SE1200392A1

SE1200392A1 - Transmissionsstyrning

Info

Publication number: SE1200392A1
Application number: SE1200392A
Authority: SE
Inventors: Oskar Johansson; Mikael Oegren; Fredrik Roos
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-12-28
Also published as: US9821803B2; BR112014031116B1; CN104411561A; EP2867091A1; SE538648C2; EP2867091B1; US20150321670A1; RU2015102347A; WO2014003654A1; BR112014031116A2

Abstract

Förfarande och system för styrning av en farthällning och aven transmission i ett fordon under ett vägavsnitt, varvidnämnda fordon innan nämnda vägavsnitt har tillämpatfrihjulning och utnyttjar nämnda farthällning. Enligtföreliggande uppfinning utförs en sänkning av enreferenshastighet vﬁ¿ utnyttjad vid nämnda farthållning undernämnda frihjulning till en för vägavsnittet definierad lägstatillåten hastighet vmﬂ om nämnda sänkning bedöms somtillämplig. En jämförelse av en från ett motorsystem ifordonet begärd drivkraft Em med ett tröskelvärde Fnm förnämnda drivkraft utförs också. Frihjulningen avbryts sedan omnämnda begärda drivkraft Em överstiger nämnda tröskelvärde Fhm för nämnda drivkraft. Fig. 5

Description

lO Växellàdan 103 illustreras här schematiskt som en enhet. Dock kan växellådan 103 fysiskt även bestå av flera samverkande växellådor, till exempel av en range-växellåda, en huvudväxellåda och en splitväxellåda, vilka är anordnade längs fordonets drivlina. Växellådan kan innefatta ett lämpligt antal växellägen. I dagens växellådor för tunga fordon är tolv växlar för drift framåt, två backväxlar och ett neutralt växelläge vanligen förekommande. Om växellådan 103 fysiskt består av flera delväxellådor enligt ovan fördelas dessa tolv framåtdrivande växlar på två växlar i range-växellådan, tre växlar i huvudväxellådan och två växlar i split-växellådan, vilka tillsammans utgör tolv växellägen (2*3*2=12). Fordonet 100 innefattar vidare drivaxlar 104, 105, vilka är förbundna med fordonets drivhjul 110, 111, och vilka drivs av en från växellådan 103 utgående axel 107 via en axelväxel 108, såsom t.ex. en sedvanlig differential.

Fordonet 100 innefattar vidare diverse olika bromssystem såsom ett sedvanligt färdbromssystem, vilket t.ex. kan innefatta bromsskivor med tillhörande bromsbelägg (ej visat) anordnade invid varje hjul. Motorn 101 kan styras baserat på instruktioner från en farthållare, för att hålla en konstant faktisk fordonshastighet och/eller för att variera den faktiska fordonshastigheten så att en inom rimliga hastighetsgränser optimerad bränsleförbrukning erhålls. Motorn 101 kan även styras av en förare av fordonet.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Vid till exempel nedförsbackar eller vid situationer då fordonet ska minska sin faktiska hastighet har historiskt bränslebesparingar gjorts genom en minskad begäran av positivt motormoment alternativt med hjälp av släpning. Den minskade begäran av positivt motormoment innebär att den i färdriktningen pådrivande kraft förbränningsmotorn avger via lO drivhjulen minskas, till exempel genom minskad bränsleinsprutning i motorn lOl, vilket minskar bränsleförbrukningen.

Släpning innebär att framföra fordonet med sluten drivlina, det vill säga med förbränningsmotorn 101 förbunden med fordonets drivhjul 110, lll, samtidigt som bränsletillförseln till förbränningsmotorn 101 stängs av. En fördel med denna typ av åtgärd är att eftersom bränsletillförsel till förbränningsmotorn är avstängd är också förbränningsmotorns förbrukning lika med noll. Åtgärden innebär dock även att förbränningsmotorn 101 kommer att drivas av fordonets drivhjul via drivlinan, så kallad ”släpning” åstadkoms alltså, varvid förbränningsmotorns interna förluster ger upphov till en bromsande verkan, det vill säga att fordonet motorbromsas.

Minskning av begärt motormoment och släpning sänker visserligen bränsleförbrukningen, men denna sänkning är inte alltid optimerad dels eftersom det minskade motormomentet trots allt oftast förbrukar mer bränsle än nödvändigt och dels eftersom släpningen dessutom tillför en icke-bränsleekonomisk motorbromsning av fordonet.

Ett sätt att ytterligare sänka bränsleförbrukningen är att låta fordonet frihjula, genom att såsom beskrivs nedan antingen utnyttja ett neutralt växelläge i växellådan 103 eller att öppna kopplingen. Genom utnyttjande av frihjulning åstadkoms en ännu lägre bränsleförbrukning än med släpning, eftersom motorbromsning elimineras samtidigt som motorvarvet sänks till ett minimum. Frihjulning kan utföras med motor 101 igång eller avstängd.

Vid farthàllarkörning kan små underslängar för fordonets faktiska hastighet under farthållarens set-hastighet vgü göra att frihjulningen felaktigt avbryts då tidigare kända system utnyttjas, vilket försämrar bränslebesparingen erhållen från frihjulningen i dessa system samt resulterar i inkonsekvent frihjulning, det vill säga i att frihjulning avbryts under en kort tid för att sedan utnyttjas igen.

Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att förbättra bränslebesparingen då frihjulning tillämpas samt att undvika kortvariga och felaktiga avbrott av frihjulningen.

Detta syfte uppnås genom det ovan nämnda förfarandet enligt den kännetecknande delen av patentkrav l. Syftet uppnås även av systemet enligt den kännetecknande delen av patentkrav 25.

Syftet uppnås även genom ovan nämnda datorprogram och datorprogramprodukt.

Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning uppnås syftet, det vill säga att förbättra lönsamheten då frihjulning tillämpas samtidigt som inkonsekvens på grund av kortvariga avbrott av frihjulning minskas.

