ES2562877T3 - Sistema auxiliar de alimentación para automóviles - Google Patents

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ES2562877T3 ES05718995.3T ES05718995T ES2562877T3 ES 2562877 T3 ES2562877 T3 ES 2562877T3 ES 05718995 T ES05718995 T ES 05718995T ES 2562877 T3 ES2562877 T3 ES 2562877T3
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Abstract

Sistema auxiliar de alimentación para un vehículo provisto de un motor principal (5) y de un sistema de aire acondicionado principal, que comprende un motor de combustión interna auxiliar (8) provisto de un motor de arranque (34); un generador de corriente auxiliar (9) accionado por dicho motor auxiliar (8) y conectable a una batería (6) del vehículo; un circuito de refrigeración auxiliar (11) provisto de un compresor (12) accionado por dicho motor auxiliar (8); unos medios de control (41, 50) que comprenden unos medios de comparación (41, 57) conectados a dicha batería (6) para determinar la tensión de la batería; y unos medios adicionales (50) para activar dicho motor de arranque (34) de dicho motor auxiliar (8); generando dichos medios de control (41) una señal de control para activar dicho motor de arranque (34) de dicho motor auxiliar (8) en respuesta a un valor de tensión de dicha batería por debajo de un valor de referencia; unos medios para medir el tiempo desde el arranque del motor auxiliar; unos medios (38) para apagar dicho motor auxiliar (8); generando dichos medios de control (41) una señal de control, para dichos medios para apagar dicho motor auxiliar (8), cuando el tiempo medido alcance un tiempo de carga predeterminado; proporcionando dichos medios de control (41) una recarga automática de dicha batería (6), incluso cuando dicho motor principal (5) esté apagado.

Description

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DESCRIPCION
Sistema auxiliar de alimentacion para automoviles.
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un sistema auxiliar de alimentacion para automoviles.
La invencion se aplica, de forma preferida pero no exclusiva, a un sistema de aire acondicionado auxiliar del compartimento interior de un vehfculo industrial, particularmente un camion, al cual se refiere a tftulo de ejemplo la siguiente descripcion.
Antecedentes de la tecnica
El documento WO 03/064202 divulga un sistema auxiliar de alimentacion para un vehfculo provisto de un motor principal, que comprende un motor de combustion interna auxiliar con un motor de arranque; un generador de corriente accionado por dicho motor auxiliar y conectable a una baterfa del vehfculo; un circuito de refrigeracion auxiliar provisto de un compresor accionado por dicho motor auxiliar; unos medios de control conectados a dicha baterfa para determinar la condicion de carga de dicha baterfa; y otros medios para activar dicho motor de arranque de dicho motor auxiliar; generando dichos medios de control una senal de control para activar dicho motor de arranque de dicho motor auxiliar en respuesta a una condicion de carga de dicha baterfa por debajo de un valor de referencia; permitiendo dichos medios de control una recarga automatica de dicha baterfa incluso cuando dicho motor principal esta apagado.
Como es conocido, los vehfculos automoviles, y particularmente, los camiones, estan dotados de un sistema de aire acondicionado, de aqm en adelante el sistema de aire acondicionado “principal”, que comprende un compresor, un condensador, una valvula de expansion, y un evaporador, que en su conjunto definen de una manera conocida un circuito de refrigeracion principal en el que fluye un lfquido de refrigeracion. El compresor es accionado por el motor del vehfculo, que por lo tanto se tiene que mantener en funcionamiento para que funcione el compresor cuando el vehfculo esta estacionario. Ademas de constituir un uso ineficaz del motor, esto resulta evidentemente en un consumo mayor de combustible y una mayor cantidad de emisiones de contaminantes.
Como solucion al problema, se ha propuesto un sistema de aire acondicionado auxiliar, que comprende un motor de calor auxiliar de potencia inferior al motor del vehfculo; y un circuito de refrigeracion auxiliar que, a su vez, comprende un compresor, un condensador, una valvula de expansion y un evaporador auxiliares. Cuando el vehfculo esta parado, el motor auxiliar por lo tanto simplemente tiene que seguir funcionando. Ademas de consumir menos combustible que el motor principal del vehfculo, el motor auxiliar puede funcionar en condiciones de eficacia maxima, minimizando asf el consumo y las emisiones de contaminantes.
