ITBO20090367A1

ITBO20090367A1 - METHOD OF CHECKING THE DYNAMICS OF A VEHICLE ACCORDING TO THE POSITION OF AN ACCELERATOR PEDAL

Info

Publication number: ITBO20090367A1
Application number: IT000367A
Authority: IT
Inventors: Serino Angellotti; Walter Nesci; Giovanni Prodi
Original assignee: Magneti Marelli Spa
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-12-06

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“METODO DI CONTROLLO DELLA DINAMICA DI UN VEICOLO IN FUNZIONE DELLA POSIZIONE DI UN PEDALE ACCELERATORE” "METHOD OF CHECKING THE DYNAMICS OF A VEHICLE ACCORDING TO THE POSITION OF AN ACCELERATOR PEDAL"

SETTORE DELLA TECNICA TECHNIQUE SECTOR

La presente invenzione è relativa ad un metodo di controllo della dinamica di un veicolo in funzione della posizione di un pedale acceleratore. The present invention relates to a method of controlling the dynamics of a vehicle as a function of the position of an accelerator pedal.

ARTE ANTERIORE ANTERIOR ART

Un moderno veicolo comprende un motore termico che è collegato alla ruote motrici mediante un cambio e viene controllato da una centralina elettronica di controllo in funzione dei desideri espressi dal guidatore mediante un pedale dell’acceleratore, la cui posizione puntuale viene letta da un sensore di posizione. A modern vehicle includes a thermal engine which is connected to the drive wheels by means of a gearbox and is controlled by an electronic control unit according to the wishes expressed by the driver by means of an accelerator pedal, whose precise position is read by a position sensor .

Nei veicoli in commercio, la centralina elettronica di controllo opera normalmente secondo una logica di controllo “Torque Based”, secondo la quale la centralina elettronica di controllo determina la coppia motrice obiettivo (cioè la coppia motrice richiesta/desiderata dal guidatore) in funzione della posizione del pedale dell’acceleratore ed in funzione della velocità di rotazione del motore; generalmente, a parità di posizione del pedale dell’acceleratore tanto maggiore è la velocità di rotazione del motore, tanto minore è la coppia motrice obiettivo. Tuttavia, questa logica di controllo prevede una gestione pressoché indipendente del motore e del cambio e quindi determina inevitabilmente delle discontinuità a cavallo dei cambi marcia. Infatti, un cambio marcia determina una variazione della velocità di rotazione del motore ed a parità di posizione dell’acceleratore durante il cambio marcia cambia la coppia motrice obiettivo determinata dalla centralina elettronica di controllo; di conseguenza, dopo un cambio marcia ascendente (cioè dopo un cambio marcia in cui viene inserita una marcia superiore) a parità di posizione dell’acceleratore la coppia motrice applicata alle ruote motrici (quindi l’accelerazione longitudinale) cala vistosamente (per effetto della maggiore demoltiplicazione del rapporto di trasmissione nonostante possa anche aumentare leggermente la coppia motrice obiettivo determinata dalla centralina elettronica di controllo), invece dopo un cambio marcia discendente (cioè dopo un cambio marcia in cui viene inserita una marcia inferiore) a parità di posizione dell’acceleratore la coppia motrice applicata alle ruote motrici (quindi l’accelerazione longitudinale) aumenta vistosamente (per effetto della minore demoltiplicazione del rapporto di trasmissione). In vehicles on the market, the electronic control unit normally operates according to a "Torque Based" control logic, according to which the electronic control unit determines the target drive torque (i.e. the drive torque requested / desired by the driver) as a function of the position of the accelerator pedal and as a function of the engine rotation speed; generally, with the same position of the accelerator pedal, the higher the engine rotation speed, the lower the target drive torque. However, this control logic provides for an almost independent management of the engine and gearbox and therefore inevitably determines discontinuities between gear changes. In fact, a gear change determines a change in the engine rotation speed and with the same position of the accelerator during the gear change the target drive torque determined by the electronic control unit changes; consequently, after an ascending gear change (i.e. after a gear change in which a higher gear is engaged) with the same position of the accelerator, the drive torque applied to the drive wheels (hence the longitudinal acceleration) drops dramatically (due to the greater reduction of the transmission ratio although it can also slightly increase the target engine torque determined by the electronic control unit), on the other hand after a downshift gear (i.e. after a gear change in which a lower gear is engaged) with the same position of the accelerator drive torque applied to the drive wheels (hence the longitudinal acceleration) increases dramatically (due to the lower reduction of the transmission ratio).

Le sopra descritte discontinuità della coppia motrice applicata alle ruote motrici (quindi dell’accelerazione longitudinale) a cavallo di un cambio marcia possono risultare poco gradite dal guidatore, particolarmente quando il cambio viene gestito in modo automatico: quando il cambio è controllato manualmente (sia direttamente, sia mediante un servocomando) il guidatore decide quando effettuare un cambio marcia e si aspetta che a cavallo del cambio marcia si modifichi la dinamica (cioè l’accelerazione longitudinale) del veicolo; invece, quando il cambio è controllato automaticamente il guidatore non decide quando effettuare un cambio marcia (quindi subisce “passivamente” il cambio marcia) e quindi generalmente non gradisce che si modifichi la dinamica (cioè l’accelerazione longitudinale) del veicolo in seguito ad un evento che lui non ha deciso mentre lui non ha in alcun modo modificato la posizione del pedale dell’acceleratore (cioè, dal suo punto di vista, non ha fatto niente per determinare una variazione della dinamica del veicolo). The aforementioned discontinuities in the drive torque applied to the drive wheels (hence longitudinal acceleration) astride a gear change may be unwelcome by the driver, particularly when the gearbox is managed automatically: when the gearbox is controlled manually (either directly , either by means of a servo control), the driver decides when to change gear and expects the dynamics (ie longitudinal acceleration) of the vehicle to change between the gear change; on the other hand, when the gearbox is controlled automatically, the driver does not decide when to change gear (therefore he undergoes "passively" the gear change) and therefore generally does not like to change the dynamics (i.e. longitudinal acceleration) of the vehicle following a an event that he did not decide while he did not in any way change the position of the accelerator pedal (that is, from his point of view, he did nothing to determine a change in the dynamics of the vehicle).

