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EP1228300B1 - Control system for protecting an internal combustion engine from overloading - Google Patents

Control system for protecting an internal combustion engine from overloading Download PDF

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Publication number
EP1228300B1
EP1228300B1 EP00979536A EP00979536A EP1228300B1 EP 1228300 B1 EP1228300 B1 EP 1228300B1 EP 00979536 A EP00979536 A EP 00979536A EP 00979536 A EP00979536 A EP 00979536A EP 1228300 B1 EP1228300 B1 EP 1228300B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
controller
control system
value
component
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00979536A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1228300A1 (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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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/007Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18Control of the engine output torque
    • F02D2250/26Control 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, their performance, depending on a performance request characterizing Input signal is set via a power-determining signal (see DE-A-19739564).
  • FIG. 1 shows a block diagram of an internal combustion engine with storage injection system (common rail) is shown.
  • This shows an internal combustion engine 1 with a turbocharger and intercooler 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, the fuel via the throttle valve 5 to the second pump 6. This in turn promotes the fuel under high pressure in the high pressure accumulator 7.
  • the pressure level of the high pressure accumulator 7 is detected by a rail pressure sensor 10. From the high pressure accumulator 7 branches lines with connected injectors 8 for each cylinder of the internal combustion engine 1 from.
  • the electronic engine control unit 11 controls and regulates the state of the internal combustion engine 1.
  • the second signal ve2 calculated by the second controller 15 influences the calculation of the integrating portion ve1 (I) of the first regulator 14.
  • the filter 21 due to the filter 21 is the Signal ve2 (F) with respect to the second signal ve2 delayed in time. It is therefore not direct feedback of the output of the first regulator 14 to the integrating component ve1 (I) of the first regulator 14.
  • the output ve1 of the first regulator 14 and the integrating portion ve1 (I) of the first regulator 14 are dynamically decoupled. hereby an undesirable gain of the controller dynamics is effectively prevented.
  • the reduced Output signal of the first controller 14 that is, the first signal ve1. In that sense decrease also the I-part of the second regulator 15 and the second signal ve2. Without the delaying The effect of the filter 21 would under some circumstances also be the I component of the first regulator 14 be reduced, which lead to a further reduction of the first signal ve 1 could.
  • FIG. 8 consists of the subfigures 8A to 8E. Shown are each over time: the modified regulator mode RM (ver) (FIG. 8A), the engine torque MK (FIG. 8C), the first ve1 and second signal ve2 (FIG. 8D) and the power-determining signal ve (FIG 8E).
  • the switching positions of the first 33 and second software switches 34 are shown shown at the respective times.
  • Fig. 8C two are parallel to the abscissa Boundary lines MK (Max) and GW shown. The difference between these two Boundary lines corresponds to the value L1.
  • a difference torque MK (Diff) results from zero. It follows that the P component ve2 (P) of the second signal ve2 is also zero. At this time corresponds to the value of the second signal ve2, the value of the first signal ve1, point K in Figure 8D. If the difference torque MK (Diff) exceeds the maximum permissible motor torque MK (Max), this causes a sign change of the differential torque MK (Diff). It follows that the second signal ve2 now has a smaller value as the first signal ve 1. In response, the selection means 16 changes the Regulator mode RM from 1 to 0 and sets as the power-determining signal ve the second Signal ve2. In addition, the two software switches 33 and 34 change their switching position to D / B.
  • step S6 If it is determined in step S6 that the internal combustion engine is in MBR mode, thus, at step S16, the calculation of the I-term ve2 (I) of the second signal ve2 activated.
  • the I component is limited to the value of the first signal ve1, step S 17.
  • step S 18. From the P and I component, the second signal ve2 is determined in step S19.
  • step S20 becomes checks whether the value of the second signal ve2 is smaller than the value of the first signal ve 1. If this is the case, the program flowchart branches to point A. If negative Test result, d. H. the second signal ve2 is not smaller than the first signal ve1 becomes the Regulator mode RM to a first value, here 1, set. Thereafter, at step S22, as power-determining signal ve the first signal ve 1 set, d. H. the first regulator 14 is dominant.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zum Schutz einer Brennkraftmaschine vor Überlast, deren Leistung, in Abhängigkeit eines den Leistungswunsch kennzeichnenden Eingangssignals, über ein leistungsbestimmendes Signal eingestellt wird (siehe DE-A-19739564).The invention relates to a control system for protecting an internal combustion engine against overload, their performance, depending on a performance request characterizing Input signal is set via a power-determining signal (see DE-A-19739564).

