SE538768C2 - Anordning och förfarande för varierbar växlingsprestanda i ett fordon - Google Patents

Abstract

26 SAMANDRAGForfarande (400) och styrenhet (115) for vaxling av envaxellàda (113) i ett fordon (100). Forfarandet (400) inne- fattar faststallande(110) (401) av att varvtalsnivàn på fordonets motor ligger inom ett varvtalsintervall (210) for att ilagga en ny vaxel, (402) (220) prognostisering av vad det lagsta varvtalet skulle komma att bli efter vaxling till den nya vaxeln om vaxlingen skulle genomforas, genom simulering av vaxlingen, berakning' (403) av' ett troskelvarvtal (230)dar fordonets motor (110) genererar* en drivkraft som Inot-svarar fordonets kormotstànd, okning (404) av 'vaxlingspre-standa så att det prognostiserade (402) lagsta varvtalet(220) kommer att uppgå till eller overskrida troskelvarv-talet (230) så att vaxlingen går att genomfora, då det prog-nostiserade (402) lagsta varvtalet (220) underskrider detberaknade (403) troskelvarvtalet (230). (Publ. Fig. 1B)

Description

Uppfinningen hänför sig till ett förfarande och en styrenhet i ett fordon. Närmare bestämt anger uppfinningen ett förfar- ande vid växling av en växelläda i ett fordon.

BAKGRUND Vid byte av växel i ett fordon, kanske särskilt vid växling under lite svärare förhällanden som tung last och uppförs- backe, kan det vara svärt för fordonets förare, särskilt om denne är orutinerad, att veta om det gär att växla eller inte.

Problemet gäller inte bara vid manuell växling utan även, eller kanske framförallt, vid automatisk växling med en automatisk växellåda.

Sädan automatisk växling utgörs vid tunga fordon ofta av en styrsystemstyrd växling av ”manuella” växellädor, även kallad AMT (Automated Manual Transmission), t.ex. pä grund av att dessa är väsentligt billigare att framställa, men ocksä pä grund av sin högre verkningsgrad, jämfört med traditionella automatväxellädor. De har ocksä lägre vikt. När det gäller tunga fordon som till stor del används för landsvägs-/ motorvägsbruk används därför vanligtvis automatiskt växlade AMT-växellädor.

Med fordon avses i detta sammanhang exempelvis lastbil, läng- tradare, flakbil, transportbil, truck, husbil, pickup, ar- betsvagn, personbil, utryckningsfordon, farkost, skäpbil, fyr- hjuling, skotare, grävmaskin, bil, kranbil, tankbil, hjul- lastare, motorcykel, radiobil, moped, skoter, limousin, snö- skoter, sportbil, racerbil, gräsklippare, stridsvagn, buss, skördetröska, jordbruksmaskin, terrängbil, snövessla, band- vagn, gokart, traktor, eller annat liknande motordrivet be- mannat eller obemannat transportmedel, anpassat för landbas- erad geografisk förflyttning.

Problemet är att motorn under växlingsprocessen saknar dragkraft i körriktningen och därför tappar mycket i hastighetdä fordonet framförs i uppförsbacke och/ eller är tungt lastat.Därmed. kan den nya växeln fä ett för lägt varvtal efterväxlingen, vilket i sin tur gör att motorn genererar ett sä lägt moment att fordonet inte orkar och fär motorstopp.

Detta fenomen är även känt exempelvis bland färska körskole-elever som saktar in när de närmar sig en korsning och dä kanvara sä fokuserade pä omgivande trafik att de olyckligtvisglömmer växla ned, vilket kan fä till följd att fordonet fär motorstopp mitt i korsningen, dä motorns varvtal blir för lägt.

Sädant plötsligt motorstopp kan resultera i en förhöjd olycks- risk, dä omgivande/ bakomvarande trafikanter kanske blir överraskade och inte hinner uppfatta situationen i tid för attbromsa. Omotiverade motorstopp kan inte minst skapa en stegradirritation hos omgivande trafikanter, vilket kan utlösa enaggressionsdriven och okonventionell förbikörning, vilken även den kan överraska omgivande trafikanter, etc.

För att undvika att drabbas av ett generande motorstopp kanföraren välja att konstant fegköra pä för läg växel med högt motorvarvtal. Detta leder dock till en förhöjd bränsle- förbrukning, vilket medför ökad transportkostnad och förhöjd miljöbelastning. Ett onödigt högt motorvarvtal riskerar även att misshandla fordonets förare ergonomiskt till följd av förhöjt motorljud och ökade vibrationer i fordonet.

Vidare kan genomförandet av en våxling variera med avseendepå snabbhet och komfort beroende på hur våxlingen genomförs,eller i vilken körmod våxlingen görs. I vissa situationer,exempelvis vid framförande av en buss i stadstrafik med mångapassagerare som kanske står i mittgången år det önskvårt att undvika plötsliga ryck under våxlingen, det vill såga prioritera konfort. Detta kan då dessvårre leda till attvåxlingen genomförs så långsamt och försiktigt att våxlingendå fordonet tappar misslyckas, för* mycket hastighet under våxlingen.

