ES2627329T3

ES2627329T3 - Vehículo articulado para el transporte de pasajeros con un sistema de accionamiento mejorado.

Info

Publication number: ES2627329T3
Application number: ES14164528.3T
Authority: ES
Inventors: Guy Pierre Gendre; Alexandre Stoehr; Bruno JEANNERET; Philippe Rey
Original assignee: Institut Francais des Sciences et Technologirs des Transports de lAmenagement et des Reseaux; Iveco France SAS
Current assignee: Institut Francais des Sciences et Technologirs des Transports de lAmenagement et des Reseaux; Iveco France SAS
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2017-07-27
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: EP2933172A1; EP2933172B1

Abstract

Vehículo (1) articulado para transportar pasajeros, dicho vehículo (1) que comprende al menos: un coche (10) delantero que comprende al menos un eje (12) delantero dirigido y al menos un primer eje (13) accionado; al menos un coche (20) trasero conectado a dicho coche (10) delantero mediante una primera unión (18) de articulación, dicho primer coche (20) trasero que comprende al menos un primer eje (23) operativo, en donde dicho primer coche (10) delantero comprende un sistema de accionamiento principal que comprende un motor (100) térmico de dicho vehículo (1) que acciona dicho primer eje (13) accionado, comprendiendo dicho sistema (100) de accionamiento principal al menos un tren (8) de accionamiento conectado, de forma operativa, ha dicho primer eje (13) accionado, y caracterizado porque el vehículo articulado no tiene ninguna línea de accionamiento que pasa de coche a coche y es modular comprendiendo uno o más coches (20) traseros, en donde cada coche (20, 20') comprende un primer sistema (105, 105') de accionamiento auxiliar para accionar dicho primer eje (23, 23') operativo de dicho coche (20, 20') trasero, dicho sistema (105, 105') de accionamiento auxiliar que comprende: al menos una máquina eléctrica (51, 52, 51', 52') acoplada, de forma operativa, a dicho primer eje (23, 23'); un sistema (106, 106') de almacenamiento de energía conectado eléctricamente a dicha máquina (51, 52, 51', 52') eléctrica, en donde, de acuerdo con un primer modo de funcionamiento de dicho sistema (105, 105') de accionamiento auxiliar, dicha al menos una máquina eléctrica funciona como un generador eléctrico para cargar dicho sistema de almacenamiento de energía y en donde de acuerdo a un segundo modo de funcionamiento, dicha al menos una máquina eléctrica funciona como un motor eléctrico para proporcionar potencia a dicho primer eje operativo y porque dicho coche delantero comprende un segundo eje (13') accionado operativo y al menos un dispositivo (91, 91') eléctrico conectado a dicho segundo eje (13') accionado operativo para proporcionar un par de tracción a dicho segundo eje (13') accionado operativo, y un sistema (94) de almacenamiento de energía conectado eléctricamente al dispositivo (91, 91') eléctrico, en donde durante el modo de frenado regenerativo del vehículo, el sistema de almacenamiento de energía es cargado por el dispositivo (91, 91') eléctrico que funciona como un generador y en demanda de potencia/par de torsión, el sistema de almacenamiento de energía proporciona energía eléctrica al dispositivo eléctrico.

Description

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DESCRIPCION

Vehlcuio articulado para el transporte de pasajeros con un sistema de accionamiento mejorado Campo de la invencion

La presente invencion se refiere al campo tecnico de ios vehlcuios dedicados ai trasporte de pasajeros, en particular el campo de vehlculos articulados utilizados normalmente en transporte publico. Mas en detalle, la presente invencion se refiere a un autobus articulado que comprende un coche delantero provisto con un sistema de accionamiento principal del vehlculo y al menos un coche trasero provisto de un sistema de accionamiento auxiliar del vehlculo que es completamente independiente del sistema de accionamiento principal.

Description del estado de la tecnica anterior

Entre los vehlculos para el transporte de pasajeros, los autobuses articulados tienen una alta capacidad de pasajeros y por esta razon su uso parece particularmente interesante en el transporte publico. Los estandares actuales imponen alrededor de ocho personas por metro cuadrado. Por lo tanto, cuando hay una necesidad de transportar de 100 a 300 personas, los autobuses articulados parecen ser claramente una solution ventajosa.

Es conocido que un autobus articulado normalmente comprende al menos un primer coche y un segundo coche conectados entre si por medio de una union articulada que permite el movimiento relativo entre los dos coches. En el caso de autobuses biarticulados (o autobuses de articulados dobles) el vehlculo comprende tres coches/compartimentos en lugar de dos. Esto normalmente supone la adicion de ejes adicionales, por ejemplo para el primer coche, y una segunda union articulada entre el segundo coche y el tercer coche. Debido a su longitud extendida, los autobuses biarticulados son utilizados normalmente en rutas base de alta frecuencia o un esquema de transito rapido de autobuses en lugar de en rutas de autobuses convencionales.

La ventaja principal de los autobuses articulados, especialmente del tipo biarticulado, es que su uso permite reducir el numero de conductores necesarios para poner en marcha un servicio para un numero especlfico de personas. Normalmente es mucho mas eficiente en costes poner en marcha un autobus biarticulado con un conductor que, por ejemplo, poner en marcha dos autobuses convencionales mas pequenos que proporcionan el mismo numero total de asientos.

