BR102023016795A2

BR102023016795A2 - Sistema e método de controle de torque fornecido com um conjunto de eixo

Info

Publication number: BR102023016795A2
Application number: BR102023016795-0A
Authority: BR
Inventors: Frank J. Falcone; Ameya S. Jathar
Original assignee: Arvinmeritor Technology, Llc
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2023-08-21
Publication date: 2024-03-12
Also published as: EP4328069A1; CN117601663A; US20240059290A1

Abstract

sistema e método de controle de torque fornecido com um conjunto de eixo. um sistema e método para controlar um veículo que tem um conjunto de eixo e uma roda. torque de propulsão e torque de frenagem de atrito são fornecidos simultaneamente à roda com um motor elétrico e um freio de atrito, respectivamente, quando a frenagem e aceleração do veículo são ambas solicitadas por um período de tempo predeterminado.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] O presente refere-se a um sistema e método de controle de torque que é fornecido com um conjunto de eixo de um veículo, sendo que o conjunto de eixo tem um motor elétrico.

ANTECEDENTES

[0002] Um método de retenção automatizado para um veículo em um declive é revelado na Publicação de Patente n.° U.S. 2015/0100222.

SUMÁRIO

[0003] É fornecido um método para controlar um veículo. O método inclui fornecer simultaneamente torque de propulsão e torque de frenagem de atrito a uma roda que está disposta em um conjunto de eixo quando a frenagem e aceleração do veículo são ambas solicitadas por um período de tempo predeterminado. Torque de propulsão é fornecido com um motor elétrico. Torque de frenagem de atrito é fornecido com um freio de atrito.

[0004] O método pode incluir determinar se o veículo está estacionário antes de fornecer simultaneamente torque de propulsão e torque de frenagem de atrito à roda. Torque de propulsão e torque de frenagem de atrito podem ser simultaneamente fornecidos à roda quando o veículo está estacionário.

[0005] Fornecer simultaneamente torque de propulsão e torque de frenagem de atrito pode incluir permitir temporariamente que o torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito. Fornecer simultaneamente torque de propulsão e torque de frenagem de atrito pode incluir fornecer torque de propulsão que excede o torque de frenagem de atrito.

[0006] O método pode incluir determinar se o veículo avança após permitir temporariamente que o torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito. O veículo pode avançar quando uma velocidade do veículo é superior a zero. O método pode incluir não permitir que torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito após o veículo avançar.

[0007] O método pode incluir medir o período de tempo predeterminado com um temporizador e reinicializar o temporizador quando o veículo não avança. O temporizador pode ser iniciado quando a frenagem e aceleração do veículo são ambas solicitadas. O método pode incluir reinicializar o temporizador quando a frenagem não é solicitada. O método pode incluir reinicializar o temporizador quando a aceleração não é solicitada. O método pode incluir reinicializar o temporizador quando a frenagem e aceleração não são solicitadas. A frenagem do veículo pode ser baseada em um sinal de um pedal do freio. A aceleração do veículo pode ser baseada em um sinal de um pedal do acelerador.

[0008] É fornecido um veículo que inclui um conjunto de eixo e um sistema de controle. O conjunto de eixo inclui um motor elétrico e um freio de atrito. O motor elétrico é configurado para fornecer torque de propulsão a uma roda que está montada no conjunto de eixo. O freio de atrito é configurado para fornecer torque de frenagem de atrito à roda. O sistema de controle inclui um controlador. O controlador controla a operação do motor elétrico e do freio de atrito, de modo que torque de propulsão e torque de frenagem de atrito sejam fornecidos simultaneamente à roda quando a frenagem e aceleração da roda são ambas solicitadas por um período de tempo predeterminado.

[0009] O sistema de controle pode incluir um pedal do acelerador. O pedal do acelerador pode fornecer um sinal ao controlador que é indicativo de uma solicitação para aceleração.

[0010] O sistema de controle pode incluir um pedal do freio. O pedal do freio pode fornecer um sinal ao controlador que é indicativo de uma solicitação para frenagem.

[0011] O controlador pode ter uma entrada para receber um sinal indicativo de uma velocidade do veículo. O controlador pode ser configurado para fornecer torque de propulsão e torque de frenagem de atrito simultaneamente à roda quando a velocidade do veículo não é superior a zero.

[0012] O controlador pode ser configurado para permitir temporariamente que torque de propulsão fornecido pelo motor elétrico exceda o torque de frenagem de atrito que é fornecido pelo freio de atrito quando a frenagem e aceleração da roda são ambas solicitadas pelo período de tempo predeterminado. O período de tempo predeterminado pode estar dentro de uma faixa de aproximadamente 0,5 a 4 segundos. O controlador pode não permitir que o torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito quando a velocidade do veículo é superior a zero.

