EP1537315B1 - Method and device for controlling a drive train - Google Patents
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- EP1537315B1 EP1537315B1 EP03793813A EP03793813A EP1537315B1 EP 1537315 B1 EP1537315 B1 EP 1537315B1 EP 03793813 A EP03793813 A EP 03793813A EP 03793813 A EP03793813 A EP 03793813A EP 1537315 B1 EP1537315 B1 EP 1537315B1
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Definitions
- rail vehicles are known with a diesel-electric power transmission, which are equipped with a generator which is connected to the diesel engine.
- the auxiliary power is generated either directly by the generator or by an auxiliary winding of the generator.
- this type of transmission of the power also has disadvantages such as high mass of the components, limited Anfahrzugkraft, high costs.
- the first setpoint value (S1) and the second setpoint value (S2) are added and transmitted as total setpoint value (S tot ) to the control of the internal combustion engine, which hereby adjusts the fuel supply.
- the first control device comprises a determination device for determining the mechanical power absorbed by the secondary operating train, which is designed to determine the second setpoint value (S2) from the determined mechanical power received by the auxiliary operating train.
- a second control device of the internal combustion engine is provided, which is designed to control and maintain the maximum and minimum possible speeds of the internal combustion engine and / or the maximum power or the maximum torque of the internal combustion engine.
- the present invention further relates to a drive train, in particular for a rail vehicle, with an internal combustion engine, which is coupled to a transmission of a traction train and with auxiliary operations of a Mauschauestranges, and a combustion engine controlling device according to the invention.
- the setpoints S1 and S2 are then added in a step 10 in an adder 12 and sent as a total setpoint S1 ges in a step 11 to the second control device 1.2 of the diesel engine.
- the total setpoint S1 tot is then passed to the actuator 1.3 for the control of the diesel engine in response to the total setpoint.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung für einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung für einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Die Erfindung ist geeignet für - aber nicht beschränkt auf - den Einsatz in Schienenfahrzeugen.The present invention relates to a method for controlling a drive train according to the preamble of
In modernen Gleseltriebfahrzeugen wird ein beträchtlicher Teil der maximal möglichen Leistung des Dieselmotors für die Erzeugung von Energie benötigt, welche nicht dem Antrieb des Fahrzeuges zur Verfügung steht, sondern für Nebenbetriebe erforderlich ist. Solche Energie ist zum Beispiel nötig für den Antrieb der Kühlerlüfter, des Luftkompressors, der Klimaanlage, der Bordstromversorgung usw. Je nach Fahrzuständen, äußeren Gegebenhelten, Einsatzbedingungen usw. wird diese Energie sich stetig ändernd über der Einsatzzeit des Fahrzeuges vom Dieselmotor und die entsprechende Energiewandlung erzeugt.In modern Gleseltriebfahrzeugen a considerable part of the maximum possible power of the diesel engine for the production of energy is needed, which is not the drive of the vehicle available, but is required for ancillary operations. Such energy is necessary, for example, for driving the radiator fans, the air compressor, the air conditioning, the on-board power supply, etc. Depending on the driving conditions, external conditions, operating conditions, etc., this energy is constantly changing over the period of use of the vehicle by the diesel engine and the corresponding energy conversion generated ,
Bisher wurden in selbstfahrenden Schienenfahrzeugen mit Dieselantrieb Getriebe eingesetzt, welche die maximale vom ausgewählten Dieselmotor abzugebende Leistung aufnehmen konnten oder die Leistung des Dieselmotors wurde in ihrer Höhe der vom Getriebe maximal möglichen aufnehmbaren Leistung angepasst. Im ersten Fall führte das ggf. zur Überdimensionierung des Getriebes. Im zweiten Fall führte es ggf. zum Einsatz eines überdimensionlerten Dieselmotors.So far, in diesel self-propelled rail vehicles, transmissions have been used which could accommodate the maximum power delivered by the selected diesel engine, or the diesel engine power has been adjusted in magnitude to accommodate the maximum possible power absorbed by the transmission. In the first case, this possibly led to overdimensioning of the gearbox. In the second case, it possibly led to the use of an oversized diesel engine.