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo di controllo della dinamica di un veicolo in funzione della posizione di un pedale acceleratore, il quale metodo di controllo permetta di migliorare l’interazione uomomacchina al fine di rendere più confortevole la guida e, in particolare, sia di facile ed economica implementazione anche in un veicolo esistente. The object of the present invention is to provide a method for controlling the dynamics of a vehicle as a function of the position of an accelerator pedal, which control method allows to improve the interaction between man and machine in order to make driving more comfortable and, in particular, is easy and economical to implement even in an existing vehicle.

Secondo la presente invenzione viene fornito un metodo di controllo della dinamica di un veicolo in funzione della posizione di un pedale acceleratore secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate. According to the present invention there is provided a method of controlling the dynamics of a vehicle as a function of the position of an accelerator pedal according to what is claimed by the attached claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

• la figura 1 è una vista schematica di un veicolo che implementa il metodo di controllo della dinamica oggetto della presente invenzione; Figure 1 is a schematic view of a vehicle which implements the dynamics control method object of the present invention;

• la figura 2 è una vista schematica, in sezione e con parti asportate per chiarezza di un pneumatico del veicolo della figura 1; e Figure 2 is a schematic view, in section and with parts removed for clarity of a tire of the vehicle of figure 1; And

• la figura 3 è uno schema a blocchi che illustra una logica di controllo implementata in una centralina di controllo del motore del veicolo della figura 1. Figure 3 is a block diagram illustrating a control logic implemented in an engine control unit of the vehicle of Figure 1.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE PREFERRED FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un veicolo (in particolare una automobile) provvisto di due ruote 2 anteriori e di due ruote 3 motrici posteriori; in posizione anteriore è disposto un motore 4 a combustione interna, il quale è provvisto di un albero 5 motore e produce una coppia motrice che viene trasmessa alle ruote 3 motrici posteriori mediante una trasmissione 6 automatica manuale (o AMT – Automatic Manual Transmission). La trasmissione 6 comprende una frizione 7 servoassistita che è disposta all’avantreno ed è alloggiata in una campana solidale al motore 4, un cambio 8 servoassistito disposto al retrotreno e presentante una pluralità di marce, ed un albero 9 di trasmissione che collega l’uscita della frizione 6 ad un ingresso del cambio 8. In cascata al cambio 8 è collegato un differenziale 10 autobloccante, dal quale partono una coppia di semiassi 11, ciascuno dei quali è solidale ad una ruota 3 motrice posteriore. In Figure 1, the number 1 indicates as a whole a vehicle (in particular a car) provided with two front wheels 2 and two rear driving wheels 3; an internal combustion engine 4 is arranged in the front position, which is provided with a drive shaft 5 and produces a drive torque which is transmitted to the rear drive wheels 3 by means of an automatic manual transmission 6 (or AMT - Automatic Manual Transmission). The transmission 6 comprises a servo-assisted clutch 7 which is arranged at the front end and is housed in a housing integral with the engine 4, a servo-assisted gearbox 8 arranged at the rear and having a plurality of gears, and a transmission shaft 9 which connects the output. of the clutch 6 to an inlet of the gearbox 8. A self-locking differential 10 is connected in cascade to the gearbox 8, from which a pair of half-shafts 11 depart, each of which is integral with a rear drive wheel 3.

Il veicolo 1 comprende una centralina 12 di controllo del motore 4, la quale sovraintende al controllo del motore 4, una centralina 13 di controllo della trasmissione 6, la quale sovraintende al controllo della trasmissione 6, ed una linea 14 BUS, la quale è realizzata secondo il protocollo CAN (Car Area Network), è estesa a tutto il veicolo 1 e permette alle centraline 12 e 13 di controllo di dialogare tra loro. The vehicle 1 comprises a control unit 12 for the engine 4, which supervises the control of the engine 4, a control unit 13 for the transmission 6, which supervises the control of the transmission 6, and a BUS line 14, which is realized according to the CAN (Car Area Network) protocol, it is extended to the whole vehicle 1 and allows the control units 12 and 13 to communicate with each other.

Inoltre, il veicolo 1 comprende una centralina 15 di controllo della dinamica, la quale determina gli obiettivi per la centralina 12 di controllo del motore 4 e per la centralina 13 di controllo della trasmissione 6 in funzione dei desideri espressi dal guidatore agendo su di un pedale 16 dell’acceleratore ed agendo su di un pedale 17 del freno; in particolare, la posizione α del pedale 16 dell’acceleratore viene letta da un apposito sensore di posizione che è in grado di determinare con precisione l’effettiva posizione α del pedale 16 dell’acceleratore, invece la posizione β del pedale 17 del freno viene determinata in modo binario (cioè pedale 17 del freno rilasciato oppure pedale 17 del freno premuto). Furthermore, the vehicle 1 comprises a dynamics control unit 15, which determines the objectives for the engine control unit 12 4 and for the transmission control unit 13 6 according to the wishes expressed by the driver by acting on a pedal. 16 of the accelerator and acting on a brake pedal 17; in particular, the position α of the accelerator pedal 16 is read by a special position sensor which is able to accurately determine the actual position α of the accelerator pedal 16, while the position β of the brake pedal 17 is instead determined binary (i.e. brake pedal 17 released or brake pedal 17 pressed).

