SE533139C2 - System för fastställande av förmåga att förutse inbromsning - Google Patents

Description

25 30 förutse fastställas och t.ex. visas för föraren i en display i form av ett procentvärde mellan 0 och 100. lngen utvärdering görs dock av själva åtgärderna.

Patentansökan WO 2007/ 133987 redogör för ett system och en metod för att identifiera pseudohändelser under körning. En händelse under körning kan vara en pseudohändelse om den involverar företeelser bortom förarens kontroll, såsom körning över ett potthål i vägen, en järnvägskorsning osv. Systemet och metoden är sålunda avsett för en personbil och inkluderar inte identifiering av mer komplexa händelser relaterade till ett tungt fordon.

Syftet med den föreliggande uppfinningen är att få fram en förbättrad analys av förarens beteende under körning av ett fordon, och därefter hjälpa föraren förbättra sin förmåga till förutseende i trafiken, något som är viktigt för både trafiksäkerheten och fordonets samlade ekonomi.

Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syfte uppnås med ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning för ett fordon, bestående av en evalueringsanordning för utvärdering och bedömning av förarens förmåga att förutse inbromsning.

Utvärderingen och bedömningen baseras på en uppmätt tid tfrån det att föraren släpper upp gaspedalen till det att han eller hon vidtar en bromsåtgärd, där förarens förmåga att förutse inbromsning fastställs i relation till resultatet av en jämförelse mellan tiden t och ett referensvärde T som representerar minst en parameter relaterad till fordonets omgivning och minst ett hjälpbromsvärde som representerar användningen av hjälpbromsen.

En hjälpbroms är ett komplement till fordonets vanliga hjulbroms och är konfigurerad för att generera retardationsmoment som reducerar motorvevaxelns rotationshastighet. En hjälpbroms kan t.ex. utgöras av en motorbroms, avgasbroms, elektromagnetisk retarder eller hydraulisk retarder. Hjälpbromsama används med fördel vid konstantfarthâllning i nedförsbacke och vid måttlig retardation, medan fordonets vanliga hjulbroms huvudsakligen används vid 10 15 20 25 30 L? 533 tâ kraftfulla och plötsliga bromsingrepp. Med användningen av hjälpbromsama förhindras att de vanliga hjulbromsarna, som i regel utgörs av friktionsbroms, diskbroms eller trumbroms, överhettas med åtföljande risk för fallerande bromsverkan, samtidigt som slitaget på hjuibromsen minskar.

Förarens bromsátgärd kan utgöras av användande av t.ex. färdbroms (hjulbroms) eller en hjälpbroms, t.ex. retarder, motorbroms eller avgasbroms, eller en kombination av de nämnda bromsama (t.ex. konstantfartbroms).

Adekvata utföranden beskrivs i de självständiga kraven.

Kort beskrivning av de bifogade ritningama Figur 1 visar schematiskt ett styrsystem till ett fordon där den föreliggande uppfinningen är implementerad.

Figur 2 visar ett exempel på en metod i enlighet med uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av adekvata utföranden av uggfinningen Figur 1 visar schematiskt ett styrsystem till ett fordon där den föreliggande uppfinningen kan användas. Fordonet innefattar en framaxel 1 med styrhjul 2, 3, en bakre drivaxel 4 med drivhjul 5-8, och fakultativt en bakaxel 9 med hjul 10, 11.

Vidare innefattar fordonet en motor 13 ansluten till en växellåda 12, som driver drivaxeln 4 med hjälp av en utgående axel 14 från växellådan. Växellådan 12 och motorn 13 styrs med hjälp av styrenhetema 15 respektive 16, vilka styrs av en huvudstyrenhet 17. Motorstyrsystemet (EMS) 16 reglerar fordonets motorfunktioner, vilka t.ex. kan bestå av bränsleinsprutning och motorbroms.

Styrningen baseras på ett antal insignaler, vilka kan bestå av signaler från (ej visade) gasreglage (gaspedalens position), hastighetsgivare och bromsstyrsystem. Växellådans styrsystem (GMS) 15 styr växlingen, där växlingen kan styras baserat på insignaler från hastighetsgivare vid användande av en automatisk växellåda. Vid manuell växling kan växlingen styras från en insignal från en växelväljare (växelspaken). Vidare innefattar fordonet ett bromsstyrsystem 10 15 20 25 30 (BMS) med en bromsstyrenhet 17, som styr fordonets bromsfunktioner, såsom automatisk beräkning av belastningen så att en given pedalposition alltid kan resultera i samma bromseffekt oberoende av belastningen. Bromsstyrenheten styr fordonets olika bromssystem, såsom retarder, andra hjälpbromssystem, avgasbroms och färdbroms, och sänder styrsignaler till systemmoduler (ej visade) fördelade över chassit, där elektriska styrsignaler används för att justera bromstrycket.

