DE19953767A1 - Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine vor Überlast - Google Patents
Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine vor ÜberlastInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine (1) vor Überlast, deren Leistung in Abhängigkeit eines den Leistungswunsch kennzeichnenden Eingangssignals über ein leistungsbestimmendes Signal (ve) eingestellt wird. Hierzu schlägt die Erfindung vor, daß aus dem aktuellen Motormoment (MK) und einem maximal zulässigen Motor-Moment (MK(Max)), ein Differenzmoment (MK(Diff)) berechnet wird. Das Differenzmoment (MK(Diff)) wiederum bestimmt maßgeblich ein zweites Signal (ve2)(ve2 = f(MK(Diff)). Ein erstes Signal (ve1), das aus einem den Leistungswunsch kennzeichnenden Eingangssignal bestimmt wird, und das zweite Signal (ve2) sind auf ein Auswahlmittel (16) geführt. Das Auswahlmittel (16) setzt das erste (ve1) oder zweite Signal (ve2) als leistungsbestimmendes Signal (ve).
Description
Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine vor Überlast,
deren Leistung, in Abhängigkeit eines den Leistungswunsch kennzeichnenden
Eingangssignals, über ein leistungsbestimmendes Signal eingestellt wird.
Ein derartiges Regelsystem ist aus der DE 195 15 481 A1 bekannt. Bei diesem System
wird ein Leistungswunsch über einen Wählhebel vorgegeben. Hieraus wird ein
Motordrehzahl-Sollwert für einen Drehzahlregelkreis und ein Steigungswinkel-Sollwert für
eine Lastregelstufe berechnet. Der Motordrehzahlregler berechnet aus der
Regelabweichung eine Einspritzmenge sowie deren Differenz zur maximal möglichen
Einspritzmenge. Diese Differenz wird auf die Lastregelstufe geführt. Die Lastregelstufe
steuert einen Verstellpropeller in Abhängigkeit des Steigungswinkel-Sollwerts, der
Einspritzmengen-Differenz und des Motordrehzahl-Gradienten. Das sich am Abtrieb der
Brennkraftmaschine einstellende Moment bleibt bei diesem System jedoch
unberücksichtigt. Veränderte Randbedingungen, beispielsweise höhere Kraftstoffqualität,
oder rasche Lasterhöhungen am Abtrieb, bewirken hohe Motor-Momente. Diese können
über den vom Motorhersteller spezifizierten Werten liegen und eine Schädigung der
Brennkraftmaschine verursachen.
Ausgehend vom zuvor beschrieben Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, diesen im Hinblick auf einen sicheren Schutz der Brennkraftmaschine
weiterzuentwickeln.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Regelsystem gelöst, bei dem aus dem
aktuellen und einem maximal zulässigen Motor-Moment ein Differenzmoment berechnet
wird. Das Differenzmoment bestimmt hierbei maßgeblich ein zweites Signal. Das zweite
Signal und ein aus dem Leistungswunsch ermitteltes erstes Signal werden auf ein
Auswahlmittel geführt. Über das Auswahlmittel wird das erste oder zweite Signal als
leistungsbestimmendes Signal gesetzt. Unter leistungsbestimmendem Signal ist im Sinne
der Erfindung eine Einspritzmenge oder ein Regelweg einer Regelstange zu verstehen. In
Ausgestaltung hierzu wird vorgeschlagen, daß das Auswahlmittel eine Minimalwertauswahl
enthält. Über die Minimalwertauswahl wird das Signal als leistungsbestimmendes Signal
gesetzt, dessen Wertigkeit am Geringsten ist.
In einer Ausgestaltung hierzu ist vorgesehen, daß das erste Signal mittels eines ersten
Reglers oder alternativ mittels eines Funktionsblock bestimmt wird. Das zweite Signal
wiederum wird über einen zweiten Regler bestimmt. Weitere Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen aufgeführt.
Das Regelsystem gemäß der Erfindung ist in der Art ausgeführt, daß im Normalbetrieb das
erste Signal das leistungsbestimmende Signal darstellt. Die Leistung der
Brennkraftmaschine wird vom ersten Regler oder von einem Funktionsblock in
Abhängigkeit des Leistungswunsches bestimmt, d. h. sie befindet sich im Drehzahl-Modus.
Überschreitet nun das Moment am Abtrieb der Brennkraftmaschine das maximal zulässige
Motor-Moment, so fällt der Wert des zweiten Signals unter den Wert des ersten Signals.
Über das Auswahlmittel erfolgt dann ein Wechsel in der Dominanz zum zweiten Regler. Der
zweite Regler bestimmt über das zweite Signal die Leistung der Brennkraftmaschine, d. h.
sie befindet sich im Momentbegrenzungsregler-Modus, nachfolgend als MBR-Modus
bezeichnet. Auf Grund der Regelabweichung wird der zweite Regler über die Verringerung
des leistungsbestimmenden Signals das Moment am Abtrieb solange reduzieren, bis das
maximal zulässige Motor-Moment wieder unterschritten wird. Danach erfolgt ein Wechsel
zurück zum ersten Regler.
Um sprungförmige Änderungen des leistungsbestimmenden Signals bei einem Wechsel in
der Dominanz zu vermeiden, sind die beiden Regelkreise miteinander gekoppelt, wobei der
integrierende Anteil des zweiten Reglers in Abhängigkeit des Differenzmoments entweder
auf den Wert des ersten Signals gesetzt oder limitiert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung und deren Ausgestaltung bieten den Vorteil, daß auf ein
sich rasch erhöhendes Moment am Abtrieb, zum Beispiel beim Wiedereintauchen eines
Waterjet-Antriebes, gezielt reagiert wird, indem das leistungsbestimmende Signal
verringert wird. Hierdurch wird die Brennkraftmaschine wirksam vor Überlast geschützt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Brennkraftmaschine leichter abzustimmen ist.
Bekanntermaßen werden für jede Brennkraftmaschine bei einem Prüfstandslauf die
individuellen Kennwerte der Brennkraftmaschine ermittelt, zum Beispiel die Grenzwertlinie
(DBR-Kurve) der maximal zulässigen Kraftstoffeinspritzmenge. Diese applizierten
Datenwerte sind von Brennkraftmaschine zu Brennkraftmaschine des gleichen Typs jedoch
unterschiedlich und gelten nur für die vorgegebenen Randbedingungen. Demgegenüber
eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, daß identische Datenwerte verwendet werden
können und zwar so, daß das maximale Motor-Moment unter allen möglichen
Randbedingungen abgegeben wird. Wird das gemessene Motor-Moment größer als das
maximal zulässige Motor-Moment, so führt der zweite Regler eine Korrektur im Sinne einer
Reduktion des leistungsbestimmenden Signals durch.
