BRPI0819285B1

BRPI0819285B1 - Método e dispositivo para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo e veículo motorizado

Info

Publication number: BRPI0819285B1
Application number: BRPI0819285-5A
Authority: BR
Inventors: Johannes Slettengren; Henrik Jansson; Per Sahlholm
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2020-03-17
Also published as: JP5179594B2; WO2009072965A1; JP2011507743A; SE0702673L; CN101883695B; EP2219899B1; RU2427480C1; EP2219899A1; SE531835C2; EP2219899A4; CN101883695A; BRPI0819285A2

Abstract

método e dispositivo para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veiculo a presente invenção refere-se a um método, a um dispositivo e a um produto de programa do computador para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, e a um veículo motorizado compreendendo tal dispositivo. de acordo com o método, um número de valores de aceleração (a) para um veículo alvo é determinado (36) com base nos valores de entrada (~v), cujos valores de entrada tomam a forma de ou são derivados de valores de distância detectados para a distância entre o veículo e o veículo alvo. os valores de aceleração são, a seguir, processados (40) para obter dados (cd) que caracterizam o veículo alvo. esses dados que caracterizam o veículo alvo são, a seguir, passados (42) para regular (44) a condução do veículo .

Description

“MÉTODO E DISPOSITIVO PARA SUPORTAR UMA ESTRATÉGIA DE REGULAÇÃO PARA A CONDUÇÃO DE UM VEÍCULO E VEÍCULO MOTORIZADO” Campo técnico A presente invenção refere-se, de forma geral, à área de veículos e à determinação de dados que caracterizam um veículo alvo. Em particular, a invenção se refere a um método, a um dispositivo e a um produto de programa de computador para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo e um veículo motorizado compreendendo tal dispositivo.

Descrição da técnica precedente Dentro da área de veículos, e particularmente dentro da área de veículos de transporte, existe um número de mecanismos de controle diferentes que facilitam a condução de um veículo.

Exemplos disso são mantenedores de velocidade adaptáveis e funções de suporte de ultrapassagem que indicam quando a ultrapassagem dos veículos à frente deve ser efetuada, e funciona para reduzir o consumo de combustível e evitar colisões. O que é comum para muitas dessas funções é que elas não somente dependem do veículo sendo dirigido, mas também dependem dos veículos que estão à frente de ou atrás desse veículo, a seguir também chamados veículos alvo. Tais veículos podem ter uma grande influência em tais mecanismos de controle. Para ser capaz de melhorar essas funções, portanto, pode ser relevante determinar várias características de um veículo alvo. Por exemplo, pode ser relevante classificar o veículo alvo de acordo com algum tipo de veículo ou determinar vários tipos de características do veículo alvo que exigem escolhas diferentes em tais mecanismos de controle. A classificação poderia ser feita manualmente, mas nesse caso o motorista teria que inserir a informação de classificação para tal mecanismo de controle. Fazer isso acarretaria que o motorista dirigisse a sua atenção para essa entrada de dados, dessa maneira possivelmente levando o motorista a não prestar atenção no tráfico, o que poderia, no pior caso, causar acidentes de tráfico. Portanto, é relevante que tal classificação de veículo seja automática. A obtenção de outras características acarreta o processamento dos dados.

Portanto, existe uma necessidade de determinar automaticamente várias características de um veículo alvo a fim de melhorar os mecanismos de controle usados na condução de um veículo motorizado.

Existem dentro dessa área maneiras conhecidas para classificar automaticamente um veículo alvo. Por exemplo, em WO 03/006291, sensores de radar, sensores de lidar ou sensores de vídeo são usados para medir os parâmetros relacionados com um objeto à frente, tais como distância para o objeto, a extensão vertical e horizontal de uma superfície refletora, a geometria do objeto e as características de superfície da superfície de reflexão. Tais dados medidos são, a seguir, usados como uma base para a seleção de uma classe de objeto. O mesmo relatório descritivo descreve isso sendo feito correlacionando as classes de objeto características com os dados medidos. Nesse contexto, cada classe de objeto tem um padrão característico. Exemplos mencionados de tais padrões compreendem seções transversais de retrodifusão de radar para detectar uma motocicleta e velocidade característica para detectar uma construção. Cada objeto, portanto, é associado com uma classe de objeto pela análise de correlação dos dados medidos com base nos padrões característicos para as classes do objeto. WO 2004/086301 descreve como uma câmera de vídeo é usada para classificar veículos por meio de sistemas de autoaprendizado que foram treinados fora de linha por meio de sequências exemplares.

Portanto, existe uma necessidade por uma maneira simples, efetiva e automática de determinação das características de um veículo alvo, por exemplo, uma classificação de veículo ou outras características, tais como constante de resistência do ar e força propulsora máxima.

