SE522961C2 - Förfarande och anordning för styrning av en förbränningsmotor - Google Patents

Description

522 961 Överdrivet kopplingsslitage medför en icke försumbar merkostnad för fordonsägaren, inte endast på grund av direkta kostnader för kopplingsbyten och reparationer utan även på grund av medföljande indirekta kostnader för fordonets stillestånd.

Problemet med kopplingsslitage förekommer dock inte enbart vid start utan samma problem förekommer i större eller mindre utsträckning vid alla kopplingsmanövreringar, såsom t ex vid alla växlingar.

UPPFINNINGENS ÄNDAMÅL OCH VIKTIGASTE KÄNNETECKEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att undanröja eller lindra problemen med den kända tekniken. Detta ändamål uppnås vid ett förfarande och en anordning av inledningsvis nämnt slag genom de särdrag som anges i de kännetecknande delarna av patentkraven 1 resp. 7.

Härigenom uppnås enkelt ett effektivt skydd mot onormalt kopplingsslitage både vid start av fordonet och vid andra tillfällen när kopplingen manövreras. Det kan nämnas att slitaget är proportionellt mot kvadraten på varvtalsskillnaden (s. k. slip) mellan kopplingshalvoma, varför varje reducering av denna hastighetsskillnad medför en fórdelaktig sänkning av slitaget och därigenom ökad livslängd för kopplingsbelagen, längre perioder mellan kopplingsrenoveringarna samt kortare stilleståndstider för fordonet.

Genom uppfinningen undviks således att för mycket energi avges av motorn vid startsekvensen. Trots reduceringen av bränsletillförseln kan eventuellt visserligen tomgångsvarvet för motorn vara högre än vad som rekommenderas för start, men genom att bränsletillförseln till motom är lägre än vad som motsvarar ett sådant förhöjt varvtal vid drift, kommer inga större energimängder att vara för handen. I stället kommer motom och tillhörande kopplingshalva att vid ihopkopplingen snabbt bromsas ner med rimlig energiöverföring.

Det skall betonas att uppfinningen även är tillämplig vid automatiska system såsom vid servoassisterade mekaniska växellådor liksom vid servoassisterade kopplingar. 522 961 Genom att en signal alstras, vilken är representativ för önskad, begränsad, bränsletillförsel i beroende av motorvarvtalet och att denna signal utnyttjas för bränsletillförselstyrning vid ett aktuellt motorvarvtal uppnås möjlighet till fördelaktig, till det aktuella motorvarvtalet anpassad, styrning, så att som exempel vid måttlig övervarvning en måttlig 5 begränsning sker och vid en betydande övervarvning en mer betydande begränsning sker.

Genom att, enligt en utföringsform av uppfinningen, bränsletillförseln reduceras till noll vid ett bestämt varvtal erhålls en varvtalsbegränsning, vilket kan vara till fördel vid vissa applikationer, och vilket även undanröjer de eventuella olägenheter med oönskat 10 kopplingsslitage som ändå kan föreligga vid mycket höga tongångsvarvtal.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Ytterligare fördelar och särdrag hos uppfinningen framgår av den följ ande beskrivningen 15 av utföringsexempel, redovisat med ledning av ritningarna, på vilka: F ig 1 visar ett flödesschema över ett förfarande enligt uppfinningen, och Fig 2 schematiskt visar en drivlina till ett fordon utrustat enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL 20 I fig 1 visas således ett flödesschema över ett förfarande enligt uppfmningen, varvid position 1 avser sekvensens start, dvs. initiering av förfarandet enligt uppfinningen innebärande ett skydd för kopplingen för ett timgt dieseldrivet fordon. 25 Position 2 indikerar observation av körparametrar såsom motorvarvtal och varvtal för växellådans utgående axel, av vilka det senare beskriver fordonets hastighet. Det konstaterar även om kopplingspedalen är nedtryckt.

Position 3 avser detektering av eventuella felaktiga funktioner hos en sensor för 30 fordonshastigheten och en sensor för avkänning av kopplingstillstånd, i form av t. ex. in- 10 15 20 25 30 522 961 4 eller urkoppling av en lamellkoppling. Sensorema kontrolleras t.ex. genom att signalema studeras och jämförs med givna värden för utvärdering av deras validitet.

Position 4 är en sekvens för beräkning av förväntad frigjord energi i kopplingen vid ihopkoppling av kopplingen, utgående från motorvarvtal, växelläge, varvtal för utgående axel (fordonshastighet) samt ev. aktuell bränsletillförsel (gaspedalläge).

