Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung für einen Antriebsstrang ge- mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung für einen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Die Erfindung ist geeig- net für-aber nicht beschränkt auf-den Einsatz in Schienenfahrzeugen.

In modernen Dieseltriebfahrzeugen wird ein beträchtlicher Teil der maximal möglichen Leis- tung des Dieselmotors für die Erzeugung von Energie benötigt, welche nicht dem Antrieb des Fahrzeuges zur Verfügung steht, sondern für Nebenbetriebe erforderlich ist. Solche Energie ist zum Beispiel nötig für den Antrieb der Kühlerlüfter, des Luftkompressors, der Klimaanla- ge, der Bordstromversorgung usw. Je nach Fahrzuständen, äußeren Gegebenheiten, Einsatzbedingungen usw. wird diese Energie sich stetig ändernd über der Einsatzzeit des Fahrzeuges vom Dieselmotor und die entsprechende Energiewandlung erzeugt.

Bisher wurden in selbstfahrenden Schienenfahrzeugen mit Dieselantrieb Getriebe einge- setzt, welche die maximale vom ausgewählten Dieselmotor abzugebende Leistung aufneh- men konnten oder die Leistung des Dieselmotors wurde in ihrer Höhe der vom Getriebe ma- ximal möglichen aufnehmbaren Leistung angepasst. Im ersten Fall führte das ggf. zur Über- dimensionierung des Getriebes. Im zweiten Fall führte es ggf. zum Einsatz eines überdimen- sionierten Dieselmotors.

Weiterhin sind Schienenfahrzeuge mit einer dieselelektrischen Leistungsübertragung be- kannt, welche mit einem Generator ausgerüstet sind der mit dem Dieselmotor verbunden ist.

Die Nebenbetriebeleistung wird entweder direkt vom Generator oder durch eine Hilfswick- lung des Generators erzeugt. Diese Übertragungsart der Leistung hat aber auch Nachteile wie zum Beispiel hohe Masse der Bauteile, begrenzte Anfahrzugkraft, hohe Kosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu be- seitigen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung für einen An- triebsstrang mit Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor und Getriebe vorzuschla- gen, welche den Einsatz von, den Kundenforderungen optimal angepassten Komponenten im Antriebssystem ermöglicht.

Weiterhin soll ein Getriebe zwischen Dieselmotor und Treibachsen zum Einsatz kommen, welches in seiner Größe und seinen Eigenschaften den geforderten Traktionseigenschaften genügt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale ge- löst. Sie wird ebenfalls durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Leistung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der geforderten Traktions-und Nebenbetriebeleistung des Fahrzeuges zu steuern. Die erfin- dungsgemäße Vorrichtung enthält die dazu erforderlichen Mittel. Dadurch wird zum einen eine Überdimensionierung der Brennkraftmaschine bzw. des Getriebes vermieden. Ein wei- terer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Überlastung des Getriebes durch eine gegebenenfalls größere maximale Leistung der eingesetzten Brennkraftmaschine verhindert wird.

Vorzugsweise wird die von einer Fahrzeugsteuerung kommende Leistungsanforderung unter Verwendung eines ersten Sollwerts (S1) im jeweiligen Betriebspunkt so begrenzt, dass eine Überlastung des Getriebes des Traktionsstranges vermieden wird.

Der bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Steuerung der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines durch die Auslegung des Getriebes vorgege- benen Grenzsollwerts (S1 max) für die Kraftstoffzufuhrmenge der Brennkraftmaschine erfolgt.

Dies beruht auf der Erkenntnis, dass eine Vielzahl von Antriebsanordnungen mit in engen Grenzen vorgegebenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine betrieben werden. So ist es häufig der Fall, dass die Brennkraftmaschine in einem Bereich betrieben wird, in den ihr maximales Drehmoment zur Verfügung steht. In einer solchen Fall lässt sich ausgehend von einem vorgegebenen maximal zulässigen Drehmoment, das am Eingang des Getriebes an- liegen darf, ohne dass dieses langfristig geschädigt wird, aus den bekannten Kennlinien der Brennkraftmaschine ohne weiteres ein solcher Grenzsollwert (S1maX) ermitteln. Dieser kann dann für die Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet werden.

Diese Lösung mit der Verwendung von Kraftstoffzufuhrmengen hat den Vorteil, dass keine aufwändigen Berechnungen und Ermittlungen der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschi- ne und des aktuellen Drehmoments an den einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs erforderlich ist. Vielmehr kann ohne aufwändige Berechnungen, die mit einer durch die erfor-

derliche Rechenzeit bedingten entsprechenden Verzögerung einhergehen, sofort mit den Größen gearbeitet werden, die für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine erforderlich sind.

Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um einen beliebigen herkömmlichen Motor han- deln. Bevorzugt handelt es sich um einen Dieselmotor. Bei der Kraftstoffzufuhrmenge han- delt es sich in diesem Fall dann um die Einspritzmenge für den Dieselmotor.

