ES2718256T3

ES2718256T3 - Método para accionar la función de control de crucero en un vehículo equipado con conducción híbrida, especialmente un vehículo comercial o industrial

Info

Publication number: ES2718256T3
Application number: ES10425373T
Authority: ES
Inventors: Boot Marco Aimo
Original assignee: Iveco SpA
Current assignee: Iveco SpA
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2030-12-06
Also published as: BR112013014092A2; EP2460704B1; US9174635B2; US20130245912A1; BR112013014092B1; CN103269926B; EP2460704A1; CN103269926A; WO2012076507A1

Description

DESCRIPCIÓN

Método para accionar la función de control de crucero en un vehículo equipado con conducción híbrida, especialmente un vehículo comercial o industrial.

Campo de aplicación de la invención

La presente invención se refiere a un método para accionar la función de control de crucero en un vehículo equipado con conducción híbrida, especialmente un vehículo comercial o industrial.

Descripción de la técnica anterior

La función de control de crucero, tal como se conoce, mantiene una velocidad de vehículo constante, por medio de un control activado de manera habitual manualmente, que trabaja controlando el funcionamiento del motor de combustión interna.

Si se adopta dicha función en un vehículo equipado con un sistema de conducción híbrida, que incluye de manera habitual al menos un motor de combustión interna y un motogenerador eléctrico, surge el problema del control del funcionamiento del sistema de conducción híbrida, durante las etapas de activación de la propia función, con el fin de optimizar la reducción de consumo de combustible y de ruido del vehículo y el aumento de comodidad en la conducción que caracterizan a un sistema de conducción de este tipo.

Sumario de la invención

Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un método para accionar la función de control de crucero en un vehículo en movimiento, especialmente un vehículo comercial o industrial, adecuado para superar todas las desventajas mencionadas anteriormente.

El objeto de la presente invención, según la reivindicación 1, es un método para accionar la función de control de crucero en un vehículo equipado con conducción híbrida, especialmente un vehículo comercial o industrial, comprendiendo dicha conducción híbrida al menos una conducción principal y una conducción eléctrica.

El objeto de la presente invención también es un vehículo, especialmente un vehículo comercial o industrial, que comprende medios de control configurados con el fin de realizar el método.

En particular, el objeto de la presente invención es un método para accionar la función de control de crucero en un vehículo equipado con conducción híbrida, especialmente un vehículo comercial o industrial, tal como se describe de manera más completa en las reivindicaciones, que forman parte integrante de esta descripción.

Breve descripción de las figuras

Fines y ventajas adicionales de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida (y sus realizaciones alternativas) y los dibujos que se adjuntan al presente documento, que son simplemente a modo ilustrativo y no limitativo, en los que:

la figura 1 muestra un esquema general de un sistema de conducción híbrida de un vehículo que aplica el método según la presente invención;

la figura 2 muestra un diagrama de bloques de un sistema electrónico para controlar el funcionamiento de los diferentes elementos de la figura 1;

las figuras 3 y 4 muestran diagramas de flujo de las operaciones que caracterizan el método de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

En la figura 1 se muestra un ejemplo no limitativo de un sistema de conducción híbrida de un vehículo comercial o industrial del tipo conocido en la técnica, en el que es posible aplicar la presente invención.

El sistema está caracterizado por un sistema de conducción híbrida paralelo, que comprende un sistema de conducción principal formado por un motor 1 de combustión interna, un motogenerador 2 eléctrico, equipado con un inversor 4 de CC/CA y con una batería 5 de conducción eléctrica de alta tensión, una única unidad 3 de embrague colocada entre el motor y el elemento de accionamiento, y un sistema 6 de transmisión que comprende una transmisión manual automatizada. Esta última es, sustancialmente, una caja de marchas mecánica en la que se encuentran presentes y pueden controlarse accionadores eléctricos por una unidad de control proporcionada de manera específica que gestiona peticiones de control de embrague y desplazamiento, según las estrategias de gestión de conducción del motor de combustión interna y el motor eléctrico.