El documento US-A-5528901 describe un sistema de aire acondicionado auxiliar del tipo descrito en breve anteriormente, y que comprende ademas un alternador auxiliar accionado por el motor auxiliar y conectado a la baterfa del vehfculo para cargarla mientras que el sistema de aire acondicionado auxiliar esta funcionado.
Aunque resulta util, la funcion de carga de la baterfa del alternador, se realiza unicamente cuando el sistema de aire acondicionado auxiliar esta funcionando, pero los camiones modernos estan dotados de unos dispositivos de usuario de alto consumo electrico que deben mantenerse funcionando incluso cuando el vehfculo esta estacionario y con independencia de si funciona el sistema de aire acondicionado o no. Unos ejemplos tfpicos de dichos dispositivos son los dispositivos de seguridad de satelites, que utilizan la corriente cuando el vehfculo esta aparcado y se puede apagar el sistema de aire acondicionado. Se produce el mismo problema en el sistema que se divulga en el documento DE-A1-19953940.
Divulgacion de la invencion
Un objetivo de la presente invencion consiste en proporcionar un sistema auxiliar de alimentacion para automoviles, disenado para proporcionar una solucion al problema mencionado anteriormente.
De acuerdo con la presente invencion, se preve un sistema auxiliar de alimentacion para un vehfculo, que comprende un motor de combustion interna auxiliar provisto de de un motor de arranque; un generador de corriente accionado por dicho motor auxiliar y conectable a la baterfa del vehfculo; y unos medios de control; comprendiendo dichos medios de control unos medios de comparacion conectados a dicha baterfa para determinar la tension de la baterfa; y ademas unos medios para activar dicho motor de arranque de dicho motor auxiliar; generando dichos medios de control una senal de control para activar dicho motor de arranque de dicho motor auxiliar en respuesta a un valor de tension de dicha baterfa por debajo de un valor de referencia; unos medios para medir el tiempo desde el arranque del motor auxiliar; unos medios para apagar dicho motor auxiliar; generando dichos medios de control una senal de control para dichos medios para que apaguen dicho motor auxiliar, cuando el tiempo medido alcanza un tiempo de carga predeterminado.
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De acuerdo con una caracterfstica esencial de la invencion, por lo tanto, el motor auxiliar arranca automaticamente cuando se detecta una condicion de carga baja de la baterfa. Por lo tanto, el sistema ademas permite cargar automaticamente la baterfa, de modo que los dispositivos de usuario de alto consumo electrico, tales como los dispositivos de seguridad de satelites, pueden funcionar incluso durante periodos de tiempo prolongados y sin conductor.
De acuerdo con la invencion, el sistema de potencia comprende un circuito de refrigeracion auxiliar para el aire acondicionado del compartimento interior del vehfculo, y cuyo compresor esta accionado por el motor auxiliar.
De acuerdo con una caracterfstica preferida de la invencion, el circuito de refrigeracion auxiliar es totalmente independiente del sistema de refrigeracion del sistema de aire acondicionado principal del vehfculo, de modo que el sistema auxiliar de alimentacion se pueda instalar sin que ser necesarias alteraciones en los sistemas ya existentes en el vehfculo.
La presente invencion se refiere asimismo a un procedimiento destinado a cargar automaticamente una baterfa de un vehfculo mediante un sistema auxiliar de alimentacion, que comprende un motor de combustion interna auxiliar, y a un generador de corriente auxiliar accionado por dicho motor auxiliar; caracterizado por que comprende las etapas siguientes:
a) adquirir la tension de dicha baterfa;
b) comparar el valor de tension adquirido con un valor de referencia;
c) comenzar un ciclo de carga para cargar la baterfa mediante el arranque automatico de dicho motor auxiliar, en el caso de que el valor de tension adquirido sea inferior al valor de referencia.
De acuerdo con la invencion, el procedimiento comprende las etapas adicionales que consisten en apagar el motor auxiliar al acabar un tiempo de cargo predeterminado, y de nuevo, en adquirir la tension de la baterfa.
Breve descripcion de los dibujos
A continuacion, se proporciona una descripcion, a tftulo de ejemplo, de una forma de realizacion preferida, y no limitativa, de la presente invencion, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 representa una vista lateral esquematica de un camion provisto de un sistema auxiliar de alimentacion de acuerdo con la presente invencion;
la figura 2 representa una vista esquematica de una forma de realizacion preferida del sistema auxiliar de la figura 1;
la figura 3 representa un diagrama en bloques de un procedimiento de carga de baterfa de acuerdo con la presente invencion y con el uso del sistema auxiliar de la figura 1.
