BRPI0610960B1

BRPI0610960B1 - Veículo híbrido e método de controle para o mesmo

Info

Publication number: BRPI0610960B1
Application number: BRPI0610960-8A
Authority: BR
Inventors: Amamiya Sumiko
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2018-05-15
Also published as: JP4225314B2; WO2007074367A3; BRPI0610960A2; EP1966019A2; RU2381930C2; DE602006013879D1; JP2007168690A; CN101208229B; CN101208229A; US20090024262A1; WO2007074367A2; EP1966019B1; US8068946B2

Abstract

a presente invenção refere-se a um veículo híbrido uqe é fornecido com dispositivo (10) para estabelecer uma condição de acionamento em quatro rodas que é uma condição para comutar de acionamento em duas rodas para acionamento em quatro rodas, e um comutador ev (64) que, quando ligado por um ocupante do veículo coloca o veículo em um modo de acionamento ev no qual somente um motor elétrico é utilizado como a fonte de energia. o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas (60) muda (etapa s114) a condição de acicinamento em quatro rodas para reduzir uma região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas quando o comutador ev (64) está ligado (etapa 5102) quando comparado a quando o comutador ev (64) está desligado. como resultado, o veículo opera em acionamento em duas rodas mais freqüentemente, reduzindo assim consumo de energia.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VEÍCULO HÍBRIDO E MÉTODO DE CONTROLE PARA O MESMO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um veículo híbrido dotado de um motor de combustão interna e um motor elétrico como fontes de energia, no qual rodas frontais e rodas traseiras são acionadas de maneira independente uma da outra por meio do motor elétrico, e um método de controle daquele veículo híbrido. Mais particularmente, a invenção refere-se a um aparelho de controle de comutação que comuta entre acionamento de duas rodas no qual qualquer das rodas frontais ou rodas traseiras são acionadas, e acionamento de quatro rodas no qual ambas as rodas frontais e as rodas traseiras são acionadas, bem como um método de controle para o mesmo.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] Alguns veículos híbridos dotados de motor de combustão interna e um motor elétrico que também pode gerar eletricidade (daqui em diante referido como "motor elétrico") como fontes de energia, são estruturados de tal modo que as rodas frontais e as rodas traseiras sejam acionadas independentemente uma da outra utilizando o motor elétrico. Por exemplo, um veículo híbrido conhecido é estruturado de tal modo que as rodas frontais são acionadas pelo motor de combustão interna e o motor elétrico, e as rodas traseiras são acionadas por um outro motor elétrico diferente daquele que aciona as rodas frontais. Em tal veículo híbrido, dois métodos de acionamento podem facilmente ser realizado simplesmente comutando entre operar e não operar um dos motores elétricos dentre o motor elétrico fornecido para as rodas frontais e o motor elétrico fornecido para as rodas traseiras. Estes métodos de acionamento são acionamento em duas rodas no qual ou somente as rodas frontais ou somente as rodas traseiras são aciona- das, e acionamento em quatro rodas no qual ambas, as rodas frontais e as rodas traseiras são acionadas.

[003] Qual destes dois métodos de acionamento deve ser utilizado depende do controle de variáveis relacionadas à operação do veículo, tal como velocidade do veículo, o gradiente da estrada na qual o veículo está operando, a força de acionamento requerida pelo veículo, o ângulo de giro do veículo e a diferença em velocidade de rotação entre as rodas frontais e traseiras. O acionamento em quatro rodas é utilizado quando uma grande força de acionamento é requerida, tal como saindo de uma parada, acelerando, ou subindo uma colina ou quando operando em uma estrada com baixo coeficiente de atrito, tal como uma estrada congelada. Distribuindo a força de acionamento requerida pelo veículo entre todas as quatro rodas, a força de acionamento é capaz de ser transmitida de forma confiável entre cada roda e a superfície da estrada. Por outro lado, acionamento em duas rodas é geralmente utilizado quando não muita força de acionamento é requerida pelo veículo e o veículo é acionado em estradas com um coeficiente de atrito suficientemente elevado. Operar em acionamento de duas rodas consome menos combustível e energia do que operar em acionamento em quatro rodas, desde que as rodas não deslizem. Com um veículo híbrido tal como aquele descrito acima, acionamento em duas rodas requer somente que energia elétrica seja suprida para o motor elétrico para somente um conjunto de rodas, isto é, somente ou o motor elétrico para as rodas frontais ou o motor elétrico para as rodas traseiras. Portanto, a perda elétrica entre a bateria secundária e o motor elétrico é baixa, possibilitando com isto o consumo de energia ser reduzido ao acionar o veículo.

[004] Também veículos híbridos realizam diversos modos de acionamento utilizando o motor de combustão interna e o motor elétrico de maneira seletiva ou em combinação. Alguns exemplos destes mo- dos de acionamento incluem um "modo de acionamento HV" que utiliza o motor de combustão interna e o motor elétrico juntos como fonte de acionamento, um "modo de acionamento de motor" que utiliza somente o motor de combustão interna como a fonte de acionamento, e um "modo de acionamento EV" que utiliza somente o motor elétrico como a fonte de acionamento. Estes modos de acionamento podem ser comutados de maneira automática sucessivamente dependendo do estado de carga (daqui em diante simplesmente referido como "SOC") da bateria secundária que supre a energia elétrica para o motor elétrico, e a força de acionamento requerida e similares.

