BR102019010083A2

BR102019010083A2 - método e aparelho para selecionar uma marcha em um veículo a motor

Info

Publication number: BR102019010083A2
Application number: BR102019010083A
Authority: BR
Inventors: Kourie Afram; Björkman Anders; Mohr Frank; Engman Marcus
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2019-12-17
Also published as: SE1850648A1; DE102019002941A1; SE542810C2

Abstract

“método e aparelho para selecionar uma marcha em um veículo a motor” um método para automaticamente selecionar uma marcha em um trem de força de um veículo a motor, compreendendo: - determinar (101) que o veículo a motor (1) se aproxima de uma interseção, - adquirir (102) informações referentes a condições de tráfego na interseção, - com base nas informações adquiridas referentes às condições de tráfego, selecionar (103) uma marcha alvo, cuja marcha alvo deve ser engrenada ao acelerar o veículo a motor (1) com relação à interseção.

Description

“MÉTODO E APARELHO PARA SELECIONAR UMA MARCHA EM UM VEÍCULO A MOTOR”

Campo técnico da invenção [0001] A presente invenção refere-se a um método e um aparelho para automaticamente selecionar uma marcha em um trem de força de um veículo a motor. A invenção também se refere a um programa de computador, uma mídia legível em computador e um veículo a motor.

Antecedentes e técnica anterior [0002] Sob certas circunstâncias, quando um motorista de um veículo a motor reduz a velocidade do veículo por meio de um pedal de freio, o trem de força do veículo a motor é desengatado, por exemplo, por engrenar uma marcha neutra o por calcar uma embreagem. Redução sucessiva de marcha em que cada marcha é somente engrenada por um curto período de tempo, é desse modo evitada. Quando o motorista calca o pedal acelerador novamente, uma marcha que permite que o veículo a motor seja rapidamente acelerado é normalmente engrenada.

[0003] Entretanto, em alguns casos, a situação de tráfego atual evita que o veículo a motor seja rapidamente acelerado. Esse pode, por exemplo, ser o caso quando o veículo a motor se aproxima de uma interseção com tráfego intenso, na qual a aceleração do veículo a motor tem de ser adaptada ao tráfego em volta. Em tais situações, aceleração somente limitada pode ser possível.

Sumário da invenção [0004] Seria desejável obter um método e um aparelho para automaticamente selecionar uma marcha em um trem de força de um veículo a motor, cujo método e aparelho permitem, pelo menos em algum aspecto, seleção melhorada de marcha com relação a interseções. Em particular, seria vantajoso fornecer tal método e aparelho que, por um lado, forneçam capacidade de direção aperfeiçoada e por outro lado forneçam um consumo reduzido de combustível e nível de ruído quando possível. [0005] Para tratar melhor dessas questões um método e um aparelho como definido nas reivindicações independentes são fornecidos.

[0006] De acordo com um aspecto, um método para selecionar automaticamente

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2/10 uma marcha em um trem de força de um veículo a motor é fornecido. O método compreende:

- determinar que o veículo a motor se aproxima de uma interseção,

- adquirir informações referentes a condições de tráfego na interseção,

- com base nas informações adquiridas referentes às condições de tráfego, selecionar uma marcha alvo, cuja marcha alvo deve ser engrenada ao acelerar o veículo a motor com relação à interseção.

[0007] De acordo com outro aspecto, um aparelho configurado para automaticamente selecionar uma marcha em um trem de força de um veículo a motor é fornecido. O aparelho é configurado para:

- determinar que o veículo a motor se aproxima de uma interseção,

- adquirir informações referentes a condições de tráfego na interseção,

[0008] O método e o aparelho de acordo com a invenção permitem uma avaliação da situação de tráfego em uma interseção antes de entrar e selecionar uma marcha que seja considerada adequada com relação à situação atual do tráfego. A marcha alvo deve ser uma marcha que possa fornecer um grau desejado de aceleração na interseção. Por exemplo, se não houver tráfego presente na interseção, é possível entrar e sair sem aceleração alta, e uma marcha relativamente alta pode ser, portanto, selecionada. Se houver tráfego presente, porém as condições de tráfego forem tais que será possível entrar e sair da interseção se o veículo a motor puder ser rapidamente acelerado, uma marcha lenta fornecendo alta aceleração pode ser selecionada. Se as condições de tráfego forem tais que é impossível entrar na interseção independente de capacidade de aceleração, o consumo de combustível e ruído baixo podem ser priorizados e uma marcha relativamente alta pode ser selecionada. Desse modo, o método e aparelho de acordo com a invenção fornecem possibilidades aperfeiçoadas para entrar e saída da interseção com uma aceleração adaptada à situação de tráfego atual. O consumo de combustível e a capacidade de

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3/10 direção podem ser desse modo melhorados.

[0009] Em particular, porém não exclusivamente, o método e o aparelho de acordo com a invenção são adequados para uso em um veículo de mercadorias pesado, como um caminhão ou um ônibus.

[0010] Modalidades preferidas da invenção são reveladas nas reivindicações dependentes.

[0011] Será reconhecido que todas as modalidades descritas com referência ao aspecto de método da presente invenção são aplicáveis também para o aspecto de aparelho da presente invenção. Isto é, o aparelho pode ser configurado para executar qualquer uma das etapas de método das modalidades descritas.

[0012] Outras características vantajosas bem como vantagens de modalidades da presente invenção aparecerão a partir da seguinte descrição.

Definições [0013] Por um veículo a motor quer se dizer aqui um veículo a motor que é acionado por um motor de combustão interna e/ou por um motor elétrico. O veículo a motor pode ser configurado para ser acionado por um motorista ou ser acionado autonomamente.

[0014] Por uma interseção quer ser dizer aqui uma interseção ao mesmo nível, como uma rotatória ou um cruzamento, onde as estradas indo em direções diferentes se encontram.

[0015] Por acelerar o veículo a motor quer se dizer aqui aumentar ativamente uma velocidade de veículo do veículo a motor por meio do trem de força do veículo a motor. Breve descrição dos desenhos [0016] As modalidades da invenção serão, a seguir, adicionalmente descritas por meio de exemplo com referência aos desenhos anexos.

[0017] A figura 1 é um fluxograma mostrando um método de acordo com uma modalidade da invenção.

[0018] A figura 2 ilustra esquematicamente uma situação de direção exemplificadora.

[0019] A figura 3 mostra esquematicamente uma unidade de controle eletrônico

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4/10 formando parte de um aparelho de acordo com uma modalidade da invenção. Descrição detalhada de modalidades da invenção [0020] Um método para automaticamente selecionar uma marcha em um trem de força de um veículo a motor de acordo com uma modalidade da invenção é ilustrado esquematicamente na figura 1. Etapas opcionais são marcadas com linhas tracejadas. [0021] Em uma etapa 101, é determinado que o veículo a motor se aproxima de uma interseção.

[0022] Em uma etapa 102, informações referentes a condições de tráfego na interseção são adquiridas. Essa informações podem incluir informações sobre veículos em volta ou outros usuários da estrada em ou nas proximidades da interseção. As informações são preferivelmente adquiridas continuamente, por exemplo, em uma taxa predefinida.

[0023] Em uma etapa 103, com base nas informações adquiridas referentes às condições de tráfego, uma marcha alvo é selecionada, cuja marcha alvo deve ser engrenada ao acelerar o veículo a motor com relação à interseção, isto é, quando um motorista do veículo a motor calca um pedal acelerador, ou quando a velocidade de veículo é de outro modo aumentada por meio do trem de força. A marcha alvo deve ser uma marcha que pode fornecer uma aceleração necessária ou possível na interseção dependendo das condições de tráfego. Evidentemente, além das condições de tráfego, fatores referentes à dinâmica do veículo, por exemplo, uma massa de veículo, um gradiente de estrada e uma configuração de trem de força, devem se preferivelmente considerados ao selecionar a marcha alvo.

