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DE102016203574B4 - Method and control system for operating a drive train - Google Patents

Method and control system for operating a drive train

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DE102016203574B4
DE102016203574B4 DE102016203574.6A DE102016203574A DE102016203574B4 DE 102016203574 B4 DE102016203574 B4 DE 102016203574B4 DE 102016203574 A DE102016203574 A DE 102016203574A DE 102016203574 B4 DE102016203574 B4 DE 102016203574B4
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torque
drive unit
operating state
speed
torque reserve
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Wolfgang Bieg
Peter Schiele
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat (1), ein automatisches oder automatisiertes Getriebe (2) und einen Abtrieb (3) aufweist, wobei zur Vorbereitung einer voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung ein voreilendes Antriebsaggregat-Drehzahlsignal und zusätzlich ein voreilendes Drehmomentsignal über ein vom Getriebe (2) während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragendes Drehmoment und ein zur Beschleunigung der getriebeinternen Massen erforderliches Drehmoment vorgegeben wird, auf Basis derer eine Momentreserve für das Antriebsaggregat (1) bestimmt wird, wobei das Antriebsaggregat (1) auf Grundlage der Momentreserve derart angesteuert wird, dass das Antriebsaggregat (1) bei Wechsel von einem ersten Betriebszustand vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung in einen zweiten Betriebszustand vor der tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung unter Bereitstellung der Momentreserve in dem zweiten Betriebszustand im Vergleich zu dem ersten Betriebszustand momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat (1) im ersten Betriebszustand mit einer Schubabschaltung betrieben wird und die Momentreserve einen Wechsel vom Schubbetrieb in einen Zugbetrieb erfordert, im zweiten Betriebszustand die Schubabschaltung abgebrochen wird. A method for operating a motor vehicle drivetrain, wherein the drivetrain comprises a drive unit (1), an automatic or automated transmission (2), and an output (3), wherein, in preparation for an anticipated increase in speed, a leading drive unit speed signal and, additionally, a leading torque signal are specified via a torque to be transmitted by the transmission (2) during the anticipated increase in speed and a torque required to accelerate the masses internal to the transmission, on the basis of which a torque reserve for the drive unit (1) is determined, wherein the drive unit (1) is controlled on the basis of the torque reserve in such a way that, when switching from a first operating state before an actual speed increase request to a second operating state before the actual speed increase request, the drive unit (1) is operated in a torque-neutral or as torque-neutral manner as possible in the second operating state compared to the first operating state, by providing the torque reserve, characterized in that, if the drive unit (1) is operated with overrun cut-off in the first operating state and the torque reserve requires a switch from overrun to traction operation, in the second operating state the The overrun fuel cut-off is aborted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuerungssystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for operating the powertrain of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a control system for operating the powertrain of a motor vehicle.

Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verfügt über ein Antriebsaggregat, ein Getriebe sowie einen Abtrieb, wobei das Getriebe zwischen das Antriebsaggregat und den Abtrieb geschaltet ist. Das Getriebe wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats am Abtrieb bereit.A motor vehicle's powertrain consists of a drive unit, a transmission, and an output shaft, with the transmission positioned between the drive unit and the output shaft. The transmission converts speed and torque, thus providing the tractive force from the drive unit to the output shaft.

Aus der DE 102 25 448 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine und einem automatischen bzw. automatisierten Getriebe bekannt. Nach diesem Stand der Technik wird insbesondere für eine Schaltung eine Betriebszustandsgröße der Brennkraftmaschine vorgegeben, insbesondere ein Ausgangsmoment des Antriebsaggregats oder eine Drehzahl des Antriebsaggregats. Ferner wird eine Momentreserve für eine schnelle Einstellung der vorgegebenen Betriebszustandsgröße vorgegeben, wobei die Momentreserve in Abhängigkeit eines Fahrerwunschmoments oder einer aktuellen Motordrehzahl vorgegeben wird. Während des Betriebs des Antriebsstrangs wird die Momentreserve durch Zündwinkelverschiebung eingestellt.From the DE 102 25 448 A1 A method for operating the powertrain of a motor vehicle with an internal combustion engine and an automatic or automated transmission is known. According to this prior art, an operating condition of the internal combustion engine is specified, particularly for a shift, specifically an output torque of the drive unit or a speed of the drive unit. Furthermore, a torque reserve for rapid adjustment of the specified operating condition is provided, wherein the torque reserve is determined as a function of a driver-requested torque or a current engine speed. During operation of the powertrain, the torque reserve is adjusted by shifting the ignition timing.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs und ein Steuerungssystem zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit Hilfe derer das Kraftfahrzeugs mit verbesserter Dynamik betrieben werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.Based on this, the invention aims to provide a method for operating a drive train and a control system for carrying out the method, by means of which the motor vehicle can be operated with improved dynamics. This objective is achieved by a method according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird zur Vorbereitung einer voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung (z.B. innerhalb einer Schaltung oder außerhalb einer Schaltung) ein voreilendes Antriebsaggregat-Drehzahlsignal und zusätzlich ein voreilendes Drehmomentsignal über ein vom Getriebe während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragenes Drehmoment und ein zur Beschleunigung der getriebeinternen Massen erforderliches Drehmoment vorgegeben, auf Basis derer eine gewünschte Momentreserve für das Antriebsaggregat bestimmt wird.According to the invention, to prepare for a speed increase that is expected to be carried out (e.g. within a circuit or outside of a circuit), a leading drive unit speed signal and additionally a leading torque signal are specified via a torque to be transmitted by the transmission during the speed increase that is expected to be carried out and a torque required to accelerate the masses inside the transmission, on the basis of which a desired torque reserve for the drive unit is determined.

