Regeleinrichtung zur Regelung einer eine Brennkraftmaschine und einen mit der

Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator umfassenden

Leistungsanordnung, Regelanordnung mit einer solchen Regeleinrichtung,

Leistungsanordnung und Verfahren zur Regelung einer Leistungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Regelung einer eine Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator umfassenden

Leistungsanordnung, eine Regel anordnung mit einer solchen Regeleinrichtung, eine Leistungsanordnung, umfassend eine Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator, mit einer solchen Regeleinrichtung oder mit einer solchen Regelanordnung, und ein Verfahren zur Regelung einer solchen Leistungsanordnung.

Eine solche Regeleinrichtung kann eingerichtet sein, um eine Generatorleistung oder eine Generatorfrequenz des Generators einer Leistungsanordnung zu regeln. Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere, wenn sowohl die Generatorleistung als auch die Generatorfrequenz geregelt werden sollen. Dabei erweist es sich insbesondere als schwierig, einerseits ein gutes Lastschaltverhalten und andererseits eine robuste, stabile Regelung zu verwirklichen. Während diese Ziele schon in sich gegenläufig sind, verstärkt sich die Problematik in dem hier skizzierten Fall noch dadurch, dass zwei verschiedene Größen eingeregelt werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zur Regelung einer eine

Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator umfassenden Leistungsanordnung, eine Regel anordnung mit einer solchen Regeleinrichtung, eine Leistungsanordnung, umfassend eine Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator, mit einer solchen Regeleinrichtung oder mit einer solchen Regel anordnung, und ein Verfahren zur Regelung einer solchen Leistungsanordnung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten. Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Regeleinrichtung zur Regelung einer Leistungsanordnung geschaffen wird, wobei die Leistungsanordnung eine Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator aufweist. Die

Regeleinrichtung weist einen Leistungsregler auf, der eingerichtet ist, um eine Generatorleistung des Generators als Regelgröße zu erfassen, eine Leistungs-Regelabweichung als Differenz der erfassten Generatorleistung zu einer Soll-Generatorleistung zu ermitteln, und um eine erste Vorgabegröße in Abhängigkeit von der Leistungs-Regelabweichung zu bestimmen. Die Regeleinrichtung weist außerdem einen Frequenzregler auf, der eingerichtet ist, um eine Generatorfrequenz des Generators als Regelgröße zu erfassen, eine Frequenz -Regelabweichung als Differenz der erfassten Generatorfrequenz zu einer Soll-Generatorfrequenz zu ermitteln, und um eine zweite Vorgabegröße in Abhängigkeit von der Frequenz-Regelabweichung zu bestimmen. Die Regeleinrichtung weist außerdem ein Vorsteuermodul auf, das eingerichtet ist, um eine dritte Vorgabegröße - insbesondere als Vorsteuergröße für eine Ansteuerung der Brennkraftmaschine - zu bestimmen. Die Regeleinrichtung ist eingerichtet, um die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die dritte Vorgabegröße miteinander zu einer Gesamt-Vorgabegröße zu kombinieren, insbesondere zu verrechnen, und um die Gesamt- Vorgabegröße - insbesondere als Stellgröße - für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine zu verwenden. Vorteilhaft werden bei der hier vorgeschlagenen Regeleinrichtung Änderungen im Betrieb der Leistungsanordnung, insbesondere Änderungen von wenigstens einer Sollgröße, insbesondere Änderungen der Soll-Generatorleistung, unmittelbar durch das Vorsteuermodul in Änderungen der Vor Steuergröße, das heißt der dritten Vorgabegröße, umgesetzt, wobei sie zugleich durch Verrechnung der dritten Vorgabegröße mit den anderen Vorgabegrößen zu der Gesamt-Vorgabegröße eine Änderung der Stellgröße bewirken. Daher weist die hier vorgeschlagene Regeleinrichtung ein sehr gutes Lastschaltverhalten auf. Gleichzeitig weist die hier vorgeschlagene Regeleinrichtung aber auch eine robuste, stabile Regelung sowohl der Generatorleistung als auch der Generatorfrequenz auf, da Dynamikanforderungen von der Vorsteuerung erfüllt werden, sodass für den Leistungsregler und für den Frequenzregler jeweils eine stabile und robuste Parametrierung gewählt werden kann, auch wenn diese gegebenenfalls eine langsamere Regelungscharakteristik mit sich bringt. Insbesondere ist es möglich, dass die Gesamt-Vorgabegröße, das heißt insbesondere die resultierende Stellgröße zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine, für jeden Abtastschritt jeweils unter Berücksichtigung der Stellgrößen des Leistungsreglers und des Frequenzreglers, das heißt aus der ersten Vorgabegröße und der zweiten Vorgabegröße des jeweiligen Abtastschritts, berechnet wird, sodass keine abtastbedingten Totzeiten entstehen. Somit kann unmittelbar, mit hoher Regelungsgeschwindigkeit, auf Änderungen der Generatorfrequenz und der Generatorleistung reagiert werden.

Unter einer Generatorfrequenz wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere die Frequenz der in dem Generator induzierten elektrischen Spannung, insbesondere die Frequenz der elektrischen Ausgangsspannung des Generators, verstanden.

Insbesondere ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die Generatorleistung und die Generatorfrequenz simultan, das heißt gleichzeitig, zu regeln. Dies ist insbesondere möglich durch die Verrechnung der ersten Vorgabegröße, der zweiten Vorgabegröße und der dritten Vorgabegröße miteinander zu der Gesamt-Vorgabegröße, was insbesondere in jedem einzelnen Abtastschritt für jede einzelne Vorgabegröße erfolgen kann.

In einer Ausführungsform ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die Gesamt-Vorgabegröße - insbesondere als Stellgröße - für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine auszugeben. Insbesondere ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die Gesamt- Vorgabegröße - insbesondere als Stellgröße - für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine zu verwenden, indem sie die Gesamt-Vorgabegröße ausgibt. Bevorzugt weist die Regeleinrichtung eine Schnittstelle auf, die eingerichtet ist zur Ausgabe der Gesamt-Vorgabegröße.

In einer anderen Ausführungsform ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die Gesamt- Vorgabegröße umzurechnen in eine Ansteuergröße, wobei die Ansteuergröße geeignet ist, um die Brennkraftmaschine unmittelbar anzusteuem. In diesem Fall wird die Gesamt-Vorgabegröße mittelbar für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine verwendet. Insbesondere ist die Regeleinrichtung bevorzugt eingerichtet, um die Ansteuergröße auszugeben. Insbesondere weist die Regeleinrichtung bevorzugt eine Schnittstelle auf, die eingerichtet ist zur Ausgabe der Ansteuergröße. Die Regeleinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um dieselbe Art Vorgabegröße, das heißt insbesondere dieselbe physikalische Größe, für die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die dritte Vorgabegröße zu berechnen. Insbesondere sind die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die dritte Vorgabegröße jeweils eine identische physikalische Größe. Sie können auf diese Weise besonders einfach miteinander kombiniert, insbesondere verrechnet, insbesondere miteinander addiert beziehungsweise aufsummiert werden. Insbesondere ist es möglich, dass alle drei Vorgabegrößen ein Drehmoment sind.

Der Begriff „Vorsteuermodul“ bezeichnet im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere einen Funktionszusammenhang, der eingerichtet ist, um die dritte Vorgabegröße - insbesondere als Vorsteuergröße - zu bestimmen. Es muss sich bei dem Vorsteuermodul nicht zwingend um eine technisch oder gedanklich von anderen Teilen der Regeleinrichtung abgrenzbare Einheit handeln, vielmehr fasst dieser Begriff alle diejenigen technischen und/oder funktionalen Strukturen der Regeleinrichtung zusammen, die miteinander Zusammenwirken, um die dritte Vorgabegröße zu bestimmen. Dabei kann das Vorsteuermodul eine funktionale Einheit bilden, dies ist aber nicht zwingend der Fall. Das Vorsteuermodul kann als Hardwaremodul in der Regeleinrichtung vorliegen, es ist aber auch möglich, dass das Vorsteuermodul softwaretechnisch in der Regeleinrichtung implementiert ist.

Die Regeleinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um zeitdiskret zu arbeiten, insbesondere ihre Berechnungen zeitdiskret, das heißt insbesondere getaktet, durchzuführen. Die sich insoweit ergebenden diskreten Zeitpunkte werden im Kontext der vorliegenden technischen Lehre auch als Abtastschritte bezeichnet. Die Taktung wird auch als Abtastung bezeichnet.

Unter einer Leistungsanordnung wird hier insbesondere eine Anordnung aus einer Brennkraftmaschine und einer als Generator betreibbaren elektrischen Maschine, das heißt einem Generator, verstanden, wobei die Brennkraftmaschine mit dem Generator antrieb swirkverbunden ist, um den Generator anzutreiben. Somit ist die Leistungsanordnung insbesondere eingerichtet, um in der Brennkraftmaschine in mechanische Energie umgesetzte chemische Energie in dem Generator in elektrische Energie zu wandeln. Die Leistungsanordnung kann alleine - in einem sogenannten Inselbetrieb - betrieben werden, oder auch mit einer Mehrzahl von - insbesondere wenigen - anderen Leistungsanordnungen gemeinsam in einem Verbund, das heißt in einem Inselparallelbetrieb. Es ist aber auch möglich, dass die Leistungsanordnung an einem insbesondere größeren Stromnetz oder Energieversorgungsnetz, insbesondere einem überregionalen Stromnetz, im Netzparallelbetrieb betrieben wird.

