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Title:
METHOD FOR REGULATING THE ROTATIONAL SPEED OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/065773
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the invention, the rotational speed of an internal combustion engine (1) is regulated. A first set injection quantity, which is calculated by means of a rotational speed regulator, is compared to another input variable by means of a minimal value selection. In a stationary operating state, the other input variable is determined by means of a first characteristic. In a dynamic operating state, the other input variable is determined by means of a second characteristic. The change over from the first characteristic to the second characteristic is carried out by fulfilling a switching condition which is determined according to the deviation.

Inventors:
DOELKER ARMIN (DE)
BUTSCHER FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/000376
Publication Date:
August 05, 2004
Filing Date:
January 20, 2004
Export Citation:
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Assignee:
MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH (DE)
DOELKER ARMIN (DE)
BUTSCHER FRANZ (DE)
International Classes:
F02D31/00; F02D41/00; F02D41/38; (IPC1-7): F02D31/00; F02D41/10
Foreign References:
US20020132699A12002-09-19
US6152107A2000-11-28
EP1065364A12001-01-03
EP1348590A22003-10-01
US5819705A1998-10-13
DE19937139C12001-04-05
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Claims:
MTU Friedrichshafen GmbH Patentansprüche
1. Verfahren zur DrehzahlRegelung einer Brennkraftmaschine (1) bei dem aus einem SollIstVergleich der Drehzahlen eine erste Regelabweichung (dR1) berechnet wird, aus der ersten Regelabweichung (dR1) mittels eines Drehzahl Reglers (10) eine erste SollEinspritzmenge (qV0) berech net wird und aus der ersten SollEinspritzmenge (qV0) so wie einer weiteren Eingangsgröße (E) mittels einer Mini malwertAuswahl (11) eine zweite SollEinspritzmenge (qV) zur DrehzahlRegelung der Brennkraftmaschine (1) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftma schine (1) die Eingangsgröße (E) einer ersten Einspritz menge (qV1) entspricht (E = qV1), welche mittels einer ersten Kennlinie (13) berechnet wird, in einem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) die Eingangs größe (E) einer zweiten Einspritzmenge (qV2) entspricht (E = qV2), welche mittels einer zweiten Kennlinie (14) berechnet wird und mit Erfüllen einer UmschaltBedingung von der ersten (13) auf die zweite Kennlinie (14) gewech selt wird.
2. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die UmschaltBedingung erfüllt wird, wenn die erste Regelabweichung (dR1) negativ wird (dR1 < 0) und einen Grenzwert (GW) unterschreitet (dR1 < GW).
3. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit Erfüllen der UmschaltBedingung die zweite Kenn linie (14) mit dem Wert (qVl (tS) ) der ersten Einspritz menge (qV1) zum UmschaltZeitpunkt (tS) initialisiert wird.
4. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit Erfüllen der UmschaltBedingung die zweite Kenn linie (14) mit dem Wert (qV0 (tS)) der ersten Soll Einspritzmenge (qV0) zum Umschaltzeitpunkt (tS) initiali siert wird.
5. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Erfüllen der UmschaltBedingung die zweite Kenn linie (14) mit einem größeren Wert als die erste Soll Einspritzmenge (qV0) zum Umschaltzeitpunkt (tS) initiali siert wird.
6. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der zweiten Kennlinie (14) die zweite Ein spritzmenge (qV2) ausgehend vom InitialisierungsWert auf Null (qV2 = 0) oder einen Vorgabewert (qMIN) gemäß einer Übergangsfunktion reduziert wird (qVS = qXIN).
7. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgabewert (qMIN) kleiner als eine Leerlauf Einspritzmenge (qLL) ist.
8. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Regelabweichung (dR2) berechnet wird und die UmschaltBedingung erfüllt wird, wenn die zweite Re gelabweichung (dR2) negativ wird (dR2 < 0) und einen Grenzwert (GW) unterschreitet (dR2 < GW).
9. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Regelabweichung (dR1) maßgeblich von einer ersten gefilterten IstDrehzahl (nMl (IST)) bestimmt wird und die zweite Regelabweichung (dR2) maßgeblich von einer zweiten gefilterten IstDrehzahl (nM2 (IST)) bestimmt wird, wobei die erste gefilterte IstDrehzahl (nMl (IST)) mittels eines ersten Filters (12) und die zweite gefil terte IstDrehzahl (nM2 (IST) ) mittels eines zweiten Fil ters (17) aus der IstDrehzahl (nM (IST)) der Brennkraft maschine (1) berechnet wird.
10. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Filter (12) einen größeren Kurbelwellen Winkel als das zweite Filter (17) erfasst.
11. Verfahren zur DrehzahlRegelung nach einem der vorausge gangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgröße (E) der MinimalwertAuswahl (11) als Begrenzungswert für den integrierenden Anteil des DrehzahlReglers (10) gesetzt wird.
Description:
MTU Friedrichshafen GmbH Verfahren zur Drehzahl-Regelung einer. Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahl-Regelung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine als Generatorantrieb oder Schiffsantrieb vorgesehene Brennkraftmaschine wird üblicherweise in einem Drehzahl- Regelkreis betrieben. Als Regelgröße wird hierbei die Ist- Drehzahl an der Kurbelwelle erfasst. Diese wird mit einer Führungsgröße, einer Soll-Drehzahl, verglichen. Die sich hieraus ergebende Regelabweichung wird mittels eines Dreh- zahl-Reglers in die Stellgröße, eine Soll-Einspritzmenge, um- gesetzt. Über die Stellgröße wird die eingespritzte Kraft- stoffmenge eingestellt. Zur Stabilisierung des Drehzahl- Regelkreises wird im Rückkopplungszweig ein Ein-oder Zwei- Umdrehungsfilter vorgesehen.

