SE1050953A1 - Metod för styrning av en växellåda - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en metod för styming av en växellåda, vilken växellåda (20) ärinrättad att anordnas i ett motorfordon (1), varvid metoden åstadkommer en nedväxling hosnämnda växellåda (20) från en första växel (G1), för vilken accelerationen a hos nämndamotorfordon (1) är negativ, till en andra växel (G2), för vilken accelerationen a är positiv ellerväsentligen lika med noll, vilken nedväxling sker medelst åtminstone ett mellanväxlingssteg mellan nämnda första (G1) och andra (G2) växel, varvid ett motorvarvtal com på nänmda första växel (G1) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämndanedväxling. Vidare avser uppfinningen ett system, ett motorfordon, ett datorprogram och endatorprogramprodukt. (Figur 3)

Description

motorn 10, såsom motorvartal och motorrnoment, från motor 10 till ECU:n via exempelvis en CAN-buss (Controller Area Network) i motorfordonet 1.

I konventionella växlingssystem använder styrenheten 110 tabellerade motorvarvtalsgränser, även benämnda växlingspunkter, vilka anger det motorvarvtal då en ned- eller uppväxling skall åstadkommas i växellådan 20. Det innebär att när varvtalet hos motom 10 passerar ett motorvarvtal för en växlingspunkt växlar växlingssystemet. Växlingspunkterna kan därför förstås som att de innefattar information dels om när en ned- eller uppväxling skall ske och dels om antal växlingssteg som skall utföras vid nämnda ned- eller uppväxlingen. Vanligt är att varje växlingspunkt anger ett till tre växlingssteg, men fler växlingssteg är möjligt.

Figur 2 visar ett exempel på ett flertal tabellerade växlingspunkter bildandes linjer SP1-SP6 i en graf där x-axeln representerar motormoment och y-axeln varvtal hos motorn 10 i enheten varv per minut (revolutions per minute, rpm). Så länge ett nuvarande motorvarvtal befinner sig mellan växlingslinjerna SP1 och SP4 sker ingen växling, men om det nuvarande motorvarvtalet passerar en uppväxlingslinje, SP1-SP3, initieras en uppväxling, och på motsvarande sätt initieras en nedväxling om det nuvarande motorvarvtalet går under en nedväxlingslinje, SP4-SP6.

Antal upp- respektive nedväxlingssteg för var och en av linjerna SP1-SP6 i figur 2 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.

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: Antal växlingssteg för ned- och uppväxlíngslinjer SP1-SP6 10 15 20 25 30 Valet av växlingspunkter påverkar bl.a. köregenskaper, acceleration, komfort och bränsleförbrukning för motorfordonet 1, varför dessa noggrant måste kalibreras av motorfordonstillverkama. Kalibreringen går oftast till som så att olika växlingsstrategier testas faltmässigt under olika körsituationer, såsom vid olika gaspådrag, väglutningar och tågvikter.

Testresultaten måste sedan noga analyseras för fastställande av lämpliga växlingspunkter, vilket är mycket tidsödande eftersom det finns ett närmast oändligt antal kombinationer av olika drivlinor, körsituationer och fordonsvikter.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en metod för styrning av en växellåda som helt eller delvis löser problemen med känd teknik. Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en altemativ metod för styrning av en växellåda.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med en metod för styrning av en växellåda, vilken växellåda är inrättad att anordnas i ett motorfordon, varvid nämnda metod åstadkommer en nedväxling hos nämnda växellåda från en första växel, för vilken accelerationen a hos nämnda motorfordon är negativ, till en andra växel, för vilken accelerationen a är positiv eller väsentligen lika med noll, vilken nedväxling sker medelst åtminstone ett mellanväxlingssteg mellan nämnda första och andra växel, varvid ett motorvarvtal (om på nämnda första växel (G1) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämnda nedväxling.

Olika utföringsformer av metoden ovan är definierade i de till patentkrav 1 bilagda osj älvständiga patentkraven.

Uppfinningen avser dessutom ett datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden för styrning av en växellåda ovan. Dessutom avser uppfinningen en till nämnda datorprogram tillhörande datorprogramprodukt.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med ett system for styrning av en växellåda, vilket system innefattar minst en styrenhet inrättad för styrning av 10 15 20 25 30 en växellåda i ett motorfordon, varvid systemet är anordnat att åstadkomma en nedväxling hos nämnda växellåda från en första växel, för Vilken accelerationen a hos nämnda motorfordon är negativ, till en andra växel, för vilken accelerationen a är positiv eller lika med noll, vilken nedväxling sker medelst åtminstone ett mellanväxlingssteg mellan nämnda första och andra växel, varvid ett motorvarvtal (om på nämnda forsta växel (G1) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämnda nedväxling.

Systemet enligt uppfinningen kan också modifieras i enlighet med de olika utföringsforrnema av metoden ovan. Vidare avser uppfinningen ett motorfordon innefattande minst ett system enligt ovan.

