BR112020011819A2

BR112020011819A2 - método de controle da frenagem regenerativa e dispositivo de controle da frenagem regenerativa

Info

Publication number: BR112020011819A2
Application number: BR112020011819-2A
Authority: BR
Inventors: Yohei Nakamura; Masafumi Kuroda; Yuji Wada; Michihiko Matsumoto
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd.
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2020-11-17
Also published as: US11505071B2; JPWO2019116553A1; CN111542452A; RU2750051C1; US20210162869A1; JP6915696B2; KR20200084894A; EP3725581A1; MX2020006159A; CN111542452B; WO2019116553A1; EP3725581A4; KR102296463B1

Abstract

Um método de controle de frenagem regenerativa e um dispositivo de controle de frenagem regenerativa da presente invenção controlam uma fonte de acionamento que gera uma força de freio regenerativa de tal maneira que um limite superior de desaceleração regenerativa quando um motorista executa o controle manual se torna menor que um limite superior de desaceleração regenerativa quando o controle automático é executado.

Description

“MÉTODO DE CONTROLE DA FRENAGEM REGENERATIVA E DISPOSITIVO DE CONTROLE DA FRENAGEM REGENERATIVA” CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um método de controle de frenagem regenerativa e a um dispositivo de controle de frenagem regenerativa para um veículo.

ARTE ANTERIOR

[002] A Literatura de Patente 1 revela um controlador de freio regenerativo que controla um veículo movido a eletricidade, de modo a obter uma força de frenagem regenerativa controlando um motor elétrico que aciona as rodas a uma taxa regenerativa de acordo com um nível regenerativo predefinido.

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[003] Literatura de patente 1: Publicação Aberta à Investigação Pública da Patente Japonesa 2015-29416

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[004] Em um exemplo revelado na Literatura de Patente 1, quando a velocidade do veículo é controlada automaticamente, a taxa regenerativa é controlada de modo que a taxa regenerativa seja proibida de ser ajustada abaixo de um valor predeterminado. Devido a esse controle, o valor máximo de uma força de frenagem regenerativa durante o controle automático é limitado por um valor máximo do nível regenerativo possível a ser definido durante o controle manual. Portanto, há um problema na medida em que uma maior força de frenagem regenerativa não pode ser usada durante o controle automático, em comparação com a força de frenagem regenerativa durante o controle manual, e, consequentemente, a eficiência de força não pode ser melhorada.

[005] A presente invenção foi feita tendo em vista os problemas acima, e é um objetivo da presente invenção fornecer um método de controle de frenagem regenerativa e um dispositivo de controle de frenagem regenerativa que melhore a eficiência energética durante o controle automático.

SOLUÇÃO PARA PROBLEMAS

[006] Para resolver os problemas acima, um método de controle de frenagem regenerativa e um dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com um aspecto da presente invenção controlam uma fonte de acionamento que gera uma força de frenagem regenerativa de tal maneira que um limite superior de desaceleração regenerativa quando um motorista executa o controle manual se torna menor que um limite superior de desaceleração regenerativa quando o controle automático é executado.

EFEITOS VANTAGENS DA INVENÇÃO

[007] De acordo com a presente invenção, é possível reduzir a influência sobre a dirigibilidade que um motorista sente durante o controle manual enquanto melhorando a eficiência energética durante o controle automático.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] [Figura 1] A figura 1 é um diagrama de blocos que ilustra uma configuração de um carro híbrido incluindo um dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[009] [Figura 2] A figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra elementos constituintes funcionais incluídos em um controlador de veículo.

[010] [Figura 3] A figura 3 é um diagrama temporal que ilustra uma transição entre um primeiro modo de condução e um segundo modo de condução na modalidade da presente invenção.

[011] [Figuras 4] As figuras 4 são diagramas temporais que ilustram um estado quando um motorista efetua uma operação do acelerador no segundo modo de condução na modalidade da presente invenção, em que (a) ilustra uma mudança em um uma abertura do acelerador e (b) ilustra uma alteração no torque de comando.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[012] Modalidades da presente invenção são descritas abaixo com referência aos desenhos anexos. Nas explicações, partes iguais são indicadas por sinais de referência semelhantes e suas explicações redundantes são omitidas.

[Configuração do dispositivo de controle de frenagem regenerativa]

[013] Uma configuração de um carro híbrido incluindo um dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com uma modalidade da presente invenção é descrita abaixo com referência à figura 1. O carro híbrido de acordo com a presente modalidade inclui um motor 1 (motor de combustão interna), um gerador 4 (motor elétrico), uma bateria 5, um motor de acionamento 6 (fonte de acionamento) e rodas 7 (rodas de acionamento). No carro híbrido, o motor 1 não aciona as rodas 7, mas o motor de acionamento 6 aciona as rodas 7 usando a força proveniente da bateria 5. Como o motor 1, a bateria 5, o motor de acionamento 6 e as rodas 7 são conectados em série (conexão em série), o carro híbrido é chamado de “carro híbrido em série”.

[014] O motor 1 é conectado mecanicamente ao gerador 4. O gerador 4 é conectado à bateria 5, de modo que o gerador 4 é capaz de transmitir para a bateria 5 e receber força dela. O gerador 4 e o motor de acionamento 6 também são conectados de modo que é possível transmitir e receber força entre eles. A bateria 5 e o motor de acionamento 6 são também conectados, de modo que é possível transmitir e receber força entre eles. O motor de acionamento 6 é conectado mecanicamente a um eixo através de uma engrenagem 16. O eixo é mecanicamente conectado às rodas 7.

[015] Uma força de condução do motor 1 é transmitida ao gerador 4, e o gerador 4 gira usando a força de condução do motor 1 e gera força. Quando a força gerada pelo gerador 4 flui para a bateria 5, essa força é consumida para carregar a bateria 5. Quando a força gerada pelo gerador 4 flui para o motor de acionamento 6, essa força é consumida para acionar o motor de acionamento 6.

