MXPA02009648A - Metodo para controlar una maquina electrica giratoria polifasica y reversible para un automovil con motor termico. - Google Patents

Abstract

Se describe un metodo para controlar una maquina electrica giratoria polifasica y reversible, conocida como alternador-motor de arranque, para un automovil con motor termico que puede funcionar ya sea como un generador electrico (modalidad de alternador), ya sea como un motor electrico para, particularmente, hacer arrancar el motor termico, caracterizado porque durante el funcionamiento en la modalidad de motor electrico la maquina es accionada de conformidad con dos modalidades correspondientes a unas curvas de caracteristicas de velocidad/par distintas, a saber una primera modalidad conocida como modalidad de motor de arranque, que permite accionar el motor termico del vehiculo para que este arranque utilizando pares elevados para bajas velocidades, mientras que la segunda modalidad, conocida como modalidad de motor auxiliar, permite accionar al menos un dispositivo consumidor de potencia, por ejemplo un accesorio, y/o el motor termico utilizando velocidades mas elevadas y pares mas bajos que los utilizados en la primera modalidad.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR UNA MAQUINA ELÉCTRICA GIRATORIA POLIFÁSICA Y REVERSIBLE PARA UN AUTOMÓVIL CON MOTOR TÉRMICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una máquina eléctrica giratoria reversible, como por ejemplo un alternador-motor de arranque de un vehículo, particularmente de un automóvil. Una máquina de estas características se describe por ejemplo en los documentos EP-A-0 260 1786, FR-A-2 745 444 y FR-A-2 V45 445, a los que se hará referencia para mayores detalles. Esta máquina, de tipo polifásico, funciona por una parte como un generador eléctrico de corriente y, por otra parte, como un motor eléctrico. Esta máquina funciona por tanto como un alternador, específicamente para cargar la batería y alimentar los dispositivos consumidores de electricidad del vehículo, por ejemplo algunos de sus accesorios, y funciona además como motor de arranque para accionar la corona de arranque del motor de combustión interna, conocido también como motor térmico, del automóvil para que éste arranque. Para estos efectos, el puente rectificador en la salida del inducido del alternador sirve igualmente como un puente de mando ó accionamiento de las fases del alternador. Este puente se conoce asimismo como ondulador.

