WO2011160882A1 - Verfahren zum betreiben eines antriebsstrangs - Google Patents

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Mark Mohr
Wolfgang Rebholz
Manuel GÖTZ
Raffael Kuberczyk
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a drive train according to the preamble of claim 1.
  • drive trains of, for example, working machines which include a drive-controlled engine as a variable speed engine.
  • a drive train with a variable-speed internal combustion engine is operated so that a speed controller of the variable-speed internal combustion engine based on a control deviation between a target speed of a driven shaft and an actual speed of the driven shaft as a manipulated variable generates a torque request for the internal combustion engine, based on which the internal combustion engine is controlled such that the actual speed approaches the target speed and the actual speed of the target speed follows.
  • a fuel supply to the internal combustion engine can be determined.
  • the target speed is subject to a spontaneous change or spontaneously changing a load torque acting on the driven shaft of the drive train
  • the speed controller of the speed-controlled internal combustion engine as a manipulated variable instantaneous request for the internal combustion engine of a spontaneous change, whereby an increased emission output at the speed-controlled internal combustion engine is caused.
  • This increased emissions must be corrected by an exhaust aftertreatment system of the powertrain, which ultimately causes an increased energy demand of the exhaust aftertreatment system.
  • the present invention based on the problem to provide a novel method for operating a drive train.
  • retarding and / or reducing the instantaneous demand for the internal combustion engine and compensating for the retardation and / or reduction of instantaneous demand for the internal combustion engine by providing torque via a secondary drive source of the powertrain can increase emission output in the event of an abrupt change the target speed or at an abrupt change of the force acting on the driven shaft load torque can be avoided.
  • a response of the variable-speed internal combustion engine is therefore delayed and compensates for this delay in the response of the variable-speed internal combustion engine by a power supply from a secondary drive source.
  • the secondary drive source is preferably an electric machine or a hydraulic machine or a mechanical flywheel mass storage.
  • FIG. 2 shows a block diagram to illustrate a second variant of the method according to the invention for operating a drive train
  • FIG. 3 shows a block diagram to illustrate a third variant of the method according to the invention for operating a drive train
  • FIG. 4 shows a block diagram to illustrate a fourth variant of the method according to the invention for operating a drive train.
  • the present invention relates to a method for operating a drive train, wherein the drive train comprises a drive unit with a variable-speed internal combustion engine.
  • Drive trains with variable-speed internal combustion engines are used, for example, on working machines, such as construction machines, but also on stationary drive trains, such as emergency generators.
  • the drive unit of the drive train to be operated further comprises a secondary drive source in addition to the speed-controlled internal combustion engine.
  • the secondary drive source may be a hydraulic, electrical or mechanical drive source.
  • the secondary drive source can be designed as an electric machine, as a hydraulic machine or mechanical flywheel mass storage.
  • the invention relates to a method for operating a drive train, wherein the drive train comprises a drive unit with a variable-speed internal combustion engine 1.
  • a torque request for the variable-speed internal combustion engine 1 is generated on the basis of a control deviation ⁇ between a desired rotational speed n-SOLL of a driven shaft of the drive train and an actual rotational speed n-IST for the driven shaft on the basis of which the internal combustion engine 1 is driven and thus operated so that the actual rotational speed n-IST of the driven shaft of the target rotational speed n-SOLL approaches the same or the actual rotational speed n-IS of the target rotational speed n- SOLL follows.
  • the variable-speed internal combustion engine 1 which is controlled on the basis of the manipulated variable X, provides a moment M1 on the drive-train shaft to be driven.
  • a load torque ML which may be subject to a spontaneous change and thus represents a control engineering disturbance.
  • the actual rotational speed n-IST is formed on the same.
  • the invention proposes a response of the speed-controlled engine To delay internal combustion engine 1, that the torque request for the internal combustion engine 1 is delayed and / or reduced, wherein the delay and / or reduction of the torque request for the internal combustion engine 1 is compensated or compensated by a torque supply via a secondary drive source 3 of the drive assembly of the drive train ,
  • this secondary drive source 3 may be an electric machine, a hydraulic machine or a mechanical flywheel mass storage.