Det kan konstateras att mycket ånnu återstår att göra för attminska olycksrisker och samtidigt sånka brånsleförbrukning i samband med våxling av ett fordon.

SAMANFATTNING Det år dårför en målsåttning med denna uppfinning att kunna lösa åtminstone något av ovan angivna problem, förbåttra förfarandet vid våxling' i ett fordon. och dårmed. uppnå en förbåttring av fordonet.

Enligt en första aspekt av uppfinningen uppnås denna målsått-ning av ett förfarande vid våxling av en våxellåda i ettfordon. Förfarandet innefattar ett faststållande av att varv-talsnivån på fordonets motor ligger inom ett varvtalsintervallför att ilågga en ny våxel. Vidare innefattar förfarandet åvenatt prognostisera vad det lågsta varvtalet skulle komma attbli efter våxling till den nya våxeln om våxlingen skullegenomföras, genom av Förfarandet simulering våxlingen. innefattar också beråkning av ett tröskelvarvtal dår fordonets motor genererar en drivkraft som nwtsvarar fordonets körmotstånd. Förfarandet innefattar vidare även ökning av växlingsprestanda så att det prognostiserade lägsta varvtaletkommer att uppgå till eller överskrida tröskelvarvtalet så attväxlingen går att genomföra, då det prognostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen uppnås denna målsätt-ning av en styrenhet anordnad att styra växling av en växellåda i ett fordon. Styrenheten innefattar en 1nottagande krets, anordnad att inhämta momentan varvtalsnivå på fordonets motor.

Vidare innefattar styrenheten en processorkrets, anordnad att fastställa att den inhämtade momentana varvtalsnivån ligger inom ett varvtalsintervall för att ilägga en ny växel.

Processorkretsen är även anordnad att prognostisera vad detlägsta varvtalet skulle komma att bli efter växling till dennya växeln, om växlingen skulle genomföras, och även anordnadatt beräkna ett tröskelvarvtal där fordonets motor genereraren drivkraft som motsvarar fordonets körmotstånd. Vidare är processorkretsen dessutom anordnad att generera en styrsignal för att öka växlingsprestanda så att det prognostiseradelägsta varvtalet kommer att uppgå till eller överskridatröskelvarvtalet, då det prognostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet. Vidare innefattar styrenheten även en sändande krets, anordnad att sända enstyrsignal för att öka växlingsprestanda så att det prognosti-serade lägsta varvtalet kommer att uppgå till eller överskridatröskelvarvtalet, då varvtalet det prognostiserade lägsta underskrider det beräknade tröskelvarvtalet.

Genom att simulera en växlingsprocess och förutspå vad detlägsta varvtalet skulle bli om en växling genomfördes och sedanjämföra detta prognostiserade lägsta varvtal med ett beräknat tröskelvarvtal där fordonets motor genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotständ, kan ett misslyckat växlingsförsök undvikas och växlingsprestandan justeras sä att växling ändä kan genomföras.

Därigenom kan det undvikas att fordonet framförs pä en onödigt läg växel, vilket leder till att fordonet kan framföras pä lägre motorvarvtal vilket medför sänkt bränsleförbrukning och minskade bränslekostnader. Därmed erhälls ett förbättrat fordon.

Andra fördelar och ytterligare nya särdrag kommer att framgä frän följande detaljerade beskrivning av uppfinningen.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen kommer nu att beskrivas ytterligare i detalj med hänvisning till bifogade figurer, vilka illustrerar ut- föringsformer av uppfinningen: Figur 1A är en illustration över ett fordon enligt en utför-ingsform av uppfinningen.

Figur 1B är en illustration över ett fordon enligt en utför-ingsform av uppfinningen.

Figur 2A är en illustration över varvtal och motormoment iett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 2B är en illustration över varvtal och motormoment iett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 3 är ett kombinerat flödesschema och signalerings- schema enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 4 år ett flödesschema som illustrerar en utföringsformav ett förfarande för våxling i ett fordon.Figur 5 år en illustration av en styrenhet för våxling i ett fordon enligt en utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen år definierad som ett förfarande och en styr- enhet, vilka kan realiseras i någon av de nedan beskrivna utföringsformerna. Denna uppfinning kan dock genomföras imånga olika former och ska inte ses som begrånsad av de håriistållet år avsedda att beskrivna utföringsformerna, vilka belysa och åskådliggöra olika aspekter av uppfinningen.

Ytterligare aspekter och sårdrag av uppfinningen kan komma attframgå från den följande detaljerade beskrivningen når denbeaktas i samband med de bifogade figurerna. Figurerna år dockenbart att betrakta som exempel på olika utföringsformer av uppfinningen och ska inte ses som begrånsande för uppfinn- ingen, vilken definieras enbart av de bifogade kraven. Vidareår figurerna inte nödvåndigtvis skalenligt ritade och år, ominget annat sårskilt anges, avsedda att konceptuellt illustrera aspekter av uppfinningen.