Eine derartige Brennkraftmaschine wird häufig in einem stati- onären Betriebszustand betrieben, d. h. bei einer konstanten Drehzahl. Beispielsweise entsprechen 1500 Umdrehungen/Minute bei einer Generatoranwendung einer Netzfrequenz von 50 Hz. Im weiteren Text wird der stationäre Betriebszustand als erster Betriebszustand bezeichnet.

Aufgrund äußerer Einflüsse kann ein dynamischer Betriebszu- stand auftreten, beispielsweise bei Lastabschaltung oder bei Austauchen des Schiffsantriebs. Der dynamische Betriebszu- stand wird im weiteren Text als zweiter Betriebszustand be- zeichnet. Für den zweiten Betriebszustand definieren Indust-

rie-Normen eine zulässige Drehzahl-Überhöhung bei Auftreten des zweiten Betriebszustands, beispielsweise 10 Prozent der Nenndrehzahl.

Aus der DE 199 37 139 Cl ist ein Verfahren zur Steuerung ei- ner Brennkraftmaschine bekannt, bei dem mit Erkennen einer signifikanten Laständerung am Abtrieb der Einspritzbeginn nach spät verstellt wird. Bei diesem Verfahren wird also mit Erkennen des zweiten Betriebszustands einer Erhöhung der Drehzahl über eine Steuerung entgegengewirkt. Die Drehzahl- Erhöhung wird folglich nicht nur über den Drehzahl-Regler ausgeregelt. Als zusätzliche Maßnahme ist im Einspritzbeginn- Kennfeld eine Drehzahlbegrenzungs-Kurve zur Reduzierung der Soll-Einspritzmenge vorgesehen.

Aus dem gleichen Stand der Technik ist ebenfalls bekannt zwi- schen dem Drehzahl-Regler und der Regelstrecke eine Minimal- wert-Auswahl anzuordnen. Über die Minimalwert-Auswahl wird die vom Drehzahl-Regler berechnete Soll-Einspritzmenge mit einer weiteren Eingangsgröße verglichen.

Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren hat sich in der Praxis bewährt. Problematisch ist jedoch der Umstand, dass der Drehzahlbereich im ersten Betriebszustand durch die Drehzahlbegrenzungs-Kurve eingeschränkt wird.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfah- ren zur Drehzahl-Regelung bereitzustellen, welches im Rahmen der Industrie-Normen eine größere Wahlfreiheit im ersten Be- triebszustand gestattet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Ausgestaltungen hierzu sind in den Unteransprüchen darge- stellt.

Die Erfindung sieht vor, dass im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine die weitere Eingangsgröße der Minimalwert-

Auswahl einer ersten Einspritzmenge entspricht, welche mit- tels einer ersten Kennlinie berechnet wird. Im zweiten Be- triebszustand der Brennkraftmaschine entspricht die weitere Eingangsgröße der Minimalwert-Auswahl einer zweiten Ein- spritzmenge, welche mittels einer zweiten Kennlinie berechnet wird, wobei mit Erfüllen einer Umschalt-Bedingung von der ersten auf die zweite Kennlinie gewechselt wird. Die Um- schalt-Bedingung ist dann erfüllt, wenn eine erste Regelab- weichung negativ wird und einen Grenzwert unterschreitet. Ei- ne negative Regelabweichung liegt immer dann vor, wenn die Regelgröße, also die Ist-Drehzahl der Brennkraftmaschine, größer als die Sollwert-Vorgabe wird. Bei Erfüllen der Um- schalt-Bedingung wird die zweite Kennlinie mit dem Wert der ersten Einspritzmenge der ersten Kennlinie zum Umschalt- Zeitpunkt initialisiert. Danach wird über die zweite Kennli- nie die zweite Einspritzmenge ausgehend vom Initialisierungs- Wert auf Null oder einen Vorgabewert reduziert, wenn die Ist- Drehzahl weiter ansteigt.

Die größere Wahlfreiheit im ersten Betriebszustand wird durch die Erfindung dadurch erzielt, dass die erste Kennlinie keine oder eine zu hohen Drehzahlwerten verschobene Drehzahlbegren- zungs-Kurve enthält. Im ersten Betriebszustand kann vom An- wender jede beliebige Drehzahl eingestellt werden. Eine Dreh- zahl-Begrenzung erfolgt erst dann, wenn der zweite Betriebs- zustand erkannt wird. Über die zweite Kennlinie werden folg- lich die Vorgaben der Industrie-Normen eingehalten.

Da die Drehzahl-Begrenzung im zweiten Betriebszustand wie im Stand der Technik über eine Steuerung verwirklicht wird, ist eine Optimierung der Drehzahl-Reglerparameter für das Lastab- schalten nicht erforderlich. Daher kann der Drehzahl-Regler vom Hersteller der Brennkraftmaschine ausschließlich für den ersten Betriebszustand optimiert werden. Für den Drehzahl- Regler können daher robuste Parameter verwendet werden.

In den Zeichnungen sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 ein Systemschaubild Fig. 2 einen Drehzahl-Regelkreis gemäß dem Stand der Technik Fig. 3 ein erstes Blockschaltbild (erstes Ausführungsbei- spiel) Fig. 4 ein zweites Blockschaltbild (zweites Ausführungsbei- spiel) Fig. 5 eine Drehzahlbegrenzungs-Kurve nach dem Stand der Technik Fig. 6 eine erste Kennlinie Fig. 7 eine zweite Kennlinie Fig. 8 einen Programmablaufplan Die Figur 1 zeigt ein Systemschaubild bestehend aus einer Brennkraftmaschine 1 mit einer Motorlast 3. Die Brennkraftma- schine 1 treibt über eine Welle mit einem Übertragungsglied 2 die Motorlast 3 an. Bei der dargestellten Brennkraftmaschine 1 wird der Kraftstoff über ein Common-Rail-System einge- spritzt. Dieses umfasst folgende Komponenten : Pumpen 6 mit Saugdrossel zur Förderung des Kraftstoffs aus einem Kraft- stofftank 5, ein Rail 7 zum Speichern des Kraftstoffs und In- jektoren 9 zum Einspritzen des Kraftstoffs aus dem Rail 7 in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1.

Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine 1 wird durch ein elektronisches Steuergerät (EDC) 4 geregelt. Das elektroni- sche Steuergerät 4 beinhaltet die üblichen Bestandteile eines Mikrocomputersystems, beispielsweise einen Mikroprozessor, 1/0-Bausteine, Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM). In den Speicherbausteinen sind die für den Betrieb der Brenn- kraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfel- dern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektro- nische Steuergerät 4 aus den Eingangsgrößen die Ausgangsgrö- ßen. In Figur 1 sind exemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt : ein Raildruck pCR, der mittels eines

Rail-Drucksensors 8 gemessen wird, ein Ist-Drehzahl-Signal nM (IST) der Brennkraftmaschine 1, eine Eingangsgröße EG und ein Signal FW zur Leistungswunsch-Vorgabe durch den Betrei- ber. Bei einer Fahrzeug-Anwendung entspricht dies der Fahrpe- dalstellung. Unter der Eingangsgröße EG sind beispielsweise der Ladeluftdruck eines Turboladers und die Temperaturen der Kühl-/Schmiermittel und des Kraftstoffs subsumiert.

In Figur 1 sind als Ausgangsgrößen des elektronischen Steuer- geräts 4 ein Signal ADV zur Steuerung der Pumpen 6 mit Saug- drossel und eine Ausgangsgröße A dargestellt. Die Ausgangs- größe A steht stellvertretend für die weiteren Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1, bei- spielsweise den Einspritzbeginn SB und eine Einspritzdauer SD. Über den Einspritzbeginn SB und die Einspritzdauer SD wird die Soll-Einspritzmenge qV definiert.

Figur 2 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Drehzahl-Regelkreis. Die Eingangsgrößen des Regelkreises sind die Führungsgröße, entsprechend einer Soll-Drehzahl nM (SL) und eine weitere Eingangsgröße E. Die Eingangsgröße E wird in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 erläutert. Die Ausgangsgröße des Drehzahl-Regelkreises, also die Regelgrö- ße, entspricht der rohen Ist-Drehzahl nM (IST). Diese wird ü- ber ein erstes Filter 12 in eine erste gefilterte Ist- Drehzahl nMl (IST) gewandelt. Im weiteren Text wird diese als erste Ist-Drehzahl nM1 (IST) bezeichnet. Das erste Filter 12 ist im Rückkopplungszweig des Drehzahl-Regelkreises angeord- net. Üblicherweise ist dieses als Ein-oder Zwei- Umdrehungsfilter ausgeführt. Bei einem Zwei-Umdrehungsfilter werden die Drehzahlimpulse der Kurbelwelle über ein Arbeits- spiel der Brennkraftmaschine 1 erfasst, d. h. 720 Grad. An einem Vergleichspunkt A werden die Soll-Drehzahl nM (SL) und die erste Ist-Drehzahl nM1 (IST) miteinander verglichen. Die sich hieraus ergebende erste Regelabweichung dR1 wird über einen Drehzahl-Regler 10 in eine erste Soll-Einspritzmenge qV0 umgesetzt. Über eine Minimalwert-Auswahl 11 werden die

erste Soll-Einspritzmenge qV0 und die weitere Eingangsgröße E miteinander verglichen. Die Ausgangsgröße der Minimalwert- Auswahl 11 entspricht einer zweiten Soll-Einspritzmenge qV.

Diese entspricht entweder dem Wert qV0 oder der Eingangsgrö- ße E. Die zweite Soll-Einspritzmenge qV ist als Eingangsgrö- ße auf die Regelstrecke, hier die Brennkraftmaschine 1, ge- führt. Damit ist der Regelkreis geschlossen.

