SE525479C2 - Metod för optimering av bromsförlopp i fordon - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 i 525 479 2 tillsatsbroms är anordnad i fordonets motor eller mellan motorn och växellådan så är valet av växel av stor betydelse för vad bromskraften blir ute vid fordonets drivhjul.

Genom US6076622 är ett fordon med farthàllare känt, där farthållaren även kan styra växelval samt tillsatsbromsning. Ett problem med denna lösning är att växelvalet och tillsatsbromsningen inte kan optimeras med avseende på framtida topografi. T ex i början av en brant lång nerförsbacke kommer inte en tillräckligt låg växel att väljas, vilket så småningom leder till att tillsatsbromsningen i ett relativt tidigt skede utmed backen inte räcker till och ytterligare bromsning för att undvika att köra in i framförvarande fordon är tvunget att göras med färdbromsen.

Genom FR28l3397 är ett fordon med farthàllare känt, där ett styrsystem mha ett navigationssystem med positionsbestämning (GPS, Global Positioning System) i förväg räknar ut högsta och lägsta punkter, dvs brytpunkter där uppförsbacke övergår i nerförsbacke eller tvärtom, för närmsta framtida färdväg. Avståndet till framförvarande fordon optimeras genom att styrsystemet med hänsyn taget till färdvägens högsta och lägsta punkter styr gaspådrag samt bromsning med fordonets färdbroms. Ett problem med denna lösning är att det gynnsammaste bromsförloppet inte kan väljas med hänsyn taget till bromsslitage och växelval. Vidare är den framtida topografin, utefter vilken farthållaren styr, kraftigt förenklad. Endast brytpunkter utmed färdvägen beräknas. Hur topografin ser ut mellan brytpunkterna beaktas ej. 10 15 20 25 30 35 f: :nu , n a: ~ 0 O rara: :'.”fl .. . ... ..¶ U O II I 5 5 2..'2.'3 232 “Hi ;.'. 5; .. . _ f- z : : n.. a .o o"- vnf z ”_ H _ , 3 SE 0103630-O visar ett känt motordrivet fordon med farthållare, navigationssystem med positionsbestämning (GPS, Global där ett styrsystem mha ett Positioning System) eller genom extrapolering beräknar framtida topografi. Genom simulering väljer styrsystemet en till den framtida topografin anpassad acceleration och/eller retardation, genom att styra gaspådrag samt bromsning. Ett problem med denna lösning är att det gynnsammaste bromsförloppet inte kan väljas med hänsyn taget till bromsslitage, växelval samt avstånd till framförvarande fordon.

Uppfinningens uppgift är således att, mot bakgrund av ovanstående, göra det möjligt att i ett fordon med farthàllare av typen ACC (Adaptive Cruise Control), med både gas-, bromsfunktion samt avstándsmätning till framförvarande fordon, styra ett fordons bromsförlopp pà ett mer optimalt sätt.

REDOGÖRELSE AV UPPFINNINGEN Den uppfinningsenliga lösningen av uppgiften med hänsyn taget till den uppfinningsenliga metoden beskrivs i patentkravet l. De övriga patentkraven beskriver föredragna utföringsformer och utvecklingar utav den uppfinningsenliga metoden.

Metoden enligt uppfinningen enligt kravet l innefattar en metod för optimering av bromsförlopp i fordon med automatiserad koppling och växellåda samt automatisk farthàllare, vilken farthållare styr gaspådrag och bromsning utefter inställd hastighet samt med hänsyn taget till avstånd till framförvarande fordon. Metoden kännetecknas av att datasimuleringar för fordonets framtida framfart utförs kontinuerligt, för en ...- ...o u v 10 15 20 25 30 szs 479 4 uppsättning olika kombinationer av växlingsvarvtal, växlingssteg samt bromsförlopp, och att ett bromsförlopp med tillhörande växlingsschema väljs ut som blir optimalt för givna förutsättningar.

