DE102005050786A1 - Proportional-integral controller arrangement for controlling rotational speed of internal combustion engine in lorry, has coordination controller changing output value of integrators based on actual crankshaft rotational speed - Google Patents

Proportional-integral controller arrangement for controlling rotational speed of internal combustion engine in lorry, has coordination controller changing output value of integrators based on actual crankshaft rotational speed Download PDF

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Abstract

The arrangement has an operational speed controller and idle speed controller with respective integrators, and connected parallel to each other. The controllers acted upon with respective target rotational speeds (nad, nll) and actual crankshaft rotational speed. A coordination controller changes an output value of the integrators dependent on the actual crankshaft rotational speed. The controllers have variable limitations, which represents respective torque limitation (Mr) of smoke limit and torque limitation (Mg) by a gear. An independent claim is also included for a method for controlling a rotational speed of an internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regleranordnung, bei der ein erster Regler, der einen Integrierer umfasst und ein zweiter Regler, der einen Integrierer umfasst, parallel geschaltet sind, wobei der erste Regler mit einer ersten Sollgröße und einer Ist-Größe beaufschlagt wird und der zweite Regler mit einer zweiten Sollgröße und der Ist-Größe beaufschlagt wird sowie ein Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine.The The present invention relates to a regulator arrangement in which a first controller comprising an integrator and a second controller, comprising an integrator, are connected in parallel, wherein the first controller with a first setpoint and an actual size applied and the second controller with a second setpoint and the Actual size is applied is as well as a method for speed control of an internal combustion engine.

Elektronische Motorsteuerungen, hier insbesondere die Momentenregelung über die Einspritzmenge, interagieren in der Regel in einem Gesamtsystem aus einer Vielzahl von Elektronischen Steuerungen für Komfort, Fahrsicherheit und Fahrzeugmanagement. Die Schnittstelle dieser externen Steuerungen zu einem EDC System sind häufig Drehmoment- oder Drehzahlanforderungen. Dazu kommen noch motorspezifische Einschränkungen bzgl. Drehmoment- oder Drehzahlgrenzen. Drehzahlanforderungen kommen z. B. von Leerlaufregelung, Enddrehzahlbegrenzung, Arbeitsdrehzahlregler oder Schaltdrehzahlregelung für automatisierte Schaltgetriebeelectronic Motor controls, in particular the torque control over the Injection quantity, usually interact in an overall system from a variety of electronic controls for comfort, Driving safety and vehicle management. The interface of this External controls to an EDC system are often torque or speed requirements. In addition there are also engine-specific restrictions with regard to torque or torque Speed limits. Speed requirements come z. From idling control, Final speed limit, working speed controller or shift speed control for automated manual transmissions

Drehmomentanforderungen kommen z. B. von Rauchbegrenzung, elektronischem Stabilitäts-Programm (ESP) oder einem Getriebeschutz.torque requirements come z. From smoke limitation, electronic stability program (ESP) or a gearbox protection.

Entsprechend der Auswirkungen im Gesamtsystem weisen die Anforderungen unterschiedliche Prioritäten auf, wobei auch dynamische Prioritätsverschiebungen möglich sind. Beispielsweise muß bei LKW-Anwendungen die Enddrehzahl kurzfristig durch einen erhöhenden Momenteneingriff des Getriebes aufgehoben werden können um ein Zurückschalten des Motors und damit ein höheres Motorbremsmoment zu ermöglichen.Corresponding the effects in the overall system differentiate the requirements priorities on, with dynamic priority shifts are possible. For example, at Truck applications the final speed in the short term by an increasing moment intervention of the transmission can be canceled by a downshift of the engine and thus a higher one To allow engine braking torque.

Für die Regelung der Motordrehzahl werden häufig PI-Reglerstrukturen mit Stellgrößenbegrenzung verwendet. Die Stellgrößen dieser Regler sind Drehmoment oder äquivalente Größen. Die Stellgrößenbegrenzungen können zur Realisierung der Drehmomentanforderungen bzw.For the scheme the engine speed become frequent PI controller structures with command value limitation used. The manipulated variables of this Regulators are torque or equivalent Sizes. The Manipulated variable limits can to realize the torque requirements or

Begrenzungen herangezogen werden. Es sind Realisierungen bekannt, bei der jeder Funktion (Leerlaufregler, Arbeitsdrehzahlregler etc.) eine eigene PI-Struktur zugeordnet ist. Jede PI-Struktur weist eigene Stellgrenzen auf. Durch eine sequenzielle Zusammenschaltung der einzelnen Regler wird die Prioritätsfolge definiert.limitations be used. There are realizations known in which everyone Function (idle speed controller, working speed controller, etc.) its own PI structure is assigned. Each PI structure has its own positioning limits. Through a sequential interconnection of each controller is defines the order of priority.

