BR112012012845A2

BR112012012845A2 - processo de determinação da inclinação de uma estrada

Info

Publication number: BR112012012845A2
Application number: BR112012012845-0A
Authority: BR
Inventors: Bastien Barsotto; Sébastien Plancon; Kamal Zaoui
Original assignee: Renault S.A.S
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2020-09-24
Also published as: KR101709657B1; FR2953283A1; CN102686458A; WO2011064486A1; CN102686458B; EP2507101B1; EP2507101A1; KR20120099264A; FR2953283B1

Abstract

PROCESSO DE DETERMINAÇÃO DA INCLINAÇÃO DE UMA ESTRADA A invenção refere-se a um processo de determinação da inclinação de uma estrada sobre a qual roda um veículo, segundo o qual, em um instante t; a) mede-se a velocidade de rotação das rodas do veículo e deduz-se a aceleração motora Am(t) do veículo neste instante t; b) mede-se a aceleração total At(t) do veículo neste instante t; c) calcula-se a aceleração resultante Ar(t) do veículo no instante t que é igual à substração da aceleração motora Am(t) da aceleração total At(t) do veículo neste instante t; h) determina-se a inclinação da estrada I(t), Ip(t) no instante t em função desta aceleração resultante Ar(t) calculada, caracterizado pelo fato de que se realiza, por outro lado, na sequência da etapa d), as etapas seguintes: d) calcula-se neste instante t, o declive instantâneo P(t) no instante t do sinal representativo da aceleração resultante Ar(t) em função do tempo T; e) compara-se este declive instantâneo P(t) calculado com um valor limiar PMAX predeterminado; e, f) se o declive instantâneo P(t) calculado for superior ao referido valor limiar PMAX, corrige-se a aceleração resultante Ar(t) calculada no instante t para impor que este declive instantâneo P(t) seja igual ao referido instante t no referido valor limiar PMAX predeterminado; g) utiliza-se esta aceleração resultante Ar(t) corrigida para determinar a inclinação da estrada I(t), Ip(t) no instante t na etapa h).

Description

"PROCESSO DE DETERMINAÇÃO DA INCLINAÇÃO DE UMA ESTRADA"

DOMÍNIO TÉCNICO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um processo de determinação da 5 inclinação de uma estrada sobre a qual roda um veículo, segundo o qual, em um instante t: a) mede-se a velocidade de rotação das rodas do veículo e deduz- se a aceleração motora Am(t) do veículo neste instante t, b) mede-se a aceleração total At(t) do veículo neste instante t, 10 c) calcula-se a aceleração resultante Ar(t) do veículo no instante t que é igual à subtração da aceleração motora Am(t) da aceleração total At(t) do veículo neste instante t, h) determina-se a inclinação da estrada I(t), Ip(t) no instante t em fiunção desta aceleração resultante Ar(t) calculada. 15 ANTECEDENTE TECNOLÓGICO Os processos de deteminação da inclinação da estrada conhecidos baseiam-se sobre o cálculo da aceleração resultante Ar(t) do veículo no instante t que é igual à subtração da aceleração motora Am(t) da aceleração total At(t) do veículo. Nestes processos conhecidos, a aceleração motora Am(t) do veículo 20 é deduzida da velocidade de rotação das rodas do veículo e a aceleração total At(t) do veículo é medida por um acelerômetro colocado no veículo.

Estes processos apresentam o inconveniente de não permitir a determinação da inclinação da estrada nos instantes t onde o veículo está parado, onde o veículo roda em baixa velocidade, e onde o veículo diminui a - 25 velocidade quando de uma Kenagem.

Quando uma destas três situações apresenta-se, os processos 'u conhecidos param a deteminação da inclinação da estrada em curso.