Die Regeleinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um eine momentane Ist-Frequenz des Generators zu filtern, und die gefilterte Ist-Frequenz als die erfasste Generatorfrequenz zu verwenden. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders ruhige und damit robuste Regelung. Die momentane Ist-Frequenz wird vorzugsweise unmittelbar am Generator gemessen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die momentane Ist-Frequenz mit einem PT ₁ -Filter oder einem Mittelwertfilter gefiltert, wobei die erfasste Generatorfrequenz aus dem PT ₁ -Filter oder Mittelwertfilter resultiert.

Vorzugsweise ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die momentane Ist-Frequenz oder die gefilterte Ist-Frequenz nach unten auf eine vorbestimmte Minimalfrequenz zu begrenzen, wodurch eine begrenzte Generatorfrequenz erhalten wird. Die Regeleinrichtung ist außerdem eingerichtet, um die begrenzte Generatorfrequenz als die erfasste Generatorfrequenz zu verwenden.

Die Regeleinrichtung ist alternativ oder zusätzlich bevorzugt eingerichtet, um eine momentane Ist-Leistung des Generators zu filtern, und die gefilterte Ist-Leistung als die erfasste Generatorleistung zu verwenden. Dies ermöglicht vorteilhaft eine besonders ruhige und damit robuste Regelung. Die momentane Ist-Leistung wird vorzugsweise unmittelbar - vorzugsweise elektrisch - am Generator gemessen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die momentane Ist-Leistung mit einem PT ₁ -Filter oder einem Mittelwertfi her gefiltert, wobei die erfasste Generatorleistung aus dem PT ₁ -Filter oder Mittelwertfilter resultiert.

Unter einer Regeleinrichtung wird insbesondere eine Regelungseinrichtung verstanden. In entsprechender Weise wird unter einer Regel anordnung insbesondere eine Regelungsanordnung verstanden. Unter einer Steuereinrichtung wird entsprechend insbesondere eine Steuerungseinrichtung verstanden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regeleinrichtung eingerichtet ist, um die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die dritte Vorgabegröße miteinander zu der Gesamt-Vorgabegröße zu addieren. Dies stellt eine ebenso einfache wie vorteilhafte Ausgestaltung der Regeleinrichtung dar. Insbesondere ermöglicht die Addition der Vorgabegrößen zu der Gesamt-Vorgabegröße eine dynamische Vorsteuerung bei zugleich robuster Regelung der Generatorleistung und der Generatorfrequenz. Insbesondere werden die von dem Leistungsregler und dem Frequenzregler berechnete erste und zweite Ausgangsgröße der von dem Vorsteuermodul berechneten dritten Ausgangsgröße vorteilhaft korrigierend überlagert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Vorsteuermodul eingerichtet ist, um die dritte Vorgabegröße anhand einer Soll-Generatorleistungsgröße zu bestimmen. Auf diese Weise werden Änderungen der Soll-Generatorleistung ohne Verzögerung, das heißt mit hoher Dynamik, an die Gesamt-Vorgabegröße übertragen. Dies wiederum bedingt ein sehr gutes Lastschaltverhalten der hier vorgeschlagenen Regeleinrichtung. Die Verwendung der Soll- Generatorleistungsgröße zur Bestimmung der dritten Vorgabegröße ist insbesondere vorteilhaft, da die Soll-Generatorleistung im Betrieb der Regeleinrichtung typischerweise stärker variiert als die Soll-Generatorfrequenz. Vorzugsweise ist das Vorsteuermodul eingerichtet, um die dritte Vorgabegröße anhand der Soll-Generatorleistungsgröße und der erfassten Generatorfrequenz zu bestimmen.

Die Soll-Generatorleistungsgröße ist in bevorzugter Ausgestaltung die Soll-Generatorleistung selbst, oder in anderer bevorzugter Ausgestaltung eine aus der Soll-Generatorleistung abgeleitete, insbesondere berechnete oder anderweitig ermittelte Größe. Durch geeignete Wahl der Soll-Generatorleistungsgröße kann die Dynamik der Regeleinrichtung noch vorteilhaft gesteigert werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regeleinrichtung eingerichtet ist, um als die erste Vorgabegröße, als die zweite Vorgabegröße und als die dritte Vorgabegröße jeweils ein Soll-Drehmoment zu bestimmen. Dies stellt eine besonders vorteilhafte wie einfach zu betreibende Ausgestaltung der Regeleinrichtung dar. Ein Soll-Drehmoment wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre teilweise auch - insbesondere des kürzeren Ausdrucks wegen - als Sollmoment bezeichnet. Die Begriffe „Soll-Drehmoment“ und „Sollmoment“ sind insbesondere synonym zu verstehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Leistungsregler eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von der Leistungs-Regelabweichung ein Leistungs-Sollmoment als die erste Vorgabegröße zu bestimmen. Der Frequenzregler ist eingerichtet, um in Abhängigkeit von der Frequenz-Regelabweichung ein Frequenz-Sollmoment als die zweite Vorgabegröße zu bestimmen. Das Vorsteuermodul ist eingerichtet, um ein Vorsteuer-Sollmoment als die dritte Vorgabegröße zu bestimmen. Die Regeleinrichtung ist eingerichtet, um das Leistungs- Sollmoment, das Frequenz-Sollmoment und das Vorsteuer-Sollmoment miteinander zu einem Gesamt- Sollmoment als der Gesamt-Vorgabegröße zu kombinieren, insbesondere zu addieren. Somit sind vorteilhaft alle Vorgabegrößen Soll-Drehmomente, und auch die Gesamt- Vorgabegröße ist ein Soll-Drehmoment.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Vorsteuermodul eingerichtet ist, um die dritte Vorgabegröße zu berechnen, indem die Soll-Generatorleistungsgröße durch die erfasste Generatorfrequenz dividiert wird, wobei der so erhaltene Quotient mit einem vorbestimmten, konstanten Vorfaktor multipliziert wird. Dies stellt eine ebenso einfache wie vorteilhafte Art der Berechnung der dritten Vorgabegröße dar. Der vorbestimmte, konstante Vorfaktor berücksichtigt vorzugsweise für die Berechnung notwendige oder vorteilhafte Konstanten, insbesondere Naturkonstanten. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Vorfaktor so gewählt, dass eine dimensionslose Darstellung der Berechnung bei Angabe der Eingangsgrößen in vorbestimmten Einheiten möglich ist.

Insbesondere ist das Vorsteuermodul bevorzugt eingerichtet, um die dritte Vorgabegröße gemäß folgender Gleichung zu berechnen:

Mit der Soll-Generatorleistungsgröße , der erfassten Generatorfrequenz f _G , und dem vorbestimmten, konstanten Vorfaktor F.

Für den Fall, dass die Soll-Generatorleistungsgröße gleich der Soll-Generatorleistung P _soll ist, kann Gleichung (1) insbesondere ausgehend von folgendem Zusammenhang zwischen der Soll-Generatorleistung P _soll und dem Soll-Drehmoment als der dritten Vorgabegröße hergeleitet werden: mit der Kreisfrequenz ω .

Gleichung (2) lässt sich wegen ω = 2πn, (3) mit der Drehzahl n, und n = 30f _G (4) umformulieren zu Gleichung (1), wobei der Vorfaktor F bei dimensionsloser Schreibweise und Angabe der dritten Vorgabegröße in Nm, der Drehzahl in min ^-1 , der Generatorfrequenz und der Kreisfrequenz in Hz, und der Soll-Generatorleistung in kW folgenden Wert annimmt:

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regeleinrichtung als Steuereinrichtung zur direkten Ansteuerung der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Regeleinrichtung dar, wobei es insbesondere keiner zusätzlichen Steuereinrichtung über die ohnehin vorhandene Steuereinrichtung hinaus bedarf. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Funktionalität der Regeleinrichtung in Form eines Computerprogrammprodukts, das heißt insbesondere softwaretechnisch, in die Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine implementiert. Somit kann in besonders einfacher Weise eine vorhandene Steuereinrichtung mit der Funktionalität gemäß der hier vorliegenden technischen Lehre nachgerüstet werden. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt ein Motorregler der Brennkraftmaschine. Besonders bevorzugt ist die Steuereinrichtung eine sogenannte Engine Control Unit (ECU). Der Motorregler oder die ECU ist bevorzugt eingerichtet, um anhand des Soll-Drehmoments wenigstens eine Bestromungsdauer für wenigstens ein Brennstoffeinbringventil, insbesondere einen Injektor, der Brennkraftmaschine zu berechnen.

