SE506691C2 - Anordning för att styra drivningen av ett fordon - Google Patents

Description

506 691 Kort redogörelse av uppfinningen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning med vilken det är möjligt att styra accelerationen och/eller retardationen hos ett fordon till ett önskat värde i varje situation.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att anordningen skall vara enkel att handha.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna anordningen som kännetecknas av att den innefattar ett organ som i det andra drifttillståndet är inrättat att möjliggöra inställning av en valfri, väsentligen konstant acceleration av fordonet. Genom att förse en sådan anordning med organ för att kunna ställa in en valfri positiv eller negativ acceleration är det möjligt för föraren att styra fordonets acceleration och/eller retardation på ett kontinuerligt sätt under fordonets framförande och därmed dynamiskt anpassa fordonets hastighetsökning eller hastighetsminskning efter egna önskemål och rådande förhållanden, avseende exempelvis trafiksituation, bränsleförbrukning, avgasemissioner, aktuell last etc. Därvid kan speciellt styrmedlen i ett tredje drifttillstånd vara inrättade att styra fordonet så att det retarderas och nämnda inställningsorgan vara inrättat att möjliggöra inställning av en valfri konstant retardation av fordonet i det tredje drifttillståndet.

Enligt en utföringsforin av föreliggande uppfinning är nämnda inställningsorgan inrättat att inta ett första läge som motsvarar det första drifttillståndet. På så vis kan inställningsorganet om det inte aktivt påverkas av föraren återgå till det första läget, vilket betyder att fordonet kommer att drivas med konstant hastighet och i synnerhet den hastighet fordonet har när nämnda inställningsorgan återgår till det första läget.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av föreliggande uppfinning är nämnda inställningsorgan förskjutbart från det första läget i en första riktning för uppnående av det andra drifttillståndet. Med ett sådant utförande kan inställningsorganet förverkligas som exempelvis en spak vilken på ett enkelt sätt kan handhas av fordonsföraren.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda instäUningsorgan förskjutbart från det första läget till ett andra läge, som är inrättat att generera ett accelerationsbörvärde som medger att fordonet accelereras med en konstant acceleration, och till ett tredje läge som är inrättat att generera ett ökande accelerationsbörvärde som medger att fordonet accelereras med en ökande acceleration och att nämnda inställningsorgan, i det andra läget, är 10 15 20 25 30 506 691 inrättat att generera ett konstant accelerationsbörvärde som motsvarar det momentana accelerationsbörvärde som genereras väsentligen omedelbart innan nämnda inställningsorgan förs till det andra läget. Iett sådant utförande kan fordonsföraren genom att föra nämnda inställningsorgan till det tredje läget öka fordonets hastighet med en ökande acceleration. När föraren har uppnått den önskade accelerationsnivån förskjuts nämnda inställningsorgan till det andra läget varvid accelerationen blir konstant och när den önskade hastigheten har uppnåtts förskjuts inställningsorganet åter till det första läget för konstant fordonshastighet. Med fördel är nämnda inställningsorgan inrättat att generera ett kontinuerligt ökande accelerationsbörvärde i det tredje läget. Vidare är enligt ett fördelaktigt utförande nämnda inställningsorgan förskjutbart från det första läget till det andra läget mot verkan av en första återijädmnde kraft och från det andra läget till det tredje läget mot verkan av en andra återfjädrande kraft, varvid den andra återtjädrande kraften är större än den första återtjädrande kraften. På så vis kan fordonsföraren känna igen de olika lägena och den ökande kraft som erfordras för att manövrera nämnda inställningsorgan vid ökande acceleration kommer att upplevas såsom naturlig i sammanhanget och nämnda inställningsorgans funktion kommer att förstås intuitivt av en användare.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda inställningsorgan förskjutbart från det första läget i en andra riktning för uppnående av det tredje drifttillståndet.