[0013] O conjunto de eixo pode incluir um conjunto de diferencial que está operativamente conectado ao motor elétrico. O conjunto de eixo pode incluir um semieixo que conecta operativamente o conjunto de diferencial à roda.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] A Figura 1 é uma representação esquemática de um exemplo de um veículo que tem um conjunto de eixo que inclui um motor elétrico.

[0015] A Figura 2 é um fluxograma de um método de controle.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] Como requerido, modalidades detalhadas da presente invenção são reveladas no presente documento; no entanto, é para ser entendido que as modalidades 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 específicos. Portanto, os detalhes estruturais e funcionais específicos revelados no presente documento não são para ser interpretados como limitativos, mas meramente como uma base representativa para ensinar um técnico no assunto a empregar de modo variado a presente invenção.

[0017] 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.

[0018] A terminologia usada na descrição das várias modalidades descritas é somente para o propósito de descrição de modalidades particulares e não se destina a ser limitativa. Conforme usado na descrição das várias modalidades descritas e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um” e “uma” e “o” e “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 no presente 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 características, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais outras características, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0019] Fazendo referência à Figura 1, é mostrado um exemplo de um veículo 10. 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.

[0020] O sistema de eixo de transmissão 20 inclui um ou mais conjuntos de eixo 22, tal como um conjunto de eixo dianteiro e um conjunto de eixo traseiro. Os conjuntos de eixo 22 são ilustrados como conjuntos de eixo de transmissão. Um conjunto de eixo de transmissão pode ser configurado de modo a fornecer torque a um ou mais conjuntos de roda 24 que podem ser rotativamente suportados no conjunto de eixo 22. Um conjunto de roda 24 pode incluir um pneu 26 disposto em uma roda 28. O sistema de eixo de transmissão 20 também pode incluir ou estar associado a pelo menos uma fonte de potência 30, tal como uma fonte de potência elétrica como uma bateria.

[0021] Em pelo menos uma configuração, o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 22 podem geralmente ser dispostos próximos um do outro e podem ser posicionados em direção à traseira do veículo 10, de forma semelhante a um arranjo de eixo em tandem convencional. No entanto, ao contrário de um arranjo de eixo em tandem convencional, o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 22 não estão operativamente 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 22 não estão conectados em série entre si com um veio, tal como um eixo cardan que pode conectar uma saída do conjunto de eixo dianteiro 22 com uma entrada do conjunto de eixo traseiro 22. Também está contemplado que o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 22 podem ser dispostos de uma maneira diferente, tal como com um ou com ambos os conjuntos de eixo dispostos perto da frente do veículo.

[0022] O conjunto de eixo dianteiro e o conjunto de eixo traseiro podem ter configurações similares ou idênticas. Como um exemplo, ambos os conjuntos de eixo incluem um conjunto de alojamento 40, um conjunto de diferencial 42, um par de semieixos 44, um motor elétrico 46, uma transmissão 48, um pinhão de transmissão 50 ou combinações dos mesmos. Além disso, um freio de atrito 52 pode ser associado a cada conjunto de roda 24. O posicionamento do conjunto de diferencial 42, do motor elétrico 46 e/ou da transmissão 48 pode diferir daquele mostrado. Por exemplo, o conjunto de diferencial 42 pode ser posicionado entre o motor elétrico 46 e a transmissão 48.

[0023] O conjunto de alojamento 40 recebe vários componentes do conjunto de eixo 22. Além disso, o conjunto de alojamento 40 pode facilitar a montagem do conjunto de eixo 22 no veículo 10. Em pelo menos uma configuração, o conjunto de alojamento 40 pode incluir um alojamento de eixo 60 e um suporte de diferencial 62.

[0024] O alojamento de eixo 60 pode receber e suportar os semieixos 44. Em pelo menos uma configuração, o alojamento de eixo 60 pode incluir uma porção central 64 e pelo menos uma porção de braço 66.

[0025] A porção central 64 pode ser disposta na proximidade do centro do alojamento de eixo 60. A porção central 64 pode definir uma cavidade que pode receber o conjunto de diferencial 42.

[0026] Uma ou mais porções de braço 66 podem se estender a partir da porção central 64. Por exemplo, duas porções de braço 66 podem se estender em sentidos opostos a partir da porção central 64 e para longe do conjunto de diferencial 42. As porções de braço 66 podem cada uma ter uma configuração oca ou configuração tubular que pode se estender em torno de e pode receber um semieixo 44 correspondente e pode ajudar a separar ou isolar o semieixo 44 do ambiente envolvente. Um cubo de roda pode ser disposto rotativamente em uma porção de braço 66 e operativamente conectado a um semieixo 44. Um conjunto de roda 24 é montável no cubo de roda.