Está presente un sistema electrónico para controlar el funcionamiento de los diferentes elementos de la figura 1. Por ejemplo, el sistema puede incluir, tal como se muestra en la figura 2, una unidad VCU de control electrónico de vehículo que recibe al menos las señales a partir de los sensores del pedal ACC de acelerador y del pedal BRK de freno, y una señal a partir de un conmutador, que puede activarse manualmente, que indica la activación de la función CC de control de crucero. Una unidad HCU de control electrónico del sistema de conducción híbrida controla el funcionamiento del motor de combustión interna por medio de una unidad ECU de control, y el funcionamiento del motogenerador eléctrico por medio de una unidad MGC de control. La unidad HCU también recibe datos relacionados, al menos, con el estado de carga de batería a partir de la unidad BCU de control de batería, y para indicar la pendiente de carretera a partir de un sensor RSS de pendiente de carretera. La unidad HCU tiene, preferiblemente, a su disposición indicaciones y datos que derivan de un sistema NS de navegación de vehículo, preferiblemente del tipo tridimensional, que comprende tanto la indicación instantánea y la predictiva de la pendiente de carretera, como la indicación del peso de vehículo a partir de un sistema VPE de evaluación del peso de vehículo cuando está en movimiento.

El método para accionar la función de control de crucero que es el objeto de la invención puede activarse por medio de un sistema de control electrónico tal como el que se muestra en la figura 2.

Según tal método, en el instante en el que se activa la función CC de control de crucero, el vehículo mantiene la velocidad establecida preferiblemente usando el motor eléctrico, mejor si es del tipo de motogenerador, si existen todas las condiciones propicias predeterminadas, que se describen a continuación en un ejemplo, y en segundo lugar usando el motor de combustión interna tradicional, cuando el motor eléctrico por sí solo ya no puede garantizar que se mantiene la velocidad objetivo requerida.

El método puede implementarse en cualquier vehículo equipado con un sistema de conducción híbrida, en el que están presentes al menos dos sistemas de propulsión, y en el que están presentes al menos una conducción eléctrica y una conducción principal.

Con referencia a la figura 3, se describe una realización del método.

Cuando la función CC de control de crucero se activa manualmente, por ejemplo, presionando el botón correspondiente (CC ENCENDIDO), una secuencia de comprobaciones verifica si se cumplen las condiciones: si se cumplen todas estas condiciones, la función ElCC de “control de crucero eléctrico” se activa y la conducción en el modo de control de crucero se garantiza por el motor eléctrico por sí solo, de otro modo incluso si no se cumple solo una de estas condiciones, se activa la función EnCC de “control de crucero de motor”, y la conducción en el modo de control de crucero se garantiza de la manera tradicional, por ejemplo, por medio de la conducción principal por sí sola, con el motor de combustión interna.

