SE0950970A1 - Metod för bestämning av drivkraftkapacitet hos ett motorfordon - Google Patents

Description

Vidare har de flesta motorfordon 1 ett styrsystem innefattande en eller flera elektroniska styrenheter 110 (ibland även benämnda "Electronic Control Unit", ECU). Syftet med nämnda styrsystem är att styra/reglera en eller flera funktioner i motorfordonet 1 medelst exempelvis en eller flera aktuatorer, vilka kan vara relaterade till olika funktioner i motorfordonet 1, såsom motorstyrning, växling, farthållning, fjädringskonfiguration, o.s.v., varvid nämnda styrsystem använder sig av ett flertal olika parametrar, såsom nuvarande motorvarvtal, nuvarande gaspedalläge, nuvarande motormoment, och data från diverse sensorer for att styra motorfordonets 1 olika funktioner. Dessa parametrar används därför som inparametrar i styrsystemet för styrning av de olika funktionema i motorfordonet l.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod för bestämning av en parameter vilken tar i beaktande körsituationen för ett motorfordon, såsom en personbil, buss eller lastbil. Ett annat ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en metod för användning av en sådan parameter i tillämpningar relaterade till en eller flera funktioner i exempelvis i ett motorfordon. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en parameter, vilken vid användning förbättrar styrningen av, och/eller prestanda for en eller flera funktioner i ett motorfordon jämfört med användning av parametrar enligt känd teknik.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med en metod för bestämning av en första parameter RF representerande en drivkraftkapacitet hos ett motorfordon (1), vilket motorfordon (1) innefattar en drivlina inrättad att anta olika drivlineutväxlingar för drivning av nämnda motorfordon (1), varvid nämnda drivlina innefattar åtminstone en motor (10) och åtminstone en växellåda (20). Vilken första parameter R F bestäms baserat på en differens mellan en första drivkraft F Max och en andra drivkraft F D, , varvid nämnda första drivkraft F Max är en maximal drivkraft för nämnda motorfordon (l) tillgänglig på en nuvarande drivlineutväxling och nämnda andra drivkraft F D, är ett nuvarande körmotstånd för nämnda motorfordon (1).

Enligt en utföringsforrn av metoden ovan innefattar metoden vidare bestämning av en andra parameter R representerande en accelerationskapacitet hos motorfordonet ( 1), varvid denna Ace 10 15 20 25 30 parameter definieras som kvoten mellan nämnda första parameter RF ovan och en norrnaliseringsfaktor. Ytterligare utföringsforrner av metoden ovan återfinns i de till metoden bifogade osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen avser också ett datorprogram och en datorprogramprodukt relaterad till ovan metoder.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås ovan nämnda ändamål med ett system för bestämning av en forsta parameter R F representerande en drivkraftkapacitet hos ett motorfordon (1), varvid nämnda system innefattar åtminstone en styrenhet (110) anordnad för styrning av en eller flera funktioner hos nämnda motorfordon (1), vilket motorfordon (1) innefattar en drivlina inrättad att anta olika drivlineutväxlingar for drivning av nämnda motorfordon (1), varvid nämnda drivlina innefattar åtminstone en motor (10) och åtminstone en växellåda (20). Vilken styrenhet (110) är anordnad att bestämma nämnda första parameter RF baserad på en differens mellan en första drivkraft F M och en andra drivkraft F D, , varvid (ZX nämnda första drivkraft F Max är en maximal drivkraft för nämnda motorfordon (1) tillgänglig på en nuvarande drivlineutväxling och nämnda andra drivkraft F D, är ett nuvarande körrnotstånd för nämnda motorfordon (1).

Utföringsforrner av systemet ovan återfinns i de till systemet bifogade osjälvständiga patentkraven.

Vidare avser uppfinningen användning av en parameter bestämd enligt någon av ovanstående metoder eller system. Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon innefattande åtminstone ett sådant system.

Med en metod och ett system enligt föreliggande uppfinning erhålles en parameter vilken innefattar och tar i beaktande ett motorfordons körsituation vid bestämning av motorfordonets drivkraftkapacitet. En sådan parameter är därför användbar i en rad tillämpningar relaterade till styrning och kontroll av diverse funktioner, varav en direkt tillämpning är vid modellerande av ett virtuellt gaspedalläge altemativt en virtuell förare. Vidare kan resultatet 10 15 20 25 30 av någon av nämnda modellering i sin tur användas indirekt i andra tillämpningar såsom vid val av växlingstrategi och indikering av förartips.

Ytterligare fördelar och tillämpningar med en anordning och ett system enligt uppfinningen kommer att framgå av den efterföljande detaljerade beskrivningen.

Kortfattad figurbeskrivning I efterföljande detaljerade beskrivning av föreliggande uppfinning kommer utíöringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurerna där: - figur l schematiskt visar en del av en drivlina för ett motorfordon; - figur 2 visar en graf över maximalt motorrnoment som en funktion av motorvarvtal för en motor; - figur 3 visar en graf över en mappningsfunktion vilken översätter värden på ett motorfordons accelerationskapacitet till virtuella gaspedalvärden; - figur 4 visar en graf över en mappningsfunktion vilken översätter värden på ett motorfordons accelerationskapacitet till virtuella gaspedalvärden med hänsyn till en farthållarinställning; - figur 5 visar en graf över referenstrycket för en luftkompressor som en funktion av accelerationskapaciteten för ett motorfordon vid bedömning av när motorfordonets lufttankar skall trycksättas; - figur 6 visar en graf över ned- och uppväxlingslinj er för en växellåda; - figur 7 visar ned- och uppväxlingslinj er relaterade till en målvarvtalslinj e; - figur 8 visar en styrenhet att ingå i ett system enligt uppfinningen; och - figur 9 visar ett flödesschema för bestämning av ett virtuellt gaspedalvärde med användning av värden för ett motorfordons accelerationskapacitet.

