BR102023015080A2

BR102023015080A2 - Conjunto de eixo e método de controle

Info

Publication number: BR102023015080A2
Application number: BR102023015080-2A
Authority: BR
Inventors: Edvin Godo; Banuchandar Muthukumar
Original assignee: Arvinmeritor Technology, Llc
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2023-07-27
Publication date: 2024-02-06
Also published as: EP4317733A1; US11976722B2; CN117465408A; US20240035563A1

Abstract

conjunto de eixo e método de controle. um método para controlar um conjunto de eixo. o método inclui executar um modo de sincronização de velocidade e operar um acionador de embreagem para mover uma embreagem de uma posição neutra para uma posição engatada. o método pode incluir também a execução de um modo de sincronização de baixo torque quando a embreagem não pode ser movida de uma posição neutra para uma posição engatada dentro de um primeiro período de tempo predeterminado.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] Este se refere a um conjunto de eixo para um veículo e um método de controle.

ANTECEDENTES

[0002] Um sistema de eixo de transmissão tendo motores elétricos é divulgado na Publicação de Patente dos Estados Unidos No. 2021/0291646.

SUMÁRIO

[0003] Em pelo menos uma modalidade, é conferido um método para controlar um conjunto de eixo. O conjunto de eixo possui uma transmissão, um motor elétrico, uma embreagem e um acionador de embreagem. A transmissão tem um conjunto de engrenagens. O motor elétrico confere torque à transmissão. O motor tem um rotor que é rotativo em torno de um eixo. O rotor está operacionalmente conectado à transmissão. A embreagem pode ser engatada seletivamente com um membro do conjunto de engrenagens. O acionador da embreagem é configurado de modo a acionar a embreagem. O método inclui a execução de um modo de sincronização de velocidade que modifica uma velocidade de rotação do rotor sem cortar o torque que é conferido pelo motor elétrico de modo que a velocidade de rotação do rotor fique mais próxima da velocidade de rotação da embreagem. O método também inclui operar o acionador da embreagem de modo a mudar a embreagem de uma posição neutra para uma posição engatada. O método também inclui determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada dentro de um primeiro período de tempo predeterminado.

[0004] A embreagem é desengatada a partir do conjunto de engrenagens quando está na posição neutra. A embreagem é movida para a posição engatada quando os dentes da embreagem engrenam com os dentes do membro do conjunto de engrenagens. A embreagem pode acoplar o membro do conjunto de engrenagens a um veio quando a embreagem está na posição engatada.

[0005] Determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada pode ser baseado em um sinal do acionador da embreagem. Determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada pode ser baseado em um sinal a partir de um sensor de posição da embreagem. O sinal a partir do sensor de posição da embreagem pode ser indicativo de uma posição da embreagem.

[0006] O método pode incluir a interrupção da operação do acionador da embreagem que move a embreagem da posição neutra para a posição engatada quando o movimento da embreagem é concluído dentro do primeiro período de tempo predeterminado.

[0007] O método pode incluir a execução de um modo de sincronização de baixo torque quando a embreagem não é movida da posição neutra para a posição engatada dentro do primeiro período de tempo predeterminado.

[0008] O acionador da embreagem pode continuar a acionar a embreagem da posição neutra para a posição engatada quando o modo de sincronização de baixo torque é executado e o primeiro período de tempo predeterminado tiver decorrido.

[0009] A execução do modo de sincronização de baixo torque pode incluir ajustar a velocidade de rotação do rotor de forma a rastrear uma velocidade de rotação da embreagem enquanto limita o torque de saída do motor elétrico. Limitar o torque de saída do motor elétrico pode prevenir aceleração ou desaceleração não intencional quando a embreagem engrena com o membro do conjunto de engrenagens.

[0010] O método também pode incluir determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada dentro de um segundo período de tempo predeterminado quando o modo de sincronização de baixo torque é executado. O primeiro período de tempo predeterminado pode diferir do segundo período de tempo predeterminado.

[0011] O método pode incluir a interrupção da operação do acionador da embreagem que move a embreagem da posição neutra para a posição engatada quando o movimento da embreagem é concluído dentro do segundo período de tempo predeterminado.

[0012] O método pode incluir a operação do acionador da embreagem de modo a acionar a embreagem para a posição neutra quando o movimento da embreagem não é concluído dentro do segundo período de tempo predeterminado. O método pode incluir conferir um sinal de erro quando o movimento da embreagem não é concluído dentro do segundo período de tempo predeterminado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] A Figura 1 é uma representação esquemática de um veículo tendo um sistema de eixo de transmissão que inclui pelo menos um conjunto de eixo.

[0014] A Figura 2 ilustra um exemplo de uma embreagem que pode ser conferida com o conjunto de eixo com a embreagem em uma posição neutra.

[0015] A Figura 3 ilustra a embreagem em uma posição engatada.

[0016] A Figura 4 é um fluxograma de um método de controle do conjunto de eixo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0017] Como requerido, formas de realização pormenorizadas da presente invenção são aqui reveladas; no entanto, é para ser entendido que as formas de realização reveladas são meramente exemplificativas da invenção, a qual pode ser concretizada de formas diversas e alternativas. As figuras não estão necessariamente à escala; algumas características podem estar exageradas ou minimizadas para mostrar detalhes de componentes particulares. Portanto, os detalhes estruturais e funcionais específicos divulgados neste documento não são para ser interpretados como limitativos, mas meramente como uma base representativa para ensinar um perito na técnica a empregar de modo variado a presente invenção.

