ITMI20011335A1 - Procedimento e dispositivo per riconoscere un cambio di corsia - Google Patents
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Description
Descrizione
Stato della tecnica
L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per riconoscere un cambio di corsìa rispettivamente una curva, con le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti.
Dallo stato della tecnica è nota una pluralità di sistemi di comando di frenatura, ad esempio sistemi antibloccaggio (ABS), sistemi antislittamento in trazione (ASR) e,oppure sistemi per la stabilità di marcia (ESP). Cosi ad esempio dal DE 2243 260 C2 (corrisponde al US 3, 907,378) è noto il fatto di impostare in comune l'azione frenante in corrispondenza dei freni delle ruote di un assale nel senso di un impedimento del bloccaggio. Poiché le ruote di un assale su parti della strada possono rotolare con coefficienti di attrito strada/pneumatici assai differenti, si deve necessamente preassegnare quale delle ruote da regolare in comune preassegna l'azione frenante in comune. A tale riguardo è noto il fatto di prevedere due modi di esercizio per un'impostazione in comune dell'azione frenante in corrispondenza di entrambe le ruote di un assale.
In un modo di esercizio, il cosiddetto modo Select-Low, viene attuata l'impostazione in comune dell'azione frenante, in generale della pressione di frenatura, in dipendenza della ruota con la minore velocità della ruota. Nel cosiddetto modo Select-High viene attuata l'impostazione in comune dell'azione frenante, in generale della pressione di frenatura, in dipendenza della ruota con la maggiore velocità della ruota.
Nei sistemi di comando di frenatura sono noti inoltre metodi per il riconoscimento delle curve rispettivamente per il calcolo dell'accelerazione trasversale. Ciò avviene ad esempio mediante la determinazione della differenza di velocità fra una ruota sinistra ed una ruota destra del veicolo di uno oppure di due assali su veicoli con ruote allineate su più piani (autovetture/autocarri). A riguardo si rimanda ad esempio al DE 4140 239 A.
In una marcia in curva con alta accelerazione trasversale all'inizio della regolazione ABS ossia all'inìzio del comando della pressione di frenatura per evitare il bloccaggio, il comportamento di regolazione viene adattato a questa marcia in curva. Nel caso di un cambio di corsia del veicolo il valore di accelerazione trasversale, calcolato dai sensori del numero di giri delle ruote, passa però per lo zero e cambia il proprio segno algebrico. Se in questa zona di transitoria, in cui l'accelerazione trasversale ha il passaggio per lo zero, viene avviata una frenatura ABS, allora il regolatore rileva soltanto un piccolo valore dell'accelerazione trasversale e non può avviare speciali accorgimenti per la modulazione della pressione delle ruote durante la marcia in curva rispettivamente durante la manovra di cambio di corsia. Di conseguenza può verificarsi che il veicolo nel caso di esterme manovre di cambio di corsia viene sottofrenato e tende a sovrasterzare.
L'invenzione si pone il compito di sviluppare un riconoscimento del cambio di corsia (LCC, Lane Change Control), che serve a riconoscere un cambio di corsia all'esterno e all'interno di una regolazione ABS (modulazione di pressione in corrispondenza delle ruote) mediante sensori del numero di giri delle ruote.
Vantaggi dell'invenzione
Secondo l'invenzione il riconoscimento di un cambio di corsia di un autoveicolo in una prima variante dell'invenzione avviene in modo tale che si determina una grandezza di accelerazione trasversale, rappresentante l'accelerazione trasversale del veicolo e,oppure una grandezza di imbardata rappresentante la velocità di imbardata, viene formata la variazione temporale della grandezza di accelerazione trasversale e,oppure della grandezza di imbardata, e
- viene riconosciuto un cambio di corsia quando la variazione temporale supera un preassegnabile valore di soglia.
Questa variante è adatta specialmente per il riconoscimento del cambio di corsia quando non sussistono processi di regolazione di bloccaggio.
Una seconda variante, impiegata preferibilmente quando sussistono processi di regolazione di bloccaggio, parte da un autoveicolo con almeno due ruote disposte in direzione di marcia anteriormente e posteriormente. A riguardo è previsto che
- vengono rilevate grandezze di numero di giri rappresentanti le rotazioni di almeno due ruote si determina una grandezza di velocità rappresentante la velocità longitudinale del veicolo
- si determina la differenza fra la grandezza del numero di giri della ruota posteriore più veloce e la grandezza di velocità,
- si riconosce una curva e,oppure un cambio di corsia quando per un intervallo di tempo lungo, preassegnabile, sussiste una preassegnabile grande differenza.
