BR112020020099A2 - Gestão de limpeza dos corpos de fricção de sistemas de frenagem automotivos e método - Google Patents

Abstract

sistema de controle eletrônico automotivo, veículo híbrido ou totalmente elétrico e método de controle eletrônico automotivo. veículo híbrido ou totalmente elétrico, compreendendo: - um sistema de frenagem convencional (bs) baseado em corpos de fricção para frear o veículo automotivo (hv/ev) pela interação dos corpos de fricção (bd) em resposta à operação de um pedal de freio (bp) ou qualquer outro membro de controle equivalente, - uma máquina elétrica reversível (em) operacionalmente acoplada às rodas (w) do veículo (hv/ev) e controlável eletronicamente para operar seletivamente como um motor elétrico para gerar uma energia mecânica para impulsionar o veículo (hv/ev) e como um gerador elétrico para converter a energia cinética do veículo (hv/ev) em energia elétrica e - um sistema de controle eletrônico automotivo compreendendo um sistema de sensores para medir as quantidades automotivas e uma unidade de controle eletrônico (ecu) para controlar a operação do sistema de frenagem convencional (bs) e da máquina elétrica (em) em resposta à operação do pedal do freio (bp) ou qualquer outro membro de controle operacionalmente equivalente. a unidade de controle eletrônico (ecu) é configurada ainda para controlar a operação: - da máquina elétrica (em) para realizar seletivamente uma ou mais funções, incluindo a frenagem regenerativa (rb), na qual a máquina elétrica (em) é operada como um gerador elétrico para recuperar a energia cinética do veículo automotivo durante a frenagem e convertê-la em energia elétrica, e - do sistema de frenagem convencional (bs) para limpar os corpos de fricção (bd) do sistema de frenagem convencional (bs), com base no número de frenagens efetuadas pelo sistema de frenagem convencional (bs) e contadas a partir da partida do veículo automotivo.

Description

SISTEMA DE CONTROLE ELETRÔNICO AUTOMOTIVO, VEÍCULO HÍBRIDO OU

TOTALMENTE ELÉTRICO E MÉTODO DE CONTROLE ELETRÔNICO AUTOMOTIVO Referência cruzada a pedidos de patente relacionados

[001] Este pedido reivindica prioridade do pedido de patente europeia Nº 19164119.0 depositado em 20.03.2019 e do pedido de patente europeia nº 19177752.3 depositado em

31.05.2019, cuja divulgação é incorporada por referência. Campo Técnico da Invenção

[002] A presente invenção se refere, em geral, ao campo de veículos automotivos com propulsão (totalmente) elétrica, também conhecidos como veículos elétricos a bateria (BEVs), ou seja, veículos automotivos com apenas motores elétricos, acionados por baterias elétricas e ao campo de veículos de propulsão híbrida, ou seja, com um motor a combustão interna e um motor elétrico, de tipo tradicional, no qual as baterias elétricas são recarregáveis eletricamente com a ajuda dos motores a combustão interna e do chamado tipo plug-in (PHEV - Veículo Elétrico Hibrido Plug-in), no qual as baterias elétricas são recarregáveis eletricamente, mesmo sem o auxílio dos motores a combustão interna, usando fontes externas de energia elétrica conectáveis eletricamente às baterias elétricas por meio de conexões com ou sem fio.

[003] A presente invenção se refere, em particular, à chamada regeneração dos sistemas de frenagem automotiva convencionais, cuja regeneração consiste em limpar os corpos de fricção dos sistemas de frenagem automotiva convencionais, com o objetivo de se livrar dos, ou mitigar os, efeitos negativos no desempenho ou na eficiência da frenagem e na vida útil dos sistemas de frenagem automotiva convencionais devido à sujeira e ferrugem dos corpos de fricção dos sistemas de frenagem automotiva convencionais.

[004] A presente invenção encontra aplicação em qualquer tipo de veículo rodoviário, seja usado para transportar pessoas, como carros, ônibus, vans, etc., ou para transportar mercadorias, tais como veículos industriais (caminhões, camionetes, veículos articulados, etc.) ou veículos comerciais leves ou de peso médio (vans, caminhões, cavalos mecânicos, etc.). Estado da arte

[005] Como é sabido, os veículos automotivos a combustão interna são equipados com um mecanismo de frenagem dotado de sistemas de frenagem automotivas convencionais, que convertem a energia cinética dos veículos automotivos em calor por meio de corpos de fricção na forma de pastilhas de freio, discos de freio, tambores de freio.

[006] Em particular, os sistemas de frenagem automotiva convencionais compreendem um freio de serviço, que é tradicionalmente hidráulico e atua nas quatro rodas do veículo automotivo em resposta à operação do pé de um pedal de freio.

