IT201800010456A1

IT201800010456A1 - Controllo elettronico preventivo della stabilita' di guida di un autoveicolo

Info

Publication number: IT201800010456A1
Application number: IT102018000010456A
Authority: IT
Inventors: Claudio Rei; Enrico Raffone; Massimo Fossanetti
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-20
Also published as: CN111204331B; CN111204331A; US20200156638A1; US11273828B2; EP3656624A1; EP3656624B1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

Controllo Elettronico Preventivo della Stabilità di Guida di un Autoveicolo

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa in generale ad un sistema elettronico di sicurezza attiva di un autoveicolo, ed in particolare ad una sistema elettronico di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo.

La presente invenzione trova applicazione in qualsiasi tipo di autoveicolo stradale, sia esso adibito al trasporto di persone, quale un’autovettura, un autobus, un camper, ecc., che al trasporto di merci, quale un autoveicolo industriale (camion, autotreno, autoarticolato, ecc.) o commerciale leggero o medio-pesante (furgone, furgonato, cabinato, ecc.).

Stato dell’Arte

Alcuni esempi di sistemi elettronici di controllo autoveicolistici sono descritti in US 9,399,450 B2, US 8,880,294 B2, EP 2 734 425 B1, EP 2 165 896 A1, EP 1805 530 B1 e DE 102009 041 580 A1.

In particolare, US 9,399,450 B2 descrive un metodo e un sistema per promuovere uno stile di guida uniforme di un autoveicolo, in cui vengono dapprima determinati la velocità longitudinale dell’autoveicolo ed il raggio di curvatura di una curva presente lungo un tratto stradale davanti all’autoveicolo, quando questo si sta avvicinando alla curva, e viene poi determinata l'accelerazione laterale attesa durante la percorrenza della curva sulla base del raggio di curvatura della curva stessa e della velocità longitudinale dell’autoveicolo. L'accelerazione laterale attesa viene poi confrontata con un primo ed un secondo valore limite di accelerazione laterale permanentemente predefinibili dal conducente dell’autoveicolo, e nel caso in cui l'accelerazione laterale prevista sia maggiore di almeno uno dei valori limite di accelerazione laterale, la velocità longitudinale dell’autoveicolo viene ridotta o tramite una richiesta visiva, acustica e/o tattile al conducente dell’autoveicolo e/o tramite un intervento autonomo di frenatura dell’autoveicolo, fino a quando l’accelerazione laterale attesa diventa inferiore o uguale al più basso dei due valori limite di accelerazione laterale, mentre nel caso in cui l'accelerazione laterale prevista è inferiore o uguale al più basso dei due valori limite di accelerazione laterale, la velocità longitudinale dell’autoveicolo viene ridotta tramite una riduzione della coppia motore.

Oggetto e Riassunto dell’Invenzione

La Richiedente ha avuto modo di constatare che il sistema elettronico di controllo della stabilità autoveicolistico sopra descritto opera sulla base di dati topografici, nella fattispecie il raggio di curvatura, di una curva presente lungo un tratto stradale di una certa lunghezza calibrabile, ad esempio alcune decine di metri, davanti all’autoveicolo, e che questa caratteristica può essere, insieme ad altre ed in determinati scenari di marcia, una delle concause all’origine di comportamenti del sistema elettronico di controllo della stabilità autoveicolistico che possono dare origine a esperienze di marcia poco confortevoli e sicure per i passeggeri dell’autoveicolo.

Pertanto, la presente invenzione si prefigge lo scopo di mettere a disposizione un algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo che superi gli inconvenienti sopra indicati.

Secondo la presente invenzione, viene quindi realizzato un sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva finalizzato al miglioramento della stabilità di guida di un autoveicolo, come rivendicato nelle rivendicazioni allegate.

Breve Descrizione dei Disegni

La Figura 1 illustra un diagramma di flusso dell’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione, unitamente a grafici che mostrano l’andamento di alcune delle grandezze fisiche coinvolte.