Weiterhin sind Schienenfahrzeuge mit einer dieselelektrischen Leistungsübertragung bekannt, welche mit einem Generator ausgerüstet sind der mit dem Dieselmotor verbunden ist. Die Nebenbetriebeleistung wird entweder direkt vom Generator oder durch eine Hilfswicklung des Generators erzeugt. Diese Übertragungsart der Leistung hat aber auch Nachteile wie zum Beispiel hohe Masse der Bauteile, begrenzte Anfahrzugkraft, hohe Kosten.Furthermore, rail vehicles are known with a diesel-electric power transmission, which are equipped with a generator which is connected to the diesel engine. The auxiliary power is generated either directly by the generator or by an auxiliary winding of the generator. However, this type of transmission of the power also has disadvantages such as high mass of the components, limited Anfahrzugkraft, high costs.
Aus der DE 100 48 015 A1 ist demgegenüber ein gattungsgemäßes Verfahren zur Steuerung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt, bei dem Verfahren die von einer Fahrzeugsteuerung kommende Leistungsanforderung unter Verwendung eines ersten Sollwerts im jeweiligen Betriebspunkt so begrenzt wird, dass eine Überlastung des Getriebes des Traktionsstranges vermieden wird. Zum Getriebeschutz wird dabei ein Maximalwert für das Kupplungsmoment vorgegeben, auf welchen das Sollkupplungsmoment begrenzt wird. Weiterhin werden Momentenforderungen von Nebenbetrieben berücksichtigt, indem sie auf das Sollkupplungsmoment aufaddiert werden. Dieses Sollkupplungsmoment wird weiter verarbeitet und schließlich in eine Solldrosselklappenstellung umgerechnet, über welche letztlich der Motor gesteuert wird. An Stelle der Drehmomentwerte können auch andere, sich auf Ausgangsgrößen der Antriebseinheit beziehende Größen, wie Drehzahl und Leistung, als Sollwertgrößen gewählt werden.From DE 100 48 015 A1, by contrast, a generic method for controlling a drive train of a vehicle is known, in which method the power requirement coming from a vehicle control is limited at the respective operating point using a first setpoint, so that overloading of the transmission of the traction train is avoided becomes. To protect the gear while a maximum value for the clutch torque is set, to which the desired clutch torque is limited. Furthermore, torque requirements of ancillary operations are taken into account by adding them to the desired clutch torque. This desired clutch torque is further processed and finally converted into a desired throttle position, via which ultimately the engine is controlled. Instead of the torque values, other variables relating to output variables of the drive unit, such as speed and power, can also be selected as setpoint values.
Aus der US 2001/0037793 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt, bei dem ebenfalls Drehmomentgrößen zur Bildung von Sollwerten verwendet werden, die am Ende der Verarbeitung dann in Steuerparameter für den Motor umgerechnet werden.From US 2001/0037793 A1 a method for controlling a drive train of a vehicle is known in which also torque quantities are used to form desired values, which are then converted into control parameters for the engine at the end of the processing.
Beide Verfahren weisen den Nachteil auf, dass zum einen eine entsprechende, vergleichsweise aufwändige Sensorik vorhanden sein muss, um die für die Sollwertbildung zur Motorsteuerung verwendeten Ausgangsgrößen des Motors zu erfassen. Weiterhin sind vergleichsweise aufwändige und langwierige Berechnungen bzw. Umrechnungen im Rahmen des Verfahrensablaufs erforderlich.Both methods have the disadvantage that, on the one hand, a corresponding, comparatively complex sensor system must be present in order to detect the output variables of the motor used for the setpoint formation for engine control. Furthermore, comparatively complex and time-consuming calculations or conversions are required in the course of the procedure.
