Método y dispositivo para controlar un regulador de control de crucero en un vehículo.

Un método para controlar un regulador de control de crucero que puede funcionar para mantener una velocidad establecida de un vehículo,

ordenando el abastecimiento de combustible de un motor del vehículo de acuerdo con una pluralidad de curvas de caída objetivo, en el que dichas curvas de caída objetivo comprenden:

- una curva de caída isócrona que coincide con la velocidad establecida y está delimitada por un primer punto por debajo de una curva de par máximo del motor y por un segundo punto por encima de una curva de par cero del motor.

- una curva de caída superior que está delimitada por el primer punto y por un tercer punto en la curva de par máximo;

- una curva de caída inferior que está delimitada por el segundo punto y por un cuarto punto en la curva de par cero,

comprendiendo el método las etapas de:

- ejecutar una orden de acuerdo con dichas curvas de caída;

- registrar que el vehículo entrará pronto en una pendiente de subida;

- estimar en una posición del vehículo antes de entrar en dicha pendiente de subida si se producirá una reducción de marcha en una transmisión del vehículo cuando recorra dicha pendiente de subida durante un período de tiempo próximo (testimación);

- si se estima que va a producirse dicha reducción de marcha, entonces realizar una acción de ahorro de combustible durante dicho periodo de tiempo con el fin de evitar dicha reducción de marcha, en la que dicha acción de ahorro de combustible durante dicho período de tiempo consiste en ejecutar una orden de acuerdo con una segunda curva (5, 6, 7) isócrona en lugar de ejecutar una orden de acuerdo con al menos una o ambas curvas de caída superior e inferior mencionadas.

Método y dispositivo para controlar un regulador de control de crucero en un vehículo CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a métodos para reguladores de control de crucero y, más en particular, a unos reguladores de control de crucero que usan la lógica de selección de caída, y a un vehículo equipado con un regulador programado para implementar los métodos.

La presente invención también se refiere a un producto de programa informático y un medio de almacenamiento para un ordenador, todos para usarse con un ordenador para ejecutar dicho método.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como se conoce en la técnica, un regulador de control de crucero intenta mantener una velocidad de vehículo seleccionada por el usuario. Haciendo referencia a la figura 1 (a), si la velocidad de vehículo mantenida por el regulador de control de crucero se representa como una función del tiempo, es evidente que la velocidad de vehículo real no se mantiene perfectamente en la velocidad establecida de control de crucero, debido a que el controlador solo puede intentar mantener la velocidad establecida deseada midiendo la desviación de la velocidad real con respecto a la velocidad establecida. El regulador intenta mantener una velocidad de vehículo constante controlando la cantidad de combustible que se suministra al motor, que es aproximadamente proporcional a la cantidad de par que generará el motor. La figura 1 (b) representa el par motor frente al tiempo que corresponde a la representación gráfica de la velocidad de vehículo de la figura 1(a). Si la velocidad de vehículo se representa en función del par motor, como en la figura 2, se proporciona un paradigma conveniente para visualizar la acción del regulador de control de crucero. La visión del regulador de control de crucero desde la perspectiva de la figura 2 indica que el motor producirá cualquier par motor que se requiera para mantener una velocidad de vehículo constante. Puesto que el par que se genera en el vehículo varía con el terreno, la generación de par del motor también debe variar con el fin de mantener una velocidad de vehículo constante.

Los reguladores de control de velocidad son dispositivos que intentan mantener una condición de velocidad establecida deseada monltorlzando el sistema que tratan de controlar. El regulador de control de crucero monitoriza la velocidad de carretera del vehículo y reacciona cambiando la orden de combustible al motor. Por ejemplo, cuando el regulador detecta una condición de subvelocidad, el regulador aumenta la generación de par del motor con el fin de aumentar la velocidad del vehículo, compensando de este modo la situación de subvelocidad no deseada. Por lo tanto, el regulador no es capaz de reaccionar hasta que reconoce que el vehículo ya se ha desviado de la velocidad establecida. Una vez que el vehículo se ha desviado de la velocidad establecida, es demasiado tarde para que el regulador proporcione una respuesta perfecta, por lo que el regulador intenta devolver el vehículo a la velocidad establecida lo más rápidamente posible. Debido a que el vehículo debe desviarse de la velocidad establecida antes de que reaccione el regulador, es Imposible que el regulador proporcione una respuesta perfecta. Esta es la razón por la que la representación gráfica de velocidad de vehículo frente a tiempo en la figura 1 (a) presenta ligeras desviaciones tanto por encima como por debajo de la velocidad establecida de vehículo. La figura 3 es un diagrama de flujo de proceso que ¡lustra la Interacción del regulador 22 con la combinación 24 de vehículo/motor. La velocidad de vehículo medida real se resta de la velocidad establecida deseada (que se establece por el conductor usando la interfaz 2 de cabina) con el fin de crear una señal de error de velocidad. Esta señal de error de velocidad se introduce en el regulador 22, que ajusta la señal de orden de combustible a la combinación 24 de vehículo/motor en respuesta a la misma.

