PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE ARRANQUE DE UN MOTOR TERMICO EN UN VEHICULO HIBRIDO EN SERIE.

Procedimiento de arranque de un motor térmico (11) de un vehículo híbrido (10),

siendo capaz dicho motor térmico de proporcionar un par motor a un árbol motor (14) unido a las ruedas (20) del vehículo, estando una máquina eléctrica (13) acoplada al árbol motor y proporcionando un par de ayuda al árbol motor de sentido igual o contrario al par motor, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

- comparar una temperatura representativa de la temperatura del motor térmico con un primer umbral; y

- accionar el motor térmico mediante la máquina eléctrica, si la temperatura representativa es superior al primer umbral, o mediante un arrancador (27) distinto de la máquina eléctrica, si la temperatura representativa es inferior al primer umbral;

- comparar la temperatura representativa con un segundo umbral, inferior al primer umbral; y

- alimentar al arrancador (27) mediante una primera batería (26), si la temperatura representativa es inferior al segundo umbral, o mediante la asociación de la primera batería y de una segunda batería (22), dedicada normalmente a la alimentación de la máquina eléctrica (13), si la temperatura representativa está comprendida entre el segundo umbral y el primer umbral

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E03354051.

Solicitante: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: ROUTE DE GISY,78943 VELIZY-VILLACOUBLAY CEDE.

Inventor/es: DE WULF, GREGORY, PROU, JEAN-MICHEL.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Junio de 2003.

Fecha Concesión Europea: 28 de Octubre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60K6/48 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60K DISPOSICIONES O MONTAJE DE CONJUNTOS DE PROPULSION O DE TRANSMISIONES SOBRE VEHICULOS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE VARIOS MOTORES PRINCIPALES DIFERENTES EN VEHICULOS; ACCIONAMIENTOS AUXILIARES PARA VEHICULOS; INSTRUMENTACION O TABLEROS DE A BORDO DE VEHICULOS; DISPOSICIONES DE CONJUNTOS DE PROPULSION SOBRE VEHICULOS, RELATIVAS A LA REFRIGERACION, A LA ADMISION DE AIRE, AL ESCAPE DE GASES O A LA ALIMENTACION DE CARBURANTE.B60K 6/00 Disposiciones o montaje de varios motores principales diferentes para una propulsión recíproca o común, p.ej. sistemas de propulsión híbridos que comprenden motores eléctricos   y de combustión interna. › De tipo paralelo.
  • B60K6/485 B60K 6/00 […] › De tipo asistido por motor.
  • B60W10/06 B60 […] › B60W CONTROL CONJUGADO DE VARIAS SUBUNIDADES DE UN VEHICULO DE DIFERENTE TIPO O FUNCION; SISTEMAS DE CONTROL ESPECIALMENTE ADAPTADAS A VEHICULOS HIBRIDOS; SISTEMAS DE AYUDA A LA CONDUCCION DE VEHICULOS TERRESTRES NO RELACIONADOS CON EL CONTROL DE UNA SUBUNIDAD PARTICULAR.B60W 10/00 Control conjugado de subunidades de vehículo de diferentes tipos o funciones (para propulsión de vehículos de tracción exclusivamente eléctrica con una fuente de energía interior al vehículo B60L 11/00). › incluyendo el control de motores de combustión.
  • B60W10/08 B60W 10/00 […] › incluyendo el control de unidades de tracción eléctrica, p.ej. motores o generadores.
  • B60W20/00 B60W […] › Sistemas de control especialmente adaptados a vehículos híbridos, es decir, que disponen de varios motores primarios que no son del mismo tipo, p.ej. un motor eléctrico y un motor de combustión interna, todos ellos destinados a la propulsión del vehículo.
  • F02N11/08B
  • F02N17/08

Clasificación PCT:

  • B60L11/12 B60 […] › B60L PROPULSION DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE (disposición o montaje de conjuntos de propulsión eléctrica o de varios motores principales diferentes para una propulsión recíproca o común sobre los vehículos B60K 1/00, B60K 6/20; disposición o montaje de la transmisión eléctrica en los vehículos B60K 17/12, B60K 17/14; prevención del patinado de las ruedas reduciendo la fuerza motriz en vehículos sobre raíles B61C 15/08; máquinas dinamoeléctricas H02K; control o regulación de motores H02P ); SUMINISTRO DE LA ENERGIA ELECTRICA AL EQUIPO AUXILIAR DE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE; (circuitos eléctricos para el acoplamiento de vehículos B60D 1/64; calefacción eléctrica para vehículos B60H 1/00 ); SISTEMAS DE FRENOS ELECTRODINAMICOS PARA VEHICULOS, EN GENERAL (control o regulación de motores H02P ); SUSPENSION O LEVITACION MAGNETICAS PARA VEHICULOS; CONTROL DE LOS PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO SOBRE LOS VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE SEGURIDAD SOBRE VEHICULOS PROPULSADOS ELECTRICAMENTE. › B60L 11/00 Propulsión eléctrica por fuente de energía suministrada dentro del vehículo (B60L 8/00, B60L 13/00  tiene prioridad; disposiciones o montaje de motores principales consistiendo los motores principales en motores eléctricos y de combustión interna, para una propulsión recíproca o común B60K 6/20). › con alimentación suplementaria de energía eléctrica, p. ej. por acumulador.
  • B60W10/04 B60W 10/00 […] › incluyendo el control de las unidades de propulsión.
  • B60W20/00 B60W […] › Sistemas de control especialmente adaptados a vehículos híbridos, es decir, que disponen de varios motores primarios que no son del mismo tipo, p.ej. un motor eléctrico y un motor de combustión interna, todos ellos destinados a la propulsión del vehículo.
  • F02N11/08 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F02 MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES CALIENTES O DE PRODUCTOS DE COMBUSTION.F02N ARRANQUE DE LOS MOTORES DE COMBUSTION (arranque de los motores de combustión de pistón libre F02B 71/02; arranque de las plantas de turbinas de gas F02C 7/26 ); MEDIOS O ACCESORIOS PARA EL ARRANQUE DE ESTOS MOTORES, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR. › F02N 11/00 Arranque de los motores por medio de motores eléctricos (disposiciones o montaje de motores principales que consisten en motores eléctricos y de combustión interna para una propulsión recíproca o común B60K 6/20). › Circuitos especialmente adaptados para el arranque de los motores.
  • F02N17/00
  • F02N17/08

Clasificación antigua:

  • B60K41/00
  • B60K6/04
  • B60L11/12 B60L 11/00 […] › con alimentación suplementaria de energía eléctrica, p. ej. por acumulador.
  • F02N11/08 F02N 11/00 […] › Circuitos especialmente adaptados para el arranque de los motores.
  • F02N17/00
  • F02N17/08

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo de arranque de un motor térmico en un vehículo híbrido en serie.

El presente invento se refiere a un procedimiento y un dispositivo de arranque de un motor térmico de un vehículo híbrido en serie.

Un vehículo híbrido en serie comprende un motor térmico acoplado en serie con una máquina eléctrica. El motor térmico y la máquina eléctrica pueden proporcionar cada uno un par al árbol del motor térmico para el accionamiento de las ruedas del vehículo.

La máquina eléctrica está unida a una batería. Alimentada por la batería, la máquina eléctrica se comporta como un motor eléctrico y proporciona un par que se suma al par del motor térmico. La máquina eléctrica puede también proporcionar un par que se oponga al par del motor térmico. Dicha máquina eléctrica se comporta entonces como un alternador, carga la batería y proporciona corriente a la red eléctrica de a bordo.

La máquina eléctrica ayuda al motor térmico en sus diferentes fases de funcionamiento y permite mejorar las prestaciones del motor térmico y disminuir globalmente el consumo de carburante del mismo. En concreto, el motor térmico se arranca generalmente por medio de la máquina eléctrica. Por ejemplo, la máquina eléctrica puede hacer girar al árbol del motor térmico hasta un régimen determinado. En ese momento, un calculador de control de inyección del motor térmico ordena una inyección máxima de carburante en las cámaras de combustión del motor térmico, y regula a continuación la inyección para que el régimen del motor térmico se estabilice en un régimen de ralentí.

En el arranque del motor térmico, éste presenta un par resistente que disminuye cuando la temperatura del motor térmico aumenta. A modo de ejemplo, para un motor diésel clásico, para temperaturas próximas a -25ºC se pueden alcanzar pares resistentes del orden de 200 Nm.

La publicación EP 1101649 A2 describe el arranque de un motor seleccionando entre la máquina eléctrica y un arrancador.

Para bajas temperaturas, la batería que alimenta a la máquina eléctrica ya no puede proporcionar la potencia necesaria para que la máquina eléctrica produzca un par suficiente para el accionamiento del motor térmico. En ese caso, el arranque del motor térmico se puede ver comprometido.

