BRPI1103254A2

BRPI1103254A2 - processo e dispositivo para o reconhecimento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veìculo

Info

Publication number: BRPI1103254A2
Application number: BRPI1103254-5A
Authority: BR
Inventors: Walter Schwertberger; Markus Brummer; Daniel Heyes; Christoph Resch; Walter Rosinger
Original assignee: Man Truck & Bus Ag
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2012-12-04
Also published as: DE102010026916A1; CN102331252A; EP2407364B1; EP2407364A2; EP2407364A3; US20120016556A1; CN102331252B; US8532878B2; BRPI1103254B1

Abstract

Patente de Invenção: " PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O RECONHECIMENTO E A COMPENSAçãO DE UMA INCLINAçãO TRANSVERSAL DA PISTA DE ROLAMENTO PERCORRIDA POR UM VEìCULO". A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para o reconhecimento de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclinação transversal da pista de rolamento é reconhecida por meio de uma aceleração transversal (ay,s) produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento. De acordo com o processo, de preferência ocorre uma medição (S10) de uma aceleração transversal ay, medição do veículo por meio de um dispositivo de medição. Além disso, uma aceleração transversal ay, manobra do veículo produzida através de manobras de operação pode ser determinada (S20) por um observador de inclinação transversal 10. Em seguida, a aceleração transversal ay,s do veículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento pode ser determinada (S30) pelo observador de inclinação transversal 10, pelo fato de que, é determinada uma diferença entre a aceleração transversal ay, manobra produzida através de manobras de operação e a aceleração transversal ay, medição do veículo medida por meio do dispositivo de medição do veículo. Além disso, a presente invenção se refere a um processo e a um dispositivo para a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo. O processo apresenta um ajuste (S40) de um ângulo @comp,ay, o qual compensa uma aceleração transversal (ay,s) do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, caracterizado por um compensador de inclinação transversal (11). Neste caso, o ajuste do ângulo-guia ocorre com base na aceleração transversal ay,s do veículo, produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, determinada por meio do processo para a determinação da inclinação transversal da pista de rolamento percorrida pelo veículo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O RECONHECIMENTO E A COMPENSAÇÃO DE UMA INCLINAÇÃO TRANSVERSAL DA PISTA DE ROLAMENTO PER- CORRIDA POR UM VEÍCULO".

A presente invenção, em questão, refere-se a um processo para

o reconhecimento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclinação transversal da pista de rolamento é reconhecida e compensada por meio de uma acele- ração transversal do veículo produzida através inclinação transversal da pis- ta de rolamento, bem como, refere-se a um dispositivo para o reconheci- mento e compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclinação transversal da pista de rolamento é reconhecida e compensada por meio de uma aceleração trans- versal do veículo produzida pela inclinação transversal da pista de rolamen- to.

Estado da Técnica

Na área de sistemas de assistência ao motorista para veículos de ruas são conhecidos sistemas, que através de intervenções de direção contínuas mantêm um veículo dentro de uma pista de rodagem. Os siste- mas deste tipo servem, em geral, para evitar acidentes devido a um aban- dono indesejado da própria pista de rodagem. Neste caso, no contexto da regulagem do comportamento do veículo é atribuído um grande significado à aceleração transversal como grandeza de medição.

No caso normal a aceleração transversal é medida por meio de um sensor de aceleração transversal. Esta medição da aceleração transver- sal ocorre em um sistema inercial. Com isto, além das forças transversais que incidem no veículo, em virtude do movimento do veículo, no valor da aceleração transversal medida também entram as forças que são causadas por uma pista de rolamento com inclinação transversal. Em contrapartida, existem como base processos de regulagem para o cálculo de grandezas necessárias para sistemas de coordenadas fixos na pista de rodagem co- mum. Os sistemas de coordenadas fixos na pista de rodagem deste tipo possuem a propriedade que, neles a pista de rodagem não apresenta ne- nhuma inclinação transversal e, em conseqüência, a aceleração transversal empregada ali também não apresenta quaisquer partes, que são provoca- das por uma inclinação transversal da pista de rodagem.

