SE440054B - Anordning for signalering till en fordonsforare i ett motorfordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 8206956-8 med högre växlar. Om man då växlar vid konstant varvtal vid varje växelläge, så kommer det motorvarvtal som föreligger efter växlingen, och som är det i sammanhanget intressanta varvtalet, att vara olika, beroende på vilken växel som blir ilagd.

Exempel: VW Passat.

En genomförd växlingsprincip där växling sker vid uppnådda var- talet 2 000 varv/minut ger: 15 km/tim 1:an 2.000 rpm 2:an 1 118 rpm 7 _27 km/tim man 2 ooo rpm svan 1 333 rpm 41 km/tim 3:an 2 000 rpm 4:an 1 407 rpm Ett alltför lågt varvtal medför att fordonet blir svårkört, och det är olämpligt att köra med låga varvtal, särskilt om belast- ningen är hög, eftersom det till och med kan medföra motorska- dor i vissa fall. Den kända lösningen medför därför att man mås- te göra en kompromiss mellan önskan att ge en tidig indikering av för högt varvtal och riskeñ atthamnapå för lågt varvtal vid uppväxling i vissa steg.

Det är ett syfte med uppfinningen att råda bot på denna nackdel och att låta indikeringen framför allt ta hänsyn till ej pri- märt det varvtal som råder utan det varvtal som kommer att er- hållas, om en uppväxling sker.

Detta och andra syften uppnås enligt uppfinningen genom en an- ordning som uppvisar de i krav 1 angivna kännetecknen.

I enlighet med en föredragen aspekt av uppfinningen utnyttjar man även den kombinationen, att man mäter både motorvarvet och fordonets hastighet och jämför förhållandet dem 10 15 20 25 30 35 8206956-8 emellan med vad som är att förutse vid respektive växelläge.

Teoretiskt bör nämligen detta förhållande vara konstant för varje växelläge. Om då motorvarvet mätes via generatorn, kommer man ej att mäta det verkliga motorvarvet, om det föreligger slirning i drivremmen mellan generator och motor, varför förhållandet mellan motorvarv och fordonshastighet, mätt på detta sätt, kommer att skilja sig från vad man med hänsyn till utväxlingsförhållandet har rätt att vänta sig.

En dylik diskrepans är bra att känna till, eftersom man där- med har möjlighet att på ett tidigt stadium konstatera ett fel. Felet kan ligga även i fordonets koppling, och en indi- kering av diskrepansen är alltså ett ganska tidigt tecken på att ett verkstadsbesök bör ske.

I enlighet med en särskild aspekt av uppfinningen kan man göra den uppfinningsmässiga anordningen självlärande. Detta att förarens medverkan inställer kvoten mellan motorvarvtal och innebär anordningen i en särskild operation utan_ fordonshastighet (resp och fordons- hastighet) i använda mikrodatorn erhåller därvid de grunddata som sedan generatorhastighet fordonet efter anordningens montering. Den skall tjäna till beräkningarna vid anordningens funktion.

En fördel med denna lösning är att anordningen kan till- modell för olika bilmodeller. Det är till och med möjligt att mon- verkas i en enda och inte behöver modifieras tera den i vilken bil som helst utan större modifikationer och utan att man behöver ta reda på de nödvändiga data, såsom växellådans och transmissionens olika utväxlingsför- hållanden, däcksdimensionerna etc.

Eftersom en huvudavsikt med uppfinningen är att signalera till föraren när en växling är lämplig, bör man även söka ta hänsyn till sådana förhållanden då växling är olämplig trots att varvtalet på motorn normalt sett är för högt. Exempelvis bör en kall motor ej bringas att segdra utan bör gå på mått- 8206956"8 10 15 20 25 30 ligt låga varv. Det kan därför vara lämpligt att insätta en funk- tion som gör att signalen för uppväxling uteblir, när motorn är kall. strömställare till motorn på lämplig plats eller genom att Detta kan ske antingen genom att anordna en termo- avkänna en signal från motorns choke-reglage.

Enligt en särskild utföringsform kan man med hjälp av en accelerometer och befintlig hastighetssignal känna av om fordonet går i upp- eller nedförsbacke och i så fall för- hindra växlingsindikeringen eller höja eller sänka det varv- Det är tal som är börvärde, beroende på backens lutning. även möjligt att ta hänsyn till motorns belastning, t ex ge-- nom ögonblicksvärdet för bränsleförbrukningen (kg/h) för att förändra växlingspunkten.

I stället för att anordna signaleringen med målsättningen att växellâdans inställning skall vara sådan, att ett mini- mivarvtal ej skall underskridas vid uppväxling, lika för alla växlar, kan man inställa en viss fast variation, så att man inriktar sig pâ att på växel 2 hamna på ett lägre varvtal än för växlarna 3 och 4. Exmpelvis kan man ställa det hela så, att växling från l:an till 2:an sker då varvtalet på 2:an blir större än l 400 rpm, från 2:an till 3:an då varvtalet på 3:an blir större än l 450 rpm och från 3:an till 4:an då varvtalet på 4:an blir större än l 500 rpm.