Figur 1A visar ett fordon 100, anpassat för våxling och motordrivet framförande i bland annat en första fårdriktning105. Fordonet lOO befinner sig, i figuren, i en situationihållande uppförsbacke med en lutning a och till exempel lastadmed tung last, dår det å ena sidan kan vara svårt att avgöraom en våxling till en högre våxel går att genomföra då ford-onets hastighet snabbt kommer att sånkas under våxlingen och varvtalet direkt efter våxlingen på den nya högre våxeln kanske blir för lågt för att motorn ska kunna generera tillråcklig drivkraft. Å andra sidan kan fordonet lOO sannolikt sånka brånsleförbrukningen, sånka emissioner, generera lågre motor-ljud och vibrationer om en högre drivvåxel kan ilåggas uppför backen.

Figur 1B visar schematiskt en drivlina i fordonet lOO enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Drivlinan inne- fattar en förbrånningsmotor 110, vilken via en på förbr- ånningsmotorn llO utgående axel, exempelvis via ett svånghjul,år förbunden med en ingående axel 112 hos en våxellåda 113 viaen koppling 114. En sensor 111 kan vara sårskilt anordnad att på utgående axel.

Våxellådan ll3 kan vara en nmnuell våxellåda, avlåsa förbrånningsmotorns varvtal en automat- våxellåda eller en automatiserad manuell våxellåda (AMT) i olika utföringsformer.

Kopplingen ll4 kan exempelvis utgöras av en automatiskt styrd koppling som kan vara exempelvis av torrlamelltyp.

Friktionselementets (lamellens) ingrepp med motorns utgående axel kan styras med hjålp av en tryckplatta, vilken kan vara förskjutbar i sidled med hjålp av till exempel en håvarm, vars funktion kan styras av en kopplingsaktuator. Kopplings- aktuatorns påverkan på håvarmen styrs i sin tur av fordonets kopplingsstyrsystem.via en styrenhet 115. Styrenheten ll5 styr åven våxellådan ll3.

Styralgoritmen som styr fordonets våxellåda ll3 påverkas av en eller flera parametrar, vilka kan vara förarberoende, indirekt förarberoende eller föraroberoende, såsom exempelvis fordonets lutning, fordonsvikt, fordonstyp, fårdkomfort, gaspedalens position, gaspedalens lågesföråndringshastighet, prestandaval, fordonshastighet och/ eller nwtorvarvtal; för att nu bara nåmna några.

Fordonet 100 117, vilka är innefattar även drivaxlar 116, förbundna med fordonets drivhjul 118, 119, och vilka drivs av en frän växellädan 113 utgäende axel 120 via en axelväxel 121, säsom. till exempel en differentialväxel. Det i Figur 1B schematiskt visade fordonet 100 innefattar endast tvä drivhjul 118, 119, men utföringsformer av uppfinningen är tillämplig även för fordon 100 med ett flertal drivaxlar försedda med ett eller ett flertal drivhjul.

Fordonet 100 kan vidare ha ett färdbromssystem, vilket kan innefatta exempelvis bromsskivor 122-125 med tillhörande bromsbelägg (ej visade) anordnade invid hjulen 118, 119.

Bromsbeläggens anliggningstryck mot bromsskivorna 122-125 vid alstring av bromskraft styrs med hjälp av fordonets styr- system, exempelvis med hjälp av styrenheten 115, vilken kan vara anordnad att skicka signaler till den/ de regulatorer somreglerar bromskraft i färdbromssystemet, dä föraren pressarner en bromspedal eller pä annat sätt indikerar att bromsningav fordonet 100 önskas. Fordonet 100 kan även innefatta enkonstantfarthällare som kan generera och skicka en styrsignal att bromsa fordonet 100.

Styrenheten 115 kan i vissa utföringsformer vara anordnad att styra fordonets färdbromssystem. Det kan även, i andra utföringsformer vara anordnad att styra flera av fordonetsövriga bromssystem, där sädana förekommer. Exempelvis kanfordonet 100 innefatta en retarder 126 och/ eller andra till-satsbromssystem säsom avgasbroms och motorbroms. Baserat pä till exempel förarens kommandon skickas styrsignaler tilltillämpliga systemmoduler för begäran av önskad bromskraft.Retardern 126 kan vara anordnad att samverka med färdbroms-systemet och kan bland annat användas för avlastning av färd-bromssystemet i syfte att minska slitage och risk för över- hettning av bromsskivor/ bromsbelägg 122-125.

