 356. Como descrito em maior detalhe abaixo, um conjunto de embreagem de sobrecarga (ou terceiro) 360 pode ser arranjado entre o suporte de planeta de segundo estágio cubo 358 e o alojamento 302, o que permite que o suporte de planeta de segundo estágio 352 seja fixado ao alojamento 302 em uma direção rotacional e o suporte de planeta de segundo estágio 352 gire em relação ao alojamento 302 na outra direção rotacional.

[0044] Em adição ao conjunto de embreagem de sobrecarga 360, e como introduzido acima, o jogo de engrenagem 320 inclui adicionalmente um ou mais conjuntos de embreagem 362, 378, que operam como componentes de aplicação de torque que seletivamente engatam e desengatam para modificar a transferência de torque dentro do jogo de engrenagem 320, e assim, entre o propulsor 120 e a máquina elétrica 134. Embora implementações de exemplo dos conjuntos de embreagem 362, 378 sejam descritas abaixo, qualquer das várias configurações de embreagem pode ser usada, incluindo, por exemplo, embreagens de roletes, embreagens de rodas livres, embreagens de cunha, embreagens de sobrecarga, embreagens hidráulicas, engrenagens de molas, e díodos mecânicos.

[0045] Qualquer mecanismo apropriado para engatar e desengatar o primeiro e o segundo conjuntos de embreagem 362, 378 pode ser provido. Em um exemplo, o primeiro e o segundo conjuntos de embreagem 362, 378 podem ser ativamente engatados ou desengatados, como um resultado da pressão hidráulica que reposiciona os respectivos elementos de embreagem. Em um exemplo e esquematicamente mostrado em a figura 4, o controlador 150 pode comandar uma ou mais válvulas de controle 154, 156 do sistema hidráulico 152 para aplicar e liberar pressão hidráulica nos conjuntos de embreagem 362, 378 com fluido a partir de uma fonte de fluido. Como discutido em maior detalhe abaixo, a primeira válvula de controle 154 é associada ao primeiro conjunto de embreagem 362, e a segunda válvula de controle 156 é associada ao segundo conjunto de embreagem 378. Coletivamente, uma ou mais das válvulas de controle 154, 156, do sistema hidráulico 152, conjunto de transmissão de energia 132, e do controlador 150 podem ser considerados um sistema de controle de energia 112 que funciona para implementar o trajeto de fluxo de energia apropriado entre o propulsor 120 e a máquina elétrica 134.

[0046] O primeiro conjunto de embreagem 362 é funcionalmente posicionado entre o eixo de entrada 310 e a engrenagem solar de primeiro estágio 322. Em uma primeira ou posição engatada, o primeiro conjunto de embreagem 362 funcionalmente trava o eixo de entrada 310 à engrenagem solar de primeiro estágio 322 para a rotação coletiva, e em uma segunda posição ou posição desengatada, o primeiro conjunto de embreagem 362 funcionalmente desacopla o eixo de entrada 310 da engrenagem solar de primeiro estágio 322 para a rotação independente. Em uma modalidade, como discutido em maior detalhe abaixo, o primeiro conjunto de embreagem 362 pode ser considerado um mecanismo de engate e desengate de “mola aplicada, hidraulicamente liberada”. Como um resultado, o primeiro conjunto de embreagem 362 pode ser referenciado abaixo como um conjunto de embreagem de “MAHL” 362. Detalhes adicionais acerca da estrutura e operação do conjunto de embreagem de MAHL 362 são providos abaixo.

[0047] Em adição à figura 4, referência é feita adicionalmente à figura 5, que é uma vista mais detalhada de uma porção da figura 4. Como mostrado, o conjunto de embreagem de MAHL 362 inclui um cubo de embreagem de MAHL 364, que é montado em, e engatado para rotação com, a engrenagem solar de primeiro estágio 322. Um conjunto de mancal 374 pode ser arranjado entre o cubo de embreagem de MAHL 364 e o eixo de entrada 310 para possibilitar a rotação relativa. O flange de embreagem de MAHL 366 se estende radialmente para fora a partir do cubo de embreagem de MAHL 364 e inclui um conjunto de placas de embreagem de MAHL 368 em uma extremidade radial. As placas de embreagem de MAHL 368 se estendem radialmente para fora a partir do flange de embreagem de MAHL 366 e são posicionadas em uma fileira axial de forma a serem intercaladas entre o conjunto de placas se estendendo para dentro 315 do elemento de embreagem de eixo de entrada 316.

[0048] O conjunto de embreagem de MAHL 362 inclui adicionalmente uma mola de embreagem de MAHL 370 e um êmbolo de MAHL 372, que operam para reposicionar o conjunto de embreagem de MAHL 362 entre a posição engatada e a posição desengatada. A mola de embreagem de MAHL 370 pode ser arranjada em qualquer posição apropriada, incluindo entre o flange de eixo de entrada 314 e o flange de embreagem de MAHL 366. Durante a operação, a mola de embreagem de MAHL 370 funciona para impulsionar o conjunto de embreagem de MAHL 362 para a posição engatada de forma que as placas de embreagem de MAHL 368 friccionalmente engatem as placas de elemento de embreagem de eixo de entrada 315 do elemento de embreagem de eixo de entrada 316, travando assim o conjunto de embreagem de MAHL 362 e a engrenagem solar de primeiro estágio 322 em engate rotacional com o elemento de embreagem de eixo de entrada 316 e o eixo de entrada 310.

[0049] O êmbolo de MAHL 372 é acoplado às placas de embreagem de MAHL 368 e é posicionado em relação ao elemento de embreagem de eixo de entrada 316 para formar uma cavidade 376. Como mostrado esquematicamente, a cavidade 376 é acoplada fluidamente a uma fonte de pressão de fluido a partir do sistema hidráulico 152 por intermédio da primeira válvula de controle 154, que seletivamente provê e libera fluido para dentro e para fora da cavidade 376. Como notado acima, a primeira válvula de controle 154 pode receber sinais de comando a partir do controlador150 para fornecer e liberar pressão de fluido dentro da cavidade 376. Quando a válvula de controle 156 é comandada para fornecer fluido para a cavidade 376, a força hidráulica sobre o êmbolo de MAHL 372 funciona para superar a força da mola de embreagem de MAHL 370 e impulsionar de embreagem de MAHL 368 para fora do engate com as placas de elemento de embreagem de eixo de entrada 315 e para a posição desengatada. Subsequentemente, o controlador 150 pode comandar a primeira válvula de controle 154 para liberar a pressão hidráulica de forma que a mola de embreagem de MAHL 370 reposicione o conjunto de embreagem de MAHL 362 de volta para a posição engatada.

[0050] O segundo conjunto de embreagem 378 é funcionalmente posicionado entre o eixo de entrada 310 e a engrenagem solar de segundo estágio 342. Em uma primeira ou posição engatada, o segundo conjunto de embreagem 378 funcionalmente trava o eixo de entrada 310 à engrenagem solar de segundo estágio 342 para a rotação coletiva, e, em uma segunda posição, ou posição desengatada, o segundo conjunto de embreagem 378 funcionalmente desacopla o eixo de entrada 310 a partir da engrenagem solar de segundo estágio 342 para a rotação independente. Em uma modalidade, como discutida em maior detalhe abaixo, o segundo conjunto de embreagem 378 pode ser considerado um mecanismo de engate e desengate “hidraulicamente aplicado, de mola liberada” (hydraulically applied, spring released). Como um resultado, o segundo conjunto de embreagem 378 pode ser referenciado abaixo como um conjunto de embreagem de “HAML” (“HASR”) 378. Detalhes adicionais acerca da estrutura e operação do conjunto de embreagem de HAML 378 são providos abaixo.

[0051] O conjunto de embreagem de HAML 378 é formado por um cubo de HAML 382, que é montado em, e engatado para rotação com, a engrenagem solar de segundo estágio 342. A HAML flange 380 se estende a partir do cubo de HAML 382 e inclui placas de HAML se estendendo para dentro 384. As placas de embreagem de HAML 384 se estendem radialmente para fora a partir do flange de HAML 380 e são posicionadas em uma fileira axial de forma a serem intercaladas entre o conjunto de placas se estendendo para fora 317 do elemento de embreagem de eixo de entrada 316.