Das Antriebsaggregat wird auf Grundlage der so bestimmten, gewünschten Momentreserve derart ansteuert, dass das Antriebsaggregat bei Wechsel von einem ersten Betriebszustand vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung in einen zweiten Betriebszustand vor der tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung unter Bereitstellung und damit Abrufbarkeit der Momentreserve in dem zweiten Betriebszustand im Vergleich zu dem ersten Betriebszustand momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral betrieben wird.The drive unit is controlled based on the desired torque reserve determined in this way, such that when switching from a first operating state before an actual speed increase request to a second operating state before the actual speed increase request, the drive unit is operated in the second operating state with a torque reserve that is available and thus callable, compared to the first operating state, in a torque-neutral manner or as far as possible.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden zur Vorbereitung einer voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebungsanforderung einerseits das voreilende Antriebsaggregat-Drehzahlsignal und andererseits das voreilende Drehmomentsignal dem Motorsteuergerät vom Getriebesteuergerät vorgegeben. Das voreilende Antriebsaggregat-Drehzahlsignal enthält Informationen über eine für die voraussichtlich auszuführende Drehzahlanhebungsanforderung einzustellende Drehzahl, insbesondere über einen diesbezüglichen Drehzahlverlauf des Antriebsaggregats, wobei das voreilende Drehmomentsignal Informationen über ein vom Getriebe während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragendes Drehmoment und ein zur Beschleunigung der getriebeinternen Massen erforderliches Drehmoment enthält. Das Motorsteuergerät bestimmt auf Basis des vorauseilenden Antriebsaggregat-Drehzahlsignals sowie auf Grundlage des voreilenden Drehmomentsignals eine gewünschte bzw. benötigte Momentreserve für das Antriebsaggregat, wobei das Antriebsaggregat auf Grundlage dieser Momentreserven-Anforderung angesteuert wird, nämlich derart, dass vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung das Antriebsaggregat von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand wechselt, und zwar derart, dass vor der tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung der Antriebsstrang momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral unter Bereitstellung und damit Abrufbarkeit der Momentreserve betrieben wird. Hiermit kann bei einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsausführung durch Abrufen der Momentreserve das Antriebsaggregat eine benötigte Drehzahl und ein benötigtes Moment innerhalb kurzer Zeit und demnach mit guter Dynamik bereitstellen. In the method according to the invention, to prepare for a speed increase request that is expected to be executed, the transmission control unit provides the engine control unit with, on the one hand, the leading drive unit speed signal and, on the other hand, the leading torque signal. The leading drive unit speed signal contains information about a speed to be set for the speed increase request that is expected to be executed, in particular about a corresponding speed profile of the drive unit, while the leading torque signal contains information about a torque to be transmitted by the transmission during the speed increase that is expected to be executed and a torque required to accelerate the masses within the transmission. Based on the leading engine speed signal and the leading torque signal, the engine control unit determines a desired or required torque reserve for the engine. The engine is then controlled based on this torque reserve requirement, specifically by switching from the first operating state to the second before an actual speed increase is requested. This ensures that, prior to the actual speed increase, the powertrain operates in a torque-neutral state, or as torque-neutral as possible, while maintaining and thus making available the torque reserve. This allows the engine to quickly and therefore dynamically deliver the required speed and torque when the actual speed increase is requested.

Vorzugsweise wird dann, wenn die Drehzahlanhebung tatsächlich angefordert, die Momentreserve abgerufen und genutzt wird, wobei dann, wenn die Drehzahlanhebung nicht angefordert wird, die Momentreserve wieder abgebaut wird. Dies erlaubt einen besonders vorteilhaften Betrieb des Antriebsstrangs.Preferably, the torque reserve is accessed and utilized when an increase in speed is actually required, while it is reduced again when an increase in speed is not required. This allows for particularly advantageous operation of the drive train.

Dann, wenn die Drehzahlanhebung tatsächlich angefordert wird, wird die Momentreserve abgerufen und genutzt. Dann hingegen, wenn die Drehzahlanhebung nicht angefordert wird, wird die Momentreserve wieder abgebaut. Hierbei kann vorgesehen sein, dass dann, wenn die Momentreserve nicht innerhalb einer definierten Zeitspanne nach deren Bereitstellung auch tatsächlich abgerufen wird, die Momentreserve nachfolgend wieder automatisch abgebaut wird.When an increase in engine speed is actually requested, the torque reserve is accessed and used. Conversely, when an increase in engine speed is not requested, the torque reserve is reduced again. It may be stipulated that if the torque reserve is not used within a defined time period after whose provision is actually called upon, the moment reserve is subsequently automatically reduced again.

Die Momentreserve des Antriebsaggregats wird vorzugsweise dadurch momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral im zweiten Betriebszustand im Vergleich zum ersten Betriebszustand abrufbar bereitgestellt, dass eine Drosselklappenstellung vergrößert und/oder ein Ventilhub vergrößert und weiterhin gleichzeitig eine Zündwinkelstellung aus einem Optimum heraus insbesondere nach spät verstellt wird und/oder gegebenenfalls eine Zylinderabschaltung aktiviert wird (sofern die Verwendung der Zylinderabschaltung in Abhängigkeit des Betriebszustandes keine zu starken Komforteinbußen verursacht). Zum tatsächlichen Abrufen der Momentreserve wird die Zündwinkelstellung nachfolgend in Richtung auf das Optimum verstellt und/oder die entsprechenden Zylinder zugeschaltet.The torque reserve of the drive unit is preferably made available in a torque-neutral or as torque-neutral as possible manner in the second operating state compared to the first operating state by increasing the throttle valve position and/or the valve lift, and simultaneously adjusting the ignition timing from an optimum, particularly retarding it, and/or optionally activating cylinder deactivation (provided that the use of cylinder deactivation does not cause excessive loss of comfort depending on the operating state). To actually access the torque reserve, the ignition timing is subsequently adjusted towards the optimum and/or the corresponding cylinders are activated.

