BR112013023856B1

BR112013023856B1 - método para estimar um peso para um veículo, suporte legível por computador e sistema para estimar um peso para um veículo

Info

Publication number: BR112013023856B1
Application number: BR112013023856-9A
Authority: BR
Inventors: Fredrik Roos
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2021-03-02
Also published as: EP2694930A1; WO2012134377A1; CN103534563A; SE536124C2; EP2694930A4; EP2694930B1; SE1150287A1; US20140156222A1; RU2013148741A; BR112013023856A2; US9500514B2

Abstract

ESTIMATIVA DE PESO PARA UM VEÍCULO A presente invenção é relativa a um método e a um sistema para estimar um peso m para um veículo com base em - pelo menos, duas forças que atuam sobre o veículo, compreendendo uma força motriz FT e pelo menos um,a com outra força, e - informação topográfica para uma seção relevante de estrada. De acordo com a presente invenção, a estimativa é realizada quando ditas pelo menos duas forças são dominadas por dita força motriz FT.

Description

Campo técnico

[0001] A presente invenção é relativa a um método para estimar um peso mV para um veículo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção é também relativa a um sistema para estimar um peso mV para um veículo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 20 e a um programa de computador para aplicar o método.

Fundamento

[0002] Um peso de um veículo, que pode assumir a forma de um conjunto de veículos (trem), é um parâmetro importante em diversas funções em seu sistema de controle. Um veículo é consideravelmente afetado por seu peso em diversas situações, de modo que é muito importante ser capaz de avaliá-lo de maneira correta. Seu peso faz parte, tipicamente, de modelos do veículo que são utilizados para diversos cálculos e formas de controle no veículo.

[0003] O peso de um veículo capaz de carregar cargas pesadas, por exemplo, um ônibus capaz de carregar um grande número de pessoas, ou um caminhão capaz de carregar diversos tipos de cargas pesadas, pode variar de maneira considerável. Por exemplo, um caminhão pesa consideravelmente menos quando descarregado do que quando completamente carregado. Um ônibus, da mesma maneira, pesa consideravelmente menos quando vazio do que quando cheio de passageiros. Variações no peso de um carro são consideravelmente menores do que no caso de veículos projetados para carregar cargas pesadas, porém, a diferença entre um carro vazio e completamente carregado, especialmente quando um carro completamente carregado também tem um reboque (trailer) carregado acoplado a ele, pode ser grande em relação ao baixo peso próprio do carro.

[0004] O peso de um veículo afeta sua resistência ao movimento e é, portanto, um parâmetro importante, por exemplo, na escolha de mudança automática. Escolha de mudança automática tem lugar, por exemplo, em uma caixa de engrenagem manual operada automaticamente, para a qual é importante ser capaz de determinar uma resistência real a movimento, e daí que engrenagem escolher em uma dada situação.

[0005] Como a topografia de uma seção de estrada afeta o veículo também depende enormemente do peso do veículo, o que é um fator decisivo em quanto ele acelera e desacelera, de maneira respectiva, em descida e em subida. O peso do veículo é, portanto, também um parâmetro importante em controles de viagem que levam em consideração a topografia de uma seção de estrada, assim chamado controles antecipados de viagem, nos quais a quantidade de torque do motor empregado em uma situação depende de como a topografia das seções de estrada adiante irão afetar a velocidade do veículo. O peso do veículo é, naturalmente, também um parâmetro importante em controles convencionais de viagem.

[0006] Diversos métodos são atualmente aplicados para estimar o peso do veículo. Um tal método utiliza informação a partir de um sistema de suspensão a ar do veículo. O sistema de suspensão a ar mede as pressões de eixo em todos os eixos que têm suspensão a ar, e transporta esta informação para a unidade de controle como uma base para ela calcular o peso do veículo. Este método opera bem se existe suspensão a ar em todos os eixos, porém não opera de maneira satisfatória, ou (não opera) de todo se um ou mais eixos não têm suspensão a ar. Este método é, por exemplo, particularmente problemático em trens de veículo que compreendem reboques ou semi-reboques que não reportam cargas de eixo, o que pode ser relativamente comum em casos onde reboques mais ou menos desconhecidos são, muitas vezes, acoplados a um trem de veículo durante utilização do veículo. Este método é também problemático durante operação do veículo, uma vez que a pressão do eixo irá variar quando o veículo viaja sobre porções desiguais da pista, conduzindo potencialmente à estimativa incorreta de peso devido a pressões de eixo instáveis.

[0007] Outros métodos conhecidos para estimativa de peso são baseados em aceleração, utilizando o fato que é possível calcular o peso do veículo a partir de uma força que o motor imprime ao veículo e uma aceleração que resulta desta força. A força a partir do motor é conhecida no veículo, porém tais métodos envolvem ter que medir ou estimar a aceleração.

[0008] De acordo com um método, a aceleração é estimada fazendo uma derivação da velocidade do veículo. Este método trabalha bem em altas acelerações, isto é, em marchas baixas, em velocidades do veículo relativamente baixas, porém uma desvantagem é que este método é afetado pelo gradiente da estrada que necessita a derivação, uma vez que o gradiente da estrada é um parâmetro desconhecido para o sistema.

