SE525524C2 - Metod och system för förbättrad automatisk styrning av en eller fler funktioner i ett fordon - Google Patents

Description

U-i t- J 01 (ri ha .~.~. u - » : ~ n ~ . o n v u n n Frustrationen hos föraren kan ytterligare förstärkas av det faktum att exempelvis lastbilar ofta framförs på en och samma rutt, vilket gör att föraren lär sig känna igen de ställen där automatiken brukar göra fel.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Det föreligger således ett behov av att kunna förbättra eller optimera den automatiska stymingen av en eller flera funktioner i ett fordon. Det är ett givet önskemål att en sådan optimering skall vara så enkel och pålitlig som möjligt.

Nämnda behov och önskemål tillgodoses av föreliggande uppfinning genom att den redovisar en metod för förbättrad automatisk styming av en eller flera funktioner i ett ytgående fordon, innefattande följande: - automatisk styrning av en eller flera funktioner i fordonet, - fastställande av fordonets position i markplanet, - jämförelse av fordonets position med en eller flera på förhand lagrade positioner.

Enligt uppfinningen är de på förhand lagrade positionema positioner där man har konstaterat att styrautomatiken vid tidigare tillfällen har utfört en styrning som har fallit utanför ett förutbestämt tillåtet intervall, och om fordonets fastställda position överensstämmer med en av de på förhand lagrade positionema används särskild på förhand lagrad styrinformation för att minska risken för att stymingen ånyo skall falla utanför nämnda förutbestämda tillåtna intervall.

Eftersom jämförelsen av fordonets position med en (eller flera) på förhand lagrade positioner används för att kunna använda på förhand lagrad styrinformation om fordonets position överensstämmer med en av de på förhand lagrade positionema blir det möjligt för automatiken att ”känna igen” platser där automatiken har gjort fel tidigare, vilket i sin tur gör det möjligt att se till att felet inte upprepas nästa gång som fordonet befinner sig på en sådan plats, eller åtminstone att risken minskar för att felet skall upprepas »vann 10 15 20 25 30 LH l~ _) (n t fl ro å v 1 . . ~ . . - , u v | ø nu nästa gång som fordonet befinner sig på en tidigare känd position där fel har begåtts av automatiken. .

Lämpligen innefattar uppfinningen även utvärdering av den automatiska stymingen av en eller flera funktioner i fordonet, samt lagring av positioner i markplanet vid vilka utvärderingen har visat att den automatiska stymingen har vidtagit en åtgärd som faller utanför nämnda förutbestämda tillåtna intervall. Detta gör att systemet hela tiden kan vara uppdaterat avseende ”nya” positioner där särskild styrning kan vara nödvändig.

Fastställandet av fordonets koordinater kan ske på en mängd olika sätt, antingen med hjälp av yttre signalkällor, till exempel GPS eller andra system för satellitnavigering. Fastställandet av fordonets koordinater kan dock även ske med hjälp av beräkningsmedel som är intema i fordonet.

Uppfinningen avser även ett system försett med olika medel för genomförande av metoden enligt uppfinningen.

FlGUFlBESKFllVNlNG Uppfinningen kommer att beskrivas i mer detalj i det följande, med hjälp av de bifogade bilderna, där Fig 1 och fig 2 schematiskt visar två förlopp i ett fordon med automatisk styrning av växellådan, och Fig 3 är ett förenklat flödesschema över en metod enligt uppfinningen, och Fig 4 visar en tabell för en funktion enligt uppfinningen.

UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen kommer inledningsvis att beskrivas med hjälp av ett fordon med automatisk växellåda. Det bör dock inses att principen enligt uppfinningen kan tillämpas på i stort sett vilken automatstyrd funktion som helst i ett fordon. Exempel på andra funktioner kommer även att ges i den följande beskrivningen. :rasa 10 15 20 25 30 (S1 Fx) -TÄ Fig 1 visar schematiskt ett fordon, en lastbil, som kör i uppförsbacke.

Fordonet är utrustat med automatisk växellåda, vilken vid en punkt A i uppförsbacken, utgående från olika kriterier såsom bland annat färdmotstånd, gaspedalläge och ekipagets vikt har styrt fordonets växellåda till att lägga i en viss växel, exempelvis växel nummer elva.

