EP1228300A1 - Control system for protecting an internal combustion engine from overloading - Google Patents

Control system for protecting an internal combustion engine from overloading

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Publication number
EP1228300A1
EP1228300A1 EP00979536A EP00979536A EP1228300A1 EP 1228300 A1 EP1228300 A1 EP 1228300A1 EP 00979536 A EP00979536 A EP 00979536A EP 00979536 A EP00979536 A EP 00979536A EP 1228300 A1 EP1228300 A1 EP 1228300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
controller
control system
value
component
Prior art date
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Granted
Application number
EP00979536A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1228300B1 (en
Inventor
Armin DÖLKER
Thomas SPÄGELE
Klaus Wehler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Friedrichshafen GmbH filed Critical MTU Friedrichshafen GmbH
Publication of EP1228300A1 publication Critical patent/EP1228300A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1228300B1 publication Critical patent/EP1228300B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D31/009—Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/26—Control of the engine output torque by applying a torque limit

Definitions

  • the invention relates to a control system for protecting an internal combustion engine against overload, the power of which is set via a power-determining signal as a function of an input signal characterizing the power requirement.
  • Engine speed setpoint for a speed control loop and a pitch angle setpoint for a load control stage are calculated.
  • the engine speed controller uses the system deviation to calculate an injection quantity and its difference from the maximum possible injection quantity. This difference is led to the load control level.
  • the load control stage controls a variable pitch propeller depending on the pitch angle setpoint
  • Injection quantity difference and the engine speed gradient are not taken into account in this system.
  • Changed boundary conditions such as higher fuel quality or rapid load increases at the output, cause high engine moments. These can be higher than the values specified by the engine manufacturer and can damage the internal combustion engine.
  • the object of the invention is to develop it further with a view to reliable protection of the internal combustion engine.
  • a control system in which a differential torque is calculated from the current and a maximum permissible engine torque.
  • the differential torque largely determines a second signal.
  • the second signal and a first signal determined from the desired power are fed to a selection means.
  • the first or second signal is set as a power-determining signal via the selection means.
  • a power-determining signal is to be understood as an injection quantity or a control path of a control rod.
  • the selection means contain a minimum value selection. Via the minimum value selection, the signal is set as the power-determining signal, the value of which is the least.
  • the first signal is determined by means of a first controller or alternatively by means of a function block.
  • the second signal is in turn determined by a second controller. Further configurations are listed in the subclaims.
  • the control system according to the invention is designed in such a way that in normal operation the first signal represents the power-determining signal.
  • the internal combustion engine is determined by the first controller or by a function block depending on the desired performance, i.e. it is in speed mode. If the torque at the output of the internal combustion engine now exceeds the maximum permissible engine torque, the value of the second signal falls below the value of the first signal. A change in dominance to the second controller then takes place via the selection means.
  • the second controller determines the power of the internal combustion engine via the second signal, i.e. it is in the torque limit controller mode, hereinafter referred to as MBR mode. Due to the control deviation, the second controller will reduce the output torque by reducing the output-determining signal until the maximum permissible engine torque is again undershot. Then there is a switch back to the first controller.
  • the two control loops are coupled to one another, the integrating component of the second controller depending on the differential torque either being set to the value of the first signal or being limited.
  • the solution according to the invention and its configuration offer the advantage that a reaction to a rapidly increasing torque on the output, for example when a waterjet drive is immersed again, is specifically reduced by reducing the power-determining signal. As a result, the internal combustion engine is effectively protected against overload.
  • the internal combustion engine is easier to tune.
  • the test for each internal combustion engine during a test bench run individual characteristic values of the internal combustion engine, for example the limit line (DBR curve) of the maximum permissible fuel injection quantity.
  • these applied data values differ from internal combustion engine to internal combustion engine of the same type and only apply to the specified boundary conditions.
  • the invention opens up the possibility that identical data values can be used in such a way that the maximum engine torque is output under all possible boundary conditions. If the measured engine torque is greater than the maximum permissible engine torque, the second controller carries out a correction in the sense of a reduction in the power-determining signal.
  • control system shown in the invention can be used in internal combustion engines in common rail construction, PLD construction (pump-line-nozzle) or conventional construction.
  • FIG. 1 A system diagram
  • FIG. 1 block diagram of the first and second controller
  • FIG. 1 shows a block diagram of an internal combustion engine with a storage injection system (common rail).
  • This shows an internal combustion engine 1 with a turbocharger and charge air cooler 2, an electronic engine control unit 11, a first pump 4, a second pump 6, a high-pressure accumulator (rail) 7, injectors 8 connected thereto and a throttle valve 5.
  • the first pump 4 delivers from a Fuel tank 3 transfers the fuel via throttle valve 5 to second pump 6. This in turn delivers the fuel under high pressure into high-pressure accumulator 7.
  • the pressure level of high-pressure accumulator 7 is detected by a rail pressure sensor 10. Lines with the injectors 8 connected to them for each cylinder of the internal combustion engine 1 branch off from the high-pressure store 7.
  • the electronic engine control unit 1 1 controls and regulates the state of the internal combustion engine 1. This has the usual components of a
  • Microcomputer systems for example microprocessor, I / O modules, buffers and memory modules (EEPROM, RAM).
  • the operating data relevant to the operation of the internal combustion engine 1 are applied in characteristic diagrams / characteristic curves in the memory modules.
  • the input variables of the electronic engine control unit 11 shown in FIG. 1 are: pressure of the cylinder space plST (i), which is measured by means of pressure sensors 9, pressure pCR of the high-pressure accumulator 7, power requirement FW, and further input variables, which are identified by the collective reference symbol E. ,
  • the control signals for the injectors 8, corresponding to the start of injection SB and the injection quantity ve, and the control signal ADV for the throttle valve 5 are shown as output variables A of the electronic engine control unit 11.
  • the inflow to the second pump 6 is set via the throttle valve 5.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the control system with a coupled control loop structure. Shown are: a first controller 14, a second controller 15, a selection means 16 and the internal combustion engine 1 with the injection system.
  • the internal combustion engine 1 drives an engine load 12, for example a waterjet drive, via a clutch 13.
  • the tooth angles Phi 1 and Phi2 of the clutch 13 are detected by speed sensors 22.
  • the engine speed nMOT is calculated from the tooth angle Phi 1 via the function block capture / filter 18. This signal is compared at a subtraction point with the reference variable, the engine speed setpoint nMOT (SW).
  • the setpoint nMOT (SW) represents the input signal that characterizes the desired performance.
  • the motor torque MK at the output of the internal combustion engine 1 is determined from the two tooth angles Phi 1 and Phi2 via the function block capture / filter 17.
  • the engine torque MK is compared with a maximum permissible engine torque MK (Max).
  • the maximum permissible motor torque MK (Max) is determined from the input variables E, e.g. B. Engine speed nMOT, supercharger speed, charge air pressure pLL, fuel, exhaust gas and cooling water temperature.
  • E e.g. B.
  • Engine speed nMOT supercharger speed
  • charge air pressure pLL charge air pressure
  • fuel exhaust gas and cooling water temperature.
  • this can also be calculated using a mathematical model.
  • the mathematical model can contain a thermodynamic image of the internal combustion engine.
  • the input variables of the first controller 14 are: the speed difference dnMOT, the
  • the signal ve2 (F) arises from a second signal ve2 by the second signal ve2 being modified via a delay element 20 and filter 21.
  • the second signal ve2 can also be routed directly to the first controller 14 or only via the delay element 20 or the filter 21.
  • the output variable of the first controller 14 is the first signal ve 1. This is fed to the selection means 16 and the second controller 15.
  • the input variables of the second controller 15 are: the differential torque MK (Diff), the first signal ve l and a modified controller mode RM (ver).
  • the signal of the modified controller mode RM (ver) in turn corresponds to a controller mode RM delayed by one sampling period. The time delay takes place by means of the delay element 19.
  • the output signal of the second controller 15 is the second signal ve2. This is guided to the selection means 16 and the delay element 20.
  • the selection means 16 contains a minimum value selection. Via the minimum value selection, the first signal ve l is set as the power-determining signal ve if the first signal ve 1 is less than or equal to the second signal ve2. In this case, the controller mode RM is set to a first value. This corresponds to operating the internal combustion engine in the speed mode. The second signal ve2 is set as the power-determining signal ve when the second signal ve2 is smaller than the first signal vel. In this case the controller mode RM is set to a second value. This corresponds to operating the internal combustion engine in MBR mode. The output signals of the minimum value selection.
  • the first signal ve l is set as the power-determining signal ve if the first signal ve 1 is less than or equal to the second signal ve2.
  • the controller mode RM is set to a first value. This corresponds to operating the internal combustion engine in the speed mode.
  • the second signal ve2 is set as the power-determining signal ve when the second signal ve2 is smaller than the
  • Selection means 16 are the power-determining signal ve and the regulator mode RM.
  • the power-determining signal ve is fed to the injection device of the internal combustion engine 1.
  • the output-determining signal in the sense of the invention is to be understood as the injection quantity or the control path of a control rod.
  • the structure of the first controller 14 is explained in connection with FIG. 7.
  • the structure of the second controller 15 is explained in connection with FIGS. 4 to 6.
