BR102015016625A2 - direção de veículo - Google Patents

Abstract

direção de veículo. são descritos métodos e sistemas para controlar um sistema de direção elétrica. o sistema de direção elétrica pode ser um sistema de direção mecânica ou um sistema de direção por fio. o sistema de direção elétrica provê um reforço de torque de direção auxiliar, em resposta a uma curva de reforço, em que a curva de reforço define uma relação entre pelo menos um parâmetro de entrada e o reforço de torque de direção auxiliar atual, provido pelo sistema de direção elétrica. o sistema de direção elétrica tem pelo menos duas curvas de reforço e o sistema de direção elétrica comuta do uso de uma primeira curva de reforço, das pelo menos duas curvas de reforço, para o uso de uma segunda curva de reforço, das pelo menos duas curvas de reforço, em resposta a uma ou mais condição(ões) predefinida(s). por este meio um motorista pode, por exemplo, conduzir mais facilmente uma manobra de situação de emergência e sentir um melhor suporte do sistema de direção do veículo, porque a assistência da segunda curva de reforço pode ser mais elevada do que a assistência da primeira curva de reforço.

Description

“DIREÇÃO DE VEÍCULO” CAMPO TÉCNICO

[0001] A invenção refere-se a um sistema, um método e um programa de computador para direção de um veículo. Em particular, a invenção refere-se a um sistema, um método e um programa de computador para direção de um veículo provido com direção elétrica, tal como direção mecânica ou direção dirigida-por-fio. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Hoje em dia, diferentes tipos de sistemas de direção elétrica tornaram-se mais e mais comuns em veículos tais como carros, caminhões, ônibus e outros veículos motorizados. Os sistemas de direção elétrica podem, por exemplo, ser um sistema de direção mecânica que opera como o único servo dispositivo ou um sistema de direção mecânica suplementado por um sistema de servo direção hidráulico. Combinações de sistemas de direção mecânica e servo sistemas de direção hidráulica são tipicamente mais comuns em veículos pesados, tais como caminhões e ônibus. Além disso, os chamados sistemas de direção-por-fio estão agora sendo introduzidos em alguns veículos. Em um sistema de direção-por-fio não há ligações mecânicas diretas entre o volante e as rodas. O controle da direção das rodas é, em vez disso, estabelecido através de motor(es) elétrico(s), que são acionados por unidades de controle eletrônico, que leem a entrada do volante pelo motorista.

[0003] Quando se utilizando um sistema de direção mecânica ou um sistema de direção por fio, a força aplicada pelo sistema de direção elétrica é tipicamente controlada por um ou mais parâmetros. Os parâmetros podem, por exemplo, ser o torque de direção aplicado pelo motorista, o ângulo de direção e a velocidade do veículo. O torque adicional provido pelo sistema de direção elétrica, para auxiliar o motorista, é então estabelecido em relação ao valor atual dos parâmetros. Sistemas de direção elétrica conhecidos, para auxiliar um motorista, são, por exemplo, expostos na Patente U.S. No. 6.134.490 e Pedido de Patente U.S. No. 2009/0259367.

[0004] O torque de ajuda provido pelo sistema de direção elétrica tipicamente segue uma curva que amplifica o torque provido pelo motorista. A curva de amplificação pode ser denominada uma curva de reforço. A curva de reforço estabelece uma relação entre o torque de entrada aplicado pelo motorista e/ou outros valores de parâmetro e o torque auxiliar que um motor elétrico do sistema de direção elétrica gera. A curva de reforço pode, em um sistema muito simples, assumir a forma de uma linha reta, que é proporcional ao torque de entrada aplicado pelo motorista. Em uma aplicação de implementação convencional, a curva de reforço tem diversos detalhes que fornecem um tato de motorista aperfeiçoado. É por exemplo desejado prover-se um baixo ganho da curva para pequenos torques de entrada. Com baixo ganho, o torque assistido elétrico é pequeno. Isto assegura que o sistema de direção não seja desnecessariamente sensível a muito pequenos ajustes no torque de entrada, quando se deslocando em uma linha reta. Outro detalhe desejável de uma curva de reforço é que o gradiente da curva é elevado emaltos níveis de torque de entrada, por exemplo, durante manobras em baixa velocidade, tais como manobras de parqueamento. Se o gradiente da curva de reforço for elevado, a curva de reforço pode ser dita ter um alto ganho. Também é tipicamente desejado que haja uma suave transição entre o baixo ganho da curva de reforço para os baixos torques de entrada e elevado ganho da curva de reforço. Mudanças de etapa repentinas na curva de reforço seriam sentidas pelo motorista e poderíam gerar uma sensação de direção indesejada, vide também Patente U.S. No. 6.282.472, Em resumo, a curva de reforço é tipicamente inversa proporciona! ao torque na roda sentido pelo motorista, de modo que a assistência do sistema de direção elétrica é mais elevado do que o torque mais elevado que é aplicado pelo motorista. A curva de reforço tipicamente segue uma curva contínua que segue o torque aplicado e, possivelmente, alguns outro(s) parâmetro(s), tais como a velocidade do veículo.