Con il sicuro riconoscimento secondo l'invenzione di un cambio di corsia nel regolatore ABS può aver luogo una variazione della modulazione della pressione delle ruote adattata alla situazione di cambio di corsia. Ciò porta all'aumento della stabilità del veicolo e al miglioramento della potenza di frenatura per tali manovre.
In un'esecuzione vantaggiosa della prima variante è previsto che vengono rilevate grandezze del numero di giri che rappresentano le rotazioni di almeno due ruote e si determina la grandezza di accelerazione trasversale e,oppure la grandezza di imbardata in dipendenza delle grandezze del numero di giri.
In una esecuzione vantaggiosa della seconda variante è previsto che l'intervallo di tempo venga preassegnato in dipendenza della differenza, laddove in particolare è previsto che l'intervallo di tempo in caso di minore differenza venga scelto più lungo ripetto al caso di maggiore differenza.
Inoltre è vantaggioso che come reazione ad un cambio di corsia riconosciuto
la pressurizzazione di frenatura in corrispondenza del freno sulla ruota esterno alla curva venga attuata più rapidamente in corrispondenza del freno della ruota interno alla curva e,oppure
- la pressione di frenatura in corrispondenza del freno sulla ruota esterno alla curva viene aumentata e,oppure
- si impedisce un ritardo della formazione della coppia di imbardata che il veicolo presenta nell'ambito di un dispositivo di regolazione antibloccaggio.
Inoltre conformemente alla seconda variante è previsto che la pressione di frenatura in corrispondenza delle ruote dell'assale posteriore venga impostata in base al principio di regolazione Select-Low, dopodiché l'effetto di frenatura in corrispondenza di entrambe le ruote posteriori viene regolato in base alla ruota posteriore più instabile.
Ulteriori esecuzioni vantaggiose dell'invenzione sono desumibili dalle sottorivendicazioni .
Disegno
La figura 1 mostra schematicamente il sistema frenante di un veicolo, le figure 2 e 3 rappresentano esempi di realizzazione in base a diagrammi di svolgimento, mentre le figure 4a e 4b mostrano andamenti temporali.
Esempi di realizzazione
L'invenzione viene rappresentata in seguito in base ad un esempio di realizzazione. La figura 1 con il contrassegno Ila fino a d mostra quattro ruote di un veicolo a due assali, laddove ogni ruota presenta un sensore del numero di giri della ruota contrassegnato con 12a fino a d. I numeri di giri Nij delle ruote vengono addotti all'unità di valutazione 16. L'indice i indica al riguardo l'appartenenza della corrispondente grandezza all'assale anteriore (i = v) rispettivamente all'assale posteriore (i = h). L'indice j rappresenta l'appartenenza della grandezza corrispondente al lato destro del veicolo (j = r) rispettivamente al lato sinistro del veicolo (j = 1)·
Ad ogni ruota Ila fino a d sono associati freni 13a fino a d, la cui forza frenante rispettivamente la cui azione frenante viene comandata mediante le condutture 15a fino a d dell'unità di valutazione 16. A riguardo servono i segnali di comando Aij.
Con 17 è rappresentato il pedale del freno azionabile dal conducente. La posizione del pedale 17 del freno viene rilevata e addotta come segnale B all'unità di valutazione 16.
Per riconoscere un cambio di corsia si utilizzano due meccanismi:
1. riconoscimento del cambio di corsia mediante considerazione della accelerazione trasversale o velocità di imbardata del veicolo al di fuori di una regolazione ABS (nessuna modulazione di pressione in corrispondenza delle ruote).
Questa variante viene rappresentata in base alle figure 2 e 4a.
2. Riconoscimento del cambio dì corsia mediante considerazione delle differenze del numero di giri rispetto alla velocità del veicolo nell'ambito di una regolazione ABS (modulazione di pressione in corrispondenza delle ruote). Questa variante viene rappresentata in base alle figure 3 e 4b.