Sumário da invenção Um objetivo da presente invenção é determinar, em uma maneira simples, as características de um veículo alvo. A presente invenção faz isso baseando a determinação dessas características somente na aceleração do veículo alvo e parâmetros relativos, tal como velocidade. Com essa base, é somente necessário medir uma variável do veículo alvo, isto é, a distância entre o veículo alvo e o veículo no qual essas características são necessárias.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, esse objetivo é atingido por um método para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, compreendendo as etapas: de determinar um número de valores de aceleração para um veículo alvo com base nos valores de entrada, cujos valores de entrada tomam a forma de ou são derivados de valores de distância detectados para a distância entre o veículo e o veículo alvo, de processar os valores de aceleração a fim de obter dados que caracterizam o veículo alvo e passar os ditos dados que caracterizam o veículo alvo para um dispositivo regulador para regular a condução do veículo, de determinar medidas de distribuição para a aceleração com base nos valores de aceleração em um número de grupos de valores de aceleração, onde cada grupo compreende valores de aceleração determinados com relação aos valores de velocidade correspondentes do veículo à frente dentro de uma de pelo menos duas faixas de velocidade e de classificar tipos de veículo com base nas medidas de distribuição, onde os ditos dados que caracterizam o veículo alvo são dados de classificação que correspondem com a classificação.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, esse objetivo é também atingido por um dispositivo para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo e compreendendo: uma unidade de determinação de aceleração adaptada para determinar um número de valores de aceleração para um veículo à frente com base nos valores de entrada de um detector de distância, cujos valores de entrada tomam a forma de ou são derivados de valores de distância detectados pelo detector para a distância entre o veículo e o veículo à frente e uma unidade de processamento de valor de aceleração adaptada para processar os valores de aceleração a fim de obter dados que caracterizam o veículo alvo, e para passar os ditos dados que caracterizam o veículo alvo para um dispositivo regulador adaptado para regular a condução do veículo, uma unidade de determinação de distribuição adaptada para determinar medidas de distribuição para a aceleração com base nos valores de aceleração em um número de grupos de valores de aceleração, onde cada grupo compreende valores de aceleração determinados com relação aos valores de velocidade correspondentes do veículo à frente dentro de uma de pelo menos duas faixas de velocidade e uma unidade de classificação de veículo adaptada para classificar tipos de veículo com base nas medidas de distribuição, e para passar os dados que caracterizam o veículo alvo na forma de dados de classificação que correspondem com a classificação.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, esse objetivo é também atingido por um veículo motorizado compreendendo um detector de distância para detectar os valores de distância entre o veículo e um veículo alvo e fornecer valores de entrada relacionados com os valores de distância, um dispositivo regulador adaptado para regular a condução do veículo e um dispositivo para suportar uma estratégia de regulação para o movimento do veículo motorizado de acordo com o segundo aspecto.

De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, esse objetivo é também atingido por um produto de programa de computador para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo e compreendendo códigos de programa de computador para induzir um computador, quando os ditos códigos de programa de computador são carregados no dito computador, a: determinar um número de valores de aceleração para um veículo alvo com base nos valores de entrada, cujos valores de entrada tomam a forma de ou são derivados de valores de distância detectados para a distância entre o veículo e o veículo alvo, processar os valores de aceleração a fim de obter dados que caracterizam o veículo alvo, determinar medidas de distribuição para a aceleração com base nos valores de aceleração em um número de grupos de valores de aceleração, onde cada grupo compreende valores de aceleração determinados com relação aos valores de velocidade correspondentes do veículo à frente dentro de uma de pelo menos duas faixas de velocidade e passar os ditos dados que caracterizam o veículo alvo para um dispositivo regulador para a regulação da condução do veículo. A invenção tem uma série de vantagens. Ela proporciona uma maneira simples, efetiva e automática de obtenção dos dados que caracterizam o veículo alvo. Além do mais, isso é feito com base na aceleração, o que também significa que somente uma variável precisa ser medida com relação ao veículo alvo, isto é, sua distância. A invenção é também fácil de executar, desde que ela usa substancialmente unidades que já estão presentes em um veículo. Os únicos elementos adicionais necessários são a unidade de determinação de velocidade, a unidade de determinação de aceleração e a unidade de processamento do valor da aceleração, todas as quais podem ser implementadas em software.

Breve descrição dos desenhos A presente invenção é descrita abaixo em mais detalhes com referência aos desenhos anexos, nos quais: A figura 1 representa esquematicamente um veículo trafegando em uma estrada atrás de um veículo à frente, um veículo alvo, A figura 2 representa um diagrama de blocos de um dispositivo geral de acordo com a invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, A figura 3 representa um fluxograma de um método geral de acordo com a invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, A figura 4 representa um diagrama de blocos de um dispositivo de acordo com uma primeira modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, A figura 5 representa um fluxograma de um número de etapas de método em um método de acordo com a primeira modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, A figura 6 representa duas distribuições para um grupo de acelerações que distinguem um veículo pesado de um leve, A figura 7 representa esquematicamente um veículo trafegando em um gradiente e as forças que agem sobre ele, A figura 8 representa um diagrama de blocos de um dispositivo de acordo com uma segunda modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo, A figura 9 representa um fluxograma de um número de etapas de método em um método de acordo com a segunda modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo e A figura 10 representa esquematicamente um produto de programa de computador na forma de um disco de CD ROM contendo códigos de programa de computador para executar o método de acordo com a presente invenção.

Descrição detalhada das modalidades A presente invenção é direcionada para a obtenção dos dados que caracterizam um veículo à frente, um veículo alvo, de modo a tornar mais fácil regular a condução de um veículo. Os dados que caracterizam o veículo alvo, portanto, suportam uma estratégia de regulação de acordo com a qual a condução de um veículo é regulada.

Nos veículos motorizados atuais, e particularmente em muitos veículos motorizados pesados, existem agora muitos suportes diferentes para o motorista na regulação do veículo, por exemplo, suporte de ultrapassagem, manutenção de velocidade adaptável, escape de colisão e controle de consumo de combustível.