Das in der Erfindung dargestellte Regelsystem ist bei Brennkraftmaschinen in Common-
Rail-Bauweise, PLD-Bauweise (Pumpe-Leitungs-Düse) oder konventioneller Bauweise
einsetzbar.
In den Figuren ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 Ein Systemschaubild
Fig. 2 Blockschaltbild erster und zweiter Regler
Fig. 3 Blockschaltbild Funktionsblock und zweiter Regler
Fig. 4 Blockschaltbild zweiter Regler
Fig. 5 Tabelle
Fig. 6 Blockschaltbild Berechnung I-Anteil
Fig. 7 Blockschaltbild erster Regler
Fig. 8 Zeitdiagramm
Fig. 9 Programmablaufplan
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit Speichereinspritzsystem
(Common-Rail) dargestellt. Dieses zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit Turbolader und
Ladeluftkühler 2, ein elektronisches Motorsteuergerät 11, eine erste Pumpe 4, eine zweite
Pumpe 6, einen Hochdruckspeicher (Rail) 7, daran angeschlossene Injektoren 8 und ein
Drosselventil 5. Die erste Pumpe 4 fördert aus einem Kraftstofftank 3 den Kraftstoff via
dem Drosselventil 5 zur zweiten Pumpe 6. Diese wiederum fördert den Kraftstoff unter
hohem Druck in den Hochdruckspeicher 7. Das Druckniveau des Hochdruckspeichers 7
wird über einen Rail-Drucksensor 10 erfaßt. Aus dem Hochdruckspeicher 7 zweigen
Leitungen mit daran angeschlossenen Injektoren 8 für jeden Zylinder der
Brennkraftmaschine 1 ab.
Das elektronische Motorsteuergerät 11 steuert und regelt den Zustand der
Brennkraftmaschine 1. Dieses weist die üblichen Bestandteile eines
Mikrocomputersystems auf, beispielsweise Mikroprozessor, I/O-Bausteine, Puffer und
Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der
Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Die
in Fig. 1 dargestellten Eingangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 11 sind:
Druck des Zylinderraums pIST(i), der mittels Drucksensoren 9 gemessen wird, Druck pCR des Hochdruckspeichers 7, Leistungswunsch FW, sowie weiteren Eingangsgrößen, die mit dem Sammel-Bezugszeichen E bezeichnet sind. Als Ausgangsgrößen A des elektronischen Motorsteuergeräts 11 sind die Ansteuersignale für die Injektoren 8, entsprechend dem Einspritzbeginn SB und der Einspritzmenge ve, und das Ansteuersignal ADV für das Drosselventil 5 dargestellt. Über das Drosselventil 5 wird der Zulauf zur zweiten Pumpe 6 eingestellt.
Druck des Zylinderraums pIST(i), der mittels Drucksensoren 9 gemessen wird, Druck pCR des Hochdruckspeichers 7, Leistungswunsch FW, sowie weiteren Eingangsgrößen, die mit dem Sammel-Bezugszeichen E bezeichnet sind. Als Ausgangsgrößen A des elektronischen Motorsteuergeräts 11 sind die Ansteuersignale für die Injektoren 8, entsprechend dem Einspritzbeginn SB und der Einspritzmenge ve, und das Ansteuersignal ADV für das Drosselventil 5 dargestellt. Über das Drosselventil 5 wird der Zulauf zur zweiten Pumpe 6 eingestellt.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Regelsystems mit gekoppelter Regelkreisstruktur.
Dargestellt sind: ein erster Regler 14, ein zweiter Regler 15, ein Auswahlmittel 16 und die
Brennkraftmaschine 1 mit dem Einspritzsystem. Die Brennkraftmaschine 1 treibt via einer
Kupplung 13 eine Motorlast 12 an, zum Beispiel einen Waterjet-Antrieb. Die Zahnwinkel
Phi1 und Phi2 der Kupplung 13 werden von Drehzahlsensoren 22 detektiert. Aus dem
Zahnwinkel Phi1 wird über den Funktionsblock Erfassen/Filtern 18 die Motordrehzahl
nMOT berechnet. Dieses Signal wird an einem Subtraktionspunkt mit der Führungsgröße,
dem Motordrehzahl-Sollwert nMOT(SW), verglichen. Der Sollwert nMOT(SW) stellt hierbei
das den Leistungswunsch kennzeichnende Eingangssignal dar.
Über den Funktionsblock Erfassen/Filtern 17 wird aus den beiden Zahnwinkeln Phi1 und
Phi2 das Motor-Moment MK am Abtrieb der Brennkraftmaschine 1 ermittelt. Das Motor-
Moment MK wird mit einem maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max) verglichen. Das
maximal zulässige Motor-Moment MK(Max) wird aus den Eingangsgrößen E bestimmt, z. B.
Motordrehzahl nMOT, Laderdrehzahl, Ladeluftdruck pLL, Kraftstoff-, Abgas- und
Kühlwassertemperatur.
Alternativ zum gemessenen Motor-Moment MK kann dieses auch mittels eines
mathematischen Modells berechnet werden. Beispielsweise kann das mathematische
Modell eine thermodynamische Abbildung der Brennkraftmaschine enthalten.
Die Eingangsgrößen des ersten Reglers 14 sind: die Drehzahldifferenz dnMOT, die
Motordrehzahl nMOT und ein Signal ve2(F). Das Signal ve2(F) entsteht aus einem zweiten
Signal ve2, indem das zweite Signal ve2 über ein Verzögerungsglied 20 und Filter 21
modifiziert wird. In einer einfacheren Ausführungsform kann das zweite Signal ve2 auch
direkt auf den ersten Regler 14 geführt sein oder nur über das Verzögerungsglied 20 bzw.
das Filter 21 geführt sein. Die Ausgangsgröße des ersten Reglers 14 ist das erste Signal
ve1. Dieses ist auf das Auswahlmittel 16 und den zweiten Regler 15 geführt.
Die Eingangsgrößen des zweiten Reglers 15 sind: das Differenzmoment MK(Diff), das erste
Signal ve1 und ein modifizierter Reglermodus RM(ver). Das Signal des modifiziertem
Reglermodus RM(ver) wiederum entspricht einem um eine Abtastperiode verzögerten
Reglermodus RM. Die Zeitverzögerung erfolgt mittels des Verzögerungsglieds 19. Das
Ausgangssignal des zweiten Reglers 15 ist das zweite Signal ve2. Dieses ist auf das
Auswahlmittel 1b und das Verzögerungsglied 20 geführt.