Ein derartiges Regelsystem ist aus der DE 195 15 481 A1 bekannt. Bei diesem System wird ein Leistungswunsch über einen Wählhebel vorgegeben. Hieraus wird ein Motordrehzahl-Sollwert für einen Drehzahlregelkreis und ein Steigungswinkel-Sollwert für eine Lastregelstufe berechnet. Der Motordrehzahlregler berechnet aus der Regelabweichung eine Einspritzmenge sowie deren Differenz zur maximal möglichen Einspritzmenge. Diese Differenz wird auf die Lastregelstufe geführt. Die Lastregelstufe steuert einen Verstellpropeller in Abhängigkeit des Steigungswinkel-Sollwerts, der Einspritzmengen-Differenz und des Motordrehzahl-Gradienten. Das sich am Abtrieb der Brennkraftmaschine einstellende Moment bleibt bei diesem System jedoch unberücksichtigt. Veränderte Randbedingungen, beispielsweise höhere Kraftstoffqualität, oder rasche Lasterhöhungen am Abtrieb, bewirken hohe Motor-Momente. Diese können über den vom Motorhersteller spezifizierten Werten liegen und eine Schädigung der Brennkraftmaschine verursachen.Such a control system is known from DE 195 15 481 A1. In this system a desired performance is specified via a selector lever. This will become one Motor speed setpoint for a speed loop and a pitch angle setpoint for calculated a load control level. The engine speed controller calculates from the Control deviation an injection quantity and its difference to the maximum possible Injection quantity. This difference is passed to the load control stage. The load control level controls a variable pitch propeller depending on the pitch angle setpoint, the Injection quantity difference and the engine speed gradient. At the output of the Engine adjusting moment remains with this system, however unconsidered. Changed boundary conditions, for example higher fuel quality, or rapid load increases on the output, cause high engine torque. these can above the values specified by the engine manufacturer and causing damage to the Cause 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.Based on the previously described prior art, the invention is the task based, this in terms of safe protection of the internal combustion engine further.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Regelsystem gelöst, bei dem aus dem aktuellen und einem maximal zulässigen Motor-Moment ein Differenzmoment berechnet wird. Das Differenzmoment bestimmt hierbei maßgeblich ein zweites Signal. Das zweite Signal und ein aus dem Leistungswunsch ermitteltes erstes Signal werden auf ein Auswahlmittel geführt. Über das Auswahlmittel wird das erste oder zweite Signal als leistungsbestimmendes Signal gesetzt. Unter leistungsbestimmendem Signal ist im Sinne der Erfindung eine Einspritzmenge oder ein Regelweg einer Regelstange zu verstehen. In Ausgestaltung hierzu wird vorgeschlagen, daß das Auswahlmittel eine Minimalwertauswahl enthält. Über die Minimalwertauswahl wird das Signal als leistungsbestimmendes Signal gesetzt, dessen Wertigkeit am Geringsten ist.
In einer Ausgestaltung hierzu ist vorgesehen, daß das erste Signal mittels eines ersten Reglers oder alternativ mittels eines Funktionsblocks bestimmt wird. Das zweite Signal wiederum wird über einen zweiten Regler bestimmt. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
The object is achieved by a control system in which a difference torque is calculated from the current and a maximum allowable engine torque. The difference moment determines decisively a second signal. The second signal and a first signal determined from the power request are routed to a selection means. About the selection means, the first or second signal is set as a power-determining signal. For the purposes of the invention, a power-determining signal is to be understood as meaning an injection quantity or a control path of a control rod. In an embodiment, it is proposed that the selection means contains a minimum value selection. By means of the minimum value selection, the signal is set as the power-determining signal whose valency is the lowest.
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 in turn is determined by a second controller. Further embodiments 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 der Brennkraftmaschine wird vom ersten Regler oder von einem Funktionsblock in Abhängigkeit des Leistungswunsches bestimmt, d.h. sie befindet sich im Drehzahl-Modus. Überschreitet nun das Moment am Abtrieb der Brennkraftmaschine das maximal zulässige Motor-Moment, so fällt der Wert des zweiten Signals unter den Wert des ersten Signals. Über das Auswahlmittel erfolgt dann ein Wechsel in der Dominanz zum zweiten Regler. Der zweite Regler bestimmt über das zweite Signal die Leistung der Brennkraftmaschine, d.h. sie befindet sich im Momentbegrenzungsregler-Modus, nachfolgend als MBR-Modus bezeichnet. Auf Grund der Regelabweichung wird der zweite Regler über die Verringerung des leistungsbestimmenden Signals das Moment am Abtrieb solange reduzieren, bis das maximal zulässige Motor-Moment wieder unterschritten wird. Danach erfolgt ein Wechsel zurück zum ersten Regler.
Um sprungförmige Änderungen des leistungsbestimmenden Signals bei einem Wechsel in der Dominanz zu vermeiden, sind die beiden Regelkreise miteinander gekoppelt, wobei der integrierende Anteil des zweiten Reglers in Abhängigkeit des Differenzmoments entweder auf den Wert des ersten Signals gesetzt oder limitiert wird.
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 power of the internal combustion engine is determined by the first controller or by a function block depending on the desired performance, ie it is in the speed mode. If the moment at the output of the internal combustion engine exceeds the maximum permissible engine torque, the value of the second signal drops below the value of the first signal. About the selection means is then a change in the dominance to the second controller. The second controller determines the power of the internal combustion engine via the second signal, ie it is in the torque limiting controller mode, hereinafter referred to as MBR mode. Due to the control deviation, the second controller will reduce the torque at the output by reducing the power-determining signal until it falls below the maximum permissible motor torque. Thereafter, a change back to the first controller takes place.
In order to avoid sudden changes in the power-determining signal during a change in the dominance, the two control circuits are coupled together, wherein the integrating portion of the second controller is set or limited depending on the difference torque either to the value of the first signal.

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 embodiment offer the advantage that a a rapidly increasing moment on the downforce, for example when re-immersing one Waterjet drive, is specifically responded by the power-determining signal is reduced. 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, for each internal combustion engine at a test run the individual characteristic values of the internal combustion engine determined, for example, the limit line (DBR curve) of the maximum allowable fuel injection quantity. These applied However, data values are from internal combustion engine to internal combustion engine of the same type different and apply only to the given boundary conditions. In contrast, The invention opens up the possibility that identical data values are used in such a way that the maximum engine torque among all possible Boundary conditions is given. If the measured engine torque is greater than that maximum permissible motor torque, then the second controller performs a correction in the sense of a Reduction of the power-determining signal by.

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 is in internal combustion engines in common rail Construction, PLD construction (pump-line-nozzle) or conventional construction used.

In den Figuren ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Figur 1
Ein Systemschaubild
Figur 2
Blockschaltbild erster und zweiter Regler
Figur 3
Blockschaltbild Funktionsblock und zweiter Regler
Figur 4
Blockschaltbild zweiter Regler
Figur 5
Tabelle
Figur 6
Blockschaltbild Berechnung I-Anteil
Figur 7
Blockschaltbild erster Regler
Figur 8
Zeitdiagramm
Figur 9
Programmablaufplan
In the figures, a preferred embodiment is shown. Show it:
FIG. 1
A system diagram
FIG. 2
Block diagram of first and second controller
FIG. 3
Block diagram function block and second controller
FIG. 4
Block diagram second controller
FIG. 5
table
FIG. 6
Block diagram calculation I-component
FIG. 7
Block diagram of the first controller
FIG. 8
time chart
FIG. 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 11, eine erste Pumpe 4, eine zweite Pumpe 6, einen Hochdruckspeicher (Rail) 7, daran angeschlossene injektoren 8 und ein Drosselventil 5. Die erste Pumpe 4 fördert aus einem Kraftstofftank 3 den Kraftstoff via dem Drosselventil 5 zur zweiten Pumpe 6. Diese wiederum fördert den Kraftstoff unter hohem Druck in den Hochdruckspeicher 7. Das Druckniveau des Hochdruckspeichers 7 wird über einen Rail-Drucksensor 10 erfaßt. Aus dem Hochdruckspeicher 7 zweigen Leitungen mit daran angeschlossenen Injektoren 8 für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 1 ab.
Das elektronische Motorsteuergerät 11 steuert und regelt den Zustand der Brennkraftmaschine 1. Dieses weist die üblichen Bestandteile eines Mikrocomputersystems auf, beispielsweise Mikroprozessor, I/O-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). in den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Die in Figur 1 dargestellten Eingangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 11 sind: Druck des Zylinderraums pIST(i), der mittels Drucksensoren 9 gemessen wird, Druck pCR des Hochdruckspeichers 7, Leistungswunsch FW, sowie weiteren Eingangsgrößen, die mit dem Sammel-Bezugszeichen E bezeichnet sind. Als Ausgangsgrößen A des elektronischen Motorsteuergeräts 11 sind die Ansteuersignale für die Injektoren 8, entsprechend dem Einspritzbeginn SB und der Einspritzmenge ve, und das Ansteuersignal ADV für das Drosselventil 5 dargestellt. Über das Drosselventil 5 wird der Zulauf zur zweiten Pumpe 6 eingestellt.
1 shows a block diagram of an internal combustion engine with storage injection system (common rail) is shown. This shows an internal combustion engine 1 with a turbocharger and intercooler 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, the fuel via the throttle valve 5 to the second pump 6. This in turn promotes the fuel under high pressure in the high pressure accumulator 7. The pressure level of the high pressure accumulator 7 is detected by a rail pressure sensor 10. From the high pressure accumulator 7 branches lines with connected injectors 8 for each cylinder of the internal combustion engine 1 from.
The electronic engine control unit 11 controls and regulates the state of the internal combustion engine 1. This has the usual components of a microcomputer system, such as microprocessor, I / O devices, buffers and memory devices (EEPROM, RAM). in the memory modules relevant for the operation of the internal combustion engine 1 operating data in maps / curves are applied. The input variables of the electronic engine control unit 11 illustrated in FIG. 1 are: pressure of the cylinder chamber pIST (i), which is measured by means of pressure sensors 9, pressure pCR of the high-pressure accumulator 7, desired power FW, and further input variables, which are designated by the collective reference symbol E. The output variables A of the electronic engine control unit 11 are the drive signals for the injectors 8, corresponding to the start of injection SB and the injection quantity ve, and the drive signal ADV for the throttle valve 5. About the throttle valve 5, the inlet to the second pump 6 is set.

