PROCEDIMIENTO DE AYUDA A LA CONDUCCION DE UN VEHICULO AUTOMOVIL.

Procedimiento de ayuda a la conducción de un vehículo automóvil en un recorrido de distancia (d) en el que el vehículo presenta una velocidad (vmoy) media,

caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

- calcular la energía (ekJ/km) kilométrica del vehículo correspondiente a la energía (Edépensée) consumida por el motor integrado en el vehículo referida a la distancia (d) del recorrido,

- calcular los valores de la energía (emin) kilométrica mínima y la energía (emax) kilométrica máxima del vehículo en el recorrido,

- normalizar la energía (ekJ/km) kilométrica calculada comparándola con los valores de las energías (emin) y (emax) kilométricas mínima y máxima,respectivamente, calculadas a fin de obtener el índice (i) de rigor, y

- difundir este índice (i) de rigor al conductor y/o a medios de memorización de información para una comunicación diferida

Procedimiento de ayuda a la conducción de un vehículo automóvil.

El invento se refiere a un procedimiento de ayuda a la conducción de un vehículo automóvil especialmente para el cálculo del índice de rigor de la conducción. El invento tiene especialmente por objeto informar, inmediatamente o en diferido, al conductor y/o a los sistemas de control del vehículo o de sus componentes del rigor de su conducción, teniendo en cuenta dicho rigor de conducción, a la vez, el perfil de rodadura seguido por el conductor (nerviosismo de la conducción), pero también el rigor de la utilización de los órganos de confort (climatización, ventilación, dirección asistida, sistema de audio/vídeo, sistema de navegación).

El invento encuentra una aplicación particularmente ventajosa en el ámbito de los vehículos automóviles de todo tipo, de motor térmico o híbrido y de caja de cambios de tipo manual o automático.

El documento US 5.916.298 describe un procedimiento de ayuda a la conducción según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los vehículos modernos ofrecen cada vez más funciones de ayuda a la conducción, tanto par mejorar la comodidad de utilización de los vehículos como para aumentar la seguridad de los ocupantes y otros usuarios. Entre dichas funciones, algunas tienden a mejorar la comodidad adaptándose lo más posible al comportamiento del conductor. Es, por ejemplo, el caso de las estrategias autoadaptativas respecto de las cajas de cambio automáticas y conducidas, que consisten en cambiar de marcha de manera que se aproxime lo más posible al comportamiento del conductor, tanto tenga este último una conducción "más bien económica" como "más bien deportiva".

Conociendo el perfil del conductor (por ejemplo, "económico" o "deportivo"), estas estrategias adaptan no solamente los regímenes de cambio de marchas, sino también un cierto número de modos de funcionamiento específicos, como la prohibición de cambiar una marcha ascendente cuando el conductor levanta bruscamente el pie del pedal del acelerador. Esta prohibición es, por ejemplo, más larga para un conductor "deportivo", que prefiere conservar su relación de cambio para disponer del máximo de aceleración cuando reposa su pie sobre el pedal del acelerador. Por el contrario, el conductor "eco" manifiesta más bien el deseo de cambiar a una marcha superior para disminuir el nivel acústico y su consumo levantando el pie, de donde una temporización mucho más débil.

Ciertas estrategias de gestión del motor pueden tener igualmente en cuenta el perfil del conductor. Es el caso, por ejemplo, de la conversión de la pisada del pedal en par motor de consigna: para un estilo de conducción deportiva, una pisada débil provoca una demanda de par más importante que para un estilo de conducción económica, y esto a fin de aumentar la reactividad para los conductores deportivos.

Actualmente, el reconocimiento del perfil del conductor puede efectuarse de dos modos diferentes:

• Sea por un botón que el conductor acciona para elegir entre diferentes modos, por ejemplo, "deportivo" o "económico".

• Sea que el reconocimiento del perfil se efectúa automáticamente por un algoritmo de aprendizaje integrado en el calculador del motor o en el calculador de caja de cambio. Este algoritmo se basa en el análisis de la actividad del pedal del acelerador (frecuencia y amplitud de los movimientos del pie), en la velocidad del vehículo, la pendiente estimada y en un índice de virada (calculado a partir de las velocidades de las ruedas izquierdas y derechas). El perfil se expresa entonces por una variable normalizada llamada generalmente "índice de deportividad".

El primer modo lleva simplemente a una adaptación de ciertos reglajes del vehículo en función de la elección del conductor y no aporta ayuda alguna, que permita al conductor mejorar su conducción para reflejar el estilo deseado. El segundo modo es automático, de modo que el conductor no tiene intervención especial alguna que efectuar para su realización. Por el contrario, requiere el análisis de numerosos parámetros y su calibración es poco fácil pues recurre a parámetros, que no tienen equivalencia directa sobre la conducción adoptada (aceleraciones, consumo, conducción discontinua o no, etc.).

El presente invento pretende un método para medir el rigor de la conducción automáticamente, sin analizar numerosas variables ligadas más o menos directamente con la evolución del vehículo, tales como la velocidad, la posición del pedal del acelerador o la pendiente.