Eftersom förutsättningen för funktionen är det bundna för- hâllandet mellan motorvarv och hastighet för varje växel- läge. är det lämpligt att låta funktionen avbrytas, då kopplingspedalen är nedtryckt. Det är även lämpligt att låta gaspedalen avkännas genom att anordna en givare som avkänner när gaspedalen är uppsläppt, och som i så fall bringar funk- tionen att upphöra. Därmed uppnås att växlingsindikering uteblir vid motorbromsning. 10 15 20 25 30 35 . L a2o69ss~s Ett ytterligare tänkbart onormalt tillstånd är om föraren under färd har växellådan i neutralläge och kopplingspedalen uppsläppt. Om man då låter apparaten fungera, blir resulta- tet uppenbarligen felaktigt, och om man har slirningsavkän- ning, kommer en kraftig slirning att avkännas, vilken är uppenbart felaktig. Ett sätt att undvika detta är att anord- na en avkänning av växellådans neutralläge. Emellertid är förhållandet så onormalt, att man ej behöver räkna med det i än att det räcker att införa en filtrering i så att ett dylikt tillstånd ej medför något vidare nån, programmet, utslag.

Fig. l visar ett första utföringsexempel, och fig. 2 visar ett andra utföringsexempel av uppfinningen.

Ett utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas med utgångspunkt från fig. l, som visar en mikroproçessor, anordnad enligt uppfinningens principer.

Mikroprocessorn l, som är en vanlig mikroprocessor av stan- dardtyp (t ex Motorola 6805, till vars manual hänvisas), har eller vägmätare. en ingång 2, kopplad till en hastighets- Det är lämpligt att mäta hastigheten på ett hjul i fordonet i direkt drivförbindelse med växellådan,exempelvis differen- tialhjulet, och det är möjligt att låta vägsignalen helt en- kelt komma från en magnetisk avkännare, som avkänner en vid en axel fäst permanentmagnet eller liknande, så att en puls ankommer för varje varv som axeln roterar.

Till mikroprocessorn är vidare kopplad en signal på en in- gång 3, utgörande en pulssignal från bilens generator. Vid en växelströmsgenerator uttages strömpulsen före likrikt- ningen, medan man vid en likströmsgenerator kan utnyttja variationerna i spänningen under generatorns rotation, och i båda fallen får man, eventuellt efter lämplig och för fack- mannen självklar pulsformning, fram en pulsserie, vars puls-H 8206956-8 __ 10 15 20 25 30 35 hastighet är direkt proportionell mot generatorns och därmed motorns varvtal. Man kan även avkänna motorns eget varvtal genom t ex en anordning med en magnet på motoraxeln och en stillastående magnetisk avkännare, eller genom att använda tändningen, men det föredrages att använda generatorn, då man då får en tilläggsfördel i möjligheten att konstatera generatorns slirning.

I mikroprocessorn beräknas nu en kvot mellan de båda hastig- heterna, vilket är en operation tillräckligt bekant för fackmannen för att det ej här behöver förklaras hur. Det erhållna värdet jämföres med en serie växelvärden, ett för' varje växel i fordonets växellåda, varigenom datorn kan fastställa i varje ögonblick vilken växel som ligger i.

Eftersom ett syfte med uppfinningen är att se till att väx- ling anbefalles så fort. motorvarvet efter växling skulle komma att överstiga ett visst minimivarvtal, finnes för varje växelläge i minnet lagrat ett maximivarvtal, svarande emot det varvtal, vid vilket en uppväxling skulle leda till att detta minimivarvtal skulle komma att uppnås efter växling.

Det föreliggande varvtalet jämföras därvid med 'detta för 'inlagd växel bestämda maximivarvtal, och om faktiska motor- varvet överstiger maximivarvtalet, tändes lysdioden 6.

Om emellertid signalen på någon av ledningarna 4, 5 aktive- ras, så uteblir lysdiodens tändning. Dessa_ledningar signa- lerar uppsläppt gaspedal resp nedtryckt kopplingspedal.

I enlighet med en särskilt fördelaktig utföringsform är an- ordningen självlärande eller adaptiv. Detta innebär att de olika växellägenas nämnda kvottal vid en särskild inställ- ningsoperation inställes helt enkelt genom att man succes- sivt lägger in de olika växlarna under en inställningskör- inställes ning. Genom en manuell inställningsanordning 7 n, 10 15 20 25 30 35 - azossss-s 7 därvid mikroprocessorn till inläsningsmcd, under vilken de på samma sätt som vid körning beräknade kvotvärdena in- ställes, växelläge för växelläge.

Enligt ett annat fördelaktigt särdrag finns en särskild sig- nallampa 8, vilken blir varaktigt tänd om det under färd mätta kvotvärdet skiljer sig från det i minnet inlästa kvot- värdet. inte stämmer överen och beror i allmänhet på någon slirning, Detta betyder ju att motorvarvet och hastigheten t ex i kopplingen eller i generatordrivremmen. Då lampan 8 blir tänd, bör föraren alltså uppsöka verkstad för närmare diagnos.

