BRPI0709308A2 - aparelhos de fornecimento de retorno de treinamento, método de fornecimento de um retorno de treinamento e método de assistência ao motorista de um veìculo - Google Patents

Abstract

APARELHOS DE FORNECIMENTO DE RETORNO DE TREINAMENTO, MéTODO DE FORNECIMENTO DE UM RETORNO DE TREINAMENTO E MéTODO DE ASSISTêNCIA AO MOTORISTA DE UM VEìCULO. A presente invenção refere-se a um aparelho que inclui um acionador de contato associado operativamente com um conjunto de pedal do veículo, uma interface entre ser humano e máquina (HMI) para permitir que o motorista selecione dentre uma série de configurações de economia de energia e um controlador acopíado a interface de dados no veículo e a interface de HMI para fazer com que o acionador de contato forneça um retorno para o motorista quando um aspecto da operação do veículo cruzar pelo menos um dentre uma série de limites de velocidade e de aceleração em resposta à configuração de HMI. Além disso, um método de treinamento fornece um retorno com base no contato que não interfere com a operação do veículo. Este método de retorno em circuito fechado fornece um sinal oportuno para o motorista, de forma a incentivar a mudança do estilo do motorista ao longo do tempo, tal como levantar o pedal do acelerador para acelerar em velocidade mais baixa e frear mais cedo com menos intensidade. Como nem todas as preferências do motorista são idênticas em todas as condições, o seletor de HMI ajuda a treinar o motorista ao fornecer um retorno que melhor se adapte à sua preferência de direção no momento especifico.

Description

"APARELHOS DE FORNECIMENTO DE RETORNO DE TREINAMENTO,MÉTODO DE FORNECIMENTO DE UM RETORNO DE TREINAMENTO EMÉTODO DE ASSISTÊNCIA AO MOTORISTA DE UM VEÍCULO"

Campo da Invenção

O presente relatório descritivo refere-se, de forma geral, aveículos automotores e, especificamente, a um aparelho de contato e métodode treinamento para fornecer uma orientação de retorno para o motorista, quepermitirá e incentivará o motorista a aumentar a economia de combustível doveículo.

Antecedentes da Invenção

As companhias de automóveis dedicam enormes esforços àcalibragem dos motores dos seus veículos para atingir um nível ideal dedesempenho com relação às expectativas do motorista. Potência de cavalos,torque e economia de combustível são equilibrados ao longo de um conjuntocomplexo de circunstâncias operativas antes da certificação governamental.

A forma em que um veículo é conduzido pode, entretanto,apresentar impacto considerável sobre a economia de combustível. O modelo2006 do caminhão pick-up Ford F-150 4x4 5.4L, por exemplo, possui avaliaçãoEPA de 6 Km/L na cidade, 7,5 Km/L na rodovia e 7 Km/L para combinação dedireção na cidade e na rodovia. Ainda assim, por meio de direção criteriosa, épossível atingir mais de 8,5 Km/L em mistura real de direção na cidade e narodovia. Em outras palavras, um aumento na economia de combustível de maisde 25% da média pode ser atingido por um motorista que deseja aumentar aeconomia de combustível. Comparativamente, a GM anunciou em 30 de abrilde 2006 que o seu modelo Tahoe SUV híbrido de modo duplo 2008 atingiráeconomia de combustível 25% melhor em direção combinada na cidade e narodovia sobre o seu Tahoe SUV convencional. Embora claramente não sejacomparação entre maçãs, dever-se-á apreciar que um estilo de direçãocontrolado mais cuidadoso pode atingir benefício de economia de combustívelsignificativo sem nenhum custo adicional.

Orientações para direção com uso eficiente de combustívelpodem ser facilmente encontradas na Internet. O site do Centro deComunicações da Shell Oilt por exemplo, afirma que uma direção agressivapode utilizar até um terço a mais de combustível que a direção sensível. Issoeqüivale a reduzir o preço da gasolina de US$ 3,00 por galão para US$ 2,25por galão para motorista agressivo que adota estilo de dirigir mais sensível.Neste particular, recomenda-se que os consumidores evitem acelerar ou frearmuito bruscamente, utilizem controle de rota, desliguem o motor ao aguardarem fila e assim por diante. De forma similar, edmunds.com inclui um artigointitulado Driving Tips que ressalta que até 37% a mais de economia decombustível podem ser atingidos por meio de mudança nos hábitos de dirigir(com economia média de 31%). As suas recomendações são similares às daShell e melhorias específicas de economia de combustível são fornecidas paracada orientação. Afirma-se, por exemplo, que dirigir em velocidade mais baixaatinge economia média de combustível de 12%, enquanto se afirma que o usode controle de rota atinge economia média de combustível de 7%. Entretanto,conforme indicado nas orientações de ecodireção do site mantido pela FordMotor Company www.drivingskillsforlife.com, o controle de rota não deverá serutilizado em terreno montanhoso, onde o objetivo é maximizar a economia decombustível. O módulo de Ecodireção desse site fornece quantidadeconsiderável de informações em apoio à direção favorável para o meioambiente. O módulo de Ecodireção afirma, por exemplo, que o consumo decombustível aumenta rapidamente em velocidades de mais de 96 km/hora e aaceleração representa cerca de 50% do consumo de energia de um veículo emcondições de direção na cidade. Embora estas orientações gerais de direção sejaminquestionavelmente instrutivas, os motoristas ainda não encontram orientaçãoquanto à melhor forma de aumentar a economia de combustível para os seusveículos específicos em qualquer número de situações de direção diferentes.

Alguns fabricantes de automóveis ofereceram modelos em que omotorista pode alternar entre diferentes modos de operação de trem de força.

Isso é tipicamente alcançado, entretanto, por meio do ajuste dos pontos decomutação da transmissão, e o objetivo é aumentar a potência à custa daeconomia de combustível. Por outro lado, um método de controle paraeconomia de combustível foi proposto no Pedido de Patente Alemão n0 DE10218012. Com base nessa abordagem, o motorista é capaz de definir umavariável para consumo de combustível e o sistema de controle onboardbuscará atingi-la. Isso pode gerar, entretanto, alterações no desempenho doveículo que não atendem à expectativa do motorista.

Embora a maioria dos motoristas entenda que aceleraçõesrápidas e altas velocidades prejudicam a economia de combustível, os veículosatuais não são equipados adequadamente para ajudar o motorista a aumentara economia de combustível. Tipicamente, visor Km/L numérico ou medida deescala deslizante é tudo o que é fornecido para fornecer ao motorista indicaçãode economia de combustível média ou instantânea. Esses indicadores podemser facilmente ignorados pelo motorista. Além disso, em alguns veículosequipados com transmissão padrão (eixo de comutação) foi fornecida luz decomutação para permitir que o motorista saiba quando mudar as marchas semnecessitar olhar para o taquímetro. A comutação, entretanto, é apenas umaspecto do estilo de direção e a luz de comutação pode não ser a melhor formade comunicar-se com o motorista.

Displays visualizadores também foram recomendados na técnicade patentes. A Patente Japonesa n° JP2002370560, por exemplo, recomenda ouso de um grupo de instrumentos ou visor de navegação para indicar o valor depedal de acelerador ideal para o motorista. Esta solução necessitaria que omotorista alternasse repetidamente o seu foco da rodovia para o visor nointerior do veículo e vice-versa para tentar atingir o valor ideal exibido. Outrodisplay visualizador abordado é descrito na Patente Norte-Americana n° 6.092.021.Neste caso, as mensagens de aviso são exibidas ao detectar-se uso ineficiente decombustível, tais como "DIRIJA EM VELOCIDADE CONSTANTE". Estescomandos, entretanto, podem não gerar exatamente satisfação do consumidor e,por definição, estas mensagens chegam depois do fato.