[016] O motor de acionamento 6 é suprido com força de um ou de ambos o gerador 4 e a bateria 5. O motor de acionamento 6 consome a força suprida para gerar uma força de condução. A força de condução do motor de acionamento 6 é transmitida através da engrenagem 16 e do eixo para as rodas 7. As rodas 7 giram usando a força de condução do motor de acionamento 6, de modo que o carro híbrido em série (daqui em diante, abreviado como “veículo”) se desloca.

[017] Em um caso, como durante a desaceleração do veículo ou quando o veículo está descendo, onde um torque é introduzido das rodas 7 através do eixo e da engrenagem 16 para o motor de acionamento 6 e, portanto, o motor de acionamento 6 gira usando o torque de entrada, o motor de acionamento 6 opera como um gerador para gerar força regenerativa. Quando a força regenerativa é gerada no motor de acionamento 6, uma reação da entrada de torque ao motor de acionamento 6 faz com que uma força de freio regenerativa seja gerada nas rodas 7 através da engrenagem 16 e do eixo.

[018] Quando a força regenerativa gerada no motor de acionamento 6 flui para a bateria 5, a força regenerativa é consumida para carregar a bateria 5. Quando a força regenerativa gerada no motor de acionamento 6 flui para o gerador 4, a força regenerativa é consumida para acionar o motor 1 e o gerador 4 contra uma resistência do motor 1 (frenagem do motor).

[019] A bateria 5 tem uma função de carga e descarga. Quando a bateria 5 é carregada, a bateria 5 armazena nela a energia da força suprida do gerador 4 ou do motor de acionamento 6. Quando a bateria 5 é descarregada, a bateria 5 fornece a energia armazenada nela como força ao motor de acionamento 6.

[020] Um fluxo de força entre o gerador 4, a bateria 5 e o motor de acionamento 6 pode mudar dependendo dos respectivos estados da bateria 5 e do motor de acionamento 6, condições de viagem do veículo e outros fatores, como o estado de demanda de fornecimento de força em todo o veículo, incluindo dispositivos auxiliares instalados no veículo (como um ar-condicionado, um sistema de som do carro e um sistema de navegação). Um fluxo de força entre o gerador 4, a bateria 5 e o motor de acionamento 6 é determinado pelo controle executado por um controlador de veículo 14 descrito posteriormente.

[021] Por exemplo, quando o motor de acionamento 6 precisa gerar uma força de condução, é permitido que seja fornecida força da bateria 5 ao motor de acionamento 6. Quando força suficiente não pode ser fornecida da bateria 5 ao motor de acionamento 6, é permitido acionar o motor 1 para gerar força no gerador 4, de modo que, além da força da bateria 5, a força do gerador 4 também é fornecida ao motor de acionamento 6.

[022] Quando o carregamento da bateria 5 não é concluído, é permitido que a força regenerativa, gerada pelo motor de acionamento 6 durante a desaceleração do veículo ou quando o veículo está em uma descida, seja fornecida do motor de acionamento 6 para a bateria 5. Além disso, em um estado em que o carregamento da bateria 5 não está completo, é permitido acionar o motor 1 para gerar força no gerador 4 e suprir a força do gerador 4 para a bateria 5.

[023] Quando um estado de carga (SOC) da bateria 5 é alto, é permitido que a força regenerativa, gerada pelo motor de acionamento 6 durante a desaceleração do veículo ou quando o veículo está em uma descida, seja fornecida ao gerador 4.

Neste caso, a força regenerativa suprida do motor de acionamento 6 ao gerador 4 é consumida pelo gerador 4, a fim de trabalhar contra a frenagem do motor aplicada pelo motor 1. Como resultado disso, a força regenerativa suprida do motor de acionamento 6 ao gerador 4 é descarregada à força.

[024] O veículo inclui ainda um interruptor de modo 17 (um modo SW) que seleciona um dos modos de operação, uma alavanca de seleção 18 que é operada por um motorista, um sensor de freio 19 que detecta uma força de frenagem, um sensor de posição do acelerador 20 (APS) que detecta uma abertura do acelerador e o controlador de veículo 14 que controla o carro híbrido na sua totalidade. O controlador de veículo 14 funciona como um circuito de controle que controla o dispositivo elétrico de acordo com a presente modalidade.

[025] O controlador de veículo 14 é eletricamente conectado a cada um do interruptor 17, da alavanca de seleção 18, do sensor de freio 19 e do sensor de posição do acelerador 20. O controlador de veículo 14 recebe um sinal indicando um modo de operação selecionado a partir do interruptor de modo 17, recebe um sinal indicando a faixa selecionada da alavanca de seleção 18, recebe um sinal indicando a pressão do óleo de freio do sensor de freio 19 e recebe um sinal indicando uma abertura do acelerador Ac de um pedal do acelerador (dispositivo de entrada) do sensor de posição do acelerador 20.

[026] O valor da abertura do acelerador Ac pode ser igual ou superior a 0 (zero). A abertura do acelerador Ac, obtida no estado em que um pedal do acelerador é pressionado durante a condução manual e, portanto, uma força de condução de saída do motor de acionamento 6 é zero, é referida como “ponto neutro” da abertura do acelerador Ac. Quando a abertura do acelerador Ac é igual ou superior a zero e é menor que o ponto neutro, o motor de acionamento 6 gera um valor negativo de uma força de condução (uma força de freio) e é gerada uma força de freio regenerativa.

Por outro lado, quando a abertura do acelerador Ac é maior que o ponto neutro, o motor de acionamento 6 gera um valor positivo de uma força de condução.

[027] Exemplos da faixa que é selecionável através da alavanca de seleção 18 incluem uma faixa de acionamento (D), uma faixa de freio (B), uma faixa de ré (R), uma faixa neutra (N), uma faixa de estacionamento (P) e similares.

[028] A faixa de acionamento (D) e a faixa de freio (B) são usadas para mover o veículo para frente. Durante a condução manual, a faixa de freio (B) é uma faixa dentro da qual uma força de freio maior é gerada do que a faixa de acionamento (D) quando o acelerador está livre (ou quando a abertura do acelerador Ac é menor que o ponto neutro).