Nach einer Weiterbildung wird dann, wenn das Antriebsaggregat im ersten Betriebszustand mit mindestens einem abgeschalteten Zylinder betrieben wird und die Momentreserve für das Antriebsaggregat unter Aufrechterhaltung der Zylinderabschaltung insbesondere durch Vergrößerung einer Drosselklappenstellung und/oder durch Vergrößerung eines Ventilhubs nicht bereitgestellt werden kann, im zweiten Betriebszustand mindestens ein zuvor abgeschalteter Zylinder zugeschaltet, gegebenenfalls in Kombination mit einer Vergrößerung der Drosselklappenstellung und/oder des Ventilhubs. Vorzugsweise wird dann gleichzeitig zur Bereitstellung des momentneutralen oder soweit wie möglich momentneutralen Betriebs des Antriebsaggregats im zweiten Betriebszustand des Antriebsaggregats im Vergleich zum ersten Betriebszustand eine Zündwinkelstellung gegenüber einem im ersten Betriebszustand eingestellten Optimum insbesondere nach spät verstellt. Nachfolgend wird zur tatsächlichen Nutzung der Momentreserve im Vergleich zum dem zweiten Betriebszustand der Zündwinkelstellung wieder nach optimal verstellt. Mit dieser Weiterbildung der Erfindung kann eine Zylinderabschaltung an einem Antriebsaggregat unter Gewährleistung einer guten Dynamik besonders vorteilhaft genutzt werden. Dann, wenn die Momentreserve nicht unter Aufrechterhaltung der Zylinderabschaltung bereitgestellt werden kann, wird mindestens ein Zylinder automatisch zugeschaltet. Dies erlaubt auch bei Nutzung der Zylinderabschaltung eine verbesserte Dynamik.In a further development, if the drive unit is operated in the first operating state with at least one cylinder deactivated and the torque reserve for the drive unit cannot be provided while maintaining cylinder deactivation, particularly by increasing the throttle position and/or the valve lift, at least one previously deactivated cylinder is activated in the second operating state, optionally in combination with an increase in the throttle position and/or the valve lift. Preferably, to provide torque-neutral or as torque-neutral as possible operation of the drive unit in the second operating state, the ignition timing is retarded relative to an optimum set in the first operating state. Subsequently, to actually utilize the torque reserve, the ignition timing is retarded again compared to the second operating state. With this further development of the invention, cylinder deactivation in a drive unit can be used particularly advantageously while ensuring good dynamics. If the torque reserve cannot be provided while maintaining cylinder deactivation, at least one cylinder is automatically activated. This allows for improved dynamics even when cylinder deactivation is used.

Im Weiteren wird dann wenn das Antriebsaggregat im ersten Betriebszustand mit einer Schubabschaltung betrieben und die Momentreserve einen Wechsel vom Schubbetrieb in einen Zugbetrieb erfordert, im zweiten Betriebszustand die Schubabschaltung abgebrochen. Dies erlaubt auch bei Nutzung der Schubabschaltung eine verbesserte Dynamik des Antriebsstrangs.Furthermore, if the drive unit is operating with overrun cut-off in the first operating state and the torque reserve necessitates a change from overrun to traction operation, the overrun cut-off is deactivated in the second operating state. This allows for improved drivetrain dynamics even when overrun cut-off is in use.

Das erfindungsgemäße Steuerungssystem ist in Anspruch 7 definiert.The control system according to the invention is defined in claim 7.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1 ein Schema eines Antriebsstrangs.
Preferred embodiments are described in the dependent claims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, without being limited thereto. The drawing shows:
  • 1 a diagram of a powertrain.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sowie ein Steuerungssystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle and a control system for operating a drive train of a motor vehicle.

1 zeigt stark schematisiert ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat 1 und einem Getriebe 2, welches zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 3 geschaltet ist. Das Getriebe 2 wandelt Drehzahlen und Drehmomente und stellt so das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats 1 am Abtrieb 3 bereit. 1 The figure shows a highly schematic representation of a motor vehicle's powertrain with a drive unit 1 and a transmission 2, which is connected between the drive unit 1 and an output 3. The transmission 2 converts rotational speeds and torques, thus providing the tractive force of the drive unit 1 at the output 3.

Beim Getriebe 2 handelt es sich vorzugsweise um ein automatisches oder automatisiertes Getriebe, in dem Gangwechsel bzw. Schaltungen automatisch ausgeführt werden. Hierzu muss mindestens ein zuvor geschlossenes Schaltelement des Getriebes geöffnet und mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement des Getriebes 2 geschlossen werden.Transmission 2 is preferably an automatic or automated transmission in which gear changes or shifts are performed automatically. For this purpose, at least one previously closed shift element of the transmission must be opened and at least one previously opened shift element of transmission 2 must be closed.

Beim Antriebsaggregat 1 handelt es sich vorzugsweise um einen Ottomotor.The drive unit 1 is preferably a gasoline engine.

