SE0850088A1 - Bromsåterkopplingssystem - Google Patents

Description

30 2 och/eller bromsbelägg. Användandet av hjälpbromsar bör därför uppmuntras så att förare använder dem mer frekvent.

Den internationella ansökan WO 2007/139494 redogör för en enhet avsedd att kontrollera fordonsförarens möjlighet att välja bromssystem. Förarens användning av ett bromssystem jämförs med förarens totala användning av alla bromssystem under ett bromsingrepp för att bedöma förarens förmåga att använda bromssystemet. Användningen av ett system mäts i form av energiförlust eller användningstid för det aktuella systemet.

Den amerikanska ansökan 2006/0113833 redogör för en metod som avser distribution av bromsmoment till minst en första och en andra bromsenhet.

Distributionen av bromsmoment tar hänsyn till det bromsmoment som krävs, samt till det maximala bromsmoment som den första respektive andra bromsenheten kan prestera. Det momentana retardationsmomentet mäts och det erhållna mätvärdet blir en del av beräkningen av distributionen av bromsmoment.

Syftet med den föreliggande uppfinningen är att erbjuda ett förbättrat evalueringssystem med avseende på förarens användande av hjälpbromsarna för att därigenom bättre kunna evaluera förarens sätt att använda bromsarna så korrekt som möjligt. Ännu ett syfte med uppfinningen är att uppmuntra föraren att köra ekonomiskt.

Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syfte uppnås med ett bromsåterkopplingssystem till ett fordon som innefattar en evalueringsanordning för bromsval anordnad för att evaluera förarens val av bromssystem, t.ex. retardationsbroms, hjälpbroms, färdbroms eller motorbroms, genom att jämföra förarens användning av minst ett bromssystem, med den totala användningen av fordonets bromssystem under ett bromsingrepp.

Förarens användning av ett hjälpbromssystem fastställs baserat på ett beräknat värde från minst en bromskraftsmodell hörande till hjälpbromssystemet, där evalueringssystemet för bromsval är anordnat för att gradera förarens val av 10 15 20 25 30 3 bromssystem och återkoppla rekommendationer avseende prioritering av bromssystem och/eller bromsfunktion till föraren på en presentationsanordning.

En hjälpbroms är ett komplement till fordonets vanliga hjulbroms och är konfigurerad för att generera retardationsmoment som reducerar motorvevaxelns rotationshastighet. En hjälpbroms kan t.ex. utgöras av en motorbroms, avgasbroms, elektromagnetisk retardationsbroms eller hydraulisk retardationsbroms. Hjälpbromsarna används med fördel vid konstant farthållning i nedförsbacke och vid måttlig retardation, medan fordonets vanliga hjulbroms huvudsakligen används vid kraftfulla och plötsliga bromsingrepp. Med användningen av hjälpbromsarna förhindras att de vanliga hjulbromsarna, som i regel utgörs av friktionsbroms, diskbroms eller trumbroms, överhettas med åtföljande risk för fallerande bromsverkan, samtidigt som slitaget på hjulbromsen minskar.

På vissa lastbilar utrustade med retardationsbroms och elektronisk bromsstyrning (EBS) förekommer en funktion som kallas bromsblandning. Bromsblandning innebär att hjulbroms och retardationsbroms koordineras för att uppnå en optimal bromsverkan. När föraren anmodar bromsverkan genom att trycka ned bromspedalen, anlägger systemet först broms via hjulbromsen. Skälet till detta är att det föreligger en viss fördröjning från det att retardationsbromsen aktiveras tills den levererar ett faktisk bromsmoment. När retardationsbromsen följaktligen börjar generera bromsmoment minskar bromsblandningsfunktionen gradvis hjulbromsen verkan och låter i stället retardationsbromsen ta över. En fördel med denna funktion är att föraren omedelbart känner av bromsverkan.

Adekvata utföranden beskrivs i de självständiga kraven.

Kort beskrivninq av de bifogade ritninqarna Figur 1 visar schematiskt ett styrsystem till ett fordon där den föreliggande uppfinningen används. 10 15 20 25 30 4 Figur 2 visar relationen mellan olika krafter under ett bromsingrepp med ett teoretiskt beräknat värde för den maximala bromskraften från hjälpbromsarna.

Detalierad beskrivning av adekvata utföranden av uppfinningen I figur 1 visas schematiskt ett styrsystem till ett fordon med vilket den föreliggande uppfinningen kan användas. Fordonet innefattar en framaxel 1 med styrhjul 2, 3, en bakre drivaxel 4 med drivhjul 5-8, och fakultativt en bakaxel 9 med hjul 10 och 11. Vidare innefattar fordonet en till en växellåda 12 kopplad motor 13, som driver axeln 4 med en från växellådan utgående axel 14. Växellådan 12 och motorn 13 regleras av styrenhet 15 respektive 16, vilka i sin tur regleras av en huvudstyrenhet 17. Motorstyrsystemet 16 reglerar fordonets motorfunktioner, vilka t.ex. kan bestå av bränsleinsprutning och motorbroms. Regleringen baseras på ett antal indatasignaler vilka utgörs av signaler (visas inte) från gasreglage (gaspedalens position), varvtalsgivare och bromsstyrsystem.

Växellådsstyrsystemet 15 reglerar växellådsfunktionerna, där växlingen kan regleras baserat på en indatasignal från varvtalsgivare vid användning av en automatisk växellåda, eller utifrån en indatasignal från en växelväljare (Växelspak) vid användande av en manuell växellåda. Vidare innefattar fordonet ett bromsstyrsystem med en bromsstyrenhet 17, som reglerar fordonets bromsfunktioner, såsom automatisk lastberäkning så att en given pedalsposition alltid kan resultera i samma bromsverkan oavsett lastens storlek.

Bromsstyrenheten reglerar fordonets olika bromssystem, t.ex. retardationsbroms och andra kompletterande bromssystem, såsom avgasbroms och färdbroms, baserat på förarkommandon, och skickar styrsignaler till olika chassimonterade systemmoduler (visas inte) där de elektriska styrsignalerna används för att t.ex. justera bromstryck.

De ovan beskrivna styrenheterna utgör endast exempel på vad som kan förekomma i ett fordon. Som fackmannen inser kan naturligtvis två eller flera av ovanstående beskrivna styrenheter vara integrerade i en enda styrenhet. 10 15 20 25 30 5 Bromsåterkopplingssystemet 18 i enlighet med uppfinningen innefattar en evalueringsanordning för bromsval, och genom informationsinsamling, t.ex. avseende applicerat bromsmoment (energiförlust) för respektive bromssystem, kan förarens val av bromssystem evalueras direkt i fordonet. Systemet 18 innefattar anordningar för mottagning av bromsrelaterade signaler och andra fordonsrelaterade signaler. I det redovisade typiska utförandet innefattar fordonet fyra olika bromssystem, retardationsbroms, avgasbroms, färdbroms (fotbroms) och motorbroms, och systemet 18 innefattar anordningar för mottagning av signaler avseende dessa bromssystem. Till exempel kan bromsreglagepositionen för ett specifikt bromssystem, som regleras av föraren med hjälp av fordonskonstruktionen, anordnas så att den omvandlas till en elektrisk signal som sedan behandlas av fordonets styrsystem eller av en separat styrenhet.

Evalueringsanordningen för bromsval är i enlighet med uppfinningen anordnad för att evaluera förarens val av bromssystem genom att jämföra förarens användning av minst ett bromssystem med den totala användningen av fordonets bromssystem under ett bromsingrepp. Användning av ett bromssystem kan i enlighet med ett utförande representeras som energiförlust under användningen av bromssystemet.

Ett bromsevalueringsvärde U beräknas baserat på jämförelsen och om U överstiger ett visst värde bedöms bromsingreppet vara ett bra bromsingrepp, dvs. ett högt värde tilldelas. Värdet U kan teoretiskt representera en procentsats av det 100 % "perfekta" bromsingreppet. Ett konstant värde K som används i beräkningen av bromsevalueringsvärdet kan göras beroende av t.ex. vägens lutning och/eller fordonets vikt.

Systemet 18 kan ta emot signaler som representerar respektive bromssystems applicerade bromsmoment, dvs. bromsmoment från färdbroms (disk- eller trumbroms), bromsmoment från retardationsbroms, bromsmoment från avgasbroms och bromsmoment från en eller flera andra hjälpbromsar, t.ex. motorbromsmoment. Genom att integrera dessa krafter över avståndet för hela 10 15 20 25 30 6 bromsingreppet kan energin som absorberas av respektive bromssystem fastställas. Ett bromsevalueringsvärde kan sedan beräknas enligt följande: U = K _ (ERetarder + EExhaust _brake + EEngine àbrake) ) Deceleration där E representerar den energimängd som används under ett bromsingrepp för respektive bromssystem samt för hela bromsingreppet. Ett bromsevalueringsvärde kan beräknas för varje bromssystem.

Ju högre värde på U är desto bättre användande av bromssystemen under ett bromsingrepp. Genom att summera U-värdena för alla bromsingrepp under en fordonsfärd och dividera med antalet bromsingrepp, kan ett effektivitetsmått på förarens användning av fordonets olika bromssystem erhållas.

Bromsbeläggstemperatur och bromsbeläggsslitage kan också påverka U-värdet och kan införlivas i ovanstående ekvation (1) genom multiplikation med en faktor Sfemp och en faktor S,,-,,,-,,g. Dessa kan fastställas som t.ex. Stemp = Cfbromstemperatur, och S,,-,,,-,,g= C2-(1-resterande bromsbelägg). Fordonets omgivande miljö kan också tas med i beräkningen för varje bromsingrepp, vilket innebär att en mycket noggrann evaluering kan uppnås.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller ett system för att till föraren återkoppla information avseende dennes beteende, samt förbättrad evaluering av förarens användning av hjälpbromssystem ijämförelse med tidigare kända system, när fastställandet av detta baseras på ett beräknat värde från minst en bromskraftsmodell hörande till hjälpbromssystemet. Systemet ger vidare återkoppling till föraren genom att gradera förarens val av bromssystem och genom att återkoppla rekommendationer till föraren avseende prioritering av bromssystem och/eller bromsfunktion på en presentationsanordning.

Eftersom det inte alltid är möjligt att bromsa endast med hjälp av hjälpbromsar (i frånvaro av tillgängligt bromsmoment) fastställs förarens användning av minst ett 10 15 20 25 30 7 bromshjälpsystem, i enlighet med uppfinningen, genom jämförelse av använd hjälpbromskraft med ett beräknat maximivärde för hjälpbromskraft baserat pà en bromskraftsmodell. Evalueringen måste följaktligen fastställas genom relationen mellan använd hjälpbromskraft och den faktiska tillgängliga hjälpbromskraften från hjälpbromsarna. Den faktiska tillgängliga hjälpbromskraften som hjälpbromsarna kan prestera är beroende av olika parametrar, och det är inte alltid möjligt att uppnå den maximala bromskapaciteten från hjälpbromsarna eftersom t.ex. hjälpbromskraften år beroende av drivhjulens rotationshastighet samt att hjälpbromsarna kräver kylning som inte alltid är tillräcklig. Eftersom det inte finns någon givare som meddelar vilket maximalt bromsmoment hjälpbromsarna kan bromsa med (det är endast faktisk bromsverkan som mäts) så måste detta beräknas. Genom att mata in vissa vården, t.ex. maximalt bromsmoment, rotationshastighet, olika temperaturer, etc. till en hjälpbromsmodell (modellens konstruktion är känd sedan tidigare och förklaras inte vidare) kan ett teoretiskt maximivärde för hjälpbromskraft erhållas vid varje tidpunkt. I fig. 2 visas relationen mellan den totala bromskraften (A), fordonets faktiska bromskraft från hjälpbromsar och motorbroms (B) och ett teoretiskt beräknat värde för maximal bromskraft från hjälpbromsarna (C) vid varje tidpunkt. Den faktiska bromskraften (B) bör därförjämföras med minimivärdet (D, den prickade linjen i fig. 2) för den totala bromskraften (A) och den teoretiska maximala bromskraften för hjälpbromsarna (C), för att erhålla en korrekt gradering av förarens användning av hjälpbromsarna under ett bromsingrepp. Ett evalueringsvärde U avseende hjälpbromsarna beräknas följaktligen påföljande sätt: = <2) där A(B) är arean under den faktiska bromskraften från hjälpbromsar och motorbroms, dvs. energiförlusten från hjälpbromsar och motorbroms, och A(D) är arean under D-linjen. Genom att integrera kraftvärdena, kan energivärdena beräknas för bromsingreppet.

En viss felmarginal tillåts vid beräkningen av en korrekt evaluering. I enlighet med ett utförande fastställs således förarens användning av hjälpbromsen genom att 10 15 20 25 30 8 jämföra använd hjälpbromskraft med minimivärdet för den beräknade maximala tillgängliga hjälpbromskraften som erhålls från bromskraftsmodellen och den totala bromskraften. Därigenom erhålls en förbättrad evaluering och gradering av förarens sätt att använda hjälpbromsarna.

Olika modeller kan användas för olika hjälpbromssystem, exempelvis kan hjälpbromskraftsmodellen utgöras av en retardationsbromskraftsmodelI, en avgasbromskraftsmodell eller en motorbromskraftsmodell.

Evalueringsanordningen för bromsval innefattar med fördel vissa kriterier och/eller trösklar för evaluering och gradering av hjälpbromsanvändningen. På detta sätt uppnås möjligheten att särskilja vissa situationer i syfte att åstadkomma en bättre evaluering med åtföljande gradering av förarens hjälpbromsanvändning. Exempel på sådana situationer förklaras i det följande.

I ett utförande utgör fordonsförarens bromsingrepp en aktivering av en bromsblandningsfunktion, t.ex. en blandning mellan färdbroms och en hjälpbroms.

I sådana fall evaluerar och graderar evalueringsanordningen för bromsval förarens användning av bromsblandningsfunktionen baserat på kriteriet att en bromsmomentparameter som representerar ett bromsmoment från retardationsbromsen registreras. Eftersom det föreligger en viss fördröjning mellan aktiveringen av retardationsbromsen och appliceringen av ett faktiskt bromsmoment, ger dessa krav en förbättrad evaluering av förarens användning av funktionen jämfört med tidigare kända evalueringsmetoder.

I ett fordon av den typ som visas ifig. 1, är det, som tidigare omnämnts, mycket viktigt att föraren under bromsingreppet använder korrekt bromssystem för att undvika onödigt slitage, och/eller onödiga risker till följd av överbelastning av ett visst bromssystem. Evalueringsanordningen för bromsval är följaktligen anordnad för att återkoppla rekommendationer avseende prioritering av bromssystem eller bromsfunktion till föraren på en presentationsanordning. Detta ger föraren möjlighet att ändra sitt körbeteende. Om en prioriterad bromsfunktion inte 10 15 20 25 30 9 aktiveras vid bromsning kan en rekommendation med fördel visas på presentationsanordningen efter bromsingreppet, i syfte att aktivera den prioriterade bromsfunktionen. En sådan bromsfunktion kan vara bromsblandningsfunktionen. Eftersom bromsblandningsfunktionen bidrartill att avlasta hjulbromsarna bör användningen av denna funktion uppmuntras. Efter ett utfört bromsingrepp med denna funktion avaktiverad ska följaktligen en rekommendation visas för föraren, där denne uppmuntras att aktivera denna funktion.

En särskiljande situation är om temperaturen på fordonets utsida ligger under en viss tröskel. I detta fall evaluerar eller graderar inte evalueringssystemet för bromsval förarens användning av hjälpbromsarna, och rekommenderar inte heller något prioriterat bromssystem till föraren. Denna situation särskiljer sig eftersom hjälpbromsarnas bromsverkan endast påverkar drivaxeln. Vid omständigheter då väglaget är halt, eller kan antas vara halt (nära 0°C), eller då temperaturen ligger under 0°C, ska föraren inte anmodas att använda hjälpbromsarna eftersom detta kan leda till en trafikfarlig situation. Följaktligen ska ingen evaluering eller gradering ske och inga rekommendationer ska visas för föraren under dessa omständigheter. Om föraren dessutom har avaktiverat bromsblandningsfunktionen till följd av att temperaturen på fordonets utsida ligger nära eller under 0°C, ska ingen gradering av föraren utföras, inte heller ska några rekommendationer presenteras för föraren.

I ett utförande är systemet 18 anordnat så att evalueringen och graderingen av förarens bromssystemval är beroende av minst en påverkande parameter, t.ex. en parameter avseende fordonets omgivning. Denna parameter avseende fordonets omgivning kan utgöras av en parameter som tar hänsyn till typen av vägavsnitt, t.ex. vänstersväng, raksträcka, etc. På detta sätt är det möjligt att evaluera och gradera hur väl föraren har lyckats interagera med bromsarna på ett visst vägavsnitt. lO System 18 innefattar alla datorprogram och all hårdvara för utförandet av de steg som krävs för att ge återkoppling till föraren i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Den föreliggande uppfinningen är inte begränsad till de i det ovanstående beskrivna typiska utförandena. Olika alternativ, modifieringar och motsvarigheter kan tillämpas. Av denna anledning ska inte ovanstående utföranden anses begränsa omfattning för uppfinningen, vilken definieras av bifogade krav.

Claims (12)

a 15 2009-aug-26 11:41 Scania CV AB +46855383280 +46855383280 Patentkrav Å 11 12/16

1. Bromsåterkopplingssystem för ett fordon innefattande: en evalueringsanordning för bromsval anordnad för att evaluera förarens val av bromssystem, t.ex. hjälpbroms, färdbiroms eller motorbroms, genom att 5 jämföra förarens användning av minst ett briomssystem med den totala användningen av fordonets bromssystem uhder ett bromsingrepp, kännetecknat av fastställandet av förarens användning av ett hjälpbrömssystem baserat på ett beräknat värde från minst en -bromskraftsmodell hörande till hjälpbromssystemet, och där nämnda evalu|eringssystem för bromsval är 10 anordnat för att gradera förarens val av brorfrissystem och återkoppla “ rekommendationer avseende prioritering avå bromssystem och/eller bromsfunktion till föraren på en presentationsanordning. i i I

2. Bromsåterkopplingssystem i enlighet med krav 1, där förarens användning av nämnda hjälpbroms fastställs genom att järrziföra använd hjälpbromskiíaft med den beräknade maximala tillgängliga hjälpbroms kraften som erhålls från nämnda bromskraftsmodell. 1 i

3. Bromsåterkopplingssystem i enlighet med krav 1, där förarens. användning av 20 nämnda hjälpbroms fastställs genom att jämföra använt hjälpbromsmöment med minimivärdet för den beräknade maximala t erhålls från nämnda bromskraftsmodell och llgängliga hjälpbromskraften som den totala bromskraften. | _ _ _ I

4. Bromsåterkopplingssystem i enlighet med krav 1, 2 eller 3, där nämnda 25 bromskraftsmodell utgörs av någon av följande: en i retardationsbromskraftsmodell, en avgasbromskraftsmodell eller en motorbromskraftsmodell.

5. Bromsåterkopplingssystem ienlighet med något av föregående kra;v, där 30 nämnda evalueringsanordning för bromsval trösklar för evaluering och gradering av hjäl innefattar vissa kriterier oïch/eller abromsanvändningen. l 2009-aug-26 11:41 Scania CV AB +46855383280 l 10 q 15 20 25 30 +46855383280 12

6. Bromsåterkopplingssystem i enlighet mer nämnda bromsingrepp är en bromsblandnin färdbroms och en hjälpbroms. 13/16 | I i något av föregående kra:v, där gsfunktion, t.ex._ en blandning mellan I

7. Bromsåterkopplingssystem i enlighet med krav 5 och 6, där nämnd-a evalueringsanordning för bromsval evaluera r och graderar förarens användning av bromsblandníngsfunktionen baserat på kriteriet att en bromsmomentparameter som representerar ett bromsmoment från retardationsbromsen registreras.

8. Bromsåterkopplingssystem i enlighet med krav 1, där, då en prioriterad bromsfunktion inte aktiveras vid bromsning, en rekommendation visas på nämnda prèsentationsanordning efter nämnda brom singrepp för att aktivera den prioriterade bromsfunktionen.

9. Bromsáterkopplingssystem i enlighet me:l krav 5, där, i det fall temperaturen på fordonets utsida ligger under en viss tröskel; , evalueringssystemet för bromsval inte evaluerar eller graderar förarens använtining av nämnda hjälpbromsar och inte heller rekommenderar något prioriterat bromssystem till föraren. .

10. Bromsåterkopplingssystem i enlighet med krav 5, där systemet är anordnat så att evalueringen och graderingen av förarer minst en påverkande parameter, t.ex. en pa omgivning. s bromssystemval är beroende av rameter avseende fordonets

11.Bromsåterkopplingssystem i enlighet med något av föregående krav, där nämnda användning av bromssystemet representeras som energiförlust under användandet av bromssystemet eller broms systemets användningstid.

12. Fordon innefattande ett bromsåterkopplingssystem i enlighet medšnågot av föregående krav. I