Enligt föreliggande uppfinningen kan styrning av frihjulning vid farthållarkörning vid vissa situationer göra att frihjulningen kan utsträckas längre i tiden än med tidigare kända lösningar. Därför kan frihjulning styras till att utnyttjas väsentligen hela tiden då den verkligen är lönsam, eftersom kortvariga avbrott av frihjulningen undviks. I tidigare kända system har upprepningar av aktivering och inaktivering av frihjulning ibland uppstått, vilket undviks med föreliggande uppfinning. Härigenom upplevs frihjulningsfunktion som mer konsekvent, vilket av en förare av fordonet intuitivt upplevs som en riktig styrning av funktionen. Då förarens förståelse för frihjulningsfunktionen ökar kommer även utnyttjandegraden av funktionen öka, vilket totalt sett minskar bränsleförbrukningen i fordonet.

Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning erhålls ett mycket exakt och väl underbyggt val av om frihjulning ska tillämpas eller inte under ett vägavsnitt framför fordonet.

Syftet med att göra detta val relaterat till utnyttjande frihjulning är att få ner motorvarvtalet så lågt som möjligt och därmed spara bränsle.

Enligt föreliggande uppfinning utförs en sänkning av en referenshastighet vmf utnyttjad vid farthållningen om denna sänkning bedöms som tillämplig. Sedan jämförs en, från ett motorsystem i fordonet begärd drivkraft Em med ett tröskelvärde Fhm för att kunna bedöma om frihjulning ska avbrytas eller inte. Om den begärda drivkraften RM överstiger tröskelvärdet Fhm avbryts frihjulningen. Sänkningen av referenshastighet vﬁﬁ enligt föreliggande uppfinning gör dock att frihjulningen kan fortsätta tillämpas i situationer då den med tidigare kända lösningar hade avbrutits, vilket reducerar bränsleförbrukningen, samt ger en minskad inkonsekvens vid valet av transmissionsmod, där transmissionsmod innefattar frihjulning samt växellägen i växellådan. Härigenom erhålls en exakt och balanserad förutsägelse av om frihjulning ska avbrytas eller inte.

I detta dokument utgör frihjulning ett imaginärt/fiktivt högsta växelläge, och valet av en lägre transmissionsmod utgör ett avbrytande av denna frihjulning. Med andra ord görs här en nedväxling från ett imaginärt/fiktivt högsta växelläge till ett fysiskt växelläge, där det fysiska växelläget exempelvis kan utgöra någon av de högre växlarna i växellådan 103.

Föreliggande uppfinning kan implementeras med ett lågt tillskott till komplexiteten i fordonet, åtminstone delvis eftersom uppfinningen kan utnyttja data som redan finns tillgänglig i andra system i fordonet, såsom information om väglutning som farthàllare i fordonet har tillgång till.

Föreliggande uppfinning kan utnyttjas både vid pedalkörning, det vill säga att föraren själv reglerar momentbegäran från motorn, och vid farthållarkörning. Begreppet pedalkörning innefattar här och i detta dokument utnyttjande av väsentligen alla typer av reglage anpassade för reglering av momentbegäran, såsom exempelvis en gaspedal eller en handgasanordning.

Kortfattad figurförteckning Uppfinningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, där lika hänvisningsbeteckningar används för lika delar, och vari: Figur 1 visar schematiskt delar av ett exempelfordon, Figur 2 visar schematiskt en körsituation, Figur 3 visar ett diagram över motorfriktion som funktion av motorvarvtal, Figur 4 visar ett exempel pä en simulering enligt uppfinningen, Figur 5 visar ett flödesschema för metoden enligt uppfinningen, Figur 6 visar ett exempel på en simulering enligt uppfinningen, Figur 7 visar ett exempel på en simulering enligt uppfinningen, Figur 8 visar en styrenhet enligt uppfinningen.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 2 visar schematiskt ett exempel på körsituation, en nedförsbacke följd av en uppförsbacke, dä föreliggande uppfinning kan tillämpas. Uppfinningen kan även tillämpas i lO andra körsituationer, till exempel vid en hastighetsökning, vilken kan ske på plan väg. Dock kommer här körsituationen i figur 2 av pedagogiska skäl utnyttjas för att beskriva principer för frihjulning.

För fordonet i figur 2 kan ett energisamband ställas upp för körsituationen: mgh=(1/2mv12-1/zmv12)+(I7a¿r+lﬂr+F +Fgh+F )0s (ekv.l) eng axle / nar dä. r : - næh är fordonets potentiella energi; - bhnwzär fordonets kinetiska energi uppe på krönet; - %nw3 är fordonets kinetiska energi vid backens slut; - F air är fordonets luftmotstånd; - F är fordonets rullmotständ; fi' - P' är motorfriktionen; eng - Fa är växelládsfriktionen; - FQMMV är friktion i bakaxel, tätningar och hjullager; och - s är den färdade sträckan mellan krönet och backens slut.

Som framgår av ekvation l verkar ett antal krafter F' F air f rr ' F eng f Få, och F uxle/ nav mot fordonets rörelse.

Figur 3 visar ett exempel på motorfriktion för en lastbilsmotor. Här framgår att det negativa momentet motsvarande motorfriktionen P' vilken motverkar fordonets eng ' rörelse, ökar med ökat varvtal för motorn 101 (notera att y- axeln har negativ gradering i figur 3). Omvänt gäller att minskat varvtal för motorn ger minskad kraft för motorfriktionen F" eng ' det vill säga minskat negativt moment, vilket utnyttjas av föreliggande uppfinning.

Frihjulning innebär i detta dokument att fordonets motor 101 frikopplas från fordonets drivhjul 110, 111, alltså att drivlinan öppnas. Denna frikoppling av drivhjulen 110, 111 från motorn 101, även kallad öppning av drivlinan, kan till exempel åstadkommas genom att försätta växellådan 103 i ett neutrallàge, eller genom att öppna kopplingen 106. Med andra ord överförs väsentligen ingen kraft från motorn 101 till drivhjulen 110, 110 vid frihjulningen. Frikoppling av motorn 101 från fordonets 100 drivhjul 110, 111 när fordonet 100 är i rörelse benämns i detta dokument alltså frihjulning.

