ITTO20090159A1 - CONTROL OF STOPPING AND STARTING OF A BUS - Google Patents
CONTROL OF STOPPING AND STARTING OF A BUSInfo
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
“CONTROLLO DI FERMATA E DI AVVIAMENTO DI UN AUTOBUS†⠀ œCHECK OF STOPPING AND STARTING A BUSâ €
La presente invenzione à ̈ relativa al controllo di fermata e di avviamento di un autobus. The present invention relates to the stop and start control of a bus.
Sono note automobili provviste di una funzionalità nota come “stop & start†, la quale spegne automaticamente il motore termico quando l’automobile si ferma in determinate condizioni operative lungo il percorso, ad esempio alle fermate ai semafori in città , e ri-avvia il motore termico in modo da fare ripartire l’automobile quando il conducente preme il pedale dell’acceleratore. Cars are known that are equipped with a function known as â € œstop & startâ €, which automatically switches off the thermal engine when the car stops under certain operating conditions along the route, for example at stops at traffic lights in the city, and starts the internal combustion engine in order to restart the car when the driver presses the accelerator pedal.
È sentita l’esigenza di applicare tale funzionalità anche sugli autobus adibiti al trasporto pubblico, in particolare al trasporto urbano, in modo da ridurre i consumi di combustibile. In particolare, à ̈ sentita l’esigenza di integrare tale funzionalità con gli altri comandi dell’autobus e le funzioni relative alla salita ed alla discesa dei passeggeri dall’autobus alle fermate, contribuendo a garantire il comfort di autista e passeggeri e la sicurezza del servizio. The need is felt to apply this functionality also on buses used for public transport, in particular for urban transport, in order to reduce fuel consumption. In particular, the need is felt to integrate this functionality with the other controls of the bus and the functions relating to the boarding and alighting of passengers from the bus at the stops, helping to ensure the comfort of the driver and passengers and the safety of the service.
È sentita inoltre l’esigenza di installare tale funzionalità su autobus già circolanti, senza compromettere il funzionamento delle utenze elettriche installate, che potrebbero risentire dell’assorbimento di corrente dovuto a ripetuti avviamenti del motore termico. The need is also felt to install this function on buses that are already in circulation, without compromising the operation of the installed electric utilities, which could be affected by the current absorption due to repeated starting of the heat engine.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un controllo di fermata ed avviamento, il quale consenta di assolvere in maniera semplice ed economica alle esigenze sopra esposte. The purpose of the present invention is to provide a stop and start control, which allows the above requirements to be fulfilled in a simple and economical way.
Secondo la presente invenzione viene pertanto realizzata una unità elettronica di controllo per un autobus, come definita nella rivendicazione 1. According to the present invention, an electronic control unit for a bus is therefore realized, as defined in claim 1.
La presente invenzione à ̈ inoltre relativa ad un gruppo addizionale di controllo secondo la rivendicazione 6, ad un autobus secondo la rivendicazione 7, e ad un prodotto informatico secondo la rivendicazione 14. The present invention also relates to an additional control unit according to claim 6, to a bus according to claim 7, and to a computer product according to claim 14.
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment is now described, purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
- la figura 1 mostra schematicamente una preferita forma di attuazione dell’unità elettronica di controllo montata su un autobus secondo la presente invenzione; - la figura 2 à ̈ uno schema di un impianto elettrico dell’autobus di figura 1. Figure 1 schematically shows a preferred embodiment of the electronic control unit mounted on a bus according to the present invention; - figure 2 is a diagram of an electrical system of the bus in figure 1.
Nella figura 1, con 1 à ̈ indicato un autobus (schematicamente illustrato) comprendente un motore termico 3 ed una unità elettronica di controllo di bordo (non illustrata), la quale comanda l’alimentazione elettrica e l’alimentazione di combustibile per il motore 3, sulla base dei comandi azionati dal conducente nella postazione di guida 5, sulla base di condizioni operative dell’autobus 1, in particolare i parametri di funzionamento del motore 3 (temperature, velocità di rotazione, ecc…) e i parametri di avanzamento dell’autobus (velocità , accelerazione, ecc…). Tali comandi e tali condizioni operative sono rilevate da sensori, di tipo noto e non illustrato. In figure 1, 1 indicates a bus (schematically illustrated) comprising a thermal engine 3 and an on-board electronic control unit (not illustrated), which controls the electrical power supply and the fuel supply for the engine 3, based on the commands activated by the driver in the driving position 5, based on the operating conditions of the bus 1, in particular the operating parameters of the engine 3 (temperatures, rotation speed, etc.) and the advancement of the bus (speed, acceleration, etc.). These commands and these operating conditions are detected by sensors of a known type and not illustrated.
