BR112016012585B1

BR112016012585B1 - Método e sistema para estimar uma autonomia para um veículo e veículo

Info

Publication number: BR112016012585B1
Application number: BR112016012585-1A
Authority: BR
Inventors: Dan Cedfors
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2021-06-01
Also published as: US10112478B2; KR101858197B1; EP3077770A1; KR20160095095A; WO2015084234A1; US20160375763A1; SE1351446A1; SE537965C2; EP3077770A4; EP3077770B1

Abstract

método e sistema para determinar uma autonomia par a um veículo. a presente invenção diz respeito a um método para estimar uma autonomia para um veículo (100), em que o dito veículo (100) compreende um motor de combustão (101) e um sistema de suprimento de combustível associado com o dito motor de combustão (101), em que o veículo (100) também compreende um primeiro tanque principal (215a) para receber combustível, e uma primeira bomba de combustível (212) para transferência de combustível do dito primeiro tanque principal (215a) para o dito sistema de suprimento de combustível. o método compreende: - com base em dados relacionados à estrada à frente do veículo (100) e uma primeira medida do combustível residual no dito primeiro tanque principal (215a), estimar uma autonomia para o dito veículo (100).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a um método para determinar uma autonomia (“range”) para um veículo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção também diz respeito a um sistema e um veículo, bem como um programa de computador e um produto programa de computador, que implementam o método de acordo com a invenção.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção diz respeito a sistemas de combustível em veículos e, em particular, veículos pesados de mercadorias tais como caminhões, ônibus e máquinas operatrizes. Esses tipos de veículos são com frequência relativamente pesados e frequentemente também deslocam por grandes distâncias. No geral, isto implica em uma exigência de que os veículos sejam equipados com tanques de combustível relativamente grandes. Por exemplo, tais veículos podem ser equipados com um tanque de combustível com um volume na faixa de 500-1.000 litros, onde tal volume pode também ser dividido em dois tanques de combustível arranjados no veículo.

[0003] Os tanques de combustível dessa maneira consistem em volumes relativamente grandes, que significa que, quando o nível de combustível diminui, o combustível residual movimenta dentro do tanque de combustível, dependendo dos movimentos do veículo. Transferência de combustível do tanque de combustível para o motor de combustão do veículo é normalmente realizada com o uso de uma blindagem submersa no tanque de combustível, com uma entrada pela qual o combustível é succionado com a ajuda de uma bomba. A fim de que o combustível seja succionado com a dita bomba, entretanto, a entrada da blindagem tem que ser envolva pelo combustível, não ar.

[0004] A fim de assegurar que este é o caso, por exemplo, durante direção do veículo em uma inclinação para cima e/ou para baixo, normalmente um mínimo volume restante exigido é aplicado, no qual reabastecimento de combustível é necessário a fim de evitar o risco de que combustível, a menores volumes, se acumule no tanque de combustível de uma maneira tal que o combustível não mais envolva a entrada da blindagem, por exemplo, por causa da inclinação. Se a bomba de combustível começar a puxar ar, a consequência é que o suprimento de combustível para a câmara de combustão do motor de combustão é interrompido, que, por sua vez, leva a motor a parar.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Um objetivo da presente invenção é prover um método para estimar uma autonomia para um veículo. Este objetivo é alcançado com um método de acordo com a reivindicação 1.

[0006] A presente invenção diz respeito a um método para estimar uma autonomia para um veículo, em que o dito veículo compreende um motor de combustão e um sistema de suprimento de combustível associado com o dito motor de combustão, por exemplo, um sistema de injeção, em que o veículo também compreende um primeiro tanque principal para receber combustível, e uma primeira bomba de combustível para transferência de combustível do dito primeiro tanque principal para o dito sistema de suprimento de combustível. O método compreende: - estimar uma autonomia para o dito veículo com base em dados relacionados à estrada à frente do veículo e uma primeira medida do combustível residual no dito primeiro tanque principal.

[0007] De acordo com o exposto, a menores volumes e durante certas condições de direção, pode haver um risco de o combustível no tanque de combustível não envolver a entrada da blindagem, com um risco de parada em decorrência disto, e, por este motivo, um mínimo volume restante no tanque de combustível, no qual deve-se abastecer combustível novamente a fim de evitar o risco de parada, é frequentemente aplicado. Este volume restante necessário pode ser muito grande, e pode, por exemplo, ser na faixa de 20% do total volume do tanque de combustível. Isto significa que veículos com grandes tanques de combustível são constantemente sobrecarregados por um grande volume extra e, portanto, peso, que, na prática, pode ser usado somente muito raramente, ou nunca. Este grande volume residual pode também ter um impacto psicologicamente negativo em um motorista que é alertado para reabastecer, mesmo que centenas de litros de combustível possam ainda existir em um ou mais tanques de gasolina do veículo.

