SE1350452A1 - Varierbar växlingsprestanda i ett fordon - Google Patents

Abstract

26 SAMANDRAGForfarande (400) och styrenhet (115) for vaxling av envaxellàda (113) i ett fordon (100). Forfarandet (400) inne- fattar faststallande(110) (401) av att varvtalsnivàn på fordonets motor ligger inom ett varvtalsintervall (210) for att ilagga en ny vaxel, (402) (220) prognostisering av vad det lagsta varvtalet skulle komma att bli efter vaxling till den nya vaxeln om vaxlingen skulle genomforas, genom simulering av vaxlingen, berakning' (403) av' ett troskelvarvtal (230)dar fordonets motor (110) genererar* en drivkraft som Inot-svarar fordonets kormotstànd, okning (404) av 'vaxlingspre-standa så att det prognostiserade (402) lagsta varvtalet(220) kommer att uppgå till eller overskrida troskelvarv-talet (230) så att vaxlingen går att genomfora, då det prog-nostiserade (402) lagsta varvtalet (220) underskrider detberaknade (403) troskelvarvtalet (230). (Publ. Fig. 1B)

Description

15 20 25 30 hjullastare, motorcykel, radiobil, moped, skoter, limousin, snöskoter, sportbil, racerbil, gräsklippare, stridsvagn, buss, skördetröska, jordbruksmaskin, terrängbil, snövessla, bandvagn, gokart, traktor, eller annat liknande motordrivet bemannat eller obemannat transportmedel, anpassat för land- baserad geografisk förflyttning.

Problemet ar att motorn under växlingsprocessen saknar dragkraft i körriktningen och därför tappar mycket i hastig- het då fordonet framförs i uppförsbacke och/ eller är tungt lastat. Därmed kan den nya växeln få ett för lågt varvtal efter växlingen, vilket i sin tur gör att motorn genererar ett så lågt moment att fordonet inte orkar och får motor- stopp.

Detta fenomen är även känt exempelvis bland färska körskole- elever som saktar in när de närmar sig en korsning och då kan vara. så fokuserade på omgivande trafik att de olyck- ligtvis glömmer växla ned, vilket kan få till följd att fordonet får motorstopp mitt i korsningen, då motorns varv- tal blir för lågt.

Sådant plötsligt kan resultera i då motorstopp en förhöjd olycksrisk, omgivande/ bakomvarande trafikanter kanske blir överraskade och inte hinner uppfatta situationen i tid för att bromsa. Omotiverade motorstopp kan inte minst skapa en stegrad irritation hos omgivande trafikanter, vilket kan utlösa en aggressionsdriven och okonventionell förbikörning, vilken även den kan överraska omgivande trafikanter, etc.

För att undvika att drabbas av ett generande motorstopp kan föraren välja att konstant fegköra på för låg växel med högt motorvarvtal. Detta leder dock till en förhöjd bränsle- förbrukning, vilket medför ökad transportkostnad och förhöjd 10 15 20 25 30 miljöbelastning. Ett onödigt högt motorvarvtal riskerar även att misshandla fordonets förare ergonomiskt till följd av förhöjt motorljud och ökade vibrationer i fordonet.

Vidare kan genomförandet av en växling variera med avseende på snabbhet och komfort beroende på hur växlingen genomförs, eller i vilken körmod växlingen görs. I vissa situationer, exempelvis vid framförande av en buss i stadstrafik med många passagerare som kanske står i mittgången är det önsk- värt att undvika plötsliga ryck under växlingen, det vill säga prioritera konfort. Detta kan då dessvärre leda till att växlingen genomförs så långsamt och försiktigt att växl- ingen misslyckas, då fordonet tappar för* mycket hastighet under växlingen.

Det kan konstateras att mycket ännu återstår att göra för att minska olycksrisker och samtidigt sänka bränsleför- brukning i samband med växling av ett fordon.

SAMANFATTNING Det är därför en målsättning med denna uppfinning att kunna lösa åtminstone något av ovan angivna problem, förbättra förfarandet vid. växling i_ ett fordon och därmed. uppnå. en förbättring av fordonet.