[0027] O suporte de diferencial 62 pode ser montado na porção central 64 do alojamento de eixo 60. O conjunto de diferencial 42 pode ser rotativamente suportado no suporte de diferencial 62.

[0028] O conjunto de diferencial 42 está disposto no conjunto de alojamento 40. Por exemplo, o conjunto de diferencial 42 pode ser disposto na porção central 64 do alojamento de eixo 60. O conjunto de diferencial 42 pode transmitir torque aos semieixos 44 do conjunto de eixo 22 e permitir que os semieixos 44 e os conjuntos de roda 24 rodem com diferentes velocidades de uma maneira conhecida pelos técnicos no assunto. Por exemplo, o conjunto de diferencial 42 pode ter uma coroa 70 que pode ser montada fixamente em uma caixa de diferencial. A coroa 70 e a caixa de diferencial podem ser rotativas em torno de um eixo geométrico de diferencial. A caixa de diferencial pode receber engrenagens de diferencial que podem ser operativamente conectadas aos semieixos 44.

[0029] Os semieixos 44 são configurados para transmitir torque entre o conjunto de diferencial 42 e um cubo de roda correspondente. Por exemplo, podem ser proporcionados dois semieixos 44 de modo que cada semieixo 44 se estenda através de uma porção de braço 66 diferente do alojamento de eixo 60. Os semieixos 44 podem ser rotativos em torno de um eixo geométrico, tal como um eixo geométrico de roda ou o eixo geométrico de diferencial.

[0030] O motor elétrico 46 é configurado para fornecer 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, limitar ou evitar o recuo do veículo, tal como quando o veículo 10 está em uma superfície inclinada. A frenagem regenerativa pode fornecer um torque de frenagem regenerativa, que também pode ser denominado de torque de freio regenerativo. A frenagem regenerativa pode capturar energia cinética quando o motor elétrico 46 é usado para frear ou reduzir a velocidade do veículo 10. A energia recuperada pode ser transmitida a partir dos conjuntos de roda 24 para acionar o motor elétrico 46. Desse modo, o motor elétrico 46 pode funcionar como um gerador e pode ser usado para carregar a fonte de potência 30. O motor elétrico 46 pode ser eletricamente conectado à fonte de potência 30 por meio de um inversor de uma maneira conhecida pelos técnicos no assunto. As conexões elétricas entre o conjunto de eixo dianteiro 22 e o conjunto de eixo traseiro 22 e a fonte de potência 30 são representadas com símbolos de conexão P1 e P2, respectivamente.

[0031] O motor elétrico 46 pode ser montado no ou posicionado dentro do conjunto de alojamento 40. O motor elétrico 46 inclui um estator 80 e um rotor 82. O estator 80 pode ser posicionado de forma fixa em relação ao conjunto de alojamento 40. O estator 80 pode envolver o rotor 82. O rotor 82 é rotativo em torno de um eixo geométrico 84 em relação ao estator 80.

[0032] A transmissão 48 facilita a transmissão de torque entre o motor elétrico 46 e o pinhão de transmissão 50. A transmissão de torque pode ser bidirecional. A transmissão 48 pode proporcionar redução de engrenagem e múltiplas relações de engrenagem entre o rotor 82 e o pinhão de transmissão 50. A transmissão 48 pode ser de qualquer tipo adequado. Por exemplo, a transmissão 48 pode ser uma transmissão de contraeixo, uma transmissão epicíclica (por exemplo, uma transmissão que tem 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 transmissão de único contraeixo são revelados nas Patentes dos E.U.A. N.os 11.002.352 e 11.209.072. Exemplos de um conjunto de eixo tendo uma transmissão de duplo contraeixo são revelados em 10.989.288, 11.207.976 e 11.220.176. Exemplos de um conjunto de eixo tendo uma transmissão epicíclica são revelados na Patente dos E.U.A. N.° 11.038.396 e no pedido de patente dos E.U.A. com o n.° de série 17/308.307. As revelações das referências nas três frases anteriores são incorporadas pelo presente em sua totalidade por referência no presente documento.

[0033] Fazendo referência à Figura 1, o pinhão de transmissão 50 conecta operativamente o conjunto de diferencial 42 e a transmissão 48. O pinhão de transmissão 50 pode ser recebido no conjunto de alojamento 40 e pode transmitir torque entre o conjunto de diferencial 42 e a transmissão 48. O pinhão de transmissão 50 pode ser rotativo em torno de um eixo geométrico, tal como o eixo geométrico 84, e pode ter uma porção de engrenagem que tem dentes que engrenam com os dentes da coroa 70 do conjunto de diferencial 42. O torque que é fornecido pelo motor elétrico 46 para a transmissão 48 e para o pinhão de transmissão 50 pode ser transmitido para a coroa 70 e, portanto, para o conjunto de diferencial 42.