[007] O freio de serviço compreende essencialmente quatro conjuntos de frenagem, cada um associado a uma respectiva roda do veículo automotivo, e um circuito hidráulico ou dois circuitos hidráulicos separados, respectivamente associados aos conjuntos de frenagem dianteiro e traseiro, para fornecer óleo pressurizado aos conjuntos de frenagem para operar os mesmos.

[008] Os conjuntos de frenagem podem ser do tipo tambor, mais simples e baratos e, por esse motivo, utilizados principalmente apenas em veículos automotivos pequenos, em associação com as rodas traseiras, por razões econômicas e por causa da massa reduzida dos veículos automotivos, que não obriga a usar conjuntos de freios de alto desempenho ou de tipo de disco, que vem substituindo os conjuntos de freios a tambor há anos.

[009] Nos conjuntos de frenagem a tambor, a frenagem é devida à ação em um tambor de um ou mais membros de fricção, denominados sapatas de freio, enquanto nos conjuntos de frenagem a disco a frenagem é devida à ação em um disco de freio de dois membros de fricção, denominados pastilhas de freio em lados opostos do disco do freio e transportados por uma pinça de freio flutuante.

[0010] Em particular, em um freio a disco, o disco do freio é rotativamente suportado por uma barra vertical projetada para ser acoplada a uma suspensão de veículo automotivo e é fixo e coaxial em relação à relativa roda, enquanto a pinça do freio é acoplada de forma deslizante a dois pernos ou pinos de modo a flutuar paralelamente ao eixo da roda quando uma das duas pastilhas de freio é submetida ao impulso de um cilindro de acionamento hidráulico que faz parte da pinça do freio.

[0011] Os sistemas de frenagem automotiva convencionais também compreendem um freio de estacionamento, que é tradicionalmente mecânico ou, geralmente em veículos automotivos recentes de categoria média a alta, elétrico, e atua apenas em duas rodas do veículo, em particular as traseiras, em resposta à operação manual de uma alavanca de freio, em freios de estacionamento mecânicos ou de um interruptor elétrico, geralmente em combinação com a operação dos pés de um pedal de freio, nos freios de estacionamento elétricos.

[0012] Em vez disso, veículos híbridos e veículos totalmente elétricos são equipados com dois mecanismos de frenagem diferentes: além do mecanismo de frenagem fornecido pelos sistemas de frenagem automotiva convencionais, esses veículos são de fato equipados com um mecanismo de frenagem adicional fornecido pelas máquinas elétricas reversíveis que são acopladas mecanicamente às rodas do veículo automotivo e operáveis como: = motores elétricos para gerar energia mecânica, transmitida às rodas dos veículos automotivos para impulsionar os veículos automotivos e que, em veículos híbridos, podem ser adicionais ou alternativos à energia gerada pelos motores a combustão interna, dependendo de sua maior ou menor potência elétrica (híbrido leve vs. híbrido clássico) e - geradores elétricos para realizar a chamada frenagem regenerativa ou recuperação de energia, durante a qual a energia cinética dos veículos automotivos, durante a frenagem, é convertida em energia elétrica, que é então armazenada em acumuladores de energia elétrica (baterias) dos veículos automotivos, a serem posteriormente exploradas por máquinas elétricas ao operar como motores elétricos para propulsão de veículos automotivos.

[0013] Por exemplo, em veículos híbridos leves, a máquina elétrica reversível compreende um alternador reversível, mais conhecido como gerador de partida acionado por correia (BSG), que é acoplado ao eixo do motor a combustão interna do veículo por meio de uma correia e é um gerador/motor controlável eletronicamente para operar seletivamente como um motor elétrico para gerar um torque mecânico adicional ao gerado pelo motor a combustão interna e como um alternador tradicional para gerar energia elétrica.

[0014] Para recuperar energia e otimizar o equilíbrio energético dos veículos automotivos, o mecanismo de frenagem fornecido pelas máquinas elétricas reversíveis durante a frenagem regenerativa é explorado sempre que permitido pelas condições de operação dos veículos automotivos, por exemplo, em áreas urbanas ou suburbanas,

resultando assim em uso mais frequente do que o fornecido pelos sistemas de frenagem automotiva convencionais.

[0015] “Como resultado, os corpos de fricção dos sistemas de frenagem automotiva convencionais de veículos híbridos ou totalmente elétricos são sujeitos a sujeira e ferrugem em maior extensão do que os dos veículos automotivos com motores a combustão interna, onde o mecanismo de frenagem dos sistemas de frenagem automotiva convencionais é o único disponível e, consequentemente, o único utilizado para frear.

[0016] A maior incidência de sujeira e ferrugem dos corpos de fricção em geral, e dos discos de freio em particular, dos sistemas de frenagem convencionais afeta negativamente o desempenho ou a eficiência da frenagem e a vida útil dos sistemas de frenagem convencionais.