[0009] Outro método estima a aceleração por meio de um acelerômetro. O método baseado em acelerômetro tem uma vantagem que a aceleração é medida diretamente, porém apenas um número limitado de veículos de hoje tem um acelerômetro, o que significa que este método não é aplicável de maneira generalizada em todos os veículos. O método corrente baseado em acelerômetro também sofre em que o sinal do acelerômetro é ruidoso, reduzindo a precisão do método.

[0010] Outro método estima a aceleração durante mudanças de marcha. Este método é baseado na presunção que a resistência ao movimento não muda durante uma mudança de marcha e, portanto, compara a aceleração do veículo antes, durante e depois de mudanças de marcha para determinar seu peso. Este método resulta em estimativas muito insatisfatórias do peso do veículo.

[0011] Estimativas de peso baseadas em aceleração genericamente têm desvantagens, em que certos requisitos de movimento devem ser preenchidos para boa estimativa ser possível. Não é sempre certo que estes requisitos são preenchidos durante um movimento, caso em que boa estimativa de peso não é possível. Por exemplo, estimativa de peso baseada em aceleração requer aceleração completa em marchas baixas para alcançar um resultado confiável. Uma vez que tal aceleração completa nem sempre ocorre durante um movimento se, por exemplo, o veículo começa sua corrida ladeira abaixo, por exemplo, em uma entrada desliza de um posto de abastecimento para uma autoestrada, onde a redução torna possível acelerar de maneira relativamente suave antes de manter uma velocidade substancialmente constante para o restante da jornada, estes métodos muitas vezes não proporcionam uma boa estimativa de peso do veículo.

[0012] Assim, os métodos de estimativa de peso anteriormente conhecidos não são sempre aplicáveis e/ou falham em fornecer estimativas confiáveis em cada tipo de movimento.

Breve descrição da invenção

[0013] Um objetivo da presente invenção é fornecer estimativas corretas de peso m de veículo em uma maneira computacionalmente eficiente.

[0014] Este objetivo é alcançado pelo método anteriormente mencionado para estimar um peso m para um veículo de acordo com a parte de caracterização da reivindicação 1. É também alcançado por meio do sistema anteriormente mencionado para estimar um peso m para um veículo de acordo com a parte característica da reivindicação 20, por meio do programa de computador anteriormente mencionado.

[0015] De acordo com a presente invenção, estimativa de um peso m para um veículo é realizada quando o resultado está submetido à influência mínima de fontes de erro. Isto é conseguido pela invenção escolhendo fazer estimativa em momentos quando a força motriz FT domina as forças que atuam sobre o veículo. Quando a força motriz FT é bem conhecida e ao mesmo tempo envolve relativamente poucos erros, uma estimativa que é de boa qualidade pode ser conseguida por meio da invenção. Em outras palavras, uma estimativa de alta qualidade pode ser feita, uma vez que ela é baseada principalmente na força motriz FT que ela mesma mantém alta qualidade. Fazer estimativas apenas quando elas têm probabilidade de manter alta qualidade, também limita enormemente a quantidade de cálculo envolvido em tal estimativa.

[0016] De acordo com uma modalidade da invenção, estimativa é baseada em pelo menos um efeito que as forças têm sobre o veículo durante um período de tempo (de to até te, isto é, to - te) ou distância de xo até xe (isto é, xo - xe) durante uma mudança na velocidade do veículo durante o período to - te ou distância XO - xe e durante uma mudança em sua altitude durante o período durante o período to - te ou distância xo - xe. Estas estimativas podem ser baseadas em uma velocidade inicial do veículo vo e uma velocidade final do veículo ve no respectivo início (to, xo) e final (te, xe), do período ou distância, o que é vantajoso em que nenhuma derivação do sinal de velocidade ruidoso precisa ser feita, reduzindo com isto erro de estimativa.

[0017] Estas estimativas podem ser calculadas com base em integrais durante o período to - te com isto também aumentando a qualidade das estimativas, uma vez que as interações servem como um filtro para irregularidades nos parâmetros introduzidos.

Breve lista de desenhos

[0018] A invenção está explicada em mais detalhe abaixo com referência aos desenhos anexos, nos quais as mesmas anotações de referência são utilizadas para itens similares. e nos quais:

[0019] A figura 1 ilustra uma unidade de controle, e

[0020] A figura 2 ilustra exemplos de dados medidos durante um movimento.

Descrição de modalidades preferidas

[0021] Diversas forças atuam sobre um veículo quando ele está em movimento. Uma delas é uma força motriz FT que impele o veículo para frente ou para trás quando o veículo está dando marcha à ré. Além disto, tais forças compreendem uma ou mais dentre uma força FR relacionada à resistência a rolamento, uma força FA relacionada à resistência do ar e uma força FG relacionada à gravitação. O gradiente da estrada α também afeta enormemente a resistência ao movimento do veículo.