La Figura 2 illustra uno schema a blocchi di un’architettura Simulink utilizzata per simulare il comportamento dell’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione.

La Figura 3 illustra andamenti temporali di alcune grandezze fisiche coinvolte nell’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione.

La Figura 4 illustra un cosiddetto diagramma G-G raffigurante la traccia delle accelerazioni longitudinale e laterale che hanno agito sul centro di gravità di un autoveicolo, l’ellisse di aderenza, il limite di tenuta dell’autoveicolo, ed il margine di sicurezza esistente fra l’ellisse di aderenza ed il limite di tenuta.

La Figura 5 illustra uno schema a blocchi dell’implementazione di un sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva finalizzato al miglioramento della stabilità di guida di un autoveicolo secondo la presente invenzione.

Descrizione Dettagliata di Preferite Forme di Realizzazione dell’Invenzione La presente invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento alle figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla ed utilizzarla. Varie modifiche alle forme di realizzazione descritte saranno immediatamente evidenti alle persone esperte ed i generici principi descritti possono essere applicati ad altre forme di realizzazione ed applicazioni senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto, la presente invenzione non deve essere considerata limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate, ma gli si deve accordare il più ampio ambito protettivo conforme con le caratteristiche descritte e rivendicate.

In estrema sintesi, la presente invenzione prevede innanzitutto di individuare un tratto stradale che abbia determinate caratteristiche di criticità di percorrenza, ovvero che soddisfi un determinato criterio di criticità di percorrenza, presente lungo il percorso dell’autoveicolo a partire dalla sua posizione corrente e fino ad un orizzonte elettronico dell’autoveicolo, il cui significato verrà descritto in maggior dettaglio in seguito, e calcolare quindi a ritroso, a partire dal tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza individuato e fino alla posizione corrente dell’autoveicolo, un profilo di velocità di percorrenza che l’autoveicolo dovrebbe compiere nel tratto stradale che lo separa dal tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza affinché quest’ultimo venga percorso con una velocità di percorrenza che soddisfi un determinato criterio di sicurezza di percorrenza.

Tipici tratti stradali critici per la sicurezza di percorrenza sono ad esempio la curve stradali, la cui percorrenza a velocità sostenute, eventualmente in presenza di condizioni di ridotta aderenza stradale, rappresenta certamente un elemento di criticità in termini di sicurezza di marcia. Per cui, l’individuazione del summenzionato tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza lungo il percorso di guida più probabile dell’autoveicolo si traduce nella ricerca di una curva che abbia determinate caratteristiche di criticità di percorrenza, ovvero che soddisfi un determinato criterio di criticità di percorrenza, in particolare la curva più critica per la sicurezza di percorrenza, vale a dire la curva con il più piccolo raggio di curvatura, cui la descrizione che segue farà riferimento a titolo meramente esemplificativo per semplicità descrittiva.

Altri tratti critici per la sicurezza di percorrenza potrebbero anche essere tratti stradali rettilinei, la cui percorrenza in condizioni di ridotte aderenze stradali, dovute, ad esempio, alla presenza di intense precipitazioni atmosferiche e/o di manti stradali particolarmente consumati, sconnessi o danneggiati, potrebbe dare origine a fenomeni di acquaplaning o di perdita di aderenza che rappresentano certamente un altro elemento di criticità in termini di sicurezza di marcia. In questo caso, l’individuazione del tratto stradale più critico per la sicurezza di percorrenza lungo il percorso di guida più probabile dell’autoveicolo si traduce nella ricerca del tratto stradale rettilineo che presenta la maggiore criticità di percorrenza.