Ist die Regeleinrichtung als Steuereinrichtung, insbesondere Motorregler, ausgebildet und zur direkten Ansteuerung der Brennkraftmaschine eingerichtet, ist es möglich, dass eine Drehzahlregelung der Steuereinrichtung aktiv ist und insbesondere zur Berechnung einer Bestromungsdauer für wenigstens ein Brennstoffeinbringventil, insbesondere einen Injektor, der zur Einbringung von Brennstoff in wenigstens einen Brennraum der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, insbesondere abhängig von dem als Gesamt-Vorgabegröße berechneten Gesamt- Sollmoment, verwendet wird. Es ist aber auch möglich, dass die Bestromungsdauer aus dem Gesamt- Sollmoment unter Umgehung eines Drehzahlreglers oder ohne Verwendung eines Drehzahlreglers berechnet wird. Die Regeleinrichtung ist bei dieser Ausgestaltung insbesondere eingerichtet, um die Gesamt-Vorgabegröße in eine Ansteuergröße, nämlich die Bestromungsdauer, umzurechnen. Die Bestromungsdauer ist die Ansteuergröße, die dann von der Regeleinrichtung zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine ausgegeben wird.

Alternativ ist die Regeleinrichtung bevorzugt als - insbesondere übergeordneter - Generatorregler, insbesondere mit Schnittstelle zu einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine ausgebildet. Die Regeleinrichtung weist in diesem Fall bevorzugt eine Schnittstelle zu einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine auf. Dies stellt eine besonders flexible Ausgestaltung der Regeleinrichtung dar. Insbesondere kann die Regeleinrichtung ohne weiteres mit einer Vielzahl verschiedener existierender Leistungsanordnungen verwendet werden, insbesondere indem sie jeweils einer dort vorgesehenen Steuereinrichtung vorgeschaltet und über die Schnittstelle mit dieser verbunden wird. Die Regeleinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um die Gesamt-Vorgabegröße auszugeben, insbesondere an die Steuereinrichtung auszugeben, das heißt um der Steuereinrichtung die Gesamt- Vorgabegröße über die Schnittstelle zu übermitteln. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um anhand der Gesamt- Vorgabegröße wenigstens eine Bestromungsdauer für wenigstens ein Brennstoffeinbringventil zu berechnen. Unter einem Generatorregler wird insbesondere ein von der Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine separates, das heißt insbesondere externes Steuergerät verstanden, welches eingerichtet ist, den Generator zu regeln, insbesondere die Gesamt-Vorgabegröße als Stellgröße an die Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine zu übermitteln. Insbesondere ist ein Generatorregler selbst kein Steuergerät für die Brennkraftmaschine, insbesondere keine sogenannte Engine Control Unit (ECU). Insbesondere ist der Generatorregler zusätzlich zu der Steuereinrichtung für die Brennkraftmaschine, das heißt zusätzlich zu dem Steuergerät, vorgesehen. Dass der Generatorregler bevorzugt übergeordnet ist, bedeutet, dass er bevorzugt der Steuereinrichtung vorgeschaltet ist.

Wird die als - insbesondere übergeordneter - Generatorregler ausgebildete Regeleinrichtung in Kombination mit einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine verwendet, wird die Steuereinrichtung bevorzugt mit deaktivierter Drehzahlregelung oder ohne Drehzahlregelung betrieben. In bevorzugter Ausgestaltung ist in der Steuereinrichtung allerdings ein Leerlauf- Enddrehzahlregler aktiviert. Bei aktivem Leerlauf-Enddrehzahlregler wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine geregelt, wenn eine untere Grenzdrehzahl unterschritten oder eine obere Grenzdrehzahl überschritten wird. Zwischen der unteren Grenzdrehzahl und der oberen

Grenzdrehzahl entspricht das in der Steuereinrichtung verwendete Sollmoment dem von dem Generatorregler vorgegebenen und über die Schnittstelle übermittelten Gesamt-Sollmoment. Insbesondere ist bei dieser Ausgestaltung eine Momentenvorgabe der Steuereinrichtung aktiviert.

Ein geeigneter Leerlauf-Enddrehzahlregler ist insbesondere in DE 102 48 633 B4 offenbart.

In einer Ausführungsform ist die als - insbesondere übergeordneter - Generatorregler ausgebildete Regeleinrichtung eingerichtet, um ein maximales Sollmoment von der Steuereinrichtung zu empfangen. Insbesondere ist die Schnittstelle der Regeleinrichtung zu der Steuereinrichtung eingerichtet, um das maximale Sollmoment von der Steuereinrichtung zu empfangen.

Die Regeleinrichtung ist - unabhängig von ihrer Ausgestaltung als Steuereinrichtung oder als insbesondere übergeordneter Generatorregler - bevorzugt eingerichtet, um zumindest eine Vorgabegröße, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus der ersten Vorgabegröße, der zweiten Vorgabegröße, der dritten Vorgabegröße, und der Gesamt- Vorgabegröße, auf ein maximales Sollmoment, insbesondere das von der Steuereinrichtung empfangene maximale Sollmoment oder ein von der Regeleinrichtung selbst ermitteltes maximales Sollmoment zu begrenzen. Die Regeleinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um zumindest eine Vorgabegröße, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus der ersten Vorgabegröße, der zweiten Vorgabegröße, und der dritten Vorgabegröße, auf das maximale Sollmoment zu begrenzen. Die Regeleinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um zumindest eine Vorgabegröße, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus der ersten Vorgabegröße und der zweiten Vorgabegröße, auf das maximale Sollmoment zu begrenzen. Bevorzugt ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die Gesamt-Vorgabegröße auf das maximale Sollmoment, insbesondere auf dasselbe maximale Sollmoment, zu begrenzen. Bevorzugt ist die Regeleinrichtung eingerichtet, um die erste Vorgabegröße und die zweite Vorgabegröße auf das maximale Sollmoment, insbesondere auf dasselbe maximale Sollmoment, zu begrenzen. Bevorzugt ist der Leistungsregler eingerichtet, um die erste Vorgabegröße auf das maximale Sollmoment zu begrenzen. Alternativ oder zusätzlich ist der Frequenzregler eingerichtet, um die zweite Vorgabegröße auf das maximale Sollmoment zu begrenzen.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Leistungsregler eingerichtet, um seinen Integralanteil auf das maximale Sollmoment zu begrenzen. Insbesondere ist der Leistungsregler eingerichtet, um seinen Integralanteil und die erste Vorgabegröße auf das maximale Sollmoment, insbesondere auf dasselbe maximale Sollmoment, zu begrenzen. Insbesondere werden dabei der Integralanteil einerseits sowie die erste Vorgabegröße andererseits separat auf das maximale Sollmoment begrenzt. Insbesondere ist der Leistungsregler bevorzugt eingerichtet, um seinen Integralanteil und die erste Vorgabegröße auf dasselbe maximale Sollmoment zu begrenzen, auf welches zugleich auch die Gesamt- Vorgabegröße begrenzt wird. Insbesondere werden also der Reglerausgang des Leistungsreglers und dessen Integralanteil auf denselben Wert begrenzt.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Frequenzregler eingerichtet, um seinen Integralanteil auf das maximale Sollmoment zu begrenzen. Insbesondere ist der Frequenzregler eingerichtet, um seinen Integralanteil und die zweite Vorgabegröße auf das maximale Sollmoment, insbesondere auf dasselbe maximale Sollmoment, zu begrenzen. Insbesondere werden dabei der Integralanteil einerseits sowie die zweite Vorgabegröße andererseits separat auf das maximale Sollmoment begrenzt. Insbesondere ist der Frequenzregler bevorzugt eingerichtet, um seinen Integralanteil und die zweite Vorgabegröße auf dasselbe maximale Sollmoment zu begrenzen, auf welches zugleich auch die Gesamt- Vorgabegröße begrenzt wird. Insbesondere werden also der Reglerausgang des Frequenzreglers und dessen Integralanteil auf denselben Wert begrenzt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Leistungsregler eingerichtet ist, um aus der Soll-Generatorleistung mittels eines ein differenzielles - oder differenzierendes - Übertragungsverhalten aufweisenden ersten Rechenglieds einen ersten Vorgabegrößen- Zusatzterm zu berechnen, und den ersten Vorgabegrößen-Zusatzterm mit einer durch den Leistungsregler - insbesondere abhängig von der Leistungs-Regelabweichung - berechneten ersten Vorläufer- Vorgabegröße zu verrechnen, um die erste Vorgabegröße zu erhalten. Auf diese Weise kann vorteilhaft das Regelverhalten besonders dynamisch ausgestaltet sein. Insbesondere wird das Lastschaltverhalten einer die Regeleinrichtung aufweisenden Leistungsanordnung verbessert. Insbesondere wird vorteilhaft ein Frequenzeinbruch der Generatorfrequenz im Fall einer Lastaufschaltung reduziert.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das erste Rechenglied ein D-Glied oder ein DT ₁ -Glied.