Em virtude desta situação - aceleração transversal medida em um sistema inercial e aceleração transversal necessária em um sistema de coordenadas fixo na pista de rodagem - precisa ocorrer uma transformação da aceleração transversal medida no sistema inercial para o sistema de co- ordenadas fixo na pista de rodagem.

De acordo com a patente DE 198 21 618 está previsto um pro- cesso e um dispositivo para a regulagem de uma grandeza de movimento que representa o movimento do veículo, através da qual a transformação da aceleração transversal medida no sistema inercial seja possível para o sis- tema de coordenadas fixo na pista de rodagem. Um processo deste tipo, no qual é realizada uma transformação da aceleração transversal medida para o sistema inercial no sistema de coordenadas fixo na pista de rodagem, é, contudo, complicado e exige, além disto, um dispositivo, que seja apropriado para realizar esta conversão.

A tarefa da invenção em questão é criar um processo e um dis- positivo para o reconhecimento e a compensação de uma inclinação trans- versal da pista de rolamento percorrida por um veículo que tornem possível uma regulagem simplificada.

Com relação ao processo, esta tarefa é solucionada através das características das reivindicações de patente 1 e 3, bem como, com relação ao dispositivo, esta tarefa é solucionada através das características das rei- vindicações de patente 5 e 7.

Descrição da Invenção

De acordo com a forma de execução preferida da invenção em questão, está previsto um processo para o reconhecimento de uma inclina- ção transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclinação transversal da pista de rolamento é reconhecida por meio de uma aceleração transversal do veículo, produzida pela inclinação transversal da pista de rolamento.

De acordo com o processo, de preferência, uma medição de uma aceleração transversal do veículo ocorre por meio de um dispositivo de medição. Além disso, uma aceleração transversal do veículo, produzida a- través de manobras de operação pode ser determinada por um observador de inclinação transversal. Em seguida, a aceleração transversal do veículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento pode ser de- terminada pelo observador de inclinação transversal, pelo fato de que, é de- terminada uma diferença entre a aceleração transversal do veículo produzi- da através de uma manobra de operação e a aceleração transversal do veí- culo medida por meio de um dispositivo de medição.

Pelo fato de que, é formada uma diferença entre a aceleração transversal do veículo produzida através de manobras de operação e a ace- leração transversal do veículo medida pelo dispositivo de medição, para a determinação da aceleração transversal do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, a parte da aceleração transver- sal do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rola- mento é conhecida para a aceleração transversal do veículo medida através do dispositivo de medição. Com isto, não há a exigência de realizar uma transformação do valor da aceleração transversal do veículo, produzida a - través da inclinação transversal da pista de rolamento, uma transformação de, por exemplo, uma aceleração transversal medida em um sistema inercial para um sistema de coordenadas fixo na pista de rolamento.

Além disto, existe a possibilidade de integração simples do re- conhecimento de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorri- da por um veículo, em um processo de regulagem transversal existente, o qual mantém o veículo dentro de uma pista de rodagem através de contí- nuas intervenções de direção. Com isto, um regulador-guia transversal exis- tente pode ser aliviado do reconhecimento da inclinação transversal da pista de rolamento. A aceleração transversal do veículo produzida através de ma- nobras de operação é determinada a partir de uma correlação entre a acele- ração transversal do veículo produzida pelas manobras de operação, com uma taxa de guinada e uma velocidade de rodagem do veículo.

Além disso, de acordo com a forma de execução preferida da invenção em questão, está previsto um processo para a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo. O processo apresenta um ajuste de um ângulo-guia, o qual compensa uma aceleração transversal do veículo produzida através da inclinação transver- sal da pista de rolamento. Neste caso, o ajuste do ângulo-guia ocorre atra- vés de um compensador de inclinação transversal, que calcula o ângulo de compensação, com base na aceleração de interferência determinada por meio do processo para a determinação da inclinação transversal da pista de rolamento percorrida pelo veículo, isto é, com base na aceleração transver- sal do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rola- mento. Com isto existe a possibilidade de uma integração simples da com- pensação da inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo em um processo de regulagem transversal existente, o qual mantém o veículo através de contínuas intervenções de direção dentro de uma pista de rodagem. Com isto, um regulador-guia transversal existente pode ser ali- viado da regulagem da inclinação transversal da pista de rolamento e pode ser obtida uma rápida compensação da inclinação da pista de rolamento. O ângulo-guia do veículo, que compensa a inclinação transversal da pista de rolamento, pode ser determinado a partir de uma correlação entre o ângulo- guia do veículo a ser compensado com uma constante dependente do veí- culo e a aceleração transversal do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento.