[0052] O conjunto de embreagem de HAML 378 inclui adicionalmente uma mola de HAML 386 e êmbolo de HAML 388, que operam para reposicionar o conjunto de embreagem de HAML 378 entre uma posição engatada e uma posição desengatada. A mola de embreagem de HAML 386 (esquematicamente mostrada) pode ser arranjada em qualquer posição apropriada, incluindo entre o elemento de embreagem de eixo de entrada 316 e as placas de embreagem de HAML 384.

[0053] O êmbolo de HAML 388 é acoplado às placas de embreagem de HAML 384 e é posicionado em relação ao elemento de embreagem de eixo de entrada 316 para formar uma cavidade 390. Como mostrado esquematicamente, a cavidade 376 é acoplada fluidamente a uma segunda fonte de pressão de fluido a partir do sistema hidráulico 152 por intermédio da segunda válvula de controle 156, que seletivamente provê e libera fluido para dentro e para fora da cavidade 390. Como notado acima, a segunda válvula de controle 156 pode receber sinais de comando a partir do controlador 150 para fornecer pressão de fluido para a cavidade 390. A pressão de fluido na cavidade 390 opera para superar a força de a mola de embreagem de HAML 386 e impulsionar o conjunto de embreagem de HAML 378 para a posição engatada de forma que as placas de embreagem de HAML 384 friccionalmente engatem as placas de elemento de embreagem de eixo de entrada 317 do elemento de embreagem de eixo de entrada 316, travando assim o conjunto de embreagem de HAML378 e a engrenagem solar de segundo estágio 342em engate rotacional com o elemento de embreagem de eixo de entrada 316 e o eixo de entrada 310. Geralmente, a mola de embreagem de HAML 386 pode ter uma menor força de mola que a mola de embreagem de MAHL 370. Em alguns exemplos, a mola de embreagem de HAML 386 pode ser omitida ou outro arranjo pode ser provido para retornar o êmbolo de HAML 388.

[0054] Na liberação da pressão hidráulica na cavidade 390, a mola de embreagem de HAML 386 funciona para impulsionar o conjunto de embreagem de HAML 378 para a posição desengatada de forma que as placas de embreagem de HAML 384 sejam separadas das placas de elemento de embreagem de eixo de entrada 315, permitindo assim a rotação mutuamente independente da engrenagem solar de segundo estágio 342 e do eixo de entrada 310.

[0055] Como introduzido acima, os elementos de trajeto de fluxo de energia variáveis do conjunto de transmissão de energia 132 incluem adicionalmente o conjunto de embreagem de sobrecarga 360 arranjado entre o suporte de planeta de segundo estágio cubo 358 e o alojamento 302. O conjunto de embreagem de sobrecarga 360 é um elemento passivo que permite ao suporte de planeta de segundo estágio 352 ser fixado ao alojamento 302 em uma direção rotacional (por exemplo, a primeira direção de relógio D1) e O suporte de planeta de segundo estágio 352 para girar em relação ao alojamento 302 na outra direção rotacional (por exemplo, a segunda direção de relógio D2), como discutido em maior detalhe abaixo.

[0056] Como introduzido acima, o conjunto de transmissão de energia 132 pode ser operado para funcionar seletivamente em um de três modos diferentes, incluindo: um primeiro modo de partida de propulsor, ou baixo modo de partida de propulsor, no qual o conjunto de transmissão de energia 132 transfere energia da bateria 140 para o propulsor 120 com uma primeira razão de transmissão de partida; um segundo modo de partida de propulsor, ou modo de partida de propulsor a quente, no qual o conjunto de transmissão de energia 132 transfere energia da bateria 140 para o propulsor 120 com uma segunda razão de transmissão de partida; e um modo de geração, no qual o conjunto de transmissão de energia 132 transfere energia a partir do propulsor 120 à bateria 140. Comparativamente, os modos de partida de propulsor são velocidade relativamente baixa e saída de torque relativamente alto, e o modo de geração é de velocidade relativamente alta e saída de torque relativamente baixa. Em alguns cenários de arranjos, o modo de partida de propulsor a quente pode também ser considerado um modo de impulsão no qual o conjunto de transmissão de energia 132 transfere energia da bateria 140 para o propulsor 120 quando o propulsor 120 já está operando. Como tal, o conjunto de transmissão de energia 132 e o arranjo de correia de transferência de energia 200 são bidirecionais e têm diferentes relações de transmissão para transferir energia em diferentes direções de fluxo de energia e ao longo de diferentes trajetos de fluxo de energia, dependendo do modo. Os trajetos de fluxo de energia dos diferentes modos são descritos abaixo com referência às figuras 6 a 8, em que setas são providas para representar esquematicamente os fluxos de energia.

[0057] Referência é inicialmente feita à figura 6, que é uma vista de seção transversal do conjunto de transmissão de energia 132 similar àquela da figura 4, anotada com setas de fluxo de energia. As setas de fluxo de energia das figuras 6 particularmente representam a operação do conjunto de transmissão de energia 132 no modo de partida de propulsor a frio.

[0058] No modo de partida de propulsor a frio, o propulsor 120 está inicialmente inativo, e a ativação da ignição por um operador na cabina 108 do veículo de trabalho 100 energiza a máquina elétrica 134 para operar como um motor. Em particular e adicionalmente com referência à figura 3, a máquina elétrica 134 gira a polia 220 na primeira direção de relógio D1, acionando assim a correia 230 e polia 210 na primeira direção de relógio D1. A polia 210 aciona o elemento 135, e assim o eixo de entrada 310, na primeira direção de relógio D1. No modo de partida de propulsor a frio, o conjunto de embreagem de MAHL 362 é engatado e o conjunto de embreagem de HAML 378 é desengatado. Uma vez que o conjunto de embreagem de MAHL 362 é engatado, o eixo de entrada 310 é travado para a rotação com o eixo de engrenagem solar de primeiro estágio 324. Como tal, a rotação do eixo de entrada 310 aciona a rotação de a engrenagem solar de primeiro estágio 322, e por sua vez, a rotação da engrenagem solar de primeiro estágio 322 aciona a rotação das engrenagens planetárias de primeiro estágio 328.

[0059] As engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 acionam o suporte de planeta de primeiro estágio 330, que, como notado acima, é fixado por estrias à engrenagem solar de segundo estágio 342. Como um resultado, o suporte de planeta de primeiro estágio 330 aciona a engrenagem solar de segundo estágio 342 e assim as engrenagens planetárias de segundo estágio 350 na primeira direção de relógio D1. Por ocasião do movimento na primeira direção de relógio D1, o conjunto de embreagem de sobrecarga 360 é engatado de forma que o suporte de planeta de segundo estágio 352 seja fixado ao alojamento estacionário 302 e prevenido de girar.

[0060] Uma vez que o número de engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 no trajeto de fluxo de energia é um número ímpar (por exemplo, 1), as engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 acionam a engrenagem anular 336 na direção oposta (por exemplo, na segunda direção de relógio D2) em relação à engrenagem solar de primeiro estágio 322 girando na primeira direção de relógio D1. Como notado acima, a engrenagem anular 336 funciona como o elemento de transferência de energia 133 para formar uma interface com o eixo de manivela 122 do propulsor 120 para acionar e facilitar a partida do propulsor. Com efeito, durante o modo de partida de propulsor a frio, o conjunto de transmissão de energia132 opera como uma configuração de sol dentro, anel fora.