[0005] Na Fig. 1, uma curva de reforço exemplar é representada. A curva de reforço da Fig. 1 mostra que quanto mais elevado o torque aplicado pelo motorista, independente da direção do torque aplicado pelo motorista, mais torque de auxílio do sistema de direção elétrica é recebido. Um valor negativo do torque aplicado pelo motorista corresponde a um torque na direção oposta a quando o torque aplicado é um valor positivo. Também o torque de auxílio é mostrado como o valor absoluto do torque de auxílio. Em outras palavras, o torque de auxílio está sempre atuando na mesma direção que o torque aplicado pelo motorista, quando em seguida à curva de reforço da Fig. 1. Em particular, o torque de auxílio pode ser não-linear, como mostrado pela curva de reforço da Fig. 1. É também possível que o torque de auxílio seja determinado por mais do que um parâmetro. Por exemplo, tanto o torque aplicado pelo motorista como a velocidade do veículo podem ser usados para determinar o torque de auxílio como determinado na curva de reforço.

[0006] Há um desejo constante de melhorar a direção em veículos motorizados. Isto também se aplica a veículos motorizados, providos com um sistema de direção elétrica, tal como um sistema de direção mecânica ou um sistema de direção-por-fio. Em consequência, há necessidade de um sistema de direção elétrica aperfeiçoado para veículos motorizados. Ao mesmo tempo, é vantajoso se o sistema de direção elétrica comportar-se em uma maneira previsível, que o motorista sinta que é seguro e confortável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] É um objetivo da invenção prover uma direção aperfeiçoada de um veículo.

[0008] Este objetivo e outros podem, pelo menos parcialmente, ser obtidos pelo sistema de direção elétrica, pelo método e pelo programa de computador produto, como exposto nas reivindicações anexas.

[0009] O inventor entendeu que, em algumas situações, há necessidade de um elevado aumento do torque de auxílio pelo sistema de direção elétrica. Por exemplo, durante uma manobra evasiva, pode ser vantajoso repentinamente prover um torque de auxílio significativamente aumentado. Ao mesmo tempo, o torque de auxílio deve preferivelmente não ser aplicado em uma maneira escalonada, que poderia ser interpretado pelo motorista como uma perda de controle do veículo, pelo fato de a direção do veículo ser sentida ser imprevisível. Em resumo, seria desejável ser-se capaz de aplicar um torque significativamente mais elevado e algumas situações. Ao mesmo tempo seria também vantajoso manter o tato do motorista de que o torque adicional não é aplicado em uma única etapa.

[0010] Utilizando-se pelo menos duas diferentes curvas de reforço, em que uma das curvas de reforço na ocasião determina o torque de auxílio aplicado, e comutando-se entre as diferentes curvas de reforço, com base em um valor limite predeterminado de um ou mais parâmetros, uma rápida transição, para um estado em que um elevado torque de auxílio é aplicado, pode ser conseguida. Utilizando-se pelo menos duas diferentes curvas de reforço, uma das quais na ocasião determina o atual torque de auxílio fornecido para o motorista, o sistema de direção elétrica pode ser feito comutar de uma primeira curva de reforço, fornecendo um torque relativamente baixo adicional, para outra segunda curva de reforço, fornecendo um torque mais elevado, com o(s) mesmo(s) valor(es) de parâmetro de entrada, em resposta a algum evento predeterminado ocorrendo. Utilizando-se, pelo menos, duas diferentes curvas de reforço, o sistema de direção elétrica é capaz de comutar para uma curva de reforço fornecendo um mais elevado torque de auxílio, se uma condição particular for determinada existir. Por exemplo, se for, com base em alguns parâmetro(s) de entrada, determinado que o motorista está conduzindo uma manobra evasiva, o sistema de direção elétrica pode comutr para outra curva de reforço provendo mais torque de auxílio no mesmo conjunto de valor(es) de parâmetros de entrada. A fim de o motorista não sentir uma mudança de etapa no torque adicional aplicado pelo sistema de direção elétrica, a transição de uma curva de reforço para outra curva de reforço pode ocorrer durante um curto período de transição. Durante o curto período de transição, o sistema de direção elétrica pode vantajosamente ser configurado para interpolar entre o torque de auxílio, associado com a primeira curva de reforço, e o torque de auxílio, associado com a segunda curva de reforço do atual conjunto de valor(es) de parâmetro de entrada.

[0011] De acordo com uma forma de realização, é provido um método para controlar um sistema de direção elétrica. O sistema de direção elétrica pode ser um sistema de direção mecânica ou um sistema de direção por fio. O sistema de direção elétrica provê um reforço de torque de direção de auxílio, em resposta a uma curva de reforço, em que a curva de reforço define uma relação entre pelo menos um parâmetro de entrada e o reforço de torque de direção de auxílio atual, provido pelo sistema de direção elétrica. O sistema de direção elétrica tem pelo menos duas curvas de reforço e o sistema de direção elétrica comuta do uso de uma primeira curva de reforço das pelo menos duas curvas de reforço para o uso de uma segunda curva de reforço das pelo menos duas curvas de reforço, em resposta a uma ou mais condição(ões) predefinida(s). Deste modo o motorista pode mais facilmente conduzir uma manobra de situação de emergência e sentir um melhor suporte pelo sistema de direção do veículo, porque a assistência pela segunda curva de reforço pode ser mais elevada do que a assistência pela primeira curva de reforço.