De acordo com a forma de execução preferida da invenção em questão, além disso, está previsto um dispositivo para o reconhecimento de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclinação transversal da pista de rolamento é reconhecida por meio de uma aceleração transversal do veículo produzida através da incli- nação transversal da pista de rolamento. O dispositivo para o reconhecimen- to de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo apresenta, de preferência um dispositivo de medição, o qual é apro- priado para medir uma aceleração transversal do veículo, e apresenta um observador de inclinação transversal, o qual é apropriado para determinar uma aceleração transversal do veículo produzida através de manobras de operação. Além disso, de preferência, o observador de inclinação transver- sal está apropriado para determinar uma aceleração transversal do veículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento, pelo fato de que, é determinada uma diferença entre a aceleração transversal do veículo produzida através de uma manobra de operação e a aceleração transversal do veículo medida através do dispositivo de medição.

De preferência, o observador de inclinação transversal está a- propriado para determinar a aceleração transversal do veículo produzida através de uma manobra de operação a partir de uma correlação entre a aceleração transversal do veículo produzida através de uma manobra de operação com uma taxa de guinada e uma velocidade de rodagem do veícu- lo.

Além disso, de acordo com uma forma de execução preferida da invenção em questão, está previsto um dispositivo para a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo. O dispositivo para a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo apresenta, de preferência, um compen- sador de inclinação transversal, o qual é apropriado para ajustar um ângulo- guia, o qual compensa uma aceleração transversal do veículo produzida a- través da inclinação transversal da pista de rolamento. Neste caso, o ajuste do ângulo-guia ocorre, com base na aceleração transversal do veículo, pro- duzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, determinada por meio do processo para a determinação da inclinação transversal da pis- ta de rolamento percorrida pelo veículo. Além disso, de preferência, o com- pensador de inclinação transversal é apropriado para determinar o ângulo- guia do veículo, que compensa a inclinação transversal da pista de rolamen- to a partir de uma correlação entre o ângulo-guia do veículo a ser compen- sado com uma constante dependente do veículo, e da aceleração transver- sal produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento. Breve Descrição dos Desenhos

Nos desenhos estão representados exemplos de execução, dos quais podem ser obtidas outras características da invenção, às quais, po- rém, a invenção não está restrita em sua extensão. São mostrados: Na figura 1 um diagrama de desenvolvimento de um processo

para o reconhecimento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo de acordo com uma forma de execução da invenção em questão;

Na figura 2 um diagrama de um dispositivo para o reconheci- mento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamen- to percorrida por um veículo de acordo com uma forma de execução da in- venção em questão, bem como, de acordo com sistema de regulagem transversal existente.

Forma de Execução da Invenção A figura 1 mostra um diagrama de desenvolvimento de um pro-

cesso de acordo com a invenção para o reconhecimento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veí- culo. Na etapa S10 ocorre uma medição de uma aceleração transversal ay, medição do veículo por meio de um dispositivo de medição. Na etapa S20 é realizada uma determinação de uma aceleração

transversal ay,manobra do veículo produzida através de manobras de operação por um observador de inclinação transversal 10.

Na etapa S30 ocorre uma determinação de uma aceleração transversal ay,s do veículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento através de uma diferença entre a aceleração transversal ay,manobra do veículo produzida por manobras de operação, e a aceleração transversal ay,medição do veículo medida por meio do dispositivo de medição.

Na etapa S40 é realizado um ajuste de um ângulo-guia õCOmp,ay, o qual compensa uma aceleração transversal ay,s do veículo, produzida atra- vés da inclinação transversal da pista de rolamento pelo compensador de inclinação transversal 11. Neste caso, o ajuste do ângulo-guia ocorre com base na aceleração transversal ay s do veículo, produzida pela inclinação 7/9

transversal da pista de rolamento, definida através do processo para a defi- nição da inclinação transversal da pista de rolamento percorrida pelo veícu- lo. Em seguida, o processo vai de volta para a etapa S10.

