BR112015024709B1 - Trem de potência híbrido, veículo, e método para controlar um trem de acionamento híbrido - Google Patents

Trem de potência híbrido, veículo, e método para controlar um trem de acionamento híbrido Download PDF

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Mikael Bergquist
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Johan Lindström
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Abstract

TREM DE POTÊNCIA HÍBRIDO COM UMA CAIXA DE ENGRENAGENS E MÉTODO PARA CONTROLAR TAL TREM DE ACIONAMENTO HÍBRIDO A presente invenção se refere a um trem de potência híbrido que compreende um motor de combustão (4); uma caixa de engrenagens (2) com um eixo de entrada (8) e um eixo de saída (20); uma primeira engrenagem planetária (10) conectada ao eixo de entrada (8); uma segunda engrenagem planetária (12) conectada à primeira engrenagem planetária (10); uma primeira máquina elétrica (14) conectada à primeira engrenagem planetária (10); uma segunda máquina elétrica (16) conectada à segunda engrenagem planetária (12); um primeiro par de engrenagens (G1, 60) e um terceiro par de engrenagens (G1, 72) os quais estão situados entre a primeira engrenagem planetária (10) e o eixo de saída (20); e um segundo par de engrenagens (66) e um quarto par de engrenagens (G2, 78) os quais estão situados entre a segunda engrenagem planetária (12) e o eixo de saída (20); de modo que um eixo intermediário (18) é fornecido entre as respectivas primeira e segunda engrenagens planetárias (10, 12) e o eixo de saída (2) e o eixo intermediário (18) é conectado ao eixo de saída (20) através de um quinto par de engrenagens (G3, 21). A invenção se refere também a um método para controlar um trem de potência híbrido (3), a um programa de computador (P) para (...).

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR
[0001] A presente invenção refere-se a um trem de potência híbrido de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção se refere, também, a um veículo dotado de um trem de potência híbrido de acordo com o preâmbulo da reivindicação 10, um método para controlar um trem de potência híbrido de acordo com o preâmbulo da reivindicação 11, um programa de computador para controlar tal trem de potência híbrido e um produto de programa de computador que compreende código de programa.
[0002] Veículos híbridos podem ser alimentados por um meio primário de propulsão o qual pode ser um mecanismo motor de combustão e por um meio secundário de propulsão o qual pode ser uma máquina elétrica. A máquina elétrica será equipada com pelo menos um armazenamento de energia, por exemplo, um armazenamento eletromecânico para energia elétrica e com equipamentos de regulagem para regular o fluxo de energia elétrica entre o armazenamento de energia e a máquina elétrica. A máquina elétrica pode servir alternativamente, portanto, alternativamente como motor e gerador, dependendo do estado de operação do veículo. Quando o veículo é freado, a máquina elétrica irá gerar energia elétrica a qual irá para o armazenamento de energia. Isso é geralmente chamado de frenagem regenerativa por meio da qual o veículo é freado pela máquina elétrica e pelo mecanismo motor de combustão. A energia elétrica armazenada irá subsequentemente ser usada para a operação do veículo.
[0003] Uma engrenagem planetária geralmente compreende três componentes dispostos para rotação relativa um ao outro, uma engrenagem solar, um carregador de roda planetária e uma coroa. Sabendo o número de dentes que a engrenagem solar e a coroa têm torna possível determinar as velocidades de rotação mútuas dos três componentes durante operação. Um dos componentes da engrenagem pode ser conectado a um eixo de saída de um mecanismo motor de combustão. Esse componente da engrenagem planetária irá, portanto, girar a uma velocidade que corresponde àquela do eixo de saída do mecanismo de motor. Um segundo componente da engrenagem planetária pode ser conectado a um eixo de entrada de uma caixa de engrenagens. Esse componente da engrenagem planetária irá, portanto, girar na mesma velocidade que o eixo de entrada de caixa de engrenagens. Um terceiro componente da engrenagem planetária é conectado a um rotor de uma máquina elétrica para alcançar operação híbrida. Esse componente da engrenagem planetária irá, portanto, girar na mesma velocidade que o rotor da máquina elétrica' se os mesmos estão conectados diretamente um ao outro. Alternativamente, a máquina elétrica pode ser conectada ao terceiro componente da engrenagem planetária através de uma transmissão a qual tem uma razão de engrenagem, caso em que os mesmos podem girar em velocidades diferentes. A velocidade e/ou o torque das máquinas elétricas pode ser regulado sem pisadas. Em situações de operação onde velocidade e/ou torque desejados devem ser transmitido ao eixo de entrada de caixa de engrenagens, uma unidade de controle usará o conhecimento da velocidade do mecanismo motor de combustão velocidade para calcular a velocidade a qual o terceiro componente precisa para ser acionado e fazer com que o eixo de entrada da caixa de engrenagens gire na velocidade desejada. Uma unidade de controle irá ativar a máquina elétrica para transmitir a velocidade calculada para o terceiro componente e, assim, a velocidade desejada para o eixo de entrada de caixa de engrenagens.
[0004] Dependendo da configuração da caixa de engrenagens conectada à engrenagem planetária, pode ser possível impedir uma frenagem de torque entre as etapas de engrenagem, mas dispositivos separados e complicados na caixa de engrenagens são frequentemente exigidos para eliminar ou reduzir a frenagem de torque de modo a alcançar uma sensação de mudança de engrenagem sem pisada.
[0005] Ao conectar o eixo de saída do mecanismo motor de combustão, o rotor da máquina elétrica e o eixo de entrada da caixa de engrenagens a uma engrenagem planetária é possível dispensar o mecanismo de embreagem convencional. Durante a aceleração do veículo, um torque aumentado precisa ser distribuído do mecanismo motor de combustão da máquina elétrica para a caixa de engrenagens e daí para as rodas de tração do veículo. Como tanto o mecanismo motor de combustão quanto a máquina elétrica são conectados à engrenagem planetária, a maior torque distribuído possível por elas será limitado por qualquer um dentre os maiores torques das mesmas que é menor do que aquele da outra, considerando-se a razão de engrenagem entre as mesmas. Em situações onde o maior torque da máquina elétrica é menor do que o maior torque do mecanismo motor de combustão, considerando-se a razão de engrenagem entre os mesmos, a máquina elétrica não será capaz de gerar torque de reação suficiente para a engrenagem planetária, o que resulta no mecanismo motor de combustão não ter capacidade de transmitir o maior torque do mesmo para a caixa de engrenagens e daí para as rodas de tração do veículo. O maior torque transferível para a caixa de engrenagens é limitado, portanto, pela capacidade da máquina elétrica. Isso é indicado também pela reconhecida equação planetária.
[0006] Usar uma embreagem convencional a qual desconecta o eixo de entrada da caixa de engrenagens do mecanismo motor de combustão durante processos de troca de engrenagem na caixa de engrenagens envolve desvantagens, por exemplo, aquecimento dos discos da embreagem, o que resulta em desgaste de disco de embreagem e maior consumo de combustível. Além disso, um mecanismo de embreagem convencional é relativamente pesado e dispendioso. O mesmo também ocupa uma quantidade relativamente grande de espaço no veículo.
[0007] O espaço disponível para o dispositivo de propulsão em um veículo é frequentemente limitado. Se o dispositivo de propulsão compreende uma pluralidade de componentes, por exemplo, um mecanismo motor de combustão, uma máquina elétrica, uma caixa de engrenagens e uma engrenagem planetária, a configuração precisa ser compacta. Se componentes adicionais, por exemplo, um dispositivo de frenagem regenerativa, são incorporados, a necessidade de uma configuração compacta dos componentes do dispositivo de propulsão será ainda maior. Ao mesmo tempo, as dimensões desses componentes precisam ser tais que permitam que os mesmos absorvam forças e torques necessários.
[0008] Certos tipos de veículos, particularmente ônibus e caminhões pesados, precisam de um grande número de passos de engrenagens. Isso aumenta o número de componentes na caixa de engrenagens, a qual precisa ser também dimensionada para ter capacidade de absorver grandes forças e torques os quais ocorrem em tais veículos pesados, o que aumenta o tamanho e peso dos mesmos.
[0009] Os componentes do dispositivo de propulsão são exigidos também para ser de alta confiabilidade e alta segurança operacional. Casos nos quais a caixa de engrenagens compreende embreagens de disco são submetidos a desgaste o qual afeta a confiabilidade e vida útil do mesmo.
[0010] Durante a frenagem regenerativa, energia cinética é convertida em energia elétrica a qual vai para um armazenamento de energia, por exemplo, acumuladores. Um fator que afeta a vida útil do armazenamento de energia é o número de ciclos do mesmo de corrente de suprimento a e corrente de absorção das máquinas elétricas. Quanto mais numerosos os ciclos, mais curta a vida útil do armazenamento de energia.
[0011] Em certas condições de operação é desejável desligar o mecanismo motor de combustão com o objetivo de economizar combustível e impedir o resfriamento do sistema pós-tratamento de exaustão do mesmo. O veículo será, então, propelido pela máquina elétrica. Quando uma contribuição de torque é necessária no trem de potência híbrido ou o armazenamento de energia precisa de carregamento, o mecanismo motor de combustão precisa ser iniciado rapidamente e eficientemente.
[0012] O Documento de Patente n° EP-B 1-1126987 se refere a uma caixa de engrenagens com engrenagens planetárias duplas. A engrenagem solar de cada engrenagem planetária é conectada a uma máquina elétrica e as coroas das engrenagens planetárias são conectadas uma a outra. Os carregadores de roda planetária de cada engrenagem planetária são conectados a um número de pares de engrenagens de modo a fornecer um número infinito de passos de engrenagem. Outro relatório descritivo, no Documento de Patente n° EP-B 1-1280677, se refere também a como as engrenagens planetárias podem ser estendidas por um passo de engrenagem fornecido no eixo de saída do mecanismo motor de combustão.
[0013] O Documento de Patente n° US-A1-20050227803 se refere a uma transmissão de veículo com duas máquinas elétricas as quais são conectadas a respectivas engrenagens solares das duas engrenagens planetárias. As engrenagens planetárias têm um carregador de roda planetária comum conectado ao eixo de entrada da transmissão.
[0014] O Documento de Patente n° WO2008/046185-A1 se refere a uma transmissão híbrida com duas engrenagens planetárias por meio das quais uma máquina elétrica é conectada a uma das engrenagens planetárias e a uma embreagem dupla coopera com a outra engrenagem planetária. As duas engrenagens planetárias também cooperam entre si através de uma transmissão de roda de engrenagem.
[0015] O Documento de Patente n° US-A-5980410 se refere a um mecanismo de engrenagem planetária que compreende três conjuntos de engrenagens planetárias conectados a duas máquinas elétricas e um motor de combustão. As rodas solares de todas as três engrenagens planetárias estão conectadas entre si.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0016] Apesar das soluções conhecidas no campo, há uma necessidade de desenvolver adicionalmente um trem de potência híbrido e um método para controlar um trem de potência híbrido a fim de provocar mudanças de engrenagem sem frenagens de torque e alcançar regeneração de frenagem ideal.
[0017] O objetivo da invenção é propor um novo e vantajoso trem de potência híbrido o qual faz mudanças de engrenagem possíveis sem frenagens de torque e alcança regeneração de frenagem ideal.
[0018] Outro objetivo da invenção é propor um novo e vantajoso método para controlar um trem de potência híbrido.
[0019] Um objetivo adicional da invenção é propor um novo e vantajoso programa de computador para controlar um trem de potência híbrido.
