DE102015102526B4 - Verfahren zum Steuern eines Motors basierend auf einer gewünschten Turbinenleistung unter Berücksichtigung von Verlusten in einem Drehmomentwandler - Google Patents

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Abstract

Verfahren, das umfasst, dass: ein gewünschter Betrag einer Leistung an einer Turbine (176) eines Drehmomentwandlers (164) basierend auf einer Gaspedalposition (524) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, wobei: der Drehmomentwandler (164) ein Drehmoment von einem Motor (102) auf einen Antriebsstrang (160) überträgt und ein Schaufelrad (174) sowie die Turbine (176) umfasst; das Schaufelrad (174) mit einer Kurbelwelle (120) des Motors (102) verbunden ist; und die Turbine (176) mit einem Getriebe (166) in dem Antriebsstrang (160) verbunden ist und hydraulisch und/oder mechanisch mit dem Schaufelrad (174) gekoppelt ist; ein Aktuator (116, 124, 126, 158) des Motors (102) basierend auf der gewünschten Turbinenleistung gesteuert wird; ein gewünschtes Motordrehmoment (508) basierend auf der gewünschten Turbinenleistung und einer gewünschten Drehzahl (514) des Motors (102) ermittelt wird; der Motoraktuator (116, 124, 126, 158) basierend auf dem gewünschten Motordrehmoment (508) gesteuert wird; und die gewünschte Motordrehzahl (514) basierend auf einer tatsächlichen Turbinendrehzahl (518), einer tatsächlichen Motordrehzahl (516) und einem ersten Verhältnis der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) zu der tatsächlichen Motordrehzahl (516) ermittelt wird.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere Systeme und Verfahren zum Steuern eines Motors basierend auf einer gewünschten Turbinenleistung unter Berücksichtigung von Verlusten in einem Drehmomentwandler.
  • HINTERGRUND
  • Verbrennungsmotoren verbrennen ein Luft- und Kraftstoffgemisch in Zylindern, um Kolben anzutreiben, was ein Antriebsdrehmoment erzeugt. Eine Luftströmung in den Motor wird mittels einer Drossel geregelt. Spezieller stellt die Drossel eine Drosselfläche ein, was die Luftströmung in den Motor vergrößert oder verkleinert. Wenn die Drosselfläche zunimmt, nimmt die Luftströmung in den Motor zu. Ein Kraftstoffsteuersystem stellt die Rate ein, mit der Kraftstoff eingespritzt wird, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Zylinder zu liefern und/oder eine gewünschte Drehmomentausgabe zu erreichen. Eine Erhöhung der Menge an Luft und Kraftstoff, die an die Zylinder geliefert werden, vergrößert die Drehmomentausgabe des Motors.
  • Bei Motoren mit Funkenzündung löst ein Zündfunken die Verbrennung eines Luft/Kraftstoff-Gemischs aus, das an die Zylinder geliefert wird. Bei Motoren mit Kompressionszündung verbrennt die Kompression in den Zylindern das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das an die Zylinder geliefert wird. Der Zündfunkenzeitpunkt und die Luftströmung können die primären Mechanismen zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Funkenzündung sein, während die Kraftstoffströmung der primäre Mechanismus zum Einstellen der Drehmomentausgabe der Motoren mit Kompressionszündung sein kann.
  • In der DE 42 35 827 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Motordrehmoments beschrieben, bei welchem ein Abtriebssollmoment an einer Ausgangswelle eines Getriebes bzw. ein Soll-Achsendrehmoment anhand einer Gaspedalstellung und anhand einer Abtriebsdrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird. Ein Soll-Motordrehmoment wird unter Berücksichtigung der Drehmomentübertragung eines Drehmomentwandlers und der Übersetzung des Getriebes anhand des Soll-Achsendrehmoments ermittelt. Aktuatoren eines Motors werden derart gesteuert, dass das Soll-Motordrehmoment erreicht wird.
  • Die DE 42 10 956 A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren.
  • Ferner ist auch in der DE 102 03 954 A1 ein ähnliches Verfahren beschrieben.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Steuern eines Motordrehmoments zu schaffen, bei welchem Drehmomentverluste in einem Drehmomentwandler berücksichtigt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das Verfahren umfasst, dass ein gewünschter Betrag einer Leistung an einer Turbine eines Drehmomentwandlers basierend auf einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird. Der Drehmomentwandler überträgt ein Drehmoment von einem Motor auf einen Antriebsstrang und umfasst ein Schaufelrad sowie eine Turbine. Das Schaufelrad ist mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden. Die Turbine ist mit einem Getriebe in dem Antriebsstrang verbunden und hydraulisch und/oder mechanisch mit dem Schaufelrad gekoppelt. Ein Aktuator des Motors wird basierend auf der gewünschten Turbinenleistung gesteuert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen verständlicher werden, wobei:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
  • 3 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Steuerverfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
  • 4 und 5 Graphiken sind, die beispielhafte Motorbetriebsbedingungen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen.
  • In den Zeichnungen können Bezugszeichen erneut verwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Drehmoment, das durch einen Motor erzeugt wird, wird unter Verwendung eines Drehmomentwandlers auf einen Antriebsstrang übertragen. Ein Drehmomentwandler umfasst typischerweise ein Schaufelrad, eine Turbine und eine Kupplung. Das Schaufelrad ist mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden, und die Turbine ist mit einem Getriebe in dem Antriebsstrang verbunden. Wenn die Kupplung eingerückt ist, koppelt die Kupplung die Turbine mechanisch mit dem Schaufelrad. Wenn die Kupplung gelöst ist, koppelt ein Fluid im Drehmomentwandler die Turbine hydraulisch mit dem Schaufelrad.