Aus der DE 198 07 057 A1 ist schließlich ein Verfahren zur Steuerung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt, bei dem zur Begrenzung der thermischen Belastung des Drehmomentwandlers eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs alleine anhand von Drehzahl-Einspritzmengen-Kennlinien ohne Berücksichtigung von Nebenbetrieben eine Begrenzung des Motorausgangsmoments und damit des Eingangsmoments des Drehmomentwandlers vorgenommen wird. Zur Begrenzung des Motorausgangsmoments wird, sobald die Fahrgeschwindigkeit unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt, eine Drehzahl-Einspritzmengen-Kennlinie ausgewählt, welche die zu verwendende maximale Einspritzmenge gegenüber der maximal möglichen Einspritzmenge begrenzt.From DE 198 07 057 A1 finally a method for controlling a drive train of a vehicle is known in which for limiting the thermal load of the torque converter of an automatic transmission of a motor vehicle alone based on speed injection quantity characteristics without consideration of ancillary operations limiting the engine output torque and so that the input torque of the torque converter is made. In order to limit the engine output torque, as soon as the vehicle speed is below a certain threshold value, a speed injection quantity characteristic is selected which limits the maximum injection quantity to be used compared with the maximum possible injection quantity.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die objektive Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche mit einfachen Mitteln eine schnell reagierende Steuerung der Brennkraftmaschine ermöglicht.The present invention is therefore based on the objective task of providing a generic method or a generic device which makes it possible, by simple means, to have a fast-reacting control of the internal combustion engine.
Weiterhin soll ein Getriebe zwischen Dieselmotor und Treibachsen zum Einsatz kommen, welches in seiner Größe und seinen Eigenschaften den geforderten Traktionseigenschaften genügt.Furthermore, a transmission between diesel engine and driving axles is to be used, which satisfies the required traction properties in size and properties.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Sie wird ebenfalls durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved on the basis of a method according to the preamble of
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Leistung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der geforderten Traktions- und Nebenbetriebeleistung des Fahrzeuges zu steuern. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält die dazu erforderlichen Mittel. Dadurch wird zum einen eine Überdimensionierung der Brennkraftmaschine bzw. des Getriebes vermieden, Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Überlastung des Getriebes durch eine gegebenenfalls größere maximale Leistung der eingesetzten Brennkraftmaschine verhindert wird.According to the invention it is proposed to control the power of the internal combustion engine as a function of the required traction and auxiliary operating power of the vehicle. The device according to the invention contains the necessary means. An over-dimensioning of the internal combustion engine or of the transmission is thereby avoided, on the one hand. Another advantage of the invention is that an overload of the transmission is prevented by an optionally greater maximum power of the internal combustion engine used.
Erfindungsgemäß wird die von einer Fahrzeugsteuerung kommende Leistungsanforderung unter Verwendung eines ersten Sollwerts (S1) im jeweiligen Betriebspunkt so begrenzt, dass eine Überlastung des Getriebes des Traktionsstranges vermieden wird.According to the invention, the power demand coming from a vehicle control is limited at the respective operating point using a first setpoint value (S1) in such a way that overloading of the transmission of the traction train is avoided.
Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines durch die Auslegung des Getriebes vorgegebenen Grenzsollwerts (S1max) für die Kraftstoffzufuhrmenge der Brennkraftmaschine. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass eine Vielzahl von Antriebsanordnungen mit in engen Grenzen vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine betrieben werden. So ist es häufig der Fall, dass die Brennkraftmaschine in einem Bereich betrieben wird, in dem ihr maximales Drehmoment zur Verfügung steht. In einem solchen Fall lässt sich ausgehend von einem vorgegebenen maximal zulässigen Drehmoment, das am Eingang des Getriebes anliegen darf, ohne dass dieses langfristig geschädigt wird, aus den bekannten Kennlinien der Brennkraftmaschine ohne weiteres ein solcher Grenzsollwert (S1max) ermitteln. Dieser kann dann für die Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet werden.According to the invention, the control of the internal combustion engine is carried out using a predetermined by the design of the transmission limit setpoint (S1 max ) for the fuel supply amount of the internal combustion engine. This is based on the knowledge that a plurality of drive arrangements are operated with operating conditions of the internal combustion engine specified within narrow limits. So it is often the case that the internal combustion engine is operated in a range in which their maximum torque is available. In such a case, starting from a predetermined maximum permissible torque, which may be present at the input of the transmission, without this being damaged in the long term, it is readily possible to determine such a limit setpoint value (S1 max ) from the known characteristic curves of the internal combustion engine. This can then be used for the control of the internal combustion engine.