[029] Os modos de execução que são selecionáveis através do interruptor de modo 17 incluem pelo menos um primeiro modo de condução no qual o controle manual do veículo pelo motorista é executado e um segundo modo de condução no qual o controle automático é executado. O controle automático executado no segundo modo de condução inclui pelo menos o ajuste automático da velocidade e da distância entre os veículos a serem executados pelo controle automático de cruzeiro. Em cada um do primeiro modo de condução e do segundo modo de condução há pelo menos três tipos de modos de condução selecionáveis que são o modo de economia, o modo esportivo e o modo normal.

[030] O controlador de veículo 14 é eletricamente conectado ao motor 1, ao gerador 4 e ao motor de acionamento 6 através de uma linha de sinal. O controlador de veículo 14 controla o motor 1, o gerador 4 e o motor de acionamento 6, a fim de gerar uma força de condução de veículo FD no motor de acionamento 6, de acordo com a abertura do acelerador Ac. Particularmente, o controlador de veículo 14 transmite um torque de comando Tc para o motor de acionamento 6.

[031] O controlador de veículo 14 controla os estados de acionamento do motor 1, do gerador 4 e do motor de acionamento 6 e, consequentemente, os estados de outros dispositivos auxiliares (não ilustrados) são determinados, de modo que um fluxo de força entre o gerador 4, a bateria 5 e o motor de acionamento 6 é determinado.

[032] O controlador de veículo 14 pode ser implementado por, por exemplo, um microcomputador de uso geral, incluindo uma CPU (unidade central de processamento), uma memória e uma unidade de entrada/saída. Um programa de computador (um programa de controle) que faz com que o microcomputador funcione como o controlador do veículo 14 é instalado no microcomputador, de modo que o microcomputador execute o programa de computador. Devido a este programa, o microcomputador de uso geral funciona como o controlador do veículo 14.

[033] Na presente modalidade, o exemplo é descrito no qual o controlador de veículo 14 é implementado por software. Aparentemente, também é possível configurar o controlador de veículo 14 preparando hardware dedicado para executar cada etapa do processamento de informações descrito abaixo. Também é permitido configurar cada uma das unidades (31, 33, 35, 37 e 39) incluídas no controlador do veículo 14 por cada hardware individual. É ainda admissível que o controlador de veículo 14 seja usado em combinação com uma unidade de controle eletrônico (ECU) para ser usado para outros controles relacionados ao veículo.

[034] Os elementos constituintes funcionais incluídos no controlador de veículo 14 são descritos abaixo com referência à figura 2. O controlador de veículo 14 inclui elementos constituintes funcionais que são uma unidade de determinação de modo de condução 35, uma unidade de definição do limite superior de desaceleração regenerativa 37, uma unidade de cálculo do coeficiente da força de condução 39, uma unidade de decisão de valor exigido 31 e uma unidade de decisão de valor de comando 33.

[035] Com base em um sinal recebido do interruptor de modo 17, a unidade de determinação do modo de condução 35 determina qual modo de operação, o primeiro modo de condução ou o segundo modo de condução, foi selecionado por um motorista. A unidade de determinação do modo de condução 35 determina ainda qual dos modos de condução, modo econômico, modo esportivo ou modo normal, foi selecionado pelo motorista.

[036] Quando o segundo modo de condução é selecionado pelo motorista, é admissível que a unidade de determinação do modo de condução 35 determine qual dos modos de condução, modo econômico, modo esportivo ou modo normal, foi selecionado pelo controle automático sem depender do sinal recebido do interruptor de modo 17.

[037] Além disso, a unidade de determinação do modo de condução 35 determina a faixa selecionada com base no sinal recebido da alavanca de seleção 18.

[038] A unidade de definição do limite superior de desaceleração regenerativa 37 estabelece um limite superior de desaceleração regenerativa devido a uma força de frenagem regenerativa (um valor absoluto de um limite inferior da força de acionamento do motor de acionamento 6) com base no modo de operação e na faixa que são determinados pela unidade de determinação do modo de condução 35.

Especificamente, quando o modo de operação selecionado é determinado como o primeiro modo de condução, a unidade de definição do limite superior de desaceleração regenerativa 37 define um limite superior de desaceleração regenerativa com base na Tabela 1.

[Tabela 1] Modo de condução Primeiro modo de condução Modo econômico Modo esportivo Modo normal Faixa D 0,15 G 0,15 G 0,06 G Faixa Faixa B 0,15 G 0,15 G 0,12 G

[039] A unidade de medida “G” representa a aceleração gravitacional (gravidade padrão) em que 1 G = 9,80665 m/s2. A faixa D representa a faixa de condução. A faixa B representa a faixa de freio.

[040] Durante a condução manual, a faixa B é definida como uma faixa para gerar uma força de freio maior que a faixa D quando a abertura do acelerador Ac é relativamente pequena. Assim, quando o primeiro modo de condução é selecionado, o limite superior da desaceleração regenerativa devido a uma força de freio regenerativa no modo normal e dentro da faixa B é definido como 0,12 G. Esse valor definido é maior que 0,06 G, que é um limite superior da desaceleração regenerativa devido a uma força de freio regenerativa no modo normal e dentro da faixa D.

[041] Quando o modo de operação selecionado é determinado como o segundo modo de condução, a unidade de definição do limite superior de desaceleração regenerativa 37 define um limite superior de desaceleração regenerativa com base na Tabela 2.

[Tabela 2] Modo de condução Segundo modo de condução Modo econômico Modo esportivo Modo normal Faixa D 0,12 G 0,12 G 0,12 G Faixa Faixa B 0,12 G 0,12 G 0,12 G

[042] Nas configurações no segundo modo de condução (Tabela 2), quando o modo de condução é o modo normal e a faixa é a faixa de condução, o limite superior da desaceleração regenerativa é alterado de 0,06 G para 0,12 G, em comparação com as configurações no primeiro modo de condução (Tabela 1). Como descrito acima, um primeiro limite superior (0,06 G, conforme observado acima) no primeiro modo de condução devido a uma força de freio regenerativa é menor que um segundo limite superior (0,12 G, como observado acima) no segundo modo de condução.

