SE524464C2

SE524464C2 - Arrangement for shifting a vehicle, comprising a control unit which initiates gear shifting when an upper engine speed is exceeded or a lower engine speed is lowered

Info

Publication number: SE524464C2
Application number: SE0203662A
Authority: SE
Inventors: Johnny Rickman
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-08-10
Also published as: DE10357443A1; SE0203662D0; SE0203662L

Abstract

An arrangement for changing gears in a motor vehicle has a control unit (12) for initiating selection of a particular gear. The control unit is designed so that it initiates a gear change when an upper or lower engine speed is exceeded or undercut. The threshold engine speeds for initiating a gear change are determined using a mathematical function based on at least two parameters that are dependent on the current engine operating state. An Independent claim is made for a method for initiating a gear change in a motor vehicle automatic gearbox.

Description

l5 20 25 30 35 524 v46!!- o o nu: SAMMANFATTNING AV UPPFINN INGEN Syftet med föreliggande uppﬁnning är att tillhandahålla ett arrangemang och ett förfa- rande för att medge en automatisk växling av en växellåda hos ett fordon med en vä- sentligen optimal uppskattning av växlingsvarvtalen så att fordonet erhåller förbättrade köregenskaper och föraren en ökad körkomfort. SUMMARY OF THE INVENTION NO The object of the present invention is to provide an arrangement and a method for allowing an automatic shifting of a gearbox of a vehicle with a substantially optimal estimate. of the gear ratios so that the vehicle obtains improved driving characteristics and the driver increased driving comfort.

Det ovan angivna syftet uppnås med det inledningsvis nämnda arrangemanget som kännetecknas av vad som anges i patentkravets l kännetecknande del. Styrenheten bestämmer här det motorvarvtal då en utläggning av en växel ska initieras genom att beräkna en matematisk funktion som innefattar åtminstone två parametrar. För varje värde av parametrarna kan här entydigt ett varvtal beräknas då en urläggning av en växel ska initieras. I sin enklaste forrn beräknar styrenheten växlingsvarvtalet medelst en funktion som innefattar två parametrar som beskriver ett plan i ett tredimensionellt koordinatsystem. Ifall sambandet mellan de två parametrarna är mer komplicerat be- skriver funktionen en yta med en mer komplex form. Ett väsentligen optimalt väx- lingsvarvtal kan här bestämmas för alla kombinationer av parametervärden, som såle- des beskriver olika driftstillstånd hos fordonet.The above object is achieved with the initially mentioned arrangement which is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1. The control unit here determines the engine speed at which an output of a gear is to be initiated by calculating a mathematical function which comprises at least two parameters. For each value of the parameters, a speed can be unambiguously calculated here when a shifting of a gear is to be initiated. In its simplest form, the control unit calculates the shift speed by means of a function that includes two parameters that describe a plane in a three-dimensional coordinate system. If the relationship between the two parameters is more complicated, the function describes a surface with a more complex shape. A substantially optimal shift speed can be determined here for all combinations of parameter values, which thus describe different operating conditions of the vehicle.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppﬁnning är en av nämnda para- metrar relaterad till motorns avgivna moment. Motoms avgivna moment är en para- meter som inverkar på det varvtal vid vilken en växling av fordonet bör utföras. En sådan parameter behöver inte direkt ange motonnomentets nominella värden utan kan utryckas, exempelvis som procentuellt tillfört motorrnomentet i förhållande till maxi- malt motormoment vid det aktuella varvtalet. Krävs ett stort motommoment under ett rådande driftstillståndet, vilket exempelvis kan vara under färd i en uppförsbacke, är det många gånger lämpligt att varvtalet vid vilket en uppväxling sker är högre än om fordonet framförs på plan mark med ett relativt litet motormoment. Styrenheten kan vara inrättad att erhålla information avseende det aktuella motonnomentet på ett ﬂertal sätt. Bl.a. kan det beräknas med information om tillförd bränslemängd till motorn. Med fördel är en av nämnda parametrar relaterad till fordonets acceleration. F ordonets ac- celeration kan vara både positiv och negativ. Med en negativ acceleration avses att fordonet retarderar. Rent allmänt är det lämpligt att medge en uppväxling av fordonet vid ett bestämt varvtal bara fordonets accelerationen tillräckligt hög oavsett andra parametrars värden. På motsvarande sätt är det lämpligt att medge en nedväxling vid ett på förhand bestämt växlingsvarvtal om retardationen är tillräckligt stor. Är accele- = | - n u- l0 20 25 30 35 5 24 46 4 rationen eller retardationen däremot relativt ringa avtar deras betydelse. Istället ökar motorrnomentets inverkan på växlingsvarvtalet.According to a preferred embodiment of the present invention, one of said parameters is related to the torque delivered by the engine. The engine's torque delivered is a parameter that affects the speed at which a change of the vehicle should be performed. Such a parameter does not need to directly indicate the nominal values of the motor torque but can be expressed, for example, as a percentage of the motor torque added in relation to the maximum motor torque at the current speed. If a large engine torque is required during a prevailing operating condition, which may, for example, be while driving on an uphill slope, it is often appropriate that the speed at which an upshift takes place is higher than if the vehicle is driven on level ground with a relatively small engine torque. The control unit can be arranged to receive information regarding the current motor torque in a number of ways. Bl.a. it can be calculated with information about the amount of fuel supplied to the engine. Advantageously, one of the mentioned parameters is related to the acceleration of the vehicle. The acceleration of the vehicle can be both positive and negative. By a negative acceleration is meant that the vehicle decelerates. In general, it is appropriate to allow a gearing of the vehicle at a certain speed only the acceleration of the vehicle sufficiently high regardless of the values of other parameters. Correspondingly, it is appropriate to allow a downshift at a predetermined shift speed if the deceleration is large enough. Is accele- = | - n u- l0 20 25 30 35 5 24 46 4 ration or retardation, on the other hand, relatively little diminishes their importance. Instead, the effect of the engine nominal on the shift speed increases.