Fordonet lOO innefattar även en förarhytt i vilken pä sedvanligt vis är anordnat en förarmiljö med instrument, manöverreglage etc. Denna förarmiljö kan även innefatta en bildskärm 130 för presentation av information för fordonets förare. Exempelvis kan information relaterad till fordonets växling presenteras där enligt vissa utföringsformer, säsom ett växlingsschema, eller en text/ bild som informerar om att det inte gär att växla för närvarande.

Styrsystemet i fordonet lOO kan utgöras av ett kommunikations-bussystem.bestäende av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller kontrollenheter/ controllers, och olika pä fordonet lOO lokaliserade komponenter. Ett sädant styrsystem kan innefatta ett stort antal kontrollenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat pä fler än en kontrollenhet. Likasä kan en kontrollenhet vara anordnad att ansvara för flera funktioner.

Styrenheten ll5 är i sin tur anordnad att kommunicera dels med andra enheter, för att ta emot signaler och nétvärden och eventuellt även trigga en mätning, exempelvis vid visst tidsintervall. Vidare är styrenheten ll5 anordnad att komm- unicera exempelvis via fordonets kommunikationsbuss, vilken kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, säsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Oriented Systems Transport), eller nägon annanbusskonfiguration.Styrenheten ll5 kan även vara anordnad för trädlös kom- munikation över ett trädlöst gränssnitt enligt vissa utför-ingsformer. Det trädlösa gränssnittet kan utgöras av radio-sändare baserad pä trädlös kommunikationsteknologi säsom 3rd(BGPP) Generation Partnership Project Long Term. Evolution (LTE), LTE-Advanced, Evolved Universal Terrestrial RadioAccess Network (E-UTRAN), Universal Mobile TelecommunicationsSystem (UMTS), Global System for Mobile Communications/ Enhanced Data rate for GSM Evolution (GSM/EDGE), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), World-Wide Interoperability for~ Microwave Access (WiMax), Wireless Local Area. Network (WLAN) Ultra. Mobile Broadband (UMB), Bluetooth. (BT), Near field communication (NFC) eller infraröd såndare för att nu bara nåmna några få tånkbara exempel på trådlös kommunikation.

För enkelhetens skull visas enligt ovan i figur lB endast enstyrenhet ll5, dår funktioner för ett flertal olika styr- funktioner blivit samlade, såsom styrning av förbrånnings-motorn llO, men fordonet lOO kan i andra utföringsformer inne-fatta ett flertal styrenheter, på vilka ovan nåmnda styr- funktioner kan vara fördelade.

Figur 2A åskådliggör ett exempel på föråndring i varvtal ochmoment under en våxlingsprocess då en ny våxel 205. ilåggs, i figuren markerat med en cirkel Då motorns varvtal konstateras ligga inom ett intervall 210 för våxling till ny våxel; ibland kallat en våxlingspunkt, görs en prognos för vad det lågsta varvtalet 220 skulle bli om våxling görs till ny våxel. En beråkning görs åven av ett tröskelvarvtal 230 dår fordonets motor llO genererar en drivkraft som motsvarar ford- onets momentana körmotstånd.

Då, som i det illustrerade exemplet, det lågsta varvtalet 220 på den nya våxeln överskrider tröskelvarvtalet 230, kan våxlingen genomföras, med en förvissning om att motorns driv-kraft på den nya våxeln kommer att vara tillråcklig för att övervinna körmotståndet och dårmed driva fordonet lOO framåt. 11 I annat fall, det vill säga dä det lägsta varvtalet 220 efter växlingen underskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230, kan växlingen undertryckas och förhindras.

I en alternativ utföringsform kan växlingspunkten 2l0 för-skjutas till ett varvtalsintervall där motorns drivkraft efterväxling till den nya växeln som motsvarar eller överskrider fordonets momentana körmotständ.

Figur 2B äskädliggör ett exempel pä sambandet mellan varvtal och moment i en motor ll0 i fordonet l00. Vidare visar figur 2B ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor ll0 genereraren drivkraft som motsvarar fordonets momentana körmotständ,det vill säga det lägsta varvtal som mäste uppnäs eller över- skridas för att växlingen ska kunna genomföras.

Varvtalsnivän A motsvarar det varvtal som skulle uppnäs under växling' dä fordonet l00 framförs i ordinarie körmod, som exempelvis kan vara fokuserad pä komfort. Man kan lägga märketill att varvtalsnivän A underskrider tröskelvarvtalet 230 och att en växling därför skulle misslyckas, om den genomfördes.

Varvtalsnivän B motsvarar det varvtal som skulle uppnäs under växling, dä fordonet l00 tillfälligtvis frängär sin ordinarie körmod, som kan vara fokuserat pä komfort, och istället genomför en växling där fokusering görs pä snabbhet. Därmed hamnar varvtalsnivän ovanför tröskelvarvtalet 230, vilket betyder att växlingen gär att genomföra.