[0024] A etapa 101 de determinar que o veículo a motor se aproxima de uma interseção pode compreender usar informações de posicionamento e dados de mapa. Os dados de mapa podem ser obtidos de mapas digitais e as informações de posicionamento podem ser, por exemplo, informação de GPS (sistema de posicionamento global). As informações de posicionamento podem ser usadas para determinar a localização do veículo a motor em relação aos dados de mapa. Vários sistemas de controle de cruzeiro atuais usam dados de mapa e informações de posicionamento. Tais sistemas podem então fornecer os dados de mapa e

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5/10 informações de posicionamento necessárias para o método de acordo com a presente invenção, desse modo minimizando a complexidade adicional envolvida na determinação de que o veículo a motor se aproxima de uma interseção. O fato de que o veículo a motor se aproxima de uma interseção também pode ser determinado com base em informações recebidas de outro veículo. Também podem ser recuperadas das informações de posicionamento ou de informações obtidas de sistemas de tráfego relacionadas à rota de viagem esperada.

[0025] A etapa 101 de determinar que o veículo a motor se aproxima de uma interseção pode compreender também usar dados fornecidos de pelo menos um sensor fornecido em ou sobre o veículo a motor. Isso pode ser, por exemplo, dados de uma câmera, um radar ou um sensor de navegação. Além disso, informações relacionados a operações de direção podem ser usadas para determinar que o veículo a motor se aproxima de uma interseção. Por exemplo, pode ser detectado que a embreagem está sendo calcada, que o travão de pé é operado e/ou que um indicador de direção é ligado. Essa informação pode ser combinada com dados, por exemplo, de uma câmera ou um sensor de navegação para determinar que o veículo a motor se aproxima de uma interseção.

[0026] A etapa 102 de adquirir informações referentes a condições de tráfego na interseção pode compreender detectar condições de tráfego usando pelo menos um sensor fornecido em ou sobre o veículo a motor. Pelo menos um sensor pode, por exemplo, ser um radar, um lidar, uma câmera, um microfone, ou uma combinação de vários desses sensores. Sensores são comumente fornecidos em veículos a motor para outras finalidades, e usar dados de sensor a partir desses sensores é, portanto, um modo eficiente em termos de custo de adquirir informações de tráfego. Além disso, os sensores acima mencionados, em particular em combinação, podem fornecer informações precisas referentes a condições de tráfego na interseção.

[0027] As informações referentes a condições de tráfego na interseção podem ser também adquiridas pelo menos parcialmente usando, por exemplo, comunicação de veículo com veículo ou serem fornecidas de um nó central comunicando com o veículo a motor ou de um sistema de vigilância de tráfego ou similar. É possível usar uma

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6/10 combinação de sensores e sistemas de comunicação para obter uma visão geral melhor da situação de tráfego na interseção.

[0028] As informações sobre condições de tráfego podem incluir informações sobre uma presença de pelo menos um objeto relevante em uma proximidade da interseção, e pelo menos uma de uma posição, uma velocidade e uma direção de movimento de pelo menos um objeto relevante. O método pode nesse caso compreender avaliar se pelo menos um objeto relevante, como outro veículo a motor, ou outro usuário da estrada, está presente na proximidade da interseção, e determinar pelo menos uma posição e uma velocidade de pelo menos um objeto relevante. Por tomar pelo menos uma de, e preferivelmente todas de, posição, velocidade e direção de movimento de objetos relevantes, uma estimação de uma aceleração possível/necessária pelo veículo a motor na interseção é facilitada, e desse modo também a seleção da engrenagem alvo.

[0029] Se as informações referentes a condições de tráfego forem adquiridas por meio de detecção, a detecção de condições de tráfego pode compreender detectar pelo menos um objeto relevante em uma proximidade da interseção, detectar uma folga pelo menos para um objeto relevante do veículo a motor, e detectar uma velocidade relativa de pelo menos um objeto relevante com relação ao veículo a motor. A folga pode nesse caso ser determinada em termos de distância ou tempo.

[0030] A detecção dessas variáveis permite um cálculo rápido e preciso de aceleração possível/necessária na interseção.