[0061] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de energia 132 provê uma razão de transmissão de 15:1 na direção de fluxo de energia do modo de partida de propulsor a frio. Em outras modalidades, outras razões de transmissão (por exemplo, 10:1 - 30:1) podem ser providas. Considerando uma razão de transmissão de 4:1 do arranjo de correia de transferência de energia 200, uma razão de transmissão resultante de 60:1 (por exemplo, aproximadamente 40:1 a cerca de 120:1) pode ser obtida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de partida de propulsor a frio. Como tal, se, por exemplo, a máquina elétrica 134 estiver girando a 10.000 RPM, o eixo de manivela 122 do propulsor 120 gira em torno de 100-150 RPM. Consequentemente, a máquina elétrica 134 pode assim ter velocidades de operação normais com velocidade relativamente mais baixa e saída de torque mais alta para a partida a frio do propulsor.

[0062] Referência é agora feita à figura 7, que é uma vista de seção transversal do conjunto de transmissão de energia 132, similar àquela da figura 4, anotada com setas de fluxo de energia. As setas de fluxo de energia das figuras 7 particularmente representam a operação do conjunto de transmissão de energia 132 no modo de partida de propulsor a quente.

[0063] No modo de partida de propulsor a quente, o propulsor 120 pode ser inativo ou ativo. Em qualquer caso, o controlador 150 energiza a máquina elétrica 134 para operar como um motor. Em particular e adicionalmente com referência à figura 3, a máquina elétrica 134 gira a polia 220 na primeira direção de relógio D1, acionando assim a correia 230 e polia 210 na primeira direção de relógio D1. A polia 210 aciona o elemento 135, e assim o eixo de entrada 310, na primeira direção de relógio D1. No modo de partida de propulsor a quente, o conjunto de embreagem de HAML 378 é engatado e o conjunto de embreagem de MAHL 362 é desengatado. Uma vez que o conjunto de embreagem de HAML 378 é engatado, o eixo de entrada 310 é travado para rotação com a engrenagem solar de segundo estágio 342. Como tal, a rotação do eixo de entrada 310 aciona a rotação de a engrenagem solar de segundo estágio 342, e por sua vez, rotação de a engrenagem solar de segundo estágio 342 aciona a rotação das engrenagens planetárias de segundo estágio 350. As engrenagens planetárias de segundo estágio 350 são montadas no suporte de planeta de segundo estágio 352. Por ocasião do movimento na primeira direção de relógio D1, o conjunto de embreagem de sobrecarga 360 engata de forma que o suporte de planeta de segundo estágio 352 seja fixado ao alojamento estacionário 302 e prevenido girar. Uma vez que a posição do suporte de planeta de segundo estágio 352 é travada pelo conjunto de embreagem de sobrecarga 360, a rotação de engrenagens planetárias de segundo estágio 350 por a engrenagem solar de segundo estágio 342 opera para acionar a engrenagem anular 336.

[0064] Uma vez que o número de engrenagens planetárias de segundo estágio 350 no trajeto de fluxo de energia é um número ímpar (por exemplo, 1) na direção radial, as engrenagens planetárias de segundo estágio 350 acionam a engrenagem anular 336 na direção oposta (por exemplo, a segunda direção de relógio D2) em relação à engrenagem solar de segundo estágio 342 girando na primeira direção de relógio D1. Como notado acima, a engrenagem anular 336 funciona como o elemento de transferência de energia 133formar interface com o eixo de manivela 122 do propulsor 120 para acionar e facilitar a partida do propulsor. Com efeito, durante o modo de partida de propulsor a quente, o conjunto de transmissão de energia132 opera como uma configuração de sol dentro, anel fora, embora em uma razão de transmissão mais baixa em comparação com o modo de partida de propulsor a frio resultante do uso da razão das engrenagens planetárias de segundo estágio 350, em oposição à razão composta das engrenagens planetárias de primeiro estágio e de segundo estágio 328, 350.

[0065] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de energia 132 provê uma razão de transmissão de 4:1 na direção de fluxo de energia do modo de partida de propulsor a quente. Em outras modalidades, outras razões de transmissão (por exemplo, 3:1 - 7:1) podem ser providas. Considerando uma razão de transmissão de 4:1 a partir do arranjo de correia de transferência de energia 200, uma razão de transmissão resultante de 16:1 (por exemplo, aproximadamente 12:1 a aproximadamente 28:1) pode ser obtida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de partida de propulsor a quente. Como tal, se, por exemplo, a máquina elétrica 134 estiver girando a 10.000 RPM, o eixo de manivela 122 do propulsor 120 gira a cerca de 600-700 RPM. Consequentemente, a máquina elétrica 134 pode ter assim velocidades de operação normais com uma velocidade relativamente mais baixa e saída de torque mais alta para a partida do propulsor ou impulsão.

[0066] Referência é feita à figura 8, que é uma vista de seção transversal secional parcial do conjunto de transmissão de energia 132, similar àquela da figura 4, anotada com setas de fluxo de energia. As setas de fluxo de energia da figura 8 particularmente representam a operação do conjunto de transmissão de energia 132 no modo de geração.

[0067] Subsequentemente a qualquer um ou ambos dos modos de partida de propulsor, o propulsor 120 começa a se acelerar acima da velocidade rotacional provida pelo conjunto de transmissão de energia 132, e a máquina elétrica 134 é comandada para desacelerar e para cessar de prover torque para energizar o conjunto de transmissão 132. Depois do propulsor 120 ter estabilizado em uma suficiente velocidade e a máquina elétrica 134 ter suficientemente desacelerado ou parado, cada um dos conjuntos de embreagem de MAHL E DE HAML 362, 378 são engatados para operar o conjunto de transmissão de energia 132 no modo de geração. No modo de geração, o propulsor 120 gira o eixo de manivela 122 e o elemento de transferência de energia 133 que está engatado com a engrenagem anular 336, acionando assim a engrenagem anular 336 na segunda direção de relógio D2. A engrenagem anular 336 aciona as engrenagens planetárias de primeiro estágio 328 e as engrenagens planetárias de segundo estágio 350, as quais respectivamente acionam a engrenagem solar de primeiro estágio 322 e a engrenagem solar de segundo estágio 342. No modo de geração, o conjunto de embreagem de sobrecarga 360 é desengatado. Uma vez que o conjunto de embreagem de MAHL 362 e o conjunto de engrenagem de HAML 378 são engatados, a rotação das engrenagens solares de primeiro estágio e de segundo estágio 322, 342 é transferida para o eixo de entrada 310 por intermédio do elemento de embreagem de eixo de entrada 316. Por conseguinte, quando a engrenagem anular 336 gira na segunda direção de relógio D2, o eixo de entrada 310 é acionado e similarmente gira na segunda direção de relógio D2 na mesma taxa de rotação. Como notado acima, o eixo de entrada 310 é conectado com, e provê energia de saída para, a máquina elétrica 134 na segunda direção de relógio D2 por intermédio do arranjo de correia de transferência de energia 200. Com efeito, durante o modo de geração, o conjunto de transmissão de energia 132 opera como uma configuração de anel para dentro, sol para fora.

[0068] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de energia 132 provê a 1:1 razão de transmissão na direção de fluxo de energia do modo de geração. Em outras modalidades, outras razões de transmissão podem ser providas. Considerando uma razão de transmissão de 4:1 a partir do arranjo de correia de transferência de energia 200, uma razão de transmissão de 4:1 resultante pode ser obtida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de geração. Como um resultado, a máquina elétrica 134 pode ter assim velocidades de operação normais em ambas as direções de fluxo de energia com saída de torque relativamente baixa durante a geração de energia.

[0069] O conjunto de transmissão de energia 132, discutido acima com referência às figuras 1 a 8, inclui trajetos de fluxo de energia, nos quais os conjuntos de embreagem ativa 362, 378 são atuados por válvulas de controle dedicadas 154, 156. Outros mecanismos podem ser providos.

[0070] Referência é agora feita à figura 9, que é uma vista de seção transversal de um conjunto de transmissão de energia 400, que pode ser implementado para formar um dispositivo de arranque-gerador 130 de acordo com outra modalidade. Referência adicional é feita às figuras 10 a 12, que são vistas parciais mais detalhadas do conjunto de transmissão de energia 400. Nessa modalidade, o conjunto de transmissão de energia 400 está acoplado fluidamente ao sistema hidráulico 152 (como acima) por intermédio de uma única válvula de controle 158, com base em sinais de comando a partir do controlador 150 (como acima). Coletivamente, uma ou mais das válvulas de controle 158, do sistema hidráulico 152, do conjunto de transmissão de energia 132, e do controlador 150 podem ser considerados um sistema de controle de energia 114 que funciona para implementar o trajeto de fluxo de energia apropriado entre o propulsor 120 e a máquina elétrica 134.