Mejor modo de poner en practica la invencion
El numero de referencia 1 en la figura 1 indica en su conjunto un camion que comprende un bastidor 2; y una cabina 3 soportada sobre el bastidor 2 y con un compartimento posterior 4.
El camion 1, unicamente descrito de la manera estrictamente necesaria para una comprension clara de la presente invencion, comprende un motor principal 5 soportado sobre el bastidor 2 y dispuesto debajo de la cabina 3; una baterfa 6 (vease, la figura 2); un sistema de aire acondicionado principal (no representado) de la cabina 3; y un sistema auxiliar de alimentacion 7, que dispone de la doble funcion de proporcionar el aire acondicionado para la cabina 3 y de cargar la baterfa 6.
El sistema auxiliar 7 (vease, la figura 2) comprende sustancialmente un motor auxiliar, preferentemente diesel 8; un alternador auxiliar 9 accionado por un motor auxiliar 8 mediante una primera correa de transmision 10; y un circuito de refrigeracion conocido 11.
El circuito de refrigeracion 11 comprende un compresor 12, accionado por un motor auxiliar 8 mediante una segunda correa de transmision 13, un condensador 14, una valvula de expansion 16, y un evaporador 17, que estan conectados en forma de cascada para formar un circuito cerrado, en el que fluye el lfquido de refrigeracion. El condensador 14 y el evaporador 17 disponen de unos ventiladores electricos 18, 19 respectivos.
De forma conveniente, el circuito de refrigeracion 11 es reversible, es decir, puede funcionar a modo de circuito de refrigeracion o de bomba de calor, tal y como se explica en detalle mas adelante.
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Como consecuencia, el circuito de refrigeracion 11 comprende ademas una valvula de conmutacion o de inversion de ciclo 20, dispuesto entre el compresor 12, el condensador 14 y el evaporador 17. Mas espedficamente, la valvula 20 presenta una entrada 21 acoplada a un conducto de entrega 22 del compresor 12; una salida 23 acoplada a un conducto de entrada 24 del compresor 12, de forma conveniente mediante un filtro de deshidratacion 25; y una entrada 26 y una salida 27 acopladas a un condensador 14 y a un evaporador 17 respectivamente.
El sistema 1 esta dividido en una unidad externa 28 dispuesta al exterior de la cabina 3, por ejemplo, soportada en el bastidor 2; y una unidad interna 29 alojada en el interior de la cabina 3, preferentemente en el compartimento 4.
La unidad interna comprende el evaporador 17 y el ventilador electrico respectivo 19, y la unidad externa comprende el resto de componentes del circuito de refrigeracion 11, el motor auxiliar 8, y el alternador auxiliar 9. Preferentemente, la unidad externa 28 comprende asimismo una resistencia 30 asociada con el condensador 14, y que esta accionada cuando el circuito de refrigeracion 11 funciona en el modo de ciclo inverso, es decir, a modo de bomba de calor, en cuyo caso, en efecto el condensador 14 funciona a modo de evaporador y puede alcanzar unas temperaturas muy bajas con la formacion de hielo.
El motor auxiliar 8 dispone de un motor de arranque 34; preferentemente un deposito de combustible 35 independiente del deposito principal 36 (vease la figura 1) del camion 1; y un deposito de combustible 37 para alimentar los inyectores (no representados). Una valvula de activacion/desactivacion 38 para el combustible esta dispuesta, de forma conveniente, a lo largo de una lmea de presion baja entre el deposito de combustible 35 y el lado de entrada de la bomba 37.
El alternador auxiliar 9 dispone de un polo positivo conectado al polo positivo de la batena 6, preferentemente mediante un diodo de desacoplamiento 40 destinado a desacoplar el alternador auxiliar 9 del alternador principal (no representado).
El sistema auxiliar 7 esta controlado por una unidad de control programable 41 asociada con un dispositivo para la entrada de datos 42, que puede ser, por ejemplo, un mando a distancia o un panel de control dispuesto en la cabina 3 e integrada en la unidad interna 29.
El dispositivo 42 comprende de forma conveniente un pulsador para seleccionar el modo de funcionamiento (AIRE ACONDICIONADO, CARGA DE BATERIA, APAGADO) 43; unos pulsadores para fijar la referencia de temperatura 44 con el fin de controlar la temperatura de la cabina 3 cuando se activa la funcion de AIRE ACONDICIONADO; un visualizador de la consigna de temperatura 45; y unos indicadores de luz respectivos 46, 47 que indican la activacion de las funciones AIRE ACONDICIONADO y CARGA DE BATERIA.