Também foram feitos alguns anúncios pelos fabricantes de carrossobre as suas experiências para auxiliar os motoristas, mas ainda não existesolução disponível comercialmente para os consumidores. The New Scientistrelatou em 22 de março de 2004, por exemplo, que a Daimler Chrysler estavaexperimentando um pedal acelerador vibratório para alertar motorista quandoreduzir a velocidade. Afirmou-se que o protótipo utiliza GPS para antecipar umacurva à frente na rodovia, radar de detecção de veículos para ajudar a evitaraproximação excessiva a qualquer veículo à frente, um PC para assimilar estasmedições e um acionador pequeno fixado sob o pedal do acelerador paravibrar levemente um pequeno pistão contra o lado inferior da borracha do pedalquando fosse o momento de desacelerar. Escolheu-se o alerta de vibração,pois a DaimIerChrysIer descobriu que os motoristas reagiriam muito maisrapidamente a uma vibração que a uma luz no quadro de instrumentos.

Um outro experimento foi conduzido pela Volkswagen of Americae pela Universidade de Stanford em um projeto de 2003/2004 intituladoSymbiotic Car: Haptic Feedback Aceelerator Pedal. Neste caso, o motorista foicapaz de selecionar entre um modo de economia de combustível, um modo dealteração de desempenho e um modo de aumento develocidade/amortecimento utilizando uma interface de controle em um VW GTIVR6 2003. Com base na velocidade do motor e na velocidade do veículodetectadas, um programa de software determinou a emissão de contatoapropriada: uma força contra o pé do(a) motorista caso ele(a) estivesseacelerando e uma indicação de vibração caso o sistema estivesse em modo decomutação. O sistema protótipo incluiu um motor DC e um conjunto de cabosque puxaria o pedal do acelerador a fim de induzir uma força oposta ao pé domotorista. Um microcontrolador enviaria um sinal para o motor, especificandoqual tipo de retroalimentação de contato deve ser criado, se deve ser criadauma vibração (cerca de 49 Hz) ou sensação de força contínua (zero a cincolibras) no pedal do acelerador. O motor foi montado acima do pedal de gás. Umcabo foi fixado em volta de uma cabeça de marcha montada sobre o eixo domotor e foi conectado ao pedal de gás utilizando um parafuso com argola. Osresultados deste experimento indicaram que os motoristas gostaram de ter ospontos de comutação indicados para eles somente se pudessem selecionar oponto de comutação.

Naturalmente, o conceito de vibração do pedal do aceleradorpode também ser encontrado na técnica de patentes, tal como nas PatentesNorte-Americanas n° 5.113.721 e 6.925.425, Pedido de Patente Francês n0 FR2828155 e Pedidos de Patente Norte-Americanos n° 2005/0110348 e2005/0021226. A falta de solução disponível comercialmente no mercado atualindica, entretanto, que o problema a ser solucionado é complexo. A soluçãodeve ser eficaz para aumentar a economia de combustível, por exemplo, masnão tão intrusivo a ponto de desencorajar o uso ou prejudicar a satisfação doconsumidor. Como demonstrou o sistema BeltMinder® patenteado pela Ford, ainvenção é freqüentemente necessária para incentivar o uso mesmo de umdispositivo tão benéfico quanto um cinto de segurança. A solução deverátambém ser capaz de causar mudança mais que temporária no estilo de dirigire fornecendo ainda ao motorista uma experiência alegre. A solução deverátambém ser aplicável a veículos em produção atual, bem como a milhões deveículos que já estão em uso. A solução deverá ser de fácil utilização, nãonecessita interferir com a operação normal do veículo, ser de instalação baratae não necessitar de nova certificação do veículo nem ser violação da garantiado veículo. Além disso, a solução não deverá distrair o motorista nem exigiratenção constante do motorista para atingir o seu objetivo de economia decombustível. Idealmente, a solução permitirá que um consumidor adquira umveículo suficientemente grande para as suas necessidades, mas tambémpermitirá que o motorista opere o veículo de forma que se aproxime daeficiência de combustível de um veículo menor. Em outras palavras, a soluçãodeverá permitir ao motorista que retenha e seja sempre capaz de utilizar toda acapacidade do trem de força do veículo sempre que necessário, mas semdeixar que o motorista tenha que adivinhar a melhor maneira de aumentar aeconomia de combustível.

Conseqüentemente, um aparelho de contato e um método detreinamento são convenientemente fornecidos para permitir e incentivar omotorista a aumentar a economia de combustível do veículo, sem anecessidade de retirar o controle do motorista.

Também é uma vantagem que esse aparelho de contato pode serinstalado em milhões de veículos existentes, bem como em veículos deprodução futura.

É outra vantagem que o aparelho de contato e o método detreinamento ajudem a promover hábitos saudáveis de direção, bem comoreduzir a frenagem e o desgaste dos pneus.

É uma vantagem adicional que o aparelho de contato e o métodode treinamento se auto-ajustem ao veículo específico sendo dirigido.

É ainda outra vantagem que o aparelho de contato e o método detreinamento permitam que o motorista ajuste o nível de economia decombustível que se deseja atingir sem a necessidade de nova certificação doveículo.A fim de atingir as vantagens acima, é fornecido um aparelho queinclui um acionador de contato associado operativamente a um conjunto depedal do veículo, uma interface entre o ser humano e a máquina (HMI) parapermitir que o motorista selecione entre uma série de configurações deeconomia de energia, e um controlador configurado para fornecer retorno detreinamento para o motorista por meio do acionador de contato quando oveículo cruzar pelo menos um dentre uma série de limites de velocidade e deaceleração em resposta à configuração de HMI. Além disso, o método detreinamento vantajoso fornece o retorno com base no contato que nãointerferirá com a operação do veículo. Pelo contrário, este método de retornoem circuito fechado fornece sinal oportuno para o motorista de forma queincentivará uma alteração no estilo do motorista ao longo do tempo, tal comoretrair o pedal do acelerador para acelerar em velocidade mais baixa e frearmais cedo com menor intensidade. Como nem todas as preferências domotorista são idênticas sob todas as condições, o seletor de HMI ajudará atreinar o motorista fornecendo respostas que melhor se adapte à suapreferência de direção no momento específico.

As características e vantagens acima, bem como outras, serãofacilmente evidentes a partir da descrição detalhada a seguir com relação asrealizações preferidas da presente invenção. Vantagens e característicasadicionais serão observadas por meio das figuras, que são rapidamenteresumidas abaixo.

Breve Descrição das Figuras

A Figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de veículoque inclui o aparelho de contato descrito no presente relatório.

A Figura 2 é uma representação em diagrama de uma realizaçãopós-venda do aparelho de contato.

A Figura 3 é uma ilustração de uma disposição de controle deinformação para um painel de instrumento de veículo com a exibição de duasmensagens diferentes para demonstrar a sua utilidade como realização deinterface de HMI.

A Figura 4 é uma ilustração de outra realização de interface de HMI.

A Figura 5 é um exemplo de gráfico de economia de combustívelao longo de uma série de velocidades.

A Figura 6 é uma ilustração gráfica de procedimento de teste deaceleração.

A Figura 7 é um exemplo de gráfico de resultados do teste deaceleração exibido na Figura 6.

A Figura 8 é um gráfico de fluxo geral do método de treinamento.

A Figura 9 é uma ilustração gráfica de duas curvas de velocidadeque são úteis na descrição de um aspecto do método de treinamento.

A Figura 10 é uma ilustração gráfica de um exemplo de estruturade tabela de observação.