[0031] A etapa 103 de selecionar a marcha alvo pode compreender:

- determinar uma aceleração alvo para o veículo a motor com relação à interseção baseada pelo menos nas informações adquiridas referentes a condições de tráfego, e

- selecionar a marcha alvo com base na aceleração alvo determinada.

[0032] Desse modo, a marcha alvo é a marcha na qual o trem de força do veículo a motor é capaz de acelerar o veículo a motor com a aceleração alvo. Por determinar uma aceleração alvo, uma seleção adequada da marcha alvo pode ser feita. A aceleração alvo pode ser determinada como uma faixa ou valor numérico.

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7/10 [0033] A aceleração alvo pode ser adicionalmente determinada com base pelo menos em um modo de desempenho atual do veículo a motor. O modo de desempenho pode ser, por exemplo, modo econômico, modo padrão ou modo de força. O modo de desempenho pode ser normalmente selecionada pelo motorista e controla se, por exemplo, economia de combustível, conforto de direção ou força disponível deve ser priorizado durante a direção. Por determinar a aceleração alvo com base no modo de desempenho, uma adaptação às preferências do motorista é possível. Por exemplo, se o motorista tiver selecionado o modo econômico, uma aceleração alvo mais baixa e uma marcha alvo mais alta podem ser definidas se o motorista selecionou o modo de força.

[0034] A etapa 103 de selecionar a marcha alvo pode compreender ainda:

- com base pelo menos nas informações adquiridas referentes a condições de tráfego, avaliar se será possível entrar na interseção sem parar o veículo a motor, em que a marcha alvo é selecionada com base na avaliação.

[0035] Uma marcha alvo adequada pode ser desse modo selecionada com base em se o veículo a motor parou completamente ou não na interseção. Isso pode afetar a aceleração necessária para entrar na interseção e é, portanto, relevante para a seleção de marcha. Se o veículo a motor parou totalmente, uma marcha alvo default predefinida relativamente alta pode ser selecionada, fornecendo capacidade relativamente baixa de acelerar, consumo baixo de combustível e baixo ruído. Se for determinado que é possível entrar na interseção sem parar o veículo a motor, uma marcha relativamente lenta fornecendo uma capacidade mais alta de acelerar pode ser selecionada.

[0036] O método pode compreender, preferivelmente a etapa 104 de:

- engrenar a marcha alvo selecionada antes de entrar na interseção.

[0037] Uma posição ou ponto em tempo adequado para engrenar a marcha alvo selecionada pode ser determinado pelo menos parcialmente com base nas condições de tráfego na interseção. A marcha alvo selecionada também pode ser engrenada, por exemplo, quando um freio é liberado ou quando uma solicitação para aceleração for recebida. O veículo a motor pode, após engrenagem da marcha alvo, ser acelerado

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8/10 com a marcha alvo selecionada engrenada em uma caixa de marchas do trem de força.

[0038] O trem de força pode ser desengrenado durante a seleção da engrenagem alvo. Em outras palavras, o veículo a motor pode estar rodando com o motor desligado (ou sendo freado) sem conexão mecânica permitindo transferência de força entre o motor e rodas motrizes do veículo a motor. Isso pode ser obtido por calcar a embreagem, ou por ajustar a caixa de marchas em uma posição neutra, isto é, por selecionar uma marcha neutra.

[0039] A desengrenagem do trem de força ao se aproximar da interseção evita redução sucessiva que afeta o conforto de direção do veículo a motor.