  • the control system works as follows: As long as the engine torque MK is significantly smaller than the maximum permissible engine torque MK (Max), the second controller 15 does not intervene in the first controller 14. This is ensured by the fact that the integrating component (I component) of the second controller 15 is set to the value of the first signal vel calculated by the first controller 14. Since the differential torque MK (Diff) is positive, the integrating part of the second controller 15, z. B. when using a PI controller, added with a positive proportional component (P component). The second signal ve2 calculated by the second controller 15 is thus greater than the first signal ve l. As a result, the engine remains in the speed mode.
  • the second signal ve2 calculated by the second controller 15 is used to limit the I component of the first controller 14.
  • the I component of the first controller 14 is limited in time because of the delay element 20 and the filter 21. There is therefore no feedback of the first signal ve l to the I component of the first controller 14.
  • the output of the first controller 14 and the I component of the first controller 14 are dynamically decoupled. This effectively prevents unwanted amplification of the controller dynamics. For example, when the internal combustion engine is relieved quickly, the output signal of the first controller 14, ie the first signal ve l, decreases. to this extent the I component of the second controller 15 and the second signal ve2 also decrease. Without the delaying effect of the filter 21, the I component of the first controller 14 would possibly also be reduced, which could lead to a further reduction of the first signal ve l.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the block diagram of FIG. 2.
  • the first signal ve l is calculated via a function block 23 as a function of a power request, here accelerator pedal FP.
  • Function block 23 includes the conversion of the accelerator pedal position into the first signal ve l. Corresponding characteristics including a limitation are provided for this.
  • the input variables required for the conversion are shown with the reference symbol E, for example engine speed nMOT, charge air pressure pLL, etc.
  • the second signal ve2 in the block diagram according to FIG. 3 is directed exclusively to the selection means 16.
  • the target / actual comparison of the engine speed is omitted, since the power requirement is specified via an accelerator pedal.
  • the further structure corresponds to that of Figure 2, so that what is said there applies.
  • FIG. 4 shows the block diagram of the second controller 15.
  • This has an integrating component and is shown as an example as a PI controller in a time-discrete form.
  • the second controller 15 can also be implemented as a PID controller or as a PI (DT1) controller.
  • the input variables of the second controller 15 are: the modified controller mode RM (ver), the first signal ve l and the differential torque MK (Diff).
  • the output variable of the second controller 15 is the second signal ve2.
  • the second controller 15 has, as components, a multiplication 25, a function block calculation I component 24 and a summation 26.
  • the P component ve2 (P) is calculated via the multiplication 25.
  • the I component ve2 (l) is calculated via the function block 24.
  • the P component ve2 (P) is calculated from the differential torque MK (Diff) and a proportional coefficient kp.
  • the proportional coefficient kp can either be predetermined constantly or, depending on the engine torque MK and the value of the second signal ve2 calculated one sampling period earlier, can be calculated. Alternatively, it can also be provided that the proportional coefficient kp is calculated as a function of the engine torque MK and the I component ve2 (l) calculated a sampling period earlier.
  • the transmission behavior of the second controller 15 can be adapted to different operating conditions, for example different fuel density or changes in the engine efficiency depending on the operating point.
  • the dynamic behavior of the second controller 15 can be optimized if the differential torque MK (Diff) is additionally taken into account when calculating the kp value.
  • FIG. 6 shows a block diagram for calculating the I component ve2 (l) from FIG. 4.
  • the figure in FIG. 5 belongs to this figure.
  • the input variables of the block diagram in FIG. 6 are: the first signal vel, the modified controller mode RM (ver) and the
  • the output variable is the I component ve2 (l) of the second signal ve2.
  • the function block calculation integral part 24 includes a first software switch 33 and a second software switch 34. The following relationships apply to the switch positions of the first software switch 33:
  • the delayed controller mode RM (ver) is greater than or equal to the value L2, then input C is active.
  • the value L2 is constantly set to 1.
  • the delayed controller mode RM (ver) is 1 in the speed mode, i. H. in normal operation of the internal combustion engine. 2. If the delayed controller mode RM (ver) is less than the value L2, then input D is active.
  • the delayed controller mode RM (ver) is zero in the MBR mode.
  • the value L1 is positive. This can either be calculated from the maximum permissible engine torque MK (Max) or be constant, e.g. B. 150 nos. 2. If the output value of the first software switch 33 is less than the value L1, input B is active.
  • the switch positions of the first 33 and second software switch 4 shown in FIG. 6 correspond to the first line of the table in FIG. 5.
  • the switch positions C / A are active.
  • the I component ve2 (l) of the second signal ve2 corresponds to the first signal vel.
  • the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal vel.
  • P positive P component ve2
  • the second software switch 34 changes its switching position, input B becomes active. This case corresponds to the second line of the table in FIG. 5. In this switch position, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is no longer set to the value of the first signal ve l, but to this by means of the function block
  • Minimum value 31 limited.
  • the I component of the second signal ve2 begins to run freely.
  • the result of a summation 30 is passed to the second input of the function block minimum value 31.
  • the first summand corresponds to the value (delay element 32) of the I component ve2 (l) of the second signal ve2 determined a sampling period earlier.
  • the second summand results from the multiplication 29 of a factor F by the sum of the differential torque MK (Diff) at the current and at the previous point in time, reference numerals 27 and 28.
  • the factor F is dependent on the previously described proportional coefficient kp, a sampling time TA and a reset time TN calculated.
  • the reset time is either constant or represents a function of the engine speed nMOT.
  • the transition from the speed mode to the MBR mode always takes place with the free-running integrating part of the second controller 15. This ensures a smooth transition from the first 14 to the second controller 15 without a sudden change in the power-determining signal ve. If the current engine torque MK exceeds the maximum permissible engine torque MK (Max), then the second signal ve2 becomes smaller than the first signal ve 1 due to the negative differential torque MK (Diff). As a subsequent reaction, the selection means 16 sets the second signal ve2 as the power-determining signal ve and sets the controller mode RM to the second value, here zero. The change in the modified controller mode RM (ver) causes the first software switch 33 to change its position, the input D is now active. This switch position corresponds to the third line of the table in FIG. 5. A return to the speed mode takes place when the second signal ve2 is greater than or equal to the first signal vel.
  • the first controller 14 is shown in FIG. This has an integrating part and is shown as an example as a PID controller in a time-discrete form. In practice, the first controller can also be designed as a PI or PI (DT1) controller.
  • the input variables of the first controller 14 are: the speed difference dnMOT, the engine speed nMOT and the modified second signal ve2 (F).
  • the first controller shown contains three function blocks for calculating the P, I and D component, corresponding to reference numerals 37 to 39.
  • the P component ve1 (P) is determined from an input variable EP and the speed difference dnMOT.
  • the I component ve 1 (l) is calculated via the function block 38 from the speed difference dnMOT, a first input signal ve (M) and a second input signal El.
  • the I component ve 1 (I) is limited to the first input signal ve (M).
  • Function block 39 is used to calculate the D component ve1 (D) from the speed difference dnMOT and an input variable ED.
  • the first input signal ve (M) corresponds to either the signal ve2 (F) or a signal ve 1 (KF), depending on which signal has the lower value.
  • a first function block minimum value 36 is provided.
  • the signal ve 1 (KF) is in turn determined from the engine speed nMOT and other input variables via characteristic diagrams 35.
  • the other input variables are shown as collective reference symbols E.
  • the input variables E can be, for example, the charge air pressure pLL etc. All three components are summed up to a common signal ve 1 (S) via a summation 40.
  • the second function block minimum value 41 is then used to select from this signal ve1 (S) and from signal ve 1 (KF) the one with the lowest value.
  • This signal corresponds to the first signal ve l.
  • the second signal ve2 calculated by the second controller 15 influences the calculation of the integrating component ve 1 (1) of the first controller 14.
  • the signal ve2 (F) is delayed in time compared to the second signal ve2.
  • the output ve l of the first controller 14 and the integrating component ve1 (l) of the first controller 14 are dynamically decoupled. This effectively prevents unwanted amplification of the controller dynamics. For example, when the internal combustion engine is relieved quickly, the output signal of the first controller 14, ie the first signal ve l, decreases.
  • the I component of the second controller 15 and the second signal ve2 are also reduced. Without the delaying effect of the filter 21, the I component of the first controller 14 would possibly also be reduced, which could lead to a further reduction of the first signal vel.
  • Figure 8 consists of sub-figures 8A to 8E. The following are shown over time: the modified controller mode RM (ver) (FIG. 8A), the engine torque MK (FIG. 8C), the first ve l and second signal ve2 (FIG. 8D) and the power-determining signal ve (FIG. 8E) ,
  • FIG. 8B shows the switching positions of the first 33 and second software switches 34 at the respective times.
  • FIG. 8C shows two boundary lines MK (Max) and GW parallel to the abscissa. The difference between these two
  • Boundary lines correspond to the value L1.
  • the differential torque MK (Diff) results from the respective difference between the curve with points A to F to the maximum permissible motor torque MK (Max).
  • FIG. 8D shows the course of the second signal ve2 as a solid line.
  • the first signal ve l is shown as a dashed line.
  • the sequence of the method is as follows: at time t1 it is assumed that the internal combustion engine is operated in the speed mode.
  • the first signal ve l calculated by the first controller 14 is set by the selection means 16 as a power-determining signal ve.