[0034] O freio de atrito 52 é configurado para fornecer um torque de frenagem de atrito que impede a rotação ou que inibe ou abranda a rotação do conjunto de roda 24. Um freio de atrito 52 pode ser montado em cada porção de braço 66 em proximidade a um cubo de roda que facilita a montagem de um conjunto de roda 24. O freio de atrito 52 pode ser de qualquer tipo adequado, tal como um freio a disco ou um freio a tambor. Além disso, o freio de atrito 52 pode ser acionado de qualquer maneira adequada, tal como por acionamento hidráulico, acionamento elétrico, acionamento pneumático, ou similares.

[0035] Um sist ema de controle 100 controla a operação do sistema de eixo de transmissão 20. Por exemplo, o sistema de controle 100 pode incluir um ou mais controladores ou módulos de controle baseados em microprocessador 102 que podem ser eletricamente conectados a ou comunicar com componentes do veículo 10 e/ou do conjunto de eixo 22, tal como o motor elétrico 46, freios de atrito 56 etc. As conexões do sistema de controle são representadas pelas linhas de seta dupla na Figura 1, bem como pelos símbolos de conexão A e B. O sistema de controle 100 pode também monitorar e controlar a fonte de potência 30. Além disso, o sistema de controle 100 também pode processar sinais de entrada ou dados de vários dispositivos de entrada ou sensores. Esses dispositivos de entrada podem incluir um sensor de velocidade 110, um pedal do acelerador 112 e um pedal do freio 114.

[0036] O sensor de velocidade 110 proporciona um sinal indicativo da velocidade do veículo. Por exemplo, o sensor de velocidade 110 pode proporcionar um sinal indicativo do ritmo de rotação ou velocidade de rotação de um componente rotativo disposto a jusante da transmissão 48, tal como o ritmo de rotação de um conjunto de roda 24, do semieixo 44, do pinhão de transmissão 50 ou similar. Em pelo menos uma configuração, o sensor de velocidade 110 pode ser montado no conjunto de eixo 22 e pode detectar a rotação de um cubo de roda e, assim, pode ser indicativo da velocidade da roda.

[0037] Um pedal do acelerador 112 proporciona um sinal ao controlador 102 que é indicativo de uma solicitação para aceleração do veículo 10. O sinal proporcionado pelo pedal do acelerador 112 pode ser usado pelo controlador 102 para controlar o motor elétrico 46. Por exemplo, o controlador 102 pode controlar o motor elétrico 46 para fornecer torque de propulsão com base no sinal do pedal do acelerador 112. O pedal do acelerador 112 pode ser operado por um motorista ou operador do veículo 10 para solicitar aceleração e desaceleração do veículo 10. O pedal do acelerador 112 pode ter qualquer configuração adequada. Por exemplo, o pedal do acelerador 112 pode ser um pedal operado com o pé que pode ser montado próximo ao piso do compartimento de passageiros do veículo 10 ou pode ser um pedal operado com a mão que pode ser fornecido em um outro local, tal como próximo a um volante ou console central do veículo 10. O pedal do acelerador 112 pode ser móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição. A primeira posição pode ser uma posição liberada na qual o pedal do acelerador 112 não está acionado ou pressionado pelo motorista. A primeira posição pode corresponder a uma posição de pedal a 0% quando expressa como uma porcentagem. A segunda posição pode ser uma posição totalmente acionada ou de “aceleração máxima” na qual o pedal do acelerador 112 está acionado ou pressionado pelo motorista em toda a sua extensão. A segunda posição pode corresponder a uma posição de pedal a 100% quando expressa como uma porcentagem. O pedal também pode ser acionado para várias posições intermédias entre a primeira posição e a segunda posição. Essas posições intermédias podem corresponder a posições de pedal que são superiores a 0% e inferiores a 100% quando expressas como uma porcentagem.