[005] Alguns veículos híbridos que têm estes tipos de modos de acionamento são dotados de um "comutador EV" na cabine do veículo para possibilitar a um ocupante selecionar intencionalmente o "modo de acionamento EV". Quando o comutador EV é ligado o veículo é colocado no "modo de acionamento EV". Por exemplo, o panfleto da Publicação Internacional Número 00/05094 propõe fornecer uma alavanca no veículo que possibilita a um ocupante comutar do acionamento que utiliza o motor de combustão interna como a fonte de acionamento (isto é, modo de acionamento de motor e modo de acionamento HV), para o modo de acionamento EV. O ocupante coloca de maneira forçada o veículo no modo de acionamento EV operando este comutador ou alavanca EV. Como resultado, o veículo é capaz de operar silenciosamente, uma vez que ele está operando no modo de acionamento EV, isto é, sem utilizar o motor de combustão interna. Consequentemente, este comutador EV é útil em momentos tais quando acionando através de distritos residenciais à noite.

[006] Quando o veículo híbrido está operando no modo de acionamento EV, isto é, operando somente pelo uso do motor elétrico como a fonte de energia, a energia elétrica suprida a partir da bateria secundária para um motor elétrico se torna a energia que aciona o veícu- lo. Portanto, a distância de deslocamento do veículo quando acionando no modo de acionamento EV é determinada pelo SOC da bateria secundária. Quando SOC da bateria secundária diminui de acionamento de maneira contínua no modo de acionamento EV, o motor de combustão interna deve ser operado para carregar a bateria secundária. Neste momento o modo de acionamento EV é automaticamente anulado por um aparelho de controle do veículo. Isto é, o comutador EV é desligado e é dada partida no motor de combustão interna.

[007] Desta maneira, mesmo se o ocupante seleciona o modo de acionamento EV com o comutador EV, o modo de acionamento EV pode ser cancelado previamente devido a um SOC baixo da bateria secundária, é o que é problemático em termos de comerciabilidade. Para equilibrar isto, é possível aumentar a distância de deslocamento no modo de acionamento EV aumentando o tamanho da bateria secundária, porém isto poderia aumentar o peso da bateria secundária e o espaço requerido para montar a bateria secundária. Portanto, quando o condutor opera o comutador EV e comuta o modo de acionamento para o modo de acionamento EV é desejável reduzir o consumo de energia do motor elétrico tanto quanto possível, para aumentar a distância de deslocamento no modo de acionamento EV.

[008] Em um veículo híbrido que é capaz de operar enquanto comutando sucessivamente entre acionamento em quatro rodas e acionamento em duas rodas, tal como também aquele descrito acima, a condição de comutação entre acionamento em duas e quatro rodas, isto é, a região na qual o veículo opera em uma acionamento em quatro rodas é estabelecido de maneira apropriada antecipadamente testando de forma correspondente variáveis de controle relacionadas à operação do veículo. A região na qual o veículo opera no acionamento em quatro rodas é normalmente estabelecida para enfatizar desempenho de energia e não considera redução de consumo de energia ao acionar no modo de acionamento EV que foi selecionado pelo ocupante que opera o comutador EV. Portanto, existe uma demanda por tecnologia, que possibilita que consumo de energia seja reduzido no modo de acionamento EV que foi selecionado com o comutador EV ao mesmo tempo que satisfaz o desempenho de energia durante acionamento normal.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] Esta invenção fornece um veículo híbrido no qual o consumo de energia é capaz de ser reduzido quando um comutador EV é ligado, bem como um método de controle daquele veículo híbrido.

[0010] Um primeiro aspecto da invenção é relativo a um veículo híbrido. Este veículo híbrido é dotado de dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas para estabelecer uma condição de acionamento em quatro rodas que é uma condição para comutar de acionamento em duas rodas no qual um conjunto de rodas dentre as rodas frontais e rodas traseiras é acionado, para acionamento em quatro rodas no qual ambas, as rodas frontais e as rodas traseiras são acionadas, e um comutador EV que quando ligado por um ocupante do veículo coloca o veículo em um modo de acionamento EV no qual somente um motor elétrico é utilizado como a fonte de energia. O dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas significa mudanças na condição de acionamento em quatro rodas para reduzir uma região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas quando o comutador EV está ligado quando comparado a quando o comutador EV está desligado. Quando o co-mutador EV está ligado, isto é, quando o veículo está operando no modo de acionamento EV que foi selecionado pelo ocupante do veículo que opera o comutador EV, a região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas é reduzida comparada a quando operando normalmente, e a região na qual o veículo opera em acionamen- to em duas rodas aumenta proporcionalmente. Como resultado, o veículo opera em acionamento em duas rodas mais frequentemente, reduzindo assim consumo de energia.

[0011] A condição de acionamento em quatro rodas pode incluir uma condição que uma relação de deslizamento calculada pela diferença em velocidades de rotação entre as rodas frontais e as rodas traseiras seja igual a ou maior do que uma relação de deslizamento determinante que é um valor limiar predeterminado, e o dispositivo de estabelecimento da condição de acionamento em quatro rodas pode estabelecer a relação de deslizamento determinante para um valor mais elevado quando o comutador EV está ligado do que quando o comutador EV está desligado.