[0071] A menos que notado ao contrário, o conjunto de transmissão de energia 400 é similar ao conjunto de transmissão de energia 132 discutido acima. Em particular, o conjunto de transmissão de energia 400 inclui um jogo de engrenagem 420 com um eixo de entrada 410, uma engrenagem solar de primeiro estágio 422, engrenagens planetárias de primeiro estágio 428, suporte de planeta de primeiro estágio 430, uma engrenagem anular 436, uma engrenagem solar de segundo estágio 442, engrenagens planetárias de segundo estágio 450, e suporte de planeta de segundo estágio 452, como acima. O conjunto de transmissão de energia 400 inclui adicionalmente uma embreagem de sobrecarga 460, um primeiro conjunto de embreagem, ou conjunto de embreagem de MAHL 462, e um segundo conjunto de embreagem ou conjunto de embreagem de HAML 478. Como acima, durante o modo de partida de propulsor a frio, o primeiro conjunto de embreagem 462 é engatado de forma que energia flua a partir do eixo de entrada 410, através da engrenagem solar de primeiro estágio 422, através das engrenagens planetárias de primeiro estágio 428, e para fora da engrenagem anular 436; durante o modo de partida de propulsor a quente, o segundo conjunto de embreagem 478 é engatado de forma que energia flua a partir do eixo de entrada 410, através de a engrenagem solar de segundo estágio 442, através das engrenagens planetárias de segundo estágio 450, e out de a engrenagem anular 436; e durante o modo de geração, o primeiro e o segundo conjuntos de embreagem 462, 478 são engatados de forma que energia flua a partir da engrenagem anular 436, através das engrenagens planetárias de primeiro estágio e de segundo estágio 428, 450, através das engrenagens solares de primeiro estágio e de segundo estágio 422, 442, e para fora do eixo de entrada 410.

[0072] Como mostrado, o conjunto de embreagem de MAHL 462 inclui um cubo de embreagem de MAHL 464, que é montado em, e engatado para rotação com, a engrenagem solar de primeiro estágio 422. Um flange de embreagem de MAHL 466 se estende radialmente para fora a partir do cubo de embreagem de MAHL 464 e inclui um conjunto de placas de embreagem de MAHL 468 em uma extremidade radial. As placas de embreagem de MAHL 468 se estendem radialmente para fora a partir do flange de embreagem de MAHL 466 e são posicionadas em uma fileira axial de forma a serem intercaladas entre o conjunto de placas se estendendo para dentro 415 do elemento de embreagem de eixo de entrada 416. O conjunto de embreagem de MAHL 462 inclui adicionalmente uma mola de embreagem de MAHL 470 e um êmbolo de MAHL 472, que operam para reposicionar o conjunto de embreagem de MAHL 462 entre a posição engatada e a posição desengatada. Durante operação, A mola de embreagem de MAHL 470 funciona para impulsionar o conjunto de embreagem de MAHL 462 para a posição engatada de forma que as placas de embreagem de MAHL 468 friccionalmente engatam as placas de elemento de embreagem de eixo de entrada 415 do elemento de embreagem de eixo de entrada 416, travando assim o conjunto de embreagem de MAHL 462 e a engrenagem solar de primeiro estágio 422 em engate rotacional com o elemento de embreagem de eixo de entrada 416 e o eixo de entrada 410. O êmbolo de MAHL 472 é acoplado às placas de embreagem de MAHL 468 e é posicionado em relação ao elemento de embreagem de eixo de entrada 416 para formar uma cavidade 476. Como mostrado esquematicamente, a cavidade 476 é acoplada fluidamente a uma fonte de pressão de fluido, descrita abaixo. Quando fluido é introduzido à cavidade 476, a força hidráulica sobre o êmbolo de MAHL 472 funciona para superar a força da mola de embreagem de MAHL 470 e impulsionar de embreagem de MAHL 468 para fora do engate com a placa de elemento de embreagem 415 e para a posição desengatada. Subsequentemente, na liberação da pressão hidráulica, a mola de embreagem de MAHL 470 reposiciona o conjunto de embreagem de MAHL 462 de volta para a posição engatada.

[0073] O conjunto de embreagem de HAML 478 é formado por um cubo de HAML 480 que é montado em, e engatado para rotação com a engrenagem solar de segundo estágio 442. A HAML flange 482 se estende a partir do cubo de HAML 480 e inclui placas de HAML se estendendo para dentro 484. As placas de embreagem de HAML 484 se estendem radialmente para fora a partir do flange de HAML 482 e são posicionadas em uma fileira axial de forma a ser intercaladas entre o conjunto de placas se estendendo para fora 417 do elemento de embreagem de eixo de entrada 416. O conjunto de embreagem de HAML 478 inclui adicionalmente uma mola de HAML 486 (esquematicamente mostrada) e êmbolo de HAML 488, que operam para reposicionar o conjunto de embreagem de HAML 478 entre uma posição engatada e uma posição desengatada. A mola de embreagem de HAML 486 pode ser arranjada em qualquer posição apropriada, incluindo entre o elemento de embreagem de eixo de entrada 416 e as placas de embreagem de HAML 484. O êmbolo de HAML 488 é acoplado às placas de embreagem de HAML 484 e é posicionado em relação ao elemento de embreagem 416 para formar uma cavidade 490. Como mostrado esquematicamente, a cavidade 476 é acoplada fluidamente a uma fonte de pressão de fluido, descrita abaixo. Quando fluido é introduzido à cavidade 476, a pressão de fluido na cavidade 490 opera para superar a força de a mola de embreagem de HAML 486 e impulsionar o conjunto de embreagem de HAML 478para a posição engatada de forma que as placas de embreagem de HAML 484 friccionalmente engatam as placas de elemento de embreagem de eixo de entrada 417 do elemento de embreagem de eixo de entrada 416, travando assim o conjunto de embreagem de HAML478 e a engrenagem solar de segundo estágio442 em engate rotacional com o elemento de embreagem 416 e o eixo de entrada 410. Na liberação da pressão hidráulica na cavidade 490, a mola de embreagem de HAML 486 funciona para impulsionar o conjunto de embreagem de HAML 478 para a posição desengatada de forma que as placas de embreagem de HAML 484 sejam separadas das placas de elemento de embreagem 417, permitindo assim a rotação mutuamente independente da engrenagem solar de segundo estágio 442 e o eixo de entrada 410.

[0074] Nessa implementação, e em contraste à modalidade da figura 4, os conjuntos de embreagem de MAHL e HAML 462, 478 da modalidade da figura 9 são operados com uma única válvula de controle 158. Como mostrado, uma passagem de fluido 492 é formada no elemento de embreagem de eixo de entrada 416, e a passagem de fluido 492 funciona para acoplar fluidamente o sistema hidráulico 152 para as cavidades 476, 490 por intermédio da válvula de controle 158. A passagem de fluido 492 é formada por um ramo comum 494, um ramo de MAHL 496 se estendendo entre o ramo comum 494 e a cavidade de MAHL 476, e um ramo de HAML 498 se estendendo entre o ramo comum 494 e a cavidade de HAML 490. A única válvula de controle 158 introduz e libera fluido para dentro e para fora da passagem de fluido 492, e assim de ambas as cavidades 476, 490, a fim de atuar os conjuntos de embreagem 462, 478, como será descrito abaixo.