Ovan beskrivna styrenheter utgör bara exempel på vad som kan finnas i ett fordon. Såsom förstås av alla som är insatta i området kan självfallet två eller flera av de ovan beskrivna styrenheterna integreras i en gemensam styrenhet.

I ett fordon av den typ som visas i fig. 1 är det, såsom nämns ovan, i högsta grad önskvärt att föraren under köming av fordonet är så förutseende som möjligt för att undvika onödiga inbromsningar och accelerationer, till exempel sådana som orsakas av för kort avstånd till fordonet framför eller att föraren ger gas på krönet av en uppförsbacke för att omedelbart efteråt bromsa i den efterföljande nedförsbacken. l fråga om såväl slitage som bränsleförbrukning är det betydligt bättre om föraren så långt som möjligt tillvaratar fordonets rörelseenergi och inte förbrukar den genom att använda bromsarna l onödan. Vad som är förarens idealiska framförande av fordonet varierar dock kraftigt i olika situationer och det är idag mycket svårt att se om förarens beteende är bra eller dåligt, och därför är det också svårt att ge föraren återkoppling om vad som kan förbättras, samtidigt som det också är svårt för en fordonsägare att bedöma om fordonet framförs på ett tillfredsställande, dvs. ekonomiskt, sätt.

Den internationella ansökan WO 2007/139493 redogörför en användning av en anordning för fastställande av förarens förmåga till förutseende, där en tid (eller ett avstånd) mäts mellan två på varandra följande åtgärder, t.ex. en avslutad åtgärd för bromsning av fordonet och ett resultat av ett positivt gaspådrag (dvs. föraren ger gas), eller ett avslutat resultat av ett positivt gaspådrag (dvs. föraren släpper upp gaspedalen) och en efterföljande åtgärd för att bromsa fordonet. 10 15 20 25 30 Denna mätta tid jämförs med ett värde på en referensparameter relaterad till fordonets omgivning. Baserat på denna jämförelse fastställs ett värde som representerar förarens förmåga till förutseende.

Den föreliggande uppfinningen avser ett system 18 till ett fordon för fastställande av förrnåga att förutse inbromsning. Systemet 18 inkluderar en evalueringsanordning för utvärdering och bedömning av förarens förmåga att förutse inbromsning, dvs. en anordning förfastställande av förarens förrnåga till förutseende, där utvärderingen och bedömningen baseras på en uppmätt tid (eller ett avstånd) t från det att föraren släpper upp gaspedalen till det att han eller hon vidtar en bromsåtgärd. Förarens förmåga att förutse inbromsning fastställs i relation till resultatet av en jämförelse mellan tiden t och ett referensvärde T som representerar minst en parameter relaterad till fordonets omgivning och minst ett hjälpbromsvärde som representerar användningen av hjälpbromsen. Den föreliggande uppfinningen avser sålunda ett system för en utökad utvärdering och bedömning av förarens förmåga att förutse inbromsning när användning av hjälpbromsarna är inbegripen.

Fig. 2 visar ett flödesschema med ett exempel på ett utförande av uppfinningen.

