SE0950655A1 - Bestämning av en eller flera växlingspunkter - Google Patents

Description

magnetventiler kopplade till tryckluftsanordningar. Vidare skickas information om motorn 10, såsom motorvartal och motorrnoment, från motor 10 till ECU:n via exempelvis en CAN-buss (Controller Area Network).

Styrenheten 110 innefattar vidare anordningar för att ta mot information, till exempel i form av insignaler, från växellådan 20 via en anslutning 80 och/eller från till exempel en eller flera inmatningsenheter 120 via en anslutning 90. Styrenheten innefattar vidare anordningar för att mata ut information, till exempel i form av styrsignaler, till växellådan 20 via en anslutning 70 och/eller till en eller flera utrnatningsenheter 130 via en anslutning 100. Styrenheten kan vara placerad i anslutning till förarhytten, i anslutning till växellådan, eller väsentligen var som helst i motorfordonet 1. Inmatningsenheter 120 och/eller utmatningsenheter 130 är lämpligen placerade så att de är inom räckhåll och/eller synhåll för en förare av fordonet.

I konventionella växlingssystem utnyttjar styrenheten 110 tabellerade motorvarvtalsgränser när den välj er lämplig växel. Dessa motorvarvtalsgränser benämns även växlingspunkter, och anger det motorvarvstal då en ned- eller uppväxling skall åstadkommas i växellådan 20. Det innebär att när varvtalet för motorn 10 passerar ett motorvarvtal för en växlingspunkt växlar motorfordonet 1. Växlingspunktema skall därför förstås som att de innefattar information dels om när en ned- eller uppväxling skall ske och dels om vilket antal växlingssteg som skall utföras vid nämnda ned- eller uppväxling. Vanligtvis anger varj e växlingspunkt att ett till tre växlingssteg skall utföras, men fler växlingssteg är möjliga, t.ex. ett till sex växlingssteg.

Figur 2 visar principiellt ett exempel på ett flertal tabellerade växlingspunkter bildandes linjer SP1-SP6 i en graf där x-axeln representerar motormoment och y-axeln varvtalet för motom 10 i enheten varv per minut (revolutions per minut, rpm). Så länge motorvarvtalet är mellan växlingslinj erna SP1 och SP4 sker ingen växling, men om motorvarvtalet går över en uppväxlingslinje, SP1-SP3, initieras en uppväxling, och på motsvarande sätt initieras en nedväxling om motorvarvtalet går under en nedväxlingslinje, SP4-SP6. Antal upp- respektive nedväxlingssteg för var och en av linjerna SP1-SP6 anges i tabell 1 nedan. Exempelvis, om motorvarvtalet går över linje SP1 sker en uppväxling med ett växlingssteg och om motorvarvtalet går under linje SP5 sker en nedväxling med två växlingssteg. 10 15 20 25 SP1 Uppväxlingsvarvtal för 1 steg upp SP2 Uppväxlingsvarvtal för 2 steg upp SP3 Uppväxlingsvarvtal för 3 steg upp SP4 Nedväxlingsvarvtal för 1 steg ned SP5 Nedväxlingsvarvtal för 2 steg ned SP6 Nedväxlingsvarvtal för 3 steg ned Tabell 1: Ned- och uppväxlingslinjer SPI-SP6 Valet av växlingspunkter påverkar bl.a. köregenskaper, acceleration, komfort och bränsleförbrukning för motorfordonet l, varför dessa noggrant måste kalibreras av motorfordonstillverkama. Kalibreringen går till som så att olika växlingsstrategier testas fältmässigt under olika körsituationer, såsom vid olika gaspådrag, väglutningar och tågvikter.

Testresultaten måste sedan noga analyseras för fastsällande av lämpliga växlingspunkter.

Detta förfarande för kalibrering av växlingspunkter är både tidskrävande och kostsamt.

Dessutom är resultatet av kalibreringen inte alltid tillfredställande då de kalibrerade växlingspunktema må vara lämpliga för vissa körsituationer, men mindre lämpade för andra.

Alltså erhålles i vissa körsituationer, speciellt om förutsättningarna ändras, icke-optimala köregenskaper genom de tidigare kända metodema för val av växlingspunkter.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en altemativ metod och ett alternativt system för bestämning av en eller flera växlingspunkter för en växellåda, vilka helt eller delvis lö ser ovan nämnda problem.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med en metod, enligt patentkrav l, för bestämning av en eller flera växlingspunkter för en växellåda anordnad i ett motorfordon innefattande en motor förbunden med nämnda växellåda för drivning av densamma, varvid en våxlingspunkt definieras av ett motorvarvtal vid vilken nämnda växellåda är anordnad att utföra en ned- eller uppväxling. Nämnda metod innefattar att nämnda en eller flera växlingspunkter bestäms baserat på en förändring av väglutning.

Utföringsforrner av metoden ovan återfinns i de osj älvständiga patentkraven 2-11. 10 15 20 25 30 Uppfinningen avser vidare ett datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av patentkrav l-l 1, samt en datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och datorprogrammet.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås nämnda ändamål med ett system, enligt patentkrav 14, för bestämning av en eller flera växlingspunkter, innefattande åtminstone en styrenhet inrättad för styming av en växellåda anordnad i ett motorfordon innefattande en motor förbunden med nämnda växellåda för drivning av densamma, varvid en växlingspunkt definieras av ett motorvarvtal vid vilken nämnda växellåda är anordnad att utföra en ned- eller uppväxling. Nämnda system är vidare anordnat att bestämma nämnda en eller flera växlingspunkter baserat på en förändring av en väglutning.

Systemet enligt uppfinningen kan också modifieras enligt de olika utforingsforrnerna av metoden ovan. Vidare avser uppfinningen ett motorfordon innefattande åtminstone ett system enligt ovan.

Med en metod och ett system enligt uppfinningen tillhandahålls en flexibel och mer exakt bestämning av de en eller flera ned- och uppväxlingspunkterna. Genom att växlingspunktema bestäms baserat på en förändring i väglutning kan växlingspunktema bestämmas så att de anpassas både till rådande och kommande körmotstånd för motorfordonet. Härigenom kan inställningama av de en eller flera ned- och uppväxlingspunktema optimeras sä att bränsleförbrukningen minskar och köregenskapema förbättras.

Vidare erhåller man genom användande av uppfinningen en växelvalsstrategi, där färre växlingar som senare visar sig vara felaktiga genomförs. Fordonet kommer att ligga kvar längre på en lägre växel vid ingång till en backe, vilket leder till att man i många situationer kommer att hålla en högre hastighet och högre dragkraft vid ingången till backen. Detta i kombination med de färre felaktiga växlingama gör att föraren får en positiv körupplevelse och fordonet upplevs som att det har en intelligent växlingsstrategi.

Ytterligare fördelar och tillämpningar med en metod och ett system enligt uppfinningen kommer att framgå av den efterföljande detaljerade beskrivningen. 10 15 20 25 30 Kortfattad figurförteckning I efterföljande detaljerade beskrivning av föreliggande uppfinning kommer utföringsforrner av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurema där: - figur l schematiskt visar en del av en drivlina för ett motorfordon; - figur 2 visar en graf över ned- och uppväxlingslinj er; - figur 3 visar en styrenhet att ingå i ett system enligt uppfinningen.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Föreliggande uppfinning avser bestämning av en eller flera ned- och uppväxlingspunkter för en växellåda 20, vilken företrädelsevis är anordnad i ett motorfordon l. En ned- respektive uppväxlingspunkt motsvaras av ett motorvarvtal vid vilken växellådan 20 är anordnad att utföra en ned- respektive uppväxling. Motorvarvtalen för uppväxlingspunkter är högre än motorvarvtalen för nedväxlingspunkter. Såsom angavs ovan innefattar växlingspunktema information både om när, dvs. vid vilket varvtal och motorrnoment, en ned- eller uppväxling skall ske och om hur många växlingssteg som skall tas vid denna ned- eller uppväxling.

Företrädelsevis är växellådan 20 av det slag som ingåri ett automatiserat växellådssystem, vilken styrs av en styrenhet l 10, såsom en ECU. I ett sådant system utförs växlingar automatiskt av styrenheten ll0, men det finns även system där föraren kan utföra manuell växling i ett sådant automatiskt Växelsystem, s.k. manuell växling i automatläge (automatmod). Vidare har växellådan 20 ett flertal växlar, t.ex. 12 framåtväxlar och en eller flera backväxlar, något som är vanligt i modema lastbilar.

Enligt uppfinningen bestäms ned- och uppväxlingspunktema baserat på en förändring av väglutningen. Med väglutning ska här och i detta dokument förstås att det är en lutning för vägen i en riktning i vilken motorfordonet 1 färdas. Alltså är det den lutning av vägen vilken har en inverkan på motorfordonets l körmotstånd, eftersom körrnotståndet påverkas om motorfordonet t.ex. färdas i en nedförsbacke, på plan mark, eller i en uppförsbacke.

Uppfinningen tar hänsyn till förändringen av denna väglutning när ned- och uppväxlingspunkterna bestäms, vilket gör att ned- och uppväxlingspunkterna adaptivs justeras över tiden för att anpassas till de vägegenskapema som råder vid varje tidpunkt. Uppfinningen utnyttjar att vägars kurvaturer är relativt regelbundna och kan predikteras. Genom detta förfarande minskas risken att styrenheten l 10 styr växellådan 20 att växla till en växel vilken 10 15 20 25 30 inte passar de förhållanden som råder efter att växlingen har genom förts. Till exempel minskas härigenom risken för att fordonet växlar upp och sedan, på grund av att väglutningen har ändrats till vara en brantare uppförsbacke sedan uppväxlingen påbörjades, inte orkar köra på den nya växeln efter det att växlingen genomförts. I tidigare kända system skulle en sådan situation leda till att en nedväxling måste genomföras direkt efter uppväxlingen, vilket ger ökat slitage och minskad åkkomfort.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen bestäms de en eller flera växlingspunktema dessutom baserat på en tidsperiod T, där definieras T som en beräknad tidsperiod det tar att utföra en växling. Tidsperioden T utgörs här och i detta dokument alltså av tiden från det att växlingen initieras till dess att växlingen är slutförd. Tidsperioden Tutnyttjas här i bestämningen av de en eller flera växlingspunktema genom att prediktera väglutningen efter ned- eller uppväxlingen. Alltså predikterar man här hur väglutningen kommer att se ut efter tidsperioden T , dvs. efter växlingen är utförd, vilket är möjligt eftersom vägens kurvatur är väsentligen regelbunden. Genom detta erhålls en mer exakt uppskattning av körrnotståndet motorfordonet 1 kommer att uppleva efter växlingen, vilket resulterari en mer exakt bestämning av de en eller flera växlingspunktema.

Var och en av ned- respektive uppväxlingspunktema kan innefatta ett eller flera ned- respektive uppväxlingssteg, och därmed kan var och en av de ned- respektive uppväxlingama som motsvarar dessa ned- respektive uppväxlingspunkter också innefatta ett eller flera ned- respektive uppväxlingssteg. Alltså kan, till exempel vid en uppväxling, fler än ett steg tas mellan de tillgängliga framåtväxlama om motorvarvtalet passerar en växlingspunkt innefattande fler än ett ned-, eller uppväxlingssteg. Enligt en utföringsforrn av uppfinningen utgörs antalet ned- eller uppväxlingssteg i en ned- respektive uppväxling en funktion av förändringen av väglutningen, där denna förändring är definierad som en nuvarande väglutningsderivata A imotorfordonets färdriktning.

Denna funktion för antalet ned- eller uppväxlingssteg att ta tar enligt en utföringsform av uppfinningen hänsyn till absolutbeloppet av den nuvarande väglutningsderivatan A. Om detta absolutbelopp antar ett större värde än ett tröskelvärde AT resulterar funktionen i att ned- respektive uppväxlingarna ska innefatta ett antal ned- eller uppväxlingssteg vilket är fler än ett ned- respektive uppväxlingssteg. Således kan genom denna utföringsform den med låg komplexitet beräknade väglutningsderivatan A imotorfordonets 1 färdriktning utnyttjas för att bestämma hur många växlingssteg som måste tas för att en växling ska tillåtas. Fördelen 10 15 20 25 30 med att enstegsväxlingar spärras ut är att minska sannolikheten för en växling utan att för den skull påverka växlingspunktema för de växlingar som trots allt utförs.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen bestäms väglutningsderivatan A genom någon eller flera av en beräkning, en mätning eller kartdata. En beräkning kan göras utifrån en mängd olika parametrar, t.ex. utifrån förändringar i körrnotstånd eller bensinförbrukning. En mätning kan t.ex. göras med hjälp av en eller flera sensorer över tid. Kartdata, och då speciellt topologidata, kan utnyttjas tillsammans med till exempel en positionsbestämningsanordning, såsom en GPS-anordning (Global Positioning Systems), för att bestämma väglutningsderivatan A. Väglutningsderivatan, A kan definieras som antingen väglutningens förändring med avseende på tiden eller väglutningens förändring med avseende på vägsträckan. Vid de tillämpningar som predikterar en väglutning efter växling används med fördel väglutningsderivatan med avseende på tiden eftersom man känner till hur lång tid en växling tar, men inte hur lång sträcka motorfordonet l tillrättalägger under tiden för en växling.

Tröskelvärdet AT kan vara ett förutbestämt värde, vilket ställs in vid montering eller service av motorfordonet. Detta förutbestämda värde kan ha olika storlek, beroende på egenskaper hos motorn 10, hos växellådan 20, eller på andra parametrar i drivlinan för motorfordonet 1.

Storleken på tröskelvärde AT kan ställas in även beroende av t.ex. topologin där motorfordonet l kommer att vara i bruk, så att olika värden för tröskelvärde AT ställs in om motorfordonet kommer att framföras i ett relativt platt landskap och om det kommer att framföras i bergigt landskap.

Tröskelvärdet AT beräknas enligt en utföringsform av uppfinningen irealtid, där tröskelvärdet AT beräknas i motorfordonet l, t.ex. i styrenheten ll0. Genom denna realtidsberäkning av tröskelvärdet AT erhålls en ytterst följsam bestämning av växlingspunktema, och därmed en mycket exakt växling.

Enligt en utföringsform av uppfinningen beräknas de en eller flera växlingspunkterna i realtid.

Denna beräkning kan utföras baserat på en estimering eller en prediktion av hur fordonets hastighet förändras under tiden för en ned- eller uppväxling. Alltså analyseras här t.ex. hur mycket fordonet avstannar, eller antas avstanna, under tidsperioden T och denna avstanning används för att justera växlingspunktema. 10 15 20 25 30 Fackmannen inser att en metod för bestämning av en eller flera växlingspunkter enligt föreliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datorn utför metoden. Datorprogrammet är innefattat i en datorprogramprodukts datorläsbara medium, varvid nämnda datorläsbara medium består av ett lämpligt minne, såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Vidare avser föreliggande uppfinning även ett system för bestämning av en eller flera växlingspunkter, innefattande åtminstone en styrenhet inrättad för styming av en växellåda 20 anordnad i ett motorfordon 1 innefattande en motor 10 förbunden med nämnda växellåda 20 för drivning av densamma. Växellåda 20 styrs av en styrenhet 110 och är en automatväxellåda eller en automatiserad manuell växellåda innefattande ett flertal växlar. En växlingspunkt definieras här av ett motorvarvtal vid vilken nämnda växellåda 20 är anordnad att utföra en ned- eller uppväxling. Enligt uppfinningen är systemet anordnat att bestämma nämnda en eller flera växlingspunkter baserat på en förändring av en väglutning.

Figur 3 visar schematiskt en styrenhet 110. Styrenheten 110 innefattar en beräkningsenhet 111, Vilken kan utgöras av väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital Signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).

Beräkningsenheten 111 är förbunden med en, i styrenheten 110 anordnad, minnesenhet 112, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 111 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 111 behöver för att kunna utföra beräkningar.

Beräkningsenheten 111 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 1 12.

Vidare är styrenheten 1 10 försedd med anordningar 113, 1 14, 1 15, 1 16 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågforrner, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningama 113, 116 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av beräkningsenheten 111. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 111.

Anordningama 114, 115 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler 10 15 20 erhållna från beräkningsenheten 111 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av systemet för förhindrande av dubbelväxling.

Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN- buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. Även anslutningarna 70, 80, 90, 100 visade i figur 1 kan utgöras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller trådlösa anslutningar.

En fackman inser att den ovan nämnda datorn kan utgöras av beräkningsenheten 111 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 112.

Fackmannen inser också att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utföiingsformerna av metoden enligt uppfinningen. Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon 1, till exempel en lastbil, buss, eller traktor, innefattande åtminstone ett system för bestämning av en eller flera växlingspunkter för en växellåda enligt uppfinningen.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsforrnema av uppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsforrner inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång.

Claims (15)

10 15 20 25 30 10 Patentkrav

1. Metod för bestämning av en eller flera växlingspunkter för en växellåda (20) anordnad i ett motorfordon (1) innefattande en motor (10) förbunden med nämnda växellåda (20) for drivning av densamma, varvid en växlingspunkt definieras av ett motorvarvtal vid vilken närrmda växellåda (20) är anordnad att utföra en ned- eller uppväxling, kännetecknad av att nämnda en eller flera växlingspunkter bestäms baserat på en förändring av väglutning.

2. Metod enligt patentkrav 1, varvid nämnda ned- eller uppväxling innefattar ett eller flera ned- respektive ett eller flera uppväxlingssteg.

3. Metod enligt patentkrav 2, varvid antalet ned- eller uppväxlingssteg är en funktion av nämnda förändring av väglutning, där nämnda förändring definieras såsom en nuvarande väglutningsderivata A i nämnda motorfordons (1) färdriktning.

4. Metod enligt patentkrav 3, varvid om absolutbeloppet av nämnda nuvarande väglutningsderivata A antar ett större värde än ett tröskelvärde AT innefattar antalet ned- eller uppväxlingssteg fler än ett ned- respektive uppväxlingssteg.

5. Metod enligt patentkrav 4, varvid nämnda tröskelvärde AT är ett förutbestämt värde eller är ett i realtid beräknat värde.

6. Metod enligt något av patentkrav 3-5, varvid nämnda nuvarande väglutningsderivata A bestäms genom beräkning, mätning eller kartdata .

7. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda en eller flera växlingspunkter dessutom bestäms baserat på en tidsperiod T definierad som en beräknad tidsperiod för en växling för att prediktera väglutningen vilken kommer att råda efter nämnda ned- eller uppväxling.

8. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda en eller flera växlingspunkter beräknas i realtid. 10 15 20 25 30 ll

9. Metod enligt patentkrav 8, varvid nämnda en eller flera växlingspunkter beräknas baserat på en estimering av nämnda fordons (1) hastighetsförändring under tiden för en ned- eller uppväxling .

10. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda växellåda (20) styrs av en styrenhet (110) och är en automatväxellåda eller en automatiserad manuell växellåda innefattande ett flertal växlar, och nämnda motorfordon (1) är något tillhörande gruppen innefattande: en lastbil och en buss.

11. l 1. Metod för användning av en eller flera växlingspunkter vid växling av en växellåda (20) anordnad i ett motorfordon (1), varvid nämnda en eller flera växlingspunkter bestäms enligt något av metoden enligt patentkrav 1-10.

12. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av patentkrav 1-11.

13. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 10, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium tillhörande något ur gruppen innefattande: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically EPROM) och hårddiskenhet.

14. System för bestämning av en eller flera växlingspunkter, innefattande åtminstone en styrenhet (110) inrättad för styming av en växellåda (20) anordnad i ett motorfordon (1) innefattande en motor (10) förbunden med nämnda växellåda (20) för drivning av densamma, varvid en växlingspunkt definieras av ett motorvarvtal vid vilken nämnda växellåda (20) är anordnad att utföra en ned- eller uppväxling, kännetecknat av att vara anordnat att bestämma nämnda en eller flera växlingspunkter baserat på en förändring av en väglutning.

15. Motorfordon (1), såsom en lastbil eller en buss, innefattande åtminstone ett system enligt patentkrav 14.