TRACCIÓN ELÉCTRICA.

El presente documento es una solicitud no provisional que reivindica el beneficio de la fecha de prioridad de la solicitud estadounidense provisional número 60/774.732, de Warner Olan Harris, presentada el 21/2/2006, titulada Sistema híbrido de potencia de tracción eléctrica para mover tractores de clase 7 y 8 por medio de un motor de accionamiento unido a la toma de fuerza (PTO) del punto de conexión de la PTO de transmisión del tractor. El presente documento es también una solicitud de continuación en parte que reivindica el beneficio de la fecha de prioridad de la solicitud de patente estadounidense no provisional número 11/374.709, de Warner Olan Harris, presentada el 14/3/2006, titulada Sistema auxiliar accionado por célula de combustible, y método para el mismo. Esta solicitud también reivindica la prioridad respecto a la solicitud estadounidense de utilidad n. o 11/558.786, presentada el 10/11/2006, titulada Tracción eléctrica. Antecedentes Campo de la Invención La presente invención se refiere a un tren de transmisión que incluye un motor de combustión interna (ICE) acoplado a una transmisión que presenta una abertura, y, más particularmente, se refiere a un motor eléctrico y dispositivo de transferencia que acopla el motor eléctrico a la transmisión a través de la abertura, permitiendo al motor eléctrico impulsar selectivamente el tren de transmisión durante al menos ciertos intervalos en los que el ICE está apagado. Descripción de la técnica relacionada ES 2 366 156 T3 En determinadas circunstancias, los camiones impulsados por ICE están a ralentí durante largos intervalos y, esporádicamente, se mueven. Esto puede ocurrir, por ejemplo, mientras esperan en puertos y otras zonas de escala temporal. Además, puede ocurrir tanto para la carga como para la descarga de las cargas y, asimismo, tanto para la entrada como para la salida de una zona de escala temporal. Este uso de los ICE es poco deseable en algunos aspectos. El gasto de combustible y las emisiones de calor, ruido y gases de escape en estas situaciones son muy grandes en relación con las distancias que se mueven las cargas. Sin embargo, no se ha desarrollado una alternativa económicamente factible, particularmente para cargas manejadas por camiones tractores de remolque de uso industrial. Se conoce, por supuesto, el uso de un motor eléctrico en un vehículo eléctrico híbrido (HEV) relativamente pequeño como apoyo a un ICE o incluso para reemplazar brevemente el uso de un ICE para tracción, es decir, mover el vehículo. Existen, sin embargo, numerosos obstáculos para el uso de motores eléctricos, particularmente para aplicaciones tales como las descritas anteriormente para camiones. Por ejemplo, las cargas para camiones en zonas de escala temporal son potencialmente mucho mayores que las que manejan los HEV convencionales. La patente estadounidense n. o 5.558.588 (Schmidt), aunque no trata todos estos asuntos, ilustra cómo se ha tratado un obstáculo relativo a la transferencia de carga en rotación en el contexto de los HEV. Como ilustra Schmidt, una transmisión híbrida para un HEV incluye un motor de tracción eléctrica y un equipo de engranaje planetario dentro del alojamiento de transmisión híbrida para transferir rotación desde el motor eléctrico al eje de salida de transmisión, que también puede accionarse por el ICE. Incluso simplemente en relación con este único obstáculo, las enseñanzas de Schmidt pueden ser de utilidad limitada para el problema descrito anteriormente en el presente documento y problemas similares. Es decir, para aplicar la disposición de Schmidt para impulsar un vehículo de ICE convencional mediante un motor eléctrico, la transmisión convencional del vehículo se sustituye por la transmisión híbrida. Puesto que existen múltiples camiones actualmente en servicio, este enfoque no proporciona una transición práctica para el uso de motores eléctricos para este servicio. En otra disposición de la técnica anterior que trata el movimiento esporádico y relativamente lento, la patente estadounidense n. o 6.269.713 (Ohke) da a conocer la adición de un dispositivo de toma de fuerza (PTO) convencional para un vehículo de pasajeros con el fin de tomar potencia del ICE del vehículo para avance lento. Ohke da a conocer adicionalmente la adición de una bomba hidráulica, un motor hidráulico y una transmisión secundaria acoplados al eje de salida de transmisión convencional del vehículo para devolver potencia desde la PTO para mover el vehículo en el modo de avance lento. Aunque esta disposición no requiere la