  • this secondary drive source 3 may be an electric machine, a hydraulic machine or a mechanical flywheel mass storage.
  • secondary power sources may be an electric machine, a hydraulic machine or a mechanical flywheel mass storage.
  • the delay in the response of the internal combustion engine 1 is accomplished by the fact that the speed controller 2 for the variable-speed internal combustion engine 1 and a speed controller 4 of the secondary drive source 3 are each operated with a P-controller portion 5 and 6, wherein the P Controller part 5 of the speed controller 2 for the variable-speed internal combustion engine 1 is smaller or smaller than the P controller part 6 of the speed controller 4 of the secondary drive source 3.
  • the speed controller 4 of the secondary drive source 3 also generates on the basis of the control deviation ⁇ between the target speed n-SOLL and the actual speed n-IST of the driven shaft a manipulated variable, namely the instantaneous demand Y for the secondary drive source 3, based on which the secondary drive source 3 is driven and thus operated.
  • the speed controller 2 for the internal combustion engine 1 is operated with a lower P-control component 5 than the secondary controller 4, the internal combustion engine 1 is activated in response to a change in the load torque ML and / or or slows down to a change in the setpoint speed n-SOLL, wherein the secondary drive source 3, the speed controller 4 is operated with the higher P-controller portion 6, a quick response to a change in the load torque ML and / or the target speed n- SOLL provides.
  • the speed controller 2 of the internal combustion engine 1 and the speed controller 4 of the secondary drive source 3 are each operated exclusively with a P controller part 5 or 6, the P controller part 5 of the speed controller 2 of the internal combustion engine 1 being smaller than the P controller part 6 of the speed controller 4 of the secondary drive source 3.
  • the speed controller 4 for the secondary drive source 3 comprises a D controller portion 7 and is therefore designed as a speed gradient controller.
  • the speed controller 2 for the variable-speed internal combustion engine 1 comprises a P controller part 5, preferably exclusively a P regulator part, whereas the speed controller 4 for the secondary drive source 3 preferably exclusively comprises the D controller part 7, namely a DT1 controller part. In this case, therefore, the secondary drive source 3 or the speed controller 4 thereof reacts exclusively with a time variation of the speed deviation ⁇ .
  • the advantage of the variant of FIG. 2 compared to the variant of FIG. 1 is that in the variant of FIG. 2, no influence on the parameterization of the speed controller 2 of the internal combustion engine 1 has to be taken. Rather, the parameterization of the P controller part 5 of the speed controller 2 of the internal combustion engine 1 in the variant of FIG. 2 remain unchanged. Although the P controller part 5 of the speed controller 2 can be left unchanged for the internal combustion engine 1, the secondary drive source 3 or the speed controller 4 thereof reacts faster than the internal combustion engine 1 or the speed controller 2 thereof as a result of the D controller component 7.
  • the instantaneous demand X for the internal combustion engine 1 is delayed relative to the instantaneous demand Y for the secondary drive source 3 by the D controller part 7 of the speed controller 4 of the secondary drive source 3, wherein the delay of the instantaneous request for the internal combustion engine 1 by the Moment provision M3 is compensated on the driven shaft via the secondary drive source 3 of the drive unit.
  • the actual dynamic response to a spontaneous change of the load torque ML and / or to a spontaneous change of the target speed n-SOLL is provided by the secondary drive source 3.
  • the first instantaneous demand X for the internal combustion engine 1 is generated from the torque demand Z generated via the common P-controller component 8 in that the torque demand Z generated via the common P-controller component 8 is conducted via a delay element 9 of the speed controller 2 for the internal combustion engine 1.
  • the second torque request Y for the secondary drive source 3 is generated in that the first torque request X is subtracted from the torque request Z generated via the common P controller component 8.
  • the torque demand X for the variable-speed internal combustion engine 1 is generated from the control deviation ⁇ between the setpoint rotational speed n-SOLL and the actual rotational speed n-IST of the driven shaft via a PT1 controller component.
  • the instantaneous request X for the internal combustion engine 1 is delayed relative to the instantaneous request Y for the secondary drive source 3.