[0017] Os documentos EP 2 718 157 B1 e DE 10 2015 220 567 Al descrevem duas soluções que visam superar esta desvantagem.

[0018] Em particular, o documento EP 2718 157 B1 descreve a determinação do estado do sistema de frenagem do veículo automotivo, a detecção do grau de operação do pedal do freio do veículo automotivo e o ajuste da pressão de frenagem do sistema de frenagem e a recuperação de energia realizada pela máquina elétrica, dependendo do estado do sistema de frenagem e do grau de operação do pedal do freio. O estado do sistema de frenagem é determinado como a redução no efeito de frenagem do sistema de frenagem causado por sujeira ou ferrugem dos corpos de fricção do sistema de frenagem. A pressão de frenagem do sistema de frenagem e a recuperação de energia realizada pela máquina elétrica são ajustadas pelo aumento da relação entre a pressão de frenagem e a recuperação de energia, à medida que aumenta a redução no efeito de frenagem do sistema de frenagem.

[0019] —O documento DE 10 2015 220 567 Al descreve um método de limpeza dos discos de freio de um veículo automotivo projetado para realizar a frenagem regenerativa, em que, na presença de uma série de condições laterais, as pastilhas de freio do veículo automotivo são levemente aplicadas aos discos de freio, embora isso não seja necessário para desacelerar o veículo automotivo. Em particular, a aplicação das pastilhas de freio nos discos de freio é realizada somente na presença de uma solicitação de desaceleração do veículo automotivo, na qual a parcela de recuperação de energia resultante da frenagem ou desaceleração do veículo é reduzida a tal ponto que a desaceleração desejada do veículo automotivo é obtida a partir da soma da taxa de desaceleração devida à aplicação das pastilhas de freio nos discos de freio e de uma taxa de desaceleração adequadamente ajustada devido à recuperação de energia. Objetivo e síntese da invenção

[0020] O requerente concluiu que as soluções da arte anterior descritas anteriormente, independentemente de permitirem ou não remediar as desvantagens que pretendem superar, têm um determinado grau de complexidade, ao menos do ponto de vista da lógica de gerenciamento das operações do mecanismo de frenagem, cuja implementação consequentemente implica em uma exploração significativa dos recursos computacionais dos computadores de bordo ou das unidades eletrônicas de controle dos veículos automotivos.

[0021] O objetivo da presente invenção é, portanto, desenvolver uma estratégia para limpar os corpos de fricção dos sistemas de frenagem automotiva, o que permite mitigar os efeitos negativos no desempenho da frenagem e na vida útil dos sistemas de frenagem automotiva convencionais devido à maior incidência de sujeira e ferrugem dos corpos de friçção dos sistemas de frenagem automotiva convencionais e, que seja computacionalmente mais simples do que as soluções do estado da arte descritas anteriormente, de modo a ter um impacto menor na exploração dos recursos computacionais dos computadores de bordo ou das unidades eletrônicas de controle dos veículos automotivos em comparação com as soluções do estado da arte.

[0022] De um modo geral, a ideia básica da presente invenção é desenvolver uma estratégia para limpar os corpos de fricção do sistema de frenagem que seja preventivo e não corretivo, como as soluções do estado da arte descritas anteriormente.

[0023] Por este motivo, a presente invenção prevê a limpeza dos corpos de fricção dos sistemas de frenagem automotiva convencionais, basicamente com base no número de frenagens realizadas pelos sistemas de frenagem automotiva convencionais e contadas desde a partida dos veículos automotivos. Essas condições operacionais podem ser convenientemente determinadas com base nas transições key-off-key-on dos veículos automotivos ou de qualquer outra maneira disponível capaz de fornecer as mesmas informações.

[0024] Apresente invenção, portanto, não utiliza complexos modelos de estimativa, que por sua vez são baseados em quantidades automotivas ou ambientais medidas ou estimadas, tais como a temperatura dos discos de freio ou a umidade externa, e que mostram limitações significativas principalmente devido ao fato de que as mesmas geralmente não levam em consideração dados reais do ambiente externo, como a temperatura externa ou a umidade local ou a proximidade com à água salgada.

[0025] A presente invenção também não faz uso de modelos de estimativa da oxidação do disco de freio, que têm limitações significativas e cuja utilização provavelmente leva a uma estratégia corretiva e não a uma estratégia preventiva. Nesse caso, de fato, o motorista dirigiria com um sistema não otimizado de frenagem regenerativa, sem nenhuma vantagem em termos de economia de energia ou limitação de intervenção em termos de frequência e intensidade de operação.

[0026] De acordo com a presente invenção, são fornecidos um sistema de controle eletrônico automotivo para um veículo híbrido ou totalmente elétrico, um veículo híbrido ou totalmente elétrico equipado com esse sistema de controle eletrônico automotivo e um software para esse sistema de controle eletrônico de controle automotivo, conforme reivindicado nas reivindicações anexas.