Detaljerad beskrivning av uppflnningen Såsom nämnts ovan använder ett motorfordons 1 styrsystem ett flertal inparametrar för styrning av olika funktioner i motorfordonet l. Dessa inparametrar kan t.ex. vara nuvarande motorvarvtal, nuvarande gaspedalläge, nuvarande motormoment, och data från ett eller flera sensorer anordnade vid motorfordonet 1. 10 15 20 25 30 Uppfinnama har dock erhållit insikten att användande av sådana inparametrar enligt känd teknik kan leda till att styming/reglering av motorfordonets 1 fiinktioner sker på ett mindre fördelaktigt sätt med anledning av att inparametrar enligt känd teknik inte tar hänsyn till den körsituation motorfordonet 1 momentant befinner sig i och därför kan sägas inte ha ett tillräckligt omfattande inforrnationsinnehåll. Exempelvis kan en växlingsstrategi tendera att bli statisk och bränsleförbrukningen högre än nödvändigt med anledning av att nämnda körsituation inte tas i beaktande vid bestämning av dessa inparametrar enligt känd teknik.

Exempel på olika körsituationer är framförande av ett motorfordon 1 vid: uppförsbacke, nedförsbacke, krön och svackor, d.v.s. körsituationen är väsentligen relaterat till vägens lutning i motorfordonets 1 färdriktning, men avser även sådana faktorer såsom varierande vindmotstånd, varierande fordonsvikt, o.s.v.

Från det ovanstående inses att det finns ett behov av en metod och ett system for bestämning av en parameter vilken tar hänsyn till ett motorfordons 1 körsituation. Företrädelsevis kan denna parameter användas som en inparameter i en rad tillämpningar relaterade till diverse filnktioner i ett motorfordon l.

Föreliggande uppfinning avser således en metod för bestämning av en första parameter RF representerande en drivkraftkapacitet hos ett motorfordon 1, såsom en personbil, buss eller lastbil. Motorfordonet 1 innefattar en drivlina inrättad att anta olika drivlineutväxlingar för drivning av motorfordonet 1, och drivlinan innefattar i sin tur åtminstone en motor 10 och åtminstone en växellåda 20.

Enligt uppfinningen bestäms den första parametern RF baserat på en differens mellan en och en andra drivkraft F Dr, första drivkraft F Max där den första drivkraften F MM är en maximal drivkraft för motorfordonet 1 tillgänglig på en nuvarande drivlineutväxling och den andra drivkraften F Dr är ett nuvarande körrnotstånd för motorfordonet 1. Med nuvarande drivlineutväxling menas den aktuella utväxlingen för drivlinan vilken driver motorfordonet 1.

Den första parametem RF kan tolkas som en differens mellan en första drivkraft F Max vilken representerar den maximala summan av de tillgängliga drivkrafter som "hjälper till" att driva motorfordonet 1 i dess färdriktning på nuvarande drivlineutväxling, d.v.s. motorfordonets 1 10 15 20 25 30 tillgängliga drivkraft, minus en andra drivkraft F D, Vilken är summan av de drivkrafter vilka verkar på motorfordonet 1 i dess färdriktning eller den till färdriktningen motsatta riktningen, och är motorfordonets 1 nuvarande körrnotstånd.

Figur 2 visar en graf över en maximal momentkurva för en motor 10 som funktion av motorvarvtalet för motom 10. Punktema Pl-P3 i grafen visar olika brytpunkter for den maximala momentkurvan. I grafen visas också ett exempel på en situation när en motor 10 har ett motorvartal R1 med ett motorrnoment M1, varfor motom 10 i denna situation verkar under sin maximala momentkurva med en differens lika med M2-M1, vilket illustreras av pilen i figur 2. Med maximal drivkraft menas därför den drivkraft vilken via drivlinan driver motorfordonet 1 i dess färdriktning om motom 10 skulle verka på sin maximala momentkurva vid ett nuvarande motorvarvtal.

Mer specifikt är den forsta drivkraften F Max enligt en utföringsform av uppfinningen definierad enligt: FMax = EngTot Xl-Tul där EngTm betecknar ett tillgängligt vridmoment vid maximalt motorrnoment for motom 10 vid nuvarande motorvarvtal, och im betecknar en nuvarande drivlineutväxling for drivlinan fram till och med drivhjulen medräknat hjulradien for motorfordonet 1.

Enligt en annan utföringsform är den andra drivkraften F D, en drivkraft vilken kan anta ett positivt (t.ex. i uppförsbacke) eller negativt (t.ex. i nedförsbacke) värde och verkar i motorfordonets 1 färdriktning. Den andra drivkraften F Drberor av en eller flera parametrar tillhörande gruppen innefattande: luftmotstånd, rullmotstånd, friktion i nämnda drivlina, tröghetsmoment, massan för nämnda motorfordon (1), väglutning, d.v.s. beror av de faktorer som påverkar det nuvarande körmotståndet. Dock kan även topografisk kartdata och dylikt användas vid bestämning av den andra drivkraften F D, eftersom exempelvis väglutningen kan fastställas utifrån relevant kartdata. 10 15 20 25 30 Mer specifikt är den andra drivkraften F D, enligt en utföringsforrn av uppfinningen definierad enligt: FD, =FRf-m> där FRf betecknar en nuvarande faktisk drivkraft för motorn 10, m massan och a accelerationen för motorfordonet 1. Motoms 10 faktiska drivkraft är i exemplet i figur 2 lika med M1.