  • the secondary drive source 3 reacts immediately or without delay and forms the actual dynamic response to a spontaneous change in the load moment ML and / or to a spontaneous change in the setpoint speed n-SOLL.
  • the internal combustion engine is directly controlled on the basis of the first instantaneous request X.
  • Fig. 4 shows a development of the variant of Fig. 3, in which based on the first instantaneous request X, the internal combustion engine 1 is indirectly controlled.
  • the differential speed ⁇ 'of the subordinate speed control circuit of the internal combustion engine 1 via a P-controller portion 1 1 of the subordinate speed controller 2 of the internal combustion engine 1 is passed.
  • the P controller part 1 1 of the subordinate speed control circuit of the internal combustion engine 1 is smaller than the common P controller part of the speed controller 2 of the internal combustion engine 1 and the speed controller 4 of the secondary drive shaft.
  • the torque demand X for the internal combustion engine 1 is then both delayed and reduced over the instantaneous demand Y for the secondary drive source 3 by the delay via the delay element 9 and the reduction of the smaller P controller part 1 1 of the lower speed control loop and thereby the Response of the internal combustion engine 1 delayed.
  • the inventive method can be used in all drive trains with a variable speed internal combustion engine, both in transient and stationary drive trains, such as an emergency generator.
  • the dynamics of the secondary drive source 3 are less than the dynamics of the internal combustion engine 1, only a partial compensation of the delayed response of the internal combustion engine 1 via the secondary drive source 3 can be realized.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einer drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine (1) umfasst, wobei ein Drehzahlregler (2) der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine (1) auf Basis einer Regelabweichung zwischen einer Soll-Drehzahl und einer Ist-Drehzahl einer anzutreibenden Welle des Antriebsstrangs als Stellgröße eine Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1) erzeugt, auf Grundlage derer die Brennkraftmaschine (1) derart angesteuert wird, dass sich die Ist-Drehzahl der Soll-Drehzahl annähert bzw. die Ist-Drehzahl der Soll-Drehzahl folgt, wobei die Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1) verzögert und/oder reduziert wird, und wobei die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine durch eine sekundäre Antriebsquelle (3) des Antriebsaggregats kompensiert wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranqs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs nach dem Obergriff des Anspruchs 1 .
Aus der Praxis sind Antriebsstränge von zum Beispiel Arbeitsmaschinen bekannt, die als Antriebsaggregat eine drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine umfassen. Ein Antriebsstrang mit einer drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine wird so betrieben, dass ein Drehzahlregler der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine auf Grundlage einer Regelabweichung zwischen einer Soll-Drehzahl einer anzutreibenden Welle und einer Ist-Drehzahl der anzutreibenden Welle als Stellgröße eine Momentanforderung für die Brennkraftmaschine erzeugt, auf Grundlage derer die Brennkraftmaschine derart angesteuert wird, dass sich die Ist-Drehzahl der Soll-Drehzahl annähert bzw. die Ist-Drehzahl der Soll- Drehzahl folgt. So kann zum Beispiel auf Grundlage der Stellgröße bzw. Momentanforderung für die Brennkraftmaschine eine Kraftstoff zufuhr zur Brennkraftmaschine bestimmt werden.
Insbesondere dann, wenn die Soll-Drehzahl einer spontanen Veränderung unterliegt oder sich ein auf die anzutreibende Welle des Antriebsstrangs einwirkendes Lastmoment spontan verändert, unterliegt die vom Drehzahlregler der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine als Stellgröße bereitgestellte Momentanforderung für die Brennkraftmaschine einer spontanen Veränderung, wodurch ein erhöhter Emissionsausstoß an der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine verursacht wird. Dieser erhöhte Emissionsausstoß muss durch ein Abgasnachbehandlungssystem des Antriebsstrangs bereinigt werden, wodurch letztendlich ein erhöhter Energiebedarf des Abgasnachbehandlungssystems verursacht wird. Dies ist von Nachteil. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs zu schaffen.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird die Momentanforderung für die Brennkraftmaschine verzögert und/oder reduziert, wobei die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung für die Brennkraftmaschine durch eine Momentbereitstellung über eine sekundäre Antriebsquelle des Antriebsaggregats kompensiert wird.