La centralina 15 di controllo della dinamica è collegata mediante la linea 14 BUS ad un navigatore 18 satellitare, il quale è provvisto di una cartografia è atto sia a determinare (o comunque almeno prevedere) il percorso che deve venire percorso dall’automobile 1, sia la posizione e la velocità correnti dell’automobile 1 lungo il percorso stesso. Inoltre, la centralina 15 di controllo della dinamica è collegata mediante la linea 14 BUS ad un dispositivo 19 di stima della aderenza del fondo stradale, il quale comprende a sua volta per ciascuna ruota 2 e 3 un corrispondente sensore 20 accelerometrico che è installato (integrato - annegato) nel pneumatico 21 come illustrato nella figura 2. Il dispositivo 19 di stima è in grado di stimare in tempo reale sia la massa VM effettiva del veicolo 1 (attraverso la spinta verticale esercitata sui pneumatici 21), sia l’effettiva aderenza GR disponibile del fondo stradale su cui si trova l’automobile 1 in base all’interazione tra i pneumatici 21 ed il fondo stradale elaborando i segnali forniti dai sensori 20 accelerometrici installati nei pneumatici 21. Secondo una possibile forma di attuazione, in fase di progettazione viene determinato un numero limitato di possibili condizioni di aderenza (tipicamente almeno quattro: asciutto, bagnato leggero, bagnato pesante, neve/ghiaccio) e per stimare l’effettiva aderenza GR del fondo stradale su cui si trova l’automobile 1 viene scelta una delle possibili condizioni di aderenza. In altre parole, in uscita il dispositivo 19 di stima fornisce un giudizio sulla aderenza GR del fondo stradale fornendo una delle possibili condizioni di aderenza. The dynamics control unit 15 is connected by means of the BUS line 14 to a satellite navigator 18, which is provided with a cartography and is capable of both determining (or at least predicting) the path to be traveled by the car 1, and the current position and speed of car 1 along the route. Furthermore, the dynamics control unit 15 is connected by means of the BUS line 14 to a device 19 for estimating the grip of the road surface, which in turn comprises for each wheel 2 and 3 a corresponding accelerometric sensor 20 which is installed (integrated - drowned) in the tire 21 as shown in Figure 2. The estimation device 19 is able to estimate in real time both the effective mass VM of the vehicle 1 (through the vertical thrust exerted on the tires 21), and the effective grip GR of the road surface on which the car 1 is located on the basis of the interaction between the tires 21 and the road surface by processing the signals supplied by the accelerometric sensors 20 installed in the tires 21. According to a possible embodiment, during the design phase determined a limited number of possible grip conditions (typically at least four: dry, light wet, heavy wet, snow / ice) and to estimate and the actual GR grip of the road surface on which the car 1 is located, one of the possible grip conditions is chosen. In other words, at the output the estimation device 19 provides a judgment on the grip GR of the road surface providing one of the possible grip conditions.

Con riferimento allo schema a blocchi della figura 3, viene di seguito descritta una logica di controllo implementata nella centralina 15 di controllo della dinamica per determinare gli obiettivi per la centralina 12 di controllo del motore 4 e per la centralina 13 di controllo della trasmissione 6 in funzione dei desideri espressi dal guidatore agendo sul pedale 16 dell’acceleratore. With reference to the block diagram of Figure 3, a control logic implemented in the dynamics control unit 15 to determine the objectives for the engine control unit 12 4 and for the transmission control unit 13 6 is described below. according to the wishes expressed by the driver by acting on the accelerator pedal 16.

La centralina 15 di controllo comprende un blocco 22 di calcolo, il quale riceve in ingresso la posizione α del pedale 16 dell’acceleratore letta dal corrispondente sensore di posizione e determina una velocità STARGETlongitudinale obiettivo del veicolo 1 in funzione della componente stazionaria della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore; ad esempio, la componente stazionaria della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore potrebbe essere pari alla media (eventualmente pesata per dare un maggiore peso agli istanti più recenti) delle posizioni α del pedale 16 dell’acceleratore istantanee in un ultimo intervallo di tempo (ad esempio negli ultimi 0.5, 1 o 2 secondi). Inoltre, il blocco 22 di calcolo determina una accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo del veicolo 1 in funzione della derivata prima nel tempo della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore; ad esempio la accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo potrebbe essere direttamente proporzionale alla media della derivata prima nel tempo della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore durante l’ultima variazione significativa (cioè superiore ad una valore di soglia minimo predeterminato) della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore. The control unit 15 comprises a calculation block 22, which receives as input the position α of the accelerator pedal 16 read by the corresponding position sensor and determines a target longitudinal STARGET speed of the vehicle 1 as a function of the stationary component of the position α of the accelerator pedal 16; for example, the stationary component of the position α of the accelerator pedal 16 could be equal to the average (possibly weighted to give greater weight to the most recent instants) of the positions α of the accelerator pedal 16 instantaneous in a last interval of time ( for example in the last 0.5, 1 or 2 seconds). Furthermore, the calculation block 22 determines an objective longitudinal ATARGET acceleration of the vehicle 1 as a function of the first derivative in time of the position α of the accelerator pedal 16; for example, the target longitudinal acceleration ATARGET could be directly proportional to the average of the first derivative in time of the position α of the accelerator pedal 16 during the last significant variation (i.e. higher than a predetermined minimum threshold value) of the position α of the pedal 16 of the 'accelerator.