La representación gráfica de par motor frente a velocidad de vehículo en la figura 2 se denomina curva de "caída". Dicha curva de caída se obtiene porque el controlador está intentando seguir una curva de caída objetivo. El controlador ajusta su respuesta y, por lo tanto, la respuesta del motor, como una función de las condiciones de funcionamiento actuales del vehículo y como una función de la curva de caída objetivo. Las figuras 4a-f ilustran ejemplos de diversas curvas de caída objetivo. La forma de la curva de caída objetivo usada con cualquier controlador específico depende de la respuesta específica que se desea del controlador.

La capacidad para que el controlador siga las curvas de caída objetivo depende de la ganancia del regulador. La ganancia del regulador es una indicación de la agresividad del controlador. Una alta ganancia proporciona un regulador muy agresivo que ajustará rápidamente la generación de par motor en un intento de seguir la curva de caída objetivo. Sin embargo, los reguladores de ganancia agresivos también tienen una tendencia a ser inestables. En resumen, las curvas de caída objetivo definen el lugar donde el controlador intenta mantener el funcionamiento del vehículo, y las ganancias de regulador definen la agresividad con la que se siguen las curvas de caída objetivo.

Debido a que la velocidad de vehículo determina el lugar de la curva de caída objetivo donde el controlador intenta funcionar, los factores ambientales que influyen en la velocidad del vehículo influyen en el rendimiento del controlador. Uno de estos factores ambientales es el desnivel de la superficie de carretera sobre la que se desplaza el vehículo. La capacidad de subida es un concepto que permite considerar la relación entre la velocidad de

vehículo, el desnivel de una cuesta, la curva de par máximo del motor, la resistencia aerodinámica, las marchas y los requisitos de par. Este concepto utiliza una curva de desnivel como se ilustra en la figura 5. La curva de desnivel indica el par necesario, en cada velocidad, para mantener en equilibrio una determinada combinación de desnivel de cuesta, resistencia aerodinámica, y selección de marchas. La figura 6 muestra algunos ejemplos de cómo diversos desniveles de cuesta influyen en la colocación de la curva de desnivel. Tales curvas de desnivel son útiles debido a que proporcionan un medio fácil para determinar si el vehículo va a acelerar o desacelerar. Si, a la velocidad de vehículo actual, la curva de desnivel es más alta que la curva de par, entonces el vehículo desacelerará hasta el punto de intersección entre la curva de desnivel y la curva de par. Si, a la velocidad de vehículo actual, la curva de desnivel es menor que la curva de par, entonces el vehículo acelerará hasta una velocidad de vehículo en la que se intersecan la curva de desnivel y la curva de par. La figura 7 muestra un ejemplo de tal movimiento.

Cuando el vehículo va por una cuesta, el desnivel varía dependiendo del lugar de la cuesta en el que se sitúa el vehículo. La figura muestra los diversos desniveles con los que se encuentra el vehículo en una cuesta simétrica. Como se ilustra en la figura 9, la curva de desnivel para un vehículo que avanza hacia la cima de una cuesta se moverá a la izquierda a medida que se alcanza el máximo porcentaje de desnivel y, a continuación, se moverá de nuevo a la derecha a medida que el desnivel disminuye de nuevo a cero. Si el vehículo no desacelera del todo antes de la cumbre de la cuesta, debido a los requisitos de par más alto, entonces el vehículo acelerará antes de la cima de la cuesta debido a que la curva de desnivel se mueve a la derecha a medida que el vehículo se acerca a la cumbre de la cuesta (% de desnivel). La localización exacta del Inicio de la aceleración dependerá de la forma y la longitud de la cuesta, el régimen del motor, y la aerodinámica del vehículo.

Debido a que la mayoría de las cuestas son relativamente simétricas y siguen el modelo de la figura 8, no es deseable la aceleración del vehículo a medida que se acerca a la cumbre de la cuesta, debido al hecho de que el vehículo acelerará automáticamente en la ladera de bajada de la cuesta debido al desnivel negativo. Por el contrario, un vehículo que entra en un valle desacelerará en la ladera de bajada de la cuesta antes de su desaceleración automática final cuando se encuentre con la ladera de subida de la cuesta en el lado opuesto del valle. Cuando un vehículo acelera antes de un punto donde el terreno hará que el vehículo acelere automáticamente, o cuando un vehículo desacelera antes de un punto donde el terreno hará que el vehículo desacelere automáticamente, se desperdicia combustible.

El documento US5868214 desvela un ejemplo de la técnica... [Seguir leyendo]

1. Un método para controlar un regulador de control de crucero que puede funcionar para mantener una velocidad establecida de un vehículo, ordenando el abastecimiento de combustible de un motor del vehículo de acuerdo con una pluralidad de curvas de caída objetivo, en el que dichas curvas de caída objetivo comprenden:

- una curva de caída isócrona que coincide con la velocidad establecida y está delimitada por un primer punto por debajo de una curva de par máximo del motor y por un segundo punto por encima de una curva de par cero del motor.