Enligt en första aspekt av uppfinningen uppnås denna mål- sättning av ett förfarande vid växling av en växellåda i ett fordon. Förfarandet innefattar ett fastställande av att varvtalsnivån på fordonets motor ligger inom ett varvtals- intervall för att ilägga en ny växel. Vidare innefattar förfarandet även att prognostisera vad det lägsta varvtalet skulle komma att bli efter växling till den nya växeln om växlingen skulle genomföras, genom simulering av växlingen. 10 15 20 25 30 Förfarandet innefattar också beräkning av ett tröskelvarvtal där fordonets motor genererar en drivkraft som. motsvarar fordonets körmotstånd. Förfarandet innefattar vidare även ökning av växlingsprestanda så att det prognostiserade läg- sta varvtalet kommer att uppgå till eller överskrida trös- kelvarvtalet så att växlingen går att genomföra, då det pro- gnostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås denna målsätt- ning av en styrenhet anordnad att styra växling av en växel- låda i ett fordon. Styrenheten innefattar en mottagande krets, anordnad att inhämta momentan varvtalsnivå på ford- onets motor. Vidare innefattar styrenheten en processor- krets, anordnad att fastställa att den inhämtade momentana varvtalsnivån ligger inom ett varvtalsintervall för att ilägga. en ny växel. Processorkretsen. är även anordnad. att prognostisera vad det lägsta varvtalet skulle komma att bli efter växling till den nya växeln, om växlingen skulle genomföras, och även anordnad att beräkna ett tröskelvarvtal där fordonets motor genererar en drivkraft som. motsvarar fordonets körmotstånd. Vidare är processorkretsen dessutom anordnad. att generera. en styrsignal för att öka 'växlings- prestanda så att det prognostiserade lägsta varvtalet kommer att uppgå till eller överskrida tröskelvarvtalet, då det prognostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet. Vidare innefattar styrenheten även en sändande krets, anordnad att sända en styrsignal för att öka växlingsprestanda så att det prognostiserade lägsta varv- talet kommer att uppgå till eller överskrida tröskelvarv- talet, då det prognostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet. 10 15 20 25 Genom att simulera en växlingsprocess och förutspå vad det lägsta varvtalet skulle bli sedan jämföra detta prognostiserade lägsta varvtal med ett beräknat tröskelvarvtal där fordonets motor genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotstånd, kan ett miss- lyckat växlingsförsök undvikas och växlingsprestandan just- eras så att växling ändå kan genomföras. på en vilket leder till att fordonet kan fram- Därigenom kan det undvikas att fordonet framförs onödigt låg växel, föras på lägre motorvarvtal vilket medför sänkt bränsleför- ett brukning och ndnskade bränslekostnader. Därmed erhålls förbättrat fordon.

Andra fördelar och ytterligare nya särdrag kommer att framgå från följande detaljerade beskrivning av uppfinningen.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen kommer* nu att beskrivas ytterligare i detalj med hänvisning till bifogade figurer, vilka illustrerar ut- föringsformer av uppfinningen: Figur 1A är en illustration över ett fordon enligt en utför- ingsform av uppfinningen.

Figur 1B är en illustration över ett fordon enligt en utför- ingsform av uppfinningen.

Figur 2A är en illustration över varvtal och motormoment i ett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 2B är en illustration över varvtal och motormoment i ett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 Figur 3 är ett kombinerat flödesschema och signalerings- schema enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 4 är ett flödesschema som illustrerar en utförings- form av ett förfarande för växling i ett fordon.

Figur 5 är en illustration av en styrenhet för växling i ett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen är definierad som ett förfarande och en styr- enhet, vilka kan realiseras i någon av de nedan beskrivna utföringsformerna. Denna uppfinning kan dock genomföras i många olika former och ska inte ses som begränsad av de häri beskrivna utföringsformerna, vilka istället är avsedda att belysa och åskådliggöra olika aspekter av uppfinningen.

Ytterligare aspekter och särdrag av uppfinningen kan komma att framgå från den följande detaljerade beskrivningen när den beaktas i samband med de bifogade figurerna. Figurerna är dock enbart att betrakta som exempel på olika utförings- former av uppfinningen och ska inte ses som begränsande för uppfinningen, vilken definieras enbart av de bifogade kraven. Vidare är figurerna inte nödvändigtvis skalenligt ritade och är, om inget annat särskilt anges, avsedda att konceptuellt illustrera aspekter av uppfinningen.

Figur 1A visar ett fordon 100, anpassat för växling och motordrivet framförande i bland annat en första färdriktning 105. Fordonet lOO befinner sig, i figuren, i en situation ihållande uppförsbacke med. en lutning' u och till exempel ena sidan kan vara svårt att lastad med tung last, där det å avgöra om en växling till en högre växel går att genomföra 10 15 20 25 30 då fordonets hastighet snabbt kommer att sänkas under växlingen och 'varvtalet direkt efter växlingen på den nya högre växeln kanske blir för lågt för att motorn ska kunna generera tillräcklig drivkraft. Å andra sidan kan fordonet 100 sannolikt sänka bränsleförbrukningen, sänka emissioner, generera lägre motorljud och vibrationer om en högre driv- växel kan iläggas uppför backen.