[0020] Esses objetivos são alcançados com o trem de potência híbrido indicado na introdução o qual é caracterizado pelos recursos indicados na parte de caracterização da reivindicação 1.
[0021] São também alcançados com o veículo indicado na introdução o qual é caracterizado pelos recursos indicados na parte de caracterização da reivindicação 10.
[0022] Eles são também alcançados com o método indicado na introdução o qual é caracterizado pelos recursos indicados na parte de caracterização da reivindicação 11.
[0023] Os mesmos são também alcançados com o programa de computador para controlar o trem de potência híbrido.
[0024] Os mesmos podem ser alcançados também com o produto de programa de computador para controlar o trem de potência híbrido.
[0025] O trem de potência híbrido de acordo com a invenção tornam possíveis mudanças de engrenagem eficientes e confiáveis sem frenagens de torque. O trem de potência híbrido compreende um mecanismo motor de combustão; uma caixa de engrenagens com um eixo de entrada e saída; uma primeira engrenagem planetária conectada ao eixo de entrada; uma segunda engrenagem planetária conectada à primeira engrenagem planetária; uma primeira máquina elétrica conectada à primeira engrenagem planetária; uma segunda máquina elétrica conectada à segunda engrenagem planetária; um primeiro par de engrenagens e um terceiro par de engrenagens os quais são situados entre a primeira engrenagem planetária e o eixo de saída e um segundo par de engrenagens e um quarto par de engrenagens os quais são situados entre a segunda engrenagem planetária e o eixo de saída. O trem de potência híbrido compreende adicionalmente um eixo intermediário situado entre as respectivas primeira e segunda engrenagens planetárias e o eixo de saída. O eixo intermediário é conectado ao eixo de saída através de um quinto par de engrenagens.
[0026] Um primeiro eixo principal é conectado à primeira engrenagem planetária; um segundo eixo principal é conectado à segunda engrenagem planetária; o primeiro e terceiro pares de engrenagens são situados no primeiro eixo principal e no eixo intermediário e o segundo e quarto pares de engrenagens são situados no segundo eixo principal e no eixo intermediário.
[0027] Ao conectar um primeiro carregador de roda planetária da primeira engrenagem planetária a uma segunda engrenagem solar da segunda engrenagem planetária, uma primeira engrenagem solar da primeira engrenagem planetária ao primeiro eixo principal e um segundo carregador de roda planetária da segunda engrenagem planetária ao segundo eixo principal resulta na transmissão a qual muda engrenagem sem frenagens de torque.
[0028] O eixo de entrada é preferencialmente conectado ao primeiro carregador de roda planetária.
[0029] Em uma modalidade um mecanismo de embreagem é fornecido entre o primeiro eixo principal e o eixo de saída.
[0030] A caixa de engrenagens é preferencialmente dotada de inúmeros pares de engrenagens os quais compreendem rodas de engrenagem as quais podem ser travadas mecanicamente a e desconectadas de um eixo intermediário, o que resulta em inúmeros passos de engrenagem fixos os quais podem ser trocados sem frenagens de torque. As rodas de engrenagem traváveis ao eixo intermediário também resultam em uma configuração compacta com alta confiabilidade e alta segurança operacional. Alternativamente, pinhões os quais formam parte dos pares de engrenagens podem ser dispostos para serem traváveis a e desconectáveis do primeiro e segundo eixos principais.
[0031] Os pares de engrenagens terão cada um uma razão de engrenagem adaptada para as características de operação desejadas para o veículo. Vantajosamente, o par de engrenagens com a razão mais alta em relação aos outros pares será conectado quando a engrenagem mais inferior é engatada.
[0032] Em uma modalidade primeiro par de engrenagens compreende um primeiro pinhão o qual é fixado de modo firme ao primeiro eixo principal e em engate mútuo com uma primeira roda de engrenagem a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário. O terceiro par de engrenagens compreende um terceiro pinhão o qual é fixado de modo firme ao primeiro eixo principal e em engate mútuo com uma terceira roda de engrenagem a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário.
[0033] O segundo par de engrenagens compreende um segundo pinhão o qual é fixado de modo firme ao segundo eixo principal e em engate mútuo com uma segunda roda de engrenagem a qual é disposta para ser conectável e desconectável do eixo intermediário. O quarto par de engrenagens compreende um quarto pinhão o qual é fixado de modo firme ao segundo eixo principal e em engate mútuo com uma quarta roda de engrenagem a qual é disposta para ser conectável e desconectável do eixo intermediário.
[0034] Em uma modalidade, o quinto par de engrenagens compreende um elemento de alavanca de câmbio disposto para ser desconectável do eixo intermediário por um quinto elemento de embreagem. Vantajosamente, o elemento de alavanca de câmbio será uma quinta roda de engrenagem em engate com uma sexta roda de engrenagem a qual é fixada de modo firme ao eixo de saída.
[0035] Em uma modalidade um primeiro rotor da primeira máquina elétrica é conectado a uma primeira coroa da primeira engrenagem planetária e um segundo rotor da segunda máquina elétrica é conectado a uma segunda coroa da segunda engrenagem planetária.
[0036] As máquinas elétricas conectadas às engrenagens planetárias podem gerar corrente ou transmitir torque, dependendo dos estados de operação desejados. Em certas situações de operação as mesmas podem também fornecer uma à outra corrente.
[0037] A caixa de engrenagens de acordo com a invenção elimina embreagens deslizantes convencionais entre o mecanismo motor de combustão e a caixa de engrenagens.
[0038] Um mecanismo de trava é fornecido para conectar o eixo de saída do mecanismo motor de combustão de modo firme ao alojamento de caixa de engrenagens, portanto também trava o primeiro carregador de roda planetária ao alojamento de caixa de engrenagens. Esse mecanismo de trava que trava o eixo de saída do mecanismo motor e o primeiro carregador de roda planetária de modo firme ao alojamento de caixa de engrenagens torna a caixa de engrenagens e, portanto, o veículo adequado para ser alimentado pelas máquinas elétricas. As máquinas elétricas, portanto, distribuem torque ao eixo de saída da caixa de engrenagens.
[0039] Uma primeira unidade de embreagem e uma segunda unidade de embreagem são fornecidas entre o carregador de roda planetária e a engrenagem solar de cada engrenagem planetária. O propósito dessas unidades de embreagem é travar cada carregador de roda planetária de modo firme à respectiva engrenagem solar. Quando o carregador de roda planetária e a engrenagem solar são conectados um ao outro, a potência do mecanismo motor de combustão passará através do carregador de roda planetária, da unidade de embreagem, da engrenagem solar e, portanto, da caixa de engrenagens, o que resulta na absorção do torque pelas rodas planeta. Isso torna possível que as dimensões das rodas planeta sejam apropriadas somente para o torque da máquina elétrica, em vez do torque do mecanismo motor de combustão, tornando possível que essas rodas tenham dimensões menores O resultado é que um dispositivo de propulsão de acordo com a invenção o qual é de configuração compacta, peso leve e custo de fabricação baixo.
[0040] As unidades de embreagem e os mecanismos de trava preferencialmente compreendem uma manga anular a qual é movida axialmente entre posições conectada e desconectada. A manga circunda os componentes rotativos da caixa de engrenagens de forma substancialmente concêntrica e é movida entre as posições conectada e desconectada por um elemento de potência. O resultado é uma configuração compacta com peso leve e custo de fabricação baixo.
[0041] A fim de usar as respectivas primeira e segunda unidades de embreagem para conectar a engrenagem solar e o carregador de roda planetária da respectiva engrenagem planetária, o mecanismo motor de combustão e/ou a primeira máquina elétrica e/ou a segunda máquina elétrica são operados de modo que uma velocidade de rotação sincrônica é alcançada entre a engrenagem solar e o carregador de roda planetária, sobre os quais a unidade de embreagem é movida de modo que a engrenagem solar e o carregador de roda planetária se tornam mecanicamente conectados um ao outro.
[0042] Para desconectar a engrenagem solar e o carregador de roda planetária da respectiva engrenagem planetária, a primeira e/ou segunda máquinas elétricas são operadas de modo que equilíbrio de torque ocorra na engrenagem planetária. Quando equilíbrio de torque é alcançado, a unidade de embreagem é movida de modo que a engrenagem solar e o carregador de roda planetária não estejam mais mecanicamente conectados um ao outro.
[0043] O equilíbrio de torque significa um estado no qual uma coroa a qual é parte da respectiva engrenagem planetária é atuada por um torque o qual corresponde ao produto do torque que atua sobre o carregador de roda planetária da engrenagem planetária e a razão de engrenagem da engrenagem planetária, enquanto ao mesmo tempo a engrenagem solar da engrenagem planetária é atuada por um torque que corresponde ao produto do torque atuando sobre o carregador de roda planetária e a razão de engrenagem da engrenagem planetária. Na situação onde duas das partes constituintes da engrenagem planetária (engrenagem solar, coroa e carregador de roda planetária) são conectadas por uma unidade de embreagem, essa unidade de embreagem não irá transferir torque entre as partes da engrenagem planetária quando não há equilíbrio de torque. A unidade de embreagem pode, portanto facilmente ser movida e as partes constituintes da engrenagem planetária serem desconectadas.
[0044] O método de acordo com a invenção fornece uma forma eficiente e confiável de controlar um trem de potência híbrido o qual compreende um mecanismo motor de combustão; uma caixa de engrenagens com um eixo de entrada e saída; uma primeira engrenagem planetária conectada ao eixo de entrada; uma segunda engrenagem planetária conectada à primeira engrenagem planetária; uma primeira máquina elétrica conectada à primeira engrenagem planetária; uma segunda máquina elétrica conectada à segunda engrenagem planetária; um primeiro par de engrenagens e um terceiro par de engrenagens os quais são situados entre a primeira engrenagem planetária e o eixo de saída e um segundo par de engrenagens e um quarto par de engrenagens os quais são situados entre a segunda engrenagem planetária e o eixo de saída. Conectar o primeiro e terceiro par de engrenagens, conectar o segundo e o quarto par de engrenagens, conectar um quinto par de engrenagens a um eixo intermediário de modo que o eixo intermediário é conectado ao eixo de saída e engatar uma engrenagem ao conectar dois componentes rotativos (28, 32 51) da segunda engrenagem planetária (12) é uma forma eficiente e confiável de efetuar o engate de uma engrenagem.
[0045] As etapas de conectar o primeiro e terceiro pares de engrenagens, conectar o segundo ou o quarto pares de engrenagens e conectar o quinto par de engrenagens ao eixo intermediário podem ser conduzidas em qualquer sequência desejada ou em paralelo.
[0046] Em uma modalidade, os dois componentes rotativos da segunda engrenagem planetária compreendem a segunda engrenagem solar e o segundo carregador de roda planetária, caso em que o mecanismo motor de combustão é operado de modo que uma velocidade de rotação sincrônica é alcançada entre a segunda engrenagem solar e o segundo carregador de roda planetária, seguido pela segunda unidade de embreagem sendo movida para travar a segunda engrenagem solar e o segundo carregador de roda planetária um ao outro.
[0047] Outra modalidade do método compreende adicionalmente as etapas de desconectar os componentes rotativos da segunda engrenagem planetária um do outro e engatar uma engrenagem subsequente pelo uso de uma primeira unidade de embreagem para conectar dois componentes rotativos da primeira engrenagem planetária um ao outro.