[0008] A presente invenção fornece um método para reduzir tais problemas. De acordo com a invenção, dados relacionados à superfície de base do veículo são usados, tais como a estrada à frente do veículo, por exemplo, a inclinação da estrada para uma seção de estrada à frente, junto com uma medida da quantidade de combustível residual em um ou diversos tanques de combustível do veículo a fim de estimar uma autonomia para o veículo, isto é, uma distância que o veículo pode deslocar antes de ser forçado a reabastecer a fim de evitar o risco de parada, por exemplo, por causa da inclinação da estrada.

[0009] Isto significa que a reserva de combustível necessária pode ser controlada com base nos ditos dados relacionados à estrada à frente do veículo, por meio do que a reserva de combustível pode ser feita menor quando se espera que as condições para poder extrair combustível do dito primeiro tanque principal sejam boas, enquanto, ao contrário, uma maior reserva pode ser necessária quando se espera que as condições sejam menos favoráveis.

[0010] De acordo com uma modalidade, um tanque de transferência é aplicado, que é arranjado entre o dito sistema de suprimento de combustível e o dito primeiro tanque principal, também denominado um "tanque de coleta", mas referido a seguir como um tanque de transferência, em que o método compreende suprir combustível no dito tanque de transferência a partir do dito primeiro tanque principal antes da transferência para o dito sistema de suprimento de combustível, e em que o dito tanque de transferência constitui um menor tanque, comparado com o dito primeiro tanque de combustível. O volume do tanque de transferência pode, por exemplo, constituir um volume na faixa de 1-10% ou 1-5% do dito volume total do tanque principal.

[0011] O tanque de transferência é portanto significativamente menor que o tanque principal, o que significa que é também menos sensível aos movimentos do combustível dentro do tanque, causados pelos movimentos e gradientes da estrada. Quando o tanque de transferência é cheio, ele portanto age como um amortecedor em momentos quando combustível não pode ser succionado do tanque principal, pelo que combustível pode ser transferido do tanque de transferência para o sistema de suprimento de combustível também quando combustível no dito primeiro tanque principal existir, e por meio do que o tanque de transferência pode ser reabastecido quando as condições assim permitirem e o combustível do tanque principal estiver disponível novamente. Uma solução assim permite que uma fração ainda maior do combustível do tanque principal pode ser usada antes que seja necessário reabastecimento. Transferência para o dito tanque de transferência é vantajosamente realizada por uma bomba de combustível acionada com um motor elétrico, por meio do que tal bomba de combustível pode ser controlada com base no acesso de combustível a ser succionado.

[0012] Além disso, a dita primeira medida de combustível residual no dito primeiro tanque principal pode, pelo menos parcialmente, ser estimada com base em uma taxa na qual o dito tanque de transferência é cheio com combustível do dito primeiro tanque principal, por meio do que o tempo de enchimento será maior quando a quantidade de combustível no tanque principal for menor, e uma maior fração de ar é succionada pela bomba de combustível. A medida pode também ser estimada pelo menos parcialmente com base no valor de uma corrente de acionamento para um motor elétrico, que opera a dita primeira bomba de combustível. Similarmente, a medida pode também ser baseada pelo menos parcialmente em uma boia arranjada no dito primeiro tanque principal. A taxa de enchimento e corrente de acionamento podem, entretanto, muitas vezes, fornecer uma estimativa significativamente mais precisa da quantidade restante de combustível comparado com o uso de uma boia, que também significa que uma maior fração do combustível pode ser usada sem o risco de uma estimativa incorreta da quantidade restante de combustível.

[0013] Características adicionais da presente invenção e vantagens da mesma serão descritos na descrição detalhada de modalidades exemplificativas apresentadas a seguir e nos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] Fig. 1A mostra um trem de potência em um veículo, no qual a presente invenção pode vantajosamente ser usada.

[0015] Fig. 1B mostra um dispositivo de controle em um sistema de controle de veículo.

[0016] Fig. 2 mostra esquematicamente um sistema de combustível, no qual a presente invenção pode ser aplicada.

[0017] Fig. 3 mostra esquematicamente um método exemplificativo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

[0018] Fig. 1A mostra esquematicamente uma linha de acionamento em um veículo 100, de acordo com uma modalidade da presente invenção. O veículo 100, mostrado esquematicamente na Fig. 1A, compreende uma linha de acionamento com um motor de combustão 101, que, de uma maneira usual, por meio de um eixo de saída no motor de combustão 101, normalmente por meio de um volante 102, é conectado em uma caixa de marcha 103 por meio de uma embreagem 106. O motor de combustão 101 é controlado pelo sistema de controle 100 do veículo por meio de um dispositivo de controle do motor 115. Similarmente, no presente exemplo, a embreagem 106 e a caixa de marcha são controladas por um dispositivo de controle 116.