Figur 1B visar schematiskt en drivlina i fordonet 100 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Drivlinan inne- fattar en förbränningsmotor 110, vilken. via en på förbr- änningsmotorn 110 utgående axel, exempelvis via ett sväng- hjul, är förbunden med en ingående axel 112 hos en växellåda 113 via en koppling' 114. En sensor' 111 kan vara särskilt anordnad att avläsa förbränningsmotorns varvtal på utgående axel. Växellådan 113 kan vara en manuell växellåda, en auto- matväxellåda eller en automatiserad manuell växellåda (AMT) i olika utföringsformer.

Kopplingen ll4 kan exempelvis utgöras av en automatiskt styrd koppling som kan vara exempelvis av torrlamelltyp.

Friktionselementets (lamellens) ingrepp med motorns utgående axel kan styras med hjälp av en tryckplatta, vilken kan vara förskjutbar i sidled med hjälp av till exempel en hävarm, vars funktion kan styras av en kopplingsaktuator. Kopplings- aktuatorns påverkan på hävarmen styrs i sin tur av fordonets kopplingsstyrsystem. via en styrenhet 115. Styrenheten 115 styr även växellådan ll3.

Styralgoritmen som styr fordonets växellåda ll3 påverkas av en eller flera parametrar, vilka kan vara förarberoende, indirekt förarberoende eller föraroberoende, såsom exempel- vis fordonets lutning, fordonsvikt, fordonstyp, färdkomfort, gaspedalens position, gaspedalens lägesförändringshastighet, 10 15 20 25 30 prestandaval, fordonshastighet och/ eller motorvarvtal; för att nu bara nämna några.

Fordonet 100 117, vilka är innefattar även drivaxlar 116, förbundna med fordonets drivhjul 118, 119, och vilka drivs av en från växellådan 113 utgående axel 120 via en axelväxel 121, såsom till exempel en differentialväxel. Det i Figur 1B schematiskt visade fordonet 100 innefattar endast två driv- hjul 118, 119, men utföringsformer av uppfinningen är till- ämplig aven for fordon 100 med ett flertal drivaxlar för- sedda med ett eller ett flertal drivhjul.

Fordonet 100 kan vidare ha ett färdbromssystem, vilket kan 122-125 med tillhörande 118, 119. 122-125 innefatta exempelvis bromsskivor bromsbelägg (ej visade) anordnade invid hjulen Bromsbeläggens anliggningstryck mot bromsskivorna vid alstring av bromskraft styrs med hjälp av fordonets styrsystem, exempelvis med hjälp av styrenheten 115, vilken kan vara anordnad att skicka signaler till den/ de regula- torer som reglerar bromskraft i färdbromssystemet, då för- aren pressar ner en bromspedal eller på annat sätt indikerar att bromsning av fordonet 100 önskas. Fordonet 100 kan även innefatta en konstantfarthållare som kan generera och skicka en styrsignal att bromsa fordonet 100.

Styrenheten 115 kan i_ vissa *utföringsformer" vara anordnad att styra fordonets färdbromssystem. Det kan även, i andra utföringsformer vara anordnad att styra flera av fordonets övriga bromssystem, där sådana förekommer. Exempelvis kan fordonet 100 innefatta en retarder 126 och/ eller andra tillsatsbromssystem såsom avgasbroms och motorbroms. Baserat på till exempel förarens kommandon skickas styrsignaler till tillämpliga systemmoduler för begäran av önskad bromskraft.

Retardern 126 kan vara anordnad att samverka med färdbroms- 10 15 20 25 systemet och kan bland annat användas för avlastning av färdbromssystemet i syfte att minska slitage och risk för överhettning av bromsskivor/ bromsbelägg 122-125. på instrument, Fordonet 100 innefattar aven en förarhytt i vilken sedvanligt vis är anordnat en förarmiljö med manöverreglage etc. Denna förarmiljö kan aven innefatta en bildskärm 130 för presentation av information för fordonets förare. Exempelvis kan information relaterad till fordonets växling presenteras där enligt vissa utföringsformer, såsom ett växlingsschema, eller en text/ bild som informerar om att det inte går att växla för närvarande.

Styrsystemet i fordonet 100 kan utgöras av ett kommunika- tionsbussystenl bestående av' en eller flera kommunikations- bussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styr- enheter (ECU:er), eller kontrollenheter/ controllers, och olika på fordonet 100 lokaliserade komponenter. Ett sådant styrsystem. kan innefatta ett stort antal kontrollenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler än en kontrollenhet. Likaså kan en kontrollenhet vara anordnad att ansvara för flera funktioner.

