BR112013014092B1

BR112013014092B1 - método para acionamento da função de controle de velocidade em um veículo equipado com acionamento híbrido, especialmente um veículo industrial ou comercial

Info

Publication number: BR112013014092B1
Application number: BR112013014092A
Authority: BR
Inventors: Aimo Boot Marco
Original assignee: Iveco Spa
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2020-04-14
Also published as: US9174635B2; EP2460704A1; CN103269926B; BR112013014092A2; ES2718256T3; WO2012076507A1; CN103269926A; US20130245912A1; EP2460704B1

Abstract

método para acionamento da função de controle de velocidade em um veículo equipado com acionamento híbrido, especialmente um veículo industrial ou comercial a presente invenção descreve um método para acionar a função de velocidade de cruzeiro em um veículo equipado com acionamento hibrido, compreendendo pelo menos um acionamento primário e um acionamento elétrico. o método compreende as etapas de: -verificação cíclica da possibilidade de acionamento da função de velocidade de cruzeiro; se positivo acionamento do acionamento elétrico do tipo controle de cruzeiro elétrico (e1ccelcc), e desativação do acionamento primário, se uma verificação cíclica das condições da ativação do acionamento elétrico é positiva; por outro lado- ativação do acionamento primário do tipo (encc), e desativação do acionamento elétrico.

Description

Relatório descritivo da patente de invenção para: “MÉTODO PARA ACIONAMENTO DA FUNÇÃO DE CONTROLE DE VELOCIDADE EM UM VEÍCULO EQUIPADO COM ACIONAMENTO HÍBRIDO, ESPECIALMENTE UM VEÍCULO INDUSTRIAL OU COMERCIAL.

Campo de Aplicação da Invenção [0001] A presente invenção se refere a um método para acionamento da função de controle de velocidade de cruzeiro em um veículo equipado com acionamento híbrido, especialmente em um veículo industrial ou comercial.

Descrição da Técnica Anterior [0002] A função de controle de velocidade de cruzeiro, como é conhecida, mantém uma velocidade constante de veículo, por meio de um controle usualmente ativado manualmente, que funcional pelo controle do funcionamento do motor de combustão interna.

[0003] Se a referida função for adotada em um veículo equipado com um sistema de acionamento híbrido, que usualmente inclui pelo menos um motor de combustão interna e um motor gerador elétrico, o problema de controle do funcionamento do sistema de acionamento híbrido se origina, durante as etapas de ativação da própria função, a fim de otimizar a redução de consumo de combustível e de ruído do veículo e o aumento de conforto de acionamento, que caracterizam esse sistema de acionamento.

Sumário da Invenção [0004] Portanto, o objetivo da presente invenção é proporcionar um método para acionamento da função de controle de velocidade de cruzeiro em um veículo móvel, especialmente

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2/12 um veículo industrial ou comercial, adequado para vencer todas as desvantagens mencionadas acima.

[0005] O objetivo da presente invenção, de acordo com a reivindicação 1, é um método para acionamento da função de controle de velocidade de cruzeiro em um veículo equipado com o acionamento híbrido, especialmente um veículo industrial ou comercial, o referido acionamento híbrido compreendendo pelo menos um acionamento primário e um acionamento elétrico, o método compreendendo, quando a referida função de controle de velocidade de cruzeiro for requerida, as etapas de:

- verificação cíclica da possibilidade de ativação da referida função de controle de velocidade de cruzeiro, se positivo;

- ativação do referido acionamento elétrico do tipo controle de velocidade elétrica e desativação do referido acionamento primário, se uma verificação cíclica das condições de ativação do acionamento elétrico é positiva, caso contrário;

- ativação do referido acionamento primário do tipo controle de velocidade- velocidade de motor e desativação do referido acionamento elétrico.

[0006] O objetivo da presente invenção também é um veículo, especialmente um veículo industrial ou comercial, compreendendo meios de controle configurados a fim de realizar o método.

[0007] Em particular, o objeto da presente invenção é um método para acionamento da função de controle de velocidade de cruzeiro em um veículo equipado com acionamento

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3/12 híbrido, especialmente, um veículo industrial ou comercial, conforme descrito mais completamente nas reivindicações, que são uma parte integral desta descrição.