Processen inleds i steg 101, i vilket processen förblir så länge föraren begär ett positivt motormoment (genom att trycka ned en gaspedal eller manövrera någon annan typ av gasreglage). Om en databehandlingsenhet i systemet 18 detekterar att föraren släpper upp gaspedalen (dvs. begäran om motormoment upphör), fortsätter processen till steg 102 där en tidmätning startas eller alternativt, eller i tillägg därtill, en avståndsmätning kan startas, varvid processen fortsätter till steg 103 där det avgörs om föraren igen begär ett positivt motormoment genom att trycka ned en gaspedal (eller manövrera något annat gasreglage), eller om föraren begär ett bromsmoment genom att aktivera något av fordonets bromssystem, såsom att trycka ned en bromspedal eller manövrera t.ex. ett retarderreglage. Databehandlingsenheten i systemet 18 kan utgöras av en processor som styrs med hjälp av operationsinstruktioner, såsom datorprogram. 10 15 20 25 30 LTl url ...ä ul! i' Så länge föraren varken begär motormoment eller bromsmoment, förblir processen i steg 103 med aktiverad tid-lavståndsmätning. Om det detekteras att föraren begär en acceleration fortsätter processen till steg 104 där tidmätningen (avståndsmätningen) stoppas och den uppmätta tiden t (och/eller avståndet s) nollställs och processen återgår till steg 101. Om det detekteras att föraren bromsar måste vissa förutsättningar i steg 105 vara uppfyllda för att fortsätta till steg 106 där tidmätningen stoppas. De förutsättningar som ska vara uppfyllda är t.ex. att ett hjälpmoment detekteras. Efter det att tiden har stoppats i steg 106 fortsätter processen till steg 107 som beräknar eller på annat sätt tar fram ett referensvärde T, representerande en önskad minimitid mellan begäran om acceleration och bromsning, där nämnda referensvärde T bestäms utgående frän den nuvarande trafiksituationen. Det uppmätta värdet jämförs sedan i steg 108 med referensvärdet. Om t > T, anses förarens beteende ge prov på god förmåga till förutseende. Om däremot t < T, anses förarens beteende ge prov på dålig förmåga till förutseende. Utgående fràn jämförelsen erhåller föraren en bedömning som kan presenteras för honom eller henne på en presentationsanordning (steg 109), eller sändas till ett fiärranslutet fordonsövervakningssystem för fortsatt utvärdering och uppföljning av t.ex. åkare och andra företag som använder tunga fordon i sin verksamhet. Fordonet kan även anpassas för att kontinuerligt sända data till en fjärransluten övervakningscentral, varvid utvärderingen och bedömningen kan utföras av övervakningscentralen istället för i fordonet. Återkoppling kan sedan sändas tillbaka till fordonet och där presenteras för föraren.

Längden på referenstiden T kan bero på trafiksituationen. Den kan vara avhängig av trafikmiljön och fordonets hastighet. Till exempel kan den kortaste önskade referenstiden T beräknas som: T = f (omgivning) ~ gflzastighet) + f (hjälpbroms) + k , 10 15 20 25 30 fil C421 ïf-Iil .az ICJJ LD där k är konstant och f(omgivning) är en funktion av omgivningen som representerar den tidslucka som omgivningen medger. Vid körning pä motorväg är det önskvärt med en längre tidslucka än i stadsmiljö. g(hastighet) är en funktion av hastigheten, g(v) = c, - v°, där c, och b utgör konstanter. f(hjälpbroms) är en funktion som representerar tidsfördröjningen innan något hjälpmoment detekteras när en hjälpbroms aktiveras.

Systemet 18 innefattar anordningar för att ta emot signaler som representerar gas- och bromspedalernas lägen. Dessa signaler kan utgöras av en representation av pedalernas faktiska lägen, vilka kan läsas av med användande av lämpliga givare, eller beräknade ”lägen” baserade på ökat bromsmoment eller begärt motomioment till följd av förarens åtgärder. Till exempel kan det ordnas så att ett av föraren valt läge för ett visst bromssystems bromsreglage översätts till en elektronisk signal genom fordonets konstruktion. Systemet 18 kan vidare innefatta anordningar för att ta emot signaler som representerar reglageinställningar, och därigenom de begärda bromsmomenten för varje bromssystem, för olika typer av förarmanövrerade system.

När föraren avser att bromsa fordonet med retardern, ställs reglaget till denna i aktivt läge. Systemet inkluderar företrädesvis en retarderavkännande anordning som läser av ett värde som representerar status för retardern såsom varande aktiv eller inaktiv. Denna statussignal indikerar om t.ex. ett retarderreglage är aktiverat eller inte, och kan representeras som en elektrisk signal i systemet 18.

Till följd av retarderns fysiska egenskaper tar det en viss tid från det att föraren aktiverar retardem tills bromseffekt erhålls. Systemet 18 inkluderar därför företrädesvis en retardermomentavkännande anordning som känner av retarderrnomentet för att avgöra när bromseffekt erhålls.