[0075] Referência é feita à figura 10, que é uma vista parcial mais próxima do conjunto de transmissão de energia 400 durante o modo de partida de propulsor a frio; e a figura 11, que é uma vista parcial mais próxima do conjunto de transmissão de energia 400 durante o modo de partida de propulsor a quente. Referência adicional é feita à figura 12, que é um gráfico 500 representando a relação entre pressão de válvula, capacidade de torque de embreagem, e torque de saída durante os modos de partida de propulsor a frio e a quente. Em particular, pressão de válvula é refletida no eixo geométrico horizontal 502, capacidade de torque de embreagem é refletida no eixo geométrico vertical esquerdo 504, e torque de saída é refletido no eixo geométrico vertical direito 506. Como mostrado na figura 12, uma primeira linha 510 representa a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de MAHL 462 em vista da pressão de válvula da válvula de controle 158; uma segunda linha 512 representa a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de HAML 478 na vista de pressão de válvula da válvula de controle 158; e uma terceira linha 514 representa o torque de saída na vista de na vista de pressão de válvula da válvula de controle 158.

[0076] A pressão de válvula no valor 520 reflete a posição da válvula de controle 158 durante o modo de partida de propulsor a frio. Como mostrado, o valor 520 corresponde a uma baixa pressão de válvula ou “desligada”. Nesse valor 520, o conjunto de embreagem de MAHL 462 é engatado, como um resultado da força de mola da mola 470, como refletido pela capacidade relativamente alta de torque de embreagem da linha 510, e o conjunto de embreagem de HAML 478 é desengatado, como um resultado da força de mola de mola 486, como refletido pela capacidade relativamente baixa de torque de embreagem. As posições dos conjuntos de embreagem 462, 478 nessas posições são representadas na figura 10.

[0077] Para a transição para o modo de partida de propulsor a quente, a válvula de controle 158 aumenta a pressão de válvula. Como um resultado do aumento de pressão, a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de MAHL 462 diminui (como refletido pela linha 510) e a capacidade de embreagem do conjunto de embreagem de HAML 478 aumenta (como refletido pela linha 512). Quando o conjunto de embreagem de HAML 478 engata e o conjunto de embreagem de MAHL 462 desengata, o trajeto de fluxo de energia do torque apresenta transição de ser transferido através do conjunto de embreagem de MAHL 462 para ser transferido através do conjunto de embreagem de HAML 478.

[0078] A pressão de válvula no valor 522 reflete a posição da válvula de controle 158 durante o modo de partida de propulsor a quente. Como mostrado, o valor 522 corresponde a uma alta pressão de válvula. Nesse valor 522, o conjunto de embreagem de MAHL 462 é desengatado, como um resultado da pressão de fluido, conforme refletida pela capacidade relativamente baixa de torque de embreagem da linha 510, e o conjunto de embreagem de HAML 478 é engatado, como um resultado da pressão de fluido, quando refletida pela capacidade relativamente alta de torque de embreagem. As posições dos conjuntos de embreagem 462, 478 nessas posições são representadas na figura 11.

[0079] No modo de geração, o propulsor 120 opera para acionar a máquina elétrica 134 de forma que energia flua em uma direção oposta em relação aos modos de partida de propulsor. Referência é feita à figura 13, que é uma vista parcial mais próxima do conjunto de transmissão de energia 132 durante o modo de geração. Referência adicional é feita à figura 14, que é um gráfico 550 representando a relação entre pressão de válvula de controle, capacidade de torque de embreagem, e torque de saída, durante o modo de geração. Em particular, a pressão de válvula é refletida no eixo geométrico horizontal 552, a capacidade de torque de embreagem é refletida no eixo geométrico vertical esquerdo 554, e o torque de saída é refletido no eixo geométrico vertical direito 556. Como mostrado em a figura 14, uma primeira linha 560 representa a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de MAHL 462 na vista de pressão de válvula da válvula de controle 158, e uma segunda linha 562 representa a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de HAML 478 na vista de pressão de válvula da válvula de controle 158. Um ponto de torque de saída 564 representa o torque de saída do conjunto de transmissão de energia 132 na vista de na vista de pressão de válvula da válvula de controle 158.

[0080] Como notado acima, um aumento em pressão de válvula opera para diminuir a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de MAHL 462, conforme refletida pela linha 552, e para aumentar a capacidade de torque de embreagem do conjunto de embreagem de HAML 478, conforme refletida pela linha 554. Em um ponto de operação 566 de uma pressão intermediária de válvula de controle, os conjuntos de embreagem de MAHL e HAML 462, 478 têm capacidades de torque de embreagem balanceadas para resultar no ponto de torque de saída 564, que é suficiente para prover o torque máximo de sistema no modo de geração.

[0081] Assim, várias modalidades do sistema elétrico de veículo foram descritas, que incluem um dispositivo de arranque-gerador integrado. Vários conjuntos de transmissão podem ser incluídos no dispositivo, reduzindo assim o espaço ocupado pelo sistema. O conjunto de transmissão pode prover múltiplas velocidades ou razões de transmissão e transição entre velocidades/razões de transmissão. Um ou mais arranjos de embreagem podem ser usados para seletivamente aplicar torque ao jogo de engrenagem do conjunto de transmissão em ambas as direções de fluxo de energia. O engate mecânico direto com o eixo de propulsor reduz a complexidade e melhora a confiabilidade do sistema. O uso de conjuntos de engrenagens planetárias no conjunto de transmissão provê alta redução de transmissão e capacidades de torque, com reduzida folga em um invólucro de espaço compacto. Como um resultado da natureza bidirecional do conjunto de transmissão de energia, o arranjo de correia de transferência de energia pode ser implementado com somente um único tensionador de correia, provendo assim um conjunto relativamente compacto e simples. Adicionalmente, por meio do uso do arranjo de correia de transferência de energia com correia e polias para acoplar conjuntamente e transferir energia entre a máquina elétrica e o conjunto de transmissão de energia, ao invés de diretamente conectar e acoplar a máquina elétrica ao conjunto de transmissão de energia, a máquina elétrica pode ser montada separada a partir do conjunto de transmissão para melhor ajustar o propulsor em um compartimento de propulsor de veículo. Adicionalmente, por meio do uso da correia e polias para acoplar a máquina elétrica ao conjunto de transmissão de energia, uma razão de transmissão adicional (por exemplo, uma razão de 4:1) pode ser obtida. As modalidades discutidas acima incluem um jogo de engrenagem planetárias duplo, configuração de sol para dentro, anel para fora, para prover modos de partida de propulsor a quente e a frio, e uma configuração de anel para dentro, sol para fora para prover um modo de geração. Como tal, um conjunto de três modos pode ser provido. O controle do jogo de engrenagem pode ser implementado com válvulas de controle dedicadas ou uma única válvula de controle.

[0082] Também, os seguintes exemplos são providos, que são enumerados para a referência mais fácil.

[0083] 1. Sistema de controle de energia para um veículo de trabalho com um propulsor, o sistema de controle de energia compreendendo: um dispositivo de arranque-gerador combinado, tendo: uma máquina elétrica; um jogo de engrenagem configurado para receber entrada rotacional a partir da máquina elétrica e a partir do propulsor e para acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de energia e uma segunda direção de fluxo de energia, o jogo de engrenagem configurado para operar em uma de múltiplas razões de transmissão de partida, de baixa velocidade, de torque relativamente alto, na primeira direção de fluxo de energia, incluindo uma primeira razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a frio e uma segunda razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a quente, o jogo de engrenagem configurado adicionalmente para operar em uma razão de transmissão de alta velocidade, de torque relativamente baixo, na segunda direção de fluxo de energia correspondente a um modo de geração; e um primeiro conjunto de embreagem e um segundo conjunto de embreagem seletivamente acoplado ao jogo de engrenagem para efetuar a primeira razão de transmissão de partida durante o modo de partida de propulsor a frio e a segunda razão de transmissão de partida durante o modo de partida de propulsor a quente; e uma válvula de controle acoplada fluidamente para seletivamente aplicar uma pressão de fluido ao primeiro conjunto de embreagem e ao segundo conjunto de embreagem.

[0084] 2. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 1, em que a válvula de controle é uma válvula solenoide única.