Genom att simulera ett helt växlingsförlopp med en given växl- ingsprestanda kan man avgöra om den givna prestandan, baserat exempelvis pä körmod, är tillräcklig eller inte, det vill säga om varvtalsnivän A ligger under eller över tröskelvarvtalet 230. Om den prognostiserade varvtalsnivän A underskrider tröskelvarvtalet 230 är prestandan i växlingen inte 12 tillräcklig i befintlig körmod. Män kän därför tillfälligtvis, för den enskilda växlingen, frängä befintlig körmod och istället höjä växlingspreständä sä ätt växlingen kän genomföräs. Därmed kän värvtälsnivän B höjäs sä ätt det hämnär över tröskelvärvtälet 230.

En fördel med vissä utföringsformer är ätt män kän ökä prest-ändä vid växling i situätioner där det krävs ätt dettä görs för ätt överhuvudtäget kunnä genomförä växlingen. Därmed blir det möjligt ätt växlä i fler situätioner där män ännärs intekunnät växlä upp eftersom den väldä preständän i växlingen inte häde värit tillräckligt snäbb. Dettä kän ledä till ätt ett fordon 100 kän köräs pä en högre växel än väd ännärs väritmöjligt och därigenom fä en högre snitthästighet och lägre bränsleförbrukning än väd som ännärs häde erhällits.

Figur 3 illustrerär ett översiktligt exempel pä en utförings- form äv uppfinningen. Närmäre bestämt illustreräs ett förfärände vid växling äv en växellädä 113 i ett fordon 100.

Förfärändet är uppdelät i ett äntäl steg 1-7, vilkä inte nöd- vändigtvis ingär i ällä utföringsformer äv uppfinningen.

Vidäre kän dessä steg utföräs i en ännän ordning än väd numr- eringen äntyder i vissä utföringsformer. Vissä steg kän eventuellt även utföräs pärällellt med värändrä.

I ett förstä steg kän värvtälet för motorn 110 ävläsäs frän en sensor 111 och skickäs till styrenheten 115. Styrenheten 115 kän ävgörä om. det ävlästä värvtälet ligger inom. ett växlingsinterväll 210 för växling till ny växel. Vid dettä ävgörände kän även ändrä fäktorer än värvtälet täs in, som exempelvis fordonets hästighet, fordonets körmod, förär- beteende som till exempel position, positionsförändring och/ eller positionsförändringshästighet pä regläge som till exempel gäspedäl. 13 Då det konstaterats att varvtalet nårmar sig, ligger inom elleröverskridit våxlingsintervallet 2lO, kan en prognostisering avvad det lågsta varvtalet 220 skulle komma att bli efter våxling till den nya våxeln göras. Sådan prognos kan innefatta en simulering' av våxlingsförloppet, baserat på en beråkning.

Prognosen kan åven innefatta att en approximation görs med ett lagrat vårde i ett minne, exempelvis.

Vidare kan styrenheten ll5 beråkna ett tröskelvarvtal 230 dårfordonets motor llO genererar en drivkraft som motsvarar ford- onets körmotstånd för tillfållet. Detta körmotstånd varierar över tid beroende på bland annat våglutning, fordonets last, rullmotstånd, luftmotstånd och andra drivförluster.

Körmotståndet F år summan av de krafter som påverkar fordonet lOO från omgivningen, och består av gravitation Fwfiw rullmotstånd Fnui samt luftmotstånd Fnmf. Det vill såga: FïFgrav "f" Frull +Fluft Gravitationen Fgmv beråknas enligt:F' ==n1-g-sinfiz), (2) grav dår m år fordonets massa, och d år vågens lutning i radianer.

Eftersom det till största del handlar om små vinklar, kan sin(d) approximeras till (X. Tyngdaccelerationen g kan. vid jordytan variera mellan 9,78 och 9,83 m/s2 beroende på positionpå jordklotet. I Sverige varierar tyngdaccelerationenvåsentligen med latituden från ungefår 9,8l5 m/s2 i söder till9,824 m/s2 9,82 m/s2. i norr. Ett approximativt vårde kan såttas till Luftmotståndet kan beråknas som en faktor k multiplicerat med fordonets hastighet v i kvadrat, enligt: 14 FMffk-vz <3> där i sin tur k=>åp-Cd»4 (4) där A är fordonets frontäreä, Cdär motständskoefficienten som beror~ pä fordonets strömlinjeforny p är luftens densitet, vilken beror pä bländ ännät temperätur och luftfuktighet, m är fordonets mässä.Nuvärände rullmotständ, Fnuikän ocksä beräknäs.

Eäui = nrg-finßfl-C (5) där C är en dimensionslös rullmotständskoefficient som berorpä exempelvis däcktryck, gummibländning i däcket, däckmönster, körbänäns beskäffenhet, äxelkonfigurätion, hjulinställning, justering äv äntäl driväxlär och/ eller stödäxlär i ingrepp i en eventuell boggi, reglering äv äntäl driväxlär, och liknände. Rullmotständskoefficienten C kän i vissä fäll äpproximeräs till ett värde mellän 0,0062 och 0,0l5.

