(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. F01P 7/16 (06.01) B60K 1/00 (06.01) B60K 11/02 (06.01) B60L 11/18 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , FR, (84) Utpekte stater AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR (73) Innehaver Renault S.A.S., 13-1 Quai Le Gallo, 920 Boulogne-Billancourt, FR-Frankrike (72) Oppfinner OBERTI, Claire, 6 rue Alfred Durand Claye, F-7014 Paris, FR-Frankrike MARSILIA, Marco, 60 Boulevard de la République, F-920 Boulogne Billancourt, FR-Frankrike CREGUT, Samuel, 8 avenue Guy de Coubertin, F Saint-remy-leschevreuse, FR-Frankrike (74) Fullmektig Tandbergs Patentkontor AS, Postboks 170 Vika, 0118 OSLO, Norge (4) Benevnelse INNRETNING TIL KJØLING FOR ET MOTORKJØRETØY (6) Anførte publikasjoner EP-A EP-A DE-A DE-A US-A US-B US-B US-B

2 Beskrivelse [0001] Oppfinnelsen har som formål å lage en innretning til kjøling for et motorkjøretøy som omfatter en krets til kjøling som er i stand til å avkjøle hele motoren ved hjelp av en kjølevæske som er satt i sirkulasjon med minst en pumpe med en variabel ytelse. Oppfinnelsen kan med fordel brukes på elektriske motorkjøretøyer. [0002] I en intern forbrenningsmotor, overoppheter de gjentatte forbrenningene delene som er i kontakt, for eksempel stemplene, sylindrene og ventilene og fordeler seg på helheten av mekaniske deler i motoren. Dermed må de kjøles, ellers risikerer man at de blir ødelagt. For at de skal fungere godt, trenger eksplosjonsmotorer en regelmessig og tilpasset temperatur. [0003] I tilfellet med et kjøretøy med elektrisk fremdrift, er det også nødvendig å kjøle de forskjellige elementene i trekkraft-kjeden. [0004] Det er kjent at man kan bruke et system til kjøling som omfatter en eller flere pumper som gjør det mulig å få en kjølevæske til å sirkulere gjennom motoren, samt en radiator, som er en varmeomformer som gjør det mulig å kjøle væsken. I dette tilfellet, er ytelsen til kjølevæsken avhengig av motorens turtall og den er spesielt lik null når motoren er stanset. Dokumentet DE194212A beskriver en innretning ifølge innledningen til patentkravet 1. [000] Det virker gunstig å bruke en innretning til kjøling som gjør det mulig å optimere funksjonen til pumpene og spesielt å begrense deres slitasje og energiforbruk. [0006] Innretningen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å nå denne målsetningen. [0007] Oppfinnelsen har på denne måten som hensikt å lage en innretning til kjøling til et motorkjøretøy ifølge patentkravet 1. [0008] På denne måten, gjør styringen av ytelsen til hver pumpe i en lukket krets det mulig å begrense slitasjen og energiforbruket. [0009] Den innstilte temperaturen kan være forhåndsinnstilt avhengig av temperaturen på utsiden av kjøretøyet og farten til kjøretøyet. [00] Til dette formålet, kan innretningen omfatte en første luke som er lagd for å hindre passering av kjølevæske i helheten til lading og en andre luke som er lagd for å hindre passering av kjølevæske i hele motoren. [0011] Innretningen kan også omfatte en hydraulisk restriksjon som gjør det mulig å opprettholde en minsteytelse for kjølevæsken i hele motoren. [0012] Reguleringssystemet i en lukket krets kan omfatte en regulator av typen proporsjonal-integral. [0013] Regulatoren kan omfatte en metningsenhet som er lagd for å begrense korrigeringen mellom en minimumsverdi og en maksimumsverdi. [0014] Andre karakteristikker og fordeler med den foreliggende oppfinnelsen vil komme tydeligere frem ved lesningen av den følgende beskrivelsen som er oppgitt som