Nello specifico, utilizzando un approccio analitico basato sulle ipotesi che non ci siano ostacoli lungo il percorso di guida dell’autoveicolo che lo separa dal suo orizzonte elettronico e che siano note le proprietà della strada lungo tale percorso di guida in termini di curvatura stradale e, se disponibile, di aderenza stradale, il profilo di velocità di percorrenza può essere calcolato utilizzando l’approccio dell’ellisse di aderenza, la quale, come è noto, è un’ellisse che può essere raffigurata in un cosiddetto diagramma GG (si veda ad esempio la Figura 4), ed è una rappresentazione grafica del limite di tenuta dell’autoveicolo definito da tutte le combinazioni di accelerazioni massime longitudinale e laterale oltre le quali l’autoveicolo perde aderenza.

In termini matematici, il limite di tenuta di un autoveicolo può essere espresso tramite la seguente equazione:

Nell’equazione (1) e dipendono dalle caratteristiche dell’autoveicolo e della strada, e quindi possono variare nel tempo in funzione di grandezze quali, in primis, l’aderenza � e le pendenze longitudinale e laterale della strada ed eventualmente, in secundis, anche dal trasferimento di carico dell’autoveicolo durante la guida.

La accelerazioni massime longitudinale e laterale dovrebbero quindi essere più correttamente espresse come però per motivi di leggibilità di seguito verrà solo espressa la dipendenza di queste grandezze dal tempo t o dalla coordinata curvilinea della strada s, a seconda del dominio in cui è espressa l’equazione (1).

Partendo aa questo assunto e considerando che, in condizioni statiche, è:

sostituendo l’equazione (2) nell’equazione (1) e considerando solo il caso di controllo in decelerazione dell’autoveicolo, si ottiene la seguente equazione che descrive il limite di decelerazione longitudinale dell’autoveicolo:

Nell’equazione (3), le grandezze indicate sono espresse funzione del tempo t, mentre utilizzando la coordinata stradale s, si ha:

ed utilizzando una differente approssimazione del quoziente:

e sostituendo l’equazione (5) nell’equazione 86) si ottiene:

Per integrare l’equazione differenziale (7) è necessario imporre una condizione iniziale, la quale può essere ottenuta, a titolo di puramente esemplificativo e, quindi, non limitativo, risolvendo l’equazione (3) imponendo condizione, questa, che si verifica quando la strada è più critica in termini di accelerazione laterale e, quindi, di velocità di percorrenza, ovvero durante la percorrenza della curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza presente lungo il percorso dell’autoveicolo dalla sua posizione corrente fino al suo orizzonte elettronico:

Per individuare la curva stradale più critica è quindi necessario risolvere l’equazione (8) per tutte le curvature e le aderenze stradali e trovare il minimo assoluto. I tratti stradali più critici per la stabilità dell’autoveicolo e, quindi, per la sicurezza di percorrenza, sono infatti quelli per cui calcolata tramite l’equazione (8) è minima

Utilizzando l’approccio dell’ellisse di aderenza, occorre limitare il riferimento di accelerazione laterale corrente al fine di evitare di uscire dai limiti.

In questo caso, l’implementazione in tempo reale dell’equazione (3) è:

Come sopra detto, la condizione iniziale sopra descritta è esemplificativamente relativa alla percorrenza della curva più critica per la sicurezza di percorrenza, dove un’eccessiva accelerazione laterale potrebbe portare alla perdita di aderenza.

Va da sé che l’individuazione di altre tipologie di tratti stradali critici possono richiedere la definizione di altre condizioni iniziali più appropriate.

Per quanto riguarda il summenzionato orizzonte elettronico dell’autoveicolo, come è noto i moderni autoveicoli sono dotati di sistemi avanzati di assistenza alla guida (Advanced Driver Assistance Systems – ADAS) per aumentare il comfort, l'economia e la sicurezza di marcia. Questi sistemi avanzati di assistenza alla guida di solito ricevono input da sensori che osservano l'ambiente intorno agli autoveicoli e che sono limitati in termini di distanza di rilevamento e angolo di visione. L'ambiente dietro altri oggetti, oltre che più lontano di pochi metri, non è comunemente visibile.