En fördel med föreliggande uppfinning är att eftersom en nedväxling enligt uppfinningen utgår från ett motorvarvtal motorfordonet 1 hade när det gick in i backen, dvs. det motorvartal motorfordonet hade när det gick in i kraftunderskott (flgi , anpassas växlingspunkterna automatiskt till att ha samma beteende för olika drivlinor. Av denna anledning relateras inte kalibrering av växlingspunkter till olika motortyper eller drivlinor, utan endast för olika körrnod, t.ex. ekonomi- eller powerrnod. Fördelen med detta förfarande är att tid inte behöver läggas på kalibrering med avseende på olika typer av drivlinor eller motorer 10, utan fokus kan istället läggas på kalibrering av ett generellt beteende för alla typer av motorfordon 1.

Därmed sparas tid och minskas kostnader vid kalibrering.

En annan fördel med uppfinningen är att om en förare själv växlar ner manuellt innan, eller i, en backe kommer växlingssystemet enligt uppfinningen att uppfatta det av föraren förhöjda motorvarvtalet på samma sätt som om växlingssystemet självt hade gjort en aggressiv nedväxling. Växlingssystemet kommer följaktligen att fortsätta att växla aggressivt upp for hela backen. Därmed kan föraren på ett enkel vis styra det sätt på vilket backtagningen skall genomföras eftersom ett högt värde på motorvarvtalet for den forsta växeln Gl com leder till en mer aggressiv backtagning än för ett lägre värde på motorvarvtalet för den forsta växeln G1 ma.

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 flgurbeskrivning Föreliggande uppfinning beskrivs med hänvisning till de bifogade figurerna 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 ett flödesdiagram av en utföringsform av uppfinningen; - figur 4 visar ett exempel på nedväxling från en första växel G1 till en andra växel G2 enligt uppfinningen; och - figur 5 visar en styrenhet att ingå i ett system enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av uppfinníngen Konventionella växlingssystem beskrivna ovan väljer växel efter rådande körförhållanden, varvid sådana växlingssystem använder fasta växlingspunkter såsom visas i figur 2. Om motorfordonet 1 exempelvis kör in i en uppförsbacke och en nuvarande växel inte är lämplig eftersom motorfordonet 1 tappar hastighet i uppförsbacken måste växlingssystemet välja en ny växel för drivning av motorfordonet l.

Ett problem i detta fall är att välja en växel som ger låg bränsleförbrukning och som dessutom medför att motom l0 arbetar på motorvarvtal som ger tillräcklig effekt för att motorfordonet 1 skall upplevas som kraftfullt genom hela uppförsbacken av föraren. Med kraftfullt åsyftas här att motorvarvtalet ligger i närheten av motoms 10 maxeffektsvarvtal.

Eftersom motorfordon l kan ha olika fordonsspecifikationer, såsom växellådsutväxling, bakaxelutväxling och hjulradie, innebär det att samma fordonshastighet kan uppnås vid olika motorvarvtal for motorfordon 1 med olika fordonsspecifikationer. Detta betyder i sin tur att användande av fasta växlingspunkter blir problematiskt eftersom dessa kan passa vissa fordonsspecifikationer, men inte andra. Samma problematik kan även inträffa om ett motorfordon 1 exempelvis byter från en hjulradie till en annan och därmed erhåller en förändrad totalutväxling.

När ett motorfordon 1 kör upp för en backe kan därför en situation uppstå att en nedväxling sker för tidigt, altemativt för sent, p.g.a. att de fasta växlingspunkterna inte är lämpade för en viss fordonsspecifikation. En för tidig nedväxling innebär att motorfordonet l kan upplevas 10 15 20 25 30 som ”nervöst”, d.v.s. växlar för ofta och är instabilt, samtidigt som bränsleförbrukningen ökar. En för sen nedväxling innebär däremot att motorns 10 effekt inte utnyttjas optimalt eftersom motorfordonet 1 tappar mer hastighet än nödvändigt.

Föreliggande uppfinning avser därför en metod som realiserar en växlingsstrategi för en växellåda 20, vilken helt eller delvis undanröj er nackdelama med känd teknik. Företrädesvis är växellådan 20 av det slag som ingår i ett automatiserat växlingssystem, vilken styrs av en styrenhet 110 (ECU). I ett sådant system utförs växlingar automatiskt av styrenheten 110, men det är också vanligt att föraren kan utföra manuell växling i ett sådant automatiserat växlingssystem, s.k. manuell växling i automatläge (automatmod). Vidare innefattar växellådan 20 ett flertal växlar, exempelvis 12 framåtväxlar och en eller flera backväxlar.