In Figur 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung als Blockschaltbild dargestellt. Mit den Bezugszeichen 1 und 10 bis 12 ist der zuvor beschriebene Drehzahl-Regelkreis dar- gestellt. Die Erfindung sieht nun vor, dass die Eingangsgröße E der Minimalwert-Auswahl 11 über eine erste Kennlinie 13 o- der eine zweite Kennlinie 14 bestimmt wird. Die Eingangsgröße der ersten Kennlinie 13 entspricht der ersten Ist-Drehzahl nMl (IST). Über die erste Kennlinie 13 wird der Eingangsgröße eine erste Einspritzmenge qV1 zugeordnet. Die erste Kennlinie 13 ist in Figur 6 dargestellt und wird in Verbindung mit die- ser erklärt. Die Eingangsgrößen der zweiten Kennlinie sind : die erste Einspritzmenge qV1, die erste Ist-Drehzahl nM1 (IST) und ein Signal Umschalt-Zeitpunkt tS. Die erste Einspritzmen- ge qV1, also die Ausgangsgröße der ersten Kennlinie 13, wird über einen entsprechenden Rückkopplungszweig der zweiten Kennlinie 14 zugeführt. Über die zweite Kennlinie 14 wird in Abhängigkeit der Eingangsgrößen eine zweite Einspritzmenge qV2 berechnet. Die erste Einspritzmenge qV1 und die zweite Einspritzmenge qV2 sind auf einen Schalter 16 geführt. Der Zustand des Schalters 16 wird über das Signal Umschalt- Zeitpunkt tS definiert. Dieses wiederum wird mittels eines Komparators 15 aus der ersten Regelabweichung dR1 und einem Grenzwert GW berechnet. An einem Abzweigungspunkt B wird die Ausgangsgröße des Schalters 16 zusätzlich auf den Drehzahl- Regler 10 geführt. Dieser Signalpfad dient zur Begrenzung des integrierenden Anteils des Drehzahl-Reglers 10.

Die Funktion der Anordnung ist folgendermaßen : Im ersten Be- triebszustand befindet sich der Schalter 16 in der gezeich-

neten Stellung. In diesem Betriebszustand wird die Eingangs- größe E der Minimalwert-Auswahl 11 über die erste Kennlinie 13 bestimmt. Die Eingangsgröße E entspricht folglich dem Wert der ersten Einspritzmenge qVl. Mit Erfüllen der Um- schalt-Bedingung setzt der Komparator 15 das Signal tS. Die Umschalt-Bedingung wird erfüllt, wenn die erste Regelabwei- chung dR1 negativ wird und den Grenzwert GW unterschreitet.

Ein typischer Wert für den Grenzwert GW beträgt minus 80 Um- drehungen/Minute. Mit Setzen des Signals tS ändert der Schalter 16 seine Position in die gestrichelte Stellung.

Gleichzeitig wird die zweite Kennlinie 14 mit dem zuletzt berechneten Wert qVl (tS) der ersten Einspritzmenge initiali- siert. Über die zweite Kennlinie 14 wird ausgehend vom Ini- tialisierungs-Wert qVl (tS) die zweite Einspritzmenge qV2 auf den Wert Null verringert, wenn die erste Ist-Drehzahl nMl (IST) weiter ansteigt. Sobald die zweite Einspritzmenge qV2 unter den Wert der ersten Soll-Einspritzmenge qV0 fällt, wird die zweite Einspritzmenge qV2 über die Minimalwert- Auswahl 11 als maßgeblich für die zweite Soll-Einspritzmenge qV gesetzt. Die zweite Kennlinie 14 bewirkt also bei anstei- gender erster Ist-Drehzahl, dass in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1 eine abnehmende Einspritzmenge einge- spritzt wird. Hierdurch wird die Drehzahl-Zunahme begrenzt.

Selbstverständlich ist es möglich die zweite Einspritzmenge qV2 anstatt auf Null nur auf einen Minimalwert zu reduzie- ren.