ESTADO DE LA TÉCNICA De manera conocida en la técnica, la máquina giratoria antes mencionada está relacionada en una modalidad con el volante motor de un automóvil, al estar, por ejemplo, integrada al mismo, y gira por tanto a la misma velocidad de rotación que el cigüeñal del motor térmico del vehículo, impulsando en rotación al volante motor que, de ser necesario, está dividido en dos partes para conformar un volante amortiguador dotado de unos elementos elásticos que intervienen entre las dos partes, o conformar un volante flexible. En los dos casos, el rotor de la máquina es soportado por una de estas partes. En otra modalidad, la máquina reversible es impulsada en rotación por el cigüeñal mediante un dispositivo de transmisión de movimiento, por ejemplo un dispositivo de poleas y de banda. En este caso, la máquina gira a una velocidad superior a la del cigüeñal. En todos los casos, la máquina eléctrica giratoria incluye: - un rotor devanado que constituye el inductor, comúnmente vinculado con dos anillos colectores y dos escobillas, mediante los cuales se alimenta la corriente de excitación; - un estator polifásico que incluye varios devanados o enrollamientos que constituyen el inducido y que están conectados en estrella o en triángulo, en el caso más frecuente de una estructura trifásica, y que suministran en dirección del puente rectificador, en la modalidad de alternador, la potencia eléctrica convertida. El puente está conectado con las distintas fases del inducido y está montado entre la masa o tierra y una línea de alimentación eléctrica de la red del tablero de mando del vehículo, conectado al borne de alimentación positiva de la batería. Este puente presenta varios brazos que cuentan con unos diodos integrados, por ejemplo, a unos transistores de tipo MOSFET, o de manera más general a unos interruptores como los descritos por ejemplo en el documento FR-A-2 745 445. El funcionamiento en la modalidad de motor de esta máquina se efectúa al imponer, por ejemplo, una corriente continua en el inductor y suministrar de manera sincronizada sobre las fases del estator unas señales desfasadas en 120°, idealmente sinusoidales, pero que en dado caso también pueden ser trapezoidales o cuadradas. Este puente rectificador y de mando es controlado mediante un módulo electrónico de accionamiento y de control. El puente y el módulo de accionamiento forman parte de una unidad, conocida como unidad de accionamiento y de control, implantada comúnmente sobre el exterior de la máquina y que incluye un dispositivo regulador para regular la tensión, esto es, mantener el voltaje de la batería lo más constante posible. En la modalidad de un motor eléctrico, estos medios están cortocircuitados. Esta unidad incluye una computadora en la forma de un microcontrolador. Asimismo, se incluyen unos medios para dar seguimiento a la posición angular del rotor para que, en la modalidad de motor eléctrico, se inyecte una corriente eléctrica en el momento adecuado dentro de la fase pertinente y, por tanto, dentro del devanado del estator relacionado. Estos medios, preferiblemente de tipo magnético, y en otra modalidad de tipo óptico, envían informaciones a la unidad electrónica de accionamiento y de control, y se describen por ejemplo en los documentos FR-A-2 807 231, presentado el 20 de noviembre de 2000 y FR-A-2 806 223, presentado el 10 de marzo de 2000. Así, estos medios incluyen un blanco acuñado en rotación sobre el rotor o sobre la polea de la máquina, y al menos un detector del tipo efecto Hall o magnetorresistivo, que detecta el paso del blanco, preferiblemente de tipo magnético. De preferencia, se incluyen al menos tres detectores, fijados sobre el soporte delantero ó el soporte posterior que incluye la máquina eléctrica giratoria para dar soporte de manera fija al estator, y en rotación al rotor. En el documento EP-A- 0 715 979 se propone que la máquina funcione como un motor auxiliar. Específicamente, incluye una batería auxiliar, de tal forma que se pueda realizar una programación para que cuando el vehículo esté detenido, se ponga automáticamente en marcha el sistema de aire acondicionado del mismo. Para hacer esto, la máquina eléctrica reversible y el compresor del sistema de aire acondicionado están empalmados en rotación con un elemento giratorio que está acoplado a su vez con el motor térmico mediante una transmisión unidireccional, de manera que es accionado por el motor térmico cuando éste funciona; y para no accionar al motor térmico cuando la máquina funciona en modalidad de motor al momento en que el vehículo se detiene. En el documento FR 0016133 presentado el 12/12/2000, se propone asimismo hacer funcionar la máquina como un motor auxiliar, particularmente cuando se detiene el motor térmico del vehículo al hacer alto total en un semáforo con luz roja. En todos los casos, se incluye una unidad electrónica de accionamiento y de control que cuenta con un conmutador que permite, por una parte, conectar el rotor devanado de la máquina con un dispositivo regulador de tensión que controla la intensidad que circula en el interior del inductor cuando la máquina funciona como un generador eléctrico (modalidad de alternador) y, por otra parte, conectar el estator de la máquina con un dispositivo de mando, por ejemplo un ondulador, para accionar siguiendo una secuencia las fases del inducido con la intervención de detectores de la posición angular del rotor, cuando la máquina funciona en la modalidad de motor eléctrico, particularmente en la modalidad de motor de arranque. La presente invención tiene como objetivo aprovechar esta máquina de manera sencilla y económica. De conformidad con la invención, se describe un método para controlar una máquina eléctrica giratoria polifásica y reversible, conocida como alternador-motor de arranque, para un automóvil con motor térmico, que puede funcionar ya sea como un generador eléctrico (modalidad de alternador), o ya sea como un motor eléctrico para hacer arrancar el motor térmico, y caracterizado porque durante el funcionamiento en la modalidad de motor eléctrico esta máquina es accionada siguiendo dos modalidades correspondientes a unas curvas con características de velocidad/par distintas, a saber, una primera modalidad conocida como modalidad de arranque del motor térmico, que permite accionar el motor térmico del vehículo para arrancarlo utilizando pares elevados para bajas velocidades, mientras que en el caso de la segunda modalidad, conocida como modalidad de motor auxiliar, permite accionar únicamente la máquina, o al menos un dispositivo consumidor de electricidad, por ejemplo un accesorio del automóvil, y/o el motor térmico utilizando velocidades más elevadas y pares más bajos que en el caso de la primera modalidad. Gracias a la invención, la máquina eléctrica giratoria y reversible se utiliza en la modalidad de motor eléctrico auxiliar dentro de unos límites de velocidad superiores a los necesarios para hacer arrancar el motor térmico. De esta forma, es posible detener el motor térmico del vehículo cuando el semáforo está en rojo, y accionar al mismo tiempo al menos un accesorio del vehículo mediante la máquina eléctrica, por ejemplo el compresor del sistema de aire acondicionado. Posteriormente, se puede volver a arrancar el motor térmico. En otra modalidad, el accesorio del vehículo es una bomba auxiliar para la dirección hidráulica asistida, de manera que se puedan girar las llantas cuando el motor térmico esté detenido durante un alto. Cabe señalar que, en la modalidad de motor auxiliar, es posible accionar diversos dispositivos consumidores de electricidad o cargas o, en otra modalidad, accionar la máquina únicamente, antes de pasar a la modalidad de alternador. En otra modalidad, cuando la máquina funciona en modalidad de motor auxiliar, ésta se desconecta del motor que arranca al motor térmico del automóvil. Por ejemplo, se incluye un dispositivo que permite que ya no se accione la polea del cigüeñal del motor térmico del vehículo, ó el cigüeñal mismo. Este dispositivo puede contar con un embrague electromagnético, una rueda libre conducida, etc. Un dispositivo mecánico permite entonces desembragar la máquina y el accesorio por accionar, que constituye un dispositivo consumidor de potencia, particularmente mecánico y/o eléctrico, del cigüeñal. En otra modalidad, se provoca una variación en la relación de transmisión del dispositivo de transmisión de movimiento. De esta manera, se pueden utilizar preferiblemente relaciones de transmisión distintas en función de la modalidad de funcionamiento elegida. Esto puede llevarse a cabo mediante el uso de dispositivos conocidos en la técnica: tren o engranaje epicicloidal, rueda libre de doble polea con dirección invertida de la rueda libre. En el caso de una doble relación de transmisión, cada banda cuenta con un sistema de tensión fijo, por ejemplo un sistema de tensión automático, respectivamente sobre cada uno de los ramales blandos. Cuando se utiliza un tren epicicloidal integrado a la polea del cigüeñal o de una relación de transmisión fija, la tensión de la banda puede realizarse mediante un tensor fijo ó mediante un tensor dinámico reversible, o también utilizando dos tensores que funcionen cada uno durante una única modalidad de funcionamiento. De conformidad con una modalidad, se sobreexcita el devanado del rotor en la modalidad de motor de arranque (primera modalidad) para maximizar el par de arranque del alternador-motor de arranque. Preferiblemente, también se lleva a cabo esta sobreexcitación durante la segunda modalidad (modalidad de motor auxiliar). De esta manera, se puede incrementar la potencia de la máquina sin tener que utilizar baterías más potentes. El alternador-motor de arranque puede por tanto arrancar un motor de combustión de interna de un automóvil más potente y/o arrancar este motor en condiciones de bajas temperaturas. Esta sobreexcitación puede llevarse a cabo mediante una sobretensión en los bornes del devanado de excitación y/o una sobreintensidad en el devanado de excitación con respecto a un alternador convencional. Esto se puede conseguir utilizando un elevador de tensión electrónico ó determinando la cantidad de vueltas o espiras del devanado de excitación, así como su resistencia, con el fin de obtener bajo la misma tensión de alimentación una cantidad de amperes-vueltas superior. En una modalidad, se aumenta la sección del alambre conductor del devanado de excitación. Se puede experimentar variando la cantidad de espiras del devanado de excitación. En otra modalidad, se sobreexcita el devanado del rotor únicamente en la modalidad de motor de arranque y preferiblemente asimismo en la modalidad de motor auxiliar. En otra modalidad, se sobreexcita el devanado del rotor también en la modalidad de alternador. Gracias a estas características, se propone un método de control en la modalidad de motor de arranque, de la alimentación del devanado de excitación (esto es, del devanado del rotor) que permita instalar rápidamente el par de arranque, aumentarlo y minimizar la disipación térmica, y maximizar la potencia durante el arranque, mientras que en la segunda modalidad, la máquina funciona como un motor auxiliar. El método de control o conducción de la modalidad de motor auxiliar puede ser similar al descrito a continuación. Si el accesorio del automóvil debe poder ser utilizado antes del arranque del vehículo (por ejemplo, acondicionamiento térmico preliminar programado de la cabina) el procedimiento consiste en llevarlo a su velocidad de rotación utilizando la máquina eléctrica, pasando por una fase de arranque (sobreexcitación del rotor, sin accionar el motor térmico) y, posteriormente, a una velocidad nO que habrá de oscilar en la modalidad de motor auxiliar. Una vez que se alcanza la velocidad ni, se carga el sistema y la velocidad resultante nx depende entonces de la potencia de la carga y de la potencia producida por la modalidad de motor auxiliar; se puede ajustar el valor de esta velocidad nx reduciendo en mayor o menor medida el flujo en el rotor del motor auxiliar. En el caso en que el vehículo por arrancar utilice la modalidad de motor auxiliar, sigue siendo posible un arranque por inercia. Para ello, se utiliza la segunda modalidad de motor (cigüeñal desembragado) y se impulsa la máquina hasta alcanzar la velocidad máxima posible; posteriormente, se embraga el cigüeñal. Cuando se debe activar la modalidad de motor auxiliar, para entrar en una fase de detención del motor, se aligera la carga accionada (el dispositivo consumidor de potencia) con el cigüeñal desembragado, y se activa la modalidad de motor auxiliar, la velocidad siendo por tanto superior a nO, no se vuelve a pasar por una modalidad de arranque, y entonces se carga nuevamente el dispositivo, y la velocidad resultante nx depende entonces de la potencia de la carga y de la potencia producida por la modalidad de motor auxiliar (es posible ajustar el valor de esta velocidad nx reduciendo en mayor o menor medida el flujo en el rotor del motor auxiliar). Al momento de volver a arrancar, se aligera la carga accionada, lo que produce un aumento en la velocidad de rotación, y posteriormente se efectúa un arranque idéntico al arranque por inercia, al embragar el cigüeñal. La unidad electrónica de control y de accionamiento puede tomar en cuenta la gestión de este acondicionamiento previo, así como garantizar las medidas de seguridad para los pasajeros: no permite el arranque con la escotilla abierta; con las puertas abiertas, impide un nuevo arranque en caso de baja presión en el sistema de frenado, cuando esta baja en la presión alcanza niveles peligrosos; contacto establecido después de una fase de detención; identificación del código del emisor-receptor que impide el arranque en caso de una probable grieta o fractura, etc., así como indicar algún mal funcionamiento: resbalamiento de la banda; banda rota; malas condiciones de carga de la batería, etc. En una modalidad, se aprovechan los medios de seguimiento de la rotación del rotor y específicamente los detectores fijos de estos medios. Para mayor precisión, en la primera modalidad de conformidad con la invención, las señales de los detectores conectados con la unidad electrónica de accionamiento y de control (y por tanto, de gestión), se utilizan en orden directo. En la segunda modalidad, se modifica el orden de utilización de las señales de los detectores mediante una permutación y una inversión de sus señales, permitiendo así desfasar la señal de mando enviada por la unidad de accionamiento y de control a las fases del estator. Cabe señalar que, en la modalidad de motor auxiliar, se regula la corriente de excitación del devanado de excitación del rotor de manera distinta que en las modalidades de alternador y de motor arranque.