[0085] 3. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 1, em que o primeiro conjunto de embreagem é engatado durante o modo de partida de propulsor a frio para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a primeira razão de transmissão de partida, desengatado durante o modo de partida de propulsor a quente para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a segunda razão de transmissão de partida, e engatado na segunda direção de fluxo de energia; e em que o segundo conjunto de embreagem é desengatado durante o modo de partida de propulsor a frio para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a primeira razão de transmissão de partida, engatado durante o modo de partida de propulsor a quente para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a segunda razão de transmissão de partida, e engatado na segunda direção de fluxo de energia.

[0086] 4. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 1, compreendendo adicionalmente um controlador configurado para gerar sinais de comando para a válvula de controle para atuar seletivamente o primeiro conjunto de embreagem entre uma primeira posição engatada e uma primeira posição desengatada e para atuar seletivamente o segundo conjunto de embreagem entre uma segunda posição engatada e uma segunda posição desengatada.

[0087] 5. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 4, em que o controlador, no modo de partida de propulsor a frio, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição engatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição desengatada, em que o controlador, no modo de partida de propulsor a quente, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição desengatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição engatada, e em que o controlador, no modo de geração, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição engatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição engatada.

[0088] 6. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 5, em que o controlador, no modo de partida de propulsor a frio, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um primeiro valor de pressão de fluido, em que o controlador, no modo de partida de propulsor a quente, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um segundo valor de pressão de fluido, maior que o primeiro valor de pressão de fluido, e em que o controlador, no modo de geração, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um terceiro valor de pressão de fluido, entre o primeiro valor de pressão de fluido e o segundo valor de pressão de fluido.

[0089] 7. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 6, em que o primeiro conjunto de embreagem inclui uma primeira mola configurada para impulsionar o primeiro conjunto de embreagem para uma primeira posição engatada e um primeiro êmbolo próximo a uma primeira cavidade que, quando suprido com pressão de fluido, resiste à primeira mola e impulsiona o primeiro conjunto de embreagem para a primeira posição desengatada, em que o segundo conjunto de embreagem inclui uma segunda mola configurada para impulsionar o segundo conjunto de embreagem para a segunda posição desengatada e um segundo êmbolo próximo a uma segunda cavidade que, quando suprido com pressão de fluido, resiste à segunda mola e impulsiona o segundo conjunto de embreagem para a segunda posição engatada, e em que o dispositivo de arranque-gerador combinado compreende adicionalmente uma passagem de fluido que acopla fluidamente a válvula de controle à primeira cavidade e a segunda cavidade.

[0090] 8. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 7, em que a passagem de fluido é formada por um ramo comum acoplado fluidamente à válvula de controle, um primeiro ramo se estendendo entre o ramo comum e a primeira cavidade, e um segundo ramo se estendendo entre o ramo comum e a segunda cavidade.

[0091] 9. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 1, em que o jogo de engrenagem é bidirecional em que, na primeira direção de fluxo de energia, o jogo de engrenagem recebe energia de entrada a partir da máquina elétrica em uma primeira direção de relógio e energia de saída para o propulsor em uma segunda direção de relógio oposta à primeira direção de relógio; e em que, na segunda direção de fluxo de energia, energia de entrada a partir do propulsor está na segunda direção de relógio e energia de saída para a máquina elétrica está na segunda direção de relógio.

[0092] 10. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 9, incluindo adicionalmente uma correia e polia acoplada ao jogo de engrenagem e a máquina elétrica, em que energia de entrada na primeira direção de fluxo de energia é transmitida da máquina elétrica para o jogo de engrenagem pela correia e polia, e em que, na primeira direção de fluxo de energia, a correia e polia giram na primeira direção de relógio e na segunda direção de fluxo de energia, a correia e polia giram na segunda direção de relógio.

[0093] 11. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 10, incluindo adicionalmente um único tensionador de correia aplicando tensão a um primeiro lado da correia tanto na primeira direção de energia quanto na segunda direção de fluxo de energia.

[0094] 12. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 1, em que o dispositivo de arranque-gerador inclui adicionalmente um terceiro conjunto de embreagem que é engatado durante a primeira razão de transmissão de partida e a segunda razão de transmissão de partida e desengatada na segunda direção de fluxo de energia.

[0095] 13. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 12, em que o terceiro conjunto de embreagem é uma embreagem unidirecional atuada mecanicamente.

[0096] 14. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 1, em que o jogo de engrenagem inclui um trem de engrenagens epicíclicas composto incluindo engrenagens solares de primeiro estágio e de segundo estágio, engrenagens planetárias de primeiro estágio e de segundo estágio, suportes de primeiro estágio e de segundo estágio, e uma engrenagem anular; e em que as engrenagens planetárias de primeiro estágio têm um número de dentes diferente que as engrenagens planetárias de segundo estágio.

[0097] 15. Sistema de controle de energia de acordo com o exemplo 14, em que energia rotacional a partir da máquina elétrica se move na primeira direção de fluxo de energia da engrenagem solar de primeiro estágio para a engrenagem anular para o propulsor, e em que energia rotacional a partir do propulsor se move na segunda direção de fluxo de energia a partir da engrenagem anular para a engrenagem solar de primeiro estágio para a máquina elétrica, e em que o dispositivo de arranque-gerador combinado inclui adicionalmente um terceiro conjunto de embreagem acoplado ao jogo de engrenagem e disposto entre o propulsor e a máquina elétrica, e em que o terceiro conjunto de embreagem é configurado para engatar durante a primeira razão de transmissão de partida e a segunda razão de transmissão de partida para acoplar o suporte de segundo estágio a um alojamento do jogo de engrenagem e para desengatar na segunda direção de fluxo de energia para desacoplar o portador de segundo estágio a partir do alojamento do jogo de engrenagem.

[0098] Como será apreciado por uma pessoa especializada na técnica, certos aspectos da matéria exposta pode ser incorporados como um método, sistema (por exemplo, um sistema de controle de veículo de trabalho incluído em um veículo de trabalho), ou produto de programa de computador. Consequentemente, certas modalidades podem ser implementadas inteiramente como hardware, inteiramente como software (incluindo firmware, software residente, micro-código, etc.) ou as a combinação de software e hardware (e outros) aspectos. Além disso, certas modalidades podem assumir a forma de um produto de programa de computador em um meio de armazenamento usável por computador tendo código de programa usável em computador, incorporado no meio.

[0099] Qualquer apropriado meio usável por computador ou legível por computador pode ser utilizado. O meio usável por computador pode ser um meio de sinal legível por computador ou um meio de armazenamento legível por computador. Um meio de armazenamento usável por computador ou legível por computador (incluindo um dispositivo de armazenamento associado a um dispositivo de computação ou dispositivo eletrônico de cliente) pode ser, por exemplo, mas não é limitado a, um sistema, aparelho, ou dispositivo eletrônico, magnético, óptico, eletromagnético, a infravermelhos, ou semicondutor, ou qualquer combinação apropriada dos precedentes. Exemplos mais específicos (uma lista não exaustiva) do meio legível por computador incluiriam o seguinte: uma conexão elétrica tendo um ou mais condutores elétricos, um disquete de computador portátil, um disco rígido, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória exclusivamente de leitura (ROM), uma memória exclusivamente de leitura programável apagável (EPROM ou memória Flash), uma fibra óptica, uma memória exclusivamente de leitura de disco compacto portátil (CD-ROM), um dispositivo de armazenamento óptico. No contexto desse documento, um meio de armazenamento usável por computador ou legível por computador pode ser qualquer meio tangível que pode conter, ou armazenar, um programa para o uso por, ou em conexão com, o sistema, aparelho, o dispositivo, de execução de instrução.

[00100] Um meio de sinal legível por computador pode incluir um sinal propagado com código de programa legível por computador incorporado no mesmo, por exemplo, em banda de base ou como parte de uma onda portadora. Um tal sinal propagado pode assumir qualquer de uma variedade de formas, incluindo, mas não limitado a, eletromagnéticas, ópticas, ou qualquer combinação apropriada das mesmas. Um meio de sinal legível por computador pode ser não transitório e pode ser qualquer meio legível por computador que não é um meio de armazenamento legível por computador e que pode comunicar, propagar, ou transportar um programa para o uso por, ou em conexão com, um sistema, aparelho, ou dispositivo, de execução de instrução.