Tanken med en metod enligt uppfinningen är att en nedväxlingsstrategi tillämpas där växlingssystemet växlar från en första växel G1 för vilken accelerationen a hos motorfordonet 1 är negativ (kraftunderskottsväxel), till en andra lägre växel G2 för vilken accelerationen a är positiv eller lika med noll hos motorfordonet l, via ett eller flera mellanväxlingssteg. Enligt föreliggande uppfinning skall dessutom ett motorvarvtal (oG, på nämnda första växel (G1) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämnda nedväxling. Detta motorvarvtal (OG, är ett varvtal motorn 10 har när motorfordonet 1 framdrivs med den första växeln Gl ilagd.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är nämnda motorvarvtal com företrädesvis det motorvarvtal motorfordonet 1 har då det 1 går in i ett tillstånd av kraftunderskott på den första växeln G1, exempelvis vid ingången av en uppförsbacke. Det innebär att, enligt en annan utföringsform av uppfinningen, det är det högsta motorvarvtalet på den första växeln G1 som kommer att vara nämnda motorvarvtal (oc, och detta motorvarvtal kan tolkas som ett motorvarvtal då en aktuell drivkraft på den första växeln G1 blir mindre än ett aktuellt körrnotstånd på samma växel. Figur 4 visar ett exempel på nämnda motorvarvtal 6061 .

Uttrycken ”negativ” respektive ”positiv eller lika med noll” skall i denna beskrivning förstås betyda väsentligen ”negativt” respektive väsentligen ”positivt eller lika med noll”.

Anledningen är att accelerationen a hos motorfordonet 1 momentant kan anta ett värde som är 10 15 20 25 30 ”positiv eller lika med noll” för den första växeln Gl, men medelvärdesbildad över en tidsperiod är accelerationen a dock negativ. På motsvarande sätt gäller detta för accelerationen a hos motorfordonet 1 när motorfordonet l framdrivs med den andra växeln G2 ilagd, vilket inses av fackmannen.

Med en ”kraftunderskottsväxel” förstås vidare i denna beskrivning en växel med en sådan utväxling att motorfordonet 1 inte har en drivkraft nog att hålla en konstant hastighet på denna växel. Med en ”kraftjämviktsväxel” menas den högsta växeln med vilken motorfordonet l kan hålla en konstant hastighet, vilket innebär att motorfordonet 1 har kraftjämvikt. Det bör noteras att den negativa accelerationen a på den första växeln Gl beror på att motorn 10 inte kan leverera tillräcklig kraft på den första växeln G1 varför kraftunderskott uppstår.

Enligt en utföringsforin av uppfinningen är ett högsta motorvarvtal i varje mellanväxlingssteg ett lika högt eller ett högre motorvarvtal än ett högsta motorvarvtal i ett föregående mellanväxlingssteg. Motorvarvtalet för varje mellanväxlingssteg är exempelvis inom motorvarvtalsintervallet 1000-2500 rpm för t.ex. lastbilar och bussar.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av uppfinningen är ett högsta motorvarvtal i varje mellanväxlingssteg är ett lika högt, eller ett högre motorvarvtal än ett högsta motorvarvtal i ett föregående mellanväxlingssteg.

Enligt en annan utföringsforrn av uppfinningen ökar det högsta motorvarvtalet i varje mellanväxlingssteg med ett parametervärde pl.. Företrädesvis ges förhållandet mellan det högsta motorvarvtalet i ett mellanväxlingssteg med det högsta motorvarvtalet i det föregående í+1 í+l mellanväxlingssteget av: OJT =wj + pl. , där (QT är det högsta motorvarvtal i ett mellanväxlingssteg och m; är det högsta motorvarvtal i det föregående mellanväxlingssteget.

Motorvarvtalet m; i ett mellanväxlingssteg är således ett högsta motorvarvtal som motorfordonet 1 har haft sedan accelerationen a blev negativ - dvs. det högsta motorvarvtalet som motorfordonet l har haft sedan motorfordonet 1 gick in i kraftunderskott. Nämnda motorvarvtal m; kan tolkas som ett målvarvtal som växlingssystemet strävar efter att nå efter varje mellanväxlingssteg i nedväxlingen enligt denna utföringsforrn av uppfinningen. 10 15 20 25 30 Vidare kan parametervärdet pl. tolkas som ett toleransvärde eftersom motorvarvtalet efter varje växling kan avvika från ett simulerat motorvarvtal. Dessutom kan även storleken på toleransvärdet pl. varieras för att på så sätt påverka hur snabbt nämnda motorvartal co; skall öka för exempelvis olika körrnod såsom ekonomi- eller powerrnod. Noteras bör också att parametervärdet pi inte behöver vara en konstant utan kan vara en variabel och anta olika värden för olika växlar.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av uppfinningen är accelerationen a noll eller väsentligen noll för den andra växeln G2. Accelerationen a , uttryckt i exempelvis m/sz eller rpm/s, för den andra växeln G2 kan jämföras mot ett tröskelvärde A för att kontrollera om villkoret att den är positiv eller noll är uppfyllt. Dessutom kan accelerationen a jämföras mot detta tröskelvärde A under en bestämd tidsperiod for att undvika momentana avvikelser på accelerationen a som skulle kunna leda till felaktighet vid jämförelsen. Kontrollen av värdet på accelerationen a för den andra växeln kan också ske genom att ett beräknat körrnotstånd jämförs med en beräknad drivkraft för därigenom avgöra om accelerationen a kommer att vara större eller lika med noll på den andra växeln G2.

