PROCEDIMIENTO DE CONTROL DE UN MOTOR ELÉCTRICO DE UN VEHÍCULO HÍBRIDO O ELÉCTRICO.

Procedimiento de control de un motor eléctrico (2) que mueve un árbol de transmisión (AP) de un vehículo automóvil,

este motor aplica al árbol de transmisión (AP) un par que tiene un valor correspondiente a una consigna de par aplicado a este motor eléctrico (2), caracterizado porque la consigna de par es corregida mediante resta de una señal correctora resultante de la aplicación a una señal representativa de la velocidad instantánea de rotación del árbol de transmisión (AP) de un tratamiento del tipo filtrado paso banda, en una banda de frecuencia que incluye una frecuencia de un modo propio de oscilación de la cadena de tracción del vehículo

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/052455.

Solicitante: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: ROUTE DE GISY 78140 VELIZY-VILLACOUBLAY FRANCIA.

Inventor/es: GUERIN, STEPHANE, LE NEINDRE,YVAN, COLLEDANI,Frédéric.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 7 de Diciembre de 2007.

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.
  • B60W10/08 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 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.
  • B60W20/00B
  • B60W30/20 B60W […] › B60W 30/00 Funciones de sistemas de ayuda a la conducción de vehículos terrestres no relacionados con el control de una subunidad particular, p.ej. sistemas que utilizan el control conjugado de varias subunidades del vehículo. › Reducción de las vibraciones de la cadena de transmisión.
  • G05B5/01 SECCION G — FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 5/00 Disposiciones para eliminar la inestabilidad. › eléctricas.

Clasificación PCT:

  • B60L15/20 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 15/00 Métodos, circuitos o dispositivos para controlar la velocidad de los motores de tracción de vehículos propulsados eléctricamente, p.ej. la velocidad de los motores de tracción, para realizar rendimientos deseados,; Adaptación sobre el vehículo propulsado eléctricamente de la instalación de control a distancia a partir de un lugar fijo, a partir bien de diferentes puntos del vehículo, bien de diferentes vehículos de un mismo tren. › para el control de vehículo o de su motor, para realizar rendimientos deseados, p. ej. velocidad, par, variación programada de la velocidad.
  • G05B13/02 G05B […] › G05B 13/00 Sistemas de control adaptativos, es decir, sistemas que se regulan a sí mismos para obtener un rendimiento óptimo siguiendo un criterio predeterminado (G05B 19/00 tiene prioridad; detalles del computador G06F 15/18). › eléctricos.
  • G05B13/04 G05B 13/00 […] › que implican el uso de modelos o de simuladores.
  • G05B19/02 G05B […] › G05B 19/00 Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas, ver los lugares apropiados, p. ej. A47L 15/46; relojes que implican medios anejos o incorporados que permiten hacer funcionar un dispositivo cualquiera en un momento elegido de antemano o después de un intervalo de tiempo predeterminado G04C 23/00; marcado o lectura de soportes de registro con una información digital G06K; registro de información G11; interruptores horarios o de programa horario que se paran automáticamente cuando el programa se ha realizado H01H 43/00). › eléctricos.

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.

PDF original: ES-2374088_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento de control de un motor eléctrico de un vehículo híbrido o eléctrico.

El presente invento se refiere a los vehículos que utilizan un motor eléctrico para la tracción, lo que incluye principalmente los vehículos eléctricos y los vehículos dotados con una pila de combustible, y se refiere más concretamente a los vehículos del tipo híbrido paralelo.

Como se ha representado esquemáticamente en la figura 1, un vehículo híbrido paralelo incluye un motor térmico 1 y una máquina eléctrica 2 o motor eléctrico, cuya combinación permite asegurar la tracción optimizando a la vez el consumo de carburante y la descontaminación.

Dicho vehículo puede rodar utilizando ya sea el motor térmico, ya sea el motor eléctrico o incluso los dos. Está dotado con un sistema de acoplamiento y de desacoplamiento del motor térmico y de la máquina eléctrica que, en el ejemplo de la figura 1, es un embrague 3 interpuesto entre el motor térmico 1 y la máquina eléctrica 2.

Estos diferentes órganos son designados normalmente con el término GMP que significa grupo moto-propulsor, término que se utilizará a partir de ahora.

En dicho grupo moto-propulsor, el motor eléctrico 2 que está alimentado por una batería de potencia 4, mueve directamente un árbol primario AP de una caja de cambios 6, y el motor térmico 1 está acoplado a este árbol primario AP mediante el embrague 3.

