SE533174C2

SE533174C2 - Automatiskt växlingssystem

Info

Publication number: SE533174C2
Application number: SE0801783A
Authority: SE
Inventors: Anders Braennstroem
Original assignee: Scania Cv Abp
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2010-07-13
Also published as: EP2323883A1; RU2467898C2; HK1157293A1; SE0801783L; EP2323883A4; CN102112352B; EP2323883B1; CN102112352A; RU2011108482A; BRPI0911725A2; WO2010019093A1

Description

533 'líﬁfl -2- frigörs eller växelväljarens position ändras styrs växellådan återigen av växelväljaren.

Denna lösning kräver dock normalt manuellt arbete och förbrukar stora mängder luft när föraren styr växellådan med hjälp av parkeringsbromsen vid varje stopp och start. När parkeringsbromsen slås till släpps tryckluft ut från bromsventilerna, och när parkeringsbromsen frigörs fylls ventilerna med luft igen. Fordonet har lufttankar som innehåller tryckluft. Om lufttrycket förbrukas kan parkeringsbromsen inte frisläppas. Lufttankarna fylls sedan automatiskt igen, men detta resulterar ändå i oönskade stopp och förseningar.

Det föreligger därför ett behov av ett bättre system och en bättre metod för att automatiskt lägga i och ur neutral växel.

SAMMANFATTNING Ett syfte med den föreliggande uppﬁnningen är att tillhandahålla en metod och ett system som ger ökad automatisk neutral växelfunktionalitet.

Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod och ett system för att verifiera säker styrning av automatisk neutral växelfunktionalitet.

Ett annat syfte med den föreliggande uppﬁnningen är att tillhandahålla en metod och ett system som möjliggör motorstyrning i kombination med automatisk neutral växelfunktionalitet.

Ett annat syfte med den föreliggande uppﬁnningen är att tillhandahålla en metod och ett system som reducerar eller eliminerar antalet manuella arbetsmoment som krävs för att växla till en neutral växel. 10 20 25 533 'lífål Minst ett av ovanstående syften uppnås med den metod som anges i bifogade krav. Uppfinningen avser därför en metod och ett system för automatisk växling till en neutral växel i ett motorfordon. Fordonet är utrustat med en automatisk växellåda styrd av en styrenhet. Vid automatisk växling till neutral växel avläses att fotbromspedalen används. Det fastställs om fordonet ska förbli l ett stillastående läge med neutral växel ilagd. Om det fastställs att fordonet ska förbli l ett stillastående läge med neutral växel ilagd, aktiveras automatisk växling till neutral växel när fotbromspedalen används. l enlighet med föreliggande uppﬁnning stöds därmed en funktion för automatisk styrning av neutral växel med användande av fotbromspedalen.

Detta löser problemet att det inte alltid är lämpligt att aktivera parkeringsbromsen vid varje stopp.

Vidare löser föreliggande uppfinning problemet med risker som uppstår när fordonet befinner sig i en uppförsbacke. I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppﬁnningen kommer fordonet därför inte att börja rulla bakåt när föraren släpper upp bromspedalen i en uppförsbacke. Ett problem vid användande av en bromspedalsbaserad automatisk neutral växel är risken för att fordonet rullar bakåt när det befinner sig i en uppförsbacke (eller framåti en nedförsbacke). När växellådan styrs med bromspedalen måste föraren släppa upp bromspedalen för att möjliggöra att en växel läggs i. Att göra detta med neutral växel ilagd kan medföra att fordonet börjar rulla bakåt. Bakåtrullandet är inte bara farligt, utan förhindrar även växellådan från att lägga i en växel. 10 20 25 30 533 'lT-fl -4_ Detta problem löses av den föreliggande uppﬁnningen genom att automatisk växling till neutral växel endast medges om det har fastställts att rullning kan förebyggas effektivt. l enlighet med ett utförande krävs en aktiv elektronisk bromsstyrning för att säkerställa att bromsarna är tillslagna och fortlöpande håller fordonet stilla för att möjliggöra automatisk växling till neutral växel. l enlighet med ett annat utförande kontrolleras vägens lutning innan automatisk växling till neutral växel medges. I enlighet med den föreliggande uppﬁnningen medger systemet inte automatisk växling till neutral växel om fordonet riskerar att rulla bakåt.

I enlighet med ett annat utförande används elektronisk motorstyrning för att säkerställa att en växel får läggas i efter det att neutral växel har lagts i automatiskt. Därigenom undviks motorvarvtal över ett tröskelvärde för växellådan där en växel får läggas i. Dessutom kan olika motorvarvtal medges beroende på om fordonet rör sig eller står still. Detta löser det problem som uppstår vid användande av automatisk neutral växel och ett högt motorvarvtal genom att förhindra att växellådan lägger i en växel. Till exempel höga motorvarvtal till följd av att föraren trycker ned gaspedalen eller motorns styrenhet ökar varvtalet beroende på om fordonet rör sig eller står still.