  • Einige Systeme und Verfahren steuern den Betrag des Drehmoments, das durch einen Motor erzeugt wird, basierend auf einer Motor-Leistungsanforderung. Die Systeme und Verfahren können die Motor-Leistungsanforderung basierend auf einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung einer Nachschlagetabelle ermitteln. Die Systeme und Verfahren ermitteln anschließend eine Motor-Drehmomentanforderung, indem die Motor-Leistungsanforderung durch die Motordrehzahl dividiert wird, und sie können den Betrag des Drehmoments, das durch den Motor erzeugt wird, basierend auf der Motor-Drehmomentanforderung steuern. Das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Motorleistung kann keine Drehmomentverluste in dem Drehmomentwandler berücksichtigen, wenn die Drehmomentwandlerkupplung gelöst ist. Daher kann das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Motorleistung eine geringere Fahrzeugbeschleunigung ergeben, als durch einen Fahrer für eine gegebene Pedalposition und eine gegebene Fahrzeuggeschwindigkeit erwartet wird.
  • Einige Systeme und Verfahren steuern den Betrag des Drehmoments, das durch einen Motor erzeugt wird, basierend auf einer Achsendrehmomentanforderung. Die Systeme und Verfahren können die Achsendrehmomentanforderung basierend auf einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung einer Nachschlagetabelle ermitteln. Die Systeme und Verfahren können anschließend eine Motor-Drehmomentanforderung ermitteln, indem die Achsendrehmomentanforderung durch ein Übersetzungsverhältnis dividiert wird, das einem Antriebsstrang zugeordnet ist, und sie können den Betrag des Drehmoments, das durch den Motor erzeugt wird, basierend auf der Motor-Drehmomentanforderung steuern.
  • Das Steuern des Motordrehmoments basierend auf dem Achsendrehmoment kann Drehmomentverluste in einem Drehmomentwandler berücksichtigen. Das Steuern des Motordrehmoments basierend auf dem Achsendrehmoment erfordert jedoch Sicherheitsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass das Übersetzungsverhältnis korrekt ist. Zusätzlich kann das Steuern des Motordrehmoments basierend auf dem Achsendrehmoment komplexe Kalibrierungsarbeit erfordern, um die Beziehung zwischen der Gaspedalposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Achsendrehmomentanforderung zu ermitteln.
  • Ein System und ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung steuern den Betrag des Drehmoments, das durch einen Motor erzeugt wird, basierend auf einer gewünschten Turbinenleistung. Das System und das Verfahren können die gewünschte Turbinenleistung basierend auf einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung einer Nachschlagetabelle ermitteln. Das System und das Verfahren ermitteln anschließend eine gewünschte Motordrehzahl basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der gewünschten Turbinenleistung, einer tatsächlichen Turbinendrehzahl und der gewünschten Motordrehzahl. Die vorbestimmte Beziehung kann von Eigenschaften des Drehmomentwandlers abhängen, welche Drehmomentverluste in dem Drehmomentwandler beeinflussen.
  • Das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Turbinenleistung berücksichtigt auf diese Weise Drehmomentverluste in einem Drehmomentwandler. Zusätzlich erfordert das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Turbinenleistung keine Sicherheitsmaßnahmen, um sicherzustellen, dass das Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs korrekt ist. Ferner erfordert das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Turbinenleistung möglicherweise nicht so viel Kalibrierungsarbeit wie das Steuern des Motordrehmoments basierend auf dem Achsendrehmoment.
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, umfasst ein Fahrzeugsystem 100 einen Motor 102, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Der Betrag des Drehmoments, das durch den Motor 102 erzeugt wird, basiert auf einer Fahrereingabe von einem Fahrereingabemodul 104. Die Fahrereingabe kann auf einer Position eines Gaspedals basieren. Die Fahrereingabe kann auch auf einem Tempomat basieren, der ein adaptives Tempomatsystem sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um eine vorbestimmte Nachfolgedistanz aufrecht zu erhalten.
  • Luft wird durch ein Einlasssystem 108 in den Motor 102 eingelassen. Lediglich beispielhaft kann das Einlasssystem 108 einen Einlasskrümmer 110 und ein Drosselventil 112 umfassen. Lediglich beispielhaft kann das Drosselventil 112 eine Drosselklappe mit einem drehbaren Blatt umfassen. Ein Motorsteuermodul (ECM) 114 steuert ein Drossel-Aktuatormodul 116, welches das Öffnen des Drosselventils 112 regelt, um die Luftmenge zu steuern, die in den Einlasskrümmer 110 eingelassen wird.
  • Luft aus dem Einlasskrümmer 110 wird in Zylinder des Motors 102 eingelassen. Obgleich der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen kann, ist zu Darstellungszwecken ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann der Motor 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder aufweisen. Das ECM 114 kann einige der Zylinder deaktivieren, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen verbessern kann.
  • Der Motor 102 kann unter Verwendung eines Viertakt-Motorzyklus arbeiten. Die vier Takte, die nachstehend beschrieben sind, werden als der Einlasstakt, der Kompressionstakt, der Verbrennungstakt und der Auslasstakt bezeichnet. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle 120 treten zwei der vier Takte in dem Zylinder 118 auf. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen für den Zylinder 118 notwendig, um alle vier Takte zu durchlaufen.
  • Während des Einlasstakts wird Luft aus dem Einlasskrümmer 110 durch ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 eingelassen. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktuatormodul 124, das die Kraftstoffeinspritzung regelt, um ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. Kraftstoff kann an einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie z. B. in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in Mischkammern, die den Zylindern zugeordnet sind, eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 kann die Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder stoppen, die deaktiviert sind.
  • Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit Luft und erzeugt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionstakts komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Der Motor 102 kann ein Motor mit Kompressionszündung sein, in welchem Fall die Kornpression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Alternativ kann der Motor 102 ein Motor mit Funkenzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktuatormodul 126 eine Zündkerze 128 zum Erzeugen eines Zündfunkens in dem Zylinder 118 basierend auf einem Signal von dem ECM 114 aktiviert, welche das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Der Zeitpunkt des Zündfunkens kann relativ zu der Zeit spezifiziert werden, zu der sich der Kolben an seiner obersten Position befindet, die als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet wird.
  • Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann durch ein Zündfunken-Zeitpunktsignal gesteuert werden, das spezifiziert, wie weit vor oder nach dem TDC der Zündfunken erzeugt werden soll. Da die Kolbenposition mit der Kurbelwellendrehung in direkter Beziehung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktuatormoduls 126 mit dem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Zündfunken-Aktuatormodul 126 die Lieferung des Zündfunkens an die deaktivierten Zylinder stoppen.
  • Das Erzeugen des Zündfunkens kann als ein Zündungsereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann die Fähigkeit aufweisen, den Zeitpunkt des Zündfunkens für jedes Zündungsereignis zu variieren. Das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann sogar dann in der Lage sein, den Zündfunkenzeitpunkt für ein nächstes Zündungsereignis variieren, wenn das Signal für den Zündfunkenzeitpunkt zwischen einem letzten Zündungsereignis und dem nächsten Zündungsereignis verändert wird. Bei verschiedenen Implementierungen kann der Motor 102 mehrere Zylinder aufweisen, und das Zündfunken-Aktuatormodul 126 kann den Zündfunkenzeitpunkt relativ zu dem TDC für alle Zylinder in dem Motor 102 um denselben Betrag variieren.
  • Während des Verbrennungstakts treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben abwärts, wodurch die Kurbelwelle 120 angetrieben wird. Der Verbrennungstakt kann als die Zeit zwischen dem Erreichen des TDC durch den Kolben und der Zeit definiert werden, zu welcher der Kolben zu einem unteren Totpunkt (BDC) zurückkehrt. Während des Auslasstakts beginnt der Kolben, sich wieder von dem BDC aufwärts zu bewegen, und er treibt die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 heraus. Die Nebenprodukte der Verbrennung werden mittels eines Abgassystems 134 aus dem Fahrzeug ausgestoßen.
  • Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Implementierungen können mehrere Einlassnockenwellen (einschließlich der Einlassnockenwelle 140) mehrere Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) für den Zylinder 118 und/oder die Einlassventile (einschließlich des Einlassventils 122) mehrerer Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (einschließlich der Auslassnockenwelle 142) mehrere Auslassventile für den Zylinder 118 und/oder die Auslassventile (einschließlich des Auslassventils 130) für mehrere Reihen von Zylindern (einschließlich des Zylinders 118) steuern.
  • Die Zeit, zu der das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Die Zeit, zu der das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 bezogen auf den Kolben-TDC variiert werden. Ein Ventil-Aktuatormodul 158 kann den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 148, 150 basierend auf Signalen von dem ECM 114 steuern. Wenn er implementiert ist, kann ein variabler Ventilhub ebenso durch das Ventil-Aktuatormodul 158 gesteuert werden.
  • Das ECM 114 kann den Zylinder 118 deaktivieren, indem das Ventil-Aktuatormodul 158 angewiesen wird, das Öffnen des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 zu deaktivieren. Das Ventil-Aktuatormodul 158 kann das Öffnen des Einlassventils 122 deaktivieren, indem das Einlassventil 122 von der Einlass-Nockenwelle 140 entkoppelt wird. Auf ähnliche Weise kann das Ventil-Aktuatormodul 158 das Öffnen des Auslassventils 130 deaktivieren, indem das Auslassventil 130 von der Auslass-Nockenwelle 142 abgekoppelt wird. Gemäß verschiedenen Implementierungen kann das Ventil-Aktuatormodul 158 das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 unter Verwendung von anderen Einrichtungen als Nockenwellen steuern, wie beispielsweise unter der Verwendung von elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Aktuatoren.
  • Das Drehmoment, das an der Kurbelwelle 120 ausgegeben wird, wird über ein Antriebsstrangsystem 160 auf Räder 162 übertragen. Das Antriebsstrangsystem 160 umfasst einen Drehmomentwandler 164, ein Getriebe 166, eine Antriebswelle 168, ein Differential 170 und Achswellen 172. Der Drehmomentwandler 164, das Getriebe 166 und das Differential 170 verstärken das Motordrehmoment mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen, um ein Achsendrehmoment an den Achswellen 172 zu liefern.
  • Der Drehmomentwandler 164 koppelt die Kurbelwelle 120 mit dem Getriebe 166. Der Drehmomentwandler 164 umfasst ein Schaufelrad 174, eine Turbine 176 und eine Kupplung 178. Das Schaufelrad 174 ist mechanisch mit der Kurbelwelle 120 gekoppelt, und die Turbine 176 ist mechanisch mit dem Getriebe 166 gekoppelt. Wenn die Kupplung 178 eingerückt ist, koppelt die Kupplung 178 die Turbine 176 mechanisch mit dem Schaufelrad 174. Wenn die Kupplung 178 gelöst ist, koppelt ein Fluid im Drehmomentwandler 164 die Turbine 176 hydraulisch mit dem Schaufelrad 174.
  • Das Motorsystem 100 kann die Position der Kurbelwelle 120 unter Verwendung eines Kurbelwellen-Positionssensors (CKP-Sensors) 180 messen. Die Temperatur des Motorkühlmittels kann unter Verwendung eines Motorkühlmittel-Temperatursensors (ECT-Sensors) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann in dem Motor 102 oder an anderen Orten angeordnet sein, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise in einem Kühler (nicht gezeigt).
  • Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann ein Motorvakuum gemessen werden, das die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 ist. Die Luftmassenströmungsrate in den Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Luftmassenströmungssensors (MAF-Sensors) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Implementierungen kann der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse angeordnet sein, das auch das Drosselventil 112 umfasst.
  • Das Drossel-Aktuatormodul 116 kann die Position des Drosselventils 112 unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselpositionssensoren (TPS) 188 überwachen. Die Umgebungstemperatur der Luft, die in den Motor 102 angesaugt wird, kann unter Verwendung eines Einlassluft-Temperatursensors (IAT-Sensors) 190 gemessen werden. Die Drehzahl der Turbine 176 kann unter Verwendung eines Turbinendrehzahlsensors (TS-Sensors bzw. TSS) 192 gemessen werden. Die Drehzahl der Räder 162 kann unter Verwendung eines Raddrehzahlsensors (WS-Sensors) 194 gemessen werden. Das ECM 114 kann Signale der Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Motorsystem 100 zu treffen.
  • Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul (TCM) 196 in Verbindung stehen, um Gangwechsel in dem Getriebe 166 abzustimmen. Beispielsweise kann das ECM 114 das Motordrehmoment während eines Gangwechsels verringern. Obgleich einige der Sensorsignale derart gezeigt sind, dass sie an das TCM 196 geliefert werden, kann das TCM 196 diese Sensorsignale an das ECM 114 übertragen. Alternativ können diese Sensorsignale direkt an das ECM 114 geliefert werden. Bei verschiedenen Implementierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114 und des TCM 196 in ein oder mehrere Module integriert werden.
  • Nun auf 2 Bezug nehmend, umfasst eine beispielhafte Implementierung des ECM 114 ein Modul 202 für eine gewünschte Turbinenleistung. Das Modul 202 für die gewünschte Turbinenleistung ermittelt eine gewünschte Leistung an der Turbine 176 basierend auf der Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Modul 202 für die gewünschte Turbinenleistung kann die Gaspedalposition von dem Fahrereingabemodul 104 empfangen. Das Modul 202 für die gewünschte Turbinenleistung kann die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Raddrehzahl von dem Raddrehzahlsensor 194 ermitteln.
  • Das Modul 202 für die gewünschte Turbinenleistung kann die gewünschte Turbinenleistung basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Gaspedalposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der gewünschten Turbinenleistung ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung verkörpert sein, und sie kann von Eigenschaften des Drehmomentwandlers 164 abhängen. Das Modul 202 für die gewünschte Turbinenleistung gibt die gewünschte Turbinenleistung aus.
  • Ein Modul 204 für eine tatsächliche Motordrehzahl ermittelt die tatsächliche Motordrehzahl des Motors 102 basierend auf der Kurbelwellenposition von dem CKP-Sensor 180. Das Modul 204 für die tatsächliche Motordrehzahl kann die tatsächliche Motordrehzahl beispielsweise basierend auf einer Zeitdauer berechnen, die verstreicht, wenn die Kurbelwelle 120 eine oder mehrere Umdrehungen vollendet. Das Modul 204 für die tatsächliche Motordrehzahl gibt die tatsächliche Motordrehzahl aus.
  • Ein Drehzahlverhältnismodul 206 ermittelt ein erstes Verhältnis einer tatsächlichen Drehzahl der Turbine 176 zu der tatsächlichen Motordrehzahl. Das erste Verhältnis kann als ein Drehzahlverhältnis bezeichnet werden. Das Drehzahlverhältnismodul 206 kann die tatsächliche Turbinendrehzahl von dem Turbinendrehzahlsensor 192 empfangen. Das Drehzahlverhältnismodul 206 gibt das Drehzahlverhältnis aus.
  • Ein Drehmomentverhältnismodul 208 ermittelt ein zweites Verhältnis eines tatsächlichen Drehmoments an der Turbine 176 zu einem tatsächlichen Drehmoment an dem Motor 102. Das zweite Verhältnis kann als ein Drehmomentverhältnis bezeichnet werden. Das Drehmomentverhältnismodul 208 kann das Drehmomentverhältnis basierend auf dem Drehzahlverhältnis ermitteln. Beispielsweise kann das Drehmomentverhältnismodul 208 das Drehmomentverhältnis basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Drehzahlverhältnis und dem Drehmomentverhältnis ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung verkörpert sein, und sie kann von Eigenschaften des Drehmomentwandlers 164 abhängen, welche die Drehmomentverluste im Drehmomentwandler 164 beeinflussen.
  • Ein Modul 210 für eine gewünschte Motordrehzahl ermittelt eine gewünschte Drehzahl des Motors 102. Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl, der tatsächlichen Motordrehzahl und/oder dem Drehzahlverhältnis ermitteln. Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl gibt die gewünschte Motordrehzahl aus.
  • Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl auf eine erste Drehzahl festlegen, wenn das Drehzahlverhältnis größer als ein vorbestimmter Wert ist (z. B. 0,85). Die erste Drehzahl kann gleich der tatsächlichen Turbinendrehzahl sein. Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl auf eine zweite Drehzahl festlegen, wenn das Drehzahlverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert oder gleich diesem ist. Die zweite Drehzahl kann gleich einem Produkt der tatsächlichen Turbinendrehzahl und des Drehmomentverhältnisses sein.
  • Das Drehzahlverhältnis kann größer als der vorbestimmte Wert sein, wenn der Drehmomentwandler 164 geschlossen ist. Der Drehmomentwandler 164 ist geschlossen, wenn die Kupplung 178 vollständig eingerückt ist, so dass die tatsächliche Turbinendrehzahl gleich der tatsächlichen Motordrehzahl ist. Das Drehzahlverhältnis kann auch größer als der vorbestimmte Wert sein, wenn der Drehmomentwandler 164 einen Schlupf aufweist. Der Drehmomentwandler 164 weist einen Schlupf auf, wenn die Kupplung 178 teilweise eingerückt ist, so dass die tatsächliche Turbinendrehzahl kleiner als die tatsächliche Motordrehzahl ist. Das Drehzahlverhältnis kann kleiner als der vorbestimmte Wert oder gleich diesem sein, wenn der Drehmomentwandler 164 offen ist. Der Drehmomentwandler 164 ist offen, wenn die Kupplung 178 vollständig gelöst ist.
  • Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl von der ersten Drehzahl auf die zweite Drehzahl anpassen, wenn die Kupplung 178 gelöst wird. Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl von der zweiten Drehzahl auf die erste Drehzahl anpassen, wenn die Kupplung 178 eingerückt wird. Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl auf eine lineare oder eine nicht lineare Weise rampenartig von der ersten Drehzahl auf die zweite Drehzahl oder umgekehrt verändern.
  • Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die gewünschte Motordrehzahl basierend auf einem gegenwärtigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl und einem zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl festlegen. Wenn die Kupplung 178 gelöst wird, kann das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl den zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl und der gewünschten Turbinenleistung voraussagen. Wenn die Kupplung 178 eingerückt wird, kann das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl den zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl ausschließlich basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl voraussagen.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl dann, wenn der Drehmomentwandler 164 offen ist, die gewünschte Motordrehzahl basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl und der gewünschten Turbinenleistung ermitteln. Beispielsweise kann das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl die gewünschte Motordrehzahl basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der tatsächlichen Turbinendrehzahl, der gewünschten Turbinenleistung und der gewünschten Motordrehzahl ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung verkörpert sein, und sie kann von Eigenschaften des Drehmomentwandlers 164 abhängen, welche die Drehmomentverluste in dem Drehmomentwandler 164 beeinflussen, wenn der Drehmomentwandler 164 offen ist.
  • Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl kann die Werte in der Nachschlagetabelle ermitteln. Alternativ können die Werte in der Nachschlagetabelle in einem Laboraufbau unter Verwendung eines Kalibrierungsmoduls 212 ermittelt werden, welches mit dem ECM 114 in Verbindung steht. Das Modul 210 für die gewünschte Motordrehzahl und/oder ein Speichermodul 214 können die Werte speichern, die beispielsweise auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren und computerlesbaren Medium festgelegt sind.
  • Die Nachschlagetabelle kann mehrere Motordrehzahlen umfassen, die jeweils einer gegebenen Turbinendrehzahl und einer gegebenen Turbinenleistung entsprechen. Jeder Wert in der Nachschlagetabelle kann ermittelt werden, indem eine Motordrehzahl ausgewählt wird und eine Turbinenleistung basierend auf der ausgewählten Motordrehzahl und der gegebenen Turbinendrehzahl berechnet wird. Dieser Prozess kann auf eine iterative Weise wiederholt werden, bis die berechnete Turbinenleistung gleich der gegebenen Turbinenleistung ist. Die Motordrehzahl, welche der berechneten Turbinenleistung entspricht, kann anschließend für die gegebene Turbinendrehzahl und die gegebene Turbinenleistung in der Nachschlagetabelle gespeichert werden.
  • Bei einem Beispiel können zum Ermitteln jedes Werts in der Nachschlagetabelle alle möglichen Motordrehzahlen für eine gegebene Turbinendrehzahl und einen vorbestimmten Satz von Schlupfwerten der Drehmomentwandlerkupplung (TCC-Schlupfwerten) berechnet werden. Der TCC-Schlupf ist eine Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl. Daher kann jede Motordrehzahl berechnet werden, indem die Summe der Turbinendrehzahl und eines der TCC-Schlupfwerte in dem vorbestimmten Satz ermittelt wird.
  • Anschließend kann für jede Motordrehzahl ein Motordrehmoment berechnet werden, indem eine gegebene Leistungsanforderung durch die Motordrehzahl dividiert wird. Zusätzlich kann für jede Motordrehzahl ein Drehzahlverhältnis berechnet. werden, indem die gegebene Turbinendrehzahl durch die Motordrehzahl dividiert wird. Ein Drehmomentverhältnis kann für jede Motordrehzahl basierend auf dem Drehzahlverhältnis beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung berechnet werden. Ein Effizienzwert kann für jede Motordrehzahl ermittelt werden, indem ein Produkt des Drehzahlverhältnisses und des Drehmomentverhältnisses berechnet wird.
  • Ein K-Faktor kann für jede Motordrehzahl basierend auf dem Drehzahlverhältnis und dem Drehmomentverhältnis beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung ermittelt werden. Der K-Faktor gibt eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl und einem gewünschten Motordrehmoment an, wenn der Drehmomentwandler 164 offen ist. Das gewünschte Motordrehmoment kann anschließend für jede Motordrehzahl ermittelt werden, indem ein Quadrat eines Quotienten der Motordrehzahl und des K-Faktor berechnet wird.
  • Eine Turbinenleistung kann anschließend für jede Motordrehzahl berechnet werden, indem ein Produkt der Motordrehzahl, des Drehmomentverhältnisses und des Effizienzwerts ermittelt wird. Die Differenz zwischen der berechneten Turbinenleistung und der gegebenen Turbinenleistung kann für jede Motordrehzahl ermittelt werden. Die Motordrehzahl mit der kleinsten Differenz zwischen der berechneten Turbinenleistung und der gegebenen Turbinenleistung kann als die gewünschte Motordrehzahl für die gegebene Turbinendrehzahl und die gegebene Turbinenleistung in der Nachschlagetabelle gespeichert werden. Anstelle der Berechnung einer Turbinenleistung für alle möglichen Turbinendrehzahlen kann die Turbinenleistung für ausgewählte der möglichen Motordrehzahlen berechnet werden, bis die berechnete Turbinenleistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der gegebenen Turbinenleistung liegt.
  • Das Modul 216 für das gewünschte Motordrehmoment ermittelt ein gewünschtes Drehmoment des Motors 102 basierend auf der gewünschten Turbinenleistung und der gewünschten Motordrehzahl. Das Modul 216 für das gewünschte Motordrehmoment kann die gewünschte Turbinenleistung durch die gewünschte Motordrehzahl dividieren, um das gewünschte Motordrehmoment zu erhalten. Das Modul 216 für das gewünschte Motordrehmoment gibt das gewünschte Motordrehmoment aus.
  • Ein Drosselsteuermodul 218 steuert das Drosselventil 112, indem beispielsweise eine gewünschte Drosselfläche an das Drossel-Aktuatormodul 116 gesendet wird. Ein Kraftstoffsteuermodul 220 steuert die Kraftstoffeinspritzung in dem Motor 102, indem beispielsweise eine gewünschte Kraftstoffzufuhrrate an das Kraftstoff-Aktuatormodul 124 gesendet wird. Ein Zündfunkensteuermodul 222 steuert die Zündkerze 128, indem beispielsweise ein gewünschter Zündfunkenzeitpunkt an das Zündfunken-Aktuatormodul 126 gesendet wird.