Dann, wenn wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Momentanforderung für die Brennkraftmaschine verzögert und/oder reduziert wird und die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung für die Brennkraftmaschine durch eine Momentbereitstellung über eine sekundäre Antriebsquelle des Antriebsstrangs kompensiert wird, kann ein erhöhter Emissionsausstoß bei einer abrupten Änderung der Soll-Drehzahl oder bei einer abrupten Änderung des auf die anzutreibende Welle wirkenden Lastmoments vermieden werden. Erfindungsgemäß wird demnach ein Ansprechverhalten der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine verzögert und diese Verzögerung im Ansprechverhalten der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine durch eine Leistungszuführung aus einer sekundären Antriebsquelle kompensiert. Bei der sekundären Antriebsquelle handelt es sich vorzugsweise um eine elektrische Maschine oder eine hydraulische Maschine oder einen mechanischen Schwungmassenspeicher.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs;
Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs;
Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs; und
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung einer vierten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einer drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine umfasst. Antriebsstränge mit drehzahlgeregelten Brennkraftmaschinen kommen zum Beispiel an Arbeitsmaschinen wie Baumaschinen aber auch an stationären Antriebssträngen wie Notstromaggregaten zum Einsatz.
Für das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Antriebsaggregat des zu betreibenden Antriebsstrangs zusätzlich zur drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine weiterhin eine sekundäre Antriebsquelle. Bei der sekundären Antriebsquelle kann es sich um eine hydraulische, elektrische oder mechanische Antriebsquelle handeln. So kann die sekundäre Antriebsquelle als elektrische Maschine, als hydraulische Maschine oder mechanischer Schwungmassenspeicher ausgeführt sein.
Details des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschrieben, wobei Fig. 1 bis 4 unterschiedliche Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlichen. Wie bereits ausgeführt, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einer drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine 1 umfasst. Über einen Drehzahlregler 2 der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine 1 wird auf Basis einer Regelabweichung Δη zwischen einer Soll-Drehzahl n-SOLL einer anzutreibenden Welle des Antriebsstrangs und einer Ist-Drehzahl n-IST für die anzutreibende Welle als Stellgröße X eine Momentanforderung für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 erzeugt, auf Grundlage derer die Brennkraftmaschine 1 derart angesteuert und damit betrieben wird, dass sich die Ist-Drehzahl n-IST der anzutreibenden Welle der Soll-Drehzahl n-SOLL derselben annähert bzw. die Ist-Drehzahl n-IST der Soll-Drehzahl n-SOLL folgt. Gemäß Fig. 1 stellt die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 , die auf Grundlage der Stellgröße X angesteuert wird, an der anzutreibenden Welle des Antriebsstrangs ein Moment M1 bereit. Auf die anzutreibende Welle des Antriebsstrangs wirkt gemäß Fig. 1 weiterhin ein Lastmoment ML ein, welches einer spontanen Änderung unterliegen kann und demnach eine regelungstechnische Störgröße darstellt. In Folge der auf die anzutreibende Welle einwirkenden Momente bildet sich an derselben die Ist-Drehzahl n-IST aus.