[0018] Também será entendido que, embora os termos primeiro, segundo, etc. sejam, em alguns casos, usados no presente documento para descrever vários elementos, esses elementos não devem ser limitados por esses termos. Esses termos são usados apenas para distinguir um elemento de outro. Por exemplo, um primeiro elemento pode ser denominado um segundo elemento e, da mesma forma, um segundo elemento pode ser denominado um primeiro elemento sem se afastar do escopo das várias modalidades descritas. O primeiro elemento e o segundo elemento são ambos elementos, mas não são o mesmo elemento.

[0019] A terminologia usada na descrição das várias modalidades descritas é somente para o propósito de descrição de modalidades particulares e não se destina a limitar a invenção. Conforme usado na descrição das várias modalidades descritas e nas reivindicações anexas, as formas singulares “a” e “uma” e “o”, “a” se destinam a incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Também será entendido que o termo “e/ou”, conforme usado neste documento, se refere e abrange toda e qualquer combinação possível de um ou mais dos itens listados associados. Será adicionalmente entendido que os termos “inclui”, “incluindo”, “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de recursos declarados, números inteiros, passos, operações, elementos e/ou componentes, mas não exclui a presença ou adição de uma ou mais outras características, números inteiros, passos, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0020] Com referência à Figura 1, um exemplo de um veículo 10 é mostrado. O veículo 10 pode ser um veículo a motor, tal como um caminhão, equipamento agrícola, transporte militar ou veículo de armamento, ou equipamento de carga para transporte por terra, aéreo ou por embarcações marítimas. O veículo 10 pode incluir um reboque para o transporte de carga em uma ou mais modalidades. O veículo 10 pode incluir um sistema de eixo de transmissão 20.

[0021] O sistema de eixo de transmissão 20 inclui um ou mais conjuntos de eixo, tal como um conjunto de eixo dianteiro 22 e um conjunto de eixo traseiro 24. O conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 são ilustrados como conjuntos de eixo de transmissão. Um conjunto de eixo de transmissão pode ser configurado de modo a conferir torque a um ou mais conjuntos de roda 26 que podem ser rotativamente suportados no conjunto de eixo. Um conjunto de roda 26 pode incluir um pneu disposto em uma roda. O sistema de eixo de transmissão 20 também pode incluir ou estar associado a uma fonte de energia elétrica 28, tal como uma fonte de energia elétrica como uma bateria.

[0022] Em pelo menos uma configuração, o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 podem geralmente ser dispostos próximos um do outro e podem ser posicionados em direção à traseira do veículo 10, similar a um arranjo convencional de eixo em tandem. No entanto, ao contrário de um arranjo de eixo em tandem convencional, o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 não estão operacionalmente conectados um ao outro e não recebem torque a partir do mesmo motor elétrico. Como tal, o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 não estão conectados em série entre si com um veio, tal como um veio de propulsão que pode conectar uma saída do conjunto de eixo dianteiro 22 com uma entrada do conjunto de eixo traseiro 24. Também está contemplado que o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 podem ser dispostos de maneira diferente, tal como com um ou com ambos os conjuntos de eixo dispostos perto da frente do veículo.

[0023] O conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 podem ter configurações similares ou idênticas. Por exemplo, ambos os conjuntos de eixo 22, 24 incluem um conjunto de alojamento 30, um conjunto de diferencial 32, um par de veios do eixo 34, um motor elétrico 36, uma transmissão 38, um pinhão de transmissão 40 ou combinações dos mesmos. O posicionamento do conjunto diferencial 32, do motor elétrico 36 e/ou da transmissão 38 pode diferir do mostrado. Por exemplo, o conjunto diferencial 32 pode ser posicionado entre o motor elétrico 36 e a transmissão 38.

[0024] O conjunto de alojamento 30 recebe vários componentes do conjunto de eixo 22, 24. Além disso, o conjunto de alojamento 30 pode facilitar a montagem do conjunto de eixo no veículo 10. Em pelo menos uma configuração, o conjunto de alojamento 30 pode incluir um alojamento de eixo 50 e um portador diferencial 52.

[0025] O alojamento de eixo 50 pode receber e suportar os veios do eixo 34. Em pelo menos uma configuração, o alojamento de eixo 50 pode incluir uma porção central 54 e pelo menos uma porção de braço 56.

[0026] A porção central 54 pode ser disposta na proximidade do centro do alojamento de eixo 50. A porção central 54 pode definir uma cavidade, que pode receber o conjunto de diferencial 32.

[0027] Uma ou mais porções de braço 56 podem se estender a partir da porção central 54. Por exemplo, duas porções de braço 56 podem se estender em sentidos opostos a partir da porção central 54 e para longe do conjunto de diferencial 32. As porções de braço 56 podem cada uma ter uma configuração oca ou configuração tubular que pode se estender em torno e pode auxiliar a receber o veio de eixo correspondente 34, e pode ajudar a separar ou isolar o veio de eixo 34, a partir do ambiente envolvente. Um cubo de roda pode ser disposto rotativamente em uma porção de braço 56 e operacionalmente conectado a um veio de eixo 34. Um conjunto de roda 26 pode ser montado no cubo de roda.