OBJETO DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é fomecer um processo permitindo determinar a inclinação da estrada em cada instante t, incluindo a parada, quando do arranque ou dos deslocamentos em velocidades muito baixas e quando da frenagem. 5 Para esse efeito, propõe-se de acordo com a invenção um processo tal como descrito na introdução, segundo o qual se realiza, por outro lado, na sequência da etapa d), as etapas seguintes: . d) calcula-se, neste instante t, o declive instantâneo P(t) no instante

V t do sinal representativo da aceleração resultante Ar(t) em fünção do tempo T, 10 e) compara-se este declive instantâneo P(t) calculado com um valor limiar PMAX predeteminado, e, f) se o declive instantâneo P(t) calculado for superior ao referido valor limiar PMAX, corrige-se a aceleração resultante Ar(t) calculada no instante t para impor que este declive instantâneo P(t) seja igual ao referido 15 instante t no referido valor limiar PMAX predeteminado, g) utiliza-se esta aceleração resultante Ar(t) corrigida para deteminar a inclinação da estrada I(t), Ip(t) no instante t na etapa h).

Assim, o processo de acordo com a invenção autoriza a determinação da inclinação da estrada quaisquer que sejam as condições de 20 funcionamento do veículo e, em particular, em parada, quando do arranque ou dos deslocamentos em velocidades muito baixas e quando da henagem. Para isto, o declive do sinal representando a aceleração resultante em fúnção do tempo, ou seja, a velocidade de variação desta aceleração resultante, é limitado a um valor máximo a fim de corrigir os valores errados da aceleração resultante - 25 que são obtidos em certas condições de füncionamento do veículo.

k Quando do arranque, os sensores de velocidades das rodas do veículo não detectam imediatamente a colocação em rotação das rodas, enquanto que o acelerômetro mede imediatamente a aceleração total do veículo. O valor da aceleração resultante calculada é incorreto: este aumenta muito rapidamente dado que a aceleração motora é medida de modo incorreto como sendo igual a zero.

Quando da parada ou da henagem do veículo, o balanço da 5 carroceria do veículo para hente sob o efeito da sua inércia toma falsas as medições da aceleração total assinaladas pelo acelerômetro enquanto que os sensores de velocidades das rodas do veículo indicam imediatamente uma . velocidade nula ou baixa. O acelerômetro registra, então, as oscilações da

Y aceleração total. A aceleração resultante oscila então com as medições da 10 aceleração total.

O processo de acordo com a invenção permite uma determinação mais precisa da inclinação da estrada levando em conta estas situações.

De acordo com outras características vantajosas e não limitativas do processo de acordo com a invenção, 15 - o valor limiar PMAX utilizado na etapa e) é fiínção de parâmetros de fiincionamento do veículo no instante t; - dispara-se, em fúnção dos parâmetros de füncionamento do motor, a realização das etapas d) a g) e repetem-se estas etapas em cada instante posterior ao disparo durante uma duração predeterminada DTI, DT2, 20 DT3 pelo menos em função dos referidos parâmetros de füncionamento do veículo no instante do disparo, utilizando o valor limiar PMAX do declive instantâneo predeterminado correspondendo aos parâmetros de fiincionamento do veiculo no instante do disparo; - determina-se a referida duração predeterminada em fúnção do - 25 veículo em questão e em fúnção dos referidos parâmetros de füncionamento do veículo, por uma etapa de calibragem;

O - os referidos parâmetros de füncionamento do veículo, comportando a velocidade de rotação das rodas, disparam a realização das etapas d) a g), utilizando um primeiro valor limiar PMAXI do declive instantâneo, em cada instante t onde a velocidade de rotação das rodas do veículo passa de um valor não nulo a um valor nulo, e repetem-se estas etapas em cada instante t posterior durante uma primeira duração DTI; 5 - os referidos parâmetros de fúncionamento do veículo, comportando a velocidade de rotação das rodas, e um parâmetro de ativação do pedal de Heio do veículo disparam a realização das etapas e) a h), utilizando . um segundo valor limiar PMAX2 do declive instantâneo, em cada instante t

