ITTO20090159A1 - Controllo di fermata e di avviamento di un autobus - Google Patents
Controllo di fermata e di avviamento di un autobusInfo
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Description
DESCRIZIONE
“CONTROLLO DI FERMATA E DI AVVIAMENTO DI UN AUTOBUSâ€
La presente invenzione à ̈ relativa al controllo di fermata e di avviamento di un autobus.
Sono note automobili provviste di una funzionalità nota come “stop & start†, la quale spegne automaticamente il motore termico quando l’automobile si ferma in determinate condizioni operative lungo il percorso, ad esempio alle fermate ai semafori in città , e ri-avvia il motore termico in modo da fare ripartire l’automobile quando il conducente preme il pedale dell’acceleratore.
È sentita l’esigenza di applicare tale funzionalità anche sugli autobus adibiti al trasporto pubblico, in particolare al trasporto urbano, in modo da ridurre i consumi di combustibile. In particolare, à ̈ sentita l’esigenza di integrare tale funzionalità con gli altri comandi dell’autobus e le funzioni relative alla salita ed alla discesa dei passeggeri dall’autobus alle fermate, contribuendo a garantire il comfort di autista e passeggeri e la sicurezza del servizio.
È sentita inoltre l’esigenza di installare tale funzionalità su autobus già circolanti, senza compromettere il funzionamento delle utenze elettriche installate, che potrebbero risentire dell’assorbimento di corrente dovuto a ripetuti avviamenti del motore termico.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un controllo di fermata ed avviamento, il quale consenta di assolvere in maniera semplice ed economica alle esigenze sopra esposte.
Secondo la presente invenzione viene pertanto realizzata una unità elettronica di controllo per un autobus, come definita nella rivendicazione 1.
La presente invenzione à ̈ inoltre relativa ad un gruppo addizionale di controllo secondo la rivendicazione 6, ad un autobus secondo la rivendicazione 7, e ad un prodotto informatico secondo la rivendicazione 14.
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 mostra schematicamente una preferita forma di attuazione dell’unità elettronica di controllo montata su un autobus secondo la presente invenzione; - la figura 2 à ̈ uno schema di un impianto elettrico dell’autobus di figura 1.
Nella figura 1, con 1 à ̈ indicato un autobus (schematicamente illustrato) comprendente un motore termico 3 ed una unità elettronica di controllo di bordo (non illustrata), la quale comanda l’alimentazione elettrica e l’alimentazione di combustibile per il motore 3, sulla base dei comandi azionati dal conducente nella postazione di guida 5, sulla base di condizioni operative dell’autobus 1, in particolare i parametri di funzionamento del motore 3 (temperature, velocità di rotazione, ecc…) e i parametri di avanzamento dell’autobus (velocità , accelerazione, ecc…). Tali comandi e tali condizioni operative sono rilevate da sensori, di tipo noto e non illustrato.
Per quanto riguarda i comandi del conducente (schematicamente illustrati), in particolare la figura 1 illustra schematicamente un pedale 6 di accelerazione; un dispositivo 7 di accensione, ad esempio del tipo a chiave, per dare un consenso all’alimentazione elettrica dell’autobus 1; un cambio di velocità 8; un pedale 13 di frenatura; un organo 14 di inibizione, ad esempio un pedale; ed un dispositivo 9 per comandare l’apertura e la chiusura di almeno una porta 10 (schematicamente illustrata), la quale à ̈ prevista per la salita e la discesa di passeggeri. Il dispositivo 9 comanda anche l’azionamento di un freno di fermata 11, o freno automatico, il quale viene attivato per tenere ferme le ruote 12 dell’autobus 1 quando la porta 10 à ̈ aperta.
Con riferimento alla figura 2, l’autobus 1 comprende un impianto elettrico 15, il quale comprende a sua volta: una o più batterie 16; uno o più alternatori 17; una linea 18 elettrica principale che collega tra loro le batterie 16 ed gli alternatori 17 e che alimenta una pluralità di utenze 19 elettriche; uno o più super-capacitori 20; una linea 21 elettrica secondaria, la quale alimenta corrente dai super-capacitori 20 ad un motore 22 elettrico di avviamento previsto per avviare il motore 3; ed un dispositivo 23 interruttore (in particolare un teleruttore del tipo 24V/200A), il quale à ̈ comandato per collegare la linea 21 alla linea 18 quando il motore 3 à ̈ in funzione e per scollegare la linea 21 dalla linea 18 quando il motore 3 à ̈ spento. In questo modo, l’avviamento del motore 3 viene effettuato alimentando corrente al motore 22 dai supercapacitori 20, in maniera isolata dalla linea 18, evitando così assorbimento di corrente dalle batterie 16; ed i super-capacitori 20 vengono ricaricati insieme alle batterie 16 quando il motore 3 à ̈ in funzione. Preferibilmente, il dispositivo 23 interruttore à ̈ comandato tramite un segnale che proviene dagli alternatori 17 e che indica l’effettiva rotazione del motore 3.