Gemäß einer Ausführungsform der Regeleinrichtung ist der Leistungsregler eingerichtet, um den ersten Vorgabegrößen-Zusatzterm zu der ersten Vorläufer- Vorgabegröße zu addieren, um die erste Vorgabegröße zu erhalten. Dies stellt eine besonders einfache Ausgestaltung der Berechnung der ersten Vorgabegröße unter Berücksichtigung des Vorgabegrößen-Zusatzterms dar.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Vorsteuermodul eingerichtet ist, um aus der Soll-Generatorleistungsgröße und der erfassten Generatorfrequenz eine zweite Vorläufer- Vorgabegröße, insbesondere als statische dritte Vorgabegröße, zu berechnen, und um die dritte Vorgabegröße aus der zweiten Vorläufer-Vorgabegröße, das heißt insbesondere aus der statischen dritten Vorgabegröße, mittels eines ein proportionales und ein differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden zweiten Rechenglieds zu berechnen, wobei die dritte Vorgabegröße insbesondere als dynamische dritte Vorgabegröße berechnet wird. Auch auf diese Weise ist die Regelung sehr dynamisch ausgestaltet und das Lastschaltverhalten verbessert. Die zweite Vorläufer-Vorgabegröße wird vorzugsweise nach Gleichung (1) berechnet und resultiert hieraus insbesondere als statisches Soll-Drehmoment, wobei die dritte Vorgabegröße daraus dann durch das zweite Rechenglied als dynamisches Soll-Drehmoment berechnet wird.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das zweite Rechenglied ein PD-Glied oder ein (PD)T ₁ -Glied.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Vorsteuermodul eingerichtet ist, um die Soll-Generatorleistungsgröße aus der Soll-Generatorleistung, als einer statischen Soll- Generatorleistung, mittels eines ein proportionales und differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden dritten Rechenglieds zu berechnen. Die Soll-Generatorleistungsgröße ist dann in bevorzugter Ausgestaltung insbesondere eine dynamische Soll-Generatorleistung. Auch auf diese Weise ist die Regelung sehr dynamisch ausgestaltet und das Lastschaltverhalten verbessert. Besonders vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass die dynamische Verstärkung der - statischen - Soll-Generatorleistung unabhängig vom Verhalten der erfassten Generatorfrequenz ist. Somit kann sich eine zur Änderung der Soll-Generatorleistung im Moment des Lastschaltens gegenläufige Änderung der erfassten Generatorfrequenz nicht negativ auf das Lastschaltverhalten auswirken.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das dritte Rechenglied ein PD-Glied oder ein (PD)T ₁ -Glied.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Regel anordnung zur Regelung einer eine

Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator umfassenden Leistungsanordnung geschaffen wird, die eine als - insbesondere übergeordneter - Generatorregler ausgebildete, erfindungsgemäße Regeleinrichtung oder eine als - insbesondere übergeordneter - Generatorregler ausgebildete Regeleinrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist, wobei die Regel anordnung eine mit der Regeleinrichtung wirkverbundene Steuereinrichtung zur direkten Ansteuerung der Brennkraftmaschine aufweist, und wobei die Regeleinrichtung eingerichtet ist, um die Gesamt- Vorgabegröße an die Steuereinrichtung zu übergeben. In Zusammenhang mit der Regel anordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Regeleinrichtung erläutert wurden. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt mit deaktivierter Drehzahlregelung oder ohne Drehzahlregelung betreibbar, oder er weist keine Drehzahlregelung auf. Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung einen Leerlauf-Enddrehzahlregler auf. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit Momentenvorgabe betreibbar. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um ein maximales Sollmoment zu ermitteln, insbesondere zu berechnen, und um das maximale Sollmoment auszugeben, insbesondere um das maximale Sollmoment an die Regeleinrichtung zu übermitteln. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um das maximale Sollmoment in Abhängigkeit von wenigstens einer motorischen Größe der Brennkraftmaschine, insbesondere einer momentanen Drehzahl oder einem momentanen Ladedruck, zu berechnen.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Leistungsanordnung geschaffen wird, die eine

Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator aufweist. Die Leistungsanordnung weist außerdem eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung oder eine Regeleinrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf, oder die Leistungsanordnung weist eine erfindungsgemäße Regelanordnung oder eine Regel anordnung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. Die Regeleinrichtung oder die Regel anordnung ist mit der Brennkraftmaschine und dem Generator der Leistungsanordnung wirkverbunden. In Zusammenhang mit der Leistungsanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Regeleinrichtung und der Regel anordnung erläutert wurden.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zur Regelung einer Leistungsanordnung geschaffen wird, die eine Brennkraftmaschine und einen mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen Generator aufweist, wobei eine Generatorleistung des Generators als Regelgröße erfasst wird, wobei eine Leistungs-Regelabweichung als Differenz der erfassten Generatorleistung zu einer Soll-Generatorleistung ermittelt wird, und wobei eine erste Vorgabegröße in Abhängigkeit von der Leistungs-Regelabweichung bestimmt wird. Es wird außerdem eine Generatorfrequenz des Generators als Regelgröße erfasst, wobei eine Frequenz-Regelabweichung als Differenz der erfassten Generatorfrequenz zu einer Soll- Generatorfrequenz ermittelt wird, und wobei eine zweite Vorgabegröße in Abhängigkeit von der Frequenz -Regelabweichung bestimmt wird. Außerdem wird eine dritte Vorgabegröße - insbesondere als Vor Steuergröße für eine Ansteuerung der Brennkraftmaschine - bestimmt. Die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die dritte Vorgabegröße werden miteinander zu einer Gesamt-Vorgabegröße kombiniert, insbesondere verrechnet, und die Gesamt- Vorgabegröße wird - insbesondere als Stellgröße - für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine verwendet. Insbesondere wird die Brennkraftmaschine mit der Gesamt-Vorgabegröße angesteuert. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich insbesondere diejenigen Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Regeleinrichtung, der Regel anordnung und der Leistungsanordnung erläutert wurden. Vorzugsweise umfasst das Verfahren zumindest einen Verfahrensschritt, der explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Regeleinrichtung, der Regelanordnung, und/oder der Leistungsanordnung erläutert wurde.

Vorzugsweise werden die erste Vorgabegröße, die zweite Vorgabegröße und die dritte Vorgabegröße miteinander zu der Gesamt-Vorgabegröße addiert.

Vorzugsweise wird die dritte Vorgabegröße anhand der Soll-Generatorleistungsgröße bestimmt.

Vorzugsweise wird die dritte Vorgabegröße anhand der Soll-Generatorleistungsgröße und der erfassten Generatorfrequenz bestimmt.

Vorzugsweise wird als die erste Vorgabegröße, als die zweite Vorgabegröße und als die dritte Vorgabegröße jeweils ein Soll-Drehmoment bestimmt.

Vorzugsweise wird als die erste Vorgabegröße ein Leistungs-Sollmoment in Abhängigkeit von der Leistung-Regelabweichung bestimmt; als die zweite Vorgabegröße wird ein Frequenz- Sollmoment in Abhängigkeit von der Frequenz-Regelabweichung bestimmt, und als die dritte Vorgabegröße wird ein Vorsteuer-Sollmoment bestimmt. Das Leistungs-Sollmoment, das Frequenz- Sollmoment und das Vorsteuer-Sollmoment werden miteinander zu einem Gesamt- Sollmoment als der Gesamt-Vorgabegröße kombiniert, insbesondere addiert.

Vorzugsweise wird die dritte Vorgabegröße berechnet, indem die Soll-Generatorleistungsgröße durch die erfasste Generatorfrequenz dividiert wird, wobei der so erhaltene Quotient mit einem vorbestimmten, konstanten Vorfaktor multipliziert wird. Insbesondere wird die dritte Vorgabegröße nach Gleichung (1) berechnet.

Vorzugsweise wird aus der Soll-Generatorleistung mittels eines ein differenzielles

Übertragungsverhalten aufweisenden ersten Rechenglieds ein erster Vorgabegrößen-Zusatzterm berechnet, und der erste Vorgabegrößen-Zusatzterm wird mit einer anhand der Leistungs- Regelabweichung berechneten ersten Vorläufer- Vorgabegröße verrechnet, insbesondere zu der ersten Vorläufer- Vorgabegröße addiert, wodurch die erste Vorgabegröße erhalten wird.

Vorzugsweise wird aus der Soll-Generatorleistungsgröße und der erfassten Generatorfrequenz eine zweite Vorläufer-Vorgabegröße berechnet, und die dritte Vorgabegröße wird aus der zweiten Vorläufer- Vorgabegröße mittels eines ein proportionales und differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden zweiten Rechenglieds berechnet.