Genom att på så vis förskjuta nämnda inställningsorgan i en annan riktning, exempelvis åt motsatt håll, kan fordonsföraren således bromsa fordonet med en valfri retardation. Nämnda inställningsorgan kan således med fördel fungera på ett motsvarande sätt vid brornsning som vid hastighetsökning.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda lägen hos nämnda inställningsorgan är distinkta På så vis ökas ytterligare fordonsförarens möjlighet att skilja de olika lägen från varandra.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning är nämnda inställningsorgan steglöst förskjutbart i den första riktningen från det första läget, van/id nämnda förskjutnings storlek motsvarar generering av ett ökande accelerationsbörvärde. Enligt ett sådant utförande kan fordonsföraren välja önskad, valfri, positiv eller negativ acceleration genom att förskjuta nämnda inställningsorgan till ett läge som motsvarar den önskade accelerationen. Exempelvis kan accelerationen vara väsentligen proportionell mot nämnda inställningsorgans läge. Likaledes kan l0 15 20 25 30 506 691 speciellt nämnda inställningsorgan vara steglöst förskjutbart från det första läget i den andra riktningen och att nämnda föiskjutnings storlek motsvarar generering av ett ökande retardationsbörvärde. Vidare kan med fördel nämnda inställningsorgan vara förskjutbart från det första läget mot verkan av en ökande fjäderkraft, vilket möjliggör en intuitiv förståelse av den uppfinningsenliga anordningens funktion.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av föreliggande uppfinning är stynnedlen förbundna med åtminstone en drivningen påverkande fordonskomponent och inrättade att styra nämnda fordonskomponent som svar på reglagets läge. Därvid kan nämnda fordonskomponent innefatta åtminstone en av en fordonsmotor, en växellåda, en hjulbromsinrättning, en bromsimättning som är inrättad att verka på fordonets drivlína.

Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av olika såsom exempel beskrivna j utföringsforrner och med hänvisning till de bifogade ritningar-na Figurfórtecknirig.

Figur 1 visar en schematiskt vy av en anordning enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar ett altemativt utförande av ett inställningsorgan hos anordningen i figur 1.

Figur 3 visar en schematiskt vy av en anordning enligt en andra utföringsforrn av uppfinningen.

Figur 4 visar ett altemativt utförande av ett inställningsorgan hos anordningen i figur 2.

Detaljerad beskrivning av olika utfiiringsfonner.

Figur 1 visar schematiskt en utföringsforni av en anordning för att styra drivningen av ett fordon och exempel på olika fordonskomponenter med vilka denna styranordning samverkar.

Styranordningen innefattar ett inställningsorgan 1 som innefattar ett reglage 2 som i figur 1 utgörs av en spak som är förskjutbar mellan fem olika lägen som är betecknade --, -, 0, +, -H-. --läget motsvarar en ökande retardation hos fordonet, --läget motsvarar en konstant retardation, O-läget motsvarar en konstant hastighet, +-läget motsvarar en konstant acceleration och -H-läget motsvarar en ökande acceleration. De olika lägena är fysiskt distinkta, d.v.s. när spaken 2 förskjuts mot ett läge snäpper den in i detta läge, exempelvis med hjälp av schematiskt antydda urtagningar 3 hos en 10 15 20 25 30 506 691 skena eller liknande mot vilken spaken 2 ligger an. Spaken 2 strävar vidare efter att inta 0-läget, d.v.s. den är återfjädrande mot 0-läget med hjälp av schematiskt visade fjäderorgan 4.