Preferibilmente, il dispositivo 23, i super-capacitori 20, ed i cablaggi necessari per realizzare la linea 21 fanno parte di un gruppo addizionale 25 che può essere montato su autobus già circolanti.
Con riferimento alla figura 1, il gruppo addizionale 25 comprende, inoltre, l’organo 14 ed una unità 30 elettronica di controllo, in particolare di tipo PLC, la quale à ̈ configurata in modo da svolgere una funzionalità cosiddetta di “stop & start†. Con il termine “configurata†si intende il fatto che l’unità 30 ha specifiche impostazioni hardware oppure che un software di controllo à ̈ caricato sull’unità 30, in modo da generare determinati segnali di comando sulla base delle condizioni operative dell’autobus 1 e/o dei comandi del conducente.
La funzionalità di stop & start fa in modo che il motore 3 si spenga automaticamente quando l’autobus 1 arresta il proprio movimento alle fermate previste dal servizio di trasporto pubblico e/o alle fermate ai semafori. Tale funzionalità à ̈ attiva solo quando sono soddisfatte contemporaneamente determinate condizioni, in particolare quando:
- il dispositivo 7 à ̈ inserito, ossia c’à ̈ il consenso all’alimentazione elettrica dell’autobus 1;
- la temperatura del liquido di raffreddamento del motore 3 Ã ̈ superiore ad una soglia di temperatura definita (ad esempio 45°C);
- il conducente à ̈ seduto nella postazione di guida 5; - il cambio di velocità 8 ha la retromarcia disinserita e, preferibilmente, à ̈ impostato nella funzione denominata “drive†;
- l’organo 14 non à ̈ azionato.
In particolare, l’organo 14 à ̈ un pedale che viene premuto per inibire la funzionalità di stop & start in fase di manovra (ossia, con spostamenti a bassa velocità , ad esempio nelle rimesse o in condizioni di elevato traffico).
Quando la funzionalità di stop & start à ̈ attiva, l’unità 30 à ̈ configurata per generare un segnale di comando di spegnimento quando l’avanzamento dell’autobus 1 à ̈ stato fermato e sono presenti determinate condizioni operative/comandi, in modo da spegnere il motore 3. In particolare, l’unità 30 emette il segnale di comando di spegnimento in modo automatico, ossia senza che il conducente intervenga sul dispositivo 7 o su altri comandi dedicati allo spegnimento del motore 3. Ad esempio, viene comandato lo spegnimento del motore 3 quando vengono soddisfatte contemporaneamente le seguenti condizioni:
- il pedale 13 di frenatura à ̈ premuto;
- il motore 3 Ã ̈ acceso (questa condizione viene rilevata tramite un segnale di rotazione proveniente dagli alternatori 17);
- l’autobus 1 à ̈ fermo (ossia, la velocità di avanzamento à ̈ nulla);
- un contatore previsto nell’unità 30 indica che c’à ̈ stato almeno uno spostamento dell’autobus 1 da quando il motore 3 à ̈ stato messo in moto l’ultima volta (questa condizione viene conteggiata a partire da segnali di azionamento del pedale 6);
- tale spostamento dell’autobus 1 ha comportato il superamento di una velocità minima di soglia, in particolare una velocità di 4 km/h.
In particolare, il comando di spegnimento del motore 3 avviene dopo un valore di tempo prefissato e tarabile (ad esempio un valore pari a 2 secondi), a partire dall’instante in cui l’autobus 1 si à ̈ fermato.
L’unità 30 à ̈ configurata per generare anche un segnale di comando di stazionamento insieme o in rapida successione al segnale di comando di spegnimento. in presenza delle medesime condizioni operative/comandi, in modo da attivare il freno di fermata 11 oltre a spegnere il motore 3.
L’unità 30 à ̈ collegata nell’autobus 1 in modo tale da ottenere l’attivazione del freno di fermata 11 quando almeno una tra le seguenti due condizioni à ̈ soddisfatta (funzione logica OR):
- il segnale di comando di stazionamento à ̈ emesso dall’unità 30, e
- la porta 10 Ã ̈ aperta.
L’unità 30 à ̈ anche configurata per generare un segnale di comando di avviamento ed un segnale di comando di sblocco in modo da ri-avviare il motore 3 e, rispettivamente, disattivare il freno di fermata 11 quando il conducente desidera fare ripartire l’autobus 1.