V onde a velocidade do veículo é nula e onde o parâmetro de ativação do pedal de 10 Heio passa de um valor indicando a ativação deste pedal a um valor indicando sua inativação e repetem-se estas etapas em cada instante t posterior durante uma segunda duração DT2; - os referidos parâmetros de fúncionamento do veículo, comportando a velocidade de rotação das rodas, disparam a realização das 15 etapas d) a g) utilizando um terceiro valor limiar PMAX3 do declive instantâneo em cada instante t onde a velocidade das rodas do veículo é não nula, durante uma terceira duração DT3; e, - os referidos parâmetros de füncionamento do veículo comportando a velocidade de rotação das rodas, um parâmetro de ativação do 20 pedal de Reio do veiculo e um parâmetro de ativação do pedal de aceleração do veículo, para-se a realização das etapas d) a g) a partir de cada instante t onde a velocidade do veículo é nula, onde o parâmetro de ativação do pedal de Heio indica sua ativação e onde o parâmetro de ativação do pedal de aceleração indica sua inativação, e isto durante uma quarta duração DT4 predeterminada. - 25 DESCRIÇÃO DETALHADA DE UM EXEMPLO DE

REALIZAÇÃO « A descrição seguinte, dada a título de exemplo não limitativo, permite compreender em que consiste a invenção e como ela pode ser realizada.

A invenção refere-se a um processo de detenninação da inclinação de uma estrada sobre a qual roda um veículo automotivo.

Este veículo é aqui mais particularmente equipado com sensores 5 medindo a velocidade de rotação V(T) das rodas não motoras do veículo em fúnção do tempo T e de um acelerômetro longitudinal estado unido à carroceria veículo.

Os sensores medindo a velocidade de rotação das rodas são, por

V exemplo, sensores utilizados para a implementação do sistema de Henagem 10 antibloqueio, chamado ABS do veículo.

O acelerômetro inclui uma cadeia de condicionamento de medição associada de modo que este acelerômetro seja adaptado para medir a aceleração total At(T) do veiculo em fúnção do tempo T.

Esta aceleração total é a soma da aceleração devido ao declive da 15 estrada e a aceleração ligada ao motor do veículo. Assim, parado sobre uma estrada horizontal, o valor medido por este acelerômetro é nulo.

Além disso, o veículo é equipado aqui com sensores medindo um parâmetro de ativação de cada pedal de heio e de aceleração.

Os parâmetros de fúncionamento do veículo que definem suas 20 condições de funcionamento compreendem aqui a velocidade das rodas do veículo e a ativação ou a inativação dos pedais de heio e de aceleração do veículo.

Uma unidade de comando eletrônico do veículo recebe as inforrnações transmitidas por estes diferentes sensores. No exemplo descrito - 25 aqui, os sensores do veículo medem a velocidade de rotação das rodas, a aceleração total do veículo e os parâmetros de ativação dos pedais de heio e d aceleração do veículo em cada instante.

Pode-se visar em variante que a unidade de comando eletrônico dispare a medição dos parâmetros de ativação dos pedais de Neio e de aceleração pelos sensores correspondentes em fúnção das condições de fúncionamento do motor. Por exemplo, pode-se visar que a unidade de comando eletrônico comande a medição dos parâmetros de ativação dos pedais 5 de Heio e de aceleração unicamente quando a velocidade de rotação das rodas varia de uma percentagem superior a uma percentagem limiar.

De acordo com o processo, em uma etapa a), em um instante t dado, o sensor de velocidade das rodas do veículo mede a velocidade de rotação V(t) das rodas do veículo. 10 A unidade de comando eletrônico é programada para calcular, neste instante t, a derivada em relação ao tempo T do sinal representativo da velocidade V(T) das rodas em fúnção do tempo T, que é igual à aceleração motora Am(t) do veículo neste instante t. Define-se aqui o tempo T como uma sucessão de instantes t. 15 A unidade de comando eletrônico recebe igualmente do acelerômetro a medição da aceleração total At(t) do veículo neste instante t efetuado em uma etapa b).