Pertanto, è stato proposto di utilizzare le mappe elettroniche del sistema satellitare globale di navigazione autoveicolistico come sensore aggiuntivo per vedere oltre le curve e la "mappa come sensore" è comunamente indicata con il termine orizzonte elettronico, il quale rappresenta la rete stradale e i suoi attributi davanti agli autoveicoli fino ad una determinata distanza calibrabile davanti all’autoveicolo che può variare, a seconda del caso d'uso, da alcune centinaia di metri ad alcuni chilometri.

L’orizzonte elettronico di un autoveicolo è pertanto indicativo dei possibili percorsi lungo i quali l’autoveicolo può viaggiare a partire dalla sua posizione corrente e per una determinata distanza davanti all’autoveicolo. Per ogni possibile percorso entro l’orizzonte elettronico, questo può includere una o più intersezioni attraverso le quali il conducente può manovrare l’autoveicolo. È possibile assegnare una rispettiva probabilità a ciascun possibile percorso identificato entro l'orizzonte elettronico e tali probabilità possono essere basate sulle manovre più probabili che il conducente può compiere a ogni intersezione identificata entro l'orizzonte elettronico. Determinare i percorsi più probabili e quelli meno probabili che l’autoveicolo può percorrere a ogni intersezione entro l'orizzonte elettronico può essere basato su una classifica predeterminata di tutte i possibili percorsi che possono essere presi a quell'intersezione, tenendo conto di informazioni statiche relative alla rete stradale, come raggi di curvatura delle curve, classi di funzioni stradali, segnali stradali e limiti di velocità, o informazioni dinamiche, come indicatori di direzione, cronologia di guida, velocità di marcia, ecc.

In sostanza, quindi, l’orizzonte elettronico di un autoveicolo altro non è che una collezione di dati che identifica le strade e le intersezioni che l’autoveicolo può percorrere a partire dalla sua posizione corrente e fino ad un determinata distanza davanti all’autoveicolo, nonché potenziali percorsi di guida che possono essere percorsi dall’autoveicolo dalla sua posizione corrente.

Ogni autoveicolo provvisto di un sistema satellitare globale di navigazione autoveicolistico può generare un proprio orizzonte elettronico e fornirlo ad altri autoveicoli o dispositivi elettronici progettati per ricevere ed elaborare gli orizzonti elettronici ricevuti. Gli orizzonti elettronici possono anche essere memorizzati in un dispositivo di memorizzazione dati come un rispettivo set di dati dell’autoveicolo.

Ulteriori dettagli relativi agli orizzonti elettronici degli autoveicoli sono ad esempio descritti in US 6,450,128 B1, US 6,735,515 B1, US 8,717,192 B2, US 9,330,564 B2 e US 9,799,216 B2, a cui si rimanda.

Nella Figura 1 è mostrato un diagramma di flusso dell’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione, il quale è corredato di alcuni grafici che mostrano dall’andamento delle grandezze fisiche coinvolte, in particolare l’aderenza e la curvatura della strada all’interno del cosiddetto orizzonte elettronico dell’autoveicolo.

L’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione permette di calcolare a ritroso il profilo di velocità di percorrenza che l’autoveicolo deve implementare dalla sua posizione corrente fino ad un tratto stradale che presenta determinate caratteristiche di criticità per la sicurezza di percorrenza lungo il suo percorso di guida e che, come precedentemente detto, a titolo meramente esemplificativo verrà considerato essere la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza lungo il percorso dell’autoveicolo dalla sua posizione corrente e fino al suo orizzonte elettronico.

Il percorso di guida dell’autoveicolo potrebbe essere il percorso di guida più probabile fra i possibili percorsi di guida lungo i quali l’autoveicolo può viaggiare a partire dalla sua posizione corrente, se il sistema satellitare globale di navigazione dell’autoveicolo è configurato per fornire in uscita dati indicativi di tali possibili percorsi di guida e delle relative probabilità di percorrenza, oppure potrebbe l’unico percorso di guida fornito dal sistema satellitare globale di navigazione dell’autoveicolo, se quest’ultimo è configurato in tal senso.