In particolare, il segnale di comando di avviamento ed il segnale di comando di sblocco sono emessi in presenza del medesimo comando effettuato dal conducente: preferibilmente, l’unità 30 à ̈ configurata per generare il segnale di comando di avviamento ed il segnale di comando di sblocco insieme o in rapida successione quando vengono soddisfatte le seguenti condizioni:
- il motore 3 Ã ̈ spento;
- il pedale 6 viene mantenuto premuto per una durata maggiore di una soglia definita, ad esempio una durata maggiore di 2 secondi.
Con una diversa strategia di controllo (implementata eventualmente insieme alla strategia precedente), l’unità 30 emette il segnale di comando di avviamento quando il pedale 6 à ̈ premuto una prima volta (in particolare, premuto per una durata inferiore alla suddetta soglia) per mettere in moto il motore 3; quando il pedale 6 à ̈ premuto successivamente una seconda volta, con il motore 3 già funzionante, l’unità 30 emette il segnale di comando di sblocco, e l’autobus 1 si mette in movimento.
L’unità 30 à ̈ collegata in modo tale da ottenere la disattivazione del freno di fermata 11 quando entrambe le seguenti condizioni sono soddisfatte (funzione logica AND):
- il segnale di comando di sblocco à ̈ stato emesso dall’unità 30;
- la porta 10 Ã ̈ chiusa.
Secondo una variante non descritta in dettaglio, la funzionalità di stop & start potrebbe essere svolta da un sistema elettronico di controllo già montato a bordo dell’autobus 1 all’uscita delle linee produttive, sempre in associazione alla attivazione/disattivazione del freno di fermata 11.
Secondo una strategia alternativa alle precedenti, l’unità 30 (oppure il sistema elettronico di controllo di bordo) emette il segnale di comando di avviamento in risposta ad un comando di chiusura esercitato dal conducente sul dispositivo 9, ed emette il segnale di comando di spegnimento in risposta ad un segnale di comando di apertura esercitato dal conducente sul dispositivo 9. In questo caso, il motore 3 si spegne automaticamente solo alle fermate fatte per fare salire/scendere i passeggeri.
Da quanto sopra esposto à ̈ evidente come l’unità 30 sia configurata non solo per svolgere la funzione di stop & start alle fermate, ma anche per generare segnali di comando che attivano il freno di fermata 11 insieme allo spegnimento del motore 3 e disattivano il freno di fermata 11 quando l’autobus 1 riparte. In altre parole, non solo i consumi di combustibile vengono ridotti, ma la funzionalità di stop & start à ̈ integrata con le funzioni di frenatura automatica che sono previste all’apertura delle porte 10. In questo modo, la logica implementata contribuisce a garantire la sicurezza del servizio in modo semplice.
Inoltre, la modalità con cui l’autobus 1 viene riavviato risulta confortevole ed intuitiva per il conducente, il quale pertanto deve cambiare solo in minima parte la sua tecnica di guida per utilizzare correttamente la funzionalità stop & start.
Inoltre, l’installazione dei super-capacitori 20 consente di migliorare il bilancio elettrico dell’impianto elettrico 15, modificando autobus già circolanti solo in minima parte ed in maniera semplice.
Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti, senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.
In particolare, invece dei super-capacitori 20, potrebbero essere installate batterie 16 sufficientemente potenti per garantire i continui azionamenti del motore 22.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1.- Unità elettronica di controllo (30) per un autobus; l’autobus comprendendo: - almeno una porta (10) per la salita e la discesa di passeggeri; - un dispositivo di comando di apertura/chiusura (9) per comandare l’apertura e la chiusura della detta porta (10); - un freno di fermata (11) attivabile/disattivabile in risposta all’apertura e, rispettivamente, alla chiusura della detta porta (10); - un motore termico (3); l’unità elettronica di controllo essendo configurata per ricevere segnali di ingresso indicativi di condizioni operative dell’autobus e/o di comandi eseguiti da un conducente, essendo configurata per generare un segnale di comando di spegnimento in modo da spegnere il detto motore termico in presenza di determinate condizioni operative e/o determinati comandi quando l’avanzamento dell’autobus à ̈ stato fermato, ed essendo configurata per generare un segnale di comando di avviamento in modo da ri-avviare il detto motore termico in risposta ad un comando del conducente; caratterizzata dal fatto di essere, inoltre, configurata per generare un segnale di comando di stazionamento in presenza delle medesime condizioni operative/comandi richieste dal detto segnale di comando di spegnimento, in modo da attivare il detto freno di fermata (11) insieme allo spegnimento del detto motore termico (3). 2.- Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di essere configurata per generare un segnale di comando di sblocco in risposta ad un comando del conducente in modo da disattivare il detto freno di fermata (11). 3.- Unità secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di essere configurata per generare detto segnale di comando di sblocco e detto segnale di comando di avviamento in risposta ad un medesimo comando del conducente. 4.