Vid en punkt B som ligger efter punkten A bestämmer växellådeautomatiken att fordonet skall växla ner till växel nummer 10, beroende på belastningen på fordonets drivlina. När nerväxlingen sker har fordonet emellertid precis kommit till backens krön, vilket gör att automatiken en kort stund efter att nerväxling (växel elva till växel tio) har skett beordrar växellådan att växla upp till växel elva igen. Den nerväxling som skedde var således onödig, vilket bland annat fordonets förare kommer att notera. Den onödiga växlingen orsakar också försämrad bränsleekonomi och minskad medelhastighet.

Ett tänkbart sätt att undvika felaktiga stymingar i funktioner som styrs av automatik är exempelvis att förse fordonet med en kartdatabas så att felaktiga stymingar kan undvikas genom att automatiken använder sig av karldata för fordonsstyrningarna. Med hjälp av ett sådant system hade den oönskade nerväxlingen i exemplet ovan kunnat undvikas genom att systemet hade läst höjddata ur databasen, och därmed insett att backens krön skulle nås inom kort, varför nerväxlingen var onödig.

En nackdel med en sådan lösning är dock att kartdatabaser inte finns tillgängliga för alla geografiska områden. Kartdatabaser med höjddata har dessutom vissa nackdelar, såsom till exempel att de inte har information om andra betydelsefulla saker, som till exempel var filer går ihop eller isär, farthinder, klimatförhållanden, etcetera. En lösning som inte är beroende av övergångsställen, trafikljus, återkommande ljus- och kartdatabaser vore därför att föredra. lina; 10 15 20 25 30 C51 FD (fl C. 'l h) “x I o : r v = - | ; I v - v vv nano l fig 2 visas ett fordon utrustat med ett system enligt föreliggande uppfinning, vars funktion kommer att beskrivas nedan, med samtidig hänvisning till motsvarande ruta i det förenklade flödesschemat i fig 3. l fig 2 visas således ett system som med andra ord klarar av att möta de önskemål som angetts ovan, inklusive att vara oberoende av kartdatabaser.

Fordonet innefattar styrmedel (ej explicit visade) för automatisk styming av en eller flera funktioner i fordonet, och innefattar vidare en anordning (ej visad) för att fastställa fordonets position (310) i markplanet, med andra ord i de koordinater som vanligtvis benämns x och y. Höjdkoordinaten, z, kan givetvis innefattas i ett sådant system, men är ej central för uppfinningen och kommer därför inte att skildras närmare.

Anordningen eller medlen för att fastställa fordonets position kan vara utförd på ett stort antal olika sätt vilka torde vara bekanta för fackmannen, men som exempel kan nämnas medel för satellitnavigering, exempelvis GPS, och anordningar för tröghetsnavigering. Styrmedlen kan likaledes vara utförda på en stor mängd olika sätt, vilkas exakta beskaffenhet ej är av central betydelse för uppfinningen, men kan lämpligtvis innefatta en mikroprocessor eller annan typ av datorenhet.

Fordonets position i markplanet fastställs lämpligen kontinuerligt under färd av medlen för detta, och systemet i fordonet innefattar medel för att kontinuerligt eller med fastställda intervall jämföra (320) fordonets koordinater med koordinater som finns lagrade på förhand, exempelvis i en eller flera tabeller.

De på förhand lagrade positionerna är positioner där man har konstaterat att styrautomatiken vid tidigare tillfällen har utfört en styming som har fallit utanför ett förutbestämt tillåtet intervall, med andra ord att styrautomatiken har gjort ett ”fel” eller ett misstag. 10 15 20 25 30 (_51 l J (51 (fl l »J _: r . I | | | s I | | . | u.

Det system enligt uppfinningen som fordonet är utrustat med innefattar vidare medel för att utvärdera jämförelsen (320) av koordinaterna, samt för att, om fordonets position överensstämmer med en av de på förhand lagrade positionema, fatta beslut (330) om att styrsystemet skall använda särskild på förhand lagrad styrinforrnation. Denna särskilda styrinformation innefattar lämpligen information utgående från ”fel” eller misstag som styrautomatiken har gjort vid de aktuella koordinaterna vid tidigare tillfällen, så att man kan minska, och eventuellt eliminera, risken för att styrningen ånyo skall falla utanför nämnda förutbestämda tillåtna intervall.

