EP0320513A1 - Method for regulating the rotation velocity of a heat engine - Google Patents

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EP0320513A1
EP0320513A1 EP87905559A EP87905559A EP0320513A1 EP 0320513 A1 EP0320513 A1 EP 0320513A1 EP 87905559 A EP87905559 A EP 87905559A EP 87905559 A EP87905559 A EP 87905559A EP 0320513 A1 EP0320513 A1 EP 0320513A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
heat engine
electric motor
signal
differential gear
Prior art date
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Ceased
Application number
EP87905559A
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German (de)
French (fr)
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EP0320513A4 (en
Inventor
Grigory Yakovlevich Vainshtein
Anatoly Vasilievich Kozlov
Vladimir Ivanovich Marakin
Jury Fedorovich Khaimin
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NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI
Original Assignee
NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI
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Filing date
Publication date
Application filed by NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI filed Critical NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI
Publication of EP0320513A1 publication Critical patent/EP0320513A1/en
Publication of EP0320513A4 publication Critical patent/EP0320513A4/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply

Definitions

  • the invention relates to heat engines and in particular relates to a method for regulating the speed of a heat engine
  • the most important parameters of the technical status of a machine set with a heat engine include reliability, performance, fuel economy in operation, quality of the technological operations to be carried out by the machine set, smoke development and toxicity of the exhaust gases in transitional operations and other parameters. To a significant extent, all of these parameters depend on the indicators of the quality of the speed control of the heat engine in transitional operations, in particular on such as the size of the override and the duration of the decay of the transition process.
  • a method for regulating the speed of a heat engine is known, which is implemented with a controller described in SU, A, 217218.
  • a signal for controlling the speed of the electric motor is formed by a current source which is connected to the control circuit of the electric motor; it also forms a signal for correcting the speed of the electric motor during transitional operations, which is proportional to the positional deviation of the output shaft of the differential gear, which is associated with the fuel metering device of the heat engine is kinematically connected.
  • the feedback potentiometer arranged on the lever of the controller ensures an inclination of the controller characteristic curve of the speed of the heat engine.
  • the control characteristic is given a static character, which usually improves the quality of the control of the speed of the heat engine.
  • a method for regulating the speed of a heat engine is also known, which is implemented with a controller described in SU, A, 708065.
  • the speed of the heat engine is specified, a signal is formed in accordance with this speed to control the speed of the electric motor according to the speed of one of the input shafts of the differential gear, which are kinematically connected to the electric motor and the heat engine, the fuel metering device of the heat engine is in kinematic connection with the output shaft of the differential gear;
  • a signal for correcting the speed of the electric motor is formed during transitional operations.
  • the correction signal is formed in proportion to the derivation from the speed of that input shaft of the differential gear which is kinematically connected to the heat engine.
  • the described method makes it possible to increase the control stability compared to the above and to improve such parameters of the quality of the control, such as the size of the override and the duration of the transition process, in that the correction signal is formed as a derivative of the speed of the heat engine.
  • the correction signal is formed as a derivative of the speed of the heat engine.
  • the present invention has for its object to provide a method for controlling the speed of a heat engine, according to which the formation of the signal for correcting the speed of an electric motor in transitional operations is carried out according to such a parameter that such parameters of the quality of the control, such as size the overregulation and duration of the transition process, improved.
  • the object is achieved in that, in a method for regulating the speed of a heat engine, which consists in specifying a speed for the heat engine, a signal for controlling the speed of an electric motor according to the speed of one of the input shafts in accordance with this speed of the differential gear, which are kinematically connected to the electric motor and the heat engine, the fuel metering device of the heat engine being kinematically connected to the output shaft of the differential gear, and at the same time forming a signal for correcting the speed of the electric motor during transitional operation, according to the invention, the signal for correcting the speed of the electric motor in transitional operations is formed according to the speed of the output shaft of the differential gear.
  • the method according to the invention for regulating the speed of a heat engine by forming the correction signal according to the speed of the output shaft of the differential gear allows the signal for controlling the speed of the electric motor to be formed in accordance with the deviation of the speeds of the input shafts of the differential gear, resulting in such characteristic values of the control quality how the size of the overregulation and the duration of the transition process improved.
  • the method for regulating the speed of a heat engine is implemented in a known speed controller.
  • the controller 1 contains an electric motor 2, which is connected to the input shaft 3 of a differential gear 4.
  • Another input shaft 5 of the differential gear 4 is connected to the shaft 6 of a heat engine 7 in kinematic connection.
  • the output shaft 8 of the differential gear 4 is kinematically connected to a fuel metering device 9 of the heat engine 7.
  • the kinematic bonds of the differential gear are shown in the form of gear drives.
  • the controller 1 also contains a control channel 10 for controlling the speed of the electric motor.
  • a measuring device 11 for measuring the speed of the input shaft 3 of the differential gear 4: in the present case, this measuring device 11 consists of a position transmitter 12 of the input shaft 3 of the differential gear 4 and a converter 13 connected to its output, which detects the change in position the input shaft 3 converted into an electrical signal that is proportional to the speed of the input shaft 3.