Bevorzugt wird der erste Sollwert (S1) unter Verwendung eines Anforderungswerts (S1A), und des Grenzsollwerts (S1maX). Der Anforderungswert (S1A) wird dabei, beispielsweise durch eine übergeordnete die Fahrzeugsteuerung, aus der von der Fahrzeugsteuerung kommenden Leistungsanforderung ermittelt. Es kann sich bei ihm ebenfalls um einen Wert für die Kraftstoffzufuhrmenge handeln.

Vorzugsweise werden der Anforderungswert (S1A) und der Grenzsollwert (S1 max) miteinander verglichen werden. Anschließend wird der erste Sollwert (S1) dann in Abhängigkeit von die- sem Vergleich gesetzt. So wird der erste Sollwert (S1) gleich dem Anforderungswert (S1A) gesetzt wird, wenn der Anforderungswert (S1A) kleiner ist als der Grenzsollwert (S1max).

Demgegenüber wird der erste Sollwert (S1) gleich dem Grenzsollwert (S1max) gesetzt, wenn der Anforderungswert (S1A) größer ist als der Grenzsollwert (S1maX). Hierdurch kann in vor- teilhafter Weise die Begrenzung des am Getriebe anliegenden Drehmoments bzw. der über das Getriebe übertragenen Leistung erzielt werden.

Bevorzugt wird die durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommene mechanische Leistung ermittelt und daraus ein zweiter Sollwert (S2) für die Steuerung der Brennkraftmaschine er- zeugt. Hierdurch ist es möglich, die durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommene Leistung bei der Steuerung zu berücksichtigen, sodass der Traktionsstrang nicht durch die Leistungs- anforderungen des Nebenbetriebsstrangs beeinträchtigt wird.

Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die der erste Sollwert (S1) und der zweite Sollwert (S2) addiert und als Gesamtsollwert (Sges) an die Steuerung der Brennkraftmaschine übermittelt werden, die hiermit die Kraftstoffzufuhr einstellt.

Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass maxi- mal und minimal mögliche Drehzahlen der Brennkraftmaschine und/oder die maximale Leis- tung oder das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine durch dessen Steuerung kon- trolliert und eingehalten werden.

Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um einen beliebigen herkömmlichen Motor han- deln. Bevorzugt handelt es sich um einen Dieselmotor. Bei der Kraftstoffzufuhrmenge han- delt es sich in diesem Fall dann um die Einspritzmenge für den Dieselmotor. Bei dem Getrie- be kann es sich um ein beliebiges Getriebe handeln. Vorzugsweise wird als Getriebe ein mechanisches oder hydraulisches Getriebe verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung für einen An- triebsstrang, insbesondere für einen Antriebsstrang für Schienenfahrzeuge, mit einer ersten Steuereinrichtung, die eine Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs steuert, die mit einem Getriebe eines Traktionsstranges und mit Nebenbetrieben eines Nebenbetriebestranges gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Steuereinrichtung derart aus- gebildet ist, dass die Leistung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der geforderten Trak- tions-und Nebenbetriebeleistung des Fahrzeuges gesteuert wird.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich die oben beschriebenen Vorteile und Ausführungen des erfindungsgemäße Verfahrens in gleichem Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.

Vorzugsweise ist die erste Steuereinrichtung daher zur Steuerung der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines durch die Auslegung des Getriebes vorgegebenen Grenzsollwerts (S1 max) für die Kraftstoffzufuhrmenge der Brennkraftmaschine ausgebildet.

Bevorzugt weist die erste Steuereinrichtung weiterhin einen Vergleicher zum Vergleichen des Anforderungswerts (S1A) und des Grenzsollwerts (S1maX) auf, der derart ausgebildet ist, dass er den ersten Sollwert (S1) gleich dem Anforderungswert (S1A) setzt, wenn der Anfor- derungswert (S1A) kleiner ist als der Grenzsollwert (S1maX), und den ersten Sollwert (S1) gleich dem Grenzsollwert (S1maX) setzt, wenn der Anforderungswert (S1A) größer ist als der Grenzsollwert (S1max).

Bei besonders vorteilhaften Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die erste Steuereinrichtung eine Ermittiungseinrichtung zum Ermitteln der durch den Nebenbetriebsstrang aufgenommenen mechanischen Leistung umfasst, die zur Bestimmung eines zweiten Sollwerts (S2) aus der ermittelten durch den Nebenbetriebsstrang aufgenom- menen mechanischen Leistung ausgebildet ist.

Weiter vorzugsweise ist die erste Steuereinrichtung zur Addition des ersten Sollwerts (S1) und des zweiten Sollwerts (S2) zu einem Gesamtsollwert (Sges) und zur Übermittlung des

Gesamtsollwerts (Sges) an eine zweite Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine ausgebil- det.