Das Auswahlmittel 16 enthält eine Minimalwertauswahl. Über die Minimalwertauswahl
wird als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve1 gesetzt, wenn das erste
Signal ve1 kleiner oder gleich dem zweiten Signal ve2 ist. Für diesen Fall wird der
Reglermodus RM auf einen ersten Wert gesetzt. Dies entspricht einem Betrieb der
Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus. Als leistungsbestimmendes Signal ve wird das
zweite Signal ve2 gesetzt, wenn das zweite Signal ve2 kleiner als das erste Signal ve1 ist.
In diesem Fall wird der Reglermodus RM auf einen zweiten Wert gesetzt. Dies entspricht
einem Betrieb der Brennkraftmaschine im MBR-Modus. Die Ausgangssignale des
Auswahlmittels 16 sind das leistungsbestimmende Signal ve und der Reglermodus RM.
Das leistungsbestimmende Signal ve wird auf die Einspritzeinrichtung der
Brennkraftmaschine 1 geführt. Unter leistungsbestimmendem Signal im Sinne der
Erfindung ist die Einspritzmenge oder der Regelweg einer Regelstange zu verstehen.
Die Struktur des ersten Reglers 14 wird in Verbindung mit der Fig. 7 erklärt. Die Struktur
des zweiten Reglers 15 wird in Verbindung mit den Fig. 4 bis 6 erklärt.
Die Funktion des Regelsystems ist folgendermaßen:
solange das Motor-Moment MK deutlich kleiner als das maximal zulässige Motor-Moment MK(Max) ist, greift der zweite Regler 15 nicht in den ersten Regler 14 ein. Dies wird dadurch gewährleistet, daß der integrierende Anteil (I-Anteil) des zweiten Reglers 15 auf den Wert des vom ersten Reglers 14 berechneten ersten Signals ve1, gesetzt wird. Da das Differenzmoment MK(Diff) positiv ist, wird der integrierende Anteil des zweiten Reglers 15, z. B. bei Verwendung eines PI-Reglers, mit einem positiven Proportionalanteil (P-Anteil) addiert. Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 ist somit größer als das erste Signal ve1. Folglich bleibt die Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus. Erst wenn das Motor-Moment MK weiter ansteigt und sich dem maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max) annähert, wird der Integriervorgang des I-Anteils des zweiten Reglers 15 gestartet. Dies ermöglicht einen störungsfreien Übergang vom ersten Regler 14 auf den zweiten Regler 15, da der I-Anteil des zweiten Reglers 15 nun frei laufen kann und nicht mehr gesetzt wird. Wird das zweite Signal ve2 kleiner als das erste Signal ve1, so wechselt die Brennkraftmaschine vom Drehzahl-Modus in den MBR-Modus.
solange das Motor-Moment MK deutlich kleiner als das maximal zulässige Motor-Moment MK(Max) ist, greift der zweite Regler 15 nicht in den ersten Regler 14 ein. Dies wird dadurch gewährleistet, daß der integrierende Anteil (I-Anteil) des zweiten Reglers 15 auf den Wert des vom ersten Reglers 14 berechneten ersten Signals ve1, gesetzt wird. Da das Differenzmoment MK(Diff) positiv ist, wird der integrierende Anteil des zweiten Reglers 15, z. B. bei Verwendung eines PI-Reglers, mit einem positiven Proportionalanteil (P-Anteil) addiert. Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 ist somit größer als das erste Signal ve1. Folglich bleibt die Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus. Erst wenn das Motor-Moment MK weiter ansteigt und sich dem maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max) annähert, wird der Integriervorgang des I-Anteils des zweiten Reglers 15 gestartet. Dies ermöglicht einen störungsfreien Übergang vom ersten Regler 14 auf den zweiten Regler 15, da der I-Anteil des zweiten Reglers 15 nun frei laufen kann und nicht mehr gesetzt wird. Wird das zweite Signal ve2 kleiner als das erste Signal ve1, so wechselt die Brennkraftmaschine vom Drehzahl-Modus in den MBR-Modus.
Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 wird zur Begrenzung des
I-Anteils des ersten Reglers 14 verwendet. Die Begrenzung des I-Anteils des ersten Reglers
14 erfolgt jedoch wegen des Verzögerungsglieds 20 und des Filters 21 zeitlich versetzt. Es
liegt somit keine Rückkopplung des ersten Signals ve1 auf den I-Anteil des ersten Reglers
14 vor. Insofern sind der Ausgang des ersten Reglers 14 und der I-Anteil des ersten
Reglers 14 dynamisch entkoppelt. Hierdurch wird eine unerwünschte Verstärkung der
Reglerdynamik wirksam verhindert. Beispielsweise bei einer schnellen Entlastung der
Brennkraftmaschine, verkleinert sich das Ausgangssignal des ersten Reglers 14, also das
erste Signal ve1. Insofern verringern sich auch der I-Anteil des zweiten Reglers 15 und das
zweite Signal ve2. Ohne die verzögernde Wirkung des Filters 21 würde sofort auch der I-
Anteil des ersten Reglers 14 verkleinert werden, was unter Umständen zu einer weiteren
Verkleinerung des ersten Signals ve1 führen könnte.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführung des Blockschaltbildes der Fig. 2. Im Unterschied
zur Fig. 2 wird bei diesem Blockschaltbild das erste Signal ve1 über einen Funktionsblock
23 in Abhängigkeit eines Leistungswunsches, hier Fahrpedal FP, berechnet. Der
Funktionsblock 23 beinhaltet die Umrechnung der Fahrpedalstellung in das erste Signal
ve1. Hierzu sind entsprechende Kennlinien einschließlich einer Begrenzung vorgesehen.
Die für die Umrechnung erforderlichen Eingangsgrößen sind mit dem Bezugszeichen E
dargestellt, beispielsweise Motordrehzahl nMOT, Ladeluftdruck pLL usw.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß das zweite Signal ve2 bei dem Blockschaltbild
gemäß der Fig. 3 ausschließlich auf das Auswahlmittel 16 geführt ist. Gegenüber der
Fig. 2 entfällt der Soll-/Ist-Vergleich der Motordrehzahl, da der Leistungswunsch über ein
Fahrpedal vorgegeben wird. Der weitere Aufbau entspricht dem der Fig. 2, so daß das
dort Gesagte gilt.
Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild des zweiten Reglers 15. Dieser weist einen integrierenden
Anteil auf und ist exemplarisch als PI-Regler in zeitdiskreter Form dargestellt. In der Praxis
kann der zweite Regler 15 auch als PID-Regler oder als PI(DT1)-Regler realisiert werden.
