SE534455C2 - Förfarande och system för framförande av ett fordon - Google Patents

Description

534 455 tunga fordon ofta är önskvärt att dessa ska kunna framföras på ett för föraren så bekvämt sätt som möjligt används ofta automatiskt växlande växellådor, där växling styrs av det i fordonet vanligtvis förekommande styrsystemet.

Genom att automatväxlingssystem i tunga fordon vanligtvis är styrsystemstyrd möjliggörs, och tillämpas också ofta, ett styrsätt där styrning av motor och växellåda sker delvis baserat på kommandon från fordonsföraren men också till stor del av styrsystemet. Av denna anledning byggs också funktioner ofta in i styrsystemet för att förbättra bränsleförbrukningen genom att i möjligaste mån utföra växling samt växelval på ett så bränsleekonomiskt sätt som möjligt.

Ett exempel på en sådan funktion utgörs av en funktion där fordonets förbränningsmotor i nedförslutningar frikopplas från fordonets drivhjul när inget vridmomenttillskott erfordras för att upprätthålla fordonets hastighet. Fordonets drivlina sluts sedan åter när t.ex. föraren trycker på gas- eller bromspedal. Även om ovan nämnda frikopplingsfunktion kan fungera bra i många fall existerar det fortfarande situationer där bränsleförbrukningen för fordon drivna av en förbränningsmotor kan minskas ytterligare.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förfarande för styrning av en växellåda vid ett fordon varvid bränsleförbrukningen vid nämnda fordon kan minskas. Detta syfte uppnås med ett förfarande enligt patentkrav l.

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande för framförande av ett fordon, varvid en med en förbränningsmotor förbunden växellåda kan inställas till ett flertal olika 534 455 utväxlingsförhållanden, och varvid nämnda växellådan är inställbar till ett lågt utväxlingsförhållande där förbränningsmotorvarvtalet understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för nämnda låga utväxlingsförhållande uppnås. Fordonet är anordnat för framförande i en första mod och en andra mod vid nämnda låga utväxlingsförhållande, där i nämnda första mod fordonet framförs utan bränsletillförsel till nämnda förbränningsmotor, och där i nämnda andra mod nämnda förbränningsmotor medelst bränsletillförsel är anordnad att avge en drivkraft för framdrivning av nämnda fordon.

Förfarandet innefattar att bestämma om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod baserat på ett drivkraftbehov.

Detta har fördelen att fordonet kan framföras på en överväxel på två olika sätt. I en första mod framförs fordonet med motorn släpande, dvs. inget bränsle tillförs förbränningsmotorn, varvid heller ingen bränsleförbrukning uppstår. Detta har fördelen att fordonet kan framföras i t.ex. en utförslöpa utan bränsleförbrukning samtidigt som det låga förbränningsmotorvarvtal för överväxeln medför att ett lågt motorbromsmoment pàförs fordonets drivaxlar.

Alternativt, i nämnda andra mod, kan förbränningsmotorn bidra med tillämplig drivkraft upp till den (reducerade) drivkraft (motoreffekt) som motorn kan avge vid aktuellt motorvarvtal för att på detta sätt öka nyttjandegraden av överväxeln så att fordonet kan framföras med ilagd överväxel till en senare tidpunkt jämfört med vid släpande förbränningsmotor, innan nedväxling till lägre växel (högre utväxlingsförhållande) måste ske. T.ex. kan fordonet framföras med ilagd överväxel i en nedförslutning som medför ett reducerat effektbehov, där ett tillskott erfordras från förbränningsmotorn för att fordonshastigheten ska kunna bibehållas, eller framföras så 534 455 länge som möjligt utan att hastigheten avviker för mycket från en referenshastighet såsom t.ex. en inställd farthållarhastighet eller annan i fordonets styrsystem angiven hastighet.

Bestämning av om fordonet ska framdrivas med ilagd överväxel enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod utförs genom bestämning av ett drivkraftbehov. Ett fordon som t.ex. framförs i en nedförslutning upplever ett minskat drivkraft (effekt) -behov för framdrivning av fordonet eftersom jordens dragningskraft bidrar med en framåtdrivande drivkraftkomponent, varvid drivkraftbehovet från fordonets förbränningsmotor för framdrivning av fordonet kan reduceras eller t.o.m. helt upphöra.

I en utföringsform bestäms drivkraftbehovet genom att bestämma fordonets körmotstånd. Körmotståndet är en total representation av resultanten av de krafter som påverkar fordonet under drift och kan beräknas med kunskap om fordonets hastighet, motorns drivande moment, fordonets konfiguration och övriga omgivningsdata. Körmotstàndet kan användas som en representation av väglutningen.

Fordonet kan t.ex. framföras enligt nämnda första mod om absolutbeloppet av fordonets körmotstånd understiger ett första värde och enligt nämnda andra mod om absolutbeloppet av fordonets körmotstånd understiger ett andra värde, där nämnda första värde kan vara lägre än nämnda andra värde.