[0038] Um pedal do freio 114 proporciona um sinal ao controlador 102 que é indicativo de uma solicitação para desaceleração do veículo 10. O sinal proporcionado pelo pedal do freio 114 pode ser usado pelo controlador 102 para controlar o freio de atrito 52. Por exemplo, o controlador 102 pode controlar um acionador de freio que aciona o freio de atrito 52 para proporcionar um torque de frenagem de atrito com base no sinal do pedal do freio 114. O pedal do freio 114 pode ser operado por um motorista do veículo 10 para solicitar desaceleração do veículo 10. O pedal do freio 114 pode ter qualquer configuração adequada. Por exemplo, o pedal do freio 114 pode ser um pedal operado com o pé que pode ser montado próximo ao piso do compartimento de passageiros do veículo 10 ou pode ser um pedal operado com a mão que pode ser fornecido em um outro local, tal como próximo a um volante ou console central do veículo 10. O pedal do freio 114 pode ser móvel entre uma primeira posição e uma segunda posição. A primeira posição pode ser uma posição liberada na qual o pedal do freio 114 não está acionado ou pressionado pelo motorista. A primeira posição pode corresponder a uma posição de pedal a 0% quando expressa como uma porcentagem. A segunda posição pode ser uma posição totalmente acionada na qual o pedal do freio 114 está acionado ou pressionado pelo motorista em toda a sua extensão. A segunda posição pode corresponder a uma posição de pedal a 100% quando expressa como uma porcentagem. O pedal também pode ser acionado para várias posições intermédias entre a primeira posição e a segunda posição. Essas posições intermédias podem corresponder a posições de pedal que são superiores a 0% e inferiores a 100% quando expressas como uma porcentagem.

[0039] Fazendo referência à Figura 2, é mostrado um fluxograma de um método de controle de um veículo e um conjunto de eixo. Como será apreciado por um técnico no assunto, os fluxogramas podem 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 várias funções podem ser afetadas por um microprocessador programado. A lógica de controle pode ser implementada usando qualquer uma dentre uma série de técnicas ou estratégias de programação e de processamento conhecidas e não está limitada à ordem ou sequência ilustradas. Por exemplo, o processamento de interrupção ou orientado a eventos pode ser empregue em aplicações de controle em tempo real, em vez de uma estratégia puramente sequencial, tal como ilustrado. Da mesma forma, podem ser usados sistemas e métodos de processamento paralelo, multitarefa ou multiencadeamento (multithreading).

[0040] A lógica de controle pode ser independente da linguagem de programação específica, do sistema operacional, do processador, ou dos circuitos usados para desenvolver e/ou implementar a lógica de controle ilustrada. Do mesmo modo, dependendo da linguagem de programação específica e da estratégia de processamento, podem ser realizadas várias funções na sequência ilustrada, substancialmente ao mesmo tempo, ou em uma sequência diferente ao realizar o método de controle. As funções ilustradas podem ser modificadas, ou em alguns casos omitidas, sem se afastar do escopo da presente invenção. As etapas do método podem ser executadas pelo sistema de controle 100 e podem ser implementadas como um sistema de controle de circuito fechado.

[0041] Como uma visão geral, um veículo elétrico ou veículo que tem um conjunto de eixo que é alimentado por um motor elétrico em vez de um motor de combustão interna é suscetível a rolamento em superfícies inclinadas. Por exemplo, tal veículo é suscetível a rolamento quando o veículo está estacionário e torque de frenagem é liberado ou não é mais aplicado. Aplicar torque de frenagem com o motor elétrico para inibir o rolamento é possível, mas apenas durante um período de tempo limitado, uma vez que o motor elétrico pode sobreaquecer quando se aplica tal torque de frenagem. Alternativamente, pode se aplicar torque de frenagem com o freio de atrito ou sistema antibloqueio de frenagem que está associado a um freio de atrito. No entanto, o recuo do veículo ainda pode ocorrer quando o freio de atrito é liberado (ou seja, torque de frenagem não é aplicado) e torque de propulsão não é fornecido com o motor elétrico ou o torque de propulsão fornecido pelo motor elétrico ainda não é suficiente para evitar o rolamento. Para resolver esses problemas, a presente invenção pré- carrega o sistema de transmissão do veículo para reduzir ou evitar o recuo do veículo aplicando torque de propulsão e torque de frenagem simultaneamente por um período de tempo limitado. Aplicar torque de propulsão e torque de frenagem simultaneamente pode reduzir ou evitar o recuo em muitas situações. No entanto, podem existir situações nas quais o veículo é mais suscetível a recuar (ou seja, quando a estrada na qual o veículo está situado tem uma maior inclinação, o veículo é mais pesado etc.) e nas quais o recuo pode não ser suficientemente resolvido aplicando torque de propulsão e torque de frenagem simultaneamente e em quantidades iguais. Consequentemente, a presente invenção sobrepõe-se temporariamente às medidas de segurança de torque padrão que iriam, de outra forma, impedir o torque de propulsão de anular ou superar o torque de frenagem de atrito.