Enligt en annan fóredragen utföringsforrn av uppfinningen är styrenheten inrättad att initiera en urläggning av nämnda växel i växellådan vid ett motorvarvtal som bestäms av ett varvtalsgrundvärde som korrigeras med ett varvtalskorrigeringsvärde som be- stäms av en funktion som innefattande åtminstone två parametrar. Enligt denna beräk- ningsmodell kan varje växel ha ett lagrat övre varvtalsgrundvärde från vilket ett korri- gerat varvtalsvärde beräknas med hjälp av nämnda funktion. Det lagrade varvtals- grundvärdet kan vara det optimala motorvarvtalet för uppväxling då fordonet har en acceleration som är större eller lika med ett maximalt värde. Dvs. då fordonet framförs med en acceleration som är större än det maximala accelerationsvärdet är varvtalskor- rigeringsvärdet noll. Om fordonet accelererar med än mindre acceleration än det maximala accelerationsvärdet justeras växlingsvarvtalet uppåt eller nedåt i beroende av det beräknade varvtalskorrigeringsvärdet. På motsvarande sätt kan varje växel ha ett lagrat nedre varvtalsgrundvärde från vilket ett korrigerat varvtalsvärde beräknas med hjälp av nämnda funktion. Det lagrade nedre varvtalsgrundvärdet kan vara det opti- mala varvtalet för nedväxling då fordonet har en retardation som är större eller lika med ett maximalt retardationsvärde.According to another preferred embodiment of the invention, the control unit is arranged to initiate a displacement of said gear in the gearbox at an engine speed determined by a speed basic value which is corrected by a speed correction value determined by a function comprising at least two parameters. According to this calculation model, each gear can have a stored upper speed basic value from which a corrected speed value is calculated by means of the said function. The stored speed basic value can be the optimal engine speed for upshifting when the vehicle has an acceleration that is greater than or equal to a maximum value. Ie. when the vehicle is driven at an acceleration greater than the maximum acceleration value, the speed correction value is zero. If the vehicle accelerates with even less acceleration than the maximum acceleration value, the shift speed is adjusted up or down depending on the calculated speed correction value. Correspondingly, each gear can have a stored lower speed base value from which a corrected speed value is calculated by means of said function. The stored lower speed basic value can be the optimum speed for downshifting when the vehicle has a deceleration that is greater than or equal to a maximum deceleration value.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar den matematiska funktionen åtminstone en gräns och att då icke godtagbara pararnetervär- den erhålls som är belägna utanför funktionens gräns är styrenheten inrättad att justera åtminstone en av parametrarnas värden så att ett godtagbart funktionsvärde erhålls.According to another preferred embodiment of the present invention, the mathematical function comprises at least one limit and that when unacceptable parameter net values are obtained which are located outside the limit of the function, the control unit is arranged to adjust at least one of the parameters' values so that an acceptable function value is obtained.

F öreträdesvis är styrenheten inrättad att justera icke godtagbara funktionsvärden till godtagbara funktionsvärden som är belägna vid en gräns för funktionen. I de fall ﬁrnk- tionen innefattar två parametrar definierar den en yta och styrenheten kan här justera parametervärdena för en punkt som är belägen utanför ytans gräns till den punkt på ytans gräns som ligger närmast den ursprungliga punkten. Alternativt kan styrenheten vara inrättad att justera ett icke godtagbart funktionsvärde med information avseende parametrarnas inbördes relevans. För fordon inom olika verksamhetsområden kan nämnda parametrar ha olika relevans då det gäller att beräkna ett optimalt växlings- varvtal. Enskilda förare kan även ha olika uppfattningar om parametrarnas relevans.Preferably, the control unit is arranged to adjust unacceptable function values to acceptable function values which are located at a limit of the function. In cases where the function includes two parameters, it defines a surface and the control unit can here adjust the parameter values for a point that is located outside the surface boundary to the point on the surface boundary that is closest to the original point. Alternatively, the control unit may be arranged to adjust an unacceptable function value with information regarding the mutual relevance of the parameters. For vehicles in different areas of activity, the mentioned parameters may have different relevance when it comes to calculating an optimal gear speed. Individual drivers may also have different views on the relevance of the parameters.

Här kan styrenheten innefatta lagrad information hur parametervärdena ska viktas för att justera icke godtagbara funktionsvärden till godtagbara sådana. 10 15 20 25 30 35 524 464, f nu Enligt en annan föredragen utföringsforrn av föreliggande uppﬁnning är funktionen begränsad av ett maximalt motorvarvtalsvärde. Dvs. parametervärden som indikerar ett högre växlingsvarvtal än nämnda maximala motorvarvtalsvärde är således belägna utanför funktionens gräns. Styrenheten är här inrättad att justera åtminstone en av pa- rametramas värden så att ett motorvarvtalsvärde erhålls som högst motsvarar det maximala motorvarvtalsvärdet. På motsvarande sätt kan_fur1ktionen vara begränsad av ett minimalt motorvarvtalsvärde. Dvs. pararnetervärden som ger ett lägre växlings- varvtal än nämnda minimala motorvarvtalsvärde är således belägna utanför funktio- nens gräns. Styrenheten är här inrättad att justera åtminstone en av parametramas vär- den så att ett växlingsvarvtal erhålls vilket åtminstone motsvarande det minimala mo- torvarvtalsvärdet. Funktionen kan även vara begränsad av ett maximalt positivt accele- rationsvärde och en maximal negativt accelerationsvärde. Om fordonet acceleration är större än nämnda maximala accelerationsvärde justerar styrenheten ned accelerations- värdet så att det motsvarar nämnda maximala accelerationsvärde. Ett retardationsvärde justeras på ett motsvarande sätt om fordonets retardation är större än det maximala retardationsvärdet. F unktionens punkter där ett maximalt växlingsvarvtal och ett mi- nimalt växlingsvarvtal ska erhållas kan bestämmas erfarenhetsmässigt. Likaledes kan växlingsvarvtalet då fordonet utför en maximal acceleration och retardation bestämmas erfarenhetsmässigt. Genom att förena sådana punkter, som begränsar funktionen, med en rät linje eller någon annan passande kurvforrn erhåller funktionen avgränsningar så att icke relevanta växlingsvarvtal korrigeras till mer relevanta värden. Därmed erhålls en väsentligen optimal uppskattning av växlingsvarvtalen.Here, the control unit can include stored information on how the parameter values are to be weighted in order to adjust unacceptable function values to acceptable ones. 10 15 20 25 30 35 524 464, f nu According to another preferred embodiment of the present invention, the function is limited by a maximum engine speed value. Ie. parameter values indicating a higher gear speed than said maximum engine speed value are thus located outside the function limit. The control unit is here arranged to adjust at least one of the values of the parameters so that an engine speed value is obtained which does not correspond to the maximum engine speed value. Correspondingly, the function may be limited by a minimum engine speed value. Ie. Parameter values that give a lower gear speed than the said minimum motor speed value are thus located outside the function limit. The control unit is here arranged to adjust at least one of the values of the parameters so that a shift speed is obtained, which is at least corresponding to the minimum engine speed value. The function can also be limited by a maximum positive acceleration value and a maximum negative acceleration value. If the vehicle acceleration is greater than said maximum acceleration value, the control unit adjusts the acceleration value so that it corresponds to said maximum acceleration value. A deceleration value is adjusted in a corresponding manner if the deceleration of the vehicle is greater than the maximum deceleration value. The points of the function where a maximum gear speed and a minimum gear speed are to be obtained can be determined from experience. Similarly, the shift speed when the vehicle performs a maximum acceleration and deceleration can be determined from experience. By combining such points, which limit the function, with a straight line or any other suitable curve shape, the function obtains delimitations so that irrelevant shift speeds are corrected to more relevant values. Thus, a substantially optimal estimate of the gear ratios is obtained.