  • Das Drosselsteuermodul 218, das Kraftstoffsteuermodul 220 und das Zündfunkensteuermodul 222 können die gewünschte Drosselfläche, die gewünschte Kraftstoffzufuhrrate bzw. den gewünschten Zündfunkenzeitpunkt basierend auf dem gewünschten Motordrehmoment einstellen. Beispielsweise kann das Drosselsteuermodul 218 die gewünschte Drosselfläche erhöhen, wenn das gewünschte Motordrehmoment zunimmt. Zusätzlich kann das Kraftstoffsteuermodul 220 die gewünschte Kraftstoffzufuhrrate erhöhen, wenn die gewünschte Drosselfläche zunimmt, um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen.
  • Nun auf 3 Bezug nehmend, beginnt bei 302 ein Verfahren zum Steuern eines Motors basierend auf einer gewünschten Leistung einer Turbine eines Drehmomentwandlers unter Berücksichtigung von Drehmomentverlusten in dem Drehmomentwandler. Bei 304 ermittelt das Verfahren die gewünschte Turbinenleistung basierend auf der Position eines Gaspedals und der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs. Das Verfahren kann die gewünschte Turbinenleistung basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Gaspedalposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der gewünschten Turbinenleistung ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder in einer Gleichung verkörpert sein, und sie kann von Eigenschaften des Drehmomentwandlers abhängen.
  • Bei 306 ermittelt das Verfahren ein erstes Verhältnis einer tatsächlichen Drehzahl der Turbine zu einer tatsächlichen Drehzahl des Motors. Das erste Verhältnis kann als ein Drehzahlverhältnis bezeichnet werden. Bei 308 ermittelt das Verfahren, ob das Drehzahlverhältnis größer als ein vorbestimmter Wert ist (z. B. 0,85). Wenn das Drehzahlverhältnis größer als der vorbestimmte Wert ist, fährt das Verfahren bei 310 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 312 fort.
  • Das Drehzahlverhältnis kann größer als der vorbestimmte Wert sein, wenn der Drehmomentwandler geschlossen ist. Das Drehzahlverhältnis kann auch größer als der vorbestimmte Wert sein, wenn der Drehmomentwandler einen Schlupf aufweist. Das Drehzahlverhältnis kann kleiner als der vorbestimmte Wert oder gleich diesem sein, wenn der Drehmomentwandler offen ist.
  • Bei 310 ermittelt das Verfahren eine erste Drehzahl. Die erste Drehzahl kann gleich der tatsächlichen Turbinendrehzahl sein. Bei 314 legt das Verfahren die gewünschte Motordrehzahl auf die erste Drehzahl fest. Bei 312 ermittelt das Verfahren ein zweites Verhältnis eines tatsächlichen Drehmoments an der Turbine zu einem tatsächlichen Drehmoment an dem Motor. Das zweite Verhältnis kann als ein Drehmomentverhältnis bezeichnet werden.
  • Bei 316 ermittelt das Verfahren eine zweite Drehzahl. Die zweite Drehzahl kann gleich einem Produkt der tatsächlichen Turbinendrehzahl und des Drehmomentverhältnisses sein. Bei 318 legt das Verfahren die gewünschte Motordrehzahl auf die zweite Drehzahl fest.
  • Bei 320 ermittelt das Verfahren, ob die gewünschte Motordrehzahl von der zweiten Drehzahl zu der ersten Drehzahl übergeht. Wenn die gewünschte Drehzahl von der zweiten Drehzahl zu der ersten Drehzahl übergeht, fährt das Verfahren 322 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 304 fort. Bei 322 sagt das Verfahren einen zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl voraus. Bei 324 passt das Verfahren die gewünschte Motordrehzahl basierend auf einem gegenwärtigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl und dem zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl von der zweiten Drehzahl auf die erste Drehzahl an.
  • Bei 326 ermittelt das Verfahren, ob die gewünschte Motordrehzahl von der ersten Drehzahl zu der zweiten Drehzahl übergeht. Wenn die gewünschte Motordrehzahl von der ersten Drehzahl zu der zweiten Drehzahl übergeht, fährt das Verfahren bei 328 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 304 fort. Bei 328 sagt das Verfahren einen zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl und der gewünschten Turbinenleistung voraus. Bei 330 passt das Verfahren die gewünschte Motordrehzahl basierend auf dem gegenwärtigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl und dem zukünftigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl von der ersten Drehzahl auf die zweite Drehzahl an.
  • Bei verschiedenen Implementierungen kann das Verfahren dann, wenn der Drehmomentwandler offen ist, die gewünschte Motordrehzahl basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl und der gewünschten Turbinenleistung ermitteln. Beispielsweise kann das Verfahren die gewünschte Motordrehzahl basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der tatsächlichen Turbinendrehzahl, der gewünschten Turbinenleistung und der gewünschten Motordrehzahl ermitteln. Die vorbestimmte Beziehung kann in einer Nachschlagetabelle und/oder in einer Gleichung verkörpert sein, und sie kann von Eigenschaften des Drehmomentwandlers abhängen, welche die Drehmomentverluste in dem Drehmomentwandler beeinflussen, wenn der Drehmomentwandler offen ist.
  • Die Nachschlagetabelle kann mehrere Motordrehzahlen umfassen, die jeweils einer gegebenen Turbinendrehzahl und einer gegebenen Turbinenleistung entsprechen. Das Verfahren kann jeden Wert in der Nachschlagetabelle ermitteln, indem eine Motordrehzahl ausgewählt wird und eine Turbinenleistung basierend auf der ausgewählten Motordrehzahl und der gegebenen Turbinendrehzahl berechnet wird. Das Verfahren kann diesen Prozess auf eine iterative Weise wiederholen, bis die berechnete Turbinenleistung gleich der gegebenen Turbinenleistung ist. Das Verfahren kann die entsprechende Motordrehzahl anschließend für die gegebene Turbinendrehzahl und die gegebene Turbinenleistung in der Nachschlagetabelle speichern.