[0042] As etapas do método mostradas na Figura 2 são usadas para controlar o torque de propulsão que é fornecido pelo motor elétrico de um conjunto de eixo e o torque de frenagem de atrito que é fornecido pelos freios de atrito do conjunto de eixo. Para fins ilustrativos, o método é mais facilmente entendido no contexto de um veículo estando inicialmente estacionado ou estacionário em um aclive. Como tal, a direção de deslocamento do veículo quando é fornecido torque de propulsão suficiente será em uma direção aclivada. Em tal cenário, o veículo terá tendência a rolar para trás ou em declive na ausência de uma força de neutralização suficiente.

[0043] Além disso, o método na Figura 2 é descrito nas seguintes condições operacionais iniciais. Primeiro, o veículo está estacionário (por exemplo, velocidade do veículo = 0 km/h). Segundo, torque de frenagem é fornecido inicialmente por um freio de atrito e não pelo motor elétrico (ou seja, não é através de frenagem regenerativa ou usando energia elétrica para impedir a rotação do rotor do motor elétrico). Terceiro, medidas de segurança de torque estão em vigor que evitam que torque de propulsão fornecido pelo motor elétrico anule ou supere o torque de frenagem de atrito. Por exemplo, as medidas de segurança de torque podem limitar o torque de propulsão que pode ser fornecido pelo motor elétrico em uma quantidade predeterminada que é insuficiente para superar o torque de frenagem de atrito que pode ser exercido pelos freios de atrito no caso de torque de propulsão e torque de frenagem de atrito serem fornecidos simultaneamente. Como um exemplo não limitativo, o torque de propulsão que pode ser fornecido pelo motor elétrico pode estar limitado a cerca de 60% da capacidade do motor quando medidas de segurança de torque estão em vigor.

[0044] No bloco 200, o método determina se o veículo está estacionário. O veículo pode estar estacionário quando a velocidade do veículo não é superior a zero, tal como quando o veículo está estacionado ou não está em rolamento. Determinar se o veículo está estacionário pode ser com base no sinal do sensor de velocidade 110. Se o veículo está estacionário, então o método continua no bloco 202. Se o veículo não está estacionário, então o método ou iteração do método termina no bloco 204.

[0045] No bloco 202, o método determina se a aceleração ou frenagem do veículo são solicitadas. Determinar se a aceleração é solicitada pode ser com base em um sinal do pedal do acelerador 112 ou um sensor associado ao pedal do acelerador 112. Por exemplo, o pedal do acelerador 112 pode ser acionado desde a primeira posição ou posição de pedal a 0% para a ou em direção à segunda posição, conforme discutido anteriormente. Determinar se a frenagem é solicitada pode ser com base em um sinal do pedal do freio 114 ou um sensor associado ao pedal do freio 114. Por exemplo, o pedal do freio 114 pode ser acionado desde a primeira posição ou posição de pedal a 0% para a ou em direção à segunda posição, conforme discutido anteriormente. Em resultado disso, tanto o pedal do acelerador 112 quanto o pedal do freio 114 são ambos concomitantemente acionados ou pressionados quando é solicitada a aceleração e frenagem do veículo. Se a aceleração e frenagem do veículo não é solicitada (ou seja, o pedal do acelerador 112 e/ou o pedal do freio 114 é liberado ou não é acionado), então o método ou iteração do método termina no bloco 204. Se a aceleração e frenagem do veículo são solicitadas, então o método pode continuar no bloco 206.

[0046] No bloco 206 é iniciado um temporizador. Iniciar o temporizador pode incluir inicializar ou reinicializar o temporizador em zero e depois executar o temporizador para proporcionar um sinal ou dados indicativos do tempo decorrido. O temporizador pode ser iniciado quando o pedal do acelerador 112 e o pedal do freio 114 são ambos acionados ou pressionados. Além disso, o temporizador pode continuar a ser executado enquanto o pedal do acelerador 112 e o pedal do freio 114 permanecerem acionados ou pressionados.

[0047] No bloco 208, o método determina se a reinicialização do temporizador é solicitada. A reinicialização do temporizador pode ser solicitada quando o pedal do acelerador 112 é liberado ou não é mais acionado, quando o pedal do freio 114 é liberado ou não é mais acionado, ou ambos. O temporizador pode parar de ser executado quando uma reinicialização é solicitada. Se uma reinicialização do temporizador é solicitada, então o método pode continuar no bloco 210. Se uma reinicialização do temporizador não é solicitada, então o temporizador continua a ser executado e o método continua no bloco 212.

[0048] No bloco 210 é reinicializado o temporizador. Pode se reinicializar ou inicializar o temporizador deletando o tempo decorrido do ciclo mais recente de temporizador da memória ou definindo a medida de tempo decorrido como zero. O método pode então se repetir ou reiniciar no bloco 200.