Los autobuses articulados con dos coches pueden alcanzar aproximadamente 18 metros de largo, mientras que los autobuses biarticulados pueden alcanzar una longitud de 24-25 metros con una capacidad de 200-300 personas. Los fabricantes de autobuses, normalmente, tratan de encontrar solucion para aumentar la superficie disponible para los pasajeros. Esto es debido a que una superficie mas grande es un factor importante para las ventas. Sin embargo, la longitud considerable de los autobuses articulados y biarticulados se traduce en un peso adicional correspondiente y por lo tanto en la necesidad de instalar un sistema de accionamiento capaz de garantizar la potencia suficiente para mover todo el vehlculo. A este respecto, a lo largo de los anos, muchos sistemas de accionamiento han sido propuestos por los fabricantes de estos vehlculos. De acuerdo con una primera solucion conocida implementada principalmente en los autobuses articulados con dos coches, el primer coche (o coche principal) esta provisto de un eje accionado el cual esta accionado por un motor termico montado en el segundo coche (coche seguidor). Se dispone una llnea de accionamiento que se extiende entre los dos coches para conectar el eje accionado al motor termico. Normalmente, dicha llnea de accionamiento comprende al menos un eje cardan que permite desviar la union de articulation entre los dos coches.

En cuanto a los sistemas de accionamiento de los vehlculos biarticulados (tres coches conectados por dos uniones articuladas) estan basados normalmente en un motor termico diesel instalado en el coche trasero del vehlculo y conectado de forma mecanica a un eje de accionamiento del coche central y/o a un eje de accionamiento del coche delantero. Tambien en este caso, la conexion mecanica entre el motor y los ejes de accionamiento se realiza por medio de ejes cardan. Las soluciones descritas anteriormente as! como otras soluciones conocidas similares, tienen muchos inconvenientes, el primero de ellos es la position del motor termico con respecto a los ejes de accionamiento. De hecho, el motor termico esta normalmente situado en uno de los coches, mientras que el eje de accionamiento o los ejes de accionamiento estan montados en un coche diferente. Debido a esta disposition, es normalmente necesario proporcionar una llnea de accionamiento que se extiende a lo largo de una longitud considerable. Este aspecto es crltico para el diseno de todo el vehlculo. Ademas, la longitud de la llnea de accionamiento se traduce a un alto riesgo de fallos y considerables perdidas de potencia. Otro inconveniente de las soluciones conocidas anteriores es la potencia motriz efectiva proporcionada sustancialmente solo mediante un motor termico. Claramente el tamano de este ultimo tiene que ser suficiente para mover todo el vehlculo. Sin embargo, se ha notado que en muchos casos los fabricantes tienden a utilizar motores diesel que tienen un tamano similar a los de los autobuses no articulados comunes. Por consiguiente, el peso adicional del autobus articulado da lugar a una reduccion de la velocidad y de la aceleracion y en general a una reduccion de los rendimientos de accionamiento. Por esta razon, los autobuses articulados son utilizados normalmente solo en rutas planas. En particular se ha notado que en muchos casos, debido a la configuration actual de su sistema de accionamiento, si los vehlculos articulados o biarticulados son utilizados en ciudades con cuestas, los motores son propensos a un sobrecalentamiento y fallan mostrando una duration inaceptable.

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Otro inconveniente de las soluciones tradicionales, que se deriva principalmente de la presencia de la llnea de accionamiento que se extiende entre los coches, es que los propios coches no pueden ser realmente separados. Esto significa que el uso de un vehlculo articulado es ventajoso para el transporte de pasajeros solo durante las horas pico, pero se hace desventajoso cuando el numero de personas disminuye, por ejemplo, por debajo de una centena de unidades, es decir, cuando los vehlculos se mueven con una carga baja de pasajeros. Con el fin de solucionar este inconveniente, en la actualidad la solucion tradicional es aumentar la flota de vehlculos a disposicion y utilizar el autobus articulado solo durante las horas de pico. Para una companla de transportes, esto significa la necesidad de tener una reserva de vehlculos y tambien un gran numero de conductores. Este aspecto es crltico hoy en dla en terminos de costes y afecta de forma negativa a la explotacion y a la calidad de los servicios.

Es obvio entonces que hay una fuerte necesidad de proporcionar nuevas soluciones para superar los inconvenientes mencionados anteriormente. En particular parece ser evidente que los sistemas de accionamiento utilizados de forma comun en estos vehlculos tienen una configuracion que limita la posible explotacion de los vehlculos.

Por lo tanto, el objeto principal de la presente invention es proporcionar un vehlculo articulado para el transporte de pasajeros que permita superar los inconvenientes indicados anteriormente. Dentro de este objeto, un primer proposito es proporcionar un vehlculo articulado que pueda ser explotado tambien para rutas con cuestas. Otro proposito de la presente invencion es proporcionar un vehlculo articulado que tenga rendimientos, en terminos de velocidad y de aceleracion, comparables con aquellos de vehlculos no articulados comunes. Otro proposito de la presente invencion es proporcionar un vehlculo articulado para el transporte de pasajeros que sea fiable y facil de fabricar con costes competitivos.

Los documentos US2004226760 y US4320811 dan a conocer vehlculos articulados y sistemas de accionamiento relacionados cuyas caracterlsticas define el preambulo de la revindication 1.