[0022] Estimar um peso mV para um veículo é, portanto, baseado, de acordo com a presente invenção, na força motriz FT e pelo menos uma outra força dentre a força de resistência ao movimento FR, a força de resistência do ar FA e a força de gravitação FG, e em informação topográfica para uma seção relevante da estrada. Para informação topográfica é possível determinar um efeito do gradiente da estrada ao longo de uma seção da estrada. De acordo com a presente invenção, estimar o peso do veículo mV é feito quando as forças que atuam sobre o veículo estão dominadas pela força motriz FT. Esta força domina as forças que, por exemplo, atuam sobre o veículo durante forte aceleração, o que pode ocorrer em marchas baixas ou quando o veículo está mantendo velocidade elevada montanha acima.

[0023] Estimar o peso mV do veículo M durante um período de tempo t0 - te ou distância x0 - Xe quando a força motriz FT é a força dominante que atua sobre o veículo torna possível alcançar uma estimativa com boa precisão, uma vez que a magnitude da força motriz FT para o veículo é certamente conhecida. No veículo existe assim acesso para informação altamente precisa a respeito da força motriz FT. Em contraste, informação disponível no veículo a respeito das outras forças que atuam sobre ele, por exemplo, a respeito da força de resistência ao movimento FR e da força de resistência do ar FA é de baixa precisão e, muitas vezes inclui erro. As outras forças são muitas vezes estimadas com base em um modelo para um veículo padrão, que pode diferir do veículo específico para o qual o peso m do veículo deve ser estimado. O clima e o estado da estrada também afetam a força de resistência ao movimento FR e a força de resistência do ar FA, consequentemente com incerteza significativa a respeito da magnitude destas forças.

[0024] Incorporar também a informação topográfica na estimativa significa que forças gravitacionais FG que surgem, por exemplo, de subidas acentuadas, são levadas em consideração ao estimar o peso m do veículo, com o resultado que estimativa pode, por exemplo, também ser realizada quando o veículo não está acelerando, mas ainda mantendo velocidade elevada montanha acima. Resumidamente, a presente invenção é baseada em escolher fazer uma estimativa de peso de veículo quando as forças que atuam sobre o veículo estão dominadas pela força motriz FT que é conhecida com boa precisão dentro do veículo, fornecendo segurança de uma estimativa muito precisa. Estimativas inferiores são com isto evitadas, e estimativas confiáveis são alcançadas utilizando um mínimo de capacidade de computação.

[0025] De acordo com uma modalidade da presente invenção, as pelo menos duas forças que atuam no veículo são admitidas serem dominadas pela força motriz FT se ela é consideravelmente maior do que a uma ou mais outras forças que atuam sobre ele. Estimar o peso m do veículo deveria, de acordo com a presente invenção, ser feito quando tal seja o caso.

[0026] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a força motriz FT é admitida ser consideravelmente maior do que a uma ou mais outras forças se o torque M extraído no momento do motor do veículo excede uma proporção predeterminada de um torque máximo MMax que o motor pode distribuir. Também pode ser visto quando a força motriz FT está sendo observada como consideravelmente maior do que a uma ou mais outras forças, se ela excede no momento uma proporção predeterminada de uma força motriz máxima FT max em uma marcha corrente. Isto torna fácil decidir quando ou se uma estimativa do peso mV do veículo deve ser feita.

[0027] De acordo com uma modalidade da invenção a força motriz FT é observada como consideravelmente maior do que a uma ou mais outras forças se o torque M extraído no momento a partir do motor do veículo excede 90% de seu torque máximo MMax.

[0028] Esta proporção predeterminada pode ser um valor ajustável, caso em que ela pode ser alterada de modo que a estimativa é realizada em qualquer número adequado de momentos por movimento. Em outras palavras, a proporção é aqui predeterminada para um certo comprimento de movimento, porém pode ser ajustada em magnitude para diferentes comprimentos de movimento. Este valor ajustável torna fácil conseguir qualquer número adequado desejado. Em que nível este valor deve ser ajustado pode depender de diversos fatores. Ele será genericamente ajustado de tal maneira a conseguir um equilíbrio entre o número de estimativas feitas e sua qualidade. Um número mais baixo para o valor ajustável significa que estimativas são feitas quando a força motriz FT é menos dominante do que deveria ser necessário para fazer uma estimativa em um nível mais elevado do valor ajustável, conduzindo a mais estimativas serem feitas, porém, potencialmente com alguma variação em sua precisão. Um nível mais elevado mais baixo para este valor ajustável resulta em menos estimativas, porém alta precisão.

[0029] De acordo com outra modalidade da invenção, a magnitude da força motriz FT é relacionada àquela da uma ou mais forças que atuam sobre o veículo. Neste caso a força motriz FT é observada como consideravelmente maior do que estas uma ou mais outras forças se ela for, pelo menos, um número predeterminado de vezes maior do que a pelo menos uma outra força. Aqui a força motriz FT tem, portanto, que ser um número predeterminado de vezes maior do que uma ou mais dentre a força de resistência à rodagem FR, a força de resistência do ar FA e a força de gravitação FG que atuam sobre o veículo para estimativa do peso mV do veículo ser realizada, e o número predeterminado pode ser determinado de tal maneira que a estimativa seja garantida ser de alta qualidade. Por exemplo, a força motriz FT pode ser observada como dominante se ela for pelo menos três (3) vezes maior do que a uma ou mais outras forças que atuam sobre o veículo, caso em que a estimativa do peso mV do veículo deve ser realizada. O número predeterminado naturalmente não precisa ser um número inteiro múltiplo, mas pode ser qualquer número adequado, por exemplo, uma fração. Assim, a força motriz FT pode, por exemplo, também ser observada como dominante se ela for pelo menos duas e meia (2,5) vezes maior do que a uma ou mais outras forças que atuam sobre o veículo.