Para tais funções de regulação funcionarem bem, pode ser importante que dados de caracterização com relação a um veículo à frente ou atrás, um assim chamado veículo alvo, sejam obtidos de modo que medidas corretas possam ser propostas ou executadas. O processo de obtenção de tais dados de caracterização também precisa ser automático, de modo que o motorista não precise obter tais dados manualmente. A presente invenção é planejada para obter tais dados de caracterização em uma maneira simples, efetiva e automática. A figura 1 representa um veículo motorizado 10. O veículo motorizado 10 é, de preferência, um caminhão, embora deva ser observado que a presente invenção não é limitada a caminhões, mas pode ser usada em todos os veículos motorizados. Nem a invenção é limitada a veículos dirigidos por um motorista, já que ela pode também ser aplicada em veículos sem motorista. Na figura 1, o veículo motorizado 10 está percorrendo em uma estrada 12. Na estrada existe também um veículo alvo 14 na forma de um veículo à frente, que nessa representação é outro caminhão. O veículo motorizado 10 é equipado com um sensor de distância 16 que pode compreender um radar, um lidar ou um laser. Com base no eco de um sinal emitido pelo sensor 16, a distância d para o veículo alvo 14 pode ser determinada por esse sensor 16. Certos tais sensores podem também calcular o valor da velocidade relativa. A figura 2 representa um diagrama de blocos de um dispositivo geral 18 de acordo com a invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo. Esse dispositivo é conectado no sensor 16, do qual ele recebe valores de entrada Av na forma de velocidades relativas determinadas para o veículo alvo pelo sensor 16. O dispositivo 18 é também conectado em um dispositivo regulador de exemplificação 28 que regula um ou mais aspectos da condução do veículo. O dispositivo regulador 28 pode ser, por exemplo, um dispositivo que executa a manutenção da velocidade adaptável, proporciona suporte de ultrapassagem ou proteção de colisão ou controla o consumo de combustível. O dispositivo 18 compreende uma unidade de determinação de velocidade 20 que recebe os ditos valores de entrada Av. Essa unidade de determinação de velocidade 20 também recebe valores de velocidade vv de um dispositivo de determinação de velocidade no veículo 10 (não representado). Os valores de velocidade vv, portanto, se referem à velocidade do veículo 10 que está sendo conduzido. A unidade de determinação de velocidade 20 é ela própria conectada em uma unidade de determinação de aceleração 22 para a qual ela fornece valores de velocidade estimados vt para o veículo alvo 14. A unidade de determinação de aceleração 22 é ela própria conectada em uma memória 24, para a qual ela passa os valores de aceleração a e também, em alguns casos, valores de velocidade relativa vt. A memória 24 é ela própria conectada em uma unidade de processamento do valor de aceleração 26 que é ela própria conectada no dispositivo regulador 28, para o qual ela passa os dados de caracterização CD. O modo geral de operação do dispositivo será agora explicado em mais detalhes com referência também à figura 3, que representa um fluxograma de um número de etapas de método que são executadas em um método geral de acordo com a presente invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo.

Quando o veículo 10 está percorrendo na estrada 12, pode acontecer de ele estar atrás de um veículo à frente, o veículo alvo 14. Quando isso acontece, o sensor 16 detecta a distância d para esse veículo alvo 14. De acordo com uma variação da presente invenção, o sensor 16 também calculará uma velocidade relativa Av com base nessa distância detectada d. Essa velocidade relativa Av é, a seguir, fornecida como um valor de entrada para a unidade de determinação de velocidade 20 em intervalos regulados recorrentes de tempo, intervalos de amostragem. A unidade de determinação de velocidade 20, assim, recebe esses valores de entrada, etapa 30. Nos mesmos intervalos de amostragem, a unidade de determinação de velocidade 20 recebe valores de velocidade vv para o veículo 10, etapa 32. Com base nesses dois valores, a unidade de determinação de velocidade 20, a seguir, determina ou calcula a velocidade vt para o veículo alvo 14 em cada intervalo de amostragem, etapa 34. Essa velocidade vt, a seguir, é fornecida para a unidade de determinação de aceleração 22. Com base no número de tais valores de velocidade vt diferentes, a unidade de determinação de aceleração 22, a seguir, calcula a aceleração a que corresponde com a velocidade vt e a distância detectada, etapa 36. A unidade de determinação de aceleração 22, a seguir, salva cada tal valor de aceleração a na memória 24 junto, onde aplicável, com um valor de velocidade vt correspondente, etapa 38. Os valores de aceleração a e os valores de velocidade vt armazenados na memória 24 são, a seguir, processados na unidade de processa- mento do valor de aceleração 26 para obter os dados CD que caracterizam o veículo alvo 14, etapa 40. A seguir, esses dados de caracterização CD são passados para o dispositivo regulador 28, que ele próprio regula a função de condução do veículo com o uso desses dados CD, etapa 44. O resultado é a regulação melhorada do veículo já que esses dados de caracterização podem ser usados no processo de regulação.

De acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, os ditos dados de caracterização CD são dados de classificação do veículo. O veículo alvo é, portanto, classificado de acordo com essa primeira modalidade.

Tal classificação pode ser feita com relação ao tipo do veículo, por exemplo, caminhão, carro de passageiro, motocicleta, etc. Ela pode ser feita com relação ao peso, potência do motor, etc. do veículo à frente. Podem existir, por exemplo, diferenças significativas entre um caminhão totalmente carregado e um caminhão vazio. A figura 4 representa um diagrama de blocos de um dispositivo 18 de acordo com a primeira modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo. Como na figura 2, a figura 4 representa o sensor 16 que passa valores de entrada Av na forma de determinações da velocidade relativa para a unidade de determinação de velocidade 20, que nesse caso, da mesma forma, recebe valores de velocidade vv. A unidade de determinação de velocidade 20 é aqui novamente conectada na unidade de determinação de aceleração 22 que é ela própria conectada na memória 24. Nessa modalidade, a unidade de determinação de aceleração 22 passa para essa memória 24 valores de aceleração a1, a2 e a3 que são divididos em grupos. A conexão é representada aqui na forma de três linhas entre essas unidades 22 e 24. De acordo com essa primeira modalidade, a unidade de processamento do valor de aceleração 26 compreende uma unidade de determinação de distribuição 46 e uma unidade de classificação do veículo 48. A memória 24 nessa primeira modalidade é conectada na unidade de determinação de distribuição 46, uma conexão da mesma maneira aqui representada na forma de três linhas e passa os valores de aceleração aj a2(k) e a3(l) nos vários grupos para a dita unidade 46. A unidade de determinação de distribuição 46 é ela própria conectada na unidade de classificação do veículo 48, uma conexão da mesma maneira aqui representada na forma de três linhas e passa os valores de distribuição var(ap, var(a2) e var(a3) para os vários grupos para a dita unidade 48. A unidade de classificação do veículo 48 é ela própria conectada no dispositivo regulador 28, para o qual ela passa os dados de classificação CL. Nessa modalidade, os dados de caracterização supracitados, portanto, compreendem dados de classificação CL.

