Disposición para sostener un rotor de motor eléctrico.

Vehiculo electrico (10), que comprende:

ruedas (12) para por lo menos conducir dicho vehiculo (10);

un motor (40) incluyendo un rotor acoplado mecanicamente a dichas ruedas (12) para, cuando se energiza,accionar dichas ruedas (12) y dicho vehiculo (10);

una fuente de energia electrica (16, 20);

una fuente de senales de comando de movimiento (30, 50), y

un bucle de control acoplado a dicha fuente de senales de comando de movimiento (30, 50), a dicha fuentede energia electrica (16, 20), y dicho motor (40), para controlar el voltaje y la corriente aplicados a dicho motor(40) con el fin de generar el par de dicho motor (40) en respuesta a dichas senales de comando demovimiento;

caracterizado por

medios de deteccion de posicion angular (340) para detectar una posicion angular de dicho rotor (40r);medios de control (14) conectados a dicho bucle de control y a dicha fuente de senales de comando demovimiento, para causar dicho bucle de control para controlar el par de dicho motor (40) para mantener laposicion angular de dicho rotor (40r) sobre la concurrencia de (a) senales de comando de movimientocomandando cero movimiento de dicho vehiculo (10) y (b) la velocidad cero de dicho rotor.

Disposición para sostener un rotor de motor eléctrico

Esta invención se refiere a control de motor eléctrico para bloquear el del rotor cuando no se desea movimiento, y más particularmente al sostenimiento en pendiente de un vehículo accionado eléctricamente.

Las consideraciones ambientales hacen deseable hacer uso de vehículos operados eléctricamente. Tales vehículos incluyen uno o más motores de tracción eléctricos acoplados a las ruedas motrices o conductoras del vehículo. El motor (es) de tracción está provisto de energía eléctrica desde una fuente de energía eléctrica, que es generalmente una batería de almacenamiento, o banco de baterías de almacenamiento. La energía eléctrica proporcionada a un motor de tracción es controlada por un operador de tal manera para proporcionar la cantidad deseada de la aceleración. Los motores de tracción son de preferencia motores de corriente alterna, en lugar de motores de corriente directa, porque los motores de corriente directa tienden a tener una vida útil del cepillo limitada y la

operación de alta velocidad es difícil debido a las limitaciones del conmutador. Sin embargo, conducir un motor de corriente alterna a partir de una batería requiere un convertidor de corriente continua a corriente alterna, para convertir el voltaje continuo de la batería de almacenamiento a voltaje alterno que puede ser utilizado por el motor de corriente alterna.

Cuando un motor de corriente alterna se utiliza como un motor de tracción, su velocidad de rotación ωm depende de la frecuencia del voltaje alterno aplicado al mismo. Puesto que el motor de tracción está mecánicamente acoplado a un volante, posiblemente por una disposición de engranajes, la velocidad del motor debe ser variada con el fin de variar la velocidad del vehículo. Variar la velocidad del vehículo, entonces, impone un requisito de que el convertidor de corriente directa a corriente alterna tiene un voltaje de salida alterno variable, establecido por los controles del

operador. Cabe señalar que, puesto que la frecuencia (f) y la velocidad angular (ω) están relacionadas por una constante, son utilizadas indistintamente en este documento, seleccionando aquellas que mejor se adapten al contexto, un inversor para accionar un motor de frecuencia variable.

El documento US 5 376 869 describe un controlador para detectar y compensar retroceso del vehículo. Si se detecta una velocidad opuesta al movimiento del vehículo deseado, el motor es accionado a una magnitud de par de salida como una función no constante de la velocidad de retroceso para contrarrestar el retroceso del vehículo.

El documento WO 93/04888 describe un sistema de salvaguarda de retroceso permanentemente activo que acciona el motor en la dirección opuesta apropiada, cuando el pedal del acelerador está en una posición neutra y una vez

que se ha comprobado el sentido del motor.

El documento EP 0 780 256 A2 describe un control del par del generador de un vehículo eléctrico.