[0030] Este número predeterminado pode ser um valor ajustável, caso em que ele é predeterminado para um certo comprimento de movimento, porém pode ser ajustado em magnitude para diferentes comprimentos de movimento. Como a proporção predeterminada acima, este valor ajustável predeterminado pode então ser alterado de modo que estimativa seja realizada qualquer número adequado de vezes por movimento. Um baixo nível para este valor ajustável conduz a mais estimativas serem feitas, porém sua precisão potencialmente variando alguma coisa. Um nível alto mais baixo para este valor ajustável resulta em menos estimativas, porém alta precisão.

[0031] Métodos precedentes conhecidos para estimativa do peso mV de veículo utilizaram a aceleração do veículo a, determinada por derivação da velocidade do veículo. O sinal de velocidade de veículo pode ser relativamente ruidoso, potencialmente resultando em sua derivada ser muito ruidosa. Os métodos precedentes conhecidos, portanto, não produzem estimativas precisas do peso M do veículo.

[0032] Equações de forças para o veículo podem ser estabelecidas como a seguir:

[0033] nas quais

[0034] - Ftot é o total das forças que atuam sobre o veículo;

[0035] - g é a constante gravitacional;

[0036] - α é o gradiente de estrada em radianos;

[0037] - v é a velocidade do veículo;

[0038] - nDT é a relação de transmissão total do trem de energia que inclui o raio da roda;

[0039] - TE é o torque de saída do motor;

[0040] - a é a aceleração do veículo derivada da velocidade do veículo v;

[0041] - k1, k2, k3, k4 são constantes; e

[0042] - FRC é um coeficiente para a força de resistência à rodagem que depende da velocidade do veículo v.

[0043] Estas equações podem ser reescritas para produzir uma expressão para calcular o peso do veículo:

[0044] Como mencionado acima e como também indicado pela equação 2, precedentes conhecidos utilizam um sinal para a aceleração a que é determinado por derivação da velocidade do veículo. O sinal velocidade é ruidoso, resultando em sua derivada ser muito ruidosa e a estimativa do peso mV do veículo ser imprecisa.

[0045] Uma modalidade da presente invenção baseia a estimativa do peso mV do veículo no efeito que as pelo menos duas forças, isto é, a força motriz FT e uma ou mais outras forças que atuam sobre o veículo têm sobre o veículo durante um período de tempo to - te que tem um comprimento dentro de uma faixa de tempo permissível, isto é, o período to - te é mais longo do que um tempo permissível mais curto, porém mais curto do que um tempo permissível mais longo. A mesma modalidade também baseia estimar o peso mV do veículo em uma mudança na velocidade do veículo durante o período to - te durante uma mudança em sua altitude durante o mesmo período.

[0046] Uma vez que a estimativa depende neste caso de uma mudança em velocidade do veículo, isto é, em uma diferença entre uma velocidade inicial v0 e uma velocidade final ve, é suficiente aqui determinar um valor inicial v0 e um valor final ve para a velocidade do veículo, resultando em estimativa computacionalmente eficiente.

[0047] Neste caso é, portanto, suficiente determinar para a velocidade do veículo um valor inicial v0 e um valor final ve e determinar a diferença entre eles, consequentemente, sem nenhuma necessidade de fazer uma derivação na velocidade v para chegar à aceleração a. Esta modalidade assim evita estimativa baseada em sinais de aceleração ruidosos e geradores de erro. Isto se torna claro abaixo.

[0048] O período de tempo anteriormente mencionado to - te durante o qual o efeito das forças sobre o veículo é determinado, pode também corresponder a uma distância xo - xe viajada durante o mesmo período, que tem um comprimento dentro de uma faixa de distância permissível, de tal modo que seja mais longa do que uma distância permissível mais curta, porém mais curta do que uma distância permissível mais longa. Estimar o peso mV do veículo é também baseado em uma mudança na velocidade do veículo durante a distância xo - xe em uma mudança em sua altitude sobre a mesma distância.

[0049] Aqui novamente a estimativa pode ser baseada em um valor inicial vo e um valor final ve para a velocidade do veículo, resultando em estimativa computacionalmente eficiente. Nem é necessária derivação da velocidade v para chegar à aceleração a, resultando em estimativa de alta qualidade.

[0050] De acordo com uma modalidade da invenção, a mudança em altitude é determinada com base em um gradiente α em uma seção relevante de estrada. Neste caso os valores respectivos, inicial e final, para a altitude do veículo são, portanto, determinados com base em informação relacionada ao gradiente de estrada α.