Breve Descrição das Figuras [0008] Outras finalidades e vantagens da presente invenção se tornarão claras da descrição detalhada seguinte de uma modalidade preferida (e suas modalidades alternativas) e os desenhos que estão anexos, que são apenas ilustrativos e não limitativos, em que:

A figura 1 mostra um esquema geral de um sistema de acionamento híbrido de um veículo que aplica o método de acordo com a presente invenção;

A figura 2 mostra um diagrama em blocos de um sistema eletrônico para controlar o funcionamento dos diferentes elementos da figura 1;

As figuras 3 e 4 mostram fluxogramas das operações que caracterizam o método da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0009] Um exemplo não limitativo de um sistema de acionamento híbrido de um veículo industrial ou comercial do tipo conhecido na técnica, em que é possível aplicar a presente invenção, é mostrado na figura 1.

[0010] O sistema é caracterizado por um sistema de acionamento híbrido paralelo, compreendendo um sistema de acionamento primário formado por um motor de combustão interna 1, um motor gerador elétrico 2, equipado com um inversor de CC/CA 4 e com uma bateria de acionamento elétrico de alta tensão 5, uma unidade de embreagem única 3 colocada entre o motor de combustão e o motor elétrico e um sistema

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4/12 de transmissão 6 compreendendo uma transmissão manual automatizada. Esta última é, substancialmente, uma caixa de engrenagens mecânica em que acionadores elétricos estão presentes e são controlados por uma unidade de controle especialmente proporcionada, que gerencia solicitações de controle de mudança e de marcha, de acordo com as estratégias de gerenciamento de acionamento do motor de combustão interna e do motor elétrico.

[0011] Um sistema eletrônico para controle do funcionamento dos diferentes elementos da figura 1 está presente. Por exemplo, o sistema pode incluir, conforme mostrado na figura 2, uma unidade de controle eletrônico veicular VCU, que recebe pelo menos os sinais dos sensores do pedal de acelerador.

[0012] Um sistema eletrônico para controlar o funcionamento dos diferentes elementos da figura 1 está presente. Por exemplo, o sistema pode incluir, conforme mostrado na figura 2, uma unidade de controle eletrônico veicular VCU que recebe pelo menos os sinais dos sensores do pedal de acelerador ACC e do pedal de freio BRK e um sinal de um comutador, que pode ser ativado manualmente, que indica a ativação da função de controle de velocidade de cruzeiro CC. Uma unidade de controle eletrônico do sistema de acionamento híbrido HCU controla o funcionamento do motor de combustão interna por meio de uma unidade de controle ECU e o funcionamento do motor gerador elétrico por meio de uma unidade de controle MGC. A unidade HCU também recebe dados referentes pelo menos ao estado de carga da bateria da unidade de controle de bateria BCU e à indicação da

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5/12 inclinação de estrada de um sensor de inclinação de estrada RSS. A unidade HCU, de preferência, tem em suas indicações de descarte e dados que derivam de um sistema de navegação veicular NS, de preferência do tipo tridimensional, compreendendo tanto a indicação instantânea quanto a indicação preditiva de inclinação de estrada, e a indicação do peso de veículo de um sistema de avaliação VPE do peso do veículo quando em movimento.

[0013] O método para acionamento da função de controle de velocidade de cruzeiro, que é objeto da invenção, pode ser ativado por meio de um sistema de controle eletrônico como aquele mostrado na figura 2. De acordo com esse método, no instante em que a função de controle de velocidade de cruzeiro CC é ativada, o veículo mantém a velocidade estabelecida de preferência pelo uso do motor elétrico, melhor se ele for do tipo motor gerador, se todas as condições de permissão predeterminadas existirem, as quais são descritas abaixo em um exemplo e, em segundo lugar, pelo uso do motor de combustão interna tradicional, quando o motor elétrico sozinho não é mais capaz de assegurar que a velocidade alvo requerida é mantida.

[0014] O método pode ser implementado em qualquer veículo equipado com um sistema de acionamento híbrido, em que pelo menos dois sistemas de propulsão estão presentes e em que pelo menos um acionamento elétrico e um acionamento primário estão presentes.

