Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine, mit welchem die Regelung der Zwischenkreisspannung analytisch gelöst und erheblich vereinfacht werden kann.

Derartige Antriebe haben den Vorteil, dass diese einen vergleichsweise geringen Kraftstoffverbrauch aufweisen. Dabei kann ein Dieselgenerator einen Zwischenkreis laden, welcher Fahrantriebe der Arbeitsmaschine versorgt. In dem Zwischenkreis ist dabei für gewöhnlich ein Zwischenkreiskondensator vorgesehen, welcher die Aufgabe hat, die elektrischen Netze miteinander auf einer gemeinsamen Gleichspannungsebene zu koppeln und den potentiell welligen Spannungsverlauf im Zwischenkreis zu stabilisieren und zu puffern.

Hierzu ist jedoch eine Regelung der Zwischenkreisspannung beziehungsweise der Spannung am Zwischenkreiskondensator erforderlich. Dabei ist es bekannt eine Vorsteuerung zu verwenden, welche Daten über aktuelle Leistungen aller Verbraucher am Zwischenkreis einsammelt und die Zwischenkreisspannung basierend auf diesen Daten und beispielsweise einer schwer zu parametrisierenden Kennlinie regelt. Dies resultiert jedoch in Verzögerungen und stellt einen komplexen, schwer nachvollziehbaren Vorgang dar.

Folglich besteht Bedarf an verbesserten Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine.

Aus der Druckschrift US 2005/0151503 Al ist ein Konverter bekannt, welcher eine Wandlerschaltung, die einen Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt, und eine Steuerschaltung, die die Wandlerschaltung steuert, aufweist, wobei die Steuerschaltung eine Spannung des Gleichstroms in Richtung einer höheren Spannung in Reaktion auf einen extern ausgegebenen Gleichspannungserhöhungsbefehl steuert und/oder die Spannung in Richtung einer niedrigeren Spannung in Reaktion auf einen extern ausgegebenen Befehl zum Absenken der Gleichspannung steuert.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine anzugeben.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Aufgabe wird zudem mit einem Steuergerät zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine, wobei ein an dem Zwischenkreiskondensator anliegender Ist-Spannungswert erfasst und ein Soll- Spannungswert, welcher an dem Zwischenkreiskondensator anliegen soll, bereitgestellt wird. Basierend auf dem Ist-Spannungswert und dem Soll- Spannungswert wird weiter eine Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert zu kommen, ermittelt. Zudem wird ein Grundleistungsbedarf ermittelt und es wird basierend auf der Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert zu kommen, ein zusätzlicher Leistungsbedarf ermittelt. Weiter wird aus dem Grundleistungsbedarf und dem zusätzlichen Leistungsbedarf ein Gesamtleistungsbedarf ermittelt, wobei der Gesamtleistungsbedarf in eine Stellgröße für einen der Antriebsmaschine nachgelagerten Regelkreis umgewandelt wird, wobei basierend auf der Stellgröße eine Regelung der Zwischenkreisspannung ermöglicht wird.

Unter dem Ist-Spannungswert wird dabei der Wert der unter den aktuellen Bedingungen beziehungsweise Gegebenheiten tatsächlichen Spannung am Zwischenkreiskondensator verstanden.

Unter dem Soll-Spannungswert, welcher an dem Zwischenkreiskondensator anliegen soll, wird weiter ein Wert verstanden, welchen die Spannung an dem Zwischenkreiskondensator aufweisen sollte, damit aktuelle Leistungsvorgaben, insbesondere Leistungsvorgaben aller Verbraucher am Zwischenkreis erfüllt werden können.

Unter Grundleistungsbedarf wird weiter eine unter idealen Bedingungen zum Antreiben der Arbeitsmaschine benötigte Leistung verstanden.

Unter zusätzlichem Leistungsbedarf wird ein Betrag beziehungsweise eine Menge an Leistung, welche basierend auf den aktuellen Bedingungen beziehungsweise Gegebenheiten zusätzlich benötigt wird, damit aktuelle Leistungsvorgaben, insbesondere Leistungsvorgaben aller Verbraucher am Zwischenkreis erfüllt werden können, verstanden.