Systemet 18 beräknar, såsom förklaras ovan, en tid t från det att föraren släpper upp gaspedalen till det att han eller hon vidtar en bromsåtgärd. För att räknas som förarens bromsåtgärd måste, i enlighet med ett utförande, bromsåtgärden 10 15 20 25 30 'H33 inkludera att retarderns statusvärde ärl sitt aktiva läge samt att ett retardermoment över ett visst tröskelvärde detekteras. l ett utförande ger systemet 18 återkoppling till föraren om en föredragen bromsåtgärd. Denna återkoppling uppmuntrar föraren att agera på ett föredraget sätt. Har föraren till exempel använt retardem före en korsning finns det en risk att han eller hon glömmer att återställa retarderreglaget till sitt ursprungliga läge, dvs. han eller hon glömmer att deaktlvera retardern. Retardereffekten deaktiveras automatiskt när föraren har avslutat sin inbromsning och återgår till att reglera hastigheten med hjälp av gaspedalen. Släpper föraren därefter upp gaspedalen inleder retardern en ny inbromsning. För att undvika att detta händer kan systemet 18 med fördel inkludera en tidmätningsanordning som mäter en retardertid. Denna retardertid börjar mätas när föraren ger gas. Uppmäts därefter ett positivt moment, dvs. föraren ger gas, och nämnda retardertid ligger över ett visst kriterium och retarderns statusvärde är i sitt aktiva läge, ges återkoppling till föraren om att deaktlvera retardern, dvs. återställa retarderreglaget. Denna uppmaning visas följaktligen innan föraren släpper upp gaspedalen. Följer föraren uppmaningen utvärderas och bedöms inte hans eller hennes förmåga till förutseende eftersom föraren "räddade" situationen.

Förarens förmåga att förutse inbromsning bedöms fortlöpande och presenteras som återkoppling till honom eller henne. Systemet 18 ger företrädesvis återkoppling via en presentationsanordning, men återkopplingen kan även lämnas med hjälp av en ljudanordning. Återkopplingsdata från systemet 18 kan sändas fortlöpande till ett fjärranslutet fordonsövervakningssystem, eller presenteras fortlöpande för fordonets förare. Förarens utveckling kan registreras för att ytterligare utvärdera hans eller hennes körbeteende.

Retardern kan användas manuellt av föraren för att påverka fordonets hastighet.

Beroende på förarens behov kan den även ställas in för automatisk drift. l helautomatiskt läge aktiverar till exempel en mycket kort begärd bromsåtgärd (snabbt tryck) på färdbromspedalen en farthållare för nedförslut, inklusive en 10 15 20 25 30 tft 03 fi? -ä E-ü LD konstantfartbromsfunktion. Det innebär att avgasbromsen kopplas in automatiskt så snart den behövs, i kombination med retardern, för att reglera fordonets hastighet. Detta snabba tryck på färdbromspedalen ska inte påverka bedömningen av förarens förmåga att förutse inbromsning. Om en konstantfartbroms är aktiverad, inkluderar förarens bromsåtgärd i ett utförande att ett hjälpbromsmoment detekteras. För att räknas som förarens bromsåtgärd måste följaktligen bromsåtgärden inkludera att en konstantfartbroms är aktiverad samt att ett retarder~ eller avgasmoment över ett visst tröskelvärde detekteras.

Systemet 18 inkluderar företrädesvis en avgasbromsmomentavkännande anordning som känner av avgasbromsmomentet, samt en anordning för fastställande av en statussignal som indikerar om konstantfarthållning är aktiverad eller deaktiverad. Genom att jämföra statussignalen för konstantfarthållning med den korta bromsåtgärden kan avsikten att aktivera farthållningen i nedförslut säkerställas. Denna statussignal kan representeras som en elektrisk signal i systemet 18.

Generellt sett bör motorbromsning belönas. Om tiden t från det att föraren släpper upp gaspedalen till det att han eller hon vidtar en bromsåtgärd är lång, bör bedömningen som ges till föraren vara högre än normalt för att belöna föraren för hans eller hennes förmåga att förutse inbromsning. En förutsättning för att kunna utvärdera och bedöma motorbromsning år att hastigheten sänks i en viss omfattning under den tid som motorbromsningen pågår. Den eftersträvade hastighetssänkningen är bland annat beroende av fordonets lastvikt och hastighet. l låga hastigheter är det inte nödvändigt att använda hjälpbromsarna, eftersom det inte är möjligt att bromsa till stillastående med hjälpbromsama på grund av det låga bromsmoment som hjälpbromsarna geri låga hastigheter. l ett utförande är det därför en förutsättning för utvärdering och bedömning av användningen av hjälpbromsarna att hjälpbromsamas maximala bromsmoment ligger över ett visst tröskelvärde när fordonet framförs med en hastighet under en viss 10 15 20 25 30 10 tröskelhastighet (eller när fordonets motorvarvtal understiger ett visst tröskelvärde). Detta är till exempel fallet när fordonet framförs i en bilkö. Därför görs ingen utvärdering och bedömning av användningen av retardem om denna inte kan aktiveras på grund av att fordonets hastighet understiger ett visst tröskelvärde, eftersom ingen bromsenergi då kan återvinnas från retardern.

