[go: up one dir, main page]

SE0950545A1 - Method and system for controlling a vehicle - Google Patents

Method and system for controlling a vehicle Download PDF

Info

Publication number
SE0950545A1
SE0950545A1 SE0950545A SE0950545A SE0950545A1 SE 0950545 A1 SE0950545 A1 SE 0950545A1 SE 0950545 A SE0950545 A SE 0950545A SE 0950545 A SE0950545 A SE 0950545A SE 0950545 A1 SE0950545 A1 SE 0950545A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
vehicle
electric motor
drive wheel
torque
propelling
Prior art date
Application number
SE0950545A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE535554C2 (en
Inventor
Mats Liwell
Mathias Bjoerkman
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE0950545A priority Critical patent/SE535554C2/en
Priority to PCT/SE2010/050757 priority patent/WO2011005173A1/en
Priority to DE112010002845.1T priority patent/DE112010002845B4/en
Publication of SE0950545A1 publication Critical patent/SE0950545A1/en
Publication of SE535554C2 publication Critical patent/SE535554C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18036Reversing
    • B60W30/18045Rocking, i.e. fast change between forward and reverse
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/16Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to, or preventing, spinning or skidding of wheels
    • B60K28/165Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to, or preventing, spinning or skidding of wheels acting on elements of the vehicle drive train other than the propulsion unit and brakes, e.g. transmission, clutch, differential
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18027Drive off, accelerating from standstill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18172Preventing, or responsive to skidding of wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/064Degree of grip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/10Road Vehicles
    • B60Y2200/14Trucks; Load vehicles, Busses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Föreliggande uppfinningen hänför sig till en metod förframdrivning av ett fordon vid start av nämnda fordon, varvidnamnda fordon innefattar åtminstone ett drivhjul förframdrivning av namnda fordon och varvid namnda fordoninnefattar en elmotor, och varvid namnda elmotor ar anordnadför alstring av ett på namnda drivhjul framdrivandevridmoment. Metoden innefattar stegen att: - a) med hjalp av namnda elmotor anbringa ett pà namndadrivhjul framdrivande vridmoment i en första riktning, - b) bestamma en representation av ett grepp mot underlagetför namnda drivhjul, och - c) omkasta rotationsriktningen för namnda elmotor för attanbringa ett på namnda drivhjul framdrivande vridmoment i enriktning motsatt namnda första riktning nar namndarepresentation av greppet mot underlaget för namnda drivhjul uppfyller ett första kriterium. Fig. 2 The present invention relates to a method of propelling a vehicle at the start of said vehicle, said vehicle comprising at least one drive wheel propelling said vehicle and said vehicle comprising an electric motor, and wherein said electric motor is arranged to produce a propulsion wheel on said drive wheel. The method comprises the steps of: - a) using said electric motor applying a torque propelling on said drive wheel in a first direction, - b) determining a representation of a grip against the base of said drive wheel, and - c) reversing the direction of rotation of said electric motor to apply a on said drive wheel propelling torque in one direction opposite to said first direction when the name representation of the grip against the base of said drive wheel meets a first criterion. Fig. 2

Description

20 25 30 genom att öka den till drivhjulen påförda kraften, företrädesvis med en relativt hög växel ilagd, till dess att drivhjulen spinner loss, varvid föraren omedelbart släpper gasen och, vid förekommande fall, trampar ur kopplingen så att fordonet rullar tillbaka, varvid proceduren upprepas när den i motsatta riktningen pågående rörelsen avstannat. Genom att på detta sätt försätta fordonet i gungning kan till slut tillräcklig kraft erhållas för att få upp fordonet ur gropen/sänkan. 20 25 30 by increasing the force applied to the drive wheels, preferably with a relatively high gear engaged, until the drive wheels spin loose, whereupon the driver immediately releases the accelerator and, if applicable, depresses the clutch so that the vehicle rolls back, the procedure being repeated when the movement in the opposite direction has stopped. By rocking the vehicle in this way, sufficient force can eventually be obtained to get the vehicle out of the pit/sink.

Sannolikheten för att lyckas med dylik gungnings (rocking) -funktion varierar från förare till förare och med förarens erfarenhet. Av denna anledning har system framtagits där gungningsfunktionen automatiseras. Ett exempel på en dylik funktion beskrivs i dokumentet WO 2004/098940 Al (Volvo Lastvagnar AB). Detta dokument beskriver en automatiserad styrning av ett fordons drivlinesystem för användning vid start under ogynnsamma underlagsförhållanden. Via fordonet drivlinesystem appliceras drivkraft på åtminstone ett drivhjul, varvid applicering av drivkraft fortgår till dess att ett tillstånd detekteras, till exempel hjulspinn, varvid nämnda applicering av drivkraft avbryts, och varvid drivkraft istället appliceras i motsatt riktning.The probability of success with such a rocking function varies from driver to driver and with the driver's experience. For this reason, systems have been developed where the rocking function is automated. An example of such a function is described in the document WO 2004/098940 Al (Volvo Lastvagnar AB). This document describes an automated control of a vehicle's driveline system for use when starting under unfavorable ground conditions. Via the vehicle's driveline system, driving force is applied to at least one drive wheel, whereby application of driving force continues until a condition is detected, for example wheel spin, whereupon said application of driving force is interrupted, and driving force is instead applied in the opposite direction.

Den i ovan nämnda dokument visade funktionen har således fördelen att applicering av drivkraft på fordonets drivhjul vid gungning kan utföras inte bara i en riktning, utan i bägge riktningar för att på detta sätt försöka öka chanserna att lyckas köra iväg med fordonet. Den visade lösningen har dock nackdelen att vid växlingen av drivkraftriktning erfordras först urkoppling av fordonets drivlina, och sedan växling till en växel för drivning i en motsatt riktning. Även om ett sådant förfarande i princip kan uppvisa god funktion innebär l0 l5 20 25 30 urkoppling av drivlinan, efterföljande växelbyte, samt återinkoppling av drivlina att en jämförelsevis avsevärd tid åtgår för dessa moment, med följd att växling av riktningen för pålagd drivkraft ofta sker för sent för att kunna nyttjas fullt ut.The function shown in the above-mentioned document thus has the advantage that the application of driving force to the vehicle's drive wheels during rocking can be carried out not only in one direction, but in both directions in order to try to increase the chances of successfully driving away with the vehicle in this way. The solution shown, however, has the disadvantage that when changing the driving force direction, it is first necessary to disengage the vehicle's driveline, and then to shift to a gear for driving in the opposite direction. Although such a procedure can in principle function well, the disengagement of the driveline, the subsequent gear change, and the re-engagement of the driveline mean that a comparatively considerable time is spent on these steps, with the result that changing the direction of the applied driving force often occurs too late to be fully utilized.

Det existerar således, åtminstone vid vissa situationer, ett behov av en förbättrad metod för att komma loss med ett fordon som har fastnat.Thus, there is, at least in certain situations, a need for an improved method for freeing a stuck vehicle.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en metod för styrning av ett fordon vid start av nämnda fordon som löser ovanstående problem. Detta syfte uppnås med en metod enligt patentkrav l.Summary of the Invention It is an object of the present invention to provide a method for controlling a vehicle when starting said vehicle which solves the above problem. This object is achieved by a method according to claim 1.

Föreliggande uppfinning hänför sig till en metod för framdrivning av ett fordon vid start av nämnda fordon, varvid nämnda fordon innefattar åtminstone ett drivhjul för framdrivning av nämnda fordon och varvid nämnda fordon innefattar en elmotor, och varvid nämnda elmotor är anordnad för alstring av ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment. Med hjälp av nämnda elmotor anbringas ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment i en första riktning, varvid en representation av nämnda drivhjuls grepp mot underlaget bestäms, och varvid rotationsriktningen för nämnda elmotor omkastas för att anbringa ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment i en riktning motsatt nämnda första riktning när nämnda representation av greppet mot underlaget för nämnda drivhjul uppfyller ett första kriterium.The present invention relates to a method for propelling a vehicle upon starting said vehicle, said vehicle comprising at least one drive wheel for propelling said vehicle and said vehicle comprising an electric motor, and said electric motor being arranged to generate a propelling torque on said drive wheel. By means of said electric motor, a propelling torque is applied to said drive wheel in a first direction, a representation of said drive wheel grip on the ground is determined, and the direction of rotation of said electric motor is reversed to apply a propelling torque on said drive wheel in a direction opposite to said first direction when said representation of said drive wheel grip on the ground meets a first criterion.