[0012] A condição de acionamento em quatro rodas pode também incluir uma condição que quando o veículo está saindo de uma parada, um gradiente de estrada naquele momento seria igual ou maior do que um gradiente de estrada determinante que é um valor limiar predeterminado, e uma condição que uma velocidade do veículo seja igual ou menor do que uma velocidade de veículo determinante que é um valor limiar predeterminado, e o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas pode estabelecer o gradiente de estrada determinante para um valor mais elevado e estabelecer a velocidade de veículo determinante para um valor mais baixo quando o comutador EV está ligado do que quando o comutador EV está desligado.

[0013] Também o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas pode incluir dispositivo de determinação de mudança de condição para determinar se a condição de acionamento em quatro rodas quando o comutador EV está desligado deveria ser mudada para a condição de acionamento em quatro rodas quando o comutador EV está ligado. O dispositivo de determinação de mudança de condição proíbe a condição de acionamento em quatro rodas ser mudada quando a relação de deslizamento é igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado, ou quando o gradiente de estrada é igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado.

[0014] Este primeiro aspecto da invenção possibilita que consumo de energia seja reduzido em um veículo híbrido ao operar no modo de acionamento EV selecionado com o comutador EV.

[0015] Um segundo aspecto da invenção é relativo a um método de controle de um veículo híbrido que é dotado de um motor de combustão interna e um motor elétrico como fontes de energia, e no qual rodas frontais e rodas traseiras são acionadas independentemente uma da outra pelo motor elétrico. Este método de controle é caracterizado por incluir as etapas de determinar se um comutador EV que, quando ligado por um ocupante do veículo, coloca o veículo no modo de acionamento EV no qual somente o motor elétrico é utilizado como fonte de energia está ligado; e mudando uma condição de acionamento em quatro rodas que é uma condição para comutar de acionamento em duas rodas na qual um conjunto de rodas dentre as rodas frontais e as rodas traseiras é acionado para acionamento em quatro rodas no qual ambas, as rodas frontais e as rodas traseiras são acionadas para reduzir uma região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas quando o comutador EV está ligado, quando comparado a quando o comutador EV está desligado.

[0016] Este segundo aspecto da invenção possibilita que consumo de energia seja reduzido em um veículo híbrido ao operar no modo de acionamento EV selecionado com o comutador EV.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] O que precede e outros objetivos, aspectos e vantagens da invenção, se tornarão evidentes a partir da descrição a seguir de modalidades preferenciais com referência aos desenhos que acompa- nham, nos quais numerais iguais são utilizados para representar elementos iguais e, nos quais: [0018] a Figura 1 mostra de maneira esquemática um veículo híbrido de acordo com um exemplo de modalidade da invenção; e [0019] a Figura 2 é um fluxograma que ilustra controle executado no veículo híbrido de acordo com o exemplo de modalidade. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0020] Na descrição a seguir e nos desenhos que acompanham, a presente invenção será descrita em mais detalhe em termos de modalidades tomadas como exemplo. Um veículo híbrido no qual as rodas frontais são acionadas por um motor de combustão interna e um motor elétrico, e as rodas traseiras são acionadas por um outro motor elétrico, será descrito como um exemplo.

[0021] Primeiro a estrutura de um veículo híbrido 1 de acordo com este exemplo de modalidade será descrito com referência à Figura 1. A Figura 1 é uma vista representativa da estrutura esquemática do veículo híbrido 1. Para acionar o veículo híbrido 1, ele é dotado de uma unidade de acionamento de roda frontal 3 que aciona rodas frontais 48f e uma unidade de acionamento de roda traseira 5 que aciona as rodas traseiras 48r. A unidade de acionamento de roda frontal 3 inclui como fontes de energia um motor de combustão interna 10 e motores elétricos MG1 e MG2 que são capazes de gerar eletricidade. Ao mesmo tempo, a unidade de acionamento de roda traseira 5 inclui como uma fonte de energia um motor elétrico MG3. Consequentemente, as rodas frontais 48f e as rodas traseiras 48r são acionadas independentemente uma da outra.

[0022] O motor de combustão interna 10 tem um dispositivo de injeção de combustível, um dispositivo de ignição e uma válvula de estrangulamento, nenhum dos quais está mostrado. Estes dispositivos são controlados por uma unidade de controle eletrônico do motor (da- qui em diante referida como a "ECU do motor"). Portanto, a ECU do motor pode ajustar a energia gerada pelo motor de combustão interna 10 que é então saída a partir de um eixo de manivelas 12.

[0023] Enquanto isso os motores elétricos MG1, MG2 e MG3 são todos assim chamados motores-geradores, que são capazes de funcionar como ambos, motores elétricos que convertem a eletricidade suprida para energia, e geradores que convertem energia introduzida para eletricidade. Um inversor 51, 52 e 53 fornecido para cada um dos motores elétricos MG1, MG2, MG3 respectivamente, controla a comutação destas funções e a energia mecânica gerada pelos motores elétricos MG1, MG2, MG3 ou a energia recuperada pelos motores elétricos MG1, MG2 e MG3. Estes inversores 51, 52 e 53 são todos conectados a uma bateria secundária 56, tal que eletricidade pode ser transferida entre a bateria secundária 56 e cada um dos motores elétricos MG1, MG2 e MG3. Esta transferência de eletricidade é controlada por uma unidade de controle eletrônico do motor (daqui em diante referida como "ECU do motor" 54). Consequentemente, A ECU do motor 54 pode controlar os motores elétricos MG1, MG2 e MG3 por meio dos inversores 51, 52 e 53. Energia gerada pelos motores elétricos MG1, MG2 e MG3 é então saída dos eixos rotativos 31a, 32a e 33a que são acoplados a rotores 31, 32 e 33 dos motores elétricos MG1, Mg2 e MG3, respectivamente.