Styrenheten 115 är i sin tur anordnad att kommunicera dels med andra enheter, för att ta emot signaler och nätvärden och eventuellt även trigga en mätning, exempelvis vid visst tidsintervall. Vidare är styrenheten 115 anordnad att komm- unicera exempelvis via fordonets kommunikationsbuss, vilken kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST- buss (Media Oriented Systems Transport), eller någon annan busskonfiguration. 10 15 20 25 30 10 Styrenheten ll5 kan även vara anordnad för trådlös kom- munikation över ett trådlöst gränssnitt enligt vissa utför- ingsformer. Det trådlösa gränssnittet kan utgöras av radio- sändare baserad på trådlös kommunikationsteknologi såsom 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term. Evolution (LTE), LTE-Advanced, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN), Universal Mobile Telecommunica- tions System (UMTS), Global System. for Mobile Communica- tions/ Enhanced Data rate for GSM Evolution (GSM/EDGE), Wideband. Code Division. Multiple Access (WCDMA), World-Wide lnteroperability for Microwave Access (WiMax), Wireless Local Area Network (WLAN) Ultra Mobile Broadband (UMB), Bluetooth (BT), Near field communication (NFC) eller infra- röd sändare för att nu bara nämna några få tänkbara exempel på trådlös kommunikation.

För enkelhetens skull visas enligt ovan i figur lB endast en styrenhet ll5, där funktioner* för ett flertal olika styr- funktioner~ blivit samlade, såson1 styrning' av förbrännings- motorn ll0, men fordonet lOO kan i andra utföringsformer innefatta ett flertal styrenheter, vilka ovan nämnda på styrfunktioner kan vara fördelade.

Figur 2A åskådliggör ett exempel på förändring i varvtal och då en rqf växel 205. moment under en växlingsprocess iläggs, i figuren markerat med en cirkel Då motorns varvtal konstateras ligga inom ett intervall 210 för växling till ny växel; ibland kallat en växlingspunkt, görs en prognos för vad det lägsta varvtalet 220 skulle bli om växling görs till ny växel. En beräkning görs även av ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor llO genererar en drivkraft som motsvarar fordonets momentana körmotstånd. 10 15 20 25 11 Då, som i_ det illustrerade exemplet, det lägsta varvtalet 220 på den nya växeln överskrider tröskelvarvtalet 230, kan växlingen genomföras, med en förvissning om att motorns drivkraft på den nya växeln kommer att vara tillräcklig för att övervinna körmotståndet och därmed driva fordonet 100 framåt.

I annat fall, det vill säga då det lägsta varvtalet 220 efter växlingen underskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230, kan växlingen undertryckas och förhindras.

I en alternativ utföringsform kan växlingspunkten 2l0 för- skjutas till ett varvtalsintervall där motorns drivkraft efter växling till den nya växeln som motsvarar eller över- skrider fordonets momentana körmotstånd.

Figur 2B åskådliggör ett exempel på sambandet mellan varvtal och moment i en motor ll0 i fordonet l00. Vidare visar figur 2B ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor ll0 genererar en drivkraft som motsvarar fordonets momentana körmotstånd, det vill säga det lägsta varvtal som. måste uppnås eller överskridas för att växlingen ska kunna genomföras.

Varvtalsnivån A motsvarar det varvtal som skulle uppnås under växling då fordonet l00 framförs i ordinarie körmod, som exempelvis kan vara fokuserad på komfort. Man kan lägga märke till att varvtalsnivån A underskrider tröskelvarvtalet 230 och att en växling därför skulle misslyckas, om den genomfördes.

Varvtalsnivån B motsvarar det varvtal som skulle uppnås under växling, då fordonet l00 tillfälligtvis frångår sin ordinarie körmod, som. kan vara fokuserat på komfort, och istället genomför en växling där fokusering görs på snabb- 10 15 20 25 30 12 het. varvtalsnivån ovanför tröskelvarvtalet 230, Därmed hamnar vilket betyder att växlingen går att genomföra.

Genom. att simulera. ett helt växlingsförlopp med. en given växlingsprestanda kan man avgöra. om. den givna prestandan, baserat exempelvis på körmod, är tillräcklig eller inte, det vill säga om varvtalsnivån A ligger under eller över trösk- elvarvtalet 230. Om den prognostiserade varvtalsnivån A underskrider tröskelvarvtalet 230 är prestandan i växlingen inte tillräcklig i_ befintlig' körmodd Man kan därför till- fälligtvis, för den enskilda växlingen, frångå befintlig körmod och istället höja växlingsprestanda så att växlingen kan genomföras. Därmed kan varvtalsnivån B höjas så att det hamnar över tröskelvarvtalet 230.