I de allra flesta fall kommer den andra drivkraften F D, vara den drivkraft som varierar mest eftersom t.ex. väglutningens påverkan ingår som en parameter i den andra drivkraften F D, .

Dock kommer även den första drivkraften F Ma x att variera eftersom drivlinans utväxling varierar beroende på sådana faktorer såsom nuvarande utväxling i växellådan 20, motorfordonets 1 hjulradie, variationer av motoms 10 maxmomentkurva, o.s.v. För det mesta kommer dock motorstyrkan och utväxlingen för differentialväxeln vilka också ingår i uttrycket för den första drivkraften F MM att vara konstanta.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen bestäms den första parametem enligt: R F =FMax_FDr d.v.s. den första parametem RF definieras såsom en differens enligt ekvation (3) och kommer att anta ett negativ värde, ett positiv värde eller värdet noll. Om differensen är negativ innebär det att motorfordonet 1 inte kan accelerera på den nuvarande drivlineutväxlingen, d.v.s. motorfordonet 1 befinner sig i ett kraftunderskott och kommer att tappa i hastighet (d.v.s. retardera); om differensen är lika med noll innebär det att motorfordonet 1 befinner sig i ett tillstånd av kraftjämvikt, vilket innebär att motorfordonet 1 kan behålla den nuvarande hastigheten men inte accelerera upp till en högre hastighet; och slutligen om differensen är positiv betyder det att motorfordonet 1 har möjlighet att accelerera, åtminstone om motom 10 skulle verka på sin maximala momentkurva för ett givet motorvarvtal, såsom visas i figur 2, d.v.s. motorfordonet 1 har ett kraftöverskott. 10 15 20 25 30 Den första parametem RF ger ett absolut mått på motorfordonets 1 nuvarande drivkraftkapacitet/accelerationsförrnåga efiersom den är relaterad till motorfordonets 1 nuvarande egenskaper och körsituation, vilket ibland innebär att för att den första parametem RF skall vara användbar bör den första parametem RF relateras till nämnda egenskaper och körsituation. Exempel på egenskaper är fordonsvikt, motorstyrka, drivlinas konfiguration; och exempel på körsituation är väglutning och vägunderlag. Eftersom den första parametem RF är ett absolut mått kan t.ex. ett värde påRF = 10000 N ge en stor accelerationsförmåga på ett motorfordon 1 som har en fordonsvikt på 1000 kg och en väldigt liten accelerationsförrnåga på ett motorfordon 1 som har en fordonsvikt på 100000 kg.

En norrnalisering av differensen enligt ekvation (3) med avseende på motorfordonets 1 nuvarande tillgängliga drivkraftskapacitet ger däremot ett relativt mått på ett motorfordonets 1 nuvarande accelerationskapacitet (acceleration kan givetvis också härledas ur den första parametem RF med hjälp av relationen mellan acceleration och kraft enligt fysikens lagar, vilket inses av fackmannen), vilket skall förstås som motorfordonets l förmåga att kunna accelerera. Därmed erhålles en dimensionslös enhet innehållande information om motorfordonets 1 motorstyrka, väglutningen, rullmotstånd, vindmotstånd, o.s.v.

Fördelen med ett relativt mått enligt ovan är att ett värde erhålles vilket anger hur mycket av den tillgängliga motorstyrkan som kommer att krävas för att kunna accelerera motorfordonet 1. Detta i sin tur medför att nämnda värde med fördel kan användas direkt eller indirekt i olika tillämpningar relaterade till olika funktioner, såsom styrstrategier för exempelvis val av utväxling, drift av generator, drift av luftkompressor, o.s.v. Om uträkningen av R Am ger resultatet att motorstyrkan för motorfordonet 1 inte kommer att räcka till för att accelerera motorfordonet 1 kan styrsystemet försöka att "hushålla" med de resurser som tar energi i anspråk (t.ex. luftkompressor, generator, etc.) samtidigt som styrsystemet försöker köra motorn 10 på ett motorvarvtal som ger maximal drivkraft. Detta innebär att styrsystemet försöker använda så mycket som möjligt av motorns 10 vridmoment till att driva motorfordonet 1 istället för att t.ex. fylla lufttankama med luft eftersom systemet eftersträvar att göra detta vid situationer där systemet har möjlighet att få energi "gratis", t.ex. när motorfordonet 1 motorbromsar i utförsbackar. Det inses därför att nämnda parameter är 10 15 20 25 30 användbar i många olika fianktioner i ett motorfordon 1 och kommer i den efterföljande beskrivningen att benämnas som en andra parameter R m.

Således avser en utföringsforrn av uppfinningen en metod för bestämning av en andra parameter R Am representerande en accelerationskapacitet hos ett motorfordon 1, vilken bestäms som en kvot mellan den första parameter RF och en normaliseringsfaktor. I en foredragen utforingsforrn bestäms den andra parametem enligt: = FMax _FDr = RF R Acc F F Max Max där termen i nämnaren är en norrnaliseringsfaktor, varvid motorfordonet 1 har ett accelerationsöverskott om R A66 > 0 , ett accelerationsunderskott om R m, < 0 och en accelerationsjämvikt om R = 0. Vidare om R Ace > 1 så kan all motorstyrka användas för att Acc accelerera motorfordonet 1, varvid motorfordonet 1 ökar i hastighet utan att kraft behöver tillföras från motom 10 (exempelvis vid branta nedförslut).