Föreliggande uppfinning har fördelen att genom att använda en elmotor för alstring av det framdrivande vridmomentet vid till l0 l5 20 25 30 exempel en gungningsfunktion enligt vad som har beskrivits ovan kan riktningen för det på drivhjulet verkande momentet, jämfört med den kända tekniken, mycket snabbt omkastas när åtminstone ett av fordonets drivhjul tappar greppet mot underlaget, vilket t.ex. kan bestämmas genom detektering av hjulspinn/hastig ökning drivhjulets (drivhjulens) rotationshastighet, varvid det spinnande hjulet (eller de spinnande hjulen) snabbt kan stoppas och ett drivande moment i motsatt riktning anbringas för att hjälpa fordonsrörelsen i motsatt riktning och därmed öka på gungningen med ökad sannolikhet för att fordonet kommer loss som följd. Med hjälp av föreliggande uppfinning kan föraren således lyckas komma iväg med ett fordon vid en situation där det annars hade behövt bärgningshjälp, eller annan hjälp såsom t.ex. att försöka lägga något under hjulen. Uppfinningen har vidare fördelen att den inte kräver någon ny hårdvara i fordon med befintligt elmotorsystem.The present invention has the advantage that by using an electric motor to generate the driving torque in, for example, a rocking function as described above, the direction of the torque acting on the drive wheel can be reversed very quickly compared to the prior art when at least one of the vehicle's drive wheels loses grip on the ground, which can be determined, for example, by detecting wheel spin/rapidly increasing the rotational speed of the drive wheel(s), whereby the spinning wheel(s) can be stopped quickly and a driving torque in the opposite direction applied to assist the vehicle movement in the opposite direction and thereby increase the rocking with an increased probability of the vehicle coming loose as a result. With the help of the present invention, the driver can thus manage to get away with a vehicle in a situation where it would otherwise have needed towing assistance, or other assistance such as, for example, trying to put something under the wheels. The invention further has the advantage that it does not require any new hardware in vehicles with existing electric motor systems.

De ovan nämnda stegen med omkastad momentriktning kan med fördel upprepas till dess att metoden avbryts av till exempel en fordonsförare, eller till dess att fordonets styrsystem detekterar att fordonet kommit loss och de facto startat.The above-mentioned steps with reversed torque direction can be advantageously repeated until the method is interrupted by, for example, a vehicle driver, or until the vehicle's control system detects that the vehicle has become unstuck and has de facto started.

I en utföringsform är elmotorn kopplad till nämnda drivhjul via en sedvanlig växellåda. Föreliggande uppfinning har fördelen att även om elmotorn kopplas till drivhjulet via en växellåda kan fortfarande växellådan drivas i båda riktningar, varvid en och samma växel kan användas vid utförande av metoden enligt föreliggande uppfinning, varvid ingen tid åtgås för urkoppling och iläggning av ny växel.In one embodiment, the electric motor is connected to said drive wheel via a conventional gearbox. The present invention has the advantage that even if the electric motor is connected to the drive wheel via a gearbox, the gearbox can still be driven in both directions, whereby one and the same gear can be used when carrying out the method according to the present invention, whereby no time is spent for disengagement and engagement of a new gear.

Uppfinningen är tillämplig vid parallellhybridfordon liksom vid andra typer av fordon där en elmotor kan användas för l0 l5 20 25 30 framdrivning. Till exempel kan uppfinningen användas vid seriehybridfordon och vid fordon där en eller flera elmotorer direkt driver fordonets drivhjul utan mellanliggande växel, liksom vid rena elfordon.The invention is applicable to parallel hybrid vehicles as well as to other types of vehicles where an electric motor can be used for propulsion. For example, the invention can be used in series hybrid vehicles and in vehicles where one or more electric motors directly drive the vehicle's drive wheels without an intermediate gear, as well as in pure electric vehicles.

Ytterligare kännetecken för föreliggande uppfinning och fördelar därav kommer att framgå ur följande detaljerade beskrivning av exempelutföringsformer och de bifogade ritningarna.Further features of the present invention and advantages thereof will become apparent from the following detailed description of exemplary embodiments and the accompanying drawings.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. l visar en drivlina i ett hybridfordon vid vilket föreliggande uppfinning med fördel kan användas.Brief description of the drawings Fig. 1 shows a driveline in a hybrid vehicle in which the present invention can be advantageously used.

Fig. 2 visar en exempelmetod enligt föreliggande uppfinning.Fig. 2 shows an exemplary method according to the present invention.

Fig. 3 visar ett exempelgungningsförfarande enligt föreliggande uppfinning.Fig. 3 shows an exemplary rocking method according to the present invention.

Detaljerad beskrivning av exempelutföringsformer Såsom nämnts ovan är det svårt att vid en automatiserad gungningsfunktion få en automatkoppling att koppla ur i rätt ögonblick, det vill säga precis när hjulen börjar spinna. När fordonets drivhjul börjar spinna tappas greppet mot underlaget varvid, om drivhjulen är på väg upp ur en grop/sänka, fordonet kommer att börja röra sig i motsatt riktning, det vill säga tillbaka ned i gropen. Det är i detta fall önskvärt att snabbt kunna lägga i en växel för drift i motsatt riktning, så att den gravitationsverkan som uppstår när drivhjulen rullar tillbaka ner i gropen kan tas tillvara på och utnyttjas för försök att komma upp ur gropen åt motsatt håll. På grund av den vid växlingen nödvändiga urkopplingen av motorns utgående axel från växellådans ingående axel är dock en inte oansenlig 10 15 20 25 30 tidsåtgång ofrånkomlig vid en dylik lösning, varför heller inte optimal funktion kan erhållas.Detailed description of exemplary embodiments As mentioned above, it is difficult to get an automatic clutch to disengage at the right moment in an automated rocking function, that is, just when the wheels start to spin. When the vehicle's drive wheels start to spin, the grip on the ground is lost, whereby, if the drive wheels are on their way up from a pit/sag, the vehicle will start to move in the opposite direction, that is, back down into the pit. In this case, it is desirable to be able to quickly engage a gear for operation in the opposite direction, so that the gravitational effect that occurs when the drive wheels roll back down into the pit can be utilized and used to attempt to get out of the pit in the opposite direction. However, due to the necessary decoupling of the engine output shaft from the gearbox input shaft during the shift, a not inconsiderable 10 15 20 25 30 time consumption is inevitable with such a solution, which is why optimal function cannot be obtained either.

Föreliggande uppfinning, däremot lider inte av nämnda problem.The present invention, however, does not suffer from the aforementioned problems.

Uppfinningen kommer först att beskrivas i anknytning till ett parallellhybridsystem, och vid gungningsfunktionen enligt föreliggande uppfinning kan förbränningsmotorn frikopplas, t.ex. med hjälp av en sedvanlig koppling, från växellådans ingående axel, varvid endast elmotorn används för drift av drivhjulen vid gungningsprocessen. Rotationsriktning och rotationsvarvtal för en elmotor styrs med hjälp av frekvensen for den spänning som används för matning av elmotorn.The invention will first be described in connection with a parallel hybrid system, and in the rocking function according to the present invention the combustion engine can be disengaged, e.g. by means of a conventional clutch, from the input shaft of the gearbox, whereby only the electric motor is used to drive the drive wheels during the rocking process. The direction of rotation and the rotational speed of an electric motor are controlled by means of the frequency of the voltage used to supply the electric motor.