Ett mera detaljerat föredraget utföringsexempel skall nu beskrivas, utgående från fig. 2. I detta fall användes en' mikroprocessor Motorola MC 6801. För närmare information om denna mikroprocessor hänvisas till mannalen "M680l, 8-Bit Single-Chip Microcomputer, Reference Manual". Konstruktionen är inkopplad till en personbil modell Volvo 760, som har en 4-cylindrig 4-taktsmotor. I fordonet har anordnats en gaspe- delomkopplare a, som sluts då gaspedalen trycks ned, samt en kopplingspedalomkopplare, som likaså sluts då pedalen trycks ned, i detta fall strax innan det läge då själva urkopplin- gen mellan motor och växellåda sker. En varvtalssignal är hämtad från tändsystemet, företrädesvis dess primärkrets, och ger en puls för varje tändning av någon cylinder. Man får alltså två pulser per motorvarv. från och som En ingång d är matad med 12 volts tändspänning, den ledning som konventionellt brukar betecknas "l5", alltså är aktiverad då motorn är i gång.

En ingång e är matad med en vägsignal från hastighetsmäta- rens system. I Volvo 760 sitter ett tandhjul med 12 tänder i som alltså ger 12 bakaxelns differential, jämte en givare, 5 10 8206956-8 pulser för varje varv som bilens bakhjul roterar. Detta pulstàg som brukas för hastighetsmätaren brukas även enligt utföringsexemplet som vägsignal.

I appendix förklaras närmare det i mikroprocessorn tillämp- ade programmet, varigenom upfinningen enligt nedanstående patentkrav kan tillämpas. Det är tydligt att fackmannen med ledning av föreliggande beskrivning förmår genomföra en hel mängd variationer på uppfinningens tema, och avsikten är att alla dylika fackmannamässiga tillämpningar av uppfinningen skall vara omfattande av patentkraven.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 8206956-8 LO :nvn-r Patentkrav

1. Anordning för signalering till en fordonsförare i ett motorfordon, som har en motor och en transmission, som inne- fattar en manuell växellåda med flera växellägen, och vari ingår en motorvarvsmätare, beräkningsmedel för signalering av ett för högt motorvarvtal, samt avkännarmedel för fordo-- nets hastighet, anordnade att avge en hastighetssignal, varvid de båda nämnda signalerna är kopplade till beräknings- enheten, k ä n n e t e c k n a d av medel i beräkningsen- heten för bestämning av kvoten mellan hastighetssignalen och en motorvarvsignal, medel för jämförelse mellan denna kvot och en serie förutbestämda kvoter, en för vart och ett av växellådans växellägen och fastställande av vilket av växellägena som är ilagt, medel för tillordnade till varje växelläge av ett utväxlingstal motsvarande kvoten mellan utväxlingsförhållandena för närmast högre växelläge och för ilagt växelläge, varvid utväxlingstalet är noll för det högsta växelläget, medel för multiplicering av motorvarvs- signalen med det tillordnade utväxlingstalet och medel för jämförelse mellan den sålunda multiplicerade motorvarvssig~ nalen med ett maximivärde, varvid beräkningsmedlen är an- ordnade att avge en signal då den multiplicerade motorvarvs-a signalen överstiger det nämnda maximivärdet.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d avs 'att motorvarvsmätaren är anordnad att uttaga signaler från en av motorn remdriven generator och av att beräkningsenhe~ ten är anordnad att fastställa en avvikelse mellan den nämnda beräknade kvoten och den förutbestämda kvot som svarar emot det ilagda växelläget och för alstring av en felsignal vid fastställd avvikelse, för signalering av ett uppkommet fel.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att däri ingår en mikroprocessor jämte inställningsmedel som är inställningsbara till ett inlärningsläqe för inmat- ning under färd av kvoten mellan motorns varvtal och fordo- nets hastighet för varje växelläqe i fordonet. ,a2os9ss-s 10 15 20 |0

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att däri ingår en kallmotoravkännare, som kan vara en temperaturavkännare eller en avkännare av ett chokeläge vid en automatisk choke, och anordnad att avge en inhibitionssignal för inhibering av signaleringen.

5. Anordning enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e ~ t e c k"n a d av att däri även ingår en belastningsav~ kännare anordnad att ändra signaleringsvarvtalet vid hög motorbelastning.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att belastningsavkännaren är en accelerometer.

7. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att belastningsavkännaren är anordnad att avkänna motorns momentana bränsleförbrukning.

8. Anordning enligt något av kraven 1 - 7, klä n n e - t e c k n a d av en avkännare för avkänning av kopplingens manövreringsläge, växellådans neutralläge och/eller gas- pedalens uppsläppta läge, och anordnad att i ett dylikt läge inhibera anordningens signalering. (Ä