Den andra parametem R A66 kan användas inom många tillämpningsområden relaterade till olika funktioner i ett motorfordon 1, såsom exempelvis vid bestämning av ett "virtuellt gaspedalvärde" som sedan i sin tur kan användas som indata i ytterligare andra tillämpningar i motorfordonet 1.

Av det ovan sagd avser därför föreliggande uppfinning dessutom användning av den första RF och/eller den andra R Accparametern i ett flertal olika tillämpningar relaterade till diverse funktioner i ett motorfordon 1. Exempel på tillämpningar är: 0 Bestämning av ett virtuellt gaspedalvärde eller en virtuell förare; 0 Styrning av växlingsval och val av växlingsstrategier; 0 Styrning av aggregat for t.ex. kompressor, generator och ac-pump; 0 Förartips, t.ex. för att avgöra om en förare kör ekonomiskt eller inte exempelvis. vid backtagning; och 0 Farthållning medelst farthållare. 10 15 20 25 30 10 Såsom nämnts ovan kan den första R F eller andra R "parametem användas för bestämning av ett virtuellt gaspedalvärde. Med uttrycket virtuellt gaspedalsvärde skall i detta sammanhang förstås ett teoretiskt beräknat värde som kan vara, och Vanligtvis är, ett annat värde än det faktiska gaspedalvärdet, varvid det sistnämnda värdet är det faktiska värde gaspedalen antar när en förare trycker ned gaspedalen vid framförande av motorfordonet 1.

Om den andra parametern R används för att beräkna ett sådant virtuellt gaspedalvärde kan Acc detta ske medelst en mappningsfunktion såsom visas i grafen i figur 3, där virtuella gaspedalvärden (y-axeln), Pv, visas som en funktion av den andra parametem R ACC (x-axeln) representerande accelerationskapaciteten för motorfordonet 1.

I figur 3 visas hur det virtuella gaspedalvärdet med nämnda mappningsfimktion översätts till 100 %, vilket motsvarar flillgas, när den andra parametem R ACC antar ett värde mindre än 0, och översätts till 0 %, vilket motsvarar ingen gas, när R Am antar ett värde större än 1. En sådan mappning av den andra parametem R Ace innebär att det virtuella gaspedalvärdet översätts till 100 % vid kraftjämvikt respektive kraftunderskott, d.v.s. när R A66 S 0 , och någonstans mellan 0-100 % när motorfordonet 1 har kraftöverskott (i figur 3 är funktionen linjär i detta intervall).

När hela motorstyrkan kan användas till att accelerera motorfordonet 1, d.V.s. när R ACC= 1, översätts gaspedalvärdet till 0 %, och i en sådan situation kan en tillämpning vara att försöka efterlikna en gaspedalrörelse som en verklig förare har när han/hon kör ekonomiskt och vill hålla konstant hastighet, t.ex. släpper av på gasen på krön och nedforsbackar, samt gasar vid ingångar in i backar och i backarna. Därmed modelleras en verklig förare med en virtuell sådan enligt denna tillämpning. Det inses därför att det virtuella gaspedalvärdet kan användas i en rad tillämpningar vilka beror på ett gaspedalvärde, såsom modellering av virtuell förare for att ge förartips, styrning av aggregat, indikering av förartips, o.s.v. Vidare bör det förstås att det virtuella gaspedalvärdet antingen kan användas som den enda inparametem i nämnda tillämpningar eller i kombination med andra inparametrar, såsom exempelvis det faktiska gaspedalvärdet. 10 15 20 25 30 ll I figur 4 visas ett exempel på en mappningsfunktion av ett virtuellt gaspedalvärde vid användning av en farthållare alternativt en så kallad "cruise control". Y-axeln representerar tillåtna värden för en virtuell gaspedal och x-axeln representerar en differens mellan en önskad låst hastighet på farthållaren (d.v.s. den inställda önskade hastigheten på farthållaren) och motorfordonets l nuvarande faktiska hastighet. Denna differens mellan de två hastigheterna kommer att definiera tillåtna vården som den virtuella gaspedalen får anta, och mellan dessa ytterlighetsvärden bestäms det virtuella gaspedalvärdet av den andra parametem R Am (exempelvis medelst en mappningslíinktion visad i figur 3). T.ex., vid körning med farthållare vet styrsystemet den hastighet föraren vill att motorfordonet 1 skall köras på och därför kan avvikelsen (offset) från V38, tas ibeaktande, där V36, är den önskade hastigheten motsvarande ett offsetvärde på 0 i figur 4. Om hastigheten sjunker under Vse, så minskar pedalvärdets rörelsefrihet och pedalvärdet tvingas mot maximumvärdet (Max i figur 4). På motsvarande vis, om hastigheten ökar över Vse, så minskar rörelsefriheten även i detta fall och pedalvärdet tvingas allt eftersom mot minimumvärdet (Min i figur 4) i syfte att hålla motorfordonet 1 på det önskade hastighet VM.