Bevorzugt ist eine zweite Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, die zur Kontrolle und Einhaltung der maximal und minimal möglichen Drehzahlen der Brennkraftma- schine und/oder der maximalen Leistung oder des maximalen Drehmoments der Brenn- kraftmaschine ausgebildet ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine, die mit einem Getriebe eines Traktions- stranges und mit Nebenbetrieben eines Nebenbetriebestranges gekoppelt ist, und einer die Brennkraftmaschine steuernden erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ; Figur 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens In einem selbstfahrenden Schienenfahrzeug wird als Antriebsstrang ein Dieselmotor 1 mit einem mechanischen oder hydraulischen Getriebe 2, welches zur Energieübertragung zwi- schen Dieselmotor 1 und Treibachsen des Schienenfahrzeugs dient, eingesetzt. Der Diesel- motor 1 stellt gleichzeitig über entsprechende Energieumwandler bzw. Energieübertrager die Energie für die Hilfebetriebe 3 zur Verfügung. Elektrische Energie, z. B. für die Bordspan- nungsversorgung wird mit Hilfe eines Generators erzeugt, der vom Dieselmotor angetrieben wird. Andere Hilfebetriebe, wie z. B. Antriebe der Kühlerlüfter, des Luftkompressors oder der Klimaanlage werden direkt bzw. über ein Getriebe vom Dieselmotor gespeist.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Leistung des Dieselmotors 1 in Abhängigkeit der geforderten Traktions-und Nebenbetriebeleistung des Fahrzeuges durch eine erste Steuer- einrichtung 1.1 gesteuert, indem die von einer Fahrzeugsteuerung 4 kommenden Leistungs- anforderung in Form eines Anforderungswerts S1A unter Verwendung eines entsprechenden ersten Sollwerts S1 an die zweite Steuereinrichtung 1.2 des Dieselmotors 1 im jeweiligen Betriebspunkt so begrenzt wird, dass eine Überlastung des Getriebes zwischen Dieselmotor

1 und Radsatz sicher ausgeschlossen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält dazu einen Speicher 5 für einen Grenzsollwert S1 max, einen Vergleicher zum Vergleichen des Grenzsollwert S1maX, mit dem von der Fahrzeugsteuerung kommenden Anforderungswerts S1A und ein Stellglied 1.3 zur Begrenzung der Leistung des Dieselmotors auf den Soll- wert S1. Der Grenzsollwert S1max ist dabei ein Wert für die Einspritzmenge, der vorab aus dem maximal zulässigen in das Getriebe eingeleitbaren Drehmoment ermittelt wurde.

Weiterhin ist eine Ermittiungseinrichtung 7 vorgesehen, über welche die durch die Nebenbe- triebe aufgenommene mechanische Leistung erfasst und daraus ein Sollwert S2 erzeugt wird. Ermittiungseinrichtung 7 bestimmt dabei die erforderliche Leistung eines Generators aus den anliegenden Spannungs-und Stromverhältnissen, während die Leistung im Betrieb befindlicher mechanischer Verbraucher anhand von bekannten konstanten oder als konstant angenommenen Leistungswerten berücksichtigt wird. Hieraus wird dann anhand einer zuvor ermittelten Leistungs-Einspritzmenge-Kennlinie der Sollwert S2 ermittelt.

Wie in Figur 2 dargestellt wird der Anforderungswert S1A in einem ersten Schritt 7 mit dem Grenzsollwert S1 max verglichen.

Anschließend wird der erste Sollwert S1 dann in Abhängigkeit von diesem Vergleich gesetzt.

So wird der erste Sollwert S1 in Schritt 8 gleich dem Anforderungswert S1A gesetzt, wenn der Anforderungswert S1A kleiner ist als der Grenzsollwert S1 max Demgegenüber wird der erste Sollwert S1 in Schritt 9 gleich dem Grenzsollwert S1 max gesetzt, wenn der Anforde- rungswert S1A größer ist als der Grenzsollwert S1max. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Begrenzung des am Getriebe anliegenden Drehmoments bzw. der über das Getriebe übertragenen Leistung erzielt werden.

Die Sollwerte S1 und S2 werden dann in einem Schritt 10 in einem Addierer 12 addiert und als Gesamtsollwert S19es in einem Schritt 11. an die zweite Steuereinrichtung 1.2 des Die- selmotors gesendet. Der Gesamtsollwert S19es wird dann an das Stellglied 1.3 für die Steue- rung des Dieselmotors in Abhängigkeit vom Gesamtsollwert weitergegeben.

Maximal und minimal mögliche Drehzahlen des Dieselmotors sowie die maximale Leistung bzw. Drehmoment des Dieselmotors werden durch dessen eigene Steuerung, also die zwei- te Steuereinrichtung 1.2 kontrolliert und eingehalten. Die im vorliegenden Beispiel eine Kom- ponente der erste Steuereinrichtung 1.1 ist, bei anderen Varianten der Erfindung aber auch als getrennte Steuereinrichtungen ausgebildet sein kann.