  • the output of the converter 13 is connected to an input 14 of a comparison unit 15 for comparing the actual speed value of the input shaft 3 of the differential gear 4 with a predetermined speed.
  • a second input 16 of the comparison unit 15 is connected to the output of a unit 17 for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2, this unit 17 being provided with an input 18 for inputting the speed setting for the heat engine.
  • the output of the comparison unit 15 is connected to the control input 19 of a unit 20 for forming the control signal, the first input of an adder 21 serving as the control input.
  • the output of the adder 21 is connected to the input of a converter 22 for converting the electrical signal into a frequency of the synchronization pulses, the output of this converter 22 serving as the output of the unit 20 for forming the control signal and connected to the electric motor 2 is.
  • the controller 1 also contains a channel 23 for correcting the speed of the electric motor 2 during transitional operations in accordance with the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4.
  • the channel 23 has a measuring device 24 for measuring the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4, which is in the form of a Position transmitter 25 and a converter 26 connected to its output is executed.
  • the converter 26 converts the change in position of the output shaft 8 into an electrical signal that is proportional to the speed of this shaft 8.
  • the output of the converter 26 is connected to the input of a converter 27 for converting the electrical signal, the output of which serves as the output of the channel 23 for correction and is connected to an input 28 for the correction of the unit 20 for forming the control signal, the function of which Input the second input of the adder 21 fulfilled.
  • the converter 27 has the task of matching the signal at the input 28 of the correction of the unit 20 for forming the control signal with the signal at the control input 19 of this unit 20.
  • the method for regulating the speed of a heat engine is carried out as follows.
  • a speed of the heat engine 7 is specified.
  • a signal from the operator and the external information devices, which carries information, is input into the unit 17 for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2 via the input 18.
  • the unit 17 forms the program in such a way that it is brought into conformity with the predetermined operating modes of the heat engine 7.
  • the input shaft 3 of the differential gear 4 is set in rotation by the electric motor 2 at a speed which is proportional to the electrical signal at the output of the unit 17 for forming.
  • a signal for controlling the speed of the electric motor 2 according to the speed of one of the input shafts 3, 5 of the differential gear, in particular, according to the speed of the input shaft 3, is formed in accordance with the predetermined speed of the heat engine 7.
  • the signal for controlling the speed of the electric motor 2 is formed in the comparison unit 15, the input 14 of this comparison unit 15 receiving a signal from the output of the measuring device 11 for measuring the speed of the input shaft 3 of the differential gear 4 and the input 16 receiving a signal from the Unit 17 for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2 are supplied.
  • the signal present at the output of the comparison unit 15 serves as a signal for controlling the speed of the electric motor 2 in stationary operating states, the converter 22 converting the electrical signal into a frequency of the synchronization pulses and feeding it to the electric motor 2.
  • the input shaft 5 is rotated by the shaft 6 of the heat engine 7 in a direction opposite to the shaft 3. If the speeds of the input shafts 3 and 5 are the same, which is due to the invariability of the signal at the input of the unit for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2 and the consistency of the load on the Heat engine 7 is caused, the output shaft 8 of the differential gear 4 and the fuel meter 9 connected to it are immobile.
  • the rotational speed of the shaft 3 or of the shaft 5 also change accordingly between the speeds of the shafts 3 and 5
  • the output shaft 8 takes up the rotational movement
  • the fuel metering device 9 moving by adjusting the deviation of the speeds of the shafts 3 and 5 by changing the fuel supply.
  • a signal for correcting the speed of the electric motor 2 in transition operations is formed according to the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4, which is particularly proportional to this speed.
  • an electrical signal is generated which is proportional to the speed of the output shaft 8; this signal is brought into agreement with the electrical signal at the control input 19 of the unit 20 for forming the control signal by the converter 27 and fed to the input 28 for the correction of the unit 20 for forming.
  • the control signal which was added in the adder 21 with the signal for controlling the speed of the electric motor 2 and converted into a frequency of the synchronization pulses by the converter 22, is supplied to the electric motor 2.
  • the signal for controlling the speed of the electric motor 2, which is generated at the output of the converter 22, thus sets such a speed of the electric motor 2 at which the difference between the speeds of the input shafts 3 and 5 is reduced to zero, ie Heat engine 7 is in transferred the steady state.
  • the speed of the electric motor 2 is increased by the correction signal.
  • Energy engineering for regulating the preferably, diesel engines Machine and tractor units, , Motor vehicles, electric diesel units and turbine sets, stationary systems, tractors for industry, road construction and transport machines and machine sets with other types of heat engines, such as, for. B. turbines find their application.

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Abstract

Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine, welches darin besteht, dass man eine Drehzahl für die Wärmekraftmaschine (7) vorgibt, in Übereinstimmung mit dieser Drehzahl ein Signal zur Steuerung der Drehzahl eines Elektromotors (2) nach der Drehzahl einer der Eingangswellen (3 oder 5) des Differentialgetriebes (4) formiert, wobei die Eingangswellen mit dem Elektromotor (2) und der Wärmkraftmaschine (7) kinematisch verbunden sind, wobei der Brennstoffdosierer (9) der Wärmektraftmaschine (7) mit der Ausgangswelle (8) des Differentialgetriebes (4) in kinematischer Verbindung steht, und gleichzeitig ein Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors (2) bei Übergangsbetrieben nach der Drehzahl der Ausgangswelle (8) des Differentialgetriebes (4) formiert.