Fjäderorganen 4 är inrättade på så sätt att spaken 2 är förskjutbar från 0-läget till --läget eller +- läget mot verkan av en relativt mindre återfjädrande kraft och från -läget och -t-läget till -läget respektive ++-läget mot verkan av en relativt större återfjädrande kraft. Inställningsorganet l innefattar vidare en elektronikenhet 5 med fem stycken inkopplingslägen som vart och ett motsvarar ett av lägena --, -, 0, +, ++. Elektronikenheten 5 är ansluten till fordonets styrutrustning som är schematiskt visat med boxen 6. Styrutrustriingen 6 kan vara uppbyggd på en mängd olika vis. Exempelvis kan styrutrustningen 6 vara centraliserad eller decentraliserad, d.v.s. ett flertal olika styrenheter kan vara anordnade i fordonet och var och en inrättad att betjäna vissa fordonsfunktioner, såsom enligt den s.k. multiplex-principen. Olika typer av styrutnlstitingar för fordon är emellertid i sig kända och de kommer därför inte att beskrivas närmare. Styrutrustriingen 6 samverkar med en rad olika fordonskomponenter såsom fordonets motor 7. I fallet med en « förbränningsmotor 7 är styrutrtistningen 6 att styra bränsletillförseln för att på så vis öka momentet från motorn och därmed möjliggöra en acceleration av fordonet. Styrningen av bränsletillförseln möjliggör också en bromsning eller retardation av fordonet' genom att bränsletillförseln stryps, varvid motorns kompression och inre friktion kommer att ge upphov till ett bromsande moment. Vidare är styrutrustriingen 6 ansluten till fordonets växellåda 8 som innefattar ett flertal olika utväxlingslägen. Styiutrustriingen 6 är inrättad att välja lämpligt utväxlingsläge som svar på önskad acceleration, retardation eller hastighet. Stynitrustningen 6 är vidare ansluten till olika brornsinrättningar som verkar på fordonets drivlina och här exemplifieras med en avgasbroms 9 och en hydrodynarnisk broms 10, en s.k. retarder. Avgasbrornsen 9 kan i ett enkelt utförande exempelvis innefatta ett spjäll eller liknande som är anordnat i avgassystemet och med hjälp av ett sådant spjäll kan avgasflödet strypas , vilket ger upphov till ett bromsande moment och således möjliggör en retardation av fordonet. Den hydrodynarniska retardern 10 kan vara anordnad framför eller bakom växellådan och exempelvis innefatta ett med kardanaxeln sammankopplat turbinhjul som bromsas med hjälp av hydraulvätska. Styrutrustningen 6 är vidare förbunden med fordonets hjulbromsar 11 och inrättad att styra det brornsmoment som skall appliceras. Vidare är styrutrustningen 6 ansluten till fordonets koppling 12 för att exempelvis vid en hög acceleration åstadkomma en snabb urkoppling för att möjliggöra byte av utväxlingsläge.

Styrutrustningen 6 kan också vara ansluten till någon form av energiackumulator 13 som är inrättad att vid retardation uppta energi och vid acceleration avge energi. Styrutrustningen 6 kan vidare vara ansluten till olika typer av avkännare eller givare som känner av olika förhållanden som 10 15 20 25 30 506 691 har betydelse för hur drivningen skall styras pâ ett optimalt sätt. Sådana givare kan exempelvis innefatta en avståndsgivare 14 som anger avståndet till framförvarande fordon och en givare 15 som anger var fordonet befirmer sig geografiskt, en så kallad GPS-enhet för mottagande av information via satellit.

När spaken 2 är i 0-läget genereras således med hjälp av elektronikenheten 5 ett nollbörvärde för fordonets acceleration. Som svar på detta nollbörvärde kommer styrutrustningen att påverka de olika fordonskomponentema 7 till 13 så att de på ett optimalt sätt, exempelvis ur bränsleförbrukningssynpunkt, håller fordonet på en konstant hastighet. Om spaken 2 förs till +- läget händer ingenting, eftersom det betyder konstant acceleration. Om spaken 2 förs vidare till ++- läget genereras ett ökande accelerationsbörvärde och styrutrustningen kommer att styra de olika fordonskomponentema 7 till 13 så att fordonet accelereras med en ökande acceleration. Denna accelerationsökning kan vara konstant och kontinuerlig och exempelvis öka utmed en s.k. - tidsramp. Ökningen kan naturligtvis vara icke linjär. När önskad acceleration har uppnåtts släpps spaken 2 något så att den kommer att gå tillbaka till +-läget, vilket innebär att ett konstant accelerationsbörvärde genereras och detta värde motsvarar den acceleration fordonet hade i det ögonblick som spaken 2 fördes från -r-i-läget På motsvarande sätt genereras ett konstant retardationsbörvärrde när spaken förs till -läget och ett ökande retardationsbörvärde när spaken 2 förs till --läget.

Farthållningssystemet är lärnpligen så konstruerat att farthållningsfunktionen aktiveras först när spaken 2 flyttats från 0-läget till något av de andra lägena Innan denna aktivering skett sköter således föraren farthållningen på konventionellt sätt med hjälp av gaspedalen.

Farthållningsfunktionen deaktiveras på konventionellt sätt, exempelvis vid aktivering av bromspedalen, gaspedalen, retarderreglaget eller via en separat frånkopplingsknapp. Ytterligare frånkopplande funktioner kan finnas såsom automatisk frånkoppling när någon uppmätt parameter uppvisar ett värde vid vilket konstantfarthållning är olämpligt.