Die Eingangsgrößen des zweiten Reglers 15 sind: der modifizierte Reglermodus RM(ver),
das erste Signal ve1 und das Differenzmoment MK(Diff). Die Ausgangsgröße des zweiten
Reglers 15 ist das zweite Signal ve2. Der zweite Regler 15 weist als Bestandteile eine
Multiplikation 25, einen Funktionsblock Berechnung I-Anteil 24 und eine Summation 26
auf. Über die Multiplikation 25 wird der P-Anteil ve2(P) berechnet. Über den
Funktionsblock 24 wird der I-Anteil ve2(I) berechnet. Die Struktur und die Funktionsweise
des Funktionsblocks Berechnung I-Anteil 24 wird in Verbindung mit Fig. 5 und 6 erläutert.
Der P-Anteil ve2(P) errechnet sich aus dem Differenzmoment MK(Diff) und einem
Proportionalbeiwert kp. Der Proportionalbeiwert kp kann entweder konstant vorgegeben
werden oder, in Abhängigkeit vom Motormoment MK und dem eine Abtastperiode zuvor
berechneten Wert des zweiten Signals ve2, berechnet werden. Alternativ kann auch
vorgesehen sein, daß der Proportionalbeiwert kp in Abhängigkeit des Motormoments MK
und dem eine Abtastperiode zuvor berechneten I-Anteil ve2(I), berechnet wird. Durch die
Berechnung des Proportionalbeiwerts kp kann das Übertragungsverhalten des zweiten
Reglers 15 an unterschiedliche Betriebsbedingungen, beispielsweise unterschiedliche
Kraftstoffdichte oder betriebspunktabhängige Änderungen des Motorwirkungsgrades,
angepaßt werden. Das dynamische Verhalten des zweiten Reglers 15 kann optimiert
werden, wenn bei der Berechnung des kp-Wertes das Differenzmoment MK(Diff) zusätzlich
berücksichtigt wird.
Wie in Fig. 4 dargestellt ergibt sich das zweite Signal ve2 aus der Summe des P-Anteils
und des I-Anteils, Summation 26. Für die Berechnung gilt somit:
ve2 = ve2(P) + ve2(I)
mit:
ve2 zweites Signal
ve2(P) Proportional-Anteil (P-Anteil)
ve2(I) Integral-Anteil (I-Anteil)
ve2 zweites Signal
ve2(P) Proportional-Anteil (P-Anteil)
ve2(I) Integral-Anteil (I-Anteil)
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Berechnung des I-Anteils ve2(I) aus Fig. 4. Zu dieser
Figur gehört die Tabelle der Fig. 5. Die Eingangsgrößen des Blockschaltbilds der Fig. 6
sind: das erste Signal ve1, der modifizierte Reglermodus RM(ver) und das
Differenzmoment MK(Diff). Die Ausgangsgröße ist der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals
ve2. Der Funktionsblock Berechnung Integral-Anteil 24 beinhaltet einen ersten
Softwareschalter 33 und einen zweiten Softwareschalter 34. Für die Schaltstellungen des
ersten Softwareschalters 33 gelten folgende Beziehungen:
- 1. Wenn der verzögerte Reglermodus RM(ver) größer oder gleich dem Wert L2 ist, dann ist der Eingang C aktiv. Der Wert L2 ist hierbei konstant auf 1 gesetzt. Der verzögerte Reglermodus RM(ver) ist 1 im Drehzahl-Modus, d. h. im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine.
- 2. Wenn der verzögerte Reglermodus RM(ver) kleiner als der Wert L2 ist, dann ist der Eingang D aktiv. Der verzögerte Reglermodus RM(ver) ist Null im MBR-Modus.
Für den zweiten Softwareschalter 34 gelten folgende Beziehungen:
- 1. Wenn der Ausgangswert des ersten Softwareschalters 33 größer oder gleich dem Wert L1 ist, so ist der Eingang A aktiv. Der Wert L1 ist positiv. Dieser kann entweder aus dem maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max) berechnet werden oder konstant sein, z. B. 150 Nm.
- 2. Wenn der Ausgangswert des ersten Softwareschalters 33 kleiner als der Wert L1 ist, so ist der Eingang B aktiv.
Die in Fig. 6 dargestellten Schaltstellungen des ersten 33 und zweiten Softwareschalters
34 entsprechen der ersten Zeile der Tabelle in Fig. 5. Für diesen Fall, d. h. der erste
Regler 14 ist dominant und das Differenzmoment MK(Diff) ist größer als der Wert L1, sind
die Schaltstellungen C/A aktiv. In diesen Schaltstellungen entspricht der I-Anteil ve2(I) des
zweiten Signals ve2 dem ersten Signal ve1. Mit anderen Worten: der I-Anteil ve2(I) des
zweiten Signals ve2 wird auf den Wert des ersten Signals ve1 gesetzt. Aufgrund des
positiven Differenzmoments MK(Diff) ergibt sich ebenfalls ein postiver P-Anteil ve2(P).
Insgesamt ergibt sich somit ein zweites Signal ve2, dessen Wert größer ist als das erste
Signal ve1. Über die Minimalwertauswahl des Auswahlmittels 16 wird somit das erste
Signal ve1 als das leistungsbestimmende Signal ve gesetzt.
Unterschreitet nun das Differenzmoment MK(Diff) den Wert L1, d. h. das Motor-Moment
der Brennkraftmaschine entwickelt sich in Richtung des maximal zulässigen Motor-
Moments MK(Max), so ändert der zweite Softwareschalter 34 seine Schaltstellung, der
Eingang B wird aktiv. Dieser Fall entspricht der zweiten Zeile der Tabelle in Fig. 5. In
dieser Schaltstellung wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 nicht mehr auf den
Wert des ersten Signals ve1 gesetzt, sondern auf diesen mittels des Funktionsblocks
Minimalwert 31 begrenzt. Mit anderen Worten: der I-Anteil des zweiten Signals ve2 beginnt
frei zu laufen. Auf den zweiten Eingang des Funktionsblocks Minimalwert 31 ist das
Ergebnis einer Summation 30 geführt. Der erste Summand entspricht hierbei dem eine
Abtastperiode zuvor ermittelten Wert (Verzögerungsglied 32) des I-Anteils ve2(I) des
zweiten Signals ve2. Der zweite Summand entsteht aus der Multiplikation 29 eines Faktors
F mit der Summe des Differenzmoment MK(Diff) zum aktuellen und zum vorhergehenden
Zeitpunkt, Bezugszeichen 27 und 28. Der Faktor F wird in Abhängigkeit des zuvor
beschriebenen Proportionalbeiwerts kp, einer Abtastzeit TA und einer Nachstellzeit TN
berechnet. Die Nachstellzeit wiederum ist entweder konstant oder stellt eine Funktion der
Motordrehzahl nMOT dar. Es gelten somit folgende Beziehungen:
F = f(kp, TA, TN) und
TN = f(nMOT); TN = konstant
TN = f(nMOT); TN = konstant
Aus dem zuvor Beschriebenen ergibt sich, daß der Übergang vom Drehzahl-Modus zum
MBR-Modus stets bei freilaufendem integrierendem Anteil des zweiten Reglers 15 erfolgt.