Vorzugsweise wird die Soll -Generatorleistungsgröße aus der Soll-Generatorleistung mittels eines ein proportionales und differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden dritten Rechenglieds berechnet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung mit einem Ausführungsbeispiel einer Regel anordnung und einem ersten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung;

Figur 3 eine schematische Detaildarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Leistungsanordnung;

Figur 4 eine schematische Detaildarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Leistungsanordnung;

Figur 5 eine schematische Detaildarstellung der Regeleinrichtung;

Figur 6 eine schematische Detaildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Leistungsanordnung mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung;

Figur 7 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung;

Figur 8 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung, und Figur 9 eine schematische, diagrammatische Darstellung der Funktionsweise eines Verfahrens zur Regelung einer Leistungsanordnung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung 1 mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Regel anordnung 13 und einem ersten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung 3. Die Leistungsanordnung 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel Teil eines übergeordneten Verbundes einer Mehrzahl von Leistungsanordnungen, von denen nur die eine, hier näher betrachtete Leistungsanordnung 1 dargestellt ist. Insbesondere ist die Leistungsanordnung 1 mit einem Stromnetz 4, hier konkret mit einer Sammelschiene 6, elektrisch verbunden. Die Leistungsanordnung 1 kann insbesondere im Inselparallelbetrieb oder im Netzparallelbetrieb betrieben sein; insbesondere kann es sich bei dem Stromnetz 4 um ein lokales Stromnetz, insbesondere um ein Bordnetz eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Schifffahrzeugs, oder um ein überregionales Stromnetz handeln. Dem Stromnetz 4 ist ein externes Steuergerät 8 zugeordnet, welches eine an der Sammelschiene 6 angeforderte Gesamtleistung P _Schiene , die auch als Gesamtlast bezeichnet wird, auf die einzelnen Leistungsanordnungen 1 aufteilt, insbesondere indem für jede Leistungsanordnung 1 eine separate Soll-Generatorleistung - usw., berechnet wird. Eine der hier konkret dargestellten Leistungsanordnung 1 zugeordnete erste Soll-Generatorleistung wird im Folgenden der einfacheren Darstellung wegen kurz als Soll -Generatorlei stung P _soll bezeichnet.

Die Leistungsanordnung 1 kann aber auch in Alleinstellung betrieben werden.

Auch ist es möglich, dass die Leistungsverteilung nicht in einem externen Steuergerät 8 durchgeführt wird, sondern in der Regeleinrichtung 3 selbst, insbesondere in einer Master- Regeleinrichtung einer der Leistungsanordnungen 1, wobei dann die anderen Regeleinrichtungen 3 der anderen Leistungsanordnungen 1 bevorzugt als Slave-Regeleinrichtungen betrieben werden, die ihre jeweilige Soll-Generatorleistung von der Master-Regeleinrichtung erhalten.

Die Leistungsanordnung 1 weist eine Brennkraftmaschine 5 und einen mit der Brennkraftmaschine 5 über eine schematisch dargestellte Welle 7 antriebswirkverbundenen Generator 9 auf. Die Regeleinrichtung 3 ist einerseits mit der Brennkraftmaschine 5 und andererseits mit dem Generator 9 wirkverbunden. Insbesondere ist der Generator 9 mit der

Sammelschiene 6 in hier nicht explizit dargestellter Weise elektrisch verbunden. Insbesondere ist die Regeleinrichtung 3 - vergleiche auch die Figuren 3 und 4 - eingerichtet zur Regelung der Leistungsanordnung 1, wobei sie einen Leistungsregler 14 aufweist, der eingerichtet ist, um eine Generatorleistung P _G des Generators 9 als eine erste Regelgröße zu erfassen, um eine Leistungs-Regelabweichung e _P als Differenz der erfassten Generatorleistung P _G zu der Soll-Generatorleistung P _soll zu ermitteln, und um eine erste Vorgabegröße 16 als Stellgröße zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine 5 in Abhängigkeit von der Leistungs- Regelabweichung e _P zu bestimmen. Die Regeleinrichtung 3 weist außerdem einen Frequenzregler 18 auf, der eingerichtet ist, um eine Generatorfrequenz f _G des Generators 9 als eine zweite Regelgröße zu erfassen, eine Frequenz-Regelabweichung e _f als Differenz der erfassten Generatorfrequenz f _G zu einer Soll -Generatorfrequenz f _soll zu ermitteln, und um eine zweite Vorgabegröße 20 als Stellgröße für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine 5 in Abhängigkeit von der Frequenz-Regelabweichung e _f zu bestimmen. Die Regeleinrichtung 3 weist außerdem ein Vor Steuermodul 22 auf, das eingerichtet ist, um eine dritte Vorgabegröße 24 insbesondere als Vorsteuergröße für eine Ansteuerung der Brennkraftmaschine 5 zu bestimmen. Die Regeleinrichtung 3 ist eingerichtet, um die erste Vorgabegröße 16, die zweite Vorgabegröße 20 und die dritte Vorgabegröße 24 miteinander zu einer Gesamt-Vorgabegröße 26 zu kombinieren, insbesondere zu verrechnen, und um die Gesamt-Vorgabegröße 26 als Stellgröße für die Ansteuerung der Brennkraftmaschine 5 zu verwenden, insbesondere auszugeben. Insbesondere werden die erste Vorgabegröße 16, die zweite Vorgabegröße 20 und die dritte Vorgabegröße 24 miteinander addiert, wodurch die Gesamt-Vorgabegröße 26 erhalten wird.

Die Regeleinrichtung 3 ermöglicht ein dynamisches Lastschaltverhalten sowie zugleich eine robuste Regelung sowohl der Generatorfrequenz als auch der Generatorleistung. Dabei wird die Dynamik durch das Vorsteuermodul 22 bereitgestellt, während die erste Vorgabegröße 16 und die zweite Vorgabegröße 20 korrigierend hinzukommen, um eine stabile Regelung zu gewährleisten.

Die Gesamt-Vorgabegröße 26 ist bei dem hier dargestellten ersten Ausführungsbeispiel insbesondere ein Soll-Drehmoment M _so// , das auch als Gesamt- Sollmoment bezeichnet wird. Entsprechend ist bevorzugt auch jede der ersten, zweiten und dritten Vorgabegrößen 16, 20, 24 ein Drehmoment. Die Regeleinrichtung 3 ist gemäß dem hier dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel als Generatorregler 12 ausgebildet und mit einer Steuereinrichtung 11 der Brennkraftmaschine 5 derart wirkverbunden, dass die Gesamt-Vorgabegröße 26 von der Regeleinrichtung 3 an die Steuereinrichtung 11 übermittelt werden kann. Dies ermöglicht zugleich eine besonders robuste Regelung und eine vielfältige Einsetzbarkeit der Regeleinrichtung 3, insbesondere mit einer Vielzahl von Leistungsanordnungen 1.

Die Regeleinrichtung 3 und die Steuereinrichtung 11 bilden gemeinsam die Regel anordnung 13 zur Regelung der Leistungsanordnung 1. Die Steuereinrichtung 11 ist bevorzugt als Motorregler 15, insbesondere als Engine Control Unit (ECU) ausgebildet.

Aus dem Soll-Drehmoment M _so// berechnet die Steuereinrichtung 11 - vorzugsweise in Abhängigkeit von weiteren motorischen Größen, insbesondere einer erfassten Drehzahl n _ist - eine Bestromungsdauer BD zur Ansteuerung von Brennstoffeinbringventilen der Brennkraftmaschine 5.

Bevorzugt ist ein Drehzahlregler der Steuereinrichtung 11 deaktiviert. Vorzugsweise ist ein Leerlauf-Enddrehzahlregler der Steuereinrichtung 11 aktiviert. Durch diesen wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 geregelt, wenn durch die erfasste Drehzahl n _ist eine untere Drehzahlgrenze n _Leer unter- bzw. eine obere Drehzahlgrenze n _End überschritten wird. Zwischen diesen Drehzahlgrenzen ist ein in der Steuereinrichtung 11 berechnetes Sollmoment gleich dem von der Regeleinrichtung 3 vorgegebenen Soll -Drehmoment M _so// . Insbesondere ist dabei in der Steuereinrichtung 11 eine Momentenvorgabe aktiviert.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer

Leistungsanordnung 1 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung 3.

Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Regeleinrichtung 3 selbst als Steuereinrichtung 11, insbesondere Motorregler 15, zur direkten, insbesondere unmittelbaren Ansteuerung der Brennkraftmaschine 5 ausgebildet. Insbesondere ist die Regeleinrichtung 3 eingerichtet, um mittels eines Berechnungsglieds 28 aus der intern durch die Regeleinrichtung 3 berechneten Gesamt-Vorgabegröße 26, insbesondere dem Soll -Drehmom ent M _so// , eine Bestromungsdauer BD zur Ansteuerung der Injektoren der Brennkraftmaschine 5 zu berechnen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Detaildarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Leistungsanordnung 1. Die Regeleinrichtung 3 ist bevorzugt eingerichtet, um eine momentane Ist-Leistung P _lst des Generators 9 in einem Leistungsfilter 19 zu filtern, und die gefilterte Ist- Leistung P _lst als die erfasste Generatorleistung P _G zu verwenden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Leistungsfilter 19 ein PT ₁ -Filter oder ein Mittelwertfilter.