Partes da primeira modalidade serão agora explicadas em mais detalhes com referência também à figura 5, que representa um fluxograma de um número de etapas de método que são executadas no método de acordo com a primeira modalidade para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo. A distância d é detectada aqui pelo sensor 16 da mesma maneira como descrito na descrição geral da invenção. Com base nessa distância d, na velocidade relativa Δν e na velocidade do veículo vv, a unidade de determinação de velocidade 20, a seguir, calcula a velocidade vt do veículo alvo 14. Isso é seguido pela determinação da aceleração a pela unidade de determinação de aceleração 22. O valor de aceleração a e o valor de velocidade vt são, assim, calculados para cada valor de entrada Δν fornecido pelo sensor 16. A unidade de determinação de aceleração 22 a seguir salva cada tal valor de aceleração na memória 24. Aqui, o valor de aceleração é salvo em um grupo que é determinado pela velocidade relativa.

Os grupos são aqui determinados de acordo com o número de faixas de velocidade, que são pelo menos duas em número, no presente exemplo três. Deve ser observado, entretanto, que resolução mais fina com mais faixas é possível.

Se agora é assumido que existem L grupos de faixas de velocidade, cada amostra de aceleração n é salva de acordo com aL(l) = a(n) om vt(n) < vL_i 1 = 1, 2, 3, ...mL (3) no qual vt é a velocidade calculada do veículo alvo e (4) Existem, assim, L grupos, cada um compreendendo um número de valores de aceleração relacionados com uma faixa de velocidade correspondente. No exemplo acima, existiam, assim, três grupos e de acordo com a invenção as acelerações na memória 24 são, portanto, armazenadas como valores de aceleração ai em um primeiro grupo, valores de aceleração a2 em um segundo grupo e valores de aceleração a3 em um terceiro grupo de acordo com a magnitude da velocidade alvo correspondente vt, etapa 50. A unidade de determinação de distribuição 46, a seguir, coleta ou pega os valores de aceleração em cada grupo da memória 24 e calcula uma medida de distribuição para cada grupo de valores de aceleração. A medida de distribuição pode ser calculada em uma série de maneiras diferentes, por exemplo, como variância, desvio padrão ou alguma outra medida de distribuição. Por meio de exemplo, a variância é calculada aqui. Dessa maneira, a unidade de determinação de distribuição calcula uma variância para cada grupo, aqui as variâncias VAR(ai), VAR(a2) e VAR(a3), etapa 52.

Para um grupo com a amostra de aceleração a = a-ι, a2, ..., aN, a variância pode ser dessa maneira calculada de acordo com (5) no qual E(a,) é o valor esperado para a aceleração a,, isto é, o valor médio e P(a,) é a probabilidade que a aceleração será exatamente a,. O cálculo da variância exata de um número de valores acarreta o conhecimento da distribuição de probabilidade da população da qual os valores surgem. A variância pode ser estimada quando existem muitos valores. Uma maneira de estimar a variância é de acordo com (6) De acordo com uma variação da presente invenção, é assumido que o valor esperado seja zero, em cujo caso o segundo termo na expressão acima cai fora. É também possível estimar o valor esperado de acordo com (7) Na maneira descrita acima, um número de variâncias pode assim ser calculado para cada grupo. As variâncias VAR(a-i), VAR(a2) e VAR(a3) são, a seguir, enviadas da unidade de determinação de distribuição 46 para a unidade de classificação do veículo 48. A unidade de classificação do veículo 48, a seguir, compara cada tal variância com pelo menos um limiar correspondente, etapa 54. No presente exemplo existe somente um tal limiar, uma variância acima dele indica um veículo leve e uma variância abaixo dele indica um veículo pesado. Deve ser observado, entretanto, que pode existir um número de tais limiares. A seguir, a unidade de classificação do veículo 48 combina os resultados das comparações respectivas, etapa 56, e indica a classe do veículo com essa base, etapa 58. Os dados de classificação CL correspondendo com a classificação são então alimentados para o dispositivo regulador 28, que regula ele próprio a função de condução do veículo com o uso desses dados de indicação de classe do veículo.

Quando as variâncias são combinadas, elas podem ser muito facilmente comparadas, e se a maior parte delas representa um certo tipo de veículo, esse veículo é indicado. Também é possível nesse contexto que diferentes pesos sejam aplicados nas diferentes variâncias. A variância correspondendo com a faixa de velocidade mais alta pode ter, por exemplo, um maior peso do que a segunda e a variância correspondendo com a faixa de velocidade mais baixa pode ter um menor peso. Também é possível que um grupo que compreende mais valores tenha um peso maior do que um grupo que compreende menos valores. A figura 6 representa duas distribuições para veículos diferentes no terceiro grupo a3 de acelerações, mostrando como um veículo pesado pode ser distinguido de um veículo leve. O diagrama à esquerda representa a distribuição para um veículo pesado tal como um caminhão e o diagrama à direita a distribuição para um veículo leve tal como um carro de passageiros. Como pode ser observado, é possível distinguir essas distribuições por um valor de limiar adequado, por meio disso uma variância acima do valor de limiar indica um veículo mais leve e uma variância abaixo do valor de limiar um veículo mais pesado.