Alternativ ist vorgesehen, dass die zweite Kennlinie mit Er- füllen der Umschalt-Bedingung mit dem zuletzt berechneten Wert qV0 (tS) der ersten Soll-Einspritzmenge qV0 im Umschalt- zeitpunkt tS initialisiert wird. Diese Alternative ist in Figur 3 gestrichelt dargestellt. Der Rückkopplungszweig von der ersten Kennlinie 13 zur zweiten Kennlinie 14 entfällt bei dieser Alternative.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung als Blockschaltbild dargestellt. Diese Darstellung unter-

scheidet sich zur Figur 3 durch ein zusätzliches zweites Filter 17. Über dieses wird aus der ungefilterten Ist- Drehzahl nM (IST) eine zweite gefilterte Ist-Drehzahl nM2 (IST) berechnet. Im weiteren Text wird diese als zweite Ist-Drehzahl bezeichnet. Die zweite Ist-Drehzahl nM2 (IST) wird mit der Soll-Drehzahl nM (SL) an einem Punkt C vergli- chen. Hieraus errechnet sich eine zweite Regelabweichung dR2. Die zweite Regelabweichung dR2 stellt die Eingangsgröße für den Komparator 15 dar. Die zweite Ist-Drehzahl nM2 (IST) stellt die Eingangsgröße für die zweite Kennlinie 14 dar.

Das zweite Filter 17 erfasst einen kleineren Kurbelwellen- Winkel als das erste Filter 12. Beispielsweise erfasst das zweite Filter 17 einen Winkel von 90 Grad. Hierdurch wird eine kürzere Reaktionszeit auf Drehzahländerungen der unge- filterten Ist-Drehzahl nM (IST) erzielt. Für die weitere Funktionalität der Anordnung gilt die Beschreibung der Figur 3.

In Figur 5 ist eine Drehzahlbegrenzungs-Kurve nach dem Stand der Technik dargestellt. Hierbei sind auf der Abszisse die erste Ist-Drehzahl nM1 (IST) und auf der Ordinate die Soll- Einspritzmenge qV aufgetragen. Als durchgezogene Linie ist die Drehzahlbegrenzungs-Kurve DBR dargestellt. Die DBR-Kurve setzt sich zusammen aus einem parallel zur Abzisse verlaufen- den Geradenabschnitt und einem fallenden Geradenabschnitt.

Der fallende Geradenabschnitt zwischen den Punkten A und B wird im weiteren Text als Abregel-Kurve bezeichnet. Mit Be- zugszeichen C ist ein erster Betriebspunkt eingezeichnet. Zu diesem gehört das Wertepaar nC und qC. Bei einer 50 Hz- Generatoranwendung entspricht der Drehzahlwert nC im Be- triebspunkt C einem Drehzahlwert von 1500 Umdrehungen/Minute.

Das Verfahren nach dem Stand der Technik läuft folgendermaßen ab : Aufgrund einer Lastabschaltung vergrößert sich die erste Ist-Drehzahl nMl (IST) vom Drehzahlwert nC im Punkt C in Rich- tung des Punkts D. Der Punkt D liegt auf der Abregel-Kurve, Wertepaar nD und qD. Mit Erreichen des Punkts D wird die

Soll-Einspritzmenge qV vom Wert qD entlang der Abregel-Kurve auf den Wert Null reduziert. Da die Industrie-Normen für das Lastabschalten eine Drehzahl-Überhöhung von beispielsweise maximal 10 Prozent der Nenndrehzahl vorgeben, wird in der Praxis die DBR-Kurve so gewählt, dass dieses Kriterium garan- tiert eingehalten wird. Bei einem Drehzahlwert nC im Punkt C von 1500 Umdrehungen/Minute bedeutet dies, dass dem Punkt D beispielsweise 1580 Umdrehungen/Minute zugeordnet wird. Durch die DBR-Kurve werden die Lastabschaltkriterien sicher er- füllt. Problematisch ist jedoch, dass'ein Betriebspunkt E mit dem Drehzahlwert nE im ersten Zustand nicht eingestellt wer- den kann.