Per quanto riguarda i comandi del conducente (schematicamente illustrati), in particolare la figura 1 illustra schematicamente un pedale 6 di accelerazione; un dispositivo 7 di accensione, ad esempio del tipo a chiave, per dare un consenso all’alimentazione elettrica dell’autobus 1; un cambio di velocità 8; un pedale 13 di frenatura; un organo 14 di inibizione, ad esempio un pedale; ed un dispositivo 9 per comandare l’apertura e la chiusura di almeno una porta 10 (schematicamente illustrata), la quale à ̈ prevista per la salita e la discesa di passeggeri. Il dispositivo 9 comanda anche l’azionamento di un freno di fermata 11, o freno automatico, il quale viene attivato per tenere ferme le ruote 12 dell’autobus 1 quando la porta 10 à ̈ aperta. As regards the driver's controls (schematically illustrated), in particular Figure 1 schematically illustrates an acceleration pedal 6; an ignition device 7, for example of the key type, to give consent to the electric power supply of the bus 1; an 8 speed change; a braking pedal 13; an inhibition member 14, for example a pedal; and a device 9 for controlling the opening and closing of at least one door 10 (schematically illustrated), which is provided for the boarding and alighting of passengers. The device 9 also controls the actuation of a stop brake 11, or automatic brake, which is activated to keep the wheels 12 of the bus 1 stationary when the door 10 is open.
Con riferimento alla figura 2, l’autobus 1 comprende un impianto elettrico 15, il quale comprende a sua volta: una o più batterie 16; uno o più alternatori 17; una linea 18 elettrica principale che collega tra loro le batterie 16 ed gli alternatori 17 e che alimenta una pluralità di utenze 19 elettriche; uno o più super-capacitori 20; una linea 21 elettrica secondaria, la quale alimenta corrente dai super-capacitori 20 ad un motore 22 elettrico di avviamento previsto per avviare il motore 3; ed un dispositivo 23 interruttore (in particolare un teleruttore del tipo 24V/200A), il quale à ̈ comandato per collegare la linea 21 alla linea 18 quando il motore 3 à ̈ in funzione e per scollegare la linea 21 dalla linea 18 quando il motore 3 à ̈ spento. In questo modo, l’avviamento del motore 3 viene effettuato alimentando corrente al motore 22 dai supercapacitori 20, in maniera isolata dalla linea 18, evitando così assorbimento di corrente dalle batterie 16; ed i super-capacitori 20 vengono ricaricati insieme alle batterie 16 quando il motore 3 à ̈ in funzione. Preferibilmente, il dispositivo 23 interruttore à ̈ comandato tramite un segnale che proviene dagli alternatori 17 e che indica l’effettiva rotazione del motore 3. With reference to Figure 2, the bus 1 comprises an electrical system 15, which in turn comprises: one or more batteries 16; one or more alternators 17; a main electric line 18 which connects the batteries 16 and the alternators 17 together and which supplies a plurality of electrical users 19; one or more super-capacitors 20; a secondary electric line 21, which supplies current from the super-capacitors 20 to an electric starter motor 22 provided for starting the motor 3; and a switch device 23 (in particular a remote control switch of the 24V / 200A type), which is controlled to connect line 21 to line 18 when the motor 3 is running and to disconnect line 21 from line 18 when the motor 3 is off. In this way, the starting of the motor 3 is carried out by feeding current to the motor 22 from the supercapacitors 20, in an isolated manner from the line 18, thus avoiding the absorption of current from the batteries 16; and the super-capacitors 20 are recharged together with the batteries 16 when the motor 3 is running. Preferably, the switch device 23 is controlled by means of a signal which comes from the alternators 17 and which indicates the effective rotation of the motor 3.
Preferibilmente, il dispositivo 23, i super-capacitori 20, ed i cablaggi necessari per realizzare la linea 21 fanno parte di un gruppo addizionale 25 che può essere montato su autobus già circolanti. Preferably, the device 23, the super-capacitors 20, and the wiring necessary to realize the line 21 are part of an additional group 25 which can be mounted on buses already in circulation.