[0015] Com referência à figura 3, uma modalidade do método é descrita.

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6/12 [0016] Quando a função de controle de velocidade de cruzeiro CC é ativada manualmente, por exemplo, pela compressão do botão correspondente (CC LIGADO), uma sequência de exames verifica se as condições são satisfeitas: se todas essas condições forem satisfeitas, a função Controle de Velocidade de Cruzeiro Elétrica ElCC é ativada e o acionamento no modo de controle de velocidade de cruzeiro é assegurado pelo motor elétrico sozinho, caso contrário, mesmo se apenas uma dessas condições não for satisfeita, a função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC é ativada e o acionamento no modo de controle de velocidade de cruzeiro é assegurado na maneira tradicional, por exemplo, por meio do acionamento primário sozinho, com o motor de combustão interna.

[0017] As condições a serem verificadas são as seguintes:

- Se a velocidade do veículo > VS, onde VS é um valor limiar de velocidade de veículo abaixo do qual a função de controle de velocidade de cruzeiro não pode ser ativada (bloco NO CC), por exemplo, VS = 25 km/h.

- Se o veículo estiver se movendo para frente, a saber, se a transmissão estiver em Reverse (R): se o carro estiver invertendo a marcha, a função de controle de velocidade de cruzeiro (bloco NO CC) não pode ser ativada.

- Se a inclinação de estrada for menor do que um valor limiar que é, de preferência, variável dentro de certos limites, a saber, se a Inclinação de Estrada < (Pmax ± Pmax_Hyst), onde Pmax é o limite superior nominal da inclinação de Estrada (por exemplo, Pmax = 8%), e Pmax_Hyst

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7/12 é uma variação percentual tolerada em torno do valor Pmax (por exemplo, Pmax_Hyst = ± 1%): se a inclinação exceder o referido limite, a função de Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor é ativada. Essa variação percentual tolerada do limiar de inclinação é necessária para evitar uma comutação repetida entre LIGA e DESLIGA do controle de ativação da função de controle de velocidade de cruzeiro para variações mínimas da inclinação de Estrada, ou também para evitar comutação continua e repetida entre Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC e Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC. O valor de inclinação de estrada deve ser tido como um valor absoluto, a saber, a inclinação de estrada pode ser positiva (aclive) ou negativa (declive).

- Se a velocidade alvo estabelecida para a ativação da função de controle de velocidade de cruzeiro Vset é menor do que um valor limiar de velocidade Vmax, que é, de preferência, variável dentro de certos limites, a saber, se Vset < (Vmax ± Vmax_Hyst), onde Vmax é a velocidade máxima (por exemplo, Vmax = 65 km/h, que não corresponde à velocidade máxima do veículo, mas está correlacionada com o limite de potência máximo do motor gerador) acima do qual não é possível ativar a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC, mas apenas a função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC e Vmax_Hyst é uma variação percentual tolerada em torno do valor Vmax (por exemplo, Vmax_Hyst = ± 5 km/h), com considerações equivalentes com relação a Pmax_Hyst.

- Se o estado de carga da bateria de acionamento SOC

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8/12 exceder um valor limiar de estado de carga que é, de preferência, variável dentro de certos limites, a saber, se SOC > (SOC_s ± SOC_Hyst), onde SOC é percentagem que expressa o nível de carga instantâneo da bateria de acionamento, SOCs é o valor limiar de estado de carga abaixo do qual não é possível ativar a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC, mas apenas a função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC (por exemplo, SOC_s = ± 4%), e SOC_Hyst é uma variação percentual tolerada em torno do valor SOCs (por exemplo, SOC_Hyst ± 4%), com considerações equivalentes com relação a Pmax_Hyst e Vmax_Hyst.

- Se a solicitação de potência instantânea para o sistema de acionamento for menor do que um valor limite de potência P_LIMIT-Mot que pode ser proporcionado pelo motor elétrico (parâmetro construtivo do motor), a saber, se Solicitação de Potência < P_LIMIT-Mot, de outro modo a função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC é ativada.