[0028] O portador do diferencial 52 pode ser montado na porção central 54 do alojamento do eixo 50. O conjunto do diferencial 32 pode ser rotativamente suportado no portador do diferencial 52.

[0029] O conjunto do diferencial 32 está disposto no conjunto de alojamento 30. Por exemplo, o conjunto do diferencial 32 pode ser disposto na porção central 54 do alojamento do eixo 50. O conjunto do diferencial 32 pode transmitir torque aos veios do eixo 34 do conjunto de eixo e permitir que os veios do eixo e os conjuntos das rodas 26 girem em diferentes velocidades de uma maneira conhecida pelos peritos na técnica. Por exemplo, o conjunto do diferencial 32 pode ter uma coroa 60 que pode ser montada fixamente em uma caixa do diferencial. A coroa 60 e a caixa do diferencial podem ser rotativas em torno de um eixo do diferencial. A caixa do diferencial pode receber engrenagens diferenciais que podem ser operativamente conectadas aos veios do eixo 34.

[0030] Os veios do eixo 34 são configurados de forma a transmitir torque entre o conjunto diferencial 32 e um cubo de roda correspondente. Por exemplo, dois veios do eixo 34 podem ser conferidos de modo que cada veio do eixo 34 se estenda através de uma porção de braço diferente 56 do alojamento do eixo 50. Os veios do eixo 34 podem rodar em torno de um eixo, tal como um eixo de roda ou o eixo do diferencial.

[0031] O motor elétrico 36 é configurado de modo a conferir torque, tal como torque de propulsão ou torque de frenagem regenerativa. O torque de propulsão pode ser usado para impulsionar o veículo 10, tal como em uma direção para frente ou para trás. O torque de propulsão também pode ser usado para manter o veículo em uma posição estacionária ou para ajudar a reduzir ou limitar a reversão do veículo, tal como em uma superfície inclinada. A frenagem regenerativa pode conferir um torque de frenagem regenerativa, que também pode ser referido como torque de freio regenerativo. A frenagem regenerativa pode capturar potência cinética quando o motor elétrico 36 é usado para frear ou abrandar a velocidade do veículo 10. A potência recuperada pode ser transmitida a partir dos conjuntos de rodas 26 para acionar o motor elétrico 36. Desse modo, o motor elétrico 36 pode funcionar como um gerador e pode ser usado para carregar a fonte de energia 28. O motor elétrico 36 pode ser eletricamente conectado à fonte de energia 28 por meio de um inversor de uma maneira conhecida pelos peritos na técnica. As conexões elétricas entre o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 24 e a fonte de energia 28 são representadas com símbolos de conexão P1 e P2, respectivamente.

[0032] O motor elétrico 36 pode ser montado ou posicionado dentro do conjunto de alojamento 30. O motor elétrico 36 inclui um estator 70 e um rotor 72. O estator 70 pode ser posicionado de forma fixa em relação ao conjunto de alojamento 30. O estator 70 pode envolver o rotor 72. O rotor 72 pode rodar em torno de um eixo 74 em relação ao estator 70.

[0033] A transmissão 38 facilita a transmissão de torque entre o motor elétrico 36 e o pinhão de transmissão 40. A transmissão de torque pode ser bidirecional. A transmissão 38 pode conferir redução de engrenagem e múltiplas relações de engrenagem entre o rotor 72 e o pinhão de transmissão 40. A transmissão 38 pode ser de qualquer tipo adequado. Por exemplo, a transmissão 38 pode ser uma transmissão de contraeixo, uma transmissão epicíclica (por ex., uma transmissão tendo um conjunto de engrenagem planetária) ou similar. Uma transmissão de contraeixo pode incluir um único contraeixo ou múltiplos contraeixos. Exemplos de um conjunto de eixo tendo uma única transmissão de contraeixo são divulgados nas Patentes dos E.U.A. Nos. 11,002,352 e 11,209,072. Exemplos de um conjunto de eixo tendo uma transmissão de contraeixo duplo são divulgados em 10,989,288, 11,207,976 e 11,220,176. Exemplos de um conjunto de eixo tendo uma transmissão epicíclica são divulgados na Patente dos E.U.A. No. 11,038,396 e no pedido de patente dos E.U.A. N° de série 17/308,307. As divulgações das referências nas três frases anteriores são incorporadas no presente documento em sua totalidade por referência no presente documento. A transmissão 38 pode incluir uma embreagem 80 e um acionador de embreagem 82.

[0034] Uma embreagem 80 controla a rotação de uma parte em relação a outra parte. Por exemplo, uma embreagem pode conectar e desconectar duas partes, tais como uma parte motriz e uma parte acionada. Uma embreagem 80 facilita o engate e desengate de um componente da transmissão 38 para conferir uma relação de transmissão desejada. Por exemplo, uma embreagem pode acoplar seletivamente uma engrenagem de uma transmissão de contraeixo a um veio para permitir a transmissão de torque por meio dessa engrenagem e, desse modo, com uma relação de engrenagem associada, e pode desengatar ou ser desacoplada a partir dessa engrenagem de modo a desabilitar a transmissão de torque por meio dessa engrenagem. Da mesma forma, uma embreagem pode engatar um componente de um conjunto de engrenagens epicíclicas, tal como uma engrenagem solar, de modo a conferir uma relação de primeira engrenagem e pode engatar outro componente, tal como um suporte de engrenagem planetária, de modo a conferir uma segunda relação de engrenagem. É contemplado que a mesma embreagem ou diferentes embreagens podem ser usadas para conferir diferentes relações de engrenagem. Para simplificar, a embreagem 80 será descrita principalmente no contexto de uma embreagem que pode se mover em relação ao pinhão de transmissão 40 ou deslizar ao longo do pinhão de transmissão 40 entre uma posição neutra e uma posição engatada.