Bei der Stellgröße für einen der Antriebsmaschine nachgelagerten Regelkreis kann es sich ferner beispielsweise um einen Sollwert beziehungsweise ein Solldrehmoment für einen nachgelagerten, das heißt anschließenden Drehmomentregler, oder einen Sollwert beziehungsweise einen Sollstromwert für einen nachgelagerten Versorger handeln. Das Verfahren ermöglicht dabei eine einfache, auf analytischen Verfahren basierende Regelung der Zwischenkreisspannung, ohne dass hierzu komplexe, schwer nachvollziehbare Vorgänge vonnöten wären. Hierdurch können weiter auch Verzögerungen bei der Regelung der Zwischenkreisspannung vermieden und benötigte Computerressourcen, beispielsweise im Hinblick auf Speicher- und/oder benötigte Prozessorkapazitäten, eingespart beziehungsweise reduziert werden. Insgesamt wird somit ein verbessertes Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine angegeben.

In einer Ausführungsform weist der Schritt des Ermittelns eine Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf die Soll-Spannung zu kommen, weiter jeweils ein Berechnen des Quadrates des Ist-Spannungswertes und des Soll-Spannungswertes, ein Berechnen einer Differenz aus dem Quadrat des Soll-Spannungswertes und dem Quadrat des Ist- Spannungswertes, und ein Multiplizieren der Differenz mit einem Verstärkungsfaktor um die Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Sollspannungswert zu erhalten, auf.

Unter Verstärkungsfaktor beziehungsweise Proportionalitätsbeiwert oder Übertragungsbeiwert wird dabei ein Faktor verstanden, welcher verwendet wird das entsprechende Reglerverhalten stabil zu machen und äußere oder Proportionalitäts-Einflüsse möglichst gering zu halten.

Insgesamt kann die Regelung der Zwischenkreisspannungen somit basierend auf einfachen analytischen Gleichungen und insbesondere einfachen analytischen Gleichungen bezüglich der Energie, welche in dem Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert beziehungsweise auf die gewünschte Spannung zu kommen, geregelt werden. Hierdurch kann die Regelung der Zwischenkreisspannung weiter vereinfacht und können zudem beispielsweise Verzögerungen vermieden werden.

Der Verstärkungsfaktor kann dabei analytisch und somit auf vergleichsweise einfache Weise bestimmbar sein. Beispielsweise kann der Verstärkungsfaktor dabei aus der Formel über die Energie in dem Kondensator basierend auf einer Kapazität des Zwischenkreiskondensators und/oder aus einer aktuell zur Regelung zur Verfügung stehenden Zeit abgeleitet werden.

Dabei können insbesondere auch Totzeiten bei der analytischen Bestimmung des Verstärkungsfaktors berücksichtigt werden.

Als Totzeit beziehungsweise Laufzeit oder Transportzeit wird dabei die Zeitspanne zwischen einer Signaländerung am Systemeingang und der Signalantwort am Systemausgang einer Regelstrecke bezeichnet. Jede Änderung des Eingangssignals ruft eine um die Totzeit verzögerte Änderung des Ausgangssignals hervor.

Dabei kann der Verzögerungsfaktor insbesondere umso kleiner sein, je kleiner die Totzeit ist, so dass die Totzeiten basierend auf dem Verstärkungsfaktor bei der Regelung der Zwischenkreisspannung berücksichtigt werden können.

Weiter kann der Schritt des Ermittelns des Grundleistungsbedarfs ein Ermitteln des Grundleistungsbedarfs unter Berücksichtigung von Begrenzungen für den Grundleistungsbedarf aufweisen.

Unter Begrenzungen werden hierbei Randbedingungen beziehungsweise gewisse einzuhaltende Vorgaben für den Grundleistungsbedarf verstanden.

Die Begrenzung kann dabei beispielsweise vorgeben, dass der Grundleistungsbedarf jedes Mal nach dem Ausschalten der Arbeitsmaschine beziehungsweise während des Einschaltens der Arbeitsmaschine auf null zurückgesetzt wird, so dass entsprechend Werte aus zurückliegenden Betätigungen beziehungsweise Anwendungen der Arbeitsmaschine keinen Einfluss auf die aktuelle Regelung der Zwischenkreisspannung nach erneutem Einschalten der Arbeitsmaschine haben. Zudem kann beispielsweise ein Wertebereich für den Grundleistungsbedarf begrenzt werden um zu verhindern, dass der entsprechende Regler beziehungsweise das entsprechende Reglerverhalten instabil wird. Zudem kann das Verfahren ein Anwenden wenigstens einer Autotuningfunktion aufweisen.