Figure imgaf001
Method for regulating the speed of a heat engine, which consists in specifying a speed for the heat engine (7), in accordance with this speed a signal for controlling the speed of an electric motor (2) according to the speed of one of the input shafts (3 or 5 ) of the differential gear (4), the input shafts being kinematically connected to the electric motor (2) and the heat engine (7), the fuel metering device (9) of the heat transfer machine (7) to the output shaft (8) of the differential gear (4) in is kinematic connection, and at the same time forms a signal for correcting the speed of the electric motor (2) in transition operations according to the speed of the output shaft (8) of the differential gear (4).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmekraftmaschinen und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer WärmekraftmaschineThe invention relates to heat engines and in particular relates to a method for regulating the speed of a heat engine

Stand der TechnikState of the art

Zu den wichtigsten Kennwerten des technischen Standes eines Maschinensatzes mit Wärmekraftmaschine gehören Zuverlässigkeit, Leistung Kraftstoffökonomie beim Betrieb, Qualität der vom Maschinensatz auszuführenden technologischen Arbeitsgänge, Rauchentwicklung und Toxizität der Abgase bei Übergangsbetrieben und andere Kennwerte. In einem bedeutenden Maße sind alle diese Kennwerte von den Kennziffern der Qualität der Drehzahlregelung der Wärmekraftmchine bei Übergangsbetrieben, insbesondere von solchen, wie Größe der Überregelung und Dauer des Abklingens des Übergangsvorganges abhängig.The most important parameters of the technical status of a machine set with a heat engine include reliability, performance, fuel economy in operation, quality of the technological operations to be carried out by the machine set, smoke development and toxicity of the exhaust gases in transitional operations and other parameters. To a significant extent, all of these parameters depend on the indicators of the quality of the speed control of the heat engine in transitional operations, in particular on such as the size of the override and the duration of the decay of the transition process.

So ist ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine bekannt, das mit einem in SU, A, 217218 beschriebenen Regler realisiert ist. Bei diesem Verfahren wird ein Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors von einer Stromquelle formiert, welche an den Steuerstromkreis des Elektromotors angeschlossen ist; es wird auch,ein Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors bei Übergangsbetrieben formiert, das der Lageabweichung der Ausgangswelle des Differentialgetriebes proportional ist, welches mit dem Brennstoffdosierer der Wärmekraftmaschine kinematisch verbunden ist. Das am Hebel des Reglers angeordnete Rückführungspotentiometer gewährleistet eine Neigung der Regler kennlinie der Drehzahl der Wärmekraftmaschine.A method for regulating the speed of a heat engine is known, which is implemented with a controller described in SU, A, 217218. In this method, a signal for controlling the speed of the electric motor is formed by a current source which is connected to the control circuit of the electric motor; it also forms a signal for correcting the speed of the electric motor during transitional operations, which is proportional to the positional deviation of the output shaft of the differential gear, which is associated with the fuel metering device of the heat engine is kinematically connected. The feedback potentiometer arranged on the lever of the controller ensures an inclination of the controller characteristic curve of the speed of the heat engine.

Durch das Formieren des Steuersignals in Form einer starren Rückführung, welche das Differentialgetriebe und den Elektromotor umfaßt, wird der Reglerkennlinie ein statischer Charakter verliehen, der gewöhnlich die Qualität der Regelung der Drehzahl der Wärmekraftmaschine verbessert. Bei den Neigungen der Reglerkennlinie der Wärmekraftmaschine nach einem Integralgesetz der Regelung, welche Neigungen in der Regel 6 bis 8% der Nenndrehzahl der Wärmekraftmaschine nicht überschreiten dürfen, werden jedoch hohe Kennwerte der Qualität der Drehzahlregelung der Wärmekraftmaschine nicht gewährleistet.By forming the control signal in the form of a rigid feedback, which includes the differential gear and the electric motor, the control characteristic is given a static character, which usually improves the quality of the control of the speed of the heat engine. With the inclinations of the control characteristic of the heat engine according to an integral law of the control, which inclinations may not exceed 6 to 8% of the nominal speed of the heat engine, however, high characteristics of the quality of the speed control of the heat engine are not guaranteed.

Es ist auch ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine bekannt, das mit einem in SU, A, 708065 beschreibenen Regler realisiert ist. Man gibt bei diesem Verfahren die Drehzahl der Wärmekraftmaschine vor, formiert in Übereinstimmung mit dieser Drehzahl ein Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors nach der Drehzahl einer der Eingangswellen des Differentialgetriebes, die mit dem Elektromotor und der Wärmekraftmaschine kinematisch verbunden sind, wobei der Brennstoffdosierer der Wärmekraftmaschine mit der Ausgangswelle des Differentialgetriebes in kinematischer Verbindung steht; gleichzeitig wird ein Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors bei Übergangsbetrieben formiert.A method for regulating the speed of a heat engine is also known, which is implemented with a controller described in SU, A, 708065. In this method, the speed of the heat engine is specified, a signal is formed in accordance with this speed to control the speed of the electric motor according to the speed of one of the input shafts of the differential gear, which are kinematically connected to the electric motor and the heat engine, the fuel metering device of the heat engine is in kinematic connection with the output shaft of the differential gear; At the same time, a signal for correcting the speed of the electric motor is formed during transitional operations.