[0012] De acordo com uma forma de realização, a condição predefinida é um ou mais valor(es) limite(es). Este(s) valor(es) limite(es) pode{m) ser um valor baseado em um ou mais dos seguintes parâmetros: torque de direção, velocidade do veículo, ângulo de direção, derivativo do ângulo de direção, derivativo do torque de direção, valor de sensor ESP, valor de sensor ABS e valor de sensor TCS.

[0013] De acordo com uma forma de realização, a transferência de uma primeira curva de reforço para uma segunda curva de reforço ocorre durante o período de transição e durante dito período de transição, o torque de direção de auxílio é um torque de direção dado por uma interpolação dos primeiro e segundo valores de curva de reforço. Deste modo é evitado que o motorista perceba uma mudança de etapa no torque de auxílio aplicado.

[0014] De acordo com uma forma de realização, o sistema de direção elétrica, quando da detecção de que pelo menos uma ou mais da(s) condição(ões) predefinida(s) é(são) satisfeita(s), comuta para a segunda curva de reforço em menos do que 50 ms.

[0015] De acordo com uma forma de realização, o sistema de direção elétrica comuta de volta da segunda curva de reforço pra a primeira curva de reforço, em resposta a uma ou mais condição(ões) predefinida(s).

[0016] A descrição também se estende para um sistema para auxiliar o motorista de um veículo, provido com um sistema de direção elétrica adaptado para seguir os métodos acima e para um veículo provido com tal sistema de direção elétrica. São também descritas instruções para um programa de software que pode ser usado para implementar o método. As instruções do programa de software podem ser na forma de um produto de programa de computador ou um programa de computador. O hardware usado para executar o software pode compreender um ou muitos processadores que pode ser dispostos para executar software armazenado em um meio de armazenagem legível. O(s) processador(es) pode(m) ser implementado(s) por um único processador dedicado, por um único processador compartilhado ou por uma pluralidade de processadores individuais, alguns dos quais podem ser compartilhados ou distribuídos. Além disso, um processador pode incluir, sem limitação, hardware de processador de sinal digital (DSP), hardware ASIC, memória de somente leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM) e/ou outros meios de armazenagem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A invenção será agora descrita por meio de exemplos não-limitativos e com referência aos desenhos acompanhantes, em que: [0018] A Fig. 1 é uma vista de uma curva de reforço convencional exemplar, [0019] A Fig. 2 é uma vista geral de um veículo provido com um sistema de direção elétrica, [0020] A Fig. 3 representa um sistema de direção mecânica, [0021] A Fig. 4 representa o uso de duas curvas de reforço, [0022] A Fig. 5 ilustra comutação entre as duas curvas de reforço, [0023] A Fig. 6 é um detalhe da Fig. 5, [0024] A Fig. 7 é uma vista ilustrando alguns componentes de hardware e um sistema de direção elétrica, [0025] A Fig, 8 é um fluxograma ilustrando algumas etapas realizadas emum sistema de direção elétrica, e [0026] A Fig. 9 é uma vista de um dispositivo controlador para controlar o torque de auxílio de um sistema de direção elétrica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0027] A seguir, uma descrição detalhada da invenção será fornecida. Nas figuras, numerais de referência iguais designam elementos idênticos ou correspondentes por todas as diversas figuras. Observamos que estas figuras são somente para ilustração e não são, de forma alguma, limitantes do escopo da invenção. A descrição abaixo refere-se a um sistema de direção elétrica para um veículo. Um veículo pode tipicamente ser qualquer veículo de estrada motorizado, tal como um carro, um caminhão ou um ônibus. O sistema de direção elétrica pode também ser implementado em qualquer outro veículo. Também é possível combinar detalhes de diferentes formas de realização descritas para satisfazer necessidades de implementação específicas.

[0028] Na Fig. 2 um veículo 100, representado como um caminhão, é mostrado. O veículo 100 é provido com um mecanismo de direção 102. O mecanismo de direção 102 pode tipicamente ser um volante, como mostrado na Fig. 2, porém poderia também ser outro mecanismo, tal como uma barra. O mecanismo de direção 102 é operativamente conectado a um sistema de direção elétrica 104. O sistema de direção elétrica 104 pode tipicamente ser um sistema de direção mecânica ou um sistema de direção por fio ou qualquer sistema similar, em que parte ou toda a força de direção do veículo 100 é provida pelo sistema de direção elétrica 104.