Uppﬁnningen omfattar även ett datorprogram baserat på metoden och systemet som beskrivs ovan.

KORT BESKRlVNlNG AV RITNINGARNA Den föreliggande uppﬁnningen beskrivs nu mer detaljerat med hjälp av icke- begränsande exempel och med hänvisning till bifogade ritningar, där: 10 15 20 25 30 533 1?4 -5_ - Fig. 1 visar en generell delvy av ett automatiskt växlingssystem i ett motorfordon, och - Fig. 2 är ett ﬂödesschema som visar vilka steg som utförs av en styrprocedur vid växling till neutral växel.

DETALJERAD BESKRIVNING Fig.1 visar schematiskt valda delar av ett exempel på ett växlingssystem 100 i ett motorfordon 10. Systemet 100 som avbildas i ﬁg. 1 kan till exempel vara avsett att ingå i en lastbil eller ett annat tungt fordon och omfattar en växellåda 101. Den tänkta automatiska växellådan 101 ifig. 1 styrs av en dator i form av en elektronisk styrenhet (ECU) 106. Styrenheten 106 är typiskt även ansluten till motorn för styrning av denna. Därutöver sänder även givare installerade i anslutning till motorn givarsignaler tilt styrenheten 106. Framför allt kan styrenheten 106 anslutas till en lutningsgivare 102 för fastställande av vägens lutning där fordonet beﬁnner sig. Den elektroniska styrenheten 106 kan även fås att ta emot data från ett automatiskt bromssystem 103 såsom en backhållarfunktion i fordonet 10.

Med hjälp av givarsignaler från motorn och andra signaler från andra delar av motorfordonet i vilket motorn sitter, styr styrenheten 106 växellådan 101 och motorn med hjälp av en uppsättning programmerade datorinstruktioner eller liknande funktioner. De programmerade datorinstruktionerna kan typiskt anordnas i form av en datorprogramprodukt 110 lagrat pà ett läsbart digitalt lagringsmedium 108, till exempel ett minneskort, ett ROM-minne, ett RAM- minne, ett EPROM-minne, ett EEPROM-minne eller ett ﬂashminne.

Fig. 2 visar ett ﬂödesschema som illustrerar de steg som utförs i en styrprocedur vid styrning av växellådan. l enlighet med den föreliggande uppﬁnningen kan en neutral växel programmeras att läggas i automatiskt när bromspedalen används. För att säkerställa att fordonet inte börjar rulla när 15 20 25 30 533 'lïf-'ïl -5- neutral växel har lagts i, läggs den neutrala växeln bara i om det har fastställts att fordonet inte kan börja rulla baserat på ett eller ﬂera kriterier som övervakas av systemet. l enlighet med ett utförande krävs en elektronisk bromsstyrning av bromsarna som konstant slås till automatiskt för att föraren ska kunna aktivera ett läge där växling till neutral växel görs automatiskt. Till exempel kan en så kallad backhållarfunktion användas för att säkerställa att fordonet inte börjar rulla när bromspedalen släpps upp och det ännu inte har verifierats att en växel ska läggas i. I enlighet med ett annat utförande kontrolleras vägens lutning innan automatisk växling till neutral växel medges. Om fordonet då riskerar att rulla bakåt kommer växellådan inte att medge att neutral växel läggs i automatiskt, vilket ger ett säkert automatiskt system för växling till neutral växel som svar på att fotbromsen används.

Den automatiska växlingen till neutral växel kan programmeras att aktiveras på ett skräddarsytt sätt för att passa varje individuellt körmönster. Funktionen kan till exempel konflgureras att lägga i neutral växel bara vid körning framåt eller i båda riktningarna, dvs. framåt/bakåt. l enlighet med ett utförande kan systemet programmeras att åter lägga i en växel automatiskt när bromspedalen släpps upp eller så att föraren åter måste använda växelväljaren efter det att neutral växel har lagts i automatiskt. l enlighet med ett utförande måste fordonet stå helt still innan neutral växel kan läggas i automatiskt.

Nedan presenteras ett tänkt scenario som beskriver en möjlig användning av den föreliggande uppﬁnningen.