I ett sådant utförande innebär det att den andra parametem R ACC kommer att vara en inparameter vid gaspedalsuträkningen kopplat till en farthållartillärnpning när systemet försöker hålla en konstant hastighet på motorfordonet 1 beroende på olika körförhållanden, t.ex. väglutning, och begränsningarna av gaspedalvärdet anger om systemet vill öka/minska i hastighet. I en tillämpning som denna försöker systemet modellera en verklig förare med en virtuell förare, där den verkliga föraren försöker hålla en konstant hastighet, vilket innebär att om motorfordonet 1 ligger över eller under målhastighet kompenseras detta genom att hastigheten minskas eller ökas. Om däremot motorfordonet 1 ligger på önskad hastigheten så är det omgivningsfaktorer, såsom väglutning, vindmotstånd, fordonsvikt, o.s.v. vilka bestämmer gaspedalvärdet (R Am i modellen).

Vidare kan systemet modellera ett virtuellt gaspedalläge utfört av en tänkt förare vilken framför motorfordonet 1 ekonomiskt, t.ex. genom att föraren släpper av på gasen över krön och i nedförsbackar, samt trycker ned gasen när motorfordonet 1 går in i backar. Det virtuella gaspedalläget kan då användas som en inparameter i de system tillhörande motorfordonet 1 10 15 20 25 30 12 vilka använder det faktiska gaspedalläget som inparameter. Med ett sådant förfarande kan då exempelvis ett växelval styras i ett motorfordon 1 som körs på farthållare med beaktande av den virtuella gaspedalen, vilket möjliggör växlingar som resulterar i väldigt låga motorvarvtal och därmed också reducerad bränsleförbrukning och mekaniskt slitage. Exempel på sådana situationer är t.ex. inedförsbackar då motorn 10 "släpas", d.v.s. motorbromsar. Genom att i en sådan situation lägga i en hög växel (t.ex. en överväxel) som ger ett mycket lågt motorvarvtal minskas motorns 10 friktion och istället kan motorfordonet 1 accelerera med den energi som motorfordonet 1 annars hade gått miste om p.g.a. motorbrornsning.

Mer detalj erat kan bestämning av ett virtuellt gaspedalvärde t.ex. ske enligt flödesdiagrammet i figur 9 där stegen innefattar: 1.

Avläsning av olika sensorer anordnade på motorfordonet 1, och avläsning av tillgänglig inforrnation/ data från övriga system i motorfordonet 1, varvid de övriga systemen kan avse motorstyrsystem, bromsstyrsystem och styrsystem för växellåda; Inläsning av fordonsdata om styrenhetens konfiguration, vilken innefattar aktuell information om motorfordonets konfiguration l, såsom differentialutväxling och typ av växellåda 20, o.s.v.; Beräkning av motorfordonets 1 nuvarande körrnotstånd FD, utifrån inforrnation/data erhållna vid steg 1 och 2 ovan; Beräkning av motorfordonets 1 nuvarande maximala drivkraft F Max med nuvarande drivlineutväxling utifrån det maximala svänghjulsmoment som motorn 10 kan leverera vid nuvarande motorvarvtal (jämför med momentkurvan i figur 2); Beräkning av motorfordonets 1 accelerationskapacitet R Ace utifrån värden erhållna i steg 3 och 4 ovan, varvid accelerationskapaciteten bestäms som drivkraftkapaciteten R F norrnaliserat med en normaliseringsfaktor; och Översättning av motorfordonets 1 accelerationskapacitet R m, till ett virtuellt gaspedalsvärde (Pv), vilket kan ske med någon av tidigare beskrivna mappningsmetoder.

En annan användning av den första RF och/eller den andra R Accparametern är vid styrning av diverse aggregat för exempelvis luftkompressorer, generatorer och ac-pumpar (för 10 15 20 25 30 13 luftkonditionering) i motorfordon l. Styrning av en luftkompressor kan ske på så vis att referenstrycket som kompressom har for att ladda luft höjs när motorfordonet 1 har ett kraftöverskott/accelerationsöverskott, vilket innebär att systemet tillvaratar den överskottsenergi som motorfordonet l exempelvis erhåller i nedförsbackar genom att driva kompressom i dessa situationer och därmed eftersträva att ha ett högt tryck i lufttankama när systemet kan erhålla "gratis" energi, och tvärtom ett lägre tryck i lufttankama när energin måste tas ifrån motom 10, vilket innebär att systemet undviker att driva luftkompressom när bränsle sprutas in i motom 10 för att därmed undvika att effekt går åt till luftkompressom i sådana situationer. Figur 5 visar ett exempel på hur luftkompressorers referenstryck kan styras direkt medelst den andra parametem R Ace . Detta exempel visar hur referenstrycket PRC f uttrycks som en funktion av motorfordonets 1 accelerationskapacitet R . Funktionen i figur Acc 5 visar att referenstrycket PRef är lågt när motorfordonet 1 har ett accelerationsunderskott (kraftunderskott) och högt då motorfordonet l har ett accelerationsöverskott (kraftöverskott), och däremellan ett linjär ökande referenstryck. Referenstrycket PRef kan även styras indirekt av den andra parametem R ACC genom att det görs beroende av ett virtuellt gaspedalvärde som i sin tur är bestämd av den andra parametem R ACC .

En ytterligare användning av den första RF och/eller den andra R Accparametem är vid bestämning av växlingsval och växlingsstrategi för en växellåda 20.

Vanligtvis är växellådan 20 i ett motorfordon 1 av manuell eller automatisk typ (automatlåda), men också av typen automatisk manuell växellåda (Automatic Manual Transmission, AMT).