Hierdurch wird ein sanfter Übergang vom ersten 14 auf den zweiten Regler 15, ohne
sprunghafte Änderung des leistungsbestimmenden Signals ve, gewährleistet.
Übersteigt das aktuelle Motor-Moment MK das maximal zulässige Motor-Moment
MK(Max), so wird das zweite Signal ve2 aufgrund des negativen Differenzmoments
MK(Diff) kleiner als das erste Signal ve1. Als Folgereaktion setzt das Auswahlmittel 16 das
zweite Signal ve2 als das leistungsbestimmende Signal ve und setzt den Regelmodus RM
auf den zweiten Wert, hier Null. Die Änderung des modifizierten Regelmodus RM(ver)
bewirkt, daß der erste Softwareschalter 33 seine Stellung ändert, der Eingang D ist jetzt
aktiv. Diese Schaltstellung entspricht der dritten Zeile der Tabelle in Fig. 5. Eine Rückkehr
zum Drehzahl-Modus erfolgt dann, wenn das zweite Signal ve2 größer oder gleich dem
ersten Signal ve1 wird.
In Fig. 7 ist der erste Regler 14 dargestellt. Dieser weist einen integrierenden Anteil auf
und ist exemplarisch als PID-Regler in zeitdiskreter Form dargestellt. In der Praxis kann der
erste Regler auch als PI- oder PI(DT1)-Regler ausgeführt sein.
Die Eingangsgrößen des ersten Reglers 14 sind: die Drehzahldifferenz dnMOT, die
Motordrehzahl nMOT und das modifizierte zweite Signal ve2(F).
Der dargestellte erste Regler beinhaltet drei Funktionsblöcke zur Berechnung des P-, I- und
D-Anteils, entsprechend den Bezugszeichen 37 bis 39. Über den Funktionsblock 37 wird
aus einer Eingangsgröße EP und der Drehzahldifferenz dnMOT der P-Anteil ve1(P) ermittelt.
Über den Funktionsblock 38 wird aus der Drehzahldiffernz dnMOT, einem ersten
Eingangssignal ve(M) und einem zweiten Eingangssignals EI, der I-Anteil ve1(I) berechnet.
Hierbei ist der I-Anteil ve1(I) auf das erste Eingangssignal ve(M) begrenzt. Über den
Funktiosblock 39 wird aus der Drehzahldiffernz dnMOT und einer Eingangsgröße ED der D-
Anteil ve1(D) berechnet. Das erste Eingangssignal ve(M) entspricht entweder dem Signal
ve2(F) oder einem Signal ve1(KF), je nachdem, welches Signal die geringere Wertigkeit
aufweist. Hierzu ist ein erster Funktionsblock Minimalwert 36 vorgesehen. Das Signal
ve1(KF) wiederum wird aus der Motordrehzahl nMOT und weiteren Eingangsgrößen über
Kennfelder 35 bestimmt. Die weiteren Eingangsgrößen sind als Sammelbezugszeichen E
dargestellt. Die Eingangsgrößen E können beispielsweise der Ladeluftdruck pLL usw. sein.
Alle drei Anteile werden über eine Summation 40 zu einem gemeinsamen Signal ve1(S)
summiert. Über den zweiten Funktionsblock Minimalwert 41 wird sodann aus diesem
Signal ve1(S) und aus dem Signal ve1(KF) dasjenige ausgewählt, welches die geringste
Wertigkeit aufweist. Dieses Signal entspricht dem ersten Signal ve1.
Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 beeinflußt die Berechnung des
integrierenden Anteils ve1(I) des ersten Reglers 14. Aufgrund des Filters 21 ist jedoch das
Signal ve2(F) gegenüber dem zweiten Signal ve2 zeitlich verzögert. Es liegt daher keine
direkte Rückkopplung des Ausgangs des ersten Reglers 14 auf den integrierenden Anteil
ve1(I) des ersten Reglers 14 vor. Der Ausgang ve1 des ersten Reglers 14 und der
integrierende Anteil ve1(I) des ersten Reglers 14 sind dynamisch entkoppelt. Hierdurch
wird eine unerwünschte Verstärkung der Reglerdynamik wirksam verhindert.
Beispielsweise bei einer schnellen Entlastung der Brennkraftmaschine, verkleinert sich das
Ausgangssignal des ersten Reglers 14, also das erste Signal ve1. Insofern verringern sich
auch der I-Anteil des zweiten Reglers 15 und das zweite Signal ve2. Ohne die verzögernde
Wirkung des Filters 21 würde sofort auch der I-Anteil des ersten Reglers 14 verkleinert
werden, was unter Umständen zu einer weiteren Verkleinerung des ersten Signals ve1
führen könnte.
Die Fig. 8 besteht aus den Teilfiguren 8A bis 8E. Dargestellt sind jeweils über der Zeit:
der modifizierte RM(ver) Reglermodus (Fig. 8A), das Motor-Moment MK (Fig. 8C), das erste ve1 und zweite Signal ve2 (Fig. 8D) und das leistungsbestimmende Signal ve (Fig. 8E). In Fig. 8B sind die Schaltstellungen des ersten 33 und zweiten Softwareschalters 34 zu den jeweiligen Zeitpunkten dargestellt. In Fig. 8C sind parallel zu der Abszisse zwei Begrenzungslinien MK(Max) und GW dargestellt. Die Differenz dieser beiden Begrenzungslinien entspricht dem Wert L1. Das Differenzmoment MK(Diff) ergibt sich aus dem jeweiligen Unterschied des Kurvenzugs mit den Punkten A bis F zum maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max). In Fig. 8D ist als durchgezogene Linie der Verlauf des zweiten Signals ve2 dargestellt. Das erste Signal ve1 ist als gestrichelte Linie dargestellt.
der modifizierte RM(ver) Reglermodus (Fig. 8A), das Motor-Moment MK (Fig. 8C), das erste ve1 und zweite Signal ve2 (Fig. 8D) und das leistungsbestimmende Signal ve (Fig. 8E). In Fig. 8B sind die Schaltstellungen des ersten 33 und zweiten Softwareschalters 34 zu den jeweiligen Zeitpunkten dargestellt. In Fig. 8C sind parallel zu der Abszisse zwei Begrenzungslinien MK(Max) und GW dargestellt. Die Differenz dieser beiden Begrenzungslinien entspricht dem Wert L1. Das Differenzmoment MK(Diff) ergibt sich aus dem jeweiligen Unterschied des Kurvenzugs mit den Punkten A bis F zum maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max). In Fig. 8D ist als durchgezogene Linie der Verlauf des zweiten Signals ve2 dargestellt. Das erste Signal ve1 ist als gestrichelte Linie dargestellt.