Diese Lösung mit der Verwendung von Kraftstoffzufuhrmengen hat den Vorteil, dass keine aufwändigen Berechnungen und Ermittlungen der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine und des aktuellen Drehmoments an den einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs erforderlich ist. Vielmehr kann ohne aufwändige Berechnungen, die mit einer durch die erforderliche Rechenzeit bedingten entsprechenden Verzögerung einhergehen, sofort mit den Größen gearbeitet werden, die für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine erforderlich sind.This solution with the use of fuel supply amounts has the advantage that no complex calculations and determinations of the current speed of the internal combustion engine and the current torque to the individual components of the drive train is required. Rather, without elaborate calculations, with one through the required Computing time associated with corresponding delay, are immediately worked with the sizes that are required for the control of the internal combustion engine.
Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um einen beliebigen herkömmlichen Motor handeln. Bevorzugt handelt es sich um einen Dieselmotor. Bei der Kraftstoffzufuhrmenge handelt es sich in diesem Fall dann um die Einspritzmenge für den Dieselmotor.The internal combustion engine may be any conventional engine. It is preferably a diesel engine. The fuel supply quantity in this case is then the injection quantity for the diesel engine.
Bevorzugt wird der erste Sollwert (S1) unter Verwendung eines Anforderungswerts (S1A), und des Grenzsollwerts (S1max) ermittelt. Der Anforderungswert (S1A) wird dabei, beispielsweisedurch eine übergeordnete Fahrzeugsteuerung, aus der von der Fahrzeugsteuerung kommenden Leistungsanforderung ermittelt. Es kann sich bei ihm ebenfalls um einen Wert für die Kraftstoffzufuhrmenge handeln.Preferably, the first setpoint value (S1) is determined using a requirement value (S1 A ), and the limit setpoint value (S1 max ). The request value (S1 A ) is determined, for example, by a higher-level vehicle control, from the power demand coming from the vehicle control. It may also be a value for the amount of fuel supplied.
Vorzugsweise werden der Anforderungswert (S1A) und der Grenzsollwert (S1max) miteinander verglichen. Anschließend wird der erste Sollwert (S1) dann in Abhängigkeit von diesem Vergleich gesetzt. So wird der erste Sollwert (S1) gleich dem Anforderungswert (S1A) gesetzt, wenn der Anforderungswert (S1A) kleiner ist als der Grenzsollwert (S1max). Demgegenüber wird der erste Sollwert (S1) gleich dem Grenzsollwert (S1max) gesetzt, wenn der Anforderungswert (S1A) größer ist als der Grenzsollwert (S1max). Hierdurch kann in vorteilhafter Welse die Begrenzung des am Getriebe anliegenden Drehmoments bzw. der über das Getriebe übertragenen Leistung erzielt werden.Preferably, the request value (S1 A ) and the limit setpoint (S1 max ) are compared with each other. Subsequently, the first setpoint value (S1) is then set as a function of this comparison. Thus, the first set value (S1) is set equal to the request value (S1 A ) when the request value (S1 A ) is smaller than the limit set value (S1 max ). In contrast, the first set value (S1) is set equal to the limit set value (S1 max ) when the request value (S1 A ) is larger than the limit set value (S1 max ). As a result, the limitation of the torque applied to the transmission or the power transmitted via the transmission can be achieved in advantageous catfish.
Weiterhin wird erfindungsgemäß die durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommene mechanische Leistung ermittelt und daraus ein zweiter Sollwert (S2) für die Steuerung der Brennkraftmaschine erzeugt. Hierdurch ist es möglich, die durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommene Leistung bei der Steuerung zu berücksichtigen, sodass der Traktionsstrang nicht durch die Leistungsanforderungen des Nebenbetriebsstrangs beeinträchtigt wird.Furthermore, according to the invention, the mechanical power absorbed by the secondary operating train is determined and from this a second desired value (S2) is generated for the control of the internal combustion engine. This makes it possible to take into account the power consumed by the sub power train in the control so that the traction train is not affected by the power requirements of the sub power train.
Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die der erste Sollwert (S1) und der zweite Sollwert (S2) addiert und als Gesamtsollwert (Sges) an die Steuerung der Brennkraftmaschine übermittelt werden, die hiermit die Kraftstoffzufuhr einstellt.Preferably, it is provided in this context that the first setpoint value (S1) and the second setpoint value (S2) are added and transmitted as total setpoint value (S tot ) to the control of the internal combustion engine, which hereby adjusts the fuel supply.
Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass maximal und minimal mögliche Drehzahlen der Brennkraftmaschine und/oder die maximale Leistung oder das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine durch dessen Steuerung kontrolliert und eingehalten werden.In preferred variants of the method according to the invention, it is provided that the maximum and minimum possible rotational speeds of the internal combustion engine and / or the maximum power or the maximum torque of the internal combustion engine are controlled and maintained by the control thereof.
Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um einen beliebigen herkömmlichen Motor handeln. Bevorzugt handelt es sich um einen Dieselmotor. Bei der Kraftstoffzufuhrmenge handelt es sich in diesem Fall dann um die Einspritzmenge für den Dieselmotor. Bei dem Getriebe kann es sich um ein beliebiges Getriebe handeln. Vorzugsweise wird als Getriebe ein mechanisches oder hydraulisches Getriebe verwendet.The internal combustion engine may be any conventional engine. It is preferably a diesel engine. The fuel supply quantity in this case is then the injection quantity for the diesel engine. The transmission may be any transmission. Preferably, a mechanical or hydraulic transmission is used as the transmission.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung für einen Antriebsstrang, insbesondere für einen Antriebsstrang für Schienenfahrzeuge, mit einer ersten Steuereinrichtung, die eine Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs steuert, die mit einem Getriebe eines Traktionsstranges und mit Nebenbetrieben eines Nebenbetriebestranges gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Leistung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der geforderten Traktions- und Nebenbetriebeleistung des Fahrzeuges gesteuert wird.The present invention further relates to a device for controlling a drive train, in particular for a drive train for rail vehicles, having a first control device which controls an internal combustion engine of the drive train, which is coupled to a transmission of a traction train and with ancillary operations of a Nebenbetriebestranges. According to the invention, it is provided that the first control device is designed such that the power of the internal combustion engine is controlled as a function of the required traction and auxiliary operating power of the vehicle.
Mit dieser Vorrichtung lassen sich die oben beschriebenen Vorteile und Ausführungen des erfindungsgemäßen is Verfahrens In gleichem Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.With this device, the above-described advantages and embodiments of the method according to the invention can be realized to the same extent, so that in this regard reference is made to the above statements.
Erfindungsgemäß ist die erste Steuereinrichtung daher zur Steuerung der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines durch die Auslegung des Getriebes vorgegebenen Grenzsollwerts (S1max) für die Kraftstoffzufuhrmenge der Brennkraftmaschine ausgebildet.According to the invention, the first control device is therefore designed to control the internal combustion engine by using a limit setpoint value (S1 max ) for the fuel supply quantity of the internal combustion engine given by the design of the transmission.
Bevorzugt weist die erste Steuereinrichtung weiterhin einen Vergleicher zum Vergleichen des Anforderungswerts (S1A) und des Grenzsollwerts (S1max) auf, der derart ausgebildet ist, dass er den ersten Sollwert (S1) gleich dem Anforderungswert (S1A) setzt, wenn der Anforderungswert (S1A) kleiner ist als der Grenzsollwert (S1max), und den ersten Sollwert (S1) gleich dem Grenzsollwert (S1max) setzt, wenn der Anforderungswert (S1A) größer ist als der Grenzsollwert (S1max).Preferably, the first control means further comprises a comparator for comparing the request value (S1 A ) and the limit target value (S1 max ) arranged to set the first target value (S1) equal to the request value (S1 A ) when the request value (S1 A ) is smaller than the limit setpoint (S1 max ), and sets the first setpoint (S1) equal to the limit setpoint (S1 max ) when the request value (S1 A ) is greater than the limit setpoint (S1 max ).