Der Antriebsstrang der 1 verfügt weiterhin über ein Motorsteuergerät 4 und ein Getriebesteuergerät 5, wobei das Motorsteuergerät 4 der Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Antriebsaggregats 1 dient und hierzu gemäß dem gestrichelten Pfeil der 1 mit dem Antriebsaggregat 1 Daten austauscht. Das Getriebesteuergerät 5 dient der Steuerung und/oder Regelung des Betriebs des Getriebes 2 und tauscht hierzu im Sinne des ebenfalls gestrichelten Pfeils mit dem Getriebe 2 Daten aus. Ferner tauschen das Motorsteuergerät 4 und das Getriebesteuergerät 5 gemäß dem weiteren gestrichelten Pfeil der 1 untereinander Daten aus.The powertrain of the 1 It further comprises an engine control unit 4 and a transmission control unit 5, wherein the engine control unit 4 serves to control and/or regulate the operation of the drive unit 1 and for this purpose according to the dashed arrow of the 1 The transmission control unit 5 exchanges data with the drive unit 1. The transmission control unit 5 controls and/or regulates the operation of the transmission 2 and, for this purpose, exchanges data with the transmission 2 in the direction of the dashed arrow. Furthermore, the engine control unit 4 and the transmission control unit 5 exchange data in accordance with the further dashed arrow. 1 exchange data with each other.

Zur Vorbereitung einer voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung wird dem Motorsteuergerät 4 vom Getriebesteuergerät 5, welches auf Grundlage zur Verfügung stehender Daten Schaltpunkte automatisch bestimmt, einerseits ein voreilendes Antriebsaggregat-Drehzahlsignal und zusätzlich ein voreilendes Drehmomentsignal vorgegeben. Das voreilende Antriebsaggregat-Drehzahlsignal enthält Informationen über eine Drehzahl bzw. einen Drehzahlverlauf, den das Getriebe 2 zur Ausführung der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung benötigt. Das Drehmomentsignal enthält Informationen darüber, welches Drehmoment das Getriebe 2 während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung überträgt und welches Drehmoment zur Beschleunigung der getriebeinternen Massen erforderlich ist.To prepare for a likely increase in engine speed, the transmission control unit 5, which automatically determines shift points based on available data, sends a signal to the engine control unit 4. A leading drive unit speed signal and an additional leading torque signal are specified. The leading drive unit speed signal contains information about the speed or speed profile that the transmission 2 requires to execute the anticipated speed increase. The torque signal contains information about the torque that the transmission 2 transmits during the anticipated speed increase and the torque required to accelerate the masses within the transmission.

Auf Basis des vom Getriebesteuergerät 5 bereitgestellten Antriebsaggregat-Drehzahlsignals sowie Drehmomentsignals wird vom Motorsteuergerät 4 automatisch eine gewünschte Momentreserve für das Antriebsaggregat 1 bestimmt, die erforderlich ist, um die Drehzahl bzw. den Drehzahlverlauf des voreilenden Drehmomentsignals unter Bereitstellung des während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung vom Getriebe 2 zu übertragenden Drehmoments bereitstellen zu können.Based on the drive unit speed signal and torque signal provided by the transmission control unit 5, the engine control unit 4 automatically determines a desired torque reserve for the drive unit 1, which is required to provide the speed or speed profile of the leading torque signal while providing the torque to be transmitted by the transmission 2 during the expected speed increase.

Vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung wird das Antriebsaggregat 1 über das Motorsteuergerät 4 auf Grundlage der ermittelten Momentreserve angesteuert, und zwar derart, dass das Antriebsaggregat 1 vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten Betriebszustand wechselt, in welchem unter Bereitstellung bzw. Abrufbarkeit der Momentreserve am Antriebsaggregat 1 das Antriebsaggregat 1 bezogen auf das tatsächlich bereitgestellte Drehmoment im Vergleich zum ersten Betriebszustand momentneutral oder so weit wie möglich momentneutral betrieben wird.Before an actual speed increase request, the drive unit 1 is controlled via the engine control unit 4 on the basis of the determined torque reserve, in such a way that the drive unit 1 switches from a first operating state to a second operating state before an actual speed increase request, in which, with the torque reserve available or retrievable at the drive unit 1, the drive unit 1 is operated in a torque-neutral manner or as far as possible with respect to the torque actually provided compared to the first operating state.

Beim Wechsel vom ersten Betriebszustand in zweiten Betriebszustand auf Grundlage der vorab ermittelten, gewünschten Momentreserve vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung wird demnach der Betriebszustand des Antriebsaggregats 1 derart verändert, dass sich das Antriebsaggregat 1 abtriebseitig momentneutral verhält, jedoch eine entsprechende Momentreserve abrufbar zur Verfügung steht.When switching from the first operating state to the second operating state based on the previously determined, desired torque reserve before an actual speed increase request, the operating state of the drive unit 1 is changed in such a way that the drive unit 1 behaves torque-neutrally on the output side, but a corresponding torque reserve is available for call-up.

Dann, wenn die Drehzahlanhebung nachfolgend tatsächlich angefordert wird, wird die Momentreserve abgerufen und genutzt, um die Drehzahl des voreilenden Antriebsaggregat-Drehzahlsignals und das Drehmoment des vorauseilenden Drehmomentsignals dynamisch bereitstellen zu können.Then, when the speed increase is actually requested, the torque reserve is called up and used to dynamically provide the speed of the leading drive unit speed signal and the torque of the leading torque signal.