Com relação à indicação, também é possível que a probabilidade da indicação correta seja expressa em termos dependendo de quantos grupos aparentam ser corretos e o peso dos grupos.

Dessa maneira, o dispositivo regulador pode assim receber dados de classificação que classificam o veículo e a regulação pode ser mais efetiva, portanto. Além do mais, a primeira modalidade da invenção não precisa usar cálculos da geometria do veículo à frente e, portanto, precisa de pouca energia de processamento. A classificação do veículo é dessa maneira realizada em uma maneira simples, efetiva e automática. A classificação fornece uma boa indicação das características do veículo alvo e também do comportamento do seu motorista.

Como mencionado acima, dados de classificação podem representar o tipo do veículo, tais como caminhão, carro de passageiros, motocicleta, etc.. O mesmo é também possível com relação ao peso, potência do motor, etc. do veículo à frente. Podem existir, por exemplo, diferenças significativas entre um caminhão totalmente carregado e um caminhão vazio.

De acordo com a invenção, outros dados de caracterização podem também ser determinados para um veículo alvo. De acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, dados de caracterização tal como uma constante de resistência do ar e dados correspondendo com a potência de tração máxima com relação a um veículo alvo são determinados. A constante de resistência do ar é aqui relacionada com a resistência do ar com relação ao peso do veículo alvo e dados correspondendo com a máxima potência de tração representam a máxima potência de tração com relação ao peso do veículo alvo.

Um veículo percorrendo em uma estrada é submetido a um número de forças diferentes. A figura 7 representa esquematicamente um veículo alvo 14 percorrendo em uma subida em um ângulo de inclinação α. Esse veículo 14 é influenciado pela força de acionamento da roda Fw, a resistência do ar Far, a força de gravidade na direção da estrada Fgrav e a resistência de rolamento Froll.

Como pode ser visto na figura 7, a gravitação Fgrav na direção da estrada é um componente da força gravitacional mg. A aceleração do veículo pode então ser descrita pela equação a = Fw/m - Froii/m - Fair(v)/m - Fgrav/m(8) onde m é o peso do veículo.

Aqui, a força gravitacional na direção da estrada Fgrav pode também ser obtida por Fgrav = mg sin(ci) (9) Em comparação com o precedente dessa informação, a segunda modalidade da presente invenção pode ser descrita agora. A figura 8 representa um diagrama de blocos de um dispositivo 18 de acordo com a segunda modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo. Como na figura 2, a figura 8 representa o sensor 16 que passa os valores de entrada Av na forma de determinações da velocidade relativa para a unidade de determinação de velocidade 20, que aqui da mesma forma recebe os valores de velocidade vv. A unidade de determinação de velocidade 20 é aqui novamente conectada na unidade de determinação de aceleração 22 que é ela própria conectada na memória 24. Nessa modalidade, a unidade de determinação de aceleração 22 passa para a dita memória 24 os valores de aceleração a e também os valores de velocidade relativa vt. De acordo com essa segunda modalidade, a unidade de processamento do valor de aceleração 26 compreende uma unidade de detecção de declive 62 conectada na unidade de determinação de aceleração 22. A unidade de detecção de declive 62 é também conectada em uma unidade de determinação de inclinação 60 no veículo. Tal unidade de determinação de inclinação pode determinar a inclinação de certo declive no qual o veículo está percorrendo. Para esse fim, ele pode usar um acelerômetro, dados topográficos, dados de mapa, etc. para obter um valor para a inclinação de um declive. Também é possível que sensores indicando a inclinação de um declive possam ser estacionados próximos a uma estrada. Os sensores poderiam então ser lidos pelo radar, micro-ondas ou alguma outra técnica de leitura tal como RFID. Dados de inclinação de tal sensor situados ao lado de uma estrada poderiam ser, a seguir, alimentados para a unidade de detecção do declive 62. Também é possível que a inclinação seja determinada sem a medição direta, por exemplo, ela poderia ser determinada com base na força propulsora e resistência ao movimento do veículo respectivo. A unidade de processamento do valor da aceleração 26 também compreende uma unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 e uma unidade de determinação da potência de tração 64 que são ambas conectadas na memória 24. A unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 é também conectada na unidade de determinação da potência de tração 64. A unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 e a unidade de determinação da potência de tração 64 podem com vantagem tomar a forma de filtros Kalman e, nesse caso, assim chamados filtros Kalman “estendidos”. A unidade de determinação da inclinação 62 controla a unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 e a unidade de determinação da potência de tração 64, o controle re- presentado por setas de linha tracejada. A unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 passa finalmente para o dispositivo regulador 28 e para a unidade de determinação da potência de tração 64 uma constante de resistência do ar C, e a unidade de determinação da potência de tração 64 passa para o dispositivo regulador 28 os dados Fwi/m correspondendo com a potência de tração máxima do veículo alvo. Nessa modalidade, os dados de caracterização supracitados, portanto, compreendem uma constante de resistência do ar C e dados Fwi/m correspondendo com a potência de tração máxima do veículo alvo.