Bei besonders vorteilhaften Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die erste Steuereinrichtung eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommenen mechanischen Leistung umfasst, die zur Bestimmung des zweiten Sollwerts (S2) aus der ermittelten durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommenen mechanischen Leistung ausgebildet ist.In particularly advantageous variants of the device according to the invention, it is provided that the first control device comprises a determination device for determining the mechanical power absorbed by the secondary operating train, which is designed to determine the second setpoint value (S2) from the determined mechanical power received by the auxiliary operating train.
Weiter vorzugsweise ist die erste Steuereinrichtung zur Addition des ersten Sollwerts (S1) und des zweiten Sollwerts (S2) zu einem Gesamtsollwert (Sges) und zur Übermittlung des Gesamtsollwerts (Sges) an eine zweite Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine ausgebildet.Further preferably, the first control means for adding the first setpoint (S1) and the second setpoint (S2) to a total setpoint (S ges ) and for transmitting the Total setpoint (S ges ) formed on a second control device of the internal combustion engine.
Bevorzugt ist eine zweite Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, die zur Kontrolle und Einhaltung der maximal und minimal möglichen Drehzahlen der Brennkraftmaschine und/oder der maximalen Leistung oder des maximalen Drehmoments der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.Preferably, a second control device of the internal combustion engine is provided, which is designed to control and maintain the maximum and minimum possible speeds of the internal combustion engine and / or the maximum power or the maximum torque of the internal combustion engine.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine, die mit einem Getriebe eines Traktionsstranges und mit Nebenbetrieben eines Nebenbetriebestranges gekoppelt ist, und einer die Brennkraftmaschine steuernden erfindungsgemäßen Vorrichtung.The present invention further relates to a drive train, in particular for a rail vehicle, with an internal combustion engine, which is coupled to a transmission of a traction train and with auxiliary operations of a Nebenbetriebestranges, and a combustion engine controlling device according to the invention.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen
Figur 1- eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2- eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
- FIG. 1
- a schematic representation of a preferred embodiment of the device according to the invention;
- FIG. 2
- a schematic representation of a preferred embodiment of the method according to the invention
In einem selbstfahrenden Schienenfahrzeug wird als Antriebsstrang ein Dieselmotor 1 mit einem mechanischen oder hydraulischen Getriebe 2, welches zur Energieübertragung zwischen Dieselmotor 1 und Treibachsen des Schienenfahrzeugs dient, eingesetzt. Der Dieselmotor 1 stellt gleichzeitig über entsprechende Energieumwandler bzw. Energieübertrager die Energie für die Hilfebetriebe 3 zur Verfügung. Elektrische Energie, z. B. für die Bordspannungsversorgung wird mit Hilfe eines Generators erzeugt, der vom Dieselmotor angetrieben wird. Andere Hilfebetriebe, wie z. B. Antriebe der Kühlerlüfter, des Luftkompressors oder der Klimaanlage werden direkt bzw. über ein Getriebe vom Dieselmotor gespeist.In a self-propelled rail vehicle, a
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Leistung des Dieselmotors 1 in Abhängigkeit der geforderten Traktions- und Nebenbetriebeleistung des Fahrzeuges durch eine erste Steuereinrichtung 1.1 gesteuert, indem die von einer Fahrzeugsteuerung 4 kommenden Leistungsanforderung in Form eines Anforderungswerts S1A unter Verwendung eines entsprechenden ersten Sollwerts S1 an die zweite Steuereinrichtung 1.2 des Dieselmotors 1 im jeweiligen Betriebspunkt so begrenzt wird, dass eine Überlastung des Getriebes zwischen Dieselmotor 1 und Radsatz sicher ausgeschlossen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält dazu einen Speicher 5 für einen Grenzsollwert S1maX, einen Vergleicher zum Vergleichen des Grenzsollwert S1max, mit dem von der Fahrzeugsteuerung kommenden Anforderungswerts S1A und ein Stellglied 1.3 zur Begrenzung der Leistung des Dieselmotors auf den Sollwert S1. Der Grenzsollwert S1max ist dabei ein Wert für die Einspritzmenge, der vorab aus dem maximal zulässigen in das Getriebe eingeleitbaren Drehmoment ermittelt wurde.In this exemplary embodiment, the power of the