[0029] Na Fig. 3, um sistema de direção exemplar, compreendendo um sistema de direção elétrica 104, é representado. No exemplo da Fig. 3, o sistema de direção etétrica é um sistema de direção mecânica, porém os ensinamentos aqui são igualmente aplicáveis a um sistema de direção por fio. O sistema de direção compreende um mecanismo de direção 02. Na Fig. 3, o mecanismo de direção 02 é um volante. Controlando-se e girando-se o volante, o motorista pode controlar a direção do veículo de acordo com a intenção do motorista, via uma coluna de direção 106. As intenções do motorista podem ser facilitadas pelo sistema de direção elétrica 104. Tipicamente, o sistema de direção elétrica 104 compreende um controlador 108 e um motor 110. O controlador 108 pode ser um microcomputador adaptado para controlar o motor 110, para prover um torque de direção auxiliar, em resposta a um ou muitos parâmetros de entrada. Tipicamente, o(s) parâmetro(s) é/são um ou mais de um torque de direção aplicado pelo motorista, a velocidade do veículo e o ângulo de direção. Outros parâmetros de entrada poderíam também ser usados. Em algumas formas de realização, um sistema de direção mecânica pode ser suplementado por um sistema de servodireção hidráulica 112. Em tal forma de realização, um torque de auxílio é adicionado pelo sistema de direção elétrica, porém o veículo também conta com um servo hidráulico, para prover torque adicional. Adicionando-se o sistema de direção elétrica é possível proverem-se diferentes impressões de direção para o motorista em diferentes condições de dirigir.

[0030] Como exposto acima, o torque de direção auxiliar, provido pelo sistema de direção elétrica, pode seguir uma curva de reforço. A curva de reforço representa uma relação entre um ou mais parâmetro(s) de entrada e o reforço de torque de direção auxiliar atual, provido pelo sistema de direção elétrica. De acordo com algumas formas de realização, o sistema de direção elétrica tem pelo menos duas curvas de reforço e é adaptado para comutar de uma curva de reforço para outra, quando uma certa condição é detectada. Por exemplo, em uma situação de emergência, quando o motorista é solicitado a realizar rápidas mudanças de direção, uma curva de reforço normal pode prover demasiado pouco reforço de torque de direção e o motorista pode perceber que o veículo é de difícil manobra. Detectando a situação de emergência e comutando para outra curva de reforço, provendo um mais elevado reforço de torque de direção, o motorista pode facilmente conduzir a manobra da situação de emergência e perceber um melhor suporte pelo sistema de direção do veículo. Outras situações, quando um elevado torque pode ser necessário, são, por exemplo, durante estacionamento ou ações similares. Tais outras situações podem também ser detectadas.

[0031] Na Fig. 4, uma vista de duas curvas de reforço é mostrada. Uma curva de reforço rotulada “curva de reforço normal” 401 e outra curva de reforço rotulada “curva de reforço de emergência” 403 são mostradas. Como indicado porseus nomes, a curva de reforço normal 401 é a curva de reforço aplicada pelo sistema de direção elétrica durante condições de direção normais. Na Fig. 4 as curvas de reforço são mostradas como o reforço auxiliar provido para diferentes valores de entrada do torque aplicado pelo motorista. É naturalmente possível que o torque de direção auxiliar possa depender de outros ou adicionais parâmetros de entrada, que não o torque de direção aplicado pelo motorista. Tais outros parâmetros de entrada podem ser, sem limitação, torque de direção, velocidade do veículo, ângulo de direção, derivativo de ângulo de direção, derivativo de torque de direção. As curvas de reforço da Fig. 4 mostram que, quanto mais elevado o torque aplicado pelo motorista, independente da direção do torque aplicado pelo motorista, mais torque de auxílio do sistema de direção elétrica é recebido. Um valor negativo do torque aplicado pelo motorista corresponde a um torque na direção oposta a quando o torque aplicado é um valor positivo. Também o torque de auxílio é mostrado como o valor absoluto do torque de auxílio. Em outras palavras, o torque de auxílio está sempre atuando na mesma direção que o torque aplicado pelo motorista, quando seguindo as curvas de reforço da Fig. 4. Em particular, o torque de auxílio pode ser não-linear, como mostrado pelas curvas de reforço da Fig. 4. Em geral, as diferentes curvas de reforço usadas podem ser qualquer curva de reforço que proveja uma boa percepção de direção para o motorista. Em algumas formas de realização, as curvas de reforço são curvas contínuas. Em algumas formas de realização, as curvas de reforço usadas não têm quaisquer etapas que possam ser percebidas pelo motorista ou as curvas de reforço não têm quaisquer etapas que sejam percebidas em um grau que seja desconfortável para o motorista.

[0032] Se for determinado pelo sistema de direção elétrica que um reforço de torque de direção adicional é desejado, o sistema de direção elétrica pode comutar para utilização da curva de reforço 403. O motorista então receberá mais torque de direção auxiliar. O grau de torque de direção adicional recebido tipicamente dependerá de onde na curva de reforço o veículo é atualmente operado, isto é, a corrente estabelecida de valor(es) de parâmetro de entrada. Por exemplo, como é visto na Fig. 4, uma comutação para a “curva de reforço de emergência” 403 proverá mais torque de auxílio. Além disso, no exemplo da Fig. 4, o torque de auxílio adicional é mais elevado do que o valor do torque de motorista aplicado.