Descrição Detalhada da Invenção

Com referência à Figura 1, é exibido um diagrama de bloco de umsistema de veículo 10. O sistema de veículo 10 possui um aparelho de contato12 que possui as vantagens resumidas acima. O aparelho de contato 12 incluiuma unidade eletrônica de controle (ECU) ou um microcontrolador 14 e pelomenos um motor 16 associado operativamente ao pedal do acelerador 18.Embora o microcontrolador 14 possa ser um módulo separado, estafuncionalidade pode ser incorporada, entretanto, ao trem de força ou módulo decontrole de motor 20. Um módulo de controle de transmissão 20a também éexibido para ilustrar que podem ser fornecidos módulos separados de controlede transmissão e motor. Como um motorista somente pode responder tãorapidamente a retroalimentação de treinamento com base em um computador,a carga adicional devido à funcionalidade do microcontrolador 14 pode serinsignificante com relação a outras funções do módulo de controle de motor.

Um exemplo de realização apropriada para o microcontrolador 14 é o chipmicrocontrolador Texas Instruments TMS470R1B1M 16/32 Bits RISC. Este chipmicrocontrolador possui um megabyte de memória flash e dois Controladoresde Rede de Área (CAN). O protocolo bus de CAN é utilizado atualmente emmuitos sistemas de veículos. O aparelho de contato que é descrito, entretanto,não se limita a nenhum protocolo ou estrutura de bus específica. A Figura 1também exibe um circuito de memória flash 14a conectado ao microcontrolador14, pois outros microcontroladores apropriados podem não ser equipados commemória não volátil que pode ser utilizada para o registro de eventos e outrosdados. Seja ou não a funcionalidade do microcontrolador 14 integrada aomódulo de controle de motor 20 ou algum outro controlador a bordo do veículo,o microcontrolador terá o método de treinamento programado na sua memóriaassociada. Este método é descrito posteriormente com relação à Figura 8. Emcontexto de assistência técnica, pode ser apropriado carregar as instruções dosoftware que contêm este método em um controlador on-board existente,equipado com memória flash ou com uma base em EEPROM. Em qualquerdos casos, dever-se-á compreender que um controlador apropriado no sistemado veículo é configurado para fornecer o método de retorno de treinamentodescrito no presente.

Em uma realização pós-venda exibida principalmente na Figura 2,o microcontrolador 14 é acoplado ao módulo de controle do trem de força 20por meio de uma interface de porta de dados OBD-II 15. OBD-II designa umpadrão automotivo nos Estados Unidos para o diagnóstico on-board quenecessita do fornecimento de um conector de 16 pinos padrão acessível nacabine do veículo geralmente abaixo do volante de direção. Potência DC édisponibilizada por meio desse conector on-board. Embora uma conexãodiretamente para o bus de CAN a bordo do veículo seja alternativa emrealização pós-venda, dever-se-á apreciar que o conector OBD-II padrãofornece um ponto de conexão simples e de baixo custo projetadoespecificamente para fornecer uma porta de dados adequadamente isolada.Dever-se-á observar também que existe uma porta de dados similar na Europasob o padrão Diagnóstico On-Board Europeu (EOBD).

Conforme ilustrado na Figura 2, a interface de dados OBD-II 15, omicrocontrolador 14 e circuito direcionador de motor 17 são preferencialmentemontados sobre uma placa de circuito 21 que é acomodada em um abrigomodular 22 com um conector de OBD-II coincidente 23 em uma extremidade euma interface de saída 24 na outra extremidade. Embora o conector 23 sejaexibido fixado ao invólucro 22, dever-se-á apreciar que o conector 23 pode seralternativamente acoplado ao invólucro por meio de um cabo de fita ou similar.

Um exemplo de produto de interface OBD-II disponível comercialmente quepossui uma placa de circuito no seu interior é a interface T16-002 da MultiplexEngineering, Inc. de Goleta, Califórnia. A Elm Electronics de Toronto, Canadá,também fornece um circuito interpretador ELM320 - OBD (PWM) para RS232que forma a base de várias interfaces de dados OBD-II, tais como a ferramentade varrimento All-In-One da OBD Diagnostics, Inc. de Redondo Beach,Califórnia. A interface de saída 24 inclui preferencialmente um conector parafornecer uma saída de comunicação, tal como o conector RS-232C 25. Umaconexão RS-232C é tipicamente utilizada com ferramentas de varrimento OBD-II para conexão em um computador ou dispositivo assistente de dados pessoalcomo PDA 26. Embora seja exibida uma conexão com fios removíveis para oPDA 26 na Figura 2, dever-se-á apreciar que a comunicação sem fio podetambém ser empregada, tal como por meio de transceptor Bluetooth disponívelpor meio da AutoEnginuity, L. L. C. de Mesa, AZ (vide www.autoenginuity.com).

Além disso, a funcionalidade da chave 30 pode ser incorporada a um programade software para PDA 26 como um pacote pós-venda alternativo.Dever-se-á apreciar que a realização de aparelho de contato 12na Figura 2 pode ser embalada e vendida como uma unidade pós-venda parainstalação rápida e apropriada (com ou sem PDA 26), preferencialmente emrevendedor autorizado. O motor 16 pode ser montado em um local apropriadosobre o próprio pedal do acelerador, tal como o seu lado traseiro, ou emqualquer outro local associado operativamente ao pedal do acelerador, deforma que o motorista seja capaz de receber uma resposta ou retorno decontato por meio do pedal do acelerador. O motor 16 pode ser fixado, porexemplo, a um suporte estacionário 27 que faz parte do conjunto de pedal deacelerador por meio de um grampo de montagem plástico com fundo adesivo28. Naturalmente, outros métodos de montagem adequados podem serutilizados na aplicação apropriada, mas conectores rápidos geralmente sãopreferidos para manter os custos de instalação baixos, tais como comalavancas de trava por encaixe. Na aplicação apropriada, por exemplo, umfixador de gancho e laço de Velcro®, por exemplo, poderá ser utilizado, o quepermite que um aparelho pós-venda 12 seja facilmente transferível para outroveículo. Esse método de montagem reutilizável pode ser particularmentebenéfico com veículos alugados, pois o aparelho pode ser reconfigurado parauso em outro veículo por meio de software atualizado.

Conforme exibido na Figura 1, o circuito direcionador de motor 17é acoplado eletricamente entre o microcontrolador 14 e o motor de contato 16.O circuito direcionador de motor 17 é utilizado para aplicar uma potênciaelétrica ao motor de contato 16 e, desta forma, energizá-lo em resposta a umsinal de saída do microcontrolador 14. Além disso, conforme ilustrado na Figura2, pode-se utilizar um circuito direcionador separado 17 para energizar ummotor de contato 34 para o pedal do freio 36. O circuito direcionador de motor17 pode ser qualquer circuito apropriado capaz de aplicar seletivamente umapotência elétrica suficiente ao motor de contato 16. Um exemplo de circuitodirecionador de motor é ilustrado na Figura 15 da Patente Norte-Americana n°5.897.437 emitida em 27 de abril de 1999 para Nishiumi et al, intituladaController Pack. Essa patente é incorporada ao presente como referência.