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 Phi1 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 closed-loop control system. 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 via a Clutch 13 an engine load 12, for example, a waterjet drive. The tooth angle Phi1 and Phi2 of the clutch 13 are detected by speed sensors 22. From the Tooth angle Phi 1 is the engine speed via the function block Detect / Filter 18 nMOT calculated. This signal is sent to a subtraction point with the reference variable, the engine speed setpoint nMOT (SW), compared. The setpoint nMOT (SW) is set here the input signal indicative of the desired performance.

Über den Funktionsblock Erfassen/Filtern 17 wird aus den beiden Zahnwinketn 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. The function block Capture / Filter 17 turns Phi 1 and 2 from the two tooth angles Phi2 the engine torque MK determined at the output of the internal combustion engine 1. The engine moment MK is compared with a maximum allowable engine torque MK (Max). The Maximum permissible motor torque MK (Max) is determined from the input variables E, eg. B. Engine speed nMOT, supercharger speed, charge air pressure pLL, fuel, exhaust and Cooling water temperature.

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.As an alternative to the measured engine torque MK this can also by means of a mathematical model can be calculated. For example, the mathematical Model containing a thermodynamic image of the internal combustion engine.

Die Eingangsgrößen des ersten Reglers 14 sind: die Drehzahldifferenz dnMOT, die Motordrehzahl nMOT und ein Signal ve2(F). Das Signal ve2(F) entsteht aus einem zweiten Signal ve2, indem das zweite Signal ve2 über ein Verzögerungsglied 20 und Filter 21 modifiziert wird. In einer einfacheren Ausführungsform kann das zweite Signal ve2 auch direkt auf den ersten Regler 14 geführt sein oder nur über das Verzögerungsglied 20 bzw. das Filter 21 geführt sein. Die Ausgangsgröße des ersten Reglers 14 ist das erste Signal 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 1 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.
Das Auswahlmittel 16 enthält eine Minimalwertauswahl. Über die Minimalwertauswahl wird als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve1 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 ve1 ist. In diesem Fall wird der Reglermodus RM auf einen zweiten Wert gesetzt. Dies entspricht einem Betrieb der Brennkraftmaschine im MBR-Modus. Die Ausgangssignale des Auswahlmittels 16 sind das leistungsbestimmende Signal ve und der Reglermodus RM. Das leistungsbestimmende Signal ve wird auf die Einspritzeinrichtung der Brennkraftmaschine 1 geführt. Unter leistungsbestimmendem Signal im Sinne der Erfindung ist die Einspritzmenge oder der Regelweg einer Regelstange zu verstehen.
Die Struktur des ersten Reglers 14 wird in Verbindung mit der Figur 7 erklärt. Die Struktur des zweiten Reglers 15 wird in Verbindung mit den Figuren 4 bis 6 erklärt.
The input variables of the first controller 14 are: the speed difference dnMOT, the engine speed nMOT and a signal ve2 (F). The signal ve2 (F) arises from a second signal ve2 by modifying the second signal ve2 via a delay element 20 and filter 21. In a simpler embodiment, the second signal ve2 may also be routed directly to the first controller 14 or may be guided only via the delay element 20 or the filter 21. The output of the first regulator 14 is the first signal ve 1. This is fed to the selection means 16 and the second regulator 15.
The input variables of the second controller 15 are: the difference torque MK (Diff), the first signal ve 1 and a modified controller mode RM (ver). The signal of the modified regulator mode RM (ver) corresponds in turn to a regulator mode RM delayed by one sampling period. The time delay is effected by means of the delay element 19. The output signal of the second regulator 15 is the second signal ve2. This is performed on the selection means 16 and the delay element 20.
The selection means 16 contains a minimum value selection. By way of the minimum value selection, the first signal ve1 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 an operation of the internal combustion engine in the speed mode. As the power-determining signal ve, the second signal ve2 is set when the second signal ve2 is smaller than the first signal ve1. In this case, the controller mode RM is set to a second value. This corresponds to an operation of the internal combustion engine in MBR mode. The output signals of the selection means 16 are the power-determining signal ve and the regulator mode RM. The power-determining signal ve is fed to the injector of the internal combustion engine 1. Under power-determining signal according to the invention, the injection quantity or the control path of a control rod to understand.
The structure of the first regulator 14 will be explained in conjunction with FIG. The structure of the second regulator 15 will be explained in conjunction with FIGS. 4 to 6.

Die Funktion des Regelsystems ist folgendermaßen:The function of the control system is as follows:

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 ve1, gesetzt wird. Da das Differenzmoment MK(Diff) positiv ist, wird der integrierende Anteil des zweiten Reglers 15, z. B. bei Verwendung eines PI-Reglers, mit einem positiven Proportionalanteil (P-Anteil) addiert. Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 ist somit größer als das erste Signal ve 1. 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 1, so wechselt die Brennkraftmaschine vom Drehzahl-Modus in den MBR-Modus.As long as the engine torque MK is significantly smaller than the maximum allowable engine torque MK (Max), the second controller 15 does not intervene in the first controller 14. this will thereby ensuring that the integrating component (I component) of the second regulator 15 the value of the first signal ve1 calculated by the first controller 14 is set. Since that Difference torque MK (Diff) is positive, becomes the integrating portion of the second regulator 15, z. When using a PI controller, with a positive proportional component (P component) added. The second signal ve2 calculated by the second controller 15 is thus larger than that first signal ve 1. Consequently, the internal combustion engine remains in the speed mode. Only when that Engine torque MK continues to increase and the maximum allowable engine torque MK (Max), the integrating operation of the I component of the second regulator 15 becomes started. This allows a smooth transition from the first controller 14 to the second controller 15, since the I-part of the second regulator 15 can now run freely and not more is set. If the second signal ve2 is smaller than the first signal ve 1, it changes the engine 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 ve1 auf den I-Anteil des ersten Reglers 14 vor. Insofern sind der Ausgang des ersten Reglers 14 und der I-Anteil des ersten Reglers 14 dynamisch entkoppelt. Hierdurch wird eine unerwünschte Verstärkung der Reglerdynamik wirksam verhindert. Beispielsweise bei einer schnellen Entlastung der Brennkraftmaschine, verkleinert sich das Ausgangssignal des ersten Reglers 14, also das erste Signal ve 1. 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 1 führen könnte.The second signal ve2 calculated by the second controller 15 is used to limit the I portion of the first regulator 14 is used. The limitation of the I component of the first regulator 14 takes place but offset in time because of the delay element 20 and the filter 21. It Thus, there is no feedback of the first signal ve1 to the I component of the first controller 14 ago. In this respect, the output of the first regulator 14 and the I component of the first Regulator 14 dynamically decoupled. This will cause unwanted amplification of the Control dynamics effectively prevented. For example, with a quick relief of Internal combustion engine, reduces the output signal of the first controller 14, so the First signal ve 1. Insofar also reduce the I component of the second regulator 15 and the second signal ve2. Without the retarding effect of the filter 21, under some circumstances Also, the I-portion of the first regulator 14 are reduced, resulting in another Reduction of the first signal could lead to ve 1.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung des Blockschaltbildes der Figur 2. Im Unterschied zur Figur 2 wird bei diesem Blockschaltbild das erste Signal ve 1 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 1. Hierzu sind entsprechende Kennlinien einschließlich einer Begrenzung vorgesehen. Figure 3 shows an alternative embodiment of the block diagram of Figure 2. In difference 2, in this block diagram, the first signal ve 1 via a function block 23 as a function of a desired performance, here accelerator pedal FP calculated. Of the Function block 23 includes the conversion of the accelerator pedal position into the first signal ve 1. Corresponding characteristics including a limitation are provided for this purpose.