[0035] Uma embreagem pode ter qualquer configuração adequada. Por exemplo, uma embreagem 80 pode ser configurada como uma embreagem de fricção, tal como uma embreagem com garras ou uma embreagem estriada. Um exemplo de uma embreagem 80 é mostrado nas Figuras 2 e 3 que é configurada como uma embreagem com garras. Em tal configuração, a embreagem 80 pode ser configurada para deslizar ao longo de um veio 90, tal como um eixo do pinhão de transmissão 40. A embreagem 80 pode incluir um orifício de embreagem 100, uma estria de embreagem 102, uma ranhura de embreagem 104 e uma engrenagem da embreagem 106.

[0036] O orifício de embreagem 100 pode se estender através da embreagem 80 e pode se estender ao redor do veio 90.

[0037] A estria de embreagem 102 pode estar disposta no orifício de embreagem 100. A estria da embreagem 102 pode coincidir com uma estria 110 no veio 90. As estrias conjugadas podem permitir que a embreagem 80 se mova em uma direção axial ao longo do veio 90 ao inibir a rotação da embreagem 80 em relação ao veio 90. Desse modo, a embreagem 80 pode ser rotativa em torno de um eixo (por ex., eixo 74) com o veio 90.

[0038] A ranhura da embreagem 104, se conferida, pode ficar voltada para fora do orifício da embreagem 100 e pode ser configurada para receber uma ligação, tal como uma maneta de mudanças, que pode conectar operacionalmente a embreagem 80 ao acionador da embreagem 82.

[0039] A engrenagem da embreagem 106 pode ter dentes que podem ser configurados para coincidir com os dentes correspondentes em uma engrenagem 120, tal como uma engrenagem da transmissão 38. Também é contemplado que os dentes da engrenagem da embreagem 106 e os dentes de engate da embreagem 122 da engrenagem 120 podem ser configurados como uma estria e podem ser recebido dentro de um orifício na engrenagem 120 entre o veio 90 e a engrenagem 120 para acoplar seletivamente a engrenagem 120 ao veio 90. Os dentes de engate da embreagem 122 diferem dos dentes da engrenagem 120 que pode engatar com os dentes de outra engrenagem da transmissão 38.

[0040] A embreagem 80 pode ser posicionada em uma posição neutra e em uma posição engatada. Um exemplo de uma posição neutra é mostrado na Figura 2. A embreagem 80 pode ser desengatada das engrenagens da transmissão 38, tal como a engrenagem 120, quando na posição neutra. Como tal, a embreagem 80 pode ser afastada da engrenagem 120 e a engrenagem 120 pode ser rotativa em relação à embreagem 80 e ao veio 90. Um exemplo de uma posição engatada é mostrado na Figura 3. A embreagem 80 pode engatar uma engrenagem da transmissão 38, tal como a engrenagem 120, de modo que os dentes da engrenagem da embreagem 106 engrenem com os dentes de engate da embreagem 122 da engrenagem 120.

[0041] O acionador de embreagem 82 pode acionar a embreagem 80. Por exemplo, o acionador de embreagem 82 pode acionar a embreagem 80 entre a posição neutra e a posição engatada. Em pelo menos uma configuração, o acionador de embreagem 82 pode mover a embreagem 80 ao longo de um eixo, tal como o eixo 74, um eixo de contraeixo ou similar. O acionador de embreagem 82 pode ser montado no ou dentro do conjunto de alojamento 30.

[0042] Cm referência à Figura 1, o pinhão de transmissão 40 conecta operativamente o conjunto diferencial 32 e a transmissão 38. O pinhão de transmissão 40 pode ser recebido no conjunto de alojamento 30 e pode transmitir torque entre o conjunto diferencial 32 e uma transmissão 38. O pinhão de transmissão 40 pode ser rotativo em torno de um eixo, tal como o eixo 74, e pode ter uma porção de engrenagem que tem dentes que engrenam com os dentes da coroa 60 do conjunto diferencial 32. O veio 90 pode se estender a partir da porção de engrenagem. O torque pode ser transmitido entre a transmissão 38 e o pinhão de transmissão 40 quando o pinhão de transmissão 40 é operacionalmente conectado à transmissão 38. Por exemplo, o torque que é conferido a partir do motor elétrico 36 para a transmissão 38 e para o pinhão de transmissão 40 pode ser transmitido para a coroa 60 e, portanto, para o conjunto diferencial 32.