Frihjulning gör att krafterna som verkar mot fordonets rörelse minskar avsevärt eftersom kraften för motorfriktionen P' då ew minskar till ett värde väsentligen lika med noll (O). Därför kan frihjulning avsevärt sänka bränsleförbrukningen genom denna minskning av motståndet mot fordonet. I vissa fall av frihjulning måste dock tomgångsbränsle tillföras motorn så att den inte stannar, medan motorn kan tillåtas att stanna i andra fall.

Detta gör att det ur ett bränslehänseende ofta är mer fördelaktigt att framföra fordonet med öppen drivlina, det vill säga under frihjulning, än med släpning, det vill säga när drivlinan är stängd samtidigt som bränsletillförseln till motorn 101 är avstängd. Anledningen till detta är att den begränsade mängd bränsle som erfordras för att hålla förbrän- ningsmotorn igång vid frikopplad förbränningsmotor uppvägs av att fordonet kan fortsätta med frikopplad förbränningsmotor en längre sträcka, exempelvis efter det att en nedförslutning har passerats. Detta beror bland annat på att fordonet kommer att uppnå en högre hastighet i exempelvis nedförslutningen vid framförande med frikopplad förbränningsmotor jämfört med att framföra fordonet med stängd drivlina utan bränsletillförsel.

Dessutom kommer vid frihjulning den kraft som motverkar fordonets framförande att vara lägre när fordonets förbränningsmotor är frikopplad från drivaxeln, eftersom det inte finns någon motorbromskraft som motverkar fordonets framfart. Detta gör att fordonet kommer att retardera långsammare exempelvis när fordonet når slutet av en nedförslutning, vilket i sin tur innebär att frihjulning ofta kan utnyttjas en relativt lång sträcka efter till exempel ett slut av en nedförsbacke. Härigenom erhålls en avsevärd minskning av bränsleförbrukningen.

Enligt föreliggande uppfinning bestäms när, det vill säga vid vilken tidpunkt, en frihjulning ska avbrytas, där hänsyn även tas till farthållarfunktionen för en farthållare i fordonet.

Enligt föreliggande uppfinning styrs farthållningen av fordonet genom att referenshastigheten vmf som utnyttjas vid denna farthållning under frihjulningen sänks till en för vägavsnittet definierad lägsta tillåten hastighet vmn om denna sänkning bedöms som tillämplig. Alltså justeras här den av farthållaren utnyttjade referenshastigheten vn; till en lägre nivå om detta är lämpligt.

För traditionella farthållare är referenshastigheten vmf lika med set-hastigheten væt som väljs av till exempel föraren.

För referenshastighetsreglerande farthållare, till exempel look ahead-farthållare (LACC), väljer föraren en set-hastighet væt för farthàllaren. Denna set-hastighet væt är relaterad till en hastighet fordonet ska hålla på plan väg.

Referenshastighetsreglerande farthållare kan baserat åtminstone på denna set-hastighet væt sedan styra referenshastigheten vgﬁ, vilken utgör det börvärde lO motorsystemet regleras med så att en eftersträvad faktisk fordonshastighet erhålls till exempel på kuperade vägar.

Eftersom referenshastigheten vmf, för både traditionella farthållare och för LACC, är det börvärde mot vilket motorsystemet regleras är det detta börvärde som är avgörande för om ett motormoment/drivkraft kommer att begäras från motorsystemet eller inte. Först när referenshastigheten vmf underskrids kommer moment/drivkraft att begäras från motorsystemet.

Föreliggande uppfinning jämför en drivkraft EN, som begärs från motorsystemet, med ett tröskelvärde Fhm för denna drivkraft. Om den begärda drivkraften En överstiger detta tröskelvärde Fhm avbryts enligt uppfinningen frihjulningen.

Eftersom referenshastigheten v¿& innan denna jämförelse enligt uppfinningen kan ha justerats nedåt om så krävs erhålls en mycket följsam och effektiv styrning av transmissionen i fordonet, det vill säga av om frihjulning ska tillämpas eller inte. Nedjusteringen av referenshastigheten væf kan till exempel användas för att frihjula över korta flackare partier på vägavsnittet, genom att där låta hastigheten först sjunka för att sedan rulla upp i fart igen, istället för att behöva avbryta frihjulningen, till exempel genom att lägga i en växel.

I det icke-begränsande exemplet i figur 4 visas en illustrering av en simulerad framtida hastighetsprofil vämjmæt, vilken kommer att beskrivas mer i detalj nedan. I figur 4 visas schematiskt hur farthållarens referenshastighet vfﬁ sänks, vilket gör att frihjulningen inte avbryts på grund av att drivkraft begärs under den första tillfälliga och korta nedgången hos den framtida hastighetsprofilen vﬁmßoüt. Figur 4 kommer att beskrivas mer i detalj nedan. lO l5 2D ll Figur 5 visar ett flödesschema för förfarandet enligt föreliggande uppfinning. I ett första steg 501 av förfarandet utförs en sänkning av referenshastigheten vmf om denna sänkning bedöms som tillämplig. Såsom nämnts ovan utnyttjas referenshastigheten vfü av farthållaren i fordonet under frihjulningen som av fordonet har använts innan fordonet nådde fram till vägavsnittet som nu ligger framför fordonet.

I ett andra steg 502 för förfarandet jämförs den drivkraft Fda som begärs från motorsystemet med ett tröskelvärde Fnm för drivkraften.

I ett tredje steg 503 av förfarandet avbryts frihjulningen om den begärda drivkraften EN är större än tröskelvärdet Fnm.