  • Nun auf 4 Bezug nehmend, stellt eine Grafik Fahrzeugbetriebsbedingungen dar, wenn ein Gaspedal um 25 Prozent (%) niedergedrückt wird, während sich ein Getriebe im dritten Gang befindet, ein Fahrzeug mit 18 Kilometern pro Stunde (km/h) fährt und das Motordrehmoment basierend auf der Motorleistung gesteuert wird. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen sind bezogen auf eine x-Achse 402, welche die Zeit in Sekunden (s) darstellt, eine y-Achse 404, welche die Beschleunigung als g-Kraft (g) repräsentiert, und eine y-Achse 406 aufgetragen, welche einen Betrag einiger der Fahrzeugbetriebsbedingungen in Volt (V) repräsentiert.
  • Die Fahrzeugbetriebsbedingungen umfassen ein gewünschtes Motordrehmoment 408, ein tatsächliches Motordrehmoment 410, eine gewünschte Motordrehzahl 412, eine gewünschte Motordrehzahl 414, eine tatsächliche Motordrehzahl 416, eine tatsächliche Turbinendrehzahl 418, eine Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 420, eine tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung 422 und ein tatsächliches Niederdrücken 424 des Gaspedals. Die gewünschte Motordrehzahl wird basierend auf einem K-Faktor ermittelt. Die gewünschte Motordrehzahl 414 wird verwendet, um das gewünschte Motordrehmoment 408 zu ermitteln. Die Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 420 wird basierend auf einer Beziehung zwischen der Gaspedalposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung festgelegt. Die Beziehung kann basierend auf Fahrererwartungen vorbestimmt sein.
  • Die Fahrzeugbetriebsbedingungen umfassen auch einen gewünschten Schlupf 426 der Drehmomentwandlerkupplung (TCC-Schlupf), einen tatsächlichen TCC-Schlupf 428 und einen TCC-Zustand 430. Wenn der TCC-Zustand 430 ungefähr 0 V entspricht, ist der TCC-Zustand 430 ”aus”, und eine Kupplung in einem Drehmomentwandler ist gelöst. Wenn der TCC-Zustand 430 ungefähr 1 V entspricht, ist der TCC-Zustand 430 ”ein”, und die Drehmomentwandlerkupplung ist eingerückt.
  • Bei 432 beginnt das tatsächliche Niederdrücken 424 des Gaspedals zuzunehmen. Gleichzeitig wird die Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 420 schnell erhöht und anschließend langsam verringert. Eine gewünschte Motorleistung und die gewünschte Motordrehzahl 414 werden in Ansprechen auf das Zunehmen der Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 420 erhöht, und das gewünschte Motordrehmoment 408 wird ermittelt, indem die gewünschte Motorleistung durch die gewünschte Motordrehzahl 414 dividiert wird. Infolgedessen wird die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung 422 schnell erhöht und anschließend langsam auf eine Weise verringert, welche im Wesentlichen der Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 420 folgt. Wie vorstehend diskutiert wurde, kann das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Motorleistung keine Drehmomentverluste in dem Drehmomentwandler berücksichtigen. Daher kann die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung 422 der Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 420 nicht so dicht folgen, wie es gewünscht ist.
  • Bei 434 wird der TCC-Zustand 430 von ”aus” auf ”ein” umgeschaltet. Gleichzeitig wird die gewünschte Motordrehzahl 414 von der gewünschten Motordrehzahl 412 auf die tatsächliche Turbinendrehzahl 418 verringert oder rampenartig abgesenkt. Das Verringern der gewünschten Motordrehzahl 414 von der gewünschten Motordrehzahl 412 auf die tatsächliche Turbinendrehzahl 418 verhindert eine abrupte Änderung in der tatsächlichen Motordrehzahl 416, wenn die Drehmomentwandlerkupplung eingerückt wird, wie es angewiesen wird.
  • Nun auf 5 Bezug nehmend, stellt eine Grafik Fahrzeugbetriebsbedingungen dar, wenn ein Gaspedal um 25% niedergedrückt wird, während sich ein Getriebe im dritten Gang befindet, ein Fahrzeug mit 18 km/h fährt und das Motordrehmoment basierend auf der Turbinenleistung gesteuert wird. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen sind bezogen auf eine x-Achse 502, welche die Zeit in Sekunden (s) repräsentiert, eine y-Achse 504, welche die Beschleunigung in g repräsentiert, und eine y-Achse 506 aufgetragen, welche einen Betrag einiger der Fahrzeugbetriebsbedingungen in V repräsentiert.
  • Die Fahrzeugbetriebsbedingungen umfassen ein gewünschtes Motordrehmoment 508, ein tatsächliches Motordrehmoment 510, eine gewünschte Motordrehzahl 512, eine gewünschte Motordrehzahl 514, eine tatsächliche Motordrehzahl 516, eine tatsächliche Turbinendrehzahl 518, eine Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 520, eine tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung 522 und ein tatsächliches Niederdrücken 524 des Gaspedals. Die gewünschte Motordrehzahl 512 wird basierend auf einem K-Faktor ermittelt. Die gewünschte Motordrehzahl 514 wird verwendet, um das gewünschte Motordrehmoment 508 zu ermitteln. Die Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 520 wird basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Gaspedalposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung festgelegt.
  • Die Fahrzeugbetriebsbedingungen umfassen auch einen gewünschten Schlupf 526 der Drehmomentwandlerkupplung (TCC-Schlupf), einen tatsächlichen TCC-Schlupf 528 und einen TCC-Zustand 530. Wenn der TCC-Zustand 530 ungefähr 0 V entspricht, ist der TCC-Zustand 530 ”aus”, und eine Kupplung in einem Drehmomentwandler ist gelöst. Wenn der TCC-Zustand 530 ungefähr 1 V entspricht, ist der TCC-Zustand 530 ”ein”, und die Drehmomentwandlerkupplung ist eingerückt.
  • Bei 532 beginnt das tatsächliche Niederdrücken 524 des Gaspedals zuzunehmen. Gleichzeitig wird die Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 520 schnell erhöht und anschließend langsam verringert. Eine gewünschte Turbinenleistung und die gewünschte Motordrehzahl 514 werden in Ansprechen auf die Zunahme in der Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 520 erhöht, und das gewünschte Motordrehmoment 508 wird ermittelt, indem die gewünschte Turbinenleistung durch die gewünschte Motordrehzahl 514 dividiert wird. Infolgedessen wird die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung 522 schnell erhöht und anschließend auf eine Weise langsam verringert, welche der Ziel-Fahrzeugbeschleunigung 520 im Wesentlichen folgt. Das Steuern des Motordrehmoments basierend auf der Turbinendrehzahl, wie es vorstehend diskutiert wird, berücksichtigt Drehmomentverluste in dem Drehmomentwandler. Daher folgt die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung der Ziel-Fahrzeugbeschleunigung in 5 dichter als in 4.