I en utföringsform bestäms drivkraftbehovet genom bestämning av en hastighetsparameter. T.ex. kan hastighetsparametern utgöras av en bestämning av den hastighet som fordonet kommer att uppnå i en viss punkt i en nedförslutning, eller den högsta hastighet fordonet kommer att uppnå i t.ex. en nedförslutning. Genom att beräkna denna hastighet kan lämplig mod för framförande av fordonet bestämmas. Förväntad 534 455 fordonshastighet kan t.ex. bestämmas med hjälp av data avseende vägens topografi framför fordonet.

Ytterligare kännetecken för föreliggande uppfinning och fördelar därav kommer att framgå ur följande detaljerade beskrivning av exempelutföringsformer och de bifogade ritningarna.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. la visar en drivlina i ett fordon vid vilket föreliggande uppfinning med fördel kan användas.

Fig. lb visar en exempelstyrenhet i ett fordonsstyrsystem.

Fig. 2 visar ett flödesschema som illustrerar ett exempelförfarande för styrning av en växellåda enligt en exempel utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 3 visar en momentkurva för en motor med angivna gränser för ett överväxlat driftområde, och Fig. 4 visar friktionsförluster i en motor som funktion av varvtalet.

Detaljerad beskrivning av exempelutföringsformer Benämningen överväxel anses normalt beteckna en växel vid vilken växellådans utgående axel roterar snabbare än motoraxeln.

I föreliggande beskrivning och patentkrav är dock benämningen överväxel begränsad till att avse en växel vid vilken fordonet, i marschhastighet, framdrivs vid ett förbränningsmotorvarvtal som understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för växeln uppnås. Detta betyder att maximalt vridmoment inte kommer att finnas tillgängligt vid en 534 455 sådan växel, varför den heller inte är körbar annat än under förhållanden där drivkraftsbehovet är reducerat.

Fig. la visar en exempeldrivlina i ett tungt fordon 100, såsom en lastbil, buss eller liknande, enligt en exempelutföringsform av föreliggande uppfinning. Det i fig. la schematiskt visade fordonet 100 innefattar endast en axel med drivhjul 113, 114, men uppfinningen är tillämplig även vid fordon där fler än en axel är försedd med drivhjul. Drivlinan innefattar en förbränningsmotor 101, vilken på ett sedvanligt sätt, via en på förbränningsmotorn 101 utgående axel 102, vanligtvis via ett svänghjul (ej visat), är förbunden med en automatiskt växlad växellåda 103 via en koppling 106.

När det gäller tunga fordon som till stor del används för landsvägs/motorvägsbruk används dock vanligtvis inte automatväxellàdor i traditionell bemärkelse, utan istället av en styrsystemstyrd växling av ”manuella” växellådor. Delvis på grund av att manuella växellådor är väsentligt billigare att framställa, men också på grund av att dessa har högre verkningsgrad, och därmed lägre bränsleförbrukning.

Kopplingen 106 utgörs i den visade utföringsformen av en automatiskt styrd koppling av sedvanlig typ såsom t.ex. av lamelltyp. Öppning/stängning av kopplingen styrs i sin tur av fordonets styrsystem. Det är även vanligt med en manuellt styrd koppling, där växling efter start sker med stängd koppling genom tillämplig styrning av motorn vid växling.

Styrsystem i moderna fordon består vanligtvis av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller controllers, och olika på fordonet lokaliserade komponenter. Ett dylikt styrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler än 534 455 en styrenhet. För enkelhetens skull visas i fig. la endast en två sådana elektroniska styrenheter 115, 116, vilka i denna utföringsform styr motorn 101, kopplingen 106 (vid fallet med automatiskt styrd koppling) respektive växellådan 103 (två eller flera av motor, växellåda och koppling kan alternativt vara anordnade att styras av en och samma styrenhet).

Styrenheternas ll5, 116 styrning av motor, koppling och växellåda är normalt beroende både av signaler från varandra samt även från andra styrenheter. Styrenheter av den visade typen är normalt anordnade att ta emot sensorsignaler från olika delar av fordonet, t.ex. från växellåda, motor, koppling och/eller andra styrenheter eller enheter på fordonet.

Styrenheterna är vidare anordnade att avge styrsignaler till olika delar och komponenter av fordonet, såsom t.ex. motor, koppling och växellåda för styrning av dessa. Föreliggande uppfinning kan implementeras i godtycklig av ovanstående styrenheter, eller i någon annan tillämplig styrenhet i fordonets styrsystem.

Styrningen av olika delar och komponenter i fordonet, såsom val av växel, styrs ofta av programmerade instruktioner. Dessa programmerade instruktioner utgörs typiskt av ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator eller styrenhet åstadkommer att datorn/styrenheten utför önskad styrning, såsom metodsteg enligt föreliggande uppfinning.

Datorprogrammet utgör vanligtvis datorprogramprodukt 109 lagrad på ett digitalt lagringsmedium 121 (se fig. lb) såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read- Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc., i eller i förbindelse med styrenheten och som exekveras av styrenheten. Genom att ändra datorprogrammets instruktioner kan således fordonets uppträdande i en specifik situation aflpaSSâS . 534 455 En exempelstyrenhet (styrenheten 115) schematiskt visas i fig. lb, varvid styrenheten 115 i sin tur kan innefatta en beräkningsenhet 120, vilken kan utgöras av väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).