[00101] Aspectos de certas modalidades são descritos aqui, podem ser descritos com referência a ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos dos métodos, aparelhos (sistemas) e produtos de programa de computador, de acordo com as modalidades da invenção. Será entendido que cada bloco de qualquer de tais ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos, e combinações de blocos em tais ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos, pode ser implementado por instruções de programa de computador. Essas instruções de programa de computador podem ser providas para um processador de um computador de finalidade geral, computador de finalidade especial, ou outro aparelho de processamento de dados programável, para produzir uma máquina, de forma que as instruções, que executam por intermédio do processador do computador ou outros aparelhos de processamento de dados programáveis, criem meios para implementar as funções/atos especificados no fluxograma e/ou bloco ou blocos do diagrama de blocos.

[00102] Essas instruções de programa de computador podem também ser armazenadas em uma memória legível por computador, que podem direcionar um computador ou outros aparelhos de processamento de dados programáveis para funcionarem em uma maneira particular, de forma que as instruções armazenadas na memória legível por computador produza um artigo de fabricação incluindo instruções que implementam a função/ato especificado no fluxograma e/ou bloco ou blocos do diagrama de blocos.

[00103] As instruções de programa de computador podem também ser carregadas em um computador ou outros aparelhos de processamento de dados programáveis para fazer com que uma série de etapas operacionais seja realizada no computador ou outro aparelho programável para produzir um processo implementado por computador de forma que as instruções que, ao serem executadas no computador ou outro aparelho programável, projevam as etapas para implementar as funções/atos especificados no fluxograma e/ou bloco ou blocos do diagrama de blocos.

[00104] Quaisquer fluxogramas e diagramas de bloco nas figuras, ou discussão similar acima, podem ilustrar a arquitetura, funcionalidade, e operação de possíveis implementações de sistemas, métodos e produtos de programa de computador, de acordo com várias modalidades da presente invenção. A este respeito, cada bloco no fluxograma ou diagramas de bloco pode representar um módulo, segmento, ou porção de código, que inclui uma ou mais instruções executáveis para implementar a(s) função(ões) lógica(s) especificada(s). Deve ser também notado que, em algumas implementações alternativas, as funções notadas no bloco (ou de outra maneira descritas aqui) podem ocorrer fora da ordem notada nas figuras. Por exemplo, dois blocos mostrados em sucessão (ou duas operações descritas em sucessão) podem, de fato, ser executados substancialmente, ou os blocos (ou operações) podem, às vezes, ser executados na ordem reversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Será também notado que cada bloco de qualquer diagrama de blocos e/ou ilustração de fluxograma, e combinações de blocos em quaisquer diagramas de bloco e/ou ilustrações de fluxograma, pode ser implementado por sistemas baseados em hardware de finalidade especial, que realizam as funções ou atos especificados, ou combinações de hardware de finalidade especial e instruções de computador.

[00105] A terminologia usada aqui é somente para a finalidade da descrição de modalidades particulares e não é destinada a ser limitativa da invenção. Quando usadas aqui, as formas singulares “um”, “uma”, e “o”, “a”, são destinadas a incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Será adicionalmente entendido que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados nessa descrição, especificam a presença das características, integradores, etapas, operações, elementos, e/ou componentes mencionados, mas do não excluem a presença ou adição de um ou mais de outras características, integradores, etapas, operações, elementos, componentes, e/ou grupos dos mesmos.

[00106] A descrição da presente invenção foi apresentada para fins de ilustração e descrição, mas não é destinada para ser exaustiva ou limitada à invenção na forma exposta. Muitas modificações e variações serão aparentes àqueles de conhecimento comum na técnica, sem se afastar do escopo e espírito da invenção. As modalidades explicitamente referenciadas aqui foram escolhidas e descritas a fim de mais bem explicar os princípios da invenção e sua aplicação prática, e para permitir que outros de conhecimento comum na técnica compreendam a invenção e reconheçam muitas alternativas, modificações, e variações no(s) exemplo(s) descrito(s). Consequentemente, várias modalidades e implementações diferentes daquelas explicitamente descritas estão dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Claims