Det ovan angivna syftet uppnås även med det inledningsvis nämnda förfarandet som kännetecknas av vad som anges i patentkravets ll kännetecknande del. Här bestäms det motorvarvtal då en urläggning av en växel ska initieras genom att beräkna en ma- tematisk funktion som innefattar åtminstone två parametrar. Varje kombination av nämnda pararnetervärden beskriver ett speeiﬁkt driftstillstånd hos fordonet. För varje sådant speciﬁkt driftstillstånd kan här entydigt ett motorvarvtal beräknas då en urlägg- ning av en växel ska initieras. Beräknas växlingsvarvtalet medelst en funktion som innefattar två parametrar erhålls en yta i ett tredimensionellt koordinatsystem. I sin enklaste form är ytan plan men den kan ha en väsentligen godtycklig form. Ett väsent- ligen optimalt växlingsvarvtal kan här bestämmas för alla kombinationer av pararne- tervärden. Fordonet erhåller därvid förbättrade köregenskaper och föraren en ökad körkomfort. 10 20 25 30 35 524-464 w I . u « ø u c | n.The above object is also achieved by the process mentioned in the introduction which is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 11. Here, the engine speed is determined when a shift of a gear is to be initiated by calculating a mathematical function that includes at least two parameters. Each combination of said pairing network values describes a specific operating condition of the vehicle. For each such specific operating condition, an engine speed can be unambiguously calculated here when a shift of a gear is to be initiated. If the shift speed is calculated by means of a function that includes two parameters, a surface is obtained in a three-dimensional coordinate system. In its simplest form, the surface is flat, but it can have a substantially arbitrary shape. A substantially optimal shift speed can be determined here for all combinations of pair value values. The vehicle thereby receives improved driving characteristics and the driver increased driving comfort. 10 20 25 30 35 524-464 w I. u «ø u c | n.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följ ande beskrivs såsom exempel föredragna utföringsforrner av uppﬁnningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: F ig. 1 visar schematiskt ett fordon med ett arrangemang enligt föreliggande uppfinning, I F ig. 2 visar och ett tredimensionellt koordinatsystem med en yta för att be- stämma det varvtal då en högre växel ska läggas in i växellådan, Fig. 3 visar ytan i Fig. 2 sedd ovanifrån, Fig. 4 visar och ett tredimensionellt koordinatsystem med en yta för att be- stämma det varvtal då en lägre växel ska läggas in i växellådan, Fig. 5 visar ytan i Fig. 4 sedd ovanifrån och Fig. 6 visar ett ﬂödesschema som beskriver ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, exemplary embodiments of the invention are described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: Figs. 1 schematically shows a vehicle with an arrangement according to the present invention, I F ig. Fig. 2 shows and a three-dimensional coordinate system with a surface for determining the speed at which a higher gear is to be entered in the gearbox, Fig. 3 shows the surface in Fig. 2 seen from above, Fig. 4 shows and a three-dimensional coordinate system with a surface for to determine the speed at which a lower gear is to be engaged in the gearbox, Fig. 5 shows the surface of Fig. 4 seen from above and Fig. 6 shows a fate diagram describing a method according to the present invention.

DETALJERAD BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Av UPPFINNINGEN Fig. 1 visar schematiskt valda delar av ett motorfordon. Motorfordonet drivs av en motor 1 som, exempelvis, kan vara en dieselmotor. Motoms 1 drivrörelser överförs, via en drivlina, till fordonets drivhj ul 2. Drivlinan innefattar en från motorn 1 utgående axel 3, ett svänghjul 4, en koppling 5, en ingående axel 6 till en stegväxellåda 7 som har ett ﬂertal växlar gn, en från växellådan 7 utgående axel 8, en kardanaxel 9, en slut- växel 10 och drivaxlar 11 som är förbundna med fordonets drivhj ul 2. Kopplingen 5 är avsedd att manövreras i huvudsak endast vid start och stopp av fordonet och är således inte avsedd att manövreras vid växling av fordonet under färd. Växlingen sker således med kopplingen 5 i ingrepp.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 shows schematically selected parts of a motor vehicle. The motor vehicle is driven by an engine 1 which, for example, may be a diesel engine. The drive movements of the engine 1 are transmitted, via a drive line, to the drive wheel 2 of the vehicle. The drive line comprises a shaft 3 emanating from the engine 1, a flywheel 4, a clutch 5, an input shaft 6 to a step gearbox 7 having a number of gears, one from gearbox 7 output shaft 8, a cardan shaft 9, an end gear 10 and drive shafts 11 which are connected to the vehicle's drive wheel 2. The clutch 5 is intended to be operated mainly only at start and stop of the vehicle and is thus not intended to be operated at shifting the vehicle while driving. The shifting thus takes place with the clutch 5 engaged.