[0019] Adicionalmente, um eixo de saída 107 da caixa de marcha 103 aciona as rodas de acionamento 113, 114 por meio de uma engrenagem final 108, por exemplo, um diferencial usual, e os eixos de acionamento 104, 105 conectados na dita engrenagem final 108. Fig. 1A assim mostra um trem de potência de um tipo específico, mas a invenção é aplicável a todos os tipos de trens de potência, e também a todos os tipos de veículos, desde que esses sejam acionados por um motor de combustão.

[0020] O veículo exibido também compreende um sistema de combustível, em que a Fig. 1A mostra dois tanques de combustível 215A, 215B dos quais combustível é suprido a um sistema de suprimento de combustível arranjado no motor de combustão 101, no presente exemplo, um sistema de injeção 204. As funções do sistema de combustível são controladas por um dispositivo de controle 230. Detalhes adicionais no sistema de combustível exemplificado são exibidos na Fig. 2, e são descritos a seguir.

[0021] De acordo com a presente invenção, uma autonomia é estimada para o veículo, com base em uma medida do combustível residual e informação a respeito da estrada à frente do veículo. O método de acordo com a invenção pode ser arranjado para ser realizado por algum dispositivo de controle aplicável no sistema de controle do veículo, e pode, por exemplo, ser arranjado para ser realizado pelo dispositivo de controle 230 ou um outro dispositivo de controle aplicável que ocorre no veículo, tal como o dispositivo de controle do motor 115. O dispositivo de controle pode assim consistir em qualquer dispositivo de controle adequado no sistema de controle do veículo. A invenção pode também ser implementada em um dispositivo de controle dedicado à presente invenção.

[0022] No geral, tais sistemas de controle consistem em um sistema de enlace de comunicações, consistindo em um ou diversos barramentos de comunicação para conectar diversos dispositivos de controle eletrônicos (ECUs), ou controladores, e diferentes componentes arranjados no veículo 100. Um sistema de controle como este pode assim compreender um grande número de dispositivos de controle, e a responsabilidade para uma função específica pode ser distribuída entre mais de um dispositivo de controle. Por questão de simplicidade, na Fig. 1A somente um número muito limitado de dispositivos de controle é exibido.

[0023] A função do dispositivo de controle 230 (ou o(s) dispositivo(s) de controle(s) no(s) qual(s) a presente invenção é implementada), de acordo com a presente invenção, pode, por exemplo, depender de sinais de diferentes sensores, onde exemplos de tais sensores são descritos a seguir em relação à Fig. 2. Além disso, a função de acordo com a invenção pode depender de sinais da bomba de combustível ou bombas que lidam com a transferência de combustível do tanque de combustível para o sistema de injeção, como descrito a seguir. O controle pode também depender de sinais de um ou diversos outros dispositivos de controle, tais como dados relativos ao caminho do veículo à frente do veículo, recebidos do dispositivo de controle 117.

[0024] Além disso, o controle é frequentemente realizado por instruções programadas. Essas instruções programadas tipicamente consistem em um programa de computador, que, quando é executado no dispositivo de controle, faz com que o dispositivo de controle realize a ação de controle desejada, tais como as etapas do método de acordo com a presente invenção.

[0025] O programa de computador é normalmente uma parte de um produto programa de computador, onde o produto programa de computador compreende um meio de armazenamento aplicável 121 (vide Fig. 1B), com o programa de computador armazenado no dito meio de armazenamento 121. O dito meio de armazenamento digital 121 pode, por exemplo, consistir em qualquer um do grupo seguinte: ROM (Memória Somente de Leitura), PROM (Memória Somente de Leitura Programável), EPROM (PROM Apagável), Flash, EEPROM (PROM Eletricamente Apagável), uma unidade de disco rígido, etc., e pode ser configurada em ou em combinação com o dispositivo de controle, onde o programa de computador é executado pelo dispositivo de controle. Alterando as instruções do programa de computador, o comportamento do veículo pode assim ser ajustado em uma situação específica.

[0026] Um dispositivo de controle exemplificativo (o dispositivo de controle 230) é exibido esquematicamente na Fig. 1B, e o dispositivo de controle, por sua vez, pode compreender uma unidade de cálculo 120, que pode consistir, por exemplo, em um tipo adequado de processador ou microcomputador, 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 120 é conectada em uma unidade de memória 121, que provê a unidade de cálculo 120, por exemplo, com o código de programa armazenado e/ou os dados armazenados que a unidade de cálculo 120 precisa a fim de poder realizar cálculos, por exemplo, para determinar se um código de erro tiver que ser ativado. A unidade de cálculo 120 é também configurada para armazenar resultados de cálculos interinos ou finais na unidade de memória 121.