[043] O segundo limite superior no segundo modo de condução é maior que o primeiro limite superior no primeiro modo de condução, de modo que uma força de freio regenerativa maior pode ser usada no segundo modo de condução do que no primeiro modo de condução. Consequentemente, mais energia cinética do veículo pode ser recuperada pela força regenerativa do freio. Por conseguinte, a eficiência energética pode ser melhorada.

[044] Por outro lado, no segundo modo de condução, um valor comum (0,12 G, conforme observado acima) é definido como um limite superior de desaceleração regenerativa para qualquer modo de condução. No segundo modo de condução, um valor comum (0,12 G, conforme observado acima) é definido como um limite superior de desaceleração regenerativa para ambas, a faixa D e a faixa B.

[045] O segundo limite superior no segundo modo de condução é explicado como 0,12 G nas descrições acima. No entanto, é permitido que uma desaceleração regenerativa correspondente ao valor máximo da força de freio regenerativa que pode ser gerada pelo motor de acionamento 6 seja definida como um segundo limite superior no segundo modo de condução.

[046] Na Tabela 1 e na Tabela 2 mencionadas acima, não há descrição sobre a definição do limite superior de desaceleração regenerativa durante o período de transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução. A definição do limite superior da desaceleração regenerativa durante o período de transição é descrita posteriormente.

[047] A unidade de decisão de valor requerido 31 decide um torque exigido Tm (um torque exigido Tm sob controle manual) a ser gerado no motor de acionamento 6 com base na abertura do acelerador Ac recebida do sensor de posição do acelerador 20.

[048] Quando o segundo modo de condução é selecionado, a unidade de decisão de valor requerido 31 decide um torque exigido Tma (um torque exigido Tma sob controle automático) a ser gerado no motor de acionamento 6 com base no controle automático.

[049] Quando o pedal do acelerador é pressionado sob a condição de que o segundo modo de condução seja selecionado, a unidade de cálculo do coeficiente de força de condução 39 calcula a razão entre o torque exigido Tm sob o controle manual e o torque exigido Tma sob o controle automático. Mais especificamente, no momento em que o pedal do acelerador é pressionado e, assim, a abertura do acelerador Ac começa a aumentar a partir de zero, a unidade de cálculo do coeficiente de força de condução 39 calcula um valor obtido pela divisão de um segundo limite superior no segundo modo de condução por um primeiro limite superior no primeiro modo de condução, como um coeficiente de força de condução Cf. Além disso, a unidade de cálculo do coeficiente de força de condução 39 calcula um valor, obtido multiplicando o torque exigido Tm sob o controle manual pelo coeficiente de força de condução Cf, como uma aceleração de limite superior de anulação Tmmd.

[050] A unidade de decisão do valor de comando 33 decide um torque de comando real Tc para o motor de acionamento 6. Mais especificamente, quando o primeiro modo de condução é selecionado, a unidade de decisão do valor de comando 33 decide o torque exigido Tm sob o controle manual como o torque de comando Tc.

[051] Quando o segundo modo de condução é selecionado e a abertura do acelerador Ac é zero, a unidade de decisão do valor de comando 33 decide o torque exigido Tma sob o controle automático como o torque de comando Tc.

[052] Além disso, quando o segundo modo de condução é selecionado e o pedal do acelerador é pressionado, a abertura do acelerador Ac não é zero (quando a chamada “anulação do acelerador” é executada), então a unidade de decisão do valor de comando 33 decide o torque de comando Tc com base no torque exigido Tm sob o controle manual, o torque exigido Tma sob o controle automático, o coeficiente de força de condução Cf e a aceleração de limite superior de anulação Tmmd.

[053] Particularmente, quando o torque exigido Tm sob o controle manual é igual ou maior que zero (quando a abertura do acelerador Ac é igual ou maior que o ponto neutro), a unidade de decisão do valor de comando 33 decide o torque exigido Tm sob o controle manual como o torque de comando Tc. Por outro lado, quando o torque exigido Tm sob o controle manual é inferior a zero (quando a abertura do acelerador Ac é menor que o ponto neutro), a unidade de decisão do valor de comando 33 decide a aceleração de limite superior de anulação Tmmd ou o torque exigido Tma sob o controle automático, o que for maior em valor, como o torque de comando Tc.

[054] Particularmente, quando o torque exigido Tm sob o controle manual é inferior a zero, a unidade de decisão do valor de comando 33 decide a aceleração de limite superior de anulação Tmmd ou o torque exigido Tma sob o controle automático, o que for maior em valor, como o torque de comando Tc. Isso garante que, como o torque exigido Tm sob o controle manual muda continuamente de um valor negativo para um valor positivo, o torque de comando Tc também mude continuamente de um valor negativo para um valor positivo.

[055] Por outro lado, isso garante que, conforme o torque exigido Tm sob o controle manual muda continuamente de um valor positivo para um valor negativo, o torque de comando Tc também muda continuamente de um valor positivo para um valor negativo.

[056] O controlador de veículo 14 controla o motor de acionamento 6 com base no torque de comando Tc decidido para o motor de acionamento 6 da maneira como descrita acima. Além disso, o controlador de veículo 14 controla o gerador 4 e a bateria 5 de modo que quando a força regenerativa é gerada pelo motor de acionamento 6, a força regenerativa gerada é descarregada à força pelo gerador 4 ou é usada para carregar a bateria 5.

[057] Durante tanto o primeiro modo de condução quanto o segundo modo de condução, pode haver um caso em que seja necessária uma força de freio que exceda o limite superior da desaceleração regenerativa, ajustada pela unidade de definição do limite superior da desaceleração regenerativa 37. Nesse caso, além da força de freio regenerativa gerada pelo motor de acionamento 6, um freio de fricção (não ilustrado) é usado para obter uma força de freio que excede o limite superior da desaceleração regenerativa.