F ordonets växlingssystem innefattar en elektrisk styrenhet 12 som är förbunden med en första sensor 13 som avkänner svänghjulets 4 varvtal. Den första sensorn 13 är in- rättad att sända signaler till Styrenheten 12 avseende svänghj ulets 4 varvtal som således även är motorns 1 varvtal n. Styrenheten 12 är även förbunden med en sensor 14 som avkänner en gaspedals 15 läge. Med kännedom om bl.a. gaspedalens 15 läge beräknar styrenheten 12 förarens begärda moment m. Styrenheten 12 är inrättad att aktivera en bränsleinsprutningsenhet 16 så att en specifik bränslemängd tillförs till motorn 1 så att 10 15 20 25 30 35 524 464 n n .The vehicle's shifting system comprises an electric control unit 12 which is connected to a first sensor 13 which senses the speed of the flywheel 4. The first sensor 13 is arranged to send signals to the control unit 12 regarding the speed of the flywheel 4, which is thus also the speed n of the engine 1. The control unit 12 is also connected to a sensor 14 which senses the position of an accelerator pedal 15. With knowledge of e.g. the position of the accelerator pedal 15 calculates the control unit 12 of the driver's requested torque m. The control unit 12 is arranged to activate a fuel injection unit 16 so that a specific amount of fuel is supplied to the engine 1 so that 10 24 20 25 30 35 524 464 n n.

Q o | - q n a | ~ » en motorn 1 tillhandahåller det av föraren begärda momentet m. Styrenheten 12 är inrät- tad att initierar en automatisk urläggning av en växel gl, i växellådan 7 när motorvarv- talet n passerar ett övre motorvarvtal nl. På motsvarande sätt är styrenheten 12 inrättad att initiera en automatisk urläggning av en växel gll när motorvarvtal n sjunker under ett nedre motorvarvtal n;. För att medge en urläggning av växeln gl, utan aktivering av kopplingen 5, styr styrenheten 12 bränsletillförseln till motorn så att ett nollmoment erhålls i växellådan 7. Därefter aktiverar styrenheten 12 en växlingsmekanism 17 som lägger ur den i ingrepp varande växeln gll. Styrenheten 12 styr därefter bränsleinsprut- ningsenhetens 16 tillförda bränslemängd så att motorvarvtalet n höjs till en nivå som medger iläggning av en ny lägre växel. Om istället en högre växel ska läggas i kan styrenheten 12 aktivera en avgasbroms för att snabbt sänka motorvarvtalet n till en nivå som medger iläggning av en ny högre växel.Q o | - q n a | The motor 1 provides the torque m requested by the driver. The control unit 12 is arranged to initiate an automatic disengagement of a gear g1, in the gearbox 7 when the engine speed n passes an upper engine speed nl. Correspondingly, the control unit 12 is arranged to initiate an automatic shifting of a gear gll when the engine speed n drops below a lower engine speed n ;. To allow a disengagement of the gear g1, without activating the clutch 5, the control unit 12 controls the fuel supply to the engine so that a zero torque is obtained in the gearbox 7. Thereafter, the control unit 12 activates a shift mechanism 17 which disengages the engaged gear g1. The control unit 12 then controls the amount of fuel supplied by the fuel injection unit 16 so that the engine speed n is raised to a level which allows a new lower gear to be engaged. If a higher gear is to be engaged instead, the control unit 12 can activate an exhaust brake to quickly lower the engine speed n to a level that allows a new higher gear to be engaged.

För att fordonet ska erhålla goda köregenskaper och föraren uppleva en god körkom- fort är det viktigt att växlingen av fordonet sker vid väsentligen optimala motorvarvtal nl, n; för de respektive växlama gn. Styrenheten 12 är således inrättad att initiera en urläggning av växlarna gl, i växellådan 7 då det övre motorvarvtal nl överskrids eller ett nedre motorvarvtal n; underskrids. Motorvarvtalen nl, n; bestäms av en matema- tisk funktion som innefattar åtminstone två parametrar som är relaterade fordonets ak- tuella driftstillstånd. Sådana parametrar är här relaterade till motoms moment m och fordonets acceleration a. Accelerationen a kan självfallet även vara negativ då fordonet retarderar. För varje värde av motoms moment m och fordonets acceleration a kan här ett övre motorvarvtal nl och ett nedre motorvarvtal n; beräknas för de respektive ilagda växlama g...In order for the vehicle to obtain good driving characteristics and the driver to experience good driving comfort, it is important that the vehicle is changed at essentially optimal engine speeds nl, n; for the respective gears gn. The control unit 12 is thus arranged to initiate a laying out of the gears g1, in the gearbox 7 when the upper engine speed n1 is exceeded or a lower engine speed n; underrun. Engine speed nl, n; is determined by a mathematical function that includes at least two parameters that are related to the current operating condition of the vehicle. Such parameters are here related to the engine's torque m and the vehicle's acceleration a. The acceleration a can of course also be negative when the vehicle decelerates. For each value of the engine torque m and the acceleration a of the vehicle, an upper engine speed nl and a lower engine speed n; calculated for the respective engaged gears g ...

F ig. 2 visar grafiskt en funktion som är införd i ett tredimensionellt koordinatsystem.F ig. 2 graphically shows a function entered in a three-dimensional coordinate system.