Bedömningarna kan visas l en översikt på den tidigare nämnda presentationsanordningen.

Ett övergripande mål är att minska användningen av fordonets bromsar. Om en förare kan undvika att bromsa kan annars bortbromsad energi sparas. Återkoppling kan sålunda ges som den momentana bränsleförbrukningen relativt den medelförbrukningen för att ytterligare uppmuntra föraren att köra mer ekonomiskt.

Systemet 18 för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med uppfinningen kan användas i andra situationer, t.ex. för att utvärdera om föraren befinner sig i en stressad situation och bedöma förarens förmåga att förutse inbromsning i enlighet med detta. Det finns en rad sätt att fastställa om en förare befinner sig i en stressad situation. Detta kan detekteras om föraren använder funktioner i fordonet på ett mycket hastigt sätt, t.ex. hastig användning av ratten.

En annan situation som anses vara associerad med stress är när fordonet utsätts för stor lateral acceleration (typiskt vid körning i cirkulationsplatser) eller när föraren aktiverar körriktningsvisama. Skulle det detekteras att föraren befinner sig i en stressad situation, bedöms förarens förmåga att förutse inbromsning i enlighet med ett utförande, men ingen återkoppling relaterad till rekommendationer om föredragna bromsàtgärder lämnas under tidsperioden med stress.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna adekvata utförandena. Olika alternativ, modifieringar och motsvarigheter kan tillämpas. Av denna anledning ska inte ovanstående utföranden anses begränsa omfattning för uppfinningen, vilken definieras av bifogade krav.

Claims (10)

10 15 20 25 30 ess 139 ll Patentkrav

1. System för fastställande av förmåga att förutse inbromsning för ett fordon innefattande: en evalueringsanordning för utvärdering och bedömning av förarens förmåga att förutse inbromsning, där utvärderingen och bedömningen baseras på en uppmätt tid t från det att föraren släpper upp gaspedalen till det att han eller hon vidtar en bromsåtgärd, k ä n n e te c k n at av att förarens förmåga att förutse inbromsning fastställs i relation till resultatet av en jämförelse mellan nämnda tid t och ett referensvärde T som representerar minst en parameter relaterad till fordonets omgivning och minst ett hjälpbromsvärde som representerar användningen av en hjälpbroms, och att systemet ger återkoppling till föraren om en föredragen bromsåtgärd.

2. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med krav 1, varvid systemet vidare innefattar en retarderavkännande anordning för avkänning av ett värde som representerar status för retardern såsom varande aktiv eller inaktiv.

3. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med krav 1 eller 2, varvid systemet vidare innefattar en retardermomentavkännande anordning för avkänning av retardermomentet.

4. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med krav 1, 2 eller 3, varvid systemet vidare innefattar en avgasbromsmomentavkännande anordning för avkänning av avgasbromsmomentet.

5. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med krav 2 och 3, varvid nämnda bromsåtgärd från föraren innefattar att nämnda retarders statusvärde är i sitt aktiva läge samt att ett retardermoment över ett visst tröskelvärde detekteras. 10 15 20 SEB *l 3% 12

6. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med krav 2 eller 5, varvid systemet vidare innefattar en tidmätningsanordning som mäter en retardertid, samt om nämnda retarders statusvärde är i sitt aktiva läge, om ett positivt moment uppmäts, dvs. om föraren ger gas, samt om nämnda retardertid ligger över ett visst kriterium, så ges återkoppling till föraren om att återställa retardern.

7. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med krav 3 eller 4, varvid nämnda bromsåtgärd från föraren innefattar att ett hjälpbromsmoment över ett visst tröskelvärde detekteras, om en konstantfartbroms är aktiverad.

8. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med något av föregående krav, varvid förarens förmåga att förutse inbromsning bedöms fortlöpande och presenteras som återkoppling till föraren.

9. Ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med något av föregående krav, varvid systemet ger återkoppling via en presentationsanordning.

10. Ett fordon innefattande ett system för fastställande av förmåga att förutse inbromsning i enlighet med något av föregående krav.