Um nun zu verhindern, dass sich bei einer spontanen Änderung des auf die anzutreibende Welle wirkenden Lastmoments ML und/oder bei einer spontanen Änderung der Soll-Drehzahl n-SOLL der Emissionsausstoß der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine 1 stark erhöht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Ansprechverhalten der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine 1 dadurch zu verzögern, dass die Momentanforderung für die Brennkraftmaschine 1 verzögert und/oder reduziert wird, wobei die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung für die Brennkraftmaschine 1 durch eine Momentbereitstellung über eine sekundäre Antriebsquelle 3 des Antriebsaggregats des Antriebsstrangs kompensiert bzw. ausgeglichen wird. Wie bereits ausgeführt, kann es sich bei dieser sekundären Antriebsquelle 3 um eine elektrische Maschine, eine hydraulische Maschine oder einen mechanischen Schwungmassenspeicher handeln. Es sind auch andere sekundäre Antriebsquellen einsetzbar.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird die Verzögerung im Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine 1 dadurch bewerkstelligt, dass der Drehzahlregler 2 für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 und ein Drehzahlregler 4 der sekundären Antriebsquelle 3 jeweils mit einem P-Regleranteil 5 bzw. 6 betrieben werden, wobei der P-Regleranteil 5 des Drehzahlreglers 2 für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 geringer bzw. kleiner ist als der P- Regleranteil 6 des Drehzahlreglers 4 der sekundären Antriebsquelle 3. Hierdurch wird die Momentanforderung X für die Brennkraftmaschine 1 gegenüber einer Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3 reduziert, wodurch sich das Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine 1 verzögert und die eigentliche dynamische Antwort auf eine spontane Änderung des Lastmoments ML und/oder auf eine spontane Änderung der Soll-Drehzahl n-SOLL durch die sekundären Antriebsquelle 3 bereitgestellt wird.
Der Drehzahlregler 4 der sekundären Antriebsquelle 3 erzeugt ebenfalls auf Grundlage der Regelabweichung Δη zwischen der Soll-Drehzahl n-SOLL und der Ist-Drehzahl n-IST der anzutreibenden Welle eine Stellgröße, nämlich die Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3, auf Grundlage derer die sekundäre Antriebsquelle 3 angesteuert und damit betrieben wird.
Dann, wenn es sich bei der sekundären Antriebsquelle 3 um eine elektrische Maschine handelt, wird auf Grundlage der Momentanforderung Y, die der Drehzahlregler 4 für die elektrische Maschine bereitstellt, ein Ansteuerstrom bestimmt, auf Grundlage derer dann die elektrische Maschine 3 an der anzutreibenden Welle des Antriebsstrangs ein Moment M3 bereitstellt. Bedingt dadurch, dass im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der Drehzahlregler 2 für die Brennkraftmaschine 1 mit einem geringeren P-Regelanteil 5 betrieben wird als der Drehzahlregler 4 für die sekundäre Antriebsquelle, wird die Brennkraftmaschine 1 in ihrer Reaktion auf eine Änderung des Lastmoments ML und/oder auf eine Änderung der Soll-Drehzahl n-SOLL verlangsamt, wobei die sekundäre Antriebsquelle 3, deren Drehzahlregler 4 mit dem höheren P-Regleranteil 6 betrieben wird, eine schnelle Antwort auf eine Änderung des Lastmoments ML und/oder der Soll-Drehzahl n-SOLL bereitstellt.
Somit bleibt die Reaktion des Gesamtsystems aus Brennkraftmaschine 1 und sekundärer Antriebsquelle 3 auf eine Änderung des Lastmoments ML und/oder auf eine Änderung der Soll-Drehzahl n-SOLL unverändert, lediglich die Brennkraftmaschine 1 reagiert verzögert. Hierdurch kann ein Emissionsausstoß der Brennkraftmaschine 1 gegenüber dem Stand der Technik verringert werden, sodass ein Abgasnachbehandlungssystem weniger stark beansprucht wird und demnach weniger Energie benötigt.
Vorzugsweise werden im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der Drehzahlregler 2 der Brennkraftmaschine 1 sowie der Drehzahlregler 4 der sekundären Antriebsquelle 3 jeweils ausschließlich mit einem P-Regleranteil 5 bzw. 6 betrieben, wobei der P-Regleranteil 5 des Drehzahlreglers 2 der Brennkraftmaschine 1 kleiner ist als der P-Regleranteil 6 des Drehzahlreglers 4 der sekundären Antriebsquelle 3.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem die Momentanforderung X für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 im Vergleich zur Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3 verzögert ist, wobei diese Verzögerung im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dadurch bereitgestellt wird, dass der Drehzahlregler 4 für die sekundäre Antriebsquelle 3 einen D-Regleranteil 7 umfasst und demnach als Drehzahlgradientenregler ausgeführt ist. Der Drehzahlregler 2 für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 umfasst einen P-Regleranteil 5, vorzugsweise ausschließlich einen P-Reg- leranteil, wohingegen der Drehzahlregler 4 für die sekundäre Antriebsquelle 3 vorzugsweise ausschließlich den D-Regleranteil 7, nämlich einen DT1 -Regleranteil, umfasst. In diesem Fall reagiert demnach die sekundäre Antriebsquelle 3 bzw. der Drehzahlregler 4 derselben ausschließlich bei einer zeitlichen Veränderung der Drehzahlabweichung Δη.