Beräkningsenheten 120 är förbunden med en, i styrenheten 115 anordnad, minnesenhet 121, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 120 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 120 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 120 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 121.

Vidare är styrenheten 115 försedd med anordningar 122, 123, 124, 125 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vâgformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 122, 125 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler, vilka kan behandlas av beräkningsenheten 120. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 120. Anordningarna 123, 124 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 120 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av fordonets styrsystem och/eller den/de komponenter för vilka signalerna är avsedda.

Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated 534 455 Systems Transport), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning.

Fordonet 100 innefattar vidare drivaxlar 104, 105, vilka är förbundna med fordonet drivhjul 113, 114, och vilka drivs av en från växellådan 103 utgående axel 107 via en slutväxel 108, såsom t.ex. en sedvanlig differential.

Den visade växellådan 103 i fordonet 100 är försedd med minst en överväxel anordnad att ha ett driftområde under momentplatån för växeln vid fordonets marschhastighet enligt vad som har beskrivits ovan. Detta betyder att fordonet normalt inte kan framföras med en sådan typ av överväxel ilagd eftersom motorvarvtalet vid driftpunkten vanligtvis kommer att vara för lågt för att motorn ska kunna avge ett tillräckligt högt vridmoment, dessutom kommer motorvarvtalet, så fort drivkraftsbehovet ökar, sjunka till ett än lägre varvtal, varvid än mindre kraft finns att tillgå och motorn riskerar att stanna.

Syftet med en sådan överväxel är istället att minimera parasitförluster, och därmed bränsleförbrukningen, under driftförhållanden där ett reducerat, eller inget, effektbehov föreligger. Detta nyttjas av föreliggande uppfinning, och en exempelutföringsform av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning visas i fig. 2.

I fig. 2 visas ett flödesschema som visar steg som utförs vid styrning av en motor/växellåda enligt ett exempelförfarande 200 av föreliggande uppfinning. I steg 201 bestäms om ett lågt behov av motoreffekt föreligger eller snart kommer att föreligga. Typiskt kan ett lågt effektbehov bestämmas föreligga om effektbehovet för framdrivning av fordonet vid aktuell hastighet är lägre än ett tröskelvärde.

Om fordonet t.ex. framförs i en nedförslutning minskas effektbehovet för framdrivning av fordonet eftersom jordens lO 534 455 dragningskraft i nedförslutningar (i motsats till uppförslutningar) bidrar med en positiv (framåtdrivande) drivkraftkomponent, varvid effektbehovet från fordonets förbränningsmotor för framdrivning av fordonet kan minska markant eller t.o.m. helt upphöra. Den medelst överväxeln uttagbara effekten (det tillgängliga vridmomentet) kan därför i många fall vara tillräckligt för att kunna framföra fordonet med bibehållen, eller väsentligen bibehållen hastighet trots det låga motorvarvtalet.

Om det i steg 201 bestäms att inget, eller reducerat drivkraftbehov föreligger, eller snart kommer att föreligga, vilket kan ske på flera olika sätt och vilket kommer att exemplifieras nedan, fortsätter processen till steg 202, där tillämplig mod för framdrivning av fordonet bestäms.

Enligt föreliggande uppfinning nyttjas möjligheten till två sätt att minska bränsleförbrukningen med ilagd överväxel, genom att i en första mod framföra fordonet med ilagd överväxel, men med släpande motor, dvs. fordonet framförs utan bränsletillförsel till förbränningsmotorn, alternativt i en andra mod framföra fordonet med bränsletillförsel till förbränningsmotorn så att förbränningsmotorn kan avge en drivkraft upp till den maximala drivkraft som kan avges vid överväxelns låga varvtal.

Således utförs i steg 202 en bestämning av om det ur bränsleförbruknings- eller annat hänseende är mest fördelaktigt att framföra fordonet enligt nämnda första mod eller enligt nämnda andra mod.

Beroende på t.ex. aktuell väglutning och aktuell fordonshastighet kan det vara olika fördelaktigt att framföra fordonet enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod.

Växling av växellådan till överväxeln har även fördelen att motorvarvtalet går ned till ett mycket lågt värde och sänker 534 455 ll ljudnivån från motorn. Bestämningen av mod kan t.ex. utföras med hjälp av fordonets körmotstánd och/eller vägens topologi framför fordonet, och bestämningen kan t.ex. utföras genom att bestämma (beräkna) den hastighet som fordonet kommer att uppnå vid respektive mod.