Der Ablauf des Verfahrens ist folgendermaßen: im Zeitpunkt t1 wird davon ausgegangen,
daß die Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus betrieben wird. In diesem Modus wird das
vom ersten Regler 14 berechnete erste Signal ve1 vom Auswahlmittel 16 als
leistungsbestimmendes Signal ve gesetzt. Das in Fig. 8E dargestellt Niveau und der
Verlauf des leistungsbestimmenden Signals ve entspricht somit dem Wert des ersten
Signals ve1. Der Reglermodus RM wird vom Auswahlmittel 16 auf einen ersten Wert, hier
Eins, gesetzt. Die beiden Softwareschalter 33 und 34 sind in der Stellung C/A. In dieser
Schaltstellung entspricht der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 dem Wert des ersten
Signals ve1. Mit anderen Worten: der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals wird auf den Wert
des ersten Signals ve1 gesetzt. Im Zeitpunkt t1 liegt ein positives Differenzmoment
MK(Diff) vor. Hieraus resultiert ebenfalls ein positiver P-Anteil ve2(P) des zweiten Reglers
15. Das zweite Signal ve2 errechnet sich zu:
ve2 = ve1 + ve2(P)
mit:
ve2 zweites Signal
ve1 erstes Signal
ve2(P) P-Anteil zweites Signal
mit:
ve2 zweites Signal
ve1 erstes Signal
ve2(P) P-Anteil zweites Signal
Wie in Fig. 8D dargestellt, liegt der Wert des zweiten Signals ve2, Punkt J, oberhalb des
Werts des ersten Signals ve1, Punkt G. Für den weiteren Verlauf wird davon ausgegangen,
daß das erste Signal ve1 konstant bleibt.
Zum Zeitpunkt t1 wird nun davon ausgegangen, daß das Motor-Moment MK am Abtrieb
der Brennkraftmaschine sich erhöht, d. h. der Kurvenverlauf in Fig. 8C ändert sich im
Punkt A in Richtung des Punktes C. Aufgrund des sich verkleinernden Differenzmoments
MK(Diff) wird sich der P-Anteil ve2(P) des zweiten Signals ve2 ebenfalls verringern. Der I-
Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 ist nach wie vor auf den Wert des ersten Signals ve1
gesetzt. Der berechnete Wert des zweiten Signals ve2 liegt deshalb oberhalb des ersten
Signals ve1, d. h. bei einem größeren Wert. Im Punkt B der Fig. 8C ist das
Differenzmoment MK(Diff) gleich dem Wert L1. Mit Überschreiten dieser Linie ändert der
Softwareschalter 34 seine Schaltstellung. In Fig. 8B ist dies mit der Veränderung der
Schaltstellungen von C/A und C/B dargestellt. Ab diesem Zeitpunkt wird der I-Anteil ve2(I)
des zweiten Signals ve2 nicht mehr auf den Wert des ersten Signals ve1 gesetzt, sondern
lediglich auf den Wert des ersten Signals ve1 limitiert. Der integrierende Anteil des zweiten
Reglers 15 beginnt somit ab diesem Zeitpunkt frei zu laufen.
Zum Zeitpunkt t2 ergibt sich ein Differenzmoment MK(Diff) von Null. Hieraus resultiert, daß
der P-Anteil ve2(P) des zweiten Signals ve2 ebenfalls Null ist. Zu diesem Zeitpunkt
entspricht der Wert des zweiten Signals ve2, dem Wert des ersten Signals ve1, Punkt K in
Fig. 8D. Überschreitet nun das Differenzmoment MK(Diff) das maximal zulässige Motor-
Moment MK(Max), so verursacht dies einen Vorzeichenwechsel des Differenzmoments
MK(Diff). Hieraus folgt, daß das zweite Signal ve2 nunmehr einen kleineren Wert aufweist
als das erste Signal ve1. Als Reaktion hierauf ändert das Auswahlmittel 16 den
Reglermodus RM von 1 nach 0 und setzt als leistungsbestimmendes Signal ve das zweite
Signal ve2. Zusätzlich ändern die beiden Softwareschalter 33 und 34 ihre Schaltstellung
nach D/B. Im Zeitraum t2 bis t4 ergibt sich aufgrund des angenommenen Verlaufs des
Differenzmoments MK(Diff) ein entsprechender Verlauf des zweiten Signals ve2,
entsprechend dem Kurvenzug K bis N. Da die Brennkraftmaschine nunmehr im MBR-
Modus betrieben wird, entspricht der Verlauf des leistungsbestimmenden Signals ve dem
Verlauf des zweiten Signals ve2.
Zum Zeitpunkt t4 wird nun davon ausgegangen, daß der Wert des zweiten Signals ve2 dem
Wert des ersten Signals ve1 entspricht. Das Auswahlmittel 16 wird aufgrund der
Minimalwertauswahl den Reglermodus RM wieder auf den ersten Wert, hier Eins, setzen
und als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve1 setzen. Ab dem Zeitpunkt t4
entspricht somit der Verlauf des leistungsbestimmenden Signals ve dem Verlauf des
ersten Signals ve1, d. h. ve bleibt konstant, wie in Fig. 8E dargestellt. Bedingt durch die
Änderung des Reglermodus RM ändern sich die Schaltstellungen der beiden
Softwareschalter 33 und 34 nach C/B.
Im Punkt E entspricht das Differenzmoment MK(Diff) wieder dem Wert L1. Hierdurch
verändert sich die Schaltstellung des zweiten Softwareschalters 34, d. h. die beiden
Softwareschalter 33 und 34 nehmen nunmehr die Schaltstellung C/A ein. In dieser
Schaltstellung wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten
Signals ve1 gesetzt. Entsprechend dem weiteren Verlauf des Differenzmoments MK(Diff)
ergibt sich für das zweite Signal ve2 ein Verlauf gemäß dem Kurvenzug N bis 0. Zum
Zeitpunkt t5 ist der betrachtete Zeitraum beendet.