[Controle da força de condução durante a transição do modo]

[058] Em seguida, a transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução na presente modalidade é descrita com referência ao diagrama temporal na figura 3.

[059] Em um exemplo ilustrado no diagrama temporal na figura 3, o primeiro modo de condução é selecionado durante o período anterior ao tempo t1 e o período após o tempo t4, enquanto o segundo modo de condução é selecionado durante o período entre o tempo t2 e um tempo t3. O período entre o tempo t1 e o tempo t2 é um período de transição do primeiro modo de condução para o segundo modo de condução. O período entre o tempo t3 e o tempo t4 é um período de transição do segundo modo de condução para o primeiro modo de condução. A duração do período entre o tempo t1 e o tempo t2 é definida como Δts1. A duração do período entre o tempo t3 e o tempo t4 é definida como Δts2.

[060] Para simplificar a descrição, no exemplo ilustrado no diagrama temporal na figura 3, a abertura do acelerador Ac é assumida como zero, enquanto o torque exigido Tm sob o controle manual é assumido como um valor mínimo T1min. Além disso, o torque exigido Tma sob o controle automático é assumido como um valor mínimo T2min. Ou seja, assume-se tanto no primeiro modo de condução quanto no segundo modo de condução que o motor de acionamento 6 gera uma força de freio regenerativa máxima. Esse caso corresponde a um caso, por exemplo, em que o controle manual é alternado para o controle automático ou em que o controle automático é alternado para o controle manual sob a condição de o veículo estar em uma descida.

[061] Como ilustrado na figura 3, durante o período entre o tempo t1 e o tempo t2, o limite superior da desaceleração regenerativa aumenta e o torque de comando Tc muda de T1min para T2min. A quantidade de mudança na desaceleração regenerativa é definida como ΔAs. A figura 3 ilustra ΔAs sem distinguir particularmente o torque de comando Tc da desaceleração regenerativa.

[062] Um aumento abrupto no limite superior da desaceleração regenerativa ou uma mudança abrupta no torque de comando Tc associado ao aumento do limite superior pode causar desconforto nos ocupantes do veículo. Portanto, é desejável que a diferença ΔAs entre o primeiro limite superior no primeiro modo de condução

(equivalente a |T1min|) e o segundo limite superior no segundo modo de condução (equivalente a |T2min|) seja igual ou menor que um valor predeterminado.

[063] Além disso, durante o período entre o tempo t1 e o tempo t2, é desejável definir a taxa de mudança ΔAs/Δts1 no limite superior da desaceleração regenerativa para aproximadamente 0 a 0,1 G/s. Mais especificamente, é desejável definir a taxa de mudança ΔAs/Δts1 no limite superior da desaceleração regenerativa para um valor que não exceda 0,08 G/s.

[064] Durante o período entre o tempo t3 e o tempo t4, o limite superior da desaceleração regenerativa diminui e o torque de comando Tc muda de T2min para T1min. Também neste caso, de maneira semelhante ao período entre o tempo t1 e o tempo t2, é desejável definir a taxa de mudança ΔAs/Δts2 no limite superior da desaceleração regenerativa para aproximadamente 0 a 0,1 G/s. Mais especificamente, é desejável definir a taxa de mudança ΔAs/Δts2 no limite superior da desaceleração regenerativa para um valor que não exceda 0,08 G/s.

[065] Como descrito acima, é desejável que durante o período de transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução, a taxa de mudança no limite superior da desaceleração regenerativa caia dentro de uma faixa predeterminada. Isso pode resultar em uma redução no desconforto sentido pelos ocupantes do veículo durante o período de transição do modo de operação.

[066] Nas descrições acima, a abertura do acelerador Ac é zero, o torque exigido Tm sob o controle manual é o valor mínimo T1min e, além disso, o torque exigido Tma sob o controle automático é o valor mínimo T2min. No entanto, sem se limitar a essas condições, a presente modalidade também pode ser aplicável a um caso em que o pedal do acelerador é pressionado e, portanto, o torque exigido Tm sob o controle manual é variado, e um caso em que o pedal do acelerador é pressionado e, portanto, o torque exigido Tma sob o controle automático é variado.

[Controle da força de condução durante a anulação do acelerador]

[067] O estado quando um motorista executa uma operação de acelerador no segundo modo de condução na presente modalidade é descrito com referência aos diagramas temporais nas figuras 4 (a) e 4 (b). A figura 4 (a) ilustra uma mudança na abertura do acelerador e a figura 4 (b) ilustra uma mudança no comando de torque para o motor de acionamento 6.

[068] No exemplo ilustrado nos diagramas temporais nas figuras 4 (a) e 4 (b), o segundo modo de condução é selecionado como um modo de operação. Durante o período antes de um tempo ta1 e o período após um tempo ta6, a abertura do acelerador Ac é zero. Durante o período entre o tempo ta1 e o tempo ta6, o pedal do acelerador é pressionado e, portanto, o valor da abertura do acelerador Ac não é zero.

Na figura 4 (b), um valor T1 indica um limite inferior do torque exigido Tm (linha pontilhada) sob o controle manual, e um valor T2 indica um limite inferior do torque exigido Tma (linha sólida) sob o controle automático. Ou seja, |T1| é equivalente ao primeiro limite superior no primeiro modo de condução, enquanto |T2| é equivalente ao segundo limite superior no segundo modo de condução.

[069] O período entre o tempo ta1 e o tempo ta2 é um período em que o valor da abertura do acelerador Ac é igual ou menor que um ponto neutro Ac1. No tempo ta2, a abertura do acelerador Ac se torna o ponto neutro Ac1. Da mesma forma, o período entre o tempo ta5 e o tempo ta6 é um período em que o valor da abertura do acelerador Ac é igual ou menor que o ponto neutro Ac1. No tempo ta5, a abertura do acelerador Ac se torna o ponto neutro Ac1. Por outro lado, durante o período entre o tempo ta2 e o tempo ta5, o valor da abertura do acelerador Ac é igual ou superior ao ponto neutro Ac1.