[0043] Um sistema de controle 130 controla a operação do sistema de eixo de transmissão 20. Por exemplo, o sistema de controle 130 pode incluir um ou mais módulos de controle baseados em microprocessador ou controladores 132 que podem ser eletricamente conectados ou comunicar com componentes do veículo 10 e/ou os conjuntos de eixo 22, 24, tais como os motores elétricos 36 e acionadores de embreagem 82. As conexões do sistema de controle são representadas pelas linhas de seta dupla na Figura 1, bem como pelos símbolos de conexão A, B, C e D. O sistema de controle 130 também pode monitorar e controlar a fonte de energia 28. Além disso, o sistema de controle 130 também pode processar sinais de entrada ou dados a partir de vários dispositivos de entrada ou sensores. Esses dispositivos de entrada podem incluir um primeiro sensor de velocidade 140, um segundo sensor de velocidade 142, um sensor de posição da embreagem 144, um dispositivo de comunicação do operador 146 ou combinações dos mesmos.

[0044] O primeiro sensor de velocidade 140 pode detectar ou conferir um sinal indicativo do ritmo de rotação ou velocidade de rotação de um componente rotativo disposto a montante da embreagem 80, tal como o rotor 72 ou uma engrenagem da transmissão 38.

[0045] O segundo sensor de velocidade 142 pode detectar ou conferir um sinal indicativo do ritmo de rotação ou velocidade de rotação da embreagem 80 ou um componente rotativo disposto a jusante da embreagem 80, tal como o pinhão de transmissão 40, o conjunto diferencial 32, um veio do eixo 34, um cubo de roda ou similar. O primeiro sensor de velocidade 140 e o segundo sensor de velocidade 142 podem ser usados em conjunto para determinar quando a velocidade de rotação da embreagem 80 está suficientemente sincronizada com a velocidade de rotação de outro componente, tal como uma engrenagem de transmissão tal como engrenagem 120, de modo a permitir o movimento ou o deslocamento da embreagem 80. Consequentemente, os termos “sincronizado” ou “suficientemente sincronizado” significam que a velocidade de rotação de dois componentes pode ser suficientemente próxima para permitir que a embreagem 80 seja movida e pode não exigir exatamente a mesma velocidade de rotação.

[0046] O sensor de posição da embreagem 144 é configurado de modo a conferir um sinal indicativo da posição da embreagem 80. Por exemplo, o sinal pode ser indicativo se a embreagem 80 está na posição neutra ou na posição engatada. O sensor de posição da embreagem 144 pode detectar ou gerar direta ou indiretamente um sinal indicativo da posição da embreagem 80. Por exemplo, o sensor de posição da embreagem 144 pode ser um sensor de proximidade ou similar que pode detectar diretamente a posição da embreagem 80. Alternativamente, o sensor de posição da embreagem 144 pode detectar indiretamente a posição da embreagem 80, tal como por meio da detecção do curso ou distância de atuação do acionador da embreagem 82 ou do número de revoluções de um eixo do acionador da embreagem 82 quando o acionador da embreagem 82 é configurado de modo a rodar para acionar a embreagem 80. Em uma tal configuração, o sinal pode ser conferido pelo acionador de embreagem 82 ou pode ser baseado em um atributo operacional do acionador de embreagem 82.

[0047] O dispositivo de comunicação do operador 146 pode ser conferido de modo a receber uma entrada a partir de um operador ou motorista de veículo e/ou conferir informações a um operador. O dispositivo de comunicação do operador 146 pode ser de qualquer tipo ou tipos adequados, tal como um interruptor, botão, sensor, visor, tela sensível ao toque, teclado, comando de voz ou sistema de reconhecimento de fala ou similares. O dispositivo de comunicação do operador 146 pode ser usado para inserir dados que não podem ser predeterminados ou conferidos por um sensor ou outro dispositivo de entrada. Além disso, o dispositivo de comunicação do operador 146 pode ser configurado de modo a conferir informações ao operador, tal como um aviso ou alerta de que uma mudança de engrenagem não foi concluída. As informações podem ser conferidas a um operador em um ou mais formatos, tal como um formato audível, formato visual e/ou formato tátil.

[0048] Com referência à Figura 4, um fluxograma de um método de controle de um conjunto de eixo é mostrado. Como será apreciado por um perito na técnica, o fluxograma pode representar a lógica de controle que pode ser implementada ou afetada em hardware, software, ou em uma combinação de hardware e software. Por exemplo, as diferentes funções podem ser afetadas por um microprocessador programado. A lógica de controlo pode ser implementada usando qualquer uma de uma série de técnicas ou estratégias de programação e de processamento conhecidas e não está limitada à ordem ou sequência ilustradas. Por exemplo, a interrupção ou o processamento controlado por evento pode ser empregue em aplicações de controle em tempo real, em vez de uma estratégia puramente sequencial, tal como ilustrado. Da mesma forma, o processamento paralelo, a multitarefa, ou os sistemas e métodos de roscas múltiplas podem ser usados.

[0049] A lógica de controle pode ser independente da linguagem de programação em particular, do sistema operacional, do processador, ou dos circuitos usados para desenvolver e/ou implementar a lógica de controle ilustrada. De igual modo, dependendo da linguagem de programação específica e da estratégia de processamento, várias funções podem ser realizadas na sequência ilustrada, substancialmente ao mesmo tempo, ou numa sequência diferente durante a realização do método de controle. As funções descritas podem ser modificadas, ou em alguns casos omitidas, sem nos afastarmos do escopo da presente invenção. Os passos do método podem ser executados pelo sistema de controle 130, e podem ser implementados como um sistema de controle de circuito fechado.