- una curva de caída superior que está delimitada por el primer punto y por un tercer punto en la curva de par máximo;

- una curva de caída inferior que está delimitada por el segundo punto y por un cuarto punto en la curva de par cero,

comprendiendo el método las etapas de:

- ejecutar una orden de acuerdo con dichas curvas de caída;

- registrar que el vehículo entrará pronto en una pendiente de subida;

- estimar en una posición del vehículo antes de entrar en dicha pendiente de subida si se producirá una reducción de marcha en una transmisión del vehículo cuando recorra dicha pendiente de subida durante un período de tiempo próximo (test¡madón);

- si se estima que va a producirse dicha reducción de marcha, entonces realizar una acción de ahorro de combustible durante dicho periodo de tiempo con el fin de evitar dicha reducción de marcha, en la que dicha acción de ahorro de combustible durante dicho período de tiempo consiste en ejecutar una orden de acuerdo con una segunda curva (5, 6, 7) isócrona en lugar de ejecutar una orden de acuerdo con al menos una o ambas curvas de caída superior e inferior mencionadas.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dicha segunda curva (5) isócrona coincide con dicha velocidad establecida y se extiende desde dicho segundo punto y hacia arriba a dicha curva de par máximo del motor, cuando se ejecuta una orden de acuerdo con la misma en lugar de con dicha curva de caída superior.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha segunda curva (6) isócrona coincide con dicha velocidad establecida y se extiende desde dicho primer punto y hacia abajo a dicha curva de par cero del motor, cuando se ejecuta una orden de acuerdo con la misma en lugar de con dicha curva de caída inferior.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha segunda curva (7) isócrona coincide con dicha velocidad establecida y se extiende desde dicha curva de par máximo del motor y hacia abajo a dicha curva de par cero del motor, cuando se ejecuta una orden de acuerdo con la misma en lugar de con dichas curvas de caída superior e inferior.

5. Un método para controlar un regulador de control de crucero que puede funcionar para mantener una velocidad establecida de un vehículo, ordenando el abastecimiento de combustible de un motor del vehículo de acuerdo con una pluralidad de curvas de caída objetivo, en el que dichas curvas de caída objetivo comprenden:

- una curva de caída isócrona que coincide con la velocidad establecida y está delimitada por un primer punto por debajo de una curva de par máximo del motor y por un segundo punto por encima de una curva de par cero del motor;

- una curva de caída superior que está delimitada por el primer punto y por un tercer punto en la curva de par máximo;

- una curva de caída inferior que está delimitada por el segundo punto y por un cuarto punto en la curva de par cero,

comprendiendo el método las etapas de:

- ejecutar una orden de acuerdo con dichas curvas de caída;

- registrar que el vehículo entrará pronto en una pendiente de subida;

- estimar en una posición del vehículo antes de entrar en dicha pendiente de subida si se producirá una reducción de marcha en una transmisión del vehículo cuando recorra dicha pendiente de subida durante un período de tiempo próximo (test¡mac¡ón);

- si se estima que va a producirse dicha reducción de marcha, entonces realizar una acción de ahorro de combustible durante dicho periodo de tiempo con el fin de evitar dicha reducción de marcha, en la que dicha acción de ahorro de combustible consiste en una adaptación de los límites (A) de reducción de marcha de dicha transmisión con el fin de evitar que los límites de reducción de marcha se produzcan en o por encima de dicha curva (7) de caída superior.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que dicha adaptación consiste en bajar el límite de reducción de marcha a una posición (B) por debajo de dicha curva de caída superior durante dicho período de tiempo.

7. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha curva de caída superior es una

curva de caída dinámica superior que se define dinámicamente durante el funcionamiento del vehículo y está delimitada por un sexto punto en la curva de par máximo a la izquierda del tercer punto y por un quinto punto en la curva de caída isócrona entre los puntos primero y segundo.

8. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha curva de caída inferior es una

curva de caída dinámica inferior que se define dinámicamente durante el funcionamiento del vehículo y está delimitada por un séptimo punto en la curva de par cero a la derecha del cuarto punto y por un octavo punto en la curva de caída isócrona entre los puntos segundo y quinto.

9. Un vehículo que comprende un regulador de control de crucero caracterizado por que una unidad de control está

programada para realizar las etapas de la reivindicación 1 o 5.

1. Un producto de programa informático que comprende un medio de código de programa almacenado en un medio legible por ordenador para realizar todas las etapas de la reivindicación 1 o 5 cuando dicho producto de programa se

ejecuta en un ordenador.

11. Un medio de almacenamiento, tal como una memoria (52) de ordenador o un medio (55) de almacenamiento de datos no volátil, para su uso en un entorno informático, comprendiendo la memoria un código de programa legible por ordenador para realizar el método de la reivindicación 1 o 5.