Användning av en elmotor har därför fördelen att eftersom dess rotationsriktning, till skillnad från en förbränningsmotor, år godtycklig, kan enligt föreliggande uppfinning i princip godtycklig växel iläggas, varvid sedan drivhjulen kan drivas åt båda hållen med nämnda växel ilagd genom att låta elmotorn växla rotationsriktning. Således erfordras enligt föreliggande uppfinning inget växelbyte, och därmed inte heller någon tidsåtgång för utförandet av själva växelbytet. Föreliggande uppfinning medger således att växling från applicerat drivmoment från framåtriktning till backriktning (eller vice versa) kan ske, åtminstone i princip, momentant.The use of an electric motor therefore has the advantage that since its direction of rotation, unlike an internal combustion engine, is arbitrary, according to the present invention any gear can in principle be engaged, whereby the drive wheels can then be driven in both directions with said gear engaged by allowing the electric motor to change direction of rotation. Thus, according to the present invention, no gear change is required, and thus no time is required for carrying out the gear change itself. The present invention thus allows the change from applied driving torque from forward to reverse (or vice versa) to take place, at least in principle, instantaneously.

Fig. 1 visar en drivlina i ett hybridfordon 100 enligt en första exempelutföringsform av föreliggande uppfinning. Det finns hybridfordon av olika typer, och det visade fordonet utgörs av ett parallellhybridfordon.Fig. 1 shows a powertrain in a hybrid vehicle 100 according to a first exemplary embodiment of the present invention. There are various types of hybrid vehicles, and the vehicle shown is a parallel hybrid vehicle.

Parallellhybridfordonets drivlina i fig. 1 innefattar en förbränningsmotor 101. Förbränningsmotorn 101 är på ett sedvanligt sätt, via en på förbränningsmotorns 101 utgående axel 102, förbunden med en växellåda 103 via ett 10 15 20 25 30 friktionselement (koppling) 106. Fordonet innefattar vidare drivaxlar 104, 105, vilka är förbundna med fordonets drivhjul 113, 114, och vilka, liksom i ett sedvanligt förbränningsmotorsystem, drivs av en från växellådan utgående axel 107 via en axelväxel, vilken t.ex. kan bestå av en sedvanlig differential 108.The driveline of the parallel hybrid vehicle in Fig. 1 comprises an internal combustion engine 101. The internal combustion engine 101 is connected in a conventional manner, via a shaft 102 output from the internal combustion engine 101, to a gearbox 103 via a friction element (clutch) 106. The vehicle further comprises drive shafts 104, 105, which are connected to the vehicle's drive wheels 113, 114, and which, as in a conventional internal combustion engine system, are driven by a shaft 107 output from the gearbox via a shaft gear, which may, for example, consist of a conventional differential 108.

Till skillnad från ett konventionellt fordon innefattar det i fig. 1 visade fordonet även en elmotor 110, vilken är förbunden med växellådans 103 ingående axel 109, "nedströms" om kopplingen 106. Parallellhybridfordon kan således samtidigt överföra kraft till drivhjulen 113, 114 från två separata kraftkällor, dvs. både från förbränningsmotorn 101 och elmotorn 110. Alternativt kan fordonet framdrivas av endera kraftkällan var for sig, dvs. antingen av förbränningsmotorn 101 eller elmotorn 110.Unlike a conventional vehicle, the vehicle shown in Fig. 1 also includes an electric motor 110, which is connected to the input shaft 109 of the gearbox 103, "downstream" of the clutch 106. Parallel hybrid vehicles can thus simultaneously transmit power to the drive wheels 113, 114 from two separate power sources, i.e. both from the combustion engine 101 and the electric motor 110. Alternatively, the vehicle can be propelled by either power source separately, i.e. either by the combustion engine 101 or the electric motor 110.

Såsom är kant för fackmannen finns det ett flertal typer av elmotorer som är tillämpliga för användning vid hybridfordon, varför elmotorn 110 kan utgöras av en elmotor av godtycklig tillämplig typ. I nedanstående exempelbeskrivning utgörs dock elmotorn av en trefasmotor, varvid effektförsörjningen till elmotorn 110 består av en trefaseffektförsörjning.As is known to those skilled in the art, there are a number of types of electric motors that are suitable for use in hybrid vehicles, so the electric motor 110 can be any suitable type of electric motor. In the example description below, however, the electric motor is a three-phase motor, with the power supply to the electric motor 110 being a three-phase power supply.

Trefasmotorer kan vara av både s.k. asynkron och synkron typ, där synkronmotorn har fördelen att en exakt varvtalsbestämning kan utföras. Vid fordonstillämpningar är det av naturliga skäl önskvärt att drivhjulens, och därmed elmotorns, rotationsvarvtal kan varieras utöver den variation som kan erhållas genom sedvanlig växling medelst växellådan, varför även elmotorn vanligtvis måste kunna varvtalsstyras.Three-phase motors can be of both the so-called asynchronous and synchronous type, where the synchronous motor has the advantage that an exact speed determination can be carried out. In vehicle applications, it is naturally desirable that the rotational speed of the drive wheels, and thus the electric motor, can be varied in addition to the variation that can be obtained through conventional gear shifting by means of the gearbox, which is why the electric motor must also usually be speed-controlled.

Rotationshastigheten styrs, för en elmotor i allmänhet, av frekvensen för den matningsspänning med vilken motorn effektförsörjs, där elmotorns hastighet är direkt 10 15 20 25 30 proportionell mot denna frekvens. Hastighetsstyrning av en elmotor erfordrar således att den till motorn matade spänningen kan varieras. I fallet med en växelstromsmotor innebar detta att den matande AC-spänningens frekvens måste kunna varieras.The rotational speed of an electric motor is generally controlled by the frequency of the supply voltage with which the motor is powered, where the speed of the electric motor is directly proportional to this frequency. Speed control of an electric motor thus requires that the voltage supplied to the motor can be varied. In the case of an alternating current motor, this meant that the frequency of the AC supply voltage must be varied.

Den i fig. 1 visade motorn 110 effektforsorjs därfor med en trefaseffektforsorjning med variabel frekvens, vilken alstras genom användning av en kraftelektronikanordning lll, vilken vid hybridfordon på kant manér aven kan användas for ett flertal andra funktioner, vilket dock inte kommer att beskrivas utforligare här.The motor 110 shown in Fig. 1 is therefore powered by a three-phase power supply with variable frequency, which is generated by using a power electronics device III, which in hybrid vehicles on the edge can also be used for a number of other functions, which will not, however, be described in more detail here.

Kraftelektronikanordningen 111 arbetar mot ett energilager 112, såsom t.ex. ett eller flera batterier, superkondensatorer etc. energilagret kan vara anordnat att laddas på flera olika satt, t.ex. genom regenerativ bromsning med hjälp av elmotorn 110 och/eller via "plug-in" till en extern kraftkälla såsom ett konventionellt elnät.The power electronics device 111 operates against an energy storage device 112, such as one or more batteries, supercapacitors, etc. The energy storage device can be arranged to be charged in several different ways, e.g. by regenerative braking using the electric motor 110 and/or via "plug-in" to an external power source such as a conventional electrical grid.

Den i figuren visade kraftelektronikanordningen lll kan vara av en typ som är vanligt förekommande i hybridfordon och beskrivs därfor inte närmare här. Allmänt kan dock sägas att kraftelektroniken 111, i fallet med en växelströmsmotor, omvandlar energilagrets 112 likspänning till en växelspänning.The power electronics device 111 shown in the figure may be of a type commonly found in hybrid vehicles and is therefore not described in more detail here. In general, however, it can be said that the power electronics 111, in the case of an AC motor, converts the DC voltage of the energy storage 112 into an AC voltage.