Beträffande mellanväxlingsstegen i föreliggande metod så kan ett eller flera mellanväxlingssteg utföras mellan den första Gl och den andra G2 växeln enligt en utföringsforrn av uppfinningen. Vidare kan antalet växlingssteg mellan den första växeln G1 och ett mellanväxlingssteg, och/eller mellan två på varandra efterföljande mellanväxlingssteg, och/eller mellan ett mellanväxlingssteg och den andra växeln G2 innefatta ett eller flera växlingssteg.

Enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen varar varje mellanväxlingssteg under en längre tidsperiod än ett tröskelvärde TI. . Tidsperioden hur länge motorfordonet 1 kan köra på en viss mellanliggande växel kan företrädesvis jämföras med ett växelspecifikt kalibrerat tröskelvärde Det innebär att, enligt en utföringsforrn av uppfinningen, om en mellanliggande växel skall anses som en tillåten mellanliggande växel mellan den första G1 10 15 20 25 30 och andra Växeln G2 måste motorfordonet 1 kunna köra på den mellanliggande växeln under minst en tidsperiod som är större än tröskelvärde TI. for denna specifika växel.

Anledningen till att det inte är lämpligt att motorfordonet 1 kör för kort tid på en mellanliggande växel är att motorfordonet 1 vid genomförandet av en växling tappar kraftöverföring från drivlinan och kommer således att förlora hastighet under själva växlingsförfarandet. Av denna anledning är det att föredra om en sådan situation kan undvikas eftersom motorfordonet l kan förlora mer hastighet om växlingssystemet väljer att växla via en mellanliggande växel än om växlingssystemet hoppar över nämnda mellanliggande växel och istället växlar ned ytterligare ett eller flera steg vid nedväxlingen.

Att genomföra en nedväxling och därefter köra på denna växel under en för kort tidsperiod innebär dessutom en komfortstöming för förare och eventuella passagerare, och av denna anledning kan växlingssystemet använda kalibrerade växelspecifika tröskelvärden TI. såsom beskrivet ovan. Med dessa kalibrerade tröskelvärden TI. bestäms även hur sannolikt det är att växlingssystemet hoppar över en mellanliggande växel eller ej vid beräkning av en nedväxling från den forsta Gl till den andra G2 växeln. Ju större värde som ett växelspecifikt kalibrerat tröskelvärde TI. antar, desto mer sannolikt är det att växlingssystemet hoppar över en mellanliggande växel, och ju mindre värde som tröskelvärdet T. antar, desto mindre l sannolikt att växlingssystemet hoppar över en mellanliggande växel. Med anledning av det ovanstående kan tröskelvärdet TI. användas som en parameter for bestämning av antalet växlingssteg i varje mellanväxlingssteg och/eller för bestämning av antalet mellanväxlingssteg mellan den första G1 och andra G2 växeln enligt olika uttöringsformer av uppfinningen.

Tidsvärden för de växelspecifika tröskelvärdena TI. kan företrädesvis anta ett värde mellan 1- 15 sekunder for tunga motorfordon 1, såsom lastbilar och bussar, beroende på det beteende som önskas vid nedväxlingen som t.ex. nedväxlingshastighet och nedväxlingsrytm. Därmed kan tröskelvärdena TI. användas som designparametrar vid utformande av olika nedväxlingsbeteenden hos växlingssystemet eftersom tröskelvärdena TI. kommer att 10 15 20 25 30 10 bestämma antalet mellanväxlingssteg och antalet växlingssteg i varje mellanväxlingssteg såsom beskrivits ovan.

Enligt en annan utföringsforrn av uppfinningen varar ett nuvarande mellanväxlingssteg under en lika lång tidsperiod som en tidsperiod för ett nästföljande mellanväxlingssteg, eftersom nedväxlingen då kommer att upplevas som konsekvent och positiv av de flesta förare.

Anledningen är att förare oftast inte vill att växlingssystemet gör godtyckliga växlingar ”lite då och då”, vilket kan upplevas som nervöst och godtyckligt av föraren. Med ”en lika lång tidsperiod” avses i detta sammanhang att tidsperiodema är ungefär lika långa.

Enlig en annan föredragen utföringsform av uppfinningen sker växling i ett mellanväxlingssteg vid ett högre motorvarvtal än ett motorvarvtal för växling i ett föregående mellanväxlingssteg, vilket innebär att motorvarvtalet vid växling ökar för varje mellanväxlingssteg. Med denna utföringsform upplever föraren motorfordonet 1 som kraftfullt och att motorfordonet l ”tar i”, exempelvis i en uppförsbacke, eftersom motorfordonet 1 kommer att köra mer på motorns 10 maxeffekt för varje efterföljande mellanliggande växel vid nedväxlingen. Givet att ett motorvarvtal inte passerar motorns 10 maxeffektsvarvtal (ofta runt 1800 rpm för lastbilar) så kommer ett högre motorvarvtal innebära att motom 10 ger högre effekt. Därför blir och upplevs motom 10 starkare ju högre motorvartal motorfordonet 1 framdrivs på.