Unter Autotuningfunktionen werden dabei Funktionen verstanden, mit Hilfe derer es möglich ist, die Regler der Antriebsmaschine optimal automatisch parametrieren zu lassen. Die Ermittlung der Reglerparameter erfolgt dabei insbesondere bei Stillstand der Arbeitsmaschine. Zudem können Parameter zur Kompensation von Störeinflüssen wie Trägheit und Reibungseffekten bestimmt werden.

Insgesamt kann hierdurch die Regelung der Zwischenkreisspannung weiter vereinfacht werden.

Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, angegeben, wobei eine Zwischenkreisspannung an dem Zwischenkreiskondensator durch ein obenstehend beschriebenes Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine geregelt wird, und wobei die Maschine basierend auf der geregelten Zwischenkreisspannung angetrieben wird.

Somit wird ein verbessertes Verfahren zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, angegeben. Insbesondere erfolgt das Antreiben der Maschine dabei basierend auf einer einfachen, auf analytischen Verfahren basierenden Regelung der Zwischenkreisspannung, ohne dass hierzu komplexe, schwer nachvollziehbare Vorgänge vonnöten wären. Hierdurch können weiter auch Verzögerungen bei der Regelung der Zwischenkreisspannung vermieden und benötigte Computerressourcen, beispielsweise im Hinblick auf Speicher- und/oder benötigte Prozessorkapazitäten, eingespart werden.

Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zudem auch ein Steuergerät zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine angegeben, wobei das Steuergerät eine Erfassungseinheit, welche ausgebildet ist, einen an dem Zwischenkreiskondensator anliegenden Ist-Spannungswert zu erfassen, eine Bereitstellungseinheit, welche ausgebildet ist, einen Soll-Spannungswert, welcher an dem Zwischenkreiskondensator anliegen soll, bereitzustellen, eine erste Ermittlungseinheit, welche ausgebildet ist, basierend auf dem Ist- Spannungswert und dem Soll-Spannungswert eine Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll- Spannungswert zu kommen, zu ermitteln, eine zweite Ermittlungseinheit, welche ausgebildet ist, einen Grundleistungsbedarf zu ermitteln, eine dritte Ermittlungseinheit, welche ausgebildet ist, einen zusätzlichen Leistungsbedarf basierend auf der Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert zu kommen, zu ermitteln, eine vierte Ermittlungseinheit, welche ausgebildet ist, aus dem Grundleistungsbedarf und dem zusätzlichen Leistungsbedarf einen Gesamtleistungsbedarf zu ermitteln, eine Umrechnungseinheit, welche ausgebildet ist, den Gesamtleistungsbedarf in eine Stellgröße für einen der Antriebsmaschine nachgelagerten Regelkreis umzurechnen, und eine Regeleinheit, welche ausgebildet ist, die Zwischenkreisspannung basierend auf der Stellgröße zu regeln, aufweist.

Somit wird ein verbessertes Steuergerät zum Regeln einer Zwischenkreisspannung einer Arbeitsmaschine angegeben. Das Steuergerät ermöglicht dabei eine einfache, auf analytischen Verfahren basierende Regelung der Zwischenkreisspannung, ohne dass hierzu komplexe, schwer nachvollziehbare Vorgänge vonnöten wären. Hierdurch können weiter auch Verzögerungen bei der Regelung der Zwischenkreisspannung vermieden und benötigte Computerressourcen, beispielsweise im Hinblick auf Speicher- und/oder benötigte Prozessorkapazitäten, eingespart werden.

In einer Ausführungsform weist die erste Ermittlungseinheit dabei weiter eine erste Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist, jeweils das Quadrat des Ist- Spannungswertes und des Soll-Spannungswertes zu berechnen, eine zweite Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist, eine Differenz aus dem Quadrat des Soll-Spannungswertes und dem Quadrat des Ist-Spannungswertes zu berechnen, und eine dritte Berechnungseinheit, welche ausgebildet ist, die Differenz mit einem Verstärkungsfaktor zu multiplizieren um die Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Sollspannungswert zu kommen, zu erhalten, auf.

Insgesamt kann die Regelung der Zwischenkreisspannungen somit basierend auf einfachen analytischen Gleichungen und insbesondere einfachen analytischen Gleichungen bezüglich der Energie, welche in dem Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert beziehungsweise auf die gewünschte Spannung zu kommen, geregelt werden. Hierdurch kann die Regelung der Zwischenkreisspannung weiter vereinfacht und können zudem beispielsweise Verzögerungen vermieden werden.