Omvandlingen utfors med hjälp av en omvandlaranordning som t.ex. kan bestå av ett flertal IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)-transistorer, vilka med hjälp av tillämplig switchning kan tillhandahålla en trefasspänning av önskad och variabel amplitud och frekvens for drivning av elmotorn 110 och därmed fordonets drivhjul 113, 114. 10 15 20 25 30 På detta sätt kan elmotorn 110 användas vid fordonshastigheter från noll till maxhastighet genom styrning av den till motorn 106 tillförda frekvensen från 0 Hz till en frekvens som resulterar i fordonets (eller, vid samarbete med förbränningsmotorn, dennes) topphastighet.The conversion is carried out using a converter device which, for example, may consist of a plurality of IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) transistors, which, by means of appropriate switching, can provide a three-phase voltage of desired and variable amplitude and frequency for driving the electric motor 110 and thus the vehicle's drive wheels 113, 114. 10 15 20 25 30 In this way, the electric motor 110 can be used at vehicle speeds from zero to maximum speed by controlling the frequency supplied to the motor 106 from 0 Hz to a frequency that results in the vehicle's (or, when working with the combustion engine, its) top speed.

Fig. 1 visar aven en styrenhet 115 vilken kan användas för att styra metoden enligt föreliggande uppfinning. Styrenheten 115 utgör del av fordonsstyrsystemet. Fordonsstyrsystem i moderna fordon består vanligtvis av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för sammankoppling av olika på fordonet lokaliserade elektroniska styrenheter och komponenter. Således kan signaler till/från t.ex. en elmotorstyrenhet/kraftelektroniken liksom övriga fordonsfunktioner som är inblandade i den uppfinningsenliga metoden t.ex. kommuniceras till/från styrenheten 115 med hjälp av lämplig kommunikationsbuss. Fordonsstyrenheten 115 kan t.ex. utgöra en redan befintlig styrenhet, varvid föreliggande uppfinning således kan integreras på ett enkelt sätt till låg kostnad.Fig. 1 also shows a control unit 115 which can be used to control the method according to the present invention. The control unit 115 forms part of the vehicle control system. Vehicle control systems in modern vehicles usually consist of a communication bus system consisting of one or more communication buses for interconnecting various electronic control units and components located on the vehicle. Thus, signals to/from e.g. an electric motor control unit/power electronics as well as other vehicle functions involved in the inventive method can e.g. be communicated to/from the control unit 115 using a suitable communication bus. The vehicle control unit 115 can e.g. constitute an already existing control unit, whereby the present invention can thus be integrated in a simple manner at low cost.

En exempelutföringsform enligt föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i anknytning till fig. 2, i vilken en gungningsmetod indikeras allmänt med 200. Metoden börjar i steg 201, där det bestäms om gungningsfunktionen ska aktiveras. Denna bestämning kan utföras på ett flertal sätt.An exemplary embodiment of the present invention will now be described with reference to Fig. 2, in which a rocking method is generally indicated at 200. The method begins at step 201, where it is determined whether the rocking function is to be activated. This determination can be made in a number of ways.

Exempelvis kan föraren, efter att ha konstaterat att fordonet fastnat, aktivera funktionen med hjälp av en knapp, spak eller på annat sätt såsom via t.ex. en via en display valbar funktion.For example, the driver, after having determined that the vehicle is stuck, can activate the function using a button, lever or in another way, such as via a function selectable via a display.

Funktionen kan även vara anordnad att påbörjas automatiskt, t.ex. om fordonets styrsystem detekterar hjulspinn, men av 10 15 20 25 30 10 säkerhetsskäl kan det vara att föredra att funktionen aktiveras manuellt. Nedan kommer därför uppfinningen att beskrivas för fallet med manuell aktivering.The function can also be arranged to be initiated automatically, e.g. if the vehicle's control system detects wheel spin, but for safety reasons it may be preferable that the function is activated manually. The invention will therefore be described below for the case of manual activation.

När det har bestämts att en gungningsfunktion ska påbörjas fortsätter processen till steg 202, där det bestäms om själva utförande av funktionen ska påbörjas. Denna bestämning är inte nödvändig men kan vara att föredra för att fordonet inte ska "leva sitt egna liv" direkt när gungningsfunktionen aktiveras.Once it has been determined that a rocking function is to be initiated, the process continues to step 202, where it is determined whether actual execution of the function is to be initiated. This determination is not necessary but may be preferable so that the vehicle does not "live its own life" immediately when the rocking function is activated.

Till exempel kan det faktiska utförandet vara underordnat av att föraren trycker på gaspedalen eller på annat sätt, såsom medelst en återfjädrande knapp eller spak, anger att gungningsfunktionen aktivt får utföras. Detta kan vidare kombineras med att föraren väljer en föredragen riktning (framåt eller bakåt) i vilken fordonet helst ska komma igång för att underlätta den avsedda fortsatta färden.For example, the actual execution may be dependent on the driver pressing the accelerator pedal or otherwise indicating, such as by means of a spring-loaded button or lever, that the rocking function may be actively performed. This may further be combined with the driver selecting a preferred direction (forward or reverse) in which the vehicle should preferably start to move in order to facilitate the intended continued journey.

Detta kan till exempel vara önskvärt i situationer där fortsatt drift endast är möjlig i en riktning, till exempel på grund av förekommande hinder framför eller bakom fordonet.This may, for example, be desirable in situations where continued operation is only possible in one direction, for example due to obstacles in front of or behind the vehicle.

Föraren kan till exempel ange den föredragna rörelseriktningen med hjälp av att medelst växelväljaren ange en framåtriktning eller bakåtriktning. Oavsett förarens val kan sedan styrsystemet välja en lämplig faktisk växel i växellådan som sedan används under hela gungningsfunktionen.For example, the driver can indicate the preferred direction of movement by using the gear selector to indicate a forward or reverse direction. Regardless of the driver's choice, the control system can then select an appropriate actual gear in the transmission which is then used throughout the rocking function.

När det i steg 202 detekteras att gungningsfunktionen faktiskt ska utföras fortsätter processen till steg 203 (av säkerhetsskäl kan gungningsfunktionen med fördel vara så anordnad att den omedelbart avbryts om föraren släpper gasen och/eller trycker på bromsen). I steg 203 väljs tillämplig växel för användning vid gungningsfunktionen. Denna växel utgörs normalt av någon av växellådans lägre växlar, huruvida 10 15 20 25 30 ll växeln är en växel avsedd för drivning av fordonet i framåtriktning eller bakåtriktning spelar ingen roll för metoden, men kan ha betydelse för fordonets fortsatta färd när fordonet väl kommit loss ur gropen/sänkan. Till exempel kan det vara fördelaktigt att den av gungningsfunktionen valda växeln även kan användas för fortsatt framdrivning av fordonet så att det inte riskeras att fordonet på nytt fastnar vid det oundvikliga framdrivningsdrivmomentavbrott som uppstår vid växling och som vid låg fordonshastighet kan resultera i att fordonet åter stannar och därmed fastnar.When it is detected in step 202 that the rocking function is actually to be performed, the process continues to step 203 (for safety reasons, the rocking function can advantageously be arranged so that it is immediately interrupted if the driver releases the accelerator and/or presses the brake). In step 203, the appropriate gear is selected for use in the rocking function. This gear normally consists of one of the lower gears of the gearbox, whether the gear is a gear intended for driving the vehicle in a forward or reverse direction does not play a role in the method, but may be important for the vehicle's continued travel once the vehicle has come out of the pit/sag. For example, it may be advantageous that the gear selected by the rocking function can also be used for continued propulsion of the vehicle so that there is no risk of the vehicle getting stuck again due to the inevitable interruption of propulsion torque that occurs when shifting and which at low vehicle speed can result in the vehicle stopping again and thus getting stuck.