Con riferimento alla figura 1, il gruppo addizionale 25 comprende, inoltre, l’organo 14 ed una unità 30 elettronica di controllo, in particolare di tipo PLC, la quale à ̈ configurata in modo da svolgere una funzionalità cosiddetta di “stop & start†. Con il termine “configurata†si intende il fatto che l’unità 30 ha specifiche impostazioni hardware oppure che un software di controllo à ̈ caricato sull’unità 30, in modo da generare determinati segnali di comando sulla base delle condizioni operative dell’autobus 1 e/o dei comandi del conducente. With reference to Figure 1, the additional unit 25 also comprises the organ 14 and an electronic control unit 30, in particular of the PLC type, which is configured in such a way as to perform a so-called â € œstop & startâ €. The term â € œconfiguredâ € means that the unit 30 has specific hardware settings or that a control software is loaded on the unit 30, in order to generate certain command signals based on the operating conditions of the € ™ bus 1 and / or driver controls.
La funzionalità di stop & start fa in modo che il motore 3 si spenga automaticamente quando l’autobus 1 arresta il proprio movimento alle fermate previste dal servizio di trasporto pubblico e/o alle fermate ai semafori. Tale funzionalità à ̈ attiva solo quando sono soddisfatte contemporaneamente determinate condizioni, in particolare quando: The stop & start function ensures that the motor 3 switches off automatically when the bus 1 stops moving at the stops provided by the public transport service and / or at the stops at traffic lights. This feature is only active when certain conditions are met at the same time, in particular when:
- il dispositivo 7 à ̈ inserito, ossia c’à ̈ il consenso all’alimentazione elettrica dell’autobus 1; - device 7 is on, ie there is consent to the power supply of bus 1;
- la temperatura del liquido di raffreddamento del motore 3 Ã ̈ superiore ad una soglia di temperatura definita (ad esempio 45°C); - the temperature of the coolant of the engine 3 is higher than a defined temperature threshold (for example 45 ° C);
- il conducente à ̈ seduto nella postazione di guida 5; - il cambio di velocità 8 ha la retromarcia disinserita e, preferibilmente, à ̈ impostato nella funzione denominata “drive†; - the driver is seated in the driving position 5; - the gearbox 8 has reverse gear off and, preferably, it is set in the function called â € œdriveâ €;
- l’organo 14 non à ̈ azionato. - organ 14 is not activated.
In particolare, l’organo 14 à ̈ un pedale che viene premuto per inibire la funzionalità di stop & start in fase di manovra (ossia, con spostamenti a bassa velocità , ad esempio nelle rimesse o in condizioni di elevato traffico). In particular, organ 14 is a pedal which is pressed to inhibit the stop & start function during maneuvering (ie, with low speed movements, for example in sheds or in high traffic conditions).
Quando la funzionalità di stop & start à ̈ attiva, l’unità 30 à ̈ configurata per generare un segnale di comando di spegnimento quando l’avanzamento dell’autobus 1 à ̈ stato fermato e sono presenti determinate condizioni operative/comandi, in modo da spegnere il motore 3. In particolare, l’unità 30 emette il segnale di comando di spegnimento in modo automatico, ossia senza che il conducente intervenga sul dispositivo 7 o su altri comandi dedicati allo spegnimento del motore 3. Ad esempio, viene comandato lo spegnimento del motore 3 quando vengono soddisfatte contemporaneamente le seguenti condizioni: When the stop & start function is active, unit 30 is configured to generate a stop command signal when the advancement of bus 1 has been stopped and certain operating conditions / commands are present, in order to switch off the engine 3. In particular, the unit 30 emits the stop command signal automatically, ie without the driver intervening on the device 7 or on other commands dedicated to switching off the engine 3. For example, the shutdown of engine 3 is commanded when the following conditions are met at the same time:
- il pedale 13 di frenatura à ̈ premuto; - the braking pedal 13 is pressed;
- il motore 3 Ã ̈ acceso (questa condizione viene rilevata tramite un segnale di rotazione proveniente dagli alternatori 17); - engine 3 is on (this condition is detected by a rotation signal coming from the alternators 17);
- l’autobus 1 à ̈ fermo (ossia, la velocità di avanzamento à ̈ nulla); - bus 1 is stationary (that is, the forward speed is zero);
- un contatore previsto nell’unità 30 indica che c’à ̈ stato almeno uno spostamento dell’autobus 1 da quando il motore 3 à ̈ stato messo in moto l’ultima volta (questa condizione viene conteggiata a partire da segnali di azionamento del pedale 6); - a counter provided in unit 30 indicates that there has been at least one movement of bus 1 since engine 3 was last started (this condition is counted from signals pedal operation 6);
- tale spostamento dell’autobus 1 ha comportato il superamento di una velocità minima di soglia, in particolare una velocità di 4 km/h. - this movement of bus 1 resulted in the exceeding of a minimum speed threshold, in particular a speed of 4 km / h.