Figur 3 visar ett flödesdiagram av en exemplifierad utföringsform av en metod enligt föreliggande uppfinning. Detta flöde är tänkt att utvärderas kontinuerligt av växlingssystemet under hela tiden motorfordonet l befinner sig i kraftunderskott, vilket innebär att växlingssystemet utvärderar om en växling ska utföras eller inte med utgångspunkt från steget Fl med en på förhand bestämd frekvens.

I steget Fl kontrolleras ifall ett nuvarande motorvarvtal är ett högre motorvarvtal än ett högsta motorvarvtal som motorfordonet 1 haft sedan det har varit i kraftunderskott, d.v.s. a < 0 . Är så fallet sparas detta nuvarande motorvarvtal till ett första högsta motorvarvtalet co; för att användas som ett referensmotorvarvtal i växlingsförfarandet. 10 15 20 25 30 11 I steget P2 väljs ett lämpligt minimimotorvarvtal wMin som inte får understigas när accelerationen a är negativ (dvs. när motorfordonet 1 är i kraftunderskott) bl.a. beroende på hur snabbt motorfordonet 1 tappar i hastighet, väglutningens derivata och vilken körrnod motorfordonet 1 använder. Exempelvis kan ett lägre minimimotorvarvtal (1) väljas i det fall Mín väglutningens derivata är avtagande, d.v.s. då motorfordonet 1 närrnar sig krönet av en backe.

Minimimotorvarvtalet o) väljs företrädesvis också så att ett nuvarande motorvarvtal aldrig Min understiger motoms 10 maxmomentkurva for att motorn 10 skall leverera tillräcklig effekt genom hela nedväxlingsförfarandet samt för att undvika okomfortabla vibrationer från drivlinan.

I steget P3 väljs ett lämpligt maximimotorvarvtal a) definierat som ett motorvarvtal vilket Max inte får överskridas under växlingsförfarandet då a < 0 . Detta maximimotorvarvtal o) kan Max exempelvis relateras till bränsleförbrukning och/eller önskad motoreffekt. För tunga motorfordon 1 kan detta maximimotorvarvtal o) t.ex. vara 1600 rpm om inte Max bränsleförbrukningen skall vara för hög eller 2100 rpm om det är maximal motoreffekt som prioriteras. Det inses därför att nämnda maximimotorvarvtal (øMax kan vara beroende av det körrnod med vilken motorfordonet 1 framförs.

I steget P4 begränsas motorvarvtaletco; så att det antar ett värde inom intervallet som definieras av minimimotorvarvtalet wMín och maximimotorvarvtalet wMax. Såldes kan 0); sättas till minimimotorvarvtalet (om, (mf, = mMin) om co; antar ett värde under intervallet, och till maximimotorvarvtalet (1) Max (mf, = (o ) om (of, antar ett värde över intervallet.

Max I steget P5 söks den andra växeln G2 genom att beräkna vilken av möjliga tillgängliga lägre växlar som motorfordonet 1 måste växla till for att accelerationen a ska vara större än eller lika med noll på denna växel, d.v.s. a20. Den andra växeln G2 beräknas genom att växlingssystemet kontrollerar vid vilken lägre växel som motorfordonets l drivkraft överstiger ett beräknat körrnotstånd, d.v.s. den totala kraft som motverkar motorfordonet 1 i dess fardriktning. Rent praktiskt kan den andra växeln G2 beräknas genom att växlingssystemet stegvis beräknar fordonets maximala drivkraft för växlar lägre än den första 10 15 20 25 30 12 växeln Gl , och väljer den första lägre växel - om beräkningen sker stegvis från högre till lägre växlar - Vilken har en maximal drivkraft som är lika stort eller större än det beräknade körrnotståndet för motorfordonet 1.

I steget P6 beräknas därefter vid vilket motorvarvtal på den andra växeln G2 som motorfordonets 1 drivkraft överstiger eller är lika med motorfordonets l körrnotstånd (a 2 0) för att kunna avgöra när en nedväxling till den andra växeln G2 ska genomföras för att motorvarvtalet efter nedväxlingen till den andra växeln G2 ska vara nära jämviktsmotorvarvtalet direkt efter nedväxlingen, där jämviktsmotorvarvtalet är det motorvarvtal vid vilket motorfordonets 1 acceleration är väsentligen noll.