Como se puede ver en la figura 1, este grupo moto-propulsor incluye también un volante de inercia 7 solidario rígidamente con el árbol del motor térmico, y la caja de cambios 6 mueve a través de su árbol secundario AS unas ruedas como la rueda marcada con el 8.

Cada uno de los órganos de este grupo moto-propulsor está controlado por un calculador dedicado que está asimismo controlado por un calculador de supervisión que toma decisiones y sincroniza los comandos para responder a la voluntad del conductor. Estos calculadores no han sido representados.

Este supervisor controla la cadena de tracción, decide el modo de rodaje y coordina las fases transitorias, determina igualmente los puntos de funcionamiento para optimizar el consumo y la emisión de contaminantes.

En las figuras 2 y 3, se ha representado la incidencia sobre la aceleración del vehículo, de una discontinuidad de par aplicada al árbol primario AP, en un instante t=10s. En el caso de la figura 2, se trata de una discontinuidad de par observada en el árbol primario en el caso de un modo de tracción únicamente eléctrico, y en el caso de la figura 3, se trata de una discontinuidad de par observada en el caso de un modo de tracción térmica y eléctrica.

Esta discontinuidad genera oscilaciones de la velocidad de rotación de la cadena de tracción, es decir del conjunto de elementos giratorios de la cadena de tracción que transmiten la potencia motriz a las ruedas del vehículo.

Estas oscilaciones de velocidad de rotación de los elementos de transmisión se traducen por oscilaciones de la aceleración del vehículo, es decir por sacudidas del vehículo, lo que constituye una molestia para sus ocupantes.

En los ejemplos de las figuras 2 y 3, esta serie de oscilaciones aparecen en las curvas C1 a C6, que reflejan la incidencia de una discontinuidad de par en el instante t=10s cuando la marcha engranada es respectivamente la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta marcha.

Como muestran las curvas, la frecuencia de estas oscilaciones, que corresponden a modos propios de la cadena de tracción, es diferente según que se utilice el motor térmico o el motor eléctrico, lo que se debe al aumento de la inercia de la transmisión cuando el embrague está cerrado. Difiere igualmente de una relación de la caja de cambios a otra, lo que se debe al cambio de la desmultiplicación.

El documento US2006/0025906 divulga un método para reducir las vibraciones del árbol de transmisión en un grupo moto-propulsor de vehículo híbrido eléctrico. Se aplican distintos filtros a las expresiones que incluyen la velocidad de rotación de las ruedas o del motor.

El documento US5610483 divulga un método de control para vehículo eléctrico. Se aplica un filtro de eliminación de banda a los medios que generan una consigna de par.

El documento JP2004272741 divulga un método de supresión de las vibraciones. Igual que en el documento US2006/0025906, se aplica un filtro, principalmente un filtro paso bajo, a la velocidad de rotación de un motor.

El documento US2002/0060545 divulga un método de control para reducir las vibraciones en un entorno de motor eléctrico. Utiliza un filtro paso banda que se aplica a la velocidad de rotación del motor.

El objetivo del invento es proponer una solución para disminuir la incidencia de las discontinuidades de par aplicado al árbol primario sobre la aceleración del vehículo.

A este efecto, el invento tiene como objeto un procedimiento de control de un motor eléctrico que mueve un árbol de transmisión de un vehículo, principalmente de un vehículo automóvil, tal y como se define en la reivindicación 1, aplicando este motor al árbol de transmisión un par que tiene un valor correspondiente a una consigna de par aplicado a este motor eléctrico, en el que la consigna de par está corregida mediante la resta de una señal correctora resultante de la aplicación a una señal representativa de la velocidad instantánea de rotación del árbol de transmisión de un tratamiento del tipo filtrado paso banda, en una banda de frecuencia que incluye una frecuencia de un modo propio de oscilación de la cadena de tracción del vehículo.

El invento concierne igualmente un procedimiento tal y como se define anteriormente, en el que el tratamiento del filtrado incluye la aplicación sucesiva de dos o tres filtros paso banda en cascada.

El invento concierne igualmente un procedimiento tal y como se define anteriormente, en el que la amplitud de la señal correctora depende de la relación de la caja de cambios que esté engranada.

El invento concierne igualmente un procedimiento tal y como se define más arriba, en el que la amplitud de la señal correctora depende del estado cerrado o abierto de un embrague conectado al árbol de transmisión.