Der Vorteil der Variante der Fig. 2 gegenüber der Variante der Fig. 1 besteht darin, dass bei der Variante der Fig. 2 kein Einfluss auf die Parametrie- rung des Drehzahlreglers 2 der Brennkraftmaschine 1 genommen werden muss. Vielmehr kann die Parametrierung des P-Regleranteils 5 des Drehzahlreglers 2 der Brennkraftmaschine 1 bei der Variante der Fig. 2 unverändert bleiben. Obwohl der P-Regleranteil 5 des Drehzahlreglers 2 für die Brennkraftmaschine 1 unverändert gelassen werden kann, reagiert die sekundäre Antriebsquelle 3 bzw. der Drehzahlregler 4 derselben in Folge des D-Regleranteils 7 schneller als die Brennkraftmaschine 1 bzw. der Drehzahlregler 2 derselben.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird demnach durch den D- Regleranteil 7 des Drehzahlreglers 4 der sekundären Antriebsquelle 3 die Momentanforderung X für die Brennkraftmaschine 1 relativ zur Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3 verzögert, wobei die Verzögerung der Momentanforderung für die Brennkraftmaschine 1 durch die Momentbereitstellung M3 an der anzutreibenden Welle über die sekundäre Antriebsquelle 3 des Antriebsaggregats kompensiert wird. Auch hier wird die eigentliche dynamische Antwort auf eine spontane Änderung des Lastmoments ML und/oder auf eine spontane Änderung der Soll-Drehzahl n-SOLL durch die sekundären Antriebsquelle 3 bereitgestellt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird auf Basis der Regelabweichung Δη zwischen der Soll-Drehzahl n-SOLL und der Ist-Drehzahl n-IST der anzutreibenden Welle des Antriebsstrangs über einen gemeinsamen P-Regleranteil 8 für den Drehzahlregler 2 der Brennkraftmaschine 1 und den Drehzahlregler 4 der sekundären Antriebsquelle 3 eine Momentanforderung Z erzeugt, die in eine erste Momentanforderung X für die Brennkraftmaschine 1 und eine zweite Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle aufgeteilt wird.
Die erste Momentanforderung X für die Brennkraftmaschine 1 wird aus der über den gemeinsamen P-Regleranteil 8 erzeugten Momentanforderung Z dadurch erzeugt, dass die über den gemeinsamen P-Regleranteil 8 erzeugte Momentanforderung Z über ein Verzögerungsglied 9 des Drehzahlreglers 2 für die Brennkraftmaschine 1 geleitet wird.
Die zweite Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3 wird dadurch erzeugt, dass von der über den gemeinsamen P-Regleranteil 8 erzeugten Momentanforderung Z die erste Momentanforderung X abgezogen wird.
In der Variante der Fig. 3 wird demnach die Momentanforderung X für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 aus der Regelabweichung Δη zwischen der Soll-Drehzahl n-SOLL und der Ist-Drehzahl n-IST der anzutreibenden Welle über einen PT1 -Regleranteil erzeugt. Hierdurch wird wiederum die Momentanforderung X für die Brennkraftmaschine 1 relativ zur Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3 verzögert.
Die sekundäre Antriebsquelle 3 reagiert demnach unmittelbar bzw. un- verzögert und bildet die eigentliche dynamische Antwort auf eine spontane Änderung des Lastmoments ML und/oder auf eine spontane Änderung der Soll- Drehzahl n-SOLL. In der Variante der Fig. 3 wird auf Grundlage der ersten Momentanforderung X die Brennkraftmaschine unmittelbar angesteuert. Demgegenüber zeigt Fig. 4 eine Weiterbildung der Variante der Fig. 3, in welcher auf Grundlage der ersten Momentanforderung X die Brennkraftmaschine 1 mittelbar angesteuert wird.