[0048] Outra modalidade do método compreende adicionalmente a etapa de desconectar qualquer um dentre o segundo e quarto pares de engrenagens que foi previamente conectado ao eixo intermediário. O mesmo compreende adicionalmente as etapas de conectar qualquer um dentre o segundo e quarto pares de engrenagens que foi desconectado na etapa anterior, desconectar os componentes rotativos da primeira engrenagem planetária um do outro, engatar a engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos da segunda engrenagem planetária um ao outro, desconectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens do eixo intermediário e conectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens ao eixo intermediário.
[0049] Outra modalidade do método compreende novamente as etapas de desconectar os componentes rotativos da segunda engrenagem planetária um do outro e engatar uma engrenagem subsequente pelo uso de uma primeira unidade de embreagem para conectar dois componentes rotativos da primeira engrenagem planetária um ao outro.
[0050] Uma modalidade adicional do método compreende as etapas adicionais de desconectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens do eixo intermediário, travar de modo firme um mecanismo de embreagem situado entre a primeira engrenagem planetária e o eixo de saída de modo que a primeira engrenagem planetária se torne conectada ao eixo de saída, desconectar o quinto par de engrenagens do eixo intermediário, conectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens ao eixo intermediário, desconectar os componentes rotativos da primeira engrenagem planetária um do outro e engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos da segunda engrenagem planetária um ao outro.
[0051] Outra modalidade do método compreende adicionalmente as etapas de desconectar os componentes rotativos da segunda engrenagem planetária um do outro e engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos da primeira engrenagem planetária um ao outro.
[0052] Uma modalidade adicional do método compreende adicionalmente as etapas de desconectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens do eixo intermediário, conectar qualquer um dentre o primeiro e terceiro pares de engrenagens que não foi desconectado na etapa anterior, desconectar os componentes rotativos da primeira engrenagem planetária um do outro e engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos da segunda engrenagem planetária um ao outro.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0053] Modalidades preferenciais da invenção são descritos a seguir por meio de exemplos com referência aos desenhos anexos, nos quais:
[0054] A Figura 1 demonstra esquematicamente um veículo em uma visão lateral com um mecanismo motor de combustão e um trem de potência híbrido de acordo com a presente invenção,
[0055] A Figura 2 é uma vista latera esquemática de um trem de potência híbrido de acordo com a presente invenção,
[0056] A Figura 3 é uma vista esquemática simplificada do trem de potência híbrido na Figura 2, e
[0057] A Figura 4 é um fluxograma do método para controlar um trem de potência híbrido de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALAHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS DA INVENÇÃO
[0058] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um veículo 1 dotado de uma caixa de engrenagens 2 e um mecanismo motor de combustão 4 o qual forma parte de um trem de potência híbrido 3. O mecanismo motor 4 é conectada à caixa de engrenagens 2 a qual é conectada adicionalmente às rodas de tração do veículo 6 através de um eixo propulsor 9. As rodas de tração são dotadas de dispositivos de frenagem 7 para frear o veículo.
[0059] A Figura 2 é uma vista lateral esquemática de um trem de potência híbrido 3 com uma caixa de engrenagens 2 a qual compreende um eixo de entrada 8, respectivas primeira e segunda engrenagens planetárias 10 e 12, respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16, um eixo intermediário 18 e um eixo de saída 20. A primeira engrenagem planetária 10 tem uma primeira coroa 22 à qual um primeiro rotor 24 da primeira máquina elétrica 14 é conectado. A primeira engrenagem planetária tem também uma primeira engrenagem solar 26. A segunda engrenagem planetária 12 tem uma segunda coroa 28 à qual um segundo rotor 30 da segunda máquina elétrica 16 é conectado. A segunda engrenagem planetária tem uma segunda engrenagem solar 32. As primeira e segunda engrenagens solares 26 e 32 são dispostas coaxialmente, o que faz com que, na versão demonstrada, um primeiro eixo principal 34 fixado à primeira engrenagem solar 26 se estende para dentro de um segundo eixo principal 36 o qual é fixado à segunda engrenagem solar 32 e é dotado de um furo central 38. É também possível que o primeiro eixo principal 34 seja disposto paralelo e ao lado do segundo eixo principal 36.
[0060] A primeira máquina elétrica 14 é fornecida com um primeiro estator 40 conectado ao veículo através de um alojamento de engrenagem 42 o qual circunda a caixa de engrenagens 2. A segunda máquina elétrica 16 é fornecida com um segundo estator 44 conectado ao veículo através do alojamento de engrenagem 42 o qual circunda a caixa de engrenagens. As respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16 são conectadas a um armazenamento de energia 46, por exemplo, uma bateria, a qual energiza ad mesmas em certos estados de operação. Em outros estados operacionais as máquinas elétricas podem servir como geradores, caso no qual corrente será suprida ao armazenamento de energia. Uma unidade de controle eletrônico 48 é conectada ao armazenamento de energia e controla o suprimento de corrente para as máquinas elétricas. O armazenamento de energia é preferencialmente conectado às máquinas elétricas através de um comutador 49 o qual é conectado à unidade de controle 48. Em certas situações de operação, as máquinas elétricas podem também acionar uma a outra, caso no qual energia elétrica passa de uma para outra através do comutador conectado a elas. Isso torna possível alcançar um equilíbrio de potência entre as máquinas elétricas. Outro computador 53 pode também ser conectado à unidade de controle 48 e à caixa de engrenagens 2.
[0061] A primeira engrenagem planetária 10 é fornecida com um primeiro carregador de roda planetária 50 o qual sustenta um primeiro conjunto de rodas planeta 52. A segunda engrenagem planetária 12 é fornecida com um segundo carregador de roda planetária 51 o qual sustenta um segundo conjunto de rodas planeta 54. O primeiro conjunto de rodas planeta 52 coopera com a primeira coroa 22 e a primeira engrenagem solar 26. O segundo conjunto de rodas planeta 54 coopera com a segunda coroa 28 e a segunda engrenagem solar 32. O eixo de entrada da caixa de engrenagens 8 é conectado ao primeiro carregador de roda planetária 50.
[0062] Uma primeira unidade de embreagem 56 é fornecida entre a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50. Aplicar a primeira unidade de embreagem de modo que a primeira embreagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária sejam conectados e assim não possam girar em relação um ao outro irá fazer com que os mesmo girem com a mesma velocidade.
[0063] Uma segunda unidade de embreagem 58 é fornecida entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51. Aplicar uma primeira unidade de embreagem de modo que uma primeira embreagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária sejam conectados e assim não possam girar em relação um ao outro irá fazer com que os mesmo girem com a mesma velocidade.
[0064] A primeira e a segunda unidades de embreagem 56, 58 têm, preferencialmente, respectivas primeira e segunda mangas de câmbio estriadas 55 e 57 as quais são móveis axialmente em relação a uma porção estriada dos respectivos primeiro e segundo carregadores de roda planetária 50 e 51 e em relação a uma porção estriada das relativas engrenagens solares 26 e 32. Mover as respectivas mangas de câmbio 55, 57 de modo que as porções estriadas sejam conectadas através das mesmas irá respectivamente fazer com que o primeiro carregador de roda planetária 50 e a primeira engrenagem solar 26, e o segundo carregador de roda planetária 51 e a segunda engrenagem solar 32 sejam travados e impossibilitados de girar em relação um ao outro.
[0065] Na versão demonstrada na Figura 2, a primeira unidade de embreagem 56 é situada entre a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 e as segunda unidade de embreagem 58 é situada entre a segunda engrenagem solar 28 e o segundo carregador de roda planetária 51. É possível, contudo, haver uma unidade de embreagem alternativa ou adicional (não demonstrada) entre a primeira coroa 22 e o primeiro carregador de roda planetária 50, e também pode haver uma unidade de embreagem alternativa ou adicional (não demonstrada) entre a segunda coroa 28 e o segundo carregador de roda planetária 51.
[0066] Um dispositivo de transmissão 19 que compreende um primeiro par de engrenagens 60 situado entre a primeira engrenagem planetária 10 e o eixo de saída 20 é conectado ao primeiro e segundo eixos principais 34, 36. O primeiro par de engrenagens 60 compreende um primeiro pinhão 62 e uma primeira roda de engrenagem 64 em engate uma com a outra. Um segundo par de engrenagens 66 situado entre a segunda engrenagem planetária 12 e o eixo de saída 20 compreende um segundo pinhão 68 e uma segunda roda de engrenagem 70 em engate mútuo. Um terceiro par de engrenagens 72 situado entre a primeira engrenagem planetária 10 e o eixo de saída 20 compreende um terceiro pinhão 74 e uma terceira roda de engrenagem 76 em engate mútuo. Um quarto par de engrenagens 78 situado entre a segunda engrenagem planetária 12 e o eixo de saída 20 compreende um quarto pinhão 80 e uma quarta roda de engrenagem 82 em engate mútuo.
[0067] Os respectivos primeiro e terceiro pinhões 62 e 74 são situados e conectados de modo firme ao primeiro eixo principal 34 de modo que os mesmos não podem girar com relação ao mesmo. Os respectivos segundo e quarto pinhões 68 e 80 são situados e conectados de modo firme ao segundo eixo principal 36 de modo que os mesmos não podem girar com relação ao mesmo.
[0068] O eixo intermediário 18 se estende substancialmente paralelo ao primeiro e segundo eixos principais 34 e 36. As primeira, segunda, terceira e quarta rodas de engrenagem 64, 70, 76 e 82 são sustentadas pelo eixo intermediário. O primeiro pinhão 62 se engata à primeira roda de engrenagem 64, o segundo pinhão 68 à segunda roda de engrenagem 70, o terceiro pinhão 74 à terceira roda de engrenagem 76 e o quarto pinhão 80 com a quarta roda de engrenagem 82.
[0069] As primeira, segunda, terceira e quarta rodas de engrenagem 64, 70, 76 e 82 podem ser travadas individualmente a e desconectadas do eixo intermediário 18 pelos respectivos primeiro, segundo, terceiro e quanto elementos de embreagem 84, 86, 88 e 90. Esses elementos de embreagem preferencialmente têm a forma de porções estriadas formadas nas respectivas rodas de engrenagem 64, 70, 76 e 82 e no eixo intermediário e cooperam com as quinta e sexta mangas de câmbio 83, 85 as quais se engatam mecanicamente às porções estriadas da primeira à quarta rodas de engrenagem 64, 70, 76 e 82 e o eixo intermediário. Os primeiro e terceiro elementos de embreagem 84, 88 são preferencialmente dotados de uma manga de câmbio comum 83 e os segundo e quarto elementos de embreagem 86, 90 são preferencialmente dotados de a manga de câmbio comum 85. No estado desconectado, rotação relativa pode ocorrer entre as respectivas rodas de engrenagem 64, 70, 76 e 82 e o eixo intermediário. Os elementos de embreagem 84, 86, 88 e 90 podem também tomar a forma de embreagens de atrito. O eixo intermediário sustenta também uma quinta roda de engrenagem 92 a qual se engata à sexta roda de engrenagem 94 situada no eixo de saída da caixa de engrenagens 20.
[0070] O eixo intermediário 18 é situado entre as respectivas primeira e segunda engrenagens planetárias 10, 12 e o eixo de saída 20 de modo que o mesmo é conectado ao eixo de saída através de um quinto par de engrenagens 21 o qual compreende as quinta e sexta rodas de engrenagem 92, 94. A quinta roda de engrenagem 92 é disposta para ser conectável a e desconectável do eixo intermediário por um quinto elemento de embreagem 93.