Un vehículo eléctrico de acuerdo con la invención incluye ruedas para al menos la conducción del vehículo, y un motor que incluye un rotor acoplado mecánicamente a las ruedas para que, cuando se energiza, conducir las ruedas y el vehículo. El vehículo lleva una fuente de energía eléctrica. Un control de operador actúa como una fuente de señales de comando de movimiento. Un bucle de control está acoplado a la fuente de señales de comando de movimiento, a la fuente de energía eléctrica, y al motor, para controlar el voltaje y la corriente aplicados al motor con el fin de generar un par motor en respuesta a las señales de comando de movimiento. Un medio de sensor de

45 posición angular se proporciona para detectar una posición angular del rotor. Un dispositivo de control es proporcionado por hacer que el bucle de control controle el par del motor para mantener dicho rotor en la posición angular del rotor en la concurrencia de (a) las señales de comando de movimiento que manda el movimiento cero del vehículo y (b) la velocidad cero del rotor; esta disposición de control está acoplado al bucle de control y la fuente de señales de comando de movimiento.

Un procedimiento de sostenimiento en pendiente para un vehículo, comprendiendo dicho procedimiento: propulsar un vehículo usando un motor que incluye un rotor acoplado a medios de accionamiento de rotación; generar una señal de comando de fuerza motriz mediante un control de usuario; acoplar una fuente controlable de accionamiento eléctrico a dicho motor, para que dicha fuente controlable de accionamiento eléctrico controlable genere dicha 55 conducción eléctrica en respuesta a dicha señal de comando de fuerza motriz, para hacer que dicho motor gire con un par seleccionado en respuesta a dicha conducción eléctrica para propulsar de forma controlable dicho vehículo, como un resultado de lo cual, cuando dicha señal de comando de fuerza motriz ordena ningún movimiento, dicha fuente controlable de accionamiento eléctrico no produce dicho accionamiento eléctrico, y dicho motor no produce ningún par, como un resultado adicional de que, cuando dicho vehículo está detenido en una pendiente, dicho motor no proporciona ningún par de retardo que impida la rodadura de dicho vehículo; determinar una posición angular de dicho rotor y dichos medios de accionamiento de rotación, y producir una señal de movimiento representativa del movimiento de dicho vehículo; ordenar a dicha fuente controlable de accionamiento eléctrico sobre la base de dicha señal de movimiento para producir dicho accionamiento eléctrico de una manera que produce un par suficiente en dicho motor para mantener dicho rotor en dicha posición angular, por lo tanto para evitar el movimiento de dicho

65 vehículo durante los períodos en tanto (a) dicha señal de comando de fuerza motriz ordena ningún movimiento del vehículo y (b) dicho movimiento de dicho vehículo es cero.

La FIGURA 1 es un diagrama de bloques simplificado de un vehículo eléctrico de acuerdo con un aspecto de la invención: La FIGURA 2 es un diagrama de bloques simplificado que ilustra algunos detalles del controlador de potencia de la FIGURA 1;

La FIGURA 3 es un diagrama de bloques simplificado que ilustra ciertas porciones del controlador de la FIGURA 1 de acuerdo con un aspecto de la invención; La FIGURA 4 es un diagrama de bloques simplificado que ilustra los principios de funcionamiento de una porción de la de retención de la posición de la disposición de la FIGURA 3, y La FIGURA 5 es un diagrama de flujo simplificado que ilustra las operaciones lógicas en el controlador de comando para la aplicación de una función de retención en pendiente.

En la FIGURA 1, un vehículo eléctrico 10 incluye al menos una rueda de accionamiento 12 conectada a un motor de tracción eléctrico de voltaje alterno 40, que en una realización de la invención es un motor de corriente alterna de tres fases que incluye un rotor 40r. El motor 40 es preferiblemente un motor-generador, como se conoce, por lo que

la energía cinética del movimiento puede ser transformada en energía eléctrica durante el frenado dinámico. Un controlador de potencia 14 está conectado por pasajes de manejo de potencia al motor de tracción 40, a una batería de tracción ilustrada como 20, y a una fuente auxiliar de energía eléctrica que se ilustra como un bloque 16. Como se ilustra en el bloque 16, la fuente auxiliar puede incluir un motor de combustión interna, tales como un motor diesel 18 que acciona un generador eléctrico 22, o puede incluir una celda de combustible 24. Un controlador de comando que se ilustra como un bloque 50 está conectado por medio de pasajes de información al controlador de potencia 14, a la fuente auxiliar 16, y al motor de tracción 40, para controlar el funcionamiento del controlador de potencia 14, de la fuente auxiliar 16, y del motor de tracción 40 en acuerdo con las leyes de control apropiadas.