Dann hingegen, wenn die voraussichtlich auszuführende Drehzahlanhebung nachfolgend nicht angefordert wird, zum Beispiel innerhalb einer definierten Zeitspanne nach Bereitstellung der Momentreserve, wird die Momentreserve wieder automatisch abgebaut, und zwar durch entsprechende Betriebszustandsverschiebung für das Antriebsaggregat 1 über entsprechende Ansteuerung durch das Motorsteuergerät 4. However, if the expected increase in speed is not subsequently requested, for example within a defined period of time after the torque reserve has been provided, the torque reserve is automatically reduced again by means of a corresponding shift in the operating state for the drive unit 1 via corresponding control by the engine control unit 4.

Es liegt demnach im Sinne der Erfindung, dass auf Grundlage eines Drehmomentsignals eines vom Getriebe 2 während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragenden Moments sowie auf Grundlage eines Drehzahlsignals einer vom Antriebsaggregat 1 für die voraussichtlich auszuführende Drehzahlanhebung bereitzustellenden Drehzahl vom Motorsteuergerät 4 eine gewünschte Momentreserve automatisch bestimmt wird und abhängig hiervon das Antriebsaggregat 1 derart automatisch angesteuert wird, dass dasselbe nachfolgend zunächst momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral betrieben wird und die Momentreserve abrufbar zur Verfügung steht.It is therefore in line with the invention that, based on a torque signal of a torque to be transmitted by the transmission 2 during the expected increase in speed, and based on a speed signal of a speed to be provided by the drive unit 1 for the expected increase in speed, a desired torque reserve is automatically determined by the engine control unit 4, and depending on this, the drive unit 1 is automatically controlled in such a way that it is subsequently operated initially in a torque-neutral manner or as far as possible in a torque-neutral manner, and the torque reserve is available for retrieval.

Wird eine Drehzahlanhebung nachfolgend tatsächlich angefordert, werden die hierfür benötigte Drehzahl bzw. der hierfür benötigte Drehzahlverlauf und das hierfür benötigte Moment durch tatsächliche Nutzung bzw. durch Abrufen der zur Verfügung stehenden Momentreserve bereitgestellt, und zwar innerhalb kurzer Zeit mit guter Dynamik.If an increase in speed is subsequently requested, the required speed or speed profile and the required torque are provided by actual use or by calling up the available torque reserve, within a short time with good dynamics.

Die abrufbare Momentreserve des Antriebsaggregats 1 wird vorzugsweise dadurch momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral im zweiten Betriebszustand im Vergleich zum ersten Betriebszustand bereitgestellt, dass an einer Drosselklappe des Antriebsaggregats 1 eine Drosselklappenstellung im Vergleich zum ersten Betriebszustand vergrößert und/oder an einem Ventilhubstellsystem des Antriebsaggregats 1 ein Ventilhub von Zylindern des Antriebsaggregats 1 im Vergleich zum ersten Betriebszustand vergrößert und weiterhin gleichzeitig eine Zündwinkelstellung gegenüber einem im ersten Betriebszustand genutzten Optimum insbesondere nach spät verstellt wird und/oder gegebenenfalls eine Zylinderabschaltung aktiviert wird (sofern die Verwendung der Zylinderabschaltung in Abhängigkeit des Betriebszustandes keine zu starken Komforteinbußen verursacht). Zum tatsächlichen Abrufen der Momentreserve wird die Zündwinkelstellung nachfolgend wieder nach optimal verstellt und/oder die entsprechenden Zylinder zugeschaltet.The available torque reserve of the drive unit 1 is preferably provided in a torque-neutral or as torque-neutral manner as possible in the second operating state compared to the first operating state by increasing the throttle position of a throttle valve of the drive unit 1 compared to the first operating state and/or increasing the valve lift of cylinders of the drive unit 1 compared to the first operating state on a valve lift control system of the drive unit 1, and simultaneously retarding the ignition timing relative to an optimum used in the first operating state, and/or optionally activating cylinder deactivation (provided that the use of cylinder deactivation does not cause excessive loss of comfort depending on the operating state). To actually access the torque reserve, the ignition timing is subsequently retarded to its optimum and/or the corresponding cylinders are engaged.

