SE505349C2 - Anordning för reglering av en förbränningsmotor vid uppväxling av en i kraftflödet efterföljande stegväxellåda - Google Patents

Description

1 r .I w-ITC 505 349 2 växlingen eftersom friktionsytorna då roterar med den största inbördes varvtalsskillnaden.

Föreliggande uppfinning avser nu i huvudsak att så snabbt och säkert som möj igt kunna detektera en uppväxling genom förloppet av motorns varvtal. Detta uppnås nu enligt uppfinningen i huvudsak och på ett fördelaktigt sätt medelst de särdrag som angivits i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

Vid anordningen enligt uppfinningen tas genom utvärderingen av den andra tidsderivatan av motorns varvtal särskild hänsyn till det karakteristiska motorvarvtalsförloppet vid en uppväxling vid påbörjande av växlingsförloppet, då andraderivatan når sitt minimum tidigare under växlingsförloppet än förstaderivatan eller motor- varvtalet självt, varför växlingsförloppets påbörjande detekteras mycket tidigt. Vid anordningen enligt uppfinningen detekteras med hjälp av en signifikant ändring av motorvarvtalet om det nya varv- talsvärdet över exempelvis två avkänningstakter förblir under det extrapolerade värdet med ett bestämt tröskelvärde, varvid sväng- ningar i signalen bortfiltreras.

Vid uppväxlingar, som utlöses genom en väljaranordning, kan man på grund av möjligheten till snabbt på varandra följande växel- omläggningar mellan två intilliggande växlar under belastning redan i förväg räkna med mjukare växelinläggningar. Därvid kan vid sådana uppväxlingar betingelserna för utlösningen av vridmomentminskningen inskränkas till de lägre tröskelvärdena, varigenom erhålls en högre utlösningsnogrannhet. Detta är emellertid vid de här ifrågavarande väljaruppväxlingarna icke till nackdel därför att en eventuell för tidigt utlösning av vridmomentminskningen under dessa omständig- heter icke gör sig negativt märkbar ur komfortsynpunkt.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 är ett blockschema över en anordning för reglering av en förbränningsmotor vid en uppväxling i enlighet med uppfinningen, fig 2 är en utföringsform av ett vid anordningen enligt fig 1 använt utvärderingssteg i form av en elektronisk krets, fig 3 är en sammanställning av tre diagram över förloppet hos motorns varvtal respektive varvtalsderivatorna med avseende på tiden, fig 4 är ett diagram över den vid anordningen enligt fig 1 utförda detekteringen av taktspecifika värden hos en av andra derivatan av motorvarvtalet med avseende på tiden beroende varvtalsstorhet och fig 5 är en tabellarisk uppställning av de .I ßy-:Hïif 3 505 349 betingelser enligt vilka utvärderingssteget i anordningen enligt fig 1 avger en utsignal för bildande av en växeldetekteringssignal.

Av en drivande förbränningsmotor i ett motorfordon har endast antytts ett växlingssteg 19 i en elektronisk tändningskrets samt en varvtalsgivare 20 för alstrande av en av motorns varvtal N beroende signal 7. Växlingssteget 19 uppvisar tröskelvärdessteg 21 och 22 samt ingångar för motorvarvtalssignalen 7, en av motorns belastning eller av läget av gaspedalen 23 beroende signal 8 samt en av en växeldetekteringssignal 9 beroende insignal 9b och dessutom en OCH-grind 24 samt komparatorsteg 25 och 26. Komparator- stegen 25 och 26 liksom den insignalen 9b mottagande ingången är förbundna med ingångarna till OCH-grinden 24. Om motorns arbets- punkt (signalerna 7, 8) föreligger i ett av tröskelvärdesstegen 21 och 22 bestämt område inom motorns prestandayta och insignalen 9b föreligger, uppträder vid utgången hos OCH-grinden 24 en utlös- ningssignal 6, vilken föranleder en prestandaomkastning i tänd- ningskretsen i sådan riktning att tändningsvinkeln därefter utläses ur ett på uppväxlingar i syfte att åstadkomma en omställning till "sen" inriktad särskild prestandayta. Den utgång från varvtals- givaren 20 som leder signalen 7 för motorns varvtal är dessutom förbunden med ett differentieringsteg 27 samt med ett "sample & hold"-steg 32.