Partes da segunda modalidade serão agora explicadas em mais detalhes com referência também à figura 9, que representa um fluxograma de um número de etapas de método que são executadas em um método de acordo com a segunda modalidade da invenção para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo. A distância d é detectada aqui pelo sensor 16 da mesma maneira como descrito na descrição geral da invenção. Com base nessa distância d, na velocidade relativa Av e na velocidade vf do veículo, a unidade de determinação da velocidade 20, a seguir, calcula a velocidade vt do veículo alvo 14. Isso é seguido pela determinação da aceleração a pela unidade de determinação de aceleração 22. O valor de aceleração a e o valor da velocidade vt são assim calculados para cada valor de entrada fornecido pelo sensor 16. Esses valores de aceleração e velocidade a, vt são, a seguir, salvos na memória 24, etapa 68. Isso é efetuado continuamente. A unidade de detecção do declive 62 também recebe os valores de aceleração e velocidade. Essa unidade 62 identifica primeiro se o veículo alvo 14 está em uma descida que tem inclinação suficiente. Tal identificação pode ser examinando os valores de aceleração recebidos na velocidade máxima do veículo alvo, por exemplo, a velocidade máxima de 90 km/h. Um caminhão percorrendo nessa velocidade aumentará sua velocidade um pouco quando ele alcança uma descida. Ele, assim, acelerará um pouco. Se, portanto, a análise da aceleração a mostra um breve aumento de velocidade na velocidade máxima, etapa 70, a unidade de detecção do declive 62 sugerirá que o veículo alvo 14 está em uma descida possível. Se a aceleração não representa um aumento da velocidade na velocidade máxima, etapa 70, o método continua com a etapa 78 para identificar se o veículo alvo 14 estava em uma subida. Se essa era uma descida possível, os valores de velocidade e aceleração obtidos para o veículo alvo e salvos na memória 24 são, portanto, indicados como valores atribuíveis a uma descida possível. Quando o veículo 10 por si próprio alcança a posição onde um declive possível foi indicado, a unidade de detecção do declive 62 determina a inclinação do declive, etapa 72. Isso pode ser feito recebendo dados adequados do sensor 60. Ele então investiga se a inclinação do declive é suficiente, que normalmente será se a inclinação é maior do que 1-2%. Se essa inclinação não é suficiente, etapa 74, o método continua para coletar valores de aceleração e velocidade, etapa 68. Se ao contrário a inclinação foi suficiente, etapa 74, portanto, é indicado que o veículo alvo es- tava em uma descida e a unidade de detecção do declive 62 ordenará que a unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 determine a constante da resistência do ar com base nos valores na memória 24 que foram indicados como valores atribuíveis para essa descida. A determinação dessa constante C é efetuada na etapa 76.

Em uma descida suficientemente íngreme, um veículo alvo 14 não acelerará um pouco, mas simplesmente rolará. O resultado é uma aceleração que é devido à força de gravidade sendo maior do que a resistência de rolamento e a resistência do ar. Isso significa que a força de acionamento da roda Fw na equação (8) acima será zero. Além do mais, o termo Fair(v)/m aqui será um quadrado dependendo da velocidade e pode assim ser escrito como C * v2.

Isso significa que é possível em uma descida simplificar a equação (8) quando modificada pela equação (9) para a = - Froll/m 2 C * v2 + g * sin(o)(1ü) Aqui, Froll/m é substancialmente constante e muito pequeno, o que torna possível calcular C, que é uma constante da resistência do ar para o veículo alvo específico e está relacionada com o peso do último.

Dessa maneira, a constante de resistência do ar C pode assim ser calculada quando o veículo alvo 14 está trafegando em uma descida. Esse valor pode ser passado pela unidade de determinação da constante da resistência do ar 66 tanto para o dispositivo regulador 28 quanto para a unidade de determinação da potência de tração 64.

Se a aceleração na velocidade máxima não foi maior do que zero, etapa 7ü, a unidade de detecção do declive 62 investiga se o veículo alvo 14 está em uma subida que tem inclinação suficiente. Uma indicação de uma subida possível pode ser obtida investigando valores de aceleração recebidos em uma velocidade máxima do veículo alvo, por exemplo, aqui novamente uma velocidade máxima de 9ü km/h. Um caminhão percorrendo nessa velocidade reduzirá a velocidade um pouco quando ele alcança uma subida. Ele assim desa-celerará um pouco. Se, portanto, a análise da aceleração mostra uma breve diminuição de velocidade na velocidade máxima, etapa 78, a unidade de detecção do declive 62 sugerirá que o veículo alvo está percorrendo em uma possível subida. Se a aceleração na velocidade máxima não foi negativa, etapa 78, o método continua com a coleta dos valores de aceleração e velocidade a, vt, etapa 68. Se ao contrário existiu uma subida possível, etapa 78, os valores de velocidade e aceleração coletados para o veículo alvo e salvos na memória 24, portanto, serão indicados como valores que podem ser atribuídos a uma possível subida. Quando o próprio veículo 1ü alcança a posição onde uma subida possível foi indicada, a unidade de detecção do declive 62 determina a inclinação do declive, etapa 8ü. Isso pode ser feito coletando dados adequados do sensor 6ü. A unidade de detecção do declive 62 então investiga se a inclinação do declive é suficiente, o que normalmente será se a inclina- ção é maior do que 1%. Se essa inclinação não é suficiente, etapa 82, o método continua com a coleta de valores de aceleração e velocidade, etapa 68. Se, ao contrário, a inclinação era suficiente, etapa 82, a unidade de detecção do declive 62, a seguir, ordena que a unidade de determinação da potência de tração 64 determine a potência de tração máxima com relação ao peso do veículo alvo, o que é feito na etapa 84. A seguir, o método inverte para salvar valores de aceleração e velocidade, etapa 68.

Em uma subida suficientemente íngreme, o veículo alvo usará a sua potência de tração máxima. Desde que a constante de resistência do ar em muitos casos já terá sido determinada, é possível calcular a potência de tração máxima com relação ao peso da equação (8) previamente determinada modificada pela equação (9) na qual Fw agora será ajustada para a potência de tração máxima Fm. A equação (8) modificada pela equação (9) então será como segue: a = FM/m - Froll/m - C * v2 - g * sin(a)(11) Aqui, Froll/m é substancialmente constante e muito pequena. Como C é agora conhecida, é possível, portanto, calcular FM/m.