I fig. 3 visas en momentkurva och driftomràde för en överväxel enligt ovan. Varvtalet nd betecknar det varvtal vid vilket fordonets marschhastighet eller maximalt tillåtna hastighet uppnås, och är maximalt nl, varvid motorn således aldrig kommer att arbeta på momentplatån (området mellan nl och n2) vid marschhastighet med överväxeln ilagd, utan hela tiden vid ett lägre varvtal, och därmed lägre vridmoment. Överväxeln är således avsedd att brukas i en driftpunkt under momentplatån för momentkurvan, och driftspunkten nd kan, i princip, förläggas till godtycklig punkt mellan no (en punkt där motorn kan avge ett positivt motormoment) och ny Vid ett konventionellt växlat fordon anpassas växellådans utväxlingsförhållande så att motorvarvtalet vid marschfart kommer att ligga i övre delen av momentplatàn (dvs. närmare n2), alternativt i mitten av momentplatån (mitt emellan nl och n2) för att ge god körbarhet. Fordonets marschhastighet kan variera i beroende av regionala bestämmelser eller typ av väg, men kan t.ex. utgöras av 80, 85 eller 89 km/h.

Vridmoment Toch motoreffekt P är kopplade till varandra enligt ekvationen: P=Twr där m utgör förbränningsmotorns vinkelhastighet, dvs. 2z60hpm (där rpm = motorvarvtal/minut), vilket medför att den motoreffekt P som kan uttas ur motorn i området upp till varvtalet nl är begränsad till ett lägre värde än vad motorn maximalt kan avge, eftersom både varvtalet är lägre, och 534 455 12 motorns maximalt avgivbara vridmoment är lägre. Effektuttaget ur förbränningsmotorn är således begränsat när överväxeln är ilagd.

Om fordonet till exempel framförs i en marschhastighet av 80 km/h, och styrenheten 115 (alt. 116) bestämmer att ett lågt effektbehov föreligger, t.ex. med hjälp av en bestämning av fordonets körmotstånd, kan överväxeln iläggas varvid motorn sparar bränsle. Med kunskap om fordonets hastighet, motorns drivande moment, fordonets konfiguration och övriga omgivningsdata kan aktuellt körmotstånd beräknas.

Körmotståndet är en total representation av resultanten av den motvind, medvind, rullmotstånd, friktion och energikonsumenter i fordonet och den tyngdkraft som accelererar/bromsar bilen och kan därför användas som en representation av väglutningen.

När överväxeln har ilagts enligt ovan kommer förbränningsmotorn att arbeta med ett lågt varvtal, i området under momentplatån såsom visat i fig. 2, dvs. med ett varvtal understigande nl. Till exempel kan ett lågt effektbehov anses föreligga om effektbehovet är lägre än ett visst tröskelvärde.

Tröskelvärdet kan till exempel vara en del av den maximala effekten såsom 10 - 15% av den maximala effekten, eller en andel av den maximalt tillgängliga effekten vid körning på överväxel.

Beroende på aktuellt effektbehov för framdrivning av fordonet framförs alltså fordonet enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod. Om fordonet befinner sig (eller kommer att befinna sig) i en nedförslutning av sådan art att fordonshastigheten ökar, upprätthålls, eller väsentligen upprätthålls utan bränsletillförsel till motorn, kan motorn ”släpas” med avstängd bränsleinsprutning enligt nämnda första mod.

I det fall fordonet framförs med ilagd överväxel i en nedförslutning som medför ett reducerat effektbehov, men som 534 455 13 inte är tillräckligt brant för att fordonet ska kunna accelereras/bibehålla hastighet enbart tack vare tyngdkraften, kan det göras en bestämning av om det är mer fördelaktigt att fordonet framförs med släpande motor, med den hastighetsminskning detta kan innebära, eller om det är bättre att bränsletillförsel sker. T.ex. kan ett visst tillskott erfordras från förbränningsmotorn, t.ex. lO-50 kW, för att fordonshastigheten ska kunna bibehàllas, eller väsentligen bibehållas.

Hur stor effekt som kan avges av förbränningsmotorn med ilagd överväxel beror på var i området mellan no och nl driftspunkten nd befinner sig, eftersom vridmomentet (och därmed effekten enligt ovan) varierar kraftigt med varvtalet i det aktuella driftsomràdet.

Släpning av motorn vid låga varvtal har även fördelen att det bromsande vridmoment som motorn pàför drivaxlarna vid sluten drivlina kommer att vara mycket lägre än vid släpning vid högre varvtal. Detta exemplifieras i fig. 4 för en exempelförbränningsmotor, där motorfriktion visas som funktion av varvtalet. Motorfriktionen beror, åtminstone delvis, av friktion i lager och glidytor, samt energi som åtgår för att pumpa luft, olja och vatten genom motorn.