In particolare l‘algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione prevede essenzialmente di implementare le seguenti operazioni:

- ricevere dal sistema di navigazione satellitare dell’autoveicolo dati indicativi della posizione corrente dell’autoveicolo, di strade, intersezioni e loro attributi, quali la curvatura stradale ρ(s) e, se disponibile, l’aderenza stradale µ(s), e di potenziali percorsi di guida che l’autoveicolo può percorrere dalla sua posizione corrente fino all’orizzonte elettronico dell’autoveicolo, eventualmente arricchite/integrate con ulteriori informazioni fornite dal sistema sensoriale dell’autoveicolo,

- estrarre dall’orizzonte elettronico dell’autoveicolo la curvatura stradale ρ(s) e, se disponibile, l’aderenza stradale µ(s) lungo il percorso di guida dell’autoveicolo che lo separa dal suo orizzonte elettronico,

- qualora la curvatura stradale ρ(s) e l’aderenza stradale µ(s) fossero fornite come una sequenza di valori discreti fra loro non equispaziate lungo il percorso di guida più probabile dell’autoveicolo, queste vengono convenientemente interpolate in modo da determinare valori discreti della curvatura stradale ρ(s) e dell’aderenza stradale µ(s) che siano equispaziati lungo il percorso di guida dell’autoveicolo, - viene quindi individuata la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza lungo il percorso di guida dell’autoveicolo a partire dal quale calcolare a ritroso il profilo di velocità di percorrenza dell’autoveicolo fino alla sua posizione corrente;

- viene quindi calcolato a ritroso, a partire dalla curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza e fino alla posizione corrente dell’autoveicolo, il profilo di velocità di percorrenza che l’autoveicolo dovrebbe compiere lungo il suo percorso di guida nel tratto stradale che lo separa dalla curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza, affinché quest’ultima venga percorsa con una velocità di percorrenza che soddisfi un criterio di sicurezza di percorrenza,

- al termine del calcolo a ritroso, la velocità corrente dell’autoveicolo nella posizione corrente dell’autoveicolo viene quindi confrontata con la velocità calcolata a ritroso nella posizione corrente dell’autoveicolo, in cui quest’ultima rappresenta la velocità che l’autoveicolo dovrebbe assumere nella sua posizione corrente al fine di giungere ad assumere la velocità nel tratto stradale più critico individuato, - se la velocità corrente dell’autoveicolo nella posizione corrente dell’autoveicolo è superiore o uguale alla velocità calcolata a ritroso nella posizione corrente dell’autoveicolo, far sì che l’autoveicolo deceleri in misura tale da far sì che la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza venga percorsa con una velocità di percorrenza che soddisfai il criterio di sicurezza di percorrenza, e - se invece la velocità corrente dell’autoveicolo nella posizione corrente dell’autoveicolo è inferiore alla velocità calcolata a ritroso nella posizione corrente dell’autoveicolo, allora nessun intervento sull’autoveicolo risulta essere necessario per far sì che la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza venga percorsa con una velocità di percorrenza che soddisfai il criterio di sicurezza di percorrenza, e le operazioni sopra descritte vengono ripetute.

Per quanto riguarda la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza, questa viene individuato sulla base della curvatura stradale ρ(s) e, se disponibile, dell’aderenza stradale µ(s), lungo il percorso di guida più probabile dell’autoveicolo.

In particolare, come sopra detto, la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza viene individuata ricercando la minima velocità di percorrenza di un tratto stradale lungo il percorso di guida più probabile dell’autoveicolo in funzione della curvatura stradale ρ(s) e, se disponibile, dell’aderenza stradale µ(s), lungo il percorso di guida dell’autoveicolo e di un valore limite di accelerazione laterale

che si impone che l’autoveicolo non superi durante la percorrenza del

tratto stradale più critico per la sicurezza di percorrenza.

