SE531173C2 - Förfarande för styrning av växling - Google Patents

Description

531 173 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och ett system som ger snabb och mjuk växling.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och ett system som underlättar växling genom att ge goda växlingsförhållanden.

Dessa syften, och andra, uppnås med förfarandet, systemet och datorprogramproduktet som definieras i de bifogande patentkraven. För att få en snabb retardation av motorvarvtalet under växling sluts således VTG till maximalt tillåtet slutet läge. För att möjliggöra mjuk växling kan nästa växel kan inte läggas i om avgastrycket är högt. VTG öppnas därför en viss tid innan nästa växel läggs i. Därmed tillåts avgastrycket att stabiliseras innan nästa växel läggs i.

För att växlingsproceduren skall bli så snabb som möjligt skall VTG vara sluten så länge som möjligt före öppning av VTG, för att tillåta avgastrycket att stabiliseras.

I enlighet med en utföringsforrn av föreliggande uppfinning predíkteras minskningen av motorvarvtal från att VTG öppnas till att avgastrycket har stabiliserats. Prediktionsmodellen bygger på vetskapen att tiden för att bygga upp ett avgastryck är lika med tiden för att låta avgastrycket återgå till ett normalt värde och förhållandet att avgastrycket är proportionellt mot motorns acceleration.

I enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning sluts således VTG till en sluten position för att bygga upp ett avgastryck, och en parameter registreras från vilken motorns acceleration kan beräknas. VTG är öppnas till en öppen position i beroende av den registrerade pararnetern och ett börvärde för motorvarvtalet vid uppväxling, och VTG öppnas vid motsvarande tidpunkt i syfie att minska avgastrycket. Därmed kan uppväxlingen utföras snabbt och mjukt.

I en utföringsforin sluts VTG till en maximalt sluten position utan att riskera att skada VTG vid slutning av VTG till en sluten position. Härigenom minimeras tiden för sänkning av 531 173 motorns varvtal utan att utsätta VTG för ett kraftigt tryckfall som skulle kunna äventyra funktionen hos VTG.

I en utfóringsforrn är styrsystemet anordnat att ta med i beräkningen tiden från det att en signal att öppna VTG genereras, till det att VTG öppnas vid bestämning att VTG skall öppnas. Därmed kan en noggrannare prediktion av tiden för Öppning av VTG uppnås.

Genom att sålunda registrera uppträdandet hos motoraccelerationen, till exempel genom att övervaka motorns varvtal över tiden under generering av ett avgastryck upp till en viss tid under en synkroniseringsfas, kan det törutsägas att minskningen av avgastryck kommer att ha motsvarande karakteristik. Med andra ord skall integralen av predikterad motoracceleration under en period av avgastryckrninskning vara lika med skillnaden i motorvarvtal från att VTG öppnas till att avgastrycket har stabiliserats. VTG kan följaktligen öppnas när fórutsedd motorvarvtalsminskning under öppning av VTG understiger skillnaden mellan aktuellt motorvarvtal och motorvarvtalets börvärde fór iläggning av nästa växel.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i närmare detalj genom icke-begränsande exempel och med hänvisning till de bifogade ritningarna på vilka: - Fi g. l är en generell delvy av en av en drivlina, inklusive en motor utrustad med turboladdare med VTG.

- Fig. 2 är en schematisk vy som illustrerar några parameter under växling av ett motorfordon.

- Fig. 3 är ett flödesschema som illustrerar stegen i styrningen av VTG för ett motorfordon under uppväxling.

DETALJERAD BESKRIVNING I fig. l visas schematiskt valda delar av en drivlina 100 i ett motorfordon 10. Drivlinan som är avbildad i fig. l kan till exempel vara avsedd att ingå i en lastbil eller ett annat tungt fordon, som en buss eller liknande. I drivlinan 100 ingår en motor lOl. I motom 101 ingår 531 173 en turboladdare som drivs av en turbin med VTG-funktion (Variable Turbine Geometry) 103. VTG är utrustad med styrorgan (ejvvisade) för öppning och stängning av VTG i beroendeav olika styrsignaler. Motorn är vidare kopplad till en halvautomatisk växellåda 1 05.

Motorn 101 och växellådan 105 styrs av minst en styrenhet 107, till exempel en elektronisk styrenhet (ECU). Styrenheten är anpassad för att ta emot sensorsignaler från olika delar av fordonet, inklusive växellådan och motorn. Styrenheten 107 är vidare anordnad att leverera styrsignaler till olika delar och komponenter av fordonet, som motorn, inklusive men inte begränsat till styrsignaler till VTG och växellåda.