Nach einer bevorzugten Ausprägung wird die Erfindung dann genutzt, wenn das Antriebsaggregat im ersten Betriebszustand, also vor einer Anforderung einer Drehzahlanhebung und vor Ansteuerung des Antriebsaggregats 1 abhängig von der Momentreserve, mit mindestens einem abgeschalteten Zylinder unter Nutzung einer sogenannten Zylinderabschaltung in einem sogenannten teilmotorischen Betrieb betrieben wird. Ermittelt in diesem Betriebszustand das Motorsteuergerät 4 abhängig vom Antriebsaggregat-Drehzahlsignal sowie abhängig vom Drehmomentsignal über das vom Getriebe 2 während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragene Moment eine gewünschte Momentreserve, die unter Aufrechterhaltung der Zylinderabschaltung, insbesondere durch alleinige Vergrößerung der Drosselklappenstellung und/oder des Ventilhubs, nicht bereitgestellt werden kann, so wird im zweiten Betriebszustand, also bereits vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung, mindestens ein zuvor abgeschalteter Zylinder, insbesondere alle zuvor abgeschalteten Zylinder, zugeschaltet. Gegebenenfalls kann zusätzlich auch die Drosselklappenstellung und/oder der Ventilhub vergrößert werden. Dies erfolgt wiederum bezogen auf das vom Antriebsaggregat 1 abtriebseitig tatsächlich bereitgestellte Moment momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral, wobei hierzu im zweiten Betriebszustand im Vergleich zum ersten Betriebszustand gleichzeitig eine Zündwinkelstellung insbesondere nach spät verstellt wird. Wird dann nachfolgend tatsächlich die Drehzahlanhebung angefordert, so wird zur tatsächlichen Nutzung der verfügbaren Momentreserve im Vergleich zu dem zweiten Betriebszustand die Zündwinkelstellung wieder nach optimal verstellt, um so mit hoher Dynamik auf die Drehzahlanhebungsanforderung reagieren zu können, und zwar unter Bereitstellung der angeforderten Drehzahl sowie des angeforderten Moments.According to a preferred embodiment, the invention is then used when the drive unit in the first operating state, i.e. before a request for an increase in speed and before the drive unit 1 is controlled depending on the torque reserve, with at least one cylinder deactivated using a so-called cylinder deactivation in a so-called partial engine The system is operated in this state. If, in this operating state, the engine control unit 4 determines a desired torque reserve based on the drive unit speed signal and the torque signal, and based on the torque to be transmitted by the transmission 2 during the anticipated increase in engine speed, and this reserve cannot be provided while maintaining cylinder deactivation, particularly by simply increasing the throttle position and/or valve lift, then in the second operating state, i.e., even before an actual increase in engine speed is requested, at least one previously deactivated cylinder, and in particular all previously deactivated cylinders, are activated. If necessary, the throttle position and/or valve lift can also be increased. This is again done in a torque-neutral manner, or as far as possible, with respect to the torque actually provided by the drive unit 1 on the output side. For this purpose, in the second operating state, compared to the first operating state, the ignition timing is simultaneously retarded. If a speed increase is subsequently requested, the ignition timing is adjusted back to optimal position to actually utilize the available torque reserve compared to the second operating state, in order to be able to react to the speed increase request with high dynamics, providing the requested speed and torque.

Nach dieser Weiterbildung der Erfindung wird demnach eine Zylinderabschaltung voreilend abgebrochen, sodass für eine im Zuge einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung bereitzustellende Drehzahl sowie des entsprechend bereitzustellenden Moments das Antriebsaggregat 1 rechtzeitig und ausreichend die Momentreserve zur Verfügung stellen kann.According to this further development of the invention, a cylinder deactivation is therefore prematurely terminated, so that the drive unit 1 can provide the torque reserve in good time and in sufficient quantity for a speed and torque to be provided in the course of an actual speed increase request.

Ebenso kann die Erfindung dann vorteilhaft genutzt werden, wenn das Antriebsaggregat 1 im ersten Betriebszustand mit einer Schubabschaltung betrieben wird. Wird hierbei festgestellt, dass eine auf Grundlage des voreilenden Antriebsaggregat-Drehzahlsignals und des voreilendes Drehmomentsignals bestimmte Momentreserve einen Wechsel vom Schubbetrieb in einen Zugbetrieb erfordert, so wird im zweiten Betriebszustand die Schubabschaltung abgebrochen. Dies erfolgt bezogen auf das vom Antriebsaggregat 1 abtriebseitig bereitgestellte Moment momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral, und zwar analog zu der für die Zylinderabschaltung beschriebenen Art und Weise.The invention can also be advantageously used if the drive unit 1 is operated with overrun cut-off in the first operating state. If it is determined that a torque reserve, determined on the basis of the leading drive unit speed signal and the leading torque signal, necessitates a change from overrun to traction operation, the overrun cut-off is terminated in the second operating state. This occurs in a torque-neutral manner, or as far as possible, with respect to the torque provided by the drive unit 1 on the output side, analogous to the manner described for cylinder deactivation.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuerungssystem zum Betreiben des Antriebsstrangs sowie zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei das Steuerungssystem das Motorsteuergerät 4 und das Getriebesteuergerät 5 umfasst. Das Getriebesteuergerät 5 gibt dem Motorsteuergerät 4 das vorauseilende Antriebsaggregat-Drehzahlsignal sowie das vorauseilende Drehmomentsignal vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung vor, sodass das Motorsteuergerät 4 hiervon abhängig die Momentreserve für das Antriebsaggregat 1 bestimmen und abhängig von dieser Momentreserve das Antriebsaggregat 1 entsprechend ansteuern kann.The invention further relates to a control system for operating the drive train and for carrying out the method described above, wherein the control system comprises the engine control unit 4 and the transmission control unit 5. The transmission control unit 5 provides the engine control unit 4 with the leading drive unit speed signal and the leading torque signal before an actual speed increase request, so that the engine control unit 4 can determine the torque reserve for the drive unit 1 based on this information and control the drive unit 1 accordingly, depending on this torque reserve.

Motorsteuergerät 4 und Getriebesteuergerät 5 umfassen hierzu Mittel, nämlich hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel. Zu den hardwareseitigen Mitteln gehören Datenschnittstellen, um mit den beteiligten Baugruppen Daten auszutauschen. Ferner zählen zu den hardwareseitigen Mitteln ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung. Zu softwareseitigen Mitteln des Getriebesteuergeräts 5 sowie des Motorsteuergeräts 4 zählen Programmbausteine, die in denselben zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert sind.Engine control unit 4 and transmission control unit 5 comprise means for this purpose, namely hardware-related means and software-related means. The hardware-related means include data interfaces for exchanging data with the participating assemblies. Furthermore, the hardware-related means include a processor for data processing and a memory for data storage. The software-related means of the transmission control unit 5 and the engine control unit 4 include program modules that are stored in them for carrying out the method according to the invention.