[0018] Deve ser notado que, se as indicações e dados que derivam do sistema de navegação veicular NS do tipo tridimensional estão disponíveis, e incluem tanto a indicação instantânea quanto a indicação preditiva da inclinação de estrada, e a indicação do peso do veículo de um sistema de avaliação VPE do peso do veículo quando em movimento, é possível obter uma funcionalidade adicional. O valor de velocidade Vmax, o estado de carga da bateria SOCs e sua variação percentual tolerada SOC_Hyst, o valor de velocidade limiar VS pode ser mudado dinamicamente como uma função das condições da estrada e da rota definida pelo sistema de navegação ou pelo próprio usuário, sendo possível

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9/12 supor por quanto tempo será possível manter a função de controle de velocidade de cruzeiro operando. Nesse caso, o sensor de inclinação de estrada RSS pode não ser usado, uma vez que essa parte de informação é proporcionada pelo sistema de navegação que é equipado com uma cartografia tridimensional.

[0019] Todas as condições anteriores são verificadas continua e iterativamente, até que a função de controle de velocidade de cruzeiro CC seja desativada.

[0020] Quando a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC é ativada, o motor de combustão interna do acionamento primário pode ser parado ou funcionar em marcha lenta, de acordo com a configuração do sistema de acionamento.

[0021] Quando a função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC estiver ativada, o motor elétrico pode ser controlado a fim de trabalhar como um gerador e é capaz de proporcionar torque negativo para desacelerar o veículo, quando a velocidade exceder o valor de limiar superior Vset. Esse torque negativo pode ser requerido, por exemplo, pela unidade de controle HCU, quando a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro é ativada. Essa situação é típica de um veículo que se desloca em uma estrada com inclinação negativa. Assim, é possível obter uma recuperação da energia cinética na energia elétrica que está armazenada na bateria de alta tensão do sistema híbrido. De outro modo, essa contribuição será dissipada na forma de calor nos freios de serviço e a frenagem do veículo será atuada exclusivamente de modo manual pelo condutor, quando

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10/12 a velocidade do veículo excede o limite Vset com o torque do motor igual a zero.

[0022] Com referência à figura 4, a sequência das etapas de ativação da função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC e da função de Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC é descrita abaixo, especialmente com relação ao exemplo de acionamento híbrido descrito acima com referência à figura 1.

[0023] Quando a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC é ativada, a unidade de controle HCU determina a abertura da marcha 3, se a embreagem estiver fechada, quando a função é ativada, caso contrário, se mantém aberta; então, muda da marcha 6 para neutra (posição N); depois disso, ativa o controle de RPM e a distribuição de torque do motor gerador 2. Nessa situação, o acionamento do veículo é assegurado pelo motor gerador elétrico sozinho.

[0024] Quando a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC é ativada, a unidade de controle HCU mantém a engrenagem em acionamento (posição D); então, determina o fechamento da embreagem, se a embreagem estiver aberta, quando a função está ativada, caso contrário, a mantém fechada; depois disso, ativa o controle de rpm e a distribuição de torque do motor de combustão interna 1. Nessa situação, o acionamento do veículo é assegurado pelo acionamento primário (motor de combustão interna) sozinho.

[0025] Durante a transição da função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC para a função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC, a unidade de controle HCU muda para acionamento (posição D), a

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11/12 seguir, determina o fechamento da embreagem a fim de ativar o acionamento primário (motor de combustão interna) e, finalmente, ativa o controle de rpm e a distribuição de torque do motor de combustão interna.

[0026] Durante a transição da função Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor EnCC para a função Controle Elétrico de Velocidade de Cruzeiro ElCC, a unidade de controle HCY determina a abertura da embreagem, então, muda para neutro (posição N) a fim de ativar o motor elétrico por meio do controle de rpm e de torque.

[0027] As transições entre os dois modos são determinadas pela verificação contínua das condições descritas acima. O método da presente invenção pode ser realizado, vantajosamente, por meio de programas de computador carregados nas várias unidades de controle eletrônico do veículo, que compreendem meios de código de programa, realizando uma ou mais etapas do referido método, quando os referidos programas estão em execução em um computador. Portanto, o escopo da presente patente se destina a cobrir também os referidos programas de computador e os meios legíveis em computador, que compreendem uma mensagem gravada, esses meios legíveis em computador compreendendo os meios de código de programa para realização de uma ou mais etapas desse método, quando os referidos programas são executados em um computador.