[0071] Ao desconectar a quinta roda de engrenagem 92 a qual é situada de modo desconectável no eixo intermediário 18 é possível transferir torque da segunda engrenagem planetária 12 ao eixo intermediário, por exemplo, através do segundo par de engrenagens 66 e transferir adicionalmente torque do eixo intermediário ao eixo de saída 20, por exemplo, através do primeiro par de engrenagens 60. O resultado é um número de passos de engrenagem por meio dos quais torque de qualquer uma dentre as engrenagens planetárias 10, 12 pode ser transferido ao eixo intermediário e daí para qualquer um dentre os eixos principais 34, 36 conectado à outra engrenagem planetária 10, 12, a fim de finalmente transferir torque ao eixo de saída da caixa de engrenagens 20. Isso pressupõe, no entanto, que um mecanismo de embreagem 96 situado entre o primeiro eixo principal 34 e o eixo de saída 20 está conectado, conforme descrito em mais detalhes abaixo.
[0072] A quinta roda de engrenagem 92 pode ser travada a e desconectada do eixo intermediário 18 por um quinto elemento de embreagem 93. O elemento de embreagem 93 preferencialmente toma a forma de porções estriadas formadas na quinta roda de engrenagem 92 e no eixo intermediário e cooperam com uma nona manga de câmbio 87 a qual se engata mecanicamente às porções estriadas da quinta roda de engrenagem e do eixo intermediário. No estado desconectado, rotação relativa pode ocorrer entre a quinta roda de engrenagem e o eixo intermediário. O quinto elemento de embreagem 93 pode também tomar a forma de embreagens de atrito.
[0073] Transferência de torque do eixo de entrada da caixa de engrenagens 8 ao eixo de saída da caixa de engrenagens 20 pode acontecer através das respectivas primeira ou segunda engrenagens planetária 10 ou 12 e o eixo intermediário 18. Pode ocorrer também diretamente através da primeira engrenagem planetária 10, a qual tem a primeira engrenagem solar 26 da mesma conectada através do primeiro eixo principal 34 ao eixo de saída da caixa de engrenagens através de um mecanismo de embreagem 96. O mecanismo de embreagem 96 compreende preferencialmente uma sétima manga de câmbio estriada 100 a qual é móvel axialmente nas porções estriadas do primeiro eixo principal 34 e do eixo de saída 20. Mover a sétima manga de câmbio 100 de modo que as porções estriadas se conectem através da mesma irá travar o primeiro eixo principal 34 ao eixo de saída 20, os quais irão, portanto, girar na mesma velocidade. Ao desconectar a quinta roda de engrenagem 92 do quinto par de engrenagens 21 do eixo intermediário é possível que o torque da segunda engrenagem planetária 12 seja transferido ao eixo intermediário e, daí, ao primeiro eixo principal 34 conectado à primeira engrenagem planetária 10 a fim de, através do mecanismo de embreagem 96, finalmente transferir torque ao eixo de saída da caixa de engrenagens 20.
[0074] Durante a operação, a caixa de engrenagens 2 pode em certas situações operar de modo que uma das engrenagens solares 26 e 32 seja travada ao respectivo primeiro ou segundo carregador de roda planetária 50 ou 51 pelas respectivas primeira ou segunda unidade de embreagem 56 ou 58. Os respectivos primeiro ou segundo eixos principais 34 ou 36 irão, então, girar na mesma velocidade que o eixo de entrada da caixa de engrenagens 8, dependendo de qual das engrenagens solares 26 e 32 está travada ao respectivo carregador de roda planetária. Uma ou ambas as máquinas elétricas 14 e 16 pode servir como gerador para suprir energia elétrica ao armazenamento de energia 46. Alternativamente, a respectiva máquina elétrica pode fornecer uma contribuição de torque para aumentar o torque no eixo de saída 20. Em certas situações de operação, as máquinas elétricas fornecerão uma à outra energia elétrica independentemente do armazenamento de energia 46.
[0075] É possível também para ambas as máquinas elétricas 14 e 16 gerarem simultaneamente corrente para o armazenamento de energia 46. Durante a frenagem do mecanismo motor, o condutor libera o pedal do acelerador do veículo (não demonstrado). O eixo de saída da caixa de engrenagens 20 aciona, então, uma ou ambas as máquinas elétricas enquanto, ao mesmo tempo, o mecanismo motor de combustão 4 e as máquinas elétricas aplicam frenagem ao mecanismo motor. As máquinas elétricas aqui geram energia elétrica a qual vai para o armazenamento de energia do veículo 46. Esse estado operacional é chamado de frenagem regenerativa. Para tornar possível ação de frenagem mais potente, o eixo de saída do mecanismo motor 97 pode ser travado e, portanto, ser impedido de girar, o que resulta em uma ou ambas as máquinas elétricas 14 e 16 servindo como freios e gerando energia elétrica a qual vai para o armazenamento de energia. Travar o eixo de saída do mecanismo motor pode também ser efetuado quando o veículo é acelerado por uma ou ambas as máquinas elétricas. Se o torque de uma das mesmas exceder o do mecanismo motor de combustão, considerando-se a razão de engrenagem entre as mesmas, o mecanismo motor não terá capacidade de suportar o grande torque gerado pelas máquinas elétricas, portanto travar o eixo de saída do mecanismo motor torna-se necessário. Essa trava irá preferencialmente ser feita por um dispositivo de trava 102 situado entre o primeiro carregador de roda planetária 50 e o alojamento de engrenagem 42. Travar o primeiro carregador de roda planetária e o alojamento de engrenagem irá travar também o eixo de saída do mecanismo de motor, uma vez que o último é conectado ao primeiro carregador de roda planetária 50 através do eixo de entrada da caixa de engrenagens 8. O dispositivo de trava 102 preferencialmente compreende uma oitava manga de câmbio estriada 104 a qual pode ser movida axialmente em uma porção estriada do primeiro carregador de roda planetária 50 e uma porção estriada do alojamento de engrenagem. Ao mover a oitava manga de câmbio 104 de modo que as porções estriadas se conectem através da mesma irá impedir a rotação do primeiro carregador de roda planetária 50 e, portanto, do eixo de saída do mecanismo motor 97.
[0076] A unidade de controle 48 é conectada às máquinas elétricas 14 e 16 e adaptada para fazer com que as mesmas em certas situações operacionais apropriadas usem energia elétrica armazenada para transmitir força de acionamento ao eixo de saída da caixa de engrenagens 20 e em outras situações operacionais usarem a energia cinética do eixo de saída da caixa de engrenagens para ganhar e armazenar energia elétrica. A unidade de controle monitora, portanto, a velocidade e/ou torque do eixo de saída do mecanismo motor 97 através de sensores 98 associados às máquinas elétricas e a velocidade e/ou torque do eixo de saída da caixa de engrenagens, afim de, desse modo, obter informações e fazer com que as máquinas elétricas sirvam como motores elétricos ou geradores. A unidade de controle pode ser um computador com software adequado para tal finalidade. A mesma irá controlar também o fluxo de energia elétrica entre o armazenamento de energia 46 e os respectivos estatores 40 e 44 das máquinas elétricas. Em situações onde as máquinas elétricas servem como motores, a energia elétrica armazenada é suprida do armazenamento de energia para os estatores. Em situações onde as máquinas elétricas servem como geradores, a energia elétrica é suprida dos estatores para o armazenamento de energia. Conforme mencionado acima, contudo, as máquinas elétricas podem em certas situações operacionais fornecer uma à outra energia elétrica independentemente do armazenamento de energia.
[0077] As primeira e segunda unidades de embreagem 56 e 58, o primeiro, segundo, terceiro, quarto e quinto elementos de embreagens 84, 86, 88, 90 e 93, o mecanismo de embreagem 96 entre o primeiro eixo principal 34 e o eixo de saída 20 e o dispositivo de trava 102 entre o primeiro carregador de roda planetária 50 e o alojamento de engrenagem 42 são conectados à unidade de controle 48 através das respectivas mangas de câmbio dos mesmos, as quais são preferencialmente ativadas e desativadas por sinais elétricos a partir da unidade de controle. As mangas de câmbio são preferencialmente movidas por meio de potência não demonstrado, por exemplo, por cilindros pneumáticos ou hidráulicos. É possível também que as mesmas sejam movidas por meio de potência operado eletricamente.
[0078] No exemplo demonstrado na Figura 2 há quatro pinhões 62, 68, 74 e 80, quatro rodas de engrenagem 64, 70, 76 e 82 e duas engrenagens planetárias 10 e 12 com máquinas elétricas associadas 14 e 16. É possível, contudo, que a caixa de engrenagens seja dotada de mais ou menos pinhões e rodas de engrenagem e com mais engrenagens planetárias com máquinas elétricas associadas.
[0079] Em seguida será descrita uma mudança ascendente de uma primeira a uma sétima engrenagem em um caso no qual a caixa de engrenagens 2 é situada em um veículo 1 e a propulsão do veículo é pelo mecanismo motor de combustão 4.
[0080] O eixo de entrada da caixa de engrenagens 8 é conectado ao eixo de saída 97 do mecanismo motor de combustão do veículo 4. O eixo de saída da caixa de engrenagens 20 é conectado a um eixo de acionamento 99 do veículo. Quando o mecanismo motor está em ponto morto e o veículo estacionado, o eixo de entrada 8 da caixa de engrenagens gira enquanto, ao mesmo tempo, o eixo de saída do mesmo 20 está estático. O dispositivo de trava 102 é desativado, de modo que o eixo de saída do mecanismo motor 97 pode girar livremente. Enquanto o eixo de entrada da caixa de engrenagens está girando, o primeiro carregador de roda planetária 50 irá girar também, o que fará com que o conjunto de rodas planeta 52 gire. Enquanto o primeiro carregador de roda planetária é conectado à segunda engrenagem solar 32, essa segunda engrenagem solar e, portanto, também o segundo conjunto de rodas planeta 54 irá girar também. Sem suprir corrente à primeira e segunda máquinas elétricas fará com que as respectivas primeira e segunda coroas 22 e 28 conectadas aos respectivos primeiro e segundo rotores das mesmas 24 e 30 girem livremente e nenhum torque será absorvido pelas coroas. As primeira e segunda unidades de embreagem 56 e 58 são desconectadas e, portanto, não aplicadas, o que significa que nenhum torque será transferido do mecanismo motor de combustão para a primeira engrenagem solar da engrenagem planetária 26, nem para o segundo carregador de roda planetária da engrenagem planetária 51. O mecanismo de embreagem 96 entre o primeiro eixo principal 34 e o eixo de saída 20 é desconectado, de modo que esses dois eixos podem girar livremente em relação um ao outro. Enquanto a primeira engrenagem solar da engrenagem planetária 26, o segundo carregador de roda planetária da engrenagem planetária 51 e o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 estão nesse estágio imóvel, o eixo intermediário 18 também estará imóvel. Como uma primeira etapa a quarta roda de engrenagem 82 e a terceira roda de engrenagem 76 são conectadas ao eixo intermediário pelos respectivos quarto e terceiro elementos de embreagem 90 e 88. A primeira roda de engrenagem 64 e a segunda roda de engrenagem 70 são desconectadas do eixo intermediário, o que permite que as mesmas giram livremente com relação uma à outra e ao eixo intermediário. A quinta roda de engrenagem 92 do quinto par de engrenagens 21 é travada no eixo intermediário pelo quinto elemento de embreagem 93.
[0081] Para que a rotação do eixo de saída da caixa de engrenagens 20 comece na intenção de propelir o veículo, o quarto pinhão 80 e a quarta roda de engrenagem 82 no eixo intermediário precisam ser girados, o que é alcançado ao girar o segundo carregador de roda planetária 51. Quando o mesmo gira, o segundo eixo principal 36 também irá girar e, portanto, o quarto pinhão 80 situado no mesmo também. O segundo carregador de roda planetária 51 é levado a girar quando a segunda coroa 28 é operada pela segunda máquina elétrica 16. Ativar a segunda máquina elétrica e executar o mecanismo motor de combustão a uma velocidade adequada resulta na movimentação do veículo pelo segundo eixo principal 36 que começa a girar.Quando o segundo carregador de roda planetária 51 e a segunda engrenagem solar 32 alcançam a mesma velocidade, os mesmos são travados pela segunda unidade de embreagem 58. Conforme mencionado acima, a segunda unidade de embreagem 58 é preferencialmente configurada de modo que a segunda engrenagem solar e o segundo carregador de roda planetária se engatem mecanicamente um ao outro. Alternativamente, a segunda unidade de embreagem pode ser configurada como uma frenagem deslizante ou uma embreagem de disco a qual conecta gentilmente a segunda engrenagem solar ao segundo carregador de roda planetária. Quando os mesmos são conectados desse modo, o segundo carregador de roda planetária irá girar na mesma velocidade que o eixo de saída do mecanismo motor 97. O torque gerado pelo mecanismo motor de combustão irá, portanto, ser transferido ao eixo de saída da caixa de engrenagens 20 através do quarto pinhão 80, a quarta roda de engrenagem 82 no eixo intermediário, a quinta roda de engrenagem 92 no eixo intermediário e a sexta roda de engrenagem 94 no eixo de saída da caixa de engrenagens. O veículo irá, portanto, começar a se mover e funcionar em uma primeira engrenagem.
[0082] O primeiro, segundo, terceiro e quarto pares de engrenagens 60, 66, 72, 78 têm cada um uma razão adequada às características operacionais do veículo. No exemplo de modalidade na Figura 2, o quarto par 78 tem uma razão mais alta do que o primeiro, segundo e terceiro pares 60, 66, 72, portanto o mesmo é conectado quando a engrenagem mais inferior é engatada. Assim como o quarto par, o segundo par de engrenagens 66 transfere torque entre o segundo eixo principal 36 e o eixo intermediário e pode, por sua vez, ter uma razão maior do que os outros pares 60, 72, 78, caso em que a mesma seria, portanto, conectada quando a engrenagem mais inferior é engatada.
[0083] Quando o eixo intermediário é levado a girar pela quarta roda de engrenagem 82 situada no mesmo, a terceira roda de engrenagem 76 no mesmo eixo irá girar também. O eixo intermediário, portanto, aciona a terceira roda de engrenagem 76 a qual aciona o terceiro pinhão 74 no primeiro eixo principal 34. Quando o primeiro eixo principal girar, a primeira engrenagem solar 26 irá girar também e irá, portanto, dependendo da velocidade do eixo de saída do mecanismo motor 97 e, assim, da velocidade do primeiro carregador de roda planetária 50, fazer com que a primeira coroa 22 e o primeiro rotor 24 da primeira máquina elétrica 14 girem. Nessa situação é possível ter a primeira máquina elétrica como um gerador para suprir corrente ao armazenamento de energia 46 e/ou à segunda máquina elétrica 16. Alternativamente, a primeira máquina elétrica 14 pode distribuir uma contribuição de torque pela unidade de controle 48 o que faz com que a mesma transmita torque propulsivo.
[0084] Para mudar da primeira engrenagem para uma segunda engrenagem, a trava entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 precisa ser eliminada, o que é alcançado ao operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na segunda engrenagem planetária 12. Isso é seguido pela segunda unidade de embreagem 58 liberando a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 um do outro. A segunda engrenagem é engatada pela unidade de controle 48 que opera o mecanismo motor de combustão de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o primeiro carregador de roda planetária 50 e a primeira engrenagem solar 26, com a intenção de travar entre os mesmos, o que é realizado pela primeira unidade de embreagem 56 sendo operada de modo que os mesmos se conectam mecanicamente um ao outro. Alternativamente, a primeira unidade de embreagem 56 pode ser configurada como uma frenagem deslizante ou uma embreagem de disco a qual conecta gentilmente a primeira engrenagem solar 26 ao primeiro carregador de roda planetária 50. Ao sincronizar a operação do mecanismo motor de combustão e as respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16 uma transição de libertadora e suave de uma primeira engrenagem para uma segunda pode ser conduzida.
[0085] O primeiro eixo principal 34 estará agora girando sendo acionado pelo eixo de saída do mecanismo motor 97 e o mesmo irá acionar o terceiro pinhão 74. O primeiro carregador de roda planetária 50 estará, portanto, acionando o terceiro pinhão 74 através da primeira engrenagem solar 26 e do primeiro eixo principal 34.A terceira roda de engrenagem 76 em engate com o terceiro pinhão 74 e conectada de modo firme ao eixo intermediário, irá acionar o eixo intermediário, o qual aciona a quinta roda de engrenagem 92 situada no mesmo. A quinta roda de engrenagem aciona o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 através da sexta roda de engrenagem 94 situada no último. O veículo estará funcionando agora em uma segunda engrenagem.
[0086] Quando o eixo intermediário 18 é levado a girar pela terceira roda de engrenagem 76, a quarta roda de engrenagem 82 irá girar também. O eixo intermediário, portanto, aciona a quarta roda de engrenagem 82 a qual aciona o quarto pinhão 80 no segundo eixo principal 36. Quando o segundo eixo principal girar, o segundo carregador de roda planetária 51 irá girar também e irá, portanto, dependendo da velocidade do eixo de saída do mecanismo motor 97 e, assim, da velocidade do primeiro carregador de roda planetária 50, fazer com que a segunda coroa 28 e o segundo rotor 30 da segunda máquina elétrica 16 girem. Nessa situação é possível ter a segunda máquina elétrica como um gerador para suprir corrente ao armazenamento de energia 46 e/ou à primeira máquina elétrica 14. A segunda máquina elétrica 16 pode também distribuir uma contribuição de torque pela unidade de controle 48 fazendo com que a mesma transmita torque propulsivo.
[0087] Para mudar de uma segunda engrenagem para uma terceira engrenagem, a quarta roda de engrenagem 82 no eixo intermediário precisa ser desconectada do eixo intermediário pelo quarto elemento de embreagem 90 de modo que a mesma gire livremente em relação ao eixo intermediário. Depois disso, o eixo intermediário é conectado à segunda roda de engrenagem 70 no mesmo pelo segundo elemento de embreagem 86. Conectar o eixo intermediário à segunda roda de engrenagem 70 no mesmo é preferencialmente efetuado ao operar a segunda máquina elétrica 16 de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre os mesmos. Uma velocidade síncrona pode ser estabelecida ao medir a velocidade do segundo rotor 30 da segunda máquina elétrica e a velocidade do eixo de saída 20. A velocidade do segundo eixo principal 36 e a velocidade do eixo intermediário podem, portanto, ser determinadas por dadas relações de razão de engrenagem. As velocidades dos respectivos eixos 18, 36 são controladas e quando uma velocidade síncrona é alcançada entre o eixo intermediário e a segunda roda de engrenagem 70 os mesmos são conectados pelo segundo elemento de embreagem 86.
[0088] Para efetuar a mudança de uma segunda engrenagem para uma terceira engrenagem, a trava entre a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 precisa ser eliminada, o que é alcançado ao operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na primeira engrenagem planetária 10, seguido pela primeira unidade de embreagem 56 liberando a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 um do outro. Depois disso, o mecanismo motor de combustão é operado de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 de modo que a segunda unidade de embreagem 58 pode ser engatada a fim de conectar a segunda engrenagem solar ao segundo carregador de roda planetária por meio da manga de câmbio 57. Ao sincronizar a operação do mecanismo motor de combustão e das respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16 uma transição libertadora e suave de uma segunda engrenagem para uma terceira pode ser conduzida.
[0089] A terceira roda de engrenagem 76 é liberada ao operar a primeira máquina elétrica 14 de modo que um estado livre de torque ocorra entre o eixo intermediário e a terceira roda de engrenagem, o que leva o terceiro elemento de embreagem 88 liberar a terceira roda de engrenagem do eixo intermediário. Isso é seguido pela primeira máquina elétrica 14 operada de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o eixo intermediário e a primeira roda de engrenagem 64 no mesmo, o que faz com que a primeira roda de engrenagem se conecte ao eixo intermediário pelo primeiro elemento de embreagem 84. Uma velocidade síncrona pode ser estabelecida ao medir a velocidade do primeiro rotor 24 da primeira máquina elétrica 14 e a velocidade do eixo de saída 20, seguidas pelas velocidades dos eixos 18, 34 que são controlados de modo que uma velocidade síncrona é alcançada. As velocidades desses eixos podem, portanto, ser determinadas pelas dadas relações de ração de engrenagem.
[0090] O segundo eixo principal 36 estará agora girando na mesma velocidade que o eixo de saída do mecanismo motor 97 e irá acionar o segundo pinhão 68. A segunda roda de engrenagem 70 que está em engate com o segundo pinhão 68 e conectada de modo firme ao eixo intermediário, acionará o eixo intermediário, o qual acionará a quinta roda de engrenagem 92 situada no mesmo. A quinta roda de engrenagem aciona o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 através da sexta roda de engrenagem 94 situada no último. O veículo funcionará agora em uma terceira engrenagem.
[0091] Quando o eixo intermediário é levado a girar pela segunda roda de engrenagem 70 situada no mesmo, a primeira roda de engrenagem 64 no mesmo eixo irá girar também. O eixo intermediário, portanto aciona a primeira roda de engrenagem 64 a qual aciona o primeiro pinhão 62 no primeiro eixo principal 34. Quando o primeiro eixo principal girar, a primeira engrenagem solar 26 irá girar também e irá, portanto, dependendo da velocidade do eixo de saída do mecanismo motor 97 e, assim, da velocidade do primeiro carregador de roda planetária 50, fazer com que a primeira coroa 22 e o primeiro rotor 24 da primeira máquina elétrica 14 girem. Nessa situação é possível ter a primeira máquina elétrica 14 como um gerador para suprir corrente ao armazenamento de energia 46 e/ou à segunda máquina elétrica 16. Alternativamente, a primeira máquina elétrica pode distribuir uma contribuição de torque pela unidade de controle 48 o que leva a mesma a transmitir torque propulsivo.
[0092] Para mudar de uma terceira engrenagem para uma quarta engrenagem, a trava entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 precisa ser eliminada, o que é alcançado ao operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na segunda engrenagem planetária 12, o que é seguido pela segunda unidade de embreagem 58 liberando a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 um do outro. Uma quarta engrenagem é depois disso engatada pela unidade de controle 48 o que opera o mecanismo motor de combustão de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o primeiro carregador de roda planetária 50 e a primeira engrenagem solar 26, com intenção de travar os mesmos, o que é efetuado ao operar a primeira unidade de embreagem 56 ode modo que os mesmo se conectem mecanicamente um ao outro. Ao sincronizar a operação do mecanismo motor de combustão e das respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16 uma transição libertadora e suave de uma terceira para uma quarta engrenagem pode ser conduzida.