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes en la siguiente descripción, que se hace a manera enunciativa mas no limitativa y que deberá interpretarse con referencia a los dibujos anexos, en los que: - la figura 1 es una vista en corte axial, sin corte axial del rotor, del blanco y del portablancos de un alternador-motor de arranque de conformidad con el documento FR-A-2 806 223; - la figura 2 es una gráfica que muestra las curvas características (par y potencia en función de una velocidad de rotación (cantidad de vueltas por minuto), a saber, la del rotor de la máquina, proporcional a la velocidad de rotación del motor térmico del vehículo); - la figura 3 ilustra un circuito de alimentación de conformidad con una modalidad posible de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN En las figuras, la máquina eléctrica giratoria reversible de tipo polifásico es un alternador-motor de arranque similar al antes indicado y descrito por ejemplo en los documentos FR-A-2 807 231 y FR-A-2 806 223 antes mencionados. Esta máquina tiene, en este caso, la estructura de un alternador clásico, por ejemplo del tipo que se describe en el documento EP-A-0 515 259, al que se hará referencia para mayores precisiones. Esta máquina, como se ilustra en la figura 1 , es un dispositivo de ventilación interna (enfriamiento por aire), y su rotor con dientes 4 lleva al menos sobre uno de sus extremos axiales un ventilador 43, 44 interno con paletas 45. En otra modalidad, la máquina se enfría por agua, como se describe por ejemplo en el documento DE-A-100 19 914; en este caso, el soporte del estator de la máquina incluye un canal de circulación del fluido. Específicamente en la figura 1 , el rotor 4 es un rotor de tipo Lundell con dientes que cuenta con unas ruedas polares 41, 42 que llevan sobre su periferia externa unos dientes 143 de orientación axial y de forma trapezoidal. Los dientes 143 de una rueda polar están dirigidos hacia los dientes de la otra rueda polar, y estos dientes de configuración generalmente trapezoidal están distribuidos de manera imbricada de una rueda polar a la otra. Es posible asimismo, como se describe por ejemplo en el documento FR-A-2 793 085, intercalar unos ¡manes permanentes entre los dientes de las ruedas polares para aumentar el campo magnético y por tanto la potencia de la máquina. Estos dientes salen de la periferia externa de un disco transversal que lleva cada rueda polar 41 , 42. El rotor 4 lleva en su centro un devanado de excitación entre los discos de sus ruedas polares. Este devanado se puede apreciar, por ejemplo, en la figura 3 del documento FR-A-2 806 223, y es soportado por unos núcleos que salen de los discos de las ruedas 41 , 42, ó por un núcleo que constituye una traviesa entre estos discos. El devanado de excitación incluye un elemento eléctricamente conductor que está enrollado, con la formación de espiras. Este devanado de excitación, cuando es activado, magnetiza al rotor 4 para crear con la ayuda de los dientes 143 unos pares de polos magnéticos norte-sur. Los extremos del devanado del rotor están conectados cada uno con un anillo colector 6, 7, y sobre cada uno de estos anillos colectores hace fricción una escobilla (sin número de referencia). Las escobillas están sujetas por un portaescobillas 16 fijado sobre el soporte posterior 14 de la máquina, y este soporte posterior lleva en su parte central un cojinete de bolas (sin número de referencia) que da soporte en rotación al extremo posterior del eje 3 que carga en forma fija, en este caso gracias a un moleteado, al rotor 4. Las escobillas están conectadas con un dispositivo regulador de tensión, dispuesto en este caso sobre el exterior de la máquina eléctrica. El extremo delantero del eje 3 es soportado en rotación mediante un cojinete de bolas 11 ubicado sobre el soporte delantero 13 de la máquina. El extremo delantero del eje lleva en el exterior de la máquina un elemento de transmisión de movimiento bajo la forma de una polea 1 que forma parte de un dispositivo de transmisión de movimiento que incluye al menos una banda acoplada con esta polea. El dispositivo de transmisión de movimiento establece un vínculo entre la polea y otro elemento, por ejemplo otra polea, accionada en rotación por el motor de combustión interna del vehículo. El eje 3 está roscado sobre su extremo delantero para poder fijar la polea 1 que está hueca en su interior, asegurándola con una tuerca 2, como se puede apreciar en esta figura 1. El eje de simetría axial X-X define el eje de rotación de la máquina eléctrica giratoria, en este caso de tipo trifásico. Cuando la máquina, en este caso un alternador-motor de arranque, funciona en la modalidad de alternador, esto es, como un generador eléctrico, la polea es arrastrada en rotación por el motor de combustión interna del vehículo mediante al menos la banda antes mencionada. Cuando la máquina funciona en la modalidad de motor de arranque, esto es, como un motor eléctrico, la polea es la que impulsa en rotación al motor del vehículo mediante la banda. En otra modalidad, el dispositivo de transmisión de movimiento incluye al menos una cadena o al menos un engranaje, o igualmente al menos un piñón o rueda dentada pequeña, de manera que la polea 1 puede ser sustituida por una rueda dentada, un engranaje, un piñón o algún otro elemento que constituya el elemento de transmisión de movimiento. Los soportes delantero y posterior 13, 14, de manera conocida en la técnica, están calados para permitir la ventilación interna de la máquina, y están empalmados entre sí, por ejemplo mediante unos tirantes, como se puede apreciar en la figura 1 , y forman parte del soporte S de la máquina, que habrá de ser fijado sobre una parte fija del vehículo. En otra modalidad, de manera conocida en la técnica, los soportes mantienen un contacto hermético entre sí y están ahuecados en su interior sobre su periferia externa de orientación axial, con el objeto de conformar un canal de circulación de un fluido de enfriamiento, por ejemplo el fluido de enfriamiento del motor térmico del vehículo, con el fin de enfriar la máquina; este tipo de enfriamiento se conoce comúnmente como enfriamiento por agua y se describe, por ejemplo, en el documento DE-A-100 19 914 antes mencionado. El soporte S, gracias a los soportes delantero y posterior 13, 14, lleva en su interior de manera fija sobre su periferia externa el estator 8 de la máquina que incluye un cuerpo, constituido normalmente por un paquete de chapas que incluye unas bobinas o devanados o, de manera más general, unos enrollamientos cuyas salidas están conectadas con el puente rectificador y de mando antes mencionado. Los devanados o enrollamientos del estator están constituidos por unos alambres o por enrollamientos en barras eléctricamente conductoras como se describe, por ejemplo, en los documentos WO92/06527, FR 01 13553, presentado el 19/10/2001 y FR 00 16738, presentado el 21/12/2000; las barras pueden tener una sección rectangular. Los alambres o las barras atraviesan, bajo aislamiento eléctrico, el cuerpo del estator 8, y están conectadas entre sí para conformar unas redes que se extienden a un lado y otro del cuerpo del estator 8, constituyendo un primer y un segundo topes elásticos. Específicamente, de manera conocida en la técnica, la máquina incluye varias fases, cada una con una entrada y una salida, y los alambres o las barras están conectados entre sí para conformar las redes antes mencionadas y conectar la entrada de la fase con la salida de la fase, conformando al menos un enrollamiento por fase. La máquina puede, por tanto, ser de tipo hexafásico, como en las figuras 6 a 9 del documento FR 00 16738, ó de tipo trifásico, como en las figuras 2 a 6 de este mismo documento FR 00 16738. En una modalidad, los alambres o las barras atraviesan axialmente, bajo aislamiento eléctrico, unas muescas conformadas en cada chapa del cuerpo del estator. En otra modalidad, los alambres o las barras atraviesan centralmente, bajo aislamiento eléctrico, el cuerpo del estator y son fijados al mismo mediante una resina, como se describe por ejemplo en el documento US A 5 097 167. El estator 8, que en la modalidad de alternador constituye el inducido de la máquina, rodea al rotor 4, que en ia modalidad de alternador constituye el inductor de la máquina. Las escobillas, a través del portaescobillas 16, están conectadas con un dispositivo regulador de tensión del alternador para mantener el voltaje de este alternador a una tensión determinada, en este caso en el orden de 14V, para una batería de 12V ó, en otra modalidad, de 12V para una batería de 36V. El puente rectificador y la unidad electrónica de accionamiento y de control del puente rectificador con brazos, están montados en este caso dentro de una caja electrónica implantada sobre el exterior de la máquina. Lo mismo sucede en una modalidad con el dispositivo regulador de tensión. En otra modalidad, la caja está montada sobre la máquina, por ejemplo sobre su parte posterior o sobre su periferia externa. El dispositivo regulador de tensión está montado, en una modalidad, sobre el exterior de la caja y está conectado eléctricamente con la misma. Todas las combinaciones son posibles. La caja cuenta con unos medios de conmutación que en este caso incluyen unos interruptores de potencia, por ejemplo bajo la forma de transistores de tipo MOSFET, una unidad electrónica de accionamiento y de control y un circuito de sobreexcitación. La unidad electrónica cuenta con una computadora, por ejemplo un microcontrolador, que recibe la información captada por los detectores 52, que se describen más adelante. La máquina, que conforma un alternador-motor de arranque, presenta en este caso unos devanados del estator y un puente rectificador montados en paralelo con una batería B de un vehículo, y un devanado de excitación fijado sobre el rotor y alimentado a través de un circuito de sobreexcitación. Este circuito de sobreexcitación es activo en la modalidad de motor de arranque (cuando el alternador-motor de arranque funciona como un motor eléctrico) para llevar al máximo el par de arranque del alternador-motor de arranque y arrancar con mayor facilidad el motor de combustión interna, conocido también como motor térmico, del automóvil, ya sea durante un arranque en frío, cuando se arranca de nuevo después de detenerse, por ejemplo, en una luz roja, cuando el motor es cortado para reducir el consumo de combustible y realizar así una función conocida como «Stop and Go» (por su término en inglés comúnmente utilizado por los expertos en la técnica). Este circuito de sobreexcitación recibe en entrada la tensión de la red del tablero de mando suministrada por la batería y/o el alternador, y suministra a su vez una tensión superior a la de la red del tablero de mando, a los bornes del devanado de excitación. El montaje incluye, como se mencionó anteriormente, unos medios de conmutación (por ejemplo un interruptor de potencia) accionados mediante la unidad electrónica de mando. Esta unidad de mando está acoplada con un dispositivo regulador de tensión del alternador y acciona, por ejemplo, el conmutador mediante una señal de modulación de la anchura de impulsión. Asimismo, la unidad de accionamiento y de control puede incluir unos medios que permitan, en el caso en que el alternador-motor de arranque se descargue sobre la red del tablero de mando sin estar conectado con la batería (esto es conocido como «load dump», de conformidad con la terminología en inglés comúnmente utilizada por el experto en la técnica), accionar de inmediato la abertura del conmutador de potencia con el fin de realizar una desmagnetización rápida del alternador, particularmente de su rotor. El circuito de sobreexcitación actúa de igual manera cuando la máquina funciona en la modalidad de alternador. El circuito de sobreexcitación es controlado de manera que la tensión o la corriente de sobreexcitación que éste suministra sea siempre inferior a una tensión o a una corriente que corresponda a la temperatura máxima admisible para el alternador-motor de arranque y para los componentes relacionados con el mismo, particularmente cuando la máquina funciona en la modalidad de alternador. En una primera aplicación, se incluye en la máquina al menos un detector térmico que permite conocer con precisión la temperatura del elemento más caliente. Un circuito de retroalimentación permite mantener la tensión y/o la corriente de sobreexcitación suministrada por el circuito de excitación dentro un margen de valores impuestos permanentemente sobre la máquina, particularmente en la modalidad de alternador, para que ésta conserve una temperatura inferior a la temperatura máxima admisible de la máquina y de sus componentes. De conformidad con una característica de esta modalidad, cuando la máquina funciona en la modalidad de motor de arranque, particularmente para arrancar el automóvil, la sobreexcitación (tensión y/o corriente suministrada por el circuito de sobreexcitación) es mayor a la sobreexcitación en la modalidad de alternador, con el objeto de maximizar el par de arranque (y por tanto, la potencia) de arranque del alternador-motor de arranque. De conformidad con una característica, se magnetiza la corriente del rotor, esto es, la corriente del devanado de excitación, mediante una corriente superior a la necesaria en la modalidad de alternador. Alternativamente, se puede actuar sobre la tensión de excitación e incrementar ésta última con respecto a la modalidad de alternador. En otra aplicación, que es una modalidad preferida, se controla el circuito de sobreexcitación de manera que la tensión o la corriente que suministra sea siempre ¡nferior a una tensión o a una corriente que, para una velocidad angular dada para el rotor, particularmente en la modalidad de alternador, correspondería a una temperatura máxima previamente determinada mediante pruebas o utilizando otros medios pertinentes. En una modalidad, el circuito de sobreexcitación es controlado en función de la velocidad angular del rotor, de manera que la tensión o la corriente de sobreexcitación que suministra el circuito de sobreexcitación sea siempre ¡nferior a la tensión o a la corriente máxima que corresponde a esta velocidad angular. De esta forma, se utiliza la máquina en la modalidad de alternador al máximo de sus posibilidades. En una modalidad más, se puede determinar que sea la relación cíclica de la señal de modulación de la anchura de impulsión la que active al conmutador que se está controlando, ya sea en función de la temperatura o en función de la velocidad angular del rotor, de manera que la temperatura del componente más caliente de la máquina sea siempre inferior a la temperatura máxima admisible. En la modalidad de motor de arranque, se utiliza una relación cíclica más elevada que en la modalidad de alternador. Por ejemplo, la relación cíclica es de 100% en modalidad de motor de arranque y de 75% en modalidad de alternador. La puesta en práctica de esta retroalimentación con base en la temperatura puede llevarse a cabo midiendo la temperatura del componente más caliente y comparando esta temperatura con una tensión de referencia. Es posible, asimismo, realizar la retroalimentación estimando la temperatura del componente más caliente a partir de una temperatura que se pueda medir con facilidad (comúnmente en el regulador), y restando esta temperatura del componente más caliente. Este circuito de excitación es, por ejemplo, un circuito interruptor elevador de tensión que incluye una ¡nductancia montada entre la línea de alimentación de la tensión positiva de la red y un interruptor que está conectado a su vez con la masa. El circuito de excitación es por tanto un elevador de tensión electrónico, de conformidad con una característica. Preferiblemente, el sobrevoltaje es mayor en la modalidad de motor de arranque que en la modalidad de alternador. En el caso en que ocurriera accidentalmente una interrupción o corte de la corriente eléctrica entre el alternador y la batería ("load dump"), se efectúa una desmagnetización rápida, por ejemplo, mediante el uso de interruptores. En una modalidad, al cerrar un interruptor de contacto se alimenta el devanado de excitación del rotor 4 con una tensión y/o una corriente importante, por ejemplo con una tensión en el orden de 20V y una corriente de 10A, bajo el entendido que la tensión nominal es normalmente de 14V. La tensión y/o la corriente importante generada de esta forma permiten instalar rápidamente un par de arranque importante. La tensión de alimentación del devanado del rotor se reduce posteriormente durante una segunda fase hasta llegar, por ejemplo, a 12V ó 6A al transcurrir un tiempo determinado, lo que evita que se caliente demasiado el devanado de excitación del alternador-motor de arranque. Posteriormente, la tensión disminuye hasta llegar a cero ó hasta alcanzar valores negativos cuando se detecta el arranque, con el fin de no sobrecargar el motor térmico durante la fase de arranque y evitar que éste se cale al momento de pasar a la modalidad de alternador. Esta inversión de tensión se obtiene, por ejemplo, gracias a un interruptor de desmagnetización rápida. Para mayores precisiones, se hará referencia al documento FR 00 16133, presentado el 12/12/2000, y especialmente a las figuras 5 y 6 de este documento. Las modalidades de las figuras 7 a 11 de este documento también son posibles. El interruptor de desmagnetización rápida permite, por tanto, desactivar rápidamente el devanado de excitación interrumpiendo la corriente dentro del mismo. Gracias a estas disposiciones, el par, y por tanto la potencia de arranque del alternador-motor de arranque, se incrementa al máximo. Se magnetiza entonces el rotor con una corriente que circula dentro del devanado de excitación superior a la necesaria en el caso de la modalidad de alternador. Cabe señalar que la sobreexcitación del devanado de excitación puede llevarse a cabo de otra manera. Por ejemplo, se puede modificar la cantidad de espiras o vueltas del devanado de excitación del rotor, así como su resistencia, con el fin de obtener, con el mismo voltaje de alimentación, una cantidad de amperes-vueltas superior. Por ejemplo, considerando un devanado de excitación de un rotor de un alternador convencional que incluye N espiras de sección A que corresponden a una resistencia R, una modalidad de la invención consiste en dotar a este devanado de excitación de N/2 espiras de sección 2A, lo que corresponde a una resistencia R/4. La corriente entonces se vuelve 4 veces superior a la corriente del alternador convencional para una misma tensión. La cantidad de amperes-vueltas es dos veces superior a la de un alternador convencional. En otra modalidad, se puede aumentar el voltaje en la modalidad de motor de arranque utilizando un elevador de tensión, en la forma antes mencionada. Por ejemplo, es posible aplicar, mediante un elevador de tensión electrónico, una tensión cercana a 1.5 veces la tensión nominal, con una corriente de 1.5 veces la comente nominal en la modalidad de alternador.