[0051] O gradiente de estrada α pode aqui ser determinado com base em informação de mapa topográfico em combinação com informação de posicionamento. Mapas que contém informação topográfica, por exemplo, informação a respeito do gradiente α e/ou altitude do nível acima do mar de diferentes partes de uma seção de estrada, podem aqui ser utilizados em conjunto com informação de posicionamento, o que indica onde no mapa o veículo está no momento, com isto também fornecendo um valor para o gradiente de estrada α. Tal informação de posicionamento é, por exemplo, obtenível utilizando GPS (sistema de posicionamento global) ou sistemas similares.

[0052] De acordo com uma modalidade da invenção, o peso mV do veículo pode ser calculado como segue quando o gradiente de estrada α é determinado por meio de informação a partir de dados de mapa e informações de GPS:

[0053] Como mencionado acima, uma vantagem desta modalidade é que a aceleração a na equação para a estimativa é substituída pela velocidade final ve menos a velocidade inicial v0. Derivação do sinal de velocidade ruidoso é então evitada, com isto melhorando a qualidade da estimativa. Como indicado acima, a equação 3 pode também ser estabelecida para uma distância x0 até xe ao invés do período t0 até te.

[0054] De acordo com uma modalidade da invenção, o gradiente de estrada α é determinado com base em informação fornecida por um acelerômetro. Quando a informação do acelerômetro é utilizada o peso mV do veículo pode ser determinado como a seguir:

[0055] O acelerômetro não pode distinguir entre a aceleração do veículo a e o componente da aceleração gravitacional g que atua na direção do acelerômetro. Ele, portanto, mede ao mesmo tempo a aceleração gravitacional g e a aceleração do veículo a. Isto torna possível anular na equação 4 um termo a partir da equação 3. Como indicado acima, a equação 4 pode também ser estabelecida para uma distância x0 até xe ao invés de para o período t0 até te.

[0056] De acordo com uma modalidade da invenção a estimativa do peso mV do veículo é baseada em uma mudança em altitude entre um ponto inicial e um ponto final.

[0057] A mudança em altitude do veículo, isto é, a diferença entre uma altitude inicial e uma altitude final pode ser determinada com base nos dados de mapa topográfico em combinação com informação de posicionamento.

[0058] A mudança em altitude entre um ponto inicial e um ponto final pode também ser determinada com base no gradiente de estrada α para uma seção relevante de estrada. Onde o gradiente α e o tempo e/ou distância durante o qual o veículo viaja são conhecidos, a diferença de altitude é relativamente fácil de determinar. Como descrito acima, o gradiente de estrada α pode ser determinado com base em informação de mapa topográfico em combinação com informação de posicionamento ou com base em informação a partir de um acelerômetro.

[0059] A mudança em altitude entre um ponto inicial e um ponto final pode também ser determinada com base em uma mudança em pressão atmosférica que atua sobre o veículo. Neste caso, uma primeira medição de pressão atmosférica é feita no ponto inicial e uma segunda medição no ponto final, revelando com isto a mudança de altitude.

[0060] De acordo com uma modalidade da invenção, a expressão a seguir pode ser utilizada para estimar o peso do veículo com base em mudança de altitude determinada, por exemplo, com base em dados de mapa ou pressão atmosférica, como descrito acima:

[0061] na qual

[0062] - ΔEK é a diferença em energia cinética;

[0063] - ΔEP é a diferença em energia potencial;

[0064] - EL é energia perdida; e

[0065]

trabalho de propulsão realizado sobre a distância desde o ponto inicial x0 até o ponto final xe.

[0066] Assim, a diferença em energia cinética, mais a diferença em energia potencial, mais perda de energia, deve ser igual ao trabalho de propulsão realizado sobre a distância x0 - xe.

[0067] A perda de energia pode também ser expressa como:

[0068] A diferença em energia cinética pode ser expressa como:

[0069] A diferença em energia potencial pode ser expressa como:

[0070] na qual

[0071] - Δh é a diferença em altitude entre o ponto inicial XO e o ponto final xe.

[0072] De acordo com uma modalidade da invenção, o peso mv do veículo então obtido é:

[0073] As equações 3, 4 e 10 indicam todas as maneiras de estimar o peso mV do veículo com base em integração durante um período de tempo t0 até te ou distância x0 até xe. Uma vantagem de basear estimativas em integrais das forças é que calcular a estimativa realmente serve como um filtro para irregularidades. Uma vez que as estimativas aqui integram durante um período relativamente longo to - te ou distância relativamente longa xo - xe, elas são muito pouco afetadas por erros temporários devidos, por exemplo, a ruído que pertence ao gradiente de estrada α, à velocidade do veículo, ou algum outro parâmetro. Os procedimentos apresentados acima para estimar o peso mV do veículo são, portanto, relativamente insensíveis a irregularidades.