Dessa maneira a potência de tração máxima com relação ao peso FM/m pode dessa maneira ser calculada quando o veículo alvo está percorrendo em uma subida. Esse valor pode ser, a seguir, passado pela unidade de determinação da potência de tração 64 para o dispositivo regulador 28. É possível que em uma subida nenhuma constante de resistência do ar já tenha sido determinada. Então é possível que tal constante seja estimada e que a constante estimada seja a seguir substituída por uma constante de resistência do ar calculada quando uma descida foi passada. Uma maneira de obter tal estimativa se a primeira e a segunda modalidades são combinadas é que a estimativa seja com base na classificação do veículo que foi feita.

Dessa maneira, o dispositivo regulador pode assim obter dados característicos com relação ao veículo alvo que podem, a seguir, ser usados na função de regulação. Nesse contexto, a constante de resistência do ar pode fornecer dados que são valiosos para finalidades de regulação já que eles podem ser usados para determinar qual dentre o veículo e o veículo alvo rola mais rápido em declive. Da mesma maneira, a potência de tração máxima com relação ao peso pode fornecer dados valiosos sobre qual dos veículos é mais potente declive acima. Isso pode ser utilizado, por exemplo, em um mantenedor de velocidade adaptável. A constante de resistência do ar pode também ser usada para determinar a distância que o veículo deve manter do veículo alvo. A memória 24 pode tomar a forma de uma memória convencional tal como uma memória RAM. A unidade de determinação de velocidade, a unidade de determinação de aceleração e a unidade de processamento do valor de aceleração, preferivelmente, tomam a forma de um ou mais processadores com uma ou mais memórias de programa compreendendo códigos de programa de computador que executam o método de acordo com a invenção. Isso pode ser realizado por meio de um computador, mas deve ser observado que as unidades supracitadas podem também ser implementadas por uma combinação adequada de circuitos lógicos. Várias unidades de hardware no veículo podem também se comunicar através de um barramento de dados, por exemplo, um assim chamado barramento CAN. Os códigos de programa supracitados podem também ser fornecidos na forma de um produto de programa de computador, que pode ser na forma de um dispositivo de memória portátil tal como um disco de CD ROM. Tal disco 86 é representado esquematicamente na figura 10. Os códigos de programa podem também ser fornecidos na forma de códigos de programa de computador puros que podem ser fornecidos em um servidor e ser transferidos dele para um veículo. Quando tais códigos de programa tiverem sido carregados em um computador ou uma unidade de controle em um veículo, um dispositivo de acordo com a invenção terá sido implementado. A invenção de acordo com ambas as modalidades assim proporciona o dispositivo regulador com dados característicos para o veículo alvo. Isso faz com que o dispositivo regulador funcione melhor. Isso também resulta em segurança de tráfego melhorada já que as adaptações no veículo alvo podem ser feitas em uma maneira melhor. Uma vantagem adicional da invenção é que consumo reduzido de combustível poderia ser atingido com um mantenedor de velocidade automático que é baseado nos dados de distância, desde que a quantidade aumentada de conhecimento sobre o veículo alvo pode ser usada em combinação com dados topográficos para controlar a distância e minimizar a frenagem. A presente invenção tem uma série de vantagens adicionais. Ela proporciona uma maneira simples, efetiva e automática de obtenção dos dados que caracterizam o veículo alvo. Além do mais, isso é feito com base na aceleração. Isso significa que somente uma variável precisa ser medida com relação ao veículo alvo, isto é, sua distância. A invenção é também fácil de executar já que ela substancialmente usa as unidades que já estão presentes em um veículo. Os únicos elementos adicionais necessários são a unidade de determinação de velocidade, a unidade de determinação de aceleração e a unidade de processamento do valor de aceleração, todas as quais podem ser implementadas em software.

Como indicado pelo precedente, a invenção pode ser variada em todos os tipos de maneiras. As duas modalidades da invenção podem ser aplicadas separadamente ou combinadas. O dispositivo de acordo com a invenção pode compreender um ou ambos os sensores descritos acima e também o dispositivo regulador. O sensor de distância foi descrito acima como calculando a velocidade relativa. Também é possível que ele possa calcular a velocidade do veículo alvo com base na velocidade do veículo. Como uma alternativa, também é possível que a unidade de determinação de velocidade calcule a velocidade relativa.

Também é possível proporcionar uma unidade de cálculo única que calcula ambas, a aceleração e a velocidade. A presente invenção é, portanto, somente para ser limitada pelas reivindicações apresentadas abaixo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo (10), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: determinar (36) um número de valores de aceleração (a; a1, a2, a3) para um veículo alvo (14) com base nos valores de entrada (Av), cujos valores de entrada tomam a forma de ou são derivados de valores de distância detectados para a distância (d) entre o veículo e o veículo alvo, processar (40; 52, 54, 56, 58; 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84) os valores de aceleração a fim de obter dados (CD; CL; C, FM/m) que caracterizam o veículo alvo e entregar (42) os ditos dados que caracterizam o veículo alvo para um dispositivo regulador (28) para regular (44) a condução do veículo, determinar (52) medidas de distribuição (VAR(a1), VAR(a2), VAR(a3)) para a aceleração com base nos valores de aceleração em um número de grupos de valores de aceleração (a1, a2, a3), onde cada grupo compreende valores de aceleração determinados com relação aos valores de velocidade correspondentes do veículo à frente dentro de uma de pelo menos duas faixas de velocidade e classificar (58) tipos de veículo com base nas medidas de distribuição, onde os ditos dados que caracterizam o veículo alvo são dados de classificação (CL) que correspondem à classificação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada medida de distribuição é comparada (54) com pelo menos um valor limite, e o tipo do veículo é classificado combinando (56) os resultados das comparações respectivas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a combinação acarreta atribuir maior peso para uma medida de distribuição calculada para uma faixa de velocidade mais alta do que para uma que é calculada para uma faixa de velocidade mais baixa.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a combinação acarreta atribuir maior peso para uma medida de distribuição baseada em muitos valores de aceleração do que para uma que é baseada em menos valores de aceleração.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, adicionalmente, a etapa de calcular uma probabilidade que a classificação esteja correta, com base nas várias medidas de distribuição.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de processar os valores de aceleração compreende, adicionalmente, as etapas de determinar (70, 72, 74) se o veículo alvo está em uma descida e determinar (76) uma constante de resistência do ar (C) para o veículo alvo com base nos valores de aceleração (a) coletados quando o veículo alvo está na descida, onde os ditos dados que caracterizam o veículo alvo compreendem a constante de resistência do ar (C).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de processar os valores de aceleração compreende, adicionalmente, as etapas de determinar (78, 80, 82) se o veículo alvo está em uma subida e determinar (84) dados (FM/m) correspondendo com a potência de tração máxima (Fm) do veículo alvo com base nos valores de aceleração coletados quando o veículo alvo está na subida, onde os ditos dados que caracterizam o veículo alvo compreendem os ditos dados (FM/m) correspondendo à potência de tração máxima (Fm) do veículo alvo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a determinação dos dados (FM/m) correspondendo com a potência de tração máxima (Fm) do veículo alvo é também baseada na constante de resistência do ar (C).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de processar os valores de aceleração compreende, adicionalmente, a etapa de determinar (72, 80) a inclinação (α) de um desnível e usar a inclinação no processamento dos valores de aceleração que é executado com relação àquele desnível.