Este sobrevoltaje produce un aumento de la corriente eléctrica que recorre el devanado de excitación. En las fases de funcionamiento de la modalidad de alternador, la tensión de excitación se restablece hasta alcanzar un valor que permita un funcionamiento satisfactorio para el balance de carga. Por ejemplo, cuando el circuito de sobreexcitación incluye, en la forma antes mencionada, un dispositivo de control con una señal de modulación de la anchura de impulsión «PWM», se puede actuar sobre la relación cíclica de excitación para reducirla en la modalidad de alternador, con el fin de tener una potencia eléctrica por disipar en el devanado de excitación equivalente a la de un devanado convencional. La sobreexcitación puede producirse únicamente en la modalidad de motor de arranque. Preferiblemente, se produce asimismo una sobreexcitación en la modalidad de alternador, lo que permite tener más potencia para los dispositivos consumidores de electricidad y/o las cargas para una tensión nominal de 14V con una batería de 12V, sin necesidad de una batería más potente, considerando que los automóviles están cada vez más equipados con dispositivos que requieren un mayor consumo de energía. En la modalidad de motor de arranque (funcionamiento como motor eléctrico) el alternador-motor de arranque sobreexcitado puede accionar más dispositivos consumidores y/o cargas, particularmente cuando el motor térmico del vehículo se ha detenido en un alto, y el alternador-motor de arranque funciona por tanto en la modalidad de motor auxiliar. Gracias a esta sobreexcitación, es posible producir con mayor rapidez el par de arranque y éste se puede incrementar o disminuir con mayor facilidad, particularmente gracias a la desmagnetización rápida. Es posible llevar a cabo la sobreexcitación con un devanado de excitación de menor resistencia con respecto al devanado de un alternador convencional. En todos los casos, la desmagnetización rápida evita que se produzca inútilmente un par prematuro sobre el motor térmico al iniciar el funcionamiento de la modalidad de alternador. El motor térmico no podrá calarse al inicio de su puesta en marcha (en marcha lenta), puesto que en ese momento el devanado de excitación no está activado. La magnetización del devanado de excitación en la modalidad de alternador se realiza una vez que acelera el motor accionado. Esta desmagnetización es utilizada en caso de «Load dump». Desde luego, una vez instalado con rapidez el par de arranque, es posible realizar otras configuraciones de curvas que permitan, por ejemplo, una disminución progresiva. Gracias a la desmagnetización rápida, no se produce ningún par inútilmente prematuro. Después del arranque, el paso a la modalidad de alternador puede hacerse de manera conocida en la técnica mediante una carga progresiva o un control de velocidades para evitar el calado del motor térmico del vehículo. Cabe señalar que, en otra modalidad, es posible realizar la retroalimentación en modalidad de alternador utilizando un circuito abierto. Es por tanto posible, en la modalidad de alternador, no utilizar la retroalimentación con base en la temperatura. La curva de suministro de corriente del alternador (intensidad en función de la cantidad de vueltas por minuto) es programada, en una modalidad, de conformidad con umbrales de relaciones cíclicas de señales de modulación de la anchura de impulsión previamente establecidas, que correspondan a los requerimientos del automóvil. Esta programación reduce, por ejemplo, la intensidad en las velocidades de rotación elevadas y en los consumos importantes, por ejemplo del orden de entre 90 y 120 amperes, principalmente para evitar el uso de cojinetes de bolas para dar soporte al eje del rotor, ya que estos cojinetes son demasiado costosos. Por razones económicas, se puede por tanto castigar el motor en las velocidades de rotación elevadas. Dentro de los límites de baja velocidad, se realiza una sobreexcitación. Lo mismo sucede dentro de los límites de velocidad media, donde alrededor de las 3000 vueltas por minuto se realiza una sobreexcitación, y la corriente suministrada se ubica en el orden de entre 60 y 90 amperes. Todo puede ser programado con anterioridad, particularmente con base en las pruebas.