[0028] Será evidente para a pessoa versada na técnica que outras modalidades alternativas e equivalentes da invenção podem ser concebidas e reduzidas na prática, sem afastamento do escopo da invenção.

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12/12 [0029] Da descrição apresentada acima será possível para a pessoa versada na técnica concretizar a invenção sem necessidade de descrever novos detalhes da construção.

Claims

1. Método para acionamento da função de controle de velocidade em um veículo equipado com acionamento híbrido, especialmente um veículo industrial ou comercial, o referido acionamento híbrido compreendendo pelo menos um acionamento primário (1) e um acionamento elétrico (2), o método compreendendo, quando a referida função de controle da velocidade é necessária as etapas de: - verificação cíclica da possibilidade de ativação da referida função de controle de velocidade, se positivo - ativação do referido acionamento elétrico (2) do tipo "controle de velocidade elétrica" (ElCC) e desativação do referido acionamento principal (1), se uma verificação cíclica das condições de ativação do acionamento elétrico (2) for positiva, caso contrário - ativação do referido acionamento primário (1) do tipo "Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor" (EnCC) e desativação do referido acionamento elétrico (2), em que a referida verificação cíclica da possibilidade de ativação da função de controle da velocidade compreende: - verificar se a velocidade do veículo for superior a um valor limite de velocidade (VS); - verificar se o veículo está se movendo para frente, em que - se a estrada tem uma inclinação inferior a um valor limiar de inclinação (Pmax); - se a velocidade alvo (Vset) definida para a ativação da função de controle de cruzeiro é menor do que um valor limite de velocidade (Vmax); - se o estado de carga (SOC) da bateria de acionamento do referido acionamento elétrico (2) é maior do que um valor limiar de estado de carga (SOCs); - se uma potência instantânea necessária ao referido acionamento elétrico (2) é menor do que um valor limite de potência (PLiMiT-Mot) entrega pelo referido acionamento elétrico (2). o método caracterizado pelo fato de que um ou mais valores dos ditos limiares de inclinação (Pmax), o valor limiar de velocidade (Vmax), no valor limiar do estado de carga (SOCs), o valor limite de distribuição de energia (PLiMiT-Mot), são variáveis dentro respectivas variações percentuais toleradas em torno dos respectivos valores, em que a percentagem de variação (SOC_Hyst) do estado de carga da bateria (SOCs), é variável conforme uma função das indicações e dados provenientes de um sistema de navegação veicular (NS), do tipo tridimensional, compreendendo tanto uma indicação instantânea quanto uma indicação preditiva da inclinação da estrada, e uma indicação do peso do veículo.

2. Método para acionamento da função de controle de velocidade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos referidos valores limiares de velocidade (Vmax), do estado de carga da bateria (SOCs), limiar de velocidade (VS), é variável conforme uma função das indicações e dados provenientes de um sistema de navegação veicular (NS), do tipo tridimensional, compreendendo tanto uma indicação instantânea quanto uma indicação preditiva da inclinação da estrada, e uma indicação do peso do veículo.

3. Método para acionamento da função de controle de velocidade, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, quando o tipo "Eletric Cruise-Control” (ElCC) for ativado, um motor de combustão interna do acionamento principal (1) é parado ou funciona em marcha lenta.

4. Método para acionamento da função de controle de velocidade, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, quando o dito acionamento principal (1) do tipo "Controle de Velocidade de Cruzeiro de Motor" (ENCC) for ativado, o referido acionamento elétrico (2) é controlado de modo que ele fornece um torque negativo, a fim de desacelerar o veículo quando a velocidade ultrapassa o valor da velocidade alvo (Vset).

5. Veículo industrial ou comercial caracterizado por compreender um sistema de acionamento híbrido compreendendo pelo menos um acionamento principal (1), um acionamento elétrico (2), pelo menos uma embreagem (3) entre o dito acionamento principal (1) e elétrico (2), e uma transmissão manual automatizada (6), e compreendendo meios de controle configurados para realizar o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.