Den kräft som nwtorn ll0 mäste utvecklä för ätt övervinnäkörmotständet E"kän beräknäs som summän äv tillgängligt motor-moment M, vilket är en funktion äv gränsvärvtälet 230, multi- plicerät med den totälä utväxlingen i och dividerät med den effektivä däcksrädien, rmän E"kän dä beräknäs ur:A4(w)iF :í <6)rhjuzGenom. ätt likställä ekvätionernä (l) och (6) kän därmed tröskelvärvtälet 230 lösäs ut och fästställäs.

Därefter kan en jämförelse mellan det prognostiserade lägstavarvtalet 220 pä den nya växeln och det beräknade tröskel- varvtalet 230 göras.

Om det prognostiserade lägsta varvtalet 220 uppgär till elleröverskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230 kan styrenhetenll5 genomföra växlingen till den nya växeln genom att skicka en styrsignal till växellädan ll3 att ilägga den nya växeln.

Om det prognostiserade lägsta varvtalet 220 underskrider detberäknade tröskelvarvtalet 230 kan styrenheten ll5 förhindra att växling till den nya växeln görs, och istället kan en ökning av växlingsprestanda görs.

Sädan ökad växlingsprestanda kan exempelvis innefatta att man frängär den befintliga körmod fordonet l00 framförs i och istället genomför växlingen snabbare, exempelvis genom att öka synkroniseringshastigheten i motorn ll0, använda en kopplingsaktuator och växellädans synkar, använda en sidoaxel- broms och liknande.

I vissa utföringsformer kan en ny prognos göras om växlingen kan genomföras dä växlingsprestandan ökas. Om. den [progno- stiserade lägsta varvtalsnivän 220 med den förhöjda växlings-prestandan överskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230 kan växlingen genomföras och en styrsignal kan skickas till växellådan ll3.

Därigenom kan det inte bara förhindras att växling görs tillen växel där varvtalet och därmed motorns moment blir för lägtför att orka driva fordonet l00, utan man kan möjliggöra enväxling som annars inte gätt att göra genom att tillfälligtöka växlingsprestandan. fordonets Därigenom kan hastighet ökas, samtidigt som bränsleförbrukningen kan minskas enligt vissa utföringsformer. 16 Enligt vissa utföringsformer kan våxlingspunkten 210 flyttas, exempelvis baserat på det beråknade tröskelvarvtalet 230.

Figur 4 illustrerar ett exempel på utföringsform för upp-finningen. Flödesschemat i figur 4 åskådliggör ett förfarande 400 vid våxling av en våxellåda 113 i ett fordon 100.

Syftet med förfarandet 400 år att simulera våxling och dår-igenom förutspå vilket som skulle bli det lågsta varvtalet omvåxlingen verkligen genomfördes. Genom att jåmföra dettaprognostiserade lågsta varvtal med ett beråknat tröskelvarvtaldår fordonets motor 110 genererar en drivkraft som motsvararfordonets körmotstånd, kan våxling till den nya våxeln åndågöras genom att öka våxlingsprestanda så att det prognosti-serade lågsta varvtalet kommer att uppgå till eller överskrida tröskelvarvtalet så att våxlingen går att genomföra.

För att kunna simulera våxlingen i fordonet 100 på ett korrektsått, kan förfarandet 400 innefatta ett antal steg 401-405.

Det bör dock observeras att vissa av de hår beskrivna stegen bara innefattas i vissa alternativa utföringsformer avuppfinningen, såsom exempelvis steg 405. Vidare kan debeskrivna stegen 401-405 utföras i en något annorlunda kronologisk ordning ån vad nummerordningen antyder och attvissa av dem kan utföras parallellt med varandra. Förfarandet 400 innefattar följande steg: Steg 401 Det faststålls att varvtalsnivån på fordonets motor 110 ligger inom ett varvtalsintervall 210 för att ilågga en ny våxel. 17 Sådant varvtalsintervall 210 kallas ibland för växlingspunktoch kan bestä av ett visst förutbestämt varvtal, eller varv- talsintervall 210.Steg 402 Det lägsta varvtalet 220, om växlingen till den nya växeln skulle genomföras, prognostiseras genom simulering av växl- ingen.Steg 403 Ett tröskelvarvtal 230 där fordonets motor 110 genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotständ beräknas.Steg 404 Dä det prognostiserade 402 lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade 403 tröskelvarvtalet 230 görs en ökning av växlingsprestanda sä att det prognostiserade 402 lägsta varv-talet 220 kommer att uppgä till eller överskrida tröskel- varvtalet 230, sä att växlingen gär att genomföra.