Bei dem genannten Verfahren wird das Korrektionssignal proportional der Ableitung von der Drehzahl jener Eingangswelle des Differentialgetriebes formiert, die mit der Wärmekraftmaschine kinematisch verbunden ist.In the method mentioned, the correction signal is formed in proportion to the derivation from the speed of that input shaft of the differential gear which is kinematically connected to the heat engine.

Das beschriebene Verfahren gestattet es, im Vergleich zu dem obenangegebenen die Regelungsstabilität zu erhöhen und solche Kennwerte der Qualität der Regelung, wie Größe der Überregelung und Dauer des Übergangsvorganges dadurch zu verbessern, daß das Korrektionssignal als Ableitung von der Drehzahl der Wärmekraftmaschine formiert wird. Beim Formieren des Korrektionssignals als Ableitung von der Drehzahl kommt aber dieses Signal nicht dazu, der Abweichung der Drehzahl der Wärmekraftmaschine während der Regelung zu folgen, so daß die genannten Kennziffern der Qualität das erforderliche Niveau nicht erreichen können.The described method makes it possible to increase the control stability compared to the above and to improve such parameters of the quality of the control, such as the size of the override and the duration of the transition process, in that the correction signal is formed as a derivative of the speed of the heat engine. When forming the correction signal as a derivative of the speed, this signal does not come to follow the deviation of the speed of the heat engine during the control, so that the quality indicators mentioned cannot reach the required level.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine zu schaffen, nach welchem das Formieren des Signals zur Korrektion der Drehzahl eines Elektromotors bei Übergangsbetrieben nach einem solchen Parameter vorgenommen wird, der solche Kennwerte der Qualität der Regelung, wie Größe der Überreglung und Dauer des Übergangsvorganges, verbessert.The present invention has for its object to provide a method for controlling the speed of a heat engine, according to which the formation of the signal for correcting the speed of an electric motor in transitional operations is carried out according to such a parameter that such parameters of the quality of the control, such as size the overregulation and duration of the transition process, improved.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine, welches darin besteht, daß man eine Drehzahl für die Wärmekraftmaschine vorgibt, in Übereinstimmung mit dieser Drehzahl ein Signal zur Steuerung der Drehzahl eines Elektromotors nach der Drehzahl einer der Eingangswellen des Differentialgetriebes formiert, die mit dem Elektromotor und der Wärmekraftmaschine kinematisch verbunden sind, wobei der Brennstoffdosierer der Wärmekraftmaschine mit der Ausgangswelle des Differentialgetriebes in kinematischer Verbindung steht, und gleichzeitig ein Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors bei Übergangsbetrieb formiert, erfindungsgemäß, das Signal zur Korrektion der Drehzahl.des Elektromotors bei Übergangsbetrieben nach der Drehzahl der Ausgangswelle des Differentialgetriebes formiert wird.The object is achieved in that, in a method for regulating the speed of a heat engine, which consists in specifying a speed for the heat engine, a signal for controlling the speed of an electric motor according to the speed of one of the input shafts in accordance with this speed of the differential gear, which are kinematically connected to the electric motor and the heat engine, the fuel metering device of the heat engine being kinematically connected to the output shaft of the differential gear, and at the same time forming a signal for correcting the speed of the electric motor during transitional operation, according to the invention, the signal for correcting the speed of the electric motor in transitional operations is formed according to the speed of the output shaft of the differential gear.

Es ist vorteilhaft, das Signal zur Korrektion des Drehzahl des Elektromotors bei Übergangsbetrieben proportional der Drehzahl der Ausgangswelle des Differentialgetriebes zu formieren.It is advantageous to form the signal for correcting the speed of the electric motor in transition operations in proportion to the speed of the output shaft of the differential gear.

Das erfindungsgemäße Verfahren zu Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine durch Formieren des Korrektionssignals nach der Drehzahl der Ausgangswelle des Differentialgetriebes gestattet es, das Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors in Übereinstimmung mit der Abweichung der Drehzahlen der Eingangswellen des Differentialgetriebes zu formieren, was solche Kennwerte der Regelungsqualität, wie die Größe der Überregelung und die Dauer des Übergangsvorganges verbessert.The method according to the invention for regulating the speed of a heat engine by forming the correction signal according to the speed of the output shaft of the differential gear allows the signal for controlling the speed of the electric motor to be formed in accordance with the deviation of the speeds of the input shafts of the differential gear, resulting in such characteristic values of the control quality how the size of the overregulation and the duration of the transition process improved.