Nell’esempio considerato, la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza viene individuata, come sopra detto, dalla posizione s lungo il percorso di guida dell’autoveicolo in cui la velocità di percorrenza è minima in base al criterio sopra indicato, ovvero:

Per quanto riguarda invece il profilo di velocità di percorrenza, questo viene calcolato a ritroso sulla base della curvatura stradale ρ(s) e, se disponibile, dell’aderenza stradale µ(s) lungo il percorso di guida dell’autoveicolo, nonché della massima decelerazione longitudinale che si impone che l'autoveicolo non superi durante una frenata, e che dipende, fra le altre cose, da considerazioni proprietarie del costruttore autoveicolistico in termini di comfort di marcia e dalla capacità di frenata dell’impianto frenante dell’autoveicolo.

Per quanto riguarda invece la decelerazione longitudinale che deve essere impartita all’autoveicolo affinché il tratto stradale più critico per la sicurezza di percorrenza venga percorso con una velocità di percorrenza che soddisfai il criterio di sicurezza di percorrenza, questa può essere alternativamente ottenuta o controllando opportunamente il sistema frenante dell’autoveicolo oppure effettuando una richiesta visiva/udibile/attica al conducente dell’autoveicolo attraverso l’interfaccia utente autoveicolistica.

Nella Figura 1 sono inoltre illustrati gli andamenti, in funzione della coordinata stradale s, della velocità di percorrenza Vx dell’autoveicolo, con l’indicazione della curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza in cui la velocità di marcia Vx calcolata tramite l’equazione (8) è minima della curvatura stradale ρ(s) e dell’aderenza stradale µ(s) a seguito dell’interpolazione di quelle ricevute in ingresso, e del profilo di velocità di percorrenza Vx dell’autoveicolo calcolato a ritroso a partire dalla curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza.

Nella Figura 1, inoltre, l‘area del piano sottesa dal profilo di velocità di percorrenza Vx dell’autoveicolo calcolato a ritroso è etichettato con “area di velocità accettabile”, intendendo con tale termine indicare che qualsiasi velocità di percorrenza Vx che l’autoveicolo assuma all’interno di questa area permette di raggiungere l’obiettivo di portare l’autoveicolo a percorre la curva stradale più critica <per la sicurezza di percorrenza con una velocità che non eccede la velocità di marcia > calcolata.

Nella Figura 2 è illustrato uno schema a blocchi dell’architettura Simulink utilizzata per la simulazione del comportamento dell’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia di un autoveicolo secondo la presente invenzione, nella Figura 3 sono illustrati gli andamenti nel tempo, simulati con Simulink, della curvatura stradale, della velocità di percorrenza e dell’accelerazione longitudinale dell’autoveicolo e della deviazione laterale dell’autoveicolo dalla traiettoria attesa, mentre nella Figura 4 è illustrato il diagramma G-G raffigurante la traccia delle accelerazioni longitudinale e laterale che hanno agito sul centro di gravità (Centre of Gravity – CoG) dell’autoveicolo, l’ellisse di aderenza (Yaw Stability Control – YSC – boundary), il limite di tenuta dell’autoveicolo, ed il margine di sicurezza esistente fra l’ellisse di aderenza ed il limite di tenuta.