[0050] Como uma visão geral, um veículo que possui um conjunto de eixo que tem uma transmissão multivelocidade e um motor elétrico correspondente pode ser controlado de forma a facilitar as mudanças de engrenagem da transmissão, tal como uma subida de mudança a partir de uma relação de primeira engrenagem (por ex., relação de engrenagem de baixa velocidade) para uma relação de segunda engrenagem (por ex., uma relação de engrenagem de maior velocidade) e redução de mudança a partir de uma segunda relação de engrenagem para uma relação de primeira engrenagem. O método tenta conduzir uma mudança de engrenagem (para cima ou para baixo) ao executar um modo de sincronização de velocidade que modifica a velocidade de rotação do rotor sem interromper (por ex., alterar, limitar ou modificar) o torque conferido pelo motor elétrico. Como um resultado, o motor elétrico pode ser capaz de retomar rapidamente o fornecimento do nível de torque desejado ou solicitado assim que uma mudança de engrenagem for concluída. A embreagem pode ser mudada a partir de uma relação de engrenagem para outra se for obtida uma sincronização suficiente da velocidade de rotação da embreagem e da velocidade de rotação da engrenagem que deve ser engatada.

[0051] Se não for alcançada sincronização suficiente, então o método pode executar um modo de sincronização de baixo torque que modifica a velocidade de rotação do rotor enquanto corta ou modifica o torque de saída do motor elétrico. A embreagem pode ser mudada a partir de uma relação de engrenagem para outra se for obtida uma sincronização suficiente da velocidade de rotação da embreagem e da velocidade de rotação da engrenagem que deve ser engatada. Se não for obtida sincronização suficiente, a mudança pode ser abortada.

[0052] Os passos do método mostrados na Figura 4 são usados para coordenar e executar uma mudança para engrenagem superior ou uma mudança para engrenagem inferior. Para fins de ilustração, o método é descrito nas seguintes condições operacionais iniciais. Em primeiro lugar, o rotor do motor elétrico está a rodar em torno do seu eixo. Em segundo lugar, a embreagem está na posição neutra. Na posição neutra, a embreagem pode rodar em torno de um eixo, mas não está engatada em uma engrenagem da transmissão. A embreagem pode ser afastada das engrenagens da transmissão de modo que os dentes da embreagem não possam entrar em contato com os dentes correspondentes da engrenagem da transmissão quando a embreagem estiver na posição neutra. Por outras palavras, a embreagem está rodando, mas está desengatada das engrenagens da transmissão. Como um resultado, a embreagem e as engrenagens da transmissão podem rodar a velocidades diferentes. Em terceiro lugar, é desejado mudar a embreagem da posição neutra para engate da engrenagem com uma engrenagem da transmissão.

[0053] Mover uma embreagem da posição neutra quando o rotor está rodando requer sincronização suficiente entre a embreagem e a engrenagem de transmissão a ser engatada. Sincronização suficiente inclui sincronização de velocidade suficiente e sincronização de posição suficiente. A sincronização de velocidade suficiente é alcançada quando a embreagem e a engrenagem que deve ser engatada pela embreagem estão rodando na mesma direção a velocidades suficientemente próximas para permitir que os dentes da embreagem (por ex., dentes da engrenagem da embreagem 106) se engrenem com dentes correspondentes da engrenagem (por ex., dentes de engate da embreagem 122). A sincronização de posição suficiente é alcançada quando os dentes da embreagem estão suficientemente alinhados com as lacunas entre os dentes correspondentes da engrenagem para permitir que os dentes da embreagem sejam movidos para as lacunas entre os dentes correspondentes da engrenagem, de modo que os dentes da embreagem e os dentes da engrenagem correspondente possam corresponder e engrenar. É improvável que haja sincronização de velocidade suficiente e sincronização de posição suficiente sem intervenção que modifique a velocidade de rotação do rotor.

[0054] No bloco 200, um modo de sincronização de velocidade é executado. O modo de sincronização de velocidade é executado ao ajustar a velocidade de rotação do rotor 72 de forma a tentar igualar ou sincronizar suficientemente a velocidade de rotação da embreagem 80 com a velocidade de rotação da engrenagem que deve ser engatada pela embreagem 80. Além disso, o torque conferido pelo motor elétrico 36 não pode ser cortado. A velocidade de rotação do rotor 72 pode ser baseada em um sinal a partir de um sensor de velocidade, tal como o primeiro sensor de velocidade 140. A velocidade de rotação da embreagem 80 pode ser baseada em um sinal a partir de outro sensor de velocidade, tal como o segundo sensor de velocidade 142.

[0055] No bloco 202, a embreagem 80 é acionada. A embreagem 80 pode ser acionada ao operar o acionador de embreagem 82 de modo a mover a embreagem 80 da posição neutra em direção à engrenagem que deve ser engatada ou embreada. Por exemplo, o acionador de embreagem 82 pode mover a embreagem 80 para uma posição engatada na qual os dentes da embreagem 80 (por ex., dentes da engrenagem da embreagem 106) se encaixariam ou engrenariam com os dentes (por ex., dentes de engate da embreagem 122) da engrenagem a ser engatada. A embreagem 80 pode avançar ou mover a posição engatada quando há sincronização de velocidade suficiente e sincronização de posição suficiente entre a embreagem 80 e a engrenagem de transmissão a ser engatada.