Resumen de la invencion

La presente invencion se refiere a un vehlculo articulado, para el transporte de pasajeros, el cual comprende al menos un coche delantero, provisto con al menos un eje delantero dirigido y un primer eje accionado, y al menos un primer coche trasero. El ultimo esta conectado al primer coche mediante una primera union articulada y comprende al menos un primer eje operativo. De acuerdo con la invencion, el coche delantero comprende un sistema de accionamiento principal de dicho vehlculo que acciona el primer eje accionado. Dicho sistema de accionamiento principal comprende al menos un motor termico y una trasmision mecanica que conecta dicho motor termico al primer eje accionado. Ademas de acuerdo con la invencion, el primer coche trasero comprende un primer sistema de accionamiento auxiliar para accionar dicho primer eje operativo instalado en el mismo primer coche trasero. En particular, el sistema de accionamiento auxiliar comprende al menos una primera maquina electrica acoplada, de forma operativa, ha dicho primer eje operativo. El sistema de accionamiento auxiliar tambien comprende un sistema de almacenamiento de energla conectado de forma electrica a dichas maquinas electricas.

De forma ventajosa, la presente invencion proporciona un vehlculo articulado sin que ninguna llnea de accionamiento pase de coche a coche.

De acuerdo con un primer modo de funcionamiento, la maquina electrica funciona como un generador electrico para cargar dicho sistema de almacenamiento de energla, mientras que de acuerdo con un segundo modo de funcionamiento, la maquina electrica funciona como un motor electrico para proporcionar un par de rotation a las ruedas accionadas montadas en los extremos del primer eje operativo.

Las reivindicaciones dan a conocer modos de realization preferidos de la presente invencion, que forman una parte integral de la presente description.

Breve descripcion de los dibujos

La invencion quedara completamente clara a partir de la descripcion detallada siguiente, dada a modo de un mero ejemplo y no de un ejemplo limitativo, que se ha de leer con referencia a las figuras de dibujos adjuntas, en donde:

La figura 1 muestra una vista lateral de un vehlculo articulado de acuerdo con la invencion;

La figura 2 es una vista esquematica de un coche principal de un vehlculo articulado de acuerdo con la presente invencion;

La figura 3 es una vista esquematica de un coche seguidor de un vehlculo de acuerdo con la invencion;

La figura 4 es una vista esquematica de un vehlculo articulado de acuerdo con la invencion que tiene tres coches.

Las mismas referencias numericas y letras en las figuras designan las mismas partes o funcionalmente equivalentes. Descripcion detallada de los modos de realizacion preferidos

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La presente invencion se refiere a un vehlcuio 1 articulado para el transporte de pasajeros que comprende al menos dos coches conectados entre si mediante una union articulada. En particular para los propositos de la presente invencion, la expresion “vehlculo articulado” es utilizada tambien para indicar un vehlculo del tipo “biarticulado”, es decir un vehlculo que comprende tres coches conectados entre si por medio de dos uniones articuladas.

La figura 1 es solo una ilustracion esquematica de un vehlculo 1 articulado de acuerdo con la presente invencion que comprende tres coches 10, 20, 20'. De forma mas precisa, el vehlculo de la figura 1 comprende un coche 10 delantero, un primer coche 20 trasero y un segundo coche 20' trasero de acuerdo con una estructura tlpica de un vehlculo/autobus biarticulado para el transporte de pasajeros. El coche 10 delantero (a continuacion indicado tambien con la expresion “coche 10 principal”) esta conectado al primer coche 20 trasero (a continuacion indicado tambien con las expresion “coche 20 seguidor”) por medio de una primera union 18 articulada que permite un movimiento relativo entre los dos coches 10, 20. De forma similar el segundo coche 20' trasero (a continuacion indicado tambien como “coche 20' posterior”) esta conectado al coche 20 central por medio de una segunda union 18' articulada. De acuerdo con una solucion tlpica, los coches 10, 20, 20' estan conectados entre si de manera que los pasajeros se pueden mover libremente de un coche a otro. Por otro lado, las uniones 18, 18' articuladas son, de forma preferible, de un tipo separado de manera que el coche 10 principal, por ejemplo, puede separarse facilmente del resto del vehlculo 1 de manera que se puede utilizar de forma independiente.

De hecho, el coche 10 principal tiene que ser contemplado como un vehlculo independiente que puede ser extendido, de forma ventajosa, bajo demanda o durante las horas de pico, es decir, cuando el numero de pasajeros que se va a transportar aumenta. La longitud del coche 10 principal puede, por ejemplo, ser de 12 metros. Tal y como se indica a continuacion, esta longitud puede mantenerse la mayorla del dla y el vehlculo puede transformarse en un vehlculo articulado solo cuando sea necesario realmente, de acuerdo con un “concepto modular”. Esto permite explotar al maximo el coche 10 principal. Un vehlculo articulado de acuerdo con la invencion puede alcanzar, por ejemplo, una longitud desde 15 hasta 24 metros.

De acuerdo con la presente invencion, el primer coche 10 del vehlculo comprende al menos un primer eje 12 dirigido, sobre el cual se monta un primer par de ruedas 15 direccionales, y al menos un primer eje 13 accionado sobre el cual se montan un primer par de ruedas 16 accionadas. El segundo coche 20 comprende al menos un eje 23 operativo sobre el cual se montan un segundo par de ruedas 26 accionadas. El eje 23 operativo es realmente un “eje accionado” del segundo coche 20 y por consiguiente del vehlculo 1.

De acuerdo con la invencion, en el coche 10 delantero se instala un sistema 100 de accionamiento principal del vehlculo 1. Dicho sistema 100 incluye al menos un motor termico diesel, que puede estar conectado de forma mecanica ha dicho primer eje 13 accionado del primer coche 10 para accionar la ruedas 16 accionadas instaladas en el mismo. Ademas, de acuerdo con la invencion, el segundo coche 20 comprende un primer sistema 105 de accionamiento auxiliar del vehlculo 1 que es independiente del sistema 100 de accionamiento principal.