Las condiciones que deben comprobarse son las siguientes: si la velocidad de vehículo > VS, en donde VS es un valor umbral de velocidad de vehículo, por debajo del que no puede activarse la función de control de crucero (bloquear NO CC), por ejemplo, VS = 25 km/h. Si el vehículo se mueve hacia adelante, concretamente si la transmisión está en marcha atrás (R): si el coche va hacia atrás, la función de control de crucero (bloquear NO CC) no puede activarse. Si la pendiente de carretera es inferior a un valor umbral que puede variar dentro de determinados límites, concretamente, si la pendiente de carretera < (Pmáx ± Pmáx_Hyst), en donde Pmáx es el límite superior nominal de la pendiente de carretera (por ejemplo Pmáx = 8%), y Pmáx_Hyst es una variación de porcentaje tolerada aproximada al valor Pmáx (por ejemplo Pmáx_Hyst = ± 1%): si la pendiente supera dicho límite, la función EnCC de “control de crucero de motor” se activa. Tal variación de porcentaje tolerada del umbral de pendiente es necesaria para evitar una conmutación repetida entre ENCENDIDO y APAGADO del control de activación de la función de control de crucero para variaciones mínimas de pendiente de carretera, o también para evitar conmutación repetida y continua entre “control de crucero eléctrico” ElCC y “control de crucero de motor” EnCC. El valor de pendiente de carretera está destinado a ser un valor absoluto, concretamente la pendiente de carretera puede ser o bien positiva (cuesta arriba) o bien negativa (cuesta abajo). Si la velocidad objetivo establecida para la activación de la función Vestablecida de control de crucero es inferior a un valor Vmáx umbral de velocidad que puede variar, preferiblemente, dentro de determinados límites, concretamente si Vestablecida < (Vmáx ± Vmáx_Hyst), en donde Vmáx es la velocidad máxima (por ejemplo Vmáx = 65 km/h, que no corresponde con la velocidad máxima de vehículo, pero está correlacionada con el límite de potencia máximo del motogenerador) por encima de la que no es posible activar la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, sino solamente la función EnCC de “control de crucero de motor”, y Vmáx_Hyst es una variación de porcentaje tolerada aproximada al valor Vmáx (por ejemplo Vmáx_Hyst = ± 5 km/h), con consideraciones equivalentes con respecto a Pmáx_Hyst. Si el estado de carga de la batería SOC de accionamiento supera un valor umbral de estado de carga que es dicho límite, la función EnCC de “control de crucero de motor” se activa. Tal variación de porcentaje tolerada del umbral de pendiente es necesaria para evitar una conmutación repetida entre ENCENDIDO y APAGADO del control de activación de la función de control de crucero para variaciones mínimas de pendiente de carretera, o también para evitar conmutación repetida y continua entre “control de crucero eléctrico” ElCC y “control de crucero de motor” EnCC. El valor de pendiente de carretera debe interpretarse como un valor absoluto, concretamente la pendiente de carretera puede ser o bien positiva (cuesta arriba) o bien negativa (cuesta abajo).

- Si la velocidad objetivo establecida para la activación de la función Vestablecida de control de crucero es inferior a un valor Vmáx umbral de velocidad que, preferiblemente, puede variar dentro de determinados límites, concretamente si Vestablecida < (Vmáx ± Vmáx_Hyst), en donde Vmáx es la velocidad máxima (por ejemplo Vmáx = 65 km/h, que no corresponde a la velocidad máxima de vehículo, pero está correlacionada con el límite de potencia máximo del motogenerador) por encima de la que no es posible activar la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, sino solamente la función EnCC de “control de crucero de motor”, y Vmáx_Hyst es una variación de porcentaje tolerada aproximada al valor Vmáx (por ejemplo Vmáx_Hyst = ± 5 km/h), con consideraciones equivalentes con respecto a Pmáx_Hyst.

- Si el estado de carga de la batería SOC de accionamiento supera un valor umbral de estado de carga que puede variar dentro de determinados límites, concretamente si SOC > (SOCs ± SOC_Hyst), en donde SOC es el porcentaje que expresa el nivel de carga en el momento de la batería de accionamiento, SOCs es el umbral de estado de carga por debajo del que no es posible activar la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, sino solamente la función EnCC de “control de crucero de motor” (por ejemplo SOCs = ± 4%), y SOC_Hyst es una variación de porcentaje tolerada aproximada al valor SOCs (por ejemplo SOC_Hyst ± 4%), con consideraciones equivalentes con respecto a Pmáx_Hyst y Vmáx_Hyst.

- Si la potencia en el momento requerida para el sistema de conducción es inferior a un valor límite de potencia PLIMIT-Mot que puede proporcionarse por el motor eléctrico (parámetro constructivo del motor), concretamente si petición de potencia < PLIMIT-Mot, de otro modo la función EnCC de “control de crucero de motor” se activa.

Debe observarse que, si se encuentran disponibles indicaciones y datos que derivan del sistema NS de navegación de vehículo del tipo tridimensional, e incluyen tanto la indicación instantánea y predictiva de la pendiente de carretera, como la indicación del peso de vehículo procedentes de un sistema VPE de evaluación del peso de vehículo cuando está en movimiento, es posible obtener una funcionalidad adicional. El valor Vmáx de velocidad, el valor SOC^sde estado de carga de batería y su variación SOC Hyst de porcentaje tolerada, el valor VS de velocidad umbral pueden cambiar dinámicamente en función de las condiciones de la carretera y de la ruta definida por el sistema de navegación o por el propio usuario, haciendo posible presuponer durante cuánto tiempo será posible mantener la función de control de crucero en funcionamiento. En este caso, el sensor RSS de pendiente de carretera puede no usarse, dado que tal clase de información se proporciona por el sistema de navegación que está equipado con una cartografía tridimensional.