Avbrytningen av frihjulningen görs enligt en utföringsform av styrsystemet självt. Enligt en annan utföringsform presenterar styrsystemet förslaget att frihjulningen bör avbrytas, varefter föraren får välja om frihjulningen ska avbrytas eller inte.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utförs bedömningen av om sänkningen är tillämplig eller inte baserat på en simulering av en framtida hastighetsprofil v§m¿mßt för en faktisk hastighet relaterad till frihjulning för fordonet under vägavsnittet. Denna simulering utförs vid den första tidpunkten T1, då vägavsnittet ligger framför fordonet och utförs baserat åtminstone på en väglutning för vägavsnittet.

Alltså utförs simuleringen så att den utgår från fordonets nuvarande position och situation vid den första tidpunkten T1 och blickar framåt över vägavsnittet, varvid simuleringen görs baserat på en väglutning för vägavsnittet.

Till exempel kan simuleringen utföras i fordonet med en förutbestämd frekvens, såsom exempelvis med frekvensen 1 Hz, 12 vilket innebär att ett nytt simuleringsresultat är klart varje sekund. Vägavsnittet för vilken simuleringen utförs innefattar en förutbestämd sträcka framför fordonet, där denna exempelvis kan vara 1-4 km lång. Vägavsnittet kan även ses som en horisont framför fordonet, för vilken simuleringen skall utföras.

Förutom den ovan nämnda parametern väglutning kan simuleringen även baseras på en eller flera av ett körsätt, en nuvarande faktisk fordonshastighet, åtminstone en motoregenskap, såsom maximalt och/eller minimalt motormoment, en fordonsvikt, ett luftmotstånd, ett rullmotstånd, en utväxling i växellådan och/eller drivlinan, en hjulradie.

Väglutningen som simuleringarna baseras på kan erhållas på ett antal olika sätt. Väglutningen kan bestämmas baserat på kartdata, exempelvis från digitala kartor innefattande topografisk information, i kombination med positioneringsinformation, såsom exempelvis GPS-information (Global Positioning System). Med hjälp av positioneringsinformationen kan fordonets position i förhållande till kartdatan fastställas så att väglutningen kan extraheras ur kartdatan.

I flera idag förekommande farthållarsystem utnyttjas kartdata och positioneringsinformation vid farthållningen. Sådana system kan då tillhandahålla kartdata och positioneringsinformation till systemet för föreliggande uppfinning, vilket gör att komplexitetstillskottet för bestämmandet av väglutningen minimeras.

Väglutningen som simuleringarna baseras på kan erhållas genom att uppskatta väglutningen som fordonet upplever vid simuleringstillfället. Det finns flera sätt att uppskatta denna väglutning, till exempel baserat på ett motormoment i 13 fordonet, på en acceleration för fordonet, på en accelerometer, på GPS-information, på radarinformation, på kamerainformation, på information från ett annat fordon, på i fordonet tidigare lagrad positioneringsinformation, eller på information erhâllen från trafiksystem relaterat till nämnda vägavsnitt. I system där informationsutbyte mellan fordon utnyttjas kan även väglutning uppskattad av ett fordon tillhandahållas andra fordon, antingen direkt, eller via en mellanliggande enhet såsom en databas eller liknande.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning baseras utvärderingen av om sänkningen av referenshastigheten vmf är tillämplig på denna simulering av den framtida hastighetsprofilen vﬁmfoæt för frihjulning. Sänkningen bedöms här som tillämplig för ett parti av vägavsnittet om den simulerade framtida hastighetsprofilen vüm¿ma¶ under detta parti är mindre än en set-hastighet væt utnyttjad av farthållaren och samtidigt är större än den lägsta tillåtna hastigheten vmn. Detta illustreras i figur 4, där den simulerade framtida hastighetsprofilen vgmimæt från en nuvarande hastighet vn, vilken motsvarar set-hastigheten væt för farthållaren, vid den första tidpunkten T1 först ökar i början av vägavsnittet för att sedan tillfälligt sjunka under set-hastigheten vgü. När den simulerade framtida hastighetsprofilen v¿m¿ußü sjunkit under set-hastigheten væt är den fortfarande större än den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ i exemplet som visas i figur 4. Därför ska enligt denna utföringsform av uppfinningen sänkningen av referenshastighet vgﬁ utföras.

Genom att beslutet om denna sänkning av referenshastighet vmf baseras på en simulering av den framtida hastighetsprofilen v¿m¿Mß¶ för vägavsnittet kan en välgrundad utvärdering av 14 situationen erhållas, vilket leder till en faktabaserad styrning av både farthållaren och frihjulningen i fordonet.

Genom utnyttjande av uppfinningen kan även sannolikheten för att ett avbrytande av frihjulning är korrekt ökas, eftersom simuleringarna görs över en längre tidsperiod. Tidigare kända lösningar har inte utnyttjat möjligheten att justera referenshastigheten vmf efter hur fordonshastigheten predikteras komma att variera, vilket till exempel i fallet visat i figur 4 hade lett till att frihjulning felaktigt hade avbrutits vid den tillfälliga nedgången för den framtida hastighetsprofilen v$m¿ma¶ för vägavsnittet. Utföringsformen enligt uppfinningen ger alltså en mer konsekvent frihjulning och en ur ett bränsleperspektiv en mer optimal styrning av farthållningen och frihjulningen.

Enligt en utföringsform tas även hänsyn till ett använt körsätt vid simuleringarna, där detta körsätt kan innefatta en eller flera av farthållarkörning, körning med släpmoment, körning efter en godtycklig momentprofil och gaspedalskörning.

Simuleringen kan även ta hänsyn till en eller flera fordonsparametrar, såsom exempelvis fordonets vikt.

Såsom inses av fackmannen har den begärda drivkraften Fü en motsvarighet i ett i fordonet begärt moment Mm» Om detta moment utnyttjas enligt uppfinningen jämför det med ett momenttröskelvärde Mum motsvarande drivkraftströskelvärdet Eﬁm. Moment Mw kan här vara ett drivhjulsmoment eller ett motormoment.