O objetivo do motor 16 é fornecer uma magnitude suficiente deretroalimentação de contato para que seja perceptível pelo motorista, mas nãoo distraia. Em outras palavras, o objetivo é de informar o motorista, mas nãonecessariamente chamar a atenção imediata do motorista. Desta forma, ummotorista pode reagir ao longo do tempo em nível quase inconsciente, porexemplo, para liberar levemente a pressão sobre o pedal do acelerador emreação a uma suave vibração do motor 16. Conforme demonstrado pelo motorde vibração em um telefone celular convencional, o motor 16 pode ser bastantepequeno e ainda muito eficaz. Além disso, conforme exemplificado pelaPatente Norte-Americana n° 6.693.622, emitida em 17 de fevereiro de 2004 eatribuída à Immersion Corp., intitulada Vibrotactile Haptic Feedback Devices, osconsumidores estão se acostumando com dispositivos vibrotácteis, tais comoem controladores de jogos de retroalimentação de força. Pode-se utilizar umaampla série de motores de vibração para o motor 16, tais como o motorvibrador 4SH3-0212B da China Jinlong Holdings Group ou mesmo um motor de1,5 a 3 VDC (modelo 273-223) da Radio Shack com massa excêntrica 29conectada ao seu rotor. Outros tipos de motores de vibração são baseados emoperação piezoelétrica, solenóide ou eletromagnética, tais como o dispositivode retroalimentação de vibração curta série AF da Alps Electric ForceReactor®.

Dever-se-á apreciar, entretanto, que o aparelho de contato sendo descrito nãose limita intrinsecamente a motores de vibração. Outros acionadores deretroalimentação tácteis ou sensores de toque podem ser apropriados paraesta aplicação, desde que não prejudiquem a operação do pedal do aceleradornem causem reação excessiva do motorista. Em um veículo equipado compedais ajustáveis, por exemplo, uma rápida articulação do motor para frente epara trás que ajusta o movimento do conjunto de pedal de acelerador e freiopode ser percebida como sinal de contato para o motorista sem alterar aoperação do veículo. Em outras palavras, em algumas aplicações, um únicomotor pode ser utilizado para fornecer retroalimentação de contato por meiodos pedais do acelerador e do freio.

Conforme descrito no presente, o motorista do veículo determinaquanta orientação ou treinamento do estilo de dirigir é fornecida pelo aparelhode contato 12. O motorista pode desejar ou necessitar, por exemplo, atingir amais alta economia de combustível razoavelmente possível durante umaviagem ou intervalo de tempo específico, mas o mesmo motorista pode estardisposto a aceitar grau menor de economia de combustível durante outraviagem ou intervalo de tempo. Desta forma, segundo uma realização, umainterface entre ser humano e máquina (HMI) é acoplada ao microcontrolador 14na forma de chave seletora de três posições 30. A chave 30 permite que omotorista selecione entre um modo normal de operação, um modo econômicode operação e um modo de economia ainda maior de operação. No modonormal de operação, nenhuma retroalimentação de contato necessita serfornecida pelo aparelho 12. No modo de operação com economia mais alta,será fornecida ao motorista retroalimentação de contato que é mais apropriadapara atingir a economia de combustível prática mais alta que pode seralcançada para o veículo. Nem todos os motoristas desejarão, entretanto, estenível de retroalimentação, pois alguns motoristas podem desejar acelerar maisrapidamente ou dirigir em velocidade de rodovia mais alta e assim por diante.

Conseqüentemente, pelo menos uma configuração adicional é fornecida pelachave 30, marcada como o modo econômico de operação. Esta configuraçãointermediária ainda incentivará alta economia de combustível, mas sem buscaratingir a economia de combustível prática mais alta.

Em um exemplo de realização, a chave seletora 30 é compostade uma chave seletora giratória iluminada Cannon C&K Rafix 22QR da ITTIndustries, modelo número 1.30 242.136. Esta chave pode ser montada nopainel de instrumentos ou qualquer outro local apropriado que possa serfacilmente alcançado pelo motorista. Dever-se-á também apreciar que muitosoutros tipos de chaves podem ser empregadas. As posições de postes dechave adicionais, por exemplo, poderão ser fornecidas para proporcionarmelhor controle de sintonia fina para o motorista, mesmo até o ponto defornecer uma chave continuamente variável como a do controle de volume emum rádio. Alternativamente, a operação de chaves existentes no veículo podeser reprogramada para fornecer a funcionalidade da chave 30, tal como oconjunto de informações 32 exibido na Figura 3. O conjunto 32 inclui umconjunto de teclas montadas em um quadro 38 a 42 e visor 44. Esse conjuntopode ser encontrado no caminhão pick-up 2006 Lincoln Mark LT para exibirmensagens como as demonstradas no visor 44. Estas mensagens incluemtemperatura ambiente, economia média de combustível, direção da bússola aque o veículo está se dirigindo e a quilometragem acumulada. Ao pressionar atecla Info 38, o motorista do veículo é capaz de alternar um conjunto demensagens previamente programadas, tais como a ilustrada. A tecla Setup 40é utilizada para realizar diversas seleções previamente programadas, tais comoo uso de inglês ou unidades métricas. A tecla Reset 42 é utilizada para reiniciaras operações, tais como o cálculo da economia média de combustível.

Em outro exemplo de realização, a funcionalidade da chave 30pode ser adicionada para programação do conjunto 32. Particularmente, umadas seleções que pode ser realizada por meio da tecla Setup 40 seria adisposição do aparelho de contato 12 no modo de operação de economia decombustível ou economia mais alta, ou desabilitar a retroalimentação detreinamento de contato no modo normal de operação. A tecla Reset poderáentão ser utilizada para reiniciar os cálculos com relação a mensagens deeconomia de combustível a serem exibidas, bem como permitir a introdução deinformações pelo motorista. Quando o veículo for reabastecido, por exemplo, omotorista poderá introduzir o preço aproximado da gasolina pago selecionandoum dos preços programados no conjunto (por exemplo, US$ 2,5/g, US$ 2,6/g eassim por diante). Em seguida, a tecla Info 38 seria utilizada para variar entreuma ou mais mensagens que conduzem retroalimentação visual para omotorista, tal como exibido no visor 44a. Neste particular, o motorista poderáreceber a retroalimentação positiva de que, muito embora fossem pagos US$3/galão na bomba de combustível, o aparelho 12 e o método de treinamentoatingiram aumento da economia de combustível que reduz efetivamente opreço pago. Outras mensagens de reforço de comportamento poderão incluirestimativa de economia mensal ou anua! do custo de combustível, ou mesmo odinheiro economizado por hora como um salário sendo ganho por meio demelhores hábitos de direção. Preferencialmente, utiliza-se a retroalimentaçãovisual para conduzir positivamente mensagens de reforço de comportamento,enquanto retroalimentação de contato é utilizada para conduzir discretamentelimites de economia de combustível que o motorista realmente deseja saber.

A Figura 4 exibe outro tipo de conjunto de chave 46 que pode serutilizado como HMI apropriado. O conjunto de chave unitária 46 inclui cincoteclas momentâneas 48 a 56 montadas em um abrigo de plástico 58. Oconjunto de chave unitária 46 poderá ser elaborado com o tipo de teclado deentrada sem teclas, utilizado em muitos veículos Ford com alteração dosnomes das teclas. Um desses exemplos de teclados é a peça Ford n° 3L2Z-14A626-AA, que também possui comunicação via RF sem fio e montagem comfundo adesivo. As teclas 48 a 52 correspondem às três posições da chave 30.Embora as teclas 54 e 56 possam ser utilizadas para fornecer configurações deeconomia de combustível intermediárias adicionais, elas podem seralternativamente utilizadas para selecionar a otimização da direção na cidadeou rodovia de acordo com o método de treinamento. Muito embora o métodoexibido na Figura 8 demonstre como o aparelho 12 é capaz de discernir quedeverá ser utilizada otimização de rodovia, alguns usuários podem preferir ter acapacidade de instruir qual modo de otimização deverá ser empregado.