Utgången från differentieringssteget 27 är via ett ytterligare “sample and hold"-steg 28 förbunden med ett räknesteg 29, som i sin tur via ännu ett "sample and hold"-steg 30 är förbundet med ingången till adderarorgan 31. Utgången från "sample and hold"- steget 32 är dessutom förbunden med räknesteget 29 liksom med den andra ingången till adderarorganet 31. Utgången.från adderarorganet 31 är förbunden med ett tröskelvärdessteg 12, ett räknesteg 11 och ett ytterligare tröskelvärdessteg 14. Räknesteget 11 är på utgångs- sidan förbundet med ett ytterligare tröskelvärdessteg 13. Tröskel- värdesstegen 12-14 är på utgångssidan förbundna med ett utvärde- ringssteg 15, som vid sin utgång avger växeldetekteringssignaler 9 och som är förbunden med den ena av tvâ ingångar till en OCH- grind 38. Utgången från OCH-grinden 38, som avger en utsignal 9a, är förbunden med den ena ingången till en ELLER-grind 40 vars signaler 9b avgivande utgång är förbunden med den motsvarande ingången på tröskelvärdessteget 19. _ _ l 4 w“Wn 505 349 En manuellt manövrerbar väljaranordning för spärrning av 4 lägena i den automatiskt växlande och av drivmotorn drivna steg- växellådan är försedd med en växelkontakt 33 vid vilken uppkommer en växelsignal 18 om en uppväxling utlöses av väljaranordningen.

Med växelsignalen 18 kan påverkas utvärderingssteget 15.

Vid en kontakt 35 uppträder under en av växellådsregleringen 34 till stegväxellådan utlöst utväxling en växelsignal 36, med vilken ett fördröjningsorgan 37 påverkas, vars utsignal 37a förs både till den andra ingången hos OCH-grinden 38 och till ingången till ett andra fördröjningsorgan 39. Utsignalen 39a från det andra fördröjningsorganet 39 kopplas till den andra ingången av ELLER- grinden 40.

Utvärderingssteget 15 uppvisar ingångar 41-44 och en utgång 45 samt två taktade tidsorgan 46 och 49 (skjutregister), två OCH- grindar 47 och 48 samt en ELLER-grind 50. Ingången 41 är förbunden med utgången hos tröskelvärdessteget 12 liksom med ingången till tidsorganet 46 och med en ingång till OCH-grinden 47. OCH-grinden 47 är med sin andra ingång förbunden med utgången hos tidsorganet 46 samt med sin utgång förbunden med den ena av tre ingångar till OCH-grinden 48. Ingången 42 är förbunden med utgången hos tröskel- värdessteget 13 liksom med den andra ingången till OCH-grinden 48.

Ingången 43 är förbunden med utgången hos tröskelvärdessteget 14 och med ingången till tidsorganet 49 samt med den ena ingången till ELLER-grinden 50. ELLER-grinden 50 är genom sin andra ingång förbunden med utgången hos tidsorganen 49 samt genom sin utgång med den tredje ingången till OCH-grinden 48, vilken sistnämnda via sin utgång är förbunden med utgången 45 hos utvärderingssteget 15 för växeldetekteringssignalen 9. Ingången 44 hos utvärderingssteget 15 är dels tillsammans med en ingång hos räknesteget 11 och “sample and hold"-stegen 28, 30 och 32 förbunden med en taktgivare 51 och dels med de taktade tidsorganen 46 och 49.

Tröskelvärdessteget 12 uppvisar ett relativt lågt tröskelvärde x, som motsvarar ett bestämt varvtalsskillnadsvärde AN = Nex -N (jämför fig 4 och tillhörande beskrivning längre fram i det följande).