Beschreibungdescription

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Verfahrens zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine anhand einer konkreten Ausführungsvariante eines Drehzahlreglers und einer Zeichnung erläutert, die ein Funktionsschaltbild dieses Reglers darstellt.The invention is explained below by the description of a method for regulating the speed of a heat engine using a specific embodiment of a speed controller and a drawing which represents a functional circuit diagram of this controller.

Bevorzugte Ausführungsvariante der ErfindungPreferred embodiment variant of the invention

Das Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine wird in einem bekannten Drehzahlregler realisiert. Der Regler 1 enthält einen Elektromotor 2, welcher mit der Eingangswelle 3 eines Differentialgetriebes 4 verbunden ist. Eine andere Eingangswelle 5 des Differentialgetriebes 4 steht mit der Welle 6 einer Wärmekraftmaschine 7 in kinematischer Verbindung. Die Ausgangswelle 8 des Differentialgetriebes 4 ist mit einem Brennstoffdosierer 9 der Wärmekraftmaschine 7 kinematisch verbunden. In der Zeichnung sind die kinematischen Bindungen des Differentialgetriebes in Form von Zahnradgetrieben wiedergegeben.The method for regulating the speed of a heat engine is implemented in a known speed controller. The controller 1 contains an electric motor 2, which is connected to the input shaft 3 of a differential gear 4. Another input shaft 5 of the differential gear 4 is connected to the shaft 6 of a heat engine 7 in kinematic connection. The output shaft 8 of the differential gear 4 is kinematically connected to a fuel metering device 9 of the heat engine 7. In the drawing, the kinematic bonds of the differential gear are shown in the form of gear drives.

Der Regler 1 enthält auch einen Steuerkanal 10 zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors. Am Eingang des Steuerkanals 10 ist ein Meßgerät 11 zur Messung der Drehzahl der Eingangswelle 3 des Differentialgetriebes 4 angeordnet: dieses Meßgerät 11 besteht im vorliegenden Fall aus einem Stellungsgeber 12 der Eingangswelle 3 des Differentialgetriebes 4 und einem an seinen Ausgang angeschlossenen Wandler 13, welcher die Stellungsänderung der Eingangswelle 3 in ein elektrisches Signal umformt, das proportianl der Drehzahl der Eingangswelle 3 ist.The controller 1 also contains a control channel 10 for controlling the speed of the electric motor. At the input of the control channel 10 there is a measuring device 11 for measuring the speed of the input shaft 3 of the differential gear 4: in the present case, this measuring device 11 consists of a position transmitter 12 of the input shaft 3 of the differential gear 4 and a converter 13 connected to its output, which detects the change in position the input shaft 3 converted into an electrical signal that is proportional to the speed of the input shaft 3.

Der Ausgang des Wandler 13 ist an einen Eingang 14 einer Vergleichseinheit 15 zum Vergleich des Drehzahl-Istwertes der Eingangswelle 3 des Differntialgetriebes 4 mit vorgegebener Drehzahl angeschlossen. Ein zweiter Eingang 16 der Vergleichseinheit 15 ist an den Ausgang einer Einheit 17 zum Formieren des Programms zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 angeschlossen, wobei diese Einheit 17 mit einem Eingang 18 zum Eingeben der Drehzahlvorgabe für die Wärmekraftmaschine versehen ist. Der Ausgang der Vergleichseinheit 15 ist an den Steuereingang 19 einer Einheit 20 zum Formieren des Steuersignals angeschlossen, wobei als Steuereingang der erste Eingang eines Addierers 21 dient. Der Ausgang des Addierers 21 ist an den Eingang eines Wandlers 22 zum Umformen des elektrischen Signals in eine Frequenz der Synchronisierimpulse angeschlossen, wobei der Ausgang dieses Wandlers 22 als Ausgang der Einheit 20 zum Formieren des Steuersignals dient und an den Elektromotor 2 angeschlossen ist.The output of the converter 13 is connected to an input 14 of a comparison unit 15 for comparing the actual speed value of the input shaft 3 of the differential gear 4 with a predetermined speed. A second input 16 of the comparison unit 15 is connected to the output of a unit 17 for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2, this unit 17 being provided with an input 18 for inputting the speed setting for the heat engine. The output of the comparison unit 15 is connected to the control input 19 of a unit 20 for forming the control signal, the first input of an adder 21 serving as the control input. The output of the adder 21 is connected to the input of a converter 22 for converting the electrical signal into a frequency of the synchronization pulses, the output of this converter 22 serving as the output of the unit 20 for forming the control signal and connected to the electric motor 2 is.