Die Regeleinrichtung 3 ist außerdem bevorzugt eingerichtet, um eine momentane Ist-Frequenz f _ist des Generators 9 in einem Frequenzfilter 21 zu filtern, und die gefilterte Ist-Frequenz f _ist als die erfasste Generatorfrequenz f _G zu verwenden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Frequenzfilter 21 ein PT ₁ -Filter oder ein Mittelwertfilter. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Frequenzfilter 21 zugleich eingerichtet, um die momentane Ist-Frequenz f _ist oder die gefilterte Ist-Frequenz f _ist nach unten insbesondere auf eine vorbestimmte Minimalfrequenz zu begrenzen. Die Begrenzung der Generatorfrequenz kann aber auch an anderer Stelle in der Regeleinrichtung 3 erfolgen. Insbesondere ist es möglich, dass nur für das Vorsteuermodul 22 oder in dem Vorsteuermodul 22 eine entsprechende Begrenzung durchgeführt wird.

Das Vorsteuermodul 22 ist insbesondere eingerichtet, um die dritte Vorgabegröße 24 anhand von Gleichung (1) zu berechnen (hier mit ).

Die Regeleinrichtung 3 ist insbesondere eingerichtet, um die erste Vorgabegröße 16, die zweite Vorgabegröße 20 und die dritte Vorgabegröße 24 zu der Gesamt-Vorgabegröße 26 zu addieren.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Regeleinrichtung 3 als übergeordneter Generatorregler 12 ausgebildet. Die als Motorregler 15 ausgebildete Steuereinrichtung 11 ist eingerichtet, um ein maximales Sollmoment zu ermitteln, insbesondere zu berechnen, insbesondere in Abhängigkeit von wenigstens einer motorischen Größe der Brennkraftmaschine 5, insbesondere von deren momentaner Drehzahl sowie dem momentanen Ladeluftdruck, und um das maximale Sollmoment an die Regeleinrichtung 3 zu übertragen. Die Regeleinrichtung 3 ist insbesondere eingerichtet, um das maximale Sollmoment von der Steuereinrichtung 11 zu empfangen. Der Leistungsregler 14 ist eingerichtet, um die erste Vorgabegröße 16 sowie vorzugsweise seinen Integralanteil auf das maximale Sollmoment zu begrenzen. Der Frequenzregler 18 ist bevorzugt eingerichtet, um die zweite Vorgabegröße 20 vorzugsweise seinen Integralanteil auf das maximale Sollmoment zu begrenzen.

Die Regeleinrichtung 3 ist insbesondere eingerichtet, um als die erste Vorgabegröße 16, die zweite Vorgabegröße 20 und die dritte Vorgabegröße 24 jeweils ein Soll-Drehmoment zu bestimmen.

Insbesondere ist der Leistungsregler 14 eingerichtet, um in Abhängigkeit von der Leistungs- Regelabweichung e _P ein Leistungs- Sollmoment als die erste Vorgabegröße 16 zu bestimmen. Der Frequenzregler 18 ist eingerichtet, um in Abhängigkeit von der Frequenz- Regelabweichung e _f ein Frequenz- Sollmoment als die zweite Vorgabegröße 20 zu bestimmen. Das Vorsteuermodul 22 ist eingerichtet, um das Vorsteuer-Sollmoment als die dritte Vorgabegröße 24 zu bestimmen. Die Regeleinrichtung 3 ist eingerichtet, um das

Lei stungs- Sollmoment , das Frequenz- Sollmoment und das Vorsteuer-Sollmoment miteinander zu dem Gesamt- Sollmoment M _so// als der Gesamt- Vorgabegröße 26 zu kombinieren, insbesondere zu addieren.

Fig. 4 zeigt eine schematische Detaildarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels der Leistungsanordnung 1. Die Funktionsweise der bei diesem Ausführungsbeispiel als Motorregler 15 ausgebildeten Regeleinrichtung 3 ist gleich der in Zusammenhang mit Figur 3 erläuterten Funktionsweise der Regeleinrichtung 3, wobei allerdings die Bestromungsdauer BD direkt in der Regeleinrichtung 3 aus dem Soll-Drehmoment M _so// , das heißt aus der Gesamt-Vorgabegröße 26, mittels eines Berechnungsglieds 28 berechnet wird. Außerdem steht hier das maximale Sollmoment unmittelbar in der Regeleinrichtung 3 zur Verfügung beziehungsweise wird durch diese selbst berechnet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Detaildarstellung der Regeleinrichtung 3. Dabei ist insbesondere die Funktionsweise des Leistungsreglers 14, des Frequenzreglers 18 und des Vorsteuermoduls 22 dargestellt. Die Funktionsweise ist in zeitdiskreter Darstellung dargestellt, wobei die Abtastschritte durch einen Laufindex bezeichnet sind. Der mit k angegebene Indexwert des Laufindex entspricht einem momentanen Abtastschritt. Der mit k-l angegebene Indexwert bezeichnet entsprechend den Abtastschritt unmittelbar vor dem mit k bezeichneten Abtastschritt.

Die Regelalgorithmen für den Leistungsregler 14 und den Frequenzregler 18 sind als PI-Regler ausgeführt. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass zumindest einer der Regler, ausgewählt aus dem Leistungsregler 14 und dem Frequenzregler 18, als PID-Regler oder als PI(DT ₁ )-Regler ausgeführt ist.

Der Leistungsregler 14 berechnet aus der Soll-Generatorleistung P _soll (k) und der erfassten Generatorleistung P _G (k) in dem aktuellen Abtastschritt k die Leistungs-Regelabweichung e _P (k), und aus dieser einen Leistungs-Proportionalanteil indem die Leistungs-

Regelabweichung e _P (k) mit einer ersten Leistungs-Konstante multipliziert wird. Die erste Leistungs-Konstante f ist vorzugsweise gleich einem bevorzugt parametrierbaren, das heißt vorgebbaren Leistungs-Proportionalbeiwert . Der Leistungsregler 14 berechnet außerdem einen Leistungs-Integralanteil unter Anwendung der Trapezregel für die Integration, indem die Leistungs-Regelabweichung e _P (k) des aktuellen Abtastschritts k mit der Leistungs- Regelabweichung e _P (k-l) des vorhergehenden Abtastschritts k-1 addiert wird, wobei die so gebildete Summe mit einer zweiten Leistungs-Konstante multipliziert wird, wobei das so gebildete Produkt zu dem um einen Abtastschritt τ _a verzögerten, vorhergehenden Leistungs- Integralanteil M addiert wird, und wobei die wiederum derart gebildete Summe nach oben auf das maximale Sollmoment begrenzt wird. Der so berechnete Leistungs- Integralanteil M wird zu dem Leistungs-Proportionalanteil addiert, wobei die derart gebildete Summe wiederum nach oben auf das maximale Sollmoment begrenzt wird. Auf diese Weise resultiert die erste Vorgabegröße 16, hier das Soll-Drehmoment des Leistungsreglers 14.

Die zweite Leistungs-Konstante ist vorzugsweise gegeben durch: mit dem parametrierbaren Leistungs-Proportionalbeiwert , der zeitlichen Breite τ _a eines Abtastschritts, und der parametrierbaren Nachstellzeit τ _N .

Der Frequenzregler 18 berechnet aus der Soll-Generatorfrequenz f _soll (k) und der erfassten Generatorfrequenz f _G (k) in dem aktuellen Abtastschritt k die Frequenz-Regelabweichung e _f (k), und aus dieser einen Frequenz-Proportionalanteil indem die Frequenz-

Regelabweichung e _f (k) mit einer ersten Frequenz-Konstante multipliziert wird. Die erste Frequenz-Konstante ist vorzugsweise gleich einem bevorzugt parametrierbaren, das heißt vorgebbaren Frequenz -Proportionalbeiwert . Der Frequenzregler 18 berechnet außerdem einen Frequenz-Integralanteil unter Anwendung der Trapezregel für die Integration, indem die Frequenz-Regelabweichung e _f (k) des aktuellen Abtastschritts k mit der Frequenz- Regelabweichung e _f (k-l) des vorhergehenden Abtastschritts k-1 addiert wird, wobei die so gebildete Summe mit einer zweiten Frequenz-Konstante multipliziert wird, wobei das so gebildete Produkt zu dem um einen Abtastschritt τ _a verzögerten, vorhergehenden Frequenz- Integralanteil addiert wird, und wobei die wiederum derart gebildete Summe nach oben auf das maximale Sollmoment begrenzt wird. Der Frequenzregler 18 addiert den so berechneten Frequenz-Integralanteil zu dem Frequenz-Proportionalanteil und begrenzt die derart gebildete Summe wiederum nach oben auf das maximale Sollmoment Hieraus resultiert dann die zweite Vorgabegröße 20, hier das Soll-Drehmoment des Frequenzreglers 18.