Breve descrição dos desenhos

[0027] Afigura 1 mostra um diagrama de blocos do princípio de um veículo híbrido ou totalmente elétrico equipado com um sistema de controle eletrônico automotivo de acordo com a presente invenção.

[0028] A figura2 mostra um fluxograma das operações realizadas por uma unidade de controle eletrônico automotivo do sistema de controle eletrônico automotivo.

Descrição detalhada de formas de realização preferidas da invenção

[0029] A presente invenção será descrita agora em detalhes com referência às figuras em anexo para permitir que um especialista na arte a reproduza e use. Várias modificações nas formas de realização descritas serão imediatamente aparentes para os especialistas na arte. Os princípios genéricos descritos podem ser aplicados a outras formas de realização e aplicações sem se afastar do escopo de proteção da presente invenção, conforme reivindicado nas reivindicações anexas.

[0030] Portanto, a presente invenção não deve ser considerada limitada às formas de realização descritas e ilustradas, mas deve ser concedido o escopo de proteção mais amplo de acordo com as características descritas e reivindicadas.

[0031] Quando não definido de outra forma, todos os termos técnicos e científicos aqui utilizados têm o mesmo significado comumente usado pelos especialistas na arte pertencentes à presente invenção. No caso de uma disputa, essa descrição, incluindo as definições fornecidas, será vinculativa. Além disso, os exemplos são fornecidos apenas para propósitos ilustrativos e, como tal, não devem ser considerados limitativos.

[0032] Em particular, os diagramas de blocos incluídos nas figuras anexas e descritos abaixo não pretendem ser uma representação de características estruturais ou limitações construtivas, mas devem ser considerados como uma representação de características funcionais, ou seja, propriedades intrínsecas dos dispositivos definidas pelos efeitos obtidos, ou seja, limitações funcionais, que podem ser implementadas de diferentes formas para proteger as funcionalidades dos mesmos (capacidade de trabalho).

[0033] Para facilitar o entendimento das formas de realização descritas neste documento, será feita referência a algumas formas de realização específicas e será usada uma linguagem específica para descrever as mesmas. A linguagem usada na presente descrição tem o objetivo de descrever apenas formas de realização particulares, e não se destina a limitar o escopo da presente invenção.

[0034] A figura il mostra esquematicamente um veículo HV/EV híbrido ou totalmente elétrico, caracterizado pelo fato de compreender: - um sistema de frenagem convencional BS baseado em corpos de fricção para frear o veículo HV/EV devido à interação dos corpos de fricção em resposta à operação de um pedal de freio BP ou outro membro de controle operacionalmente equivalente, por exemplo, um membro de controle no volante em veículos HV/EV para condutores com deficiência, através dos quais um motorista pode controlar a desaceleração ou redução do veículo HV/EV ou pode limitar a aceleração, por exemplo, em estradas em declive, ao longo das quais o veículo HV/EV tenderia a acelerar,

- uma máquina elétrica reversível EM acoplada operacionalmente às rodas W do veículo HV/EV e controlável eletronicamente para operar seletivamente como um motor elétrico para impulsionar o veículo HV/EV e como um gerador elétrico para converter a energia cinética do veículo HV/EV em energia elétrica durante a frenagem regenerativa, - um acumulador de energia elétrica na forma de um conjunto de baterias elétricas EB e conectado eletricamente à máquina elétrica EM para armazenar a energia elétrica produzida quando a máquina elétrica EM opera como um gerador elétrico durante a frenagem regenerativa e, para alimentar a máquina elétrica EM, quando opera como um motor elétrico para impulsionar o veículo HV/EV, e = um sistema de controle eletrônico, caracterizado pelo fato de compreender: o um sistema sensorial SS para medir, entre outras, quantidades automotivas necessárias para implementar a presente invenção e descritas em mais detalhes abaixo, e o uma unidade eletrônica de controle, ECU, conectada eletricamente a uma unidade de controle eletrônico do sistema de frenagem convencional BS, à máquina elétrica EM, ao pedal do freio BP e ao sistema sensorial SS, normalmente através de uma rede de comunicação a bordo do veículo HV/EV, por exemplo, CAN, FlexRAy ou outros, e programada para controlar a operação do sistema de frenagem convencional BS e da máquina elétrica EM, em resposta à operação do pedal do freio BP ou de qualquer outro membro de controle operacionalmente equivalente, como descrito abaixo em detalhes.

[0035] A título de exemplo, a figura 1 mostra um sistema convencional de freio a disco BS, ou seja, onde cada conjunto de freio a disco BA compreende um disco de freio BD e duas pastilhas de freio BP dispostas em lados opostos do disco de freio BD e transportadas por uma pinça de freio flutuante BC.