In altre parole, il blocco 22 di calcolo attribuisce alla posizione α del pedale 16 dell’acceleratore una interpretazione mista, per la quale la componente stazionaria della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore viene utilizzata per definire la velocità STARGETlongitudinale obiettivo (cioè viene interpretata come richiesta di velocità), mentre la componente derivativa della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore viene utilizzata per definire l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo (cioè viene interpretata come richiesta di accelerazione). Ad esempio, quando la posizione α finale (cioè stabile) del pedale 16 dell’acceleratore è pari al 50% (cioè a metà della corsa possibile), la velocità STARGETlongitudinale obiettivo è pari a 100 Km/h; tale velocità STARGETlongitudinale obiettivo di 100 Km/h può venire raggiunta rapidamente (cioè mediante una accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo elevata) se il guidatore ha premuto rapidamente il pedale 16 dell’acceleratore, oppure può venire raggiunta lentamente (cioè mediante una accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo elevata) se il guidatore ha premuto lentamente il pedale 16 dell’acceleratore. In other words, the calculation block 22 attributes to the position α of the accelerator pedal 16 a mixed interpretation, for which the stationary component of the position α of the accelerator pedal 16 is used to define the target longitudinal STARGET speed (i.e. it is interpreted as a speed request), while the derivative component of the position α of the accelerator pedal 16 is used to define the target longitudinal ATARGET acceleration (i.e. it is interpreted as an acceleration request). For example, when the final (i.e. stable) position α of the accelerator pedal 16 is equal to 50% (i.e. halfway through the possible stroke), the target longitudinal STARGET speed is equal to 100 Km / h; such target STARGETlongitudinal speed of 100 Km / h can be reached rapidly (i.e. by means of a high target longitudinal ATARGET acceleration) if the driver has rapidly pressed the accelerator pedal 16, or it can be reached slowly (i.e. by means of a high target longitudinal ATARGET acceleration) if the driver slowly pressed the accelerator pedal 16.

Secondo una ulteriore forma di attuazione non illustrata, il blocco 22 di calcolo potrebbe ricevere in ingresso anche una posizione β del pedale 17 del freno e/o una velocità SCURRENTlongitudinale corrente del veicolo 1 (tipicamente misurata direttamente da un tachimetro 25); in questo caso, la velocità STARGETlongitudinale obiettivo e l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo vengono determinate anche in funzione della posizione β del pedale 17 del freno (tipicamente a parità di altre condizioni la velocità STARGETlongitudinale obiettivo e l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo vengono ridotte quando il pedale 17 del freno viene premuto contemporaneamente al pedale 16 dell’acceleratore) e/o della velocità SCURRENTlongitudinale corrente (tipicamente a parità di altre condizioni la velocità STARGETlongitudinale obiettivo e l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo vengono ridotte all’aumentare della velocità SCURRENTlongitudinale corrente). According to a further embodiment not illustrated, the calculation block 22 could also receive as input a position β of the brake pedal 17 and / or a current longitudinal SCURRENT speed of the vehicle 1 (typically measured directly by a speedometer 25); in this case, the target longitudinal STARGET speed and target longitudinal ATARGET acceleration are also determined as a function of the position β of the brake pedal 17 (typically other conditions being equal, the target longitudinal STARGET speed and the target longitudinal ATARGE acceleration are reduced when the pedal 17 of the brake is pressed at the same time as the accelerator pedal 16) and / or the current SCURRENTlongitudinal speed (typically other conditions being equal, the target STARGETlongitudinal speed and the target ATARGETlongitudinal acceleration are reduced as the current SCURRENTlongitudinal speed increases).

La centralina 15 di controllo comprende un blocco 23 di calcolo, il quale riceve in ingresso la velocità STARGETlongitudinale obiettivo, l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo e la velocità SCURRENTlongitudinale corrente e determina una coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici del veicolo 1 in funzione della velocità STARGETlongitudinale obiettivo, della accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo e della velocità SCURRENTlongitudinale corrente. Nel blocco 23 di calcolo viene memorizzato un modello matematico della dinamica del veicolo 1 che viene determinato mediante una analisi teorica (cioè utilizzando le note leggi fisiche che regolano il moto di un veicolo) e viene affinato mediante prove sperimentali (in particolare per determinare l’effettivo valore della resistenza aerodinamica e di rotolamento al variare della velocità SCURRENTlongitudinale corrente); utilizzando il modello matematico della dinamica del veicolo 1 risulta immediato determinare la coppia TW-The control unit 15 comprises a calculation block 23, which receives in input the target longitudinal STARGET speed, the target longitudinal ATARGET acceleration and the current longitudinal SCURRENT speed and determines a target torque TW-TARGET to the driving wheels 3 of vehicle 1 according STARGETlongitudinal target speed, target ATARGETlongitudinal acceleration and current SCURRENTlongitudinal speed. In the calculation block 23 a mathematical model of the dynamics of the vehicle 1 is stored which is determined by means of a theoretical analysis (i.e. using the known physical laws that regulate the motion of a vehicle) and is refined by means of experimental tests (in particular to determine the actual value of the aerodynamic and rolling resistance as the current speed varies (longitudinal SCURRENT); using the mathematical model of vehicle 1 dynamics it is immediate to determine the torque TW-

TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici in funzione della velocità SCURRENTlongitudinale corrente (che indica il punto di partenza), della velocità STARGETlongitudinale obiettivo (che indica il punto di arrivo) e della accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo (che indica quanto rapidamente si deve andare dal punto di partenza al punto di arrivo). In particolare la velocità STARGETlongitudinale obiettivo è utilizzata per calcolare la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici per vincere la resistenza aerodinamica e di rotolamento, mentre l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo è utilizzata per calcolare la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici per vincere la forza inerziale del veicolo 1. TARGETmotor target to the 3-wheel drive according to the current SCURRENT longitudinal speed (which indicates the starting point), the target STARGETlongitudinal speed (which indicates the arrival point) and the target ATARGETlongitudinal acceleration (which indicates how quickly one must go from the starting point at the point of arrival). In particular, the target STARGET longitudinal speed is used to calculate the target TW-TARGET torque at the 3 drive wheels to overcome aerodynamic and rolling resistance, while the target ATARGET longitudinal acceleration is used to calculate the target TW-TARGET torque at the 3 drive wheels for overcome the inertial force of the vehicle 1.

Secondo una diversa forma di attuazione il blocco 22 di calcolo, il quale riceve in ingresso la posizione α del pedale 16 dell’acceleratore letta dal corrispondente sensore di posizione, determina una accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo del veicolo 1 in funzione della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore (in particolare in funzione della componente stazionaria della posizione α del pedale 16 dell’acceleratore); quindi, la posizione α del pedale 16 dell’acceleratore viene interpretata come richiesta di accelerazione. In questo caso il blocco 23 di calcolo riceve in ingresso l’accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo e la velocità SCURRENTlongitudinale corrente e determina la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici del veicolo 1 in funzione della accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo e della velocità SCURRENTlongitudinale corrente (per tenere conto degli attriti aerodinamici e di rotolamento). Analogamente a quanto visto in precedenza, utilizzando il modello matematico della dinamica del veicolo 1 risulta immediato determinare la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici in funzione della velocità SCURRENTlongitudinale corrente e della accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo. In particolare la velocità SCURRENTlongitudinale corrente è utilizzata per calcolare la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici per vincere la resistenza aerodinamica e di rotolamento, mentre la accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo è utilizzata per calcolare la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici per vincere la forza inerziale del veicolo 1. According to a different embodiment, the calculation block 22, which receives as input the position α of the accelerator pedal 16 read by the corresponding position sensor, determines an objective longitudinal ATARGET acceleration of the vehicle 1 as a function of the position α of the pedal 16 of the accelerator (in particular as a function of the stationary component of the position α of the accelerator pedal 16); therefore, the position α of the accelerator pedal 16 is interpreted as a request for acceleration. In this case the calculation block 23 receives as input the target longitudinal ATARGET acceleration and the current longitudinal SCURRENT speed and determines the target torque TW-TARGET to the 3 driving wheels of the vehicle 1 as a function of the target longitudinal ATARGET acceleration and the current longitudinal SCURRENT speed (to keep account of aerodynamic and rolling friction). Similarly to what has been seen previously, using the mathematical model of vehicle 1 dynamics it is immediate to determine the target torque TW-TARGET to the drive wheels 3 as a function of the current SCURRENTlongitudinal speed and the target ATARGETlongitudinal acceleration. In particular the current SCURRENT longitudinal speed is used to calculate the TW-TARGET target torque at the 3-drive wheels to overcome aerodynamic and rolling resistance, while the target ATARGETlongitudinal acceleration is used to calculate the TW-TARGET target torque at the 3-drive wheels to win. the inertial force of the vehicle 1.

Secondo una preferita forma di attuazione, il navigatore 18 satellitare fornisce al blocco 23 di calcolo una pendenza SL di un tratto di strada di fronte al veicolo 1 in modo tale che la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici venga determinata anche in funzione della pendenza SL del tratto di strada di fronte al veicolo 1 per compensare eventuali variazioni della pendenza SL del tratto di strada di fronte al veicolo 1 (a parità di altre condizioni, la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici aumenta/diminuisce all’aumentare/diminuire della pendenza SL del tratto di strada di fronte al veicolo 1). Secondo una preferita forma di attuazione, il dispositivo 19 di stima fornisce al blocco 23 di calcolo la massa VM effettiva del veicolo 1 in modo tale che la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici venga determinata utilizzando la massa VM effettiva del veicolo 1 per tenere conto di eventuali variazioni della massa VM effettiva del veicolo 1. According to a preferred embodiment, the satellite navigator 18 provides the calculation block 23 with a slope SL of a stretch of road in front of the vehicle 1 so that the target torque TW-TARGET to the driving wheels 3 is also determined as a function of the SL slope of the stretch of road in front of vehicle 1 to compensate for any variations in the slope SL of the stretch of road in front of vehicle 1 (other conditions being equal, the target torque TW-TARGET to the 3-wheel drive increases / decreases as / decrease the slope SL of the stretch of road in front of the vehicle 1). According to a preferred embodiment, the estimation device 19 supplies to the calculation block 23 the effective mass VM of the vehicle 1 in such a way that the target torque TW-TARGET to the driving wheels 3 is determined using the effective mass VM of the vehicle 1 for take into account any variations in the actual mass VM of the vehicle 1.