Die zweite Frequenz-Konstante ist vorzugsweise gegeben durch: mit dem parametrierbaren Frequenz-Proportionalbeiwert , der zeitlichen Breite τ _a eines Abtastschritts, und der parametrierbaren Nachstellzeit τ _N . Das Vorsteuermodul 22 ist vorzugsweise eingerichtet, um mittels eines Begrenzungsglieds 30 die erfasste Generatorfrequenz f _G (k) auf eine vorbestimmte Minimalfrequenz f _min zu begrenzen, wobei das Begrenzungsglied 30 als begrenzte erfasste Generatorfrequenz f _G,b (k) insbesondere das Maximum aus der erfassten Generatorfrequenz f _G (k) und der vorbestimmten Minimalfrequenz f _min auswählt und weiterleitet. In einem Kehrwertglied 32 wird dann der Kehrwert der begrenzten erfassten Generatorfrequenz f _G,b (k) berechnet, und dieser Kehrwert wird in einem ersten Multiplikationsglied 34 mit einer Soll-Generatorleistungsgröße , bei dem hier dargestellten Ausfuhrungsbeispiel mit der Soll-Generatorleistung P _soll (k), multipliziert. Das so berechnete Produkt wird dann in einem zweiten Multiplikationsglied 36 mit dem vorbestimmten, konstanten Vorfaktor F multipliziert, woraus die dritte Vorgabegröße 24 als Vorsteuer- Sollmoment resultiert. Somit erfolgt die Berechnung der dritten Vorgabegröße 24 im

Wesentlichen nach Gleichung (1), wobei in bevorzugter Ausgestaltung als die erfasste Generatorfrequenz f _G (k) die begrenzte erfasste Generatorfrequenz f _G,b (k) verwendet wird. Es ist aber auch möglich, dass direkt die erfasste Generatorfrequenz f _G (k) verwendet wird. Auch ist es möglich, dass die Begrenzung der Generatorfrequenz nicht in dem Vorsteuermodul 22 erfolgt, wobei dann das Vorsteuermodul 22 die begrenzte erfasste Generatorfrequenz f _G,b (k) als Eingangsgröße erhält.

Das Vorsteuermodul 22 ist also insbesondere eingerichtet, um die dritte Vorgabegröße 24 anhand der Soll-Generatorleistungsgröße und der erfassten Generatorfrequenz f _G (k) zu bestimmen.

Das Vorsteuermodul 22 ist insbesondere eingerichtet, um die dritte Vorgabegröße 24 zu berechnen, indem die Soll-Generatorleistungsgröße durch die erfasste Generatorfrequenz f _G (k) dividiert wird, wobei der so erhaltene Quotient mit dem vorbestimmten, konstanten Vorfaktor F multipliziert wird.

Die Regeleinrichtung 3 ist weiterhin eingerichtet, um die erste Vorgabegröße 16, die zweite Vorgabegröße 20 und die dritte Vorgabegröße 24 zu der Gesamt-Vorgabegröße 26 zu kombinieren, insbesondere zu addieren, das heißt um das Leistungs-Sollmoment , das Frequenz- Sollmoment und das Vorsteuer- Sollmoment zu dem Gesamt-

Sollmoment M _soll (k) zu kombinieren, insbesondere zu addieren. Fig. 6 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Leistungsanordnung 1 mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung 3.

In den Ausführungsbeispielen der Figuren 6, 7 und 8 ist die Regeleinrichtung 3 jeweils als Steuereinrichtung 11, insbesondere als Motorregler 15, ausgebildet. Die in diesen Figuren dargestellten Ausgestaltungen der Regeleinrichtung 3 können aber genauso auch bei einem Ausfuhrungsbeispiel der Regeleinrichtung 3 umgesetzt sein, welches als übergeordneter Generatorregler 12 ausgebildet ist. Die technische Lehre der Figuren 6, 7 und 8 ist somit nicht auf die spezifische Ausgestaltung der Regeleinrichtung 3 als Steuereinrichtung 11 oder Motorregler 15 beschränkt.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung 3 gemäß Figur 6 ist der Leistungsregler 14 eingerichtet, um aus der Soll-Generatorleistung P _soll mittels eines ein differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden ersten Rechenglieds 38 einen ersten Vorgabegrößen-Zusatzterm 40, insbesondere ein dynamisches Leistungs-Sollmoment zu berechnen, und den ersten Vorgabegrößen-Zusatzterm 40 mit einer durch den Leistungsregler 14 berechneten ersten Vorläufer-Vorgabegröße 42, insbesondere einem statischen Leistungs- Sollmoment zu verrechnen, um die erste Vorgabegröße 16, insbesondere das Leistungs- Sollmoment zu erhalten.

Insbesondere ist die Recheneinrichtung 3 eingerichtet, um den ersten Vorgabegrößen-Zusatzterm 40 zu der Vorläufer-Vorgabegröße 42 zu addieren, um die erste Vorgabegröße 16 zu erhalten. Das erste Rechenglied 38 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein DT ₁ -Glied. Es ist alternativ aber auch möglich, dass das erste Rechenglied 38 bei einem anderen Ausfuhrungsbeispiel als D-Glied ausgebildet ist.

Die Soll-Leistung P _soll wird somit durch das erste Rechenglied 38 verstärkt und - bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel - der Vorläufer-Vorgabegröße 42 additiv überlagert. Die Regeleinrichtung 3 weist auf diese Weise insbesondere ein verbessertes, insbesondere dynamischeres Lastschaltverhalten auf. Die hier dargestellte Ausgestaltung hat insbesondere gegenüber einer Ausgestaltung, bei welcher der Leistungsregler 14 insgesamt eine PI( DT ₁ )-Charakteristik hätte, den Vorteil, dass lediglich die Soll-Leistung P _soll verstärkt wird und nicht die Leistungs-Regelabweichung e _P . Würde stattdessen ein Leistungsregler 14 verwendet, der insgesamt eine PI(DT ₁ )-Charakteristik aufweist, hinge die Dynamik der Leistungsregelung von der Auslegung des Leistungsfilters 19 ab. Würde zum Beispiel ein P T ₁ -Leistungsfilter mit einer kleinen Zeitkonstante T ₁ gewählt, führte dies in Kombination mit der PI(DT ₁ )-Charakteristik des Leistungsreglers 14 zu einer verzögerten Anpassung an eine sprunghafte Änderung der Soll-Generatorleistung P _soll . Von dieser wird nämlich die erfasste Generatorleistung P _G subtrahiert, die sich dann ebenfalls bei Laständerung rasch ändert, insbesondere gespeist aus der Reserve der kinetischen Energie, insbesondere Rotationsenergie, des Systems aus dem Generator 9, der Kupplung 7 und der Brennkraftmaschine 5. Insbesondere folgt die Ist-Generatorleistung P _ist einer elektrischen Laständerung quasi instantan. Somit ändern sich die Soll-Generatorleistung P _soll und die erfasste Generatorleistung P _G mit derselben Wirkrichtung, sodass die Leistungsänderung in der Leistungs-Regelabweichung e _P nur abgeschwächt abgebildet wird. Die sich hieraus ergebende Verzögerung wird vorteilhaft vermieden, wenn - wie in Figur 6 dargestellt - die Soll- Generatorleistung P _soll unmittelbar auf das erste Rechenglied 38 geführt wird.

Das erste Rechenglied 38 hat vorzugsweise die folgende Übertragungsfunktion: mit einem Faktor K ₁ , der Vorhaltzeit T _V und der Verzögerungszeit T ₁ . Das erste Rechenglied 38 ist nur instationär oder dynamisch wirksam, das heißt nur im Fall einer Laständerung. Der Vorgabegrößen-Zusatzterm 40 ändert sich bei sprunghafter Laständerung ebenfalls sprunghaft und klingt dann schließlich auf den Wert Null ab. Stationär ist der Vorgabegrößen-Zusatzterm 40 gleich Null. Wie schnell der Vorgabegrößen-Zusatzterm 40 abklingt, hängt von der Auslegung der Verzögerungszeit T ₁ ab. Der Faktor K ₁ wird insbesondere verwendet, um die physikalische Einheit der Eingangsgröße, das heißt der Soll-Generatorleistung P _soll , in die physikalische Einheit der Ausgangsgröße, das heißt des Vorgabegrößen-Zusatzterms 40, insbesondere eines Drehmoments, umzurechnen. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung 1 mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung 3.

Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung 3 ist das Vorsteuermodul 22 eingerichtet, um aus der Soll-Generatorleistungsgröße , hier der Soll-Generatorleistung P _soll , und der erfassten Generatorfrequenz f _G eine zweite Vorläufer-Vorgabegröße 44, insbesondere ein statisches Vorsteuer- Sollmoment zu berechnen, und um die dritte Vorgabegröße

24, nämlich das Vorsteuer- Sollmoment als dynamisches Vorsteuer-Sollmoment aus der zweiten Vorläufer-Vorgabegröße 44 mittels eines ein proportionales und differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden zweiten Rechenglieds 46 zu berechnen.