[0024] Na unidade de acionamento da roda frontal 3 em adição ao motor de combustão interna 10 e um dos motores elétricos MG1 e MG2 descritos acima, um conjunto de engrenagem planetária 20 que divide a saída de energia do motor de combustão interna 10, uma engrenagem de redução 40f que aumenta torque reduzindo a rotação transmitida do conjunto de engrenagem planetária 20, e uma engrenagem diferencial 45f que distribui energia transmitida a partir da engrenagem de redução 40f para os eixos de acionamento esquerdo e direi- to 46f são acopladas juntas de maneira integrada. O motor elétrico MG1 é principalmente utilizado como um gerador, enquanto o motor elétrico MG2 é principalmente utilizado como um motor elétrico.

[0025] O eixo de manivelas 12 do motor de combustão interna 10 é acoplado a um portador planetário 28 do conjunto de engrenagem planetária 20, o rotor 31 do motor elétrico MG1 é acoplado a uma engrenagem solar 22 do conjunto de engrenagem planetária 20, e o rotor 32 do motor elétrico MG2 é acoplado a uma engrenagem anel 24 do conjunto de engrenagem planetária 20. A saída de energia pelo motor de combustão interna 10 a partir do eixo de manivelas 12 é dividida em energia transmitida para a engrenagem solar 22 e energia transmitida para engrenagem anel 24. A energia transmitida a partir do motor de combustão interna 10 para engrenagem solar 22 é transmitida para o motor elétrico MG1 onde ela é utilizada para gerar eletricidade. Enquanto isto, a energia transmitida a partir do motor de combustão interna 10 para a engrenagem anel 24 é combinada com a saída de energia do motor elétrico MG2 e então transmitida da engrenagem anel 24 para a engrenagem de redução 40f. A energia transmitida a partir da engrenagem de redução 40f para a engrenagem diferencial 45f é então distribuída para os eixos de acionamento esquerdo e direito 46f para acionar as rodas frontais 48f.

[0026] Estruturando a unidade de acionamento de roda frontal 3 desta maneira o motor elétrico MG2 gera energia mecânica a partir da eletricidade suprida pela bateria secundária 56. Esta energia mecânica é então utilizada para acionar as rodas frontais 48f impelindo assim o veículo 1. Também durante desaceleração do veículo a energia mecânica transmitida a partir das rodas frontais 48f para o motor elétrico MG2 pode ser convertida em eletricidade e recuperada pela bateria secundária 56.

[0027] Por outro lado, na unidade de acionamento de roda traseira 5 em adição ao motor elétrico MG3 descrito acima, uma engrenagem de redução 40r que aumenta o torque reduzindo a rotação transmitida a partir do motor elétrico MG3 e uma engrenagem diferencial 45r que distribui energia transmitida a partir da engrenagem de redução 40r para os eixos de acionamento esquerdo e direito 46r são integralmente acoplados juntos. Saída de energia a partir do motor elétrico MG3 é transmitida a partir da engrenagem de redução 40r para a engrenagem diferencial 45r onde ela é distribuída para os eixos de acionamento esquerdo e direito 46r para acionar as rodas traseiras 48r.

[0028] Estruturando a unidade de acionamento de roda traseira 5 desta maneira o motor elétrico MG3 gera energia mecânica a partir da eletricidade suprida pela bateria secundária 56, similar ao motor elétrico MG2. Esta energia mecânica é então utilizada para acionar as rodas traseiras 48r, assim impelindo o veículo 1. Também, durante desaceleração do veículo a energia mecânica transmitida a partir das rodas traseiras 48r para o motor elétrico MG3 pode ser convertida em eletricidade e recuperada pela bateria secundária 56.

[0029] O veículo híbrido 1 é também dotado de uma unidade de controle eletrônico híbrida (daqui em diante referida como a "ECU híbrida") 60 que controla todo o sistema do veículo 1. Em adição, o veículo 1 é dotado de um sensor de posição de acelerador 62 que detecta uma quantidade de depressão de um pedal acelerador e dá saída a um sinal de quantidade de abertura do acelerador para a ECU híbrida 60. A ECU híbrida 60 então calcula uma força de acionamento requerida pelo veículo (daqui em diante referida como "força de acionamento requerida") de acordo com o sinal de quantidade de abertura de acelerador que foi introduzido. Com base nesta força de acionamento requerida calculada, a ECU híbrida 60 determina então a energia a ser gerada pelo motor de combustão interna 10 e os motores elétricos MG1, MG2 e MG3 e dá saída a comandos indicativos deles para a ECU do motor 50, e a ECU do motor 54 descritas acima. Ao receber os comandos a ECU de motor 50 e a ECU de motor 54 controlam o motor de combustão interna 10 e os motores elétricos (MG1, MG2 e MG3) de acordo. Desta maneira, o motor de combustão interna 10 e os motores elétricos (MG1, MG2 e MG3) são controlados para operar em coordenação um com o outro de acordo com o estado de operação do veículo, inclusive quando o veículo está parado.