Funktionen medger beräkning av det övre motorvarvtal nl med kännedom om motoms moment m och fordonets acceleration a. Funktionen utgör här en plan yta A. Det ma- tematiska sambandet mellan de ingående parametrarna är här linjärt. Ytan A kan dock ges en väsentligen godtycklig form beroende på hur det matematiska sambandet mel- lan nämnda parametrar formuleras. Ytan A beskriver här det övre motorvarvtal nl som funktion av momentet m och accelerationen a. Accelerationen a är här positiv. Efter- som motoms moment m här används som parameter istället för gaspedalens läge kan ovan nämnda funktion användas för väsentligen alla fordon oberoende av efter vilken princip fordonets gaspedal arbetar. Fig. 3 visar ytan A sedd ovanifrån. l0 20 25 30 35 524 464.The function allows calculation of the upper engine speed nl with knowledge of the engine's torque m and the vehicle's acceleration a. The function here constitutes a flat surface A. The mathematical relationship between the included parameters is here linear. Surface A can, however, be given a substantially arbitrary shape depending on how the mathematical relationship between the mentioned parameters is formulated. Surface A here describes the upper motor speed nl as a function of the torque m and the acceleration a. The acceleration a is here positive. Since the engine torque m is used here as a parameter instead of the position of the accelerator pedal, the above-mentioned function can be used for essentially all vehicles, regardless of the principle according to which the vehicle's accelerator pedal operates. Fig. 3 shows the surface A seen from above. l0 20 25 30 35 524 464.

Det övre motorvarvtal nl vid vilket en urläggning av en växel gl, initieras kan således bestämmas med hjälp av ytan A med kännedom om motorns moment m och fordonets acceleration a. En viss korrelation råder dock mellan dessa två parametrar. För att er- hålla lämpliga växlingsvarvtal har därför ytan A begränsas. Ytan A har begränsats ut- ifrån tre antaganden. Enligt ett första antagande ska ett högsta växlingsvarvtal nlmax erhållas då fordonets moment m är maximalt mmax och accelerationen väsentligen är lika med noll. Fordonet kan här framföras i en uppförsbacke med en väsentligen kon- stant hastighet. Denna punkt har markerats med Pl i Fig. 2 och 3. Enligt ett andra anta- gande ska ett lägsta växlingsvarvtal nlmln erhållas då fordonets moment m och accele- ration väsentligen är noll. Fordonet kan här framföras i en nedförsbacke med en vä- sentligen konstant hastighet. Denna punkt har markerats med Pgi Fig. 2 och 3. Enligt ett tredje antagande ska en uppväxling av fordonet utföras vid ett varvtal nla då fordo- nets accelerationen a är större än eller lika med ett maximalt värde alm. Denna punkt har markerats med P3 i F ig. 2 och 3. Därefter har Pl och P2 förbundits med en första gränslinje Ll , P2 och P3 har förbundits med en andra gränslinje L; och P3 och Pl för- bundits med en tredje gränslinje Lg.The upper engine speed nl at which a displacement of a gear gl1 is initiated can thus be determined with the aid of the surface A with knowledge of the engine torque m and the acceleration a of the vehicle. However, a certain correlation prevails between these two parameters. In order to obtain suitable gear speeds, the area A has therefore been limited. Area A has been limited based on three assumptions. According to a first assumption, a maximum gear speed of nlmax shall be obtained when the torque m of the vehicle is maximum mmax and the acceleration is substantially equal to zero. The vehicle can here be driven on an uphill slope at a substantially constant speed. This point has been marked with P1 in Figs. 2 and 3. According to a second assumption, a minimum gear speed nlmln shall be obtained when the vehicle's torque m and acceleration is substantially zero. The vehicle can here be driven downhill at a substantially constant speed. This point has been marked with Pgi Figs. 2 and 3. According to a third assumption, an upshift of the vehicle shall be performed at a speed nla when the vehicle's acceleration a is greater than or equal to a maximum value alm. This point is marked with P3 in Fig. 2 and 3. Thereafter, P1 and P2 have been connected to a first boundary line L1, P2 and P3 have been connected to a second boundary line L; and P3 and P1 are connected by a third boundary line Lg.

Ytan A är således begränsad av tre gränslinjer Ll, Lz, L3. Godtagbara övre motorvarv- talsvärden nl erhålls således endast på den avgränsade ytan A. Punkter med moment- värden m och accelerationsvärden a som hamnar utanför ytan A är styrenheten 12 där- för inrättad att justera. En sådan punkt P4 är markerad i Fig. 3. I punkten P4 är fordonets acceleration a och moment m relativt stora. Fordonet kan här framföras med en rela- tivt stor acceleration i en uppförsbacke. Styrenheten 12 är här inrättad att justera acce- lerationsvärdet a och momentvärdet m så att en justerad punkt P5 erhålls som är belä- gen är på ytans A närmast belägna gränslinje L3. Enligt ett första alternativ kan punk- ten P4 j usteras till en punkt P5 som är belägen på det kortaste avståndet från punkten P4. Alternativt kan styrenheten 12 vara inrättad att justera punkten P4 med information om de enskilda parametrarnas a, m inbördes relevans. För fordon inom olika verk- samhetsområden kan momentet m och accelerationen a ha olika relevans då det gäller att beräkna ett justerat övre motorvarvtal nl. Enskilda förare kan även ha olika uppfatt- ningar om momentets m och accelerationens a betydelse för att erhålla ett optimalt i övre motorvarvtal nl. Här kan styrenheten 12 innefatta lagrad information om hur momentet m och accelerationen a ska viktas för att punkten P4 ska justeras på ett ur växlingssynpunkt optimalt sätt. Föraren kan även ha möjlighet att göra personliga val som påverkar styrenhetens 12 viktning av momentet m och accelerationen a. . u » | nu lO l5 20 25 30 35 524 464 o 1 ; - Q | n . | | ~ ; nu Fig. 4 visar graﬁskt en funktion i form av en yta B i ett tredimensionellt koordinatsy- stem. Ytan B beskriver här sambandet mellan ett varvtalskorrigeringsvärdet An och två driftsrelaterade parametrar. Eftersom yta B även här är plan är det matematiska sam- bandet mellan de ingående parametrarna linjärt. Fig. 5 visar ytan B sedd ovanifrån.The surface A is thus bounded by three boundary lines L1, Lz, L3. Acceptable upper engine speed values nl are thus obtained only on the delimited surface A. Points with torque values m and acceleration values a which end up outside the surface A, the control unit 12 is therefore arranged to adjust. Such a point P4 is marked in Fig. 3. At point P4 the acceleration a and torque m of the vehicle are relatively large. The vehicle can be driven here with a relatively large acceleration on an uphill slope. The control unit 12 is here arranged to adjust the acceleration value a and the torque value m so that an adjusted point P5 is obtained which is located on the nearest boundary line L3 of the surface A. According to a first alternative, the point P4 can be adjusted to a point P5 which is located at the shortest distance from the point P4. Alternatively, the control unit 12 may be arranged to adjust the point P4 with information about the mutual relevance of the individual parameters a, m. For vehicles in different areas of operation, the torque m and the acceleration a may have different relevance when it comes to calculating an adjusted upper engine speed, ie. Individual drivers may also have different perceptions of the moment m and the importance of acceleration in order to obtain an optimum in upper engine speed, ie. Here, the control unit 12 may include stored information on how the torque m and the acceleration a are to be weighted in order for the point P4 to be adjusted in an optimal way from a shifting point of view. The driver may also have the opportunity to make personal choices that affect the control unit's 12 weighting of the moment m and the acceleration a. u »| nu lO l5 20 25 30 35 524 464 o 1; - Q | n. | | ~; now Fig. 4 graphically shows a function in the form of an area B in a three-dimensional coordinate system. Surface B describes here the relationship between a speed correction value An and two operation-related parameters. Since surface B is also flat here, the mathematical relationship between the included parameters is linear. Fig. 5 shows the surface B seen from above.