Infine, secondo una preferita forma di attuazione il dispositivo 19 di stima fornisce al blocco 23 di calcolo l’effettiva aderenza GR del fondo stradale su cui si trova il veicolo 1 per limitare la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici in funzione della effettiva aderenza GR del fondo stradale per non superare il limite di aderenza delle ruote 3 motrici. Finally, according to a preferred embodiment, the estimation device 19 provides the calculation block 23 with the effective grip GR of the road surface on which the vehicle 1 is located to limit the target torque TW-TARGET to the driving wheels 3 as a function of the actual GR grip of the road surface in order not to exceed the grip limit of the 3-drive wheels.

Combinando le informazioni ricevute dal navigatore 18 satellitare e dal dispositivo 19 di stima, il blocco 23 di calcolo riceve dal navigatore 18 satellitare le caratteristiche del tratto di strada di fronte al veicolo 1 (cioè se il tratto di strada presenta delle curve o dei punti pericolosi e con quali caratteristiche) e riceve dal dispositivo 19 di stima l’effettiva aderenza GR del fondo stradale su cui si trova il veicolo 1; quindi, il blocco 23 di calcolo limita la velocità STARGETlongitudinale obiettivo in funzione della effettiva aderenza GR del fondo stradale su cui si trova il veicolo 1 e delle caratteristiche del tratto di strada di fronte al veicolo 1. In funzione della effettiva aderenza GR del fondo stradale su cui si trova il veicolo 1 si calcola la massima accelerazione trasversale (laterale) ammissibile del veicolo 1; questa informazione, unita alla conoscenza del raggio di curvatura delle curve successive, può essere utilizzata per calcolare la velocità massima del veicolo 1 in corrispondenza delle curve stesse, con la quale può essere preventivamente limitata la velocità STARGETlongitudinale obiettivo. Secondo una preferita forma di attuazione, in funzione della velocità SCURRENTlongitudinale corrente e delle caratteristiche del tratto di strada di fronte al veicolo 1 (in particolare in funzione del raggio di curvatura) viene stimata l’accelerazione trasversale del veicolo 1, quindi viene stimata l’aderenza delle ruote 3 posteriori motrici utilizzata per la dinamica laterale del veicolo 1 (cioè la quota parte della aderenza complessiva delle ruote 3 posteriori motrici impegnata a contrastare l’accelerazione trasversale del veicolo 1) ed infine viene stimata l’aderenza delle ruote 3 posteriori motrici disponibile alla trazione longitudinale con una semplice operazione di sottrazione (dalla aderenza complessiva stimata in funzione della effettiva aderenza GR del fondo stradale su cui si trova il veicolo 1 viene sottratta l’aderenza delle ruote 3 posteriori motrici utilizzata per la dinamica laterale del veicolo 1); la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 posteriori motrici del veicolo 1 viene limitata in funzione della aderenza delle ruote 3 posteriori motrici disponibile alla trazione longitudinale in modo da non superare il limite di aderenza delle ruote 3 posteriori motrici. By combining the information received from the satellite navigator 18 and the estimation device 19, the calculation block 23 receives from the satellite navigator 18 the characteristics of the stretch of road in front of the vehicle 1 (i.e. if the stretch of road has curves or dangerous points and with what characteristics) and receives from the estimation device 19 the effective grip GR of the road surface on which the vehicle 1 is located; therefore, the calculation block 23 limits the target longitudinal STARGET speed according to the effective grip GR of the road surface on which the vehicle 1 is located and the characteristics of the stretch of road in front of the vehicle 1. According to the effective grip GR of the road surface on which the vehicle 1 is located, the maximum permissible transverse (lateral) acceleration of the vehicle 1 is calculated; this information, combined with the knowledge of the radius of curvature of the subsequent curves, can be used to calculate the maximum speed of the vehicle 1 in correspondence with the curves themselves, with which the target STARGETlongitudinal speed can be previously limited. According to a preferred embodiment, the transverse acceleration of the vehicle 1 is estimated as a function of the current longitudinal SCURRENT speed and the characteristics of the stretch of road in front of the vehicle 1 (in particular as a function of the radius of curvature). adhesion of the rear driving wheels 3 used for the lateral dynamics of the vehicle 1 (i.e. the share of the overall grip of the rear driving wheels 3 engaged in counteracting the transverse acceleration of the vehicle 1) and finally the adhesion of the rear driving wheels 3 is estimated available for longitudinal traction with a simple subtraction operation (from the overall grip estimated as a function of the actual GR grip of the road surface on which the vehicle 1 is located, the grip of the rear driving wheels 3 used for the lateral dynamics of the vehicle 1 is subtracted) ; the target torque TW-TARGET to the rear driving wheels 3 of the vehicle 1 is limited according to the grip of the rear driving wheels 3 available to longitudinal traction so as not to exceed the grip limit of the rear driving wheels 3.