[0027] Adicionalmente, o dispositivo de controle é equipado com dispositivos 122, 123, 124, 125 para recepção e transmissão de sinais de entrada e saída. Esses sinais de entrada e saída podem conter formas de onda, pulsos ou outros atributos que, pelos dispositivos 122, 125 para a recepção de sinais de entrada, podem ser detectados como informação para processamento pela unidade de cálculo 120. Os dispositivos 123, 124 para enviar sinais de saída são arranjados para converter o resultado do cálculo da unidade de cálculo 120 em sinais de saída para transferência para outras partes do sistema de controle e/ou o(s) componente(s) do veículo para os quais os sinais são destinados. Cada qual das conexões nos dispositivos para recepção e transmissão de sinais de entrada e saída pode consistir em um ou diversos dos seguintes: um cabo; um barramento de dados, tal como um barramento CAN (Controlador de Rede de Área), um barramento MOST (Transporte de Sistemas Orientados para o Meio), ou qualquer outra configuração de barramento; ou de uma conexão sem fio.

[0028] Um método exemplificativo de acordo com a invenção é exibido na Fig. 3, e a invenção será exemplificada com relação ao sistema de combustível exibido na Fig. 2. A presente invenção é aplicável para todos os tipos de sistemas de combustível, tal como um sistema convencional com um tanque de combustível e uma bomba de combustível que transfere combustível para o motor de combustão, em que a bomba de combustível é normalmente acionada pelo motor de combustão e é assim, em operação, quando o motor de combustão está em operação. A invenção é particularmente aplicável, entretanto, para sistemas de combustível do tipo exibido na Fig. 2, e as versões do sistema combustível, que são descritos com relação à Fig. 2.

[0029] De volta ao método 300, este começa na etapa 301, onde é determinado se a autonomia do veículo tem que ser estimada, isto é, a que distância que se espera que o veículo possa ser dirigido antes de ser necessário reabastecimento. O método continua na etapa 301, desde que uma estimativa como esta não tenha que ser realizada. Quando a estimativa tem que ser realizada, o método continua na etapa 302. De acordo com uma modalidade, o veículo pode ser arranjado para estimar continuamente a autonomia, isto é, o critério para transição da etapa 301 para a etapa 302 pode ser sempre considerado satisfeito.

[0030] De acordo com uma modalidade, a transição da etapa 301 para a etapa 302 pode ser arranjada para ocorrer, por exemplo, quando uma medida da quantidade de combustível residual do veículo cair abaixo de um certo nível, que pode ser, por exemplo, determinado pelo menos parcialmente com o uso de uma boia arranjada no tanque principal, ou com o uso de dados da bomba de combustível como descrito a seguir. A transição pode também ser baseada em uma quantidade de combustível residual esperada cair abaixo de uma certa quantidade de combustível aplicável, onde a quantidade de combustível residual esperada pode, por exemplo, ser estimada com base na distância dirigida e no consumo de combustível estimado.

[0031] Em geral, em relação a sistemas de combustível, em muitos veículos atuais, uma bomba de combustível, arranjada com relação ao motor de combustão, é usada para extrair combustível, em que a bomba de combustível é mecanicamente conectada no motor de combustão e operada pelo eixo de acionamento do motor de combustão. Esta solução implica que a bomba de combustível tem que poder bombear uma quantidade relativamente grande de combustível já a uma baixa velocidade de rotação, isto é, uma menor velocidade de rotação que a velocidade do motor do motor de combustão em marcha lenta, a fim de poder bombear uma quantidade suficiente de combustível para o motor de combustão quando o motor de partida estiver funcionando, a fim de permitir que o motor de combustão definitivamente funcione. Isto, por sua vez, significa que a bomba de combustível, durante direção, será superdimensionada e assim estará bombeando continuamente uma grande quantidade de combustível, que tem que ser então desviada e retornada para o tanque de combustível. Este excesso de bombeamento obviamente leva a perdas indesejadas.

[0032] No sistema exibido na Fig. 2, dois tanques principais são usados, 215A, 215B, cada um dos quais contém uma quantidade relativamente grande de combustível, por exemplo, uma quantidade de combustível na faixa de 300-1.000 litros. O uso de diversos tanques pode tornar possível obter uma maior capacidade de combustível geral, do que pode de outra forma ser possível com o uso de um único tanque, uma vez que pode haver uma escassez de maiores espaços conectados em veículos, e em cujo caso pode assim ser difícil encontra um possível espaço para um único tanque do tamanho desejado.

[0033] Os dois tanques principais 215A, 215B são conectados entre si por meio de uma passagem 216 na seção inferior dos tanques 215A, 215B, de forma que combustível pode escoar de um tanque para o outro.

[0034] Similarmente, os tanques são conectados entre si na borda superior, por meio de um filtro de ar de exaustão 214.