Se viene riconosciuto un cambio di corsia allora è possibile attuare ad esempio i seguenti accorgimenti:
- più rapida pressurizzazione sulla ruota esterna alla curva, che prima era la ruota interna alla curva,
in caso di comportamento sovrasterzante (il veicolo routa verso l'interno) ha luogo una sovrafrenatura delle ruote anteriori esterne alla curva
disinserimento di un rallentamento della formazione della coppia di imbardaggio (GMA), ed eventualmente avviante sia erroneamente, per piani stradali con pietrisco μ (piani stradali condiffernti coefficienti di attrito sul lato destro e sinistro del veicolo). Nel caso di una marcia in cuva il comportamento delle ruote spesso è assai simile ad una frenatura su piani stradali con pietrisco μ. Pertanto può verificarsi mancato sblocco del GMA (rallentamento della formazione della coppia di imbardata) necessario per piani stradali con pietrisco μ.
In merito alla prima variante (riconoscimento del cambio di corsia mediante considerazione dell'accelerazione trasversale o della velocità di imbardata del veicolo):
Nel caso di un cambio di corsia il valore Aq dell'accelerazione trasversale, calcolato dai sensori del numero di giri delle ruote, rispettivamene la velocità di imbardata del veicolo Vgi attraversa il passaggio per lo zero e modifica il segno algebrico. In tal caso si considera il comportamento di variazione dAq/dt rispettivamente dVGi/dt, ossia la pendenza del valore calcolato dell'accelerazione trasversale oppure della velocità di imbardata. Questo comportamento è visibile in modo esemplare nella figura 4a.
La figura 2 mostra uno svolgimento di un esempio di realizzazione, in cui si determina l'accelerazione trasversale del numero di giri delle ruote. Analogamente a ciò è possibile anche la velocità di imbardata per il riconoscimento del cambio di corsia.
Nella figura 2 dopo la fase di avviamento 201 vengono dapprima letti i numeri di giri delle ruote Nij nella fase 202. Dai numeri di giri delle ruote quindi nella fase 203 in maniera nota si determina l'accelerazione trasversale del veicolo Aq, ad esempio dalla differenza fra i numeri di giri delle ruote sul lato sinistro e sul lato destro del veicolo.
Nella fase 204 viene differenziata l'accelerazione trasversale del veicolo Aq (oppure la velocità di imbardata Vgi) rispetto alla derivata in funzione del tempo dAq/dt (rispettivamente dVGi/dt) . La considerazione temporale del valore dell'accelerazione trasversale (rispettivamente della velocità di imbardata) può avvenire per mezzo di differenziazione classica dx/dt oppure anche tramite una considerazione del contatore. Una valutazione tramite cronometro è opportuna ad esempio quando il rispettivo linguaggio di programmazione (ad esempio Assembler) non offre alcuna possibilità diretta di differenziazione.
Nella fase 205 la derivata in funzione del tempo dAq/dt (rispettivamente dVGi/dt) viene confrontata con un valore di soglia SW1.
Se il valore dAq/dt (rispettivamente dVGi/dt) supera il valore di soglia SW1, allora nella fase 206 viene riconosciuto un cambio di corsia e la regolazione viene adattata a questa situazione di marcia.
Per il riconoscimento è possibile utilizzare valori di sensore (sensori di accelerazione trasversale e,oppure sensori di velocità angolare di imbardata) oppure anche valori calcolati da numeri di giri delle ruote.
Relativamente alla seconda variante (riconoscimento di cambio di corsia mediante considerazione di differenza del numero di giri delle ruote rispetto alla velocità del veicolo):
Se è possibile un calcolo dell'accelerazione trasversale nell'ambito di una regolazione ABS dai sensori del numero di giri delle ruote, allora durante la regolazione ABS è possibile impiegare lo stesso procedimento come quello descritto in merito alla variante 1.
Se marciando in rettilineo il conducente frena e sterza fortemente con frenatura ABS, allora il riconoscimento della curva tramite il meccanismo del calcolo dell'accelerazione trasversale con l'ausilio delle differenze di numero di giri delle ruote può fallire. Con l'inizio della regolazione ABS nel sistema noto, il valore di accelerazione trasversale calcolato può essere memorizzato per motivi di plausibilità.
Per questo caso nell'ambito di una regolazione ABS viene scelta un'altra metodica di riconoscimento .
Dopo la fase di avviamento 301, rappresentata nella figura 3, vengono in un primo momento letti i numeri di giri delle ruote Nij nella fase 302. Nella fase 303 viene formata la velocità di riferimento del veicolo FZ REF, indicante la velocità longitudinale del veicolo. Ciò avviene in maniera nota in dipendenza di numeri di giri delle ruote .