Styrningen av olika delar och komponenter av fordonet styrs av förprogrammerade instruktioner i styrenheten. De förprogrammerade instruktionerna utgörs typiskt av en datorprogramprodukt 109 lagrad på ett digitalt lagringsmedium som ett arbetsminne (RAM), flashminne (EPROM, EEPROM) eller ett läsminne (ROM), och som exekveras av styrenheten. Genom att ändra de förprogrammerade instruktionerna kan fordonets uppträdande i en specifik situation anpassas.

I fig. 2 visas en schematisk vy som illustrerar några parametrar under växling av ett motorfordon. Parametrama är parametrar motsvarande motoracceleration, svänghjulsvridmoment, motorvarvtal och avgastryck.

I fig. 3 visas ett flödesschema över steg som utförs i en procedur vid styrning av en VTG i ett motorfordon under uppväxling, så som visas i fig. 2 i enlighet med en utföringsforrn av föreliggande uppfirming. Först sluts VTG till maximalt tillåten grad av slutning för att åstadkomma en snabb retardation av motorvarvtalet under växling. I en utföringsfonn sluts VTG till ett maximalt tillåtet stängt läge utan att riskera att skada VTG, steg 301. Detta kan till exempel uppnås genom att mäta tryckfallet över VTG och styra VTG så att tryckfallet inte överskrider ett visst fördefinierat tröskelvärde.

För att växlingsproceduren skall bli så snabb som möjligt skall VTG vara sluten så länge som möjligt före öppning av VTG, för att tillåta att avgasüycket att stabiliseras. I enlighet 531 1?3 _5- med ett utföringsforin av föreliggande uppfinning predikteras sänkningen av motorvarvtal från att VTG öppnas till att avgastrycket har stabiliserats. Prediktionsmodellen bygger på vetskapen att tiden för att bygga upp ett avgastryck är lika med tiden för att låta avgastrycket återgå till ett norrnalt värde och förhållandet att avgastrycket är proportionellt mot motorns acceleration.

Proceduren för styrning av VTG kan också anpassas för att ta hänsyn till fördröjningen mellan sändning av en signal att öppna VTG och när VTG öppnar. Under tiden mellan dessa två händelser, dvs. signalen att öppna och faktisk öppning, ökar trycket kontinuerligt.

Följaktligen, genom att ta hänsyn till denna fördröjning, går det att uppnå en noggrannare prediktion av motorvarvtalsminskning från det att en styrsígnal att öppna VTG genereras.

Genom att registrera uppträdandet hos motoraccelerationen under generering av ett avgastryck upp till en viss tid under en synkroniseringsfas, kan det således förutsägas att minskningen av avgastryck kommer att ha motsvarande karakteristik. Med andra ord skall integralen av predikterad motoracceleration under en period av avgastryckminskning vara lika med skillnaden i motorvarvtal från att VTG öppnas till att avgastrycket har stabiliserats.

VTG kan följaktligen öppnas när motorvarvtalsskillnaden understiger aktuellt motorvarvtal och målmotorvarvtal för iläggning av nästa växel.

Följaktligen skall VTG öppnas vid en tidpunkt som uppfyller följande villkor.

((Aktuellt motorvarvtal) - (Förutsedd varvtalsskillnad före stabilt tryck)) < (målmotorvarvtal) [l] I steg 303 kontrollerar proceduren om villkoret [1] är uppfyllt.

Eftersom mjuk växling kräver lågt avgastryck öppnas VTG en viss tid före iläggning av nästa växel, steg 305. Därmed tillåts avgastrycket att stabiliseras innan nästa växel läggs i, vilket i sin tur möjliggör mjuk växling. Slutligen, när motorvarvtalet har nått ett visst varvtal, börvärdesvarvtalet, vilket signalerar att en växling kan genomföras, genomförs växlingen, steg 307. 531 173 Genom att använda förfarandet och systemet så som beskrivs häri och genom att registrera uppträdandet hos motoraecelerationen eller en parameter från vilken rnotoraccelerationen kan beräknas, under generering av ett avgastryck, kan växlingsproceduren utföras snabbt och mjukt.