[0036] Não é necessário dizer que o que foi dito sobre um conjunto de freio a disco BA também se aplica a um conjunto de freio a tambor.

[0037] Em veículos híbridos HV, em particular aqueles em que a máquina elétrica EM é na forma de um gerador de partida acionado por correia BSG, a unidade de controle eletrônico, ECU, é programada para controlar a operação da máquina elétrica EM para realizar seletivamente um ou mais das seguintes funções: - parada e partida automáticas do motor a combustão interna (S&S), nas quais a máquina elétrica EM é, se necessário, operada como um motor elétrico para reiniciar o motor a combustão interna (ICE) após ter sido parado sob o controle da unidade de controle eletrônico, ECU, ou por outra unidade eletrônica de controle em determinadas condições de condução do veículo HV, - frenagem regenerativa (RB), na qual a máquina elétrica EM é, se necessário, operada como um gerador elétrico para recuperar a energia cinética do veículo VH durante a frenagem e transformá-la em energia elétrica, = impulso (Boost) com torque assistido por energia elétrica (ou Motorização) (EPA), no qual a máquina elétrica EM é operada como um motor elétrico para gerar, se necessário, energia mecânica para complementar a gerada pelo motor a combustão interna (ICE), e = alternador (A), no qual a máquina elétrica EM é operada como um gerador elétrico para gerar energia elétrica.

[0038] De acordo com a presente invenção, a unidade de controle eletrônico, ECU, é programada ainda para realizar uma função de limpeza do corpo de atrito para limpar os corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS. A função de limpeza do corpo de atrito compreende as etapas de avaliação inicial da conveniência de limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS e, se essa avaliação tiver um resultado positivo, de consequentemente controlar a operação do sistema de frenagem convencional BS para limpar os corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS, no exemplo considerado na forma dos discos de freio BD, para remover qualquer sujeira e ferrugem, a fim de restaurar o desempenho da frenagem e, portanto, a vida útil do sistema de frenagem convencional BS, da maneira descrita a seguir, em detalhes, com referência ao fluxograma mostrado na figura 2.

[0039] Como mostrado na figura 2, a unidade de controle eletrônico, ECU, é programada para detectar primeiro a ocorrência de uma transição entre a chamada condição de desligamento e a condição de acionamento (bloco 10), que depende do tipo de chave eletrônica do veículo HV/EV corresponde substancialmente a uma condição OFF e, respectivamente, a uma condição ON do motor a combustão interna ou elétrico do veículo

HV/EV.

[0040] Em particular, em uma chave eletrônica fornecida com uma chave mecânica, a condição de acionamento é representada por uma chave eletrônica codificada sendo reconhecida pelo computador de bordo do veículo HV/EV e na chave mecânica sendo inserida mecanicamente na ignição e na posição ON, enquanto a condição de desligamento é representada pelo bloco de ignição na posição OFF.

[0041] Em uma chave eletrônica sem uma chave mecânica ou com uma chave mecânica que não permita a partida do motor, porque pode ser acionada por meio de um botão de partida do motor, a condição de acionamento é simplesmente representada por, quando o motor estiver iniciado, uma chave eletrônica codificada é reconhecida pelo computador de bordo do veículo HV/EV e, possivelmente, o porta-chaves estando em uma área de habilitação de partida ou uma porção final do porta-chaves é inserida mecanicamente em uma correspondente sede de habilitação da partida. Em vez disso, a condição de desligamento corresponde à situação em que o reconhecimento da chave eletrônica não tenha ocorrido.

[0042] Quando é detectada a ocorrência de uma transição de uma condição de desligamento para uma condição de acionamento, a unidade de controle eletrônico, ECU, é programada para: - iniciar um contador de frenagem a um valor predeterminado, convenientemente, zero (bloco 20), e = receber da rede de comunicação de bordo as quantidades automotivas HV/EV do veículo (bloco 30), com base nas quais a limpeza dos corpos de fricção BD do sistema de frenagem convencional BS do veículo HV/EV é controlada conforme descrito em detalhes aqui abaixo e, em particular: o o estado de carga (SOC) da bateria elétrica EP do veículo HV/EV, o modo de condução, HV/EV, que pode ser selecionado manualmente pelo motorista por meio de um seletor (controle no volante — manettino dial) em um grupo de modos de condução disponíveis, incluindo, a título de exemplo, “modo de acionamento elétrico”, “modo de economia de energia”, “modo esportivo", “modo cidade”, etc .;

o tempo decorrido desde a última avaliação da conveniência de limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS, que pode, por exemplo, ser contado em horas por meio de um contador adequado, o a duração da parada do veículo HV/EV, definida como o tempo decorrido entre a transição de uma condição de desligamento para uma condição de acionamento e a transição subsequente de uma condição de desligamento para uma condição de acionamento, o a distância percorrida pelo veículo HV/EV em um período de tempo de referência anterior à transição detectada da condição de desligamento para a condição de acionamento e definida adequadamente pelo fabricante do automóvel, por exemplo, o dia do calendário anterior ao dia do calendário atual em que as operações descritas ocorrem, o número de aberturas de uma porta do veículo HV/EV, convenientemente a porta do motorista, em um período de tempo de referência adequadamente definido pelo fabricante do automóvel, por exemplo, o dia do calendário anterior ao atual, por exemplo, contável por meio de um contador e o ângulo do volante.