[0035] Combustível é extraído do tanque principal 215A, para o qual o combustível no tanque principal 215B também escoa, por meio de uma blindagem de combustível 213. A entrada 213A da blindagem de combustível 213 é preferivelmente arranjada abaixo no tanque, isto é, próxima do fundo do tanque, para facilitar a extração de um máximo volume possível. Uma certa distância do fundo do tanque pode ser vantajosa, por exemplo, com o objetivo de evitar extração de cascalho, sujeira e outros objetos que podem ter entrado no tanque. O nível de combustível no tanque pode ser determinado com o uso de um sensor de nível 217. O combustível é extraído por uma bomba de combustível 212, e o combustível extraído pela bomba 212 é bombeado, no presente exemplo, por meio de um pré- filtro 211 para separação de água de uma maneira convencional, para um tanque significativamente menor 209, que assim constitui um tanque intermediário, a seguir referido como um tanque de transferência. O tamanho do tanque de transferência 209 pode, por exemplo, ser na faixa de 15-50 litros, ou ter um tamanho, que, em relação ao volume total do tanque principal, constitui um volume na faixa de 1-10% ou 1-5% do volume total do tanque principal. Além disso, a geometria do tanque de transferência é preferivelmente de maneira tal que ele tenha uma altura superior, ou preferivelmente significativamente superior à largura e a profundidade. O tanque de transferência é assim preferivelmente relativamente alto e relativamente estreito a fim de reduzir, ao máximo possível, o impacto negativo de agitação no fluido(“sloshing”).

[0036] A bomba 212 para transferência de combustível dos tanques principais 215A, 215B para o tanque de transferência 209 pode, vantajosamente, ser arranjada dentro do tanque de transferência 209, que está indicado com linhas tracejadas na Fig. 2. A bomba de combustível 212 neste caso não consiste em uma bomba de combustível acionada pelo motor de combustão 101, mas em uma bomba de combustível acionada por um motor elétrico 222, como descrito a seguir. De acordo com a modalidade exibida, uma segunda bomba de combustível 210 é também usada, que é usada para transferência de combustível do tanque de transferência 209 para o sistema de injeção do motor de combustão 101. A bomba de combustível 210 pode também ser acionada por um motor elétrico 221 e ser arranjada no tanque de transferência 209, bem como o filtro de combustível 211. Arranjando as bombas de combustível, bem como os respectivos motores elétricos 221, 222 para controle das bombas de combustível, no tanque de transferência 209, o combustível pode ser usado para resfriamento de componentes, enquanto, ao contrário, o combustível pode ser aquecido pelo excesso de calor dos motores elétricos/bombas de combustível. As respectivas bombas de combustível, bem como o filtro de combustível 211, podem, alternativamente, ser arranjados fora dos tanques de combustível.

[0037] No presente exemplo, o combustível é então levado do tanque de transferência 209, por meio de um conduto 218 e de um segundo filtro de combustível 207, para um sistema de injeção, onde uma bomba de alta pressão (ou um outro dispositivo mecânico de aumento de pressão, tal como, por exemplo, uma unidade injetora) 204 pressuriza o combustível a uma pressão muito alta, cujo combustível é suprido a um sistema injetor de combustível a alta pressão 201 para suprimento na câmara de combustão do motor de combustão por meio dos respectivos injetores 202.

[0038] O sistema de injeção exibido na Fig. 2 assim consiste em um assim chamado sistema injetor de combustível a alta pressão, que também implica que todos os injetores (e portanto, câmaras de combustão) são supridos pelo sistema injetor de combustível a alta pressão 201 (Sistema injetor de combustível a alta pressão). A pressão no sistema injetor de combustível a alta pressão 201 pode ser controlada com o uso de uma válvula 203. Em relação aos filtros de combustível, sua função não é descrita aqui, uma vez que tal função é normalmente conhecida.

[0039] Excesso de combustível da bomba de alta pressão 204 pode ser retornado para tanque de transferência 209 (de acordo com o presente exemplo), alternativamente aos tanques principais 215A, 215B (indicados com uma linha tracejada 225), por meio de um conduto 219, 224. Também, excesso de combustível dos injetores 202 e/ou dos injetores de combustível de alta pressão 201 pode ser retornado de uma maneira similar de um conduto de excesso 220, 224. O combustível retornado pode também consistir em combustível de lubrificação para a bomba de alta pressão 204 e os injetores 202, etc. O combustível retornado é normalmente aquecido, por meio do que tal calor em excesso pode ser usado para aquecer combustível pelo retorno para um tanque de combustível aplicável, como anteriormente descrito.