In Figur 6 ist die erste Kennlinie 13 dargestellt. Die Ein- gangsgröße ist die erste Ist-Drehzahl nM1 (IST). Die Ausgangs- größe ist die erste Einspritzmenge qVl. Die erste Kennlinie 13 ist in der Form ausgeführt, dass die Abregel-Kurve ent- fällt oder zu großen Drehzahlwerten der ersten Ist-Drehzahl riml (IST) verschoben wird. Mit Bezugszeichen DBR1 ist eine zu hohen Drehzahlwerten verschobene Abregel-Kurve dargestellt.

In Figur 6 ist als gestrichelte Linie eine Kurve DBR2 darge- stellt. Diese entspricht dem Wegfall der Abregel-Kurve. Im Unterschied zur Figur 5 befindet sich der Betriebspunkt E nunmehr im zulässigen Bereich. Der Betreiber der Brennkraft- maschine kann folglich den Betriebspunkt E einstellen.

In Figur 7 ist die zweite Kennlinie 14 dargestellt. Die Ein- gangsgröße entspricht der ersten Ist-Drehzahl nM1 (IST). Die Ausgangsgröße entspricht der zweiten Einspritzmenge qV2. In Figur 7 sind alternativ drei fallende Geraden dargestellt, entsprechend den Kurven zwischen dem Punkt AB, AF und DG.

Die Funktion der Erfindung wird anhand der Figur 6 und Figur 7 erläutert. Die Brennkraftmaschine wird im ersten Betriebs- zustand im Betriebspunkt C betrieben. Auf Grund eines Lastab- wurfs vergrößert sich die erste Ist-Drehzahl nM1 (IST) vom Be- triebspunkt C nach D. Im Punkt D wird die Umschalt-Bedingung

erfüllt. Die Umschalt-Bedingung wird erfüllt, wenn die erste Regelabweichung dR1 negativ wird und einen Grenzwert GW un- terschreitet, beispielsweise minus 80 Umdrehungen/Minute. In Figur 6 ist der Betrag dieses Grenzwerts GW entsprechend ein- gezeichnet. Mit Erfüllen der Umschalt-Bedingung wird von der ersten Kennlinie auf die zweite Kennlinie (Figur 7) umge- schaltet. Der Wert qDBR der ersten Einspritzmenge qV1 zum Um- schalt-Zeitpunkt tS wird als Initialisierungs-Wert für die zweite Kennlinie gesetzt. Ausgehend von diesem Wert qDBR wird die zweite Einspritzmenge qV2 reduziert. Erhöht sich die ers- te Ist-Drehzahl nMl (IST) über den Drehzahlwert nD des Punkts D, so wird die zweite Einspritzmenge qV2 entsprechend einer der drei Abregel-Kurven nach Figur 7 abgeregelt. Über die Abregel-Kurve mit den Punkten A und B (durchgezogene Linie) wird die zweite Einspritzmenge qV2 auf Null geführt.. Über die Abregel-Kurve mit den Punkten A und F (gestrichelte Linie) wird über einen Drehzahlbereich dn die zweite Einspritzmenge qV2 auf einen Wert qMIN geführt. In der Praxis wird der Wert qMIN kleiner gewählt als die Leerlauf-Einspritzmenge qLL. Ü- ber die Abregel-Kurve mit den Punkten D und G (strichpunk- tierte Linie) wird die zweite Einspritzmenge qV2 ausgehend vom Punkt D, Wert qD, auf Null reduziert. Diese Abregel-Kurve DG kommt dann zur Anwendung, wenn zum Umschaltzeitpunkt tS die zweite Kennlinie mit dem Wert qV0 (tS) der ersten Soll- Einspritzmenge qV0 initialisiert wird. Dies entspricht den in den Figuren 3 und 4 eingezeichneten Alternativen. Als Vorteil ergibt sich bei diesem Beispiel eine schnellere Reduzierung der zweiten Einspritzmenge qV2.