La sobreexcitación del devanado de excitación puede llevarse a cabo experimentando y variando la cantidad de amperes-vueltas de este devanado. Desde luego, es posible realizar una sobreexcitación en la modalidad de alternador durante las velocidades de rotación elevadas del rotor, gracias al control del parámetro antes mencionado. En otra modalidad es posible modificar el devanado de excitación mediante una máquina de conformación, para dar a la periferia externa de éste último una forma puntiaguda o una forma de tambor con el fin de que el devanado pueda acercarse lo más posible a los dientes axiales del rotor de dientes, como se describe por ejemplo en el documento FR00 06853, presentado el 29 de mayo de 2000. Esto favorece la sobreexcitación. Cabe señalar que el alternador-motor de arranque puede estar implantado al nivel del embrague del vehículo, como se describe por ejemplo en el documento FR-A-2 782 356 presentado el 28 de julio de 1999. De esta manera, el rotor del alternador-motor de arranque puede estar implantado entre el motor de combustión interna del vehículo y el disco de reacción del embrague de fricción. En otra modalidad, el rotor puede estar implantado corriente abajo del embrague de fricción. En estos dos casos, el roto es impulsado en rotación por el volante motor del automóvil, acoplado en rotación con el cigüeñal del motor térmico del vehículo.

El rotor puede ser soportado por el volante motor, que impulsa en rotación al embrague de fricción, y el disco de reacción constituye en este caso el extremo posterior del volante motor. Como se mencionó anteriormente, este volante puede estar dividido en dos partes, de manera que, en este caso, el rotor sea soportado por la parte primaria, acoplada en rotación con el cigüeñal o con la parte secundaria acoplada con el disco de reacción del embrague, que habrá de cooperar junto con una superficie de fricción del disco de fricción del embrague. Unos elementos elásticos y, de ser necesario, un limitador de embrague, intervienen entre estas dos partes con el fin de filtrar correctamente las vibraciones y también para conformar el doble volante amortiguador. En otra modalidad, estas dos partes están unidas fijamente, y una puede ser elástica axialmente para conformar un volante flexible. El alternador-motor de arranque puede no tener escobillas. En otra modalidad, el alternador-motor de arranque incluye un rotor con polos salientes que cuenta con devanados de excitación conectados a cada polo. Un rotor con polos salientes de estas características se describe por ejemplo en el documento PCT/FR02/00037, al cual se hará referencia para mayores precisiones. En todos los casos, el rotor de la máquina incluye al menos un devanado de excitación. Asimismo, se incluyen unos medios para dar seguimiento a la posición angular del rotor, con el objeto de poder inyectar en el momento adecuado una corriente eléctrica en la fase pertinente y por tanto en el devanado correspondiente del estator, en la modalidad de motor eléctrico. Preferiblemente, estos medios son de tipo magnético, y en otra modalidad, de tipo óptico, y envían informaciones a la unidad electrónica de mando; estos medios se describen por ejemplo en los documentos FR-A-2 807 231 presentado el 20 de noviembre de 2000, FR-A-2 806 223 presentado ei 10 de marzo de 2000 y FR-A-2 806224. En la figura 1 se puede apreciar un blanco 50 fijado sobre un portablancos acuñado en rotación sobre el rotor 4. Este portablancos está implantado axialmente entre el rotor 4 y el soporte posterior 14, radialmente por debajo de las paletas 45 del ventilador 44. Este portabiancos forma una traviesa entre el rotor 4 y el anillo interno del cojinete de bolas del soporte posterior 14 y rodea parcialmente el anillo extemo de este cojinete de bolas, como se puede apreciar en la figuras de los documentos FR-A-2 806 223 y FR-A-2 806 224 antes mencionados. Sobre el fondo transversal del soporte posterior está fijado un portadetectores 53 que, en este caso, incluye tres detectores 52 del tipo efecto Hall, y en una modalidad del tipo magnetorresistivo, cuya resistencia varía en función del flujo magnético. El blanco 50 es en este caso magnético e incluye de manera alternada unos polos norte y sur. La lectura efectuada por los detectores 52 de umbral es del tipo radial. Para ello, los portadetectores 53, hechos por ejemplo de un material plástico, presentan unas porciones de orientación axial 55 que, en este caso, atraviesan un agujero amplio 54 del soporte 14. Cada porción 55 lleva un detector 52 implantado radialmente por encima del blanco 50 de orientación axial fijado sobre la periferia extema del portablancos. En otra modalidad, el blanco está dentado y los detectores son del tipo magnetorresistivo. Los portadetectores 53 cuentan con unas asas 56 con unos agujeros de forma oblonga, y cada uno de estos agujeros es atravesado por un perno de fijación 57 para sujetarlos al fondo del soporte 14. Las porciones 55 están implantadas radialmente por debajo de las paletas 45. El portadetectores 53 tiene, de esta forma, una posición ajustable circunferencialmente con respecto al soporte 14. Una escotilla de protección 17, comúnmente hecha de un material plástico, está calada y corona la parte posterior de la máquina, particularmente por encima del portaescobillas 16 y el portadetectores 53. Esta escotilla 17 está fijada sobre el disco posterior 14 que constituye junto con el soporte delantero 13 el soporte fijo S del estator 8 de la máquina de tipo sincrónico. En este caso, los soportes son metálicos, por ejemplo con base en aluminio y están conectados eléctricamente a la tierra del vehículo. En otra modalidad, la lectura es axial y por tanto los detectores están implantados axialmente frente al blanco. En otra modalidad, el portablancos está implantado entre el fondo del soporte delantero 13 y el rotor, sustituyendo la traviesa 70, y apoyándose sobre el anillo interno del cojinete de bolas 11. El portadetectores 53 está fijado en este caso, de manera que su posición angular pueda ser ajustada, sobre el soporte delantero 13. 3 En otra modalidad, el blanco está fijado sobre la polea 1 enfrente del portadetectores que está sujetado de manera angularmente ajustable sobre el soporte delantero 13, como se describe por ejemplo en el documento FR-A-2 807 231 antes mencionado; en este caso, la lectura es de tipo axial o radial. En otra modalidad, los detectores están montados sobre un soporte que lleva, sobre su periferia externa, al estator de la máquina, y que permite definir un entrehierro preciso junto con el rotor. El volante motor soporta al rotor de la máquina, así como al disco de reacción del embrague. Unos medios de soporte, por ejemplo al menos un cojinete de bolas, intervienen entre el volante motor y la periferia interna del soporte que incluye una parte en forma de U que rodea parcialmente al rotor que cuenta con una rueda codificadora. Los detectores están implantados enfrente de esta rueda codificadora, como se describe en las figuras 23 a 25 del documento FR 0016710 presentado el 20/12/2000. En este caso, la máquina es de tipo sincrónico. Preferiblemente, el blanco incluye varios pares de polos magnéticos norte-sur idénticos a los del rotor 4. El portablancos es de naturaleza no magnética o, en una modalidad, magnética. El blanco puede incluir ferritas y/o tierras raras, o incluir únicamente unos sectores inertes atravesados por el flujo del campo magnético del rotor. Los medios de seguimiento de la posición angular del rotor son por tanto de tipo magnético y cuentan con unos detectores de efecto Hall o magnetorresistivos. En una modalidad, estos medios de seguimiento son de tipo óptico y utilizan por tanto detectores ópticos, por ejemplo detectores optoelectrónicos. En todos los casos, los detectores envían informaciones hacia la unidad electrónica de accionamiento y de control. En este caso, se incluyen tres detectores, a razón de un detector por fase, y las señales de estos detectores están, de manera conocida en la técnica, desfasadas en un ángulo eléctrico de 120° para alimentar en forma consecutiva las fases del estator 8, posibilitando así la creación de un campo electromagnético giratorio. La presente invención tiene como objetivo, particularmente, perfeccionar el funcionamiento en la modalidad de motor auxiliar de esta máquina, en este caso de tipo sincrónico. De conformidad con la invención, se describe un método para controlar una máquina eléctrica giratoria polifásica y reversible, también conocida como un alternador-motor de arranque, para un automóvil con motor térmico que puede funcionar ya sea como un generador eléctrico (modalidad de alternador) o como un motor eléctrico para hacer arrancar el motor térmico, y caracterizado porque durante el funcionamiento en la modalidad de motor eléctrico, la máquina antes mencionada es accionada de conformidad con dos modalidades correspondientes a dos curvas características de velocidad/par distintas, a saber, una primera modalidad conocida como modalidad de motor de arranque del motor térmico, que permite accionar el motor térmico del vehículo para que éste arranque, con pares elevados para bajas velocidades, mientras que la segunda modalidad, también conocida como modalidad de motor auxiliar, permite accionar la máquina únicamente, o al menos un dispositivo consumidor de potencia, por ejemplo un accesorio del automóvil, y/o el motor térmico a velocidades más elevadas y con pares más bajos que en el caso de la primera modalidad. En una modalidad, se hacen trabajar los detectores de conformidad con las dos modalidades antes mencionadas. Específicamente, como se puede apreciar en la figura 2, gracias a la invención se obtienen durante el funcionamiento en la modalidad de motor eléctrico las curvas características A,B - C,D respectivamente para la potencia y el par, en función de la cantidad de vueltas por minuto del rotor 4 de la máquina, cuya velocidad de rotación es proporcional a la del cigüeñal del motor térmico del vehículo. En esta figura 2 se ilustra en abscisa la cantidad de vueltas por minuto del motor térmico. La curva de potencia A,B atraviesa rápidamente por un máximo y posteriormente decrece (porción A: potencia con dispositivo W). A partir de un umbral n se cambia de modalidad para pasar a la segunda modalidad (funcionamiento como motor auxiliar) y describir la porción B (potencia sin dispositivo W) de la curva A.B. Esto se lleva a cabo antes de que la potencia se anule, en este caso para 1500 vueltas/minuto. Esta anulación depende, desde luego, de las aplicaciones deseadas. La curva A', ilustrada en líneas punteadas, corresponde a la prolongación de la curva característica A sin las disposiciones de conformidad con la invención y por tanto anulación de la potencia para 1500 vueltas/minuto. Asimismo, considerando la curva del par C,D, se puede apreciar que está constituida por dos tramos, esto es, los tramos C (par con dispositivo N.m) y D (par sin dispositivo N.m), que corresponden respectivamente a la primera y a la segunda modalidad de conformidad con la invención, con un cambio de curva en el punto n, y la curva C prolonga a la curva C para anularse en este caso a 1500 vueltas/minuto. El punto n corresponde a un par elevado cercano al máximo de la curva A. Gracias a la invención se produce un par después de superar un umbral de velocidades, en este caso de 1500 vueltas por minuto. Desde luego, en la segunda modalidad (funcionamiento como un motor auxiliar) la corriente de excitación del devanado de excitación del rotor se regula en forma distinta a la corriente en la modalidad de motor de arranque y en la modalidad de alternador. Se puede apreciar que el par máximo se ubica cerca de la velocidad nula, ya que como se mencionó anteriormente, el par aumenta rápidamente al principio. De conformidad con una característica, se optimiza el calado de los detectores 52 de los medios para el seguimiento de la posición angular del rotor 4. Las señales enviadas por los detectores 52 hacia la unidad electrónica de control y de accionamiento se utilizan en orden directo siempre que la función de motor auxiliar no haya sido activada o que la velocidad de activación correspondiente al punto n de la figura 2 no se haya alcanzado. Esto corresponde a las curvas A y C. La unidad electrónica que controla al puente rectificador de accionamiento, también conocida como ondulador, tiene unos brazos que incluyen unos diodos, como se puede apreciar por ejemplo en los documentos EP-A-0 260 1786, FR-A-2 745 444 y FR-A-2 745 445, a los que se hará referencia para mayores precisiones. Los brazos del ondulador (del puente) se controlan directamente para alimentar de manera consecutiva los devanados de las fases del estator 8, cada uno de estos devanados incluye al menos un enrollamiento de elementos eléctricamente conductores. Una vez alcanzada la velocidad de activación (punto n en la figura 2), se efectúa una permutación y una inversión de las señales de los detectores, de manera sencilla y económica. Esto permite desfasar la señal de accionamiento de los brazos del ondulador (cada brazo está relacionado con una fase) eléctricamente en -60° con respecto a la conducción o control directo de las fases del estator. Es posible realizar otras permutaciones por paso de desfasamiento eléctrico de -60°, con el objeto de alcanzar una velocidad superior. Un desfasaje próximo al arresto de velocidad (punto n) activa o desactiva esta función. Todo pasa como si se contara con un nuevo detector de fase en la segunda modalidad. Por ejemplo, con respecto a la posición 0 correspondiente a una lectura directa de las señales de los detectores por la unidad de accionamiento y de control para controlar de manera consecutiva los brazos del puente rectificador, se efectúa a la velocidad de umbral n una permutación de las señales de los detectores, digamos un desfasaje de -120°, y posteriormente una inversión para llegar a la posición 1 , que consiste de un desfasaje de -60° con respecto a la posición 0. Esto se puede generalizar. Así, se puede obtener en la segunda modalidad otro cambio para una velocidad n2 superior a n, efectuando un nuevo desfasaje eléctrico de las señales de los detectores en -60°. Esto se realiza mediante una permutación de las señales de los detectores con respecto a ia posición 0 para alcanzar la posición 2 desfasada en -120° con respecto a la posición 0 y en -60° con respecto a la posición 1. Como se puede apreciar en la descripción, es posible obtener un nuevo cambio (posición 3) para una velocidad n3 superior a n2 efectuando una permutación y una inversión de las señales de los detectores con respecto a la posición 2. En este caso existe un desfasaje de -180° con respecto a la posición 0. Una nueva posición 4 se obtiene para una velocidad n4 superior efectuando una permutación (-120°) de las señales de los detectores con respecto a la posición 2 y así sucesivamente para la posición 5 (n5 superior a n4 y permutación e inversión con respecto a la posición 4) para llegar posteriormente a una posición 6, correspondiente a un desfasaje de -360° con respecto a la posición 0, esto es, un retomo a la posición 0.