Vid position 5 kontrolleras huruvida signalerna erhållna i positioner 2 - 4 ska medföra att en bränslereducering ska vidtagas. Härvid kontrolleras: om fordonshastigheten är under ett bestämt tröskelvärde; om motorvarvtalet överstiger ett visst förutbestämt gränsvärde; om kopplingspedalen (eller motsvarande) är nedtryckt; om sensorema konstateras vara korrekt fungerande; eventuellt om förväntad frigjord energi i kopplingen överstiger ett visst värde. Om resultatet av dessa kontroller är positivt (åtminstone för vissa valda av dessa kontroller), dvs. t. ex. att motorvarvtalet g för högt och kopplingspedalen g nertryckt osv. initieras en styrsignal för reducering av bränsletillförseln som funktion av motorhastigheten. Som exempel kan detta låta sig göra genom att bränsletillförseln från och med ett valt accepterat högsta startvarvtal, av t. ex. 900 rpm, bränsletillförseln brant reduceras till ett lågt värde eller t.o.m. till noll, varvid i det senare fallet även en varvtalsbegränsning har erhållits.

När nu kopplingspedalen släpps upp, kommer en mindre energimängd än eljest att behöva hanteras av kopplingen, varför slitaget radikalt kan nedbringas. Förutom de nämnda fördelarna erhålles automatiskt en mjukare, mer komfortabel körning av fordonet.

I position 6 i flödesschemat konstateras kopplingspedalens återgång till uppsläppt läge, i position 7 eventuellt deaktivering av sekvensen saint i position 8 sekvensens avslutning.

I fig 2 visas schematiskt styrsystemet 9, vilket lämpligen omfattar såväl ett system enligt uppfinningen integrerat i eller ihopkopplat med det normala motorstyrsystemet. Med 16 avses ett minne för registrering av körparametrar och varvtalslägen för olika växlar mm, vilket kan vara aktuellt i samband med föreliggande uppfinning. F ig 2 visar även schematiskt fordonet med dess drivlina för överföring av drivkraft från motorn till drivhjulen. I drivlinan är motorn betecknad med 10, kopplingen med ll samt växellådan 5 10 15 20 25 30 522 961 med 13, under det att en varvtalssensor för växellådans 13 utgående varvtal är betecknad med 15. En slutväxel är betecknad med 17.

Den aktuella motorn 10 utgörs av en för fordon lämplig íörbränningsmotor, vilket för tyngre fordon lämpligen utgörs av en dieselmotor. En modern dieselmotor har ett relativt sofistikerat, elektroniskt styrsystem för reglering av dess bränsleinsprutning, och uppfinningen kan därigenom tillämpas med relativt enkla medel på redan befintliga motorer.

Den aktuella kopplingen ll utgörs i detta utfóringsexempel en konventionell, mekanisk lamellkoppling vars delar isärkopplas vid aktivering, för att åstadkomma ett drivkraftavbrott i fordonets drivlina under ett växlingsfórlopp eller vid fordonets start och stannande. Kopplingen manövreras på konventionellt sätt av en av föraren påverkbar kopplingspedal (ej visad), via en mekanisk eller hydraulisk överföringsmekanism, lämpligen även innefattande servoorgan för underlättande av manövreringen.

Den aktuella växellådan 13 utgörs i detta uttöringsexempel en konventionell, mekanisk växellåda försedd med ett flertal med varandra samverkande lcugghjul för åstadkommande av olika utväxlingstörhållande i beroende av en av föraren vald växel.

Av figur 2 framgår vidare att styrsystemet 9 kommunicerar med motom 10, med kopplingen ll, med sensorn 15 fór växellådans utgående axeln samt med minnet 16. Det kan även kommunicera med växellådan 13, vilket antyds med streckade linjer samt med en gaspedalgivare (ej visad). I styrsystemet ingår förutom de närrmda givarna även erforderliga givare för avkänning av de övriga fordonsparametrar som erfordras, såsom exempelvis givare avkärmande om kopplingen är isärkopplad (eller aktiverad). För avkänning av motorvarvtalet kan utnyttjas en särskild givare, men eftersom signaler representerade motorvarvtalet vanligtvis redan finns tillgängligt i motom styrsystem kan denna signal representerande motorvarvtalet även utnyttjas vid tillämpning av föreliggande uppfinning. I motorns styrsystem ingår vidare i sig kända givare och organ för reglering av motoms bränsletillförsel. 10 15 522 961 Genom uppfinningen uppnås sammantaget väsentligt enklare start av ett tungt fordon, varvid avses igångrullningen därav, vilket medför att vid ett fordon utrustat enligt uppfinningen inte ens en otränad förare kan förorsaka allvarliga slitageskador på kopplingen. En viktig fördel med uppfinningen är att systemet är billigt och kan tillämpas på fordon, vilka valts av åkaren för att vara så billiga som möjligt för minimerad körkostnad, och vilka ej är utrustade med sofistikerade men kostsamma automatiska Växelsystem. För övrigt tjänar uppfinningen sitt ändamål även vid sådana automatiska system.