Dabei kann das das Steuergerät weiter eine Bestimmungseinheit, welche ausgebildet ist, den Verstärkungsfaktor analytisch zu bestimmen, aufweisen. Der Verstärkungsfaktor kann dabei analytisch und somit auf vergleichsweise einfache Weise durch die Bestimmungseinheit bestimmt werden. Beispielsweise kann der Verstärkungsfaktor dabei aus der Formel über die Energie in dem Kondensator basierend auf einer Kapazität des Zwischenkreiskondensators und/oder aus einer aktuell zur Regelung zur Verfügung stehenden Zeit abgeleitet werden.

Dabei kann die Bestimmungseinheit zudem ausgebildet sein, Totzeiten bei der analytischen Bestimmung des Verstärkungsfaktors zu berücksichtigen. Dabei kann der Verzögerungsfaktor insbesondere umso kleiner sein, je kleiner die Totzeit ist, so dass die Totzeiten basierend auf dem Verstärkungsfaktor bei der Regelung der Zwischenkreisspannung berücksichtigt werden können.

Die zweite Ermittlungseinheit kann ferner ausgebildet sein, den Grundleistungsbedarf unter Berücksichtigung von Begrenzungen für den Grundleistungsbedarf zu ermitteln. Die Begrenzung kann dabei beispielsweise wiederum vorgeben, dass der Grundleistungsbedarf jedes Mal nach dem Ausschalten der Arbeitsmaschine beziehungsweise während des Einschaltens der Arbeitsmaschine auf null zurückgesetzt wird, so dass entsprechend Werte aus zurückliegenden Betätigungen der Arbeitsmaschine keinen Einfluss auf die aktuelle Regelung der Zwischenkreisspannung nach erneutem Einschalten der Arbeitsmaschine haben. Zudem kann beispielsweise ein Wertebereich für den Grundleistungsbedarf begrenzt werden, um zu verhindern, dass der entsprechende Regler beziehungsweise das entsprechende Reglerverhalten instabil wird.

Zudem kann das Steuergerät weiter eine Anwendungseinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, wenigstens eine Autotuningsfunktion anzuwenden. Insgesamt kann hierdurch die Regelung der Zwischenkreisspannung durch das Steuergerät weiter vereinfacht werden.

Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird außerdem auch ein System zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine angegeben, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, wobei das System ein obenstehend beschriebenes Steuergerät zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an dem Zwischenkreiskondensator aufweist.

Somit wird ein verbessertes System zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, angegeben. Insbesondere erfolgt das Antreiben der Maschine dabei basierend auf einer einfachen, auf analytischen Verfahren basierenden Regelung der Zwischenkreisspannung, ohne dass hierzu komplexe, schwer nachvollziehbare Vorgänge vonnöten wären. Hierdurch können weiter auch Verzögerungen bei der Regelung der Zwischenkreisspannung vermieden und benötigte Computerressourcen, beispielsweise im Hinblick auf Speicher- und/oder benötigte Prozessorkapazitäten, eingespart werden.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine angegeben wird, mit welchem die Regelung der Zwischenkreisspannung analytisch gelöst und erheblich vereinfacht werden kann.

Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, gemäß Ausführungsformen der Erfindung; und

Fig.2 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, gemäß Ausführungsformen der Erfindung.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.

Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1 zum Antreiben einer Maschine durch eine Antriebsmaschine, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Als Antrieb beziehungsweise Antriebsmaschine werden allgemein die Mittel bezeichnet, welche verwendet werden, um eine Arbeitsmaschine oder eine mobile Anwendung anzutreiben.

Derartige Antriebe haben den Vorteil, dass diese einen vergleichsweise geringen Kraftstoffverbrauch aufweisen. Dabei kann ein Dieselgenerator einen Zwischenkreis laden, welcher Fahrantriebe der Arbeitsmaschine versorgt. In dem Zwischenkreis ist dabei für gewöhnlich ein Zwischenkreiskondensator vorgesehen, welcher die Aufgabe hat, die elektrischen Netze miteinander auf einer gemeinsamen Gleichspannungsebene zu koppeln und den potentiell welligen Spannungsverlauf im Zwischenkreis zu stabilisieren und zu puffern.