Nella fase 304 viene determinata la ruota posteriore esterna alla curva. La ruota posteriore esterna alla curva della marcia in curva e nel modo di regolazione Select-Low descritto all'inizio relativo all'assale posteriore (entrambe le ruote posteriori vengono regolate secondo la ruota più instabile) è la ruota in assoluto più veloce, poiché questa ruota descrive la massima traiettoria circolare e quindi effettua percorso più lungo. In tal modo il numero di giri V_Houtside della ruota posteriore esterna alla curva in ragione del valore differenziale dv_lcc è decisamente superiore alla velocità complensiva del veicolo calcolata FZ_REF. Questo valore differenziale
dv_lcc = V_Houtside - FZ_REF
viene formato nella fase 305.
Nella fase 306 la differenza dv_lcc viene confrontata con un valore di soglia SW2 . Se la differenza d_lcc scende al disotto del valore SW2, allora non viene riconosciuto alcun cambio di corsia rispettivamente non viene riconosciuta marcia in curva e si passa direttamente alla fase finale 311.
Se tuttavia nella fase 306 si rileva che la differenza è sufficientemente grande, allora nella fase 307 viene avviato un contatore con intervallo di tempo ΔΤ . L'intervallo ΔΤ viene calcolato preventivamente in dipendenza della differenza esistente:
ΔΤ = funzione (dv_lcc)
nella seguente fase 308 viene effettuata interrogazione per stabilire se è trascorso l'intervallo di tempo ΔΤ. Se ciò non avviene allora la differenza dv_lcc nella fase 309 viene aggiornata e viene di nuovo effettuata la fase 306.
Se nella fase 308 si rileva che è trascorso l'intervallo di tempo ΔΤ, allora la differenza dv_lcc ha assunto sufficientemente a lungo un grande valore (superiore a SW2), dopodiché nella fase 310 viene riconosciuto un cambio di corsia rispettivamente una marcia in curva.
Nella figura 4b è rappresentata la realizzazione con un contatore. Lo stato in cui è sufficientemente grande la differenza dv lcc, viene pertanto rilevato (fase 306) e filtrato mediante il contatore Ay_Lcc_CNT. Se il valore differenziale dv_lcc supera la soglia SW2, allora il contatore Ay_Lcc_CNT ad esempio per km/h della differenza dv_lcc viene decrementato in ragione di 1. Se il valume di conteggio del contatore il raggiunge il valore #T AVZ LCC, allora viene riconosciuto un cambio di corsia rispettivamente una marcia in curva ("curve measure activ"). Alternativamente quando si scende al disotto di un valore Reset il contatore Ay_Lcc_CNT può essere di nuovo portato ad effettuare conteggio regressivo oppure può essere impostato sul valore zero.
A riguardo è irrilevante se il calcolo viene effettuato con valori km/h oppure con unità fisiche come m/s. Il senso di conteggio del contatore Ay_Lcc_CNT è stabilito tecnicamente da programma e potrebbe aver luogo anche in direzione positiva. La conversione del valore differenziale dv_lcc nel valore di decrementazione rispettivamente incrementazione, avviene tramite il fattore di normalizzazione.
Quanto più energicamente viene effettuato il cambio di corsia, tanto maggiormente la ruota posteriore, esterna alla curva, si trova oltre la velocità complessiva del veicolo rispettivamente oltre il riferimento del veicolo FZ_REF.
Nel caso di una maggiore differenza dv_lcc fra la ruota posteriore esterna alla curva e il riferimento del veicolo FZ_REF, il riconoscimento ha luogo più rapidamente, poiché il LCC-Counter effettua conteggio progressivo in ragione del valore intero di dv_lcc. Così il meccanismo LCC si adatta alla probabilità di riconoscimento di un cambio di corsia rispettivamente di una marcia in adatta alla probabilità di riconoscimento di un cambio di corsia rispettivamente di una marcia in curva:
- se la curva non viene riconosciuta univocamente => allora più lungo intervallo di tempo e quindi più lungo controllo di plausibilità
se la curva è riconosciuta univocamente => allora è più breve l'intervallo di tempo e quinid il controllo di plausibilità.