[0030] O veículo híbrido 1 é também dotado de uma unidade de monitoramento de bateria (daqui em diante referida como "ECU da batería") 58 que monitora o estado da bateria secundária e dá saída a um sinal indicativo do estado de carga (daqui em diante referido como "SOC da bateria secundária") 56 para a ECU híbrida 60. Então com base neste SOC da bateria secundária e na força de acionamento requerida calculada, a ECU híbrida 60 comuta tipicamente um modo de acionamento de maneira apropriada entre um modo de acionamento HV no qual o motor de combustão interna 10 e os motores elétricos (MG1, MG2 e MG3) são utilizados juntos como a fonte de energia, um modo de acionamento de motor no qual somente o motor de combustão interna 10 é utilizado como fonte de acionamento, e um modo de acionamento EV no qual somente os motores elétricos (MG1, MG2 e MG3) são utilizados como a fonte de energia.

[0031] O veículo híbrido 1 é também dotado de um comutador EV 64 que possibilita a um ocupante do veículo 1 selecionar intencionalmente o modo de acionamento EV. Este comutador EV 64 é fornecido em uma localização acessível pelo ocupante do veículo tal como em um painel de instrumentos na cabine do veículo. Quando o ocupante liga o comutador EV 64 isso é detectado pela ECU híbrida 60. A ECU híbrida 60 que detectou que o comutador EV 64 foi ligado então controla o motor de combustão interna 10 de modo que ele não seja operado enquanto realizando controle para alcançar a força de aciona- mento requerida operando somente os motores elétricos MG2 e MG3. Desta maneira, ligando o comutador EV 64, o veículo pode ser colocado de maneira forçada no modo de acionamento SV no qual somente os motores elétricos MG2 e MG3 são utilizados como a fonte de energia.

[0032] O modo de acionamento EV que é selecionado pelo ocupante do veículo ligando o comutador EV 64 desta maneira será daqui em diante referido como o "modo de acionamento EV selecionado". Em contraste, o modo de acionamento EV que é estabelecido quando a ECU híbrida 60 comuta automaticamente de um outro modo de acionamento (tal como o modo de acionamento de motor, ou modo de acionamento HV) será referido como "modo de acionamento EV automático" para distingui-lo do modo de acionamento EV selecionado.

[0033] Quando o SOC da bateria secundária 56 está baixo devido à operação contínua no modo de acionamento EV selecionado, ou quando uma força de acionamento de uma magnitude incapaz de ser alcançada no modo de acionamento EV é requerida, a ECU híbrida 60 automaticamente desliga o comutador EV 64 e o veículo híbrido 1 comuta para o modo de acionamento HV ou modo de acionamento de motor.

[0034] Um sensor de velocidade de roda, não mostrado, que detecta a velocidade de rotação de uma roda, é fornecido para todas as quatro rodas (48f e 48r) do veículo híbrido 1. A ECU híbrida 60 recebe sinais de velocidade de rotação de roda a partir daquele sensores de velocidade de roda e então calcula uma velocidade de rotação de roda frontal que é o valor médio das velocidades de rotação das rodas frontais esquerda e direita 48f, e uma velocidade de rotação de roda traseira que é o valor médio das velocidade de rotação das rodas traseiras esquerda e direita 48r. A velocidade do veículo 1, (daqui em diante referida como a "velocidade do veículo") é então determinada de qual- quer das velocidades de rotação de roda frontal calculada ou da velocidade de rotação de roda traseira calculada.

[0035] Além disto, a ECU híbrida 60 também calcula uma relação de deslizamento a partir da diferença entre a velocidade de rotação da roda frontal e a velocidade de rotação da roda traseira. Quando a velocidade de rotação da roda frontal é maior do que a velocidade de rotação da roda traseira, o quociente da velocidade de rotação da roda frontal dividida pela velocidade de rotação da roda traseira se torna a relação de deslizamento da roda frontal. Quando a velocidade de rotação da roda traseira é maior do que a velocidade de rotação da roda frontal, o quociente da velocidade de rotação da roda traseira dividida pela velocidade de rotação das rodas frontais 48f se torna a relação de deslizamento da roda traseira. Daqui em diante a relação de deslizamento da roda frontal e a relação de deslizamento da roda traseira serão simplesmente referidas como a "relação de deslizamento". A relação de deslizamento pode ser calculada por uma outra unidade de controle eletrônico, não mostrada, e os resultados de cálculo podem ser introduzidos para a ECU híbrida 60.

[0036] Além disto, o veículo híbrido 1 também é dotado de dispositivo de detecção de gradiente 66 para detectar um gradiente da estrada sob o veículo 1. Este dispositivo de detecção de gradiente 66 dá saída a um sinal indicativo do gradiente da estrada para a ECU híbrida 60. Um sensor não mostrado, que pode detectar a aceleração do veículo 1 pode dar saída a um sinal indicativo de aceleração na direção longitudinal do veículo para a ECU híbrida 60, que pode então avaliar o gradiente de estrada com base no sinal de aceleração quando o veículo está parado.