La centralina 15 di controllo comprende un blocco 24 di calcolo, il quale riceve in ingresso la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici, la velocità SCURRENTlongitudinale corrente ed una marcia GCURRENTcorrente del cambio 8 (fornita dalla centralina 13 di controllo della trasmissione 6). Il blocco 24 di calcolo calcola mediante una semplice moltiplicazione la coppia TE-TARGETmotrice obiettivo per il motore 4 in funzione della coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici e di un rapporto di trasmissione della marcia GCURRENTcorrente del cambio 8. Inoltre, il blocco 24 di calcolo individua anche una marcia GBESTottimale del cambio 8 che, compatibilmente con la coppia TW-TARGETmotrice obiettivo alle ruote 3 motrici e con i limiti di funzionamento del motore 4, permette di ottimizzare il consumo di carburante e, quindi, l’emissione di sostanze inquinanti; a titolo di esempio, un metodo di individuazione della marcia ottimale per una trasmissione di un veicolo è descritto nella domanda di brevetto BO2009A000076 qui incorporata per riferimento. Il blocco 23 di calcolo comunica la coppia TE-TARGETmotrice obiettivo per il motore 4 alla centralina 12 di controllo del motore 4 e comunica la marcia GBESTottimale alla centralina 13 di controllo della trasmissione 6. The control unit 15 comprises a calculation block 24, which receives in input the target torque TW-TARGET to the 3 driving wheels, the current longitudinal SCURRENT speed and a current GCURRENT gear of the gearbox 8 (supplied by the transmission control unit 13 6) . The calculation block 24 calculates by a simple multiplication the target torque TE-TARGET for the engine 4 as a function of the target torque TW-TARGET at the 3 driving wheels and a gear ratio GCURRENT current of the gearbox 8. Furthermore, block 24 also identifies an optimal GBE gear of the gearbox 8 which, compatibly with the TW-TARGET torque target drive to the 3 driving wheels and with the operating limits of the engine 4, allows to optimize fuel consumption and, therefore, the emission of substances pollutants; by way of example, a method of identifying the optimum gear for a vehicle transmission is described in patent application BO2009A000076 incorporated herein by reference. The calculation block 23 communicates the target torque TE-TARGET for the motor 4 to the control unit 12 of the motor 4 and communicates the optimum GBE gear to the transmission control unit 13 6.

Da quanto sopra descritto, appare evidente che la centralina 15 di controllo determina la coppia TE-TARGETmotrice obiettivo per il motore 4 in funzione della velocità STARGETlongitudinale obiettivo e della accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo. From what has been described above, it is evident that the control unit 15 determines the target TE-TARGETmotor torque for the motor 4 as a function of the target longitudinal STARGET speed and the target longitudinal ATARGET acceleration.

Nel veicolo 1 sopra descritto il cambio 8 è comandabile automaticamente, quindi è possibile cambiare rapporto di trasmissione tra motore 4 e ruote 3 motrici senza l’intervento del guidatore; di conseguenza, la centralina 15 di controllo può considerare sia il cambio 8, sia il motore 4 come attuatori asserviti ad una logica di controllo di alto livello che interpreta le richieste del guidatore (fornite attraverso il pedale 16 dell’acceleratore) e le attua con la massima libertà possibile. Il feedback principale che il guidatore riceve dal veicolo 1 del quale si trova alla guida, è costituito dal punto di funzionamento del veicolo 1 stesso, esprimibile dalla velocità longitudinale e dalla accelerazione longitudinale: è quindi giusto interpretare le richieste del guidatore (fornite attraverso il pedale 16 dell’acceleratore) come la velocità STARGETlongitudinale obiettivo e la accelerazione ATARGETlongitudinale obiettivo perché è proprio in base alla accelerazione realizzata ed alla velocità raggiunta che il guidatore giudica l’efficacia della risposta del veicolo 1. Sostanzialmente si tratta di passare da una concezione “torque-based” del veicolo 1 ad una “dynamics-based” decisamente più naturale per il guidatore. In the vehicle 1 described above, the gearbox 8 can be controlled automatically, so it is possible to change the transmission ratio between engine 4 and 3-wheel drive without the intervention of the driver; consequently, the control unit 15 can consider both the gearbox 8 and the engine 4 as actuators enslaved to a high-level control logic which interprets the driver's requests (supplied through the accelerator pedal 16) and implements them with the greatest possible freedom. The main feedback that the driver receives from the vehicle 1 of which he is driving is constituted by the operating point of the vehicle 1 itself, which can be expressed by the longitudinal speed and by the longitudinal acceleration: it is therefore correct to interpret the driver's requests (provided through the pedal 16 of the accelerator) such as the target STARGETlongitudinal speed and target ATARGETlongitudinal acceleration because it is precisely on the basis of the acceleration achieved and the speed reached that the driver judges the effectiveness of the vehicle response 1. Basically it is a matter of passing from a "torque -based ”of vehicle 1 to a decidedly more natural“ dynamics-based ”for the driver.

In questo modo la dinamica veicolo 1 non dipende più dalla marcia innestata di volta in volta, evitando così le variazioni della dinamica veicolo conseguenti ad un cambio marcia (non potendo ovviamente agire durante il tempo necessario al cambio di rapporto, quando la trasmissione non è accoppiata e la trazione di conseguenza non può essere assicurata): ne segue quindi che la scelta della marcia (tra quelle che comunque permettono la dinamica richiesta dal conducente) è svincolata da altri fattori e può essere fatta secondo finalità diverse rispetto alla prestazione ma per esempio incentrata univocamente sui consumi/inquinanti. In this way the vehicle dynamics 1 no longer depends on the gear engaged from time to time, thus avoiding the variations in the vehicle dynamics resulting from a gear change (obviously not being able to act during the time necessary for the gear change, when the transmission is not coupled and consequently traction cannot be ensured): it follows therefore that the choice of gear (among those that in any case allow the dynamics required by the driver) is independent of other factors and can be made according to purposes other than performance but for example focused unambiguously on consumption / pollutants.