Såsom kan ses i figuren är det bromsande vridmoment som påförs av motorn nästan dubbelt så högt vid drygt 1800 rpm (250 Nm) jämfört med vid 600 rpm (l30 Nm). Eftersom motoreffekten är beroende både av vridmoment och varvtal blir skillnaden i bromseffekt än större (47 kW vs. 8 kw). Genom att släpa motorn vid ett lägre varvtal kan fordonet således framföras utan bränsleförbrukning med lägre bromsmotstànd, och därmed rulla längre en längre sträcka innan positivt motormoment åter erfordras för framdrivning av fordonet. 534 455 14 Såsom nämnts ovan utgörs en alternativ lösning i en dylik situation av att motorn frikopplas helt från drivaxlarna, varvid således överhuvudtaget inget bromsande moment från motorn påförs, med än mindre rullmotstånd. Denna lösning har dock nackdelen att bränsle åtgår hela tiden för att hälla motorn igång. Åter till fig. 2, när lämplig mod har bestämts fortsätter förfarandet till steg 203 respektive 204 för aktivering av tillämplig mod, varvid processen fortsätter till steg 205, där det bestäms om en hastighetsparameter för fordonet uppfyller ett första kriterium. T.ex. kan detta utgöras av en bestämning om fordonets aktuella hastighet avviker från en hastighetsreferens Hmf. Denna bestämning kan t.ex. utföras genom att bestämma om hastighetsförändringen relativt hastighetsreferensen Hmf är större än eller lika med ett tröskelvärde Hwrß. Hflmæ kan till exempel utgöras av en procentandel av hastighetsreferensen Hæf, såsom t.ex. l, 2 eller 5% av hastighetsreferensen Hmf.

Tröskelvärdet kan vara absolut, dvs. oberoende av om hastighetsskillnaden utgörs av en hastighetsökning eller en hastighetsminskning, eller t.ex. enbart utgöras av en minskning i hastighet. Tröskelvärdet kan t.ex. även utgöras av ett en faktisk hastighetsskillnad, såsom 1,2 eller 5 km/h.

Alternativt kan hastighetsparametern t.ex. utgöras av en derivata för fordonets hastighet, varvid hastighetsförändringen (derivatan) kan jämföras med ett tröskelvärde eller referensvärde.

Om fordonets hastighet inte skiljer sig från hastighetsreferensen H,fi med mer än nämnda skillnad, eller om t.ex. absolutbeloppet av derivatan inte överstiger ett tröskelvärde eller avviker från ett referensvärde med mer än ett bestämt värde, fortsätter processen till steg 206. 534 455 I steg 206 bestäms om det finns annan anledning till att inte längre framföra fordonet med ilagd överväxel. Om så inte är fallet återgår processen till steg 205, i annat fall fortsätter den till steg 207.

Om, däremot, hastighetsskillnaden i steg 205 överstiger tröskelvärdet Humæ, eller derivatan överstiger ett tröskelvärde eller avviker från referensvärdet med mer än ett bestämt värde, fortsätter processen till steg 207, där växellådan växlas ned till en lägre växel (ett högre utväxlingsförhàllande) för att tillgängliggöra en högre drivkraft för att därmed åter kunna accelerera fordonet till en högre hastighet, èlternativt, helt enligt fig. 4, ett större släpmotstånd erhålls med hjälp av nedväxlingen, som kan användas för motorbromsning av fordonet.

En hastighetsminskning kan t.ex. bero på att nedförslutningen planat ut, eller t.o.m. övergått i en uppförslutning.

Processen återvänder sedan till steg 201 för att åter kunna växla upp till överväxel om reducerat drivkraftsbehov åter uppstår.

Om fordonshastigheten överskrider referenshastigheten (med mer än nämnda tröskelvärde Hama) kan processen fortsätta till ett (icke visat) steg där ett bromsande moment pàläggs, t.ex. med hjälp av fordonets färdbroms, eller med hjälp av t.ex. avgasbroms, retarderbroms etc., varvid processen återvänder till steg 205, där fordonshastigheten åter jämförs med en referenshastighet.

I stället för att såsom ovan använda en hastighetsparameter i steg 205 för bestämning av om nedväxling ska ske (övergång till steg 207) kan istället fordonets drivkraftbehov bestämmas enligt något av de sätt som beskrivs eller refereras till i denna beskrivning, varvid nedväxling kan ske vid ökat 534 455 16 drivkraftbehov. Processen kan sedan återgå till steg 201 för ny bestämning av drivkraftsbehov.

Föreliggande uppfinning kan även användas för att kombinera strategier under nedförslutningen. t.ex. kan fordonet i första delen av en nedförslutning framföras i en av nämnda moder, för att sedan framföras i den andra av nämnda moder. Processen enligt fig. 2 kan därför innefatta t.ex. pilar från steg 206 till steg 203, resp. 204.

Det kan även redan i steg 202 bestämmas att modbyte ska ske vid en viss position eller efter en viss tid, men modbytet kan också styras av andra faktorer. T.ex. kan modbyte vara anordnat att ske om det t.ex. bestäms att fordonets aktuella hastighet avviker från en hastighetsreferens Hmf med ett tröskelvärde Hflmfi.

Om fordonshastigheten är lägre, dvs. avviker nedåt med mer än tröskelvärdet Hflmæ, kan det (i ett icke visat steg) bestämmas om ytterligare effekt kan uttas ur motorn, antingen genom växling till nämnda andra mod från nämnda första mod, eller ökning av effektuttaget i nämnda andra mod med bibehållen ilagd överväxel.

Den i fig. 2 visade processen innefattar även en överordnad process, steg 206. Pâ detta sätt kan det kontinuerligt kontrolleras om det föreligger annan anledning till att ett ökat behov av driveffekt från motorn föreligger. Till exempel kan nedväxling till lägre växel (högre utväxlingsförhållande) ske t.ex. när något av följande kriterier är uppfyllt.