Dicho primer sistema 105 de accionamiento auxiliar esta conectado, de forma operativa, al eje 23 operativo del segundo coche 20 para accionar las ruedas 26 accionadas correspondientes montadas en el mismo eje 23 operativo. Dicho primer sistema 105 de accionamiento auxiliar comprende al menos una maquina electrica acoplada, de forma operativa, con dicho primer eje 23 de forma operativa. De forma preferible, dicho primer sistema 105 de accionamiento auxiliar comprende una primera maquina 51 electrica y una segunda maquina 52 electrica situadas en extremos correspondientes de dicho eje 23 operativo. El primer sistema 105 de accionamiento auxiliar tambien comprende un sistema 106 de almacenamiento de energla conectado, de forma electrica, a las maquinas 51, 52 electricas.

De acuerdo con al menos un primer modo de funcionamiento del primer sistema 105 de accionamiento auxiliar, las maquinas 51, 52 electricas funcionan como generadores electricos para cargar el sistema 106 de almacenamiento de energla. De acuerdo con un segundo modo de funcionamiento posible, las maquinas 51, 52 electricas funcionan como motores electricos con el fin de proporcionar un par de rotacion a la ruedas 26 accionadas del eje 23 operativo. En particular, dicho segundo modo de funcionamiento se activa de forma ventajosa cuando se requiere un aumento de potencia/par de rotacion para mover el vehlculo 1, por ejemplo, cuando el vehlculo 1 se aproxima a una pendiente o cuando el vehlculo 1 tiene que moverse despues de una parada. En cambio, el primer modo de funcionamiento del primer sistema 105 auxiliar puede ser activado, de forma ventajosa, cuando la potencia proporcionada por el sistema 100 de accionamiento principal, situado en el primer coche 10, es suficiente para mover todo el vehlculo 1 o durante la fase de frenado del mismo vehlculo. A este respecto, el primer modo de funcionamiento (maquinas electricas como generadores) puede activarse tambien durante el funcionamiento de un vehlculo sobre una superficie plana. Por ejemplo, antes de que el vehlculo se aproxime a una cuesta, si el sistema 106 de almacenamiento de energla no esta totalmente cargado, las maquinas 51, 52 electricas pueden ser utilizadas como generadores para cargar la baterla tanto como sea posible. Cuando comienza la cuesta, las maquinas 51, 52 electricas pueden ser activadas, de forma ventajosa, como motores electricos (segundo modo de funcionamiento) para proporcionar el par de rotacion mas grande posible explotando la carga completa del sistema 106 de almacenamiento de energla.

Basandose en lo anterior, algunas diferencias con respecto al estado de la tecnica anterior son evidentes. En primer lugar, el sistema 100 de accionamiento principal esta instalado en el primer coche 10 y no en los coches 20, 20'

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traseros del vehlcuio 1. En segundo lugar, el sistema 100 de accionamiento principal y el primer sistema 105 de accionamiento auxiliar son completamente independientes uno del otro. En particular no hay una llnea de accionamiento o cualquier otra trasmision mecanica que se desarrolle entre los coches 10, 20 tal y como esta prevista en la mayorla de las soluciones conocidas. Esto significa que es posible variar facilmente y rapidamente la capacidad de trasporte del vehlculo. De hecho, es posible anadir uno o mas coches 20, 20' traseros al coche 10 principal de acuerdo con el numero de pasajeros que se va trasportar en particular durante las horas de pico. En otras palabras, el coche 10 principal puede ser transformado facilmente desde un “vehlculo independiente” a un vehlculo articulado de acuerdo con un “concepto modular”. Esto permite explotar tanto como sea posible el potencial del vehlculo. De hecho, la modularidad del vehlculo permite contener la “flota” de vehlculos de forma precisa debido a que el coche 10 principal puede ser utilizado como un vehlculo de transporte independiente (con una longitud limitada) o en combinacion con otros coches 20, 20' como un vehlculo articulado. Por lo tanto el coche 10 principal puede ser utilizado en diferentes rutas tambien en centros urbanos o donde un autobus articulado que tenga mas coches no se pueda mover debido a su longitud.

Ademas, la falta de llnea de accionamiento/transmision mecanica entre los coches 10, 20 tambien permite mejorar la superficie disponible para los pasajeros y por lo tanto la capacidad del vehlculo. De hecho, la parte trasera del primer coche 10, as! como de los coches 20, 20' traseros, puede hacerse, de forma ventajosa, mas plana que la que se puede obtener con las soluciones tradicionales.

Ademas, el primer sistema 105 auxiliar del coche 20 trasero proporciona una potencia adicional bajo demanda lo cual permite que el vehlculo 1 sea mas reactivo por ejemplo en presencia de cuestas de la ruta. De hecho, la presencia del primer sistema 105 auxiliar tal y como se indico anteriormente, permite mejorar el rendimiento del vehlculo en terminos de velocidad y de aceleracion.