Todas estas variaciones conducen a la formación de nuevos detectores en cada posición, con la ayuda de los mismos detectores ya sea por permutación e inversión, ya sea por inversión de las señales de los detectores. La función puede obtenerse mediante el procesamiento de datos utilizando una computadora integrada en la unidad electrónica de accionamiento y de control que incluya unas tablas programadas previamente, o utilizando componentes discretos, como se describe en la figura 3. Cabe señalar que se determina la velocidad de rotación del cigüeñal del motor térmico ya sea por medición directa o ya sea mediante una relación de multiplicación, por ejemplo midiendo la velocidad de rotación del rotor 4. Cada detector está vinculado con una de las fases del estator de la máquina, en este caso de tipo trifásica. Estos detectores captan, además del blanco, la posición angular del rotor 4, y envían esta información a la unidad electrónica de accionamiento y de control para que ésta controle mediante los brazos del puente rectificador la inyección de corriente hacia el devanado de la fase correspondiente. Esto sucede cuando el detector correspondiente envía, a partir de un umbral, una señal de activación respectivamente C1 , C2, C3 hacia la unidad antes mencionada. Fuera de esta activación, los detectores envían una señal de no-activación (-) C1 , (-) C2, (-) C3 hacia la unidad antes mencionada. En la figura 3 se puede apreciar que cada detector de fase 1 , 2, 3 envía cuando está activado su señal C1 , C2, C3 hacia un primer circuito lógico que recibe una información de un bloque adaptado para indicar que la velocidad n ha sido alcanzada y que la función de motor auxiliar ha sido activada. Específicamente, cuando la velocidad de rotación del cigüeñal correspondiente a la velocidad del umbral n no ha sido alcanzada, este bloque envía una información en este caso (-)n hacia el primer circuito lógico relacionado con cada detector de las fases 1 , 2, 3. Estos primeros circuitos lógicos son de tipo "y", de manera que cuando uno de los detectores de fases es activado y que la velocidad n no es alcanzada (información (-)n), el primer circuito lógico envía una señal (referencia <=1 en la figura 3). Así, siempre que la velocidad n no sea alcanzada, los detectores de fase funcionan normalmente de conformidad con la primera modalidad. Una vez que la velocidad n es alcanzada y la función de motor activada, el bloque antes mencionado envía una información n hacia unos segundos circuitos lógicos, y cada segundo circuito está relacionado con uno de lo detectores de fase. De esta manera, el segundo circuito lógico del detector de fase 1 está conectado con el detector de fase 3 y con el bloque, el segundo circuito lógico del detector de fase 2 está conectado con el detector de fase 1 y con el bloque y, finalmente, el segundo circuito lógico del detector de fase 3 está conectado con el detector de fase 2 y con el bloque.