El invento se refiere con mayor precisión a un procedimiento de ayuda a la conducción de un vehículo automóvil durante un recorrido de una distancia, en el cual presenta el vehículo una velocidad media, que incluye al menos una etapa de cálculo de la energía kilométrica del vehículo, correspondiente a la energía consumida por el motor integrado en el vehículo referida a la distancia del recorrido, una etapa de cálculo de los valores de energía kilométrica mínima y máxima para la velocidad media del vehículo durante el recorrido, una normativa de la energía kilométrica calculada comparándola con los valores de energía kilométrica mínima y máxima calculados a fin de obtener el índice de rigor y la emisión de este índice de rigor al conductor y/o a los medios de memorización de la información para una comunicación diferida.

La energía consumida por el motor se obtiene preferentemente por integración del producto del par motor por el régimen del motor durante la duración del recorrido, efectuándose preferentemente este cálculo únicamente en el conjunto de los periodos en los que el par suministrado por el motor es positivo. Según una característica del invento, estos valores del par y del régimen motor pueden ser suministrados por el calculador del motor.

Según una realización del invento, para normalizar el índice de rigor, se calcula la relación entre la desviación de la energía kilométrica calculada y la energía mínima, y la desviación entre las energías mínima y máxima.

Las energías kilométricas máxima y mínima se calculan, por ejemplo, estableciendo un modelo de la energía kilométrica consumida por un vehículo, suponiéndolo dependiente de la suma de un primer término función de la masa del vehículo, de la aceleración media del vehículo, y de un coeficiente de ponderación representativo del estilo de conducción, siendo k un coeficiente (comprendido entre 0 y 1) igual al porcentaje de la distancia total realizada en fase de aceleración, de un segundo término dependiente de las características aerodinámicas del vehículo y de la velocidad media durante el recorrido, y de un tercer término dependiente de la relación entre la potencia media consumida por los accesorios, que equipan el vehículo, y la velocidad media durante el recorrido, correspondiendo los diferentes parámetros a situaciones extremas de utilización de este vehículo. Un modelo de energía kilométrica conveniente puede ser tal como que la energía kilométrica esté definida por la fórmula siguiente:

siendo:

- M la masa máxima del vehículo,

- k el coeficiente (comprendido entre 0 y 1) igual al porcentaje de la distancia total realizada en fase de aceleración,

- ? la aceleración media del vehículo en m/s²,

- ?_air la masa volumétrica del aire en kg/m³,

- S la superficie frontal del vehículo en m²,

- C_x el coeficiente de penetración en el aire,

- P_auxilaire la potencia media en watios (W) consumida por los accesorios, que equipan el vehículo, especialmente por la radio, los faros, la climatización.

En estos modelos, para calcular la energía consumida máxima, se elige preferentemente una k correspondiente a una utilización del vehículo, constituida únicamente por aceleraciones y frenadas, sea, por ejemplo, k = 0,5 para baja velocidad media (< 50 km/h), y k = 0,1 para elevada velocidad media (> 100 km/h), una potencia media consumida por los accesorios, que equipan el vehículo máximo, y una masa del vehículo máximo, incluyendo entonces dicho vehículo el conductor, varios pasajeros y los equipajes. Para la energía mínima, se supondrá, por el contrario, una aceleración media nula, una potencia media mínima (correspondiente a la potencia disipada por los únicos accesorios que no pueden ser desconectados) y una masa del vehículo mínima...

1. Procedimiento de ayuda a la conducción de un vehículo automóvil en un recorrido de distancia (d) en el que el vehículo presenta una velocidad (v_moy) media, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

- calcular la energía (e_kJ/km) kilométrica del vehículo correspondiente a la energía (E_dépensée) consumida por el motor integrado en el vehículo referida a la distancia (d) del recorrido,

- calcular los valores de la energía (e_min) kilométrica mínima y la energía (e_max) kilométrica máxima del vehículo en el recorrido,

- normalizar la energía (e_kJ/km) kilométrica calculada comparándola con los valores de las energías (e_min) y (e_max) kilométricas mínima y máxima,respectivamente, calculadas a fin de obtener el índice (i) de rigor, y

- difundir este índice (i) de rigor al conductor y/o a medios de memorización de información para una comunicación diferida.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, para calcular la energía (E_dépensée) consumida por el motor, se integra el producto del par (C) del motor por el régimen (O) motor para la duración del recorrido.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el cálculo de la energía (E_dépensée) consumida por el motor se efectúa para el conjunto de los periodos en los que el par (C) suministrado por el motor es positivo.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado por que el par (C) y el régimen (O) motor son suministrados por el calculador del motor.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que para normalizar el índice (i) de rigor se calcula la relación entre:

- la diferencia entre la energía (e_kJ/km) kilométrica calculada y la energía (e_min) mínima, y