Enligt vissa utföringsformer kan ökningen av växlingsprestanda innefatta: minska motorns moment snabbare före växling, öka motorns moment snabbare efter växling, öka synkr-oniseringshastigheten pä motorn 110, använda kopplingsaktuator och/ eller använda sidoaxelbroms eller dekompressionsbroms. Ökningen av växlingsprestanda kan enligt vissa utföringsformerinnefatta att växlingen genomförs i en annan körmod än den körmod som är aktiverad i fordonet 100.Steg 405 Detta förfarandesteg kan utföras i vissa utföringsformer av förfarandet 400. 18 Dä det prognostiserade 402 lägsta varvtalet 220 uppgår till,eller överskrider, det beräknade 403 tröskelvarvtalet 230 görs en växling till den nya växeln.

Figur 5 illustrerar en utföringsforn1 av en styrenhet ll5 anordnad att styra växling av en växelläda ll3 i ett fordon l00.

Denna styrenhet ll5 är konfigurerad att genomföra ätminstonevissa av de tidigare beskrivna förfarandestegen 40l-405, inne- fattade i beskrivningen av förfarandet 400 för att kunna simulera växlingen i fordonet l00. Även ett system 500 förväxling av en växelläda ll3 i ett fordon l00, innefattande enstyrenhet ll5, en växelläda ll3 och en sensor lll anordnad att avläsa varvtalsnivän pä fordonets motor ll0.

För att pä ett korrekt sätt kunna styra växlingen av växellädan ll3 innehäller styrenheten ll5 ett antal komponenter, vilka i den följande texten beskrivs närmare. Vissa av de beskrivna delkomponenterna förekommer i en del, men inte nödvändigtvis samtliga utföringsformer. Det kan även förekomma ytterligare elektronik i styrenheten ll5, vilken inte är helt nödvändig för att förstä funktionen av styrenheten ll5 enligtuppfinningen.Styrenheten ll5 innefattar en mottagande krets 510, anordnad att inhämta. momentan varvtalsnivä. pä fordonets motor ll0.Enligt vissa utföringsformer kan den momentana varvtalsnivänavläsas av en sensor lll, eller varvtalsgivare som den ocksäkan benämnas, 5l0. och skickas till styrenhetens mottagande krets Styrenheten ll5 innefattar även en processorkrets 520, anord-nad att fastställa att den inhämtade momentana varvtalsnivän ligger inom ett varvtalsintervall 2l0 för att ilägga en ny 19 växel. Processorkretsen 520 är även anordnad att prognostiseravad det lägsta varvtalet 220 skulle komma att bli efter växlingtill den nya växeln, om växlingen skulle genomföras genom att simulera växlingen. Vidare är processorkretsen 520 ävenanordnad. att beräkna ett tröskelvarvtal 230 där fordonetsmotor ll0 genererar en drivkraft som. motsvarar fordonetskörmotständ. Dessutom är processorkretsen 520 ocksä anordnad att generera en styrsignal för att öka växlingsprestanda säatt det prognostiserade lägsta varvtalet 220 kommer att uppgä till tröskelvarvtalet 230, dä det 220 eller överskrida prognostiserade lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet 230.

Processorkretsen 520 kan utgöras av exempelvis en eller flera Central Processing' Unit (CPU), mikroprocessor eller annan logik utformad att tolka och utföra instruktioner och/ eller att som att läsa och skriva data. Processorkretsen 520 kan hantera data för inflöde, utflöde eller databehandling av data innefattande även buffring av data, kontrollfunktioner och liknande.

Processorkretsen 520 kan vara anordnad att generera en styr-signal för att växla till den nya växeln dä det prognostiserade lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade tröskel- varvtalet 230.

I vissa utföringsformer innefattar styrenheten ll5 en minnes- enhet 525, som utgör ett lagringsmedium för data. Minnes- enheten 525 kan utgöras av exempelvis ett minneskort, flash- minne, USB-minne, härddisk eller annan liknande datalagr- ingsenhet, till exempel nägon ur ROM (Read-Only gruppen:Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (ErasablePROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), etc. i olika utföringsformer.

Minnet 525 kan i vissa utföringsformer vara anordnad att lagravarvtalsintervall 2l0 för att ilägga en ny växel, det vill säga en eller flera växlingspunkter.

Styrenheten ll5 innefattar även en sändande krets 530, anord- nad att sända en styrsignal för att öka växlingsprestanda säatt det prognostiserade lägsta varvtalet 220 kommer att uppgätill eller överskrida tröskelvarvtalet 230, dä det progno- stiserade lägsta varvtalet 220 underskrider det beräknade tröskelvarvtalet.

Den sändande kretsen 530 kan även vara anordnad att sända enstyrsignal för att växla dä det prognostiserade lägsta varv- talet 220 uppgär till, eller överskrider, det beräknade tröskelvarvtalet 230.

Vidare innefattar uppfinningen ett datorprogram för växling aven växelläda ll3 i ett fordon l00. Datorprogrammet är anordnatatt utföra förfarandet 400 enligt ätminstone nägot av detidigare beskrivna stegen 40l-405, dä datorprogrammet exekv- eras i en processorkrets 520 i styrenheten ll5.