Styrenheten 12 beräknar här det nedre motorvarvtal n; med utgångspunkt från ett varvtalsgrundvärde no, som korrigeras med korrigeringsvärdet An, dvs. n; = ng + An.The control unit 12 here calculates the lower engine speed n; based on a speed base value no, which is corrected with the correction value An, ie. n; = ng + An.

Korrigeringsvärdet An bestäms här av en funktion som innefattar två driftsrelaterade parametrar vilka är relaterade till motorns moment m och fordonets acceleration a. En forsta parameter är här motoms procentuellt moment dvs. förhållandet mellan motoms aktuella moment m och motoms maximala moment mmax vid det rådande motorvarv- talet n. En andra parameter är accelerationen a som här är negativ. Fordonet retarderar således. Ytan B beskriver här korrigeringsvärdet An.The correction value An is determined here by a function that includes two operation-related parameters which are related to the engine's torque m and the vehicle's acceleration a. A first parameter here is the engine's percentage torque, ie. the ratio between the current torque m of the motor and the maximum torque mmax of the motor at the prevailing motor speed n. A second parameter is the acceleration a which is negative here. The vehicle thus decelerates. Surface B here describes the correction value An.

På motsvarande sätt som under uppväxling har ytan B begränsats utifrån tre antagan- den. Enligt ett första antagande ska ett största positivt korrigeringsvärde Anmax erhållas då fordonets moment m är maximalt mmax och accelerationen är noll. Fordonet kan här framföras i en uppförsbacke med en väsentligen konstant hastighet. Denna punkt har markerats med P6 i Fig. 4 och 5. Enligt ett andra antagande ska ett största negativt kor- rigeringsvärde Anmin erhållas då fordonets moment m är minimalt och accelerationen är noll. Fordonet kan här framföras i en nedförsbacke med en väsentligen konstant has- tighet. Denna punkt har markerats med P7 i F ig. 4 och 5. Enligt ett tredje antagande ska nedväxling av ett fordon utföras vid varvtalsgrundvärdet ng då fordonets retardation -a är större än eller lika med ett maximalt retardationsvärde -amæa Denna punkt har mar- kerats med P8 i Fig. 4 och 5. Därefter har P6 och P7 förbundits med en fjärde gränslinje L4 , P7 och P8 har förbundits med en femte gränslinj e L5 och P3 och P6 förbundits med . en sjätte gränslinje L5.In the same way as during upshifting, surface B has been limited on the basis of three assumptions. According to a first assumption, the largest positive correction value Anmax must be obtained when the vehicle's torque m is the maximum mmax and the acceleration is zero. The vehicle can here be driven on an uphill slope at a substantially constant speed. This point has been marked with P6 in Figs. 4 and 5. According to a second assumption, a maximum negative correction value Anmin must be obtained when the vehicle's torque m is minimal and the acceleration is zero. The vehicle can here be driven downhill with a substantially constant speed. This point has been marked with P7 in Fig. 4 and 5. According to a third assumption, downshifting of a vehicle shall be performed at the basic speed ng when the deceleration -a of the vehicle is greater than or equal to a maximum deceleration value -amæa This point has been marked with P8 in Figs. 4 and 5. P6 and P7 are connected to a fourth boundary line L4, P7 and P8 have been connected to a fifth boundary line e L5 and P3 and P6 are connected to. a sixth boundary line L5.

Ytan B är således begränsad av gränslinj ema L4, LS, Lﬁ så att godtagbara korrigerings- svärden An endast erhålls inom det avgränsade området. Styrenheten 12 är även här inrättad att justera punkter med momentvärden m och accelerationsvärden a som ham- nar utanför ytan B. En sådan punkt P9 är markerad i Fig. 5. I punkten P9 har fordonet en relativt stor retardation samtidigt som momentet är relativt stort. Fordonet kan här framföras med en relativt stor retardation i en uppförsbacke. Styrenheten 12 justerar accelerationsvärdet a och momentvärdet m så att en justerad punkt P10 erhålls som är belägen är längs gränslinjen L6. I detta fall har styrenheten 12 valt att behålla det er- u I . | n | no ..- 10 15 20 25 30 35 524 4.64 . hållna retardationsvärdet -a medan momentet m justerats så att punkten P10 erhålls.The surface B is thus limited by the boundary lines L4, LS, L ﬁ so that acceptable correction values An are only obtained within the delimited area. The control unit 12 is also here arranged to adjust points with torque values m and acceleration values a which fall outside the surface B. Such a point P9 is marked in Fig. 5. At point P9 the vehicle has a relatively large deceleration at the same time as the torque is relatively large. The vehicle can be driven here with a relatively large deceleration on an uphill slope. The control unit 12 adjusts the acceleration value a and the torque value m so that an adjusted point P10 is obtained which is located along the boundary line L6. In this case, the control unit 12 has chosen to keep it er- u I. | n | no ..- 10 15 20 25 30 35 524 4.64. held the deceleration value -a while the torque m is adjusted so that the point P10 is obtained.