[0033] Na Fig. 5, a comutação entre duas curvas de reforço é ilustrada em um cen'rio de direção exemplar. A Fig. 5 representa o torque gerado em função do tempo. O torque é o torque combinado, gerado pelo motorista, e o sistema de direção elétrica, aqui um sistema de direção mecânica. Na Fig. 5, o torque de volante gerado pelo motorista e o torque de volante auxiliar, gerado pelo sistema de direção mecânica, são mostrados separadamente. Além disso, no exemplo da Fig. 5, o motorista primeiro dirige durante condições de direção normais e o auxílio do sistema de direção mecânica segue uma primeira curva de reforço. A primeira curva de reforço pode ser a curva de reforço normal 401 da Fig. 4. Em seguida, em algum tempo designado T1, o sistema de direção elétrica, em resposta a uma condição detectada, aciona uma mudança de utilização da curva de reforço normal 401 para utilização de outra segunda curva de reforço. A segunda curva de reforço pode ser a curva de reforço de emergência 403 da Fig. 4. Por exemplo, o sistema de direção elétrica pode detectar um rápido movimento no volante, por exemplo, detectando um alto valor na derivativa do torque de volante. Neste exemplo, quando um valor limite, tal como um valor da derivativa do torque de volante, é excedido, o sistema de direção elétrica comuta para o uso da curva de reforço de emergência em um tempo T2.

[0034] Na Fig. 6, um detalhe ‘A’ da Fig. 5 é mostrado. O tempo de quando a necessidade de outra curva de reforço é detectada, até a outra curva de reforço ser aplicada, deve ser curto. Em uma implementação típica, o tempo de T1 a T2 é menor do que 50 ms, por exemplo, na faixa de 10 - 50 ms ou mesmo menos do que isso. Se o tempo de comutação for feito curto, o motorista não perceberá a comutação de uma curva de reforço para outra ou a mudança não será sentida a um grau que seja desconfortável. De acordo com algumas formas de realização, a comutação de uma curva de reforço para outra pode ocorrer durante um período de transição, durante o qual o sistema de direção elétrica interpola-se entre as duas curvas de reforço durante um curto período de tempo. Por este meio, a mudança será suavizada mesmo mais. O tempo durante o qual a interpolação ocorre pode ser menor do que 50 ms. Na Fig. 6, a interpolação pode ocorrer durante o período de T1 a T2. Em outras palavras, a transição pode ocorrer de quando a condição acionando uma comutação para outra curva de reforço até a outra curva de reforço ser afcançada. O período de transição pode tipicamente ser de cerca de ou menos do que 50 ms.

[0035] Na Fig. 5 um tempo T3 é também mostrado. O tempo T3 é quando a necessidade de um torque de direção auxiliar aumentado não mais existe, como determinado pelo sistema de direção elétrica. Por exemplo, a curva de reforço de emergência 403 não é mais necessária. Quando for determinado que não há mais necessidade de torque de direção auxiliar aumentado, o sistema de direção elétrica pode comutar de volta para a curva de reforço normal 401. A comutação de volta pode ser determinada com base em qualquer condição adequada. Por exemplo, é possível utilizarem-se os mesmos parâmetros de entrada como quando comutando para a curva de reforço de emergência, porém com potencialmente outros valores limites. Em outra forma de realização, a condição para comutação de volta é um regulador que conclui a espera quando a condição de acionamento não existiu por algum período de tempo predeterminado. É possível comutar de volta durante um período de transição empregando-se, por exemplo, um filtro de baixa passagem, por meio do qual a comutação de volta é suavizada, de modo que o motorista não note a comutação de volta. O tempo durante o qual o sistema de direção elétrica comuta de volta da curva de reforço de emergência para a curva de reforço normal pode tipicamente ser mais longo do que o tempo durante o qual é comutado para a curva de reforço de emergência. Por exemplo, o tempo durante o qual a curva de reforço de emergência é comutada para a curva de reforço normal pode ser menor do que 200 ms.

[0036] Na Fig. 7, vários componentes de hardware do sistema de direção elétrica 104 são representados. O sistema de direção elétrica 104 compreende um microcomputador 108, adaptado para executar instruções de programa de computador. O microcomputador 108 pode ser adaptado para receber diferentes parâmetros de entrada. Exemplos de parâmetros que podem ser alimentados para o microcomputador podem ser um ou mais dos seguintes parâmetros: velocidade do veículo, ângulo de direção, torque de direção, parâmetros ESP (programa de estabilidade eletrônica), parâmetros ABS (sistema de frenagem anti-travamento), parâmetros TCS (sistema de controle de tração). Afim de receber tais parâmetros, o microcomputador 108 pode ser operativamente conectado a um ou mais de um sensor de velocidade de veículo 714, um sensor de ângulo de direção 716, um sensor de torque de direção 718, um sistema ESP 720, um sistema ABS 722 e um sistema TCS 724. Outros parâmetros podem também ser usados pelo sistema de direção elétrica, tais como valores de sensor de velocidade de guinada e valores de entrada de sensores de velocidade de rodas individuais.

