BR112021013432A2

BR112021013432A2 - Arquitetura elétrica híbrida de transmissão de dupla embreagem para veículos agrícolas

Info

Publication number: BR112021013432A2
Application number: BR112021013432-8A
Authority: BR
Inventors: Michelantonio Forte; Alberto Borghi; Enrico Sedoni
Original assignee: Cnh Industrial Italia S.P.A.
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-10-19
Also published as: WO2020148452A1; CN113167360A; CN113167360B; IT201900000813A1; EP3911873A1; EP3911873B1

Abstract

arquitetura elétrica híbrida de transmissão de dupla embreagem para veículos agrícolas. a presente invenção refere-se a uma arquitetura elétrica híbrida para uma transmissão de dupla embreagem (1) para um veículo de trabalho que compreende uma pluralidade de motores elétricos (18i, 18ii, 18iii, 18iv) seletivamente conectáveis a eixos (11, 12, 19, 34) da transmissão de dupla embreagem para transmitir um torque a estes últimos de modo a permitir uma troca de marchas completa em um eixo de entrada (2) e um eixo de saída (3) da transmissão (1) através de todas as possíveis combinações de relações de engrenagens.

Description

“ARQUITETURA ELÉTRICA HÍBRIDA DE TRANSMISSÃO DE DUPLA EMBREAGEM PARA VEÍCULOS AGRÍCOLAS” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma arquitetura híbrida elétrica de uma transmissão de dupla embreagem, em particular para um veículo todo-o-terreno, tal como um veículo agrícola, e a um método relacionado para controlar a mudança de marcha de tal transmissão de dupla embreagem.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] As transmissões de engrenagens para veículos todo-o-terreno, tal como veículos agrícolas, oferecem configurações diferentes, por exemplo: • transmissões com câmbio manual, em que todas as marchas das transmissões são engatadas diretamente pelo motorista por meio de mecanismos de alavanca que comandam as embreagens, sincronizadores e embreagens de dentes para selecionar a marcha; • transmissão semi-Powershift, em que algumas engrenagens são engatadas, manual ou automaticamente, graças a mecanismos servo-atuados no modo Powershift, ou seja, trocando o torque por um par de embreagens, e na qual outras engrenagens são acionadas por mecanismos de alavanca que comandam as embreagens, sincronizadores e embreagens de dentes para selecionar a marcha ou por um mecanismo servo-atuado que não está no modo Powershift, ou seja, que usa uma única embreagem e, quando essa embreagem é aberta, o torque não pode passar pela transmissão; e • transmissão full-Powershift, na qual todas as marchas da transmissão são engatadas através de um mecanismo servo-atuado no modo Powershift.

[003] Uma exigência importante que deve ser satisfeita na transmissão mecânica moderna para veículos agrícolas é ter alta eficiência em toda a faixa de velocidade de deslocamento, a fim de melhorar o consumo de combustível do veículo.

Nesse aspecto, um grande uso de embreagens úmidas para construir as transmissões semi-powershift ou full-powershift, gera mais perdas de potência dentro da transmissão quando comparado ao uso de sincronizadores e embreagens de dentes e, como consequência, uma penalidade de eficiência.

[004] Por esta razão, na técnica, a arquitetura de transmissão de dupla embreagem, DCT, é considerada o modelo mais valioso para transmissões Powershift a fim de satisfazer todas as demandas anteriores: • ela fornece um grande número de relações de velocidade com um mecanismo que permite um Powershift confortável (trocando um par de embreagens); e • ela apresenta alta eficiência, porque um modelo Powershift é fornecido por apenas alguns pares de embreagens úmidas acompanhadas por muitos sincronizadores e embreagens de dentes.

[005] Por causa dessas vantagens, recentemente arquiteturas DCT têm sido aplicadas no campo das transmissões para veículos agrícolas. De fato, a arquitetura DCT pode ser usada para todas as faixas de velocidade de trabalho de um veículo agrícola, ou seja, de 0 km / h até os limites mais altos hoje em dia, por exemplo, 60 km / h.

[006] Essencialmente, uma arquitetura DCT no campo das transmissões para veículos agrícolas compreende duas embreagens principais, ou seja, embreagens de marcha à frente e de ré, que são encarregadas de selecionar a direção de movimento para frente e para trás do trator e duas embreagens adicionais, ou seja, embreagens ímpar e par, configuradas para selecionar dois eixos auxiliares que transportam os elementos sincronizadores. DCT compreende ainda uma pluralidade de elementos sincronizadores que podem ser movidos de uma posição neutra para engatar uma engrenagem montada coaxialmente ao eixo e livre para rotacionar em relação ao próprio eixo; uma contrarroda da engrenagem engatada é montada no eixo de saída,

da DCT e, portanto, o engate do sincronizador define a relação de velocidade entre um eixo de entrada, ou seja, o eixo do motor, e um eixo de saída, ou seja, o eixo de saída da caixa de câmbio DCT.

[007] A sequência das engrenagens é distribuída de acordo com a lógica das engrenagens pares acionadas pela embreagem par e das engrenagens ímpares acionadas pela embreagem ímpar. Portanto, as embreagens pares e ímpares são trocadas alternativamente em uma sequência de mudança de marcha e a seleção da relação de engrenagens de entrada é feita pelo engate do elemento sincronizador apropriado. É claramente entendido que a parte central de uma arquitetura DCT é a operação de sincronização, à medida que ela gera a qualidade da mudança.

[008] No entanto, tal acoplamento por meio de sincronizadores apresenta limitações devido à repetibilidade da manobra de mudança, que muitas vezes requer compensação por condições ambientes, o desgaste dos sincronizadores ou até mesmo sua falha em caso de mau uso. Além disso, o custo da solução, relacionado ao custo dos sincronizadores e da hidráulica solicitada para acionar sua mudança é relevante, à medida que o custo da instalação única deve ser multiplicado pelo número de sincronizadores.

[009] Uma solução destinada a remover sincronizadores é descrita no documento W02011027616 A1; na arquitetura descrita, enquanto um eixo principal da DCT transfere toda a energia através da transmissão, então o outro eixo principal da DCT é acionado por um motor elétrico para a velocidade correta a fim de engatar a marcha desejada: nenhum sincronizador é necessário, porque a marcha pode ser engatada com uma embreagem de dentes, uma vez que não existe diferença de velocidade entre o eixo e a roda dentada desejada.

[010] No entanto, a transmissão descrita acima não é adequada para transmissões DCT para ser usada em veículos todo-o-terreno / agrícolas. De fato, as transmissões mecânicas de veículos agrícolas compreendem mais de um estágio de marchas com múltiplas relações selecionáveis pelo usuário, por exemplo, o primeiro estágio denominado “engrenagens” e um segundo estágio denominado “faixas”, porque os veículos agrícolas precisam trabalhar em uma ampla faixa de velocidades de deslocamento. Como consequência: • quando a “engrenagem” mais baixa é engatada na caixa de câmbio DCT e uma redução de “faixa” é necessária para reduzir a velocidade do veículo no solo, então a caixa de câmbio DCT deve ser redefinida da “engrenagem” mais baixa para a “engrenagem” mais alta, pois essa é a relação disponível mais próxima; • na direção oposta, quando a “engrenagem” mais alta é engatada na caixa de câmbio DCT, e um aumento de “faixa” é necessário para aumentar a velocidade do veículo no solo, então a caixa de câmbio DCT deve ser reiniciada a partir da “engrenagem” mais alta para a “engrenagem” mais baixa, visto que essa é a relação disponível mais próxima.