[070] Quando um motorista do veículo pressiona o pedal do acelerador em um estado em que o segundo modo de condução está selecionado e o controle automático é executado, então a operação do motorista no pedal do acelerador é priorizada sobre o controle automático e o controle baseado na operação do motorista é executado. O controle da força de condução executado pelo motorista no segundo modo de condução da maneira descrita acima é chamado de “anulação do acelerador”.

[071] No entanto, se o estado de controle no qual o torque exigido Tma sob o controle automático é decidido como o torque de comando Tc é subitamente alterado para um estado de controle no qual o torque exigido Tm sob o controle manual é decidido como o torque de comando Tc, o torque de comando Tc muda irregularmente. Isso pode, possivelmente, levar os ocupantes a sentir desconforto pela força de condução do veículo. Para reduzir esse desconforto, a unidade de decisão do valor de comando 33 ajusta o torque de comando Tc, de modo que o torque de comando Tc mude continuamente, conforme ilustrado na figura 4 (b), de acordo com uma mudança na abertura do acelerador Ac, como ilustrado na figura 4 (a).

[072] Quando o valor da abertura do acelerador Ac é igual ou superior ao ponto neutro Ac1 no segundo modo de condução (durante o período entre o tempo ta2 e o tempo ta5), o torque exigido Tm sob o controle manual é igual ou superior a zero, conforme ilustrado pela linha pontilhada no diagrama temporal na figura 4 (b).

Nesse caso, a unidade de decisão do valor de comando 33 decide o torque exigido Tm sob o controle manual como o torque de comando Tc.

[073] Por outro lado, quando o valor da abertura do acelerador Ac está abaixo do ponto neutro Ac1, o torque de comando Tc é alterado a uma taxa de mudança maior do que a taxa de mudança no torque exigido Tm sob o controle manual calculado com base na abertura do acelerador Ac. Mais especificamente, um valor obtido dividindo o segundo limite superior (|T2|) no tempo ta1 pelo primeiro limite superior (|T1|) no tempo ta1 é calculado como o coeficiente de força de condução Cf.

Posteriormente, um valor obtido multiplicando o torque exigido Tm sob o controle manual pelo coeficiente de força de condução Cf é definido como a aceleração de limite superior de anulação Tmmd. Ou o torque exigido Tma sob o controle automático ou a aceleração de limite superior de anulação Tmmd, o que for maior em valor (o torque exigido Tma quando esses valores são iguais), é definido como o torque de comando Tc.

[074] Durante o período entre o tempo ta1 e o tempo ta2, ou o torque exigido Tma sob o controle automático ou a aceleração de limite superior de anulação Tmmd, o que for maior em valor, é definido como o torque de comando Tc. Isso garante que o torque de comando Tc mude continuamente antes e após o tempo ta2.

[075] Além disso, durante o período entre o tempo ta5 e o tempo ta6, ou o torque exigido Tma sob o controle automático ou a aceleração de limite superior de anulação Tmmd, o que for maior em valor, é definido como o torque de comando Tc.

Isso garante que o torque de comando Tc mude continuamente antes e após o tempo ta5.

[Efeitos da modalidade]

[076] Como descrito acima em detalhes, quando o método de controle de frenagem regenerativa e o dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade controlam o motor de acionamento 6 (fonte de acionamento) que gera uma força de frenagem regenerativa e que está instalado em um veículo que é comutável entre o primeiro modo de condução no qual um motorista executa o controle manual e o segundo modo de condução no qual o controle automático é executado, o primeiro limite superior de desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução devido à força de frenagem regenerativa é ajustado menor que o segundo limite superior da desaceleração regenerativa no segundo modo de condução. Devido a esta definição, uma força de freio regenerativa maior pode ser usada no segundo modo de condução do que no primeiro modo de condução.

[077] Consequentemente, mais energia cinética do veículo pode ser recuperada pela força regenerativa do freio. Por conseguinte, a eficiência energética pode ser melhorada. Particularmente, a economia de combustível e a eficiência da força do veículo podem ser melhoradas.

[078] Além disso, o primeiro limite superior de desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução devido à força de freio regenerativa é definido menor que o segundo limite superior da desaceleração regenerativa no segundo modo de condução. Isso minimiza a desaceleração máxima durante o controle manual. Assim, mesmo quando o pedal do acelerador é liberado e, assim, a abertura do acelerador Ac fica relativamente pequena, a força do freio é reduzida e, portanto, a condução suave ainda pode ser alcançada.

[079] No método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, a diferença entre o primeiro limite superior e o segundo limite superior pode ser igual ou menor que um valor predeterminado. Essa diferença pode reduzir o desconforto sentido pelos ocupantes do veículo durante a transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução.

[080] Além disso, no método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, a taxa de mudança no limite superior da desaceleração regenerativa durante a transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução pode cair dentro de uma faixa predeterminada. Devido a essa taxa de mudança, a força de condução do veículo pode ser alterada suavemente durante a transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução. Isso pode reduzir o desconforto sentido pelos ocupantes do veículo.

[081] No método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, o segundo limite superior pode ser um valor máximo da força de frenagem regenerativa que pode ser gerada pelo motor de acionamento 6. Isso permite maximizar o uso da força de freio regenerativa que pode ser gerada pelo motor de acionamento 6 e, assim,

recuperar mais energia cinética do veículo sob o controle automático. Por conseguinte, a eficiência energética pode ser melhorada.

[082] Além disso, no método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativo de acordo com a presente modalidade, a desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução pode ser calculada com base em um valor de comando recebido do motorista através de um dispositivo de entrada através do qual o motorista insere um requisito para uma aceleração e uma desaceleração. Particularmente, o dispositivo de entrada pode ser um pedal do acelerador.