  • the level shown in FIG. 8E and the profile of the power-determining signal ve thus corresponds to the value of the first signal ve 1.
  • the regulator mode RM is set to a first value, here one, by the selection means 16.
  • the two software switches 33 and 34 are in the C / A position. In this Switch position, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 corresponds to the value of the first signal ve l.
  • the I component ve2 (l) of the second signal is set to the value of the first signal ve l.
  • MK positive differential torque
  • P positive P component ve2
  • ve2 ve1 + ve2 (P) with: ve2 second signal vel first signal ve2 (P) P component second signal
  • the value of the second signal ve2, point J lies above the value of the first signal ve 1, point G.
  • the first signal ve l remains constant.
  • the two software switches 33 and 34 change their switching position according to D / B. in the period t2 to t4, based on the assumed course of the differential torque MK (Diff), there is a corresponding course of the second signal ve2, corresponding to the curve K to N. Since the internal combustion engine is now operated in MBR mode, the course of the power-determining signal corresponds to ve the course of the second signal ve2.
  • the value of the second signal ve2 corresponds to the value of the first signal ve l.
  • the selection means 16 will set the regulator mode RM back to the first value, here one, on the basis of the minimum value selection and set the first signal ve l as the power-determining signal ve. From time t4, the curve of the power-determining signal ve thus corresponds to the curve of the first signal ve l, d. H. ve remains constant as shown in Figure 8E. Due to the change in the controller mode RM, the switch positions of the two software switches 33 and 34 change to C / B.
  • the differential torque MK (Diff) again corresponds to the value L1.
  • the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal ve l.
  • a course according to the curve N to 0 results for the second signal ve2.
  • the period under consideration has ended.
  • FIG. 9 shows a program flow chart of the method according to the invention.
  • step S 1 the controller mode RM is initialized with 1, because when the
  • step S2 Internal combustion engine does not yet have an engine torque.
  • the internal combustion engine is operated in the speed mode.
  • the first controller is set as dominant, ie the first signal ve l is used as the power-determining signal ve set.
  • steps S3 and S4 the first signal ve l is calculated and the current engine torque MK is read.
  • a differential torque MK (Diff) is then calculated in step S5 from the current engine torque MK and a maximum permissible engine torque MK (Max).
  • step S6 it is checked whether the control mode RM is equal to 1, ie whether the internal combustion engine is still in the speed mode. If this is not the case, ie the internal combustion engine is in MBR mode, steps S 16 to S22 are carried out.
  • step S7 the query is made as to whether the differential torque MK (Diff) is greater than the value L1. If the test result is positive, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal vel, step S8. If the test result in step S7 is negative, the calculation of the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is activated, step S9. In step S 10, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is limited to the value of the first signal ve 1.
  • step S 1 the P component ve2 (P) of the second signal ve2 is calculated as a function of the differential torque MK (Diff) and a proportional coefficient kp.
  • step S 12 the second signal ve2 is determined by adding the P and I components. It is then checked in step S13 whether the second signal ve2 is smaller than the first signal ve l. If this is not the case, the program branches to point A. If it is determined in step S 13 that the value of the second signal ve2 is smaller than the value of the first signal ve 1, the control mode RM is changed to one via the selection means 16 second value, here zero. The selection means 16 now set the second signal ve2 as the power-determining signal ve, ie the second controller 15 is dominant. The program sequence then branches to point A with the recalculation of the first signal ve l.
  • step S6 If it is determined in step S6 that the internal combustion engine is in the MBR mode, the calculation of the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is activated in step S16.
  • the I component is limited to the value of the first signal ve l, step S 17.
  • step S 18 the P component is calculated as described above, step S 18.
  • step S 19 the P and I component become the second Signal ve2 determined.
  • step S20 it is checked whether the value of the second signal ve2 is smaller than the value of the first signal ve l. If this is the case, the program flowchart branches to point A. If the test result is negative, ie the second signal ve2 is not less than the first signal ve l, the Controller mode RM set to a first value, here 1.
  • the first signal ve l is then set as the power-determining signal ve in step S22, ie the first controller 14 is dominant.
  • first software switch second software switch maps first function block minimum value function block calculation P-part function block calculation I-part function block calculation D-part summation second function block minimum value

Abstract

The invention relates to a control system for protecting an internal combustion engine (1) from overloading. The output of the internal combustion engine is adjusted with an output-determining signal (ve) according to an input signal which characterises the desired output. According to the invention, a differential torque (MK(Diff) is calculated from the current motor torque (MK) and a maximum permissible motor torque (MK(Max). This differential torque (MK(Diff) in turn determines an authoritative second signal (ve2) (ve2=f(MK(Diff). A first signal (ve 1) that is determined form an input signal characterising the desired output and the second signal (ve2) are directed to a selecting means (16) which selects the first (ve1) or second signal (ve2) as the signal that determines the output (ve).

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine vor ÜberlastControl system for protecting an internal combustion engine against overload
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.The invention relates to a control system for protecting an internal combustion engine against overload, the power of which is set via a power-determining signal as a function of an input signal characterizing the power requirement.
Ein derartiges Regelsystem ist aus der DE 195 15 481 A1 bekannt. Bei diesem System wird ein Leistungswunsch über einen Wählhebel vorgegeben. Hieraus wird einSuch a control system is known from DE 195 15 481 A1. In this system, a desired performance is specified via a selector lever. This becomes a
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, derEngine speed setpoint for a speed control loop and a pitch angle setpoint for a load control stage are calculated. The engine speed controller uses the system deviation to calculate an injection quantity and its difference from the maximum possible injection quantity. This difference is led to the load control level. The load control stage controls a variable pitch propeller depending on the pitch angle setpoint
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.Injection quantity difference and the engine speed gradient. However, the torque that arises at the output of the internal combustion engine is not taken into account in this system. Changed boundary conditions, such as higher fuel quality or rapid load increases at the output, cause high engine moments. These can be higher than the values specified by the engine manufacturer and can damage the internal combustion engine.
Ausgehend vom zuvor beschrieben Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen im Hinblick auf einen sicheren Schutz der Brennkraftmaschine weiterzuentwickeln.Starting from the prior art described above, the object of the invention is to develop it further with a view to reliable protection of the internal combustion engine.
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.The object is achieved according to the invention by a control system in which a differential torque is calculated from the current and a maximum permissible engine torque. The differential torque largely determines a second signal. The second signal and a first signal determined from the desired power are fed to a selection means. The first or second signal is set as a power-determining signal via the selection means. For the purposes of the invention, a power-determining signal is to be understood as an injection quantity or a control path of a control rod. In It is proposed that the selection means contain a minimum value selection. Via the minimum value selection, the signal is set as the power-determining signal, the value of which is the least.
In einer Ausgestaltung hierzu ist vorgesehen, daß das erste Signal mittels eines ersten Reglers oder alternativ mittels eines Funktionsblocks bestimmt wird. Das zweite Signal wiederum wird über einen zweiten Regler bestimmt. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.In one embodiment, it is provided that the first signal is determined by means of a first controller or alternatively by means of a function block. The second signal is in turn determined by a second controller. Further configurations are listed in the subclaims.
Das Regelsystem gemäß der Erfindung ist in der Art ausgeführt, daß im Normalbetrieb das erste Signal das leistungsbestimmende Signal darstellt. Die Leistung derThe control system according to the invention is designed in such a way that in normal operation the first signal represents the power-determining signal. The performance of the
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.The internal combustion engine is determined by the first controller or by a function block depending on the desired performance, i.e. it is in speed mode. If the torque at the output of the internal combustion engine now exceeds the maximum permissible engine torque, the value of the second signal falls below the value of the first signal. A change in dominance to the second controller then takes place via the selection means. The second controller determines the power of the internal combustion engine via the second signal, i.e. it is in the torque limit controller mode, hereinafter referred to as MBR mode. Due to the control deviation, the second controller will reduce the output torque by reducing the output-determining signal until the maximum permissible engine torque is again undershot. Then there is a switch back to the first controller.
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.In order to avoid sudden changes in the power-determining signal when there is a change in dominance, the two control loops are coupled to one another, the integrating component of the second controller depending on the differential torque either being set to the value of the first signal or being limited.
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.The solution according to the invention and its configuration offer the advantage that a reaction to a rapidly increasing torque on the output, for example when a waterjet drive is immersed again, is specifically reduced by reducing the power-determining signal. As a result, the internal combustion engine is effectively protected against overload.
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.Another advantage is that the internal combustion engine is easier to tune. As is known, the test for each internal combustion engine during a test bench run individual characteristic values of the internal combustion engine, for example the limit line (DBR curve) of the maximum permissible fuel injection quantity. However, these applied data values differ from internal combustion engine to internal combustion engine of the same type and only apply to the specified boundary conditions. In contrast, the invention opens up the possibility that identical data values can be used in such a way that the maximum engine torque is output under all possible boundary conditions. If the measured engine torque is greater than the maximum permissible engine torque, the second controller carries out a correction in the sense of a reduction in the power-determining signal.
Das in der Erfindung dargestellte Regelsystem ist bei Brennkraftmaschinen in Common- Rail- Bauweise, PLD-Bauweise (Pumpe-Leitung-Düse) oder konventioneller Bauweise einsetzbar.The control system shown in the invention can be used in internal combustion engines in common rail construction, PLD construction (pump-line-nozzle) or conventional construction.