A unidade de comando eletrônico é então programada para calcular, em uma etapa c), a aceleração resultante Ar(t) do veículo no instante t 20 que é igual à subtração da aceleração motora Am(t) no instante t à aceleração total At(t) no instante t do veículo; Ar(t) = At(t) - Am(t). Em uma etapa d), a unidade de comando eletrônico calcula, então, neste instante t, o declive instantâneo P(t) no instante t do sinal representativo Y 25 da aceleração resultante Ar(t) em fünção do tempo T. Pode-se visar que o declive instantâneo P(t) leva em conta aqui seja a derivada deste sinal ou o

X valor absoluto da derivada deste sinal. As etapas posteriores não são modificadas.

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Em uma etapa e), a unidade de comando eletrônico compara depois este declive instantâneo P(t) calculado a um valor limiar PMAX predeterminado, e, se o declive instantâneo P(t) calculado é superior ao referido valor limiar PMAX, a unidade de comando eletrônico corrige a aceleração 5 resultante Ar(t) calculada no instante t para impor que este declive instantâneo P(t) seja igual ao referido instante t no referido valor limiar PMAX predeterminado.

Em outros termos, a unidade de comando eletrônico calcula o 0 valor da aceleração resultante Arc(t) corrigido no instante t que permite obter 10 um declive instantâneo P(t) no instante t igual a PMAX, e ela substitui o valor da aceleração resultante Ar(t) calculado pela subtração da aceleração motora Am(t) da aceleração total At(t) do veículo por este valor Arc(t) corrigido. Por último, em uma etapa g), a unidade de comando eletrônico do veículo utiliza esta aceleração resultante Arc(t) corrigida para determinar a 15 inclinação I(t), Ip(t) da estrada no instante t, em fúnção deste valor corrigido Arc(t) da aceleração resultante. Esta inclinação I(t) da estrada é assim calculada em uma etapa h) de acordo com a fórmula seguinte: I(t) = arcsin (Arc(t)/g), 20 onde g é a constante de aceleração gravitacional terrestre, igual cerca de 9,81 m.s"2 e onde a fünção arcsin designa a sua fijnção recíproca da fünção seno. A inclinação I(t) da estrada no instante t é aqui expressa em graus de ângulo. Esta inclinação pode igualmente ser expressa em percentagem. A - 25 inclinação em percentagem Ip(t) da estrada é obtida pela fórmula seguinte; Ip(t) = l0O*tan (I(t)) = 100 *tan (arcsin(Arc(t)/g)), onde a fíjnção

W tan designa a fúnção tangente.

Os valores limiares PMAX do declive instantâneo P(t) são predeterminados, por exemplo, em fúnção da velocidade ou da aceleração motora do veículo por testes de calibragem. Eles são, por exemplo, colocados em memória sob a forrna de diagramas gráficos ou tabelas na unidade de comando eletrônico. 5 Com vantagem, realizam-se preferivelmente as etapas d) a g) em cada instante t, determinando em cada instante t o valor limiar PMAX correspondendo aos parâmetros de fúncionamento do veículo no instante t. Altemativamente, dispara-se, em instantes particulares correspondendo às condições particulares de füncionamento, a realização das 10 etapas d) a g) com um valor limiar PMAX particular e estas etapas são repetidas conservando este valor limiar particular durante uma duração predeteminada.

O valor limiar particular e a duração predeteminada de repetição são predeterminados em fimção das condições particulares de füncionamento 15 que disparam a realização destas etapas neste instante particular.

Eles são, por exemplo, predeteminadas por uma etapa de calibragem.

Em uma primeira condição de fimcionamento do veículo, correspondendo ao arranque do mesmo, em que a velocidade de rotação das 20 rodas do veículo passa de um valor não nulo a um valor nulo, a unidade de comando eletrônico dispara a realização das etapas d) a g), utilizando um primeiro valor limiar PMAXI do declive instantâneo, e repete estas etapas em cada instante t posterior durante uma primeira duração DTI.

Esta primeira duração DTI é, por exemplo, igual a 2 segundos. - 25 Na partida do veículo, os sensores de velocidade das rodas não detectam imediatamente a colocação em movimento destas rodas. O declive y instantâneo P(t) do sinal representativo da aceleração resultante em fúnção do tempo é então artificialmente aumentado. A limitação do declive deste sinal permite corrigir este artefato e obter valores mais precisos da inclinação da estrada nesta primeira condição de fúncionamento.