Fordonets hastighet ökar till en inställd hastighet för en farthållningsfunktion, fordonsföraren rör gas eller bromspedal, fordonet accelererar förbi en inställd hastighet.

Ovan har körmotståndet använts för bestämning om ett reducerat behov av drivkraft föreligger. I enlighet med en alternativ exempelutföringsform används data om vägen framför fordonet 534 455 17 för att bestämma att reducerad motoreffekt är tillräcklig för framdrivning av fordonet. Till exempel kan data från en framåtseende (Look-Ahead LA) -funktion användas för att bestämma om reducerad motoreffekt för drivning av fordonet erfordras.

LA-funktionen kan t.ex. innefatta en i fordonet anordnad databas över väglutning, antingen för alla vägar inom ett område, såsom en region, ett land, en kontinent, etc., eller för de vägavsnitt längs vilka fordonet normalt färdas. Genom att sedan kombinera dessa data med fordonets position, vilken t.ex. kan erhållas med hjälp av en GPS-mottagare, kan fordonets styrsystem få kännedom om hur vägen ser ut framför fordonet, och sedan använda dessa data på olika sätt, t.ex. för farthàllningsfunktioner. Data avseende väglutning kan alternativt, i stället för att finnas lagrade i en databas i fordonet, vara anordnade att kontinuerligt eller med vissa intervall skickas till fordonet via någon lämplig trådlös länk, där överförda data t.ex. kan styras av fordonets aktuella position.

Förutom topografisk information kan vägdata även innefatta information om hastighetsbegränsningar, kurvor etc. Dessa data kan även användas vid bestämningen enligt föreliggande uppfinning, så att t.ex. hastighetsgränser inte riskerar att överskridas, eller att fordonet kommer in i en kurva med oönskat hög hastighet.

Denna LA-funktion finns ofta implementerad i fordon redan idag, och data från LA-funktionen kan skickas till styrenheten 115 och/eller 116 för användning vid bestämning av kommande drivkraftsbehov och/eller energiförluster.

Enligt en exempelutföringsform av föreliggande uppfinning används dessa data om vägen framför fordonet tillsammans med fordonsdata, för att bestämma att ett reducerat 534 455 18 drivkraftsbehov föreligger och bestämma om fordonet ska framföras enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod, t.ex. genom att beräkna fordonshastigheten i utförslöpor där inget, eller reducerat drivkraftbehov föreligger, varvid denna hastighet sedan används för val av tillämplig mod för framförande av fordonet.

Således kan styrenheten 115 och/eller 116 t.ex. redan före ett backkrön, vid en punkt där ett relativt högt drivkraftsbehov råder, utifrån data från nämnda LA-funktion, fastställa att ett reducerat drivkraftsbehov snart kommer att uppstå, och även relativt noggrant även beräkna vilken högsta hastighet fordonet kommer uppnå vid nämnda första mod respektive nämnda andra mod genom kännedom om aktuell fordonshastighet, lutningen i den kommande nedförslutningen och fordonets summerade energiförluster i den kommande nedförslutningen.

Ett exempel pà hur denna beräkning kan ske visas i den parallella svenska patentansökan "FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖR FRAMFÖRANDE AV ETT FORDON II” (ansökningsnummer: 0950971-2), med samma inlämningsdag som föreliggande ansökan och med samma sökande.

Vid bestämning av drivkraftbehov kan även användas en metod och ett system för att erhålla en parameter vilken innefattar och tar i beaktande ett motorfordons körsituation vid bestämning av motorfordonets drivkraftkapacitet. Bestämning av sådan parameter beskrivs i detalj i den parallella svenska patentansökan "METOD För. ßEsrÅMNINs Av nnrvzmuwmrAcr-rzr nos ETT MDTORFORDO ” (ansökningsnummer: 0950970-4) med samma sökande och inlämningsdag som föreliggande ansökan.

Därmed kan överväxeln iläggas vid tillämplig mod utan att motorsignaler behöver avkännas för att bestämma att ett lågt effektbehov föreligger. 534 455 19 På motsvarande sätt kan nedväxling ske innan faktiskt effektbehov uppstår om, med hjälp av fordonets framåtseendefunktion, det bestäms att fordonet närmar sig en uppförslutning.

Föreliggande uppfinning har ovan beskrivits i anknytning till en konventionell växellåda. Uppfinningen är dock tillämplig även vid andra typer av växellådor, t.ex. CVT (Continuous Variable Transmission) -växellådor, så länge som fordonet kan framdrivas vid ett utväxlingsförhållande där fordonet vid marschfart framdrivs vid ett varvtal understigande det lägsta varvtalet för utväxlingsförhållandets momentplatà.

Förutom ovanstående fördelar har föreliggande uppfinning ytterligare en stor fördel. Fordon av ovanstående typ har vanligtvis ett avgasreningssystem för minskning av utsläpp från förbränningsmotorn. Dessa avgasreningssystem erfordrar dock vanligtvis en viss lägsta temperatur, t.ex. 200°C, för att fungera på önskat sätt. En motor som släpas, dvs. inte tillförs bränsle, kommer därmed inte heller att avge varma avgaser som upprätthåller temperaturen i avgasreningssystemet.