[0037] Como descrito acima, a ECU híbrida 60 dá entrada ou calcula as variáveis de controle relacionadas à operação do veículo, tal como a velocidade do veículo, gradiente da estrada e a relação de deslizamento. Então, com base nestas variáveis de controle a ECU híbrida 60 comuta entre acionamento em duas rodas no qual somente ou as rodas frontais 48f ou as rodas traseiras 48r são acionadas em acionamento em quatro rodas no qual ambas, as rodas frontais 48f e as rodas traseiras 48r são acionadas. A ECU híbrida 60 comuta entre acionamento em duas rodas e acionamento em quatro rodas determinando se o estado de operação do veículo 1 corresponde a uma região de operação de acionamento em duas rodas ou uma região de operação em acionamento em quatro rodas com base nos valores das variáveis de controle relacionadas à operação. A condição para comutar entre acionamento em duas rodas e acionamento em quatro rodas (daqui em diante referida como "condição de acionamento em quatro rodas") inclui uma pluralidade de condições predeterminadas. Cada condição é definida pela relação entre uma variável de controle relacionada à operação que foi ou recebida pela ECU híbrida 60 ou calculada pela ECU híbrida 60 e um valor limiar predeterminado, isto é, uma constante de controle que foi estabelecida antecipadamente. A constante de controle é armazenada em ROM 60a da ECU híbrida 60 antecipadamente.

[0038] Daqui em diante o método para estabelecer a condição de acionamento em quatro rodas deste exemplo de modalidade, isto é, a constante de controle que constitui esta condição será descrita com referência à Figura 2. A Figura 2 é um fluxograma que ilustra controle para estabelecer a condição de acionamento em quatro rodas que é executada pela ECU híbrida 60. Neste exemplo de modalidade, quando o comutador EV 64 é ligado, a constante de controle da condição de acionamento em quatro rodas muda de modo que a região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas, isto é, a região de operação de acionamento em quatro rodas se torna menor.

[0039] Primeiro a ECU híbrida 60 introduz variáveis de controle relacionadas a veículo operando a partir dos diversos sensores e unidades de controle eletrônicas descritas acima (etapa S100). Em adição, à velocidade do veículo, gradiente da estrada e relação de deslizamento, as variáveis de controle também incluem informações relacionadas a, por exemplo, SOC da bateria secundária 56, a força de acionamento requerida e se o comutador EV 64 está ligado ou desligado.

[0040] A ECU híbrida 60 determina então se o comutador EV 64 está ligado (etapa S102). Se um ocupante do veículo ligou o comutador EV 64 o processo continua até a etapa S110. Se, por outro lado, o comutador EV 64 não foi ligado, isto é, está desligado, ou a ECU híbrida 60 desligou de maneira automática o comutador EV 64 devido a um SOC baixo da bateria secundária 56 a despeito de se ele estava originalmente ligado pelo ocupante, o processo prossegue para a etapa S104.

[0041] Quando o comutador EV 64 está desligado, o veículo híbrido 1 opera em um "modo de acionamento normal" (etapa S104). O "modo de acionamento normal" neste caso inclui um modo de acionamento de motor, no qual somente o motor de combustão interna 10 é selecionado e utilizado como fonte de energia, o modo de acionamento HV no qual o motor de combustão interna 10 e os motores elétricos (MG1, MG2 e MG3) são utilizados juntos como fonte de energia e o modo de acionamento EV automático no qual somente os motores elétricos (MG1, MG2 e MG3) são selecionados e utilizados como a fonte de energia devido à ECU híbrida 60 comutar modos automaticamente, isto é, este modo não é iniciado pelo ocupante ligando o comutador EV. A ECU híbrida 60 comuta automaticamente entre estes modos sucessivamente dependendo do SOC da bateria secundária 56 e da força de acionamento requerida.

[0042] Neste momento, a ECU híbrida 60 estabelece a condição de acionamento em quatro rodas para uma "condição de acionamento em quatro rodas normal" (etapa S106). Esta condição de acionamento em quatro rodas normal inclui ambas, uma condição que a relação de deslizamento (uma variável de controle) seja igual ou maior do que uma relação de deslizamento determinante (constante de controle) que é um valor limiar predeterminado de 0,05 e uma condição que o gradiente de estrada (uma variável de controle) quando o veículo sai de uma parada sobre uma colina seja igual a ou maior do que um gradiente de estrada determinante, que é um valor limiar predeterminado de 6 graus e a velocidade do veículo (uma variável de controle) seja igual a ou menor do que uma velocidade de veículo determinante (uma variável de controle) que é um valor limiar predeterminado de 25 quilômetros por hora. Quando no mínimo uma destas condições é satisfeita, a ECU híbrida 60 realiza controle para acionar ambas, as rodas frontais 48f e as rodas traseiras 48r de tal modo que o veículo híbrido 1 opera em acionamento em quatro rodas.

[0043] Se por outro lado é determinada na etapa S102 que o co-mutador EV está ligado, então o veículo híbrido 1 opera no modo de acionamento EV selecionado (etapa S110). O veículo híbrido 1 continua a operar no modo de acionamento EV selecionado até que o SOC da batería secundária 56 caia para igual ou menor do que um valor predeterminado ou a menos que energia que é maior do que pode ser alcançada no modo de acionamento EV seja requerida.