Systemet medför även reducerat buller vid start, efiersom tomgångsvarvtalet kan nedbringas vid fordonets igångsätming.

Av det ovanstående har framgått uppfinningens fördelar vid start av ett fordon då kopplingen ska överföra relativt stora moment i samband med igångsättning av fordonet från stillastående till en viss hastighet. Samma problem föreligger emellertid vid alla kopplingsmanövreringar och således även vid varje växling där kopplingen manövreras.

Vid dessa tillfällen utnyttjas andra tröskelvärden för fordonets hastighet och värden på motorvarvtalet än vid start. För varje växel och/eller fordonshastighet väljs ett lämpligt värde för tillåtet motorvarvtal.

Claims (12)

522 961 PATENTKRAV

1. Förfarande för styrning av en förbrärmingsmotor (10) till ett fordon av det slag, som inkluderar en mekanisk växellåda (13) och en manuellt påverkbar koppling (1 1), där 5 bränsletillförseln till förbränningsmotom (10) begränsas om kontroll visar att fordonets hastighet är under ett föreskrivet tröskelvärde och att kopplingen (11) är isärkopplad, kännetecknat av att bränsletillförseln till förbrärmingsmotom (10) begränsas om kontroll även visar att motorvarvtalet överstiger ett förutbestärnt värde, att begränsningen är en funktion som beror av motorvarvtalet, att en signal alstras, vilken är representativ för 10 önskad, begränsad, bränsletillförsel i beroende av motorvarvtalet, och att denna signal utnyttjas för bränsletillförselstyming vid aktuellt motorvarvtal.

2. F örfarande enligt krav 1, kännetecknat av att varvtalet begränsas genom att bränsletillförseln reduceras till noll vid ett visst bestämt varvtal. 15

3. Förfarande enligt något av kraven 1 - 2, kännetecknat av att bränsletillförselbegränsningen är in- och urkopplingsbar efter önskemål av en förare av fordonet. 20

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ett ytterligare villkor för bränsletillförselbegränsning är att förväntad frigiord energi i kopplingen (11) vid en ihopkopplingssekvens beräknad utgående från åtminstone aktuellt motorvarvtal och fordonshastighet är högre än ett visst förutbestämt värde. 25

5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att ett ytterligare villkor för bränsletillförselbegränsning är att givarfimktion konstateras vara korrekt.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att styrningen sker vid start av fordonet. 522 961

7. Anordning för styrning av en förbränningsmotor (10) till ett fordon av det slag, som inkluderar en mekanisk växellåda (13) och en manuellt påverkbar koppling (l 1), och inkluderar organ (9, 16) för att begränsa bränsletillförseln till förbränningsmotorn (10) om kontroll visar att fordonets hastighet är under ett föreskrivet tröskelvärde och att 5 kopplingen (1 1) är isärkopplad, kännetecknar! av organ (9,l6) för att begränsa bränsletillförseln till förbrärmingsmotorn (10) om kontroll även visar att motorvarvtalet överstiger ett förutbestämt värde, organ för alstring av en signal, vilken är representativ för önskad, begränsad, bränsletillförsel i beroende av motorvarvtalet och som är en funktion av motorvarvtalet, och organ för att utnyttja denna signal för 10 bränsletillfórselstyrriing vid aktuellt motorvarvtal.

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att varvtalet är anordnat att begränsas genom att bränsletillförseln reduceras till noll vid ett visst bestämt varvtal. l5

9. Anordning enligt något av kraven 7 - 8, kännetecknar! av en omkopplare för att in- och urkoppla bränsletillförselbegränsningen.

10. Anordning enligt något av kraven 7 - 9, kännetecknad av organ för att konstatera huruvida förväntad fiigjord energi i kopplingen (1 1) vid en ihopkopplingssekvens 20 beräknad utgående från åtminstone aktuellt motorvarvtal och fordonshastighet är högre än ett visst förutbestämt värde samt att utifrån även detta villkor detta initiera bränsletillförselbegränsning.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 7 - 10, kännetecknad av organ för att kontrollera 25 om givarfunktioner är korrekta, vilket är ett ytterligare villkor för bränsletillförselbegränsning.

12. Dieselmotor inkluderande en anordning enligt något av kraven 7 - l 1.