La figura 2 es una vista esquematica relativa a un modo de realizacion preferido del primer coche 10 el cual comprende tambien un segundo eje 12' dirigido y un segundo eje 13' accionado los cuales estan situados, de forma respectiva, en una posicion cercana al primer eje 12 dirigido y al primer eje 13 accionado. El segundo eje 12' dirigido comprende un segundo par de ruedas 15' direccionales. Tambien el segundo eje 13' accionado comprende un segundo par de ruedas 16' accionadas, cada una montada, en un extremo del propio segundo eje 13' accionado. De acuerdo con un modo de realizacion referido de la invencion, la ruedas 15, 15' montadas en los ejes 12, 12' dirigidos tienen un diametro reducido (es decir 17 pulgadas de diametro) con respecto a la ruedas 16, 16' montadas en el eje 13, 13' accionado. Esto permite, de forma ventajosa, mejorar la maniobrabilidad del vehlculo. Esto se traduce en una posibilidad de llegar mas facilmente a centros urbanos. Por otro lado, el uso de ruedas que tienen un diametro reducido permite incrementar tambien la superficie disponible para los pasajeros, es decir, la capacidad de transporte del primer coche 10. Ademas, de acuerdo con un modo de realizacion preferido, tambien la ruedas 16' accionadas montadas en el segundo eje 13' accionado se pueden dirigir, de forma ventajosa, mientras que la ruedas 16 del primer eje accionado no son dirigibles. Esta solucion permite la explotacion del primer eje 16 accionado como un tipo de “centro de rotacion” fijo con respecto al vehlculo. Esto permite mejorar la maniobrabilidad dado que las otras ruedas 15, 15', 16' dirigibles montadas en los otros ejes 12, 12', 13' estan orientadas alrededor de dicho “punto fijo” sin sobrepasar un radio estandarizado (aproximadamente de 11,50 metros).

Con referencia de nuevo al esquema de la figura 2, el sistema 100 de accionamiento principal instalado en el primer coche 10 puede ser:

un conjunto de un sistema 91, 91' accionado electricamente y un tren 8 accionado mecanico o

un conjunto de un sistema 91, 91' accionado electricamente y cualquier tipo de sistema de accionamiento hlbrido. En este caso tanto 8 como 91, 91' estan conectados al sistema 94 de almacenamiento de energla. En particular la figura 2 muestra en detalle la arquitectura de dicho sistema 100 hlbrido que hace que el primer coche 10 sea utilizable como un vehlculo independiente. De hecho, como anteriormente, no se indica una transmision mecanica entre el primer coche 10 y los coches 20, 20' traseros. De hecho, el primer coche 20 trasero puede conectarse y desconectarse de forma rapida al primer coche 10 por medio de la primera union 18 articulada. Dicha simplificacion de la conexion entre los coches deriva de la arquitectura particular de los sistemas de accionamiento de los coches. De hecho, la conexion/desconexion mutua de los coches 10, 20, 20' es, sustancialmente, una operation rapida y automatica.

Por lo tanto, durante las horas de pico es posible explotar un vehlculo articulado con una alta capacidad de transporte, por ejemplo 300 personas. Cuando la hora de pico finaliza, la capacidad del vehlculo se puede reducir, por ejemplo a 100 personas. Esto se puede conseguir desconectando los coches traseros y utilizando el primer coche 10 como un vehlculo independiente.

El conjunto electrico es instalado en el primer coche 10 principalmente con el fin de proporcionar un par de rotacion a la ruedas 16' accionadas del segundo eje 13' accionado. Mas en detalle, el conjunto electrico comprende un par de dispositivos 91, 91' electricos cada uno de los cuales esta dispuesto en un extremo del segundo eje 13' accionado para estar conectado, de forma operativa, a una rueda 16' accionada correspondiente.

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Los dispositivos 91, 91' pueden trabajar ambos como motores electricos y como generadores electricos. En particular, los dispositivos 91, 91' pueden trabajar, de forma ventajosa, como “generadores” durante una fase de frenado del vehlculo 1 de acuerdo con un modo de frenado regenerativo.

Tal y como se ha indicado anteriormente el conjunto electrico comprende un sistema 94 de almacenamiento de energla conectado, de forma electrica, a los dispositivos 91, 91'.

Durante un modo de frenado regenerativo del vehlculo, el sistema de almacenamiento de energla puede ser cargado por los dispositivos 91, 91' electricos que trabajan como “generadores”. Por el contrario, en el caso de una demanda de potencia/par de rotacion, el sistema de almacenamiento de energla proporciona energla electrica a los dispositivos 91, 91' electricos.

Con referencia de nuevo a la figura 2, el conjunto electrico tambien comprende primeros medios 92 de accionamiento para accionar un primer dispositivo 91 electrico y unos segundos medios 92' para accionar el segundo dispositivo 91' electrico. Los primeros medios 92 de accionamiento y los segundos medios 92' de accionamiento, estan conectados, de forma electrica, al sistema 94 de almacenamiento de energla y estan controlados por una unidad 300 central electronica (ECU) la cual controla el sistema 100 de accionamiento principal.

Los dispositivos 91, 91' electricos pueden funcionar como motores electricos de forma independiente uno del otro con el fin de permitir que las correspondiente ruedas 16' del segundo eje 13' accionado del coche 10 principal alcancen diferentes velocidades. Esta solucion permite simplificar la estructura del segundo eje 13' accionado que no necesita una caja de cambios diferencial ni ninguna conexion mecanica entre las ruedas 16'. Ademas, los dispositivos 91, 91' electricos pueden funcionar de forma independiente del tren 8 de accionamiento principal. En otras palabras, la unidad 300 central controla los dispositivos 91, 91' electricos a traves de los medios 92, 92' de accionamiento en funcion de la condition de funcionamiento del vehlculo 1. A este respecto, de acuerdo con un modo de funcionamiento del vehlculo de cero emisiones, en donde el motor termico esta apagado, los dispositivos 91, 91' electricos pueden trabajar como motores electricos. Sin embargo, el dispositivo 91, 91' electrico tambien puede trabajar como motor electrico, cuando el motor termico esta encendido en el caso de una alta demanda de par de rotacion/potencia.