So wird gemäß Fig. 4 aus der ersten Momentanforderung X, die wie o- ben beschrieben aus der Differenzdrehzahl bzw. Regelabweichung Δη unter Verwendung des gemeinsamen P-Regleranteils 8 sowie des Verzögerungsglieds 9 generiert wird, in einem Block 10 in eine weitere Soll-Drehzahl n'-SOLL für einen unterlagerten Drehzahlregelkreis der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine 1 umgerechnet, wobei auf Basis einer Regelabweichung Δη' zwischen dieser errechneten Solldrehzahl n'-SOLL und der Ist-Drehzahl n-IST der anzutreibenden Welle eine Momentanforderung X' erzeugt wird, auf Grundlage derer dann die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 angesteuert wird.
Hierzu wird die Differenzdrehzahl Δη' des unterlagerten Drehzahlregelkreises der Brennkraftmaschine 1 über einen P-Regleranteil 1 1 des unterlagerten Drehzahlreglers 2 der Brennkraftmaschine 1 geleitet.
Dabei ist vorzugsweise der P-Regleranteil 1 1 des unterlagerten Drehzahlregelkreises der Brennkraftmaschine 1 kleiner als der gemeinsame P- Regleranteil des Drehzahlreglers 2 der Brennkraftmaschine 1 und des Drehzahlreglers 4 der sekundären Antriebswelle. In diesem Fall wird dann durch die Verzögerung über das Verzögerungsglied 9 und die Reduzierung über den kleineren P-Regleranteil 1 1 des unterlagerten Drehzahlregelkreises die Momentanforderung X für die Brennkraftmaschine 1 gegenüber der Momentanforderung Y für die sekundäre Antriebsquelle 3 sowohl verzögert als auch reduziert und hierdurch das Ansprechverhalten der Brennkraftmaschine 1 verzögert. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen Antriebssträngen mit einer drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine zum Einsatz kommen, und zwar sowohl bei instationären als auch bei stationären Antriebssträngen, wie zum Beispiel einem Notstromaggregat.
Dann, wenn die Dynamik der sekundären Antriebsquelle 3 mindestens genauso hoch ist wie die Dynamik der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine 1 , kann eine Verzögerung des Ansprechverhaltens für die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschine 1 über die sekundäre Antriebsquelle 3 vollständig kompensiert werden.
Dann hingegen, wenn die Dynamik der sekundären Antriebsquelle 3 geringer ist als die Dynamik der Brennkraftmaschine 1 , kann nur eine teilweise Kompensation des verzögerten Ansprechverhaltens der Brennkraftmaschine 1 über die sekundäre Antriebsquelle 3 realisiert werden.
Bezuqszeichen Brennkraftmaschine
Drehzahlregler
sekundäre Antriebsquelle
Drehzahlregler
P-Regleranteil des Drehzahlreglers der Brennkraftmaschine P-Regleranteil des Drehzahlregler der sekundären Antriebsquelle D-Regleranteil des Drehzahlreglers der sekundären Antriebsquelle gemeinsamer P-Regleranteil
Verzögerungsglied des Drehzahlreglers der Brennkraftmaschine Block
P-Regleranteil

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einer drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine (1 ) umfasst, wobei ein Drehzahlregler (2) der drehzahlgeregelten Brennkraftmaschine (1 ) auf Basis einer Regelabweichung zwischen einer Soll- Drehzahl und einer Ist-Drehzahl einer anzutreibenden Welle des Antriebsstrangs als Stellgröße eine Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1 ) erzeugt, auf Grundlage derer die Brennkraftmaschine (1 ) derart angesteuert wird, dass sich die Ist-Drehzahl der Soll-Drehzahl annähert bzw. die Ist- Drehzahl der Soll-Drehzahl folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1 ) verzögert und/oder reduziert wird, und dass die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine durch eine sekundäre Antriebsquelle (3) des Antriebsaggregats kompensiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1 ) durch eine Momentbereitstellung (M3) über eine als elektrische Maschine ausgebildete sekundäre Antriebsquelle (3) kompensiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1 ) durch eine Momentbereitstellung (M3) über eine als hydraulische Maschine ausgebildete sekundäre Antriebsquelle (3) kompensiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung und/oder Reduktion