sustitución de la transmisión original del vehículo, presenta otras desventajas, de las cuales no es la menor que el ICE funciona a tiempo completo para suministrar potencia a la PTO para el avance lento. Asimismo son considerables las pérdidas de potencia a través de la bomba hidráulica, el motor hidráulico y la transmisión secundaria. En referencia a la figura 1A de la técnica anterior, se muestran detalles de una disposición de PTO convencional tal como puede aplicarse a la patente de Ohke. Una transmisión 122 presenta una carcasa 127 que define un puerto 2 124, que se cubre mediante una placa de acceso retirable 121. El eje de cigüeñal 110 del motor de combustión interna (ICE) se conecta al eje de entrada de transmisión 125 a través del embrague 120. En otras palabras, el ICE está acoplado a través del eje de cigüeñal 110 a un tren de transmisión que incluye el embrague 120 acoplado a la entrada 125 de la transmisión 122. La transmisión 122 presenta un engranaje de transferencia 130 acoplado al eje de entrada 125. Tal como se muestra en la figura 1B de la técnica anterior, una toma de fuerza (PTO) convencional 140, que es un tipo de dispositivo de transferencia, presenta una carcasa 142 que define una abertura que se corresponde con el puerto 124. La carcasa 142 está adaptada para atornillarse a la carcasa de transmisión 127 para alinear la carcasa 142 con el puerto 124 de modo que el engranaje 141 de la PTO 140 se engrana con el engranaje 130 de la transmisión 122, como es convencional. Esta disposición permite convencionalmente la toma de potencia desde el eje de cigüeñal 110 del ICE a través del eje de PTO 143. La patente estadounidense n. o 2.923.171 (Jedrzykowski) también da a conocer el uso de una PTO para funcionamiento a velocidad muy baja. En las enseñanzas de Jedrzykowski, la aplicación es para un tractor y se hace referencia al funcionamiento a velocidad baja como movimiento poco a poco. Según Jedrzykowski, el embrague del tractor está desengranado para el modo de funcionamiento de movimiento poco a poco y la PTO se usa para transmitir potencia a su eje de transmisión desde un motor eléctrico montado externamente. El motor eléctrico se excita mediante un generador que a su vez, se acciona mediante el ICE del tractor. Como en las enseñanzas de Ohke, la descripción de Jedrzykowski sólo trata un conjunto de obstáculos limitado en relación con el presente problema y también presenta la desventaja de que el funcionamiento del ICE suministra en última instancia la potencia para el movimiento poco a poco, de modo que el ICE debe funcionar a tiempo completo. El documento US2003162631 describe un sistema de vehículo híbrido que está dotado de un motor de combustión interna que acciona un conjunto de ruedas y un motor eléctrico conectado a las otras ruedas a través de un sistema de embrague activo. Se proporciona una unidad de toma de fuerza para proporcionar selectivamente par motor desde el motor de combustión interna al motor eléctrico para hacer funcionar el motor en un modo de funcionamiento regenerativo. El sistema de embrague activo se engrana y desengrana selectivamente basándose en si el vehículo está funcionando en un modo de funcionamiento de motor de combustión interna, un modo de funcionamiento de motor eléctrico, un modo de funcionamiento combinado de motor de combustión interna y de motor eléctrico, o un modo de funcionamiento regenerativo. El documento US6484831 describe un vehículo híbrido que incluye un conjunto de toma de fuerza, que se acopla selectivamente a un motor de inducción mediante un conjunto de embrague y que recibe selectivamente una parte del par producido por el motor de inducción, eficaz para hacer funcionar una amplia variedad de conjuntos de tipo de utilidad. El documento DE19528629 describe una transmisión híbrida para un vehículo que comprende un motor de combustión interna, como fuente de energía primaria, y un motor eléctrico, como secundaria. En un régimen de funcionamiento, el motor de combustión interna puede desacoplarse y usarse sólo el motor. En este régimen, se monitoriza la velocidad de motor y si supera un umbral determinado, se invocan procedimientos automáticos para impedir un aumento adicional. Un procedimiento es reducir la corriente del... [Seguir leyendo]