Weiterhin ist eine Ermittlungseinrichtung 7 vorgesehen , über welche die durch die Nebenbetriebe aufgenommene mechanische Leistung erfasst und daraus ein Sollwert S2 erzeugt wird. Ermittlungseinrichtung 7 bestimmt dabei die erforderliche Leistung eines Generators aus den anliegenden Spannungs- und Stromverhältnissen, während die Leistung im Betrieb befindlicher mechanischer Verbraucher anhand von bekannten konstanten oder als konstant angenommenen Leistungswerten berücksichtigt wird. Hieraus wird dann anhand einer zuvor ermittelten Leistungs-Einspritzmenge-Kennlinie der Sollwert S2 ermittelt.Furthermore, a
Wie in Figur 2 dargestellt wird der Anforderungswert S1A in einem ersten Schritt 7 mit dem Grenzsollwert S1max verglichen.As shown in Figure 2, the request value S1 A is compared in a
Anschließend wird der erste Sollwert S1 dann in Abhängigkeit von diesem Vergleich gesetzt. So wird der erste Sollwert S1 in Schritt 8 gleich dem Anforderungswert S1A gesetzt, wenn der Anforderungswert S1A kleiner ist als der Grenzsollwert S1max. Demgegenüber wird der erste Sollwert S1 in Schritt 9 gleich dem Grenzsollwert S1max gesetzt, wenn der Anforderungswert S1A größer ist als der Grenzsollwert S1max. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Begrenzung des am Getriebe anliegenden Drehmoments bzw. der über das Getriebe übertragenen Leistung erzielt werden.Subsequently, the first setpoint value S1 is then set as a function of this comparison. Thus, the first reference value S1 the request value S1 A is set in
Die Sollwerte S1 und S2 werden dann in einem Schritt 10 in einem Addierer 12 addiert und als Gesamtsollwert S1ges in einem Schritt 11. an die zweite Steuereinrichtung 1.2 des Dieselmotors gesendet. Der Gesamtsollwert S1ges wird dann an das Stellglied 1.3 für die Steuerung des Dieselmotors in Abhängigkeit vom Gesamtsollwert weitergegeben.The setpoints S1 and S2 are then added in a
Maximal und minimal mögliche Drehzahlen des Dieselmotors sowie die maximale Leistung bzw. Drehmoment des Dieselmotors werden durch dessen eigene Steuerung, also die zweite Steuereinrichtung 1.2 kontrolliert und eingehalten. Die im vorliegenden Beispiel eine Komponente der erste Steuereinrichtung 1.1 ist, bei anderen Varianten der Erfindung aber auch als getrennte Steuereinrichtungen ausgebildet sein kann.Maximum and minimum possible speeds of the diesel engine and the maximum power or torque of the diesel engine are controlled and maintained by its own control, so the second control device 1.2. In the present example, a component of the first control device 1.1 is, in other variants of the invention, however, can also be designed as separate control devices.
Claims (14)
- Method for controlling a drive train of a vehicle comprising an internal combustion engine (1) which is controlled by a control system and is coupled to a gearbox (2) of the traction train and to auxiliary operating systems of an auxiliary operating train, wherein the power of the internal combustion engine (1) is controlled as a function of the required traction power and auxiliary operating power of the vehicle by limiting the power requirement coming from a vehicle control system through the use of a first nominal value (S1) at the respective operating point in such a way that overloading of the gearbox (2) of the traction train is avoided, characterized in that the internal combustion engine (1) is controlled by using- a limit nominal value (S1max) for the amount of fuel supplied to the internal combustion engine (1), said limit nominal value being defined by the configuration of the gearbox (2), and- a second nominal value (S2) for the amount of fuel supplied to the internal combustion engine (1), said second nominal value being determined from the mechanical power taken up by the auxiliary operating train.