Genom det beskrivna arrangemanget kan således styrautomatiken enligt uppfinningen känna igen ställen där styrautomatiken har gjort ”fel” eller misstag tidigare, och minska risken för upprepning när fordonet kommer till samma ställe nästa gång.

Systemet enligt uppfinningen innefattar vidare medel för utvärdering (311) av den automatiska stymingen av en eller flera funktioner i fordonet. Detta gör det möjligt att under drift uppfatta nya fel eller misstag (321), samt att lagra koordinatema för dessa (331) så att de kan innefattas i de positioner som systemet jämför med för att undvika fel eller misstag.

Lämpligtvis lagras inte enbart koordinatema för positioner där felen eller misstagen har gjorts, utan även information om misstagets art, för att underlätta för automatiken att fatta bättre beslut nästa gång som fordonet kommer till samma plats.

Med förnyad hänvisning till fig 1 och 2 kommer nu att beskrivas hur systemet enligt uppfinningen förbättrar styrautomatiken: medlen för utvärdering av stymingen har efter första gången som fordonet var vid de aktuella koordinatema bedömt (321) att ett misstag begicks (nedväxling vid punkten B), och lagrat (331) koordinatema (xB, yB) i markplanet för detta, samt m1:- 10 15 20 25 30 (. '1 FJ (_21 C27 lä) 4.- information för att förebygga misstaget. Eftersom misstaget i föreliggande exempel var en onödig nerväxling har systemet enligt uppfinningen lagrat styrinformation som gör att fordonet när det nästa gång befinner sig vid de aktuella koordinatema (xB, yB) ändrar gränserna för när nerväxling skall ske.

Att en felaktig styming har gjorts fastställs av automatiken genom att undersöka om vissa parametrar ligger inom ett tillåtet intervall. I fallet med växling kan ett exempel på en sådan parameter vara motorns varvtal, altemativt den sträcka under vilken den ilagda växeln kunde bibehällas, med andra ord sträckan från punkten B till backens krön. Om denna sträcka är kortare än en viss bestämd gräns kan automatiken tillåtas anse att nerväxlingen var onödig, och därför lägga in koordinaterna för punkten i B i ett minne.

När de i systemet ingående och ovan beskrivna komponentema således har fastställt att fordonet ånyo befinner sig i punkten B (320) kommer styrautomatiken att ändra de gränser som normalt används för när en nerväxling skall ske (330). Eftersom man inte kan vara säker på att samma betingelser som rådde när den felaktiga nerväxlingen gjordes även råder när fordonet kommer tillbaka till samma plats är det olämpligt att införa ett total förbud för automatiken att växla ner (fordonet kan vara tyngre lastat, det kan vara halt väglag, stark motvind etc.). Vid punkten B frångås med andra ord den ordinarie styrautomatiken för växellådan, och andra regler som i det här fallet är ”strängare” används, dock utan att införa ett totalt förbud för nerväxling. Om exempelvis fordonets van/tal i kombination med en viss tidsgräns är de parametrar som används av växlingsautomatiken kan exempelvis tiden för en viss varvtalsgräns förlängas i punkten B, exempelvis fram till en punkt C när fordonet beräknas ha passerat backens krön.

Lämpligtvis sker jämförelsen av fordonets position mot ”felpositionef” på så vis att det i systemet i fordonet finns lagrat ett antal tabeller med positioner, lämpligtvis en tabell per funktion som man önskar kunna påverka via 10 15 20 25 30 (n t J (;1 (_51 l J :zs | . . ~ Q o | - ø ø . | n . uppfinningen. Varje tabell innefattar således information om ”felpositionet” eller positioner där andra gränsvärden eller styrvillkor än de ”normala” skall gälla.

För att ge automatiken en viss möjlighet att kompensera för förändringar (såsom exempelvis annan tågvikt, vindhastighet, väglag) är det även lämpligt, men ej nödvändigt, att automatiken får information om de positioner vid vilken de ändrade gränsvärdena eller styrvillkoren skall gälla en viss sträcka innan själva positionen. Med hänvisning till växelautomatiken och punkten A i fig 1 och 2 skulle detta kunna uttryckas i ord enligt följande: ”hundra meter (till exempel) innan den position där växelautomatiken vid ett tidigare tillfälle begick ett misstag skall växelautomatiken ersätta de vanliga styrreglema med andra regler enligt tabellen för att undvika att begå samma misstag igen”.