Die Erfindung findet vorzugweise bei Antriebssträngen Verwendung, deren Getriebe 2 als ein automatisches oder automatisiertes Getriebe ausgeführt ist und deren Antriebsaggregat 1 als Ottomotor ausgeführt ist.The invention is preferably used in drive trains whose transmission 2 is designed as an automatic or automated transmission and whose drive unit 1 is designed as a gasoline engine.

BezugszeichenReference sign

11
Antriebsaggregatdrive unit
22
Getriebetransmission
33
AbtriebDrive
44
MotorsteuergerätEngine control unit
55
Getriebesteuergerättransmission control unit

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat (1), ein automatisches oder automatisiertes Getriebe (2) und einen Abtrieb (3) aufweist, wobei zur Vorbereitung einer voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung ein voreilendes Antriebsaggregat-Drehzahlsignal und zusätzlich ein voreilendes Drehmomentsignal über ein vom Getriebe (2) während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragendes Drehmoment und ein zur Beschleunigung der getriebeinternen Massen erforderliches Drehmoment vorgegeben wird, auf Basis derer eine Momentreserve für das Antriebsaggregat (1) bestimmt wird, wobei das Antriebsaggregat (1) auf Grundlage der Momentreserve derart angesteuert wird, dass das Antriebsaggregat (1) bei Wechsel von einem ersten Betriebszustand vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung in einen zweiten Betriebszustand vor der tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung unter Bereitstellung der Momentreserve in dem zweiten Betriebszustand im Vergleich zu dem ersten Betriebszustand momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat (1) im ersten Betriebszustand mit einer Schubabschaltung betrieben wird und die Momentreserve einen Wechsel vom Schubbetrieb in einen Zugbetrieb erfordert, im zweiten Betriebszustand die Schubabschaltung abgebrochen wird.Method for operating a powertrain of a motor vehicle, wherein the powertrain comprises a drive unit (1), an automatic or automated transmission (2) and an output (3), wherein, in preparation for an anticipated increase in speed, a leading drive unit speed signal and additionally a leading torque signal are specified via a torque to be transmitted by the transmission (2) during the anticipated increase in speed and a torque required to accelerate the masses internal to the transmission, on the basis of which a torque reserve for the drive unit (1) is determined, wherein the drive unit (1) is controlled on the basis of the torque reserve such that the drive unit (1) during a change from a first operating state before an actual speed increase request to a second operating state before the actual speed increase request, with provision of the torque reserve in the second operating state compared to the first operating state in a torque-neutral manner or as far as possible torque-neutral, characterized in that if the drive unit (1) is operated with a fuel cut-off in the first operating state and the torque reserve requires a change from fuel cut-off to traction cut-off, the fuel cut-off is aborted in the second operating state. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Drehzahlanhebung tatsächlich angefordert wird, die Momentreserve abgerufen und genutzt wird, und dass dann, wenn die Drehzahlanhebung nicht angefordert wird, die Momentreserve wieder abgebaut wird.Procedure according to Claim 1 characterized in that when the speed increase is actually requested, the torque reserve is called up and used, and when the speed increase is not requested, the torque reserve is reduced again. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat (1) im ersten Betriebszustand mit mindestens einem abgeschalteten Zylinder betrieben wird und die Momentreserve unter Aufrechterhaltung der Zylinderabschaltung nicht bereitgestellt werden kann, im zweiten Betriebszustand mindestens ein zuvor abgeschalteter Zylinder zugeschaltet wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that, when the drive unit (1) is operated in the first operating state with at least one cylinder deactivated and the torque reserve cannot be provided while maintaining the cylinder deactivation, at least one previously deactivated cylinder is switched on in the second operating state. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung des momentneutralen oder soweit wie möglich momentneutralen Betriebs des Antriebsaggregats (1) im zweiten Betriebszustand im Vergleich zum ersten Betriebszustand eine Drosselklappenstellung und/oder ein Ventilhub vergrößert, und/oder eine Zylinderabschaltung und/oder ein Schubabschaltung zur Bildung der Momentreserve beendet, und weiterhin eine Zündwinkelstellung aus einem Optimum heraus verstellt und/oder eine Zylinderabschaltung aktiviert wird, um die aufgebaute Momentenreserve kompensieren zu können.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that , in order to provide the torque-neutral or as far as possible torque-neutral operation of the drive unit (1) in the second operating state compared to the first operating state, a throttle valve position and/or a valve lift is increased, and/or a cylinder deactivation and/or a fuel cut-off is terminated to form the torque reserve, and furthermore an ignition angle position is adjusted from an optimum and/or a cylinder deactivation is activated in order to be able to compensate for the built-up torque reserve. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend zur tatsächlichen Nutzung der Momentreserve im Vergleich zu dem zweiten Betriebszustand die Zündwinkelstellung wieder in Richtung auf das Optimum verstellt und/oder die Zylinderabschaltung deaktiviert wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that, subsequently, to actually utilize the torque reserve compared to the second operating state, the ignition angle position is adjusted back towards the optimum and/or the cylinder deactivation is deactivated. Steuerungssystem zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einem Motorsteuergerät (4) zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines Antriebsaggregats (1) und mit einem Getriebesteuergerät (5) zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs eines automatischen oder automatisierten Getriebes (2), wobei zur Vorbereitung einer voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung das Getriebesteuergerät (5) dem Motorsteuergerät (4) ein voreilendes Antriebsaggregat-Drehzahlsignal