[0056] No bloco 204, o método determina se a mudança é concluída dentro de um primeiro período de tempo predeterminado. Uma mudança pode ser concluída quando houver sincronização suficiente de velocidade e de posição entre a embreagem 80 e a engrenagem de transmissão a ser engatada e a embreagem 80 for movida pelo acionador de embreagem 82 para uma posição onde os dentes da embreagem 80 se encaixam ou engrenam com os dentes da engrenagem. A conclusão de uma mudança pode ser baseada em um sinal a partir do sensor de posição da embreagem 144. Por exemplo, uma mudança pode ser concluída quando a embreagem 80 se moveu ao longo de seu eixo de rotação por uma distância que indica que há engate de engrenagem entre os dentes da engrenagem da embreagem 106 e os correspondentes dentes de engate da embreagem 122. Uma mudança pode não ser completa quando a embreagem se moveu ao longo de seu eixo de rotação por uma distância menor, o que pode ser indicativo de uma mudança bloqueada na qual os dentes da embreagem (por ex., dentes da engrenagem da embreagem 106) não foram inseridos nas lacunas correspondentes entre os dentes da engrenagem de transmissão (por ex., lacunas entre os dentes de engate da embreagem 122). Uma mudança bloqueada pode ser indicativa de que não foram obtidas sincronização de velocidade suficiente, sincronização de posição suficiente ou ambas. O primeiro período de tempo predeterminado pode ser uma quantidade constante ou variável que pode ser baseada em atributos de desempenho do conjunto de eixo ou teste de desenvolvimento do veículo. Como um exemplo não limitativo, o primeiro período de tempo predeterminado pode ser de dois segundos ou menos. Se a mudança for concluída dentro do primeiro período de tempo predeterminado, então o método pode continuar no bloco 206. Se a mudança não for concluída dentro do primeiro período de tempo predeterminado, então o método pode continuar no bloco 208.

[0057] No bloco 206, a embreagem 80 se moveu para a posição engatada quando a mudança foi concluída. Como um resultado, o acionador de embreagem 82 não precisa continuar a exercer uma força de atuação na embreagem 80 que impele a embreagem 80 para a posição engatada. Desse modo, a operação do acionador da embreagem 82 que impele a embreagem para a posição engatada é interrompida ou colocada em um estado neutro no qual o acionador da embreagem 82 não impele a embreagem a se aproximar ou se afastar da posição engatada, ajudando, desse modo, a melhorar a vida útil do acionador da embreagem 82 e reduzindo o consumo de energia.

[0058] No bloco 208, um modo de sincronização de baixo torque é executado. O modo de sincronização de baixo torque pode ser executado ao continuar a exercer uma força de atuação na embreagem 80 com o acionador de embreagem 82 que impele a embreagem 80 para a posição engatada. Por outras palavras, o acionador de embreagem 82 continua a ser operado para tentar completar uma mudança de engrenagem se o modo de sincronização de velocidade não for bem-sucedido. Além disso, o modo de sincronização de baixo torque é executado continuando a tentar igualar ou sincronizar suficientemente a velocidade de rotação da embreagem 80 com a velocidade de rotação da engrenagem que deve ser engatada pela embreagem 80 ao ajustar a velocidade de rotação do rotor 72. No entanto, ao contrário do modo de sincronização de velocidade, o torque que é conferido pelo motor elétrico 36 é cortado. Como tal, a velocidade de rotação do rotor 72 pode rastrear a velocidade de rotação da embreagem 80, mas com torque limitado de modo a evitar aceleração ou desaceleração não intencional no caso de ser alcançada sincronização suficiente para mover a embreagem 80 para a posição engatada. A velocidade de rotação do rotor 72 pode ser baseada em um sinal a partir de um sensor de velocidade, tal como o primeiro sensor de velocidade 140 conforme discutido anteriormente. Da mesma forma, a velocidade de rotação da embreagem 80 pode ser baseada em um sinal a partir de outro sensor de velocidade, tal como o segundo sensor de velocidade 142.

[0059] No bloco 210, o método determina se a mudança é concluída dentro de um segundo período de tempo predeterminado. Uma mudança pode ser concluída quando for alcançada sincronização suficiente de velocidade e de posição entre a embreagem 80 e a engrenagem de transmissão a ser engatada e a embreagem 80 for movida pelo acionador de embreagem 82 para uma posição onde os dentes da embreagem se encaixam ou engrenam com os dentes da engrenagem. A conclusão de uma mudança pode ser baseada em um sinal a partir do sensor de posição da embreagem 144 conforme discutido anteriormente. O segundo período de tempo predeterminado pode ser uma quantidade constante ou variável que pode ser baseada em atributos de desempenho do conjunto de eixo ou teste de desenvolvimento do veículo. O segundo período de tempo predeterminado pode ser o mesmo ou pode diferir do primeiro período de tempo predeterminado. Como um exemplo não limitativo, o segundo período de tempo predeterminado pode ser de dois segundos. É contemplado que o segundo período de tempo predeterminado pode ser maior do que o primeiro período de tempo predeterminado, podendo haver uma maior probabilidade de concluir com sucesso uma mudança sob o modo de sincronização de baixo torque. Se a mudança for concluída dentro do segundo período de tempo predeterminado, então o método pode continuar no bloco 206. Se a mudança não for concluída dentro do segundo período de tempo predeterminado, então o método pode continuar no bloco 212.