Tröskelvärdessteget 14 uppvisar ett.relativt högt.tröskelvärde z, som motsvarar ett bestämt större varvtalsskillnadsvärde AN; Tröskelvärdessteget 13 uppvisar ett mellan tröskelvärdena x och z liggande medelhögt tröskelvärde y varvid följande samband gäller: _ 4N(n_1) ur det extrapolerade varvtalsvärdet N .I MHN 5 505 349 0 < x < y < z < 2y Räknesteget 29 arbetar under hänvisning till fig 4 på följande sätt. Ur det vid en uppväxling uppkommande karakteristiska fallande förloppet 10 hos motorns varvtal N beräknas för varje avkännings- takt 16 ett taktspecifikt värde AN av en av andraderivatan av motorvarvtalet N med avseende på tiden t på följande sätt beroende varvtalstorhet: Ur de genom differentieringsorganet 27 under förmedling av “sample and hold"-steget 28 avgivna värdena på varvtalsgradienten i kurvpunkterna N(n_3) och N(n_2) beräknas en varvtalsgradient 17(n_l) för den nästföljande avsökningstakten 16(n_l) under antagande att varvtalsgradienten inte ändrar sig :mellan kurv- punkterna N(n_2) och N(n_l). Ur denna varvtalsgradient 17(n_1) extrapoleras ett varvtalsvärde N för avsökningstakten ex(n-1) 16(n_1). Därefter bildas genom adderingsorganet 31 skillnaden ex(n_l) och ärvärdet för motorvarvtalet för avsökningstakten 16(n_l). Denna N skïllåad utgör på sätt och vis ett mått på ändringen av varvtals- gradienten 17 med tiden och följaktligen beroende av andraderivatan av motorvarvtalet N med avseende på tiden t.

Bestämningen av det taktspecifika värdet ¿5N(n) för den nästföljande avsökningstakten 16(n) sker på samma sätt som för avsökningstakten 16(n_1). Man beräknar sålunda för varje avsök- ningstakt 16(n) ett ur varvtalsgradienten 17(n) för den föregående avsökningstakten 16(n_1) vid tidpunkten n extrapolerat varvtals- värde N och därefter differensen ^N(n) mellan detta extra- ex(n) polerade värde N varvtalet N.

I räknesteget 11 sker på sådant sätt en glidande summabildning ex(n) och det samtidiga ärvärdet N(n) för motor- att summan av de taktspecifica värdena 6N(n) och ÅN(n_l) för alla i den aktuella utvärderingen ingående avsökningstakterna 16 bildas i varje avsökningstakt 16, alltså glidande. I följande utförings- exempel är två avsökningstakter 16(n) och 16(n_1) anordnade för utvärdering, så att i det likaså taktade räknesteget 11 alltid bildas summanf^N(n) +4N(n_l).

I tröskelvärdessteget 12 jämförs de taktspecifika värdena ^N(n), ÅN(n_l) med tröskelvärdet x. I det fall det aktuella takt- specifika värdet är större än tröskelvärdet x uppträder vid ut- gången hos tröskelvärdessteget 12 en nivå "1", i annat fall "0", I , w*0¶ 505 349 6 varvid denna signalnivå föreligger vid ingången 41 till utvärde- ringssteget 15.]Itröskelvärdessteget L3jämförs summavärdenaAN(n) + ^N(n_1) med det med faktorn 2 ökade värdet 2y. Om det aktuella värdet av summan är större än det ökade tröskelvärdet 2y uppträder vid utgången av tröskelvärdessteget 13 en nivå av "1", i annat fall "0", varvid denna signalnivå föreligger vid ingången 42 till utvärderingssteget 15. I tröskelvärdessteget 14 sker en jämförelse av det aktuella taktspecifika värdet-4N(n) respektive«^N(n_l) med tröskelvärdet z. Om värdet är större än tröskelvärdet z uppträder vid utgången av tröskelvärdessteget 14 en nivå av "1", i annat falla "0", varvid denna signalnivå föreligger vid ingången 43 till utvärderingssteget 15.