Exemplo [0040] Uma situação de direção exemplificadora é esquematicamente ilustrada na figura 2. Na situação de direção exemplificadora, um veículo a motor 1 equipado com um aparelho 2 para automaticamente selecionar uma marcha de acordo com uma modalidade da invenção e sensores na forma de câmeras, radares e um sensor de navegação, está se deslocando em um estrada 3 em direção a uma interseção na forma de uma rotatória 4. Um motorista do veículo a motor 1 calca o pedal de freio. Consequentemente, o veículo a motor 1 diminui a velocidade e o trem de força é desengrenado. A partir da pressão do pedal de freio e de outras fontes disponíveis de informação como descrito acima, é na etapa 101 detectado que o veículo a motor 1 se aproxima da rotatória 4. Na etapa 102, quando o veículo a motor se aproxima da rotatória 4, as câmeras e os radares são usados para adquirir continuamente informações referentes a condições de tráfego na rotatória 4. No presente caso, outro veículo a motor 5 está se aproximando da rotatória 4 a partir da esquerda. A folga até esse veículo 5 e sua velocidade relativa são determinadas com base em dados a partir de pelo menos alguns dos sensores acima mencionados. Com base na folga e velocidade relativa determinada do veículo 5, é na etapa 103 estimado qual aceleração é necessária para entrar na rotatória 4. Essa estimação é tipicamente realizada continuamente quando o veículo a motor 1 se aproxima da rotatória 4.

[0041] Se a folga determinada for pequena e a velocidade relativa do veículo que

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9/10 se aproxima 5 for alta, pode ser considerado impossível entrar na rotatória 4 à frente do veículo que se aproxima 5 independente da aceleração do veículo a motor 1. Se o veículo a motor 1 parou antes de entrar na rotatória 4, uma marcha alvo é selecionada como uma marcha default predefinida relativamente alta na etapa 103, assumindo que o veículo a motor entrará na rotatória 4 após o veículo que se aproxima 5, pelo que somente uma aceleração lenta é necessária. Também se o veículo a motor 1 não necessitar parar totalmente, porém necessitar diminuir a velocidade para entrar na rotatória 4 após o veículo 5, uma marcha alvo relativamente alta pode ser selecionada. A seleção da marcha alvo também pode depender do modo de desempenho do veículo a motor como descrito acima.

[0042] Se ao invés a folga determinada for relativamente grande e/ou a velocidade relativa do veículo que se aproxima 5 for lenta, pode ser possível entrar na rotatória 4 à frente do veículo que se aproxima 5, se o veículo a motor 1 puder ser rapidamente acelerado. Um valor ou faixa de aceleração necessária é definido como uma aceleração alvo. A marcha alvo é posteriormente selecionada com base na aceleração alvo e outros fatores relevantes referentes à dinâmica do veículo do veículo a motor

1. Quando o motorista calca o pedal acelerador para entrar na rotatória 4, a marcha alvo é engrenada na caixa de marchas na etapa 104 e o veículo a motor 1 é acelerado. [0043] Em situações mais complexas, por exemplo, se vários veículos a motor estiverem presentes em ou estiverem se aproximando da rotatória 4, as posições daqueles veículos e suas velocidades relativas podem ser consideradas para avaliar se é possível entrar na rotatória 4 sem parar totalmente e para selecionar a marcha alvo apropriada.

[0044] Uma pessoa versada na técnica reconhecerá que um método de acordo com modalidades da presente invenção pode ser implementado em um programa de computador compreendendo instruções que, quando executadas em um computador fazem com que o computador realize o método. O programa de computador normalmente tem a forma de um produto de programa de computador que compreende uma mídia de armazenagem digital legível por computador adequada na qual o programa de computador é armazenado. A mídia de armazenagem digital

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10/10 legível por computador compreende uma memória adequada, por exemplo, ROM (memória somente de leitura) PROM (memória somente de leitura programável), EPROM (PROM apagável), memória flash, EEPROM (PROM eletricamente apagável), uma unidade de disco rígido etc.

[0045] Um aparelho 2 de acordo com a invenção, adaptado para realizar as etapas acima descritas do método de acordo com a invenção, pode compreender uma unidade de controle eletrônico ou duas ou mais unidades de controle eletrônico cooperantes configuradas para controlar partes diferentes do veículo a motor 1. A figura 3 ilustra muito esquematicamente tal unidade de controle eletrônico 30 fazendo parte de um aparelho de acordo com uma modalidade da invenção. A unidade de controle 30 compreende um meio de execução 31, como uma unidade de processador central (CPU) para executar um programa de computador. O meio de execução 31 comunica com uma memória 32, por exemplo do tipo RAM, através de um barramento de dados 33. A unidade de controle 30 compreende também uma mídia de armazenagem de dados não transitória 34, por exemplo na forma de uma memória Flash ou uma memória do tipo ROM, PROM, EPROM ou EEPROM. O meio de execução 31 comunica com a mídia de armazenagem de dados 34 através de um barramento de dados 33. Um programa de computador compreendendo código de programa de computador para implementar um método de acordo com uma modalidade da invenção é armazenado na mídia de armazenagem de dados 34.

[0046] Um veículo a motor 1 de acordo com a invenção compreende o aparelho proposto 2. O veículo a motor 1 pode preferivelmente, porém não necessariamente, ser um veículo pesado de mercadorias, como um caminhão ou um ônibus.

[0047] A invenção não é evidentemente de modo algum limitada às modalidades descritas acima, porém muitas possibilidades de modificações da mesma seriam evidentes para uma pessoa com conhecimentos na técnica sem se afastar do escopo da invenção como definido nas reivindicações apensas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para automaticamente selecionar uma marcha em um trem de força de um veículo a motor (1), caracterizado pelo fato de compreender:

- determinar (101) que o veículo a motor (1) se aproxima de uma interseção,

- adquirir (102) informações referentes a condições de tráfego na interseção,

- com base nas informações adquiridas referentes às condições de tráfego, selecionar (103) uma marcha alvo, cuja marcha alvo deve ser engrenada ao acelerar o veículo a motor (1) com relação à interseção.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adquirir informações referentes a condições de tráfego na interseção compreende detectar condições de tráfego usando pelo menos um sensor fornecido em ou sobre o veículo a motor (1).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as informações referentes às condições de tráfego incluem informações sobre presença de pelo menos um objeto relevante em proximidade da interseção, e pelo menos uma entre uma posição, uma velocidade e uma direção de movimento de pelo menos um objeto relevante.
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que detectar condições de tráfego compreende detectar pelo menos um objeto relevante na proximidade da interseção, detectar uma folga até pelo menos um objeto relevante a partir do veículo a motor, e detectar uma velocidade relativa de pelo menos um objeto relevante com relação ao veículo a motor (1).
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que selecionar a marcha alvo compreende:

- determinar uma aceleração alvo para o veículo a motor (1) com relação à interseção com base pelo menos na informação adquirida referente a condições de tráfego, e

- selecionar a marcha alvo com base na aceleração alvo determinada.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que

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2/3 a aceleração alvo é adicionalmente determinada com base pelo menos em um modo de desempenho atual do veículo a motor (1).
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que selecionar a marcha alvo compreende adicionalmente:

- com base pelo menos na informação adquirida referente a condições de tráfego, avaliar se será possível entrar na interseção sem parar o veículo a motor (1), em que a marcha alvo é selecionada com base na avaliação.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:

- engatar (104) a marcha alvo selecionada antes de entrar na interseção.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o trem de força é desengatado durante a seleção da marcha alvo.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que determinar que o veículo a motor (1) se aproxima de uma interseção compreende usar dados fornecidos de pelo menos um sensor fornecido em ou sobre o veículo a motor (1).
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que determinar que o veículo a motor (1) se aproxima de uma interseção compreende usar informações de posicionamento e dados de mapa.
12. Programa de computador caracterizado pelo fato de compreender instruções que, quando o programa de computador é executado por um computador, fazem com que o computador realize o método do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
13. Mídia legível por computador caracterizada pelo fato de compreender instruções que, quando executadas por um computador, fazem com que o computador realize o método do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
14. Aparelho (2) para selecionar automaticamente uma marcha em um trem de força de um veículo a motor (1), o aparelho caracterizado pelo fato de ser configurado para:

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- determinar que o veículo a motor (1) se aproxima de uma interseção,

- adquirir informações referentes a condições de tráfego na interseção,

- com base nas informações adquiridas referentes às condições de tráfego, selecionar uma marcha alvo, cuja marcha alvo é para ser engatada ao acelerar o veículo a motor (1) com relação à interseção.
15. Veículo a motor (1) caracterizado pelo fato de compreender um aparelho (2) do tipo definido na reivindicação 14.