Das zweite Rechenglied 46 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als (PD)T ₁ -Glied ausgebildet, mit folgender Übertragungsfunktion: mit der Vorhaltzeit T _V und der Verzögerungszeit T ₁ . Im stationären Fall für 5 = 0 ist somit das dynamische Vorsteuer-Sollmoment ⁿ mit dem statischen Vorsteuer- Sollmoment l identisch. Im dynamischen Fall für s ≠ 0 wird das statische Vorsteuer-Sollmoment mithilfe einer (PD)T ₁ -Charakteristik verstärkt, die stationär mit der Verzögerungszeit T ₁ auf die Verstärkung 1 abklingt.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Leistungsanordnung 1 mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung 3.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Vorsteuermodul 22 eingerichtet, um die Soll- Generatorleistungsgröße , insbesondere als dynamische Soll-Generatorleistung , aus der Soll-Generatorleistung P _soll mittels eines ein proportionales und differenzielles Übertragungsverhalten aufweisenden dritten Rechenglieds 48 zu berechnen. Das dritte Rechenglied 48 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als (PD)T ₁ -Glied ausgebildet, mit der Übertragungsfunktion gemäß Gleichung (9). Im stationären Fall für 5 = 0 ist somit die Soll-Generatorgröße mit der Soll-Generatorleistung P _soll identisch. Im dynamischen Fall für s ≠ 0 wird die Soll-Generatorleistung P _soll mithilfe einer (PD)T ₁ - Charakteristik verstärkt, die stationär mit der Verzögerungszeit T ₁ auf die Verstärkung 1 abklingt.

Vorteilhaft werden dabei Änderungen der Soll-Generatorleistung P _soll mithilfe des dritten Rechenglieds 48 verstärkt, und nicht - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 - Änderungen des Quotienten aus der Soll-Generatorleistung P _soll dividiert durch die erfasste Generatorfrequenz f _G . Bei dieser Ausgestaltung gemäß Figur 7 wird die verstärkende Wirkung des (PD)T ₁ -Glieds entweder abgeschwächt oder verstärkt, je nachdem, in welche Richtung sich die erfasste Generatorfrequenz f _G im Moment des Lastschaltens bewegt. Die verstärkende Wirkung des (PD)T ₁ -Glieds ist demgegenüber bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 vorteilhaft unabhängig von der erfassten Generatorfrequenz f _G .

Fig. 9 zeigt eine schematische, diagrammatische Darstellung der Funktionsweise eines Verfahrens zur Regelung einer Leistungsanordnung 1. Insbesondere sind hier sechs Zeitdiagramme dargestellt.

Ein erstes Zeitdiagramm bei a) zeigt den zeitlichen Verlauf der Soll-Generatorleistung P _soll als durchgezogene Kurve, und den zeitlichen Verlauf der erfassten Generatorleistung P _G als gestrichelte Kurve. Zu einem ersten Zeitpunkt t ₁ steigt die Soll-Generatorleistung P _soll sprunghaft auf einen ersten Leistungswert P ₁ an und ist anschließend mit diesem Wert identisch. Die - gefilterte - erfasste Generatorleistung P _G steigt ab dem ersten Zeitpunkt t ₁ an und erreicht zu einem dritten Zeitpunkt t ₃ schließlich die Soll-Generatorleistung P _soll .

Ein drittes Zeitdiagramm bei c) zeigt den zeitlichen Verlauf der ersten Vorgabegröße 16, nämlich des Leistungs-Sollmoments das heißt der Ausgangsgröße des Leistungsreglers 14. Unter der Annahme einer PI-Charakteristik für den Leistungsregler 14 steigt das Leistungs- Sollmoment zu dem ersten Zeitpunkt t ₁ sprunghaft bis zu einem ersten Leistungs- Drehmomentwert M ₁ an, der dem Proportionalanteil des Leistungsreglers 14 zu diesem Zeitpunkt entspricht. In der Folge klingt das Leistungs-Sollmoment bis zu dem dritten Zeitpunkt t ₃ bei vereinfachter Betrachtungsweise auf den Wert 0 Nm ab, da zu diesem Zeitpunkt auch die Leistungs-Regelabweichung e _p identisch 0 kW ist und die Gesamt-Vorgabegröße 26 als Stellgröße zum Großteil aus der Vorsteuerung resultiert, sodass auch der Integralanteil des Leistungsreglers 14 nach dem dritten Zeitpunkt t ₃ näherungsweise identisch 0 kW ist.

Eine viertes Zeitdiagramm bei d) zeigt den zeitlichen Verlauf des Frequenz-Sollmoments in Form einer gestrichelten ersten Kurve Kl für den Fall einer statischen Vorsteuerung, und in Form einer durchgezogenen zweiten Kurve K2 für den Fall einer dynamischen Vorsteuerung.

Ein fünftes Zeitdiagramm bei e) zeigt den zeitlichen Verlauf des statischen Vorsteuer- Sollmoments als durchgezogene Kurve, und den zeitlichen Verlauf des dynamischen

Vorsteuer-Sollmoments als gestrichelte Kurve. Das statische Vorsteuer-Sollmoment springt zu dem ersten Zeitpunkt t ₁ auf einen zweiten Vorsteuer-Drehmomentwert M ₂ , welcher sich nach Gleichung (1) berechnet; insbesondere gilt:

Die - gefilterte - erfasste Generatorfrequenz f _G wird vereinfachungshalber als konstant angenommen, sodass das statische Vorsteuer-Sollmoment in der Folge auf dem konstanten zweiten Vorsteuer-Drehmomentwert M ₂ verharrt. Das dynamische Vorsteuer- Sollmoment springt zu dem ersten Zeitpunkt t ₁ auf einen dritten Vorsteuer- Drehmomentwert M3 und klingt dann ab, bis es sich zu einem zweiten Zeitpunkt t ₂ auf den Wert des statischen Vorsteuer- Sollmoments einschwingt. Der dritte Vorsteuer-

Drehmomentwert M ₃ sowie die Abklingzeit hängen dabei von der Vorhaltzeit T _V sowie der Verzögerungszeit T ₁ ab.

Ein sechstes Zeitdiagramm bei f) stellt den zeitlichen Verlauf der Gesamt- Vorgabegröße 26, das heißt des Soll-Drehmoments M _soll , dar, nämlich einmal in Form einer durchgezogenen vierten Kurve K4 ohne dynamische Vorsteuerung, das heißt mit statischer Vorsteuerung, und einmal in Form einer gestrichelten dritten Kurve K3 mit dynamischer Vorsteuerung. Im Fall der statischen Vorsteuerung springt die Gesamt-Vorgabegröße 26 zu dem ersten

Zeitpunkt t ₁ auf einen vierten Vorsteuer-Drehmomentwert M ₄ , für den gilt:

Das Frequenz- Sollmoment ist zu diesem Zeitpunkt noch identisch 0 Nm, da die erfasste Generatorfrequenz f _G noch mit der Soll-Generatorfrequenz f _soll identisch ist. In der Folge klingt die Gesamt-Vorgabegröße 26 ab und ist zu einem sechsten Zeitpunkt t ₆ auf den zweiten Vorsteuer-Drehmomentwert M ₂ des statischen Vorsteuer-Sollmoments eingeschwungen. Der Einschwingvorgang ist erst dann beendet, wenn auch die Generatorfrequenz eingeschwungen ist. Aus diesem Grund ist die Gesamt-Vorgabegröße 26 zu einem späteren Zeitpunkt als das Lei stungs- Sollmoment eingeschwungen.

Wird eine dynamische Vorsteuerung eingesetzt, so springt die Gesamt-Vorgabegröße 26 zu dem ersten Zeitpunkt t ₁ auf einen fünften Vorsteuer-Drehmomentwert M ₅ :

In der Folge klingt die Gesamt-Vorgabegröße 26 ab und ist zu einem siebten Zeitpunkt t ₇ auf den zweiten Vorsteuer-Drehmomentwert M ₂ des statischen Vorsteuer-Sollmoments eingeschwungen.

Ein zweites Zeitdiagramm bei b) zeigt den zeitlichen Verlauf der momentanen Ist- Generatorfrequenz f _ist als gestrichelte Kurve für den Fall der statischen Vorsteuerung sowie als durchgezogene Kurve für den Fall der dynamischen Vorsteuerung. Außerdem ist als strichpunktierte, horizontale Linie auch die zum Zweck der Vereinfachung als konstant angenommene Soll-Generatorfrequenz f _soll eingezeichnet.

Im Fall der dynamischen Vorsteuerung bricht die Ist-Generatorfrequenz f _ist lediglich bis zu einer ersten Frequenz f ₁ , das heißt nur um einen ersten Differenzwert Δf ₁ ein. Die Ist- Generatorfrequenz f _ist ist in diesem Fall bereits zu dem sechsten Zeitpunkt t ₆ auf die Soll- Generatorfrequenz f _soll eingeschwungen. Im Fall der statischen Vorsteuerung bricht die Ist-Generatorfrequenz f _ist demgegenüber bis auf einen zweiten, tieferen Frequenzwert f ₂ , das heißt um einen zweiten, größeren Differenzwert Δf ₂ , ein und ist erst zu dem siebten Zeitpunkt t ₇ auf die Soll-Generatorfrequenz f _soll eingeschwungen.

Das zweite Zeitdiagramm zeigt damit, dass der Einsatz einer dynamischen Vorsteuerung zu einer Verringerung des Frequenzeinbruchs der Generatorfrequenz sowie zu einer Verkürzung der Ausregelzeit führt.