I enlighet med betingelserna enligt tabellen i fig 5 arbetar utvärderingssteget 15 på följande sätt. Vid den direkt med ingången 41 till utvärderingssteget 15 förbundna ingången hos OCH-grinden 47 föreligger den genom det taktspecifika värdet ÅN(n) bestämda signalnivån medan vid den med tidsorganet 45 förbundna ingången hos OCH-grinden 47 föreligger den genom det taktspecifika värdet 4N(n_l) bestämda signalnivån. Om vid bägge ingångarna till OCH- grinden 47 föreligger signalnivån "1", föreligger också vid den tillhörande ingången till OCH-grinden 47 signalnivån "1". Vid den med ingången 42 till utvärderingssteget 15 förbundna andra ingången hos OCH-grinden 48 finns den av summavärdet ßNm) + ANUPI) bestämda signalnivån vid utgången hos tröskelvärdessteget 13. Vid den med ingången 43 till utvärderingssteget 15 direkt förbundna ingången till ELLER-grinden 50 föreligger den genom det taktspeci- fika värdet»^N(n) bestämda signalnivån. Vid den med tidsorganet 49 förbundna ingången hos ELLER-grinden 50 föreligger den av det takt- specifika värdet-^N(n_l) bestämda signalnivån.

Om en av de bägge signalnivåerna uppvisar värdet "1", förelig- ger också signalnivån "1" vid den tillhörande ingången till OCH- grinden 48. Om sålunda alla tre villkoren i tabellen i fig 5 är uppfyllda uppträder 'vid 'utgången 45 hos utvärderingssteget 15 växeldetekteringssignalen 9, som då också råder vid den ena in- gången hos OCH-grinden 38. När efter uppträdandet av den första eller primära växelsignalen 36 den efter varaktigheten av fyll- ningsförloppet vid det tillhörande växelställorganet avstämda fördröjningstiden hos fördröjningsorganet 37 har löpt ut, uppträder också vid den andra ingången till OCH-grinden 38 signalnivån "1",

Claims (8)

7 505 349 varigenom vid utgången av OCH-grinden 38 den sekundära växeldetek- teringssignalen 9a uppträder, vilken via ELLER-grinden 40 i form av signalen 9b förs till den tillhörande ingången till växelsteget 19 för att utlösa en omkastning av prestandaytan eller minskning av vridmomentet genom omställning av tändningen i riktning "sen". Utsignalen 37a hos fördröjningsorganet 37 eller den aktuella nivåväxlingen "O" -> "1" kan också användas för aktivering av det ytterligare fördröjningsorganet 39 för att efter en viss tids- period, inom vilken växeldetekteringssignalen 9 icke har uppträtt, trots detta ändå bilda en växeldetekteringssignal 9b via ELLER- grinden 40. Den tidsmässiga fördelen vid detekteringen av en uppväxling respektive av början av en uppväxling erhålls ur jämförelsen i fig 3. I enlighet därmed kan vid diagrammet 3a, i vilket motorvarvtalet N uppritats med avseende på tiden t, icke detekteras när förloppet av kurvan 10 har uppnått ett minimum. I diagrammet 3b, vid vilket har uppritats förstaderivatan N' av motorvarvtalet N med avseende på tiden t, kan fastställas att förloppet av kurvan vid tidpunkten tm uppnår ett minimum, vid vil- ket kurvan 10 i diagrammet 3a ännu icke har uppnått sitt minimum (kopplingsslut). I diagrammet 3c i vilket utritats andraderivatan N" av motorvarvtalet N med avseende på tiden t framgår däremot tydligt att kurvan uppvisar ett minimum vid en mycket tidigare tidpunkt tm_x, så att en utvärdering alltså mycket tidigare kan detektera påbörjandet av en uppväxling. Spärrsignalen 18 kan inverka på utvärderingssteget 15 på exempelvis sådant sätt att dettas ingångar 41 och 42 liksom OCH-grinden 48 urkopplas och OCH-grinden 47 med sin utgång förbinds direkt med utgången 45 för växeldetekterings- signalen 9. På detta sätt bestämmer uppväxlingarna, som utlöses genom väljaranordningen, enbart tröskelvärdessteget 12 med det lägsta tröskelvärdet x betingelserna för utlösningen av växeldetek- teringssignalen 9. P a t e n t k r a v