Tal y como ya se ha indicado anteriormente, de acuerdo con un modo de frenado regenerativo o cuando la demanda de par de rotacion/potencia para mover el vehlculo es relativamente baja, los dispositivos 91, 91' electricos pueden trabajar como generadores para cargar el sistema 94 de almacenamiento de energla.

Basandose en lo anterior, una de las principales ventajas del primer coche de acuerdo con la invention es la de tener un “eje mecanico” (el primer eje 13 accionado), accionado por una transmision mecanica y un “eje electrico” (el segundo eje 13' accionado) accionado por medio del conjunto electrico. Mas en detalle, una de las ventajas de esta invencion es que el eje mecanico no esta acoplado mecanicamente al eje electrico. Por consiguiente el tren 8 de accionamiento puede ser instalado de forma ventajosa en la parte central del vehlculo. Esto significa que es posible tener un suelo plano en la parte trasera del vehlculo que se traduce, por ejemplo, en una alta capacidad de transporte tal y como se menciono anteriormente. Por otro lado, se ha de tener en cuenta que basandose en el numero de pasajeros que se va a transportar en el vehlculo, es posible cambiar el modo de funcionamiento del sistema de accionamiento principal del primer coche, especialmente, cuando este ultimo es utilizado como un vehlculo independiente.

Cualquiera que sea la configuration del vehlculo (coche 10 principal solo, o con uno o dos coches 20, 20' seguidores), el coche 10 principal y especialmente el sistema 100 de accionamiento principal puede hacer funcionar por si solo el vehlculo.

Por ejemplo, el sistema (100) de accionamiento principal puede trabajar solo en el eje (13) accionado mecanico solo o en el eje (13') electrico solo o tanto en el eje (13) accionado mecanico como en el eje (13') electrico juntos.

Esta versatilidad funcional del sistema de accionamiento principal permite enfrentarse de la mejor manera a cualquier condicion de trabajo posible.

La figura 3 es una vista esquematica que muestra el primer sistema de accionamiento auxiliar del vehlculo instalado en el coche 20 central. En particular este ultimo puede comprender un eje 22 adicional situado en la parte delantera del coche 20. Sin embargo, el eje 22 delantero puede estar presente o no dependiendo del tamano del vehlculo. Por ejemplo, en el caso de un autobus articulado con dos coches que tienen una longitud por debajo de 15 metros, el eje 22 delantero puede omitirse realmente.

Con referencia de nuevo a la figura 3, el primer sistema de accionamiento auxiliar comprende unos primeros medios 81 de accionamiento de la primera maquina 51 electrica y unos segundos medios 82 de accionamiento de la segunda maquina 52 electrica. Estos medios 81, 82 de accionamiento estan en comunicacion electrica con la ECU 300 del vehlculo 1 la cual controla su funcionamiento.

Tal y como se indico anteriormente de acuerdo con un primer modo de funcionamiento posible del sistema de accionamiento auxiliar, las maquinas 51, 52 electricas funcionan como generadores electricos, mientras que de

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acuerdo con un segundo modo de funcionamiento funcionan como motores electricos. Por esta razon, los medios de accionamiento 81, 82 comprenden al menos un modulo inversor para cambiar la condicion operativa de las maquinas 51, 52 electricas correspondientes.

El modo de funcionamiento del primer sistema auxiliar es establecido por la ECU 300 en funcion de las condiciones de funcionamiento del vehlculo 1. Como un ejemplo, cuando se requiera un aumento de la potencia/par de torsion, la ECU 300 envla una primera senal de control a los medios 81, 82 de accionamiento debido a la cual las maquinas 51, 52 electricas funcionan como motores electricos. En cambio, cuando la potencia/par de traccion proporcionada por el sistema de accionamiento principal del primer coche 10 es suficiente para desplazar el vehlculo, entonces la ECU envla una segunda senal de control a los medios de accionamiento debido a la cual las maquinas 51, 52 funcionan como generadores electricos con el fin de cargar el sistema 106 de almacenamiento de energla. Se ha de tener en cuenta, que de acuerdo con esta estrategia de control, tambien cuando el vehlculo esta desplazandose en una ruta plana (es decir cuando el vehlculo puede ser realmente remolcado solo por el sistema de accionamiento principal), entonces las maquinas 51, 52 electricas pueden funcionar como generadores electricos. Esta solucion permite mantener el sistema de almacenamiento de energla constantemente cargado y por lo tanto totalmente independiente del sistema 94 de almacenamiento de energla instalado en el primer coche 10. Por lo tanto, tambien desde este punto de vista, el primer sistema 105 de accionamiento auxiliar instalado en el segundo coche 20 es completamente independiente del sistema 100 de accionamiento principal en el primer coche 10. A este respecto, de acuerdo con un modo de realization preferido de la invention, el sistema 106 de almacenamiento de energla comprende modulos de supercondensadores que son utiles particularmente para recuperar energla especialmente durante la fase de frenado del vehlculo.

Los dispositivos 51, 52 electricos pueden funcionar como motores electricos independientemente uno del otro con el fin de permitir que las correspondientes ruedas 26 del eje 23 accionado del coche 20 seguidor alcancen diferentes velocidades. Esta solucion permite simplificar la estructura del eje 23 accionado cuando no necesita una caja de cambios diferencial o cualquier conexion mecanica entre las ruedas 26.