Den begärda drivkraften En och det motsvarande momentet MM kan fastställas baserat på en eller flera av ett system för styrning av en hastighet för fordonet, ett förarstyrt gasreglage, ett förarstyrt bromsreglage och en fordonsspecifik drivkraftskrävande anordning.

Styrningen av farthållningen och av transmissionen enligt föreliggande uppfinning kan utnyttjas vid manuell momentbegäran från motorn 101, det vill säga vid pedalkörning, eller vid farthållarkörning.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, vilken illustreras i figur 6 återgår referenshastigheten vmf från sänkningen till set-hastigheten væt för farthållningen och när set-hastigheten väx vid en andra tidpunkt T2. Vid den andra tidpunkten Tzunderskrider den framtida hastighetsprofilen v§m¿ma¶ relaterad till frihjulning set-hastigheten væt närmast före en tredje tidpunkt T3 då den framtida hastighetsprofilen v¿nLußü relaterad till frihjulning underskrider den lägsta tillåtna hastigheten vmm. Med andra ord avbryts här sänkningen av referenshastigheten vmf så att den når set-hastigheten væt vid den andra tidpunkten T2. Detta har en fördel i att en mjuk övergång från frihjulning till icke frihjulning, till exempel farthållarkörning med växel i, erhålles. Tidigare kända lösningar hade lett till att farthållaren hade behövt accelerera upp fordonet till väx vid den tredje punkten T3.

Enligt en utföringsform av uppfinningen avbryts sänkningen av referenshastigheten vmf, det vill säga att en återgång av referenshastigheten vyü utförs om en första tidsperiod TH, från den första tidpunkten T1 då simuleringen utförs, till den andra tidpunkten T2, är kortare än ett tidsgränsvärde Tum.

Detta har en fördel i att en särskilt mjuk övergång från frihjulning till farthållarkörning erhålls, eftersom det är säkert att växeln har hunnmit läggas i och tillräckligt motormoment har hunnit byggas upp för att hålla set- hastigheten väx vid den andra tidpunkten T2. Återgången av referenshastigheten vmf från dess sänkta värde kan utföras genom att en rampning av referenshastigheten vmf 16 från dess sänkta värde, det vill säga från den lägsta tillåtna hastigheten vmm till set-hastigheten vgü görs. Härigenom erhålls en smidig återgång för referenshastigheten væf.

Storleken på den lägsta tillåtna hastigheten vmj, det vill säga nivån på den lägsta tillåtna hastigheten vmn, är enligt en utföringsform relaterad till en nuvarande faktisk hastighet VMI för fordonet. Storleken för den högsta tillåtna hastigheten WRX är enligt en utföringsform relaterad till en konstantfartsbromshastighet vmwc för fordonet.

Storleken på den lägsta tillåtna hastigheten vmm och/eller den högsta tillåtna hastigheten vmm kan enligt en utföringsform bestämmas åtminstone delvis baserat på information relaterad till ett farthållarsystem i nämnda fordon, till exempel baserat på en set-hastighet væt, det vill säga en förarvald hastighet, för ett farthållarsystem, eller baserat på en referenshastighet væf, vilken utnyttjas av nämnda farthållarsystem för att styra en hastighetsregulator.

Bestämmandet av den lägsta tillåtna hastigheten vmm och/eller den högsta tillåtna hastigheten VW kan även utföras av farthållarsystemet och tillhandahållas systemet för föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning integreras systemet enligt föreliggande uppfinning åtminstone delvis med farthållarlogik hos ett farthållarsystem i fordonet. Den lägsta tillåtna hastigheten vmn och/eller den högsta tillåtna hastigheten vmm kan då styras av fordonets farthållarlogik.

Till exempel sänker en intelligent farthållare fordonshastigheten inför utförsbackar eftersom fordonet ändå kommer att accelerera under nedförsbacken. Enligt denna utföringsform får farthållaren även initiera en sänkning av den lägsta tillåtna hastigheten vmm och därigenom förlänga 17 tiden i frihjulning och/eller på den möjliga växeln för fordonet. Denna sänkning av den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ kan till exempel åstadkommas om den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ är relaterad till referenshastigheten vmf, vilket är det börvärde som sänks av farthållaren inför nedförsbacken, varvid regleringen av den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ erhålls automatiskt. Exempelvis kan den lägsta tillåtna hastigheten vﬁm utgöra en procentsats av referenshastigheten vmf.

Generellt kan hastighetsgränsvärdena vilka utnyttjas av föreliggande uppfinning, det vill säga den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ och/eller den högsta tillåtna hastigheten vmm bestämmas baserat på en mängd olika sätt. Dessa gränsvärden kan till exempel matas in av föraren, utgöra en procentsats av en faktisk hastighet vax för fordonet, utgöra en procentsats av en set-hastighet væt för ett farthållarsystem i fordonet och/eller baseras på historiskt framförande av fordonet. Det historiska framförandet kan exempelvis tas hänsyn till genom utnyttjande av en adaptiv algoritm vilken uppdateras under fordonets framfart.

Som icke-begränsande exempel kan nämnas att följande värden skulle kunna utnyttjas för hastighetsgränsvärdena i detta dokument: vmﬂ = 82 km/h eller vﬁm 0.98 * vgü km/h; - vmm = 90 km/h eller vmm 1.06 * vga km/h, eller vmm = 0.995 * Vmïsc OCh - vhm = 85 km/h eller Vmﬂ 1 * väx km/h.

Som ett icke-begränsande exempel kan nämnas att den första tidsperioden Tu skulle kunna ha längden Tu = 10 sekunder. 18 Den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ och/eller den högsta tillåtna hastigheten VW” kan ändras dynamiskt och kan ha olika värden för olika transmissionsmoder.