3 2 et eksempel som er illustrerende og ikke begrensende og som er gjort med referanse til de vedlagte tegningene, på hvilke: figur 1 illustrerer i form av blokkdiagrammer en innretning til kjøling ifølge oppfinnelsen, som er integrert i et elektrisk kjøretøy, - figur 2 illustrerer i form av blokkdiagrammer en strategi for styring av innretningen, og - figur 3 er en detaljert visning av en blokk i figur 2. [001] Innretningen til kjøling 1, slik den er illustrert på figur 1, omfatter en første elektrisk pumpe 2, en andre elektrisk pumpe 3, en lader 4 til batteriet, hele motoren, en radiator 6, samt en første elektroventil 7 og en andre elektroventil 8. Den første elektriske pumpen 2, den andre elektriske pumpen 3, den første elektroventilen 7 og den andre elektroventilen 8 er forbundet med en innretning til styring 9. [0016] Den første elektriske pumpen 2 skal brukes når kjøretøyet kjører, mens den andre elektriske pumpen 3 skal brukes ved ladingen av batteriet. Ytelsen til den første pumpen 2 og ytelsen til den andre pumpen 3 kan innstilles ved hjelp av et styresignal. [0017] Laderen 4 gjør det mulig, når kjøretøyet er stanset, å lade opp batteriet til elektrisk drift, som ikke er vist, fra det interne elektriske nettet. [0018] Den første elektroventilen 7 gjør det mulig å kortslutte den andre pumpen 3 og laderen 4 når kjøretøyet kjører, mens den andre elektroventilen 8 gjør det mulig å kortslutte hele motoren i løpet av ladingen av batteriet, når det blir vurdert at kjølingen av hele motoren ikke er nødvendig. Den andre elektroventilen 8 kan være forbundet med en hydraulisk begrensning som gjør det mulig å utføre et tap av lading og på denne måten beholde en ytelse av kjølevæske i hele motoren, selv når den andre elektroventilen 8 beveger seg. [0019] Hele motoren omfatter en motor 11 og et elektronisk kommandosystem 12 som særlig er lagd for å omforme batteriets likespenning til vekselspenning. [00] Radiatoren 6 gjør det mulig å kjøle kjølevæsken på en lignende måte som innretningen til kjøling til en forbrenningsmotor. Den er utstyrt med en elektrisk vifte som ikke er vist. [0021] Det er nødvendig å kjøle hele motoren når kjøretøyet kjører, samt laderen 4 når kjøretøyet står stille. Strategien for kjøling blir styrt av styreinnretningen 9. Styreinnretningen 9 er en kalkulator som er i forbindelse med sensorer til kjølekretsen, spesielt temperatursensorer til kjølevæsken. Kalkulatoren 9 styrer pumpene 2, 3, elektroventilene 7, 8, samt gruppen av elektriske vifter til radiatoren 6. Kalkulatoren 9 er i tillegg med fordel forbundet med andre kalkulatorer til kjøretøyet via et nettverk av typen flerleder CAN (Controller Area Network på engelsk) for eksempel, for å foreta andre nødvendige målinger for kjølestrategien.

4 3 [0022] Strategien for styring av kjølekretsen kan utføres i form av to moduler A, B, slik det er illustrert på figur 2. Modul A dreier seg om temperaturreguleringen for kjølevæsken, mens modul B dreier seg om valget av den elektriske pumpen 2, 3. [0023] Modul A er ansvarlig for å utarbeide en styring av ytelsen til kjølevæsken ifølge kjøretøyets tilstand (kjøring eller lading av batteriet ved stans). Inngangsopplysningene til modul A er: - temperaturen Te til kjølevæsken: den kan oppnås ved hjelp av en eller flere temperatursensorer, - temperaturen Te ekst på utsiden av kjøretøyet, og - farten F til kjøretøyet. [0024] Inngangsopplysningene til modul B er: styringen av ytelsen Y styr som kommer fra modul A, og - tilstanden Ti til kjøretøyet: det er et signal som kommer fra den sentrale kalkulatoren til bilen som er lik 1 hvis det dreier seg om lademodus av kjøretøyets batteri og som er lik 0 hvis det er i kjøremodus. [002] Utgangsopplysningene til modul B er: - styringen av ytelsen Y styr1 som kommer fra den første pumpen brukes i kjøremodus. Det dreier seg om et signal på mellom 0 og 0 og uttrykker prosentandelen til maksytelsen som kan utføres av pumpen, og - styringen av ytelsen Y styr2 som kommer fra den andre pumpen brukes i lademodus. Det dreier seg om et signal på mellom 0 og 0 og uttrykker prosentandelen til maksytelsen som kan utføres av pumpen. [0026] På en enkel måte, kan man velge å bare bruke den andre pumpen hvis signalet om kjøretøyets tilstand er lik 1 og bare bruke den første pumpen hvis signalet om kjøretøyets tilstand er lik 0. [0027] En versjon for utførelse av ytelsesstyringen er detaljert illustrert på figur 3. Målsetningen er å få ytelsesstyringen til å variere automatisk mellom en minimumsverdi for ytelse Y min og en maksimumsverdi for ytelse Y maks1 avhengig av temperaturen på kjølevæsken. Så lenge temperaturen på kjølevæsken er mindre enn en innstilt temperatur, forblir ytelsesstyringen på minimumsverdien Y min. Straks temperaturen på kjølevæsken overskriver den innstilte temperaturen, blir ytelsesstyringen oppnådd ved regulering i en lukket sløyfe, den vurderte innstillingen