A figura 2 mostra um diagrama de um dispositivo para o reco- 5 nhecimento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de ro- lamento percorrida por um veículo, de acordo com uma forma de execução da invenção em questão, bem como, de um sistema de regulagem transver- sal existente. O dispositivo para o reconhecimento e a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida por um veículo 10 apresenta o observador de inclinação transversal 10 e o compensador de inclinação transversal 11, bem como, o sistema de regulagem transversal existente e um regulador-guia transversal 12.

O observador de inclinação transversal 10 apresenta como grandezas de entrada a aceleração transversal ay,medição do veículo, medida 15 por meio de um dispositivo de medição, bem como, uma taxa de guinada ψ e uma velocidade de rodagem ν do veículo.

O observador de inclinação transversal 10 analisa a aceleração transversal do veículo, a fim de concluir sobre a inclinação transversal da pista de rolamento. Neste caso, é determinada a aceleração transversal 20 ay,manobra do veículo, produzida através de manobras de operação, sendo que, a aceleração transversal ay,manobra do veículo, produzida através de ma- nobras de operação é determinada por meio de uma correlação da taxa de guinada ψ e da velocidade de rodagem ν do veículo.

oy, manobra — Ψ V (1)

25 De modo alternativo, a aceleração transversal ay,manobra do veícu-

lo, produzida através de manobras de operação também pode ser determi- nada através de outras relações dinâmicas de rodagem entre movimentos de direção ou de guinada e a aceleração transversal ay,manobra do veículo.

Em seguida, a aceleração de interferência produzida por forças 30 externas, isto é, a aceleração transversal ay,s do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento é determinada, pelo obser- vador de inclinação transversal 10, como diferença entre a aceleração trans- versai ay,manobra do veículo, produzida através de manobras de operação e a aceleração transversal ay,medição do veículo, medida por meio de um disposi- tivo de medição através de

%,s — 3y,manobra " 3y,medição (2).

Com isto, o observador de inclinação transversal 10 apresenta como gran- deza de saída a aceleração transversal ay,s do veículo, produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento.

O compensador de inclinação transversal 11 apresenta como grandeza de entrada a aceleração transversal ay,s do veículo, produzida a- través da inclinação transversal da pista de rolamento determinada pelo ob- servador de inclinação transversal 10. O compensador de inclinação trans- versal 11 apresenta a tarefa de compensar a aceleração transversal ay,s do veículo, produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento por meio de ajuste de um ângulo-guia na direção oposta à inclinação trans- versai da pista de rolamento. Para isto é feita a inversão de um modelo di- nâmico de rodagem e, a partir da aceleração transversal ay,s do veículo, produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento é determi- nado o necessário ângulo-guia õcomp,ay a compensar.

Neste caso, no contexto da forma de execução da invenção em questão, é feita a inversão de um modelo de uma pista estacionária. Com isto, o necessário ângulo-guia õCOmp,ay a compensar pode ser determinado proporcional a uma constante k dependente do veículo através da relação

õcomp.ay = k ay s (3).

A constante k é implementada dependente da velocidade e da carga e, com isto, é uma função da velocidade do veículo ν e da massa do veículo m. O compensador de inclinação transversal 11 apresenta, com isto, como gran- deza de saída o ângulo-guia õCOmp,ay a compensar.

O regulador-guia transversal 12 do sistema-guia transversal e- xistente apresenta como grandeza de entrada, pelo menos, uma grandeza de regulagem x. Caso ocorra um desvio do veículo de uma pista de roda- gem especificada, então, através do regulador-guia transversal 12 é deter- minado um ângulo-guia teórico de regulagem õRS que forma a grandeza de saída do regulador-guia transversal 12. A grandeza de saída Õrs do regula- dor-guia transversal 12 e a grandeza de saída õcomp,ay do compensador de inclinação transversal 11 são adicionadas, em seguida, e formam um ângu- lo-guia teórico õsoii que, por meio de uma intervenção de guia, compensa a aceleração de interferência do veículo, determinada através do observador de inclinação transversal 10, bem como os desvios de regulagem determi- nados na guia do veículo, pelo regulador-guia transversal 12.

A invenção foi explicada em detalhes por meio de execuções concretas da invenção, sem estar restrita à forma de execução concreta.