[0060] No bloco 212, a mudança pode ser abortada. Abortar a mudança pode incluir operar o acionador de embreagem 82 para acionar a embreagem 80 de volta à posição neutra. Mover a embreagem 80 de volta para a posição neutra pode ajudar a evitar o sobreaquecimento do acionador da embreagem 82 e o potencial desgaste da embreagem 80 e/ou da engrenagem que deveria ser engatada. Abortar a mudança também pode incluir conferir um sinal de erro. O sinal de erro pode desencadear uma notificação para o operador do veículo por meio do dispositivo de comunicação do operador 146, um código de diagnóstico para facilitar a avaliação e manutenção, ou ambos.

[0061] A presente invenção permite que um conjunto de eixo seja controlado com um modo de sincronização de velocidade para tentar completar uma mudança de engrenagem sem cortar ou modificar o torque conferido pelo motor elétrico, o que pode melhorar a capacidade de resposta e permitir que um nível desejado de torque seja conferido mais rapidamente uma vez que uma mudança esteja concluída. A quantidade de tempo tentada para completar uma mudança de engrenagem usando o modo de sincronização de velocidade pode permitir que o torque conferido pelo motor elétrico corresponda melhor ao torque solicitado por um operador de veículo, ajudando desse modo a melhorar a capacidade de resposta do conjunto de eixo após a conclusão de uma mudança. A presente invenção confere um modo adicional de sincronização de baixo torque no caso de uma mudança não ser concluída usando o modo de sincronização de velocidade, controlando, desse modo, o motor elétrico de uma maneira diferente que pode melhorar a probabilidade de concluir com sucesso uma mudança de engrenagem.

[0062] Embora modalidades exemplificativas sejam descritas acima, não se pretende que essas modalidades descrevam todas as formas possíveis da invenção. Em vez disso, as palavras utilizadas no relatório descritivo são palavras descritivas em vez de limitativas, e se entende que várias modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Além disso, as características de diversas modalidades de implementação podem ser combinadas de modo a formar modalidades adicionais da invenção.

Claims

1. Método de controle de um conjunto de eixo, caracterizado por compreender: executar um modo de sincronização de velocidade que modifica uma velocidade de rotação de um rotor de um motor elétrico do conjunto de eixo sem torque de corte conferido pelo motor elétrico de modo que a velocidade de rotação do rotor se torne mais próxima da velocidade de rotação de uma embreagem do conjunto de eixo, em que o conjunto de eixo tem uma transmissão que tem um conjunto de engrenagens, o motor elétrico confere torque à transmissão, o rotor é rotativo em torno de um eixo e está operacionalmente conectado à transmissão, a embreagem que pode ser seletivamente engatada com um membro do conjunto de engrenagens e um acionador de embreagem está configurado de modo a acionar a embreagem; operar o acionador da embreagem de modo a mudar a embreagem de uma posição neutra para uma posição engatada; e determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada dentro de um primeiro período de tempo predeterminado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a embreagem ser desengatada a partir do conjunto de engrenagens quando está na posição neutra.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a embreagem ser movida para a posição engatada quando os dentes da embreagem engrenam com os dentes do membro do conjunto de engrenagens.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a embreagem acoplar o membro do conjunto de engrenagens a um veio quando a embreagem está na posição engatada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada poder ser baseado em um sinal do acionador da embreagem.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada ser baseado em um sinal de um sensor da posição da embreagem que é indicativo de uma posição da embreagem.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender a interrupção da operação do acionador da embreagem que move a embreagem da posição neutra para a posição engatada quando o movimento da embreagem é concluído dentro do primeiro período de tempo predeterminado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender a execução de um modo de sincronização de baixo torque quando a embreagem não é movida da posição neutra para a posição engatada dentro do primeiro período de tempo predeterminado.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o acionador da embreagem poder continuar a acionar a embreagem da posição neutra para a posição engatada quando o modo de sincronização de baixo torque é executado e o primeiro período de tempo predeterminado tiver decorrido.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a execução do modo de sincronização de baixo torque incluir ajustar a velocidade de rotação do rotor de forma a rastrear uma velocidade de rotação da embreagem enquanto limita o torque de saída do motor elétrico.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por limitar o torque de saída do motor elétrico prevenir aceleração ou desaceleração não intencional quando a embreagem engrena com o membro do conjunto de engrenagens.

12. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por adicionalmente compreender determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada dentro de um segundo período de tempo predeterminado quando o modo de sincronização de baixo torque é executado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o primeiro período de tempo predeterminado diferir do segundo período de tempo predeterminado.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a embreagem ser movida para a posição engatada quando os dentes da embreagem engrenam com os dentes do membro do conjunto de engrenagens.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada ser baseado em um sinal de um sensor da posição da embreagem que é indicativo de uma posição da embreagem.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por determinar se a embreagem é movida da posição neutra para a posição engatada poder ser baseado em um sinal do acionador da embreagem.

17. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por adicionalmente compreender a interrupção da operação do acionador da embreagem que move a embreagem da posição neutra para a posição engatada quando o movimento da embreagem é concluído dentro do segundo período de tempo predeterminado.

18. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por adicionalmente compreender incluir a operação do acionador da embreagem de modo a acionar a embreagem para a posição neutra quando o movimento da embreagem não é concluído dentro do segundo período de tempo predeterminado.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por adicionalmente compreender conferir um sinal de erro quando o deslocamento da embreagem não é concluído dentro do segundo período de tempo predeterminado.