Automatiska växellådor och automatisk manuella växellådor är automatiserade växellådssystem, och det är vanligt att dessa växellådssystem styrs av en styrenhet 110, vilken är anordnad att styra växellådan 20 exempelvis vid växling, såsom val av växel vid en viss hastighet med ett visst körmotstånd. Styrenheten 110 kan mäta varvtal och växellådans 20 tillstånd och styra densamma medelst magnetventiler kopplade till tryckluftsanordningar.

Vidare skickas information om motom 10, såsom motorvarvtal och motorrnoment, från motor 10 till styrenheten 110 via exempelvis en CAN-buss (Controller Area Network). 10 15 20 25 14 I konventionella växlingssystem använder styrenheten 110 tabellerade motorvarvtalsgränser, även benämnda växlingspunkter, Vilka anger det motorvarvtal då en ned- eller uppväxling skall åstadkommas i växellådan 20, d.v.s. när varvtalet for motorn 10 passerar ett motorvarvtal for en växlingspunkt växlar motorfordonet l. Växlingspunkterna kan därför förstås som att de innefattar information dels om när en ned- eller uppväxling skall ske och dels om antal växlingssteg som skall utforas vid nämnda ned- eller uppväxling. Vanligt är att varje växlingspunkt anger ett till tre växlingssteg, men det är möjligt med fler växlingssteg.

Figur 6 visar principiellt ett exempel på ett flertal tabellerade växlingspunkter bildandes linjer SP1-SP6 i en graf där x-axeln representerar motorrnoment och y-axeln varvtalet för motorn 10 i enheten varv per minut (revolutions per minute, rpm). Så länge motorvarvtalet är mellan växlingslinjema SP1 och SP4 sker ingen växling, men om motorvarvtalet går över en uppväxlingslinj e, SPl-SP3, initieras en uppväxling, och på motsvarande sätt initieras en nedväxling om motorvarvtalet går under en nedväxlingslinj e, SP4-SP6. Antal upp- respektive nedväxlingssteg för var och en av linjema SP1-SP6 anges i tabell 1 nedan. Exempelvis, om motorvarvtalet går över linje SP1 sker en uppväxling med ett växlingssteg och om motorvarvtalet går under linje SPS sker en nedväxling med två växlingssteg.

SP1 Uppväxlingsvarvtal för 1 steg upp SP2 Uppväxlingsvarvtal för 2 steg upp SP3 Uppväxlingsvarvtal för 3 steg upp SP4 Nedväxlingsvarvtal för 1 steg ned SP5 Nedväxlingsvarvtal for 2 steg ned SP6 Nedväxlingsvarvtal for 3 steg ned Tabell 1: Ned- och uppväxlingslinjer SP1-SP6 Valet av växlingspunkter påverkar bl.a. köregenskaperna och bränsleförbrukningen för motorfordonet l, varför dessa noggrant måste kalibreras av motorfordonstillverkama.

Kalibreringen går till som så att olika växlingsstrategier testas fältmässigt under olika körsituationer, såsom vid olika gaspådrag, väglutningar och tågvikter. Testresultaten måste sedan noga analyseras för fastsällande av lämpliga växlingspunkter. 10 15 20 25 30 15 Vidare fastställs antal växlingssteg i konventionella växlingssystem genom att motorfordonets 1 acceleration regelbundet mäts och utifrån dessa mätdata bestäms antalet växlingssteg. Hög uppmätt acceleration leder till fler växlingssteg och låg uppmätt acceleration till färre växlingssteg i sådana konventionella system. Den uppmätta accelerationen jämförs sedan mot olika accelerationströskelvärden sparade i tabeller, och det är bestämningen av nämnda tröskelvärden som avgör hur många växlingssteg som skall utföras vid en växling i ett givet körförhållande. Tröskelvärdena är motorberoende och därför anpassade för en specifik motor 10. För att bestämma lämpliga tröskelvärdena krävs det att tillverkarna av motorfordon utför omfattande kalibrering för erhållande av dessa.

Det inses därför att den första och/eller den andra parametem kan användas vid bestämning av växlingspunktema för en växellåda 20 eftersom dessa parametrar ger ett mått på motorfordonets 1 kraftkapacitet/accelerationskapacitet. Om motorfordonet 1 har en stor accelerationskapacitet tillåts växlingspunkter vilka ger låg bränsleförbrukning, vilket oftast innebär ett lågt motorvarvtal, men om motorfordonet 1 har låg accelerationskapacitet är det eftersträvat med växlingspunkter vilka innebär att motorfordonets 1 drivkraft är så hög som möjligt, vilket oftast innebär ett högt motorvarvtal eftersom det vanligtvis ger en hög motoreffekt.

Vidare kan den första RF och/eller den andra R Accparametern direkt eller indirekt (via bestämning av ett virtuellt gaspedalvärde) användas vid bestämning av ett målvarvtal för en växellåda 20. Ett målvarvtal (oT kan förstås som ett eftersträvat motorvarvtal för motorfordonets 1 motor 10 och kan bestämmas utifrån antagande och kunskap om motoms 10 funktionssätt och prestanda. Vanligtvis arbetar en motor 10 mer effektivt och bättre på vissa varvtal jämfört med andra varvtal. Med effektivt och bättre menas mindre bränsleförbrukning, lägre vibrationsnivåer, tystare gång, etc. Målvarvtalet (oT kan tillhöra motorvarvtalsintervallet 500-2500 rpm, och företrädelsevis inom intervallet 1000-1400 rpm för en motor 10 itunga fordon såsom en lastbil eller buss, men är vanligtvis högre för personbilar.