[0044] Neste caso, é determinado se a condição de acionamento em quatro rodas deveria ser trocada da condição de acionamento em quatro rodas normal para um "acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível", que será descrita mais tarde (etapa S112). Por exemplo, quando a relação de deslizamento é igual a ou maior do que 0,07 ou quando o gradiente da estrada na qual o veículo está viajando é igual ou maior do que 7 graus, a condição é proibida de mudar da condição de acionamento em quatro rodas normal para a condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível, e o processo prossegue para a etapa S116. Em qualquer outro caso, contudo, a mudança na condição de acionamento em quatro rodas é permitida e o processo prossegue para a etapa S114.

[0045] Na etapa S114 a ECU híbrida 60 estabelece a condição de acionamento em quatro rodas para a condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível (etapa S114). Esta condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível inclui, por exemplo, uma condição que a relação de deslizamento seja igual ou maior do que uma relação de deslizamento determinante que é um valor linear predeterminado de 0,10 e uma condição que o gradiente de estrada quando o veículo está saindo de uma parada em uma colina seja igual a ou maior do que um gradiente de estrada determinante, que é um valor limiar predeterminado de 8 graus e a velocidade do veículo seja 5 quilômetros por hora, ou menos. Nesta condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível, a relação de deslizamento determinante e o gradiente de estrada determinante no qual o modo é comutado do acionamento em duas rodas para acionamento em quatro rodas é estabelecida em valores mais elevados do que são na condição de acionamento em quatro rodas normal. Em adição, a velocidade do veículo determinante, na qual o modo é comutado de acionamento em quatro rodas para acionamento em duas rodas quando saindo de uma parada em uma colina é estabelecido para um valor mais baixo do que é na condição de acionamento em quatro rodas normal.

[0046] Mudando a condição para este tipo de condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível, com um veículo 1 que está operando em acionamento em duas rodas mesmo se os valores de variáveis de controle tais como relação de deslizamento e o gradiente de estrada aumentam devido a uma mu- dança no estado de operação, é mais difícil alcançar a relação de deslizamento determinante e o gradiente de estrada determinante, de modo que o veículo 1 não comuta para acionamento em quatro rodas tão facilmente como ele faz na condição de acionamento em quatro rodas normal. Em adição, com o veículo 1 que estava operando em acionamento em quatro rodas quando saindo de uma parada em uma colina se a velocidade do veículo é aumentada, é mais fácil alcançar a velocidade de veículo determinante e é assim mais fácil retornar para o acionamento em duas rodas do acionamento em quatro rodas na condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível do que é na condição de acionamento em quatro rodas normal. Isto é, a condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível muda os valores das constantes de controle que constituem a condição de acionamento em quatro rodas comparada com a condição de acionamento em quatro rodas normal, para reduzir a região na qual o veículo 1 opera em acionamento em quatro rodas e aumenta proporcionalmente a região na qual o veículo 1 opera em acionamento em duas rodas.

[0047] Enquanto isto, na etapa 116, a ECU híbrida 60 estabelece a condição de acionamento em quatro rodas para a condição de acionamento em quatro rodas normal, da mesma forma como ela faz quando o comutador EV 64 está desligado. Isto impede o veículo que estava operando em acionamento em quatro rodas, de subitamente comutar para acionamento em duas rodas devido à condição de acionamento em quatro rodas mudar da condição de acionamento em quatro rodas normal para a condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível, quando o comutador EV 64 é ligado enquanto operando com uma relação de deslizamento elevada ou viajando em algum lugar onde o gradiente de estrada é inclinado. Como resultado, é possível impedir que a capacidade de condução seja afe- tada de maneira adversa por uma mudança na condição de acionamento em quatro rodas quando o comutador EV 64 foi ligado.

[0048] No exemplo de modalidade que precede, a condição de acionamento em quatro rodas é mudada para diminuir a região na qual o veículo 1 opera em acionamento em quatro rodas quando o comutador EV 64 é ligado quando comparada com quando aquele comutador EV 64 está desligado. Quando o comutador EV 64 está ligado, isto é, quando o veículo 1 está operando no modo de acionamento EV selecionado, que foi selecionado por um ocupante do veículo 1 que opera o comutador EV 64, a região na qual o veículo é operado em acionamento em quatro rodas é reduzida comparada a quando o veículo está viajando normalmente, e a região na qual o veículo é operado em acionamento em duas rodas é aumentada proporcionalmente. Mudando a condição de acionamento em quatro rodas desta maneira, a frequência com a qual o veículo 1 opera em acionamento em duas rodas aumenta, reduzindo com isto consumo de energia no modo de acionamento EV selecionado. Como resultado, a distância de deslocamento no modo de acionamento EV selecionado pode ser aumentada.

[0049] Neste exemplo de modalidade, a condição de acionamento em quatro rodas é mudada pela mudança dos valores das constantes de controle tal como a relação de deslizamento determinante e o gradiente de estrada determinante, e a velocidade de veículo determinante. Contudo, a invenção não está limitada a isto, desde que a condição de acionamento em quatro rodas seja mudada de tal modo que a região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas seja reduzida. Por exemplo, a região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas pode ser reduzida mudando o tipo atual de parâmetro que constitui a condição de acionamento em quatro rodas.