un tren de transmisión que incluye un motor de combustión interna (ICE) acoplado a un eje de entrada de transmisión (125) de una transmisión (122), presentando la transmisión (122) un puerto de toma de fuerza (124), y un eje de salida de transmisión (129) conectado a un diferencial; un motor eléctrico (150); y ES 2 366 156 T3 un dispositivo de transferencia (140) que acopla el motor eléctrico (150) a la transmisión (122) a través del puerto (124), estando configurado el sistema para permitir al motor eléctrico (150) impulsar selectivamente el eje de salida del tren de transmisión durante al menos ciertos intervalos en los que el ICE está apagado. 2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende: un dispositivo de alimentación para suministrar potencia al motor eléctrico, en el que opcionalmente el dispositivo de alimentación comprende una célula de combustible (180); o el dispositivo de alimentación comprende una batería (170), configurándose el sistema preferiblemente para permitir la carga de la batería por el ICE cuando el ICE está encendido; o el dispositivo de alimentación comprende: una batería (170); y una célula de combustible (180) configurada para cargar la batería. 3. Sistema según la reivindicación 1, en el que el tren de transmisión incluye un embrague (120) acoplado a una entrada de la transmisión, transfiriendo el dispositivo de transferencia (140) la rotación del motor eléctrico (150) a la entrada de transmisión para mover el vehículo; y en el que el sistema incluye un dispositivo de alimentación (170, 180) acoplado eléctricamente al motor eléctrico para suministrar potencia para el movimiento del vehículo durante al menos ciertos intervalos cuando el ICE está apagado; y controles (160) configurados para permitir selectivamente el movimiento del vehículo. 4. Sistema según la reivindicación 3 que comprende: un controlador de motor (406), en el que el dispositivo de alimentación está acoplado eléctricamente al motor eléctrico a través del controlador de motor. 5. Sistema según la reivindicación 4, en el que los controles están acoplados eléctricamente a, y pueden hacerse funcionar con, el controlador de motor eléctrico (406) para excitar el motor eléctrico (150) en respuesta a una señal de demanda, en el que opcionalmente la señal de demanda es una señal de demanda variable y la excitación del motor eléctrico incluye una excitación variable de modo que la velocidad del vehículo se modula en respuesta a la señal de demanda variable, en el que más opcionalmente los controles incluyen: un acelerador; y un dispositivo de impedancia variable, en el que la excitación del motor eléctrico incluye una excitación variable y la señal de demanda incluye una señal de impedancia variable procedente del dispositivo de impedancia variable, variándose la impedancia en respuesta al acelerador. 6. Sistema según la reivindicación 4, en el que los controles (160) están acoplados eléctricamente a, y pueden hacerse funcionar con, el controlador de motor (406) para desexcitar el motor eléctrico en respuesta a una señal de apagado, en el que la señal de apagado indica el funcionamiento del ICE o un precursor del funcionamiento del ICE; en el que opcionalmente la señal de apagado incluye una señal para arrancar el ICE o la señal de apagado incluye una señal de posición de embrague, o la señal de apagado incluye una señal de rotación de ICE, o la señal de apagado incluye una señal de ignición de ICE. 7. Sistema según la reivindicación 4, en el que los controles (160) comprenden: un actuador (412) configurado para mover automáticamente el embrague (120) a una posición en la que el ICE está desengranado de la entrada de transmisión en respuesta a una señal, en el que opcionalmente la señal indica la inicialización de un modo de funcionamiento en el que se impulsa el movimiento del vehículo por el motor eléctrico (150). 8. Sistema según las reivindicaciones 2 y 4, en el que el sistema está configurado para permitir la carga de la batería (170) por el ICE, en el que la configuración que permite la carga de la batería por el ICE incluye el engranado de la transmisión con el ICE a través del embrague para transferir potencia mecánicamente desde el ICE al motor a través del embrague, de modo que el motor puede hacerse funcionar como generador. 