En fördel med vissa utföringsformer är att man kan öka pre- standa vid 'växling' i situationer~ där det krävs att detta görs för att överhuvudtaget kunna genomföra växlingen. Där- med blir det möjligt att växla i fler situationer där man annars inte kunnat växla upp eftersom den valda prestandan i växlingen inte hade varit tillräckligt snabb. Detta kan leda till att ett fordon 100 kan köras på en högre växel än vad annars varit möjligt och. därigenon1 få en högre snitthast- ighet och. lägre bränsleförbrukning' än vad. son1 annars hade erhållits.

Figur 3 illustrerar ett översiktligt exempel på en utför- ingsform. av uppfinningen. Närmare bestämt illustreras ett förfarande vid växling av en växellåda ll3 i ett fordon lOO.

Förfarandet är uppdelat i ett antal steg 1-7, vilka inte nödvändigtvis ingår i alla utföringsformer av uppfinningen.

Vidare kan dessa steg utföras i en annan ordning än vad numreringen antyder i vissa utföringsformer. Vissa steg kan eventuellt även utföras parallellt med varandra. 10 15 20 25 13 I ett första steg kan varvtalet för motorn ll0 avläsas från en sensor lll och skickas till styrenheten ll5. Styrenheten ll5 kan avgöra om. det avlasta varvtalet ligger inom. ett växlingsintervall 2l0 för växling till ny växel. Vid detta avgörande kan även andra faktorer än varvtalet tas in, som exempelvis fordonets hastighet, fordonets körmod, förar- positionsförändring och/ till beteende som till exempel position, eller positionsförändringshastighet på reglage som exempel gaspedal.

Då. det konstaterats att varvtalet närmar sig, ligger' inom eller överskridit växlingsintervallet 210, kan en prognosti- sering av vad det lägsta varvtalet 220 skulle komma att bli efter växling till den nya växeln göras. Sådan prognos kan innefatta en simulering av växlingsförloppet, baserat på en beräkning. Prognosen kan även innefatta att en approximation görs med ett lagrat värde i ett minne, exempelvis.

Vidare kan styrenheten. ll5 beräkna. ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor ll0 genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotstånd för tillfället. Detta körmotstånd varierar över tid beroende på bland annat väglutning, ford- onets last, rullmotstånd, luftmotstånd. och andra drivför- luster.

Körmotståndet F är summan av de krafter som påverkar fordonet l00 från omgivningen, och består av gravitation Egmv, rullmotstånd E}ml samt luftmotstånd Fhfit. Det vill säga: FV: Phrav i' Eluil + Ffiuft (1) Gravitationen Egmv beräknas enligt: F =m-g-sin(a), (2) grav 10 15 20 25 14 är del handlar där m är fordonets massa, och a lutning i till vägens radianer. Eftersom det storsta om små Tyngdaccelerationen 9,83 vinklar, kan sin(d) approximeras till d. g kan vid jordytan variera mellan 9,78 och m/sz beroende på position pä jordklotet. I Sverige varierar tyngdaccelerationen väsentligen med. latituden frän ungefär 9,815 m/sz i söder till 9,824 m/sz i norr. Ett approximativt värde kan sättas till 9,82 m/sz.

Luftmotståndet kan beräknas som. en faktor* k multiplicerat med fordonets hastighet v i kvadrat, enligt: (3) där i sin tur k=>åp-C;-A (4) där .A är* fordonets frontarea, Cd är Inotständskoefficienten som beror pä fordonets stromlinjeform, p är luftens densi- tet, vilken beror på bland annat temperatur och luftfuktig- het, m är fordonets massa.

Nuvarande rullmotstànd, Fndlkan också beräknas. m-g-sin(oß)-C (5) Fhui = där C är en dimensionslös rullmotständskoefficient som beror exempelvis däcktryck, gummiblandning i däcket, däck- på monster, korbanans beskaffenhet, axelkonfiguration, hjulin- ställning, justering av antal drivaxlar och/ eller stodaxlar i ingrepp i_ en. eventuell boggi, reglering av antal driv- axlar, och liknande. Rullmotständskoefficienten C kan i vissa fall approximeras till ett värde mellan 0,0062 och 0,0l5. 10 15 20 25 15 Den kraft som nmtorn 110 måste utveckla för att övervinna körmotståndet E" kan beräknas som summan av tillgängligt motormoment M, vilket är en funktion av gränsvarvtalet 230, multiplicerat med den totala utväxlingen i och dividerat med den effektiva däcksradien, ryjm. E“kan då beräknas ur: Ål Ü F =__í9Äl_ (6) Hm (6) kan därmed och (1) tröskelvarvtalet 230 lösas ut och fastställas.