La unidad de control 41 esta conectada ademas al sensor de temperatura 48 dispuesto en el compartimento 4 de la cabina 3, preferentemente integrada en la unidad interna 29, y que proporciona a la unidad de control una senal de entrada T asociada a la temperatura en el compartimento posterior. La unidad de control 41 esta conectada ademas a la batena 6, preferentemente mediante un divisor resistivo de precision (no representado) del cual recibe una senal V asociada con la tension de batena pero, de forma adecuado, de nivel inferior, y esta conectada al polo positivo del alternador auxiliar 9, cuya tension se determina y constituye una senal E que indica que el motor auxiliar 8 esta encendida.
Mediante un cuadro de potencia 50, al cual esta conectado mediante un bus de datos 51, la unidad de control 41 controla el motor de arranque 34 del motor auxiliar 8, la valvula de activacion/desactivacion 38, y el circuito de refrigeracion 11, como funcion de los parametros fijados por el dispositivo 42.
El sistema auxiliar funciona de la siguiente manera.
El sistema 7 se puede poner en modo AIRE ACONDICIONADO o CARGA DE BATERIA, mediante un pulsador 43.
En el modo de AIRE ACONDICIONADO, el motor auxiliar 8 se arranca para accionar el condensador 12 y el alternador auxiliar 9. La temperatura del compartimento bunk 4 esta controlada por bucle cerrado basado en el valor de temperatura de referencia fijado por los pulsadores 44, y el valor de temperatura detectado por el sensor 48; y , segun el signo de la diferencia entre los valores anteriores, la unidad de control 41 fija la valvula 20 a la posicion que corresponde al modo de ciclo de refrigeracion para enfriar la cabina 3 (el conducto de entrega 22 del compresor 12 conectado al condensador 14), o a la posicion que corresponde al modo de bomba de calor para calentar la cabina 3 (conducto de entrega 22 del compresor 12 conectado al evaporador 17). El control del circuito de refrigeracion 11 es convencional y por lo tanto, no se describe en detalle.
Dado que el motor auxiliar 8 siempre impulsa el alternador auxiliar 9 en el modo de AIRE ACONDICIONADO, la batena 6 esta cargada constantemente.
Segun la presente invencion, una funcion puede fijarse asimismo para carga la batena automaticamente incluso
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cuando el circuito de refrigeracion 11 esta deshabilitado.
Cuando se fija el modo de CARGA AUTOMATICA mediante el pulsador 43, la unidad de control 41 funciona segun el programa descrita a continuacion, haciendo referencia al diagrama de flujo de la figura 3.
A partir de un bloque de arranque 54, un bloque 55 determina si esta habilitada o no la funcion de carga automatica. En caso afirmativo, el bloque 55 procede al bloque 56, que adquiere la senal V (tension de la baterfa 6). El siguiente bloque 57 compara la senal V con un valor de referencia Vf si V esta por debajo de Vf el bloque 57 procede a bloque 58, que arranca el motor auxiliar 8 al activar el motor de arranque 34; de forma inversa, si V es mayor que Vrif, el bloque 57 retrocede al principio del ciclo.
El bloque 58 procede al bloque 59, que determina si el motor auxiliar esta arrancado, al adquirir la senal E. En el caso de no estar arrancado, el bloque 59 retrocede al bloque 58; en el caso de estar arrancado, el bloque 59 procede a un bloque de contencion 59', que permite pasar un tiempo de carga predeterminado Tr, por ejemplo, 30', y a continuacion, el bloque 59' procede al proximo bloque 60, que apaga el motor al conmutar la valvula de activacion/desactivacion de combustible 38.
A continuacion, el bloque 60 retrocede al bloque 56 para adquirir otra tension de la baterfa, y posteriormente, el programa procede tal y como se describe, y pueden realizarse uno o mas ciclos de carga, en funcion del resultado de la comparacion en el bloque 57.
En resumen, la tension de la baterfa 6 se determina y se compara con un valor de referencia; si esta por debajo del valor de referencia, se arranca el motor auxiliar 8 para que impulse el alternador auxiliar 9, y se realiza un primer ciclo de carga de una duracion predeterminada. Al final del ciclo, se apaga el motor auxiliar 8 y se comprueba la carga de la baterfa. El motor debe estar apagado para asegurar que la senal V represente la tension de carga real de la baterfa 6, y no la tension del alternador auxiliar 9.