[0093] O primeiro eixo principal 34 estará girando agora e sendo acionado pelo eixo de saída do mecanismo motor 97 e acionará o primeiro pinhão 62. O primeiro carregador de roda planetária 50 estará, portanto, acionando o primeiro pinhão através da primeira engrenagem solar 26 e do primeiro eixo principal 34. A primeira roda de engrenagem 64 estando em engate com o primeiro pinhão 62 e conectada de modo firme ao eixo intermediário, irá acionar o eixo intermediário, o qual aciona a quinta roda de engrenagem 92 situada no mesmo. A quinta roda de engrenagem aciona o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 através da sexta roda de engrenagem 94 situada no último. O veículo funcionará agora em uma quarta engrenagem.
[0094] Quando o eixo intermediário 18 é levado a girar pela primeira roda de engrenagem 64, a segunda roda de engrenagem 70 irá girar também. O eixo intermediário, portanto aciona a segunda roda de engrenagem 70 a qual aciona o segundo pinhão 68 no segundo eixo principal 36. Quando o segundo eixo principal girar, o segundo carregador de roda planetária 51 irá girar também e irá, portanto, dependendo da velocidade do eixo de saída do mecanismo motor 97 e, assim, da velocidade do primeiro carregador de roda planetária 50, fazer com que a segunda coroa 28 e o segundo rotor 30 da segunda máquina elétrica 16 girem. Nessa situação é possível ter a segunda máquina elétrica como um gerador para suprir corrente ao armazenamento de energia 46 e/ou à primeira máquina elétrica 14. A segunda máquina elétrica pode também distribuir uma contribuição de torque pela unidade de controle 48 fazendo com que a mesma transmita torque propulsivo.
[0095] Para mudar de uma quarta engrenagem para uma quinta engrenagem, a primeira roda de engrenagem 64 precisa ser desengatada do eixo intermediário de modo que a quarta engrenagem seja desengatada. Isso é alcançado ao operar o mecanismo motor de combustão e a primeira máquina elétrica 14 de modo que a primeira roda de engrenagem 64 seja colocada em um estado livre de torque relativo ao eixo intermediário e, assim, o primeiro elemento de embreagem 84 é desengatado de modo que a primeira roda de engrenagem é desconectada do eixo intermediário.
[0096] Após isso, a velocidade do primeiro eixo principal 34 é sincronizada com aquela do eixo de saída 20, seguido pelo uso do mecanismo de embreagem 96 para conectar esses dois eixos.
[0097] Após isso, o mecanismo motor de combustão e a primeira máquina elétrica 14 são operados de modo que o torque propulsivo passe através do primeiro eixo principal 34 e através do mecanismo de embreagem 96 e, daí, ao eixo de saída 20. Ao reduzir o torque da segunda máquina elétrica 16 é possível que o quinto elemento de embreagem 93 seja colocado em um estado livre de torque relativo ao eixo intermediário e, assim, o quinto elemento de embreagem é desengatado de modo que a quinta roda de engrenagem 92 do quinto par de engrenagens 21 é desconectada do eixo intermediário.
[0098] Após isso, a segunda máquina elétrica 16 é usada para sincronizar a velocidade do eixo intermediário com aquela da terceira roda de engrenagem 76, seguido pelo terceiro elemento de embreagem 88 sendo usado para conectar a terceira roda de engrenagem ao eixo intermediário. Quando isso tiver acontecido, o torque propulsivo pode ser dividido entre o mecanismo motor de combustão, a primeira máquina elétrica 14 e a segunda máquina elétrica 16. Após isso, equilíbrio de torque é criado na primeira engrenagem planetária 10, seguido pelo desconectar pela primeira unidade de embreagem 56 do primeiro carregador de roda planetária 50 e da primeira engrenagem solar 26 um do outro. Finalmente, a velocidade do segundo carregador de roda planetária 51 é sincronizada com aquela da segunda engrenagem solar 32, seguido pelo uso da segunda unidade de embreagem 58 para conectar os mesmos.
[0099] O segundo eixo principal 36 estará agora girando na mesma velocidade que o eixo de saída do mecanismo motor 97 e irá acionar o segundo pinhão 68. A segunda roda de engrenagem 70 que está em engate com o segundo pinhão 68 e conectada de modo firme ao eixo intermediário, irá acionar o eixo intermediário, o qual aciona a terceira roda de engrenagem 76 situada no mesmo. A terceira roda de engrenagem 76 aciona o primeiro eixo principal 34 através do terceiro pinhão 74 e o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 é, portanto, acionado através do mecanismo de embreagem 96 o qual conecta o primeiro eixo principal 34 ao eixo de saída da caixa de engrenagens. O veículo funcionará agora em uma quinta engrenagem.
[0100] Para mudar de uma quinta para uma sexta engrenagem, a trava entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 precisa ser eliminada, o que é alcançado ao operar a primeira máquina elétrica 14 e o mecanismo motor de combustão de modo que equilíbrio de torque ocorra na segunda engrenagem planetária 12, seguido pela segunda unidade de embreagem 58 que causa a liberação da segunda engrenagem solar 32 e do segundo carregador de roda planetária 51 um do outro. Uma sexta engrenagem é, depois disso, engatada pela unidade de controle 48 que opera o mecanismo motor de combustão de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o primeiro carregador de roda planetária 50 e a primeira engrenagem solar 26, com a intenção de travar entre os mesmos, o que é efetuado pela operação da primeira unidade de embreagem 56 de modo que os mesmos se tornam conectados mecanicamente um ao outro. Ao sincronizar a operação do mecanismo motor de combustão e as respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16 uma transição libertadora e suave de uma quinta para uma sexta engrenagem pode ser conduzida.
[0101] O primeiro eixo principal 34 estará girando e sendo acionado pelo eixo de saída do mecanismo motor de combustão 97 e irá acionar o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 através do mecanismo de embreagem 96 o qual conecta o primeiro eixo principal 34 ao eixo de saída da caixa de engrenagens. O veículo funcionará agora em uma sexta engrenagem.
[0102] Para mudar de uma sexta para uma sétima engrenagem, a terceira roda de engrenagem 76 no eixo intermediário precisa primeiro ser desconectada do eixo intermediário pelo terceiro elemento de embreagem 88 de modo que o mesmo possa girar livremente em relação ao eixo intermediário. Após isso, o eixo intermediário é conectado à primeira roda de engrenagem 64 no mesmo pelo primeiro elemento de embreagem 84. Quando o eixo intermediário e a primeira roda de engrenagem 64 no mesmo alcançam uma velocidade síncrona, o primeiro elemento de embreagem 84 é usado para conectar os mesmos.
[0103] Para efetuar a mudança de uma sexta engrenagem para uma sétima engrenagem, a trava entre a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 precisa ser eliminada, o que é alcançado pela operação da primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na primeira engrenagem planetária 10, seguido pela primeira unidade de embreagem 56 que causa a liberação da primeira engrenagem solar 26 e do primeiro carregador de roda planetária 50 um do outro. Após isso, o mecanismo motor de combustão é operado de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 de modo que a segunda unidade de embreagem 58 pode ser engatada a fim de conectar a segunda engrenagem solar 32 ao segundo carregador de roda planetária 51. Ao sincronizar a operação do mecanismo motor de combustão e as respectivas primeira e segunda máquinas elétricas 14 e 16 uma transição libertadora e suave de uma sexta engrenagem para uma sétima pode ser conduzida.
[0104] O segundo eixo principal 36 estará agora girando na mesma velocidade que o eixo de saída do mecanismo motor 97 e irá acionar o segundo pinhão 68. A segunda roda de engrenagem 70, em engate com o segundo pinhão 68 e conectada de modo firme ao eixo intermediário, acionará o eixo intermediário, o qual aciona a primeira roda de engrenagem 64 situada no mesmo. A primeira roda de engrenagem 64 aciona o primeiro eixo principal 34 através do primeiro pinhão 62 e o eixo de saída da caixa de engrenagens 20 é, portanto, acionado através do mecanismo de embreagem 96 o qual conecta o primeiro eixo principal 34 ao eixo de saída da caixa de engrenagens. O veículo funcionará agora em uma sétima engrenagem.
[0105] De acordo com o método acima, a fim de transferir velocidade de rotação e torque, a caixa de engrenagens 2 é dotada de pinhões 62, 68, 74, 80 em eixos principais 34, 36 e com rodas de engrenagem 64, 70, 76, 82 no eixo intermediário 18, mas é possível usar algum outro tipo de transmissão, por exemplo, transmissões de cadeia e correia, para transferir velocidade de rotação e torque na caixa de engrenagens.
[0106] O dispositivo de transmissão 19 tem no exemplo de modalidade acima quatro pares de engrenagens 60, 66, 72, 78, mas pode ter qualquer número de pares de engrenagens desejado.
[0107] Conforme descrito acima, torque da caixa de engrenagens 2 é extraído através do eixo de saída 20. É possível também extrair torque diretamente do primeiro ou do segundo eixo principal 34, 36 ou diretamente do eixo intermediário 18. Pode ser também extraído em paralelo de dois ou três dos eixos 18, 34, 36 ao mesmo tempo.
[0108] A Figura 3 ilustra o trem de potência híbrido 3 da Figura 2 em uma vista simplificada na qual certos componentes foram omitidos por razão de clareza. G1 na Figura 3 toma a forma de pelo menos um par de engrenagens conectado ao primeiro eixo principal 34 e, desse modo, à primeira engrenagem planetária 10 e G2 toma a forma de pelo menos um par de engrenagens conectado ao segundo eixo principal 36 e, desse modo, à segunda engrenagem planetária 12. Esses pares de engrenagens G1, G2 são também conectados ao eixo de saída 20 através do eixo intermediário 18. G1 e G2 podem cada compreender um ou mais pares de engrenagens. O par de engrenagens G1 conectado à primeira engrenagem planetária 10 pode, por exemplo, compreender o primeiro par de engrenagens 60 e/ou o terceiro par de engrenagens 72, conforme descrito com referência à Figura 2. O par de engrenagens G2 conectado à segunda engrenagem planetária 12 pode, por exemplo, compreender o segundo par de engrenagens 66 e/ou o quarto par de engrenagens 78, conforme descrito com referência à Figura 2. Também demonstrado está pelo menos um par de engrenagens G3 o qual é conectado ao eixo de saída 20 e o eixo intermediário 18 e podem tomar a forma do quinto par de engrenagens 21 descrito com referência à Figura 2. G3 pode compreender um ou mais pares de engrenagens.
[0109] As Figuras 4a e 4b são fluxogramas do método para controlar um trem de potência híbrido 3 que compreende um mecanismo motor de combustão 4; uma caixa de engrenagens 2 dotada de um eixo de entrada 8 e um eixo de saída 20; uma primeira engrenagem planetária 10 conectada ao eixo de entrada 8; uma segunda engrenagem planetária 12 conectada à primeira engrenagem planetária 10; uma primeira máquina elétrica 14 conectada à primeira engrenagem planetária 10; uma segunda máquina elétrica 16 conectada à segunda engrenagem planetária 12; um primeiro par de engrenagens 60 e um terceiro par de engrenagens 72 os quais são situados entre a primeira engrenagem planetária 10 e o eixo de saída 20 e um segundo par de engrenagens 66 e um quarto par de engrenagens 78 os quais são are situados entre a segunda engrenagem planetária 12 e o eixo de saída 20.
[0110] A Figura 4a ilustra um método que compreende as etapas de:
[0111] a) conectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens 60, 72,
[0112] b) conectar o segundo ou o quarto par de engrenagens 66, 78,
[0113] c) conectar um quinto par de engrenagens 21 para um eixo intermediário 18 de modo que o eixo intermediário é conectado ao eixo de saída 20, e
[0114] d) engatar uma engrenagem ao conectar dois componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12 um ao outro.