5 4 1 er den innstilte temperaturen og den vurderte reaksjonsløkken er den målte temperaturen til kjølevæsken. [0028] Denne målsetningen blir oppnådd takket være blokkene A1 til A6 til modul A. [0029] Blokken A1 utarbeider den innstilte verdien til temperaturen Te kons til kjølevæsken, avhengig av temperaturen Te ekst på utsiden av kjøretøyet og av farten F til kjøretøyet. Faktisk, jo større farten F til kjøretøyet er, og jo større kapasiteten til kjøling til radiatoren er, desto mer er det mulig å øke den innstilte verdien til temperaturen Te kons. På samme måte, jo lavere temperaturen Te ekst på utsiden er, og jo mer effektiv radiatoren er, desto mer er det mulig å øke den innstilte verdien til temperaturen Te kons. Blokken A1 utfører på denne måten den innstilte verdien av temperaturen Te kons ved en lineær interpolering fra kartografier. [00] Blokken A2 utarbeider så et feilsignal ΔTe som er forskjellen mellom den innstilte temperaturen Te kons og den målte temperaturen Te. Signalet ΔTe blir sendt til blokken A3 som er en korrigerende blokk PI (proporsjonal-integral) som er godt kjent av fagfolk. Man kunne imidlertid også bruke en regulator av typen proporsjonal eller en regulator av typen integral. [0031] Inngangsopplysningene til blokken A3 er: feilmelding ΔTe som kommer fra blokk A2, - ytelsesstyringen Y styr som er sendt i øyeblikket for det tidligere utvalget; hvis styringen er mettet av verdien Y min eller verdien Y maks1, så blir regulatoren informert om det og den integrale handlingen blir også mettet, - den proporsjonale økningen Ø til regulatoren PI, for eksempel 1 %, - tidskonstanten TiK som er integral for regulatoren PI, for eksempel 00s. [0032] Utgangsopplysningene til blokk A3 tilsvarer til økningen ΔY som er en ønsket ytelse jevnført med minimumsytelsen Y min. Denne ordren må være mettet. [0033] Blokken A4 utfører denne metningen, mellom 0 (ingen ønsket økning i ytelsen) og Y maks - Y min. Denne mettede ordren blir så lagret av blokken med forsinkelse A som gjør det mulig, i øyeblikket for det neste utvalget, å informere regulatoren PI om en eventuell metning. [0034] Til slutt utfører blokken A6 den siste ordren Y ords for ytelse. Den siste ordren Y ords blir beregnet ved å legge til verdien Y min til variasjonen ΔY som er bedt om fra regulatoren PI. [003] Det er mulig å endre automatisk ordren for ytelse mellom de to verdiene Y min og Y maks. Verdien Y min kan for eksempel reguleres til % av den maksimale ytelsen og kan utføres av pumpen. Det er faktisk skjønnsomt å beholde en minimumsytelse Y min som ikke er lik null, selv om temperaturen er lav, for å oppnå en homogen temperatur langs kretsen til kjølevæske og for på denne måten å unngå dannelsen av varme

6 punkter. Verdien Y maks kan reguleres til 80 % av den maksimale ytelsen, for eksempel hvis man ikke ønsker å bruke pumpen for mye. [0036] Strategien for ytelsesstyring av kjølevæsken er på denne måten spesielt enkel å iverksette på en kalkulator. Den krever ikke så mye tid til utregning og gjør det mulig å redusere strømforbruket. [0037] Selv om innretningen som er beskrevet under omfatter to pumper, kan oppfinnelsen også dreie seg om en innretning som omfatter en eller mer enn to pumper. Den kan også brukes til en bensinmotor som er utstyrt med elektriske vannpumper.

7 6 P a t e n t k r a v Innretning til kjøling (1) til et elektrisk motorkjøretøy som omfatter en helhet med en lader (4) til batteriet, som omfatter en krets til kjøling som er i stand til å kjøle helheten med en lader (4) og hele motoren () som omfatter et elektronisk kommandosystem (12) ved hjelp av en kjølevæske som er satt i sirkulasjon ved hjelp av minst en pumpe (2, 3) med en variabel ytelse, ytelsen til hver pumpe (2, 3) som blir styrt av et styresystem (9), styresystemet (9) er i stand til å betjene ytelsen til hver pumpe (2, 3) i et reguleringssystem i en lukket løkke avhengig av en innstilt temperatur som er karakterisert ved at det omfatter en første pumpe (2) som er i stand til å selektivt forsyne hele motoren () med kjølevæske og en andre pumpe (3) som er i stand til å forsyne selektivt hele laderen (4) med kjølevæske. 2. Innretning (1) ifølge patentkravet 1 som er karakterisert ved at den innstilte temperaturen er forhåndsbestemt avhengig av temperaturen på utsiden av kjøretøyet og kjøretøyets hastighet. 3. Innretning (1) ifølge patentkravet 1 eller 2 som er karakterisert ved at den omfatter en første ventil (7) som er i stand til å hindre passering av kjølevæske i en helhet med en lader (4) og en andre luke (8) som er i stand til å hindre passering av en kjølevæske i hele motoren (). 4. Innretning (1) ifølge patentkravet 3 som er karakterisert ved at den omfatter en hydraulisk restriksjon () som gjør det mulig å opprettholde en minimumsytelse for kjølevæsken i hele motoren ().. Innretning (1) ifølge et av patentkravene 1 til 4 som er karakterisert ved at reguleringssystemet i en lukket løkke omfatter en regulator av typen proporsjonalintegral. 6. Innretning (1) ifølge et av patentkravene 1 til som er karakterisert ved at regulatoren omfatter en blokk til metning som er i stand til å begrense korrigeringen mellom en minimumsverdi og en maksimumsverdi.

8 7 NO/EP

9 8 NO/EP