[0049] No bloco 212, o método determina se a aceleração e frenagem foram solicitadas por um período de tempo predeterminado. A quantidade de tempo em que se solicitou a aceleração e frenagem pode ser com base no temporizador. O período de tempo predeterminado pode ser baseado em testes de desenvolvimento do veículo. Por exemplo, o período de tempo predeterminado pode estar dentro de uma faixa de aproximadamente 0,5 a 5 segundos, tal como de aproximadamente 2 a 4 segundos. O período de tempo predeterminado pode ser um período de tempo que é suficiente para indicar que o operador está solicitando aceleração e frenagem intencionalmente ao em vez do acionamento inadvertido ou desintencionado de ambos o pedal do acelerador e o pedal do freio. A probabilidade de acionamento inadvertido ou desintencionado pode diminuir à medida que o período de tempo predeterminado aumenta. Se a aceleração e frenagem não foram solicitadas pelo período de tempo predeterminado, então o temporizador pode continuar a ser executado e o método pode retornar ao bloco 208. Se a aceleração e frenagem foram solicitadas pelo período de tempo predeterminado ou por mais tempo, então o método pode continuar no bloco 214.

[0050] No bloco 214, o torque de propulsão e torque de frenagem de atrito são ambos aplicados ou fornecidos. Aplica- se torque de propulsão fornecendo potência da fonte de potência 30 ao motor elétrico 46 para tentar impulsionar o veículo para a frente. Pode se aplicar torque de frenagem de atrito ao continuar a acionar o freio de atrito 52. Assim, é contemplado que torque de frenagem de atrito possa ser fornecido para manter o veículo no lugar nos blocos anteriores e torque de propulsão é fornecido em adição ao torque de frenagem de atrito no bloco 214.

[0051] Além de fornecer torque de propulsão e torque de frenagem de atrito, o método permite temporariamente que o torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito. Assim, o torque de frenagem de atrito pode tentar manter o veículo na posição estacionária para evitar o recuo enquanto o torque de propulsão pode trabalhar contra o torque de frenagem de atrito e tentar superar o torque de frenagem de atrito para impulsionar o veículo para a frente. A quantidade de torque de propulsão que é fornecida pode ser baseada no sinal do pedal do acelerador 112. A quantidade de torque de frenagem de atrito que é fornecida pode ser baseada no sinal do pedal do freio 114. É contemplado que a quantidade de torque de propulsão que é fornecida pode ser aumentada automaticamente de modo a exceder o torque de frenagem de atrito por uma quantidade predeterminada (por exemplo, por 1% a 20%) para aumentar a probabilidade de o torque de propulsão superar o torque de frenagem de atrito e de o veículo começar a rolar para a frente. Também é contemplado que a quantidade de torque de frenagem de atrito que é fornecida possa ser automaticamente ajustada para um valor predeterminado que é considerado suficiente para evitar o recuo do veículo. O valor predeterminado pode ser baseado em dados de uma tabela de consulta e pode ser baseado em atributos do veículo, tal como o peso do veículo, o gradiente ou a inclinação da estrada na qual o veículo está posicionado, ou combinações dos mesmos.

[0052] No bloco 216, o método determina se o veículo avançou. O veículo avançou quando a velocidade do veículo é superior a zero (por exemplo, o veículo está se movendo para a frente). O veículo não avançou quando a velocidade do veículo não é superior a zero (por exemplo, a velocidade do veículo é zero ou a velocidade do veículo é um valor negativo ou indica que o veículo está rolando para trás). A velocidade do veículo pode ser baseada em um sinal do sensor de velocidade 110, conforme discutido anteriormente. Se o veículo não avançou, então o método pode retornar ao bloco 208. Pode se continuar a aplicar torque de propulsão e torque de frenagem de atrito enquanto o pedal do acelerador 112 e o pedal do freio 114 permanecem pressionados. Também é contemplado que se possa continuar a aplicar o torque de propulsão e o torque de frenagem de atrito enquanto o pedal do acelerador 112 e o pedal do freio 114 permanecem pressionados, mas somente por um segundo período de tempo predeterminado. Como um exemplo não limitativo, o segundo período de tempo predeterminado pode ser de cerca de 10 segundos. Se o veículo avançou, então o método pode continuar no bloco 218.

[0053] No bloco 218, o método pode deixar de permitir que o torque de propulsão exceda temporariamente o torque de frenagem de atrito. Em resultado disso, medidas de segurança de torque padrão podem voltar a entrar em vigor. Retomar as medidas de segurança de torque padrão pode encorajar o operador de veículo a retomar práticas de condução habituais em que apenas um pedal é acionado de cada vez. Além disso, as medidas de segurança padrão podem favorecer a frenagem ou a redução de velocidade do veículo em comparação ao impulso ou aceleração do veículo quando torque de propulsão e torque de frenagem são solicitados simultaneamente.