Däremot kommer luft hela tiden att pumpas genom motorn, och denna, förhållandevis kalla, luft kommer att kyla ned avgasreningssystemet.

Denna nedkylning är direkt relaterad till mängden luft som passerar genom motorn. Genom att driva motorn vid ett så lågt varvtal som möjligt med hjälp av nämnda överväxel minskas även mängden luft vid släpning, och därmed också nedkylningen av avgasreningssystemet, med minskat behov av tillsatsvärmning av avgasreningssystemet.

Föreliggande uppfinning har dock ytterligare en fördel. Såsom förklarats ovan är det för avgasreningen viktigt att temperaturen i avgasreningssystemet upprätthålls vid en minsta temperatur för att god funktion ska kunna säkerställas. Även 534 455 om släpning på överväxel enligt ovan resulterar i att mindre kalluft passerar genom motorn, och nedkylningen därmed går långsammare, kan det fortfarande inträffa, t.ex. i en lång utförsbacke, att temperaturen i avgasreningssystemet sjunker till oönskat låg nivå, och därmed behöver höjas. Denna temperaturhöjning kan enkelt åstadkommas vid körning på överväxel enligt föreliggande uppfinning.

Såsom förklarats ovan är P==fiø. Detta betyder att för att producera en viss effekt måste ett högre vridmoment alstras vid lägre varvtal. Detta betyder i sin tur att en större bränslemängd måste insprutas för att kunna ge önskat vridmoment, och därmed motoreffekt, jämfört med vid högre varvtal. Denna större bränslemängd ger i sin tur upphov till en ökad avgastemperatur, vilket därmed höjer temperaturen i avgasreningssystemet och bidrar till effektivare efterbehandling. Detta är således särskilt fördelaktigt i de situationer där körning på överväxeln fortfarande erfordrar en viss motoreffekt för att fordonet inte ska tappa fart.

Tack vare att gasflödet, p.g.a. det låga motorvarvtalet, är lågt, kommer också motorns verkningsgrad att vara hög, varvid värmning av avgasreningssystemet kan ske på ett kostnadseffektivt sätt. Således kan, enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, avgiven motoreffekt vid körning på överväxel inte enbart styras av drivkraftbehov, utan även av behov för uppvärmning av fordonets avgasreningssystem så att andra, mindre kostnadseffektiva uppvärmningsåtgärder ej behöver vidtagas.

Hittills har fordonets hastighet beskrivits i absoluta termer.

Det ska dock förstås att fordonets hastighet kan beskrivas även på andra sätt. T.ex. kan hastigheten beskrivas av en bestämning av fordonets totala kinetiska energi, vilket kan vara anordnat att utföras av fordonets styrsystem. Denna typ 534 455 21 av hastighetsrepresentation anses vara innefattad i benämningen ”hastighet” i föreliggande beskrivning och patentkrav, och därmed också omfattad av bifogade patentkrav.

Såsom nämnts ovan kan fordonets förbränningsmotor i nedförslutningar frikopplas från fordonets drivhjul när inget vridmomenttillskott erfordras för att upprätthålla fordonets hastighet. Föreliggande uppfinning kan även kombineras med ett dylikt förfarande. I detta fall framförs fordonet antingen medelst en överväxel enligt ovan, eller med förbränningsmotorn frikopplad från fordonets drivhjul, beroende på vad som anses mest fördelaktigt.

Denna lösning beskrivs i detalj i ovan nämnda parallella svenska patentansökan ”FÖRFARANDE OCH SYSTEM FÖR FRAMÖRANDE AV ETT FORDON II” (ansökningsnummer: 0950971-2) med samma sökande och inlämningsdag som föreliggande ansökan.

Claims (20)

10 15 20 25 30 534 455 22 Patentkrav

1. l. Förfarande för framförande av ett fordon, varvid en med en förbränningsmotor förbunden växellåda kan inställas till ett flertal olika utväxlingsförhållanden, och varvid nämnda växellådan är inställbar till ett lågt utväxlingsförhållande där förbränningsmotorvarvtalet understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för nämnda låga utväxlingsförhållande uppnås, varvid nämnda fordon är anordnat för framförande i en första mod och en andra mod vid nämnda låga utväxlingsförhållande, där i nämnda första mod fordonet framförs utan bränsletillförsel till nämnda förbränningsmotor, och där i nämnda andra mod nämnda förbränningsmotor medelst bränsletillförsel är anordnad att avge en drivkraft för framdrivning av nämnda fordon, varvid förfarandet innefattar att: - med hjälp av bestämningsorgan bestämma om fordonet ska framföras vid nämnda låga utväxlingsförhållande där förbränningsmotorvarvtalet understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för nämnda låga utväxlingsförhållande uppnås enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod baserat på ett drivkraftbehov.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid nämnda bestämning utförs vid eller efterföljande en bestämning av att ett drivkraftsbehov för nämnda fordon är reducerat, eller inom en bestämd tid kommer att vara reducerat.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, varvid, en hastighet för en position efterföljande fordonets aktuella position bestäms, och varvid nämnda bestämning av om fordonet ska framdrivas enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod utförs baserat på nämnda bestämda hastighet. 10 15 20 25 30 534 455 23

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, varvid, den högsta hastighet som fordonet kommer att uppnå vid framförande enligt nämnda första och/eller nämnda andra mod bestäms, och varvid nämnda bestämning av om fordonet ska framdrivas enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod utförs baserat på nämnda bestämda hastighet.