Claims

1. Processo para o reconhecimento de uma inclinação transver- sal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclinação transversal da pista de rolamento é reconhecida por meio de uma acelera- ção transversal (ay,s) produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, caracterizado pelo fato de que a medição (S10) de uma acelera- ção transversal (ayimedição) do veículo por meio de um dispositivo de medição; determinação (S20) de uma aceleração transversal (ay,manobra) do veículo produzida por meio de uma manobra de operação por um obser- vador de inclinação transversal (10); determinação (S30) de uma aceleração transversal (ay,s) do ve- ículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento, sendo que, a aceleração transversal (ay,s) do veículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento corresponde a uma diferença entre a ace- leração transversal (ay,manobra) do veículo produzida através de uma manobra de operação e a aceleração transversal (ay,medição) do veículo medida por um dispositivo de medição.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, a aceleração transversal (ayiman0bra) do veículo produzida atra- vés de uma manobra de operação é determinada a partir de uma correlação entre a aceleração transversal (ay,manobra) do veículo produzida através de uma manobra de operação com uma taxa de guinada (ψ) e uma velocidade de rodagem (v) do veículo.

3. Processo para a compensação de uma inclinação transversal da pista de rolamento percorrida, caracterizado pelo ajuste (S40) de um ân- gulo-guia õCOmp,ay, o qual compensa uma aceleração transversal (ay,s) do veí- culo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, por um compensador de inclinação transversal (11) com base na aceleração transversal (ay,s) do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, determinada pelo processo para a determinação da in- clinação transversal da pista de rolamento percorrida pelo veículo de acordo com a reivindicação 1.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, o ângulo-guia (õCOmp,ay) do veículo, que compensa a inclinação transversal da pista de rolamento é determinado a partir de uma correlação entre o ângulo-guia (õCOmp,ay) do veículo a ser compensado com uma cons- tante (k) dependente do veículo e a aceleração transversal (ay,s) do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento.

5. Dispositivo para o reconhecimento de uma inclinação trans- versal da pista de rolamento percorrida por um veículo, sendo que, a inclina- ção transversal da pista de rolamento é reconhecida por meio de uma acele- ração transversal (ay,s) produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de medição, o qual é apropriado para medir uma aceleração transversal (ayimedição) do veí- culo e por um observador de inclinação transversal (10), o qual é apropriado para determinar uma aceleração transversal (ay,manobra) do veículo produzida através de uma manobra de operação, sendo que, o observador de inclina- ção transversal (10) está apropriado para determinar uma aceleração trans- versal (ay,s) do veículo produzida através inclinação transversal da pista de rolamento, pelo fato de que, é determinada uma diferença entre a acelera- ção transversal (ay,manobra) do veículo produzida através de uma manobra de operação e a aceleração transversal (ay,mediÇão) do veículo medida por um dispositivo de medição.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, o observador de inclinação transversal (10) é apropriado para determinar a aceleração transversal (ay,man0bra) do veículo produzida através da manobra de operação, a partir de uma correlação entre a acele- ração transversal (ay,manobra) do veículo produzida através de manobras de operação com uma taxa de guinada (ψ) e uma velocidade de rodagem (v) do veículo.

7. Dispositivo para a compensação de uma inclinação transver- sal da pista de rolamento percorrida por um veículo, caracterizado por um compensador de inclinação transversal (11), o qual é apropriado para ajustar um ângulo-guia õCOmp,ay, o qual compensa uma aceleração transversal (ay,s) do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamen- to, com base na aceleração transversal (ay,s) do veículo produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento, determinada através do dis- positivo de acordo com a reivindicação 5 para a determinação da inclinação transversal da pista de rolamento percorrida pelo veículo .

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7 caracterizado pe- lo fato de que, o compensador de inclinação transversal (11) é apropriado para determinar o ângulo-guia (õCOmp,ay) do veículo, que compensa a inclina- ção transversal da pista de rolamento a partir de uma correlação entre o ân- gulo-guia (õCOmp,ay) do veículo a ser compensado com uma constante (k) de- pendente do veículo e a aceleração transversal (ay,s) do veículo, produzida através da inclinação transversal da pista de rolamento.