In particolare, il comando di spegnimento del motore 3 avviene dopo un valore di tempo prefissato e tarabile (ad esempio un valore pari a 2 secondi), a partire dall’instante in cui l’autobus 1 si à ̈ fermato. In particular, the shutdown command of the engine 3 takes place after a predetermined and calibratable time value (for example a value equal to 2 seconds), starting from the instant in which the bus 1 has stopped.
L’unità 30 à ̈ configurata per generare anche un segnale di comando di stazionamento insieme o in rapida successione al segnale di comando di spegnimento. in presenza delle medesime condizioni operative/comandi, in modo da attivare il freno di fermata 11 oltre a spegnere il motore 3. Unit 30 is configured to also generate a parking command signal together with or in rapid succession to the extinguishing command signal. in the presence of the same operating conditions / commands, in order to activate the stopping brake 11 as well as switching off the motor 3.
L’unità 30 à ̈ collegata nell’autobus 1 in modo tale da ottenere l’attivazione del freno di fermata 11 quando almeno una tra le seguenti due condizioni à ̈ soddisfatta (funzione logica OR): Unit 30 is connected in bus 1 in such a way as to obtain the activation of the stop brake 11 when at least one of the following two conditions is satisfied (logic OR function):
- il segnale di comando di stazionamento à ̈ emesso dall’unità 30, e - the parking command signal is emitted by unit 30, e
- la porta 10 Ã ̈ aperta. - door 10 is open.
L’unità 30 à ̈ anche configurata per generare un segnale di comando di avviamento ed un segnale di comando di sblocco in modo da ri-avviare il motore 3 e, rispettivamente, disattivare il freno di fermata 11 quando il conducente desidera fare ripartire l’autobus 1. Unit 30 is also configured to generate a start command signal and a release command signal in order to re-start the engine 3 and, respectively, deactivate the stop brake 11 when the driver wishes to restart the engine. € ™ bus 1.
In particolare, il segnale di comando di avviamento ed il segnale di comando di sblocco sono emessi in presenza del medesimo comando effettuato dal conducente: preferibilmente, l’unità 30 à ̈ configurata per generare il segnale di comando di avviamento ed il segnale di comando di sblocco insieme o in rapida successione quando vengono soddisfatte le seguenti condizioni: In particular, the start command signal and the release command signal are emitted in the presence of the same command performed by the driver: preferably, the unit 30 is configured to generate the start command signal and the command signal unlock together or in quick succession when the following conditions are met:
- il motore 3 Ã ̈ spento; - engine 3 is off;
- il pedale 6 viene mantenuto premuto per una durata maggiore di una soglia definita, ad esempio una durata maggiore di 2 secondi. - pedal 6 is kept pressed for a duration greater than a defined threshold, for example a duration greater than 2 seconds.
Con una diversa strategia di controllo (implementata eventualmente insieme alla strategia precedente), l’unità 30 emette il segnale di comando di avviamento quando il pedale 6 à ̈ premuto una prima volta (in particolare, premuto per una durata inferiore alla suddetta soglia) per mettere in moto il motore 3; quando il pedale 6 à ̈ premuto successivamente una seconda volta, con il motore 3 già funzionante, l’unità 30 emette il segnale di comando di sblocco, e l’autobus 1 si mette in movimento. With a different control strategy (possibly implemented together with the previous strategy), the unit 30 emits the start command signal when the pedal 6 is pressed for the first time (in particular, pressed for a duration shorter than the aforementioned threshold) to start engine 3; when the pedal 6 is subsequently pressed a second time, with the motor 3 already running, the unit 30 emits the release command signal, and the bus 1 starts moving.