[083] O valor máximo do possível valor de entrada para o dispositivo de entrada está associado com o valor máximo da força de condução do motor de acionamento 6. O valor mínimo do possível valor de entrada para o dispositivo de entrada está associado com o valor mínimo da força de condução do motor de acionamento 6. Assim, o primeiro limite superior é definido menor que o segundo limite superior, de modo que uma mudança na força de condução do motor de acionamento 6 por unidade de quantidade de mudança no possível valor de entrada para o dispositivo de entrada pode se tornar menos significativa. Consequentemente, um motorista pode operar mais facilmente o dispositivo de entrada de acordo com o valor alvo de uma força de condução do veículo. É menos provável que ocorra um subdimensionamento/ultrapassagem em relação ao valor alvo da força de condução do veículo, e a dirigibilidade do veículo melhora.

[084] Enquanto uma desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução é decidida com base em um valor de comando recebido do motorista através do dispositivo de entrada, uma desaceleração regenerativa no segundo modo de condução é decidida com base no controle automático. No caso do controle automático, a desaceleração regenerativa no segundo modo de condução é decidida com precisão, de acordo com o valor alvo da força de condução do veículo. Isso não causa um problema com o subdimensionamento/ultrapassagem em relação ao valor alvo da força de condução do veículo. Como resultado, é possível obter uma melhoria na dirigibilidade do veículo durante a condução manual e uma melhoria na eficiência energética, aumentando o limite superior de uma força de freio regenerativa durante o controle automático.

[085] Além disso, no método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, quando um motorista fornece uma instrução de força de condução (uma mudança na abertura do acelerador Ac) no segundo modo de condução, o torque exigido Tm (primeira aceleração necessária) sob o controle manual pode ser calculado com base nas instruções da força de condução. Quando o torque exigido Tm é igual ou superior a zero, o torque exigido Tm pode ser definido como o torque de comando Tc. Quando o torque exigido Tm fica abaixo de zero, o torque de comando Tc pode ser alterado a uma taxa de mudança superior à taxa de mudança no torque exigido Tm. Essa configuração pode garantir que o torque de comando Tc mude continuamente quando o pedal do acelerador é pressionado durante o controle automático e a anulação do acelerador é executada. Consequentemente, quando a anulação do acelerador é executada, uma mudança abrupta na força de condução do veículo pode ser evitada e isso pode reduzir o desconforto dos ocupantes do veículo.

[086] No método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, quando o torque exigido Tm é inferior a zero, um valor obtido dividindo o segundo limite superior no momento de iniciar a instrução da força de condução pelo primeiro limite superior neste momento pode ser calculado como o coeficiente de força de condução Cf (coeficiente predeterminado). Um valor obtido pela multiplicação do torque exigido Tm pelo coeficiente de força de condução Cf pode ser calculado como a aceleração de limite superior de anulação Tmmd. Ou o torque exigido Tma (segunda aceleração necessária) sob o controle automático ou a aceleração de limite superior de anulação Tmmd, o que for maior em valor, pode ser definido como o torque de comando Tc.

Essa configuração pode garantir que o torque de comando Tc mude continuamente quando o pedal do acelerador é pressionado durante o controle automático e a anulação do acelerador é executada. Consequentemente, quando a anulação do acelerador é executada, uma mudança abrupta na força de condução do veículo pode ser evitada e isso pode reduzir o desconforto dos ocupantes do veículo.

[087] Além disso, no método de controle de frenagem regenerativa e no dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, quando uma força de freio (força de freio requerida ou desaceleração requerida) excedendo o limite superior (primeiro limite superior e segundo limite superior) da desaceleração regenerativa é necessária, um freio de fricção é usado em adição à força de freio regenerativa gerada pelo motor de acionamento 6 para atingir a força de freio que excede o limite superior da desaceleração regenerativa. Devido a essa configuração, uma força de freio requerida pode ser gerada com mais confiabilidade, uma força de freio pode ser garantida durante a viagem do veículo e o veículo pode ser desacelerado com confiabilidade.

[088] Por fim, ao considerar os efeitos do método de controle de frenagem regenerativa e do dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade, são explicadas adicionalmente as diferenças entre um veículo acionado por motor e um veículo com o eixo rotacionado por um motor elétrico.

[089] Quando o motor gira o eixo do veículo, a relação da engrenagem de transmissão pode ser variável de acordo com a seleção de modo, tal como a seleção de faixa ou de acordo com o estado de condução (controle manual/controle automático). Em tal veículo movido a motor, como descrito acima, a velocidade de rotação do motor é alterada no momento da seleção do modo e, assim, os ocupantes podem sentir a mudança no som. Por esse motivo, de modo a reduzir o desconforto dos ocupantes, no veículo movido a motor, geralmente a mudança no som é ajustada para se tornar menos significativa antes e depois da seleção do modo ou do estado de condução. O limite superior de desaceleração permanece inalterado.

[090] Em contraste, em um veículo com seu eixo girado por um motor elétrico, tal como um veículo ao qual o método de controle de frenagem regenerativa e o dispositivo de controle de frenagem regenerativa de acordo com a presente modalidade são aplicados, o motor não é diretamente conectado ao eixo, e, em vez do motor, o motor elétrico gira o eixo. Um motor elétrico tem características em que a faixa variável de torque do eixo de saída e da velocidade de rotação do motor elétrico é mais ampla que essa do motor. Assim, mesmo quando a relação da engrenagem de transmissão 16 colocada entre o motor elétrico e o eixo é fixa, ainda é possível acionar suficientemente o eixo. Consequentemente, os ocupantes sentem apenas uma mudança de som insignificante causada devido a uma mudança na velocidade de rotação do motor elétrico no momento da seleção do modo.

[091] Ou seja, em um veículo com o eixo girado por um motor elétrico, não é necessário considerar uma mudança de som antes e depois da seleção do modo ou do estado de condução. Mesmo quando o limite superior de desaceleração é mudado antes e depois da seleção do modo ou do estado de direção, os ocupantes ainda não sentem desconforto. Portanto, um veículo com o seu eixo rodado por um motor elétrico tem maior flexibilidade em mudar o limite superior de desaceleração do que um veículo movido a motor.