Novamente com referência à Figura 1, o visor de tela de toque 60no veículo, tal como empregado tipicamente com relação ao sistema denavegação/GPS 62, pode ser empregado alternativamente para incorporar afuncionalidade da chave 30. A funcionalidade da chave 30 pode também serincorporada em um sistema de comando de voz para o veículo ou tambémpara as teclas de volante de direção 64. Embora o visor de toque de tela 60possa ser utilizado para fornecer retroalimentação visual para o motorista alémda retroalimentação de toque, dever-se-á apreciar que essa retroalimentaçãovisual não é essencial em todas as aplicações. Como no caso do visor 60,todos os demais elementos opcionais do sistema de veículo 10 são exibidosem linhas tracejadas. Desta forma, por exemplo, caso o veículo seja equipadocom um sistema de controle de rota adaptativo (ACC) 66, esta informaçãopoderá ser utilizada para permitir que o aparelho de contato 12 forneçaretroalimentação para o motorista quando a separação maior entre os veículosseja benéfica. Exemplo de sistema ACC é descrito na Patente Norte-Americanan° 6.708.099 emitida em 16 de março de 2004 e é atribuída a um cessionáriocomum, intitulada Stop and Go Adaptive Cruise Control System. Esta patente éincorporada ao presente como referência. De forma similar, o sistema de freioantitrava (ABS) 68 pode ser utilizado para fornecer informações sobre aintensidade de frenagem para o aparelho de contato 12. Alternativamente, aforça de frenagem pode ser interpolada monitorando-se a velocidade em que oveículo está desacelerando.

Embora possa não ser ideal fornecer retroalimentação de contatopara o motorista durante as frenagens rápidas, a retroalimentação de contatopoderá ser fornecida depois que o veículo parar. Desta forma, por exemplo, omotor 34 pode fornecer um impulso de vibração curto para indicar para omotorista que uma série de operações de frenagens recentes consistem em umestilo agressivo de dirigir, ao invés de um estilo conservador de dirigirconhecido por promover a eficiência de combustível e segurança na direção.

O método de treinamento é idealmente sintonizado para ascaracterísticas de operação específicas do veículo que contém o aparelho 12.

A velocidade em que um Ford F-150 pode acelerar eficientemente, porexemplo, pode ser muito diferente da velocidade em que um Ford Fusion podeacelerar eficientemente. O método de treinamento pode também sersintonizado durante a operação do próprio veículo com a disponibilidade deinformações adicionais. Caso a posição e o trajeto do veículo sejamconhecidos, por exemplo, pode-se determinar que o veículo virou para umarampa de entrada de uma rodovia e que a aceleração rápida seria apropriada.

A retroalimentação de contato não é particularmente benéfica neste caso.Situações como esta podem também ser interpoladas sem recurso ainformações externas, tais como de demanda sustentada por aceleração rápidaa partir de velocidade relativamente baixa.

Com referência à Figura 5, é exibido um gráfico de economia decombustível ao longo de uma série de velocidades. Este gráfico foi tomado deum exemplo de teste conduzido com um caminhão pickup Lincoln Mark LT2006 utilizando a capacidade de leitura de economia média de combustíveldeste veículo. Muito resumidamente, após a estabilização da velocidade doveículo, a calculadora de economia média de combustível foi reinicializada e ovalor registrado quando da leitura de economia de combustível tornou-seconstante em até 0,05 Km/L. Conforme ilustrado na Figura 5, a economia decombustível em estado estável de um veículo varia com a velocidade (em quetodas as outras variáveis são constantes, tais como a direção do vento e osistema de ar condicionado desligado). Concluiu-se que a melhor economia decombustível para esta condução de teste foi a 64 km/h. Considerando quemuitas ruas urbanas nos Estados Unidos possuem limite de velocidade de 72km/h, 64 km/h pode fornecer uma configuração apropriada de velocidade paraotimização da direção nas cidades e o modo de operação de economia máximade combustível. De forma similar, 72 km/h pode fornecer a configuração develocidade apropriada para otimização de direção na cidade e o modo deoperação de economia intermediária de combustível. Desta forma, porexemplo, em uma realização, caso o veículo ultrapasse o limite de 64 km/h nomodo de operação de economia de combustível superior, o microcontrolador14 faria com que o motor 16 ligasse e enviasse o seu sinal de treinamento devibração de contato para o motorista. Dever-se-á observar que o limite doacionador pode ser maior ou menor que o limite de velocidade ideal casoproduza reação no motorista para que busque a velocidade ideal. Em qualquercaso, o melhor limite do acionador é aquele que permite que o motorista eviteuma operação de veículo ineficiente. Caso o veículo esteja sendo conduzidoem uma rua urbana com limite de velocidade mais baixo, pode também sernecessária uma rotina de otimização da direção residencial, caso não sejaconsiderada intrusiva demais.

Embora 64 km/h seja a velocidade ideal para direção na cidadeexibida no exemplo da Figura 5, a velocidade ideal para dirigir em uma rodovia,neste exemplo, é preferencialmente de 88 km/h. Neste particular, 88 km/h é olimite de velocidade em muitas vias expressas nos Estados Unidos. Alémdisso, no exemplo exibido na Figura 5, um aumento de 88 km/h para 96 km/hcausou queda de 9,3% na eficiência de combustível do nível de eficiência decombustível de 88 km/h. Por outro lado, um aumento de 80 km/h para 88 km/hcausou queda de apenas 3,8% na eficiência de combustível. Em outraspalavras, o limite de velocidade ideal para dirigir em rodovias pode serdeterminado, ao menos parcialmente, pela inclinação da mudança daeconomia de combustível com a velocidade. Além disso, dever-se-á observarque alguns veículos terão mais de um pico de eficiência de combustível comrelação à velocidade em estado estável. Desta forma, um pico pode estardisponível para determinar o limite de velocidade para dirigir na cidade (talcomo 64 km/h), enquanto outro pico pode estar disponível para ajudar adeterminar o limite de velocidade para dirigir em rodovias. Além disso, pode serbenéfico em algumas realizações permitir que o motorista definaseparadamente os limites para dirigir na cidade e em rodovias nos modos deeconomia de combustível e de economia de combustível mais alta. Caso ummotorista viaje regularmente em uma via expressa com limite de velocidade de112 km/h, por exemplo, 104 km/h pode ser um limite apropriado para ajudar agarantir o fluxo de tráfego suave com razoável economia de combustível.

Naturalmente, conforme indicado anteriormente, todo modelo de15 veículo possui as suas próprias características ou perfil de eficiência decombustível exclusivas. De fato, pode haver variações de eficiência decombustível entre veículos do mesmo modelo, devido a fatores tais como aescolha da razão de eixo e se está ou não presente bagageiros. Além disso, aeficiência de combustível sofrerá o impacto da quantidade de passageiros e/ou20 carga sendo transportada, bem como outros fatores tais como a velocidade dovento. Estes fatores podem necessitar de alteração em um ou mais dos limitesacionadores que determinam quando é fornecida retroalimentação detreinamento por meio do aparelho 12. Conforme ilustrado na Figura 1, o módulode controle de trem de força 20 e o módulo de controle de transmissão 20a (se25 separado) recebem entrada de uma série de sensores à medida que elesbuscam atingir o melhor equilíbrio entre desempenho e eficiência em respostaà exigência de velocidade ou aceleração do motorista, conforme expresso pormeio do pedal do acelerador. Muitas destas entradas também são disponíveisno bus CAN e por meio da porta OBD-II para uso pelo microcontrolador 14 paraajustar os limites acionadores conforme a necessidade. Dever-se-á apreciar,entretanto, que a capacidade do operador do veículo de ajustar a posição dopedal do acelerador 18 não é um ajuste tão preciso quanto pode ser feito pormeio de controle computadorizado. Conseqüentemente, o número de entradasnecessário para determinar os limites acionadores é relativamente pequeno.