Här har således retardationsvärdet -a bedömts vara mer relevant än momentvärdet m.Here, the deceleration value -a has thus been judged to be more relevant than the torque value m.

Fig. 6 visar ett ﬂödesdiagram med ett förfarande för att styra växlingen av ett fordon.Fig. 6 shows a ﬂ fate diagram with a method for controlling the shifting of a vehicle.

Vi förutsätter inledningsvis att fordonet framförs med en växel gn i växellådan 7. Vid 18, erhåller styrenheten 12 information från sensorn 13 avseende aktuellt motorvarvtal n. Styrenheten 12 erhåller sådan information från sensom 13 med korta tidsintervall.We initially assume that the vehicle is driven with a gear gn in the gearbox 7. At 18, the control unit 12 receives information from the sensor 13 regarding the current engine speed n. The control unit 12 receives such information from the sensor 13 at short time intervals.

Med kännedom om ilagd växel gni växellådan 7 och motorvarvtalet n beräknar styren- heten fordonets hastighet. Vid 19, beräknar styrenheten 12 fordonets acceleration som skillnaden mellan åtminstone två efter varandra beräknade hastighetsvärden. Med in- formation från sensorn 14 avseende gaspedalens 15 läge beräknar styrenheten 12 det av föraren begärda momentet m, vilket sker vid 20. Styrenheten 12 initierar härvid, via bränsleinsprutningsenheten 16, en tillförsel av en bränslemängd till motorn 1 som mot- svarar det begärda momentet m.With knowledge of the engaged gear, rub the gearbox 7 and the engine speed n, the control unit calculates the speed of the vehicle. At 19, the control unit 12 calculates the acceleration of the vehicle as the difference between at least two consecutive speed values. With information from the sensor 14 regarding the position of the accelerator pedal 15, the control unit 12 calculates the torque m requested by the driver, which takes place at 20. The control unit 12 here initiates, via the fuel injection unit 16, a supply of a fuel amount to the engine 1 corresponding to the requested torque m.

Vid 21 beräknas det övre motorvarvtalet n; för den ilagda växeln gn. Med kännedom om accelerationen a och momentet m beräknar styrenheten 12 en punkt P på ytan A, varefter det övre motorvarvtalet n 1 bestäms. Om punkten P hamnar utanför ytan A ju- steras accelerationsvärdet a och momentvärdet m på lämpligt sätt så att en korrigerad punkt P erhålls som är belägen på ytan A. Styrenheten 12 jämför, vid 22, om det aktu- ella motorvarvtalet n överstiger det övre motorvarvtalet nl. Om så är fallet styr styren- heten 12 bränsleinsprutningsenheten 16 så att en bränslemängd tillförs så att ett noll- moment erhålls i växellådan 7 varefter växlingsmekanismen 17 lägger ut växeln gn, vilket sker vid 23. Därefter kan styrenheten 12 aktivera en avgasbroms för att snabbt sänka motorvarvtalet n till en nivå där växlingsmekanismen 17 medges lägga i en ny högre växel gnﬂ i växellådan 7. En uppväxlingar med ﬂera växlingssteg kan även ut- föras. Iläggningen av den nya växeln gm sker, vid 24, varefter förfarandet upprepas från 18 med den nya växeln gn+| i växellådan 7.At 21, the upper engine speed n is calculated; for the engaged gear gn. With knowledge of the acceleration a and the torque m, the control unit 12 calculates a point P on the surface A, after which the upper motor speed n 1 is determined. If the point P falls outside the surface A, the acceleration value a and the torque value m are adjusted in an appropriate manner so that a corrected point P is obtained which is located on the surface A. The control unit 12 compares, at 22, if the current motor speed n exceeds the upper motor speed nl. If so, the control unit 12 controls the fuel injection unit 16 so that a quantity of fuel is supplied so that a zero torque is obtained in the gearbox 7, after which the shifting mechanism 17 shuts off the gear gn, which takes place at 23. Thereafter the control unit 12 can activate an exhaust brake to quickly lower the engine speed n to a level where the shift mechanism 17 is allowed to put in a new higher gear gn ﬂ in the gearbox 7. An upshift with ﬂ your shift steps can also be performed. The loading of the new gear gm takes place, at 24, after which the procedure is repeated from 18 with the new gear gn + | in the gearbox 7.

Om motorvarvtalet n, vid 22, är lika med eller mindre än det övre varvtalsvärdet nl så beräknas, vid 25, det nedre motorvarvtalet m2. Med kärmedom om accelerationen a och momentet m beräknar styrenheten 12 en punkt P på ytan B, varefter det nedre mo- torvarvtalet n; bestäms. Om punkten P hanmar utanför ytan B justeras accelerations- värdet a och momentvärdet m på ovan nämnt sätt så att en korrigerad ptmkt P erhålls som är belägen på ytan B. Styrenheten 12 järnför, vid 26, om det aktuella motorvarv- talet n understiger det nedre motorvarvtalet n2. Om så är fallet styr styrenheten 12 10 15 524 4.64 ~ Q . | « ~ o - | u» 10 bränsleinsprutningsenheten 16 så att en bränslemängd tillförs så att ett nollmoment erhålls i växellådan 7 varefter växlingsmekanismen 17 aktiveras och lägger ut växeln gm, vilket sker vid 27. Däreñer styr styrenheten 12 bränsletillfcirseln så att varvtal ökar till en nivå där växlingsmekanismen 17 medges lägga i en ny lägre växel gm. En ned- växling med ﬂera växlingssteg är här även möjlig. Iläggningen av den nya växeln gm sker vid 28, varefter förfarandet upprepas från 18 med den nya växeln gn-1 i växellådan 7. Om däremot motorvarvtalet n , vid 26, inte är lägre än det nedre motorvarvtalet n; behålls den ilagda växeln gn i växellådan 7 och förfarandet upprepas från l8.If the motor speed n, at 22, is equal to or less than the upper speed value nl, the lower motor speed m2 is calculated, at 25. With the prediction of the acceleration a and the torque m, the control unit 12 calculates a point P on the surface B, after which the lower motor speed n; determined. If the point P is outside the surface B, the acceleration value a and the torque value m are adjusted in the manner mentioned above so that a corrected ptmkt P is obtained which is located on the surface B. The control unit 12 is down, at 26, if the current engine speed n is less than the lower engine speed n2. If so, the controller 12 10 15 524 controls 4.64 ~ Q. | «~ O - | The fuel injection unit 16 so that a quantity of fuel is supplied so that a zero torque is obtained in the gearbox 7, after which the gear mechanism 17 is activated and disengages the gear gm, which takes place at 27. Then the control unit 12 controls the fuel supply in a new lower gear gm. A downshift with ﬂ your shift steps is also possible here. The loading of the new gear gm takes place at 28, after which the procedure is repeated from 18 with the new gear gn-1 in the gearbox 7. If, on the other hand, the engine speed n, at 26, is not lower than the lower engine speed n; the loaded gear gn is retained in the gearbox 7 and the procedure is repeated from 18.

Uppﬁnningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utföringsforrnen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Exempelvis så behöver ytorna A, B inte vara plana utan de kan ha en väsentligen godtycklig men funktionell form. Ytoma A, B behöver inte begränsas av tre räta gränslinjer utan gränslinjernas form och antal kan varieras godtyckligt. Funktionema som bestämmer det övre varvtalet n 1 och det nedre varvtalet n; kan bestämmas av ﬂer än två parametrar. ~ ~ u | n»The invention is in no way limited to the described embodiment but can be varied freely within the scope of the claims. For example, the surfaces A, B do not have to be flat, but they can have a substantially arbitrary but functional shape. Areas A, B do not have to be limited by three straight boundary lines, but the shape and number of boundary lines can be varied arbitrarily. The functions that determine the upper speed n 1 and the lower speed n; can be determined by än er than two parameters. ~ ~ u | n »

Claims

10 20 25 30 35 524 464 ll »« - | . | ~ o ~ | n. Patent claims

An arrangement for shifting a vehicle, the vehicle comprising a motor (1) arranged to drive the vehicle and a gearbox (7) comprising a plurality of gears (gn), the arrangement comprising a control unit (12) arranged to initiate deployment of at least one of the gears (gn) in the gearbox (7), characterized in that the control unit (l2) is arranged to initiate a deployment of the proximity gear (gn) in the gearbox (7) when an upper engine speed ( nl) is exceeded or a lower engine speed (ng) is exceeded, which engine speeds (m, m) are determined by a mathematical function that includes at least two parameters (m, a) whose values are related to the current operating conditions of the vehicle.

Arrangement according to claim 1, characterized in that one of said parameters is related to the torque (m) delivered by the motor (1).

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that one of said parameters is related to the acceleration (a) of the vehicle.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (12) is arranged to initiate a displacement of said gear (gn) in the gearbox (7) at an engine speed (n1, n2) which is determined by a speed basic value (no. ) which is corrected by a speed correction value (An) determined by a function comprising at least two parameters (m, a).

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the mathematical function comprises at least one limit (L1 -L3) and that when function values (P4, P9) are obtained as located outside the function limit (L1 -L3), the control unit (12) is arranged to adjust at least one of the values of the parameters (m, a) so that an acceptable function value (P5, P10) is obtained.

Arrangement according to claim 5, characterized in that the control unit (12) is arranged to adjust an unacceptable function value (P4, P9) to an acceptable function value (P5, P10) which is located at a limit (L1 -L3) for function.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the control unit (12) is arranged to adjust an unacceptable parameter value (P4, P9) with information regarding the mutual relevance of the parameters (m, a). 10 15 20 25 30 35 524 -464 ~ - ~ | - ø Q a a a a. 12

Arrangement according to Claim 5, characterized in that the function is limited by a maximum engine speed value (mmax, Anmax).

Arrangement according to Claim 5, characterized in that the function is limited by a minimum speed value (nlmin, Anmin).

Arrangement according to Claim 5, characterized in that the function is limited by a maximum positive acceleration (amax) and a maximum negative acceleration (amax).

A method of shifting a vehicle, the vehicle comprising a motor (1) arranged to drive the vehicle and a gearbox (7) comprising a plurality of gears, the method comprising the step of initiating disassembly of at least one of the gears (gn). ) in the gearbox (7), characterized in that the step of initiating a displacement of said gear (gn) in the gearbox (7) when an upper engine speed (m) is exceeded or a lower engine speed (ng) is exceeded, which engine speeds (nl, n2) is determined by a mathematical function that includes at least two parameters (m, a) whose values are related to the current operating conditions of the vehicle.

Method according to claim 1 1, characterized in that the step of relating one of said parameters to the torque (m) delivered by the motor (1).

Method according to claim 11 or 12, characterized by the step of relating one of said parameters to the acceleration of the vehicle (a).

Method according to any one of the preceding claims 11-13, characterized by the step of initiating a displacement of said gear (gn) in the gearbox (7) at an engine speed (n1, n2) which is determined by a speed fundamental value (no) which is corrected by a speed correction value (An) determined by a function comprising at least two parameters (m, a).

Method according to one of the preceding claims 11 to 14, characterized by the steps of limiting the mathematical function by means of at least one limit (L1 -Lg) and that then ﬁ1 function values (P4, P9) are obtained as located outside the limit of the function (L | - L3) adjust at least one of the values of the parameters (m, a) so that an acceptable function value (P5, Pio) is obtained. 10 524- 464 u a ... 13

Method according to claim 15, characterized by the step of adjusting an unacceptable function value (P4, P9) to an acceptable function value (P5, P10) which is located at a limit (L1 -L3) for the function.

Method according to claim 16, characterized by the step of adjusting the parameter value (m, a) with information regarding the mutual relevance of a parameter (m, a).

Method according to claim 15, characterized by the step of limiting the function by means of an engine speed value (nlmax, Anmax).

Method according to claim 15, characterized by the step of limiting the function by means of a minimum engine speed value (um-n, Anmin).

Method according to claim 15, characterized by the step of limiting the function by means of a maximum positive acceleration value (amax) and a maximum negative acceleration value (-amax).