[0037] O microcomputador 108 compreende módulos funcionais, adaptados para realizar várias tarefas em conjunto com o controle do torque de direção auxiliar do motor elétrico 110. Tais módulos funcionais podem compreender um módulo de diferenciação 702, para gerar a derivativa de um ou mais valores de sensor. Por exemplo, o módulo de diferenciação 702 pode determinar a derivativa da torque de direção e/ou o ângulo de direção dos valores de sensor recebidos do sensor de ângulo de direção e do sensor de torque de direção. O microcomputador pode ainda compreender um módulo de detecção de emergência 704, para determinar quando uma situação de emergência está presente. O módulo 7094 pode também ser adaptado para detectar outras condições que podem acionar uma mudança na curva de reforço a ser aplicada. O módulo de detecção de emergência pode, por exemplo, ser programado para detectar uma situação de emergência quando um derivativo de ângulo de direção ou um derivativo de torque de direção excede um valor limite. Em outras formas de realização exemplares, o módulo de detecção de emergência é programado para usar outros parâmetros para determinar a existência de uma situação de emergência. O módulo de detecção de emergência pode então ser programado para comparar qualquer parâmetro reebido ou derivado com um valor limite ou mesmo para comparar combinação de valores de parâmetro com valores limites, para determinar a existência de uma situação de emergência. O microcomputador 108 compreende ainda módulos funcionais para armazenar diferentes curvas de reforço. Na Fig. 7 as diferentes curvas de reforço são representadas pelo módulo de curva de reforço normal 706 e pelo módulo de curva de reforço de emergência 708. É contemplado que possa haver mais do que duas diferentes curvas de reforço no sistema 104, que o microcomputador 108 possa usar quando controlando o torque de auxílio aplicado pelo motor 110. Além disso, o microcomputador 108 pode compreender um módulo de interpolação 710. O módulo de interpolação é adaptado para derivar valores para o torque de auxílio ser provido pelo motor 110 durante transição de uma curva de reforço para outra curva de reforço. Em outras palavras, como exposto acima, pode ser indesejado prover-se uma mudança de etapa do torque de auxílio provido de acordo com uma primeira curva de reforço, quando se comutando para o torque de auxílio provido de acordo com uma segunda curva de reforço. Em vez disso, durante um período de transição, o módulo de interpolação 710 gera um valor de torque de auxílio a ser usado, que é uma interpolação das primeira e segunda curvas de reforço. A interpolação pode ser qualquer interpolação adequada, que no início do período de transição estabelece o torque de auxílio. O microcomputador 108 pode também compreender um módulo de detecçãode falha 712. O módulo de detecção de falha 712 pode prover diagnóstico do sistema, para evitar eventos indesejados. Por exemplo, se tanto um sensor de torque como um sensor de ângulo de direção forem providos, os valores devem ser correlacionados por estes dois sensores. Se os valores emitidos pelos dois sensores não se correlacionarem, o módulo de detecção de falha pode evitar o acionamento do uso de outra curva de reforço. Em outro exemplo, o módulo de detecção de falha pode evitar a utilização de uma curva de reforço de emergência por um tempo demasiado longo, de modo que, quando um tempo predeterminado tenha decorrido, o módulo de detecção de falha força o retorno para uma curva de reforço normal.

[0038] Na Fig. 8 um fluxograma ilustrando algumas etapas que podem ser realizadas em um sistema de direção elétrica, quando controlando o torque de direção (auxiliar) de um veículo. As etapas processuais, ilustradas na Fig. 8, podem ser vistas como pseudo-instruções de código para um programa de computador, que podem ser executadas em um microprocessador de um sistema de direção elétrica 104 de um veículo. As etapas são tipicamente realizadas usando-se um programa de computador armazenado em uma memória acessível por uma unidade de processador.

[0039] Primeiro, em uma etapa 802, o sistema de direção elétrica está e um estado inicial e aplicando uma curva de reforço normal. Em seguida, em algum tempo, o sistema de direção elétrica determina que outra curva de reforço deve ser aplicada em uma etapa 804, detectando uma condição de comutação de curva de reforço. A determinação na etapa 804 pode ser baseada em um ou mais valores de parâmetros. Por exemplo, o sistema de direção elétrica pode considerar um ou mais dos seguintes parâmetros de entrada: torque de direção, velocidade do veículo, ângulo de direção, derivativo de ângulo de direção, derivativo de torque de direção, valor de sensor ESP, valor de sensor ABS e valor de sensor TCS. Os parâmetros podem ser alimentados diretamente ao sistema de direção elétrica ou, em alguns casos, derivados dentro do sistema de direção elétrica. De acordo com uma forma de realização, quando um dos parâmetros de entrada excede um valor limite, o sistema de direção elétrica determina que a curva de reforço é para ser mudada. De acordo com algumas formas de realização, o sistema de direção elétrica forma um valor limite baseado em uma combinação de mais do que um parâmetro de entrada.