Sistema de controle de energia para um veículo de trabalho com um propulsor, o sistema de controle de energia caracterizado pelo fato de que compreende:
um dispositivo de arranque-gerador combinado, tendo:
uma máquina elétrica;
um jogo de engrenagem configurado para receber entrada rotacional a partir da máquina elétrica e a partir do propulsor e para acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de energia e uma segunda direção de fluxo de energia, o jogo de engrenagem configurado para operar em uma de múltiplas razões de transmissão de partida, de baixa velocidade, de torque relativamente alto, na primeira direção de fluxo de energia, incluindo uma primeira razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a frio e uma segunda razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a quente, o jogo de engrenagem configurado adicionalmente para operar em uma razão de transmissão de alta velocidade, de torque relativamente baixo, na segunda direção de fluxo de energia correspondente a um modo de geração;e
um primeiro conjunto de embreagem e um segundo conjunto de embreagem, seletivamente acoplados ao jogo de engrenagem, para efetuar a primeira razão de transmissão de partida durante o modo de partida de propulsor a frio e a segunda razão de transmissão de partida durante o modo de partida de propulsor a quente; e
uma válvula de controle fluidamente acoplada para seletivamente aplicar uma pressão de fluido ao primeiro conjunto de embreagem e ao segundo conjunto de embreagem.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle é uma válvula solenoide única.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de embreagem é engatado durante o modo de partida de propulsor a frio para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a primeira razão de transmissão de partida, desengatado durante o modo de partida de propulsor a quente para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a segunda razão de transmissão de partida, e engatado na segunda direção de fluxo de energia; e em que o segundo conjunto de embreagem é desengatado durante o modo de partida de propulsor a frio para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a primeira razão de transmissão de partida, engatado durante o modo de partida de propulsor a quente para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a segunda razão de transmissão de partida, e engatado na segunda direção de fluxo de energia.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador configurado para gerar sinais de comando para a válvula de controle para atuar seletivamente o primeiro conjunto de embreagem entre uma primeira posição engatada e uma primeira posição desengatada e para atuar seletivamente o segundo conjunto de embreagem entre uma segunda posição engatada e uma segunda posição desengatada.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o controlador, no modo de partida de propulsor a frio, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição engatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição desengatada,
em que o controlador, no modo de partida de propulsor a quente, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição desengatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição engatada, e
em que o controlador, no modo de geração, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição engatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição engatada.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o controlador, no modo de partida de propulsor a frio, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um primeiro valor de pressão de fluido,
em que o controlador, no modo de partida de propulsor a quente, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um segundo valor de pressão de fluido, maior que o primeiro valor de pressão de fluido, e
em que o controlador, no modo de geração, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um terceiro valor de pressão de fluido, entre o primeiro valor de pressão de fluido e o segundo valor de pressão de fluido.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de embreagem inclui uma primeira mola configurada para impulsionar o primeiro conjunto de embreagem para a primeira posição engatada e um primeiro êmbolo próximo a uma primeira cavidade que, quando suprido com pressão de fluido, resiste à primeira mola e impulsiona o primeiro conjunto de embreagem para a primeira posição desengatada,
em que o segundo conjunto de embreagem inclui uma segunda mola configurada para impulsionar o segundo conjunto de embreagem para a segunda posição desengatada e um segundo êmbolo próximo a uma segunda cavidade que, quando suprido com pressão de fluido, resiste à segunda mola e impulsiona o segundo conjunto de embreagem para a segunda posição engatada, e
em que o dispositivo de arranque-gerador combinado compreende adicionalmente uma passagem de fluido que acopla fluidamente a válvula de controle à primeira cavidade e à segunda cavidade.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a passagem de fluido é formada por um ramo comum acoplado fluidamente à válvula de controle, um primeiro ramo se estendendo entre o ramo comum e a primeira cavidade, e um segundo ramo se estendendo entre o ramo comum e a segunda cavidade.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o jogo de engrenagem é bidirecional, em que, na primeira direção de fluxo de energia, o jogo de engrenagem recebe energia de entrada a partir da máquina elétrica em uma primeira direção de relógio e energia de saída para o propulsor em uma segunda direção de relógio oposta à primeira direção de relógio; e
em que, na segunda direção de fluxo de energia, energia de entrada a partir do propulsor está na segunda direção de relógio e energia de saída para a máquina elétrica está na segunda direção de relógio.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente uma correia e polia acoplada ao jogo de engrenagem e a máquina elétrica, em que energia de entrada na primeira direção de fluxo de energia é transmitida da máquina elétrica para o jogo de engrenagem pela correia e polia, e em que, na primeira direção de fluxo de energia, a correia e polia giram na primeira direção de relógio e na segunda direção de fluxo de energia, a correia e polia giram na segunda direção de relógio.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente um único tensionador de correia aplicando tensão a um primeiro lado da correia tanto na primeira direção de energia quanto na segunda direção de fluxo de energia.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de arranque-gerador inclui adicionalmente um terceiro conjunto de embreagem que é engatado durante a primeira razão de transmissão de partida e a segunda razão de transmissão de partida e desengatado na segunda direção de fluxo de energia.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o terceiro conjunto de embreagem é uma embreagem unidirecional atuada mecanicamente.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o jogo de engrenagem inclui um trem de engrenagens epicíclicas composto incluindo engrenagens solares de primeiro estágio e de segundo estágio, engrenagens planetárias de primeiro estágio e de segundo estágio, suportes de primeiro estágio e de segundo estágio, e uma engrenagem anular; e
em que as engrenagens planetárias de primeiro estágio têm um número de dentes diferente que as engrenagens planetárias de segundo estágio.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que energia rotacional a partir da máquina elétrica se move na primeira direção de fluxo de energia da engrenagem solar de primeiro estágio para a engrenagem anular para o propulsor, e em que energia rotacional a partir do propulsor se move na segunda direção de fluxo de energia a partir da engrenagem anular para a engrenagem solar de primeiro estágio para a máquina elétrica.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de arranque-gerador combinado inclui adicionalmente um terceiro conjunto de embreagem acoplado ao jogo de engrenagem e disposto entre o propulsor e a máquina elétrica, e em que o terceiro conjunto de embreagem é configurado para engatar durante a primeira razão de transmissão de partida e a segunda razão de transmissão de partida para acoplar o suporte de segundo estágio a um alojamento do jogo de engrenagem e para desengatar na segunda direção de fluxo de energia para desacoplar o portador de segundo estágio a partir do alojamento do jogo de engrenagem.
Sistema de controle de energia de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o terceiro conjunto de embreagem é uma embreagem unidirecional atuada mecanicamente.
Sistema de energia para um veículo de trabalho, caracterizado pelo fato de que compreende:
um propulsor;
uma máquina elétrica;
um dispositivo de arranque-gerador combinado, tendo:
um jogo de engrenagem configurado para receber entrada rotacional a partir da máquina elétrica e a partir do propulsor e para acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de energia e uma segunda direção de fluxo de energia, o jogo de engrenagem configurado para operar em uma de múltiplas razões de transmissão de partida, de baixa velocidade, de torque relativamente alto, na primeira direção de fluxo de energia, incluindo uma primeira razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a frio e uma segunda razão de transmissão de partida correspondente a um modo de partida de propulsor a quente, o jogo de engrenagem configurado adicionalmente para operar em uma razão de transmissão de alta velocidade, de torque relativamente baixo, na segunda direção de fluxo de energia correspondente a um modo de geração;
um primeiro conjunto de embreagem acoplado ao jogo de engrenagem, em que o primeiro conjunto de embreagem é engatado durante o modo de partida de propulsor a frio para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a primeira razão de transmissão de partida, desengatado durante o modo de partida de propulsor a quente para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a segunda razão de transmissão de partida, e engatado na segunda direção de fluxo de energia;
um segundo conjunto de embreagem acoplado ao jogo de engrenagem, em que o segundo conjunto de embreagem é desengatado durante o modo de partida de propulsor a frio para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a primeira razão de transmissão de partida, engatado durante o modo de partida de propulsor a quente para resultar no jogo de engrenagem operar de acordo com a segunda razão de transmissão de partida, e engatado na segunda direção de fluxo de energia; e
um terceiro conjunto de embreagem que é engatado na primeira direção de fluxo de energia durante o modo de partida de propulsor a frio e o modo de partida de propulsor a quente e é desengatado na segunda direção de fluxo de energia durante o modo de geração; e
uma única válvula de controle acoplada fluidamente para seletivamente aplicar uma pressão de fluido ao primeiro conjunto de embreagem e ao segundo conjunto de embreagem.
Sistema de energia de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um controlador configurado para gerar sinais de comando para a válvula de controle para atuar seletivamente o primeiro conjunto de embreagem entre uma primeira posição engatada e uma primeira posição desengatada e para atuar seletivamente o segundo conjunto de embreagem entre uma segunda posição engatada e uma segunda posição desengatada,
em que o controlador, no modo de partida de propulsor a frio, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um primeiro valor de pressão de fluido de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição engatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição desengatada,
em que o controlador, no modo de partida de propulsor a quente, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um segundo valor de pressão de fluido de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição desengatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição engatada, o segundo valor de pressão de fluido sendo maior que o primeiro valor de pressão de fluido, e
em que o controlador, no modo de geração, é configurado para gerar os sinais de comando para a válvula de controle para aplicar um terceiro valor de pressão de fluido de modo que o primeiro conjunto de embreagem esteja na primeira posição engatada e o segundo conjunto de embreagem esteja na segunda posição engatada, o terceiro valor de pressão de fluido sendo entre o primeiro valor de pressão de fluido e o segundo valor de pressão de fluido.
Sistema de energia de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o jogo de engrenagem inclui um trem de engrenagens epicíclicas composto incluindo engrenagens solares de primeiro estágio e de segundo estágio, engrenagens planetárias de primeiro estágio e de segundo estágio, suportes de primeiro estágio e de segundo estágio, e uma engrenagem anular;
em que as engrenagens planetárias de primeiro estágio têm um número de dentes diferente que as engrenagens planetárias de segundo estágio; e
em que energia rotacional a partir da máquina elétrica se move na primeira direção de fluxo de energia da engrenagem solar de primeiro estágio para a engrenagem anular para o propulsor, e energia rotacional a partir do propulsor se move na segunda direção de fluxo de energia a partir da engrenagem anular para a engrenagem solar de primeiro estágio para a máquina elétrica.
em que o dispositivo de arranque-gerador combinado inclui adicionalmente um terceiro conjunto de embreagem acoplado ao jogo de engrenagem e disposto entre o propulsor e a máquina elétrica;
em que o primeiro conjunto de embreagem é configurado para engatar durante a primeira razão de transmissão de partida e na segunda direção de fluxo de energia para acoplar a engrenagem solar de primeiro estágio a um membro de entrada acoplado à máquina elétrica e para desengatar durante a segunda razão de transmissão de partida para desacoplar a engrenagem solar de primeiro estágio a partir do membro de entrada;
em que o segundo conjunto de embreagem é configurado para desengatar durante a primeira razão de transmissão de partida para desacoplar a engrenagem solar de segundo estágio a partir do membro de entrada e para engatar durante a segunda razão de transmissão de partida e na segunda direção de fluxo de energia para acoplar a engrenagem solar de segundo estágio ao membro de entrada; e
em que o terceiro conjunto de embreagem é configurado para engatar durante a primeira razão de transmissão de partida e a segunda razão de transmissão de partida para acoplar o suporte de segundo estágio a um alojamento do jogo de engrenagem e para desengatar na segunda direção de fluxo de energia para desacoplar o portador de segundo estágio a partir do alojamento do jogo de engrenagem.