I ett växlingssystem med ett målvarvtal coT styrs ned- och uppväxlingspunkter relativt målvarvtalet (oT , vilket innebär att ned- och uppväxlingspunktema bestäms utifrån 10 15 20 25 30 16 målvarvtalet coT . Om motorfordonet 1 är anordnad för steglös utväxling kan motorns 10 motorvarvtal styras så att den för ett lågt värde på R A66 körs på ett motorvarvtal som ger hög drivkraft och för ett högt värde på R körs på ett motorvarvtal som ger låg Ace bränsleförbrukning.

I figur 7 visas en mellan uppväxlingslinj er SP1-SP3 och nedväxlingslinj er SP4-SP6 placerad målvarvtalslinje CI) illustrerad som en prickad linje. I figuren visas med pilar hur uppvåxlingslinj er SPl-SPS och nedvåxlingslinj er SP4-SP6 är relaterade till målvarvtalslinj en CI> . Det innebär att om målvarvtalslinj en CI) ändras (parallellt förskjuts upp eller ned enligt de streckade pilama) kommer också motorvarvtalet för växlingslinj erna SP1-SP6 att förskjutas parallellt. Växlingslinjema SP1-SP6 kan exempelvis följa förändringen av målvarvtalslinjen CD proportionerligt med en skalfaktor, och denna skalfaktor kan vara olika för upp- respektive nedvåxlingslinjer, men också samma för dessa, i vilket fall en fastställd inbördes relation mellan upp- och nedväxlingspunktema erhålles. Det är också möjligt att ha individuella skalfaktorer för varje enskild växlingslinje SP1-SP6, d.v.s. att vissa växlingslinj er SP1-SP6 ändra sig mer eller mindre än andra växlingslinj er SP1-SP6 baserat på samma förändring av målvarvtalslinj en CD .

Ytterligare beskrivning av och exempel på användningsområden för den första RF och/eller den andra R Accparametern återfinnas i de ej offentligjorda svenska patentansökningama: SE 0950654-4, SE 0950655-1, SE 0950656-9, SE 0950668-4, SE 0950657-7, SE 0950658-5, SE 0950659-3, SE 0950667-6, SE 0901182-6 och SE 0950660-1. Vidare kan nämnda parametrar även användas i tillämpningar beskrivna i de tre ej offentligjorda svenska patentansökningarna med benämningarna: "Förfarande och system för framförande av ett fordon I", "F örfarande och system för framförande av ett fordon II" och "F örfarande och system för framförande av ett fordon III", alla med samma inlämningsdatum som föreliggande patentansökan och av samma sökande.

Såsom inses av fackmannen kan en metod för bestämning av en första RF eller andra R Accparameter representerande ett absolut mått (d.v.s. drivkraftkapacitet) respektive ett relativt mått för accelerationskapacitet hos ett motorfordon 1 enligt föreliggande uppfinning 10 15 20 25 30 17 dessutom implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datom utför metoden. Datorprogrammet är innefattat i en datorprogramprodukts datorläsbara medium, varvid nämnda datorläsbara medium består av ett lämpligt minne, såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Vidare avser uppfinningen ett system för bestämning av den första RF eller den andra R Accparametern i överensstämmelse med bestämningen av nämnda parametrar enligt någon av metodema ovan.

Systemet enligt uppfinningen innefattar åtminstone en styrenhet 110, vilken schematiskt visas i figur 8, varvid styrenheten 110 i sin tur kan innefatta en beräkningsenhet 111, vilken kan utgöras av väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital Signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Beräkningsenheten 111 är förbunden med en, i styrenheten 110 anordnad, minnesenhet 112, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 111 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 111 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 111 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 112.

Vidare är styrenheten 110 försedd med anordningar 113, 114, 115, 116 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågforrner, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningama 113, 116 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler, vilka kan behandlas av beräkningsenheten 1 1 1. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 111. Anordningama 114, 115 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 111 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av systemet för bestämning av ned- och uppväxlingspunkter. En fackman inser att den ovan nämnda datom kan utgöras av beräkningsenheten 111 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 112. 10 15 18 Var och en av anslutningarna till anordningama för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN- buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. Även anslutningarna 70, 80, 90, 100 i figur l kan utgöras av en eller flera av dessa kablar, bussar, eller trådlösa anslutningar.

Fackmannen förstår vidare att systemet enligt uppfinningen kan modifieras enligt de olika utföringsformema av metoden för bestämning av den första RF eller andra R Accparametem enligt uppfinningen.

Vidare avser uppfinningen ett motorfordon 1, såsom en personbil, lastbil eller buss, innefattande åtminstone ett system för bestämning av den första RF eller andra R Accparametern enligt uppfinningen.

Slutligen inses det att föreliggande uppfinning inte är begränsad till de ovan beskrivna utföringsformema av uppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsformer av uppfinningen inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång.

Claims (16)

10 15 20 25 30 19 PATENTKRAV

1. Metod för bestämning av en första parameter RF representerande en drivkraftkapacitet hos ett motorfordon (1), vilket motorfordon (1) innefattar en drivlina inrättad att anta olika drivlineutväxlingar för drivning av nämnda motorfordon (1), varvid nämnda drivlina innefattar åtminstone en motor (10) och åtminstone en växellåda (20), kännetecknad av att nämnda första parameter R F bestäms baserat på en differens mellan en forsta drivkraft F är en Ma, och en andra drivkraft FD, , varvid nämnda första drivkraft F Max maximal drivkraft för nänmda motorfordon (l) tillgänglig på en nuvarande drivlineutväxling och nämnda andra drivkraft FD, är ett nuvarande körrnotstånd för nänmda motorfordon (1).