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-/Ist-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.
The input variables required for the conversion are represented by 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 guided exclusively to the selection means 16. Compared to the figure 2 eliminates the target / actual comparison of the engine speed, since the desired performance is set 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 PI-Regler in zeitdiskreter Form dargestellt. In der Praxis kann der zweite Regler 15 auch als PID-Regler oder als PI(DT1)-Regler realisiert werden. Die Eingangsgrößen des zweiten Reglers 15 sind: der modifizierte Reglermodus RM(ver), das erste Signal ve 1 und das Differenzmoment MK(Diff). Die Ausgangsgröße des zweiten Reglers 15 ist das zweite Signal ve2. Der zweite Regler 15 weist als Bestandteile eine Multiplikation 25, einen Funktionsblock Berechnung I-Anteil 24 und eine Summation 26 auf. Über die Multiplikation 25 wird der P-Anteil ve2(P) berechnet. Über den Funktionsblock 24 wird der I-Anteil ve2(I) berechnet. Die Struktur und die Funktionsweise des Funktionsblocks Berechnung I-Anteil 24 wird in Verbindung mit 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(I), berechnet wird. Durch die Berechnung des Proportionalbeiwerts kp kann das Übertragungsverhalten des zweiten Reglers 15 an unterschiedliche Betriebsbedingungen, beispielsweise unterschiedliche Kraftstoffdichte oder betriebspunktabhängige Änderungen des Motorwirkungsgrades, angepaßt werden. Das dynamische Verhalten des zweiten Reglers 15 kann optimiert werden, wenn bei der Berechnung des kp-Wertes das Differenzmoment MK(Diff) zusätzlich berücksichtigt wird.Figure 4 shows the block diagram of the second regulator 15. This has an integrating Share on and is exemplified as a PI controller in discrete-time form. In practice The second controller 15 can also be realized as a PID controller or as a PI (DT1) controller. The input variables of the second regulator 15 are: the modified regulator mode RM (ver), the first signal ve 1 and the difference torque MK (Diff). The output of the second Regulator 15 is the second signal ve2. The second regulator 15 has as components one Multiplication 25, a function block calculation I-share 24 and a summation 26th on. Multiplication 25 is used to calculate the P component ve2 (P). On the Function block 24, the I-share ve2 (I) is calculated. The structure and functioning of the function block calculation I-portion 24 will be explained in connection with Figure 5 and 6. The P-component ve2 (P) is calculated from the difference moment MK (Diff) and a Proportional coefficient kp. The proportional coefficient kp can either be set constant or, depending on the engine torque MK and the one sampling period previously calculated value of the second signal ve2, are calculated. Alternatively, too be provided that the proportional coefficient kp as a function of the engine torque MK and the I-portion ve2 (I) previously calculated one sampling period. By the Calculation of the proportional coefficient kp can be the transmission behavior of the second Regulator 15 to different operating conditions, such as different Fuel density or operating point dependent changes in engine efficiency, be adjusted. The dynamic behavior of the second regulator 15 can be optimized if, in the calculation of the kp value, the difference torque MK (Diff) is additionally is taken into account.

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(I) mit:

  • ve2   zweites Signal
  • ve2(P)   Proportional-Anteil (P-Anteil)
  • ve2(I)   Integral-Anteil (I-Anteil)
  • 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 holds for the calculation: ve2 = ve2 (P) + ve2 (I) With:
  • ve2 second signal
  • ve2 (P) Proportional component (P component)
  • ve2 (I) Integral component (I component)
  • Figur 6 zeigt ein Blockschaltbild zur Berechnung des I-Anteils ve2(I) aus Figur 4. Zu dieser Figur gehört die Tabelle der Figur 5. Die Eingangsgrößen des Blockschaltbilds der Figur 6 sind: das erste Signal ve1, der modifizierte Reglermodus RM(ver) und das Differenzmoment MK(Diff). Die Ausgangsgröße ist der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2. Der Funktionsblock Berechnung Integral-Anteil 24 beinhaltet einen ersten Softwareschalter 33 und einen zweiten Softwareschalter 34. Für die Schaltstellungen des ersten Softwareschalters 33 gelten folgende Beziehungen:

  • 1. Wenn der verzögerte Reglermodus RM(ver) größer oder gleich dem Wert L2 ist, dann ist der Eingang C aktiv. Der Wert L2 ist hierbei konstant auf 1 gesetzt. Der verzögerte Reglermodus RM(ver) ist 1 im Drehzahl-Modus, d. h. im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine.
  • 2. Wenn der verzögerte Reglermodus RM(ver) kleiner als der Wert L2 ist, dann ist der Eingang D aktiv. Der verzögerte Reglermodus RM(ver) ist Null im MBR-Modus.
  • FIG. 6 shows a block diagram for the calculation of the I component ve 2 (I) from FIG. 4. This figure includes the table of FIG. 5. The input variables of the block diagram of FIG. 6 are: the first signal ve 1, the modified controller mode RM (ver) and the difference torque MK (Diff). The output is the I-share ve2 (I) of the second signal ve2. The function block calculation integral portion 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. If the delayed controller mode RM (ver) is greater than or equal to L2, input C is active. The value L2 is set constant to 1 here. The delayed controller mode RM (ver) is 1 in the speed mode, ie during 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. Delayed controller mode RM (ver) is zero in MBR mode.
  • Für den zweiten Softwareschalter 34 gelten folgende Beziehungen:

  • 1. Wenn der Ausgangswert des ersten Softwareschalters 33 größer oder gleich dem Wert L1 ist, so ist der Eingang A aktiv. Der Wert L1 ist positiv. Dieser kann entweder aus dem maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max) berechnet werden oder konstant sein, z. B. 150 Nm.
  • 2. Wenn der Ausgangswert des ersten Softwareschalters 33 kleiner als der Wert L1 ist, so ist der Eingang B aktiv.
  • The following relationships apply to the second software switch 34:
  • 1. If the output value of the first software switch 33 is greater than or equal to the value L1, the 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, z. B. 150 Nm.
  • 2. If the output value of the first software switch 33 is less than the value L1, then the input B is active.
  • Die in Figur 6 dargestellten Schaltstellungen des ersten 33 und zweiten Softwareschalters 34 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(I) des zweiten Signals ve2 dem ersten Signal ve1. Mit anderen Worten: der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 wird auf den Wert des ersten Signals ve1 gesetzt. Aufgrund des positiven Differenzmoments MK(Diff) ergibt sich ebenfalls ein postiver P-Anteil ve2(P). Insgesamt ergibt sich somit ein zweites Signal ve2 dessen Wert größer ist als das erste Signal ve 1. Über die Minimalwertauswahl des Auswahlmittels 16 wird somit das erste Signal ve 1 als das leistungsbestimmende Signal ve gesetzt.The switching positions of the first 33 and second software switch shown in Figure 6 34 correspond to the first row of the table in FIG. 5. In this case, d. H. the first Controller 14 is dominant and the difference torque MK (Diff) is greater than the value L1, are the switch positions C / A active. In these switching positions, the I component corresponds to ve2 (I) of the second signal ve2 the first signal ve1. In other words: the I-share ve2 (I) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal ve1. Due to the positive differential torque MK (Diff) also results in a positive P-component ve2 (P). Overall, this results in a second signal ve2 whose value is greater than the first Signal ve 1. About the minimum value selection of the selection means 16 is thus the first Signal ve 1 is set as the power-determining signal ve.