und zusätzlich ein voreilendes Drehmomentsignal über ein vom Getriebe (2) während der voraussichtlich auszuführenden Drehzahlanhebung zu übertragendes Drehmoment und ein zur Beschleunigung der getriebeinternen Massen erforderliches Drehmoment vorgibt, auf Basis derer das Motorsteuergerät (4) eine Momentreserve für das Antriebsaggregat (1) bestimmt, wobei das Motorsteuergerät (4) das Antriebsaggregat (1) auf Grundlage der Momentreserve derart angesteuert, dass das Antriebsaggregat (1) bei Wechsel von einem ersten Betriebszustand vor einer tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung in einen zweiten Betriebszustand vor der tatsächlichen Drehzahlanhebungsanforderung unter Bereitstellung der Momentreserve in dem zweiten Betriebszustand im Vergleich zu dem ersten Betriebszustand momentneutral oder soweit wie möglich momentneutral betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat (1) im ersten Betriebszustand mit einer Schubabschaltung betrieben wird und die Momentreserve einen Wechsel vom Schubbetrieb in einen Zugbetrieb erfordert, das Motorsteuergerät (4) das Antriebsaggregat (1) im zweiten Betriebszustand zum Abbruch der Schubabschaltung ansteuert.Control system for operating a motor vehicle powertrain, comprising an engine control unit (4) for controlling and/or regulating the operation of a drive unit (1) and a transmission control unit (5) for controlling and/or regulating the operation of an automatic or automated transmission (2), wherein, in preparation for an anticipated increase in engine speed, the transmission control unit (5) provides the engine control unit (4) with a leading drive unit speed signal and additionally a leading torque signal for a torque to be transmitted by the transmission (2) during the anticipated increase in engine speed and a torque required to accelerate the masses within the transmission, based on which the engine control unit (4) determines a torque reserve for the drive unit (1), wherein the engine control unit (4) controls the drive unit (1) based on the torque reserve in such a way that, when switching from a first operating state before an actual increase in engine speed to a second operating state before the actual increase in engine speed, the drive unit (1) is torque-neutral or as far as possible in the second operating state compared to the first operating state, while providing the torque reserve is operated in a torque-neutral manner, characterized in that when the drive unit (1) is operated with overrun cut-off in the first operating state and the torque reserve requires a change from overrun operation to traction operation, the engine control unit (4) controls the drive unit (1) in the second operating state to terminate the overrun cut-off. Steuerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät (4) dann, wenn das Getriebesteuergerät (5) die Drehzahlanhebung tatsächlich anfordert, das Antriebsaggregat (1) unter Abrufung und Nutzung der Momentreserve ansteuert, und dass das Motorsteuergerät (4) dann, wenn das Getriebesteuergerät (5) die Drehzahlanhebung nicht anfordert, das Antriebsaggregat (1) unter Abbau der Momentreserve ansteuert.Control system according to Claim 6 , characterized in that the engine control unit (4) then, when the transmission control unit (5) actually requests the speed increase, controls the drive unit (1) by calling up and using the torque reserve, and that the engine control unit (4) then, when the transmission control unit (5) does not request the speed increase, controls the drive unit (1) by reducing the torque reserve. Steuerungssystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Antriebsaggregat (1) im ersten Betriebszustand mit mindestens einem abgeschalteten Zylinder betrieben wird und die Momentreserve unter Aufrechterhaltung der Zylinderabschaltung nicht bereitgestellt werden kann, das Motorsteuergerät (4) das Antriebsaggregat (1) im zweiten Betriebszustand unter Zuschaltung mindestens eines zuvor abgeschalteten Zylinders ansteuert.Control system according to Claim 6 or 7 , characterized in that when the drive unit (1) is operated in the first operating state with at least one cylinder deactivated and the torque reserve cannot be provided while maintaining the cylinder deactivation, the engine control unit (4) controls the drive unit (1) in the second operating state by activating at least one previously deactivated cylinder. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät (4) zur Bereitstellung des momentneutralen oder soweit wie möglich momentneutralen Betriebs des Antriebsaggregats (1) im zweiten Betriebszustand im Vergleich zum ersten Betriebszustand eine Drosselklappe zur Vergrößerung einer Drosselklappenstellung ansteuert und/oder ein Ventilhubstellsystem zur Vergrößerung eines Ventilhubs ansteuert und/oder eine Zylinderabschaltung beendet und/oder eine Schubabschaltung beendet und ferner eine Kraftstoffzündeinrichtung zur Verstellung einer Zündwinkelstellung aus einem Optimum heraus ansteuert und/oder eine Zylinderabschaltung aktiviert wird, um die aufgebaute Momentenreserve kompensieren zu können.Control system according to one of the Claims 6 until 8 , characterized in that the engine control unit (4) in order to provide the torque-neutral or as far as possible torque-neutral operation of the drive unit (1) in the second operating state compared to the first operating state controls a throttle valve to increase a throttle valve position and/or a valve lift control system to increase a Controls valve lift and/or ends cylinder deactivation and/or ends overrun deactivation and furthermore controls a fuel ignition device to adjust an ignition angle position from an optimum and/or activates cylinder deactivation in order to compensate for the built-up torque reserve. Steuerungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät (4) zur nachfolgenden Nutzung der Momentreserve des Antriebsaggregats (1) die Kraftstoffzündeinrichtung zur Verstellung der Zündwinkelstellung in Richtung auf das Optimum ansteuert und/oder eine aktive Zylinderabschaltung deaktiviert.Control system according to Claim 9 , characterized in that the engine control unit (4) controls the fuel ignition device to adjust the ignition angle position towards the optimum in order to subsequently utilize the torque reserve of the drive unit (1) and/or deactivates an active cylinder deactivation.
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