der Momentanforderung für die Brennkraftmaschine (1 ) durch eine Momentbereitstellung über eine als mechanischer Schwungmassenspeicher ausgebildete sekundäre Antriebsquelle (3) kompensiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler (2) der Brennkraftmaschine (1 ) mit einem geringeren P-Regleranteil betrieben wird als ein Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3), wobei der Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3) auf Basis der Regelabweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der Soll- Drehzahl der anzutreibenden Welle als Stellgröße eine Momentanforderung (Y) für die sekundäre Antriebsquelle (3) erzeugt, auf Grundlage derer die sekundäre Antriebsquelle (3) angesteuert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler (2) der Brennkraftmaschine (1 ) und der Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3) ausschließlich jeweils mit einem P- Regleranteil (5, 6) betrieben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler (2) der Brennkraftmaschine (1 ) mit einem P-Regleranteil (5) betrieben wird, und dass ein Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3) mit einem D-Regleranteil (7), vorzugsweise mit einem DT1 - Regleranteil, betrieben wird, wobei der Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3) auf Basis der Regelabweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der Soll-Drehzahl der anzutreibenden Welle als Stellgröße eine Momentanforderung (Y) für die sekundäre Antriebsquelle (3) erzeugt, auf Grundlage derer die sekundäre Antriebsquelle (3) angesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregler (2) der Brennkraftmaschine (1 ) ausschließlich mit einem P-Regleranteil (5) betrieben wird, und dass der Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3) ausschließlich mit einem D-Regleranteil (7), vorzugsweise mit einem DT1 -Regleranteil, betrieben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Regelabweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der Soll-Drehzahl der anzutreibenden Welle über einen gemeinsamen P-Regleranteil (8) für den Drehzahlregler (2) der Brennkraftmaschine (1 ) und einen Drehzahlregler (4) der sekundären Antriebsquelle (3) eine Momentanforderung (Z) erzeugt wird, wobei diese über den gemeinsamen P-Regleranteil (8) erzeugte Momentanforderung in eine erste Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1 ) und eine zweite Momentanforderung (Y) für die sekundäre Antriebsquelle (3) aufgeteilt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu die über den gemeinsamen P-Regleranteil (8) erzeugte Momentanforderung (Z) zur Erzeugung der ersten Momentanforderung (X) für die Brennkraftmaschine (1 ) über ein Verzögerungsglied (9) geleitet wird, wobei zur Erzeugung der zweiten Momentanforderung (Y) für die sekundäre Antriebsquelle (3) von der über den gemeinsamen P-Regleranteil (8) erzeugten Momentanforderung (Z) die erste Momentanforderung (X) abgezogen wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der ersten Momentanforderung (X) die Brennkraftmaschine (1 ) unmittelbar angesteuert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der ersten Momentanforderung (x) die Brennkraftmaschine (1 ) mittelbar angesteuert wird, nämlich derart, dass die erste Momentanforderung (X) in eine weitere Soll-Drehzahl für einen unterlagerten Drehzahlregelkreis der Brennkraftmaschine (1 ) umgerechnet wird, und dass ein Drehzahlregler des unterlagerten Drehzahlregelkreises auf Basis einer Regelabweichung zwischen der Ist-Drehzahl und der weiteren, aus der ersten Momentanforderung errechneten Soll-Drehzahl die Momentanforderung für die Brennkraftmaschine erzeugt, auf Grundlage derer die Brennkraftmaschine (1 ) angesteuert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der unterlagerte Drehzahlregelkreis der Brennkraftmaschine mit einem P-Regleranteil (1 1 ) betrieben wird, der kleiner als der gemeinsame P-Regleranteil (8) des Drehzahlreglers der Brennkraftmaschine (1 ) und des Drehzahlreglers der sekundären Antriebsquelle (3) ist.
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