In den Figuren ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:A preferred exemplary embodiment is shown in the figures. Show it:
Figur 1 Ein SystemschaubildFigure 1 A system diagram
Figur 2 Blockschaltbild erster und zweiter ReglerFigure 2 block diagram of the first and second controller
Figur 3 Blockschaltbild Funktionsblock und zweiter Regler Figur 4 Blockschaltbild zweiter ReglerFigure 3 block diagram of function block and second controller Figure 4 block diagram of second controller
Figur 5 TabelleFigure 5 table
Figur 6 Blockschaltbild Berechnung I-AnteilFigure 6 Block diagram calculation of the I component
Figur 7 Blockschaltbild erster ReglerFigure 7 Block diagram of the first controller
Figur 8 Zeitdiagramm Figur 9 ProgrammablaufplanFigure 8 timing diagram Figure 9 program flow chart
In Figur 1 ist ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine mit Speichereinspritzsystem (Common-Rail) dargestellt. Dieses zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit Turbolader und Ladeluftkühler 2, ein elektronisches Motorsteuergerät 1 1 , 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.FIG. 1 shows a block diagram of an internal combustion engine with a storage injection system (common rail). This shows an internal combustion engine 1 with a turbocharger and charge air cooler 2, an electronic engine control unit 11, a first pump 4, a second pump 6, a high-pressure accumulator (rail) 7, injectors 8 connected thereto and a throttle valve 5. The first pump 4 delivers from a Fuel tank 3 transfers the fuel via throttle valve 5 to second pump 6. This in turn delivers the fuel under high pressure into high-pressure accumulator 7. The pressure level of high-pressure accumulator 7 is detected by a rail pressure sensor 10. Lines with the injectors 8 connected to them for each cylinder of the internal combustion engine 1 branch off from the high-pressure store 7.
Das elektronische Motorsteuergerät 1 1 steuert und regelt den Zustand der Brennkraftmaschine 1. Dieses weist die üblichen Bestandteile einesThe electronic engine control unit 1 1 controls and regulates the state of the internal combustion engine 1. This has the usual components of a
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 Figur 1 dargestellten Eingangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 1 1 sind: Druck des Zylinderraums plST(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 1 1 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.Microcomputer systems, for example microprocessor, I / O modules, buffers and memory modules (EEPROM, RAM). The operating data relevant to the operation of the internal combustion engine 1 are applied in characteristic diagrams / characteristic curves in the memory modules. The input variables of the electronic engine control unit 11 shown in FIG. 1 are: pressure of the cylinder space plST (i), which is measured by means of pressure sensors 9, pressure pCR of the high-pressure accumulator 7, power requirement FW, and further input variables, which are identified by the collective reference symbol E. , The control signals for the injectors 8, corresponding to the start of injection SB and the injection quantity ve, and the control signal ADV for the throttle valve 5 are shown as output variables A of the electronic engine control unit 11. The inflow to the second pump 6 is set via the throttle valve 5.
Figur 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 Phi 1 und Phi2 der Kupplung 13 werden von Drehzahlsensoren 22 detektiert. Aus dem Zahnwinkel Phi 1 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.FIG. 2 shows a block diagram of the control system with a coupled control loop structure. Shown are: a first controller 14, a second controller 15, a selection means 16 and the internal combustion engine 1 with the injection system. The internal combustion engine 1 drives an engine load 12, for example a waterjet drive, via a clutch 13. The tooth angles Phi 1 and Phi2 of the clutch 13 are detected by speed sensors 22. The engine speed nMOT is calculated from the tooth angle Phi 1 via the function block capture / filter 18. This signal is compared at a subtraction point with the reference variable, the engine speed setpoint nMOT (SW). The setpoint nMOT (SW) represents the input signal that characterizes the desired performance.
Über den Funktionsblock Erfassen/Filtern 17 wird aus den beiden Zahnwinkeln Phi 1 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.The motor torque MK at the output of the internal combustion engine 1 is determined from the two tooth angles Phi 1 and Phi2 via the function block capture / filter 17. The engine torque MK is compared with a maximum permissible engine torque MK (Max). The maximum permissible motor torque MK (Max) is determined from the input variables E, e.g. B. Engine speed nMOT, supercharger speed, charge air pressure pLL, fuel, exhaust gas and cooling water temperature. As an alternative to the measured engine torque MK, this can also be calculated using a mathematical model. For example, the mathematical model can contain a thermodynamic image of the internal combustion engine.
Die Eingangsgrößen des ersten Reglers 14 sind: die Drehzahldifferenz dnMOT, dieThe input variables of the first controller 14 are: the speed difference dnMOT, the
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 ve 1. 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 ve l und ein modifizierter Reglermodus RM(ver). Das Signal des modifizierten 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 16 und das Verzögerungsglied 20 geführt.Engine speed nMOT and a signal ve2 (F). The signal ve2 (F) arises from a second signal ve2 by the second signal ve2 being modified via a delay element 20 and filter 21. In a simpler embodiment, the second signal ve2 can also be routed directly to the first controller 14 or only via the delay element 20 or the filter 21. The output variable of the first controller 14 is the first signal ve 1. This is fed to the selection means 16 and the second controller 15. The input variables of the second controller 15 are: the differential torque MK (Diff), the first signal ve l and a modified controller mode RM (ver). The signal of the modified controller mode RM (ver) in turn corresponds to a controller mode RM delayed by one sampling period. The time delay takes place by means of the delay element 19. The output signal of the second controller 15 is the second signal ve2. This is guided to the selection means 16 and the delay element 20.
Das Auswahlmittel 16 enthält eine Minimalwertauswahl. Über die Minimalwertauswahl wird als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve l gesetzt, wenn das erste Signal ve 1 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 vel ist. In diesem Fall wird der Reglermodus RM auf einen zweiten Wert gesetzt. Dies entspricht einem Betrieb der Brennkraftmaschine im MBR-Modus. Die Ausgangssignale desThe selection means 16 contains a minimum value selection. Via the minimum value selection, the first signal ve l is set as the power-determining signal ve if the first signal ve 1 is less than or equal to the second signal ve2. In this case, the controller mode RM is set to a first value. This corresponds to operating the internal combustion engine in the speed mode. The second signal ve2 is set as the power-determining signal ve when the second signal ve2 is smaller than the first signal vel. In this case the controller mode RM is set to a second value. This corresponds to operating the internal combustion engine in MBR mode. The output signals of the
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 Figur 7 erklärt. Die Struktur des zweiten Reglers 15 wird in Verbindung mit den Figuren 4 bis 6 erklärt.Selection means 16 are the power-determining signal ve and the regulator mode RM. The power-determining signal ve is fed to the injection device of the internal combustion engine 1. The output-determining signal in the sense of the invention is to be understood as the injection quantity or the control path of a control rod. The structure of the first controller 14 is explained in connection with FIG. 7. The structure of the second controller 15 is explained in connection with FIGS. 4 to 6.
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 Regler 14 berechneten ersten Signals vel, gesetzt wird. Da das Differenzmoment MK(Diff) positiv ist, wird der integrierende Anteil des zweiten Reglers 15, z. B. bei Verwendung eines Pl-Reglers, mit einem positiven Proportionalanteil (P-Anteil) addiert. Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 ist somit größer als das erste Signal ve l . 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 ve l , so wechselt die Brennkraftmaschine vom Drehzahl-Modus in den MBR-Modus.The control system works as follows: As long as the engine torque MK is significantly smaller than the maximum permissible engine torque MK (Max), the second controller 15 does not intervene in the first controller 14. This is ensured by the fact that the integrating component (I component) of the second controller 15 is set to the value of the first signal vel calculated by the first controller 14. Since the differential torque MK (Diff) is positive, the integrating part of the second controller 15, z. B. when using a PI controller, added with a positive proportional component (P component). The second signal ve2 calculated by the second controller 15 is thus greater than the first signal ve l. As a result, the engine remains in the speed mode. Only when the motor torque MK continues to increase and approaches the maximum permissible motor torque MK (Max), is the integration process of the I component of the second controller 15 started. This enables a trouble-free transition from the first controller 14 to the second controller 15, since the I component of the second controller 15 can now run freely and is no longer set. If the second signal ve2 becomes smaller than the first signal ve l, the internal combustion engine changes from the speed mode to the MBR mode.