In Fig. 9 ist ein Programmablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im
Schritt S1 wird der Reglermodus RM mit 1 initialisiert, da beim Start der
Brennkraftmaschine noch kein Motor-Moment vorliegt. Im Ausgangszustand wird die
Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus betrieben. Im Schritt S2 wird der erste Regler als
dominant gesetzt, d. h. das erste Signal ve1 wird als leistungsbestimmendes Signal ve
gesetzt. Im Schritt S3 und S4 wird das erste Signal ve1 berechnet und das aktuelle Motor-
Moment MK eingelesen. Danach wird bei Schritt S5 aus dem aktuellen Motor-Moment MK
und einem maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max), ein Differenzmoment MK(Diff)
berechnet. Im Schritt S6 wird geprüft, ob der Reglermodus RM gleich 1 ist, d. h. ob sich
die Brennkraftmaschine nach wie vor im Drehzahl-Modus befindet. Ist dies nicht der Fall, d. h. die Brennkraftmaschine findet sich im MBR-Modus, werden die Schritte S16 bis S22
durchlaufen. Ergibt die Prüfung, daß die Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus betrieben
wird, so erfolgt bei Schritt S7 die Abfrage, ob das Differenzmoment MK(Diff) größer dem
Wert L 1 ist.
Bei positivem Prüfergebnis wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 auf den Wert
des ersten Signals ve 1 gesetzt, Schritt S8. Bei negativem Prüfergebnis im Schritt S7 wird
die Berechnung des I-Anteils ve2(I) des zweiten Signals ve2 aktiviert, Schritt S9. Bei Schritt
S10 wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signals ve1
limitiert. Bei Schritt S11 wird der P-Anteil ve2(P) des zweiten Signals ve2 in Abhängigkeit
des Differenzmoments MK(Diff) und eines Proportionalbeiwerts kp berechnet. Bei Schritt
S12 wird das zweite Signal ve2 über die Addition des P- und I-Anteils ermittelt. Danach
wird bei Schritt S13 geprüft, ob das zweite Signal ve2 kleiner als das erste Signal ve1 ist.
Ist dies nicht der Fall, so verzweigt das Programm zu Punkt A. Wird bei Schritt S13
festgestellt, daß der Wert des zweiten Signals ve2 kleiner als der Wert des ersten Signals
ve1 ist, so wird über das Auswahlmittel 16 der Reglermodus RM auf einen zweiten Wert,
hier Null, gesetzt. Durch das Auswahlmittel 16 wird als leistungsbestimmendes Signal ve
nunmehr das zweite Signal ve2 gesetzt, d. h. der zweite Regler 15 ist dominant. Danach
verzweigt der Programmablauf zum Punkt A mit dem erneuten Berechnen des ersten
Signals ve1.
Wird bei Schritt S6 festgestellt, daß sich die Brennkraftmaschine im MBR-Modus befindet,
so wird bei Schritt S16 die Berechnung des I-Anteils ve2(I) des zweiten Signals ve2
aktiviert. Der I-Anteil wird hierbei auf den Wert des ersten Signals ve1 limitiert, Schritt
S17. Danach wird der P-Anteil wie zuvor beschrieben berechnet, Schritt S18. Aus dem
P- und I-Anteil wird im Schritt S19 das zweite Signal ve2 ermittelt. Im Schritt S20 wird
geprüft, ob der Wert des zweiten Signals ve2 kleiner ist als der Wert des ersten Signals
ve 1. Ist dies der Fall, so verzweigt der Programmablaufplan zum Punkt A. Bei negativem
Prüfergebnis, d. h. das zweite Signal ve2 ist nicht kleiner als das erste Signal ve1 wird der
Reglermodus RM auf einen ersten Wert, hier 1, gesetzt. Danach wird bei Schritt S22 als
leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve1 gesetzt, d. h. der erste Regler 14 ist
dominant.
1
Brennkraftmaschine
2
Turbolader
3
Kraftstofftank
4
erste Pumpe
5
Drosselventil
6
zweite Pumpe
7
Hochdruckspeicher (Rail)
8
Injektor
9
Drucksensor
10
Rail-Drucksensor
11
Elektronisches Motorsteuergerät
12
Motorlast
13
Kupplung
14
erster Regler (Drehzahl)
15
zweiter Regler (Moment)
16
Auswahlmittel
17
Funktionsblock Erfassen/Filtern
18
Funktionsblock Erfassen/Filtern
19
Verzögerungsglied
20
Verzögerungsglied
21
Filter
22
Drehzahlsensoren
23
Funktionsblock
24
Funktionsblock Berechnung I-Anteil
25
Multiplikation
26
Summation
27
Verzögerungsglied
28
Summation
29
Multiplikation
30
Summation
31
Funktionsblock Minimalwert
32
Verzögerungsglied
33
erster Softwareschalter
34
zweiter Softwareschalter
35
Kennfelder
36
erster Funktionsblock Minimalwert
37
Funktionsblock Berechnung P-Anteil
38
Funktionsblock Berechnung I-Anteil
39
Funktionsblock Berechnung D-Anteil
40
Summation
41
zweiter Funktionsblock Minimalwert
Claims (29)
1. Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine (1) vor Überlast,
deren Leistung, in Abhängigkeit eines den Leistungswunsch kennzeichnenden
Eingangssignals (FW), über ein leistungsbestimmendes Signal (ve) eingestellt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß aus dem aktuellen Motor-Moment (MK) und einem maximal
zulässigen Motor-Moment (MK(Max)) ein Differenzmoment (MK(Diff)) berechnet wird,
wobei das Differenzmoment (MK(Diff)) maßgeblich ein zweites Signal (ve2) bestimmt
(ve2 = f(MK(Diff))), aus dem den Leistungswunsch kennzeichnenden Eingangssignal (FW)
ein erstes Signal (ve1) bestimmt wird und über ein Auswahlmittel (16) das erste (ve1) oder
zweite Signal (ve2) als leistungsbestimmendes Signal (ve) gesetzt wird.
2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Auswahlmittel (16) eine Minimalwertauswahl enthält, als leistungsbestimmendes
Signal (ve) das erste Signal (ve1) gesetzt wird (ve = ve1), wenn das erste Signal (ve1) kleiner
oder gleich dem zweiten Signal ist (ve1 ≦ ve2) und als leistungsbestimmendes Signal (ve)
das zweite Signal (ve2) gesetzt wird (ve = ve2), wenn das zweite Signal (ve2) kleiner als das
erste Signal (ve1) ist (ve2 < ve1).