- la diferencia entre las energías (e_min) y (e_max) mínima y máxima, respectivamente.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que para calcular las energías (e_min) y (e_max) kilométricas mínima y máxima, respectivamente,

se establece un modelo de la energía (e_kJ/km) kilométrica consumida por el vehículo suponiéndolo dependiente de la suma:

- de un primer término dependiente de la masa (M) del vehículo, de la aceleración (?) media del vehículo, y de un coeficiente (k) de ponderación representativo del estilo de conducción, siendo k un coeficiente (comprendido entre 0 y 1) igual al porcentaje de la distancia total realizada en fase de aceleración,

- de un segundo término dependiente de las características aerodinámicas del vehículo y de la velocidad (?) media en el recorrido,

- de un tercer término dependiente de la relación entre la potencia (P_auxiliaire) media, consumida por los accesorios que equipan el vehículo, y la velocidad (v_moy) media en el recorrido, y

- se eligen los parámetros (k, M, ?, P_auxiliaire) de este modelo que corresponden a situaciones extremas de utilización de este vehículo.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que el modelo de energía kilométrica se define según la siguiente fórmula:

siendo:

- M la masa máxima del vehículo,

- k el coeficiente (comprendido entre 0 y 1) igual al porcentaje de la distancia total realizada en fase de aceleración,

- ? la aceleración media en m/s²,

- ?_air la masa volumétrica del aire en kg/m³,

- S la superficie frontal del vehículo en m²,

- Cx el coeficiente de penetración en el aire,

- P_auxiliaire la potencia media en watios (W) consumida por los accesorios que equipan el vehículo, especialmente por la radio, los faros, la climatización.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que para calcular la energía (e_max) consumida máxima se elige

- k correspondiente a una utilización del vehículo constituida únicamente por aceleraciones y frenadas, sea, por ejemplo, k = 0,5 a baja velocidad media (< 50 km/h), y k = 0,1 a alta velocidad media (> 100 km/h),

- una potencia (P_auxiliaire) media consumida por los accesorios que equipan el vehículo máximo, y

- una masa (M) del vehículo máximo, incluyendo entonces el vehículo al conductor, varios pasajeros y los equipajes.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que para calcular la energía (m_min) consumida mínima, se elige

- una aceleración media nula, sea k = 0,

- una potencia (P_auxiliaire) media consumida por los accesorios, que equipan el vehículo mínimo, y

- una masa (M) del vehículo mínima, incluyendo entonces el vehículo únicamente el conductor.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el cálculo de la energía kilométrica se efectúa de modo continuo, calculándose su valor e_k+1 en el instante t_k+1 haciendo la suma del valor de esta energía e_k kilométrica en el instante t_k y del valor de la relación entre la energía E_k+1 consumida por el motor en el instante t_k+1 y la distancia d_k+1 recorrida en el instante t_k+1, ponderándose los términos de esta suma por coeficientes (a, b) de filtrado.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que el valor de la energía E_k+1, consumida por el motor en el instante t_k+1, se obtiene haciendo la suma de la energía E_k, consumida por el motor en el instante t_k, y del producto del par motor en el instante t_k+1, del régimen del motor en el instante t_k+1 y de la variación del tiempo entre los instantes t_k y t_k+1.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el cálculo de la velocidad media se efectúa de modo continuo por muestreo, calculándose su valor en el instante t_k+1 dividiendo la distancia d_k+1 recorrida en el instante t_k+1 por la duración necesaria para recorrer dicha distancia, obteniéndose la distancia d_k+1 recorrida en el instante t_k+1 sumando a la distancia d_k, recorrida en el instante t_k, el producto de la velocidad en el instante t_k+1 y la variación de tiempo entre t_k y t_k+1.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que el cálculo de la energía kilométrica y de la velocidad media del vehículo se efectúa de modo continuo según las ecuaciones siguientes:

siendo:

- ?t el paso de cálculo en s,

- k, k+1 representan los instantes t_k y t_k+1 (habiendo tenido lugar el cálculo a una frecuencia fija 1/?t),

- E la energía gastada en J,

- C el par motor en N.m,

- O el régimen motor en rad/s,

- e la energía kilométrica en kJ/km,

- v la velocidad del vehículo en m/s,

- v_moy la velocidad media en m/s,

- d la distancia recorrida en m, y

- a, b constantes de filtrado de la energía kilométrica.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el índice de rigor se comunica al conductor para informarle del rigor de su conducción por medio de un indicador (8) visual y/o de audio (9).

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que el índice (i) de rigor se visualiza por medio de un cursor posicionado sobre una escala (18) de valores normalizados, correspondiendo respectivamente los dos extremos (20, 21) de dicha escala a los valores mínimo (e_min) y máximo (e_max) de la energía para la velocidad (v_moy) media del vehículo.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que el cálculo del índice (i) de rigor se reinicializa después de ocurrir al menos uno de los sucesos siguientes: arranque del motor, apertura del seguro centralizado de las puertas, duración prefijada de cálculo transcurrido.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que el índice (i) de rigor se puede descargar a un ordenador no situado en el vehículo.