Såsom beskrivits ovan kan väglutning bestämmas baserat på kartdata och positioneringsinformation_ Om sådana data inte finns tillgänglig kan simuleringarna baseras på uppskattningar av väglutningen som fordonet upplever vid simuleringstillfället. Detta ställer större krav på storleken hos den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ och den högsta tillåtna hastigheten mmx eftersom simuleringarna blir mindre exakta och mer varierande i storlek. Dessutom kan horisontlängden, det vill säga vägavsnittet, enligt en utföringsform av uppfinningen kortas för att motverka dessa variationer.

Då väglutningen för vägavsnittet approximeras med väglutningen fordonet upplever vid själva simuleringen kommer bäst resultat att erhållas vid en lätt nedförsbacke. Lätta nedförsbackar är idealiska för frihjulning om väglutningen exempelvis är sådan att den simulerade framtida hastighetsprofilen vﬂmjmæt inom dess tillåtna intervall, mellan den lägsta tillåtna hastigheten vmﬂ och den högsta tillåtna hastigheten mwx.

En fördel med att simulera framtida hastighetsprofiler baserat på nuvarande lutning är att samma algoritm kan användas för både vägar och fordon där man inte har tillgång till framtida väglutning och för vägar och fordon där man har tillgång till framtida väglutning. Dessutom använder sig simuleringen av hastighetsberoende termer, som exempelvis luftmotstånd och motormoment, varför en bra skattning på hur fordonet kommer bete sig framöver erhålls även utan kunskapen om den framtida väglutningen. 19 Enligt en utföringsform av uppfinningen har tranmsissionsmoden, till exempel frihjulning, som tillämpats av fordonet innan vägavsnittet, det vill säga innan den första tidpunkten T1, eller en transmissionsmod som kommer att tillämpas under eller efter vägavsnittet, valts, eller kommer att väljas, genom att utföra en eller flera simuleringar av framtida hastighetsprofiler væm för vägavsnittet framför fordonet 100, där simuleringarna för var och en av de åtminstone en framtida hastighetsprofilerna vän är baserad på en väglutning och på en transmissionsmod för fordonet. Ett exempel på en sådan simulering visas i figur 7. Här kan en eller flera simuleringar för växlar i växellådan 103, för öppen koppling 106, och/eller för neutralt växelläge i växellådan 103 utföras. Enligt en utföringsform tas även hänsyn till ett använt körsätt vid simuleringarna, där detta körsätt kan innefatta en eller flera av farthållarkörning, körning med släpmoment, körning efter en godtycklig momentprofil och gaspedalskörning. Simuleringen kan även ta hänsyn till en eller flera fordonsparametrar, såsom exempelvis fordonets vikt.

Sedan utvärderas tillämpbarheten för de transmissionsmoder vilka är relaterade till de åtminstone en simulerade framtida hastighetsprofilerna vﬁm. En transmissionsmod bedöms här som tillämpbar om dess relaterade simulerade framtida hastighetsprofil vgm är större än den ovan beskrivna lägsta tillåtna hastigheten vmm under hela den tredje tidsperioden TM, vilken utsträcker sig från en ytterligare första tidpunkt Ty då simuleringarna utförs till den fjärde senare tidpunkten T4. . Den ytterligare första tidpunkten Ty sammanfaller här normalt sett inte med den ovan nämnda första tidpunkten T1.

Därefter väljs en transmissionsmod för utnyttjande baserat på utvärderingen. Typiskt väljs här en transmissionsmod som har bedömts som tillämplig. Enligt en utföringsform av uppfinningen väljs här en transmissionsmod för frihjulning om någon sådan har bedömts vara tillämplig. Annars väljs en transmissionsmod för det växelläget som bedömts vara tillämpbart. Valet av transmissionsmoden som ska utnyttjas i fordonet görs enligt en utföringsform av styrsystemets självt.

Enligt en annan utföringsform presenterar styrsystemet den lämpliga transmissionsmoden för föraren med hjälp av en presentationsenhet, varefter föraren får välja om den presenterade transmissionsmoden ska utnyttjas eller inte. I detta dokument innebär tillämplig möjlig att använda.

Enligt en utföringsform är den fjärde tidpunkten T4 är vald så att den tredje tidsperioden Ty4 motsvarar en minsta/kortaste tillåten tidsperiod en växel bör utnyttjas för att undvika inkonsekvent växling. Inkonsekvent växling innefattar här byten mellan olika växlar/transmissionsmoder med relativt hög frekvens. Alltså har andra tidsperioden Ty4 en längd vilken säkerställer att föraren inte utsätts för onödigt ofta och irriterande växlande.

Såsom inses av fackmannen kan sekvenser av val av transmissionsmod såsom beskrivs i anslutning till figur 7 samt val av lägre transmissionsmod såsom beskrivs till exempel i anslutning till figur 5 åstadkommas. Härigenom kan sekvenser av en eller flera av uppväxlingar, frihjulningar och nedväxlingar erhållas genom utnyttjande av olika utföringsformer av föreliggande uppfinning.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning bedöms sänkningen av referenshastighet væf som tillämplig väsentligen direkt när nämnda frihjulning aktiveras. Alltså kommer för denna utföringsform referenshastighet vmá att sänkas till ett värde motsvarande den lägsta tillåtna hastigheten vmn så fort 21 frihjulning aktiveras i fordonet. Detta har en fördel i att funktionens algoritm blir enkel, och därmed enkel att implementera, eftersom samma sak, det vill säga sänkningen, alltid utförs när frihjulning aktiveras. Dessutom blir funktionen förutsägbar för föraren, vilket ytterligare ökar förarens tilltro till funktionen samt vilja att utnyttja den.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning avbryts sänkningen, det vill säga att referenshastigheten vmf återgår från sin sänkta nivå till en set-hastighet væt för farthållningen väsentligen direkt då frihjulningen avbryts.