Föraren kan inledningsvis initiera interaktion från den automatiska neutrala växelfunktionen genom att aktivera funktionen och eventuellt även en 10 20 25 30 533 'lïfil _7- automatisk bromsfunktion såsom en backhållarfunktion. Aktivering av automatisk neutral växel kan göras parallellt med aktivering av annan funktionalitet, till exempel val av ”sophämtningslägeï Den automatiska neutrala växelfunktionen väljs automatiskt när ett visst läge aktiveras, till exempel sophämtnlngsläge. Den automatiska bromsfunktionen, till exempel en backhållarfunktion, kan aktiveras med hjälp av en omkopplare på fordonets instrumentbräda eller aktiveras automatiskt när den automatiska neutrala växelfunktionen väljs. När motorfordonet har en automatisk neutral växelfunktionalitet aktiverad kan styrsystemet om så önskas anpassas så att det får motorn att arbeta med högre tomgångsvan/tal än när fordonet används på konventionellt sätt, till exempel när det körs.

I ett läge med automatisk neutral växelfunktion vald stannar föraren fordonet genom att trycka ned bromspedalen tillräckligt för att få fordonet att stå still.

När det har konstaterats att den automatiska bromsfunktionens backhållarfunktion är aktiv så att fordonet förblir stillastående, styrs växellådan så att neutral växel läggs i. innan neutral växel läggs l arbetar motorn med högt tomgångsvarvtal och den roterande omvandlaren genererar värme till följd av friktion. När neutral växel är ilagd kan systemet låta motorn arbeta med högre varvtal, över högt tomgångsvarvtal, så att fordonshydrauliken kan öka ﬂödet, dvs. arbeta snabbare om styrsystemet är konﬁgurerat för sådant beteende. I aktiverat läge får föraren återkoppling från instrumentklustret om att neutral växel är ilagd automatiskt. När föraren vill börja köra släpper han upp bromspedalen, varvid en växel läggs i. Under iläggandet av växel förhindras höga motorvarvtal genom att gaspedalen avaktiveras och motorvarvtalet sänks till högt tomgångsvarvtal. När växellådan signalerar att en växel kommer att läggas l eller är ilagd, aktiveras gaspedalen så att föraren kan styra motorvarvtalet och köra fordonet framåt igen. 10 20 25 30 533 'l-Fël _g_ Fig. 2 visar ett ﬂödesschema som återger steg utförda av en styrprocedur vid automatisk växling till neutral växel. l steg 201 fastställs först om fotbromspedalen används. Om fotbromsen används fortsätter proceduren till steg 203. I steg 203 kontrolleras om det är säkert att lägga i neutral växel automatiskt. Kontrollen i steg 203 kan innefatta ett antal olika uppgifter, såsom att kontrollera att ett automatiskt bromssystem är aktiverat och/eller kontrollera att fordonet beﬁnner sig på plan mark och/eller kontrollera att fordonet står helt still. Vilka kriterier som måste vara uppfyllda för att medge automatisk växling till neutral växel kan skilja sig åt mellan olika applikationer och karosseritillverkaren kan konﬁgurera kriterierna olika för olika fordon om så önskas. Om detta kan fastställas, utgående från kriterierna använda för det specifika fordonet, fortsätter proceduren till steg 205 där neutral växel läggs i automatiskt. Om det däremot fastställs i steg 203 att det inte är säkert att automatiskt växla till neutral växel återgår proceduren till 201.

Dessutom kan, såsom beskrivs ovan, det häri beskrivna systemet programmeras att styra motorvarvtalet olika beroende på om neutral växel har lagts i automatiskt eller inte. I stillastående läge med neutral växel ilagd kan motorvarvtalet ställas in på ett högre börvarvtal än i rörligt läge där neutral växel inte är ilagd. l stillastående läge kan motorvarvtalet till exempel ställas in på ett högre tomgångsvarvtal såsom 1400 varv per minut jämfört med till exempel 800 varv per minut i rörligt läge när drivlinan är inkopplad.

Dessutom är gaspedalen avaktiverad så länge växellådan signalerar att en växel inte är ilagd för att förhindra motorvarvtal över tröskelgränsen för iläggande av en växel.

För att medge byte av växel måste motorvarvtalet, i detta exempel, ligga under ett förutbestämt högsta tomgångsvarvtal såsom 900 varv per minut.

Funktionen avaktiverar gaspedalen och sänker motorvarvtalet under det högsta tomgångsvarvtalet, 900 varv per minut i det givna exemplet, tills 10 533 'lïﬁå -g_ växling inleds. Växeln är därefter ilagd och gaspedalen aktiverad så att föraren kan fortsätta att köra med hjälp av gaspedalen.