- Method according to Claim 1, characterized in that the first nominal value (S1) is determined by using- a requirement value (S1A) which is determined from the power requirement coming from the vehicle control system (4), and- the limit nominal value (S1max).
- Method according to Claim 2, characterized in that the requirement value (S1A) and the limit nominal value (S1max) are compared with one another and- the first nominal value (S1) is set to be equal to the requirement value (S1A) if the requirement value (S1A) is lower than the limit nominal value (S1max), and- the first nominal value (S1) is set to be equal to the limit nominal value (S1max) if the requirement value (S1A) is greater than the limit nominal value (S1max).
- Method according to any of the preceding claims, characterized in that the first nominal value (S1) and the second nominal value (S2) are added and are transmitted to the control system of the internal combustion engine (1) as a total nominal value (Sges).
- Method according to any of the preceding claims, characterized in that maximum and minimum possible rotational speeds of the internal combustion engine and/or the maximum power or the maximum torque of the internal combustion engine are monitored and maintained by the control system thereof.
- Method according to any of the preceding claims, characterized in that a mechanical or hydraulic gearbox is used as the gearbox (2).
- Device for controlling a drive train of a vehicle comprising a first control device (1.1) which controls an internal combustion engine (1) of the drive train, which internal combustion engine is coupled to a gearbox (2) of a traction train and to auxiliary operating systems of an auxiliary operating train, wherein the first control device (1.1) is designed in such a way that the power of the internal combustion engine (1) is controlled as a function of the required traction power and auxiliary operating power of the vehicle by limiting the power requirement coming from a vehicle control system through the use of a first nominal value (S1) at the respective operating point in such a way that overloading of the gearbox of the traction train is avoided, characterized in that the first control device (1.1) is designed to control the internal combustion engine (1) by using- a limit nominal value (S1max) for the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, said limit nominal value being defined by the configuration of the gearbox (2), and- a second nominal value (S2) for the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, said second nominal value being determined from the mechanical power taken up by the auxiliary operating train.
- Device according to Claim 7, characterized in that the first control device (1.1) is designed to determine the first nominal value (S1) by using- a requirement value (S1A) which is determined from the power requirement coming from the vehicle control system, and- the limit nominal value (S1max).
- Device according to Claim 8, characterized in that the first control device (1.1) comprises a comparator (6) for comparing the requirement value (S1A) and the limit nominal value (S1max), said comparator being designed in such a way that it- sets the first nominal value (S1) to be equal to the requirement value (S1A) if the requirement value (S1A) is lower than the limit nominal value (S1max), and- sets the first nominal value (S1) to be equal to the limit nominal value (S1max) if the requirement value (S1A) is greater than the limit nominal value (S1max).
- Device according to any of Claims 7 to 9, characterized in that the first control device (1.1) comprises a determination device (7) for determining the mechanical power taken up by the auxiliary operating train, said determination device being designed to determine the second nominal value (S2) from the mechanical power taken up by the auxiliary operating train.
- Device according to any of Claims 7 to 10, characterized in that the first control device (1.1) is designed to add the first nominal value (S1) and the second nominal value (S2) to form a total nominal value (Sges) and to transmit the total nominal value (Sges) to a second control device of the internal combustion engine.
- Device according to any of Claims 7 to 11, characterized in that a second control device (1.2) of the internal combustion engine is provided, said second control device being designed to monitor and maintain the maximum and minimum possible rotational speeds of the internal combustion engine and/or the maximum power or the maximum torque of the internal combustion engine.
- Drive train comprising an internal combustion engine (1) which is coupled to a gearbox of a traction train and to auxiliary operating systems of an auxiliary operating train, and also a device according to any of Claims 7 to 12 which controls the internal combustion engine (1).
- Drive train according to Claim 13, characterized in that the gearbox is a mechanical or hydraulic gearbox (2) and/or the internal combustion engine is a diesel engine (1).
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