Elektronikenheten 5 kan vara utformad på en mängd olika sätt. Den kan i ett utförande vara mycket enkel och i princip endast utgöra en omkopplare, varvid nämnda börvärden genereras i fordonets styrutrustning 6. Elektronikenheten 5 kan även vara av ett mer avancerat slag och utformad att själv generera närnnda börvärden. 10 15 20 25 30 506 691 Figur 2 visar ett altemativt utförande av inställningsorganet l med ett reglage 2 som är förskjutbart i sidled åt två motsatta håll från ett mittläge som motsvarar O-läget. Reglaget 2 är i det visade exemplet anordnat i en skåra 16 eller liknande som innefattar urtagningar 3 längs ena sidan i vilka en upphöjning 17 hos reglaget är inrättad att ingripa för att markera de distinkta lägena. Även enligt detta altemativa utförande är reglaget 2 med fördel återfjädrande mot rnittläget med hjälp av ej visade fjädringsorgan.

Figur 3 visar en andra utföringsforrn av anordningen. Det skall noteras att för element med motsvarande funktion har samma hänvisningsbeteckningar använts i alla visade utföringsforrner.

Anordningen enligt den andra utföringsforrnen skiljer sig från den i den första utföringsfonnen därigenom att reglaget 2, i det visade exemplet spaken 2, ej är förskjutbar till distinkta lägen utan spaken 2 är steglöst förskjutbar från rnittläget i en första riktning A för att accelerera fordonet och i en andra riktning R för att retardera fordonet. Även i detta fall är spaken förskjutbar från mittläget mot verkan av en ökande fjäderkraft med hjälp av de visade fjäderorganen 4. I detta fall är det förskjutningens eller drivningens storlek som definierar vilket accelerationsbörvärde eller retardationsbörvärde som skall genereras. Detta börvärde kan exempelvis vara proportionellt mot förskjutningens eller vridningens storlek. När spaken 2 befinner sig i mittläget genereras således ett nollaccelerationsbörvärde, d.v.s. hastigheten hålls konstant. Om spaken 2 förs uppåt genereras ett allt större accelerationsbörvärde ju längre uppåt spaken 2 förskjuts och på samma sätt genereras ett allt större retardationsbörvärde ju längre nedåt från mittläget som spaken 2 förskjuts.

Figur 4 visar ett altemativt utförande av inställningsorganet l hos den andra utföringsforrnen.

Reglaget 2 innefattar i detta fall en vridbar ratt 18 eller liknande som är återfjädrande vridbar åt två motsatta håll.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan visade utföringsformema utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Det skall noteras att fler eller färre fordonskomponenter som påverkar fordonets drivning kan anslutas till den visade anordningen.

Det är också möjligt att ansluta ytterligare givare för att mottaga signaler som påverkar hur fordonet skall drivas. Vidare skall noteras att inställrringsorganets l reglage naturligtvis kan utformas på en mängd ytterligare olika sätt. Detta reglage kan monteras på en mängd olika ställen i fordonet, exempelvis i änden på blinkersspaken, i växelspaksknoppen, i rattcentrum, i dörrsidan, på instrumentpanelen, eller på någon annan plats som är lätt åtkomlig för föraren. Det skall också 506 691 noteras att inom ramen for patentkraven är det möjligt att utforma anordningen så att den arbetar med avgivet moment från motom och momentbörvärden snarare än fordonets acceleration och/eller retardation och accelerationsbörvärden och/eller retardationsbörvärden. Vidare kan uppfinningen tillämpas i kombination med andra kända farthållarfunlctioner. Således kan spaken, eller ett annat separat reglage, föras till ett läge vilket ger en funktion för fordonet att inta en i ett minne lagrad bör-hastighet, vanligtvis nämnd "resume"-funktion.

Claims (12)

10 15 20 25 Patentkrav.

1. Anordning för att styra drivningen av ett fordon, innefattande styrmedel (1, 6) som i ett första drifttillstånd är inrättade att styra fordonet så att en väsentligen konstant hastighet hålles och i ett andra drifttillstånd styra fordonet så att det accelereras, känneteclozad av att den innefattar ett organ (1, 2, 16, 18) som i det andra drifttillståndet är inrättat att möjliggöra inställning av en valfri, väsentligen konstant acceleration av fordonet.