1. Anordning för reglering av en förbränningsmotor vid uppväxling av en i kraftflödet efterföljande stegväxellåda i syfte att åstad- komma en minskning av motorns vridmoment, vid vilken anordning en ._ ¿(flW 505 349 s utlösningssignal, som när den uppträder påverkar ett ställorgan för minskning av motorns vridmoment, bildas ur av motorns arbets- punkt beroende signaler och av en växlingsdetekteringssignal, som utvisar påbörjandet av en uppväxling och som erhålls enbart genom utvärdering av motorvarvtalets förlopp ur en av varvtalets minsk- ning med avseende på tiden beroende varvtalsparameter, k ä n n e t e c k n a d a v att varvtalsparametern (Nex-N) är beroende av andraderivatan av motorvarvtalet med avseende på tiden och att utvärderingen sker under minst två efter varandra följande avkän- ningstakter (16(n), 16(n_l)) under bildande av taktspecifika värden (4N(n),AN(n_1)) av varvtalsparametern (Nex-N) under användande av minst två olika tröskelvärden (x, y, z) på sådant sätt att i varje för utvärderingen använd avkänningstakt (16) sker en jämförelse mellan det taktspecifika värdet 0ÅN(n)) och minst ett av tröskel- värdena (x, y, z) och att växlingsdetekteringssignalen (9) upp- kommer, om de taktspecifika värdena (ÅN(n)) ligger över de till- hörande tröskelvärdena (x, y, z), och att växlingsdetekterings- signalen (9) undertrycks om minst ett taktspecifikt värde 0ßN(n) eller ^N(n_1

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det taktspecifika värdet (AN(n)) bildas som skillnaden (Nex(n) -N(n)) mellan det ur varvtalsgradienten (17(n)) för motorvarvta- )) är mindre än något av tröskelvärdena (x, y, z). let (N) i den tidsmässigt direkt föregående avsökningstakten (16(n- ningstakten (16 ) till en bestämd tidpunkt (n) för den momentana avsök- 1) ) extrapolerade värdet och det samtida ärvärdet ) (n (N(n)) för motorvarvtalet (N).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att växeldetekteringssignalen (9) är avsedd att utlösas om det taktspecifika värdet (ÅNm) och ANUPl) ringen använda avsökningstakter (16(n) och 16(n_l)) är större än ) i alla för utvärde- det lägsta tröskelvärdet (x).

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a d a v att växeldetekteringssignalen (9) är avsedd att utlösas om det taktspecifika värdet (^N(n) eller«AN(n_ en av de för utvärderingen använda avsökningstakterna (16(n) och 1)) hos åtminstone 16(n_1)) är större än det högsta tröskelvärdet (z).

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k- n a d a v att ett mellan de två olika stora tröskelvärdena (x, z) beläget mellantröskelvärde (y) används och att växeldetekte- ' ~_. .I ø-ff-fflf 9 505 349 ringssignalen (9) är avsedd att utlösas om summan (ANÜI) + ÅNUPU) av det taktspecifika värdet (ÅNm) , ÅNÜPU) hos två på varandra följande avsökningstakter (1601) och 16(n)) är större än det med faktorn 2 ökade värdet (2y) av mellantröskelvärdet (y), varvid det med faktorn 2 ökade värdet (2y) är större än det högre av de bägge intill mellantröskelvärdet (y) belägna tröskelvärdena (x och z).

6. Anordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k- n a d a v att det taktspecifika värdet (ANm) respektive ^N(n_l)) är avsett att jämföras med vart och ett av tröskelvärdena (x, y, z) .

7. Anordning enligt något av patentkraven l-6, k ä n n e t e c k- n a d a v att antalet av de för utvärdering använda avsöknings- takterna (16 (n) och 16(n_1)) är lika med två.

8. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e c k- n a d a v att för stegväxellådan är inrättad en automatisk väx- lingsanordning med en handmanövrerbar väljaranordning för spärrning av växellägena och att vid en genom väljaranordningen utlöst upp- växling är avsett att alstras en spärrsignal (18) , vilken används för minskning av antalet av de för utvärderingen i och för sig använda tröskelvärdena (x, y, z). ur'