[0050] Também no exemplo de modalidade precedente, a condição para determinar se mudar a condição de acionamento em quatro rodas (daqui em diante é referida como "determinação de mudança de condição") é determinada pela relação de deslizamento e o gradiente de estrada enquanto o veículo está operando. Contudo, a determinação de mudança de condição não está limitada a esta condição desde que a condição de acionamento em quatro rodas seja proibida de mudar quando o método de acionamento tenta mudar para acionamento em duas rodas no momento quando a condição de acionamento em quatro rodas muda para a condição de acionamento em quatro rodas que enfatiza consumo de combustível, quando o comutador EV 64 foi ligado. Por exemplo, quando o comutador EV é ligado enquanto o veículo está operando em acionamento em quatro rodas, a mudança na condição de acionamento em quatro rodas pode ser atrasada até depois que o estado de operação do veículo muda, e o veículo tenha comutado de acionamento em quatro rodas de acordo com a condição de acionamento em quatro rodas normal para o acionamento em duas rodas.

[0051] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a suas modalidades tomadas como exemplo, deve ser entendido que a invenção não está limitada aos exemplos e às modalidades ou construções tomadas como exemplo. Ao contrário, a invenção tem a intenção de cobrir diversas modificações e arranjos equivalentes. Em adição, embora os diversos elementos das modalidades tomadas como exemplo estejam mostrados em diversas combinações de configurações, que são tomadas como exemplo, outras combinações de configurações que incluem mais, menos ou somente um único elemento, estão também dentro do espírito e escopo da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Veículo híbrido que inclui um motor de combustão interna (10) como uma primeira fonte de energia; um motor elétrico (MG1, MG2, MG3) como uma segunda fonte de energia que aciona rodas frontais (48f) e rodas traseiras (48r) independentemente uma da outra; dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas para estabelecer uma condição de acionamento em quatro rodas que é uma condição para comutar de acionamento em duas rodas no qual um conjunto de rodas dentre as rodas frontais (48f) e as rodas traseiras (48r) é acionado, para acionamento em quatro rodas no qual ambas, as rodas frontais (48f) e as rodas traseiras (48r), são acionadas; e um comutador EV (64) que quando ligado por um ocupante do veículo coloca o veículo em um modo de acionamento EV no qual somente o motor elétrico (MG1, MG2, MG3) é utilizado como fonte de energia, caracterizado pelo fato de o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas altera a condição de acionamento em quatro rodas para reduzir uma região em que o veículo opera em acionamento em quatro rodas, quando o comutador EV (64) está ligado, quando comparado a quando o comutador EV (64) está desligado.

2. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a condição de acionamento em quatro rodas inclui uma condição que uma relação de deslizamento calculada pela diferença em velocidades de rotação entre as rodas frontais (48f) e as rodas traseiras (48r) é igual a ou maior do que uma relação de deslizamento determinante que é um valor limiar predeterminado, e o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas que estabelece a relação de deslizamento determinante para um valor mais elevado quando o comutador EV (64) está ligado do que quando o comutador EV (64) está desligado.

3. Veículo híbrido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a condição de acionamento em quatro rodas inclui uma condição que quando o veículo está saindo de uma parada, um gradiente de estrada naquele momento seja igual ou maior do que um gradiente de estrada determinante que é um valor limiar predeterminado, e uma condição que uma velocidade do veículo seja igual a ou menor do que uma velocidade de veículo determinante que é um valor limiar predeterminado; e o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas estabelece o gradiente de estrada determinante para um valor mais elevado e estabelece a velocidade de veículo determinante para um valor mais baixo quando o comutador EV (64) está ligado do que quando o comutador EV (64) está desligado.

4. Veículo híbrido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de estabelecimento de condição de acionamento em quatro rodas tem dispositivo de determinação de mudança de condição para determinar se a condição de acionamento em quatro rodas quando o comutador EV (64) está desligado deveria ser mudada para a condição de acionamento em quatro rodas quando o comutador EV (64) está ligado, e o dispositivo de determinação de mudança de condição proíbe a condição de acionamento em quatro rodas de ser mudada quando a relação de deslizamento é igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado ou quando o gradiente de estrada é igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado.

5. Método de controle de um veículo híbrido que é dotado de um motor de combustão interna (10) e um motor elétrico (MG1, MG2, MG3) como fontes de energia e no qual rodas frontais (48f) e rodas traseiras (48r) são acionadas independentemente uma da outra pelo motor elétrico, que compreende as etapas de: determinar se um comutador EV (64) que quando ligado por um ocupante do veículo coloca o veículo em um modo de acionamento EV no qual somente o motor elétrico (MG1, MG2, MG3) é utilizado como a fonte de energia, está ligado; e caracterizado por mudar uma condição de acionamento em quatro rodas que é uma condição para comutar do acionamento em duas rodas no qual um conjunto de rodas dentre as rodas frontais (48f) e as rodas traseiras (48r) é acionado para o acionamento em quatro rodas no qual ambas as rodas frontais (48f) e as rodas traseiras (48r) são acionadas para reduzir uma região na qual o veículo opera em acionamento em quatro rodas, quando o comutador EV (64) está ligado quando comparado a quando o comutador EV (64) está desligado.