[0040] Em seguida, em uma etapa 806, o sistema de direção elétrica seleciona que outra curva de reforço usar se houver mais do que uma curva de reforço a comutar. Em outras palavras, pode haver muitas curvas de reforço, mais do que duas curvas de reforço e o sistema de direção elétrica pode selecionar para que curva de reforço comutar, com base, por exemplo, em que valor de limite de parâmetro de entrada foi excedido. Em seguida, na etapa 810, uma nova curva de reforço é aplicada. A transição para a nova curva de reforço pode, de acordo com algumas formas de realização, ocorrer durante um período de transição, durante o qual o sistema de direção elétrica interpola entre a curva de reforço antiga e a nova curva de reforço. A interpolação pode ocorrer na etapa 808.

[0041] Quando for determinado que a nova curva de reforço não é para ser aplicada mais, o procedimento da Fig. 8 pode retornar para o estado inicial com a antiga curva de reforço da etapa 812. Quando retornando para o estado inicial, o sistema de direção elétrica pode aplicar um filtro de baixa passagem na etapa 814, a fim de fazer a transição de retorno suave. Em uma forma de realização alternativa, o procedimento aplica outra curva de reforço que não a curva de reforço aplicada na etapa 802, quando deixando a nova curva de reforço da etapa 812. A determinação de quando deixar a nova curva de reforço na etapa 812 pode ser baseada em uma ou mais condições predefinidas, tais como o torque de volante sendo abaixo de um valor limite. A determinação de quando deixar a nova curva de reforço pode também ser feita com base em um regulador que conclui a espera quando a primeira uma ou mais condições não são satisfeitas por um predeterminado período de tempo. Quando o regulador conclui a espera após, por exemplo, alguns segundos, a velha curva de reforço ou outra curva de reforço é aplicada. Deixar a nova curva de reforço pode também ser determinado por um módulo de detecção de falha. Por exemplo, quando um regulador conclui a espera, o sistema é forçado a retornar para uma curva de reforço normal.

[0042] Além disso, a Fig. 9 é uma vista de um microcomputador 108 para processar sinais em um sistema de direção elétrica e para controlar um motor 110 do sistema de direção elétrica 104. O microcomputador 108 pode compreender módulos de programa de computador m em uma memória 902 de um respectivo programa de computador compreendendo código de programa executável que, quando operado por um processador 904, faz com que a unidade de processador realize as ações como descrito aqui. O processador 904 pode compreender uma única unidade de processamento central (CPU) ou poderia compreender duas ou mais unidades de processamento. Por exemplo, o processador 904 pode incluir microprocessadores para fins gerais; processadores de conjunto de instruções e/ou conjuntos de chips relacionados e/ou microprocessadors para fins especiais, tais como circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs). O processador 904 pode também compreender uma armazenagem para fins de ocultação.

[0043] A memória 902 assim compreende um meio legível por computador, e que um programa de computador é armazenado, p. ex., na forma de módulos de programa de computador “m”. Por exemplo, a memória 902 pode ser uma memória flash, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória de somente leitura (ROM) ou uma ROM programável eletricamente apagável (EEPROM) e os módulos de programa m podería, em formas de realização alternativas, ser distribuídos em diferentes produtos de programa de computador, na forma de memórias dentro do microcomputador. O microcomputador 108 pode ainda compreender uma interface de comunicação 906. A interface de comunicação 906 pode ser arranjada para receber diferentes parâmetros de entrada, tais como exposto acima. Em uma forma de realização, a interface de comunicação 906 pode compreender um conjunto de chips adotado para comunicação via um barramento CAN (rede de área de controlador) ou comunicação adotada para ISO 11898.

[0044] Usando-se os sistemas, os métodos e os programas de computador como exposto aqui, e possível obter-se uma direção aperfeiçoada de um veículo. Isto é conseguido pelo fato de que o sistema de direção é capacitado a selecionar diferentes curvas de reforço para diferentes condições de dirigir. Também transição entre diferentes curvas de reforço pode ser feita em uma maneira que é sentida segura e previsível por um motorista do veículo.

Claims (17)

1, Método para controlar um sistema de direção elétrica (104), em que o sistema de direção elétrica provê um reforço de torque de direção de auxílio, em resposta a uma curva de reforço, dita curva de reforço definindo uma relação entre pelo menos um parâmetro de entrada e o reforço de torque de direção de auxílio atual, provido pelo sistema de direção elétrica, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção elétrica tem pelo menos duas curvas de reforço (401; 403), e em que o sistema de direção elétrica comuta (810) do uso de uma primeira curva de reforço, de ditas pelo menos duas curvas de reforço, para uso de uma segunda curva de reforço de ditas pelo menos duas curvas de reforço, em resposta a uma ou mais primeira(s) condição(ões) predefinida(s).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira condição predefinida é um ou mais valor(es) limite(s) e em que o(s) valor(es) limite(s) é um valor baseado em um ou mais dos seguintes parâmetros: torque de direção, velocidade do veículo, ângulo de direção, derivativa do ângulo de direção, derivativa do torque de direção, valor de sensor ESP, valor de sensor ABS e valor de sensor TCS.

3, Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a comutação de uma primeira curva de reforço para uma segunda curva de reforço ocorre durante um período de transição e em que, durante dito período de transição, o torque de direção auxiliar é um torque de direção fornecido por uma interpolação (808) dos primeiro e segundo valores de curva de reforço.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção elétrica, mediante detecção de que díta(s) pelo menos uma ou mais primeira(s) condição(ões) predefinida(s) é satisfeita, comuta para a segunda curva de reforço em menos que 50 ms.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende comutar de volta (812) para a primeira curva de reforço, em resposta a uma ou mais segunda(s) condição(ões) predefinida(s).

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que dito sistema de direção elétrica é um sistema de direção mecânica.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção mecânica é suplementado por um servo sistema hidráulico (112).

8. Sistema de direção elétrica (104), para prover um reforço de torque de direção auxiliar, em resposta a uma curva de reforço, dita curva de reforço definindo uma relação entre pelo menos um parâmetro de entrada e o reforço de torque de direção auxiliar atual, provido pelo sistema de direção elétrica, dito sistema de direção elétrica caracterizado por ter pelo menos duas curvas de reforço (401; 403) e em que o sistema de direção elétrico é adaptado para comutar do uso de uma primeira curva de reforço, de ditas pelo menos duas curvas de reforço, para uso de uma segunda curva de reforço, de ditas pelo menos duas curvas de reforço, em resposta a uma ou mais das primeira(s) condição(ões) predefinida(s).

9. Sistema de direção elétrica de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a primeira condição predefinida é um ou mais valor(es) limíte(es), e em que o(s) valor(es) límíte(es) é/são um valor baseado em um ou mais dos seguintes parâmetros: torque de direção, velocidade do veículo, ângulo de direção, derivativo de ângulo de direção, derivativo de torque de direção, valor de sensor ESP, valor de sensor ABS e valor de sendor TCS.

10. Sistema de direção elétrica de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção elétrica é adaptado para comutar de uma primeira curva de reforço para uma segunda curva de reforço, durante um período de transição em que o sistema de direção elétrica é adaptado para, durante dito período de transição, aplicar um torque de direção auxiliar, que é fornecido por uma interpolação dos primeiro e segundo valores de curva de reforço.

11. Sistema de direção elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção elétrica é adaptado para, mediante detecção de que dita pelo menos uma ou mais da(s) primeira(s) condição(ões) predefinida(s) é/são satisfeita(s), comutar para a segunda curva de reforço em menos que 50 ms.

12. Sistema de direção elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção elétrica é adaptado para comutar de volta para a primeira curva de reforço, em resposta a uma ou mais da(s) segunda(s) condição(ões) predefinida(s).

13. Sistema de direção elétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que dito sistema de direção elétrica é um sistema de direção mecânica.

14. Veículo motorizado (100), caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de direção elétrica, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 13.

15. Veículo motorizado de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o sistema de direção elétrica é suplementado por um servo sistema hidráulico (112).

16. Produto de programa de computador, caracterizado pelo fato de que compreende um meio legível por computador não-transitório armazenando instruções de computador para gerar um valor de um torque de direção auxiliar para um sistema de direção elétrica, em que o sistema de direção elétrica provê um reforço de torque de direção auxiliar, em resposta a uma curva de reforço, dita curva de reforço definindo uma relação entre pelo menos um parâmetro de entrada e o reforço de torque de direção auxiliar atual, provido pelo sistema de direção elétrica e em que o sistema de direção elétrica tem pelo menos duas curvas de reforço que podem ser seguidas, as instruções de computador compreendendo: instruções (810) para comutar de uso de uma primeira curva de reforço para uso de uma segunda curva de reforço, em resposta a uma ou mais primeira(s) condição(ões) predefinida(s).

17. Programa de computador caracterizado pelo fato de que compreende instruções para gerar um valor de um torque de direção auxiliar para um sistema de direção elétrica, em que o sistema de direção elétrica provê um reforço de torque de direção auxiliar, em resposta a uma curva de reforço, dita curva de reforço definindo uma relação entre pelo menos um parâmetro de entrada e o reforço de torque de direção auxiliar atual, provido pelo sistema de direção elétrica, e em que o sistema de direção elétrica tem pelo menos duas curvas de reforço, que podem ser seguidas, as instruções de programa de computador compreendendo código de software fazendo com que um processador execute instruções para: - comutar (810) do uso de uma primeira curva de reforço para uso de uma segunda curva de reforço, em resposta a uma ou mais primeira(s) condição(ões) predefinida(s).