El presente invento tiene como objetivo proporcionar un procedimiento y un dispositivo de arranque del motor térmico que permitan garantizar el arranque de dicho motor térmico a bajas temperaturas.

Para lograr este objetivo, el presente invento proporciona un procedimiento de arranque de un motor térmico de un vehículo híbrido, siendo capaz dicho motor térmico de proporcionar un par motor a un árbol motor unido a las ruedas del vehículo, estando una máquina eléctrica acoplada al árbol motor y proporcionando dicha máquina eléctrica un par de ayuda al citado árbol motor de sentido igual o contrario al par motor, comprendiendo dicho procedimiento las etapas consistentes en comparar una temperatura representativa de la temperatura del motor térmico con un primer umbral; y accionar el motor térmico mediante la máquina eléctrica, si la temperatura representativa es superior al primer umbral, o mediante un arrancador distinto a la máquina eléctrica, si la temperatura representativa es inferior al primer umbral, comprendiendo además el procedimiento las etapas consistentes en comparar la temperatura representativa con un segundo umbral, inferior al primer umbral; y alimentar al arrancador por medio de una primera batería, si la temperatura representativa es inferior al segundo umbral, o por medio de la asociación de la primera batería y de una segunda batería, normalmente dedicada a la alimentación de la máquina eléctrica, si la temperatura representativa está comprendida entre el segundo umbral y el primer umbral.

De acuerdo con una realización del invento, el primer umbral depende del sentido de variación de la temperatura representativa.

De acuerdo con una realización del invento, el segundo umbral depende del sentido de variación de la temperatura representativa.

De acuerdo con una realización del invento, la temperatura representativa es la temperatura de un líquido de refrigeración del motor térmico.

El presente invento proporciona también un vehículo híbrido que comprende un motor térmico capaz de proporcionar un par motor a un árbol motor unido a las ruedas del vehículo, y una máquina eléctrica acoplada al árbol motor y que proporciona un par de ayuda a dicho árbol motor de sentido igual o contrario al par motor, que comprende un arrancador que se puede acoplar temporalmente al árbol motor, un medio de determinación de una temperatura representativa de la temperatura del motor térmico, y un medio de selección adaptado para seleccionar, con el fin de accionar el árbol motor durante el arranque del motor térmico, la máquina eléctrica si la temperatura representativa es superior a un primer umbral, o el arrancador si la temperatura representativa es inferior al primer umbral, siendo alimentado el arrancador por una primera batería de una primera tensión nominal, y siendo alimentada la máquina eléctrica por una segunda batería de una segunda tensión nominal superior a la primera tensión nominal, estando unida la segunda batería al arrancador a través de un convertidor de tensión, y el medio de selección activa el convertidor de tensión con el fin de que la segunda batería alimente al arrancador junto con la primera batería si la temperatura representativa es inferior al primer umbral y superior a un segundo umbral inferior al primer umbral, y desactiva el convertidor de tensión si la temperatura representativa es inferior al segundo umbral.

De acuerdo con una realización del invento, un medio de detección está adaptado para transmitir al medio de selección una señal que indica si el arrancador está operativo, seleccionando dicho medio de selección de manera sistemática la máquina eléctrica para accionar el árbol motor durante el arranque del motor térmico si la señal emitida por el medio de detección indica que el arrancador no está operativo.

De acuerdo con una realización del invento, el motor térmico está refrigerado mediante la circulación de un líquido de refrigeración, siendo la temperatura representativa la temperatura del líquido de refrigeración.

Este objetivo, estas características y ventajas, así como otras del presente invento se expondrán en detalle en la descripción siguiente de realizaciones concretas que se hace a título no limitativo en relación con las figuras adjuntas, entre las cuales:

la figura 1 representa, de forma esquemática, un ejemplo de arquitectura de un vehículo híbrido en serie; y

la figura 2 representa un ejemplo de una realización, en forma de organigrama, del procedimiento de arranque de motor térmico de acuerdo con el invento.