Genom att likställa ekvationerna Därefter kan en jämförelse mellan det prognostiserade lägsta varvtalet 220 på den nya växeln och det beräknade tröskel- varvtalet 230 göras. varvtalet 220 uppgår till tröskelvarvtalet 230 Om det prognostiserade lägsta eller överskrider det beräknade kan växeln ll3 styrenheten 115 genomföra växlingen till den nya genom att skicka en styrsignal till växellådan att ilägga den nya växeln.

Om det prognostiserade lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230 kan styrenheten 115 förhindra att växling till den nya växeln görs, och istället kan en ökning av växlingsprestanda görs.

Sådan ökad växlingsprestanda kan exempelvis innefatta att man frångår den befintliga körmod fordonet 100 framförs i och istället genomför växlingen snabbare, exempelvis genom att öka synkroniseringshastigheten i motorn 110, använda en kopplingsaktuator* och. växellådans synkar, använda. en sido- axelbroms och liknande.

I vissa utföringsformer kan en ny prognos göras om växlingen kan genomföras då växlingsprestandan ökas. Om. den progno- 10 15 20 25 16 stiserade lägsta varvtalsnivån 220 med. den förhöjda växl- ingsprestandan överskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230 kan växlingen genomföras och en styrsignal kan skickas till växellådan ll3.

Därigenom kan det inte bara förhindras att växling görs till en växel där varvtalet och därmed motorns moment blir för lågt för att orka driva fordonet l00, utan man kan möjlig- göra en växling som. annars inte gått att göra genom. att tillfälligt öka växlingsprestandan. Därigenom kan fordonets hastighet ökas, samtidigt som bränsleförbrukningen kan minskas enligt vissa utföringsformer.

Enligt vissa utföringsformer kan växlingspunkten 2l0 flyttas, exempelvis baserat på det beräknade tröskelvarv- talet 230.

Figur 4 illustrerar ett. exempel på 'utföringsforn1 för upp- finningen. Flödesschemat i figur 4 åskådliggör ett förfar- ande 400 vid växling av en växellåda ll3 i ett fordon 100.

Syftet med förfarandet 400 är att simulera växling och där- igenom förutspå vilket som skulle bli det lägsta varvtalet om växlingen verkligen genomfördes. Genom att jämföra detta prognostiserade lägsta varvtal med ett beräknat tröskelvarv- tal där fordonets motor ll0 genererar en drivkraft som mot- svarar fordonets körmotstånd, kan växling till den nya växeln ändå göras genom att öka växlingsprestanda så att det prognostiserade lägsta varvtalet kommer att uppgå till eller överskrida tröskelvarvtalet så att växlingen går att genom- föra. 10 15 20 25 17 För att kunna simulera växlingen i fordonet 100 på ett korrekt sätt, 401-405. kan förfarandet 400 innefatta ett antal steg Det bör dock observeras att vissa av de här beskr- ivna stegen bara innefattas i vissa alternativa utförings- former* av uppfinningen, säsonl exempelvis steg 405. Vidare kan de beskrivna stegen 401-405 utföras i en något annor- lunda kronologisk ordning än vad nummerordningen antyder och att vissa av dem kan utföras parallellt med varandra. För- farandet 400 innefattar följande steg: Steg 401 Det fastställs att varvtalsnivån på fordonets motor 110 ligger inom ett varvtalsintervall 210 för att ilägga en ny växel.

Sådant varvtalsintervall 210 kallas ibland för växlingspunkt och kan bestå av ett visst förutbestämt varvtal, eller varv- talsintervall 210.

Steg 402 Det lägsta varvtalet 220, om växlingen till den nya växeln skulle genomföras, prognostiseras genom simulering av växl- ingen.

Steg 403 Ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor 110 genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotstånd beräknas.

Steg 404 Dä det prognostiserade 402 lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade 403 tröskelvarvtalet 230 görs en ökning av växlingsprestanda så att det prognostiserade 402 lägsta 10 15 20 25 18 varvtalet 220 kommer att uppgå till eller överskrida trö- skelvarvtalet 230, så att växlingen går att genomföra.

Enligt vissa utföringsformer kan ökningen av växlings- prestanda innefatta: minska motorns moment snabbare före öka motorns moment snabbare efter växling, ll0, växling, öka syn- kroniseringshastigheten på motorn använda kopplings- aktuator och/ eller använda sidoaxelbroms eller dekompress- ionsbroms. Ökningen av växlingsprestanda kan enligt vissa utförings- former innefatta att växlingen genomförs i en annan körmod än den körmod som är aktiverad i fordonet 100.

Steg 405 Detta förfarandesteg kan utföras i vissa utföringsformer av förfarandet 400.