3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
über das Auswahlmittel (16) ein Reglermodus (RM) auf einen ersten Wert gesetzt wird
(RM = 1), wenn das erste Signal (ve1) dominant ist (ve = ve1) und auf einen zweiten Wert
gesetzt wird (RM = 0), wenn das zweite Signal (ve2) dominant ist (ve = ve2).
4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal
(ve1) aus einer Motordrehzahl (nMOT), einer Drehzahldifferenz (dnMOT) und dem zweiten
Signal (ve2) mittels eines ersten Reglers (14) bestimmt wird.
5. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal
(ve1) aus einem Fahrpedalwert (FP) und weiteren Eingangsgrößen, insbesondere einem
Ladeluftdruck (pLL), mittels eines Funktionsblock (23) bestimmt wird.
6. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Signal (ve2) zusätzlich aus dem Reglermodus (RM) und dem ersten Signal (ve1) mittels
eines zweiten Reglers (15) bestimmt wird.
7. Regelsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Signal (ve1) auf den zweiten Regler (15) geführt ist.
8. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang
des zweiten Reglers (15) auf den ersten Regler (14) und das Auswahlmittel (16) geführt ist.
9. Regelsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalpfad
vom zweiten Regler (15) zum ersten Regler (14) ein Verzögerungsglied (20) und/oder ein
Filter (21) angeordnet ist.
10. Regelsystem nach Anspruch 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein
modifiziertes zweites Signal (ve2(F)), welches mittels Verzögerungsglieds (20) und/oder
Filters (21) aus dem zweiten Signal (ve2) abgeleitet wird, eine Eingangsgröße des ersten
Reglers (14) darstellt.
11. Regelsystem nach einem der vorausgegangene Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgang des Auswahlmittels (16) auf den zweiten
Regler (15) geführt ist.
12. Regelsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Signalpfad
vom Auswahlmittel (16) zum zweiten Regler (15) ein Verzögerungsglied (19) angeordnet
ist.
13. Regelsystem nach Anspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß
ein modifizierter Reglermodus (RM(ver)), welcher mittels des Verzögerungsglieds (19)
bestimmt wird, eine Eingangsgröße des zweiten Reglers (15) darstellt.
14. Regelsystem nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Regler (15) zumindest als I-Regler ausgeführt
wird, wobei dieser einen I-Anteil berechnet (ve2(I)) und das zweite Signal (ve2) aus dem I-
Anteil (ve2(I)) berechnet wird (ve2 = f(ve2(I)).
15. Regelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der I-Anteil
(ve2(I)) auf den Wert des ersten Signals (ve1) gesetzt wird (ve2(I) = ve1), wenn das
Differenzmoment (MK(Diff)) größer oder gleich einem Wert (L1) ist (MK(Diff) ≧ L1) und der
Reglermodus (RM) altenativ der modifizierte Reglermodus (RM(ver)) dem ersten Wert
entspricht (RM = 1, RM(ver) = 1).
16. Regelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der I-Anteil
(ve2(I)) auf den Wert des ersten Signal (ve1) limitiert wird, wenn das Differenzmoment
(MK(Diff)) kleiner dem Wert (L1) ist (MK(Diff) < L1) oder der Reglermodus (RM) alternativ der
verzögerte Reglermodus (RM(ver)) dem zweiten Wert entspricht (RM = 0, RM(ver) = 0).
17. Regelsystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in
die Berechnung des I-Anteils (ve2(I)) eine Nachstellzeit (TN) miteingeht und die
Nachstellzeit (TN) entweder konstant ist (TN = konst.) oder eine Funktion der Motordrehzahl
(nMOT) der Brennkraftmaschine (1) darstellt (TN = f(nMOT)).
18. Regelsystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wert (L1) in Abhängigkeit des maximal zulässigen Motor-Moments (MK(Max)) berechnet
wird (L1 = f(MK(Max))).
19. Regelsystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der
Wert (L1) in Abhängigkeit der Motordrehzahl (nMOT) berechnet wird (L1 = f(nMOT)).
20. Regelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Regler (15) zusätzlich als P-Regler ausgeführt ist, dieser einen P-Anteil (ve2(P)) berechnet
und das zweite Signal (ve2) zusätzlich aus dem P-Anteil (ve2(P)) berechnet wird
(ve2 = f(ve2(P)).
21. Regelsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der P-Anteil
(ve2(P)) in Abhängigkeit des Differenzmoment (MK(Diff)) und einem Proportionalbeiwert
(kp) berechnet wird (ve2(P) = f(MK(Diff), kp)).
22. Regelsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der
Proportionalbeiwert (kp) konstant ist (kp = konst.) oder in Abhängigkeit zumindest des
Motor-Moments (MK) oder in Abhängigkeit zumindest des Differenzmoments (MK(Diff))
berechnet wird.
23. Regelsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der
Proportionalbeiwert (kp) zumindest in Abhängigkeit des zweiten Signals (ve2) oder in
Abhängigkeit des I-Anteils (ve2(I)) berechnet wird.
24. Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Regler (14) zumindest als I-Regler ausgeführt wird, wobei dieser einen I-Anteil (ve1(I)) in
Abhängigkeit eines ersten Eingangssignals (ve(M)), eines zweiten Eingangssignals (EI) und
der Drehzahldifferenz (dnMOT) berechnet.
25. Regelsystem nach Anspruch 4 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite (14) Regler zusätzlich einen ersten Funktionsblock Minimalwert (36), einen zweiten
Funktionsblock Minimalwert (41) und Kennfelder (35) aufweist.
26. Regelsystem nach Anspruch 24 und 25 dadurch gekennzeichnet, daß das
erste Eingangsignal (ve(M)) mittels des ersten Funktionsbliocks Minimalwert (36) aus dem
zweiten Signal (ve2) alternativ aus dem modifizierten zweiten Signal (ve2(F)) und einem
mittels der Kennfelder (35) berechneten Kennfeld-Signal (ve1(KF)) ermittelt wird.
27. Regelsystem nach Anspruch 26 dadurch gekennzeichnet, daß Kennfeld-
Signal (ve1(KF)) in Abhängigkeit der Motordrehzahl (nMOT)) und weiterer Eingangsgrößen
(E), insbesondere Ladeluftdruck (pLL), berechnet wird.
28. Regelsystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das erste
Signal (ve1) mittels des zweiten Funktionsblock Minimalwert (41) aus dem Kennfeld-Signal
(ve1(KF)) und zumindest aus dem I-Anteil (ve1(I)) ermittelt wird.
29. Regelsystem nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Motor-Moment (MK) aus gemessenen Eingangsgrößen
mittels eines mathemathischen Modells berechnet wird.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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