[0043] O conhecimento da distância percorrida pelo veículo HV/EV e do número de aberturas da porta do motorista do veículo HV/EV em um período de tempo de referência permite que uma “distância média de percurso” seja determinada entre as aberturas da porta do motorista, que permite determinar qual o tipo de utilização do veículo HV/EV por parte do condutor.

[0044] A unidade de controle eletrônico, ECU, é programada para verificar se as quantidades automotivas recebidas atendem a determinadas condições operacionais que podem ser diferentes para cada fabricante de veículo, para obter desempenhos distintos dos de outros fabricantes de veículos automotivos (bloco 40).

[0045] — Atítulo de exemplo, a unidade de controle eletrônico, ECU, pode ser programada para verificar se: - o estado de carga da bateria elétrica EP está dentro de um intervalo predefinido, por exemplo, entre 30% e 80%,

- o modo de condução escolhido através do seletor especial pertence a um grupo de modos de condução em que a limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS é considerada viável com base em um critério exclusivo, ou proprietário, - a duração da parada do veículo HV/EV é superior a um valor limite, por exemplo, 3 horas, - o tempo decorrido desde a última avaliação da conveniência de limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS é maior que um valor limite, por exemplo, 3 horas, = a distância percorrida pelo veículo HV/EV durante o dia anterior é inferior a um valor limite, por exemplo, 40 km, e - o número de aberturas da porta do motorista do veículo HV/EV durante o dia anterior é superior a um valor limite, por exemplo, 8.

[0046] Se apenas uma das condições de operação for determinada como não sendo atendida, a unidade de controle eletrônico, ECU, é programada para permitir a frenagem regenerativa através da máquina reversível EM (bloco 50).

[0047] — Por outro lado, se todas as condições de operação forem determinadas, a unidade de controle eletrônico, ECU, é programada para: - detectar a ocorrência de uma solicitação pelo motorista de frear o veículo HV/EV através do pedal do freio BP ou qualquer elemento de controle equivalente (bloco 60), - quando for detectada uma solicitação de frenagem do veículo HV/EV, aumentar o contador de frenagem em uma unidade (bloco 70); e = verifique se as seguintes condições operacionais são atendidas (bloco 80): o o modo de condução selecionado por meio do seletor especial se mantém pertencente a um grupo de modos de condução em que a limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS é considerada viável com base em um determinado critério exclusivo, o a contagem do contador de frenagem, que é indicativa das frenagens efetuadas pelo sistema de frenagem convencional BS, contadas a partir da partida do veículo HV/EV reconhecida com base na detecção da transição da condição de desligamento para a condição de acionamento, ser igual ou superior a um valor limite,

por exemplo, dez, que é passível de ser calibrado de modo a evitar a limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS durante as primeiras frenagens após o acionamento do veículo HV/EV, com probabilidade razoável, realizada em baixa velocidade, por exemplo, durante as manobras de saída de um estacionamento ou de uma garagem, nas quais a velocidade do veículo HV/EV é baixa e, como resultado, qualquer limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS seria inútil e ineficaz; e o o ângulo do volante é menor ou igual a um valor limite, por exemplo, 120º, pois para ângulos maiores do volante a velocidade do veículo HV/EV é geralmente baixa e qualquer limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS seria inútil e ineficaz; - se mesmo que apenas uma das condições operacionais não estiver cumprida, retorne ao bloco 60 para detectar a ocorrência de uma solicitação pelo motorista de frear o veículo HV/EV por meio do pedal do freio BP ou qualquer membro de controle equivalente; e - se, em vez de todas as condições de operação estarem determinadas, executar as seguintes operações (bloco 90): o desativação da frenagem regenerativa através da máquina reversível EM, o frear o veículo HV/EV utilizando apenas o sistema de frenagem convencional BS, e o reiniciar o tempo decorrido desde a última avaliação da conveniência de limpar os corpos de fricção do sistema de frenagem convencional BS.

[0048] “Quando se determinar que a frenagem do veículo HV/EV usando apenas o sistema de frenagem convencional BS tiver sido concluída, habilitar novamente a frenagem regenerativa através da máquina reversível EM (bloco 50).

[0049] As vantagens que a presente invenção permite alcançar podem ser apreciadas com base no que foi descrito acima.