En möjlighet vad gäller användningen av den särskilda styrinforrnationen är att automatiken använder den under en viss förutbestämd sträcka eller tid från det att den börjar användas. Alternativt kan det i systemet finnas lagrat koordinater för när den normala stymingen skall börja användas igen.

En möjlighet är även att positionsjämförelsen görs med en viss tolerans.

Toleransen ifråga kan vara en och samma för alla positioner i systemet, eller olika per funktion, eller olika per funktion och position.

För att tydliggöra uppfinningen visas i Fig 4 en tabell för användning i ett system enligt uppfinningen: företrädesvis används i ett system enligt uppfinningen en tabell per funktion för de funktioner som har automatisk styming, men detta kan givetvis göras på andra sätt inom ramen för uppfinningen. Tabellen i fig 4 innehåller, enligt vad som har beskrivits ovan, koordinater för den punkt där automatiken skall använda andra regler än de normala. Vidare kan tabellen - lämpligtvis valfritt per funktion - innehålla koordinatema för en ”varselpunkt”, m.a.o. en punkt en viss sträcka innan den lan»- 10 15 20 25 n . | u . | - - u « | a u I punkt där automatiken skall använda andra regler än de normala, samt koordinaterna för en ”slutpunkt”, m.a.o. en punkt där automatiken skall återgå till den normala funktionen. Slutpunkten kan även vara uttryckt som en sluttid.

Utöver de nämnda koordinatema innehåller tabellen även data om de regler som skall gälla vid punkten i fråga. Dessa regler kan vara av en stor mängd olika slag, exempelvis förbud eller tvång att utföra en viss styming, eller strängare eller mildare gränser för när en viss styming skall vidtagas. Om gränserna skall vara strängare eller mildare innehåller tabellen lämpligtvis information om hur mycket strängare eller mildare gränsema skall vara, vilket är det som visas i tabellen, angivet i fig 4 som ett "A-värde", vilket kan vara antingen positivt eller negativt.

Uppfinningen har skildrats ovan främst med hjälp av ett exempel som visar uppfinningen tillämpad på växlingsautomatik, men det bör inses att uppfinningen kan tillämpas på i princip valfri automatstyming i ett fordon.

Som andra exempel på möjlig styrningar att tillämpa uppfinningen på kan nämnas klimatautomatik och olika typer av miljöoptimerande stymingar.

Uppfinningen år främst avsedd för ytbundna fordon, och då främst sådana som är vägbundna, med andra ord fordon som är hjulförsedda.

Claims (21)

.uti-n 10 15 20 25 30 (W E J (S1 (TI IQ "Ä n - v - . f ~ ~ o v - | u u 1 16862 USN 2003-06-25 1 0 PATENTKRAV

1. En metod för förbättrad automatisk styrning av en eller flera funktioner i ett ytgàende fordon, innefattande följande: - automatisk styrning av en eller flera funktioner i fordonet, - fastställande (310) av fordonets position i markplanet (x,y), - jämförelse (320) av fordonets position med en eller flera på förhand lagrade positioner, kännetecknad av att - de på förhand lagrade positionema är positioner där man har konstaterat (321) att styrautomatiken vid tidigare tillfällen har utfört en styrning som har fallit utanför ett förutbestämt tillåtet intervall, och - om fordonets fastställda position överensstämmer med en av de på förhand lagrade positionerna används (340) särskild på förhand lagrad styrinformation för att minska risken för att stymingen ånyo skall falla utanför nämnda förutbestämda tillåtna intervall.

2. Metoden enligt krav 1, vidare innefattande utvärdering (311) av den automatiska stymingen av en eller flera funktioner i fordonet, samt lagring (331) av positioner (x,y) i markplanet vid vilka utvärderingen har visat att den automatiska stymingen har vidtagit en åtgärd som faller utanför nämnda förutbestämda tillåtna intervall.

3. Metoden enligt något av kraven 1 eller 2, enligt vilken de positioner med vilka jämförelse av fordonets position görs innefattar de positioner vid vilka utvärderingen har visat att den automatiska stymingen har vidtagit en åtgärd som faller utanför nämnda förutbestämda tillåtna intervall.