Der Regler 1 enthält auch einen Kanal 23 zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors 2 bei Übergangsbetrieben entsprechend der Drehzahl der Ausgangswelle 8 des Differentialgetriebes 4. Der Kanal 23 weist ein Messgerät 24 zum Messen der Drehzahl der Ausgangswelle 8 des Differentialgetriebes 4 auf, das in Form eines Stellungsgebers 25 und eines an dessen Ausgang angeschlossenen Wandlers 26 ausgeführt ist. Der Wandler 26 formt die Stellungsänderung der Ausgangswelle 8 in ein elektrisches Signal um, das der Drehzahl dieser Welle 8 proportional ist. Der Ausgang des Wandlers 26 ist an den Eingang eines Wandler 27 zum Umwandeln des elektrischen Signals angeschlossen, dessen Ausgang als Ausgang des Kanals 23 zur Korrektion dient und an einen Eingang 28 der Korrektion der Einheit 20 zur Formierung des Steuersignals angeschlossen ist, wobei die Funktion dieses Eingangs der zweite Eingang des Addierers 21 erfüllt.The controller 1 also contains a channel 23 for correcting the speed of the electric motor 2 during transitional operations in accordance with the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4. The channel 23 has a measuring device 24 for measuring the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4, which is in the form of a Position transmitter 25 and a converter 26 connected to its output is executed. The converter 26 converts the change in position of the output shaft 8 into an electrical signal that is proportional to the speed of this shaft 8. The output of the converter 26 is connected to the input of a converter 27 for converting the electrical signal, the output of which serves as the output of the channel 23 for correction and is connected to an input 28 for the correction of the unit 20 for forming the control signal, the function of which Input the second input of the adder 21 fulfilled.

Der Wandler 27 hat die Aufgabe, das Signal am Eingang 28 der Korrektion der Einheit 20 zum Formieren des Steuersignals mit dem Signal am Steuereingang 19 dieser Einheit 20 in Übereinstimmung zu bringen.The converter 27 has the task of matching the signal at the input 28 of the correction of the unit 20 for forming the control signal with the signal at the control input 19 of this unit 20.

Das Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine wird wie folgt durchgeführt. Es wird eine Drehzahl der Wärmekraftmaschine 7 vorgegeben. Zu diesem Zweck wird in die Einheit 17 zum Formieren des Programms zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 über den Eingang 18 ein Signal von dem Operateur und den externen Informationsgeräten eingegeben, das eine Information trägt, u. zw. über die Umgebungstemperatur, den Luftdruck, was für die Gewährleistung von günstigen Anlaufcharakteristiken der Wärmekraftmaschine notwendig ist, über den Öldruck im der Wärmekraftmaschine, die Temperatur der Auspuffgase, was für die eventuelle Notstillsetzung der Wärmekraftmaschine notwendig ist, usw. Von der Einheit 17 wird das Programm derart formiert, daß es mit den vorgegebenen Betriebsarten der Wärmekraftmaschine 7 in Übereinstimmung gebracht wird. Die Eingangswelle 3 des Differentialgetriebes 4 wird von dem Elektromotor 2 mit einer Drehzahl in Drehung versetzt, die dem elektrischen Signal am Ausgang der Einheit 17 zum Formieren proportional ist. Dabei wird in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Drehzahl der Wärmekraftmaschine 7 ein Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 nach der Drehzahl einer der Eingangswellen 3, 5 des Differentialgetriebes, insbesondere, nach der Drehzahl der Eingangswelle 3 formiert. Das Formieren des Signals zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 wird in der Vergleichseinheit 15 vorgenommen, wobei dem Eingang 14 dieser Vergleichseinheit 15 ein Signal vom Ausgang des Meßgeräts 11 zum Messen der Drehzahl der Eingangswelle 3 des Differentialgetriebes 4 und dem Eingang 16 ein Signal von der Einheit 17 zum Formieren des Programmes zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 zugeführt werden. Das am Ausgang der Vergleichseinheit 15 vorhandene Signal dient als Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 in stationären Betriebszuständen, wobei es über den Wandler 22 zum Umformen des elektrischen Signals in eine Frequenz der Synchronisierungsimpulse geht und dem Elektromotor 2 zugeführt wird.The method for regulating the speed of a heat engine is carried out as follows. A speed of the heat engine 7 is specified. For this purpose, a signal from the operator and the external information devices, which carries information, is input into the unit 17 for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2 via the input 18. between the ambient temperature, the air pressure, which is necessary to ensure favorable starting characteristics of the heat engine, via the oil pressure in the Heat engine, the temperature of the exhaust gases, which is necessary for the eventual emergency shutdown of the heat engine, etc. The unit 17 forms the program in such a way that it is brought into conformity with the predetermined operating modes of the heat engine 7. The input shaft 3 of the differential gear 4 is set in rotation by the electric motor 2 at a speed which is proportional to the electrical signal at the output of the unit 17 for forming. In this case, a signal for controlling the speed of the electric motor 2 according to the speed of one of the input shafts 3, 5 of the differential gear, in particular, according to the speed of the input shaft 3, is formed in accordance with the predetermined speed of the heat engine 7. The signal for controlling the speed of the electric motor 2 is formed in the comparison unit 15, the input 14 of this comparison unit 15 receiving a signal from the output of the measuring device 11 for measuring the speed of the input shaft 3 of the differential gear 4 and the input 16 receiving a signal from the Unit 17 for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2 are supplied. The signal present at the output of the comparison unit 15 serves as a signal for controlling the speed of the electric motor 2 in stationary operating states, the converter 22 converting the electrical signal into a frequency of the synchronization pulses and feeding it to the electric motor 2.