9. Sistema según la reivindicación 4, en el que el vehículo incluye un compresor de aire (342) accionado por el ICE (302) para suministrar aire a un depósito para un subsistema de frenado del vehículo, y en el que el sistema de tracción eléctrica comprende: un compresor de aire auxiliar para suministrar aire al depósito durante al menos ciertos momentos en los que el ICE está apagado; un motor eléctrico de aire auxiliar para 13 accionar el compresor de aire auxiliar; y un conmutador de presión de aire acoplado al depósito para encender el motor eléctrico de aire auxiliar en respuesta a una presión de aire baja; o en el que el vehículo incluye una bomba de fluido hidráulico (354) accionada por el ICE (302) para suministrar fluido a un subsistema de dirección del vehículo, y en el que el sistema de tracción eléctrica comprende: una bomba de fluido hidráulico auxiliar para suministrar fluido al subsistema de dirección de potencia durante al menos ciertos momentos en los que el ICE está apagado; un motor eléctrico de fluido hidráulico auxiliar para accionar la bomba de fluido hidráulico auxiliar; y al menos un conmutador de fin de carrera acoplado al subsistema de dirección para encender el motor eléctrico de fluido hidráulico auxiliar en respuesta a una posición de al menos un componente del subsistema de dirección. 10. Sistema según la reivindicación 1, en el que la transmisión (122) presenta una carcasa que define un puerto (124) para acceder a la entrada de transmisión (125) y el dispositivo de transferencia (140) presenta una carcasa fija a la carcasa de transmisión de modo que el dispositivo de transferencia se engrana con la entrada de transmisión (125) para transferir la rotación del motor eléctrico. 11. Sistema según la reivindicación 1 o 10, en el que el motor (150) impulsa el eje de salida de transmisión (129) a través de un engranaje (141) del dispositivo de transferencia (140) que se engrana con un engranaje (130) en el eje de entrada (125) de la transmisión (122). 12. Sistema según la reivindicación 11, en el que el dispositivo de transferencia (140) comprende una carcasa (142) que aloja el engranaje (141), siendo la carcasa independiente de, y estando atornillada de manera retirable a, una carcasa de transmisión (127), de modo que el engranaje (141) está alineado para engranarse con el engranaje (130) a través del puerto (124) de la carcasa de transmisión (127). 13. Sistema según la reivindicación 1, en el que el sistema comprende un embrague (120) entre el ICE y el eje de entrada de transmisión (125); en el que opcionalmente en al menos algunos modos de funcionamiento el embrague (120) funciona para desengranar el eje de cigüeñal (110) del eje de entrada (125), para que el motor de tracción eléctrica (150) accione el eje de entrada de transmisión (125) sin hacer girar el ICE. 14. Método para controlar un sistema de tracción para un vehículo, incluyendo el sistema: - un tren de transmisión con un motor de combustión interna ICE (302) acoplado a una transmisión que presenta un puerto de toma de fuerza (124); y - un dispositivo de transferencia (140) que acopla un motor eléctrico (150) a la transmisión a través del puerto (124), comprendiendo el método: ES 2 366 156 T3 - permitir al motor eléctrico (150) impulsar selectivamente el tren de transmisión a través del puerto de toma de fuerza (124) de la transmisión para transferir la rotación del motor eléctrico (150) a la entrada de transmisión (125) para mover el vehículo durante al menos ciertos intervalos cuando el ICE (302) está apagado, suministrando un dispositivo de alimentación (160, 170) potencia al motor eléctrico; - permitir al ICE (302) impulsar la entrada de transmisión (125) y cargar el dispositivo de alimentación (160), cuando el ICE está encendido. 15. Método según la reivindicación 14, en el que el sistema comprende un embrague (120) entre el motor de combustión interna (ICE) y el eje de entrada de transmisión (125). 16. Método según la reivindicación 15, en el que permitir al motor eléctrico (150) impulsar selectivamente el tren de transmisión a través del puerto de toma de fuerza (124) comprende transferir la rotación del motor eléctrico a la entrada de transmisión. 17. Método según la reivindicación 15, en el que la fuente de alimentación comprende una batería (160) y permitir la carga del dispositivo de alimentación comprende permitir la carga de la batería por el ICE (302), engranándose la transmisión al ICE a través del embrague (120) para transferir potencia mecánicamente desde el ICE (302) al motor eléctrico (150) a través del embrague de modo que el motor eléctrico puede hacerse funcionar como generador. 18. Método según la reivindicación 14, en el que el motor eléctrico (150) se excita en respuesta a una señal de demanda, en el que opcionalmente la señal de demanda es una señal de demanda variable y la excitación del motor eléctrico incluye una excitación variable de modo que la velocidad del vehículo se modula en respuesta a la señal de demanda variable. 14 ES 2 366 156 T3 ES 2 366 156 T3 16 ES 2 366 156 T3 17 ES 2 366 156 T3 18 ES 2 366 156 T3 19 ES 2 366 156 T3 ES 2 366 156 T3 21