Todas las condiciones anteriores se comprueban de manera continua y reiterada, hasta que se desactiva la función CC de control de crucero.

Cuando se activa la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, el motor de combustión interna de la conducción principal puede detenerse o funcionar de manera inactiva, según la configuración del sistema de conducción.

Cuando se activa la función EnCC de “control de crucero de motor”, el motor eléctrico puede controlarse con el fin de funcionar como un generador, y puede proporcionar par negativo para decelerar el vehículo cuando la velocidad supera el valor Vestablecida umbral superior. Tal par negativo puede requerirse, por ejemplo, por la unidad HCU de control cuando se activa la función de “control de crucero eléctrico”. Esta situación es habitual en un vehículo que se desplaza en una carretera con pendiente negativa. Por tanto, es posible obtener una recuperación de la energía cinética en energía eléctrica que se almacena en la batería de alta tensión del sistema híbrido. De otro modo, tal contribución se disiparía en forma de calor en los frenos de servicio, y el frenado del vehículo debería llevarse a cabo de manera exclusiva manualmente por el conductor, cuando la velocidad de vehículo supera el umbral Vestablecida con par motor igual a cero.

A continuación, con referencia a la figura 4, se describe la secuencia de las etapas de activación de la función ElCC de “control de crucero eléctrico” y de las funciones EnCC de “control de crucero de motor”, especialmente con relación al ejemplo de conducción híbrida descrito anteriormente con referencia a la figura 1.

Cuando se activa la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, la unidad HCU de control determina la apertura del embrague 3, si el embrague está cerrado cuando la función se activa, de otro modo lo mantiene abierto; entonces desplaza la marcha 6 a la posición de punto muerto (posición “N”); después de activar el control de rpm y la administración de par del motogenerador 2. En esta situación, se garantiza la conducción del vehículo mediante el motogenerador eléctrico por sí solo.

Cuando se activa la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, la unidad HCU de control mantiene la marcha en la posición de conducción (posición “D”); entonces determina el cierre del embrague, si el embrague está abierto cuando la función se activa, de otro modo lo mantiene cerrado; después de activar el control de rpm y la administración de par del motor 1 de combustión interna. En esta situación, se garantiza la conducción del vehículo mediante la conducción principal (motor de combustión interna) por sí sola.

Durante la transición de la función ElCC de “control de crucero eléctrico” a la función EnCC de “control de crucero de motor”, la unidad HCU de control cambia de conducción (posición “D”), entonces determines el cierre del embrague con el fin de activar la conducción principal (motor de combustión interna), y finalmente activa el control de rpm y la administración de par del motor de combustión interna.

Durante la transición de la función EnCC de “control de crucero de motor” a la función ElCC de “control de crucero eléctrico”, la unidad HCU de control determina la apertura del embrague, entonces cambia a la posición de punto muerto (posición “N”) con el fin de activar el motor eléctrico por medio del control de rpm y de par.

Las transiciones entre los dos modos se determinan mediante la verificación continua de las condiciones descritas anteriormente.

El método de la presente invención puede realizarse ventajosamente por medio de programas informáticos cargados en las diversas unidades de control electrónico del vehículo, que comprenden medios de código de programa que realizan una o más etapas de dicho método, cuando dichos programas se ejecutan en un ordenador.

Por tanto, el alcance de la presente patente también pretende cubrir dichos programas informáticos y los medios legibles por ordenador que comprenden un mensaje grabado, comprendiendo tales medios legibles por ordenador los medios de código de programa para realizar una o más etapas de tal método, cuando dichos programas se ejecutan en un ordenador.

Será evidente para el experto en la técnica que pueden concebirse y llevarse a la práctica otras realizaciones alternativas y equivalentes de la invención sin alejarse del alcance de la invención.