    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(I) des zweiten Signals ve2 nicht mehr auf den Wert des ersten Signals ve 1 gesetzt, sondern auf diesen mittels des Funktionsblocks Minimalwert 31 begrenzt. Mit anderen Worten: der I-Anteil des zweiten Signals ve2 beginnt frei zu laufen. Auf den zweiten Eingang des Funktionsblocks Minimalwert 31 ist das Ergebnis einer Summation 30 geführt. Der erste Summand entspricht hierbei dem eine Abtastperiode zuvor ermittelten Wert (Verzögerungsglied 32) des I-Anteils ve2(I) des zweiten Signals ve2. Der zweite Summand entsteht aus der Multiplikation 29 eines Faktors F mit der Summe des 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: F = f(kp, TA, TN) und TN = f(nMOT); TN = konstant If the difference torque MK (Diff) now drops below the value L1, ie the engine torque of the internal combustion engine develops in the direction of the maximum permissible engine torque MK (Max), then the second software switch 34 changes its switching position, the input B becomes active. This case corresponds to the second row of the table in FIG. 5. In this switching position, the I component ve2 (I) of the second signal ve2 is no longer set to the value of the first signal ve 1 but limited to it by means of the function block minimum value 31. In other words, the I component of the second signal ve2 starts to run freely. On the second input of the function block minimum value 31, the result of a summation 30 is performed. In this case, the first summand corresponds to the value (delay element 32) of the I component ve2 (I) of the second signal ve2 previously determined one sampling period. The second summand arises from the multiplication 29 of a factor F with the sum of the difference moment MK (Diff) at the present and at the preceding time, reference numerals 27 and 28. The factor F becomes dependent on the previously described proportional coefficient kp, a sampling time TA and an integral time TN calculated. The reset time, in turn, is either constant or represents a function of the engine speed nMOT. The following relationships thus apply: F = f (kp, TA, TN) and TN = 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. From the above, it follows that the transition from the speed mode to MBR mode always takes place with free-running integrating portion of the second regulator 15. As a result, a smooth transition from the first 14 to the second controller 15, without sudden change of the power-determining signal ve guaranteed.

    Übersteigt das aktuelle Motor-Moment MK das maximal zulässige Motor-Moment MK(Max), so wird das zweite Signal ve2 aufgrund des negativen Differenzmoments MK(Diff) kleiner als das erste Signal ve1. Als Folgereaktion setzt das Auswahlmittel 16 das zweite Signal ve2 als das leistungsbestimmende Signal ve und setzt den 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 ve1 wird.If the current engine torque MK exceeds the maximum permissible engine torque MK (Max), the second signal ve2 becomes due to the negative differential torque MK (Diff) smaller than the first signal ve1. As a consequence, 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 of the modified controller mode RM (ver) causes the first software switch 33 to change position, the input D is now active. This switching position corresponds to the third line of the table in FIG Return to speed mode occurs when the second signal ve2 is greater or less becomes equal to the first signal ve1.

    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).
    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 EI, der I-Anteil ve1(I) berechnet. Hierbei ist der I-Anteil ve1(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 ve1(KF), je nachdem, welches Signal die geringere Wertigkeit aufweist. Hierzu ist ein erster Funktionsblock Minimalwert 36 vorgesehen. Das Signal ve1(KF) wiederum wird aus der Motordrehzahl nMOT und weiteren Eingangsgrößen über Kennfelder 35 bestimmt. Die weiteren Eingangsgrößen sind als Sammetbezugszeichen E dargestellt. Die Eingangsgrößen E können beispielsweise der Ladeluftdruck pLL usw. sein. Alle drei Anteile werden über eine Summation 40 zu einem gemeinsamen Signal ve1(S) summiert. Über den zweiten Funktionsblock Minimalwert 41 wird sodann aus diesem Signal ve1(S) und aus dem Signal ve1(KF) dasjenige ausgewählt, welches die geringste Wertigkeit aufweist. Dieses Signal entspricht dem ersten Signal ve1.
    FIG. 7 shows the first regulator 14. This has an integral part and is exemplified as a PID controller in discrete-time form. In practice, the first controller may also be designed as a PI or PI (DT1) controller.
    The input variables of the first regulator 14 are: the rotational speed difference dnMOT, the engine rotational speed nMOT and the modified second signal ve2 (F).
    The illustrated first controller includes three functional blocks for calculating the P, I and D components, corresponding to reference numerals 37 to 39. About the function block 37 is determined from an input variable EP and the speed difference dnMOT the P-component ve1 (P). From the speed difference dnMOT, a first input signal ve (M) and a second input signal EI, the I-component ve1 (I) is calculated via the function block 38. Here, the I component ve1 (I) is limited to the first input signal ve (M). Function block 39 is used to calculate the D component ve1 (D) from the rotational speed difference dnMOT and an input variable ED. The first input signal ve (M) corresponds to either the signal ve2 (F) or a signal ve1 (KF), depending on which signal has the lower significance. For this purpose, a first function block minimum value 36 is provided. The signal ve1 (KF) in turn is determined from the engine speed nMOT and other input variables via maps 35. The other input variables are shown as Sammetbezugszeichen E. The input quantities E can be, for example, the charge air pressure pLL, etc. All three components are summed via a summation 40 into a common signal ve1 (S). Via the second function block minimum value 41, the signal which has the lowest significance is then selected from this signal ve1 (S) and from the signal ve1 (KF). This signal corresponds to the first signal ve1.