I steget F7 beräknas hur lång tid motorfordonet l kan köra på var och en av mellanliggande växlar om det finns ett flertal mellanliggande växlar mellan den första G1 och andra G2 växeln. Tiden hur länge motorfordonet 1 kan köra på varje mellanliggande växel jämförs med ett växelspecifikt kalibrerat tidsvärde, d.v.s. jämförs mot ett tröskelvärde Ti, för varje mellanliggande växel. Från dessa jämförelser väljs den högsta mellanliggande växeln bland de tillåtna mellanliggande växlama, d.v.s. de växlar som har ett beräknat tidsvärde som är större än tröskelvärdet TI. för respektive växel. Det bör noteras att växeln som väljs i steget F7 är den andra växeln G2 om ingen högre växel uppfyller kravet enligt ovan.

Vidare, i steget Cl kontrolleras vid växling från den första växeln G1 villkoret huruvida motom 10 har sjunkit mer i motorvarvtal än ett kalibrerat gränsvärde R från det högsta motorvarvtal motorfordonet l hade då det gick in i kraftunderskott coGl. Gränsvärde R kan variera beroende på körrnod, t.ex. ekonomi- eller powerrnod. Först när motorvarvtalet sjunkit mer än det kalibrerade gränsvärdet R (företrädesvis l-100 rpm) tillåts en nedväxling. Detta gränsvärde R används i förfarandet för att motorfordonet l inte ska upplevas som nervöst eller instabilt, exempelvis vid ingångar till backar, eftersom det annars kan bli en nedväxling så fort väglutningen tilltar. Denna kontroll i steget Cl behöver inte göras från mellanliggande växlar eftersom motorfordonet 1 då redan befinner sig i en backe, vilket innebär att kontrollen i Cl endast är aktuell från den första växeln Gl. 10 15 20 25 13 I steget P8 genomförs ingen nedväxling om motorvarvtalet inte har sjunkit mer än gränsvärde R vid kontrollen i Cl. Detta för att undvika att växlingssystemet växlar när körmotståndet temporärt ökar såsom exempelvis i små backar och därför gör att motorfordonet 1 upplevs som nervöst.

I steget C2 kontrolleras om det nuvarande motorvarvtalet befinner sig i närheten av minimimotorvarvtalet wMín och är så fallet genomförs omedelbart en nedväxling i steget P9 till växeln som valts i steget P7 eftersom det då finns en risk för att motorvarvtalet kommer att sjunka under minimimotorvarvtalet o) Min ' Annars predikteras i steget F10 vilket motorvarvtal motorfordonet 1 kommer att ha efter en í+l T , om det nuvarande genomförd nedväxling till växeln som valts i steget P 7, d.v.s. a) motorvarvtalet i steget C2 inte befinner sig under minimimotorvarvtalet (øMm.

Därefter kontrollers i steget C3 huruvida det nuvarande motorvarvtalet (of predikterad i steget P10 är mindre än 0); + pi , vilket är ett högsta motorvarvtal motorn 10 har haft sedan motorfordonet 1 gick in i kraftunderskott och ett toleransvärde pl. enligt i+1 coT = to; + p l. ,í = l,2,3..., såsom beskrivits ovan. Noteras bör att enligt denna utföringsforrn av uppfinningen är det första högsta motorvarvtalet m; detsamma som det högsta motorvarvtalet på den första växeln G1, d.v.s. m; = (om (se steget P1). Därmed kommer det högsta motorvarvtalet på den första växeln G1 att påverka hela nedväxlingsförfarandet och därför fungera som en inparameter för detsamma.

I steget P11 utförs en nedväxling till växeln som valts i steget P7 om det nuvarande motorvarvtalet är inom intervallet I vid kontrollen i steget C3.

Annars beräknas i steget P12 den tidsperiod som växellådan 20 kan köra på växeln som valts i steget P7. I en praktisk tillämpning beräknar växlingssystemet hur lång tid motorfordonet 1 kan köra på varje mellanliggande växel från den första växeln Gl till den andra växeln G2, 10 15 20 25 30 14 och väljer därefter den högsta av dessa mellanliggande växlar vilken uppfyller kravet på att dess beräknade tidsvärde är större än sitt växelspecifika kalibrerade tröskelvärde Tl..

När växlingssystemet beräknar den tidsperiod som motorfordonet 1 kan köra på en mellanliggande växel så kan systemet använda minimotorvarvtalet mm som är ett lägsta motorvarvtal vilket motorfordonet 1 inte får underskrida, tex. om ett nuvarande motorvarvtal sjunker så att det hamnar under exempelvis OJMI." = 1100 rpm så måste växlingssystemet utföra en nedväxling. Systemet beräknar då hur lång tid motorfordonet 1 kan köra på den mellanliggande växeln från det motorvarvtal systemet hamnar på efter växling tills systemet hamnar på minimotorvarvtalet, d.v.s. wm= 1100 rpm. Växlingssystemet beräknar därmed hur lång tid motorfordonet 1 kommer att kunna köra på den mellanliggande växeln genom att räkna ut hur snabbt motorn 10 kommer att tappa i varvtal på den mellanliggande växeln genom kännedom om minimotorvarvtalet wMin och vad motorvarvtalet efter växling kommer att hamna på.