[0040] No sistema exibido, duas bombas de combustível 210, 212 são assim exibidas, para transferência de combustível do tanque principal para um tanque de injeção. A solução exibida tem a vantagem de que, com o uso do tanque de transferência significativamente menor supradescrito, que é assim também significativamente menos sensível a agitação no fluido de combustível e o gradiente do veículo, junto com o uso do duas bombas 210, 212, a autonomia pode ser estendida ainda mais, comparado com quando a invenção é usada em um sistema de combustível convencional. Por exemplo, a bomba 212 pode bombear combustível dos tanques principais 215A, 215B para o tanque de transferência 209 quando o gradiente do veículo 100 for de maneira tal que esta transferência de combustível seja possível, ao passo que, em situações quando tal transferência não é possível, o combustível no tanque de transferência 209 é usado como um amortecedor, até que o combustível possa ser transferido do tanque principal novamente. Com o use desta solução, a utilização do combustível nos tanques principais pode assim ser intensificada ainda mais.

[0041] Além disso, as bombas de combustível 210, 212 exibidas, vantajosamente e de acordo com o presente exemplo, constituem bombas de combustível eletricamente controladas, isto é, as bombas 210, 212 são controladas, como anteriormente descrito, por cada qual de seus respectivos motores elétricos 221, 222. A invenção de acordo com o presente exemplo usa a inteligência de pelo menos uma dessas bombas em combinação com informação a respeito da estrada à frente do veículo, a fim de assim poder determinar a autonomia do veículo com maior precisão.

[0042] De volta para o método exibido na Fig. 3, dados relativos à estrada à frente do veículo são obtidos na etapa 302. O dispositivo de controle 230 pode ser arranjado para receber continuamente dados relacionados à estrada à frente do veículo do dispositivo de controle que lida com tal informação. Tal informação pode, por exemplo, consistir em dados de mapa junto com dados de posicionamento, alternativamente outras descrições aplicáveis das condições de estrada à frente do veículo. Por exemplo, está se tornando cada vez mais comum para veículos compreenderem uma assim chamada função Olhe à frente (LA), que controla diferentes funções veiculares com base na aparência da estrada à frente do veículo. Por exemplo, com o objetivo de economizar combustível, uma função de controle de cruzeiro pode permitir que um veículo reduza a velocidade à frente do cume de uma colina, se for previsto que o veículo em uma inclinação subsequente acelere até uma velocidade desejada. Esta função olhar à frente, ou uma função similar, pode assim ser usada para prover o dispositivo de controle 230 com informação a respeito da aparência da estrada à frente do veículo. Por exemplo, tais controles de cruzeiro podem simular como o veículo comportará quando ele desloca ao longo de uma seção de estrada futura, que pode também ser usada na estimativa da autonomia de acordo com a presente invenção. No presente exemplo, esta funcionalidade é provida por um dispositivo de controle 117 (Fig. 1A).

[0043] Na etapa 302, dados são assim obtidos relacionados à estrada à frente do veículo para alguma seção de estrada aplicável. Por exemplo, dados relacionados à estrada à frente do veículo podem ser obtidos até um posto de combustível futuro, ou por uma distância correspondente, ou aproximadamente correspondente à autonomia restante para o veículo. Na etapa 303, dados relacionados ao sistema de combustível são então obtidos, em que tais dados podem compreender o nível do sensor de nível 217, bem como informação de um sensor de nível 223 arranjado no tanque de transferência 209. Além disso, dados relacionados em particular ao controle da bomba 212 podem ser obtidos, onde tais dados podem, por exemplo, consistir no valor da corrente com a qual o motor elétrico 222 aciona a bomba 212.

[0044] Se a bomba 212 bombear ar, ou combustível com uma grande quantidade de ar, a bomba 212 realizará uma menor quantidade de trabalho, comparado com o bombeamento de combustível puro, com uma menor carga do motor elétrico, e com um menor consumo de energia como resultado. Ao contrário, o consumo de energia será maior quando combustível substancialmente sem ar for bombeado. Esta corrente pode assim prover uma boa indicação do nível de combustível no tanque principal 215A (e, portanto, também no tanque 215B), uma vez que pode ser detectado quando a bomba 212 começar extrair ar.

[0045] Em substituição, ou adicionalmente ao uso de consumo de energia, o tempo de enchimento para enchimento do tanque de transferência pode ser usado, isto é, quanto tempo levará para encher o tanque de transferência com a ajuda da bomba 212. Isto pode ser determinado, por exemplo, com o uso do sensor de nível 223. Quando a bomba 212 começa extrair uma mistura de ar e combustível, levará mais tempo para o tanque de transferência ser cheio. Mudanças no tempo de enchimento podem assim ser usadas como um parâmetro na determinação da quantidade de combustível realmente restante nos tanques principais.

[0046] Tal informação pode também ser combinada com informação a respeito do gradiente prevalecente do veículo, e valores tabelados podem também ser usados, onde, por exemplo, parâmetros podem ser calibrados de antemão, por exemplo, na fabricação, em que uma estimativa muito boa do nível atual de combustível pode ser feita, por exemplo, com o uso da tabela, determinando a quantidade de combustível com base no gradiente prevalecente ou em outras condições de direção tal como aceleração, e tempo de enchimento e/ou consumo de energia. Alternativamente, um algoritmo aplicável pode ser usado, onde parâmetros no algoritmo podem ser determinados empiricamente.