Die Eingangswelle 5 wird durch die Welle 6 der Wärmekraftmaschine 7 in einer relativ zu der Welle 3 gegenläufigen Richtung in Drehung versetzt. Wenn die Drehzahlen der Eingangswellen 3 und 5 gleich sind, was durch die Unveränderlichkeit des Signals am Eingang der Einheit zum Formieren des Programmes zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 und die Kons-tanz der Belastung der Wärmekraftmaschine 7 bedingt ist, sind die Ausgangswelle 8 des Differentialgetriebes 4 und der mit dieser verbundene Brennstoffdosierer 9 unbeweglich.The input shaft 5 is rotated by the shaft 6 of the heat engine 7 in a direction opposite to the shaft 3. If the speeds of the input shafts 3 and 5 are the same, which is due to the invariability of the signal at the input of the unit for forming the program for controlling the speed of the electric motor 2 and the consistency of the load on the Heat engine 7 is caused, the output shaft 8 of the differential gear 4 and the fuel meter 9 connected to it are immobile.

Bei einer Änderung der Belastung der Wärmekraftmaschine 7 oder bei einer Änderung des Signals am Eingang der Einheit 17 zum Formieren des Programms, was den Übergangsvorgang der Regelung kennzeichnet, ändern sich auch dementsprechend die Drehzahl der Welle 3 oder der Welle 5. Infolge eines dabei entstandenen Unterschiedes zwischen den Drehzahlen der Wellen 3 bzw. 5 nimmt die Ausgangswelle 8 die Drehbewegung auf, wobei sich der Brennstoffdosierer 9 bewegt, indem er durch die Änderung der Brennstoffzuführung die Abweichung der Drehzahlen der Wellen 3 bzw. 5 abgleicht. Gleichzeitig mit dem Formieren des Signals zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 nach der Drehzahl der Eingangswelle 3 wird ein Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors 2 bei Übergangsbetrieben nach der Drehzahl der Ausgangswelle 8 des Differentialgetriebes 4 formiert, das insbesondere dieser Drehzahl porportional ist. Vom Meßgerät 24 zum Messen der Drehzahl wird ein elektrisches Signal erzeut, das der Drehzahl der Ausgangswelle 8 proportional ist; dieses Signal wird mit dem elektrischen Signal am Steuereingang 19 der Einheit 20 zum Formieren des Steuersignals durch den Wandler 27 in Übereinstimmung gebracht und dem Eingang 28 der Korrektion der Einheit 20 zum Formieren zugeführt. Das Steuersignal, das im Addierer 21 mit dem Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 addiert und in eine Frequenz der Synchronisierimpulse durch den Wandler 22 umgeformt wurde, wird dem Elektromotor 2 zugeführt. Das Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2, das am Ausgang des Wandlers 22 erzeugt wird, stellt auf diese Weise eine solche Drehzahl des Elektromotors 2 ein, bei der der Unterschied zwischen den Drehzahlen der Eingangswellen 3 und 5 auf Null reduziert wird, d.h. die Wärmekraftmaschine 7 wird in den stationären Betriebszustand überführt.In the event of a change in the load on the heat engine 7 or in the event of a change in the signal at the input of the unit 17 for forming the program, which characterizes the transition process of the regulation, the rotational speed of the shaft 3 or of the shaft 5 also change accordingly between the speeds of the shafts 3 and 5, the output shaft 8 takes up the rotational movement, the fuel metering device 9 moving by adjusting the deviation of the speeds of the shafts 3 and 5 by changing the fuel supply. Simultaneously with the formation of the signal for controlling the speed of the electric motor 2 according to the speed of the input shaft 3, a signal for correcting the speed of the electric motor 2 in transition operations is formed according to the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4, which is particularly proportional to this speed. From the measuring device 24 for measuring the speed, an electrical signal is generated which is proportional to the speed of the output shaft 8; this signal is brought into agreement with the electrical signal at the control input 19 of the unit 20 for forming the control signal by the converter 27 and fed to the input 28 for the correction of the unit 20 for forming. The control signal, which was added in the adder 21 with the signal for controlling the speed of the electric motor 2 and converted into a frequency of the synchronization pulses by the converter 22, is supplied to the electric motor 2. The signal for controlling the speed of the electric motor 2, which is generated at the output of the converter 22, thus sets such a speed of the electric motor 2 at which the difference between the speeds of the input shafts 3 and 5 is reduced to zero, ie Heat engine 7 is in transferred the steady state.

So nimmt bei einer Erhöhung der Belastung der Wärmekraftmaschine 7 deren Drehzahl ab und es entsteht eine Abweichung zwischen den Drehzahlen der Eingangswellen 3, 5 infolge einer Verminderung der Drehzahl der Welle 5, sowie es wird ein Korrektionssignal erzeugt, das die Drehzahl des Elektromotors 2 vermindert.Thus, when the load on the heat engine 7 increases, its speed decreases and there is a deviation between the speeds of the input shafts 3, 5 as a result of a reduction in the speed of the shaft 5, and a correction signal is generated which reduces the speed of the electric motor 2.

Bei einer kleineren Belastung der Wärmekraftmaschine 7 wird durch das Korrektionssignal die Drehzahl des Elektromotors 2 vergrößert.At a lower load on the heat engine 7, the speed of the electric motor 2 is increased by the correction signal.