Hierzu ist jedoch eine Regelung der Zwischenkreisspannung beziehungsweise der Spannung am Zwischenkreiskondensator erforderlich. Dabei ist es bekannt eine Vorsteuerung zu verwenden, welche Daten über aktuelle Leistungen aller Verbraucher am Zwischenkreis einsammelt und die Zwischenkreisspannung basierend auf diesen Daten und beispielsweise einer schwer zu parametrisierenden Kennlinie regelt. Dies resultiert jedoch in Verzögerungen und stellt einen komplexen, schwer nachvollziehbaren Vorgang dar.

Folglich besteht Bedarf an verbesserten Verfahren zum Regeln einer Zwischenkreisspannung an einem Zwischenkreiskondensator einer Antriebsmaschine.

Wie Fig. 1 zeigt, weist das Verfahren 1 einen Schritt 2 eines Erfassens eines an dem Zwischenkreiskondensator anliegenden Ist-Spannungswertes und einen Schritt 3 eines Bereitstellens eines Soll-Spannungswertes, welcher an dem Zwischenkreiskondensator anliegen soll, auf. Basierend auf dem Ist- Spannungswert und dem Soll-Spannungswert wird weiter in einem Schritt 4 eine Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert zu kommen, ermittelt.

Zudem wird in einem Schritt 5 ein Grundleistungsbedarf ermittelt und wird in einem Schritt 6 basierend auf der Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Soll-Spannungswert zu kommen, ein zusätzlicher Leistungsbedarf ermittelt. Weiter wird in einem Schritt 7 aus dem Grundleistungsbedarf und dem zusätzlichen Leistungsbedarf ein Gesamtleistungsbedarf ermittelt, wobei der Gesamtleistungsbedarf in einem Schritt 8 in eine Stellgröße für einen der Antriebsmaschine nachgelagerten Regelkreis umgewandelt wird, wobei die Zwischenkreisspannung in einem Schritt 9 basierend auf der Stellgröße geregelt wird.

Das Verfahren 1 ermöglicht dabei eine einfache, auf analytischen Verfahren basierende Regelung der Zwischenkreisspannung, ohne dass hierzu komplexe, schwer nachvollziehbare Vorgänge vonnöten wären. Hierdurch können weiter auch Verzögerungen bei der Regelung der Zwischenkreisspannung vermieden und benötigte Computerressourcen, beispielsweise im Hinblick auf Speicher- und/oder benötigte Prozessorkapazitäten, eingespart werden.

Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1 weist der Schritt 4 des Ermittelns einer Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf die Soll-Spannung zu kommen, weiter einen Schritt 10 eines jeweiligen Berechnens des Quadrates des Ist-Spannungswertes und des Soll- Spannungswertes, einen Schritt 11 eines Berechnens einer Differenz aus dem Quadrat des Soll-Spannungswertes und dem Quadrat des Ist-Spannungswertes, und einen Schritt 12 eines Multiplizierens der Differenz mit einem Verstärkungsfaktor um die Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Sollspannungswert zu kommen, zu erhalten, auf. Der Verstärkungsfaktor ist dabei weiter analytisch bestimmbar.

Insbesondere wird dabei, gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1, ein Regelgesetz zur Regelung der Zwischenkreisspannung angegeben, welches auf einer energetischen Betrachtung beruht. Das Regelgesetz beruht dabei insbesondere darauf, dass von einer Abweichung im Energieinhalt des Kondensators gesprochen werden kann, falls ein Unterschied zwischen dem Ist- Spannungswert Ui und dem Soll-Spannungswert U ₂ gegeben ist. Diese Abweichung kann dabei durch folgende Formel abgebildet werden:

AE= E ₂ -E1=1/2*C*(U ₂ ² -UI ² ) (1), wobei AE die Abweichung im Energieinhalt, E2 der basierend auf dem Soll- Spannungswert benötigte Energieinhalt, Ei der basierend auf dem Ist- Spannungswert benötigte Energieinhalt und C die Kapazität des Zwischenkreiskondensators ist.

Soll der Energieinhalt des Zwischenkreiskondensators nun entsprechend aufgefüllt werden, wird zunächst ein zusätzlicher Leistungsbedarf basierend auf der zu verwendenden Zeit t ermittelt, wobei es sich bei der Zeit t insbesondere um eine Task-Zeit, das heißt eine Zeit während der der Spannungsregler gerechnet wird beziehungsweise die entsprechende Ermittlung der Stellgröße erfolgt, oder eine größere Zeit handeln kann:

AP _p =(E ₂ -Ei)/t=l/2/t*C*(U ₂ ² -Ui ² )=k _p *(U ₂ ² -Ui ² ) (2), wobei AP _p der zusätzliche Leistungsbedarf und K _p der Verstärkungsfaktor sind.