Como se representa en la figura 1, el vehículo híbrido 10 comprende un motor térmico 11 asociado a un volante motor 12. Un sistema de refrigeración, no representado, garantiza la refrigeración del motor térmico 11 mediante la circulación de un fluido de refrigeración, por ejemplo agua. Una máquina eléctrica 13 está acoplada al árbol motor 14. El árbol motor 14 está unido a un embrague 16 el cual, cuando se acciona, acopla el árbol motor 14 a un árbol 17 de entrada de una cadena 18 de transmisión. La cadena 18 de transmisión comprende, por ejemplo, una caja de cambios y un puente divisor. La velocidad de giro del árbol 19 de salida de la cadena 18 de transmisión coincide con la velocidad de giro del árbol 17 de entrada multiplicada por la relación de reducción global de la cadena 18. El árbol 19 de salida está unido a las ruedas 20 del vehículo. La caja de cambios puede ser una caja de cambios manual clásica, una caja de cambios robotizada, una caja de cambios automática, una caja continuamente variable, etc. Según el tipo de caja de cambios el embrague 16 puede ser automático o ser accionado por el conductor. El vehículo híbrido 10 puede comprender en el conducto de escape para la evacuación de los gases de escape del motor térmico 11 un catalizador no representado.

La máquina eléctrica 13 está unida a una batería 22 de alta tensión a través de un convertidor 24 continua-alterna. La máquina 13 eléctrica puede funcionar como un alternador y cargar la batería 22 de alta tensión y proporcionar corriente a la red eléctrica de a bordo, o bien puede funcionar como un motor eléctrico alimentado por la batería...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de arranque de un motor térmico (11) de un vehículo híbrido (10), siendo capaz dicho motor térmico de proporcionar un par motor a un árbol motor (14) unido a las ruedas (20) del vehículo, estando una máquina eléctrica (13) acoplada al árbol motor y proporcionando un par de ayuda al árbol motor de sentido igual o contrario al par motor, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

- comparar una temperatura representativa de la temperatura del motor térmico con un primer umbral; y

- accionar el motor térmico mediante la máquina eléctrica, si la temperatura representativa es superior al primer umbral, o mediante un arrancador (27) distinto de la máquina eléctrica, si la temperatura representativa es inferior al primer umbral;

- comparar la temperatura representativa con un segundo umbral, inferior al primer umbral; y

- alimentar al arrancador (27) mediante una primera batería (26), si la temperatura representativa es inferior al segundo umbral, o mediante la asociación de la primera batería y de una segunda batería (22), dedicada normalmente a la alimentación de la máquina eléctrica (13), si la temperatura representativa está comprendida entre el segundo umbral y el primer umbral.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el primer umbral depende del sentido de variación de la temperatura representativa.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el segundo umbral depende del sentido de variación de la temperatura representativa.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la temperatura representativa es la temperatura de un líquido de refrigeración del motor térmico (11).

5. Vehículo híbrido (10) que comprende un motor térmico (11) capaz de proporcionar un par motor a un árbol motor (14) unido a las ruedas (20) del vehículo, y una máquina eléctrica (13) acoplada al árbol motor y que proporciona un par de ayuda a dicho árbol motor de sentido igual o contrario al par motor, que comprende un arrancador (27) que se puede acoplar temporalmente al árbol motor, un medio de determinación de una temperatura representativa de la temperatura del motor térmico, y un medio (36) de selección adaptado para seleccionar, con el fin de accionar al árbol motor durante el arranque del motor térmico, la máquina eléctrica si la temperatura representativa es superior a un primer umbral, o el arrancador si la temperatura representativa es inferior al primer umbral, y caracterizado por que el arrancador (27) es alimentado por una primera batería (26) de una primera tensión nominal, siendo alimentada la máquina eléctrica por una segunda batería (22) de una segunda tensión nominal superior a la primera tensión nominal, estando la segunda batería unida al arrancador a través de un convertidor (28) de tensión, activando el medio (36) de selección el convertidor de tensión de manera que la segunda batería alimente al arrancador junto con la primera batería si la temperatura representativa es inferior al primer umbral, y desactivando el convertidor de tensión si la temperatura representativa es inferior al segundo umbral.

6. Vehículo híbrido (10) de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual un medio de detección está adaptado para transmitir al medio (36) de selección una señal que indica si el arrancador (27) está operativo, seleccionando de forma sistemática el medio de selección la máquina eléctrica (13) para accionar el árbol motor (14) durante el arranque del motor térmico (11) si la señal emitida por el medio de detección indica que el arrancador no está operativo.

7. Vehículo híbrido (10) de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual el motor térmico (11) es refrigerado por la circulación de un líquido de refrigeración, siendo la temperatura representativa del líquido de refrigeración.


 

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