Detta har en fördel i att om frihjulningen avbryts, av exempelvis föraren, av systemet enligt uppfinningen, eller av annat system, kommer farthållaren direkt att börja arbeta mot en av föraren önskad referenshastighet'vmf. Återgången av referenshastigheten vmf från dess sänkta värde kan utföras genom en rampning av referenshastigheten vmf från dess sänkta värde till set-hastigheten væt, varigenom en smidig återgång för referenshastigheten vmf åstadkoms.

Fackmannen inser att en metod för styrning av farthållning och transmission enligt föreliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datorn utför metoden. Datorprogrammet utgör vanligtvis av en datorprogramprodukt 803 lagrad på ett digitalt lagringsmedium, där datorprogrammet är innefattat i datorprogramproduktens datorläsbara medium. 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.

Figur 8 visar schematiskt en styrenhet 800. Styrenheten 800 innefattar en beräkningsenhet 801, vilken kan utgöras av 22 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 801 är förbunden med en, i styrenheten 800 anordnad, minnesenhet 802, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 801 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 801 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 801 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 802.

Vidare är styrenheten 800 försedd med anordningar 811, 812, 813, 814 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 811, 813 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av beräkningsenheten 801. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 801. Anordningarna 812, 814 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 801 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av och/eller system i fordonet.

Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. En fackman inser att den ovan nämnda datorn kan utgöras av beräkningsenheten 801 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 802. lO l5 23 Allmänt består styrsystem i moderna fordon av ett kommunikationsbussystem bestående av en eller flera kommunikationsbussar för att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller controllers, och olika på fordonet lokaliserade komponenter. Ett dylikt styrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, och ansvaret för en specifik funktion kan vara uppdelat på fler än en styrenhet. Fordon av den visade typen innefattar alltså ofta betydligt fler styrenheter än vad som visas i figur 8, vilket är välkänt för fackmannen inom teknikområdet.

Föreliggande uppfinning är i den visade utföringsformen implementerad i styrenheten 800. Uppfinningen kan dock även implementeras helt eller delvis i en eller flera andra vid fordonet redan befintliga styrenheter eller någon för föreliggande uppfinning dedikerad styrenhet.

Enligt en aspekt av uppfinningen tillhandahålls ett system för styrning av en farthållning och av en transmission i ett fordon under ett vägavsnitt. Systemet innefattar en sänkningsenhet, anordnad för sänkning av en referenshastighet væf utnyttjad vid farthållningen under frihjulningen till en för vägavsnittet definierad lägsta tillåten hastighet vmm om sänkningen bedöms som tillämplig.

Systemet innefattar även en jämförelseenhet, anordnad för jämförelse av en från ett motorsystem i fordonet begärd drivkraft Rﬂ med ett tröskelvärde FUN för drivkraften.

Systemet innefattar även en avbrottsenhet, anordnad för avbrytande av frihjulningen om den begärda drivkraften Fdd överstiger tröskelvärdet Fnm för drivkraften.

Systemet, det vill säga sänkningsenheten, jämförelseenheten, och avbrottsenheten, är inrättat för att kunna utföra alla de 24 ovan beskrivna utföringsformerna av förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

Fackmannen inser naturligtvis att hastigheter och hastighetsgränsvärden vilka angivits i detta dokument har motsvarigheter och kan översättas till varvtal och varvtalsgränsvärden eller moment och momentgränsvärden. Likaså inser fackmannen att det finns ett mycket väl känt samband mellan sträckor, tider och hastigheter, varför de häri angivna tiderna och tidsperioderna har motsvarigheter i positioner och sträckor.

Fackmannen inser också att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utföringsformerna av metoden enligt uppfinningen.

Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon 1, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande åtminstone ett system för styrning av farthàllning och transmission enligt uppfinningen.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsformer inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång.

Claims

10 15 20 25 30 25 Patentkrav

1. Förfarande för styrning av en farthällning och av en transmission i ett fordon (100) under ett vägavsnitt, varvid nämnda fordon (100) innan nämnda vägavsnitt har tillämpat frihjulning och utnyttjar nämnda farthàllning; kännetecknat av: - sänkning av en referenshastighet vmf utnyttjad vid nämnda farthållning under nämnda frihjulning till en för vägavsnittet definierad lägsta tillåten hastighet vmm om nämnda sänkning bedöms som tillämplig; - jämförelse av en från ett motorsystem (101) i fordonet begärd drivkraft RE med ett tröskelvärde Fnm för nämnda drivkraft; och - avbrytande av nämnda frihjulning om nämnda begärda drivkraft Em överstiger nämnda tröskelvärde Fhm för nämnda drivkraft.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid nämnda begärda drivkraft E har en motsvarighet i ett i fordonet (100) begärt moment Mdd.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, varvid nämnda begärda moment Mdd är ett moment i gruppen av: - ett drivhjulsmoment; och - ett mOtOImOmenC.

4. Förfarande enligt något av patentkrav 1-3, varvid nämnda begärda drivkraft Em fastställs baserat på åtminstone en anordning i gruppen av: - ett system för styrning av en hastighet för nämnda fordon; - ett förarstyrt gasreglage; - ett förarstyrt bromsreglage; och - en fordonsspecifik drivkraftskrävande anordning. lO 15 20 25 30 26

5. Förfarande enligt något av patentkrav l-4, varvid nämnda sänkning föregås av följande steg: - simulering av en framtida hastighetsprofil v¿ÜL“ß¶ för en faktisk hastighet relaterad till frihjulning för nämnda fordon (100) under nämnda vägavsnitt, där nämnda simulering utförs då nämnda vägavsnitt ligger framför nämnda fordon och där nämnda simulering är baserad åtminstone på en väglutning; och - utvärdering av om nämnda sänkning är tillämplig, varvid nämnda sänkning bedöms som tillämplig för ett parti av nämnda vägavsnitt om nämnda framtida hastighetsprofil væ¶}oüt relaterad till frihjulning under nämnda parti är mindre än en set-hastighet vga för nämnda farthàllning och samtidigt är större än nämnda lägsta tillåtna hastighet vmm.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, varvid nämnda väglutning erhålls från kartdata i kombination med positioneringsinformation.