    Das vom zweiten Regler 15 berechnete zweite Signal ve2 beeinflußt die Berechnung des integrierenden Anteils ve1 (I) des ersten Reglers 14. Aufgrund des Filters 21 ist jedoch das Signal ve2(F) gegenüber dem zweiten Signal ve2 zeitlich verzögert. Es liegt daher keine direkte Rückkopplung des Ausgangs des ersten Reglers 14 auf den integrierenden Anteil ve1 (I) des ersten Reglers 14 vor. Der Ausgang ve1 des ersten Reglers 14 und der integrierende Anteil ve1(I) des ersten Reglers 14 sind dynamisch entkoppelt. Hierdurch wird eine unerwünschte Verstärkung der Reglerdynamik wirksam verhindert. Beispielsweise bei einer schnellen Entlastung der Brennkraftmaschine, verkleinert sich das Ausgangssignal des ersten Reglers 14, also das erste Signal ve1. Insofern verringern sich auch der I-Anteil des zweiten Reglers 15 und das zweite Signal ve2. Ohne die verzögernde Wirkung des Filters 21 würde unter Umständen auch der I-Anteil des ersten Reglers 14 verkleinert werden, was zu einer weiteren Verkleinerung des ersten Signals ve 1 führen könnte.The second signal ve2 calculated by the second controller 15 influences the calculation of the integrating portion ve1 (I) of the first regulator 14. However, due to the filter 21 is the Signal ve2 (F) with respect to the second signal ve2 delayed in time. It is therefore not direct feedback of the output of the first regulator 14 to the integrating component ve1 (I) of the first regulator 14. The output ve1 of the first regulator 14 and the integrating portion ve1 (I) of the first regulator 14 are dynamically decoupled. hereby an undesirable gain of the controller dynamics is effectively prevented. For example, with a quick discharge of the internal combustion engine, the reduced Output signal of the first controller 14, that is, the first signal ve1. In that sense decrease also the I-part of the second regulator 15 and the second signal ve2. Without the delaying The effect of the filter 21 would under some circumstances also be the I component of the first regulator 14 be reduced, which lead to a further reduction of the first signal ve 1 could.

    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 ve1 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 beiden Begrenzungslinien entspricht dem Wert L1. Das Differenzmoment MK(Diff) ergibt sich aus dem jeweiligen Unterschied des Kurvenzugs mit den Punkten A bis F zum maximal zulässigen Motor-Moment MK(Max). In Figur 8D ist als durchgezogene Linie der Verlauf des zweiten Signals ve2 dargestellt. Das erste Signal ve 1 ist als gestrichelte Linie dargestellt.FIG. 8 consists of the subfigures 8A to 8E. Shown are each over time: the modified regulator mode RM (ver) (FIG. 8A), the engine torque MK (FIG. 8C), the first ve1 and second signal ve2 (FIG. 8D) and the power-determining signal ve (FIG 8E). In FIG. 8B, the switching positions of the first 33 and second software switches 34 are shown shown at the respective times. In Fig. 8C, two are parallel to the abscissa Boundary lines MK (Max) and GW shown. The difference between these two Boundary lines corresponds to the value L1. The difference torque MK (Diff) results from the respective difference of the curve with the points A to F to the maximum permissible engine torque MK (Max). In FIG. 8D, the solid line is the curve of the second signal ve2. The first signal ve 1 is shown as a dashed line shown.

    Der Ablauf des Verfahrens ist folgendermaßen: im Zeitpunkt t1 wird davon ausgegangen, daß die Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus betrieben wird. In diesem Modus wird das vom ersten Regler 14 berechnete erste Signal ve1 vom Auswahlmittel 16 als leistungsbestimmendes Signal ve gesetzt. Das in 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(I) des zweiten Signals ve2 dem Wert des ersten Signals ve1. Mit anderen Worten: der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals wird auf den Wert des ersten Signals ve1 gesetzt. Im Zeitpunkt t1 liegt ein positives Differenzmoment MK(Diff) vor. Hieraus resultiert ebenfalls ein positiver P-Anteil ve2(P) des zweiten Reglers 15. Das zweite Signal ve2 errechnet sich zu: ve2= ve1 + ve2(P) mit:

  • ve2   zweites Signal
  • ve1   erstes Signal
  • ve2(P)   P-Anteil zweites Signal
  • The procedure 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 ve1 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 controller mode RM is set by the selection means 16 to a first value, here one. The two software switches 33 and 34 are in the C / A position. In this switching position, the I component ve2 (I) of the second signal ve2 corresponds to the value of the first signal ve1. In other words, the I component ve2 (I) of the second signal is set to the value of the first signal ve1. At time t1 there is a positive difference torque MK (Diff). This also results in a positive P component ve2 (P) of the second regulator 15. The second signal ve2 is calculated as follows: ve2 = ve1 + ve2 (P) With:
  • ve2 second signal
  • 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 ve1, Punkt G. Für den weiteren Verlauf wird davon ausgegangen, daß das erste Signal ve 1 konstant bleibt.As shown in FIG. 8D, the value of the second signal ve2, point J, is above the Value of the first signal ve1, point G. For the further course it is assumed that the first signal ve 1 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 1-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 ist nach wie vor auf den Wert des ersten Signals ve 1 gesetzt. Der berechnete Wert des zweiten Signals ve2 liegt deshalb oberhalb des ersten Signals ve1, d. h. bei einem größeren Wert. Im Punkt B der Figur 8C ist das Differenzmoment MK(Diff) gleich dem Wert L 1. Mit Überschreiten dieser Linie ändert der Softwareschalter 34 seine Schaltstellung. In Figur 8B ist dies mit der Veränderung der Schaltstellungen von C/A und C/B dargestellt. Ab diesem Zeitpunkt wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 nicht mehr auf den Wert des ersten Signals ve 1 gesetzt, sondern lediglich auf den Wert des ersten Signals ve 1 limitiert. Der integrierende Anteil des zweiten Reglers 15 beginnt somit ab diesem Zeitpunkt frei zu laufen.At time t1 it is now assumed that the engine torque MK at the output the internal combustion engine increases, d. H. the curve in Figure 8C changes in the 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 1 share ve2 (I) of the second signal ve2 is still at the value of the first signal ve 1 set. The calculated value of the second signal ve2 is therefore above the first one Signal ve1, d. H. at a greater value. At point B of FIG. 8C, this is Difference torque MK (Diff) is equal to the value L 1. When this line is exceeded, it changes Software switch 34 its switching position. In FIG. 8B this is with the change of Switch positions of C / A and C / B are shown. From this point on, the I component ve2 (I) of the second signal ve2 is no longer set to the value of the first signal ve 1, but instead limited only to the value of the first signal ve 1. The integrating part of the second Regulator 15 thus begins to run free from this 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 ve1, 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, a difference torque MK (Diff) results from zero. It follows that the P component ve2 (P) of the second signal ve2 is also zero. At this time corresponds to the value of the second signal ve2, the value of the first signal ve1, point K in Figure 8D. If the difference torque MK (Diff) exceeds the maximum permissible motor torque MK (Max), this causes a sign change of the differential torque MK (Diff). It follows that the second signal ve2 now has a smaller value as the first signal ve 1. In response, the selection means 16 changes the Regulator mode RM from 1 to 0 and sets as the power-determining signal ve the second Signal ve2. In addition, the two software switches 33 and 34 change their switching position to D / B. In the period t2 to t4 results due to the assumed course of the Differential torque MK (Diff) a corresponding course of the second signal ve2, according to the curve K to N. Since the engine now in MBR mode is operated, corresponds to the course of the power-determining signal 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 ve1 entspricht. Das Auswahlmittel 16 wird aufgrund der Minimalwertauswahl den Reglermodus RM wieder auf den ersten Wert, hier Eins, setzen und als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve1 setzen. Ab dem Zeitpunkt t4 entspricht somit der Verlauf des leistungsbestimmenden Signals ve dem Verlauf des ersten Signals ve1, d. h. ve bleibt konstant, wie in Figur 8E dargestellt. Bedingt durch die Änderung des Reglermodus RM ändern sich die Schaltstellungen der beiden Softwareschalter 33 und 34 nach C/B.
    Im Punkt E entspricht das Differenzmoment MK(Diff) wieder dem Wert L1. Hierdurch verändert sich die Schaltstellung des zweiten Softwareschalters 34, d. h. die beiden Softwareschalter 33 und 34 nehmen nunmehr die Schaltstellung C/A ein. In dieser Schaftstellung wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signals ve 1 gesetzt. Entsprechend dem weiteren Verlauf des Differenzmoments MK(Diff) ergibt sich für das zweite Signal ve2 ein Verlauf gemäß dem Kurvenzug N bis O. Zum Zeitpunkt t5 ist der betrachtete Zeitraum beendet.
    At time t4, it is now assumed that the value of the second signal ve2 corresponds to the value of the first signal ve1. The selection means 16, due to the selection of the minimum value, sets the regulator mode RM back to the first value, here one, and sets the first signal ve1 as the power-determining signal ve. From time t4, the course of the power-determining signal ve thus corresponds to the course of the first signal ve1, ie ve remains constant, as shown in FIG. 8E. Due to the change of the controller mode RM, the switching positions of the two software switches 33 and 34 change to C / B.
    In point E, the difference torque MK (Diff) again corresponds to the value L1. As a result, the switching position of the second software switch 34 changes, ie the two software switches 33 and 34 now assume the switching position C / A. In this shaft position, the I-component ve2 (I) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal ve 1. Corresponding to the further course of the difference torque MK (Diff), a curve according to the curve N to O results for the second signal ve2. At time t5, the time period considered is ended.