[0074] Como mencionado acima, estimativas serão feitas quando a força motriz FT é grande em relação a outras forças, uma vez que conhecimento de, e precisão para a força motriz FT são maiores do que para outras forças. Estimativa pode, por exemplo, ser realizada quando o torque do motor M está acima de 90% de um torque de motor máximo Mmax ou quando FT > x(FA + FR) maior que X f de xis-f X. A magnitude de x determina diretamente aqui quantas estimativas deverão ser realizadas durante o período/distância e sua qualidade. Valores grandes para x resultam em estimativas que são de boa qualidade, porém menos em número. Fontes de erro são, portanto, minimizadas por meio da invenção fazendo estimativas, isto é, calculando o algoritmo em momentos quando conhecemos que as fontes de erro são pequenas em relação ao sinal para o qual temos bom conhecimento. O ponto inicial t0 assim se torna aqui o ponto no tempo onde a condição que a força motriz FT é dominante em relação a outras forças, é preenchida. O ponto final t0 se torna o ponto no tempo onde a condição não é mais preenchida, ou um tempo permissível mais longo para o período to - te é alcançado.

[0075] De acordo com uma modalidade, uma estimativa (um cálculo) para ser observada como confiável, deve não cobrir mais do que um tempo permissível o mais curto ou mais do que uma distância permissível a mais curta. Ela também deve cobrir menos do que um tempo permissível máximo ou menos do que uma distância permissível máxima, o que reduz o número de cálculos se a condição for preenchida durante/sobre um tempo/distância longo. De acordo com uma modalidade o tempo permissível o mais curto é 6 segundos e o tempo permissível mais longo é 3o segundos. Alternativamente, os tempos permissíveis mais curto e mais longo são da ordem de 6 e 3o segundos, respectivamente. Os cálculos são assim aqui confinados a cobrir um máximo de menos do que aproximadamente 3o segundos por cálculo.

[0076] Alguém versado na técnica irá apreciar que as equações estabelecidas acima para estimar o peso mV do veículo podem também ser substituídas no todo ou em parte e por adições de valores discretos para os parâmetros em questão ao invés de interações de valores contínuos para eles.

[0077] De acordo com uma modalidade da invenção, quando uma estimativa do peso mV do veículo foi feita ela é armazenada em uma memória. Quando mais do que uma estimativa do peso mV do veículo foi feita é feita sua média para chegar a um peso médio mm do veículo. A mais do que uma estimativa do peso mV do veículo pode também ser utilizada para chegar a um valor mediano para o peso mV do veículo, ou algum outro tipo de feitura de média ou filtragem para equilibrar desvios de valor de peso individual podem ser aplicados.

[0078] De acordo com uma modalidade da presente invenção cada uma das estimativas recebe uma classificação que indica quão confiável ela é. Esta classificação pode, por exemplo, ser determinada com base em quão grande o torque de motor M é em relação ao torque de motor máximo Mmax ou quão grande y é na equação

isto é, quão grande é a força motriz FT em relação ao agregado da força de resistência do ar FA e a força de resistência a rodagem FR. Esta classificação pode então ser utilizada para acessar a qualidade das estimativas feitas.

[0079] Esta classificação pode ser utilizada para decidir se outras estimativas devem ser feitas e/ou armazenadas. De acordo com uma modalidade, outra estimativa do peso do veículo mV somente é armazenada na memória se a sua classificação for mais elevada do que aquela de uma estimativa já armazenada. De acordo com uma alternativa, outra estimativa do peso mV do veículo é também armazenada na memória se ela alcança substancialmente o mesmo nível da classificação que uma estimativa já armazenada.

[0080] De acordo com outra modalidade, outras estimativas são apenas feitas se as perspectivas para uma estimativa de uma classe mais elevada do que aquela de uma estimativa já armazenada na memória são boas, caso em que somente estimativas provavelmente que são de boa qualidade são feitas, com um nível consequentemente de conceito consistentemente elevado de eficiência computacional para estimativas do peso mV do veículo. Se estimativas têm probabilidade de serem de alta qualidade, pode ser decidido aqui com base em quão grande o torque M do motor é em relação ao torque de motor máximo Mmax ou quão grande é a força motriz FT em relação ao agregado da força de resistência do ar FA e da força de resistência à rodagem FR como descrito acima com relação à classificação de estimativas.

[0081] Alguém versado na técnica irá apreciar que o método para estimar o peso mV do veículo de acordo com a presente invenção pode também ser implementado em um programa de computador que quando executado em um computador faz com que o computador aplique o método. O programa de computador usualmente assume a forma de um produto programa de computador 103 (delineado na figura 1) armazenado em um meio de armazenagem digital e contido em um tal meio de produto legível por computador que compreende uma memória adequada, por exemplo, ROM (memória de leitura somente), PROM (memória programável de leitura somente), EPROM (PROM apagável), memória rápida (flash), EEPROM (PROM apagável eletricamente), uma unidade de disco rígido, etc.