Die Auswahl der entsprechenden Abregel-Kurve wird von der angetriebenen Last bestimmt. Anstelle der als Gerade ausge- führten Übergangsfunktion kann jede beliebige Funktion ver- wendet werden. Selbstverständlich ist es auch möglich einen größeren Wert als die Einspritzmenge qD als Initialisie- rungswert zu setzen. Auf der Abszisse der Figur 7 ist in Klammern gesetzt die zweite Ist-Drehzahl nM2 (IST) aufgetra- gen. Die zweite Ist-Drehzahl nM2 (IST) ist bei Verwendung des

zweiten Filters 17 die Eingangsgröße der zweiten Kennlinie 14, siehe Figur 4.

In Figur 8 ist ein Programmablaufplan dargestellt. Bei S1 wird die erste Regelabweichung dR1 berechnet. Danach wird bei S2 geprüft, ob die erste Regelabweichung dR1 den Grenzwert GW unterschreitet. Ist dies nicht der Fall, so wird zu S3 ver- zweigt und der erste Betriebszustand gesetzt. Ist die erste Regelabweichung dR1 negativ und unterschreitet den Grenzwert GW, so ist die Umschalt-Bedingung erfüllt. Danach wird bei S4 der zweite Betriebszustand gesetzt und bei S5 von der ersten Kennlinie auf die zweite Kennlinie gewechselt. Hierzu wird die zweite Kennlinie mit dem Wert qVl (tS) der ersten Ein- spritzmenge qV1 zum Umschalt-Zeitpunkt tS initialisiert. Bei S6 wird die zweite Einspritzmenge qV2 über die zweite Kennli- nie, entsprechend der Figur 7, bestimmt. Danach wird bei S7 geprüft, ob die zweite Einspritzmenge qV2 die erste Soll- Einspritzmenge qV0, welche vom Drehzahl-Regler aus der ersten Regelabweichung dR1 berechnet wird, unterschreitet. Ist dies nicht der Fall, so bleibt bei S9 die zweite Einspritzmenge qV2 dominant für die zweite Soll-Einspritzmenge qV und der Programmablaufplan ist beendet. Unterschreitet die zweite Einspritzmenge qV2 den Wert der ersten Soll-Einspritzmenge qVO im Schritt S7, so wird die erste Soll-Einspritzmenge qV0 als dominant für die zweite Soll-Einspritzmenge qV gesetzt, Schritt S8. Bei Verwendung des zweiten Filters 17, entspre- chend der Darstellung der Figur 4, erfolgt die Abfrage im Schritt S2 auf die zweite Regelabweichung dR2.

Die Erfindung bietet folgende Vorteile : - die Lastabschalt-Kriterien werden sicher eingehalten ; - keine Begrenzung des Drehzahl-Verstellbereichs im ersten Betriebszustand ; - die Drehzahl-Reglerparameter müssen nicht auf das Lastab- schaltverhalten optimiert werden ; - eine robuste Auslegung des Drehzahl-Reglers ist möglich ;

- ein optimaler Gleichlauf im ersten Betriebszustand wird durch die langsame Filterung (erstes Filter) erzielt ; - eine freie Gestaltung der stationären DBR-Kurve ist mög- lich.

Bezugszeichen

1 Brennkraftmaschine 2 Übertragungsglied 3 Motorlast 4 elektronisches Steuergerät EDC 5 Kraftstofftank 6 Pumpen 7 Rail 8 Rail-Drucksensor 9 Injektoren 10 Drehzahl-Regler 11 Minimalwert-Auswahl 12 erstes Filter 13 erste Kennlinie 14 zweite Kennlinie 15 Komparator 16 Schalter 17 zweites Filter