Específicamente, estos dos circuitos lógicos están conectados con las salidas de aquellos detectores que indiquen que el detector está inactivo. Una vez que se alcanza la velocidad n y que la función de motor auxiliar es activada, el segundo circuito lógico de tipo "y" envía una señal permutada e invertida. Específicamente, el segundo circuito lógico del detector de fase 1 envía esta señal cuando el detector de fase 3 está inactivo; el primer circuito lógico ya no envía ninguna señal, puesto que la condición de velocidad inferior a n ha dejado de cumplirse. Todo pasa como si se contara con un nuevo detector de fase C'1 que a su vez envía informaciones hacia la unidad electrónica de accionamiento y de control. La ecuación de este nuevo detector es C'=C1. (-)n + n. (-)C3, en la que C'1 es la señal activa enviada por este nuevo detector, que corresponde a la condición "y", (-) C3 ó (-) (n) a la condición inactiva del detector C3 y del bloque, y + a la condición "ó". Por debajo de la velocidad n, el nuevo detector de la fase 1 corresponde al detector de fase 1 y por tanto está activo (envía una señal) únicamente cuando el detector de fase 1 está activo. Una vez que la velocidad n es alcanzada y que la función de motor auxiliar es activada, el nuevo detector de fase 1 está activo únicamente cuando el detector de la fase 3 está inactivo. Lo mismo sucede con las fases 2 y 3, donde los nuevos detectores de fase 2 y 3 están representados por la ecuación C'3 = C3. (-) n + n. (-) C2 y C'2 = C2. (-) n + n. (-) C1. Así, en la segunda modalidad, se desfasan eléctricamente las señales de control de las fases en -60° con respecto al accionamiento directo (se cumple con la relación C. (-) n). Cabe señalar, como se explicó anteriormente, que en la función de motor auxiliar se requiere de un dispositivo para desembragar la máquina y el accesorio para impulsar el cigüeñal. Este dispositivo puede incluir un embrague electromagnético, como se describe por ejemplo en el documento FR-A-2 648 886. En este caso, el motor incluye una saliente fija sobre la cual se monta en rotación la polea del cigüeñal, cuyo extremo está acoplado en rotación con una pieza de unión fijada al disco del embrague electromagnético, cuyo devanado puede ser fijado a la saliente. El disco fijo del embrague está empalmado con uno de los discos de la polea. Es posible utilizar unos dispositivos de rueda libre conducida como los que se describen por ejemplo en el documento EP-A- 0 715 979 antes mencionado. En otra modalidad se utilizan, como se mencionó anteriormente, unas relaciones de transmisión distintas dependiendo de la modalidad de funcionamiento elegida. Por ejemplo, se puede utilizar una transmisión bajo la forma de un variador de revoluciones con una polea motriz, una polea accionada y una banda sin fin que pasa sobre ambas poleas. Cada polea incluye dos discos de forma troncocónica, y el menos uno de estos discos está montado axialmente y de manera móvil, bajo el control de unos medios elásticos de retroceso. De esta manera, cuando el disco móvil de la polea accionada se ubica en posición extrema hacia adelante, el disco móvil de la polea motriz se ubica en posición extrema hacia atrás, y viceversa, como se describe en el documento antes mencionado FR-A-2 648 886, al que se hará referencia para mayores detalles. Cabe señalar que la presente invención no se limita a los ejemplos de las modalidades descritas. Las fases para detener y para volver a arrancar el motor pueden ser controladas mediante la ECU (unidad de control del motor térmico) del vehículo, ó mediante el microcontrolador del motor térmico de la unidad electrónica de control, y ambas soluciones utilizan informaciones provenientes del vehículo y transmitidas por vía análoga, por vía numérica utilizando conexiones por ejemplo de tipo CAN, VAN, etc., de conformidad con la terminología en inglés comúnmente utilizada, o ya sea por una mezcla de las dos. La regulación de la tensión del tablero de mando generada durante la modalidad de alternador es controlada por el microcontrolador. Cuando el vehículo frena, se activa la modalidad de frenado y recuperación, aumenta la tasa de excitación con el fin de crear un par superior preliminar sobre el motor, y la energía recuperada de esta forma se almacena dentro de un dispositivo diseñado para estos efectos (por ejemplo, ultracapacidad), que restituye la energía eléctrica en la red del tablero de mando ya sea para un nuevo arranque, si la acción de frenado tenía como objetivo detener el vehículo, o ya sea para los dispositivos consumidores de electricidad conectados, reduciendo así el par preliminar del generador, lo que permite incrementar el rendimiento del sistema. Esta energía puede ser utilizada asimismo durante las fases de detención y uso de la modalidad de motor auxiliar. Este motor sirve para activar, por ejemplo, el sistema de aire acondicionado o cualquier otro dispositivo mecánico. Con el fin de asegurar el arranque en frío de los vehículos de gran cilindrada, es posible utilizar cuando hace mucho frío un motor de arranque auxiliar adicional, como se describe en el documento FR-99 10316 presentado el 9 de agosto de 1999. El control de este motor de arranque no se activa sino hasta que la sonda térmica de la unidad electrónica del sistema detecta una temperatura inferior a un valor mínimo determinado. La estrategia de accionamiento es entonces la siguiente: tO activación del solenoide del motor de arranque auxiliar, y excitación previa del devanado de excitación del rotor mediante la unidad de accionamiento y control. Este orden puede ser modificado y ajustado tomando en consideración las constantes de los tiempos de las dos máquinas. Posteriormente se activa la modalidad de arranque.