Således kan det vara fördelaktigt att välja en växel avsedd för fordonsframförande i den av föraren angivna framdrivningsriktningen. Ytterligare en parameter att ta i beaktande vid val av växel för användning vid den uppfinningsenliga metoden är att växelvalet bör resultera i att önskad reglerkarakteristik uppnås, dvs. den valda växeln bör, tillsammans med elmotorn, kunna resultera i önskat vridmoment på drivhjulen (detta val kan styras åtminstone delvis baserat på elmotorns vridmoment i förhållande till förbränningsmotorns vridmoment, ju större elmotor desto större frihet vid val av växel).Thus, it may be advantageous to select a gear intended for vehicle propulsion in the propulsion direction specified by the driver. Another parameter to take into account when selecting a gear for use in the inventive method is that the gear selection should result in the desired control characteristic being achieved, i.e. the selected gear should, together with the electric motor, be able to result in the desired torque on the drive wheels (this selection can be controlled at least in part based on the torque of the electric motor in relation to the torque of the combustion engine, the larger the electric motor, the greater the freedom in selecting the gear).

När tillämplig växel har valts i steg 203 fortsätter processen till steg 204 där ett för rörelse i önskad framdrivningsriktning resulterande vridmoment alstras med hjälp av elmotorn. Med hjälp av kraftelektroniken (regleringen av spänning och frekvens för motorns effektförsörjning) kan elmotorns varvtal regleras från stillastående på ett kontrollerat sätt samtidigt som det av elmotorn avgivna vridmomentet kan regleras från 0 Nm till elmotorns maximala vridmoment. Tack vare elmotorns reglermöjligheter kan både 10 15 20 25 30 12 elmotorns önskade varvtal och dess avgivna vridmoment ökas steglöst eller rampvis.When the appropriate gear has been selected in step 203, the process continues to step 204, where a torque resulting in movement in the desired direction of propulsion is generated by the electric motor. With the help of the power electronics (the regulation of voltage and frequency for the motor's power supply), the speed of the electric motor can be regulated from standstill in a controlled manner, while the torque delivered by the electric motor can be regulated from 0 Nm to the maximum torque of the electric motor. Thanks to the control capabilities of the electric motor, both the desired speed of the electric motor and its delivered torque can be increased steplessly or ramp-wise.

Det ska förstås att så länge som det avgivna momentet understiger det moment som erfordras för att sätta fordonets drivhjul i rörelse kommer elmotorns axel att stå stilla oavsett pålagd frekvens. En möjlig reglermetod utgörs därför av att vid lågt varvtal först öka det av elmotorn avgivna vridmomentet till dess att elmotorns axel börjar röra sig varvid elmotorns rotationshastighet successivt ökas när väl drivhjulet (drivhjulen) har satts i rörelse. Denna rotationshastighetsökning och kan vara anordnad att fortgå till dess att en representation av drivhjulets (drivhjulens) grepp mot underlaget uppfyller ett första kriterium, t.ex. att greppet tappas genom att hjulspinn detekteras, varvid processen fortsätter till steg 205, alternativt till dess att gungningen år avslutad, varvid processen fortsätter till steg 206. Parallellt med att rotationshastigheten ökas kan även vridmomentet successivt ökas, detta illustreras i fig. 3.It should be understood that as long as the torque output is less than the torque required to set the vehicle's drive wheels in motion, the electric motor shaft will remain stationary regardless of the applied frequency. A possible control method therefore consists of first increasing the torque output by the electric motor at low speed until the electric motor shaft begins to move, whereby the electric motor's rotational speed is successively increased once the drive wheel(s) have been set in motion. This rotational speed increase can be arranged to continue until a representation of the drive wheel(s) grip on the ground meets a first criterion, e.g. that the grip is lost by detecting wheel spin, in which case the process continues to step 205, or alternatively until the rocking is complete, in which case the process continues to step 206. In parallel with the rotational speed being increased, the torque can also be successively increased, this is illustrated in Fig. 3.

Hjulspinn kan till exempel detekteras genom att bestämma elmotorns rotationshastighet. Om elmotorns rotationshastighet hastigt börjar öka betyder det att även drivhjulets (hjulens) rotationshastighet hastigt ökar. Bestämningen kan även utföras genom att jämföra drivhjulens rotationshastighet med rotationshastigheten för icke-drivande hjul. T.ex. kan bestämmas om en rotationshastighetsskillnad mellan nämnda drivhjul och åtminstone ett på fordonet anordnat icke-drivande hjul överstiger ett första värde.Wheel spin can be detected, for example, by determining the rotational speed of the electric motor. If the rotational speed of the electric motor begins to increase rapidly, this means that the rotational speed of the drive wheel(s) is also increasing rapidly. The determination can also be performed by comparing the rotational speed of the drive wheels with the rotational speed of non-drive wheels. For example, it can be determined whether a rotational speed difference between said drive wheels and at least one non-drive wheel arranged on the vehicle exceeds a first value.

Alternativt, eller i tillägg därtill, kan hjulspinn detekteras genom en bestämning av att en rotationshastighet för nämnda drivhjul har uppnått en första hastighet. 5 l0 l5 20 25 30 l3 I fig. 3 visas en graf över vridmoment och hjulrotations- (elmotorrotations) -hastighet under ett exempelgungningsförlopp. Det ska förstås att det i fig. 3 visade förloppet ar mycket schematiskt och att det verkliga förfarandet kan se mycket annorlunda ut, t.ex. beroende på val av reglerprincip, och beroende på hur snabbt fordonets drivhjul spinner loss. Gungningsforloppet börjar vid tiden T=O dar elmotorns vridmoment ökas till dess att elmotoraxeln (och darmed fordonets drivhjul) börjar rotera vid T=Tl. Mellan tiden T=Tl och tiden T=T2 ökar hjulens rotationshastighet samtidigt som även vridmomentet ökas under åtminstone en del av den tiden. Ökningen av vridmomentet år företradesvis momentbegrånsad, dvs. vridmomentet ökas endast till en förutbestamd nivå för att undvika att hjulspinn uppstår alltför hastigt. Den vid aktuellt vridmoment uppnådda hastigheten bibehålls sedan till tiden T=T3 dar en hastig ökning av rotationshastigheten påbörjas. Genom att hela tiden övervaka elmotorns och/eller drivhjulens rotationshastighet, vilket kan utföras på flera olika sätt, varav några kommer att beskrivas nedan, kan det i princip direkt bestämmas att den vid tiden T=T3 påbörjade rotationshastighetsökningen innebar hjulspinn, varvid elmotorns rotationsriktning vid T=T4, steg 205, i princip direkt kan omkastas med hjalp av den av kraftelektroniken alstrade trefasspånningen (genom att t.ex. andra fasföljden för de tre faser som matar elmotorn kan rotationsriktningen för det i elmotorn alstrade roterande flöde, som i sin tur driver elmotorns rotor, i princip omedelbart omkastas, varvid de spinnande drivhjulen mycket snabbt kommer att bromsas för att vid tiden T=T5 börja rotera i motsatt riktning. Detta har fördelen att eftersom det på 10 15 20 25 30 14 drivhjulen verkande momentet i princip omedelbart kan omkastas kan elmotorn driva på drivhjulen i motsatt riktning och därmed hjälpa fordonet acceleration i motsatt riktning när det börjar glida ned i gropen/sänkan igen. Processen återgår därför till steg 204 vid omkastningen av rotationsriktning. När sedan hjulspinn ånyo detekteras, steg 204 i den motsatta riktningen omkastas, vid T=T6,elmotorns moment på nytt varvid drivhjulen hela tiden kan drivas på ett sätt som är fördelaktigt för att få loss fordonet från gropen/sånkan.Alternatively, or in addition, wheel spin can be detected by determining that a rotational speed of said drive wheel has reached a first speed. 5 l0 l5 20 25 30 l3 In Fig. 3 a graph of torque and wheel rotation (electric motor rotation) speed during an example rocking process is shown. It should be understood that the process shown in Fig. 3 is very schematic and that the actual process may look very different, e.g. depending on the choice of control principle, and depending on how quickly the vehicle's drive wheels spin off. The rocking process begins at time T=O where the electric motor torque is increased until the electric motor shaft (and thus the vehicle's drive wheels) begins to rotate at T=Tl. Between time T=Tl and time T=T2 the rotational speed of the wheels increases at the same time as the torque is also increased for at least part of that time. The increase in torque is preferably torque limited, i.e. The torque is only increased to a predetermined level to avoid wheel spin occurring too quickly. The speed achieved at the current torque is then maintained until time T=T3 when a rapid increase in the rotational speed begins. By constantly monitoring the rotational speed of the electric motor and/or the drive wheels, which can be carried out in several different ways, some of which will be described below, it can in principle be directly determined that the rotational speed increase that began at time T=T3 involved wheel spin, whereby the direction of rotation of the electric motor at T=T4, step 205, can in principle be directly reversed with the help of the three-phase voltage generated by the power electronics (by, for example, changing the phase sequence of the three phases that feed the electric motor, the direction of rotation of the rotating flux generated in the electric motor, which in turn drives the rotor of the electric motor, can in principle be immediately reversed, whereby the spinning drive wheels will be braked very quickly so that at time T=T5 they will start to rotate in the opposite direction. This has the advantage that since the torque acting on the drive wheels can in principle be immediately reversed, the electric motor can drive the drive wheels in the opposite direction. direction and thereby help the vehicle accelerate in the opposite direction when it starts to slide down into the pit/sag again. The process therefore returns to step 204 when reversing the direction of rotation. When then wheelspin is again detected, step 204 in the opposite direction is reversed, at T=T6, the electric motor torque is again reversed whereby the drive wheels can be driven at all times in a manner that is advantageous for getting the vehicle out of the pit/sag.