Como mínimo, a velocidade do veículo e sinal de relógio são entradasnecessárias para que o microcontrolador 14 determine quando energizar osmotores 16 e 34. O microcontrolador 14 pode incluir, por exemplo, uma tabelade observação armazenada na sua memória de programa na qual os limitesacionadores são determinados por uma plotagem de velocidade de veículocontra a velocidade de aceleração. De preferência superior, entretanto, a cargado motor também é incluída como uma entrada para o microcontrolador 14para fornecer compreensão mais exata da taxa de consumo de combustível domotor. A velocidade do motor também é preferencialmente incluída, pois aeficiência de combustível do motor é tipicamente mapeada contra a velocidadedo motor e a carga do motor durante o processo de calibragem do motor. Alémdisso, uma entrada da transmissão também é preferida, tal como a marcha detransmissão atual empregada. Estas entradas adicionais aumentam cada vezmais a precisão do aparelho de contato 12, mas dever-se-á compreender queelas podem não ser necessárias para todas as realizações. De forma similar, aposição do pedal do acelerador 18 ou a abertura de borboleta podem tambémpossuir utilidade, mas estas entradas geralmente não são necessárias. Nesteparticular, dever-se-á observar que o pedal do acelerador onipresenteencontrado atualmente nos veículos pode também ser substituído por outraforma de controle acelerador no futuro.

Com referência à 1Figura 6, é exibida uma ilustração gráfica de umprocedimento de teste de aceleração para avaliação da economia decombustível. Segundo este teste, um veículo é acelerado de zero a 72 km/hantes de andar desembreado até parar. São tomadas três leituras de economiade combustível durante este processo. Três níveis de aceleração do veículodeste procedimento de teste são exibidos na Figura 7. Naturalmente, a maioraceleração resulta na pior economia de combustível, enquanto a menoraceleração resulta na melhor economia de combustível. A maior parte dosmotoristas, entretanto, pode não desejar acelerar em velocidade muito baixarotineiramente. Conseqüentemente, velocidade de aceleração benéfica éaquela, conforme exibido na Figura 7, que atinge eficiência de combustívelpróxima de velocidade de aceleração muito baixa, mas que ainda ésuficientemente rápida para que seja aceitável para a maior parte dosmotoristas. Esta velocidade pode ser utilizada em seguida como o limite deaceleração para o modo de operação de economia de combustível mais alta.

Esta velocidade pode também ser determinada conhecendo-se quando umevento de trem de força como o destravamento de um conversor de força detorção de transmissão irá ocorrer, de forma que o motorista não causeinadvertidamente eventos de trem de força que reduzam a economia decombustível. O limite de velocidade de aceleração maior é utilizado para omodo de economia de combustível. Este limite deve ser selecionado de formaa estar abaixo do nível de aceleração (com relação à velocidade do veículo)que causa a queda da transmissão para marcha inferior.

Com referência à Figura 8, é exibido um gráfico de fluxo geral dométodo de treinamento. Durante a etapa de inicialização 100, o regime deotimização de direção na cidade é assumido, pois a maior parte dos veículoscomeça a trafegar na cidade antes de trafegar na rodovia. Em seguida, asentradas discutidas acima são lidas na etapa 102. Neste ponto, omicrocontrolador 14 determina na etapa 104 se o aparelho 12 encontra-se nomodo de operação de veículo normal em que retroalimentação de treinamentode contato não é fornecida. Entretanto, mesmo se o motorista selecionar omodo normal de operação de veículo, o aparelho 12 ainda é preferencialmenteativo. Conforme exibido nas etapas 106 a 110, realiza-se uma série de funções,tais como o estabelecimento de valores básicos de eficiência de combustívelpara o veículo específico, detecção se a eficiência de combustível está sedeteriorando ao longo do tempo e registro de todos os valores que sãonecessários para uma referência futura.

Caso o motorista tenha selecionado um dos modos de economiade combustível, os limites acionadores apropriados são selecionados na etapa112 para que correspondam ao modo de economia de combustível selecionadoe ao modo ou regime de otimização de direção. Neste particular, é exibido umexemplo de subrotina para este processo à esquerda. Especificamente, porexemplo, caso a velocidade do veículo tenha excedido um limite previamentedeterminado por período de tempo previamente determinado, conforme exibidona etapa de decisão 114, é utilizado o modo de otimização de rodovias 118.Além disso, é possível que um motorista encontre um tráfego que anda e páraem condição de direção em cidade ou rodovia. Conseqüentemente, em umexemplo de realização, é preferencialmente empregado um modo deotimização de direção que anda e pára 119. Nesse modo, é empregado umlimite de velocidade de aceleração de veículo que incentivará o motorista adeixar pelo menos um espaço de cinco comprimentos do carro ou mais àfrente. A velocidade de aceleração adequadamente baixa e maiordistanciamento de veículo ajuda a evitar a força de frenagem desnecessária,como será discutido com relação à Figura 10.

A decisão seguinte é se o veículo está acelerando no momento ouestá propenso a acelerar em velocidade que exceda um limite determinadopelo microcontrolador 14. Considerando que a resposta da etapa 120 seja sim,o microcontrolador 14 energiza ou ativa de outra forma o motor 16 parafornecer a retroalimentação de treinamento de contato para o motorista naetapa 122. A reação natural do operador é de levantar o pedal do acelerador18, de forma a reduzir a velocidade de aceleração. Esta redução da aceleraçãoé detectada em ciclos de leitura sucessivos e, após o microcontrolador 145 determinar que a aceleração do veículo é aceitável ou em breve será aceitável,o motor 16 é desenergizado. Alternativamente, o motor 18 pode ser energizadopor um curto espaço de tempo previamente determinado inicialmente eposteriormente energizado com pelo menos um período de tempo mais longoapós um atraso razoável, caso o veículo não tenha reduzido a velocidade nem10 suspendido a aceleração. Como outra alternativa, o motor 18 pode serenergizado por um curto espaço de tempo quando o limite para o modo deeconomia de combustível mais aita for cruzado e novamente no limite mais altopara o modo de economia de combustível caso o veículo continue a acelerar.Neste particular, dever-se-á apreciar que tempo, amplificação, freqüência e15 métodos de pulso diferentes poderão ser fornecidos para atingir aretroalimentação de treinamento necessária.

Em seguida, o microcontrolador 14 determina na etapa 124 se avelocidade é alta demais com relação à economia de combustível desejadapelo motorista, conforme expresso por meio de um dispositivo de entrada como20 a chave seletora 30. Caso o veículo exceda 88 km/h no modo de otimização derodovia com a configuração de economia de combustível mais alta, porexemplo, o microcontrolador 14 energiza o motor 16 para fornecer umaretroalimentação de contato na etapa 126. Esta retroalimentação de contatopode também ser diferente da fornecida para aceleração que é alta demais.25 Neste particular, por exemplo, a retroalimentação para aceleração pode seruma vibração contínua, enquanto a retroalimentação para velocidade pode seruma vibração pulsada.

Ironicamente, em muitas situações de trânsito urbano, ummotorista não chega ao seu destino mais rápido dirigindo em velocidade queseja suficientemente alta para provocar a má economia de combustível.Durante o transporte em dia de trabalho, por exemplo, um motorista encontratipicamente congestionamento na via expressa em algum ponto que torna inútil5 o tráfego em velocidade mais alta até aquele momento. Como exemploespecífico, considere que é apropriado que o motorista trafegue a 88 km/h ou96 km/h por 16 km em uma via expressa antes de encontrar tráfego que anda epára. Ao trafegar a 96 km/h, o motorista atinge o tráfego que anda e páramenos de um minuto mais rápido que se trafegasse a 88 km/h. Muito embora10 96 km/h seja uma velocidade aparentemente maior para o motorista, umperíodo muito breve de tráfego que anda e pára cancela a diferença de tempoinicial, de forma que o tempo de viagem total será o mesmo. Com o uso de umsistema de navegação/GPS 62 e o registro de transportes passados ao longodesse trajeto, o tempo de viagem estimado pode ser exibido para o motorista15 para as configurações de economia de combustível e economia de combustívelmais alta. Caso esses dois tempos sejam idênticos ou próximos, o motoristaconclui que ele(a) somente esta gastando dinheiro e combustível ao trafegarem velocidade aparentemente mais alta. Sem o fornecimento de sistema denavegação/GPS 62, o microcontrolador 14 pode ainda ser configurado para20 fornecer essa estimativa sem a seleção de trajeto pelo motorista. Mas, nestecaso, o trajeto/distância necessita ser considerado dado o tempo de trajeto eviagens passadas nessa hora e dia. Ao registrar tempos de início de viagem,tempos de parada, distâncias percorridas e velocidades periódicas, omicrocontrolador 14 é capaz de deduzir a viagem mais provável sendo25 realizada. Desta forma, considere, por exemplo, que o motorista ligue o motordo veículo às 7h12 de segunda-feira. Caso a maior parte das viagensrealizadas às segundas-feiras entre os horários de 6h00 e 8h00 for de cerca de32 km de distância, as informações médias de viagem dessas viagens de 32km podem ser exibidas para o motorista (tal como no visor 44a da Figura 3),bem como os tempos de viagem estimados discutidos acima. O objetivo dofornecimento destas informações é incentivar o motorista a fazer julgamentosque aumentam a economia de combustível do seu veículo alterando o seuestilo de dirigir. Estas informações podem, entretanto, ser úteis também emoutros contextos. O veículo pode ser automaticamente pré-aquecido para umaviagem matinal no inverno, por exemplo, e/ou previamente resfriado para umaviagem à tarde no verão de forma favorável ao meio ambiente sem necessitarde instrução do motorista para fazê-lo.

Considerando que o veículo é equipado com o sistema decontrole de trajeto adaptativo 30, as informações são disponíveis para que omicrocontrolador 14 determine se há uma separação de veículo suficiente parapromover economia de combustível na etapa 128 e fornecer um alerta decontato ou ligação por meio do pedal do acelerador caso não haja (etapa 130).

Neste particular, um distanciamento saudável com relação ao veículo da frentepermite a redução da velocidade do motorista, mas sem a necessidade deparar em muitas circunstâncias de tráfego. Por outro lado, um padrão defrenagem rápida (ou alta taxa de desaceleração) é inconsistente com um estilode direção que promova a segurança na direção e economia de combustível.

Estas situações divergentes são ilustradas pelas duas curvas de velocidadeexibidas na Figura 9. Em um veículo não equipado com controle de trajetoadaptativo, o microcontrolador 14 pode, entretanto, determinar que um padrãode distanciamento insuficiente está emergindo. Conforme ilustrado na Figura 9,um padrão de distanciamento insuficiente pode ser discernido a partir doperíodo de tempo até encostar no carro da frente permitido antes de um eventode frenagem e a rapidez com que o veículo desacelerou. Pode levar, porexemplo, de um a dois segundos para que um motorista libere o pedal doacelerador 18 para a sua posição ociosa e aplique o pedal de freio 36. Como avelocidade de desaceleração do veículo pode ser armazenada na memóriaassociada do microcontrolador 14, o tempo de desaceleração pode serdeterminado a partir da alteração da velocidade do veículo. Desta forma, casoo tempo de desaceleração seja de menos de quatro segundos antes dafrenagem, por exemplo, o motorista deixou relativamente pouca distância deseparação para o veículo na frente. Esta análise de reconhecimento depadrões após o fato pode ser conduzida por meio de retroalimentação detreinamento de contato por meio do pedal de freio 36. De forma similar, omicrocontrolador 14 pode também utilizar uma alteração da velocidade doveículo para determinar que um padrão de frenagem excessiva está surgindo(etapa 132) e fornecer uma retroalimentação de treinamento de contatocorrespondente (etapa 134). Neste particular, dever-se-á apreciar que umarecepção de contato conduz a retroalimentação de treinamento diretamentepara (e necessariamente apenas para) o motorista sem a necessidade de15 alteração da linha de visão do motorista a ser recebida.

Mesmo se o motorista estiver operando de outra forma o veículopara atingir uma alta economia de combustível, um excesso de ociosidadepode reduzir a economia de combustível final obtida. Reiniciar alguns veículos,por exemplo, pode utilizar menos combustível que mantê-los ociosos por mais20 de trinta segundos. Conseqüentemente, em veículos não equipados comsistema de operação de iniciar-parar, o microcomputador 14 recomendapreferencialmente que o motor seja desligado quando houver sido excedidolimite de tempo, conforme exibido nas etapas 136 e 138. Exemplo de limite detempo pode ser de dois minutos. Considerando que o veículo está parado, a25 recomendação pode ser conduzida por meio do visor 44 ou 60, tal como"Desligar o motor?".

Tendo ou não cruzado qualquer dos limites discutidos acima, asetapas 110 e 140 indicam que as variáveis necessárias em ciclos de leiturafuturos (tais como aceleração e velocidade do veículo) serão registradas. Alémdisso, a etapa 142 indica que o microcomputador 14 determinapreferencialmente se a velocidade do veículo foi ou não estabilizada; ou seja,uma situação na qual fica claro que o motorista está tentando manter umavelocidade de veículo constante. Embora o motorista pudesse opcionalmenteengatar o sistema de controle de rota do veículo neste momento, a etapa 144exibe o fornecimento vantajoso de modo semi-rota. Ao contrário de modo decontrole de rota normal em que o motorista pode remover o seu pé do pedal doacelerador 18, o modo de semi-rota não precisa ser perceptível para omotorista. Em outras palavras, o motorista ainda tem o seu pé sobre o pedal doacelerador 18 até o mesmo ponto, mas o microcontrolador 14 utiliza o sistemade controle de rota para evitar que movimentos de pedais inadvertidos pelomotorista prejudiquem a economia de combustível. Desta forma, por exemplo,caso o motorista pressione levemente o pedal do acelerador ainda mais, deforma que normalmente ocorreria o aumento de 1,5 a 3 km/hora, esse aumentode velocidade insignificante é evitado caso a economia de combustível forapreciavelmente reduzida. Quando o motorista ordenar o aumento davelocidade de veículo acima deste nível limite, novamente se permite aaceleração do veículo como de costume.

Por fim, a Figura 10 exibe um exemplo de tabela de observaçãoque poderá ser empregada pelo microcontrolador 14. A Figura 10 destina-se ater uma natureza genérica e de exemplo, pois cada modelo de veículo tem oseu próprio perfil de eficiência de combustível específico. Em qualquer doscasos, dever-se-á compreender que a eficiência de combustível durante aaceleração não é constante ao longo de todas as velocidades de veículoapropriadas. Embora o perfil de eficiência de combustível de um veículo possaser modelado a partir dessas ferramentas de calibragem padrão na forma demapa da velocidade de consumo de combustível contra a velocidade e cargado motor, um mapa do programa de comutação de transmissões contravelocidade do motor e velocidade do veículo, o próprio veículo pode ser testadopara avaliar a eficiência de combustível ao longo de várias velocidades,velocidades de aceleração e cargas para determinar uma ou mais tabelas deobservação com valores limites específicos para o microcontrolador 14.Também se deve observar que as velocidades de veículo de 65 km/h e 88km/h são ressaltadas na Figura 10 e exibidas como sendo aceleraçãolevemente positiva. Isso serve para indicar que os limites de velocidade deveículos devem ser acionados na etapa 124 quando a velocidade do veículoestiver aumentando.

Embora realizações específicas tenham sido descritas nopresente, deve-se compreender que diversas modificações, alterações eadaptações podem ser realizadas pelos técnicos no assunto sem abandonar oespírito e o escopo das presentes reivindicações, bem como as adicionadas oualteradas em seguida. Estas reivindicações sejam de escopo mais amplo, maisrestrito, igual ou diferente das reivindicações originais, também devem serconsideradas incluídas no objeto do presente relatório descritivo.

Claims (25)

1. APARELHO DE FORNECIMENTO DE RETORNO DETREINAMENTO, para um motorista de um veículo, que o incentivará a dirigir oveículo com alta economia de combustível, caracterizado por compreender:- um acionador de toque associado operativamente a um conjuntode controle de acelerador do mencionado veículo para fornecer o retorno parao mencionado motorista;- uma interface entre ser humano e máquina que permite que omotorista de veículo selecione entre uma série de configurações de economiade combustível o aumento da economia de combustível; e- um controlador de toque configurado para fornecer o retorno detreinamento para o mencionado motorista por meio do mencionado operadorde toque quando o mencionado veículo cruzar pelo menos um dentre umasérie de limites de velocidade e aceleração em resposta às mencionadasconfigurações de economia de combustível da mencionada interface entre serhumano e máquina.

2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do mencionado controlador de toque incluir limites develocidade diferentes para regimes de direção na cidade e na rodovia.

3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato dos mencionados limites de aceleração dependerem,ao menos em parte, da velocidade do veículo.

4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pelo fato de pelo menos um dos mencionados limites develocidade para os mencionados regimes de direção na cidade e na rodovia édiferente para cada uma das mencionadas configurações de economia decombustível da mencionada interface entre ser humano e máquina.

5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de incluir adicionalmente um acionador de toqueassociado operativamente a um conjunto de controle de freio do mencionadoveículo, em que o mencionado controlador de toque é adicionalmenteconfigurado para fornecer um retorno de treinamento por meio do mencionadoacionador de toque para o mencionado conjunto de controle de freio emresposta ao cruzamento de pelo menos um dentre uma série de limitesrelativos à desaceleração.

6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que um dos mencionados limites relativos àdesaceleração é um tempo de desaceleração previamente determinado e outrodentre os mencionados limites relativos à desaceleração indica a intensidadede frenagem.

7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do mencionado controlador de toque ser conectado auma porta de diagnóstico no mencionado veículo.

8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do mencionado controlador de toque ser um motor devibração montado de forma adesiva a um elemento estacionário domencionado conjunto de controle de acelerador.

9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da mencionada interface entre ser humano e máquinaser uma interface de múltiplo uso no mencionado veículo.

10. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da mencionada interface entre ser humano e máquinaincluir um display visualmente perceptível e o mencionado controlador de toqueser adicionalmente configurado para conduzir mensagens de retorno positivapara o mencionado motorista por meio do mencionado display.

11. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da mencionada interface entre ser humano e máquinatambém incluir uma configuração sem o mencionado retorno de treinamento.

12. APARELHO DE FORNECIMENTO DE RETORNO DETREINAMENTO, pós-venda para um motorista de um veículo, que incentivaráo veículo a ser conduzido com alta economia de combustível, caracterizado porcompreender:- um acionador de toque para fornecer um retorno para o motoristado veículo, em que o mencionado acionador de toque inclui uma montagempara facilitar a instalação sobre um conjunto de controle de acelerador domencionado veículo; e- um controlador de toque que possui uma primeira interface paraa conexão a uma porta de diagnóstico do mencionado veículo e uma segundainterface para a comunicação com uma interface entre ser humano e máquina,em que o mencionado controlador de toque é configurado para fornecer oretorno de treinamento para o mencionado motorista por meio do mencionadoacionador de toque quando o mencionado veículo cruzar pelo menos umdentre uma série de limites de velocidade e aceleração para uma configuraçãode economia de combustível selecionável por meio da mencionada interfaceentre ser humano e máquina.

13. APARELHO, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato da mencionada montagem para o mencionadoacionador de toque incluir um fundo adesivo para permitir a instalação rápida auma parte do mencionado conjunto de controle de acelerador.

14. APARELHO, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato da mencionada montagem ser uma montagem degancho e laço.

15. APARELHO, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do mencionado controlador de toque ser acomodadoem um invólucro e a mencionada interface entre ser humano e máquina seruma chave que também inclui uma configuração sem o dito retorno detreinamento.

16. APARELHO, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de incluir adicionalmente um segundo acionador detoque, em que o mencionado segundo acionador de toque possui umamontagem para facilitar a instalação sobre um conjunto de controle de freio domencionado veículo, em que o mencionado controlador de toque éadicionalmente configurado para fornecer o retorno de treinamento por meio domencionado segundo acionador de toque quando o mencionado veículo cruzarpelo menos um dentre uma série de limites relativos à desaceleração.

17. APARELHO, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que um dos mencionados limites relativos àdesaceleração é um tempo de desaceleração previamente determinado e outrodos limites relativos à desaceleração que indica a intensidade de frenagem.

18. MÉTODO DE FORNECIMENTO DEUM RETORNO DETREINAMENTO, para um motorista de um veículo, que o incentivará a dirigir oveículo com alta economia de combustível, caracterizado por compreender asetapas de:- fornecimento do retorno de treinamento por meio de umacionador de toque associado operativamente a um conjunto de controle deacelerador do mencionado veículo quando a velocidade do mencionado veículocruzar um limite de velocidade variável; efornecimento de um retorno de treinamento por meio domencionado acionador de toque quando a aceleração do mencionado veículocruzar um limite de aceleração variável.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato dos mencionados limites de velocidade e de aceleração dependeremde uma configuração de economia de combustível selecionada por meio deuma interface entre ser humano e máquina.

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato do mencionado limite de aceleração também ser variável com avelocidade do veículo.

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato do mencionado limite de velocidade também ser variável com adireção na cidade e na rodovia.

22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de incluir a etapa de fornecimento de um retorno de treinamento pormeio de um acionador de toque associado operativamente a um conjunto decontrole de freio do mencionado veículo quando o mencionado veículo cruzarpelo menos um dentre uma série de limites relativos à desaceleração.

23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de incluir a etapa de exibição de informações do tempo de trajetoestimado para o motorista com base em viagens passadas.

24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de incluir adicionalmente as etapas de:detecção de que a velocidade do mencionado veículoestabilizou-se; eengate de um modo de semi-trajeto de controle develocidade sem necessidade de intervenção pelo mencionado motorista deveículo em que não se permite que a velocidade do mencionado veículo sejainadvertidamente elevada quando a economia de combustível for reduzida, atéque o mencionado motorista de veículo comanda um aumento da velocidadedo veículo acima de um valor previamente determinado.

25. MÉTODO DE ASSISTÊNCIA AO MOTORISTA DE UMVEÍCULO, para manter velocidade constante, caracterizado por compreenderas etapas de:detectar que a velocidade do mencionado veículoestabilizou; eengatar um modo semi-rota de controle de velocidade semnecessidade de intervenção pelo mencionado motorista de veículo em que nãose permite que a velocidade do mencionado veículo aumente inadvertidamentequando a economia de combustível for reduzida, até que o mencionadomotorista de veículo comande o aumento da velocidade do veículo acima deum valor previamente determinado.