En fördel med metoden enligt uppfinningen är att fordonet kommer att bromsas pá ett optimalt sätt, utifrån givna förutsättningar. Rätt växlingsschema samt lagom bromskraft kommer att väljas vid det valda optimala bromsförloppet så att önskad retardation uppnàs.

Enligt en fördelaktig andra utföringsform av metoden enligt uppfinningen sà är fordonet utrustat med åtminstone tvá olika bromsystem samt att nämnda farthállare vid valet av växlingsschema och bromsförlopp i första hand väljer att bromsa med det bromssystem som har minst slitagebenägenhet.

Bromssystemet kan utgöras av åtminstone en färdbroms och átminstone en tillsatsbroms.

Fördelen med detta är att metoden enligt uppfinningen tillser att slitagebenägna bromsar, sàsom färdbroms, slits minimalt. Tillsatsbromsar med mindre slitagebenägenhet utnyttjas i större utsträckning.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer utav uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.

FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade 10 15 20 25 30 q nu o s v, n. . a en H , , .. u u -o ' a : - . . . ; Å f: :z :I : '.'° 2 g' , z :'o: : 1 . . o ' n o u I" u u n u u n. 0 0 ° z nu u I 0 w. _ , _ , . . .. .- 5 ritningar, vilka i exemplifierande syfte visar ytterligare föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Figur l visar en schematisk framställning av en drivlina enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar en översikt av inputs till den andra styrenheten.

Figur 3 visar en schematisk framställning av en drivlina enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur l visar en schematisk bild av en första utföringsform av ett system enligt uppfinningen för optimering av bromsförlopp i ett fordon. En motor l är via sin utgående axel förbunden med en automatiserad växellåda 9, vilken vanligtvis ger möjlighet att köra fordonet med flera olika utväxlingar mellan motorn l och drivhjul 8. Växellådan 9 kan vara utrustad med tillsatsväxellådor (t ex splitväxel eller rangeväxel) för att få fler utväxlingar. Mellan motorn och växellådan är anordnat en automatiserad lamellkoppling 3 för överföring av vridmoment från motorn 1 till växellådan 9. I motorn l är anordnat en primär tillsatsbroms 48. Det bör noteras att de primära tillsatsbromsarna 48 även kan vara anordnade mellan motorn l och växellådan 9 eller i växellådan på dess ingående axel. En tillsatsbroms av exempelvis typen kompressionsbroms anordnas i motorn 1 medan en retarder vanligtvis anordnas på växellådans 9 ingående axel. En kardanaxel 7 förmedlar kraften från tillsatsbromsen 48 l0 15 20 25 30 35 IC Û e-s '~® 0 'i ' ." . . v" ' ' f". 1222: nu: :avg gg, Zfflš u o u I '9 ' 0 ' ' ,' . . »w iii* 'u': .n u v y u n v I ' och motorn l vidare från växellådan 9 ut till drivhjulen 8 via en bakaxel 10.

Vidare illustreras en första styrenhet 60 för styrning av motorn 1, en andra styrenhet 45 för styrning av transmissionen, en manuell växelväljare 46, kopplad till transmissionsstyrenheten 45, en tredje styrenhet 50 för styrning av fordonets färdbroms (ej visad) samt en vagnsstyrenhet 49 för styrning av flera funktioner i fordonet, däribland farthållare (ej visad). Från den andra styrenheten 45 styrs, via den första styrenheten 60, tillsatsbromsen 48. Tillsatsbromsen 48 kan vara av typen kompressionsbroms eller avgasbroms. Styrenheterna är anpassade för kommunikation med varandra på ett integrerat sätt genom att bland annat utnyttja varandras givare.

Styrenheterna 60, 50, 45 och 49 består företrädesvis av styrdatorenheter med mikroprocessorer och minnesenheter. En styrdator kan vara en del av fordonets vagnsdator alternativt kan den ingå i något annat styrarrangemang eller vara en fristående enhet i fordonet.