[0050] Em particular, a presente invenção permite que os corpos de fricção dos sistemas de frenagem de veículos automotivos convencionais sejam limpos de uma maneira computacionalmente muito simples comparada com as soluções do estado da arte descritas na parte introdutória, tendo assim um impacto menor na exploração dos recursos computacionais dos computadores de bordo ou das unidades de controle eletrônico dos veículos automotivos em comparação com as soluções do estado da arte.

[0051] Isso é alcançado por meio de uma estratégia preventiva ao invés de corretiva para limpar os corpos de fricção dos sistemas de freio convencionais, como ocorre nas soluções do estado da arte descritas anteriormente, cuja estratégia é essencialmente baseada no número de frenagens realizadas pelos sistemas de freio convencionais contados a partir da implementação anterior da estratégia de limpeza dos corpos de fricção dos sistemas de frenagem convencionais.

[0052] — Além disso, a estratégia preventiva para limpar os corpos de fricção dos sistemas de freio convencionais não se baseia em modelos de estimativa complexos, por sua vez baseados em quantidades automotivas ou ambientais medidas ou estimadas, como a temperatura dos discos de freio ou a umidade externa, cujos modelos mostram limitações significativas e muitas vezes não levam em consideração dados reais do ambiente externo, tais como a temperatura externa ou a umidade local ou a proximidade com água salgada.

[0053] Além disso, a estratégia para limpar os corpos de fricção dos sistemas convencionais de freio preventivo não se baseia em modelos complexos de estimativa da oxidação do disco de freio, cujos modelos têm limitações significativas e seu uso provavelmente leva a uma estratégia corretiva ao invés de uma estratégia preventiva. Nesse caso, de fato, o motorista dirigiria com um sistema de frenagem regenerativa não otimizado, sem nenhuma vantagem em termos de economia de energia ou limitação de intervenções em termos de frequência e intensidade de operação.

Claims (10)

Reivindicações

1. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo para um veículo híbrido ou totalmente elétrico (HV/EV), caracterizado por compreender: - um sistema de frenagem convencional (BS) baseado em corpos de fricção (BD) para frear o veículo (HV/EV) pela interação dos corpos de fricção (BD) em resposta à operação de um pedal de freio (BP) ou qualquer membro de controle operacionalmente equivalente, - uma máquina elétrica reversível (EM) operacionalmente acoplada às rodas (W) do veículo (HV/EV) e controlável eletronicamente para operar seletivamente como um motor elétrico para gerar uma energia mecânica para impulsionar o veículo (HV/EV) e como gerador elétrico para converter energia cinética do veículo (HV/EV) em energia elétrica, e - um acumulador de energia elétrica (EB) conectado eletricamente à máquina elétrica (EM) para armazenar a energia elétrica gerada desse modo quando é operada como um gerador elétrico para converter a energia cinética do veículo (HV/EV) em energia elétrica, e acionar eletricamente a máquina elétrica (EM) quando é operada como um motor elétrico para impulsionar o veículo (HV/EV); - o sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo é configurado para controlar a operação do sistema de frenagem convencional (BS) e da máquina elétrica (EM) em resposta à operação do pedal do freio (BP) ou qualquer membro de controle operacionalmente equivalente; - o sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo é configurado ainda para controlar à operação: o da máquina elétrica (EM) para realizar seletivamente uma ou diferentes funções que compreendem uma frenagem regenerativa (RB), na qual a máquina elétrica (EM) é operada como um gerador elétrico para recuperar a energia cinética do veículo (HV/EV) durante a frenagem e convertê-la em energia elétrica, o do sistema de frenagem convencional (BS) para realizar uma função de limpeza do corpo de fricção para limpar os corpos de fricção (BD) do sistema de frenagem convencional (BS), cuja função compreende avaliar a conveniência da limpeza dos corpos de fricção (BD) do sistema de frenagem convencional (BS) e, se a avaliação tiver um resultado positivo, controlar a operação do sistema de frenagem convencional (BS) para limpar os corpos de fricção (BD) do sistema de frenagem convencional (BS) para restaurar o desempenho da frenagem; - o sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo é caracterizado por ser configurado para avaliar a conveniência da limpeza dos corpos de fricção (BD) do sistema de frenagem convencional (BS) com base no número de frenagens realizadas pelo sistema de frenagem convencional (BS) contado durante um período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido, em especial uma partida do veículo (HV/EV).

2. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser configurado ainda para: = receber (30) uma ou diferentes quantidades automotivas, - verificar (40) se as quantidades automotivas recebidas atendem às primeiras condições operacionais associadas, - se todas as primeiras condições operacionais estiverem determinadas a serem atendidas, detectar (60) a ocorrência de uma solicitação de frenagem do veículo (HV/EV), - se for determinado que ocorreu uma solicitação de frenagem do veículo (HV/EV), verificar (80) se o número de frenagens efetuadas pelo sistema de frenagem convencional (BS) durante um período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido atende uma segunda condição de operação; - se for determinado que a segunda condição operacional for atendida: o desabilitar (90) a frenagem regenerativa através da máquina reversível (EM), e o frear (90) o veículo (HV/EV) utilizando apenas o sistema de frenagem convencional (BS).

3. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por à segunda condição operacional ser definida pelo número de freadas realizadas pelo sistema de frenagem convencional (BS) durante um período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido maior do que ou igual a um valor limite.

4. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por uma ou diferentes quantidades automotivas compreenderem um ou mais dos seguintes: - estado de carga (SOC) do acumulador de energia elétrica (EB), - modo de condução do veículo (HV/EV), - tempo decorrido desde a última avaliação da conveniência de regenerar o sistema de frenagem convencional (BS), - parar a duração do (HV/EV), - distância percorrida pelo veículo (HV/EV) durante um período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido, = número de aberturas de uma porta do veículo (HV/EV) durante um período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido, e - ângulo do volante; e sendo que a verificação sobre se uma ou mais quantidades automotivas recebidas atendem a uma ou diferentes primeiras condições operacionais inclui verificar se: - o estado de carga (SOC) do acumulador de energia elétrica (EB) está dentro de uma faixa predefinida, - o modo de condução selecionado pertence a um grupo de modos de condução em que a limpeza dos corpos de fricção (BD) do sistema de frenagem convencional (BS) do veículo (HV/EV) é considerada viável, - a duração da parada do (HV/EV) é superior a um valor limite, = o tempo decorrido desde a última avaliação da conveniência de regenerar o sistema de frenagem convencional (BS) do veículo (HV/EV) é superior a um valor limiar, = a distância percorrida pelo veículo (HV/EV) durante o período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido for menor do que uma distância limite, e = o número de aberturas da porta do veículo (HV/EV) durante o período de tempo de referência ou a partir de um evento predefinido for superior a um valor limiar.

5. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser configurado ainda para: - se for determinado que ocorreu uma solicitação de frenagem do veículo (HV/EV), verificar se as quantidades automotivas adicionais ao número de frenagens realizadas pelo sistema de frenagem convencional (BS) atende às segundas condições operacionais associadas, e - desabilitar (90) a frenagem regenerativa através da máquina reversível (EM), e - frear (90) o veículo (HV/EV) utilizando apenas o sistema de frenagem convencional (BS), caso todas as segundas condições de operação sejam determinadas.

6. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as segundas condições operacionais associadas às quantidades automotivas adicionais serem definidas por: = o modo de condução selecionado pertencer a um grupo de modos de condução em que a limpeza dos corpos de fricção do sistema de frenagem convencional (BS) do veículo (HV/EV) seja considerada viável, e - o ângulo do volante ser inferior ou igual a um valor limite.

7. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser configurado ainda para: - detectar a ocorrência de uma transição de uma condição de desligamento para uma condição de acionamento (10), e - adquirir (30) a uma ou diferentes quantidades automotivas após a detecção da ocorrência de uma transição de uma condição de desligamento para uma condição de acionamento.

8. Sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser configurado ainda para: = habilitar (50) a frenagem regenerativa através da máquina reversível (EM) no final da frenagem do veículo (HV/EV) realizada utilizando o sistema de frenagem convencional (BS) ou caso ao menos uma das primeiras condições de operação não seja atendida.

9. Veículo híbrido ou totalmente elétrico (HV/EV), caracterizado por compreender: - um sistema de frenagem convencional (BS) baseado em corpos de fricção (BD) para frear o veículo (HV/EV) pela interação dos corpos de fricção (BD) em resposta à operação de um pedal de freio (BP) ou qualquer membro de controle operacionalmente equivalente,

- uma máquina elétrica reversível (EM) operacionalmente acoplada às rodas (W) do veículo (HV/EV) e controlável eletronicamente para operar seletivamente como um motor elétrico para gerar uma energia mecânica para impulsionar o veículo (HV/EV) e como gerador elétrico para converter a energia cinética do veículo (HV/EV) em energia elétrica, e - um acumulador de energia elétrica (EB) conectado eletricamente à máquina elétrica (EM) para armazenar a energia elétrica gerada quando é operada como um gerador elétrico para converter a energia cinética do veículo (HV/EV) em energia elétrica, e acionar eletricamente a máquina elétrica (EM) quando é operada como um motor elétrico para impulsionar o veículo (HV/EV); e = um sistema de controle eletrônico (ECU) automotivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.

10. Software carregável caracterizado por ser executável por uma unidade de controle eletrônico (ECU) de um sistema de controle eletrônico automotivo e projetado para fazer com que, quando executado, o sistema de controle eletrônico automotivo seja configurado conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.