Då det prognostiserade 402 lägsta varvtalet 220 uppgår till, eller överskrider, det beräknade 403 tröskelvarvtalet 230 görs en växling till den nya växeln.

Figur 5 illustrerar en utföringsforn1 av en styrenhet ll5 anordnad att styra växling av en växellåda ll3 i ett fordon lOO.

Denna styrenhet ll5 är konfigurerad att genomföra åtminstone vissa av de tidigare beskrivna förfarandestegen 401-405, innefattade i beskrivningen av förfarandet 400 för att kunna simulera växlingen i fordonet l00. Även ett system 500 för växling av en växellåda ll3 i ett fordon l00, innefattande en styrenhet ll5, en växellåda ll3 och en sensor lll anord- nad att avläsa varvtalsnivån på fordonets motor ll0. 10 15 20 25 30 19 För att på ett korrekt sätt kunna styra växlingen av växel- lådan ll3 innehåller styrenheten ll5 ett antal komponenter, vilka i den följande texten beskrivs närmare. Vissa av de beskrivna delkomponenterna förekommer i en del, men inte nödvändigtvis samtliga utföringsformer. Det kan även före- komma ytterligare elektronik i styrenheten ll5, vilken inte är helt nödvändig för att förstå funktionen av styrenheten ll5 enligt uppfinningen.

Styrenheten ll5 innefattar en mottagande krets 510, anordnad att inhämta momentan varvtalsnivå. på fordonets motor ll0.

Enligt vissa utföringsformer kan den momentana varvtalsnivån avläsas av en sensor lll, eller varvtalsgivare som den också kan benämnas, och skickas till styrenhetens mottagande krets 5l0.

Styrenheten ll5 innefattar även en processorkrets 520, an- ordnad att fastställa att den inhämtade momentana varvtals- nivån ligger inom ett varvtalsintervall 2l0 för att ilägga en ny växel. Processorkretsen 520 är även anordnad att prognostisera vad det lägsta varvtalet 220 skulle komma att bli efter växling till den nya växeln, om växlingen skulle genomföras genom att simulera växlingen. Vidare är proces- sorkretsen 520 även anordnad att beräkna ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor ll0 genererar en drivkraft som mot- svarar fordonets körmotstånd. Dessuton1 är processorkretsen 520 också anordnad att generera en styrsignal för att öka växlingsprestanda så att det prognostiserade lägsta varv- talet 220 kommer att uppgå till eller överskrida tröskel- varvtalet 230, då det prognostiserade lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230.

Processorkretsen 520 kan utgöras av exempelvis en eller flera Central Processing Unit (CPU), mikroprocessor eller 10 15 20 25 30 20 annan logik utformad att tolka och utföra instruktioner och/ eller att som att läsa och skriva data. Processorkretsen 520 kan hantera data för inflöde, utflöde eller databehandling av data innefattande även buffring av data, kontrollfunkti- oner och liknande.

Processorkretsen 520 kan vara anordnad att generera en styr- signal för att växla till den nya växeln då det prognosti- serade lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade trö- skelvarvtalet 230.

I vissa utföringsformer innefattar styrenheten ll5 en minnesenhet 525, som utgör ett lagringsmedium för data.

Minnesenheten 525 kan utgöras av exempelvis ett minneskort, flashminne, USB-minne, hårddisk eller annan liknande data- lagringsenhet, till exempel någon ur gruppen: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Eras- able PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), etc. i olika utföringsformer.

Minnet 525 kan i vissa utföringsformer vara anordnad att lagra varvtalsintervall 2l0 för att ilägga en ny växel, det vill säga en eller flera växlingspunkter.

Styrenheten ll5 innefattar även en sändande krets 530, an- ordnad att sända en styrsignal för att öka växlingsprestanda så att det prognostiserade lägsta varvtalet 220 kommer att till eller överskrida tröskelvarvtalet 230, då det uppgå prognostiserade lägsta varvtalet 220 underskrider det beräk- nade tröskelvarvtalet.

Den sändande kretsen 530 kan även vara anordnad att sända en styrsignal för att växla då det prognostiserade lägsta varv- talet 220 till, eller överskrider, det beräknade uppgår tröskelvarvtalet 230. 10 15 21 Vidare innefattar uppfinningen ett datorprogram för växling av en växellåda 113 i ett fordon 100. Datorprogrammet är an- ordnat att utföra förfarandet 400 enligt åtminstone något av de tidigare beskrivna stegen 401-405, då datorprogrammet exekveras i en processorkrets 520 i styrenheten 115.