[0115] Vantajosamente, as etapas a), b) e c) são conduzidas em paralelo. Alternativamente, as mesmas podem ser conduzidas em qualquer sequência desejada.
[0116] Os dois componentes rotativos 28, 32, 51 preferencialmente compreendem uma segunda engrenagem solar 32 e um segundo carregador de roda planetária 51, caso em que o mecanismo motor de combustão 4 irá para etapa d) ser operado de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51, seguido por uma segunda unidade de embreagem 58 que é movida para travar os mesmos um ao outro.
[0117] Vantajosamente, o primeiro par de engrenagens 60 compreende um primeiro pinhão 62 fixado de modo firme à primeira engrenagem planetária 10 e em engate mútuo com uma primeira roda de engrenagem 64 a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário 18. Vantajosamente também, o terceiro par de engrenagens 72 compreende um terceiro pinhão 74 fixado de modo firme à primeira engrenagem planetária 10 e em engate mútuo com uma terceira roda de engrenagem 76 a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário. A etapa a) preferencialmente compreende a primeira ou terceira roda de engrenagem 64, 76 ser conectada ao eixo intermediário.
[0118] Vantajosamente, o segundo par de engrenagens 66 compreende um segundo pinhão 68 fixado de modo firme à primeira engrenagem planetária 12 e em engate mútuo com uma segunda roda de engrenagem 70 a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário 18. O quarto par de engrenagens 78 compreende vantajosamente um quarto pinhão 80 fixado de modo firme à primeira engrenagem planetária 12 e em engate mútuo com uma quarta roda de engrenagem 82 a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário. A etapa b) preferencialmente compreende a segunda e quarta rodas de engrenagem 70, 82 serem conectadas ao eixo intermediário.
[0119] Conectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens 60, 72 na etapa a) é preferencialmente efetuado pela primeira máquina elétrica 14 que é operada de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 64, 76 a qual forma parte da par de engrenagens 60, 72. Quando uma velocidade síncrona é alcançada, a roda de engrenagem 64, 76 é conectada ao eixo intermediário pelos respectivos primeiro ou terceiro elemento de embreagem 84, 88.
[0120] Conectar o segundo ou o quarto par de engrenagens 66, 78 na etapa b) é preferencialmente efetuado pela segunda máquina elétrica 16 que é operada de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 70, 82 os quais formam parte da par de engrenagens 66, 78. Quando uma velocidade síncrona é alcançada, a roda de engrenagem 70, 82 é conectada ao eixo intermediário pelos respectivos segundo ou quarto de embreagem 86, 90.
[0121] Desconectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens 60, 72 é preferencialmente efetuado pela primeira máquina elétrica 14 que é operada de modo que um estado livre de torque ocorra entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 64, 76 os quais formam parte da par de engrenagens 60, 72. Quando um estado livre de torque é alcançado, os respectivos primeiro ou terceiro elemento de embreagem 84, 88 são usados para desconectar a roda de engrenagem 64, 76 do eixo intermediário.
[0122] Desconectar o segundo ou o quarto par de engrenagens 66,78 é preferencialmente efetuado pela segunda máquina elétrica 16 que é operada de modo que um estado livre de torque ocorra entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 70, 82 as quais forma parte do par de engrenagens 66, 78. Quando um estado livre de torque é alcançado, o respectivo segundo ou quarto elemento de embreagem 86, 90 é usado para desconectar a roda de engrenagem 70, 82 do eixo intermediário.
[0123] Vantajosamente, o quinto par de engrenagens 21 compreende quinta e sexta rodas de engrenagem 92, 94 as quais estão em engate mútuo, sendo que a quinta roda de engrenagem 92 é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário por um quinto elemento de embreagem 93 e ser conectada ao mesmo na etapa c).
[0124] A Figura 4b é um fluxograma para um método que compreende as etapas a-d descritas com referência à Figura 4a e as etapas adicionais de:
[0125] e) desconectar os componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12 um do outro, e
[0126] f) engatar uma engrenagem subsequente pelo uso de uma primeira unidade de embreagem 56 para conectar dois componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10.
[0127] Vantajosamente, a etapa e) compreende operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na segunda engrenagem planetária 12, seguido pela segunda unidade de embreagem 58 ser movida para desconectar a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51 um do outro.
[0128] Vantajosamente, os dois componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10 compreendem uma primeira engrenagem solar 26 e um primeiro carregador de roda planetária 50, caso em que o mecanismo motor de combustão é operado na etapa f) de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50, seguido por uma primeira unidade de embreagem 56 que é movida para travar os mesmos um ao outro.
[0129] O método compreende, preferencial e adicionalmente, as etapas de:
[0130] g) desconectar qualquer um dentre o segundo e quarto pares de engrenagens 66, 78 que foi conectado na etapa b),
[0131] h) conectar qualquer um dentre o segundo e quarto pares de engrenagens 66, 78 que não foi conectado na etapa b),
[0132] i) desconectar os componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10 um do outro,
[0133] j) engatar a engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12,
[0134] k) desconectar qualquer um dentre o primeiro e terceiro pares de engrenagens 60, 72 que foi conectado na etapa a), e
[0135] l) conectar qualquer um dentre o primeiro e terceiro pares de engrenagens 60, 72 que não foi conectado na etapa a).
[0136] Vantajosamente, a etapa i) compreende operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na primeira engrenagem planetária 10, seguido pela primeira unidade de embreagem 56 que é movida para desconectar a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 um do outro.
[0137] Vantajosamente, a etapa j) compreende o mecanismo motor de combustão ser operado de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51, seguido pela segunda unidade de embreagem 58 ser movida para travar os mesmos um ao outro.
[0138] O método compreende, adicionalmente, a etapa de:
[0139] m) repetir a etapa e) de desconectar os componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12 uns dois outros e etapa f) de engatar uma engrenagem subsequente pelo uso de uma primeira unidade de embreagem 56 para conectar dois componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10 um ao outro.
[0140] O método compreende, preferencial e adicionalmente, as etapas de:
[0141] n) desconectar qualquer um dentre o primeiro e terceiro pares de engrenagens 60, 72 que foi conectado na etapa 1),
[0142] o) travar um mecanismo de embreagem 96 situado entre a primeira engrenagem planetária 10 e o eixo de saída 20 de modo que a primeira engrenagem planetária é conectada ao eixo de saída,
[0143] p) desconectar o quinto par de engrenagens G3, 21,
[0144] q) conectar qualquer um dentre o primeiro e terceiro pares de engrenagens 60, 72 que não foi desconectado na etapa n),
[0145] r) desconectar os componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10 um do outro, e
[0146] s) engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12 um ao outro.
[0147] Vantajosamente, a etapa r) compreende operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na primeira engrenagem planetária 10, seguido pela primeira unidade de embreagem 56 ser movida para desconectar a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 um do outro.
[0148] Vantajosamente, a etapa s) compreende o mecanismo motor de combustão ser operado de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre e segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51, seguido pela segunda unidade de embreagem 58 ser movida para travar os mesmos um ao outro.
[0149] Vantajosamente, o método compreende a etapa adicional de:
[0150] t) repetir a etapa e) de desconectar os componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12 um do outro e etapa f) de engatar a engrenagem subsequente pelo uso de uma primeira unidade de embreagem 56 para conectar dois componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10 um ao outro.
[0151] O método compreende, preferencialmente, as etapas adicionais de:
[0152] u) desconectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens 60, 72 que foi conectado na etapa q),
[0153] v) conectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens 60, 72 que não foi desconectado na etapa u),
[0154] x) desconectar os componentes rotativos 22, 26, 50 da primeira engrenagem planetária 10 um do outro, e
[0155] y) engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos 28, 32, 51 da segunda engrenagem planetária 12 um ao outro.
[0156] Vantajosamente, a etapa x) compreende operar a primeira e/ou segunda máquina elétrica 14, 16 de modo que equilíbrio de torque ocorra na primeira engrenagem planetária 10, seguido pela primeira unidade de embreagem 56 ser movida para desconectar a primeira engrenagem solar 26 e o primeiro carregador de roda planetária 50 um do outro.
[0157] Vantajosamente, a etapa y) compreende o mecanismo motor de combustão ser operado de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre a segunda engrenagem solar 32 e o segundo carregador de roda planetária 51, seguido pela segunda unidade de embreagem 58 ser movida para travar os mesmo um ao outro.
[0158] Conectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens 60, 72 é preferencialmente efetuado pela primeira máquina elétrica 14 ser operada de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 64, 76 os quais formam parte do par de engrenagens 60, 72. Quando uma velocidade síncrona é alcançada, a roda de engrenagem 64, 76 é conectada ao eixo intermediário pelos respectivos primeiro ou terceiro elemento de embreagem 84, 88.
[0159] Conectar o segundo ou o quarto par de engrenagens 66, 78 é preferencialmente efetuado pela segunda máquina elétrica 16 ser operada de modo que uma velocidade síncrona é alcançada entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 70, 82 os quais formam parte da par de engrenagens 66, 78. Quando uma velocidade síncrona é alcançada, a roda de engrenagem 70, 82 é conectada ao eixo intermediário pelos respectivos segundo ou quarto de embreagem 86, 90.
[0160] Desconectar o primeiro ou terceiro par de engrenagens 60, 72 é preferencialmente efetuado pela primeira máquina elétrica 14 que é operada de modo que um estado livre de torque ocorra entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 64, 76 os quais formam parte da par de engrenagens 60, 72. Quando um estado livre de torque é alcançado, os respectivos primeiro ou terceiro elemento de embreagem 84, 88 são usados para desconectar a roda de engrenagem 64, 76 do eixo intermediário.
[0161] Desconectar o segundo ou o quarto par de engrenagens 66, 78 é preferencialmente efetuado pela segunda máquina elétrica 16 ser operada de modo que um estado livre de torque ocorra entre o eixo intermediário e a roda de engrenagem 70, 82 os quais formam parte do par de engrenagens 66, 78. Quando um estado livre de torque é alcançado, o respectivo segundo ou quarto elemento de embreagem 86, 90 é usado para desconectar a roda de engrenagem 70, 82 do eixo intermediário.
[0162] O trem de potência híbrido 3 é, portanto, controlado de modo que mudanças entre diferentes engrenagens ocorrem sem frenagens de torque.
[0163] A invenção propõe um programa de computador P o qual é armazenado na unidade de controle 48 e/ou no computador 53 e o qual pode compreender rotinas para controlar o trem de potência híbrido 3 de acordo com a presente invenção.
[0164] O programa P pode ser armazenado de uma forma executável ou em forma compactada em uma memória M e/ou em uma memória de leitura/escrita
[0165] A invenção se refere, também, a um produto de programa de computador que compreende um código de programa armazenado em um meio legível por computador para conduzir as etapas acima do método quando o dito código de programa é executado na unidade de controle 48 ou em outro computador 53 conectado à unidade de controle 48. O dito código de programa pode ser armazenado de uma forma não volátil no dito meio o qual pode ser lido por um computador 53.
[0166] Os componentes e recursos citados acima, dentro do escopo da invenção, podem ser combinados entre diferentes versões citadas.