Den ej visade farthållaren är av känd typ med funktionerna av/på (ON/OFF), (SET/COAST) samt återuppta/accelerera inställning/farthållning (RESUME/ACCEL).

Farthållaren innehåller vidare en anordning för kontinuerlig mätning av avståndet till framförvarande fordon. Anordningen för avståndsmätning kan exempelvis vara av typen radar eller av typen laser.

Enligt uppfinningen utförs datasimuleringar för kommande bromsförlopp när styrenheten 45 får insignal från vagnsstyrenheten 49 om att avståndet till 10 15 20 25 30 35 'i x D 01 45 \J \0 7 framförvarande fordon minskar eller kommer att minska och närmar sig ett förutbestämt minimiavstànd, vilket minimiavstánd kan variera beroende pá fordonens hastighet i förhållande till varandra, i förhållande till marken och/eller om fordonen färdas i en uppförsbacke eller nerförsbacke. Vidare kan minimiavstáendet vara beroende av de olika bromssystemens status/kapacitet och/eller det egna fordonets vikt.

Figur 2 visar schematiskt input som styrenheten 45 behöver för att kunna göra en datasimulering. Med ett reglage 300 för manuell eller automatisk styrparameterviktning, som ger ett av föraren valt kriterium för körning, kan simuleringsresultat i föreliggande uppfinning pàverkas.

Reglaget 300 är anpassat för kommunikation med styrenheten 45. En elektronisk karta 340, t ex lagrad pà en CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), innefattar för datasimuleringen nödvändig information om en regions topologi, dvs åtminstone gradienter eller höjdvärden för färdväg, t ex med havsniván som referens. Datasimuleringen innefattar fràn mätare och givare 310 sända parametrar 320, som man enligt känd teknik kan erhàlla. Rörande det egna fordonet utgörs dessa åtminstone av fordons- eller tàgvikt, momentan fordonshastighet, utväxlingar, verkningsgrader, motorvarvtal, momentan position, väglutning (ej frán elektronisk karta) samt körmotstànd. Med körmotstànd avses ett värde, som beräknats av styrenheten 45 med grund pà signaler indikerande momentant motormoment samt momentan fordonsacceleration och massa, som utgör en indikation pà väglutning, eventuell med- eller motvind och fordonets rullmotstánd. Dessutom tas även 10 15 20 25 30 35 5"'5 479 8 u. u., hänsyn till information om avstånd till framförvarande fordon, framförvarande fordons hastighet samt ett mått på framförvarande fordons hastighetsändring.

I styrenheten 45 finns tillsatsbromsmodeller 310 innefattande åtminstone bromsande moment som funktion av varvtal. Med nödvändig information kan styrenheten 45 beräkna (simulera över en viss förutbestämd tid) bromsförloppet från en starthastighet till en utefter givna förutsättningar beräknad sluthastighet för en uppsättning av olika växlar, växlingsscheman och bromskraft genom ekvationslösning med simuleringar och tidsstegning. Bästa växlingsschema och bästa styrning av tillsatsbromsens utgående bromskraft väljs genom att jämföra beräknade bromsförlopp. Vald bromskraft kan variera genom tiden. Likaså kan ett växlingsschema väljas för bromsförloppet, dvs att under bromsförloppet växlar styrenheten 45 till en annan vald växel vid en viss vald tidpunkt åtminstone en gång. Även växelstegets storlek för ett bromsförlopp utvärderas, dvs växling från exempelvis växel 6 till 5 eller från växel 6 till 4. Om bromskraften från tillsatsbromsen inte beräknas räcka till så kommer, beroende på hur viktningen genom reglaget 300 gjorts, styrenheten 45 välja att bromsa exempelvis så mycket och så länge som möjligt med tillsatsbromsen 48 samt komplettera den totala bromskraften med bromskraft från färdbromsen så att tillräcklig retardation uppnås. En annan inställning av reglaget 300 kan göra att styrenheten 45 väljer ett bromsförlopp så att retardationen ska upplevas så komfortabel som möjligt av de åkande.