Slutligen kontrolleras i steget C4 huruvida tidsperioden beräknad i steget F12 är en lika lång tidsperiod som tidsperioden motorfordonet 1 har kört på en nuvarande växel sedan accelerationen a blev negativ. I steget F14 sker en nedväxling till växeln som valts i steget F7 om svaret är ja vid kontrollen i steget C4. Om svaret däremot är nej i steget C4 sker i steget F13 ingen nedväxling.

Figur 4 visar ett exempel på en nedväxling av ett motorfordon 1 enligt uppfinningen, i ett diagram där x-axeln representerar tiden och y-axeln motoms 10 varvtal i rpm. Vid tidpunkten t] när motorfordonet 1 framdrivs med den första växeln G1 ilagd går motorfordonet 1 in i en uppförsbacke, varför ett kraftunderskott uppstår och accelerationen a hos motorfordonet 1 bli negativ. Det är vid denna tidpunkt t] som motorvarvtalet på den första växeln G1 mm fastställs vilket kan användas som en ingångsparameter vid nedväxlingen enligt en utföringsforrn av uppfinningen.

Eftersom motorfordonet 1 är i kraftunderskott minskar motorvarvtalet och en första nedväxling sker vid tidpunkten t2 vilket resulterar i att motorvarvtalet åter går upp vid 10 15 20 25 30 15 tidpunkten t3. Även på denna nästa växel (första mellanväxel) uppstår ett kraftunderskott och en ny nedväxling är nödvändig för att motorfordonet 1 skall orka köra upp för backen, vilket sker vid tidpunkten t4. På detta sätt sker nedväxlingen via ett eller flera mellanväxlingssteg tills dess att växellådan 20 når en kraftjämviktsväxel, d.v.s. den andra växeln G2, vilket sker vid tidpunkten t7 i figur 4. På denna andra växel G2 (från tidpunkten t8) är accelerationen a väsentligen noll, varför motorfordonet 1 kan bibehålla sin hastighet på denna växel.

Noteras bör vidare att det högsta motorvarvtalet för varje mellanliggande växel är ett högre eller lika högt motorvarvtal som det högsta motorvarvtal sedan motorfordonet 1 hamnade i kraftunderskott, d.v.s. då acceleration a blev negativ, vilket visas vid tidpunktema t3, t5 och t7 i figur 4. Detta åstadkommes för att motorfordonet 1 ska bibehålla sin hastighet genom backen så bra som möjligt genom att ligga nära motoms 10 maxeffektsvarvtal på de mellanliggande växlama. Det innebär även att motorfordonet 1 upplevs som aggressivt och kraftiullt i exempelvis långa branta backar om det körs med hög hastighet eftersom motorvarvtalet stegras för varje nedväxlingssteg och således hamnar närmare det motorvarvtal som motorfordonet 1 maximalt orkar hålla på den andra växeln G2. Genom att bättre bibehålla hastigheten i ingången till backen kan antalet nedväxlingssteg dessutom reduceras om backen skulle ta slut innan motorfordonet 1 når den andra växeln G2.

Det bör vidare noteras att de olika beräkningsstegen i metoden enligt uppfinningen beräknas i realtid, vilket inses av fackmannen. Vidare inser fackmannen att en metod för styrning av en växellåda enligt föreliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datom 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 ett system för styming av en växellåda. Systemet innefattar minst en styrenhet 110 inrättad för styrning av en växellåda 20 i ett motorfordon 1 och är anordnat att åstadkomma en nedväxling från en första växel G1, för vilken accelerationen a är negativ, till en andra växel G2, för vilken accelerationen a är positiv eller lika med noll. Nedväxlingen sker medelst åtminstone ett mellanväxlingssteg mellan den första 10 15 20 25 30 16 G1 och andra G2 växel, varvid ett motorvarvtal (om på nämnda första växel (Gl) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämnda nedväxling.

Ett system beskrivet ovan kan vidare modifieras enligt de olika utföringsforrnerna av metoden ovan. Dessutom avser föreliggande uppfinning ett motorfordon 1, såsom en lastbil eller buss, innefattande minst ett system enligt ovan.

Figur 5 visar schematiskt en styrenhet 110 att ingå i ett system enligt uppfinningen.

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 112.

Vidare är styrenheten 110 försedd med anordningar 113, 114, 115, 116 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, vilka kan behandlas av beräkningsenheten 111. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 111. Anordningama 114, 115 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 111 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalema, vilka kan överföras till andra delar av systemet för bestämning av ned- och uppväxlingspunkter. En fackman inser att den ovan nämnda datom kan utgöras av beräkningsenheten 111 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 112.

Var och en av anslutningarna till anordningama 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. Även anslutningama 70, 17 80, 90, 100 i figur l kan utgöras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller trådlösa anslutningar.