Come illustrato nella Figura 2, l’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia dell’autoveicolo riceve in ingresso dati autoveicolistici (“motor vehicle-related data”) forniti dai vari sensori autoveicolistici nonché dalle centraline elettroniche di controllo dei vari ADAS, e fornisce in uscita un profilo di velocità di percorrenza di riferimento che l’autoveicolo deve implementare dalla sua posizione corrente fino al tratto stradale più critico per la sicurezza di percorrenza, nonché un flag di attivazione (o di trigger) iESCactive indicativo della necessità o meno di intervenire sull’impianto frenante dell’autoveicolo per far decelerare l’autoveicolo in misura tale da far sì che la curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza venga percorsa con la velocità

Il profilo di velocità di percorrenza di riferimento viene fornito in ingresso sia ad un ramo di controllo di feed-back che ad un ramo di controllo di feedforward dell’accelerazione longitudinale dell’autoveicolo, i quali forniscono in <uscita, in modo noto e quindi non descritto in dettaglio, un contributo di feed-back >

ed un contributo di feed-forward all’accelerazione longitudinale,

i quali vengono sommati per produrre un profilo di accelerazione longitudinale di riferimento che viene poi fornito in ingresso ad un blocco di controllo in anello chiuso dell’accelerazione longitudinale dell’autoveicolo.

Il contributo di feed-forward all’accelerazione longitudinale dell’autoveicolo è un profilo di decelerazione che occorre far compiere all’autoveicolo dalla sua posizione corrente fino alla curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza per far sì che questa venga percorso con la velocità

ed è quindi generato solo in presenza di un flag di attivazione iESCactive indicativo della necessità di un tale intervento sull’impianto frenante dell’autoveicolo.

Nella Figura 5 è illustrato uno schema a blocchi del sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva finalizzato al miglioramento della stabilità di guida di un autoveicolo secondo la presente invenzione.

Come illustrato nella Figura 5, da un punto di vista strettamente implementativo l’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia dell’autoveicolo è implementato in una centralina elettronica di controllo che può indifferentemente essere una centralina elettronica di controllo già prevista a bordo dell’autoveicolo per lo svolgimento di un’altra funzione ed adatta allo scopo, ad esempio la centralina elettronica di controllo della stabilità di marcia dell’autoveicolo, oppure una centralina elettronica di controllo specificamente dedicata all’implementazione l’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia dell’autoveicolo, così come i rami di controllo di feed-back e di feed-forward dell’accelerazione longitudinale dell’autoveicolo possono essere entrambi implementati nella centralina elettronica di controllo in cui è implementato l’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia dell’autoveicolo, oppure, come illustrato nella Figura 2 a titolo di esempio non limitativo, possono essere implementati in una differente centralina elettronica di controllo, nella fattispecie la centralina elettronica di controllo della frenata.