[0047] Na etapa 304, uma autonomia para o veículo é então estimada com base nos dados acima, onde, com o uso do conhecimento a respeito da estrada à frente do veículo, pode ser estimado se o combustível residual será acessível para bombeamento para o tanque de transferência e, consequentemente, para o sistema de injeção. Dessa maneira, uma autonomia pode também ser estimada, onde possível utilização do combustível disponível dependerá das variações da estrada à frente do veículo, onde pode ser estimado se será possível encher o tanque de transferência de forma suficiente frequentemente para evitar o risco de que ele fique vazio, com decorrente parada do motor.

[0048] Desde que o tanque de transferência possa ser cheio até um tanto suficiente, por exemplo, em virtude de a estrada à frente do veículo ter seções retas com velocidade uniforme esperada, e com intervalos aplicáveis, de forma que o veículo pode passar pelas seções de estrada onde nenhum em enchimento ou somente enchimento limitado do tanque de transferência pode ser realizado, o veículo pode ser conduzido sem precisar reabastecimento. A autonomia estimada pode então, por exemplo, ser usada a fim de, em um ponto de tempo aplicável, indicar ao motorista que é necessário reabastecimento, e o motorista pode também ser informado a respeito de onde o reabastecimento deve ser feito por último, ou pode ser usado a fim de indicar que o veículo deve parar para evitar problema em um ponto indesejado.

[0049] Além disso, se for determinado, por exemplo, que a autonomia será limitada por causa das condições desfavoráveis, por exemplo, na forma do gradiente da estrada e/ou condições de agitação no fluido desfavoráveis esperadas, pode ser também determinado se a autonomia estimada é suficiente para o veículo poder chegar no posto de combustível esperado ou seguinte possível para reabastecimento. Dessa maneira, pode também ser determinado se o veículo deve retornar para um posto de combustível, ou se o veículo deve parar antes de o combustível esgotar completamente, por exemplo, para facilitar a parada em uma superfície plana, em vez de uma inclinação morro acima ou morro abaixo. O método pode então ser completado na etapa 305 ou, alternativamente, voltar para a etapa 301 para uma nova determinação.

[0050] No geral, a presente invenção assim fornece um método, que favorece para que uma maior parte do combustível no tanque principal seja usada, sem risco de parada indesejada. A invenção permite diferentes extrações dimensionadas de combustível do tanque principal, dependendo da aparência da estrada à frente do veículo. Quando o veículo estiver deslocando principalmente ao longo de uma estrada plana, maiores extrações podem ser permitidas, enquanto, em uma base mais uniforme, pode implicar que é necessária uma maior reserva. A reserva de combustível pode assim variar de acordo com a presente invenção.

[0051] Adicionalmente, o uso de bombas eletricamente controladas tem a vantagem de eliminar o risco de cavitação indesejada. Se uma bomba de combustível do tipo convencional for usada, isto é, uma bomba de combustível que é acionada pelo eixo de saída do motor de combustão, isto começará cavitar se ela começar puxar ar, em decorrência do que a bomba não pode extrair combustível novamente sem primeiro ser interrompida, que assim também significa que o veículo tem que ser parado antes que o suprimento combustível possa ser retomado.

[0052] De acordo com o presente exemplo, por exemplo, a corrente de controle para o motor elétrico 222 pode ser usada para detectar se a bomba de combustível 212 começa puxar ar e assim começa cavitar, por meio do que a bomba de combustível, através do motor elétrico, pode ser controlada de acordo com a necessidade, e também ser parada para ser reiniciada. A bomba de combustível 212 pode também ser rotacionada a diferentes velocidades do motor para favorecer diferentes fluxos.

[0053] A bomba de combustível 212 pode assim ser iniciada e parada de acordo com a necessidade, para favorecer períodos onde combustível não é transferido para o tanque de transferência, por meio do que o tanque de transferência pode então ser cheio novamente quando condições de direção mais favoráveis prevalecerem e combustível ficar disponível novamente para a bomba de combustível 212. Em combinação com dados relacionados à estrada à frente do veículo, uma estimativa muito boa da autonomia do veículo pode assim ser feita, em que dados relacionados à estrada à frente do veículo são também usados para estimar o consumo de combustível esperado, e assim o gasto de combustível esperado para futuras seções de estrada.

[0054] Como anteriormente mencionado, a presente invenção não está limitada, entretanto, aos sistemas de combustível com bombas de combustível eletricamente acionadas, ou aos sistemas com um tanque de transferência, mesmo se esses recursos fornecerem possibilidades adicionais. A invenção é assim aplicável em sistemas de combustível convencionais, onde principalmente a reserva de combustível necessária pode ser controlada, com base em dados relacionados à estrada à frente do veículo.