4. Metoden enligt något av föregående krav, enligt vilken jämförelsen av fordonets position med de på förhand lagrade positionerna görs med en förutbestämd tolerans, så att den särskilda styrinfonnationen kan kopplas in eller förberedas för användning utan att den exakta positionen nås. t...- 10 15 20 25 30 (A71 j' .Q (Qfl Cf1 F.) fi, ø - | - . | - . u - . - o v 11

5. Metoden enligt något av föregående krav, enligt vilken den särskilda styrinformationen används under en förutbestämd sträcka eller tid innan och efter det att den på förhand lagrade positionen nås.

6. Metoden enligt något av krav 1-5, enligt vilken fastställandet av fordonets position (31 O) i markplanet görs med hjälp av en yttre signalkälla.

7. Metoden enligt något av kraven 1-5, enligt vilken fastställandet (310) av fordonets position i markplanet görs med hjälp av beräkningsmedel i fordonet.

8. Metoden enligt något av krav 1-7, enligt vilken de på förhand lagrade positionema lagras i tabeller, med en tabell per funktion för de funktioner som styrs av automatiken.

9. Metoden enligt något av de föregående kraven, i vilken nämnda en eller flera funktioner utgörs av drivlinestymingen.

10. Ett system för förbättrad automatisk styming av en eller flera funktioner i ett fordon, innefattande: - styrmedel för automatisk styrning av en eller flera funktioner i fordonet, - positionsmedel för fastställande av fordonets position i markplanet (x,y), - jämförelsemedel för jämförelse av fordonets position med en eller flera positioner som på förhand lagrats i systemet, kännetecknat av att de på förhand lagrade positionema är positioner där styrautomatiken vid tidigare tillfällen har utfört en styrning som har fallit utanför ett förutbestämt tillåtet intervall, och av att systemet innefattar beslutsmedel för utvärdering av positionsjämförelsen, vilka beslutsmedel, om fordonets position överensstämmer med en av de på förhand lagrade positionerna, beslutar att styrrnedlet skall använda särskild på förhand lagrad styrinformation. tunn; 10 15 20 25 30 irl rf Q 01 (S1 l' J Jb. 12

11. Systemet enligt krav 10, vidare innefattande utvärderingsmedel för utvärdering av den automatiska stymingen av en eller flera funktioner i fordonet, samt lagringsmedel för lagring av positioner (x,y) i markplanet vid vilka utvärderingsmedlen har visat att den automatiska stymingen har vidtagit en åtgärd som faller utanför ett förutbestämt tillåtet intervall.

12. Systemet enligt något av kraven 10 eller 11, i vilket lagringsmedlen fogar de lagrade positionema till de positioner vilka jämförelsemedlen använder sig aV.

13. Systemet enligt något av kraven 10-12, i vilket jämförelsemedlen använder sig av en förutbestämd tolerans vid positionsjämförelsen, så att beslutsmedlen innan den exakta positionen nås kan koppla in den särskilda styrinformationen eller förbereda den särskilda styrinfomtationen för användning.

14. Systemet enligt något av kraven 10-13, ivilket beslutsmedlen är inrättade att tillse att den särskilda styrinformationen används under en förutbestämd sträcka eller tid från det att den börjar användas.

15. Systemet enligt något av kraven 10-14, i vilket positionsmedlen innefattar medel för kommunikation med en yttre signalkälla, med hjälp av vilken signalkälla positionsmedlen fastställer av fordonets position i markplanet (X.Y).

16. Systemet enlig något av kraven 10-14, i vilket positionsmedlen är intema i fordonet och innefattar beräkningsmedel med hjälp av vilka av fordonets position i markplanet (x,y) fastställes.

17. Systemet enligt något av kraven 10-16, i vilket lagringsmedlen lagrar positionerna i tabeller, med en tabell per funktion för de funktioner som styrs av automatiken. 10 u u nu e c ø | o u n - | ø n a u u; u v o 13

18. Systemet enligt något av kraven 10-17, tillämpat på en automatisk styrning av drivlinan i ett fordon.

19. Datorprogram innefattande programkod för att utföra samtliga steg i kravet 1 när nämnt program exekveras på en dator.

20. Datorprogramprodukt innefattande programkod lagrad på ett datorläsbart medium för att utföra samtliga steg i kravet 1 när nämnda datorprogram exekveras på en dator.

21. Datorprogramprodukt direkt laddningsbar in i ett intemminne till en digital dator, innefattande datorprogram för att utföra samtliga steg i kravet 1 när nämnda datorprogram exekveras på en dator.