Claims (1)
- Rivendicazioni 1.-Procedimento per riconoscere un cambio di corsia di un autoveicolo, laddove si determina una grandezza di accelerazione trasversale (Aq), rappresentante l'accelerazione trasversale del veicolo e,oppure una grandezza di imbardata (Vgi) rappresentante la velocità di imbardata - viene formata la variazione temporale (dAq/dt, dVgi/dt) della grandezza di accelerazione trasversale (Aq) e,oppure della grandezza di imbardata (Vgi), e - viene riconsciuto un cambio di corsia quando la variazione temporale (dAq/dt, dVgi/dt) supera un preassegnato valore di soglia (SW1). 2.-Procedimento per il riconoscere una curva e,oppure un cambio di corsia di un autoveicolo con almeno due ruote, disposte anteriormente e posteriormente in direzione di marcia, laddove - vengono rilevate grandezze del numero di giri (Nij) rappresentanti le rotazioni di almeno due ruote - si determina una grandezza di velocità (FZ_REF) rappresentante la velocità longitudinale del veicolo si determina la differenza (dv lcc) fra la grandezza del numero di giri (V_Houtside) della ruota posteriore più veloce e la grandezza di velocità (FZ_REF) - viene riconosciuta una curva e,oppure un cambio di corsia quando per un preassegnabile lungo intervallo di tempo (ΔΤ) sussiste una grande differenza preassegnabile. 3.-Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che vengono rilevate grandezze del numero di giri (Nij) rappresentanti le rotazioni di almeno due ruote, e si determina la grandezza dell'accelerazione trasversale (Aq) e,oppure la grandezza di imbarda (Vgi) in dipendenza delle grandezze del numero di giri. 4.-Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il veicolo presenta un dispositivo di regolazione antibloccaggio e il riconoscimento del cambio di corsia viene riconosciuto preferibilmente quando non sussistono processi di regolazione antibloccaggio. 5.-Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l'intervallo di tempo viene preassegnato in dipendenza della differenza (dv_lcc) laddove in particolare è previsto che l'intervallo di tempo (ΔΤ) in caso di minore differenza è scelto più lungo rispetto al caso di maggiore differenza. 6.-Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che come reazione ad un cambio di corsia riconosciuta la pressurizzazione di frenatura in corrispondenza del freno sulla ruota esterno alla curva viene attuata più rapidamente che in corrispndenza del freno sulla ruota interno alla curva e,oppure - viene aumentata la pressione di frenatura in corrispondenza del freno sulla ruota esterno alla curva e,oppure - viene impedito un rallentamento della formazione della coppia di imbardata, che il veicolo presenta nell'ambito di un dispositivo di regolazione antibloccaggio . 7.-Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il veicolo presenta un dispositivo di regolazione antibloccaggio e il riconoscimento di un cambio di corsia e,oppure di una curva viene effettuato preferibilmente quando sussistono processi, azioni antibloccaggio e,oppure la pressione di frenatura in corrispondenza delle ruote dell'assale posteriore viene impostata in base al principio di regolazione Select-Low, secondo cui viene regolato l'effetto di frenatura in corrispondenza di entrambe le ruote posteriori in base alla ruota posteriore più instabile. 8.-Dispositivo per riconoscere un cambio di corsia di un autoveicolo, laddove sono previsti mezzi (16), per mezzo dei quali si determina una grandezza di accelerazione trasversale (Aq), rappresentante l'accelerazione trasversale del veicolo e,oppure una grandezza di imbardata (Vgi) rappresentante la velocità di imbardata, - viene formata la variazione temporale (dAq/dt, dVgi/dt) della grandezza dell'accelerazione trasversale (Aq) e,oppure della grandezza di imbardata (Vgi), e - viene riconosciuto un cambio di corsia quando la variazione temporale (dAq/dt, dVgi/dt) supera un preassegnabile valore di soglia (SW1). 9.-Dispositivo per riconoscere una curva e,oppure un cambio di corsia di un autoveicolo con almeno due ruote disposte anteriormente e posteriormente nel senso di marcia, laddove sono previsti mezzi (16), per mezzo dei quali - vengono rilevate grandezze del numero di giri (Nij) rappresentanti le rotazioni di almeno due ruote - si determina una grandezza di velocità (FZ REF) rappresentante la velocità longitudinale del veicolo si determina la differenza (dv_lcc) fra la grandezza del numero di giri (V_Houtside) della ruota posteriore più veloce e la grandezza di velocità (FZ_REF) - viene riconosciuta una curva e,oppure un cambio di corsia quando sussiste una grande differenza preassegnabile per un lungo intervallo di tempo preassegnabile. 10.-Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'intervallo di tempo viene preassegnato in dipendenza della differenza (dv_lcc), laddove in particolare è previsto che un intervallo di tempo in caso di differenza minore è scelto più lungo che in caso di differenza maggiore.
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