La figura 4 es una vista esquematica que muestra globalmente el sistema de accionamiento de un autobus articulado con tres coches 10, 20, 20' de acuerdo con la presente invencion. Tal y como se muestra tambien, el coche 20' posterior comprende un eje 23' operativo y un eje 22' adicional de forma similar al coche 20 central. Sin embargo, en este caso el eje 23' operativo y el eje 22 adicional estan situado respectivamente en la parte delantera y la parte trasera del coche 20' posterior. Esta disposition es sustancialmente inversa a la proporcionada para el coche 20 central.

El tercer coche 20' comprende un segundo sistema 105' de accionamiento auxiliar el cual es estructuralmente y conceptualmente similar al del coche 20 central. En particular, tambien el segundo sistema 105' de accionamiento auxiliar comprende un par de maquinas 51', 52' electricas cada una de los cuales esta montada en uno de los extremos del eje 23' operativo. Tambien en este caso, las maquinas 51', 52' electricas pueden funcionar tanto como motores electricos como generadores electricos en funcion de la condicion de funcionamiento.

El segundo sistema 105' de accionamiento auxiliar tambien comprende un segundo sistema 106' de almacenamiento de energla, unos terceros medios 81' de accionamiento para accionar la tercera maquina 51' electrica y unos cuartos medios 82' de accionamiento para accionar la cuarta maquina 52' electrica. De forma similar a lo dispuesto para el primer sistema 105 de accionamiento auxiliar instalado en el coche 20 central, tambien los terceros medios de accionamiento y los cuartos medios de accionamiento son controlados por la ECU 300 del vehlculo 1 en funcion de las condiciones de funcionamiento del vehlculo. Por consiguiente, las consideraciones anteriores para el primer sistema 105 de accionamiento auxiliar son todavla validas tambien para el segundo sistema 105' auxiliar. En particular se ha de notar que el segundo sistema 105' de accionamiento auxiliar es completamente independiente del primer sistema 105 de accionamiento auxiliar del segundo coche 20 y del sistema 100 principal previsto en el primer coche 10.

Por lo tanto, de acuerdo con la invencion, el sistema 100 de accionamiento principal instalado en el primer coche 10 esta siempre activado mientras que los sistemas 105, 105' auxiliares pueden ser activados o desactivados dependiendo del estado de carga del sistema 106, 106' de almacenamiento de energla y/o en funcion de la demanda de par de rotacion/potencia. Mas en detalle, las maquinas 51, 52 electricas del primer sistema 105 de accionamiento auxiliar y las maquinas 51', 52' electricas del segundo sistema 105 de accionamiento auxiliar funcionan como motores electricos para demandas de par de rotacion/potencia altas mientras que funcionan como generadores electricos para cargar el sistema de almacenamiento de energla, especialmente pero no exclusivamente durante la fase de frenado del vehlculo y para una demanda de par de rotacion/potencia baja.

Con este fin, se ha de tener en cuenta que los coches 20, 20' traseros estan equipados de tal manera que estan acoplados con vehlculos estandar. Cuando se acopla un coche 20, 20' trasero, la energla de frenado maxima es absorbida, de forma ventajosa, por los propios coches traseros y no por los coches principales. Esto permite una mejor explotacion de la energla de frenado. Este principio es valido para un coche trasero pero tambien para dos coches traseros, de forma preferible, para un vehlculo que tiene una longitud maxima de 24 metros y un peso maximo de 40 toneladas.

No se describiran detalles de implementation adicionales, ya que el experto en la materia es capaz de llevar a cabo la invention de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas partiendo de las ensenanzas de la description anterior.

Claims

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10

15

20

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30

35

40

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REIVINDICACIONES

1. Vehlcuio (1) articulado para transportar pasajeros, dicho vehlcuio (1) que comprende al menos:

un coche (10) deiantero que comprende ai menos un eje (12) deiantero dirigido y ai menos un primer eje (13) accionado;

ai menos un coche (20) trasero conectado a dicho coche (10) deiantero mediante una primera union (18) de articuiacion, dicho primer coche (20) trasero que comprende ai menos un primer eje (23) operativo, en donde dicho primer coche (10) deiantero comprende un sistema de accionamiento principai que comprende un motor (100) termico de dicho vehlcuio (1) que acciona dicho primer eje (13) accionado, comprendiendo dicho sistema (100) de accionamiento principai ai menos un tren (8) de accionamiento conectado, de forma operativa, ha dicho primer eje (13) accionado, y caracterizado porque ei vehlcuio articuiado no tiene ninguna ilnea de accionamiento que pasa de coche a coche y es moduiar comprendiendo uno o mas coches (20) traseros,

en donde cada coche (20, 20') comprende un primer sistema (105, 105') de accionamiento auxiiiar para accionar dicho primer eje (23, 23') operativo de dicho coche (20, 20') trasero, dicho sistema (105, 105') de accionamiento auxiiiar que comprende:

ai menos una maquina eiectrica (51, 52, 51', 52') acopiada, de forma operativa, a dicho primer eje (23, 23');

un sistema (106, 106') de aimacenamiento de energla conectado eiectricamente a dicha maquina (51, 52, 51', 52') eiectrica, en donde, de acuerdo con un primer modo de funcionamiento de dicho sistema (105, 105') de accionamiento auxiiiar, dicha ai menos una maquina eiectrica funciona como un generador eiectrico para cargar dicho sistema de aimacenamiento de energla y en donde de acuerdo a un segundo modo de funcionamiento, dicha ai menos una maquina eiectrica funciona como un motor eiectrico para proporcionar potencia a dicho primer eje operativo y porque dicho coche deiantero comprende un segundo eje (13') accionado operativo y ai menos un dispositivo (91, 91') eiectrico conectado a dicho segundo eje (13') accionado operativo para proporcionar un par de traccion a dicho segundo eje (13') accionado operativo,