Dies kann dabei das Regelgesetz für einen Proportionalregler darstellen, wobei der Proportionalregler dynamisch eine Leistungsanforderung an den nachgereichten Regelkreis stellt.

Da es sich bei AP _p jedoch nur um den benötigten zusätzlichen Leistungsbedarf handelt, muss zudem noch ein Grundleistungsbedarf ermittelt werden, welcher gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1 beispielsweise unter Verwendung eines Integralreglers ermittelt werden kann.

Der Verstärkungsfaktor kann dabei ferner, wie obenstehend dargelegt, analytisch ermittelt werden, wobei dieser anschließend noch an aktuelle Gegebenheiten beziehungsweise Systemanforderungen angepasst werden kann.

Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 1 werden dabei insbesondere Totzeiten, das heißt Berechnungszeiten bei der analytischen Bestimmung des Verstärkungsfaktors berücksichtigt. So kann beispielsweise eine sehr langsame (kleine) Verstärkung gewählt werden, falls es sich bei der Antriebsmaschine beziehungsweise der entsprechenden Regelung um ein sehr langsames System handelt.

Zudem weist der Schritt 5 des Ermittelns des Grundleistungsbedarfs ein Ermitteln des Grundleistungsbedarfs unter Berücksichtigung von Begrenzungen für den Grundleistungsbedarf auf.

Die Begrenzung kann dabei beispielsweise wiederum vorgeben, dass der Grundleistungsbedarf jedes Mal nach dem Ausschalten der Arbeitsmaschine beziehungsweise während des Einschaltens der Arbeitsmaschine auf null zurückgesetzt wird, so dass entsprechend Werte aus zurückliegenden Betätigungen der Arbeitsmaschine keinen Einfluss auf die aktuelle Regelung der Zwischenkreisspannung nach erneutem Einschalten der Arbeitsmaschine haben. Zudem kann beispielsweise ein Wertebereich für den Grundleistungsbedarf begrenzt werden, um zu verhindern, dass der entsprechende Regler beziehungsweise das Reglerverhalten instabil wird. Dabei kann insbesondere ein Anti-Windllp angewendet werden.

Wie Fig. 1 weiter zeigt, weist das Verfahren zudem einen Schritt 13 eines Anwendens einer Autotuningfunktion auf.

Zudem zeigt Fig. 1 einen Schritt 14 eines Antreibens der Maschine basierend auf der geregelten Zwischenkreisspannung.

Bei der Maschine kann es sich dabei beispielsweise um eine Arbeitsmaschine oder auch eine mobile Anwendung handeln.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Systems 20 zum Antreiben einer Maschine 21 durch eine Antriebsmaschine 22, welche einen Zwischenkreiskondensator aufweist, gemäß Ausführungsformen der Erfindung.

Bei der Maschine kann es sich dabei wiederum um eine Arbeitsmaschine oder eine mobile Anwendung handeln. Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 2 kann es sich dabei bei der Antriebsmaschine insbesondere um einen Dieselantrieb, beispielsweise einen diesel-seriellen elektrischen Fahrantrieb handeln, wobei der Dieselantrieb zum Antreiben einer Maschine, welche für sehr lange Zeit mit sehr hoher Leistung betrieben werden soll, beispielsweise eine Holzumschlagmaschine, verwendet werden kann.

Wie Fig. 2 zeigt, weist das System 20 dabei weiter ein Steuergerät 23 zum Regeln einer Zwischenspannung an dem Zwischenkreiskondensator der Antriebsmaschine 22 auf.

Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 2 ist das Steuergerät 23 dabei in die Antriebsmaschine 22 integriert. Ferner kann das Steuergerät aber auch extern zu der Antriebsmaschine ausgebildet sein, beispielsweise in einem Backend.