2. Metod enligt patentkrav 1, varvid nämnda första drivkraft F M är en drivkraft vilken via nämnda drivlina driver nämnda motorfordon (1) i dess färdriktning vid nuvarande maximalt tillgängligt motormoment för nämnda motor (10).

3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, varvid nämnda andra drivkraft FD, är en drivkraft vilken kan anta ett positivt eller ett negativt värde och verkar på nänmda motorfordon (1) i dess färdriktning, vilken andra drivkraft FD, beror av en eller flera parametrar tillhörande gruppen innefattande: luftmotstånd, rullmotstånd, friktion i nämnda drivlina, tröghetsmoment, topografisk kartdata, väglutning, och en massa for nämnda motorfordon ( 1).

4. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid - nämnda första drivkraft F Ma, definieras som: F Ma, = EngTÛ, ><íT,, , varvid EngTÛ, betecknar ett tillgängligt maximalt motorrnoment för nämnda motor (10) vid nuvarande motorvarvtal, och im betecknar en nuvarande drivlineutväxling för nämnda drivlina fram till och med drivhjulen medräknat hjulradien; och - nämnda andra drivkraft FD, definieras som: FD, = FR, - m >< a, varvid F D, betecknar en nuvarande faktisk drivkraft för nämnda motor (10), m en massa och a en acceleration för nämnda motorfordon (l). 10 15 20 25 30 20

5. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda första parameter RF bestäms av ekvationen: RF = F MF, _ F D, , varvid nämnda motorfordon (1) har ett drivkraftöverskott om RF > 0 , ett drivkraftunderskott om RF < 0 och en drivkraftj ämvikt om RF=o.

6. Metod enligt något av föregående patentkrav, vidare innefattande bestämning av en andra parameter R m, representerande en accelerationskapacitet hos nämnda motorfordon (1), varvid nämnda andra parameter R m, definieras som kvoten mellan nämnda första parameter RF och en normaliseringsfaktor.

7. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda andra parameter " ' FMax _ F Dr F ' " R Am bestams av ekvationen: R Act = Fa = i , varvid namnda motorfordon ( 1) har ett Max Max accelerationsöverskott om R ACC > 0 , ett accelerationsunderskott om R Am < 0 och en accelerationsjämvikt om R = 0. Acc

8. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda motorfordon (1) innefattar åtminstone en styrenhet (110), såsom en elektronisk kontrollenhet (ECU), anordnad för styrning av en eller flera funktioner hos nämnda motorfordon (1), vilken nämnda första RF eller nämnda andra R A66 parameter bestäms kontinuerligt i realtid av nämnda styrenhet (110).

9. Metod enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda motorfordon (1) är något tillhörande gruppen innefattande: personbil, buss och lastbil.

10. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden eller användningen enligt något av patentkrav 1-9.

11. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 10, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara 10 15 20 25 30 21 medium tillhörande något ur gruppen innefattande: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically EPROM) och hårddiskenhet.

12. System för bestämning av en forsta parameter RF representerande en drivkraftkapacitet hos ett motorfordon (1), varvid nämnda system innefattar åtminstone en styrenhet (110) anordnad för styrning av en eller flera funktioner hos nämnda motorfordon (1), vilket motorfordon (1) innefattar en drivlina inrättad att anta olika drivlineutväxlingar för drivning av nämnda motorfordon (1), varvid nämnda drivlina innefattar åtminstone en motor (10) och åtminstone en växellåda (20), kännetecknat av att nämnda styrenhet (110) är anordnad att bestämma nämnda första parameter RF baserad på en differens mellan en första drivkraft F Max och en andra drivkraft F Dr , varvid nämnda första drivkraft F Max är en maximal drivkraft för nämnda motorfordon (1) tillgänglig på en nuvarande drivlineutväxling och nämnda andra drivkraft F D, är ett nuvarande körrnotstånd för nämnda motorfordon (1).

13. System enligt patentkrav 12, varvid nämnda styrenhet (110) vidare är anordnad att bestämma en andra parameter R ACE representerande en accelerationskapacitet hos nämnda motorfordon (1), varvid nämnda andra parameter R Ace definieras som kvoten mellan nämnda första parameter RF och en norrnaliseringsfaktor.

14. System enligt patentkrav 13, varvid nämnda andra parameter R Acc bestäms av . F Max - F D, RF . .. ekvationen: R ACC = Fä = , varvid namnda motorfordon (1) har ett Max Max accelerationsöverskott om R AW > 0, ett accelerationsunderskott om R Ace < 0 och en accelerationsjåmvikt om R FCC = 0.

15. Motorfordon (1), såsom personbil, lastbil eller buss, innefattande åtminstone ett system enligt något av patentkrav 12-14.

16. Användning av en forsta parameter RF representerade en drivkraftkapacitet och/eller en andra parameter R representerande en accelerationskapacitet hos ett Acc 22 motorfordon (1), Vilken forsta RF och andra R Accparameter bestäms enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda forsta RF och/eller andra R parameter används i en Acc eller flera tillämpningar relaterade till en eller fler funktioner i ett motorfordon (1) tillhörande gruppen innefattande: bestämning av virtuellt gaspedalvärde; styrning av växlingsval; val av växlingsstrategi; styrning av aggregat exempelvis kompressor, generator och ac-pump; farthållarfunktion och farthållning; och indikering av förartips.