A partir de la descripción expuesta anteriormente será posible que el experto en la técnica realice la invención sin necesidad de describir detalles de construcción adicionales.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para accionar la función de control de crucero en un vehículo equipado con conducción híbrida, especialmente un vehículo comercial o industrial, comprendiendo dicha conducción híbrida al menos una conducción (1) principal y una conducción (2) eléctrica, comprendiendo el método, cuando se requiere dicha función de control de crucero, las etapas de:

- comprobar de manera cíclica la posibilidad de activación de dicha función de control de crucero; si es positiva - activar dicha conducción eléctrica del tipo “control de crucero eléctrico” (ElCC), y desactivar dicha conducción principal, si una comprobación de manera cíclica de las condiciones de activación de la conducción eléctrica es positiva; de otro modo

- activar dicha conducción principal del tipo “control de crucero de motor” (EnCC), y desactivar dicha conducción eléctrica,

en el que dicha comprobación de manera cíclica de la posibilidad de activación de la función de control de crucero comprende:

- comprobar si la velocidad de vehículo supera un valor (VS) umbral de velocidad;

- comprobar si el vehículo se mueve hacia adelante, y, en el que

- si una pendiente de carretera es inferior a un valor (Pmáx) umbral de pendiente;

- si una velocidad (Vestablecida) objetivo establecida para la activación de la función de control de crucero es inferior a un valor (Vmáx) umbral de velocidad;

- si el estado (SOC) de carga de la batería de accionamiento de dicha conducción eléctrica es mayor que un valor (SOCs) umbral de estado de carga;

- si una potencia instantánea requerida para dicha conducción eléctrica es inferior a un valor límite de potencia (PLIMIT-Mot) administrable por dicha conducción eléctrica,

estando el método caracterizado porque uno o más valores de dichos valores (Pmáx) umbrales de pendiente, valor (Vmáx) umbral de velocidad, valor (SOCs) umbral de estado de carga, valor (PLIMIT-Mot) límite de potencia administrable, pueden variar dentro de variaciones de porcentaje toleradas respectivas de manera aproximada a los valores respectivos,

en el que la variación (SOC_Hyst) de porcentaje tolerada de estado (SOCs) de carga de batería, puede variar en función de indicaciones y datos que derivan de un sistema (NS) de navegación de vehículo del tipo tridimensional, que comprende tanto una indicación de pendiente de carretera instantánea y una predictiva, como una indicación del peso del vehículo.

2. Método para accionar la función de control de crucero según la reivindicación 1, en el que al menos uno de dichos valores (Vmáx) umbrales de velocidad y de la velocidad Vs umbral, puede variar en función de indicaciones y datos que derivan de un sistema (NS) de navegación de vehículo del tipo tridimensional, que comprende tanto una indicación de pendiente de carretera instantánea y una predictiva, como una indicación del peso del vehículo.

3. Método para accionar la función de control de crucero según la reivindicación 1 o 2, en el que cuando se activa el “control de crucero eléctrico”, un motor de combustión interna de la conducción principal se detiene o trabaja de manera inactiva.

4. Método para accionar la función de control de crucero según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cuando se activa dicha conducción principal del tipo “control de crucero de motor” (EnCC), dicha conducción eléctrica se controla de modo que proporciona un par negativo con el fin de decelerar el vehículo cuando la velocidad supera dicho valor (Vestablecida) de velocidad objetivo.

5. Vehículo comercial o industrial, que comprende un sistema de conducción híbrida que comprende al menos una conducción (1) principal, una conducción (2) eléctrica, al menos un embrague (3) entre dichas conducciones principal y eléctrica, y una transmisión (6) manual automatizada, y que comprende medios de control configurados para realizar el método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

6. Programa informático que comprende medios de código de programa adecuados para realizar las etapas según las reivindicaciones de 1 a 4, cuando tal programa se ejecuta en un ordenador.

7. Medios legibles por ordenador que comprenden un programa grabado, comprendiendo dichos medios legibles por ordenador medios de código de programa adecuados para realizar las etapas según las reivindicaciones de 1 a 4, cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador.