SE0950971A1 - Förfarande och system för framförande av ett fordon - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande förframförande av ett fordon, varvid namnda fordon innefattar enmed en förbranningsmotor förbunden vaxellåda, och varvidnamnda vaxellåda kan installas till ett flertal olikautvaxlingsförhållanden för avgivning av drivkraft tillåtminstone en drivaxel för framförande av namnda fordon.Fordonet ar anordnat för framförande i åtminstone en förstamod och en andra mod, dar i namnda första mod vaxellådanvaxlas till ett lågt utvaxlingsförhållande, och dar i namndaandra mod namnda förbranningsmotor frikopplas från namndaåtminstone en drivaxel. Förfarandet innefattar att, narfordonet framförs vid en situation dar ett drivkraftsbehov förnamnda fordon år reducerat, eller inom en bestamd tid kommeratt vara reducerat: - bestamma om fordonet ska framföras enligt namnda första mod eller namnda andra mod baserat på en omgivningsparameter. (Fig. 2)

Description

lO l5 När det gäller tunga fordon i allmänhet förekommer en mängd olika drivlinekonfigurationer, men eftersom det beträffande tunga fordon ofta är önskvärt att dessa ska kunna framföras på ett för föraren sä bekvämt sätt som möjligt används ofta automatiskt växlande växellådor, där växling styrs av det i fordonet vanligtvis förekommande styrsystemet.

Genom att automatisk växling i tunga fordon vanligtvis är styrsystemstyrd möjliggörs, och tillämpas också ofta, ett styrsätt där styrning av motor och växellåda sker delvis baserat på kommandon från fordonsföraren, men också till stor del av styrsystemet. Av denna anledning byggs också funktioner ofta in i styrsystemet för att förbättra bränsleförbrukningen genom att i möjligaste mån utföra växling samt växelval på ett så bränsleekonomiskt sätt som möjligt.

Ett exempel på en sådan funktion utgörs av en funktion där fordonets förbränningsmotor i nedförslutningar frikopplas från fordonets drivhjul när inget vridmomenttillskott erfordras för att upprätthålla fordonets hastighet. Fordonets drivlina sluts sedan åter när t.ex. föraren trycker på gas- eller bromspedal. Även om ovan nämnda frikopplingsfunktion fungerar bra i många fall existerar det fortfarande situationer där bränsleförbrukningen för fordon drivna av en förbränningsmotor kan minskas ytterligare.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förfarande för framförande av ett fordon varvid bränsleförbrukningen vid nämnda fordon kan minskas.

Detta syfte uppnås med ett förfarande enligt patentkrav l.

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande för framförande av ett fordon, varvid nämnda fordon innefattar en l0 l5 med en förbränningsmotor förbunden växellåda, och varvid nämnda växellåda kan inställas till ett flertal olika utväxlingsförhållanden för avgivning av drivkraft till åtminstone en drivaxel för framdrivning av nämnda fordon.

Fordonet är anordnat för framförande i åtminstone en första mod och en andra mod, där i nämnda första mod växellådan växlas till ett lågt utväxlingsförhållande, och där i nämnda andra mod nämnda förbränningsmotor frikopplas från nämnda åtminstone en drivaxel. Förfarandet innefattar att, när fordonet framförs vid en situation där ett drivkraftsbehov för nämnda fordon är reducerat, eller inom en bestämd tid kommer att vara reducerat: - bestämma om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod baserat på en omgivningsparameter.

Detta har fördelen att fordonet kan framföras i t.ex. nedförslutningar på det sätt som ur t.ex. bränsleförbrukningshänseende är mest effektivt under rådande förhållanden. T.ex. kan det under vissa förutsättningar vara mer fördelaktigt att framföra fordonet med ilagd överväxel, medan det under andra förutsättningar kan vara mer fördelaktigt att framföra fordonet med öppen drivlina, dvs. med förbränningsmotorn frikopplad från fordonets drivhjul.

Nämnda omgivningsparameter kan t.ex. utgöras av en representation av vägens topologi framför fordonet, och/eller fordonets körmotstånd.

Ytterligare kännetecken för föreliggande uppfinning och fördelar därav kommer att framgå ur följande detaljerade beskrivning av exempelutföringsformer och de bifogade ritningarna. l0 l5 Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. la visar en drivlina i ett fordon vid vilket föreliggande uppfinning med fördel kan användas, Fig. lb visar en exempelstyrenhet i ett fordonsstyrsystem.

Fig. 2 visar ett flödesschema som illustrerar ett exempelförfarande för styrning av framförandet av ett fordon enligt en exempel utföringsform av föreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en momentkurva för en motor med angivna gränser för ett överväxlat driftområde, Fig. 4 visar framförande av ett fordon längs ett exempelvägavsnitt, Fig. 5 visar motorfriktion som funktion av varvtalet för en exempelförbränningsmotor.

Detaljerad beskrivning av exempelutföringsformer Benämningen överväxel anses normalt beteckna en växel vid vilken växellådans utgående axel roterar snabbare än motoraxeln.

I föreliggande beskrivning och patentkrav är dock benämningen överväxel begränsad till att avse en växel vid vilken fordonet, i marschhastighet, framförs vid ett förbränningsmotorvarvtal som understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för växeln uppnås. Detta betyder att maximalt vridmoment inte kommer att finnas tillgängligt vid en sådan växel, varför den heller inte är körbar annat än under förhållanden där drivkraftsbehovet är reducerat.

Detta exemplifieras i fig. 3, där en momentkurva visas med angivet driftområde för en överväxel enligt ovan. Varvtalet nd betecknar det varvtal vid vilket fordonets marschhastighet l0 l5 eller maximalt tillåtna hastighet uppnås, varvid motorn således aldrig kommer att arbeta på övervaxelns vridmomentplatå (området mellan nl och ng), utan hela tiden vid ett lagre varvtal, och dårmed lagre vridmoment. Övervaxeln år således avsedd att brukas i en driftpunkt under momentplatån för momentkurvan, och driftspunkten nd kan, i princip, förläggas till godtycklig tillamplig punkt mellan no (en punkt dar motorvarvtalet år tillräckligt högt för att kunna avge ett positivt motormoment) och nl.

Detta skiljer sig från normalt utvaxlade fordon, dar vaxellådans utvaxlingsförhållande år anordnat på ett sådant satt att fordonet framförs med ett motorvarvtal som ligger mitt på (mitt emellan nl och ng), eller i den övre delen av momentplatån (dvs. narmare ng) för den högsta vaxeln vid körning i marschhastighet. Fordonets marschhastighet kan variera i beroende av regionala beståmmelser eller typ av vag, men kan t.ex. utgöras av 80, 85 eller 89 km/h.

Framförande av fordon med hjälp av övervaxel visas aven i den parallella ansökan ”FÖRFARANDE ocH SYSTEM FÖR FRAMFÖRANDE Av ETT FORDON I” med samma sökande och inlamningsdag som föreliggande ansökan, samt aven i den parallella ansökan ”FÖRFARANDE ocH SYSTEM FöR FRAMFÖRANDE Av ETT FoRDoN III” med samma sökande och inlamningsdag som föreliggande ansökan.

Vridmoment Toch motoreffekt P år kopplade till varandra enligt ekvationen: P=Tw, (l) dår w utgör förbrånningsmotorns vinkelhastighet, dvs. 2n60hpm (dar lpnz = motorvarvtal/minut), vilket medför att den motoreffekt P som kan uttas ur motorn i området upp till varvtalet nl ar begransad till ett lagre varde an vad motorn maximalt kan avge, eftersom både varvtalet är lägre, och motorns maximalt avgivbara vridmoment ar lägre. Effektuttaget ur förbränningsmotorn är således begränsat när överväxeln är ilagd.

Fig. 1a visar en exempeldrivlina i ett tungt fordon 100, såsom en lastbil, buss eller liknande, enligt en exempelutföringsform av föreliggande uppfinning. Det i fig. la schematiskt visade fordonet 100 innefattar endast en axel med drivhjul 113, 114, men uppfinningen ar tillämplig även vid fordon där fler än en axel är försedd med drivhjul. Drivlinan innefattar en förbränningsmotor 101, vilken på ett sedvanligt sätt, via en på forbränningsmotorn 101 utgående axel 102, vanligtvis via ett svänghjul (ej visat), är förbunden med en automatiskt växlad växellåda 103 via en koppling 106.

När det gäller tunga fordon som till stor del används för landsvägs/motorvägsbruk används dock vanligtvis inte automatväxellådor i traditionell bemärkelse, utan istället av en styrsystemstyrd växling av ”manuella” växellådor. Delvis på grund av att manuella växellådor är väsentligt billigare att framställa, men också på grund av att dessa har högre verkningsgrad, och därmed lägre bränsleförbrukning.

Kopplingen 106 utgörs i den visade utföringsformen av en automatiskt styrd koppling av sedvanlig typ såsom t.ex. av lamelltyp. Öppning/stängning av kopplingen styrs i sin tur av fordonets styrsystem. Det är även vanligt med en manuellt styrd koppling, där växling efter start sker med stängd koppling genom tillämplig styrning av motorn vid växling.

Fordonsstyrsystem i moderna fordon består vanligtvis av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller controllers, och olika på fordonet lokaliserade komponenter. Ett dylikt l0 l5 styrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler än en styrenhet. För enkelhetens skull visas i fig. la endast en två sådana elektroniska styrenheter ll6, ll7, vilka i denna utföringsform styr motorn lOl, kopplingen lO6 (vid fallet med automatiskt styrd koppling) respektive växellådan 103 (två eller flera av motor, växellåda och koppling kan alternativt vara anordnade att styras av en och samma styrenhet).

Styrenheternas ll6, ll7 styrning av motor, koppling och växellåda är normalt beroende både av signaler från varandra samt även från andra styrenheter. Styrenheter av den visade typen är normalt anordnade att ta emot sensorsignaler från olika delar av fordonet, t.ex. från växellåda, motor, koppling och/eller andra styrenheter eller enheter på fordonet.

Styrenheterna är vidare anordnade att avge styrsignaler till olika delar och komponenter av fordonet, såsom t.ex. motor, koppling och växellåda för styrning av dessa. Föreliggande uppfinning kan implementeras i godtycklig av ovanstående styrenheter, eller i någon annan tillämplig styrenhet i fordonets styrsystem.

Styrningen av olika delar och komponenter i fordonet, såsom val av växel (utväxlingsforhållande) styrs av programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktioner utgörs typiskt av ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator eller styrenhet åstadkommer att datorn/styrenheten utför önskad styrning, såsom metodsteg enligt föreliggande uppfinning. Datorprogrammet utgör vanligtvis datorprogramprodukt lO9 lagrad på ett digitalt lagringsmedium l2l (se fig. lb) såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc., i eller i förbindelse med styrenheten och som exekveras av styrenheten. Genom att ändra datorprogrammets instruktioner kan således fordonets uppträdande i en specifik situation anpassas.

En exempelstyrenhet (styrenheten 115) visas schematiskt i fig. 1b, varvid styrenheten 115 i sin tur kan innefatta en beräkningsenhet 120, 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 120 är förbunden med en, i styrenheten 124 anordnad, minnesenhet 121, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 120 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 120 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 120 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 121.

Vidare är styrenheten 124 försedd med anordningar 122, 123, 124, 125 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 122, 125 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler, vilka kan behandlas av beräkningsenheten 120. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 120. Anordningarna 123, 124 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 120 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av fordonets styrsystem och/eller den/de komponenter för vilka signalerna är avsedda.

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), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning.

Fordonet 100 innefattar vidare drivaxlar 104, 105, vilka är förbundna med fordonet drivhjul 113, 114, och vilka drivs av en från växellådan 103 utgående axel 107 via en slutväxel 108, såsom t.ex. en sedvanlig differential.

Den visade växellådan 103 i fordonet 100 är försedd med minst en överväxel anordnad att ha ett driftområde under momentplatån för växeln vid fordonets marschhastighet enligt vad som har beskrivits ovan. Detta betyder, enligt ovan, att fordonet normalt inte kan framföras med en sådan typ av överväxel ilagd eftersom motorvarvtalet vid driftpunkten vanligtvis kommer att vara för lågt för att kunna avge ett tillräckligt högt vridmoment, dessutom kommer varvtalet, så fort drivkraftsbehovet ökar, att sjunka till ett än lägre varvtal, varvid än mindre kraft finns att tillgå och motorn riskerar att stanna.

Syftet med en sådan överväxel är istället att minimera parasitförluster, och därmed bränsleförbrukningen, under driftförhållanden där ett reducerat, eller inget, effektbehov föreligger.

Ett alternativt sätt att minska bränsleförbrukningen vid vissa situationer utgörs, enligt ovan, av en funktion där förbränningsmotorn frikopplas från fordonets drivhjul, t.ex. genom att öppna kopplingen eller försätta växellådan i ett neutralläge, när fordonet befinner sig i en utförslöpa där inget vridmomenttillskott erfordras från fordonets förbränningsmotor för att upprätthålla, eller väsentligen upprätthålla, fordonets hastighet.

Enligt föreliggande uppfinning nyttjas möjligheten till bägge dessa sätt att minska bränsleförbrukningen, genom att i en första mod framföra fordonet med ilagd överväxel, alternativt i en andra mod framföra fordonet med frikopplad motor.

En exempelutföringsform av ett exempelförfarande vid framförande av ett fordon enligt föreliggande uppfinning visas i fig. 2.

I steg 201 bestäms om behovet av motoreffekt för framdrivning är reducerat. Typiskt kan ett lågt effektbehov bestämmas föreligga om effektbehovet för framdrivning av fordonet vid aktuell hastighet är lägre än ett tröskelvärde.

Om fordonet t.ex. framförs i en nedförslutning minskas effektbehovet för framdrivning av fordonet eftersom jordens dragningskraft i nedförslutningar (i motsats till uppförslutningar) bidrar med en positiv (framåtdrivande) drivkraftkomponent, varvid effektbehovet från fordonets förbränningsmotor för framdrivning av fordonet kan minska markant eller t.o.m. helt upphöra, varvid frikoppling av motorn från drivhjulen, dvs. drivlinan bryts, t.ex. genom att försätta växellådan i neutralläge eller öppna kopplingen, kan medföra att fordonet med hjälp av nedförslutningens kraft upprätthåller önskad hastighet, eller t.o.m. ökar hastigheten.

Alternativt kan ett effektbehov fortfarande kvarstå, men vara reducerat, så att den medelst överväxeln uttagbara, men i förhållande till motorns maximala effekt, reducerade effekten (det tillgängliga vridmomentet) är tillräckligt för att kunna framföra fordonet med bibehållen, eller väsentligen bibehållen hastighet trots det låga motorvarvtal detta enligt ovan innebär.

Om det bestäms att inget, eller reducerat drivkraftbehov föreligger, eller snart kommer att föreligga, vilket kan ske på flera olika sätt och vilket kommer att exemplifieras nedan, fortsätter processen till steg 202, där tillämplig mod för framförande av fordonet bestäms. lO l5 ll Således utförs i steg 202 en bestämning av om det ur bränsleförbruknings- eller annat hänseende är mest fördelaktigt att växla växellådan till överväxeln (mod 1) eller om det är mest fördelaktigt att frikoppla förbränningsmotorn (bryta drivlinan) från fordonets (en eller flera) drivaxlar (mod 2) för att minska fordonets rullmotstånd genom att inte påföra ett motorbromsmoment eller om normalt motorvarvtal ska bibehållas för något annat syfte.

Växling till överväxeln har fördelen att förbränningsmotorns bränslebehov minskas, varvid en bränslebesparing således sker, samtidigt som motorvarvtalet går ned till ett mycket lågt värde och sänker ljudnivån från motorn.

Beroende på t.ex. aktuell väglutning och aktuell fordonshastighet kan det vara olika fördelaktigt att lägga i överväxel respektive frikoppla förbränningsmotorn.

Bestämningen av mod utförs med hjälp av en omgivningsparameter, där nämnda omgivningsparameter t.ex. kan representeras av fordonets körmotstånd eller vägens topologi framför fordonet, och bestämningen kan t.ex. utföras genom att bestämma (beräkna) den högsta hastighet som fordonet kommer att uppnå vid respektive mod.

I fig. 4 visas ett exempel på en fordonsfärd längs en kuperad vägsträcka. Vid positionen pl befinner sig fordonet 400 i slutet av en uppförslutning och närmar sig ett backkrön.

Bestämningen enligt steg 202 kan, beroende på hur bestämningen sker, antingen utföras redan vid punkten pl, eller vid punkten P2, eller efter det att backkrönet har passerats.

I en första exempelutföringsform används en framåtseende (Look-Ahead, LA)-funktion vid bestämningen i steg 202 av strategi för hur nedförsbacken hanteras på bästa sätt ur t.ex. bränsleförbrukningshänseende. 12 LA-funktionen kan t.ex. innefatta en i fordonet anordnad databas över väglutning, antingen för alla vägar inom ett område, såsom en region, ett land, en kontinent, etc., eller för de vägavsnitt längs vilka fordonet normalt färdas. Genom att sedan kombinera dessa data med fordonets position, vilken t.ex. kan erhållas med hjälp av en GPS-mottagare, kan fordonets styrsystem få kännedom om hur vägen ser ut framför fordonet, och sedan använda dessa data på olika sätt, t.ex. för farthållningsfunktioner. Data avseende väglutning kan alternativt, i stället för att finnas lagrade i en databas i fordonet, vara anordnade att kontinuerligt eller med vissa intervall skickas till fordonet via någon lämplig trådlös länk, där överförda data t.ex. kan styras av fordonets aktuella position. Förutom topografisk information kan vägdata även innefatta information om hastighetsbegränsningar, kurvor etc. Dessa data kan även användas vid bestämningen enligt föreliggande uppfinning, så att t.ex. hastighetsgränser inte riskerar att överskridas, eller att fordonet kommer in i en kurva med oönskat hög hastighet.

Denna LA-funktion finns ofta implementerad i fordon redan idag, och data från LA-funktionen kan skickas till styrenheten 116 och/eller 117 för användning vid bestämning av kommande drivkraftsbehov och/eller energiförluster.

Enligt den första exempelutföringsformen av föreliggande uppfinning används dessa data om vägen framför fordonet tillsammans med fordonsdata, för att i steg 201 bestämma att ett reducerat drivkraftsbehov föreligger och beräkna fordonshastigheten i utförslöpor där inget, eller reducerat drivkraftbehov föreligger, varvid denna hastighet sedan används för val av tillämplig växlingsstrategi.

Således kan styrenheten 116 och/eller 117 redan i punkten pl, där ett relativt högt drivkraftsbehov råder, utifrån data från l0 l5 l3 nämnda LA-funktion, fastställa att ett reducerat drivkraftsbehov snart kommer att uppstå, och aven relativt noggrant även beräkna vilken högsta hastighet fordonet kommer uppnå genom kännedom om aktuell fordonshastighet, lutningen i den kommande nedförslutningen och fordonets summerade energiförluster i den kommande nedförslutningen.

Därmed kan överväxeln iläggas, alt. motorn frikopplas vid en optimal tidpunkt utan att motorsignaler behöver avkännas för att bestämma att ett lågt effektbehov föreligger.

Till exempel kan ett lågt effektbehov anses föreligga om effektbehovet är lägre än ett visst tröskelvärde.

Tröskelvärdet kan till exempel vara en del av den maximala effekten såsom 10 - 15% av den maximala effekten.

Bestämningen kan t.ex. utföras med hjälp av en energibetraktelse. Den potentiella energiförändringen mellan backkrönet pg och en punkt i nedförslutningen, såsom t.ex. nedförslutningens lägsta punkt, pg, eller annan godtycklig punkt i nedförslutningen, såsom t.ex. punkten pi, eller den punkt där fordonshastighet är som högst (vilket t.ex. kan vara punkten p3), kan skrivas som E¥=mgh, där h utgör höjdskillnaden mellan pg och vald punkt (i detta fall pa), och där nz utgör fordonsmassan.

Allmänt gäller att det arbete (den energi) som omvandlas när s en kropp rör sig en sträcka s kan skrivas som W'=I0Fds, där F är kraften som verkar på kroppen under sträckan. Eftersom enligt fysikens lagar ingen energi går förlorad kommer den minskning i potentiell energi mellan en högre punkt (såsom.p2 i fig. 4 och den lägre punkten (såsom pg) att motsvaras av skillnad i kinetisk energi vid de två punkterna samt det arbete som uträttas vid färd mellan punkterna. 14 Således kan denna potentiella energi skrivas om på formen (det ska förstås att denna ekvation är förenklad och att flera faktorer i realiteten kan påverka fordonet och ska i så fall beaktas för situationer dar dessa faktorer är relevanta): +F,, +F +Fgb +F eng axle/ nav +FUdS, (2) air mgh = - + dar: integralens gränser definieras av 0, vilket representerar den punkt där beräkning utförs, och s representerar den sträcka fordonet kommer att färdas innan den valda punkten nås, V1 utgör fordonets hastighet på backkrönet pg, V2 utgör fordonets hastighet vid dalpunkten p3, F av utgör fordonets luftmotstånd, och kan beräknas av fordonets styrsystem enligt ekvationer som finns väl beskrivna i den kända tekniken med hjälp av bl.a. fordonets hastighet och tvärsnittsarea i rörelseriktningen, F utgör fordonets rullmotstånd, vilket även detta beräknas enligt kända ekvationer med hjälp av fordonsmassa, rullmotståndskoefficient och väglutning, F' utgör den drivkraft som påföres fordonets drivhjul av 2% fordonets förbränningsmotor. I ekvationen ovan är denna drivkraft beskriven som en bromsande kraft, vilket är sant för en släpande motor som påverkar framdrivningskraften negativt genom förbränningsmotorns friktion. För en pådrivande (positiv) drivkraft ändras tecknet i ekvationen, och för frikopplad motor (mod 2 enligt ovan) är F¿g=0, F gb utgör växellådans friktion, vilken kan skattas av fordonets styrsystem med hjälp av kännedom om växelläge och växellådans temperatur (högre temperatur ger normalt lägre friktion), och F axle / nav utgör friktion i bakaxel/tätningar/hjullager, och kan vara hastighetsberoende och finnas lagrad i styrsystemet, P1 utgör övriga krafter som i vissa fall är relevanta och då ska beaktas. Exempel på sådana är motorbelastande aggregat som t.ex: AC-kompressor, generator, luftkompressor och styrservo. Även bromskraft och/eller tröghetsmoment kan vara relevanta att beakta. I annat fall kan denna faktor skattas till noll, s utgör den sträcka fordonet har färdats, i detta fall den sträcka fordonet har färdats från punkten pg till punkten pg.

Med hjälp av ekvationen (2) ovan, och kännedom om vägens utseende framför fordonet kan således lämplig strategi för hur nedförslutningen bäst hanteras i energiförbrukningshänseende bestämmas. Beroende på t.ex. hur brant nedförslutningen är, och hur vägen ser ut efter nedförslutningen, kommer olika strategier vara olika fördelaktiga i olika situationer.

Vid det i fig. 4 visade exemplet kan således i punkten pl fordonets förväntade hastighet i punkten pg, eller annan punkt i nedförsbacken, estimeras för t.ex. färd i nedförsbacken på överväxel (både för släpande motor och för pådrivande motor) respektive med motorn frikopplad från drivhjulen, samt även för olika växlingstidpunkter (dvs. om frikoppling/iläggning av överväxel ska ske före, på eller efter backkrönet pm för att på bästa sätt optimera fordonets framfart, t.ex. ur bränsleförbrukningshänseende.

T.ex. kan växling till överväxel/ frikoppling av motor vara anordnad att ske redan innan fordonet når backkrönet, t.ex. om det redan på förhand går att bestämma att fordonet ändå kommer att accelerera till maximalt tillåten hastighet i den påföljande nedförslutningen. l0 l5 l6 På motsvarande sätt kan nedväxling ske innan faktiskt effektbehov uppstår om det bestäms att fordonet närmar sig en uppförslutning.

Det går även att estimera fordonets hastighet i en efterföljande uppförsbacke, varvid bestämningen av växlingsstrategi kan ta hänsyn till om fordonet i nedförslutningen kan accelereras till en hastighet som medför att en kort efterföljande uppförslutning som i sin tur följs av ny nedförslutning kan avklaras utan tillförsel av onödig drivkraft.

Om det t.ex. konstateras att fordonets körmotstånd är negativt, dvs. att nedförslutning är av sådan art att frikoppling av förbränningsmotorn från fordonets drivhjul kommer att resultera i en hastighetsökning som i sin tur medför att fordonet kommer att behöva bromsas innan fordonet når punkten p3, är det bättre att överväxeln är ilagd med sluten drivlina för att på så sätt öka körmotståndet med hjälp av motorfriktion. I detta läge avges ingen energi från förbränningsmotorn, utan istället ”släpas” motorn med avstängd bränsleinsprutning och därmed utan bränsleförbrukning.

Motorfriktionen beror, åtminstone delvis, av friktion i lager och glidytor, samt energi som åtgår för att pumpa luft, olja och vatten genom motorn. I fig. 5 visas motorfriktion som funktion av varvtalet för en exempelförbränningsmotor.

Såsom kan ses i figuren är det bromsande vridmoment som påförs av motorn nästan dubbelt så högt vid drygt 1800 rpm (250 Nm) jämfört med vid 600 rpm (130 Nm). Eftersom motoreffekten är beroende både av vridmoment och varvtal blir skillnaden i bromseffekt än större (47 kW vs. 8 kW). Genom att släpa motorn vid olika varvtal kan fordonet således framföras utan bränsleförbrukning med olika bromsmotstånd. lO l5 17 Släpning av motorn vid låga varvtal, dvs. med ilagd överväxel har därmed fördelen att det bromsande vridmoment som motorn påför drivaxlarna vid sluten drivlina kommer att vara mycket lägre än vid släpning vid högre varvtal enligt ovan, vilket i många fall kan medföra att motorn kan släpas samtidigt som fordonet fortfarande upprätthåller sin hastighet, eller att hastigheten åtminstone inte minskar mer än t.ex. ett visst värde, samtidigt som bränsleförbrukningen är noll vid släpning.

Om det däremot bestäms att fordonet inte kommer att behöva bromsas i nedförslutningen kan det vara att fördra att motorn frikopplas helt från drivaxlarna, dvs. drivlinan bryts, varvid således överhuvudtaget inget bromsande moment från motorn påförs, med nackdelen att bränsle åtgår hela tiden för att hålla motorn igång, men med fördelen att fordonet lagrar mer kinetisk energi inför t.ex. en direkt efterföljande uppförslutning.

Alternativt kan det vara fördelaktigt att köra på överväxel med så hög effekt som möjligt för att i möjligaste mån lagra energi på ett effektivt sätt inför en följande uppförslutning, såsom efter punkten pg i fig. 4.

Dessutom kan nedförslutningen vara av sådan art att den medför reducerat effektbehov, men där nedförslutningen inte är tillräckligt brant för att fordonet ska kunna accelereras/bibehålla hastighet enbart tack vare tyngdkraften, utan där ett visst tillskott erfordras från förbränningsmotorn, t.ex. l0-50 kW för att fordonshastigheten ska kunna bibehållas, eller väsentligen bibehållas, men där det erfordrade tillskottet fortfarande är tillräckligt lågt för att kunna avges vid framdrivning på överväxeln.

Hur stor effekt som kan avges av förbränningsmotorn med ilagd överväxel beror på var i området mellan no och nl driftspunkten 18 nd befinner sig, eftersom vridmomentet (och därmed effekten enligt ovan) varierar kraftigt med varvtalet i det aktuella driftsområdet, se fig. 3.

Bestämningen av lämplig mod för framförande av fordonet kan även styras av hur vägen ser ut efter nedförslutningen. Om nedförslutningen följs av t.ex. en lång raksträcka kan det vara fördelaktigt att rulla med öppen drivlina så länge som möjligt innan positivt motormoment åter erfordras för framdrivning av fordonet och drivlinan därmed åter sluts.

Enligt föreliggande uppfinning kan således utföras en bestämning av lämplig strategi för hur fordonet på bästa sätt framförs i nedförslutningen.

Om det i steg 202 bestäms att överväxel ska iläggas fortsätter processen tills steg 203, där överväxeln också iläggs, antingen för släpning, motorbromsning eller för generering av ett pådrivande motormoment.

I annat fall fortsätter processen till steg 204 för öppning av drivlinan.

Föreliggande uppfinning kan även användas för att kombinera strategier under nedförslutningen. t.ex. kan fordonet i första delen av nedförslutningen, t.ex. till punkten pi i fig. 4, framföras med ilagd överväxel, medan i punkten pi motorn frikopplas för att precis hinna accelerera av egen kraft till maximalt (av styrsystemet) tillåten fordonshastighet så att i punkten pg fordonet har bästa möjliga utgångsläge för att på mest ekonomiska sätt framföras i den efterföljande uppförslutningen. Processen enligt fig. 2 fortsätter därför från steg 203, resp. 204 till steg 205, där det fastställs om modbyte ska ske.

Det kan redan i steg 202 bestämmas att modbyte enligt steg 205 ska ske vid en viss position eller efter en viss tid, men l0 l5 l9 modbytet kan också styras av andra faktorer. T.ex. kan modbyte vara anordnat att ske om det t.ex. bestäms att fordonets aktuella hastighet avviker från en hastighetsreferens Hæf med ett tröskelvärde Hümæ. Hümæ kan till exempel utgöras av en procentandel av hastighetsreferensen Hmf, såsom t.ex. l, 2 eller 5% av hastighetsreferensen Hnfi, eller vara absolut, dvs. oberoende av om hastighetsskillnaden utgörs av en hastighetsökning eller en hastighetsminskning, eller t.ex. enbart utgöras av en minskning i hastighet. Så länge som fordonets hastighet inte skiljer sig från hastighetsreferensen HK; med mer än nämnda skillnad ligger processen kvar i steg 205.

Om, däremot, hastighetsskillnaden avviker från tröskelvärdet Hümæ sker ett modbyte. Om fordonshastigheten är lägre än referensvärdet, dvs. avviker nedåt med mer än tröskelvärdet Hümæ, kan processen innehålla en bestämning av om ytterligare effekt kan uttas ur motorn med bibehållen ilagd överväxel. Om så är fallet ökas effekten.

Om, däremot, ingen ytterligare effekt finns att tillgå med ilagd överväxel, eller nedväxling av annat skäl erfordras, fortsätter processen till steg 206, där växellådan enligt en tredje mod växlas ned till en lägre växel (ett högre utväxlingsförhållande) för att tillgängliggöra en högre drivkraft för att därmed åter kunna accelerera fordonet till en högre hastighet och/eller generera en högre drivkraft vid en kommande uppförslutning.

I en alternativ utföringsform kan processen även innefatta möjligheten att från steg 203 välja inställning av växellådan till ett högre utväxlingsförhållande enligt mod 3, varvid således tre alternativ finns att beakta vid bestämning av lämplig strategi för framförandet av fordonet. l0 l5 Ovan har uppfinningen beskrivits i anknytning till en LA- funktion. I en alternativ utföringsform bestäms istället omgivningsparametern som aktuellt körmotstånd, vilket används för att bestämma att ett lågt effektbehov föreligger.

Körmotståndet kan beräknas av P;,+P}-+PQg+}:b+P' ale/nav +F1 i ekv- (2) ovan. I detta fall kan inte den hastighet fordonet kommer att uppnå i nedförslutningen beräknas, eftersom kännedom om nedförslutningens längd saknas. I detta fall kan istället t.ex. ett första val göras baserat på körmotståndet, och sedan kan körmotståndet kontinuerligt beräknas (och/eller fordonets hastighet bestämmas) för att vid behov, i nedförslutningen, ändra mod för framförande av fordonet.

Nämnda omgivningsparameter kan även innefatta motvind eller medvind (vilket kan beräknas med hjälp av en på fordonet anordnad vindmätare eller geografiska vinddata som överförs till fordonet via t.ex. en trådlös länk), eller nederbörd (vilket t.ex. kan bestämmas mha. regnsensor eller vindrutetorkaranvändning), varvid stor nederbörd kan medföra att det är önskvärt att fordonet uppnår en lägre maxhastighet i nedförslutningen.

Vid bestämning av drivkraftbehov kan även användas en metod och ett system för att erhålla en parameter vilken innefattar och tar i beaktande ett motorfordons körsituation vid bestämning av motorfordonets drivkraftkapacitet. Bestämning av sådan parameter beskrivs i detalj i den parallella ansökan ”METOD FÖR BESTÄMNING AV DRIVKRAFTKAPACITET HOS ETT MOTORFORDON” med samma sökande och inlämningsdag som föreliggande ansökan.

Den i fig. 2 visade processen kan även vara beroende av en överordnad process, där det kontinuerligt kontrolleras om det föreligger annan anledning till att ett ökat behov av driveffekt från motorn föreligger. Till exempel kan nedväxling lO l5 2l till lägre växel, mod 3, (högre utväxlingsförhållande) vara anordnad att alltid ske när t.ex. något av följande kriterier är uppfyllt. Fordonets hastighet ökar till en inställd hastighet för en farthållningsfunktion, fordonsföraren rör gas- eller bromspedal, fordonet accelererar förbi en inställd hastighet. Processen kan sedan återgå till steg 201 för ny bestämning av drivkraftsbehov.

Föreliggande uppfinning har ovan beskrivits i anknytning till en konventionell växellåda. Uppfinningen är dock tillämplig även vid andra typer av växellådor, t.ex. CVT (Continuous Variable Transmission) -växellådor, så länge som CVT- växellådan kan inställas till ett utväxlingsförhållande där fordonet vid marschfart framdrivs vid ett varvtal understigande det lägsta varvtalet för utväxlingsförhållandets momentplatå.

Modbyte enligt ovan kan även vara anordnat att styras av andra faktorer. Fordon av ovanstående typ har vanligtvis ett avgasreningssystem för minskning av utsläpp från förbränningsmotorn. Dessa avgasreningssystem erfordrar dock vanligtvis en viss lägsta temperatur, t.ex. 200°C, för att fungera på önskat sätt. En motor som släpas, dvs. inte tillförs bränsle, kommer därmed inte heller att avge varma avgaser som upprätthåller temperaturen i avgasreningssystemet.

Däremot kommer luft hela tiden att pumpas genom motorn, och denna, förhållandevis kalla, luft kommer att kyla ned avgasreningssystemet. Även om släpning på överväxel enligt ovan resulterar i att mindre kalluft passerar genom motorn, och nedkylningen därmed går långsammare, kan det fortfarande inträffa, t.ex. i en lång utförsbacke, att temperaturen i avgasreningssystemet sjunker till oönskat låg nivå, och därmed behöver höjas. Denna temperaturhöjning kan åstadkommas, t.ex. genom att alstra ett 22 pådrivande moment vid körning på overvåxel enligt föreliggande uppfinning, då lagre vaxel ger kallare avgaser an vad som erhålls med hjälp av overvåxel. Således kan även avgasreningssystemets temperatur och uppvarmningsbehov inverka vid val av lamplig mod.

Claims (17)

1. lO l5 20 25 30 23 Patentkrav l. Förfarande för framförande av ett fordon, varvid nämnda fordon innefattar en med en förbränningsmotor förbunden växellåda, och varvid nämnda växellåda kan inställas till ett flertal olika utväxlingsförhållanden för avgivning av drivkraft till åtminstone en drivaxel för framförande av nämnda fordon, varvid nämnda fordon är anordnat för framförande i åtminstone en första mod och en andra mod, där i nämnda första mod växellådan växlas till ett lågt utväxlingsförhållande, och där i nämnda andra mod nämnda förbränningsmotor frikopplas från nämnda åtminstone en drivaxel, varvid förfarandet innefattar att, när fordonet framförs vid en situation där ett drivkraftsbehov för nämnda fordon är reducerat, eller inom en bestämd tid kommer att vara reducerat: - bestämma om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod baserat på en omgivningsparameter.

2. Förfarande enligt krav l, varvid, medelst nämnda omgivningsparameter en hastighet för en position efterföljande fordonets aktuella position bestäms, och varvid nämnda bestämning av om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod utförs baserat på nämnda bestämda hastighet.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, varvid, medelst nämnda omgivningsparameter den högsta hastighet som fordonet kommer att uppnå vid framförande enligt nämnda första och/eller nämnda andra mod bestäms, och varvid nämnda bestämning av om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod utförs baserat på nämnda bestämda hastighet. l0 l5 20 25 24

4. Förfarande enligt krav l, varvid nämnda bestämning utförs baserat pä ett parametervärde representerande ett drivkraftbehov för framförande av nämnda fordon för en position efterföljande fordonets aktuella position.

5. Förfarande enligt krav 4, varvid, - om nämnda parametervärde representerande ett drivkraftbehov uppfyller ett första kriterium, växellådan växlas till ett lägt utväxlingsförhällande enligt nämnda första mod, och varvid - om nämnda parametervärde representerande ett drivkraftbehov uppfyller ett andra kriterium, nämnda förbränningsmotor frikopplas frän nämnda ätminstone en drivaxel enligt nämnda andra mod.

6. Förfarande enligt något av kraven l-5, varvid, vid nämnda läga utväxlingsförhällande, nämnda förbränningsmotor arbetar vid ett förbränningsmotorvarvtal understigande momentplatän för nämnda läga utväxlingsförhällande.

7. Förfarande enligt krav l, varvid en bestämning av att ett reducerat drivkraftbehov för drivning av fordonet föreligger eller inom en bestämd tid kommer att föreligga utförs med hjälp av data avseende lutningen pä vägen framför fordonet, och/eller med hjälp av data avseende vägens topografi framför fordonet och/eller fordonets körmotständ.

8. Förfarande enligt krav l, varvid en bestämning av att ett reducerat drivkraftbehov för drivning av fordonet föreligger 10 l5 20 25 30 25 eller inom en bestämd tid kommer att föreligga utförs med hjälp av styrsignaler till och/eller från motorn.

9. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid, vid framförande enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod, växellådan växlas till ett, jämfört med nämnda låga utväxlingsförhållande högre utväxlingsförhållande när nämnda hastighet och/eller omgivningsparameter uppfyller ett tredje kriterium, varvid förfarandet även innefattar, vid framförande i nämnda andra mod, att sluta drivlinan.

10. lO. Förfarande enligt något av kraven l-9, varvid, vid framförande enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod, växellådan växlas till ett, jämfört med nämnda låga utväxlingsförhållande högre utväxlingsförhållande när hastigheten för nämnda fordon avviker från en första hastighet med en första hastighetsavvikelse, varvid förfarandet även innefattar, vid framförande i nämnda andra mod, att sluta drivlinan.

11. ll. Förfarande enligt något av kraven l-9, varvid det vidare innefattar att, vid framförande i nämnda första eller andra mod, kontinuerligt kontrollera om behov av driveffekt från motorn föreligger och/eller kommer att föreligga inom en viss tid, och, om ett behov av driveffekt från motorn föreligger och/eller kommer att föreligga, växla nämnda växellåda till ett högre utväxlingsförhållande, varvid förfarandet även innefattar, vid framförande i nämnda andra mod, att sluta drivlinan. 10 15 20 25 30 26

12. Förfarande enligt något av kraven 1-11, varvid nämnda växellåda utgörs av en växellåda innefattande ett flertal distinkta växlar, varvid växling till nämnda lägre/högre utväxlingsförhållande utgörs en växling till en högre/lägre växel.

13. Förfarande enligt något av kraven 1-12, varvid nämnda fordon är anordnat för framförande i även en tredje mod, där i nämnda tredje mod växellådan växlas till ett jämfört med nämnda låga utväxlingsförhållande högre utväxlingsförhållande, och varvid förfarandet innefattar att bestämma om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod, nämnda andra mod eller nämnda tredje mod baserat på en omgivningsparameter.

14. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkraven l-13.

15. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 14, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

16. System för framförande av ett fordon, varvid nämnda fordon innefattar en med en förbränningsmotor förbunden växellåda, och varvid nämnda växellåda kan inställas till ett flertal olika utväxlingsförhållanden för avgivning av drivkraft till åtminstone en drivaxel för framförande av nämnda fordon, varvid nämnda fordon är anordnat för framförande i åtminstone en första mod och en andra mod, där i nämnda första mod växellådan växlas till ett lågt utväxlingsförhållande, och där i nämnda andra mod nämnda förbränningsmotor frikopplas från l0 27 nämnda åtminstone en drivaxel, kännetecknat av att systemet innefattar organ för att, när fordonet framförs vid en situation där ett drivkraftsbehov för nämnda fordon är reducerat, eller inom en bestämd tid kommer att vara reducerat: - bestämma om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod baserat på en omgivningsparameter.

17. Fordon, kännetecknat av att det innefattar ett system enligt krav l6.