Uno de los tipos más comunes y menos costoso de baterías que es capaz de almacenar energía relativamente alta

incluye la batería común plomo/H2SO4. Este tipo de batería es adecuado para su uso en un vehículo eléctrico, si se tiene algún cuidado para evitar la aplicación de una corriente de carga al mismo cuando la batería está completamente cargada, para evitar gasificación del electrolito y la generación de calor no deseado, y si puede evitarse la sulfatación.

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1. Vehículo eléctrico (10) , que comprende:

ruedas (12) para por lo menos conducir dicho vehículo (10) ; un motor (40) incluyendo un rotor acoplado mecánicamente a dichas ruedas (12) para, cuando se energiza, accionar dichas ruedas (12) y dicho vehículo (10) ; una fuente de energía eléctrica (16, 20) ; una fuente de señales de comando de movimiento (30, 50) , y

un bucle de control acoplado a dicha fuente de señales de comando de movimiento (30, 50) , a dicha fuente de energía eléctrica (16, 20) , y dicho motor (40) , para controlar el voltaje y la corriente aplicados a dicho motor

(40) con el fin de generar el par de dicho motor (40) en respuesta a dichas señales de comando de movimiento;

caracterizado por

medios de detección de posición angular (340) para detectar una posición angular de dicho rotor (40r) ; medios de control (14) conectados a dicho bucle de control y a dicha fuente de señales de comando de movimiento, para causar dicho bucle de control para controlar el par de dicho motor (40) para mantener la posición angular de dicho rotor (40r) sobre la concurrencia de (a) señales de comando de movimiento comandando cero movimiento de dicho vehículo (10) y (b) la velocidad cero de dicho rotor.

2. Procedimiento de retención en pendiente para un vehículo (10) , comprendiendo dicho procedimiento:

propulsar un vehículo (10) utilizando un motor (40) incluyendo un rotor acoplado a medios de accionamiento de rotación (12) ;

generar una señal de comando de fuerza motriz por un control de usuario (30) ; acoplar una fuente controlable de accionamiento eléctrico (16, 20) a dicho motor (40) , para que dicha fuente controlable de accionamiento eléctrico (16, 20) genere de forma controlable dicho accionamiento eléctrico en respuesta a dicha señal de comando de fuerza motriz, para hacer que dicho motor (40) gire con un par seleccionado en respuesta a dicho accionamiento eléctrico para propulsar de forma controlable dicho vehículo

(10) , como resultado de lo cual, cuando dicha señal de comando de fuerza motriz ordena ningún movimiento, dicha fuente controlable de accionamiento eléctrico (16, 20) no produce dicho accionamiento eléctrico, y dicho motor (40) no produce ningún par, como un resultado adicional de que, cuando dicho vehículo (10) se detiene en una pendiente, dicho motor (40) no proporciona par de retardo para evitar la rodadura de dicho vehículo (10) ;

determinar una posición angular de uno de dicho rotor y dicho medio de accionamiento de rotación (12) , y producir una señal representativa de movimiento de movimiento de dicho vehículo (10) ; comandar dicha fuente controlable de accionamiento eléctrico (16, 20) sobre la base de dicha señal de movimiento para producir dicho accionamiento eléctrico de una manera que produce un par suficiente en dicho motor (40) para mantener dicho rotor en dicha posición angular, por lo tanto para evitar el movimiento

de dicho vehículo (10) durante los períodos en tanto (a) dicha señal de comando de fuerza motriz ordena ningún movimiento del vehículo (10) y (b) dicho movimiento de dicho vehículo (10) es cero.