Claims

CLAIMS 1) Method of controlling the dynamics of a vehicle (1) as a function of the position of a pedal (16) of the accelerator; the control method includes the steps of: read the position (α) of the accelerator pedal (16); determine an objective longitudinal speed (STARGET) of the vehicle (1) as a function of the stationary component of the position (α) of the accelerator pedal (16); determine an objective longitudinal acceleration (ATARGET) of the vehicle (1) as a function of the first derivative in time of the position (α) of the accelerator pedal (16); And determine a target drive torque (TE-TARGET) for an engine (4) of the vehicle (1) as a function of the target longitudinal speed (STARGET) and the target longitudinal acceleration (ATARGET).

2) Control method according to claim 1 and comprising the further steps of: reading a current longitudinal speed (SCURRENT) of the vehicle (1); And determine the target longitudinal (STARGET) speed also as a function of the current longitudinal (SCURRENT) speed.

3) Control method according to claim 1 or 2 and comprising the further steps of: reading a current longitudinal speed (SCURRENT) of the vehicle (1); And determine the target longitudinal acceleration (ATARGET) also as a function of the current longitudinal (SCURRENT) speed.

4) Control method according to claim 1, 2 or 3, in which the more rapidly a certain position (α) of the accelerator pedal (16) is reached, the greater the longitudinal target acceleration (ATARGET).

5) Control method according to one of claims 1 to 4, wherein the step of determining the target driving torque (TE-TARGET) for the engine (4) comprises the further steps of: determining a target driving torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) of the vehicle (1) as a function of the target longitudinal speed (STARGET) and the target longitudinal acceleration (ATARGET); reading a current gear (GCURRENT) of a gearbox (8) of the vehicle (1); And calculate the target drive torque (TE-TARGET) for the engine (4) as a function of the target drive torque (TW-TARGET) at the drive wheels (3) and a gear ratio (GCURRENT) current of the gearbox (8) .

6) Control method according to claim 5, wherein the step of determining the target driving torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) comprises the further steps of: determining a slope (SL) of a stretch of road in front of the vehicle (1); And determine the target torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) of the vehicle (1) also as a function of the slope (SL) of the stretch of road in front of the vehicle (1) to compensate for any variations in the slope (SL) of the stretch of road in front of the vehicle (1).

7) Control method according to claim 5 or 6, wherein the step of determining the target driving torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) comprises the further steps of: determining an effective mass (VM) of the vehicle (1); and determine the target torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) of the vehicle (1) also using the actual mass (VM) of the vehicle (1) to take into account any variations in the effective mass (VM) of the vehicle ( 1).

8) Control method according to claim 5, 6 or 7, wherein the step of determining the target driving torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) comprises the further steps of: estimate effective grip (GR) of the road surface on which the vehicle is located (1) based on the interaction between at least one tire (22) of the vehicle (1) and the road surface; And limit the target torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) of the vehicle (1) according to the effective grip (GR) of the road surface on which the vehicle is located (1) in order not to exceed the limit of grip of the wheels (3) motor vehicles.

9) Control method according to one of claims 1 to 8 and comprising the further steps of: estimate effective grip (GR) of the road surface on which the vehicle is located (1) based on the interaction between at least one tire of the vehicle (1) and the road surface; determine the characteristics of the stretch of road in front of the vehicle (1); And limit the target longitudinal speed (STARGET) according to the effective grip (GR) of the road surface on which the vehicle is located (1) and the characteristics of the stretch of road in front of the vehicle (1).

10) Control method according to one of claims 1 to 9 and comprising the further steps of: estimate effective grip (GR) of the road surface on which the vehicle is located (1) based on the interaction between at least one tire of the vehicle (1) and the road surface; determine the characteristics of the stretch of road in front of the vehicle (1); estimated transverse acceleration of the vehicle (1); estimate the adhesion of the driving wheels (3) used for the lateral dynamics of the vehicle as a function of the transverse acceleration of the vehicle (1); estimate the grip of the drive wheels (3) available for longitudinal traction; And limit the target torque (TW-TARGET) to the driving wheels (3) of the vehicle (1) according to the grip of the driving wheels (3) available for longitudinal traction in order not to exceed the grip limit of the driving wheels (3).

11) Control method according to one of claims 1 to 10 and comprising the further step of determining the stationary component of the position (α) of the accelerator pedal (16) by calculating the average of the positions (α) of the pedal (16) accelerator snapshots in a last interval of time.

12) Control method according to claim 11, in which the average of the instantaneous positions (α) of the accelerator pedal (16) is weighed to give greater weight to the most recent instants.

13) Control method according to one of claims 1 to 12 and comprising the further step of determining the objective longitudinal acceleration (ATARGET) as a function of the average of the first derivative over time of the position (α) of the pedal (16) of the accelerator during the last significant change in the position (α) of the accelerator pedal (16).

14) Method of controlling the dynamics of a vehicle (1) as a function of the position of a pedal (16) of the accelerator; the control method includes the steps of: read the position (α) of the accelerator pedal (16); determine an objective longitudinal acceleration (ATARGET) of the vehicle (1) as a function of the stationary component of the position (α) of the accelerator pedal (16); reading a current longitudinal speed (SCURRENT) of the vehicle (1); And determine a target driving torque (TE-TARGET) for an engine (4) of the vehicle (1) as a function of the target longitudinal acceleration (ATARGET) and the current longitudinal speed (SCURRENT).