Las potencias suministradas por cada máquina son adicionales y permiten por tanto realizar ei arranque. Una vez que la sonda de la unidad electrónica del sistema detecta durante la puesta bajo tensión una temperatura superior a tO, el motor de arranque deja de ser utilizado. Esta estrategia permite accionar, a velocidades superiores a las de un motor de arranque en funcionamiento normal, el motor térmico y por tanto permite tener un arranque más limpio en lo que respecta a las emisiones del motor térmico. Con el fin de facilitar el cableado del sistema sobre el vehículo se utiliza preferiblemente un dispositivo de conexión con al menos un conector constituido por dos subconjuntos y dotado de un único medio de fijación, por ejemplo un medio con tornillo y tuerca, que permita ajustar entre los mismos unos elementos eléctricamente conductores homólogos de los dos subconjuntos, como se describe en los documentos FR-01 00931 presentado el 24/01/2001 y FR-00 10737 presentado el 18 de agosto de 2000. En la segunda modalidad, esto es, en la modalidad de motor eléctrico, la máquina puede funcionar para accionar el motor térmico por encima de la velocidad de rotación (en este caso 1500 vueltas/minuto) por la cual se anula la potencia. De esta manera, el arranque del motor térmico es adecuado. Asimismo, particularmente después del arranque del motor térmico, se puede accionar únicamente la máquina eléctrica durante la segunda modalidad antes de pasar a la modalidad de alternador. Por ejemplo, se puede desembragar la carga (el dispositivo consumidor de potencia mecánico) utilizando por ejemplo un embrague electromagnético montado sobre una polea, y uno de los discos de esta polea constituye una polea secundaria, como se describe en el documento FR-A-2 648 886. Después de detenerse el vehículo en un semáforo en rojo, se aligera (se desembraga) la carga, esto es, se desconecta el dispositivo consumidor de potencia, durante la operación de un nuevo arranque.

Claims (16)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un método para controlar una máquina eléctrica giratoria polifásica y reversible, conocida como alternador-motor de arranque, para un automóvil con motor térmico que puede funcionar ya sea como un generador eléctrico (modalidad de alternador), ya sea como un motor eléctrico para hacer arrancar el motor térmico, y caracterizada porque durante el funcionamiento en la modalidad de motor eléctrico la máquina antes mencionada es accionada de conformidad con dos modalidades que corresponden a unas curvas de características de velocidad/par distintas, a saber, una primera modalidad conocida como modalidad de motor de arranque, que permite accionar el motor térmico del vehículo para que éste arranque con pares elevados para bajas velocidades, mientras que la segunda modalidad, conocida como modalidad de motor auxiliar, permite accionar la máquina únicamente, o al menos un dispositivo consumidor de potencia y/o el motor térmico, utilizando velocidades más elevadas y pares más bajos que en el caso de la primera modalidad.

2.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cuando el dispositivo consumidor de potencia es utilizado antes del arranque del vehículo, se impulsa este dispositivo consumidor a su velocidad de rotación por medio de la máquina antes mencionada, pasando por la primera modalidad sin accionar el motor térmico.

3.- El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque para volver a arrancar el vehículo (con la máquina eléctrica en la segunda modalidad de funcionamiento, esto es, en la modalidad de motor eléctrico y con el cigüeñal del motor térmico desembragado) se impulsa la máquina a su velocidad máxima alcanzable y posteriormente se embraga el cigüeñal.

4.- El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque se desconecta el dispositivo consumidor durante la operación de nuevo arranque del motor térmico.

5.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque a partir de una máquina que incluye un rotor 4 que cuenta con al menos un devanado de excitación, se sobreexcita el devanado de excitación del rotor durante el funcionamiento de la máquina en la modalidad de motor de arranque para maximizar el par de arranque de la máquina antes mencionada.

6.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque cuando la máquina funciona en la modalidad de motor eléctrico, se sobreexcita el devanado de excitación de manera distinta en la modalidad de motor de arranque y en la modalidad de motor auxiliar y caracterizado porque se sobreexcita el devanado de excitación de manera distinta cuando la máquina funciona en la modalidad de motor eléctrico y cuando la máquina funciona en la modalidad de alternador.

7.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se controla un parámetro que está en función de la tensión en los bornes del devanado de excitación y/o de la corriente en este devanado de excitación para mantener en forma permanente este parámetro de un mismo lado con respecto a un valor umbral determinado que corresponde a una temperatura máxima admisible para la máquina eléctrica y sus componentes.

8.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque se efectúa una desmagnetización rápida del devanado de sobreexcitación antes de pasar a la modalidad de alternador.

9.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque a partir de una máquina eléctrica dotada de un estator 8 que presenta unas fases, de un rotor 4 y de unos medios que incluyen unos detectores 52 para el seguimiento de la rotación del rotor 4, y los detectores antes mencionados están adaptados para enviar unas señales hacia una unidad electrónica de accionamiento y de control de las fases del estator 8, y las señales de los detectores 52 son utilizadas en orden directo siempre que la función de modalidad de motor auxiliar no esté activada o que la velocidad de activación de esta función no haya sido alcanzada.

10.- El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque una vez que la función de la modalidad de motor auxiliar es activada y que la velocidad de activación de esta función es alcanzada, se efectúa una permutación y una inversión de las señales de los detectores.

11.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la permutación y la inversión se realizan de tal forma que se crea un desfasaje de un paso eléctrico de -60°.

12.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la inversión y la permutación se realizan por medio de dos circuitos lógicos relacionados con cada detector y de un bloque que indica el estado de la función de motor auxiliar activada o no, y de la velocidad de activación alcanzada o no de esta función.

13.- El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque cada primer circuito lógico es un circuito abierto cuando el detector correspondiente está activado para enviar una señal y cuando la función antes mencionada no está activada o su velocidad de activación no ha sido alcanzada.

14.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque cada segundo circuito lógico es un circuito abierto cuando uno de los demás detectores no está activado para enviar una señal y cuando la función antes mencionada está activada o se ha alcanzado la velocidad de activación.

15.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la inversión y la permutación se realizan mediante un procesamiento de datos.

16.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque al superar la velocidad de activación, se efectúa para una velocidad superior a la velocidad de activación una inversión de las señales de los detectores.