Förfarandet 400 enligt stegen 401-405 för växling av en växellåda 113 i ett fordon 100 kan implementeras genom en eller flera processorkretsar 520 i. styrenheten 115, till- sammans med datorprogramkod för steg 401-405 att utföra någon, några, vissa eller alla av de soul beskrivits ovan.

Därigenom kan ett datorprogram innefattande instruktioner för att utföra stegen 401-405 då datorprogrammet laddas i processorkretsen 520.

Somliga utföringsformer av uppfinningen inbegriper även ett fordon 100, 500. vilket innefattar det ovan beskrivna systemet

Claims (9)

10 15 20 25 22 PATENTKRAV

1. l. Eörfarande (400) vid växling av en växellåda (ll3) i ett fordon (100), kännetecknat av: fastställande (401) av att varvtalsnivän på fordonets motor (110) ligger inom ett varvtalsintervall (210) för att ilägga en ny växel, prognostisering (402) av vad det lägsta varvtalet (220) skulle komma att bli efter växling till den nya växeln onl växlingen skulle genomföras, genom. simulering' av iväxl- ingen, beräkning (403) av ett tröskelvarvtal (230) där ford- onets motor (110) genererar en drivkraft som motsvarar ford- onets körmotstånd, ökning (404) (402) av växlingsprestanda sä att det progno- (220) (230) stiserade lägsta varvtalet kommer att uppgå till eller överskrida tröskelvarvtalet så att växlingen gär (402) (403) att genomföra, dä det prognostiserade (220) (230). lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet

2. Förfarandet (400) enligt krav 1, vidare innefattande växling (405) (402) till den nya växeln. dä det prognosti- serade lägsta varvtalet (220) eller över- (403) uppgår till, skrider, det beräknade tröskelvarvtalet (230). 10 15 20 25 23

3. Förfarandet (400) enligt något av krav 1-2, där ökningen (404) av växlingsprestanda innefattar: minska motorns moment snabbare före växling, öka motorns moment snabbare efter växling, öka synkroniseringshastigheten på motorn (110), använda kopplingsaktuator~ och/ eller använda sidoaxelbroms eller dekompressionsbroms.

4. Förfarandet (400) enligt något krav 1-3, där (404) av ökningen av växlingsprestanda innefattar att växlingen genomförs i en annan körmod än den körmod som är aktiverad i fordonet (100).

5. Styrenhet (115) anordnad att styra växling av en växellåda (113) i ett fordon (100), kännetecknad av: en mottagande krets (510), anordnad att inhämta momentan varvtalsnivå på fordonets motor (110), en processorkrets (520), anordnad. att fastställa att momentana varvtalsnivån inom ett (210) den inhämtade ligger samt an- (220) varvtalsintervall för att ilägga en ny växel, ordnad att prognostisera vad det lägsta varvtalet skulle komma att bli efter växling till den nya växeln, om och även anordnad att beräkna (110) växlingen skulle genomföras, ett troskelvarvtal (230) där fordonets motor genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotstånd, och dessutom. anordnad, att generera en styrsignal för att öka växlingsprestanda så att det prognostiserade lägsta varv- talet (220) kommer att uppgå till eller överskrida tröskel- varvtalet (230), då det prognostiserade lägsta varvtalet 10 15 20 25 24 (220) underskrider det beräknade tröskelvarvtalet (230), samt en sändande krets (530), anordnad att sända en styr- signal för att öka växlingsprestanda så att det prognosti- serade lägsta varvtalet (220) kommer att uppgå till eller tröskelvarvtalet (230), då (220) överskrida det prognostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskel- varvtalet.

6. Styrenheten (115) enligt krav 5, där processorkretsen (520) är anordnad att generera en styrsignal för att växla till den nya växeln då det progno- (220) stiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet (230), samt (530) då den sändande kretsen är anordnad att sända en för att växla det prognostiserade (220) styrsignal lägsta uppgår till, eller överskrider, det beräk- (230). varvtalet nade tröskelvarvtalet

7. Styrenheten (115) enligt något av krav 5-6, innefattande ett minne (525), anordnat att lagra varvtalsintervall (210) för att ilägga en ny växel.

8. Datorprogram för växling av en växellåda (113) i ett fordon (100), innefattande utförande av förfarandet (400) enligt något av krav 1-4 då datorprogrammet exekveras i en 25 processorkrets (520) i_ en styrenhet (115) enligt något av krav 5-7. 9. System (500) for växling av en växellåda (113) i ett 5 fordon (100), innefattande: fordonets motor en våxellåda 10 10.

9. en styrenhet GH SGHSOI Fordon (115) enligt något av krav 5-7, (111), (110), anordnad att avlåsa varvtalsnivån på (113) i fordonet (100). (100) innefattande ett system (500) enligt krav