Såsom visas i figuren kan det maximala vridmoment som påläggs fordonets drivhjul vara anordnat att öka vartefter gungningsförloppet fortskrider.As shown in the figure, the maximum torque applied to the vehicle's drive wheels can be arranged to increase as the rocking process progresses.

Genom att bestämma det av elmotorn avgivna vridmomentet samtidigt som även drivhjulens (elmotorns) rotationshastighet bestäms kan vridmomentökningen tillsammans med rotationshastighetsökningen användas för att bestämma om fordonet har kommit upp ur gropen och fortsatt färd därmed ska påbörjas. Detta exemplifieras vid tiden T=T7, där drivhjulens rotationshastighet överskridit en nivå N1 samtidigt som rotationshastighetsökningen är så pass långsam trots det pålagda motormomentet att framdrivning pågår. Detta kan till exempel bestämmas genom att bestämma en derivata för rotationshastigheten. Om derivatan överskrider ett tröskelvärde kan detta bestämmas som hjulspinn, medan om derivatan underskrider ett visst tröskelvärde anses fordonets drivhjul driva fordonet framåt. Nämnda tröskelvärde behöver inte vara fixt under hela förloppet utan kan till exempel vara beroende av aktuellt från elmotorn avgivet vridmoment. Ju högre vridmoment, desto högre relativ hastighetsökning är möjlig utan att för den skull klassas som hjulspinn. 10 15 20 25 30 15 När fordonets hastighet nått en viss hastighet, såsom till exempel hastigheten Nl enligt ovan, kan styrsystemet bestämma att gungningsfunktionen ska avbrytas, steg 206, och fortsatt färd på vanligt satt påbörjas. När så är fallet och fordonet kan köra normalt framåt (om denna riktning har valts av föraren, t.ex. genom att ställa växelväljaren i läge 'D', alternativt bakåt om växelväljaren ställts i läge 'R') sluts kopplingen och fordonet fortsätter framåt, nu driven av dieselmotorn. Dieselmotorn är företrädesvis igång och går på tomgång under hela gungningsförloppet för att snabbt kunna användas för fortsatt framdrivning när fordonet väl har kommit loss.By determining the torque delivered by the electric motor at the same time as the rotational speed of the drive wheels (electric motor) is determined, the torque increase together with the rotational speed increase can be used to determine whether the vehicle has emerged from the pit and continued travel should therefore begin. This is exemplified at time T=T7, where the rotational speed of the drive wheels has exceeded a level N1 at the same time as the rotational speed increase is so slow despite the applied engine torque that propulsion is in progress. This can be determined, for example, by determining a derivative for the rotational speed. If the derivative exceeds a threshold value, this can be determined as wheel spin, while if the derivative falls below a certain threshold value, the vehicle's drive wheels are considered to be propelling the vehicle forward. Said threshold value does not have to be fixed throughout the entire process but can, for example, depend on the current torque delivered by the electric motor. The higher the torque, the higher the relative speed increase is possible without it being classified as wheel spin. 10 15 20 25 30 15 When the vehicle speed has reached a certain speed, such as the speed Nl as above, the control system can determine that the rocking function should be interrupted, step 206, and continued travel in the usual way begins. When this is the case and the vehicle can drive normally forward (if this direction has been selected by the driver, e.g. by setting the gear selector to position 'D', or backwards if the gear selector is set to position 'R') the clutch is closed and the vehicle continues forward, now driven by the diesel engine. The diesel engine is preferably running and idling during the entire rocking process in order to be quickly used for continued propulsion once the vehicle has been released.

Såsom nämnts ovan kan det vara ofördelaktigt att utföra en växling precis när fordonet har kommit igång, varför styrsystemet kan vara anordnat att förhindra växling fram till dess att en viss hastighet har uppnåtts i syfte att förhindra nytt stopp på grund av det vid växlingen oundvikliga vridmomentbortfallet. I en utföringsform kan urkopplingen av växelautomatiken styras av föraren, till exempel genom att växling förhindras så länge som föraren nedtrycker gaspedalen, varvid växling utförs först när föraren anser att växling kan utföras utan risk för nytt stopp och därför lättar på gaspedalen.As mentioned above, it may be disadvantageous to perform a gear change just when the vehicle has started, which is why the control system may be arranged to prevent gear changing until a certain speed has been reached in order to prevent a new stop due to the inevitable torque loss during gear changing. In one embodiment, the disengagement of the automatic gear changing can be controlled by the driver, for example by preventing gear changing as long as the driver presses the accelerator pedal, whereby gear changing is only performed when the driver considers that gear changing can be performed without risk of a new stop and therefore releases the accelerator pedal.

Föreliggande uppfinning har således fördelen att mycket snabba styrförlopp möjliggörs genom att en konventionell växellåda körs åt båda håll och inget tidskonsumerande växelbyte därmed behöver ske. Genom att riktningen för det av elmotorn avgivna vridmomentet i princip omedelbart kan omkastas när hjulspinn detekteras möjliggörs också en mycket noggrann momentreglering, och därmed god gungningsfunktion. l0 l5 20 25 30 l6 I det i fig. 3 visade regleringsförloppet har varvtalsstyrningen kombinerats med vridmomentbegränsning.The present invention thus has the advantage that very fast control processes are made possible by a conventional gearbox being driven in both directions and no time-consuming gear changing is thereby required. Since the direction of the torque delivered by the electric motor can in principle be reversed immediately when wheel spin is detected, very accurate torque control is also made possible, and thus good rocking function. l0 l5 20 25 30 l6 In the control process shown in Fig. 3, the speed control has been combined with torque limitation.