Si resulta necesario, se repite el ciclo de carga y se vuelve a arrancar el motor de calentamiento. De otro modo, se considera la carga completada.
Evidentemente, se pueden introducir cambios en el sistema auxiliar 7 segun la presente invencion, sin embargo, sin alejarse del alcance, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
El alternador 9 y el compresor 12 pueden ser accionados por la misma correa.
Puede que el circuito de refrigeracion 11 no disponga de una valvula de inversion de ciclo, y puede que se utiliza unicamente para enfriar la cabina.
Finalmente, el motor de arranque 34 y el alternador auxiliar 9 pueden ser sustituidos por una unica maquina electrica reversible.
La unidad interna 29 puede disponerse en cualquier lugar en el interior de un vehfculo, por ejemplo, se puede utilizar para enfriar un compartimento de refrigeracion. Dos o mas unidades 29 pueden estar previstas para entornos distintos o para porciones diferentes del mismo entorno, por ejemplo, las partes diferentes de la cabina, para asegurar una temperatura incluso mas uniforme.
El deposito auxiliar 35 puede omitirse, y el motor auxiliar 8 puede alimentarse de combustible directamente desde el deposito principal 36.
El sistema puede utilizarse asimismo para vehfculos diferentes a los camiones, por ejemplo, para los coches o las caravanas.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema auxiliar de alimentacion para un vehfculo provisto de un motor principal (5) y de un sistema de aire acondicionado principal, que comprende un motor de combustion interna auxiliar (8) provisto de un motor de arranque (34); un generador de corriente auxiliar (9) accionado por dicho motor auxiliar (8) y conectable a una baterfa (6) del vehfculo; un circuito de refrigeracion auxiliar (11) provisto de un compresor (12) accionado por dicho motor auxiliar (8); unos medios de control (41, 50) que comprenden unos medios de comparacion (41, 57) conectados a dicha baterfa (6) para determinar la tension de la baterfa; y unos medios adicionales (50) para activar dicho motor de arranque (34) de dicho motor auxiliar (8); generando dichos medios de control (41) una senal de control para activar dicho motor de arranque (34) de dicho motor auxiliar (8) en respuesta a un valor de tension de dicha baterfa por debajo de un valor de referencia; unos medios para medir el tiempo desde el arranque del motor auxiliar; unos medios (38) para apagar dicho motor auxiliar (8); generando dichos medios de control (41) una senal de control, para dichos medios para apagar dicho motor auxiliar (8), cuando el tiempo medido alcance un tiempo de carga predeterminado; proporcionando dichos medios de control (41) una recarga automatica de dicha baterfa (6), incluso cuando dicho motor principal (5) este apagado.
  2. 2. Sistema segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho circuito de refrigeracion (11) es reversible.
  3. 3. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que esta dividido en una primera unidad (29) instalable en un compartimento interior (4) de dicho vehfculo y que comprende un evaporador (17) y un ventilador electrico correspondiente (19); y en una segunda unidad (28) instalable fuera de dicho compartimento (4) y que comprende el resto de componentes de dicho circuito de refrigeracion (11), dicho motor auxiliar (8), y dicho generador auxiliar de corriente (9).
  4. 4. Vehfculo, que comprende un motor principal; un sistema de aire acondicionado principal; una baterfa (6); y un sistema de auxiliar de alimentacion (7), segun la reivindicacion 1.
  5. 5. Vehfculo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que dicho circuito de refrigeracion (11) es reversible.
  6. 6. Procedimiento de carga una baterfa (6) de un vehfculo (1) segun la reivindicacion 5 o 6, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:
    a) adquirir la tension de la baterfa (6);
    b) comparar el valor de tension adquirido con un valor de referencia;
    c) comenzar un ciclo de carga para cargar la baterfa (6) mediante el arranque automatico de dicho motor auxiliar (8) en el caso de que el valor de tension adquirida este por debajo del valor de referencia, incluso cuando dicho motor principal (5) este apagado.
    d) medir el tiempo desde el arranque del motor de combustion interna auxiliar,
    e) apagar el motor auxiliar cuando el tiempo medido alcance un tiempo de carga predeterminado.
  7. 7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado por que repiten de forma cfclica las etapas a) a e).
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