[011] Portanto, no caso de a sincronização elétrica conforme descrita em (W02011027616 A1) ser aplicada a esse tipo de transmissão de veículo agrícola, a fim de obter as vantagens relatadas nesse modelo, então as seguintes desvantagens ocorreriam: • a potência mecânica exigida do motor elétrico ímpar e do motor elétrico par (da caixa de câmbio DCT) durante a dita reinicialização da sincronização da caixa de câmbio DCT é muito maior do que durante as outras mudanças, devido à maior diferença de velocidade a superar; • a potência mecânica exigida a partir do motor elétrico que deve fornecer a sincronização do eixo de faixa no modo não Powershift é muito alta, devido à grande diferença de velocidade a ser superada devido à grande diferença na divisão das relações consecutivas do faixa.

[012] Em conclusão, sente-se a necessidade de melhorar a arquitetura DCT existente para veículos agrícolas a fim de melhorar seus desempenhos em todas as suas faixas de velocidade de trabalho e melhorar o conforto durante todas as mudanças de marchas.

[013] O objetivo da presente invenção é satisfazer as necessidades mencionadas acima de uma forma econômica e otimizada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[014] O objetivo mencionado acima é alcançado por uma arquitetura elétrica híbrida para uma transmissão de dupla embreagem e um método de controle relacionado, conforme reivindicado no conjunto de reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] Para uma melhor compreensão da presente invenção, uma modalidade preferencial é descrita a seguir, por meio de um exemplo não limitante, com referência aos desenhos em anexo, em que a única figura é uma representação esquemática de uma arquitetura de transmissão de dupla embreagem de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[016] A Figura 1 descreve uma transmissão de dupla embreagem 1 para um veículo todo-o-terreno, tal como um trator (não ilustrado), compreendendo um eixo de entrada do motor 2, operativamente conectado a um motor (não ilustrado) do veículo de trabalho, e um eixo de saída 3, que pode ser acoplado ao sistema de acionamento do veículo todo-o-terreno.

[017] A transmissão 1 compreende, além disso, uma primeira embreagem principal 5, a seguir “embreagem de marcha à frente”, e uma segunda embreagem principal 6, a seguir “embreagem de marcha à ré”, ambas acopladas ao eixo de entrada do motor 2 por meio de um estágio de entrada 4.

[018] Em uma configuração conhecida, a embreagem de marcha à frente 5 acopla o eixo de entrada do motor 2 ao eixo de saída 3 a fim de permitir um movimento para a frente do veículo de trabalho enquanto a embreagem de marcha à ré 6 acopla o eixo de entrada do motor 2 ao eixo de saída 3 a fim de permitir um movimento para trás do veículo de trabalho.

[019] A transmissão 1 compreende ainda uma primeira embreagem 7, a seguir “embreagem par”, e uma segunda embreagem 8, a seguir “embreagem ímpar”. A embreagem par 7 é configurada para acoplar um primeiro eixo auxiliar 11, a seguir “eixo par”, com a embreagem de marcha à frente 5. A embreagem ímpar 8 é configurada para acoplar um primeiro eixo auxiliar 12, a seguir “eixo ímpar”, com a embreagem de marcha à ré 6.

[020] Vantajosamente, a embreagem de marcha à frente 5 é acoplada à embreagem par 7 por um primeiro alojamento 10’ e a embreagem de marcha à ré 6 é acoplada à embreagem ímpar 8 por um segundo alojamento 10’’. O primeiro e o segundo alojamento 10’, 10’’ são acoplados juntos por uma engrenagem intermediária 9 transportada de uma maneira livre rotativa pelo eixo de entrada do motor 2.

[021] De preferência, a engrenagem intermediária 9 é configurada para ser acoplada ao primeiro alojamento 10’ por meio de uma primeira relação de engrenagens e para ser acoplada ao segundo alojamento 10’’ por meio de uma segunda relação de engrenagens. A primeira e a segunda relação de engrenagens são de preferência diferentes.

[022] Em vista do acima, graças ao acoplamento dos alojamentos 10’, 10’’com a engrenagem intermediária 9, o eixo par 11 pode ser acoplado à embreagem de marcha à ré 6 e o eixo ímpar 12 pode ser acoplado à embreagem de marcha à frente

5.

[023] O eixo par 11 e o eixo ímpar 12 compreendem, cada um, uma pluralidade de elementos de seleção, por exemplo, embreagens de dentes 17, suportadas fixamente pelo respectivo eixo 11, 12 e, portanto, eles rotacionam em conjunto com o respectivo eixo 11, 12. Alternativamente, os elementos de seleção podem compreender outros meios de conexão equivalentes, tal como embreagens de junta.

[024] De preferência, o eixo par ou ímpar acomoda uma pluralidade de engrenagens tendo diferentes tamanhos, uma em relação à outra e que são suportadas de uma maneira livre rotativa, o respectivo eixo 11, 12, por exemplo, por meio de rolamentos, de modo que eles não são forçados a rotacionar na mesma velocidade do respectivo eixo 11, 12 quando a embreagem de dentes de engate 17 está em sua posição neutra.

[025] De preferência, o eixo par 11 pode compreender quatro engrenagens 14, ou seja, uma primeira engrenagem 14I tendo o maior diâmetro, uma quarta engrenagem 14IV tendo o menor diâmetro e uma segunda e uma terceira engrenagem 14II, 14III tendo respectivos diâmetros compreendidos entre os da primeira e da quarta engrenagem.

[026] Da mesma forma, o eixo ímpar 12 pode compreender quatro engrenagens 15, ou seja, uma primeira engrenagem 15I tendo o maior diâmetro, uma quarta engrenagem 15IV tendo o menor diâmetro e uma segunda e uma terceira engrenagem 15II, 15III tendo respectivos diâmetros compreendidos entre os da primeira e da quarta engrenagem.

[027] Vantajosamente, a engrenagem 14I tem o mesmo diâmetro da engrenagem 15I, a engrenagem 14II tem o mesmo diâmetro da engrenagem 15II, a engrenagem 14III tem o mesmo diâmetro da engrenagem 15III e a engrenagem 14IV tem o mesmo diâmetro da engrenagem 15IV.

[028] As engrenagens dos conjuntos de engrenagens 14, 15, quando selecionadas, representam as diferentes relações de velocidade da transmissão; ou seja, a primeira relação de velocidade selecionando a engrenagem 15IV, a segunda relação de velocidade selecionando a engrenagem 14IV, a terceira relação de velocidade selecionando a engrenagem 15III, a quarta relação de velocidade selecionando a engrenagem 14III, a quinta relação de velocidade selecionando a engrenagem 15II, a sexta relação de velocidade selecionando a engrenagem 14II, a sétima relação de velocidade selecionando a engrenagem 15I ou a oitava relação de velocidade selecionando a engrenagem 14I.

[029] Como dito acima, as engrenagens dos conjuntos de engrenagens 14, 15 podem ser selecionadas por uma embreagem de dentes 17 configurada para acoplar o eixo com a engrenagem escolhida. De preferência, o eixo par 11 pode compreender duas embreagens de dentes 17 interpostas respectivamente entre a engrenagem 14I- 14II e 14III-14IV. Da mesma forma, o eixo ímpar 12 pode compreender duas embreagens de dentes 17 interpostas respectivamente entre a engrenagem 15I-15II e 15III-15IV.

[030] De acordo com um aspecto da invenção, a transmissão de dupla embreagem 1 compreende ainda um primeiro e um segundo motor elétrico 18I, 18II, cada um respectivamente conectado aos eixos ímpar e par 11, 12. De preferência, os motores elétricos 18I, 18II são diretamente acoplados aos eixos par e ímpar 11, 12 em uma parte terminal destes últimos, oposta às embreagens 7 e 8. Tal acoplamento pode ser realizado de maneira conhecida, dependendo da limitação de espaço projetada e da arquitetura do motor elétrico.

[031] A contrarroda de cada engrenagem engatada dos conjuntos de engrenagens 14, 15 é rigidamente montada em um eixo intermediário 19, que é coaxial com o eixo do motor 2 e que pode ser conectado diretamente ao eixo de saída 3 ou, de acordo com a configuração descrita, através de um estágio de mudança para baixo adicional, ou seja, um estágio de grupo de faixa de marcha 20, com um mecanismo de seleção de relação de engrenagens.

[032] O grupo de faixa de marcha 20 é configurado para acoplar o eixo de saída intermediário 19 ao eixo de saída 3 escolhendo dentre uma pluralidade de relações de engrenagens que são multiplicadas pelas relações de engrenagens DCT descritas acima.

[033] Por exemplo, o estágio de seleção de faixa 20 pode compreender a primeira engrenagem 22I chamada faixa “lenta”, uma segunda engrenagem 22II faixa “média” e uma terceira engrenagem 22III chamada “rápida”; as três engrenagens de faixa têm dimensões diferentes e são configuradas para corresponder com as engrenagens correspondentes montadas no eixo de saída 3, conforme descrito a seguir. Dessa forma, a transmissão fornece vinte e quatro possíveis relações de engrenagens, devido às oito relações DCT repetidas nas três relações de faixa.

[034] Vantajosamente, a primeira engrenagem 22I, a segunda e a terceira engrenagem 22II e 22III são transportadas de maneira livre rotativa no eixo com engrenagem intermediária 19, enquanto as engrenagens correspondentes no eixo de saída 3 são rigidamente transportadas neste último. De forma similar ao estágio de relação, as embreagens de dentes 17 podem se mover em seus lados esquerdo e direito para engatar a marcha apropriada que identifica a faixa de velocidade solicitada. De acordo com a configuração descrita, o grupo de faixa de engrenagens 20 compreende duas embreagens de dentes 17, uma primeira embreagem de dente 17 votada para acoplar a primeira engrenagem 22I ao eixo com engrenagem intermediária 19 e uma segunda embreagem de dentes 17 entre a terceira engrenagem 22II e a quarta engrenagem 22III votadas para seletivamente acoplar estas últimas ao eixo com engrenagem intermediária 19.

[035] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o grupo de faixa de engrenagens 20 compreende um motor elétrico 18III acoplado ao eixo intermediário 19, de preferência colocado a uma extremidade do eixo 19 oposta em relação àquela mais próxima do eixo de entrada 2.

[036] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a transmissão de dupla embreagem 1 compreende ainda um estágio de salto 30 mecanicamente interposto entre a engrenagem intermediária 9 e o estágio de faixa 20.

[037] Em particular, o estágio de salto 30 compreende um eixo de salto principal 31 transportando rigidamente uma embreagem de conexão 32 configurada para conectar ou desconectar mecanicamente o eixo de salto principal 31 à engrenagem intermediária 9. O estágio de salto 30 compreende ainda um eixo de salto intermediário 34 transportando uma primeira engrenagem 331 e uma segunda engrenagem 3311 configuradas para cooperar com as engrenagens correspondentes transportadas pelo eixo principal 31 para definir uma primeira relação de salto e uma segunda razão de salto. De preferência, a primeira engrenagem 33I define uma relação de engrenagens inferior em relação à segunda engrenagem 33II.

[038] De acordo com a configuração descrita, a primeira engrenagem 33I e a segunda engrenagem 33II são transportadas de maneira livre rotativa no eixo de salto intermediário 34, enquanto as engrenagens correspondentes no eixo de salto principal 31 são rigidamente transportadas neste último. De forma similar aos estágios de relação e faixa, a primeira engrenagem 33I e a segunda engrenagem 33II podem ser seletivamente acopladas de forma rotativa ao eixo de salto intermediário 34 por meio de uma embreagem de dentes 17.

[039] Como dito, o estágio de salto 30 é ainda conectado à engrenagem intermediária 9 e ao estágio de faixa 20 por meio de uma ligação mecânica. De acordo com a configuração descrita, a embreagem 32 está fixamente conectada a uma engrenagem 35 configurada para definir uma ligação mecânica 36 com a engrenagem intermediária 9; além disso, o eixo de salto intermediário 34 compreende uma engrenagem 37 fixamente transportada em uma parte terminal desta última adjacente à segunda engrenagem de salto 33II definindo uma ligação mecânica 38 com uma engrenagem 23 fixamente transportada pelo eixo de saída 3 em uma parte terminal deste último adjacente à primeira engrenagem de estágio 22I.

[040] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o estágio de salto 30 compreende ainda um quarto motor elétrico 18IV acoplado ao eixo de salto principal 31.

[041] Os motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV são de preferência motores elétricos relativamente pequenos, de preferência com tensão inferior a 48 V e / ou potência de saída limitada, por exemplo, inferior a 6 - 7 kW.

[042] Os motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV são eletricamente alimentados por uma fonte de energia elétrica, por exemplo, transportada pelo veículo, tal como um alternador e / ou uma bateria e / ou um supercapacitador configurado para fornecer energia durante possíveis picos de carga. Vantajosamente, o alternador pode receber potência mecânica para gerar energia elétrica a partir do eixo de entrada 2 da transmissão.

[043] Como conhecido, os motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV estão operando seletivamente no respectivo eixo 11, 12, 19, 34 e podem ser conectados graças a qualquer tipologia de junta.

[044] As embreagens 5, 6, 7, 8, 32 descritas acima e as embreagens de dentes 17 podem ser selecionadas pelos respectivos atuadores (não mostrados) que são controlados por uma unidade eletrônica de controle (não mostrada). Além disso, os motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV são controlados por tal unidade eletrônica de controle que pode controlar a velocidade e o torque que esses motores podem transmitir ao respectivo elemento acoplado. A unidade eletrônica de controle controla as ditas embreagens ou os ditos motores eletrônicos enviando sinais elétricos de controle direcionados às respectivas embreagens ou motores a serem controlados.

[045] A unidade eletrônica de controle pode ser a ECU do veículo ou a ECU da linha de transmissão do veículo. A unidade eletrônica é configurada para controlar os elementos citados acima da transmissão 1 de acordo com o comando de entrada direta do usuário do veículo ou de forma automática seguindo a lógica de controle de mudança implantada em um código de software específico, que pode ser memorizado na unidade eletrônica.

[046] Exemplos de operações típicas da transmissão 1 são descritos a seguir.

[047] Um primeiro exemplo de operação é a arrancada da transmissão 1 a partir de uma condição de estacionamento do veículo em que o freio de estacionamento está acionado e o motor está desligado.

[048] O usuário liga o motor e muda a alavanca alternadora da posição de estacionamento para a posição de desbloqueio; nesta condição, as embreagens 5, 6, 7, 8, 32 ainda estão abertas e o eixo do motor 2 começa a rotacionar, consequentemente, todos os elementos que estão diretamente acoplados ao eixo do motor 2 (por exemplo, o estágio de entrada 4) estão rotacionando. O usuário (ou a ECU) seleciona uma relação de engrenagens total entre as relações disponíveis, por exemplo, a II relação de engrenagens total que é SEGUNDA LENTA correspondendo às engrenagens 14IV e 22I engatadas. Portanto, a engrenagem 14IV do eixo par 11 é selecionada movendo a embreagem de dentes 17 e a engrenagem 22I é selecionada movendo a embreagem de dentes 17 do grupo 20, então a embreagem par 7 é engatada. O controle das embreagens anteriormente mencionadas é feito, como se sabe, graças ao controle da ECU. Desta forma, há um caminho mecânico contínuo dos alojamentos 10’ e 10’’ para o eixo de saída 3. Por exemplo, o usuário movendo uma alavanca no veículo, permite que a embreagem de marcha à frente 5 seja engatada e os alojamentos 10’ e 10’’ começam a rotacionar e graças à embreagem par 7, o eixo par 11 é forçado a rotacionar, bem como o eixo com engrenagem intermediária 19 e o eixo de saída 3 graças à conexão mecânica que é estabelecida do eixo do motor 2 ao eixo de saída 3. Deve-se notar que nesta configuração, como nenhuma das engrenagens 15 está engatada no eixo ímpar 12 e nenhuma das engrenagens 33 está engatada no eixo de salto intermediário 34, ambas as últimas estão livres.

[049] Um segundo exemplo de operação é a mudança de marcha ou estágio de relação de engrenagens, por exemplo, como descrito abaixo.

[050] Uma vez que o veículo está se movendo para a frente, o caminho mecânico entre o eixo do motor 2 e o eixo de saída 3 é o mesmo que o descrito no exemplo anterior. Portanto, a embreagem de marcha à frente 5 está engatada, a embreagem par 7 está engatada, a fim de conectar o eixo par 11 ao eixo de entrada do motor 2 e as engrenagens, por exemplo, 14IV e 22I são selecionadas para conectar o eixo par 11 ao eixo de saída 3 através do eixo com engrenagem intermediária 19. Em tal condição, o usuário pode decidir reduzir a marcha (ou aumentar), selecionando a relação desejada, por exemplo, selecionando um botão em uma manivela. O veículo pode, além disso, ser fornecido por um código de software de controle dedicado, em execução na ECU do veículo, configurado para reconhecer sinais a partir de sensores instalados no veículo, por exemplo, a demanda de torque no eixo de saída 3 e a velocidade do eixo de entrada do motor 2, e alterar automaticamente a relação de transmissão para uma relação mais adequada automaticamente, sem qualquer intervenção do usuário.

[051] Supondo-se que o usuário ou a ECU decidiu reduzir a marcha da segunda relação de engrenagens - faixa lenta para a primeira relação de engrenagens - faixa lenta, por exemplo, passando da engrenagem 14IV para a engrenagem 15IV, mantendo a engrenagem de faixa sempre engatada 22I, então a engrenagem 15 será desengatada movendo a embreagem de dentes relativa 17 e o motor elétrico 18II fará com que o eixo ímpar 12 rotacione para uma velocidade alvo, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 15IV e engatá-la com quase nenhuma diferença de velocidade entre a embreagem de dentes 17 e a engrenagem 15IV. A unidade eletrônica de controle garante o gerenciamento do engate da embreagem de dentes 17 dentro de uma certa tolerância máxima na diferença de velocidade entre o eixo 12 e a engrenagem 15IV. A potência dos motores elétricos 18I, 18II garante a realização dessas tarefas dentro de um lapso de tempo máximo disponível para sincronização de velocidade, definido pelo projeto de forma compatível com a inércia dos eixos e a diferença máxima de velocidade a ser superada. Uma vez que a embreagem de dentes 17 engatou na engrenagem 15IV, as embreagens 7 e 8 são trocadas, permitindo o fluxo de torque através da nova relação de engrenagens. Como nenhum torque passa através do eixo par 11 e da engrenagem 14IV, a ECU pode decidir desengatar a engrenagem 14IV do eixo par 11 movendo a embreagem de dentes 17 para longe da engrenagem 14IV, de modo que o eixo 11 esteja livre, ou seja, não está envolvido na transmissão de torque do eixo do motor 2 para o eixo de saída 3.

[052] Um terceiro exemplo de operação é o gerenciamento da velocidade do eixo livre do estágio de relação de engrenagens, ou seja, o eixo que não está envolvido na transmissão de torque como descrito acima, por exemplo, como descrito abaixo.

[053] Uma vez que o veículo está se movendo para frente, o caminho mecânico entre o eixo do motor 2 e o eixo de saída 3 é o mesmo que o descrito no primeiro exemplo. Portanto, a embreagem de marcha à frente 5 está engatada, a embreagem par 7 está engatada, a fim de conectar o eixo par 11 ao eixo de entrada do motor 2 e as engrenagens 14IV e 22I são selecionadas para conectar o eixo par 11 ao eixo de saída 3 através do eixo com engrenagem intermediária 19.

[054] O veículo pode ser fornecido por um código de software de controle dedicado na ECU da transmissão configurada para reconhecer sinais a partir de sensores instalados no veículo, por exemplo, a demanda de torque no eixo de saída 3 e a velocidade do eixo de entrada do motor 2, e definir automaticamente uma velocidade alvo para o eixo livre do estágio de relação de engrenagens, ou seja, o eixo que não está envolvido na transmissão de torque, sem qualquer intervenção do usuário. Com base nos sinais recebidos a partir dos sensores instalados no veículo, a ECU pode decidir predispor os eixos livres de modo a facilitar uma mudança na relação de transmissão.

[055] Neste exemplo, o eixo ímpar 12 está livre, no sentido de que não está envolvido na transmissão de torque do eixo do motor 2 para o eixo de saída 3. Neste caso, após o engate da embreagem par 7 como etapa final de uma operação que leva ao engate de II Relação de Engrenagens Total, ou seja, SEGUNDA LENTA, envolvendo as engrenagens 14IV e 22I, então a ECU pode decidir desengatar do eixo ímpar 12 qualquer engrenagem 15 eventualmente engatada no mesmo, movendo a embreagem de dentes 17 para longe dessa engrenagem 15. Nesta condição, o eixo ímpar 12 está livre e pode ser rotacionado pelo motor elétrico 18II para uma nova velocidade alvo definida pela ECU.

[056] Em particular, o código de software de controle fornecido na ECU pode ser projetado de modo a definir como velocidade alvo para o eixo livre uma velocidade intermediária entre: • a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 15IV com quase nenhuma diferença de velocidade entre a embreagem de dentes 17 e a engrenagem 15IV; • a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 15III com quase nenhuma diferença de velocidade entre a embreagem de dentes 17 e a engrenagem 15III.

[057] A ECU da transmissão controlará o motor elétrico 18II a fim de fazer o eixo ímpar 12 rotacionar para essa velocidade alvo intermediária. A potência que deve ser fornecida ao motor elétrico 18II a fim de manter o eixo ímpar 12 rotacionando a tal velocidade alvo intermediária é baixa porque é simplesmente devido à rotação do eixo em seus rolamentos.

[058] Supondo-se que o usuário / ECU decida reduzir a marcha da segunda relação de engrenagens – faixa lenta para a primeira relação de engrenagens – faixa lenta (ou aumentar a segunda relação de engrenagens – faixa lenta para a terceira relação de engrenagens – faixa lenta), então a transmissão funcionará como descrito no segundo exemplo de operação, a fim de engatar a engrenagem 15IV (ou respectivamente a marcha 15III) e para trocar a embreagem par 7 e a embreagem ímpar 8.

[059] Uma das possíveis vantagens de gerenciar a velocidade do eixo livre conforme descrito neste exemplo de operação é que a diferença de velocidade a ser superada pelo motor elétrico 18 que aciona o eixo livre, no exemplo descrito o motor elétrico 18II que aciona o eixo ímpar 12, quando uma mudança da relação de engrenagens é exigida pelo usuário / ECU, é muito baixa e independente de qual mudança é necessária (mudança para cima ou para baixo). Como uma consequência, de forma compatível com a inércia dos eixos e o lapso de tempo máximo disponível para sincronização de velocidade (definido pelo projeto), a solicitação de potência dos motores elétricos 18I, 18II é menor que sua potência máxima devido à baixa diferença de velocidade a ser superada, determinando menor tensão e desgaste dos mesmos.

[060] Por exemplo, sem a estratégia de controle descrita, após o desengate do eixo ímpar 12 de qualquer engrenagem 15 eventualmente engatada no mesmo, então a velocidade do eixo ímpar 12 pode diminuir até que o eixo pare; neste caso, a diferença de velocidade a ser superada para engatar a nova engrenagem 15 no eixo ímpar 12 quando uma mudança é necessária seria maior.

[061] Um quarto exemplo de operação é a mudança de uma engrenagem do estágio de relações de engrenagens e uma engrenagem do estágio de relações de faixa, conforme descrito abaixo.

[062] Supondo-se que o usuário ou a ECU decida aumentar a marcha da oitava relação de engrenagens – faixa média para a segunda relação de salto e, em seguida, da segunda relação de salto para a primeira relação de engrenagens – faixa rápida, por exemplo, passando das engrenagens 14I e 22II para a engrenagem 33II e, em seguida, da engrenagem 33II para as engrenagens 15IV e 22III, a transmissão 1 ativará o estágio de salto 30, conforme descrito a seguir.

[063] Durante a sequência de mudança para cima no estágio de relação de engrenagens, de 14I para 15IV, enquanto a engrenagem 22II é mantida sempre engatada, quando, por exemplo, a engrenagem 14II está engatada, o motor elétrico 18V fará o eixo de salto principal 31 e, consequentemente, as engrenagens 33I e 33II, rotacionarem para atingir uma velocidade alvo, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 33II e engatá-la com quase nenhuma diferença de velocidade entre a embreagem de dentes 17 e a engrenagem 33II. A unidade eletrônica de controle garante o gerenciamento do engate da embreagem de dentes 17 dentro de uma certa tolerância máxima na diferença de velocidade entre o eixo 34 e a engrenagem 33II. O tempo disponível para rotacionar o eixo 31 e as engrenagens 33I e 33II, a fim de fazer com que a engrenagem 33II alcance a velocidade alvo, é suficientemente alta, por exemplo, pelo menos 1 segundo, em comparação com a inércia e a diferença de velocidade, de modo que a potência do motor elétrico 18IV possa ser pequena, por exemplo, no máximo 5 kW.

[064] Quando a condição acima é atingida, então o eixo de salto principal 31 é rotativamente conectado ao eixo de saída 3 através das engrenagens 33II e 38, então quando o usuário ou ECU decide passar da oitava relação de engrenagens – faixa média para a segunda relação de salto, então, a embreagem par 7 será desengatada e a embreagem de salto 32 será engatada. Graças a essa troca de embreagem, o torque passará agora do estágio de entrada através da embreagem de marcha à frente 5, para a engrenagem intermediária 9, então através da embreagem 32 para o eixo de salto principal e então através da segunda relação de salto para o eixo de saída 3 através da engrenagem 37.

[065] Em tal situação, os estágios de relação de engrenagens e de faixa estão livres e nenhum torque passa por eles; é, portanto, possível mudar todas as marchas necessárias para passar para a configuração de mudança para cima, ou seja, primeira relação de engrenagens – faixa rápida.

[066] Antes que a embreagem par 7 seja desengatada e a embreagem de salto 32 seja engatada, isto é, a transmissão ainda está na oitava relação de engrenagem – faixa média, a ECU controla a embreagem de dentes 17 a fim de desengatar a engrenagem 15I do eixo ímpar 12 e, em seguida, controla o motor 18II para começar a fazer o eixo ímpar 12 rotacionar de modo a atingir uma velocidade alvo predefinida, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 15IV no eixo 12 e engatar esta última sem diferença de velocidade, enquanto a engrenagem 22III já estará engatada no eixo de salto intermediário 19. Quando o usuário, ou a ECU, decide passar da oitava relação de engrenagens – faixa média para a primeira relação de salto, então a embreagem par 7 e a embreagem de salto 32 são trocadas, ou seja, o estágio de salto 30 suporta a carga de transmissão, em seguida, as embreagens 17 desengatam respectivamente a engrenagem 14I do eixo par 11 e a engrenagem 22II do eixo com engrenagem intermediária 19. Desta forma, todos os eixos do estágio de engrenagem e do estágio de faixa estão livres e o eixo ímpar ainda está sendo rotacionado pelo motor elétrico 18II a fim de alcançar a velocidade alvo predefinida. Em seguida, o terceiro motor elétrico 18III fará com que o eixo com engrenagem intermediária 19 rotacione para atingir uma velocidade alvo, isto é, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 22III no eixo 19 e engatar neste último sem diferença de velocidade. A unidade eletrônica de controle garante o gerenciamento do engate da embreagem de dentes 17 dentro de uma certa tolerância máxima na diferença de velocidade entre o eixo 19 e a engrenagem 22III.

[067] Quando as condições acima são atendidas, tanto a engrenagem de relação 15IV quanto a engrenagem de faixa 22III estão engatadas com os respectivos eixos 12, 19 e o eixo com engrenagem intermediária 19 é rotativamente conectado ao eixo de saída 3 através da engrenagem 22III. Quando o usuário, ou a ECU, decide passar da segunda relação de salto para a primeira relação de engrenagem – faixa rápida, então a embreagem de salto par 32 será desengatada e a embreagem ímpar

8 será engatada. Graças a essa troca de embreagem, o torque passará agora do estágio de entrada através da embreagem de marcha à frente 5, para a engrenagem intermediária 9, então através da embreagem ímpar 8 para o eixo ímpar 12, então através da engrenagem 15IV para o eixo com engrenagem intermediária 19 e através da engrenagem 22III para o eixo de saída 3. O estágio de salto 30, não estando mais conectado aos dois estágios, então não está transmitindo torque.

[068] Um quinto exemplo de operação é outro método (alternativo ao descrito no quarto exemplo) a fim de fornecer a mudança de uma engrenagem do estágio de relação de engrenagens e uma engrenagem do estágio de relação de faixa, conforme descrito abaixo.

[069] Supondo-se que o usuário decida aumentar a marcha da oitava relação de engrenagens – faixa média para a segunda relação de salto e, em seguida, da segunda relação de salto para a primeira relação de engrenagens – faixa rápida, por exemplo, passando das engrenagens 14I e 22II para a engrenagem 33II e, em seguida, da engrenagem 33II para as engrenagens 15IV e 22III, a transmissão 1 ativará o estágio de salto 30, conforme descrito a seguir.

[070] Durante a sequência de mudança para cima das engrenagens no estágio de relação de engrenagens, de 14I para 15IV, enquanto a engrenagem de faixa 22II é mantida sempre engatada, quando, por exemplo, a engrenagem 14II é engatada, em seguida, o motor elétrico 18IV fará o eixo de salto principal 31 e, consequentemente, as engrenagens 33I e 33II rotacionarem para alcançar uma velocidade alvo, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 33II e engatá-la quase sem diferença de velocidade entre a embreagem de dentes 17 e a engrenagem 33II. A unidade eletrônica de controle garante o gerenciamento do engate da embreagem de dentes 17 dentro de uma certa tolerância máxima na diferença de velocidade entre o eixo 34 e a engrenagem 33II.

[071] O tempo disponível para rotacionar o eixo 31 e as engrenagens 33I e

33II, a fim de fazer a engrenagem 33II atingir a velocidade alvo, é suficientemente alto, por exemplo, pelo menos 1 segundo, em comparação com a inércia e a diferença de velocidade, de modo que a potência do motor elétrico 18IV pode ser pequena, por exemplo, no máximo 5 kW.

[072] Quando a condição acima é atingida, então o eixo de salto principal 31 é rotativamente conectado ao eixo de saída 3 através das engrenagens 33II e 38, então quando o usuário ou ECU decide passar da oitava relação de engrenagens – faixa média para a segunda relação de salto, então, a embreagem par 7 será desengatada e a embreagem de salto 32 será engatada. Graças a essa troca de embreagem, o torque passará agora do estágio de entrada através da embreagem de marcha à frente 5, para a engrenagem intermediária 9, então através da embreagem de salto 32 para o eixo de salto principal e então através da segunda relação de salto para o eixo de saída 3 através da engrenagem 37.

[073] Em tal situação, os estágios de relação de engrenagens e de faixa estão livres e nenhum torque passa por eles; é, portanto, possível mudar todas as engrenagens necessárias para passar para a configuração de mudança para cima, ou seja, primeira relação de engrenagens – faixa rápida.

[074] Antes da embreagem par 7 ser desengatada e da embreagem de salto 32 ser engatada, ou seja, a transmissão ainda está na oitava relação de engrenagens – faixa média, a ECU controla a embreagem de dentes 17 para desengatar a engrenagem 15I do eixo ímpar 12 e, em seguida, controla o motor 18II para fazer o eixo ímpar 12 rotacionar de modo a atingir uma velocidade alvo predefinida, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 15IV no eixo 12 e engatar neste último sem diferença de velocidade, enquanto a engrenagem 22II ainda está engatada no eixo com engrenagem intermediária 19.

[075] Quando o usuário, ou a ECU, decide passar da oitava relação de engrenagens – faixa média para a primeira relação de salto, então a embreagem par 7 e a embreagem de salto 32 são trocadas, ou seja, o estágio de salto 30 suporta a carga de transmissão, então as embreagens 17 desengatam respectivamente a engrenagem 14I do eixo par 11 e a engrenagem 22II do eixo com engrenagem intermediária 19. Desta forma, todos os eixos de estágio de engrenagem e de estágio de faixa estão livres e o eixo ímpar ainda está sendo rotacionado pelo motor elétrico 18II a fim de atingir a velocidade alvo predefinida.

[076] Quando o motor elétrico 18II atinge a velocidade alvo predefinida, então a engrenagem 15IV é engatada no eixo ímpar 12 pela embreagem de dentes 17 e a embreagem ímpar 8 é engatada por um curto período de tempo e, em seguida, desengatada novamente. Ao engatar a embreagem ímpar 8 por um curto período de tempo após o engate da engrenagem 15IV no eixo ímpar 12, a velocidade do eixo com engrenagem intermediária 19 é fechada em sua velocidade alvo, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 22III no eixo 19 e engatar neste último sem diferença de velocidade.

[077] Em seguida, o motor elétrico 18III, diretamente, e o motor elétrico 18I, através do eixo ímpar 12 e a engrenagem 15IV engatada no mesmo, fará com que o eixo com engrenagem intermediária 19 rotacione para atingir uma velocidade alvo, ou seja, a velocidade necessária para mover a embreagem de dentes 17 em direção à engrenagem 22III no eixo 19 e engate neste último sem diferença de velocidade. A unidade eletrônica de controle garante o gerenciamento do engate da embreagem de dentes 17 dentro de uma certa tolerância máxima na diferença de velocidade entre o eixo 19 e a engrenagem 22III.

[078] Quando as condições acima são atendidas, tanto a engrenagem de relação 15IV quanto a engrenagem de faixa 22III são engatadas com os respectivos eixos 12, 19 e o eixo com engrenagem intermediária 19 é rotativamente conectado ao eixo de saída 3 através da engrenagem 22III.

[079] Quando o usuário ou ECU decidir passar da segunda relação de salto para a primeira relação de engrenagens – faixa rápida, então a embreagem de salto par 32 será desengatada e a embreagem ímpar 8 será engatada. Graças a essa troca de embreagem, o torque passará agora do estágio de entrada através da embreagem de marcha à frente 5, para a engrenagem intermediária 9, então através da embreagem ímpar 8 para o eixo ímpar 12, então através da engrenagem 15IV para o eixo com engrenagem intermediária 19 e através da engrenagem 22III para o eixo de saída 3. O estágio de salto 30, não estando mais conectado aos dois estágios, então não está transmitindo torque.

[080] É claro que as estratégias acima podem ser usadas para mudança para cima ou para baixo ao longo de toda a lista de relações totais possíveis definidas entre o estágio de entrada e o estágio de saída, ou seja, vinte e seis possíveis relações totais devido a oito relações de engrenagens multiplicadas por três relações de faixa mais duas relações de salto. Em particular, a seguinte ordem pode ser seguida: – I Relação de engrenagens total: PRIMEIRA LENTA correspondente às engrenagens 15IV e 22I engatadas; – II Relação de engrenagens total: SEGUNDA LENTA correspondente às engrenagens 14IV e 22I engatadas; – Ill Relação de engrenagens total: TERCEIRA LENTA correspondente às engrenagens 15III e 22I engatadas; – IV Relação de engrenagens total: QUARTA LENTA correspondente às engrenagens 14III e 22I engatadas; – V Relação de engrenagens total: QUINTA LENTA correspondente às engrenagens 15II e 22I engatadas; – VI Relação de engrenagens total: SEXTA LENTA correspondente às engrenagens 14II e 22I engatadas – VII Relação de engrenagens total: SÉTIMA LENTA correspondente às engrenagens 15I e 22I engatadas; – VIII Relação de engrenagens total: OITAVA LENTA correspondente às engrenagens 14I e 22I engatadas; – IX Relação de engrenagens total: PRIMEIRO SALTO correspondente à engrenagem 33I engatada; – X Relação de engrenagens total: PRIMEIRA MÉDIA correspondente às engrenagens 15IV e 22II engatadas; – XI Relação de engrenagens total: SEGUNDA MÉDIA correspondente às engrenagens 14IV e 22II engatadas; – XII Relação de engrenagens total: TERCEIRA MÉDIA correspondente às engrenagens 15III e 22II engatadas; – XIII relação de engrenagens total: QUARTA MÉDIA correspondente às engrenagens 14III e 22II engatadas; – XIV Relação de engrenagens total: QUINTA MÉDIA correspondente às engrenagens 15II e 22II engatadas; – XV Relação de engrenagens total: SEXTA MÉDIA correspondente às engrenagens 14II e 22II engatadas; – XVI Relação de engrenagens total: SÉTIMA MÉDIA correspondente às engrenagens 15I e 22II engatadas; – XVII Relação de engrenagens total: OITAVA LENTA correspondente às engrenagens 14I e 22II engatadas; – XVIII Relação de engrenagens total: SEGUNDO SALTO correspondente à engrenagem 33II engatada; – XIX Relação de engrenagens total: PRIMEIRA ALTA correspondente às engrenagens 15IV e 22III engatadas; – XX Relação de engrenagens total: SEGUNDA ALTA correspondente às engrenagens 14IV e 22III engatadas;

– XXI Relação de engrenagens total: TERCEIRA ALTA correspondente às engrenagens 15III e 22III engatadas; – XXII Relação de engrenagens total: QUARTA ALTA correspondente às engrenagens 14III e 22III engatadas; – XXIII Relação de engrenagens total: QUINTA ALTA correspondente às engrenagens 15II e 22III engatadas; – XXIV Relação de engrenagens total: SEXTA ALTA correspondente às engrenagens 14II e 22III engatadas; – XXV Relação de engrenagens total: SÉTIMA ALTA correspondente às engrenagens 15I e 22III engatadas; – XXVI Relação de engrenagens total: OITAVA ALTA correspondente às engrenagens 14I e 22III engatadas;

[081] Um sexto exemplo de operação é a possibilidade de fornecer um torque ao eixo de saída 3 diretamente a partir de todos os motores elétricos 18I a 18IV.

[082] Em operações específicas, quando uma baixa potência é solicitada ao eixo de saída 3, é possível fornecer um torque modulando consequentemente as embreagens da transmissão de modo que a potência dos motores elétricos 18I a 18IV possa ser enviada para o eixo de saída 3, isoladamente ou em combinação entre eles, enquanto o eixo de saída 3 não está mecanicamente conectado ao eixo de entrada do motor 2, por exemplo, porque as embreagens 7, 8, 32 estão abertas. A adição de potência é possibilitada pela unidade eletrônica de controle, que garante a adição em fase dos ditos torques elétricos. A energia elétrica total pode ser suficiente para movimentar o veículo em baixa velocidade, por exemplo, na manobra de engate do implemento ou em modo de marcha reduzida.

[083] A invenção também se refere a um método para operar uma arquitetura elétrica híbrida 1, conforme descrito acima para a mudança de uma engrenagem 15IV de um estágio de relação de engrenagens em combinação com uma engrenagem 22I,

22II, 22III do estágio de caixa de transferência 20 para uma engrenagem adicional 14I de um estágio de relação de engrenagens em combinação com outra engrenagem 22I, 22II, 22III do estágio de caixa de transferência: • receber uma entrada para mudar de uma engrenagem 15IV de um estágio de relação de engrenagens em combinação com uma engrenagem 22I, 22II, 22III do estágio de caixa de transferência 20 para uma outra engrenagem 14I de um estágio de relação de engrenagens em combinação com outra engrenagem 22I, 22II, 22III do estágio de caixa de transferência; • rotacionar o eixo de salto 31 por meio do motor elétrico correspondente 18IV para atingir uma velocidade alvo que minimiza a diferença de velocidade nos dois lados de uma embreagem de dentes 17 adequada para selecionar uma engrenagem 33I, 33II definindo uma relação com o eixo de saída 3 que está compreendida entre as relações entre as quais é necessário mudar; • quando a velocidade alvo é atingida, engatar a engrenagem mencionada 33I, 33II enquanto trocando as embreagens 7, 8 com a embreagem 32 transportada pelo eixo de salto 31; • desengatar a dita engrenagem 15IV do dito estágio de relação de engrenagens e a dita engrenagem 22I, 22II, 22III do estágio de caixa de transferência 20; • rotacionar o eixo 12 transportando a outra engrenagem 14I do estágio de relação de engrenagens graças a um motor elétrico acoplado 18II até atingir uma velocidade predefinida; • rotacionar o eixo intermediário 19 transportando a outra engrenagem 22I, 22II, 22III do estágio de caixa de transferência 20 graças a um motor elétrico acoplado 18III até atingir uma velocidade predefinida; • quando as velocidades predefinidas são alcançadas, engatar a dita outra engrenagem 22I, 22II, 22III do estágio de caixa de transferência 20 ao eixo intermediário 19 e a engrenagem adicional 14I do estágio de relação de engrenagens ao eixo 12; e • trocar as embreagens 7, 8 com a embreagem 32 transportada pelo eixo de salto 31.

[084] Tendo em vista o que foi dito anteriormente, as vantagens de uma transmissão de dupla embreagem 1 de acordo com a invenção e o método relacionado são evidentes.

[085] Graças à presença de motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV, é possível realizar uma full-powershift sob condição de carga em qualquer possível relação de engrenagens total, com a condição de uma pré-sincronização da nova relação de engrenagens com a velocidade dos eixos não envolvendo a transmissão de torque e a ser acoplado com a nova relação de engrenagens. Desta forma, é possível usar embreagens de dentes 17 em vez de sincronizadores como elementos de seleção.

[086] Além disso, uma vez que os motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV rotacionam quase livremente na maior parte do tempo, sua contribuição para as perdas parasitas não é relevante para a eficiência total da transmissão.

[087] Uma vez que o eixo a ser acoplado é acelerado para uma velocidade alvo que é a velocidade de engate da engrenagem selecionada, os sincronizadores são substituídos por embreagens de dentes. Isso permite reduzir os custos e ônus dos sistemas hidráulicos voltados para o controle dos sincronizadores. Além disso, as embreagens de dentes podem ser simplesmente controladas por válvulas ON-OFF, evitando assim o uso de válvulas proporcionais cujo controle é mais complexo.

[088] Além disso, os motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV têm dois estados operacionais, ou seja, uma fase de motor em que eles convertem energia elétrica em energia mecânica para fazer seu eixo rotacionar a uma velocidade constante ou acelerá-lo, e uma fase de gerador na qual seu eixo é desacelerado ou arrastado pelo resto da transmissão por meio de uma embreagem engatada enquanto o veículo está se deslocando e, portanto, eles podem converter energia mecânica em energia elétrica. No último caso, a energia recuperada de mecânica para elétrica pode ser armazenada em um acumulador, tal como uma bateria e / ou um supercapacitor. Além disso, a sincronização dos eixos não é mais alcançada por atrito, prejudicando assim a energia cinética do veículo, ou seja, exigindo mais energia para o motor de combustão, mas a partir do acumulador que pode gerenciar o pico de carga exigido pelos motores específicos.

[089] O possível uso de motores elétricos 18I, 18II, 18III, 18IV para acionar diretamente o eixo de saída 3 permite eliminar um possível estágio de marcha reduzida, consequentemente aumentando a economia de custos e reduzindo os estorvos da transmissão 1 e melhorando a usabilidade do veículo em certas condições, por exemplo, na manobra de engate do implemento.

[090] Além disso, graças ao modelo atual e às fases de pré-sincronização que ocorrem na sobreposição de tempo, um baixo tempo de mudança (por exemplo, 0,15 segundos) entre as vinte e seis relações de engrenagens totais mencionadas acima pode ser obtido, em comparação com a inércia e a diferença de velocidade, usando motores elétricos de baixa potência 18I a 18IV. Portanto, os desempenhos da transmissão 1 são aumentados.

[091] É claro que modificações podem ser aplicadas à arquitetura elétrica híbrida descrita 1 para uma DCT que não se estendem além do escopo de proteção definido pelas reivindicações.

[092] Por exemplo, os números de engrenagens de estágios de relação de engrenagens, estágios de faixa e estágios de salto podem ser variados de acordo com a necessidade do veículo.

[093] Além disso, a arquitetura elétrica híbrida para DCT pode compreender diferentes elementos em relação ao descrito, por exemplo, os números e / ou tipologias de embreagens, engrenagens e embreagens de dentes podem ser variados.

[094] Por exemplo, a engrenagem intermediária 9 pode ter a mesma relação de engrenagens em relação aos alojamentos 10’ e 10’’ ou um estágio adicional pode estar presente que não o estágio de seleção de faixa 20, o estágio de salto 30 e o eixo de saída 3.