El invento concierne igualmente a un procedimiento tal y como se define más arriba, en el que el tratamiento del filtrado se lleva a cabo con filtros que tienen bandas pasantes que dependen de la relación engranada y/o del estado abierto o cerrado del embrague.

El invento concierne igualmente a un vehículo que incluye un motor eléctrico para la tracción, moviendo en rotación un árbol de transmisión, tal y como se define en la reivindicación 6, aplicando el motor eléctrico al árbol de transmisión un par que tiene un valor correspondiente a una consigna de par aplicada a este motor eléctrico, así como medios de control del motor eléctrico que incluyen al menos un filtro paso banda para corregir la consigna de par mediante resta de una señal correctora resultante de la aplicación, a una señal representativa de la velocidad instantánea de rotación del árbol de transmisión, de un tratamiento del tipo filtrado paso banda, en una banda de frecuencia que incluye una frecuencia de un modo propio de oscilación de la cadena de tracción del vehículo. Los medios de control del motor eléctrico incluyen además dos o tres filtros paso banda, en cascada, para el tratamiento del filtrado.

El invento concierne igualmente un vehículo tal y como se define más arriba, que incluye además un motor térmico y un embrague para acoplar o desacoplar el motor térmico a/del árbol de transmisión, y una caja de cambios movida por el árbol de transmisión. Según una característica, los filtros paso banda tienen unas bandas pasantes que dependen de la marcha engranada de la caja de cambios y/o del estado abierto o cerrado del embrague.

Se describirá a continuación el invento con más detalle, y haciendo referencia a las figuras anexadas.

La figura 1, ya descrita, es una representación esquemática de la cadena de tracción de un vehículo híbrido;

La figura 2, ya descrita, es un gráfico que muestra la incidencia sobre la aceleración del vehículo de una discontinuidad de par aplicada al árbol primario;

La figura 3, ya descrita, es un gráfico que muestra la incidencia sobre la aceleración del vehículo de una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de control de un motor eléctrico (2) que mueve un árbol de transmisión (AP) de un vehículo automóvil, este motor aplica al árbol de transmisión (AP) un par que tiene un valor correspondiente a una consigna de par aplicado a este motor eléctrico (2) , caracterizado porque la consigna de par es corregida mediante resta de una señal correctora resultante de la aplicación a una señal representativa de la velocidad instantánea de rotación del árbol de transmisión (AP) de un tratamiento del tipo filtrado paso banda, en una banda de frecuencia que incluye una frecuencia de un modo propio de oscilación de la cadena de tracción del vehículo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el tratamiento del filtrado incluye la aplicación sucesiva de dos o tres filtros paso banda (TD1, TD2, TD3) en cascada.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que la amplitud de la señal correctora depende de la relación de la caja de cambios (6) que este engranada.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la amplitud de la señal correctora depende del estado cerrado o abierto de un embrague (3) unido al árbol de transmisión (AP) .

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 o 4, en el que el tratamiento de filtrado es realizado con los filtros paso banda (TD1, TD2, TD3) que tienen bandas pasantes dependientes de la relación engranada y/o del estado abierto o cerrado del embrague (3) .

6. Vehículo incluyendo un motor eléctrico (2) para la tracción, que mueve en rotación un árbol de transmisión (AP) , aplicando el motor eléctrico (2) al árbol de transmisión (AP) un par que tiene un valor correspondiente a una consigna de par aplicada a este motor eléctrico (2) , caracterizado porque incluye medios de control del motor eléctrico (2) incluyendo al menos un filtro paso banda para corregir la consigna de par mediante resta de una señal correctora resultante de la aplicación, a una señal representativa de la velocidad instantánea de rotación del árbol de transmisión (AP) , de un tratamiento del tipo filtrado paso banda, en una banda de frecuencia que incluye una frecuencia de un modo propio de oscilación de la cadena de tracción del vehículo.

7. Vehículo según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de control del motor eléctrico (2) incluyen dos o tres filtros paso banda (TD1, TD2, TD3) , en cascada, para el tratamiento del filtrado.

8. Vehículo según las reivindicaciones 6 y 7, incluyendo además un motor térmico (1) y un embrague (3) para acoplar o desacoplar el motor térmico (1) al/del árbol de transmisión (AP) , y una caja de cambios (6) movida por el árbol de transmisión (1) .

9. Vehículo según la reivindicación 8, en el que los filtros paso banda (TD1, TD2, TD3) tienen bandas pasantes que dependen de la relación engranada en la caja de cambios y/o del estado abierto o cerrado del embrague.


 

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