7. Förfarande enligt något av patentkrav 5-6, varvid nämnda väglutning tillhandahålls av ett farthållarsystem vilket utnyttjar kartdata och positioneringsinformation vid farthàllning.

8. Förfarande enligt patentkrav 5, varvid nämnda väglutning motsvarar en väglutning nämnda fordon (100) upplever väsentligen vid nämnda början av nämnda vägavsnitt.

9. Förfarande enligt något av patentkrav 5-8, varvid nämnda väglutning bestämts baserat på åtminstone en informationstyp i gruppen av: - radarbaserad information; - kamerabaserad information; - information erhållen från annat fordon än nämnda fordon; - i fordonet tidigare lagrad positioneringsinformation och väglutningsinformation; och 10 15 20 25 30 27 - information erhållen från trafiksystem relaterat till nämnda vägavsnitt.

10. Förfarande enligt något av patentkrav 1-4, varvid nämnda sänkning bedöms som tillämplig väsentligen direkt när nämnda frihjulning aktiveras.

11. Förfarande enligt något av patentkrav 1-10, varvid nämnda referenshastighet væf återgår från nämnda sänkning till en set-hastighet vgä för nämnda farthållning och när nämnda set-hastighet væt vid en andra tidpunkt T2, vid vilken nämnda framtida hastighetsprofil vn¶;mt relaterad till frihjulning underskrider nämnda set-hastighet vgü närmast före en tredje tidpunkt T3 då nämnda framtida hastighetsprofil v¶n¿@æt relaterad till frihjulning underskrider nämnda lägsta tillåtna hastighet vmﬁ.

12. Förfarande enligt patentkrav 11, varvid nämnda återgång utförs om en första tidsperiod TU, från en första tidpunkt T1 då nämnda simulering utförs, till nämnda andra tidpunkt T2, är kortare än ett tidsgränsvärde Tum.

13. Förfarande enligt något av patentkrav 1-10, varvid nämnda referenshastighet vmf återgår från nämnda sänkning till en set-hastighet'væt för nämnda farthållning väsentligen direkt vid nämnda avbrytande av nämnda frihjulning.

14. Förfarande enligt något av patentkrav 11-13, varvid nämnda återgång utförs genom en rampning av nämnda referenshastighet vmf från nämnda lägsta tillåtna hastighet vmn till nämnda set-hastighet væt.

15. Förfarande enligt något av patentkrav 1-14, varvid en storlek för nämnda lägsta tillåtna hastighet vmﬂ bestäms åtminstone delvis baserat på information relaterad till ett farthållarsystem i nämnda fordon (100). 10 15 20 25 30 28

16. Förfarande enligt patentkrav 15, varvid nämnda bestämmande av nämnda storlek för nämnda lägsta tillåtna hastighet vmm utförs av nämnda farthållarsystem.

17. Förfarande enligt något av patentkrav 15-16, varvid nämnda storlek för nämnda lägsta tillåtna hastighet vmﬂ är relaterad till en referenshastighet vnﬁ vilken utnyttjas av nämnda farthållarsystem.

18. Förfarande enligt något av patentkrav 1-17, varvid en storlek för nämnda lägsta tillåtna hastighet vmﬂ är relaterad till en nuvarande faktisk hastighet vax för nämnda fordon (100).

19. Förfarande enligt något av patentkrav 15-18, varvid nämnda storlek för nämnda lägsta tillåtna hastighet vmﬂ ändras dynamiskt.

20. Förfarande enligt något av patentkrav 1-19, varvid nämnda frihjulning har åstadkommits genom en öppning en koppling (106) i nämnda fordon (100).

21. Förfarande enligt något av patentkrav 1-19, varvid nämnda frihjulning har åstadkommits genom utnyttjande av ett neutralt växelläge för en växellåda (103) i nämnda fordon (100).

22. Förfarande enligt något av patentkrav 20-21, varvid nämnda frihjulning har valts som transmissionsmod i nämnda fordon (100) genom att utföra följande steg: - simulering av åtminstone en framtida hastighetsprofil vﬂm för en faktisk hastighet för nämnda fordon (100) under nämnda vägavsnitt, där nämnda simulering utförs då nämnda vägavsnitt ligger framför nämnda fordon (100) och där nämnda simulering av var och en av nämnda åtminstone en framtida hastighetsprofil v§m är baserad på nämnda väglutning och på en 10 15 20 25 30 29 transmissionsmod för nämnda fordon (l0O); - utvärdering av en tillämpbarhet för en transmissionsmod, varvid nämnda transmissionsmod för respektive nämnda åtminstone en framtida hastighetsprofil vgm bedöms som tillämpbar om respektive nämnda åtminstone en framtida hastighetsprofil vßm är större än en lägsta tillåtna hastighet vmﬂ under en hel tredje tidsperiod Ty4, vilken utsträcker sig från en ytterligare första tidpunkt Ty då nämnda åtminstone en simulering utförs till en fjärde senare tidpunkt T4

23. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av patentkrav 1-22.

24. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 23, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

25. System för styrning av en farthàllning och av en transmission i ett fordon (100) under ett vägavsnitt, varvid nämnda fordon (100) innan nämnda vägavsnitt har tillämpat frihjulning och utnyttjar nämnda farthàllning; kännetecknat av: - en sänkningsenhet, anordnad för sänkning av en referenshastighet væf utnyttjad vid nämnda farthàllning under nämnda frihjulning till en för vägavsnittet definierad lägsta tillåten hastighet vwm om nämnda sänkning bedöms som tillämplig; - en jämförelseenhet, anordnad för jämförelse av en från ett motorsystem i fordonet begärd drivkraft Em med ett tröskelvärde Fhm för nämnda drivkraft; och - en avbrottsenhet, anordnad för avbrytande av nämnda 30 frihjulning om nämnda begärda drivkraft Fdd överstiger nämnda tröskelvärde Flim för nämnda drivkraft.