[0055] Outras modalidades do método e do sistema de acordo com a invenção são disponíveis nas reivindicações anexas. Também deve-se notar que o sistema pode ser modificado de acordo com várias modalidades do método de acordo com a invenção (e vice-versa) e que a presente invenção não está de maneira nenhuma limitada às modalidades apresentadas do método de acordo com a invenção, mas diz respeito e compreende todas modalidades dentro do escopo das reivindicações independentes anexas.

Claims

1. Método para estimar uma autonomia para um veículo (100), em que o dito veículo (100) compreende um motor de combustão (101) e um sistema de suprimento de combustível associado com o dito motor de combustão (101), em que o veículo (100) também compreende um primeiro tanque principal (215A) para receber combustível, e uma primeira bomba de combustível (212) para transferência de combustível do dito primeiro tanque principal (215A) para o dito sistema de suprimento de combustível, em que o método compreende:- com base em dados relacionados à estrada à frente do veículo (100) e uma primeira medida do combustível residual no dito primeiro tanque principal (215A), estimar uma autonomia para o dito veículo (100),o dito método caracterizado pelo fato de que também compreende:- com base nos ditos dados relacionados à estrada à frente do veículo (100), controlar uma reserva de combustível necessária.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita primeira bomba de combustível consiste em uma bomba de combustível (212) acionada por um motor elétrico.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito veículo (100) também compreende um tanque de transferência (209), arranjado entre o dito sistema de suprimento de combustível e o dito primeiro tanque principal (215A), em que o método compreende suprir combustível do dito primeiro tanque principal (215A) ao dito tanque de transferência (209) antes da transferência para o dito sistema de suprimento de combustível, e em que o dito tanque de transferência (209) constitui um tanque menor comparado com o dito primeiro tanque principal (209A).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito tanque de transferência (209) consiste em um tanque com uma altura, que consiste em uma altura maior comparada com a largura e a profundidade.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o tamanho do tanque de transferência (209) está na faixa de 15-50 litros, ou de um tamanho que, em relação ao volume total de um ou diversos tanques principais (215A, 215B), constitua um volume na faixa de 1-10% ou 1-5% do volume total dos ditos tanques principais (215A, 215B).

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que combustível é suprido ao dito sistema de suprimento de combustível pelo dito tanque de transferência (209) por meio de uma segunda bomba de combustível (210).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a dita segunda bomba de combustível consiste em uma bomba de combustível eletricamente acionada (210).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:- estimar a dita primeira medida de combustível residual no dito primeiro tanque principal (215A), pelo menos parcialmente com base em uma taxa na qual o dito tanque de transferência (209) é cheio com combustível do dito primeiro tanque principal (215A).

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizado pelo fato de que também compreende estimar a dita autonomia, pelo menos parcialmente com base nas possibilidades esperadas de enchimento do dito tanque de transferência (209).

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:- estimar a dita primeira medida de combustível residual no dito primeiro tanque principal (215A), pelo menos parcialmente com base em um boia (217) arranjada no dito primeiro tanque principal (215A).

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:- estimar a dita primeira medida de combustível residual no dito primeiro tanque principal (215A), pelo menos parcialmente com base no tamanho de uma corrente de acionamento para um motor elétrico (222) que aciona a dita primeira bomba de combustível (212).

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o dito veículo (100) compreende pelo menos um primeiro (215A) e um segundo tanque principal (215B), em que os ditos primeiro (215A) e segundo (215B) tanques principais estão em conexão de transferência de combustível um com o outro, e em que o método compreende transferência de combustível dos ditos primeiro (215A) e segundo (215B) tanques principais para o dito tanque de transferência (209), por meio da dita primeira bomba de combustível (212).

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que é realizado quando a quantidade residual esperada de combustível no dito primeiro tanque principal (215A) cair abaixo de uma primeira quantidade de combustível.

14. Sistema para estimar uma autonomia para um veículo (100), em que o dito veículo (100) compreende um motor de combustão (101) e um sistema de suprimento de combustível associado com o dito motor de combustão (101), em que o veículo (100) também compreende um primeiro tanque principal (215A) para receber combustível e uma primeira bomba de combustível (212) para transferência de combustível do dito primeiro tanque principal (215A) para o dito sistema de suprimento de combustível,em que o sistema compreende elementos para:- com base em dados relacionados à estrada à frente do veículo (100) e uma primeira medida do combustível residual no dito primeiro tanque principal (215A), estimar uma autonomia para o dito veículo (100),o sistema caracterizado pelo fato de que também compreende elementos para:- com base nos ditos dados relacionadas com a estrada à frente do veículo (100), controlar uma reserva de combustível necessária.

15. Veículo (100), caracterizado pelo fato de que compreende um sistema como definido na reivindicação 14.