Ovanstående reglering kan dock även utföras genom att enbart övervaka drivhjulens (elmotorns) rotationsvarvtal. Användning av vridmomentbegränsning kan dock användas för att säkerställa att drivhjulen inte spinner loss oönskat snabbt. Ovanstående gungningsfunktion kan med fördel aven kombineras med automatisk inkoppling av alla andra hjälper som finns att tillgå när ett fordon har fastnat. Till exempel kan befintliga differentialspärrar automatiskt iläggas (alternativt kan ett meddelande till föraren genereras med uppmaningen "lägg i differentialspärr").The above regulation can also be carried out by only monitoring the rotational speed of the drive wheels (electric motor). However, the use of torque limitation can be used to ensure that the drive wheels do not spin out undesirably quickly. The above rocking function can also be advantageously combined with the automatic engagement of all other aids that are available when a vehicle is stuck. For example, existing differential locks can be automatically engaged (alternatively, a message to the driver can be generated with the request "engage differential lock").

Enligt ovan kan även automatväxlingsfunktionen urkopplas.As mentioned above, the automatic gearshift function can also be deactivated.

Detekteringen av hjulspinn kan ske på flera olika sätt. Till exempel kan en givare vara anordnad på växellådans utgående axel, där den från givaren avgivna signalen representerar den utgående axelns rotationshastighet. Alternativt kan en eller flera hjulhastighetssensorer användas (t.ex. kan fordonets samtliga hjulhastighetssensorer användas vid detekteringen för att erhålla en så korrekt detektering som möjligt). Vidare kan en varvtalsgivare vara anordnad på elmotorns axel. Det är dock även möjligt att detektera elmotorns rotationshastighet genom att överlagra en högfrekvent signal på elmotorns matningsspänning. Denna överlagrade högfrekvenssignal kan sedan användas inte bara för att detektera elmotorns varvtal utan även läge, varvid det alltså går att detektera precis när drivhjulen börjar rotera, vilket också möjliggör att en mycket god vridmomentstyrning kan utföras baserat på drivhjulens rotationshastighet. Vidare kan det vara fördelaktigt att använda signaler från flera eller samtliga av ovanstående sensorer/givare/signaler för att erhålla en så tillförlitlig bestämning som möjligt. 10 15 20 25 17 Vidare, det är naturligtvis möjligt att fordonet kommer loss från gropen/sänkan åt "fel" håll. Mjukvaran som styr funktionen kan därför ha en spärr som hindrar bilen från att röra sig mer än t.ex. max 30 cm i fel riktning. Funktionen bör även kombineras med tydliga varningar och ljud-/ljussignal för backning eftersom bilen kommer att röra sig något baklänges även under gungningsförloppet oavsett det håll åt vilket det slutligen kommer loss.The detection of wheel spin can be done in several different ways. For example, a sensor can be arranged on the output shaft of the gearbox, where the signal emitted from the sensor represents the rotational speed of the output shaft. Alternatively, one or more wheel speed sensors can be used (e.g. all of the vehicle's wheel speed sensors can be used in the detection to obtain the most accurate detection possible). Furthermore, a speed sensor can be arranged on the shaft of the electric motor. However, it is also possible to detect the rotational speed of the electric motor by superimposing a high-frequency signal on the electric motor's supply voltage. This superimposed high-frequency signal can then be used not only to detect the speed of the electric motor but also the position, whereby it is thus possible to detect exactly when the drive wheels start to rotate, which also enables very good torque control to be carried out based on the rotational speed of the drive wheels. Furthermore, it can be advantageous to use signals from several or all of the above sensors/sensors/signals to obtain the most reliable determination possible. 10 15 20 25 17 Furthermore, it is of course possible that the vehicle will come loose from the pit/sag in the "wrong" direction. The software that controls the function may therefore have a lock that prevents the car from moving more than, for example, a maximum of 30 cm in the wrong direction. The function should also be combined with clear warnings and an audible/visual signal for reversing, since the car will move slightly backwards even during the rocking process regardless of the direction in which it finally comes loose.

Hittills har uppfinningen beskrivits för ett parallellhybridfordon. Uppfinningen är dock lika tillämplig vid andra typer av fordon där en elmotor kan användas för framdrivning. Till exempel kan uppfinningen användas vid seriehybridfordon där förbränningsmotorn endast används för att driva en generator, vilken i sin tur laddar ett energilager som används för drivning av en drivhjulsdrivande elmotor. Elmotorn vid seriehybridlösningar drivs på motsvarande sätt som beskrivits ovan, varför ovanstående princip kan användas även vid denna typ av fordon med enda skillnaden att ingen växel behöver väljas då elmotorn vid seriehybridfordon ofta är kopplade direkt till en slutväxel såsom en differential.So far, the invention has been described for a parallel hybrid vehicle. However, the invention is equally applicable to other types of vehicles where an electric motor can be used for propulsion. For example, the invention can be used in series hybrid vehicles where the combustion engine is only used to drive a generator, which in turn charges an energy storage that is used to drive a drive wheel electric motor. The electric motor in series hybrid solutions is driven in a similar manner as described above, which is why the above principle can also be used in this type of vehicle with the only difference that no gear needs to be selected as the electric motor in series hybrid vehicles is often connected directly to a final drive such as a differential.

Uppfinningen är även tillämplig vid fordon där en eller flera elmotorer direkt driver fordonets drivhjul utan mellanliggande växel, liksom vid rena elfordon.The invention is also applicable to vehicles where one or more electric motors directly drive the vehicle's drive wheels without an intermediate gear, as well as to pure electric vehicles.

Claims (12)