- Unità secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto di essere configurata per generare detto segnale di comando di sblocco e detto segnale di comando di avviamento in risposta ad una pressione del conducente su un pedale acceleratore (6) dell’autobus (1) per una durata superiore ad una determinata soglia. 5.- Unità secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto di essere configurata per generare detto segnale di comando di avviamento in risposta ad una prima pressione su un pedale acceleratore (6) dell’autobus (1), e per generare detto segnale di comando di sblocco in risposta ad una seconda pressione sul pedale acceleratore (6) successiva alla detta prima pressione. 6.- Gruppo addizionale di controllo (25) installabile su un autobus (1), caratterizzato dal fatto di comprendere: - una unità elettronica di controllo (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; - mezzi capacitori elettrici (20); - cablaggi per formare una linea elettrica secondaria (21) dai detti mezzi capacitori elettrici (20) ad un motore elettrico di avviamento (22) previsto sull’autobus (1) per avviare il detto motore termico (3); - mezzi interruttori (23) comandabili per collegare/scollegare la detta linea elettrica secondaria (21) ad una linea elettrica principale (21) del detto autobus (1). 7.- Autobus comprendente: - almeno una porta (10) per la salita e la discesa di passeggeri; - un dispositivo di comando di apertura/chiusura (9) per comandare l’apertura/chiusura della detta porta (10); - un freno di fermata (11) attivabile/disattivabile per mantenere ferme le ruote (12) dell’autobus (1) almeno quando la detta porta (10) à ̈ aperta; - un motore termico (3); - un sistema elettronico di controllo configurato per ricevere segnali di ingresso indicativi di condizioni operative dell’autobus e/o di comandi eseguiti da un conducente; caratterizzato dal fatto che il detto sistema elettronico di controllo à ̈ configurato per generare un segnale di comando di spegnimento in modo da spegnere il detto motore termico (3) in presenza di determinate condizioni operative e/o determinati comandi quando l’avanzamento dell’autobus (1) à ̈ stato fermato, à ̈ configurato per generare un segnale di comando di avviamento in modo da ri-avviare il detto motore termico (3) in risposta ad un comando del conducente, ed à ̈ configurato per generare un segnale di comando di stazionamento in presenza delle medesime condizioni operative/comandi richieste dal detto segnale di comando di spegnimento, in modo da attivare il detto freno di fermata (11) insieme allo spegnimento del detto motore termico (3). 8.- Autobus secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto sistema elettronico di controllo à ̈ configurato per generare segnali di comando secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5. 9.- Autobus secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il detto sistema elettronico di controllo à ̈ configurato per generare detto segnale di comando di avviamento in risposta ad un comando di chiusura esercitato sul detto dispositivo di comando di apertura/chiusura. 10.- Autobus secondo la rivendicazione 7 o 9, caratterizzato dal fatto che il detto sistema elettronico di controllo à ̈ configurato per generare detto segnale di comando di spegnimento in risposta ad un comando di apertura esercitato sul detto dispositivo di comando di apertura/chiusura. 11.- Autobus secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che il detto freno di fermata (11) viene attivato automaticamente in presenza di almeno una tra le seguenti condizioni: - il detto segnale di comando di stazionamento à ̈ emesso, - la detta porta (10) à ̈ aperta; e dal fatto che il detto freno di fermata (11) viene disattivato automaticamente in presenza contemporanea delle seguenti due condizioni: - il detto segnale di comando di sblocco à ̈ emesso, - la detta porta (10) à ̈ chiusa. 12.- Autobus secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 11, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, un motore di avviamento (22) per avviare il detto motore termico (3), una pluralità di utenze elettriche (19), ed un impianto elettrico (15) comprendente: - mezzi capacitori elettrici (20); - mezzi generatori elettrici (17) azionati dalla rotazione del detto motore termico (3); - una batteria (16); - una linea elettrica principale (18) che collega tra loro la detta batteria (16) ed i detti mezzi generatori elettrici (17) ed alimenta le dette utenze elettriche (19); - una linea elettrica secondaria (21) per alimentare corrente dai detti mezzi capacitori elettrici (20) al detto motore di avviamento (22); - mezzi interruttori (23) per collegare/scollegare la detta linea elettrica secondaria (21) alla detta linea elettrica principale (18). 13.- Autobus secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che l’apertura/chiusura dei detti mezzi interruttori (23) à ̈ comandata da un segnale uscente dai detti mezzi generatori elettrici (17). 14.- Prodotto informatico caricabile in un sistema elettronico di controllo di un autobus oppure in una unità elettronica di controllo (30) per un autobus, e configurato per far si che, quando eseguito, siano generati segnali di comando secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5.
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