Förfarandet 400 enligt stegen 40l-405 för växling av en växelläda ll3 i ett fordon l00 kan implementeras genom en ellerflera processorkretsar 520 i styrenheten ll5, tillsammans med datorprogramkod för att utföra nägon, nägra, vissa eller alla av de steg 40l-405 som beskrivits ovan. Därigenom kan ettdatorprogram innefattande instruktioner för att utföra stegen 40l-405 dä datorprogrammet laddas i processorkretsen 520.

Somliga utföringsformer av uppfinningen inbegriper även ett fordon l00, vilket innefattar det ovan beskrivna systemet 500.

Claims (10)

PATENTKRÄV

1. Förfarande(100), (400) vid växling av en växellåda (113) i ett fordon kännetecknat av: fastställande (401) av att varvtalsnivån på fordonetsmotor (110) ligger inom ett varvtalsintervall (210) för attilägga en ny växel, prognostisering (402) av vad det lägsta varvtalet (220) skulle komma att bli efter växling till den nya växeln om 'växlingen skulle genomföras, genom simulering av 'växl- ingen, beräkning (403) av ett tröskelvarvtal där ford- (110) (230)onets motor genererar en drivkraft som motsvarar ford- onets körmotstånd, ökning (404) av växlingsprestanda så att det progno-stiserade (402) lägsta varvtalet (220) kommer att uppgå tilleller överskrida tröskelvarvtalet (230) så att växlingen går att genomföra,(220)(230). då det prognostiserade (402) (403) lägsta varvtalet underskrider det beräknade tröskelvarvtalet

2. Förfarandet (400) enligt krav 1, vidare innefattande växling (405)(402) det beräknade till, den nya växeln då det prognosti- serade lägsta varvtalet (220) eller över- (403) uppgår till, skrider, tröskelvarvtalet (230).

3. Förfarandet (400) enligt något av krav 1-2, därökningen (404) av växlingsprestanda innefattar: minskamotorns moment snabbare före växling, öka motorns momentsnabbare efter växling, öka synkroniseringshastigheten på motorn (110), använda kopplingsaktuator och/ eller använda sidoaxelbroms eller dekompressionsbroms.

4. Förfarandet krav 1-3, där (404) (400) enligt något av ökningen av växlingsprestanda innefattar att växlingen genomförs i en annan körmod än den körmod som är aktiverad i fordonet (100).

5. Styrenhet (115) anordnad att styra växling av enväxellåda (113) i ett fordon (100), kännetecknad av: en mottagande krets (510), anordnad att inhämta momentan varvtalsnivå på fordonets motor (110), en processorkrets (520), anordnad. att fastställa att momentana varvtalsnivån inom ett (210) den inhämtade liggersamt an- (220) varvtalsintervall för att ilägga en ny växel, ordnad att prognostisera vad det lägsta varvtalet skulle komma att bli efter växling till den nya växeln, omoch även anordnad att beräkna (110) växlingen skulle genomföras, ett tröskelvarvtal (230) där fordonets motor genererar en drivkraft som motsvarar fordonets körmotstånd, och dessutonl anordnad att generera en styrsignal för att ökaväxlingsprestanda talet (220) så att det prognostiserade lägsta varv- kommer att uppgå till eller överskrida tröskel- varvtalet (230), då det prognostiserade lägsta varvtalet (220) underskrider det beräknade tröskelvarvtalet (230), samt en sändande krets (530), anordnad att sända en styr- signal för att öka växlingsprestanda så att det prognosti- serade lägsta varvtalet (220) kommer att uppgå till elleröverskrida tröskelvarvtalet (230), då det prognostiseradelägsta varvtalet (220) underskrider det beräknade tröskel-varvtalet.

6. Styrenheten (115) enligt krav 5, där processorkretsen (520) är anordnad att generera en styrsignal för att växla till den nya växeln då det progno- stiserade lägsta varvtalet (220) uppgår till, elleröverskrider underskrææae-det beräknade tröskelvarvtalet(230), samt den sändande kretsen (530) är anordnad att sända enstyrsignal för att växla då det prognostiserade lägstavarvtalet (220) uppgår till, eller överskrider, det beräk-nade tröskelvarvtalet (230).

7. Styrenheten (115) enligt något av krav 5-6,innefattande ett minne (525), anordnat att lagra varvtalsintervall (210) för att ilägga en ny växel.

8. Datorprogram för växling av en växellåda (113) i ettfordon (100), innefattande utförande av förfarandet (400) enligt något av krav 1-4 då datorprogrammet exekveras i en processorkrets (520) i en styrenhet (115) enligt något avkrav 5-7.

9. System (500) för växling av en växellåda (113) i ettfordon (100), innefattande: en styrenhet (115) enligt något av krav 5-7, en sensor (111), (110), anordnad att avläsa varvtalsnivån på fordonets motor en växellåda (113) i fordonet (100).

10.9. Fordon (100) innefattande ett system (500) enligt krav