[0054] Um sist ema e método conforme descritos acima podem ajudar a reduzir ou evitar recuo do veículo. Além disso, o sistema e método podem pré-carregar o sistema de transmissão para não só reduzir ou evitar o recuo, mas também para aumentar a probabilidade de que o veículo irá avançar ou rolar para a frente. O sistema e método podem evitar sobreaquecimento que pode ocorrer se frenagem ou torque de frenagem é fornecido com um motor elétrico. Além disso, o sistema e método permitem que torque de propulsão exceda torque de frenagem de atrito somente de um modo limitado para ajudar a aprimorar a dirigibilidade do veículo. O sistema e método não necessitam de utilizar informação que é indicativa da inclinação da estrada na qual o veículo está situado. Além disso, o sistema e método podem ser implementados sem um freio de mão elétrico ou fornecendo torque de frenagem de atrito com um sistema antibloqueio de frenagem. Assim, o veículo pode ser configurado para proporcionar prevenção de recuo de uma maneira menos dispendiosa.

[0055] 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 entende-se que várias modificações podem ser feitas sem haver um afastamento 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 veículo, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer simultaneamente torque de propulsão a uma roda disposta em um conjunto de eixo com um motor elétrico e fornecer torque de frenagem de atrito à roda com um freio de atrito quando a frenagem e aceleração do veículo são ambas solicitadas por um período de tempo predeterminado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar se o veículo está estacionário antes de fornecer simultaneamente torque de propulsão e torque de frenagem de atrito à roda e fornecer simultaneamente torque de propulsão e torque de frenagem de atrito à roda quando o veículo está estacionário.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o fornecimento simultâneo de torque de propulsão e torque de frenagem de atrito à roda compreende adicionalmente permitir temporariamente que o torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o fornecimento simultâneo de torque de propulsão e torque de frenagem de atrito inclui fornecer torque de propulsão que excede o torque de frenagem de atrito.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar se o veículo avança após permitir temporariamente que torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o veículo avança quando uma velocidade do veículo é superior a zero.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente não permitir que torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito após o veículo avançar.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente medir o período de tempo predeterminado com um temporizador e reinicializar o temporizador quando o veículo não avança.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente medir o período de tempo predeterminado com um temporizador, em que o temporizador inicia quando a frenagem e aceleração do veículo são ambas solicitadas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente reinicializar o temporizador quando a frenagem não é solicitada, ou a aceleração não é solicitada, ou a frenagem e aceleração não são solicitadas.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a frenagem do veículo é baseada em um sinal do pedal do freio e a aceleração do veículo é baseada em um sinal do pedal do acelerador.

12. Veículo caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de eixo que inclui um motor elétrico que está configurado para fornecer torque de propulsão a uma roda que está montada no conjunto de eixo e um freio de atrito configurado para fornecer torque de frenagem de atrito à roda; e um sistema de controle que inclui um controlador que controla a operação do motor elétrico e do freio de atrito, de modo que torque de propulsão e torque de frenagem de atrito sejam fornecidos simultaneamente à roda quando a frenagem e aceleração da roda são ambas solicitadas por um período de tempo predeterminado.

13. Veículo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende adicionalmente um pedal do acelerador que proporciona um sinal ao controlador que é indicativo de uma solicitação para aceleração.

14. Veículo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende adicionalmente um pedal do freio que proporciona um sinal ao controlador que é indicativo de uma solicitação para frenagem.

15. Veículo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador tem uma entrada para receber um sinal indicativo de uma velocidade do veículo e o controlador está configurado para fornecer torque de propulsão e torque de frenagem de atrito simultaneamente à roda quando a velocidade do veículo não é superior a zero.

16. Veículo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para permitir temporariamente que torque de propulsão fornecido pelo motor elétrico exceda o torque de frenagem de atrito fornecido pelo freio de atrito quando a frenagem e aceleração da roda são ambas solicitadas pelo período de tempo predeterminado.

17. Veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o período de tempo predeterminado está dentro de uma faixa de aproximadamente 0,5 a 4 segundos.

18. Veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o controlador não permite que o torque de propulsão exceda o torque de frenagem de atrito quando uma velocidade do veículo é superior a zero.

19. Veículo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o conjunto de eixo compreende adicionalmente um conjunto de diferencial que está operativamente conectado ao motor elétrico e um semieixo que conecta operativamente o conjunto de diferencial à roda.