[0082] A figura 1 delineia, de maneira esquemática, uma unidade de controle 100 que compreende uma unidade de cálculo 101 que pode, substancialmente, assumir a forma de qualquer tipo de processador ou microprocessador, por exemplo, um circuito para processamento de sinal digital (processador de sinal digital DSP), ou um circuito com uma função específica predeterminada (circuito integrado de aplicação específica ASIC). A unidade de cálculo 101 é conectada a uma unidade memória 102 que é situada na unidade de controle 100 e que fornece à unidade de cálculo, por exemplo, o código de programa armazenado e/ou dados armazenados que a unidade de cálculo precisa para possibilitá-la a fazer cálculos. A unidade de cálculo 101 também é adaptada para armazenar resultados parciais ou finais de cálculos na unidade de memória 102.

[0083] A unidade de controle 100 ainda é dotada de respectivos dispositivos 111, 112, 113, 114 para receber e enviar sinais de entrada e de saída. Estes sinais de entrada e de saída podem compreender formas de onda, pulsos, e outros atributos que os dispositivos de recebimento de sinal de entrada 111, 113 podem detectar como informação, e que podem ser convertidos para sinais processáveis por meio da unidade de cálculo 101. Estes sinais são daí em diante transportados para a unidade de cálculo 101. Os dispositivos de envio de sinal de saída 112, 114 são arranjados para converter sinais recebidos a partir da unidade de cálculo 101 para, por exemplo, modulando-os, criar sinais de saída que podem ser transportados para outras partes do sistema de controle do veículo, para sistemas para escolha de marcha para controles antecipados de viagem.

[0084] Cada uma das conexões aos respectivos dispositivos para receber e enviar sinais de entrada e de saída pode assumir a forma de um ou mais dentre um cabo, um barramento de dados, por exemplo, um barramento CAN (rede controladora de área), um barramento MOST (transporte de sistemas orientados de mídia) ou alguma outra configuração de barramento ou uma conexão sem fio.

[0085] Alguém versado na técnica irá apreciar que o computador anteriormente mencionado pode assumir a forma da unidade de cálculo 101 e que a memória anteriormente mencionada pode assumir a forma da unidade memória 102.

[0086] A presente invenção se relaciona também a um sistema para estimar o peso mV do veículo. Este sistema é adaptado para basear a estimativa em uma força motriz FT e pelo menos uma outra força e informação topográfica para uma seção relevante de estrada. O sistema de acordo com a presente invenção compreende dispositivo para comparar a força motriz FT e a pelo menos uma outra força. O sistema é ainda adaptado para fazer estimativas quando as pelo menos duas forças que atuam sobre o veículo, isto é, porção motiva FT e a pelo menos uma outra força são dominadas pela força motriz FT.

[0087] De acordo com uma modalidade da invenção, o dispositivo para fazer a comparação é adaptado para determinar que a força motriz FT é dominante se ela for consideravelmente maior do que a pelo menos uma outra força.

[0088] Utilizar o sistema de acordo com a invenção resulta, como descrito acima em relação ao método de acordo com a invenção, em estimativas que são menos influenciadas por fontes de erros uma vez que somente sendo feitas quando elas principalmente se envolvem em sinais que o sistema tem conhecimento que são de alta qualidade.

[0089] A figura 2 delineia dados a partir de um movimento onde a presente invenção foi utilizada para estimar o peso mV do veículo. A curva de fundo representa a força motriz FT, a curva média a velocidade do veículo v, e a curva de topo a estimativa do peso mV do veículo. Como pode ser visto, a estimativa varia entre 20.000 e 22.500 kg, durante grandes partes do movimento. O peso mV correto do veículo de teste durante o movimento era 21.200 kg. Aplicar a invenção resulta, assim, em boa estimativa do peso mV do veículo. Estimativas de acordo com a invenção são consideravelmente mais precisas do que de acordo com métodos precedentes conhecidos para estimar o peso mV do veículo.

[0090] Alguém versado na técnica irá também apreciar que o sistema acima pode ser modificado de acordo com as diversas modalidades do método de acordo com a invenção. A invenção é relativa também a um veículo motorizado, por exemplo, um caminhão ou ônibus, dotado de pelo menos um sistema para estimar o peso mV do veículo. A presente invenção não está restrita às modalidades da invenção descritas acima, mas é relativa e compreende todas as modalidades dentro do escopo de proteção das reivindicações independentes anexas.