[092] Como descrito acima, em comparação com um veículo acionado por motor, um veículo com o seu eixo girado por um motor elétrico é mais vantajoso na mudança do limite superior de desaceleração.

[093] Embora o conteúdo da presente invenção tenha sido descrito acima com referência às modalidades, a presente invenção não se limita a essas descrições e será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e melhorias podem ser feitas. Não deve ser interpretado que a presente invenção se limita às descrições e aos desenhos que constituem uma parte da presente revelação. Com base na presente revelação, várias modalidades alternativas, exemplos práticos e técnicas operacionais serão evidentes para aqueles versados na técnica.

[094] É desnecessário mencionar que a presente invenção também inclui várias modalidades que não são aqui descritas. Portanto, o escopo técnico da presente invenção deve ser definido apenas pela invenção, especificando os assuntos de acordo com o escopo das reivindicações apropriadamente obtidas a partir das descrições acima.

[095] As respectivas funções descritas nas modalidades acima podem ser implementadas por um ou mais circuitos de processamento. Os circuitos de processamento incluem processadores programados, tal como um processador incluindo um circuito elétrico. Os processadores também incluem dispositivos, tal como um circuito integrado específico da aplicação (ASIC) e elementos de circuito convencionais que são dispostos para executar as funções descritas nas modalidades.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 1 motor 4 gerador 5 bateria 6 motor de acionamento 7 rodas 14 controlador de veículo 16 gear 17 interruptor de modo 18 alavanca de seleção 19 sensor de freio

20 sensor de posição do acelerador

31 unidade de decisão de valor requerido

33 unidade de decisão do valor de comando

35 unidade de determinação do modo de condução

37 unidade de definição do limite superior de desaceleração regenerativa

39 unidade de cálculo do coeficiente de força de condução

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de controle de frenagem regenerativa para controlar uma fonte de acionamento (6) que gera uma força de freio regenerativa e que é instalado em um veículo que pode ser alternado por uma seleção de um motorista entre um primeiro modo de condução no qual o motorista executa controle manual e um segundo modo de condução no qual controle automático é executado, CARACTERIZADO pelo fato de que um primeiro limite superior (|T1min|) de desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução devido à força de freio regenerativa é definido menor que um segundo limite superior (|T2min|) da desaceleração regenerativa no segundo modo de condução, em que no segundo modo de condução, uma primeira aceleração exigida (Tm) é calculada com base em instruções da força de condução do motorista, um valor de comando da força de condução (Tc) liberado para a fonte de acionamento (6) é alterado a uma taxa de mudança maior ou igual a uma taxa de mudança na primeira aceleração exigida (Tm).

2. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma diferença (ΔAs) entre o primeiro limite superior (|T1min|) e o segundo limite superior (|T2min|) é igual ou menor que um valor predeterminado.

3. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que uma taxa de mudança em um limite superior da desaceleração regenerativa durante uma transição entre o primeiro modo de condução e o segundo modo de condução cai dentro de uma faixa predeterminada.

4. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo limite superior (|T2min|) é um valor máximo da força de frenagem regenerativa que pode ser gerada pela fonte de acionamento (6).

5. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução é calculada com base em um valor de comando recebido do motorista através de um dispositivo de entrada através do qual o motorista introduz um requisito para uma aceleração e uma desaceleração.

6. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de entrada é um pedal do acelerador.

7. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que no segundo modo de condução, quando a primeira aceleração exigida (Tm) é igual ou superior a zero, a primeira aceleração exigida (Tm) é definida como o valor de comando da força de condução (Tc), e quando a primeira aceleração exigida (Tm) é inferior a zero, o valor de comando da força de condução (Tc) é alterado a uma taxa de mudança superior a uma taxa de mudança na primeira aceleração exigida (Tm).

8. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que quando a primeira aceleração exigida (Tm) está abaixo de zero, um valor obtido dividindo o segundo limite superior (|T2|) em um momento de iniciar a instrução da força de condução pelo primeiro limite superior (|T1|) no momento é calculado como um coeficiente predeterminado (Cf), e um valor obtido multiplicando a primeira aceleração exigida (Tm) pelo coeficiente predeterminado (Cf) é calculado como uma aceleração de limite superior de anulação (Tmmd), e ou uma segunda aceleração exigida (Tma) com base no controle automático ou a aceleração de limite superior de anulação (Tmmd), o que for maior em valor, é definida como o valor de comando da força de condução (Tc).

9. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que quando uma desaceleração exigida está acima do primeiro limite superior (|T1min|) no primeiro modo de condução, a desaceleração é gerada usando a fonte de acionamento (6) e um freio de fricção instalado no veículo.

10. Método de controle de frenagem regenerativa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que quando uma desaceleração exigida está acima do segundo limite superior (|T2min|) no segundo modo de condução, a desaceleração é gerada usando a fonte de acionamento (6) e um freio de fricção instalado no veículo.

11. Dispositivo de controle de frenagem regenerativa, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um circuito de controle que controla uma fonte de acionamento (6) que gera uma força de freio regenerativa e que é instalado em um veículo que pode ser alternado por uma seleção de um motorista entre um primeiro modo de condução no qual o motorista executa controle manual e um segundo modo de condução no qual controle automático é executado, em que um primeiro limite superior (|T1min|) de desaceleração regenerativa no primeiro modo de condução devido à força de freio regenerativa é definido menor que um segundo limite superior (|T2min|) da desaceleração regenerativa no segundo modo de condução, em que no segundo modo de condução, uma primeira aceleração exigida (Tm) é calculada com base em instruções da força de condução do motorista,

um valor de comando da força de condução (Tc) liberada para a fonte de acionamento (6) é alterada a uma taxa de mudança superior ou igual a uma taxa de mudança na primeira aceleração exigida (Tm).