Claims (16)

531 173 s.- PATENTKRAV f

1. F örfarande för styrning av en VTG (Variable Turbine Geometry) (103) hos en förbränningmotor (101) som driver ett motorfordon (10) under en uppväxling, kännetecknat av stegen att: - stänga (301) VTG till ett maximalt tillåtet stängt läge för att bygga upp ett avgastryck, - registrera en parameter från vilken motoraccelerationen kan beräknas, - bestämma (303) när VTG skall öppnas baserat på åtminstone nämnda registrerade parameter och ett börvärdesmotorvarvtal rör uppväxling, och - öppna (305) VTG vid en tid motsvarande nämnda bestämning för att minska avgastrycket.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av steget att stänga VTG till ett maximalt stängt läge genom att mäta tryckfallet över VTG och styra VTG så att tryckfallet inte överskrider ett visst tördefinierat tröskelvärde.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av steget att ta med i beräkningen tiden från det att en signal att öppna VTG genereras, till att VTG öppnas vid bestämning av när VTG skall öppnas.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, kännetecknat av steget att registrera motorvarvtalet som parametern från vilken motoraccelerationen kan beräknas.

5. Förfarande enligt något av patentkraven l - 4, kännetecknat av steget att besluta att VTG skall öppnas när villkoret ((Aktuellt motorvarvtal) - (Förutsedd varvtalsskillnad löre stabilt tryck)) < (Börvärdesmotorvarvtal) är uppfyllt.

6. Styrsystem för styrning av läget hos en VTG (Variable Turbine Geometry) (103) hos en iörbränningsmotor (101) som driver ett motorfordon (10) under en uppväxling, kännetecknat av: - organ (107) för att stänga VTG till ett maximalt tillåtet stängt läge för uppbyggnad av ett avgastryck, - organ (107) för att registrera en parameter från vilken motoraccelerationen kan beräknas, - organ (107) för att bestämma när VTG skall öppnas baserat på åtminstone nämnda registrerade parameter och ett börvärdesmotorvarvtal för uppväxling, och - organ (l 07) för att öppna VTG i beroende av nämnda bestämning. 531 173

7. System enligt patentkrav 6, kännetecknat av ett organ för att sluta VTG till ett maximalt stängt läge utan att skada VTG vid stängning av VTG.

8. System enligt patentkrav 6 eller 7, kännetecknat av organ fór att ta med i beräkningen tiden från det att en signal att öppna VTG genereras, till att VTG öppnas vid bestämning av när VTG skall öppnas.

9. System enligt något av patentkraven 6 - 8, kännetecknat av organ för att registrera motorvarvtalet som parametern från vilken motoraccelerationen kan beräknas.

10. System enligt något av patentkraven 6 - 9, kännetecknat av organ fór att besluta att VTG skall öppnas när villkoret ((Aktuellt motor-varvtal) ~ (Förutsedd varvtalsskillnad fóre stabilt tryck)) < (Börvärdesmotorvarvtal) är uppfyllt.

11. Datorprogramprodukt fór styrning av läget hos en VTG (Variable Turbine Geometry) (103) i en fórbränningsmotor (101), som driver ett motorfordon (10) under uppväxling, kännetecknad av att datorprogramprodukten innehåller programsegment som då de exekveras på en dator för styrning av VTG får datorn att utföra stegen att: - stänga (301) VTG till ett maximalt tillåtet stängt läge fór att bygga upp ett avgastryck, - registrera en parameter från vilken motoraccelerationen kan beräknas, - bestämma (303) när VTG skall öppnas baserat på åtminstone minst nämnda registrerade pararneter och ett börvärdesmotorvarvtal för uppväxling, och - styra (305) VTG att öppna vid en tid motsvarande nämnda bestämning för att minska avgastrycket.

12. Datorprogramprodukt enligt patentkrav 11, kännetecknad av programsegment fór att stänga VTG till ett maximalt stängt läge utan att skada VTG vid stängning av VTG.

13. Datorprogramprodukt enligt patentkrav 11 eller 12, kännetecknad av programsegrnent fór att ta med i beräkningen tiden från det att en signal att öppna VTG genereras, till att VTG öppnas vid bestämning av när VTG skall öppnas. 531 173

14. Datorprogramprodukt enligt något av patentkraven 11 - 13, kännetecknad av programsegment för att registrera motorvarvtalet som parametem från vilken motoraccelerationen kan beräknas.

15. Datorprogramprodukt enligt något av patentkraven 11 ~ 14, kännetecknad av programsegrnent fór att besluta att VTG skall öppnas när villkoret ((Aktuellt motorvarvtal) - (Förutsedd varvtalsskillnad före stabilt tryck)) < (Börvärdesmotorvarvtal) är uppfyllt.

16. Ett digitalt lagringsmediurn (109) på vilket lagras datorprogramprodukten enligt något av patentkraven 11 - 15.