L’unità 30 à ̈ collegata in modo tale da ottenere la disattivazione del freno di fermata 11 quando entrambe le seguenti condizioni sono soddisfatte (funzione logica AND): Unit 30 is connected in such a way as to obtain the deactivation of the stop brake 11 when both of the following conditions are satisfied (logical AND function):
- il segnale di comando di sblocco à ̈ stato emesso dall’unità 30; - the release command signal was issued by unit 30;
- la porta 10 Ã ̈ chiusa. - door 10 is closed.
Secondo una variante non descritta in dettaglio, la funzionalità di stop & start potrebbe essere svolta da un sistema elettronico di controllo già montato a bordo dell’autobus 1 all’uscita delle linee produttive, sempre in associazione alla attivazione/disattivazione del freno di fermata 11. According to a variant not described in detail, the stop & start function could be performed by an electronic control system already mounted on board bus 1 at the exit of the production lines, always in association with the activation / deactivation of the parking brake. stop 11.
Secondo una strategia alternativa alle precedenti, l’unità 30 (oppure il sistema elettronico di controllo di bordo) emette il segnale di comando di avviamento in risposta ad un comando di chiusura esercitato dal conducente sul dispositivo 9, ed emette il segnale di comando di spegnimento in risposta ad un segnale di comando di apertura esercitato dal conducente sul dispositivo 9. In questo caso, il motore 3 si spegne automaticamente solo alle fermate fatte per fare salire/scendere i passeggeri. According to an alternative strategy to the previous ones, the unit 30 (or the on-board electronic control system) emits the starting command signal in response to a closing command exerted by the driver on the device 9, and emits the command signal of shutdown in response to an opening command signal exerted by the driver on device 9. In this case, the engine 3 switches off automatically only at the stops made to allow passengers to get on / off.
Da quanto sopra esposto à ̈ evidente come l’unità 30 sia configurata non solo per svolgere la funzione di stop & start alle fermate, ma anche per generare segnali di comando che attivano il freno di fermata 11 insieme allo spegnimento del motore 3 e disattivano il freno di fermata 11 quando l’autobus 1 riparte. In altre parole, non solo i consumi di combustibile vengono ridotti, ma la funzionalità di stop & start à ̈ integrata con le funzioni di frenatura automatica che sono previste all’apertura delle porte 10. In questo modo, la logica implementata contribuisce a garantire la sicurezza del servizio in modo semplice. From the above it is evident how the unit 30 is configured not only to perform the stop & start function at stops, but also to generate command signals that activate the stop brake 11 together with the shutdown of motor 3 and deactivate the stop brake 11 when bus 1 restarts. In other words, not only the fuel consumption is reduced, but the stop & start function is integrated with the automatic braking functions that are foreseen when the doors are opened 10. In this way, the implemented logic helps to guarantee the security of the service in a simple way.
Inoltre, la modalità con cui l’autobus 1 viene riavviato risulta confortevole ed intuitiva per il conducente, il quale pertanto deve cambiare solo in minima parte la sua tecnica di guida per utilizzare correttamente la funzionalità stop & start. Furthermore, the way in which the bus 1 is restarted is comfortable and intuitive for the driver, who therefore has to change his driving technique only minimally to use the stop & start function correctly.
Inoltre, l’installazione dei super-capacitori 20 consente di migliorare il bilancio elettrico dell’impianto elettrico 15, modificando autobus già circolanti solo in minima parte ed in maniera semplice. Furthermore, the installation of the super-capacitors 20 makes it possible to improve the electrical balance of the electrical system 15, modifying buses already in circulation only minimally and in a simple way.
Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti, senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations may be made to what is described and illustrated herein, without thereby departing from the protective scope of the present invention, as defined in the attached claims.
In particolare, invece dei super-capacitori 20, potrebbero essere installate batterie 16 sufficientemente potenti per garantire i continui azionamenti del motore 22. In particular, instead of the super-capacitors 20, sufficiently powerful batteries 16 could be installed to guarantee the continuous operation of the motor 22.
Claims (1)
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| ITTO2009A000159A IT1394783B1 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | CONTROL OF STOPPING AND STARTING OF A BUS |
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| ITTO20090159A1 true ITTO20090159A1 (en) | 2010-09-04 |
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