Em uma segunda condição de fúncionamento do veículo, correspondendo à parada do mesmo, em que a velocidade do veículo é nula e 5 em que o parâmetro de ativação do pedal de Heio passa de um valor indicando a ativação deste pedal a um valor indicando sua inativação, a unidade de comando eletrônico dispara a realização das etapas d) a g), utilizando um segundo valor limiar PNIAX2 do declive instantâneo, e repete estas etapas em cada instante t posterior durante uma segunda duração DT2.

10 Esta segunda duração DT2 é, por exemplo, igual a 0,5 segundo. Em parada do veículo, o balanço da carroceria do veículo provoca oscilações da aceleração total medida pelo acelerômetro. A limitação do declive deste sinal permite limitar estas oscilações e obter valores mais precisos da inclinação da estrada nesta segunda condição de fúncionamento.

15 Fora destas duas condições de fúncionamento do veículo, ou seja, em condição normal de rodagem, quando a velocidade das rodas do veículo é não nula, a unidade de comando eletrônico dispara a realização das etapas d) a g) utilizando um terceiro valor limiar PMAX3 do declive instantâneo em cada instante t, durante uma terceira duração DT3.

20 Esta terceira duração DT3 pode ser nula, de modo que a unidade de comando eletrônico leva em conta o valor limiar do declive instantâneo correspondendo aos parâmetros de fúncionamento do veículo em cada instante da rodagem.

Este valor limiar é notadamente predeterminado em fúnção da . 25 velocidade das duas rodas do veículo e da aceleração motora do veículo para limitar as perturbações ligadas às Henagens fortes.

Os primeiro, segundo e terceiro valores PMAXI, PNIAX2, PMAX3 do declive da aceleração resultante utilizados em cada um dos casos precedentes são determinados pelo menos em fúnção da aceleração motora ou da velocidade das rodas do veículo no instante do disparo da realização das etapas d) a g).

Por outro lado, a unidade de comando eletrônico para 5 preferivelmente a realização das etapas d) a g) partir de cada instante t onde a velocidade do veículo é nula, onde o parâmetro de ativação do pedal de Heio indica sua ativação e onde o parâmetro de ativação do pedal de aceleração indica sua inativação, e isto durante uma quarta duração DT4 predeterminada.

Esta quarta condição de füncionamento do veículo corresponde à parada 10 completa do veículo.

Esta quarta duração DT4 é, por exemplo, definida em fünção do fíuncionamento do veículo como a duração durante a qual a velocidade do veículo permanece posteriorrnente nula.

Assim, se o veículo para enquanto que a inclinação da estrada 15 varia, o retardo entre a inclinação real da estrada e a inclinação determinada pelo processo de acordo com a invenção no momento da parada do veículo é limitado. Este retardo é devido à limitação do declive da aceleração resultante. É, portanto, previsto parar esta limitação desde a parada total do veículo.

As diferentes correções aplicadas à aceleração resultante no 20 processo de acordo com a invenção pemitem deteminar mais precisamente a inclinação da estrada. Esta inclinação é utilizada nas estratégias de arranque e de rodagem em baixas velocidades. A obtenção de um valor mais preciso da inclinação da estrada permite, portanto, realizar mais eficazmente estas etapas de arranque e de rodagem em baixas velocidades, e melhorar o . 25 desenvolvimento destas estratégias.

A determinação da inclinação da estrada em cada instante t permite reconstituir a inclinação da estrada em fúnção do tempo T e realizar assim perfis para as rodovias com fins de simulação.