Claims (23)

1. Trem de potência híbrido que compreende um motor de combustão (4); uma caixa de engrenagens (2) com um eixo de entrada (8) e um eixo de saída (20); uma primeira engrenagem planetária (10) conectada ao eixo de entrada (8) e um primeiro eixo principal (34); uma segunda engrenagem planetária (12) conectada à primeira engrenagem planetária (10) e um segundo eixo principal (36); uma primeira máquina elétrica (14) conectada à primeira engrenagem planetária (10); uma segunda máquina elétrica (16) conectada à segunda engrenagem planetária (12); um primeiro par de engrenagens (G1, 60) e um terceiro par de engrenagens (G1, 72) os quais estão situados entre a primeira engrenagem planetária (10) e o eixo de saída (20); e um segundo par de engrenagens (G2, 66) e um quarto par de engrenagens (G2, 78) os quais estão situados entre a segunda engrenagem planetária (12) e o eixo de saída (20), um eixo intermediário (18) fornecido entre as respectivas engrenagens planetárias (10,12) e o eixo de saída (20), sendo que um segundo carregador de roda planetária (51) da segunda engrenagem planetária (12) é conectado ao segundo eixo principal (36), em que o primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1, 60, 72) estão situados no primeiro eixo principal (34) e no eixo intermediário (18), e o segundo e quarto pares de engrenagens (G2, 66, 78) estão situados no segundo eixo principal (36) e no eixo intermediário (18), caracterizado pelo fato de que: o eixo de entrada (8) é conectado a um primeiro carregador de roda planetária (50) da primeira engrenagem planetária (10); em que o eixo intermediário (18) é conectado ao eixo de saída (20) através de um quinto par de engrenagens (G3, 21); em que o primeiro carregador de roda planetária (50) da primeira engrenagem planetária (10) é conectado a uma segunda engrenagem solar (32) da segunda engrenagem planetária (12); e em que uma primeira engrenagem solar (26) da primeira engrenagem planetária (10) é conectada ao segundo eixo principal (34).
2. Trem de potência híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um mecanismo de embreagem (96) é fornecido entre o primeiro eixo principal (34) e o eixo de saída (20).
3. Trem de potência híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro par de engrenagens (G1; 60) compreende um primeiro pinhão (62) fixado de modo firme ao primeiro eixo principal (34) e em engate mútuo com uma primeira roda de engrenagem (64) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18) e em que o terceiro par de engrenagens (G1; 72) compreende um terceiro pinhão (74) fixado de modo firme ao primeiro eixo principal (34) e em engate mútuo com uma terceira roda de engrenagem (76) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18).
4. Trem de potência híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o segundo par de engrenagens (G2, 66) compreende um segundo pinhão (68) fixado de modo firme ao segundo eixo principal (36) e em engate mútuo com uma segunda roda de engrenagem (70) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18) e em que o quarto par de engrenagens (G2, 78) compreende um quarto pinhão (80) fixado de modo firme ao segundo eixo principal (36) e em engate mútuo com uma terceira roda de engrenagem (82) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18).
5. Trem de potência híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o quinto par de engrenagens (G2, 21) compreende um elemento de alavanca de câmbio (92) disposto para ser desconectável do eixo intermediário (18) por um quinto elemento de embreagem (93).
6. Trem de potência híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de alavanca de câmbio do quinto par de engrenagens (G3, 21) é uma quinta roda de engrenagem (92) em engate ao uma sexta roda de engrenagem (94) a qual é fixada de modo firme ao eixo de saída (20).
7. Trem de potência híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 e 4, caracterizado pelo fato de que as primeira, segunda, terceira e quarta rodas de engrenagem (64, 70, 76, 82) são dispostas para serem conectáveis ao e desconectáveis do eixo intermediário (18) pelos respectivos primeiro, segundo, terceiro e quarto elementos de embreagem (84, 86, 88, 90).
8. Trem de potência híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que um primeiro rotor (24) da primeira máquina elétrica (14) é conectado a uma primeira coroa (22) da primeira engrenagem planetária (10), e em que um segundo rotor (30) da segunda máquina elétrica (16) é conectado a uma segunda coroa (28) da segunda engrenagem planetária (12).
9. Trem de potência híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma primeira unidade de embreagem (56) é disposta para conectar a primeira engrenagem solar (26) de modo destacável ao primeiro carregador de roda planetária (50), e em que uma segunda unidade de embreagem (58) é disposta para conectar a segunda engrenagem solar (32) de modo destacável ao segundo carregador de roda planetária (51).
10. Veículo caracterizado pelo fato de que o veículo (1) é dotado de um trem de potência híbrido (3) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
11. Método para controlar um trem de potência híbrido de modo a efetuar mudanças de engrenam sem frenagens de torque, onde o trem de potência híbrido compreende um motor de combustão (4); uma caixa de engrenagens (2) com um eixo de entrada (8) e um eixo de saída (20); uma primeira engrenagem planetária (10) conectada ao eixo de entrada (8) e a um primeiro eixo principal (34); uma segunda engrenagem planetária (12) conectada à primeira engrenagem planetária (10) e a um segundo eixo principal (36); uma primeira máquina elétrica (14) conectada à primeira engrenagem planetária (10); uma segunda máquina elétrica (16) conectada à segunda engrenagem planetária (12); um primeiro par de engrenagens (G1, 60) e um terceiro par de engrenagens (G1, 72) os quais estão situados entre a primeira engrenagem planetária (10) e o eixo de saída (20); e um segundo par de engrenagens (G2, 66) e um quarto par de engrenagens (G2, 78) os quais estão situados entre a segunda engrenagem planetária (12) e o eixo de saída (20) e sendo que um segundo carregador de roda planetária (51) da segunda engrenagem planetária (12) é conectado ao segundo eixo principal (36) e sendo que o eixo de entrada (8) é conectado a um primeiro carregador de roda planetária (50) da primeira engrenagem planetária (10), em que um eixo intermediário (18) é fornecido entre as respectivas engrenagens planetárias (10,12) e o eixo de saída (20), em que o primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1, 60, 72) estão situados no primeiro eixo principal (34) e no eixo intermediário (18), e o segundo e quarto pares de engrenagens (G2, 66, 78) estão situados no segundo eixo principal (36) e no eixo intermediário (18), em que um primeiro carregador de roda planetária (50) da primeira engrenagem planetária (10) é conectado a uma segunda engrenagem solar (32) da segunda engrenagem planetária (12); e em que uma primeira engrenagem solar (26) da primeira engrenagem planetária (10) é conectada ao segundo eixo principal (34), caracterizado por compreender as etapas de: a) conectar o primeiro ou o terceiro par de engrenagens (G1; 60; 72), b) conectar o segundo ou o quarto par de engrenagens (G2; 66; 78), c) conectar um quinto par de engrenagens (G3, 21) a um eixo intermediário (18) de modo que o eixo intermediário (18) seja conectado ao eixo de saída (20), e d) engatar uma engrenagem ao conectar dois componentes rotativos (28, 32, 51) da segunda engrenagem planetária (12).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as etapas a), b) e c) são conduzidas em paralelo.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro par de engrenagens (G1, 60) compreende um primeiro pinhão (62) fixado de modo firme à primeira engrenagem planetária (10) e em engate mútuo com uma primeira roda de engrenagem (64) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18), e em que o terceiro par de engrenagens (G1, 72) compreende um terceiro pinhão (74) fixado de modo firme à primeira engrenagem planetária (10) e em engate mútuo com uma terceira roda de engrenagem (76) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18), de modo que na etapa a) a primeira ou a terceira roda de engrenagem (64, 76) seja conectada ao eixo intermediário (18).
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o segundo par de engrenagens (G2, 66) compreende um segundo pinhão (68) fixado de modo firme à segunda engrenagem planetária (12) e em engate mútuo com uma segunda roda de engrenagem (70) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18), e em que o quarto par de engrenagens (G2, 78) compreende um quarto pinhão (80) fixado de modo firme à segunda engrenagem planetária (12) e em engate mútuo com uma quarta roda de engrenagem (82) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18), de modo que na etapa b) a segunda ou a quarta roda de engrenagem (70, 82) seja conectada ao eixo intermediário (18).
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que o quinto par de engrenagens (G3, 21) compreende uma quinta roda de engrenagem (92) a qual é disposta para ser conectável ao e desconectável do eixo intermediário (18) por um quinto elemento de embreagem (93) e está em engate mútuo com uma sexta roda de engrenagem (94) a qual é fixada de modo firme ao eixo de saída (20), de modo que na etapa c) a quinta roda de engrenagem (92) seja conectada ao eixo intermediário (18).
16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que na etapa d) os dois componentes rotativos (28, 32, 51) compreendem uma segunda engrenagem solar (32) e um segundo carregador de roda planetária (51), sendo que o motor de combustão (4) é operado de modo que uma velocidade sincronizada seja alcançada entre a segunda engrenagem solar (32) e o segundo carregador de roda planetária (51), seguido por uma segunda unidade de embreagem (58) que é movida para travar a segunda engrenagem solar (32) e o segundo carregador de roda planetária (51) um ao outro.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo fato de compreender as etapas adicionais de: e) desconectar os componentes rotativos (28, 32, 51) da segunda engrenagem planetária (12) um do outro, e f) engatar uma engrenagem subsequente pelo uso de uma primeira unidade de embreagem (56) para conectar dois componentes rotativos (22, 26, 50) da primeira engrenagem planetária (10).
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa e) compreende a primeira e/ou a segunda máquina elétrica (14; 16) sendo operada de modo que equilíbrio de torque ocorra na segunda engrenagem planetária (12) e que na etapa f) os dois componentes rotativos (22, 26, 50) compreendem uma primeira engrenagem solar (26) e um primeiro carregador de roda planetária (50), sendo que o motor de combustão (4) é operado de modo que uma velocidade sincronizada seja alcançada entre a primeira engrenagem solar (26) e o primeiro carregador de roda planetária (50), seguido pela primeira unidade de embreagem (56) sendo movida para travar a primeira engrenagem solar (26) e o primeiro carregador de roda planetária (50) um ao outro.
19. Método, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelas etapas de: g) desconectar qualquer um dentre os segundo e quarto pares de engrenagens (G2; 66; 78) que foi conectado na etapa b), h) conectar qualquer um dentre os segundo e quarto pares de engrenagem (G2; 66; 78) que não foi conectado na etapa b), i) desconectar os componentes rotativos (22, 26, 50) da primeira engrenagem planetária (10) um do outro, j) engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos (28, 32, 51) da segunda engrenagem planetária (12), k) desconectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1; 60; 72) que foi conectado na etapa a), e l) conectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1; 60; 72) que não foi conectado na etapa a).
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a etapa m) repete as etapas e) e f).
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelas etapas de: h) desconectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1; 60; 72) que foi conectado na etapa l), o) travar um mecanismo de embreagem (96) situada entre a primeira engrenagem planetária (10) e o eixo de saída (20) de modo que a primeira engrenagem planetária (10) se torne conectada ao eixo de saída (20), p) desconectar o quinto par de engrenagens (G3, 21), q) conectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1; 60; 72) que não foi desconectado na etapa n), r) desconectar os componentes rotativos (22, 26, 50) da primeira engrenagem planetária (10) um do outro, e s) engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos (28, 32, 51) da segunda engrenagem planetária (12) um ao outro.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a etapa t) repete as etapas e) e f).
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelas etapas de: u) desconectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1; 60; 72) que foi conectado na etapa q), v) conectar qualquer um dentre os primeiro e terceiro pares de engrenagens (G1; 60; 72) que não foi desconectado na etapa u), x) desconectar os componentes rotativos (22, 26, 50) da primeira engrenagem planetária (10) um do outro, e y) engatar uma engrenagem subsequente ao conectar dois componentes rotativos (28, 32, 51) da segunda engrenagem planetária (12) um ao outro.
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