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 ve l 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 ve l . insofern verringern sich auch der I-Anteil des zweiten Reglers 15 und das zweite Signal ve2. Ohne die verzögernde Wirkung des Filters 21 würde unter Umständen auch der I-Anteil des ersten Reglers 14 verkleinert werden, was zu einer weiteren Verkleinerung des ersten Signals ve l führen könnte.The second signal ve2 calculated by the second controller 15 is used to limit the I component of the first controller 14. However, the I component of the first controller 14 is limited in time because of the delay element 20 and the filter 21. There is therefore no feedback of the first signal ve l to the I component of the first controller 14. In this respect, the output of the first controller 14 and the I component of the first controller 14 are dynamically decoupled. This effectively prevents unwanted amplification of the controller dynamics. For example, when the internal combustion engine is relieved quickly, the output signal of the first controller 14, ie the first signal ve l, decreases. to this extent the I component of the second controller 15 and the second signal ve2 also decrease. Without the delaying effect of the filter 21, the I component of the first controller 14 would possibly also be reduced, which could lead to a further reduction of the first signal ve l.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung des Blockschaltbildes der Figur 2. Im Unterschied zur Figur 2 wird bei diesem Blockschaltbild das erste Signal ve l über einen Funktionsblock 23 in Abhängigkeit eines Leistungswunsches, hier Fahrpedal FP, berechnet. Der Funktionsblock 23 beinhaltet die Umrechnung der Fahrpedalstellung in das erste Signal ve l . 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 Figur 3 ausschließlich auf das Auswahlmittel 16 geführt ist. Gegenüber der Figur 2 entfällt der Soll-/lst-Vergleich der Motordrehzahl, da der Leistungswunsch über ein Fahrpedal vorgegeben wird. Der weitere Aufbau entspricht dem der Figur 2, so daß das dort Gesagte gilt.FIG. 3 shows an alternative embodiment of the block diagram of FIG. 2. In contrast to FIG. 2, in this block diagram the first signal ve l is calculated via a function block 23 as a function of a power request, here accelerator pedal FP. Function block 23 includes the conversion of the accelerator pedal position into the first signal ve l. Corresponding characteristics including a limitation are provided for this. The input variables required for the conversion are shown with the reference symbol E, for example engine speed nMOT, charge air pressure pLL, etc. Another difference is that the second signal ve2 in the block diagram according to FIG. 3 is directed exclusively to the selection means 16. Compared to FIG. 2, the target / actual comparison of the engine speed is omitted, since the power requirement is specified via an accelerator pedal. The further structure corresponds to that of Figure 2, so that what is said there applies.
Figur 4 zeigt das Blockschaltbild des zweiten Reglers 15. Dieser weist einen integrierenden Anteil auf und ist exemplarisch als Pl-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 ve l 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(l) berechnet. Die Struktur und die Funktionsweise des Funktionsblocks Berechnung I-Anteil 24 wird in Verbindung mit Figur 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(l), 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.FIG. 4 shows the block diagram of the second controller 15. This has an integrating component and is shown as an example as a PI controller in a time-discrete form. In practice, the second controller 15 can also be implemented as a PID controller or as a PI (DT1) controller. The input variables of the second controller 15 are: the modified controller mode RM (ver), the first signal ve l and the differential torque MK (Diff). The output variable of the second controller 15 is the second signal ve2. The second controller 15 has, as components, a multiplication 25, a function block calculation I component 24 and a summation 26. The P component ve2 (P) is calculated via the multiplication 25. The I component ve2 (l) is calculated via the function block 24. The structure and the mode of operation of the function block calculation I-part 24 is explained in connection with FIGS. 5 and 6. The P component ve2 (P) is calculated from the differential torque MK (Diff) and a proportional coefficient kp. The proportional coefficient kp can either be predetermined constantly or, depending on the engine torque MK and the value of the second signal ve2 calculated one sampling period earlier, can be calculated. Alternatively, it can also be provided that the proportional coefficient kp is calculated as a function of the engine torque MK and the I component ve2 (l) calculated a sampling period earlier. By calculating the proportional coefficient kp, the transmission behavior of the second controller 15 can be adapted to different operating conditions, for example different fuel density or changes in the engine efficiency depending on the operating point. The dynamic behavior of the second controller 15 can be optimized if the differential torque MK (Diff) is additionally taken into account when calculating the kp value.
Wie in Figur 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(l)As shown in FIG. 4, the second signal ve2 results from the sum of the P component and the I component, summation 26. The following therefore applies to the calculation: ve2 = ve2 (P) + ve2 (l)
mit: ve2 zweites Signal ve2(P) Proportional-Anteil (P-Anteil) ve2(l) Integral-Anteil (I-Anteil)with: ve2 second signal ve2 (P) proportional component (P component) ve2 (l) integral component (I component)
Figur 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Berechnung des I-Anteils ve2(l) aus Figur 4. Zu dieser Figur gehört die Tabelle der Figur 5. Die Eingangsgrößen des Blockschaltbilds der Figur 6 sind: das erste Signal vel, der modifizierte Reglermodus RM(ver) und dasFIG. 6 shows a block diagram for calculating the I component ve2 (l) from FIG. 4. The figure in FIG. 5 belongs to this figure. The input variables of the block diagram in FIG. 6 are: the first signal vel, the modified controller mode RM (ver) and the
Differenzmoment MK(Diff). Die Ausgangsgröße ist der I-Anteil ve2(l) 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:Differential moment MK (Diff). The output variable is the I component ve2 (l) of the second signal ve2. The function block calculation integral part 24 includes a first software switch 33 and a second software switch 34. The following relationships apply to the switch positions of the first software switch 33:
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.1. If the delayed controller mode RM (ver) is greater than or equal to the value L2, then input C is active. The value L2 is constantly set to 1. The delayed controller mode RM (ver) is 1 in the speed mode, i. H. in normal operation of the internal combustion engine. 2. If the delayed controller mode RM (ver) is less than the value L2, then input D is active. The delayed controller mode RM (ver) is zero in the MBR mode.
Für den zweiten Softwareschalter 34 gelten folgende Beziehungen:The following relationships apply to the second software switch 34:
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 Nrn. 2. Wenn der Ausgangswert des ersten Softwareschalters 33 kleiner als der Wert L1 ist, so ist der Eingang B aktiv.1. If the output value of the first software switch 33 is greater than or equal to the value L1, input A is active. The value L1 is positive. This can either be calculated from the maximum permissible engine torque MK (Max) or be constant, e.g. B. 150 nos. 2. If the output value of the first software switch 33 is less than the value L1, input B is active.
Die in Figur 6 dargestellten Schaltstellungen des ersten 33 und zweiten Softwareschalters 4 entsprechen der ersten Zeile der Tabelle in Figur 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(l) des zweiten Signals ve2 dem ersten Signal vel . Mit anderen Worten: der I-Anteil ve2(l) des zweiten Signals ve2 wird auf den Wert des ersten Signals vel 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 ve 1. Über die Minimalwertauswahl des Auswahlmittels 16 wird somit das erste Signal vel als das leistungsbestimmende Signal ve gesetzt.The switch positions of the first 33 and second software switch 4 shown in FIG. 6 correspond to the first line of the table in FIG. 5. For this case, ie the first Controller 14 is dominant and the differential torque MK (Diff) is greater than the value L1, the switch positions C / A are active. In these switch positions, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 corresponds to the first signal vel. In other words: the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal vel. Due to the positive differential torque MK (Diff), there is also a positive P component ve2 (P). Overall, this results in a second signal ve2 whose value is greater than the first signal ve 1. The first signal vel is thus set as the power-determining signal ve via the minimum value selection of the selection means 16.
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 Figur 5. In dieser Schaltstellung wird der I-Anteil ve2(l) des zweiten Signals ve2 nicht mehr auf den Wert des ersten Signals ve l gesetzt, sondern auf diesen mittels des FunktionsblocksIf the differential torque MK (Diff) falls below the value L1, i. H. the engine torque of the internal combustion engine develops in the direction of the maximum permissible engine torque MK (Max), the second software switch 34 changes its switching position, input B becomes active. This case corresponds to the second line of the table in FIG. 5. In this switch position, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is no longer set to the value of the first signal ve l, but to this by means of the function block
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(l) des zweiten Signals ve2. Der zweite Summand entsteht aus der Multiplikation 29 eines Faktors F mit der Summe des Differenzmoments 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:Minimum value 31 limited. In other words: the I component of the second signal ve2 begins to run freely. The result of a summation 30 is passed to the second input of the function block minimum value 31. The first summand corresponds to the value (delay element 32) of the I component ve2 (l) of the second signal ve2 determined a sampling period earlier. The second summand results from the multiplication 29 of a factor F by the sum of the differential torque MK (Diff) at the current and at the previous point in time, reference numerals 27 and 28. The factor F is dependent on the previously described proportional coefficient kp, a sampling time TA and a reset time TN calculated. The reset time is either constant or represents a function of the engine speed nMOT. The following relationships therefore apply:
F = f(kp, TA, TN) undF = f (kp, TA, TN) and
TN = f(nMOT); TN = konstantTN = f (nMOT); TN = constant
Aus dem zuvor Beschriebenen ergibt sich, daß der Übergang vom Drehzahl-Modus zum MBR-Modus stets bei freilaufendem integrierenden 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 ve 1. Als Folgereaktion setzt das Auswahlmittel 16 das zweite Signal ve2 als das leistungsbestimmende Signal ve und setzt den Reglermodus RM auf den zweiten Wert, hier Null. Die Änderung des modifizierten Reglermodus 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 Figur 5. Eine Rückkehr zum Drehzahl-Modus erfolgt dann, wenn das zweite Signal ve2 größer oder gleich dem ersten Signal vel wird.It follows from the above that the transition from the speed mode to the MBR mode always takes place with the free-running integrating part of the second controller 15. This ensures a smooth transition from the first 14 to the second controller 15 without a sudden change in the power-determining signal ve. If the current engine torque MK exceeds the maximum permissible engine torque MK (Max), then the second signal ve2 becomes smaller than the first signal ve 1 due to the negative differential torque MK (Diff). As a subsequent reaction, the selection means 16 sets the second signal ve2 as the power-determining signal ve and sets the controller mode RM to the second value, here zero. The change in the modified controller mode RM (ver) causes the first software switch 33 to change its position, the input D is now active. This switch position corresponds to the third line of the table in FIG. 5. A return to the speed mode takes place when the second signal ve2 is greater than or equal to the first signal vel.
In Figur 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 Pl- 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).The first controller 14 is shown in FIG. This has an integrating part and is shown as an example as a PID controller in a time-discrete form. In practice, the first controller can also be designed as a PI or PI (DT1) controller. The input variables of the first controller 14 are: the speed difference dnMOT, the engine speed nMOT and the modified second 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 Drehzahldifferenz dnMOT, einem ersten Eingangssignal ve(M) und einem zweiten Eingangssignal El, der I-Anteil ve 1 (l) berechnet. Hierbei ist der I-Anteil ve 1 (I) auf das erste Eingangssignal ve(M) begrenzt. Über den Funktionsblock 39 wird aus der Drehzahldifferenz 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 ve 1 (KF), je nachdem, welches Signal die geringere Wertigkeit aufweist. Hierzu ist ein erster Funktionsblock Minimalwert 36 vorgesehen. Das Signal ve 1 (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 ve 1 (S) summiert. Über den zweiten Funktionsblock Minimalwert 41 wird sodann aus diesem Signal ve1 (S) und aus dem Signal ve 1 (KF) dasjenige ausgewählt, welches die geringste Wertigkeit aufweist. Dieses Signal entspricht dem ersten Signal ve l . Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 beeinflußt die Berechnung des integrierenden Anteils ve 1 (1) 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 ve 1 (l) des ersten Reglers 14 vor. Der Ausgang ve l des ersten Reglers 14 und der integrierende Anteil ve1 (l) 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 ve l . Insofern verringern sich auch der I-Anteil des zweiten Reglers 15 und das zweite Signal ve2. Ohne die verzögernde Wirkung des Filters 21 würde unter Umständen auch der I-Anteil des ersten Reglers 14 verkleinert werden, was zu einer weiteren Verkleinerung des ersten Signals vel führen könnte.The first controller shown contains three function blocks for calculating the P, I and D component, corresponding to reference numerals 37 to 39. Via function block 37, the P component ve1 (P) is determined from an input variable EP and the speed difference dnMOT. The I component ve 1 (l) is calculated via the function block 38 from the speed difference dnMOT, a first input signal ve (M) and a second input signal El. Here, the I component ve 1 (I) is limited to the first input signal ve (M). Function block 39 is used to calculate the D component ve1 (D) from the speed difference dnMOT and an input variable ED. The first input signal ve (M) corresponds to either the signal ve2 (F) or a signal ve 1 (KF), depending on which signal has the lower value. For this purpose, a first function block minimum value 36 is provided. The signal ve 1 (KF) is in turn determined from the engine speed nMOT and other input variables via characteristic diagrams 35. The other input variables are shown as collective reference symbols E. The input variables E can be, for example, the charge air pressure pLL etc. All three components are summed up to a common signal ve 1 (S) via a summation 40. The second function block minimum value 41 is then used to select from this signal ve1 (S) and from signal ve 1 (KF) the one with the lowest value. This signal corresponds to the first signal ve l. The second signal ve2 calculated by the second controller 15 influences the calculation of the integrating component ve 1 (1) of the first controller 14. However, due to the filter 21, the signal ve2 (F) is delayed in time compared to the second signal ve2. There is therefore no direct feedback of the output of the first controller 14 to the integrating component ve 1 (l) of the first controller 14. The output ve l of the first controller 14 and the integrating component ve1 (l) of the first controller 14 are dynamically decoupled. This effectively prevents unwanted amplification of the controller dynamics. For example, when the internal combustion engine is relieved quickly, the output signal of the first controller 14, ie the first signal ve l, decreases. In this respect, the I component of the second controller 15 and the second signal ve2 are also reduced. Without the delaying effect of the filter 21, the I component of the first controller 14 would possibly also be reduced, which could lead to a further reduction of the first signal vel.
Die Figur 8 besteht aus den Teilfiguren 8A bis 8E. Dargestellt sind jeweils über der Zeit: der modifizierte Reglermodus RM(ver) (Figur 8A), das Motor-Moment MK (Figur 8C), das erste ve l und zweite Signal ve2 (Figur 8D) und das leistungsbestimmende Signal ve (Figur 8E). In Figur 8B sind die Schaltstellungen des ersten 33 und zweiten Softwareschalters 34 zu den jeweiligen Zeitpunkten dargestellt. In Figur 8C sind parallel zu der Abszisse zwei Begrenzungslinien MK(Max) und GW dargestellt. Die Differenz dieser beidenFigure 8 consists of sub-figures 8A to 8E. The following are shown over time: the modified controller mode RM (ver) (FIG. 8A), the engine torque MK (FIG. 8C), the first ve l and second signal ve2 (FIG. 8D) and the power-determining signal ve (FIG. 8E) , FIG. 8B shows the switching positions of the first 33 and second software switches 34 at the respective times. FIG. 8C shows two boundary lines MK (Max) and GW parallel to the abscissa. The difference between these two
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 Figur 8D ist als durchgezogene Linie der Verlauf des zweiten Signals ve2 dargestellt. Das erste Signal ve l ist als gestrichelte Linie dargestellt.Boundary lines correspond to the value L1. The differential torque MK (Diff) results from the respective difference between the curve with points A to F to the maximum permissible motor torque MK (Max). FIG. 8D shows the course of the second signal ve2 as a solid line. The first signal ve l is shown as a dashed line.
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 ve l vom Auswahlmittel 16 als leistungsbestimmendes Signal ve gesetzt. Das in Figur 8E dargestellte Niveau und der Verlauf des leistungsbestimmenden Signals ve entspricht somit dem Wert des ersten Signals ve 1. 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(l) des zweiten Signals ve2 dem Wert des ersten Signals ve l . Mit anderen Worten: der I-Anteil ve2(l) des zweiten Signals wird auf den Wert des ersten Signals ve l 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:The sequence of the method is as follows: at time t1 it is assumed that the internal combustion engine is operated in the speed mode. In this mode, the first signal ve l calculated by the first controller 14 is set by the selection means 16 as a power-determining signal ve. The level shown in FIG. 8E and the profile of the power-determining signal ve thus corresponds to the value of the first signal ve 1. The regulator mode RM is set to a first value, here one, by the selection means 16. The two software switches 33 and 34 are in the C / A position. In this Switch position, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 corresponds to the value of the first signal ve l. In other words: the I component ve2 (l) of the second signal is set to the value of the first signal ve l. At time t1, there is a positive differential torque MK (Diff). This also results in a positive P component ve2 (P) of the second controller 15. The second signal ve2 is calculated as:
ve2= ve1 + ve2(P) mit: ve2 zweites Signal vel erstes Signal ve2(P) P-Anteil zweites Signalve2 = ve1 + ve2 (P) with: ve2 second signal vel first signal ve2 (P) P component second signal
Wie in Figur 8D dargestellt, liegt der Wert des zweiten Signals ve2, Punkt J, oberhalb des Werts des ersten Signals ve 1 , Punkt G. Für den weiteren Verlauf wird davon ausgegangen, daß das erste Signal ve l konstant bleibt.As shown in FIG. 8D, the value of the second signal ve2, point J, lies above the value of the first signal ve 1, point G. For the further course it is assumed that the first signal ve l remains constant.
Zum Zeitpunkt t1 wird nun davon ausgegangen, daß das Motor-Moment MK am Abtrieb der Brennkraftmaschine sich erhöht, d. h. der Kurvenverlauf in Figur 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(l) des zweiten Signals ve2 ist nach wie vor auf den Wert des ersten Signals ve l gesetzt. Der berechnete Wert des zweiten Signals ve2 liegt deshalb oberhalb des ersten Signals ve l , d. h. bei einem größeren Wert. Im Punkt B der Figur 8C ist das Differenzmoment MK(Diff) gleich dem Wert L1. Mit Überschreiten dieser Linie ändert der Softwareschalter 34 seine Schaltstellung. In Figur 8B ist dies mit der Veränderung derAt time t1, it is now assumed that the engine torque MK increases at the output of the internal combustion engine, i. H. the curve in FIG. 8C changes at point A in the direction of point C. Due to the decreasing differential torque MK (Diff), the P component ve2 (P) of the second signal ve2 will also decrease. The I component ve2 (l) of the second signal ve2 is still set to the value of the first signal ve l. The calculated value of the second signal ve2 is therefore above the first signal ve l, i. H. at a larger value. At point B in FIG. 8C, the differential torque MK (Diff) is equal to the value L1. When this line is exceeded, the software switch 34 changes its switching position. In Figure 8B, this is with the change in
Schaltstellungen von C/A und C/B dargestellt. Ab diesem Zeitpunkt wird der I-Anteil ve2(l) des zweiten Signals ve2 nicht mehr auf den Wert des ersten Signals ve l gesetzt, sondern lediglich auf den Wert des ersten Signals ve l limitiert. Der integrierende Anteil des zweiten Reglers 15 beginnt somit ab diesem Zeitpunkt frei zu laufen.Switch positions of C / A and C / B shown. From this point in time, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is no longer set to the value of the first signal ve l, but is only limited to the value of the first signal ve l. The integrating part of the second controller 15 thus begins to run freely from this point in time.
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 ve l , Punkt K in Figur 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 ve 1. 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.At time t2, there is a differential torque MK (Diff) of zero. As a result, the P component ve2 (P) of the second signal ve2 is also zero. At this time, the value of the second signal ve2, the value of the first signal ve l, corresponds to point K in Figure 8D. If the differential torque MK (Diff) now exceeds the maximum permissible motor torque MK (Max), this causes a change in the sign of the differential torque MK (Diff). It follows that the second signal ve2 now has a smaller value than the first signal ve 1. In response to this, the selection means 16 changes the controller mode RM from 1 to 0 and sets the second signal ve2 as the power-determining signal ve. In addition, the two software switches 33 and 34 change their switching position according to D / B. in the period t2 to t4, based on the assumed course of the differential torque MK (Diff), there is a corresponding course of the second signal ve2, corresponding to the curve K to N. Since the internal combustion engine is now operated in MBR mode, the course of the power-determining signal corresponds to ve the course of the second signal ve2.
Zum Zeitpunkt t4 wird nun davon ausgegangen, daß der Wert des zweiten Signals ve2 dem Wert des ersten Signals ve l 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 ve l setzen. Ab dem Zeitpunkt t4 entspricht somit der Verlauf des leistungsbestimmenden Signals ve dem Verlauf des ersten Signals ve l , d. h. ve bleibt konstant, wie in Figur 8E dargestellt. Bedingt durch die Änderung des Reglermodus RM ändern sich die Schaltstellungen der beiden Softwareschalter 33 und 34 nach C/B.At time t4 it is now assumed that the value of the second signal ve2 corresponds to the value of the first signal ve l. The selection means 16 will set the regulator mode RM back to the first value, here one, on the basis of the minimum value selection and set the first signal ve l as the power-determining signal ve. From time t4, the curve of the power-determining signal ve thus corresponds to the curve of the first signal ve l, d. H. ve remains constant as shown in Figure 8E. Due to the change in the controller mode RM, the switch positions of the two software switches 33 and 34 change to 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(l) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signals ve l 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.At point E, the differential torque MK (Diff) again corresponds to the value L1. This changes the switching position of the second software switch 34, i. H. the two software switches 33 and 34 now assume the switch position C / A. In this switch position, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal ve l. Corresponding to the further course of the differential torque MK (Diff), a course according to the curve N to 0 results for the second signal ve2. At time t5, the period under consideration has ended.
In Figur 9 ist ein Programmablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im Schritt S 1 wird der Reglermodus RM mit 1 initialisiert, da beim Start derFIG. 9 shows a program flow chart of the method according to the invention. In step S 1, the controller mode RM is initialized with 1, because when the
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 ve l wird als leistungsbestimmendes Signal ve gesetzt. Im Schritt S3 und S4 wird das erste Signal ve l 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 befindet sich im MBR-Modus, werden die Schritte S 16 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 L1 ist. Bei positivem Prüfergebnis wird der I-Anteil ve2(l) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signais vel gesetzt, Schritt S8. Bei negativem Prüfergebnis im Schritt S7 wird die Berechnung des I-Anteils ve2(l) des zweiten Signals ve2 aktiviert, Schritt S9. Bei Schritt S 10 wird der I-Anteil ve2(l) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signals ve 1 limitiert. Bei Schritt S 1 1 wird der P-Anteil ve2(P) des zweiten Signals ve2 in Abhängigkeit des Differenzmoments MK(Diff) und eines Proportionalbeiwerts kp berechnet. Bei Schritt S 12 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 ve l ist. Ist dies nicht der Fall, so verzweigt das Programm zu Punkt A. Wird bei Schritt S 13 festgestellt, daß der Wert des zweiten Signals ve2 kleiner als der Wert des ersten Signals ve 1 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 ve l .Internal combustion engine does not yet have an engine torque. In the initial state, the internal combustion engine is operated in the speed mode. In step S2, the first controller is set as dominant, ie the first signal ve l is used as the power-determining signal ve set. In steps S3 and S4, the first signal ve l is calculated and the current engine torque MK is read. A differential torque MK (Diff) is then calculated in step S5 from the current engine torque MK and a maximum permissible engine torque MK (Max). In step S6 it is checked whether the control mode RM is equal to 1, ie whether the internal combustion engine is still in the speed mode. If this is not the case, ie the internal combustion engine is in MBR mode, steps S 16 to S22 are carried out. If the check shows that the internal combustion engine is operated in the speed mode, then in step S7 the query is made as to whether the differential torque MK (Diff) is greater than the value L1. If the test result is positive, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal vel, step S8. If the test result in step S7 is negative, the calculation of the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is activated, step S9. In step S 10, the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is limited to the value of the first signal ve 1. In step S 1 1, the P component ve2 (P) of the second signal ve2 is calculated as a function of the differential torque MK (Diff) and a proportional coefficient kp. In step S 12, the second signal ve2 is determined by adding the P and I components. It is then checked in step S13 whether the second signal ve2 is smaller than the first signal ve l. If this is not the case, the program branches to point A. If it is determined in step S 13 that the value of the second signal ve2 is smaller than the value of the first signal ve 1, the control mode RM is changed to one via the selection means 16 second value, here zero. The selection means 16 now set the second signal ve2 as the power-determining signal ve, ie the second controller 15 is dominant. The program sequence then branches to point A with the recalculation of the first signal ve l.
Wird bei Schritt S6 festgestellt, daß sich die Brennkraftmaschine im MBR-Modus befindet, so wird bei Schritt S 16 die Berechnung des I-Anteils ve2(l) des zweiten Signals ve2 aktiviert. Der I-Anteil wird hierbei auf den Wert des ersten Signals ve l limitiert, Schritt S 17. Danach wird der P-Anteil wie zuvor beschrieben berechnet, Schritt S 18. Aus dem P- und I-Anteil wird im Schritt S 19 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 l . 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 ve l wird der Reglermodus RM auf einen ersten Wert, hier 1, gesetzt. Danach wird bei Schritt S22 als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve l gesetzt, d. h. der erste Regler 14 ist dominant. If it is determined in step S6 that the internal combustion engine is in the MBR mode, the calculation of the I component ve2 (l) of the second signal ve2 is activated in step S16. The I component is limited to the value of the first signal ve l, step S 17. Then the P component is calculated as described above, step S 18. In step S 19, the P and I component become the second Signal ve2 determined. In step S20 it is checked whether the value of the second signal ve2 is smaller than the value of the first signal ve l. If this is the case, the program flowchart branches to point A. If the test result is negative, ie the second signal ve2 is not less than the first signal ve l, the Controller mode RM set to a first value, here 1. The first signal ve l is then set as the power-determining signal ve in step S22, ie the first controller 14 is dominant.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
Turboladerturbocharger
Kraftstofftank erste PumpeFuel tank first pump
Drosselventil zweite PumpeThrottle valve second pump
Hochdruckspeicher (Rail)High pressure accumulator (rail)
Injektorinjector
Drucksensorpressure sensor
Rail-DrucksensorRail pressure sensor
Elektronisches MotorsteuergerätElectronic engine control unit
Motorlastengine load
Kupplung erster Regler (Drehzahl) zweiter Regler (Moment)Coupling first controller (speed) second controller (torque)
Auswahlmittelselection means
Funktionsblock Erfassen/FilternFunction block capture / filter
Funktionsblock Erfassen/FilternFunction block capture / filter
Verzögerungsglieddelay
Verzögerungsglieddelay
Filterfilter
DrehzahlsensorenSpeed sensors
Funktionsblockfunction block
Funktionsblock Berechnung I-AnteilFunction block calculation of the I component
Multiplikationmultiplication
Summationsummation
Verzögerungsglieddelay
Summationsummation
Multiplikationmultiplication
Summationsummation
Funktionsblock MinimalwertFunction block minimum value
Verzögerungsglied erster Softwareschalter zweiter Softwareschalter Kennfelder erster Funktionsblock Minimalwert Funktionsblock Berechnung P-Anteil Funktionsblock Berechnung I-Anteil Funktionsblock Berechnung D-Anteil Summation zweiter Funktionsblock Minimalwert delay first software switch second software switch maps first function block minimum value function block calculation P-part function block calculation I-part function block calculation D-part summation second function block minimum value

Claims

PATENTANSPRUCH E PATENT CLAIM E
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 (vel) bestimmt wird und über ein Auswahlmittel (16) das erste (vel) oder zweite Signal (ve2) als leistungsbestimmendes Signal (ve) gesetzt wird.1. Control system for protecting an internal combustion engine (1) against overload, the output of which, depending on an input signal (FW) characterizing the desired output, is set via a power-determining signal (ve), characterized in that from the current engine torque (MK) and a maximum permissible engine torque (MK (Max)) a differential torque (MK (Diff)) is calculated, the differential torque (MK (Diff)) determining a second signal (ve2) (ve2 = f (MK (Diff)) )), from which the input signal (FW) characterizing the desired power is determined a first signal (vel) and the first (vel) or second signal (ve2) is set as a power-determining signal (ve) via a selection means (16).
2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlmittel (16) eine Minimalwertauswahl enthält, als leistungsbestimmendes2. Control system according to claim 1, characterized in that the selection means (16) contains a minimum value selection, as a performance-determining
Signal (ve) das erste Signal (vel) gesetzt wird (ve=ve1), wenn das erste Signal (vel) 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 (vel) ist (ve2<ve1).Signal (ve) the first signal (vel) is set (ve = ve1) when the first signal (vel) is less than or equal to the second signal (ve1 = ve2) and as the power-determining signal (ve) the second signal (ve2) is set (ve = ve2) if the second signal (ve2) is smaller than the first signal (vel) (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 (vel) dominant ist (ve=ve1) und auf einen zweiten Wert gesetzt wird (RM=0), wenn das zweite Signal (ve2) dominant ist (ve=ve2).3. Control system according to claim 2, characterized in that a control mode (RM) is set to a first value (RM = 1) via the selection means (16) when the first signal (vel) is dominant (ve = ve1) and on a second value is set (RM = 0) if the second signal (ve2) is dominant (ve = ve2).
4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal (vel) aus einer Motordrehzahl (nMOT), einer Drehzahldifferenz (dnMOT) und dem zweiten Signal (ve2) mittels eines ersten Reglers (14) bestimmt wird.4. Control system according to claim 1, characterized in that the first signal (vel) from an engine speed (nMOT), a speed difference (dnMOT) and the second signal (ve2) is determined by means of a first controller (14).
5. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal (vel) aus einem Fahrpedalwert (FP) und weiteren Eingangsgrößen, insbesondere einem Ladeluftdruck (pLL), mittels eines Funktionsblock (23) bestimmt wird. 5. Control system according to claim 1, characterized in that the first signal (vel) from an accelerator pedal value (FP) and other input variables, in particular a charge air pressure (pLL), is determined by means of a function block (23).
6. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal (ve2) zusätzlich aus dem Reglermodus (RM) und dem ersten Signal (vel) mittels eines zweiten Reglers (15) bestimmt wird.6. Control system according to claim 1, characterized in that the second signal (ve2) is additionally determined from the controller mode (RM) and the first signal (vel) by means of a second controller (15).
7. Regelsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal (ve 1 ) auf den zweiten Regler ( 15) geführt ist.7. Control system according to claim 4 or 5, characterized in that the first signal (ve 1) on the second controller (15) is performed.
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.8. Control system according to claim 6, characterized in that the output of the second controller (15) on the first controller (14) and the selection means (16) is guided.
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.9. Control system according to claim 8, characterized in that a delay element (20) and / or a filter (21) is arranged in the signal path from the second controller (15) to the first controller (14).
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.10. Control system according to claim 4 and 9, characterized in that a modified second signal (ve2 (F)), which is derived from the second signal (ve2) by means of delay element (20) and / or filter (21), an input variable of first controller (14).
11. Regelsystem nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Auswahlmittels (16) auf den zweiten Regler (15) geführt ist.11. Control system according to one of the preceding claims, characterized in that the output of the selection means (16) is guided to the second controller (15).
12. Regelsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im12. Control system according to claim 11, characterized in that in
Signalpfad vom Auswahlmittel ( 16) zum zweiten Regier ( 15) ein Verzögerungsglied ( 19) angeordnet ist.Signal path from the selection means (16) to the second regulator (15) a delay element (19) is arranged.
13. Regeisystem 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.13. control system according to claim 6 and 12, characterized in that a modified controller mode (RM (ver)), which is determined by means of the delay element (19), represents an input variable of the second controller (15).
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(l)) und das zweite Signal (ve2) aus dem I Anteil (ve2(l)) berechnet wird (ve2=f(ve2(l)).14. Control system according to one of the preceding claims, thereby characterized in that the second controller (15) is designed at least as an I controller, which calculates an I component (ve2 (l)) and the second signal (ve2) is calculated from the I component (ve2 (l)) ( ve2 = f (ve2 (I)).
15. Regelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der I- Anteil (ve2(l)) auf den Wert des ersten Signals (vel) gesetzt wird (ve2(l)=ve1), wenn das Differenzmoment (MK(Diff)) größer oder gleich einem Wert (L1) ist (MK(Diff)=L1) und der Reglermodus (RM) alternativ der modifizierte Regiermodus (RM(ver)) dem ersten Wert entspricht (RM=1, RM(ver)=1).15. Control system according to claim 14, characterized in that the I component (ve2 (l)) is set to the value of the first signal (vel) (ve2 (l) = ve1) when the differential torque (MK (Diff)) is greater than or equal to a value (L1) (MK (Diff) = L1) and the controller mode (RM) alternatively the modified control mode (RM (ver)) corresponds to the first value (RM = 1, RM (ver) = 1).
16. Regelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der I- Anteil (ve2(l)) auf den Wert des ersten Signals (vel) 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).16. Control system according to claim 14, characterized in that the I component (ve2 (l)) is limited to the value of the first signal (vel) when the differential torque (MK (Diff)) is smaller than the value (L1) ( MK (Diff) <L1) or the controller mode (RM) alternatively the delayed controller mode (RM (ver)) corresponds to the second value (RM = 0, RM (ver) = 0).
17. Regelsystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in die Berechnung des I-Anteils (ve2(l)) 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)).17. Control system according to claim 15 or 16, characterized in that a reset time (TN) is included in the calculation of the I component (ve2 (l)) and the reset time (TN) is either constant (TN = const.) Or a function represents the engine speed (nMOT) of the internal combustion engine (1) (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))).18. Control system according to claim 15 or 16, characterized in that the value (L1) is calculated as a function of the maximum permissible engine torque (MK (Max)) (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)).19. Control system according to claim 15 or 16, characterized in that the value (L1) is calculated as a function of the engine speed (nMOT) (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)). 20. Control system according to claim 14, characterized in that the second controller (15) is additionally designed as a P controller, this calculates a P component (ve2 (P)) and the second signal (ve2) additionally from the P component (ve2 (P)) is calculated (ve2 = f (ve2 (P)).
21. Regelsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der P- Anteil (ve2(P)) in Abhängigkeit des Differenzmoments (MK(Diff)) und eines Proportionaibeiwerts (kp) berechnet wird (ve2(P)=f(MK(Diff), kp)).21. Control system according to claim 20, characterized in that the P component (ve2 (P)) is calculated as a function of the differential torque (MK (Diff)) and a proportional value (kp) (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.22. Control system according to claim 21, characterized in that the proportional coefficient (kp) is constant (kp = const.) Or is calculated as a function of at least the engine torque (MK) or as a function of at least the differential torque (MK (Diff)).
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(l)) berechnet wird.23. Control system according to claim 21, characterized in that the proportional coefficient (kp) is calculated at least as a function of the second signal (ve2) or as a function of the I component (ve2 (l)).
24. Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regler ( 14) zumindest als I-Regler ausgeführt wird, wobei dieser einen I-Anteil (ve 1 (I)) in24. Control system according to claim 4, characterized in that the first controller (14) is at least designed as an I controller, this having an I component (ve 1 (I)) in
Abhängigkeit eines ersten Eingangssignals (ve(M)), eines zweiten Eingangssignals (El) und der Drehzahldifferenz (dnMOT) berechnet.Dependence of a first input signal (ve (M)), a second input signal (El) and the speed difference (dnMOT) are calculated.
25. Regelsystem nach Anspruch 4 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite (14) Regler zusätzlich einen ersten Funktionsblock Minimalwert (36), einen zweiten25. Control system according to claim 4 and 24, characterized in that the second (14) controller additionally a first function block minimum value (36), a second
Funktionsblock Minimalwert (41) und Kennfelder (35) aufweist.Function block minimum value (41) and maps (35).
26. Regelsystem nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Eingangssignal (ve(M)) mittels des ersten Funktionsblocks Minimalwert (36) aus dem zweiten Signal (ve2) alternativ aus dem modifizierten zweiten Signal (ve2(F)) und einem mittels der Kennfeider (35) berechneten Kennfeld-Signal (ve1(KF)) ermittelt wird.26. Control system according to claim 24 and 25, characterized in that the first input signal (ve (M)) by means of the first function block minimum value (36) from the second signal (ve2) alternatively from the modified second signal (ve2 (F)) and a map signal (ve1 (KF)) calculated by means of the characteristic field (35) is determined.
27. Regelsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennfeld-Signal (ve1(KF)) in Abhängigkeit der Motordrehzahi (nMOT)) und weiterer Eingangsgrößen (E), insbesondere Ladeluftdruck (pLL), berechnet wird. 27. Control system according to claim 26, characterized in that the map signal (ve1 (KF)) depending on the engine speed (nMOT)) and other input variables (E), in particular charge air pressure (pLL), is calculated.
28. Regelsystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal (vel) mittels des zweiten Funktionsblocks Minimalwert (41) aus dem Kennfeld- Signal (ve 1 (KF)) und zumindest aus dem I-Anteil (ve 1 (I)) ermittelt wird.28. Control system according to claim 27, characterized in that the first signal (vel) by means of the second function block minimum value (41) from the map signal (ve 1 (KF)) and at least from the I component (ve 1 (I) ) is determined.
29. Regelsystem nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Motor-Moment (MK) aus gemessenen Eingangsgrößen mittels eines mathematischen Modells berechnet wird. 29. Control system according to one of the preceding claims, characterized in that the engine torque (MK) is calculated from measured input variables by means of a mathematical model.
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