10 15 20 25 30 18 Patentkrav10 15 20 25 30 18 Patent claims 1. Metod for framdrivning av ett fordon vid start av nämnda fordon på ett underlag, varvid nämnda fordon innefattar åtminstone ett drivhjul for framdrivning av nämnda fordon och varvid nämnda fordon innefattar en elmotor, och varvid nämnda elmotor är anordnad for alstring av ett pä nämnda drivhjul framdrivande vridmoment, kännetecknad av att metoden innefattar stegen att: - a) med hjälp av nämnda elmotor anbringa ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment i en första riktning, - b) bestämma en representation av nämnda drivhjuls grepp mot nämnda underlag, och - c) omkasta rotationsriktningen for nämnda elmotor for att anbringa ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment i en riktning motsatt nämnda forsta riktning när nämnda representation av greppet mot underlaget för nämnda drivhjul uppfyller ett forsta kriterium.A method of propelling a vehicle at the start of said vehicle on a ground, said vehicle comprising at least one drive wheel for propelling said vehicle and said vehicle comprising an electric motor, and said electric motor being arranged to generate a on said drive wheel propulsion torque, characterized in that the method comprises the steps of: - a) applying by means of said electric motor a torque propulsion on said drive wheel in a first direction, - b) determining a representation of said drive wheel grip against said ground, and - c) reversing the direction of rotation of said electric motor to apply a torque propelling on said drive wheel in a direction opposite to said first direction when said representation of the grip against the base of said drive wheel meets a first criterion. 2. Metod enligt krav 1, varvid nämnda forsta kriterium utgör en bestämning av om nämnda drivhjul har tappat greppet mot nämnda underlag.A method according to claim 1, wherein said first criterion is a determination of whether said drive wheel has lost grip against said ground. 3. Metod enligt krav 1 eller 2, varvid nämnda representation av greppet mot underlaget utgor en rotationshastighet för nämnda drivhjul.A method according to claim 1 or 2, wherein said representation of the grip against the ground constitutes a rotational speed of said drive wheel. 4. Metod enligt nägot av kraven 1-3, varvid nämnda forsta kriterium utgor en bestämning av om en rotationshastighet för nämnda drivhjul har uppnått en forsta hastighet.A method according to any one of claims 1-3, wherein said first criterion is a determination of whether a rotational speed of said drive wheel has reached a first speed. 5. Metod enligt något av kraven 1-4, varvid nämnda forsta kriterium utgor en bestämning av om en 10 15 20 25 30 19 rotationshastighetsskillnad mellan nämnda drivhjul och åtminstone ett på fordonet anordnat icke-drivande hjul överstiger ett första värde.A method according to any one of claims 1-4, wherein said first criterion is a determination of whether a rotational speed difference between said drive wheels and at least one non-driving wheel arranged on the vehicle exceeds a first value. 6. Metod enligt något av kraven 1-5, varvid nämnda representation av en rotationshastighet för nämnda drivhjul inkluderar ett flertal parametervarden representerande rotationshastigheter för nämnda drivhjul vid olika tidpunkter.A method according to any one of claims 1-5, wherein said representation of a rotational speed of said drive wheels includes a plurality of parameter values representing rotational speeds of said drive wheels at different times. 7. Metod enligt krav 6, varvid nämnda första kriterium utgör en bestämning av en förändring av nämnda rotationshastighet för nämnda drivhjul mellan två på varandra följande tidpunkter.The method of claim 6, wherein said first criterion is a determination of a change in said rotational speed of said drive wheel between two consecutive times. 8. Metod enligt något av kraven 1-7, varvid stegen b) och c) upprepas till dess att ett andra kriterium är uppfyllt.A method according to any one of claims 1-7, wherein steps b) and c) are repeated until a second criterion is met. 9. Metod enligt krav 8, varvid nämnda andra kriterium utgörs av något ur gruppen: - metoden avbryts av en fordonsförare; - en i fordonet anordnad styrenhet detekterar att fortsatt upprepning av stegen b) och c) ej erfordras för fortsatt framdrivning av fordonet.Method according to claim 8, wherein said second criterion consists of something from the group: - the method is interrupted by a vehicle driver; a control unit arranged in the vehicle detects that further repetition of steps b) and c) is not required for continued propulsion of the vehicle. 10. Metod enligt något av kraven 1-9, varvid elmotorn är kopplad till nämnda drivhjul via en sedvanlig växellåda.A method according to any one of claims 1-9, wherein the electric motor is connected to said drive wheel via a conventional gearbox. 11. System för framdrivning av ett fordon vid start av nämnda fordon, varvid nämnda fordon innefattar åtminstone ett drivhjul för framdrivning av nämnda fordon och varvid nämnda fordon innefattar en elmotor, och varvid nämnda elmotor är anordnad för alstring av ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment, kännetecknat av att systemet innefattar organ för l0 20 att: - med hjälp av nämnda elmotor anbringa ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment i en första riktning, - bestämma en representation av ett grepp mot underlaget for nämnda drivhjul, och - omkasta rotationsriktningen för nämnda elmotor för att anbringa ett på nämnda drivhjul framdrivande vridmoment i en riktning motsatt nämnda forsta riktning när nämnda grepp mot underlaget for nämnda drivhjul uppfyller ett första kriterium.A system for propelling a vehicle at the start of said vehicle, said vehicle comprising at least one drive wheel for propelling said vehicle and said vehicle comprising an electric motor, and said electric motor being arranged to generate a torque propelling on said drive wheel, characterized in that the system comprises means for: - by means of said electric motor applying a torque propelling on said drive wheel in a first direction, - determining a representation of a grip against the base of said drive wheel, and - reversing the direction of rotation of said electric motor for applying a torque propelling on said drive wheel in a direction opposite to said first direction when said grip against the base of said drive wheel meets a first criterion. 12. Fordon, kännetecknat av att det innefattar ett system enligt krav ll.Vehicle, characterized in that it comprises a system according to claim 11.
SE0950545A 2009-07-09 2009-07-09 Method and system for propulsion of a vehicle at take-off and vehicles comprising such a system SE535554C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950545A SE535554C2 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Method and system for propulsion of a vehicle at take-off and vehicles comprising such a system
PCT/SE2010/050757 WO2011005173A1 (en) 2009-07-09 2010-07-01 Method and system for control of a vehicle
DE112010002845.1T DE112010002845B4 (en) 2009-07-09 2010-07-01 Method and system for controlling a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950545A SE535554C2 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Method and system for propulsion of a vehicle at take-off and vehicles comprising such a system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0950545A1 true SE0950545A1 (en) 2011-01-10
SE535554C2 SE535554C2 (en) 2012-09-18

Family

ID=43429412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0950545A SE535554C2 (en) 2009-07-09 2009-07-09 Method and system for propulsion of a vehicle at take-off and vehicles comprising such a system

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112010002845B4 (en)
SE (1) SE535554C2 (en)
WO (1) WO2011005173A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013056723A1 (en) * 2011-10-19 2013-04-25 Volvo Lastvagnar Ab Vehicle traction control method and system
DE102014207082A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-15 Zf Friedrichshafen Ag Method for free swinging a vehicle
DE102014207087B4 (en) 2014-04-14 2020-07-23 Zf Friedrichshafen Ag Procedure for releasing a stuck vehicle
DE102014207081A1 (en) 2014-04-14 2015-10-15 Zf Friedrichshafen Ag Method for rocking a motor vehicle
DE102014226638B4 (en) * 2014-12-19 2023-08-31 Zf Friedrichshafen Ag Method for controlling the drive train of a motor vehicle
DE102018218930A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Zf Friedrichshafen Ag Method and control device for operating a drive train of a vehicle
EP3695700B1 (en) * 2019-02-14 2024-11-06 Stiga S.P.A. Robotic vehicle for movable operation in a work area

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10026102A1 (en) 1999-08-20 2001-02-22 Continental Teves Ag & Co Ohg Detecting when motor vehicle is travelling up or down hill involves comparing deviation time for which detected normal driving error exists continuously with minimum time
US20040263099A1 (en) 2002-07-31 2004-12-30 Maslov Boris A Electric propulsion system
SE525032C2 (en) * 2003-05-07 2004-11-16 Volvo Lastvagnar Ab Procedure and arrangement for automated control of a vehicle drive system
JP4239725B2 (en) 2003-07-30 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 Vehicle and vehicle control method
DE102005023247A1 (en) 2005-05-20 2006-11-30 Zf Friedrichshafen Ag Method for controlling the driving operation of motor vehicles
US7448458B2 (en) 2005-10-04 2008-11-11 John Fred Meyer Electric vehicle reaction drive
DE102006061391B4 (en) 2006-12-23 2021-11-04 Volkswagen Ag Method and device for slip control for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011005173A1 (en) 2011-01-13
DE112010002845B4 (en) 2025-05-22
DE112010002845T5 (en) 2012-11-29
SE535554C2 (en) 2012-09-18
DE112010002845T8 (en) 2013-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7617896B2 (en) Control device for an electric vehicle
CN101959735B (en) Control device and method for controlling a hybrid vehicle
KR101713739B1 (en) Shift control apparatus for hybrid vehicle and method thereof
US7874956B2 (en) Engine start controlling apparatus and method for hybrid vehicle
US8132635B2 (en) Motor lock prevention control for hybrid electric vehicle
CN101878142B (en) Hybrid system control method
JP3515561B2 (en) Hybrid vehicle control device
KR100843445B1 (en) Control device of hybrid electric vehicle
US9022897B2 (en) Method and device for operating a drive device
US8974348B2 (en) Method and device for operating a hybrid vehicle
SE0950545A1 (en) Method and system for controlling a vehicle
CN105398324B (en) Hybrid power gearbox for motor vehicles
KR101573625B1 (en) Shift control apparatus of hybrid vehicle and method thereof
US8210290B2 (en) Method for controlling the operation of a generator in a vehicle power train, and a vehicle power train
SE510654C2 (en) Device and method of a drive unit of a vehicle
JP2015083452A (en) Method for controlling a hybrid vehicle during shifting
SE536663C2 (en) Procedure for braking a vehicle
US12391126B2 (en) Method for increasing the power during an acceleration process of an electrically operated motor vehicle
JP4637770B2 (en) Control device for hybrid electric vehicle
KR101013879B1 (en) Braking Control Method for Hybrid Vehicle
JP2014101048A (en) Regenerative control unit of hybrid vehicle
US11541871B2 (en) Drive control system for hybrid vehicle
JP2004210028A (en) Hybrid vehicle
JP6414070B2 (en) Hybrid vehicle drive device
JP2009045946A (en) Vehicle driving force control device