[095] Além disso, o controle de embreagens de dentes 17 pode ser implementado com qualquer tipologia de controle, por exemplo, uma hidráulica, elétrica ou pneumática em alternativa ou em combinações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arquitetura elétrica híbrida para uma transmissão de dupla embreagem (1) para um veículo todo-o-terreno, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: • um eixo de entrada do motor (2) configurado para ser acoplado à saída de um motor do dito veículo de trabalho, • um eixo intermediário (19) configurado para ser acoplado a um eixo de saída (3) adicionalmente conectável a um sistema de acionamento do dito veículo todo-o- terreno, e • uma embreagem de marcha à frente (5) e uma embreagem de marcha à ré (6), cada uma configurada para ser acoplada ao eixo de entrada do motor (2); • primeiro e segundo eixos (11, 12), cada um configurado para transportar uma pluralidade de engrenagens (14, 15), os ditos primeiro e segundo eixos (11, 12) sendo configurados para serem acoplados, por meio das respectivas embreagens (7, 8), ao dito eixo de entrada (2) e sendo configurados para serem acoplados ao dito eixo (19) definindo com uma das ditas engrenagens (14, 15) uma relação de engrenagens predeterminada (14I, 14II, 14III, 14IV, 15I, 15II, 15III, 15IV) entre o dito eixo de entrada do motor (2) e o dito eixo (19), • o dito eixo intermediário (19) sendo configurado para transportar uma pluralidade de engrenagens (22), o dito eixo intermediário (19) sendo acoplado ao dito eixo de saída (3) definindo com uma das ditas engrenagens (22) uma relação de faixa predeterminada (22I, 22II, 22III) entre o eixo intermediário (19) e o eixo de saída (3), • um estágio de salto (30) mecanicamente interposto entre o dito eixo de entrada (2) e o dito eixo de saída (3) e compreendendo uma embreagem de salto (32) configurada para ser mecanicamente acoplada ao eixo de entrada do motor (2) a fim de desviar mecanicamente do dito primeiro eixo, segundo eixo e eixo intermediário (11, 12, 19) quando a dita embreagem de salto (32) estiver engatada, o dito estágio de salto (30) compreendendo adicionalmente pelo menos um eixo de salto (31; 34)

transportando pelo menos duas rodas dentadas (33I, 33II) e configurado para ser acoplado ao dito eixo de saída (3), definindo com uma das ditas engrenagens (33I, 33II) uma pluralidade de relações de salto predeterminadas entre o eixo de entrada (2) e o eixo de saída (3), a dita transmissão de dupla embreagem (1) compreendendo adicionalmente uma pluralidade de motores elétricos (18I, 18II, 18III, 18IV), cada um da dita pluralidade sendo conectado, respectivamente, ao dito primeiro eixo (11), ao dito segundo eixo (12), ao dito eixo intermediário (19) e ao dito eixo de salto (31) para transmitir um torque.

2. Arquitetura, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito primeiro e o dito segundo eixo (11, 12) são configurados para serem acoplados pelas ditas embreagens (7, 8) a um par de alojamentos rotativos (10’, 10’’), o dito alojamento rotativo (10’, 10’’) sendo configurado para ser acoplado por outro par de embreagens (5, 6) ao dito eixo de entrada (2) e em que o dito eixo de salto (31, 34) é configurado para ser acoplado pela dita embreagem de salto ( 32) ao dito eixo de entrada (2) pelo dito outro par de embreagens (5, 6), em que o dito outro par de embreagens (5, 6), quando alternativamente acoplado ao respectivo alojamento (10’, 10’’), permite um movimento para trás ou para frente do veículo.

3. Arquitetura, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um do dito primeiro eixo e do dito segundo eixo (11, 12) transporta quatro rodas (14I, 14II, 14III, 14IV; 15I, 15II, 15III, 15IV) e o dito eixo intermediário (19) transporta três rodas (22I, 22II, 22III).

4. Arquitetura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito estágio de salto (30) compreende um eixo de salto intermediário (34), o dito eixo de salto intermediário (34) sendo mecanicamente acoplado ao dito eixo de saída (3) e transportando uma pluralidade rodas dentadas configuradas para cooperar com as rodas dentadas (33I, 33II) transportadas por um eixo de salto principal (31) para definir as ditas relações de salto.

5. Arquitetura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que cada uma das ditas rodas dentadas (14, 15, 22, 33) é transportada de uma maneira livre rotativa no respectivo eixo (11, 12, 19, 34), a dita transmissão (1) compreendendo uma pluralidade de meios de seleção (17) configurados para acoplar de forma rotativa as ditas rodas dentadas (14, 15, 22, 33) ao respectivo eixo (11, 12, 19, 34).

6. Arquitetura, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito meio de seleção (17) compreende uma embreagem de dentes ou uma embreagem de junta.

7. Arquitetura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos motores elétricos (18I, 18II, 18III, 18IV) têm uma tensão nominal de trabalho em torno de 48 Volts e / ou uma potência de saída inferior a 5 kW.

8. Arquitetura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos motores elétricos (18I, 18II, 18III, 18IV) operam seletivamente no respectivo eixo (11, 12; 19; 34).

9. Arquitetura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que os ditos motores elétricos (18I, 18II, 18III, 18IV) são conectáveis ao respectivo eixo (11, 12; 19; 34) por meio de uma embreagem de junta ou uma embreagem de dentes.

10. Arquitetura, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende adicionalmente uma unidade eletrônica de controle configurada para controlar os ditos motores elétricos (18I, 18II, 18III, 18IV).

11. Arquitetura, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que a dita unidade eletrônica de controle é configurada para controlar o dito meio de seleção (17), a fim de selecionar uma roda dentada escolhida (14, 15, 22, 33).

12. Método para operar uma arquitetura elétrica híbrida (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que para mudar de uma engrenagem (15IV) de um estágio de relação de engrenagens em combinação com uma engrenagem (22I, 22II, 22III) do estágio de caixa de transferência (20) para uma outra engrenagem (14I) de um estágio de relação de engrenagens em combinação com outra engrenagem (22I, 22II, 22III) do estágio de caixa de transferência: • receber uma entrada para mudar de uma engrenagem (15IV) de um estágio de relação de engrenagens em combinação com uma engrenagem (22I, 22II, 22III) do estágio de caixa de transferência (20) para uma outra engrenagem (14I) de um estágio de relação de engrenagens em combinação com outra engrenagem (22I, 22II, 22III) do estágio de caixa de transferência; • rotacionar o dito eixo de salto (31) por meio do motor elétrico correspondente (18IV) para atingir uma velocidade alvo que minimiza a diferença de velocidade nos dois lados de uma embreagem de dentes (17) adequada para selecionar uma engrenagem (33I, 33II) definindo uma relação com o dito eixo de saída (3) que está compreendida entre as ditas relações entre as quais é necessário mudar; • quando a velocidade alvo é atingida, engatar a dita engrenagem (33I, 33II) enquanto trocando as embreagens (7, 8) com a embreagem (32) transportada pelo dito eixo de salto (31); • desengatar a dita engrenagem (15IV) do dito estágio de relação de engrenagens e a dita engrenagem (22I, 22II, 22III) do estágio de caixa de transferência (20); • rotacionar o eixo (12) transportando a dita outra engrenagem (14I) do dito estágio de relação de engrenagens graças a um motor elétrico acoplado (18II) até atingir uma velocidade predefinida; • rotacionar o eixo intermediário (19) carregando a dita outra engrenagem (22I, 22II, 22III) do dito estágio de caixa de transferência (20) graças a um motor elétrico acoplado (18III) até atingir uma velocidade predefinida; • quando as ditas velocidades predefinidas são alcançadas, engatar a dita outra engrenagem (22I, 22II, 22III) do dito estágio de caixa de transferência (20) ao dito eixo intermediário (19) e a dita outra engrenagem (14I) do dito estágio de relação de engrenagens ao dito eixo (12); e • trocar as embreagens (7, 8) com a embreagem (32) transportada pelo dito eixo de salto (31).