5. Förfarande enligt krav l, varvid nämnda bestämning utförs baserat på ett drivkraftbehov för framförande av nämnda fordon för en position efterföljande fordonets aktuella position.

6. Förfarande enligt krav 5, varvid, - om nämnda drivkraftbehov uppfyller ett första kriterium, fordonet framförs enligt nämnda första mod, och varvid - om nämnda drivkraftbehov uppfyller ett andra kriterium, fordonet framförs enligt nämnda andra mod.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, varvid nämnda låga utväxlingsförhållande utgörs av en växel eller utväxlingsinställning för en växellåda vid vilken fordonet, i marschhastighet eller maximalt tillåten hastighet, framdrivs vid ett förbränningsmotorvarvtal som understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för växeln uppnås.

8. Förfarande enligt krav l, varvid en bestämning av att ett reducerat drivkraftbehov för drivning av fordonet föreligger eller inom en bestämd tid kommer att föreligga utförs med hjälp av data avseende lutningen på vägen framför fordonet, och/eller med hjälp av data avseende vägens topografi framför fordonet och/eller fordonets körmotstånd.

9. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid fordonet framförs enligt nämnda första mod om absolutbeloppet av 10 15 20 25 30 534 455 24 fordonets körmotstånd understiger ett första värde och enligt nämnda andra mod om absolutbeloppet av fordonets körmotstånd understiger ett andra värde, skilt från nämnda första värde.

10. Förfarande enligt något av kraven 1-9, varvid nämnda drivkraftbehov bestäms genom en bestämning av en hastighetsparameter för nämnda fordon, varvid växellådan växlas till ett, i förhållande till nämnda låga utväxlingsförhállande, högre utväxlingsförhållande när nämnda hastighetsparameter uppfyller ett första kriterium.

11. ll. Förfarande enligt krav 10, varvid nämnda hastighetsparameter bestäms genom att bestämma en förändring i hastigheten hos nämnda fordon.

12. Förfarande enligt krav 10, varvid nämnda förändring bestäms genom att bestämma en derivata för nämnda hastighet hos nämnda fordon.

13. Förfarande enligt något av kraven 1-12, varvid nämnda växellåda inställs till nämnda låga utväxlingsförhàllande i beroende av en bestämning av att ett tillstånd där reducerad effekt för drivning av fordonet föreligger, eller inom en bestämd tid kommer att föreligga.

14. l4. Förfarande enligt något av kraven l-13, varvid bestämningen av att reducerad effekt för drivning av fordonet föreligger eller inom en bestämd tid kommer att föreligga utförs med hjälp av styrsignaler till och/eller från motorn.

15. Förfarande enligt något av kraven l-14, varvid det vidare innefattar att, vid framförande i nämnda första eller andra mod, kontinuerligt kontrollera om behov av driveffekt från 10 15 20 25 30 534 455 25 motorn föreligger och/eller kommer att föreligga inom en viss tid, och, om ett behov av driveffekt från motorn föreligger och/eller kommer att föreligga, växla nämnda växellåda till ett högre utväxlingsförhållande.

16. Förfarande enligt något av kraven 1-15, varvid nämnda växellåda utgörs av en växellåda innefattande ett flertal distinkta växlar, varvid växling till nämnda lägre/högre utväxlingsförhållande utgörs av en växling till en högre/lägre växel.

17. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför förfarandet enligt något av patentkraven 1-16.

18. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 17, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

19. System för framförande av ett fordon, varvid en med en förbränningsmotor förbunden växellåda kan inställas till ett flertal olika utväxlingsförhållanden, och varvid nämnda växellådan är inställbar till ett lågt utväxlingsförhållande där förbränningsmotorvarvtalet understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för nämnda låga utväxlingsförhållande uppnås, varvid nämnda fordon är anordnat för framförande i en första mod och en andra mod vid nämnda låga utväxlingsförhàllande, där i nämnda första mod fordonet framförs utan bränsletillförsel till nämnda förbränningsmotor, och där i nämnda andra mod nämnda förbränningsmotor medelst bränsletillförsel är anordnad att avge en drivkraft för framdrivning av nämnda fordon, kännetecknat av att systemet innefattar: 534 455 26 - bestämningsorgan för att bestämma om fordonet ska framföras vid nämnda låga utväxlingsförhàllande där förbränningsmotorvarvtalet understiger det motorvarvtal vid vilket momentplatån för nämnda låga utväxlingsförhållande uppnås enligt nämnda första mod eller nämnda andra mod baserat på ett drivkraftbehov.

20. Fordon, innefattande ett system enligt krav 19.