10. Dispositivo (18) para suportar uma estratégia de regulação para a condução de um veículo (10), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma unidade de determinação de aceleração (22) adaptada para determinar um número de valores de aceleração (a; a1, a2, a3) para um veículo à frente (14) com base nos valores de entrada (Av) de um detector de distância (16), cujos valores de entrada tomam a forma de ou são derivados de valores de distância detectados pelo detector para a distância (d) entre o veículo e o veículo à frente, uma unidade de processamento do valor de aceleração (26) adaptada para processar os valores de aceleração a fim de obter dados (CD; CL; C, FM/m) que caracterizam o veículo alvo, e para passar os ditos dados que caracterizam o veículo alvo para um dispositivo regulador (28) adaptado para regular a condução do veículo, uma unidade de determinação de distribuição (46) adaptada para determinar medidas de distribuição (VAR(a1), VAR(a2), VAR(a3)) para a aceleração com base nos valores de aceleração em um número de grupos de valores de aceleração (a1, a2, a3), onde cada grupo compreende valores de aceleração determinados com relação aos valores de velocidade correspondentes do veículo à frente dentro de uma de pelo menos duas faixas de velocidade e uma unidade de classificação de veículo (48) adaptada para classificar tipos de veí- culo com base nas medidas de distribuição, e para passar os dados que caracterizam o veículo alvo na forma de dados de classificação (CL) que correspondem com a classificação.

11. Dispositivo (18), de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que uma unidade de classificação do veículo (48) é adaptada para comparar cada medida de distribuição com pelo menos um valor limite e determinar a classe do veículo combinando os resultados das comparações respectivas.

12. Dispositivo (18), de acordo com a reivindicação 10 ou 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita combinação acarreta atribuir maior peso para uma medida de distribuição calculada para uma faixa de velocidade mais alta do que para uma que é calculada para uma faixa de velocidade mais baixa.

13. Dispositivo (18), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita combinação acarreta atribuir maior peso para uma medida de distribuição com base em muitos valores de aceleração do que para uma que é baseada em menos valores de aceleração.

14. Dispositivo (18), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade característica do veículo é também adaptada para calcular uma probabilidade que a classificação esteja correta, com base nas várias medidas de distribuição.

15. Dispositivo (18), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de processamento do valor de aceleração (26) compreende: uma unidade de detecção do desnível (62) adaptada para determinar se o veículo alvo está em uma descida e uma unidade de determinação da constante da resistência do ar (66) adaptada para determinar uma constante de resistência do ar (C) para o veículo alvo com base nos valores de aceleração (a) coletados quando o veículo alvo está na descida, e para passar os dados que caracterizam o veículo alvo, compreendendo a constante de resistência do ar (C).

16. Dispositivo (18), de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de detecção do desnível (62) é também adaptada para determinar se o veículo alvo está em uma subida e também compreendendo uma unidade de determinação da potência de tração (64) adaptada para determinar os dados (FM/m) correspondendo com a potência de tração máxima (Fm) do veículo alvo com base nos valores de aceleração coletados quando o veículo alvo está na subida e para entregar os dados que caracterizam o veículo alvo, compreendendo os ditos dados (FM/m) correspondendo com a potência de tração máxima (Fm) do veículo alvo.

17. Dispositivo (18), de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de determinação da potência de tração é adaptada para também de- terminar dados (FM/m) correspondendo com a potência de tração máxima (Fm) do veículo alvo com base na constante de resistência do ar (C).

18. Dispositivo (18), de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de detecção do desnível (62) é também adaptada para determinar a inclinação (α) de um desnível para uso da inclinação no processamento de valores de aceleração que é executado com relação àquele desnível.

19. Dispositivo (18), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, adicionalmente, um detector de distância (16) para detectar valores de distância entre o veículo e o veículo alvo e fornecer valores de entrada que estão relacionados com os valores de distância.

20. Dispositivo (18), de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, adicionalmente, um dispositivo regulador (28) adaptado para regular a condução do veículo.

21. Veículo motorizado (10), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um detector de distância (16) para detectar os valores de distância (d) entre o veículo (10) e um veículo alvo (14) e fornecer valores de entrada (Av) que são relacionados com os valores de distância, um dispositivo regulador (28) adaptado para regular a condução do veículo e um dispositivo (18) para suportar uma estratégia de regulação para a condução do veículo do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 20.