Claims

1. Método para estimar um peso mv para um veículo, em que o dito método para estimar é com base em: informações acessadas a partir do veículo sobre pelo menos duas forças que atuam sobre o veículo que compreendem uma força motriz FT calculada a partir do torque de saída do motor e pelo menos uma outra força que compreende pelo menos uma dentre: - uma força FG relacionada à gravitação, - uma força FR relacionada à resistência a rodagem, e - uma força FA relacionada à resistência do ar, e - informação topográfica para uma seção relevante de uma estrada, em que o dito peso mv é estimado por um cálculo com base em: - o efeito de ditas pelo menos duas forças sobre dito veículo a partir de um ponto inicial to a um tempo final te durante um período to - te que tem um comprimento dentro de uma faixa de tempo permissível para uma estimativa para ser observada como confiável, que é mais longo do que um tempo permissível mais curto, porém mais curto do que um tempo permissível mais longo, em que o dito efeito de ditas pelo menos duas forças sobre dito veículo durante um período to - te é obtido por pelo menos um dentre os seguintes métodos de cálculo: - integração do efeito de ditas pelo menos duas forças durante dito período to - te, - soma do efeito de ditas pelo menos duas forças durante valores discretos que correspondem a dito período to - te, - integração do efeito de ditas pelo menos duas forças durante uma distância xo - xe que corresponde a dito período to - te, e - soma do efeito de ditas pelo menos duas forças sobre valores discretos para uma distância xo - xe que corresponde a dito período to - te, - uma mudança na velocidade de dito veículo durante dito período to - te, e - uma mudança na altitude de dito veículo durante dito período to - te, caracterizado pelo fato de o dito método para estimar é realizado quando ditas pelo menos duas forças são dominadas por dita força motriz FT, e em que o ponto inicial t0 é o ponto no tempo onde a condição que a força motriz FT é dominante em relação a outras forças é preenchida e em que o ponto final te se torna o ponto no tempo onde a condição não é mais preenchida, ou um tempo permissível mais longo para o período to - te é alcançado.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita força motriz FT ser dominante em relação à dita pelo menos uma outra força se o torque M extraído no momento de um motor para dito veículo exceder uma proporção predeterminada de um torque máximo MMax de dito motor.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de dita proporção predeterminada ser um valor ajustável que pode ser alterado de modo que dita estimativa é realizada em um número adequado de vezes por movimento.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de dita proporção predeterminada ser 90% de dito torque máximo Mmax.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dita força motriz FT ser dominante em relação à dita pelo menos uma outra força se dita força motriz FT for pelo menos um número predeterminado de vezes maior do que a pelo menos uma outra força.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de dito número predeterminado de vezes ser um valor ajustável que pode ser alterado de modo que dita estimativa seja realizada em um número adequado de vezes por movimento.

7. Método de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de dito número de vezes ser três.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de dito período to - te corresponder a uma distância XO - xe que é percorrida durante dito período t0 - te e que tem um comprimento dentro de uma faixa de distância permissível.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de dita mudança em altitude ser determinada com base em um gradiente α de uma seção relevante da estrada.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de dito gradiente α de estrada ser determinado com base em pelo menos uma das seguintes fontes: - informação de mapa topográfico em combinação com informação de posicionamento, e - um acelerômetro.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de dita mudança em altitude ser determinada com base em informação de altitude obtida a partir de informação de mapa topográfico em combinação com informação de posicionamento.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de dita mudança em altitude ser determinada com base em uma mudança em pressão atmosférica durante dito período predeterminado to - te.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de pelo menos duas estimativas separadas de dito peso mv serem utilizadas para determinar um peso médio mm.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de dita estimativa ser fornecida com uma classificação que indica quão confiável é a estimativa.

15. Suporte legível por computador caracterizado pelo fato de compreender instruções executáveis por computador para realizar o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

16. Sistema para estimar um peso mv para um veículo, em que dito sistema para estimar é adaptado para ter como base informações acessadas a partir do veículo sobre pelo menos duas forças que atuam sobre o veículo que compreendem uma força motriz FT calculada a partir do torque de saída do motor e pelo menos uma outra força que compreende pelo menos uma dentre: - uma força FG relacionada à gravitação, - uma força FR relacionada à resistência a rodagem, e - uma força FA relacionada à resistência do ar, e - informação topográfica para uma seção relevante de uma estrada, em que o dito sistema é adaptado para estimar o peso do veículo mv por um cálculo com base em: - o efeito de ditas pelo menos duas forças sobre dito veículo de um ponto inicial to a um tempo final te durante um período to - te que tem um comprimento dentro de uma faixa de tempo permissível para uma estimativa para ser observada como confiável, que é mais longo do que um tempo permissível mais curto, porém mais curto do que um tempo permissível mais longo, em que o dito efeito de ditas pelo menos duas forças sobre dito veículo durante um período to - te é obtido por pelo menos um dentre os seguintes métodos de cálculo: - integração do efeito de ditas pelo menos duas forças durante dito período to - te, - soma do efeito de ditas pelo menos duas forças durante valores discretos que correspondem a dito período to - te, - integração do efeito de ditas pelo menos duas forças durante uma distância xo - xe que corresponde a dito período to - te, e - soma do efeito de ditas pelo menos duas forças sobre valores discretos para uma distância xo - xe que corresponde a dito período to - te, - uma mudança na velocidade de dito veículo durante dito período to - te, e - uma mudança na altitude de dito veículo durante dito período to - te, caracterizado pelo fato de o dito sistema compreende dispositivo para comparação de dita força motriz FT e dita pelo menos uma outra força, e em que a estimativa é adaptada para ser realizada quando ditas pelo menos duas forças são dominadas pela dita força motriz FT e em que o ponto inicial to é o ponto no tempo onde a condição que a força motriz FT é dominante em relação a outras forças é preenchida e em que o ponto final te se torna o ponto no tempo onde a condição não é mais preenchida, ou um tempo permissível mais longo para o período to - te é alcançado.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de dito dispositivo para comparação ser adaptado para determinar que dita força motriz FT domina as pelo menos duas forças se ela for consideravelmente maior do que dita pelo menos uma outra força.