Med hjälp av metoden och systemet som beskrivs häri blir ett motorfordon som gör många starter och stopp lättare att köra eftersom den manuella körningen av fordonet minskar. Systemet blir säkert och tillförlitligt att köra tack vare den elektroniska broms- och motorstyrningen. Systemet kan enkelt skräddarsys av en karosseritillverkare för varje typ av specialfordon genom att konﬁgurera de parametrar som avgör när och hur automatisk neutral växel ska aktiveras.

Claims

10 15 20 25 30 E33 'ETft _10- KRAV

1. En metod för automatisk växling till en neutral växel i kombination med styrning av motorn i ett motorfordon (10) utrustat med en automatisk växellåda (101) styrd av en styrenhet (106), kännetecknad av följande steg: - avkänning av att fotbromspedalen används (201), -fastställande av att fordonet kan förbli i ett säkert läge för automatisk iläggning av neutral växel (203) innefattande steget fastställande av om fordonet ska förbli stillastående med neutral växel ilagd och steget fastställande av vägens lutning där fordonet (10) befinner sig, - automatisk växling (205) till neutral växel när det avkänts att fotbromspedalen används om det har fastställts att fordonet ska förbli stillastående med neutral växel ilagd, - ökning av tomgångsvarvtalet vid växling till neutral växel, och - avaktivering av gaspedalen så länge växellådan signalerar att en växel inte _ är ilagd för att förhindra ett motorvarvtal över en tröskelgräns för iläggande av en växel.

2. Metoden i enlighet med krav 1, kännetecknad av att stegen för fastställande av att fordonet kan förbli i ett säkert läge med neutral växel ilagd (203) innefattar stegen att kontrollera att elektronisk bromsstyrning är aktiverad och hålla fordonet stillastående.

3. Metoden i enlighet med krav 2, kännetecknad av att den elektroniska bromsstyrningen är ett system med en backhållarfunktion.

4. Metoden i enlighet med något av kraven 1 - 3, kännetecknad av att stegen för fastställande av att fordonet kan förbli i ett säkert läge med neutral växel ilagd (203) innefattar steget att kontrollera att fordonet befinner sig på plan mark. 10 15 20 25 _11-

5. Metoden i enlighet med något av kraven 1 - 4, kännetecknad av att steget för fastställande av att fordonet kan förbli i ett säkert läge med neutral växel ilagd (203) innefattar steget att kontrollera att fordonet står helt still.

6. Ett styrsystem (100) för automatisk växling till en neutral växel i kombination med styrning av motorn i ett motorfordon (10) utrustat med en automatisk växellåda (101) styrd av en styrenhet (106), kännetecknat av: - medel (106) för avkänning av att fotbromspedalen används, - medel (106) för fastställande av att fordonet kan förbli i ett säkert läge för automatisk iläggning av neutral växel innefattande steget fastställande av om fordonet ska förbli stillastående med neutral växel ilagd och medelst lutningsgivare fastställande av vägens lutning där fordonet (10) befinner sig, - medel (106) för automatisk växling till neutral växel när fotbromspedalen används om det har fastställts att fordonet ska förbli stillastående med neutral växel ilagd, - medel för ökning av tomgångsvarvtalet vid växling till neutral växel, och - medel för avaktivering av gaspedalen så länge växellådan signalerar att en växel inte är ilagd för att förhindra ett motorvarvtal över en tröskelgräns för ilåggande av en växel.

7. Systemet i enlighet med krav 6, kännetecknat av medel för kontroll av att elektronisk bromsstyrning (103) är aktiverad och håller fordonet stillastående, i kombination med medel för fastställande av om fordonet ska förbli stillastående.

8. Systemet i enlighet med krav 7, kännetecknat av att den elektroniska bromsstyrningen är ett system med en backhållarfunktion. 15 20 'H74 _12-

9. Systemet i enlighet med något av kraven 6 - 8, kännetecknat av medel (102) för kontroll av att fordonet beﬁnner sig på plan mark, i kombination med medel för fastställande av om fordonet ska förbli stillastående.

10. Systemet i enlighet med något av kraven 6 - 9, kännetecknat av medel för kontroll av att fordonet står helt still, i kombination med medel för fastställande av om fordonet ska förbli stillastående.

11. Ett motorfordon (10) omfattande systemet i enlighet med något av kraven 6 - 10.

12. En datorprogramprodukt (110) för automatisk växling till en neutral växel i ett motorfordon (10) utrustat med en automatisk växellåda (101) styrd av en styrenhet (106), där datorprogramprodukten innefattar programsegment som när de körs i en dator får denna att utföra stegen i enlighet med något av kraven 1 - 5.

13. Ett digitalt lagringsmedium (108) som innehåller datorprogramprodukten i enlighet med krav 12.