y un sistema (94) de aimacenamiento de energla conectado eiectricamente ai dispositivo (91, 91') eiectrico, en donde durante ei modo de frenado regenerativo dei vehlcuio, ei sistema de aimacenamiento de energla es cargado por ei dispositivo (91, 91') eiectrico que funciona como un generador y en demanda de potencia/par de torsion, ei sistema de aimacenamiento de energla proporciona energla eiectrica ai dispositivo eiectrico.
2. Vehlcuio articuiado de acuerdo con ia reivindicacion 1, en donde dicho sistema (105) de accionamiento auxiiiar comprende dos maquinas (51, 52) eiectricas cada una de ias cuaies esta dispuesta en un extremo de dicho primer eje (23) operativo.
3. Vehlcuio (1) articuiado de acuerdo con ia reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque dicho vehlcuio articuiado comprende un primer (20) y un segundo coche (20') trasero conectado ai primer coche (20) trasero por medio de una segunda union (18') articuiada, dicho segundo coche (20') trasero que comprende un segundo eje (23') operativo y caracterizado porque dichos segundo coche (20') trasero comprende un segundo sistema (105') de accionamiento auxiiiar para accionar dicho segunda eje (23') operativo de dicho segundo coche (20') trasero, dicho segundo sistema (105') de accionamiento secundario que comprende:

ai menos una maquina eiectrica (51', 52') eiectrica acopiada, de forma operativa, a dicho segundo eje (23') operativo;

un segundo sistema (106') de aimacenamiento de energla conectado eiectricamente a dicha ai menos una maquina (51', 52') eiectrica de dicho segundo sistema de accionamiento auxiiiar, en donde de acuerdo con un primer modo de funcionamiento de dicho segundo sistema (105') de accionamiento auxiiiar, dicha ai menos una maquina (51', 52') eiectrica funciona como un generador eiectrico para cargar dicho segundo sistema (106') de aimacenamiento de energla y en donde de acuerdo con un segundo modo de funcionamiento, dicha ai menos una maquina (51', 52') eiectrica funciona como un motor eiectrico para proporcionar potencia a dicho segundo eje (23') operativo.
4. Vehlcuio articuiado de acuerdo con ia reivindicacion 3, en donde ei segundo sistema (105') de accionamiento auxiiiar comprende dos maquinas (51', 52') eiectricas cada una de ias cuaies esta dispuesta en un extremo de dicho segundo eje (23') operativo.
5. Vehlcuio (1) articuiado de acuerdo con ia reivindicacion 3 o 4, en donde dicho modo de funcionamiento de dicho primer sistema (105) de accionamiento auxiiiar puede ser activado/desactivado de forma independiente de ios modos de funcionamiento de dicho segundo sistema (105') de accionamiento auxiiiar.
6. Vehlcuio (1) articuiado de acuerdo con cuaiquiera de ias reivindicaciones 2-5, en donde dicho primer sistema (105) de accionamiento auxiiiar comprende primeros medios (81) de accionamiento y segundos medios (82) de accionamiento respectivamente para accionar una primera maquina (51) eiectrica y una segunda maquina (52) eiectrica de dicho primer par de dichas maquinas (51, 52) eiectricas, dichos primeros medios (81) de accionamiento

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y dichos segundos medios (82) de accionamiento estan en comunicacion electrica con una unidad (300) central electronica ECU de dicho vehiculo de manera que funcionan en funcion de las condiciones de funcionamiento de dicho vehiculo (1).
7. Vehiculo (1) articulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-6, en donde dicho segundo sistema (105') de accionamiento auxiliar comprende terceros medios (81') de accionamiento y cuartos medios (82') de accionamiento respectivamente para accionar una tercera maquina (51') electrica y una cuarta maquina (52') electrica de dicho segundo par de maquinas (51', 52') electricas, dichos terceros medios (81') de accionamiento y dichos cuartos medios (82') de accionamiento que estan en comunicacion electrica con una unidad (300) central electronica ECU.
8. Vehiculo (1) articulado de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, en donde dicha ECU (300) esta adaptada a dichos medios de accionamiento, dichos medios de accionamiento (81, 82) de acuerdo con las condiciones de funcionamiento del vehiculo (1):

cuando se requiere un incremento de la potencia/par de torsion, entonces dicha unidad (300) de control electronico envia una primera senal a dichos medios (81, 82) de accionamiento y/o a dichos medios (81', 82') de accionamiento de dicho primer sistema (105) de accionamiento auxiliar y/o de dicho segundo sistema (105') de accionamiento auxiliar despues de lo cual dichas maquinas (51, 52) electricas y/o dichas maquinas (51', 52') electricas funcionan como motores electricos; y

cuando la potencia/par de torsion proporcionada por dicho sistema de accionamiento principal es suficiente para mover dicho vehiculo (1), entonces dicha unidad (300) de control electronico envia una segunda senal de control a dichos medios (81, 82) de accionamiento y/o a dichos medios (81', 82') de accionamiento de dicho primer sistema (105) de accionamiento auxiliar y/o de dicho segundo sistema (105') de accionamiento auxiliar despues de lo cual dichas maquinas (51, 52) electricas y/o dichas maquinas (51', 52') electricas funcionan como generadores electricos para cargar dicho sistema (106) de almacenamiento de energia y/o dicho sistema (106') de almacenamiento de energia.