Por último, a obtenção de valores precisos da inclinação da estrada permite validar os estimadores de inclinação programados por softwares desenvolvidos. A presente invenção não é de modo algum limitada aos modos de 5 realização descritos e representados, mas o versado na técnica saberá apresentar variantes Nente ao seu escopo.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de determinação da inclinação de uma estrada sobre a qual roda um veículo, segundo o qual, em um instante t: a) mede-se a velocidade de rotação das rodas do veículo e deduz- 5 se a aceleração motora Am(t) do veículo neste instante t, b) mede-se a aceleração total At(t) do veículo neste instante t, © C) calcula-se a aceleração resultante Ar(t) do veículo no instante t que é igual à subtração da aceleração motora Am(t) da aceleração total At(t) do veículo neste instante t, 10 h) determina-se a inclinação da estrada I(t), Ip(t) no instante t em Nnção desta aceleração resultante Ar(t) calculada, caracterizado pelo fato de que se realiza, por outro lado, na sequência da etapa d), as etapas seguintes: d) calcula-se neste instante t o declive instantâneo P(t) no instante t 15 do sinal representativo de aceleração resultante Ar(t) em fúnção do tempo T, e) compara-se este declive instantâneo P(t) calculado com um valor limiar PMAX predeteminado, e, f) se o declive instantâneo P(t) calculado for superior ao referido valor limiar PMAX, corrige-se a aceleração resultante Ar(t) calculada no 20 instante t para impor que este declive instantâneo P(t) seja igual ao referido instante t no referido valor limiar PMAX predeterminado, g) utiliza-se esta aceleração resultante Ar(t) corrigida para determinar a inclinação da estrada I(t), Ip(t) no instante t na etapa h).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo . 25 fato de que o valor limiar PMAX utilizado na etapa e) é fúnção de parâmetros de funcionamento do veículo no instante t.

G

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se dispara, em fúnção dos parâmetros de fúncionamento do motor, a realização das etapas d) a g) e repetem-se estas etapas em cada instante posterior ao disparo durante uma duração predeterminada DTI, DT2, DT3 pelo menos em fünção dos referidos parâmetros de füncionamento do veículo no instante do disparo, utilizando o valor limiar PMAX do declive instantâneo 5 predeteminada correspondendo aos parâmetros de fúncionamento do veículo no instante do disparo.

P

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que se determina a referida duração predeterminada em fünção do y veículo em questão e em fúnção dos referidos parâmetros de fíincionamento do 10 veículo, por uma etapa de calibragem.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 3 e 4, caracterizado pelo fato de que, os referidos parâmetros de füncionamento do veículo comportando a velocidade de rotação das rodas, dispara-se a realização das etapas d) a g), utilizando um primeiro valor limiar PMAXI do declive 15 instantâneo, em cada instante t onde a velocidade de rotação das rodas do veículo passa de um valor não nulo a um valor nulo, e repetem-se estas etapas em cada instante t posterior durante uma primeira duração DTI.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que, os referidos parâmetros de füncionamento do 20 veículo comportando a velocidade de rotação das rodas e um parâmetro de ativação do pedal de heio do veículo, dispara-se a realização das etapas e) a h), utilizando um segundo valor limiar PMAX2 do declive instantâneo, em cada instante t onde a velocidade do veículo é nula e onde o parâmetro de ativação do pedal de Heio passa de um valor indicando a ativação deste pedal a um valor · 25 indicando sua inativação e repetem-se estas etapas em cada instante t posterior " durante uma segunda duração DT2. t·

7. Processo de acordo com uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que, os referidos parâmetros de fiuncionamento do veículo comportando a velocidade de rotação das rodas, dispara-se a realização das etapas d) a g) utilizando um terceiro valor limiar PMAX3 do declive instantâneo em cada instante t onde a velocidade das rodas do veículo é não nula, durante uma terceira duração DT3.

5

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, os referidos parâmetros de fúncionamento do veículo comportando a velocidade de rotação das rodas, um parâmetro de ativação do pedal de heio do veículo e um parâmetro de ativação do pedal de aceleração do veículo, para-se a realização das etapas d) a g) a partir de cada 10 instante t onde a velocidade do veículo é nula, onde o parâmetro de ativação do pedal de Heio indica sua ativação e onde o parâmetro de ativação do pedal de aceleração indica sua inativação, e isto durante uma quarta duração DT4 predeterminada.

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