    In Figur 9 ist ein Programmablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im Schritt S1 wird der Reglermodus RM mit 1 initialisiert, da beim Start der Brennkraftmaschine noch kein Motor-Moment vorliegt. Im Ausgangszustand wird die Brennkraftmaschine im Drehzahl-Modus betrieben. Im Schritt S2 wird der erste Regler als dominant gesetzt, d. h. das erste Signal ve1 wird als leistungsbestimmendes Signal ve gesetzt. Im Schritt S3 und S4 wird das erste Signal ve 1 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(I) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signals ve1 gesetzt, Schritt S8. Bei negativem Prüfergebnis im Schritt S7 wird die Berechnung des I-Anteils ve2(I) des zweiten Signals ve2 aktiviert, Schritt S9. Bei Schritt S 10 wird der I-Anteil ve2(I) des zweiten Signals ve2 auf den Wert des ersten Signals ve 1 limitiert. Bei Schritt S 11 wird der P-Anteil ve2(P) des zweiten Signals ve2 in Abhängigkeit des Differenzmoments MK(Diff) und eines Proportionalbeiwerts kp berechnet. Bei Schritt S12 wird das zweite Signal ve2 über die Addition des P- und I-Anteils ermittelt. Danach wird bei Schritt S 13 geprüft, ob das zweite Signal ve2 kleiner als das erste Signal ve1 ist. ist dies nicht der Fall, so verzweigt das Programm zu Punkt A. Wird bei Schritt S 13 festgestellt, daß der Wert des zweiten Signals ve2 kleiner als der Wert des ersten Signals ve1 ist, so wird über das Auswahlmittel 16 der Reglermodus RM auf einen zweiten Wert, hier Null, gesetzt. Durch das Auswahlmittel 16 wird als leistungsbestimmendes Signal ve nunmehr das zweite Signal ve2 gesetzt, d. h. der zweite Regler 15 ist dominant. Danach verzweigt der Programmablauf zum Punkt A mit dem erneuten Berechnen des ersten Signals ve1.
    FIG. 9 shows a program flow chart of the method according to the invention. In step S1, the controller mode RM is initialized to 1, since there is no engine torque at the start of the internal combustion engine. 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 ve1 is set as the power-determining signal ve. In step S3 and S4, the first signal ve 1 is calculated and the current engine torque MK is read. Thereafter, at step S5, a difference torque MK (Diff) is calculated from the current engine torque MK and a maximum allowable engine torque MK (Max). In step S6, it is checked whether the regulator mode RM is 1, that is, whether the internal combustion engine is still in the rotational speed mode. If this is not the case, ie the internal combustion engine is in MBR mode, the steps S 16 to S22 are run through. If the test shows that the internal combustion engine is operated in the rotational speed mode, the query is made at step S7 as to whether the differential torque MK (Diff) is greater than the value L1.
    If the test result is positive, the I-component ve2 (I) of the second signal ve2 is set to the value of the first signal ve1, step S8. If the test result is negative in step S7, the calculation of the I-component ve2 (I) of the second signal ve2 is activated, step S9. In step S 10, the I-component ve 2 (I) of the second signal ve 2 is limited to the value of the first signal ve 1. At step S 11, the P component ve 2 (P) of the second signal ve 2 is calculated as a function of the difference torque MK (Diff) and a proportional coefficient kp. In step S12, the second signal ve2 is determined via the addition of the P and I components. Thereafter, at step S13, it is checked whether the second signal ve2 is smaller than the first signal ve1. If this is not the case, then the program branches to point A. If it is determined in step S 13 that the value of the second signal ve 2 is smaller than the value of the first signal ve 1, then via the selection means 16, the regulator mode RM to a second Value, here zero, set. By means of the selection means 16, the second signal ve2 is now set as the power-determining signal ve, ie the second controller 15 is dominant. Thereafter, the program flow branches to the point A with the recalculation of the first signal ve1.

    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(I) des zweiten Signals ve2 aktiviert. Der I-Anteil wird hierbei auf den Wert des ersten Signals ve1 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 1. Ist dies der Fall, so verzweigt der Programmablaufplan zum Punkt A. Bei negativem Prüfergebnis, d. h. das zweite Signal ve2 ist nicht kleiner als das erste Signal ve1 wird der Reglermodus RM auf einen ersten Wert, hier 1, gesetzt. Danach wird bei Schritt S22 als leistungsbestimmendes Signal ve das erste Signal ve 1 gesetzt, d. h. der erste Regler 14 ist dominant. If it is determined in step S6 that the internal combustion engine is in MBR mode, thus, at step S16, the calculation of the I-term ve2 (I) of the second signal ve2 activated. The I component is limited to the value of the first signal ve1, step S 17. Thereafter, the P-content is calculated as described above, step S 18. From the P and I component, the second signal ve2 is determined in step S19. In step S20 becomes checks whether the value of the second signal ve2 is smaller than the value of the first signal ve 1. If this is the case, the program flowchart branches to point A. If negative Test result, d. H. the second signal ve2 is not smaller than the first signal ve1 becomes the Regulator mode RM to a first value, here 1, set. Thereafter, at step S22, as power-determining signal ve the first signal ve 1 set, d. H. the first regulator 14 is dominant.

    BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

    11
    BrennkraftmaschineInternal combustion engine
    22
    Turboladerturbocharger
    33
    KraftstofftankFuel tank
    44
    erste Pumpefirst pump
    55
    Drosselventilthrottle valve
    66
    zweite Pumpesecond pump
    77
    Hochdruckspeicher (Rail)High-pressure accumulator (rail)
    88th
    Injektorinjector
    99
    Drucksensorpressure sensor
    1010
    Rail-DrucksensorRail pressure sensor
    1111
    Elektronisches MotorsteuergerätElectronic engine control unit
    1212
    Motorlastengine load
    1313
    Kupplungclutch
    1414
    erster Regler (Drehzahl)first controller (speed)
    1515
    zweiter Regler (Moment)second controller (moment)
    1616
    Auswahlmittelselection means
    1717
    Funktionsblock Erfassen/FilternFunction block Capture / Filter
    1818
    Funktionsblock Erfassen/FilternFunction block Capture / Filter
    1919
    Verzögerungsglieddelay
    2020
    Verzögerungsglieddelay
    2121
    Filterfilter
    2222
    DrehzahlsensorenSpeed sensors
    2323
    Funktionsblockfunction block
    2424
    Funktionsblock Berechnung I-AnteilFunction block calculation I-share
    2525
    Multiplikationmultiplication
    2626
    Summationsummation
    2727
    Verzögerungsglieddelay
    2828
    Summationsummation
    2929
    Multiplikationmultiplication
    3030
    Summationsummation
    3131
    Funktionsblock MinimalwertFunction block minimum value
    3232
    Verzögerungsglied delay
    3333
    erster Softwareschalterfirst software switch
    3434
    zweiter Softwareschaltersecond software switch
    3535
    Kennfeldermaps
    3636
    erster Funktionsblock Minimalwertfirst function block minimum value
    3737
    Funktionsblock Berechnung P-AnteilFunction block Calculation P-component
    3838
    Funktionsblock Berechnung I-AnteilFunction block calculation I-share
    3939
    Funktionsblock Berechnung D-AnteilFunction block calculation D-component
    4040
    Summationsummation
    4141
    zweiter Funktionsblock Minimalwertsecond function block minimum value

    Claims (29)

    1. Control system for protecting an internal combustion engine (1) against overloading, the power of which internal combustion engine (1) is set by means of a power-determining signal (ve) as a function of an input signal (FW) which characterizes the power request, characterized in that a differential torque (MK(Diff)) is calculated from the current engine torque (MK) and a maximum permissible engine torque (MK(Max)), the differential torque (MK(Diff)) decisively determining a second signal (ve2) (ve2=f(MK(Diff))) , a first signal (ve1) being determined from the input signal (FW) which characterizes the power request and the first signal (ve1) or second signal (ve2) being set as a power-determining signal (ve) using a selector means (16).
    2. Control system according to Claim 1, characterized in that the selector means (16) contains a minimum value selection, the first signal (ve1) is set as a power-determining signal (ve) (ve=ve1) if the first signal (ve1) is less than or equal to the second signal (ve1=ve2), and the second signal (ve2) is set as a power-determining signal (ve) (ve=ve2) if the second signal (ve2) is smaller than the first signal (ve1) (ve2<ve1).
    3. Control system according to Claim 2, characterized in that a controller mode (RM) is set to a first value (RM=1) by means of the selector means (16) if the first signal (ve1) is dominant (ve=ve1), and is set to a second value (RM=0) if the second signal (ve2) is dominant (ve=ve2).
    4. Control system according to Claim 1, characterized in that the first signal (ve1) is determined from an engine speed (nMOT), a rotational speed difference (dnMOT) and the second signal (ve2) by means of a first controller (14).
    5. Control system according to Claim 1, characterized in that the first signal (ve1) is determined from an accelerator pedal value (FP), and further input variables, in particular a charge air pressure (pLL), by means of a functional block (23).
    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 (ve1) by means of a second controller (15) .
    7. Control system according to Claim 4 or 5, characterized in that the first signal (ve1) is fed to the second controller (15).
    8. Control system according to Claim 6, characterized in that the output of the second controller (15) is fed to the first controller (14) and to the selector means (16).
    9. Control system according to Claim 8, characterized in that a delay element (20) and/or a filter (21) are arranged in the signal path from the second controller (15) to the first controller (14).
    10. Control system according to Claims 4 and 9, characterized in that a modified second signal (ve2(F)) which is derived from the second signal (ve2) by means of the delay element (20) and/or filter (21) constitutes an input variable of the first controller (14).
    11. Control system according to one of the preceding claims, characterized in that the output of the selector means (16) is fed to the second controller (15).
    12. Control system according to Claim 11, characterized in that a delay element (19) is arranged in the signal path from the selector means (16) to the second controller (15).
    13. Control system according to Claims 6 and 12, characterized in that a modified controller mode (RM(ver)), which is determined by means of the delay element (19), constitutes an input variable of the second controller (15).
    14. Control system according to one of the preceding claims, characterized in that the second controller (15) is embodied at least as an I controller, said controller calculating an I component (ve2(I)), and the second signal (ve2) being calculated from the I component (ve2(I)) (ve2=f(ve2(I)).
    15. Control system according to Claim 14, characterized in that the I component (ve2(I)) is set to the value of the first signal (ve1) (ve2(I)=ve1) if the differential torque (MK(Diff)) is greater than or equal to a value (L1) (MK(Diff)=L1) and the controller mode (RM) or the modified controller mode (RM(ver)) corresponds to the first value (RM=1, RM(ver)=1).
    16. Control system according to Claim 14, characterized in that the I component (ve2(I)) is limited to the value of the first signal (ve1) if the differential torque (MK(Diff)) is smaller than the value (L1) (MK(Diff)<L1) or the controller mode (RM) or the delayed controller mode (RM(ver)) corresponds to the second value (RM=0, RM(ver)=0).
    17. Control system according to Claim 15 or 16, characterized in that a readjustment time (TN) is included in the calculation of the I component (ve2 (I) ) , and the readjustment time (TN) is either constant (TN=const.) or constitutes a function of the engine speed (nMOT) of the internal combustion engine (1) (TN=f(nMOT)).
    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. 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. Control system according to Claim 14, characterized in that the second controller (15). is additionally embodied as a P controller, said P controller calculates a P component (ve2(P)), and the second signal (ve2) is additionally calculated from the P component (ve2(P)) (ve2=f(ve2(P)).
    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 coefficient (kp) (ve2(P)=f(MK(Diff), kp)).
    22. Control system according to Claim 21, characterized in that the proportional coefficient (kp) is constant (kp=const.) or is calculated as a function at least of the engine torque (MK) or as a function at least of the differential torque (MK(Diff)).
    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(I)).
    24. Control system according to Claim 4, characterized in that the first controller (14) is embodied at least as an I controller, the latter calculating an I component (ve1(I)) as a function of a first input signal (ve(M)), a second input signal (EI) and the rotational speed difference (dnMOT).
    25. Control system according to Claims 4 and 24, characterized in that the second controller (14) additionally has a first function block minimum value (36), a second function block minimum value (41) and characteristic diagrams (35).
    26. Control system according to Claims 24 and 25, characterized in that the first input signal (ve(M)) is determined by means of the first function block minimum value (36) from the second signal (ve2) or from the modified second signal (ve2(F)) and a characteristic diagram signal (ve1(KF)) calculated by means of the characteristic diagrams (35).
    27. Control system according to Claim 26, characterized in that the characteristic diagram signal (ve1(KF)) is calculated as a function of the engine speed (nMOT) and further input variables (E), in particular charge air pressure (pLL) .
    28. Control system according to Claim 27, characterized in that the first signal (ve1) is determined by means of the second function block minimum value (41) from the characteristic diagram signal (ve1(KF)) and at least from the I component (ve1(I)).
    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.
    EP00979536A 1999-11-09 2000-11-07 Control system for protecting an internal combustion engine from overloading Expired - Lifetime EP1228300B1 (en)

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