2. Anordning enligt krav 1, känneteclcnad av att styrmedlen (1, 6) i ett tredje drifttillstånd är inrättade att styra fordonet så att det retarderas och att nämnda inställningsorgan (1, 2, 16, 18) i det tredje drifttillståridet är inrättat att möjliggöra inställning av en valfri, väsentligen konstant retardation av fordonet.

3. Anordning enligt något av kraven 1 och 2, kännetecknad av att närnnda inställningsorgan (1, 2, 16, 18) är inrättat att inta ett första läge (0) som motsvarar det första drifttillståndet, och förskjutbart från det första läget i en första riktning för uppnående av det andra drifttillståndet.

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att nämnda inställningsorgan (1, 2, 16) är förskjutbart från det första läget till ett andra läge (+), som är inrättat att generera ett accelerationsbörvärde som medger att fordonet accelereras med en konstant acceleration, och till ett tredje läge (++) som är inrättat att generera ett ökande, företrädesvis kontinuerligt ökande, accelerationsbörvärde som medger att fordonet accelereras med en ökande acceleration och att nämnda inställningsorgan (1, 2, 16), i det andra läget (+), är inrättat att generera ett konstant accelerationsbörvärde som motsvarar det momentana accelerationsbörvärde som genereras väsentligen omedelbart innan nämnda inställningsorgan förs till det andra läget.

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att nämnda inställningsorgan (1, 2, 16) är förskjutbart från det första läget (O) till det andra läget mot verkan av en första återf] ädrande kraft (4) och från det andra läget (+) till det tredje läget (++) mot verkan av en andra återfjädrande kraft, varvid den andra återljädrande kraften är större än den första återfjädrande kraften. lO 15 20 25 506 691 lO

6. Anordning enligt något av kraven 2 och 3, känneteclatad av att nämnda inställningsorgan ( l, 2, 16) är förskjutbart från det första läget (0) i en andra riktning för uppnående av det tredje drifttillståndet.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknar! av att nämnda inställningsorgan (1, 2, 16) är förskjutbait från det första läget (0) till ett fjärde läge (-), som är inrättat att generera ett retardationsbörvärde som medger att fordonet ietarderas med en konstant retardation, och till ett femte läge (--) som är inrättat att generera ett ökande, företrädesvis kontinuerligt ökande, retardationsbörvärde som medger att fordonet retarderas med en ökande retardation och att nämnda inställningsorgan (l,2,l6), i det fjärde läget (-), är inrättat att generera ett konstant retardationsbörvärde som motsvarar det momentana retardationsbörvärde som genereras väsentligen omedelbart innan nämnda inställningsorgan förs till det fjärde läget.

8. Anordning enligt krav 7, känneteclozad av att nämnda inställningsorgan (l, 2, 16) är fórskjutbait från det forsta läget (0) till det fjärde läget (-) mot verkan av en tredje återfjädrande kraft (4) och från det fjärde läget (-) till det femte läget (--) mot verkan av en fjärde återfiädrande lcraft, varvid den fjärde återfjädrande kraften är större än den tredje återfjädrande kraften.

9. Anordning enligt något av kraven 3 - 8, kännetecknad av att nämnda lägen hos nämnda inställningsorgan (1, 2, 16) är distinkta (3).

10. lO. Anordning enligt krav 3 och 6, kännetecknad av att nämnda inställningsorgan ( l, 2, 18) är steglöst föiskjutbart i den första riktningen (A) från det första läget (0) där förskjutningens storlek motsvarar generering av ett ökande accelerationsbörvärde, sarnt att nämnda inställningsorgan (1, 2, 18) är steglöst förskjutbart från det första läget (0) i den andra riktningen (R) där förskjutningens storlek motsvarar generering av ett ökande retardationsbörvärde.

11. Anordning enligt krav 10, känneteclazad av att nämnda inställningsorgan (1, 2, 18) är förskjutbait från det första läget mot verkan av en ökande fjäderkraft (4). 506 691 ll

12. Anordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att stynnedlen (6) är förbundna med åtminstone en av fordonskomponenterna fordonsmotor (7), växellåda (8), hjulbrornsinrättning (1 1), bromsinrättning (9, 10) inrättad att verka på fordonets drivlina, koppling (12), eller energiackumulator (13), vilka styrmedel (6) är inrättade att styra fordonskomponenten (7- 13) som svar på reglagets läge.