  • Bei 534 wird der TCC-Zustand 530 von ”aus” auf ”ein” umgeschaltet. Gleichzeitig wird die gewünschte Motordrehzahl 514 von der gewünschten Motordrehzahl 512 auf die tatsächliche Turbinendrehzahl 518 verringert oder rampenartig abgesenkt, um eine abrupte Änderung in der tatsächlichen Motordrehzahl 516 zu verhindern. Die tatsächliche Turbinendrehzahl 418 kann die erste Drehzahl sein, die vorstehend diskutiert wurde, und die gewünschte Motordrehzahl 412 kann die zweite Drehzahl sein, die vorstehend diskutiert wurde. Wenn der TCC-Zustand 530 von ”aus” auf ”ein” umgeschaltet wird, wird die gewünschte Motordrehzahl 514 ausschließlich basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl 518 von der gewünschten Motordrehzahl 512 auf die tatsächliche Turbinendrehzahl 518 angepasst. Wenn der TCC-Zustand 530 von ”ein” auf ”aus” umgeschaltet wird, wird die gewünschte Motordrehzahl 514 basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl 518 und der gewünschten Turbinenleistung von der tatsächlichen Turbinendrehzahl 518 auf die gewünschte Motordrehzahl 512 angepasst.
  • In dieser Anmeldung einschließlich der nachstehenden Definitionen kann der Ausdruck Modul durch den Ausdruck Schaltung ersetzt werden. Der Ausdruck Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analoge/digitale integrierte Schaltung; eine Schaltung der kombinatorischen Logik; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der einen Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, fest zugeordnet oder als Gruppe), der Code speichert, der durch den Prozessor ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller von den vorstehenden Gegenständen, wie beispielsweise bei einem Ein-Chip-System, beziehen, ein Teil von diesen sein oder diese umfassen.
  • Der Ausdruck Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann eine Software, eine Firmware und/oder einen Mikrocode umfassen, und er kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der in Kombination mit zusätzlichen Prozessoren einen Teil des Codes oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module ausführt. Der Ausdruck gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil des Codes oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code eines oder mehrerer Module speichert. Der Ausdruck Speicher kann eine Teilmenge des Ausdrucks computerlesbares Medium bezeichnen. Der Ausdruck computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und dieses kann daher als zugreifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele des nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Mediums sind ein nicht flüchtiger Speicher, ein magnetischer Speicher und ein optischer Speicher.
  • Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die auf einem nicht flüchtigen, zugreifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen und/oder auf diese angewiesen sein.

Claims (6)

  1. Verfahren, das umfasst, dass: ein gewünschter Betrag einer Leistung an einer Turbine (176) eines Drehmomentwandlers (164) basierend auf einer Gaspedalposition (524) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, wobei: der Drehmomentwandler (164) ein Drehmoment von einem Motor (102) auf einen Antriebsstrang (160) überträgt und ein Schaufelrad (174) sowie die Turbine (176) umfasst; das Schaufelrad (174) mit einer Kurbelwelle (120) des Motors (102) verbunden ist; und die Turbine (176) mit einem Getriebe (166) in dem Antriebsstrang (160) verbunden ist und hydraulisch und/oder mechanisch mit dem Schaufelrad (174) gekoppelt ist; ein Aktuator (116, 124, 126, 158) des Motors (102) basierend auf der gewünschten Turbinenleistung gesteuert wird; ein gewünschtes Motordrehmoment (508) basierend auf der gewünschten Turbinenleistung und einer gewünschten Drehzahl (514) des Motors (102) ermittelt wird; der Motoraktuator (116, 124, 126, 158) basierend auf dem gewünschten Motordrehmoment (508) gesteuert wird; und die gewünschte Motordrehzahl (514) basierend auf einer tatsächlichen Turbinendrehzahl (518), einer tatsächlichen Motordrehzahl (516) und einem ersten Verhältnis der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) zu der tatsächlichen Motordrehzahl (516) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die gewünschte Motordrehzahl (514) basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) und der gewünschten Turbinenleistung ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass dann, wenn das erste Verhältnis größer als ein vorbestimmter Wert ist, die gewünschte Motordrehzahl (514) auf eine erste Drehzahl festgelegt wird, die gleich der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner umfasst, dass dann, wenn das erste Verhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert oder gleich diesem ist, die gewünschte Motordrehzahl (514) auf eine zweite Drehzahl festgelegt wird, die gleich einem Produkt der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) und eines zweiten Verhältnisses eines tatsächlichen Turbinendrehmoments zu einem tatsächlichen Motordrehmoment (510) ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner umfasst, dass das zweite Verhältnis basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem ersten Verhältnis und dem zweiten Verhältnis ermittelt wird, welche von Eigenschaften des Drehmomentwandlers (164) abhängt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass die gewünschte Motordrehzahl (514) basierend auf einem gegenwärtigen Wert der tatsächlichen Motordrehzahl (516) und einem vorausgesagten Wert der tatsächlichen Motordrehzahl (516) zwischen der ersten Drehzahl und der zweiten Drehzahl festgelegt wird, wobei der vorausgesagte Wert der tatsächlichen Motordrehzahl (516) basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) ermittelt wird, wenn eine Kupplung (178) in dem Drehmomentwandler (164) eingerückt ist, und wobei der vorausgesagte Wert der tatsächlichen Motordrehzahl (516) basierend auf der tatsächlichen Turbinendrehzahl (518) und der gewünschten Turbinenleistung ermittelt wird, wenn die Kupplung (178) in dem Drehmomentwandler (164) gelöst ist.
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