Wie Fig. 2 weiter zeigt, weist das Steuergerät 23 dabei eine Erfassungseinheit 24, welche ausgebildet ist, einen an dem Zwischenkreiskondensator anliegenden Ist-Spannungswert zu erfassen, eine Bereitstellungseinheit 25, welche ausgebildet ist, einen Soll-Spannungswert, welcher an dem Zwischenkreiskondensator anliegen soll, bereitzustellen, eine erste Ermittlungseinheit 26, welche ausgebildet ist, basierend auf dem Ist- Spannungswert und dem Soll-Spannungswert eine Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird, um auf den Soll- Spannungswert zu kommen, zu ermitteln, eine zweite Ermittlungseinheit 27, welche ausgebildet ist, einen Grundleistungsbedarf zu ermitteln, eine dritte Ermittlungseinheit 28, welche ausgebildet ist, einen zusätzlichen Leistungsbedarf basierend auf der Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird, um auf den Soll-Spannungswert zu kommen, zu ermitteln, eine vierte Ermittlungseinheit 29, welche ausgebildet ist, aus dem Grundleistungsbedarf und dem zusätzlichen Leistungsbedarf einen Gesamtleistungsbedarf zu ermitteln, eine Umrechnungseinheit 30, welche ausgebildet ist, den Gesamtleistungsbedarf in eine Stellgröße für einen der Antriebsmaschine 22 nachgelagerten Regelkreis umzurechnen, und eine Regeleinheit 31, welche ausgebildet ist, die Zwischenkreisspannung basierend auf der Stellgröße zu regeln, auf.

Bei der Erfassungseinheit kann es sich dabei beispielsweise um einen Sensor beziehungsweise Voltmeter handeln. Die Bereitstellungseinheit kann ferner einen Empfänger aufweisen, welcher ausgebildet ist, Daten über aktuelle Leistungen aller Verbraucher zu empfangen. Ferner können dabei aber auch entsprechende Rückkopplungen in das System integriert sein. Die erste und die dritte Ermittlungseinheit können ferner jeweils beispielsweise Teile eines Proportionalitätsreglers darstellen. Die zweite Ermittlungseinheit kann ferner einen Teil eines Integralreglers darstellen. Zudem können die erste Ermittlungseinheit, die zweite Ermittlungseinheit, die dritte Ermittlungseinheit, die vierte Ermittlungseinheit und die Umrechnungseinheit auch jeweils basierend auf in einem Speicher hinterlegten und durch einen Prozessor ausführbaren Code realisiert werden. Die Regeleinheit kann ferner beispielsweise entsprechende Steuereinheiten und/oder Aktoren aufweisen.

Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 2 weist die erste Ermittlungseinheit 26 weiter eine erste Berechnungseinheit 32, welche ausgebildet ist, das Quadrat des Ist-Spannungswertes und das Quadrat des Soll-Spannungswertes zu berechnen, eine zweite Berechnungseinheit 33, welche ausgebildet ist, eine Differenz aus dem Quadrat des Soll-Spannungswertes und dem Quadrat des Ist- Spannungswertes zu berechnen, und eine dritte Berechnungseinheit 34, welche ausgebildet ist, die Differenz mit einem Verstärkungsfaktor zu multiplizieren um die Menge an zusätzlicher Energie, welche am Zwischenkreiskondensator benötigt wird um auf den Sollspannungswert zu kommen, zu erhalten, auf.

Die erste Berechnungseinheit, die zweite Berechnungseinheit und die dritte Berechnungseinheit können dabei wiederum jeweils beispielsweise basierend auf in einem Speicher hinterlegten und durch einen Prozessor ausführbaren Code realisiert werden.

Wie Fig. 2 weiter zeigt, weist das das Steuergerät 23 weiter eine Bestimmungseinheit 35, welche ausgebildet ist, den Verstärkungsfaktor analytisch zu bestimmen, auf.

Die Bestimmungseinheit kann dabei wiederum beispielsweise basierend auf in einem Speicher hinterlegten und durch einen Prozessor ausführbaren Code realisiert werden. Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 2 ist die Bestimmungseinheit 35 dabei insbesondere ausgebildet, Totzeiten bei der analytischen Bestimmung des Verstärkungsfaktors zu berücksichtigen. Gemäß den Ausführungsformen der Fig.

2 ist die zweite Ermittlungseinheit 27 ferner ausgebildet, den Grundleistungsbedarf unter Berücksichtigung von Begrenzungen für den

Grundleistungsbedarf zu ermitteln. Zudem zeigt Fig. 2, dass das Steuergerät 23 weiter eine Anwendungseinheit 36 aufweist, welche ausgebildet ist, wenigstens eine Autotuningsfunktion anzuwenden.

Die Anwendungseinheit kann dabei wiederum beispielsweise basierend auf in einem Speicher hinterlegten und durch einen Prozessor ausführbaren Code realisiert werden.