Slutligen bör det inses att föreliggande uppfinning inte är begränsad till de ovan beskrivna utföringsforrnerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsfonner inom de bifogade självständiga kravens skyddsonrfång.

Claims (18)

10 15 20 25 30 18 Patentkrav

1. Metod för styrning av en växellåda, vilken växellåda (20) är inrättad att anordnas i ett motorfordon (1), kännetecknad av att åstadkomma en nedväxling hos nämnda växellåda (20) från en första växel (Gl), för vilken accelerationen a hos nämnda motorfordon (1) är negativ, till en andra växel (G2), för vilken accelerationen a är positiv eller väsentligen lika med noll, vilken nedväxling sker medelst åtminstone ett mellanväxlingssteg mellan nämnda första (G1) och andra (G2) växel, varvid ett motorvarvtal (om på nämnda första växel (Gl) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämnda nedväxling.

2. Metod enligt patentkrav 1, varvid nämnda motorvarvtal (om på nämnda första växel (G1) är ett motorvarvtal nämnda motorfordon (1) antar när en acceleration a hos nämnda motorfordon (1) blir negativ på nämnda första växel (G1).

3. Metod enligt patentkrav l eller 2, varvid nämnda motorvarvtal (om på nämnda första växel (Gl) är ett högsta motorvarvtal på nämnda första växel (Gl).

4. System enligt något av föregående patentkrav, varvid varje mellanväxlingssteg varar under en längre tidsperiod än ett tröskelvärde Ti .

5. Metod enligt patentkrav 4, varvid nämnda tröskelvärde TI. används som en parameter för bestämning av antalet växlingssteg vid en växling mellan nämnda första växel (Gl) och ett mellanväxlingssteg, och/eller mellan två på varandra efterfo lj ande mellanväxlingssteg, och/eller mellan ett mellanväxlingssteg och nämnda andra växel (G2).

6. Metod enligt patentkrav 4 eller 5, varvid nämnda tröskelvärde TI. används som en parameter för bestämning av antalet mellanväxlingssteg mellan nämnda första (Gl) och andra (G2) växel.

7. Metod enligt något av patentkrav 4-6, varvid nämnda tröskelvärde TI. är specifikt för varje mellanväxlingssteg. 10 15 20 25 30 19

8. Metod enligt något av patentkrav 4-7, varvid nämnda tröskelvärde Ti är inom intervallet 1-15 sekunder.

9. Metod enligt något av patentkrav 4-8, varvid ett nuvarande mellanväxlingssteg varar under en lika lång tidsperiod som en tidsperiod för ett nästfö lj ande mellanväxlingssteg.

10. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid ett motorvarvtal vid växling i ett mellanväxlingssteg är ett högre motorvarvtal än ett motorvarvtal vid växling i ett föregående mellanväxlingssteg.

11. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid en växling mellan nämnda första växel (Gl) och ett mellanväxlingssteg, och/eller mellan två på varandra efterföljande mellanväxlingssteg, och/eller mellan ett mellanväxlingssteg och nämnda andra växel (G2) innefatta ett eller flera växlingssteg.

12. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid ett högsta motorvarvtal i varje mellanväxlingssteg är ett lika högt, eller ett högre motorvarvtal än ett högsta motorvarvtal i ett föregående mellanväxlingssteg.

13. Metod enligt patentkrav 12, varvid nänmda högsta motorvarvtal i varje mellanväxlingssteg antar ett värde som är pl. högre än nämnda högsta motorvarvtal i ett föregående mellanväxlingssteg, varvid pl. är ett parametervärde.

14. Metod enligt patentkrav 13, varvid förhållandet mellan nämnda högsta motorvarvtal i varje mellanväxlingssteg och nämnda högsta motorvarvtal i ett föregående mellanväxlingssteg ges av: mfl = co; + p, , där (of är nämnda högsta motorvarvtal i varje mellanväxlingssteg och to; är nämnda högsta motorvarvtal i ett föregående mellanväxlingssteg. 10 15 20 20

15. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför någon metod enligt något av föregående patentkrav.

16. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 15, varvid nänmda 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.

17. System for styrning av en växellåda (20), vilket system innefattar minst en styrenhet (110) inrättad för styrning av en växellåda (20) i ett motorfordon (1), kännetecknat av att systemet är anordnat att åstadkomma en nedväxling hos nämnda växellåda (20) från en första växel (Gl), för vilken accelerationen a hos nämnda motorfordon (1) är negativ, till en andra växel (G2), för vilken accelerationen a är positiv eller lika med noll, vilken nedväxling sker medelst åtminstone ett mellanväxlingssteg mellan nämnda första (Gl) och andra (G2) växel, varvid ett motorvarvtal (om på nämnda första växel (G1) används som en ingångsparameter vid åstadkommandet av nämnda nedväxling

18. Motorfordon (1), såsom en lastbil eller buss, innefattande minst ett system enligt patentkrav 17.