Således väljs ett bromsförlopp där retardationen är så jämn som möjligt och med så mjuka retardationsförändringar som möjligt, speciellt i början och i slutet av bromsförloppet. lO 15 20 25 30 en ßà 01 h.

*J \0 - - ~ . .- Figur 3 visar en andra föredragen utföringsform av uppfinningen. Utföringsformen enligt figur 3 skiljer sig från utföringsformen i figur l på så sätt att till växellådans 9 utgående axel är kopplat en sekundär tillsatsbroms 6. Den sekundära tillsatsbromsen är vanligtvis av typen hydrodynamisk eller elektromagnetisk retarder. Till den sekundära tillsatsbromsens utgående axel kopplas vanligtvis fordonets kardanaxel 7. Enligt visat exempel styrs den sekundära tillsatsbromsen 6 av vagnsstyrenheten 49.

Således tas hänsyn till en sekundär tillsatsbroms vid styrenhetens 45 simulering av bromsförlopp. Det mest optimala sättet att styra tillsatsbromsarna, växellådan och färdbromsarna väljs utifrån givna förutsättningar samt utifrån genom reglaget 300 vald styrparameterviktning, vilken i denna utföringsform även kan innehålla viktning av i vilken mån respektive tillsatsbroms ska utnyttjas i ett bromsförlopp.

I en ytterligare utföringsform kan fordonet vara utrustat med ytterligare olika typer av tillsatsbromsar. Således simuleras olika bromsscenarion med dessa tillsatsbromsar inkopplade i olika grad samt tillsammans med olika växlingsscheman och det mest optimala bromsförloppet med tillhörande växlingsschema väljs.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsexempel, utan ändringar kan göras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 - q = « n» PATENTKRAV . Metod för optimering av bromsförlopp i fordon med automatiserad koppling (3) och växellåda (9) samt automatisk farthållare, vilken farthållare styr gaspådrag och bromsning utefter inställd hastighet samt med hänsyn taget till avstånd till framförvarande fordon, kännetecknad av att datasimuleringar för fordonets framtida framfart utförs kontinuerligt, för en uppsättning olika kombinationer av växlingsvarvtal, växlingssteg samt bromsförlopp, och att ett bromsförlopp med tillhörande växlingsschema väljs ut som blir optimalt för givna förutsättningar. Metod enligt kravet l, kännetecknad av att fordonet är utrustat med åtminstone två olika bromsystem (48, 6) samt att nämnda farthållare vid valet av växlingsschema och bromsförlopp i första hand väljer att bromsa med det bromssystem (48, 6) som har minst slitagebenägenhet. Metod enligt föregående krav, kännetecknad av att bromssystemen utgörs av åtminstone en färdbroms och åtminstone en tillsatsbroms (48, 6). Metod enligt föregående krav, kännetecknad av att bromskraften från tillsatsbromsen (48, 6) är beroende av i växellådan (9) vald växel. . Metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att bromsförloppet optimeras så att en jämn och, för en förutbestämd sluthastighet, tillräcklig retardation erhålls. .wav . 10 15 20 01 P\> tfn Jm \J \0 n . . , ,. ll Metod enligt kravet 1, kännetecknad av att momentan fordonsposition bestäms med ett positionsbestämningssystem (330, 340) som är kopplat till en styrenhet (45) för momentan bestämning av fordonsposition. Datorprogram innefattande programkod för att utföra samtliga steg i kravet l när nämnt program exekveras pà en dator. Datorprogramprodukt innefattande programkod lagrad pà ett datorläsbart medium för att utföra metoden i kravet l när nämnda datorprogram exekveras pà en dator. Datorprogramprodukt direkt laddningsbar in i ett internminne till en digital dator, innefattande datorprogram för att utföra samtliga steg i kravet l när nämnda datorprogram exekveras pà en dator.