La centralina elettronica di controllo in cui l’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia dell’autoveicolo è implementato, indicata in Figura 5 con il numero 1, deve quindi essere collegata o collegabile alle centraline elettroniche di controllo dei vari sistemi di bordo autoveicolistici con cui deve comunicare e cooperare per implementare il sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva finalizzato al miglioramento della stabilità di guida di un autoveicolo secondo la presente invenzione, nella fattispecie il sistema satellitare globale di navigazione autoveicolistico, indicato con il numero 2, il sistema sensoriale autoveicolistico, indicato con il numero 3, l’interfaccia utente autoveicolistica, indicata con il numero 4, ed il sistema frenante, indicato con il numero 5, attraverso una rete di comunicazione di bordo autoveicolistica (‘automotive on-board communication network’), ad esempio CAN, FlexRAy o altre, indicata con il numero 6, attraverso la quale la centralina elettronica di controllo 1 può ricevere i dati autoveicolistici necessari per l’implementazione dell’algoritmo di controllo preventivo della stabilità di marcia dell’autoveicolo e le altre funzioni e compiti per le quali è programmata e per impartire i comandi conseguenti all’interfaccia utente autoveicolistica 4 o all’impianto frenante 6 dell’autoveicolo, rappresentato schematicamente ed indicato con il numero 7.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva finalizzato al miglioramento della stabilità di guida di un autoveicolo e configurato per: - ricevere dati indicativi della posizione corrente di un autoveicolo, e di strade e loro attributi, comprendenti la curvatura stradale, e potenziali percorsi di guida che l’autoveicolo può percorrere dalla sua posizione corrente fino ad un suo orizzonte elettronico; - individuare un tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza lungo un percorso di guida dell’autoveicolo; - calcolare a ritroso, a partire dal tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza e fino alla posizione corrente dell’autoveicolo, un profilo di velocità di percorrenza che l’autoveicolo dovrebbe compiere nel tratto stradale che lo separa dal tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza affinché quest’ultimo venga percorso con una velocità di percorrenza che soddisfi un criterio di sicurezza di percorrenza; - confrontare le velocità corrente dell’autoveicolo e la velocità calcolata a ritroso dell’autoveicolo nella posizione corrente dell’autoveicolo; e - se la velocità corrente dell’autoveicolo nella posizione corrente dell’autoveicolo è superiore o uguale alla velocità calcolata a ritroso dell’autoveicolo nella posizione corrente dell’autoveicolo, fare in modo che l’autoveicolo deceleri in misura tale da far sì che il tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza venga percorso con una velocità di percorrenza che soddisfai il criterio di sicurezza di percorrenza.
2. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo la rivendicazione 1, configurato inoltre per individuare il tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza sulla base di dati indicativi della curvatura stradale (ρ(s)) lungo il percorso di guida più probabile dell’autoveicolo.
3. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo la rivendicazione 2, configurato inoltre per individuare il tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza ricercando la minima velocità di percorrenza di un tratto stradale lungo il percorso di guida dell’autoveicolo in funzione della curvatura stradale (ρ(s)) lungo il percorso di guida dell’autoveicolo e di un valore limite di accelerazione/decelerazione che si vuole che l’autoveicolo non ecceda durante la percorrenza del tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza.
4. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo la rivendicazione 2 o 3, configurato inoltre per individuare il tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza anche sulla base di dati indicativi dell’aderenza stradale (µ(s)) lungo il percorso di guida dell’autoveicolo.
5. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, configurato inoltre per calcolare a ritroso il profilo di velocità di percorrenza sulla base della curvatura stradali (ρ(s)) lungo il percorso di guida dell’autoveicolo, e di una massima decelerazione longitudinale che si decide di impartire all'autoveicolo.
6. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, configurato per individuare il tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza sotto forma di curva stradale più critica per la sicurezza di percorrenza lungo il percorso di guida dell’autoveicolo a partire dalla sua posizione corrente e fino ad un suo orizzonte elettronico.
7. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, configurato inoltre per fare in modo che l’autoveicolo deceleri in misura tale da far sì che l’autoveicolo percorra il tratto stradale critico per la sicurezza di percorrenza con una velocità di percorrenza che soddisfi il criterio di sicurezza di percorrenza attraverso almeno una delle seguenti azioni: effettuando una richiesta visiva/udibile/attica al conducente dell’autoveicolo attraverso un’interfaccia utente autoveicolistica, e controllando opportunamente un sistema frenante dell’autoveicolo.
8. Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, configurato per comunicare con un sistema di navigazione satellitare autoveicolistico e con un sistema sensoriale autoveicolistico attraverso una rete di comunicazione di bordo autoveicolistica per ricevere dati di output da questi forniti e determinare la posizione corrente dell’autoveicolo, le strade, le intersezioni ed i loro attributi, ed i potenziali percorsi di guida che l’autoveicolo può percorrere dalla sua posizione corrente fino al suo orizzonte elettronico.
9. Autoveicolo comprendente un sistema di navigazione satellitare autoveicolistico, un sistema frenante autoveicolistico, un’interfaccia utente autoveicolistica, ed un Sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
10. Software caricabile in una centralina elettronica di controllo autoveicolistica di un sistema elettronico autoveicolistico di sicurezza attiva preventiva e progettato per far sì che, quando eseguito, il sistema elettronico di controllo della dinamica longitudinale autoveicolistico diventi configurato come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8.