Bei einem größeren Signal am Eingang 18 der Einheit 17 zum Formieren des Programmes steigt die Drehzahl des Elektromotors 2, was zu einer Abweichung zwischen den Drehzahlen der Eingangswellen 3 und 5 infolge einer Erhöhung der Drehzahl der Welle 3 führt, wobei ein Signal der Korrektion entsteht, das die Drehzahl des Elektromotors 2 vermindert.With a larger signal at the input 18 of the unit 17 for forming the program, the speed of the electric motor 2 increases, which leads to a deviation between the speeds of the input shafts 3 and 5 as a result of an increase in the speed of the shaft 3, a signal for the correction being produced, that reduces the speed of the electric motor 2.

Bei vermindertem Signal am Eingang 18 der Einheit 17 zum Formieren des Programmes wird die Drehzahl des Elektromotors 2 durch das Korrektionssigal erhöht.When the signal at the input 18 of the unit 17 for forming the program is reduced, the speed of the electric motor 2 is increased by the correction signal.

Dadurch, daß man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine das Korrektionssignal nach der Drehzahl der Ausgangswelle 8 des Differentialgetriebes 4, und zwar dieser Drehzahl proportional formiert, wird es möglich, das Signal zur Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 2 in Übereinstimmung mit der Abweichung der Drehzahlen der Eingangswellen 3 und 5 des Differentialgetriebes 4 zu formieren, was zu einer gekürzten Dauer des Übergangsvorganges und verringerten Größe der Überregelung der Drehzahl der Wärmekraftmaschine 7 führt.

Figure imgb0001
t AnwendbarkeitCharacterized that in the inventive method for controlling the speed of a heat engine, the correction signal according to the speed of the output shaft 8 of the differential gear 4, namely this speed formed proportionally, it is possible to use the signal for controlling the speed of the electric motor 2 in accordance with the To form deviation of the speeds of the input shafts 3 and 5 of the differential gear 4, which leads to a shortened duration of the transition process and reduced size of the override of the speed of the heat engine 7.
Figure imgb0001
Applicability

Figure imgb0002
Energiemaschinenbau zur Regelung der
Figure imgb0003
, vorzugsweise, Dieselmotoren
Figure imgb0004
Maschinen- und Traktorenaggregaten,
Figure imgb0005
, Kraftfahrzeugen, elektrischen Dieselaggregaten und Turbinensätzen, stationären Anlagen, Traktoren für die Industrie, Straßenbau- und Transportmaschinen sowie Maschinensätzen mit anderen Typen von Wärmekraftmaschinen, wie, z. B. Turbinen ihren Anwendung finden.
Figure imgb0002
Energy engineering for regulating the
Figure imgb0003
, preferably, diesel engines
Figure imgb0004
Machine and tractor units,
Figure imgb0005
, Motor vehicles, electric diesel units and turbine sets, stationary systems, tractors for industry, road construction and transport machines and machine sets with other types of heat engines, such as, for. B. turbines find their application.

Claims (2)

1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl einer Wärmekraftmaschine, welches darin besteht, daß man eine Drehzahl für die Wärmekraftmaschine (7) vorgibt, in Übereinstimmung mit dieser Drehzahl ein Signal zur Steuerung der Drehzahl eines Elektromotors (2) nach der Drehzahl einer der Eingangswellen (3 oder 5) des Differentialgetriebes (4) formiert, wobei die Eingangswellen mit dem Elektromotor (2) und der Wärmekraftmaschine (7) kinematisch verbunden sind, wobei der Brennstoffdosierer (9) der Wärmekraftmaschine (7) mit der Ausgangswelle (8) des Differentialgetriebes (4) in kinematischer Verbindung steht, und gleichzeitig ein Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors (2) bei Übergangsbetrieben formiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors (2) bei Übergangsbetrieben nach der Drehzahl der Ausgangswelle (8) des Differentialgetriebes (4) formiert wird.1. A method for controlling the speed of a heat engine, which consists in specifying a speed for the heat engine (7), in accordance with this speed, a signal for controlling the speed of an electric motor (2) according to the speed of one of the input shafts (3 or 5) of the differential gear (4), the input shafts being kinematically connected to the electric motor (2) and the heat engine (7), the fuel meter (9) of the heat engine (7) being connected to the output shaft (8) of the differential gear (4 ) has a kinematic connection, and at the same time forms a signal for correcting the speed of the electric motor (2) in transitional operations, characterized in that the signal for correcting the rotational speed of the electric motor (2) in transitional operations is based on the speed of the output shaft (8) of the differential gear (4) is formed. 2. Verfahren zur Regelung der Drehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Korrektion der Drehzahl des Elektromotors (2) bei Übergangsbetrieben proportional der Drehzahl der Ausgangswelle (8) des Differentialgetriebes (4) formiert wird.2. A method for controlling the speed according to claim 1, characterized in that the signal for correcting the speed of the electric motor (2) in transition operations proportional to the speed of the output shaft (8) of the differential gear (4) is formed.
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