Probleme des Standes der TechnikProblems of the State of the art

Problematisch bei bekannten Regeleinrichtungen ist, dass durch die starre Sequenz der Regler eine dynamische Änderung der Prioritätsfolge nicht möglich ist. Zudem kann es bei mehreren, gleichzeitig aktiven PI-Reglern durch die erhöhte Reglerverstärkung zu Instabilitäten kommen.Problematic in known control devices is that by the rigid sequence the controller makes a dynamic change the order of priority not possible is. In addition, it can with multiple, simultaneously active PI controllers through the increased controller gain to instabilities come.

Ebenfalls sind Realisierungen mit einem PI-Regler bekannt, dessen eine Stellgrenze entsprechend den Regelabweichungen zu unterschiedlich priorisierten Solldrehzahlen variiert wird. Im Bereich zwischen den Solldrehzahlen kann es dabei ebenfalls durch die drehzahlabhängigkeit der Stellgrößenbegrenzung zu Instabilitäten kommen.Also Realizations are known with a PI controller whose one limit according to the deviations to differentiated prioritized Target speeds is varied. In the range between the setpoint speeds It may also be due to the speed dependence of the manipulated variable limit to instabilities come.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor genannten Nachteile zu vermeiden.task It is the object of the present invention to overcome the aforementioned drawbacks to avoid.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Dieses Problem wird gelöst durch eine Regleranordnung, bei der ein erster Regler, der einen Integrierer umfasst und ein zweiter Regler, der einen Integrierer umfasst, parallel geschaltet sind, wobei der erste Regler mit einer ersten Sollgröße und einer Ist-Größe beaufschlagt wird und der zweite Regler mit einer zweiten Sollgröße und der Ist-Größe beaufschlagt wird, wobei die Regleranordnung eine Koordinations-Steuerung umfasst, die den Ausgangswert mindestens eines der Intergrierer abhängig von der Ist-Größe verändert. Es handelt sich hier vorzugsweise um zwei parallel geschaltete PI-Regler, jeweils mit einem Integrierer und einem Proportionalglied, die durch die Koordinations-Steuerung mit unterschiedlichen Größen beaufschlagt und so manipuliert werden können.This problem is solved by a regulator arrangement in which a first regulator comprising an integrator and a second regulator comprising an integrator are connected in parallel, the first regulator being supplied with a first setpoint variable and an actual variable, and the second regulator Controller is applied to a second setpoint and the actual size, wherein the controller arrangement comprises a coordination control that changes the output value of at least one of the integrators depending on the actual size. These are preferably two parallel-connected PI controllers, each with an integrator and a proportional element, which are acted upon by the coordination controller with different sizes and so can be manipulated.

Die Regleranordnung kann insbesondere angewandt werden zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine, wobei die erste Sollgröße, die zweite Sollgröße und die Ist-Größe jeweils Drehzahlen der Brennkraftmaschine sind.The Controller arrangement can be used in particular for speed control an internal combustion engine, wherein the first setpoint, the second setpoint and the Actual size respectively Speeds of the internal combustion engine are.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Sollgröße eine Arbeits-Soll-Drehzahl, die zweite Sollgröße eine Leerlaufdrehzahl und die Ist-Größe eine Ist-Drehzahl ist.Preferably it is provided that the first setpoint is a working setpoint speed, the second target size one Idle speed and the actual size one Actual speed is.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste und zweite Regler Stellgrößenbegrenzungen aufweisen. Die Stellgrößenbegrenzungen können vorzugsweise eine Momentenbegrenzung der Rauchgrenze und/oder eine Momentenbegrenzung durch ein Getriebe sein.Preferably it is provided that the first and second controller manipulated variable limitations exhibit. The manipulated variable limits can preferably a limiting of the smoke limit and / or a Torque limitation by a transmission.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stellgrößenbegrenzungen abhängig von der Ist-Drehzahl durch die Koordinations-Steuerung veränderbar sind. Hier können die jeweiligen Stellgrößenbegrenzungen dynamisch zu- oder abgeschaltet, beispielsweise zu Null geschaltet, werden. Dies erlaubt eine dynamische Rekonfiguration der Regleranordnung.Preferably is provided that the manipulated variable limits dependent from the actual speed by the coordination control changeable are. here we can the respective manipulated variable limits dynamically switched on or off, for example, switched to zero. This allows a dynamic reconfiguration of the controller arrangement.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stellgrößenbegrenzungen abhängig von der Fahrer-Momentenanforderung durch die Koordinations- Steuerung veränderbar sind.Preferably is provided that the manipulated variable limits dependent from the driver torque request can be changed by the coordination control.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens der erste und zweite Intergrierer digitale Schaltungen sind und die Koordinations-Steuerung Ausgangswerte der Intergrierer verändern kann.Preferably is provided that at least the first and second integrators digital circuits are and the coordination control output values change the integrator can.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Koordinations-Steuerung Anfangsbedingungen des ersten und zweiten Intergrierers verändern kann.Preferably it is envisaged that the coordination control initial conditions of the first and second Intergrierers can change.

Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine, wobei ein erster Regler mit einem Intergrierer mit einer ersten Soll-Drehzahl und einer Ist-Drehzahl beaufschlagt wird und ein zweiter Regler mit einem Integrierer mit einer zweiten Soll-Drehzahl und der Ist-Drehzahl beaufschlagt wird und wobei beide Regler parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler ein Koordinations-Steuerung umfasst, der den Ausgangswert mindestens eines der Intergrierer abhängig von der Ist-Drehzahl verändert.The The problem mentioned at the outset is also solved by a method for Speed control of an internal combustion engine, wherein a first controller loaded with an integrator with a first target speed and an actual speed and a second controller with an integrator with a second Target speed and the actual speed is applied and both Controllers are connected in parallel, characterized in that the Controller a coordination controller includes the output value of at least one of the integrators dependent changed from the actual speed.

Bei der Regleranordnung und dem Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine werden zwei gekoppelte und im Ausgang begrenzte PI-Strukturen verwendet. Jede PI-Struktur weist eine eigene Solldrehzahl (z. B. Leerlaufdrehzahl, Arbeitsdrehzahl) auf. Aufgrund der Koordination der beiden Reglerkerne kann es nicht zu einer Erhöhung der Reglerverstärkung kommen, dadurch sind Instabilitäten auch bei nahe zusammen liegenden Solldrehzahlen ausge schlossen. Bei Änderungen der wirksamen Momentenbegrenzung erfolgt eine Übernahme der Stellgröße zwischen den beiden PI-Strukturen, wodurch ein geringes Über-/Unterschwingen erreicht wird.at the controller assembly and the method for speed control a Internal combustion engine are two coupled and limited in output PI structures used. Each PI structure has its own setpoint speed (eg idling speed, working speed). Because of the coordination The two controller cores can not increase the controller gain come, there are instabilities even at close together set speeds excluded. In case of changes the effective torque limitation takes place a transfer of the manipulated variable between the two PI structures, whereby a slight over- / undershoot reaches becomes.

Ein Koordinator ordnet die unterschiedlichen Drehmomenten und Drehzahlanforderungen den PI-Strukturen zu, so daß die PI-Struktur mit der höheren Solldrehzahl die geringere Momentenstellgrenze aufweist. Durch die freie Koordination der M/n-Anforderungen und Zuweisung zu den PI-Strukturen ist auch einfach eine dynamische Änderung der Prioritäten zu realisieren.One Coordinator arranges the different torques and speed requirements to the PI structures, so that the PI structure with the higher Set speed has the lower torque limit. By the Free coordination of M / n requests and assignment to the PI structures is also easy to realize a dynamic change of priorities.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:following becomes an embodiment the present invention explained in more detail with reference to the accompanying drawings. there demonstrate:

1 eine Moment/Drehzahl-Zustandsebene mit Prioritäten; 1 a moment / speed state level with priorities;

2a, 2b ein Blockschaltbild eines erfindungsgmäßen Reglers; 2a . 2 B a block diagram of a erfindungsgmäßen regulator;

3 Drehmomenteneingriffe und Sollwertsprünge bei nicht gekoppelten und nicht koordinierten PI-Strukturen; 3 Torque interventions and setpoint jumps for non-coupled and non-coordinated PI structures;

4 Drehmomenteneingriffe und Sollwertsprünge bei gekoppelten und koordinierten PI-Strukturen. 4 Torque interventions and setpoint jumps in coupled and coordinated PI structures.

1 zeigt in der Zustandsebene den Drehmomentverlauf einer Brennkraftmaschine über deren Drehzahl. Die Ebene wird begrenzt durch verschiedene Drehzahlen und Momente, die jeweils untere oder obere Grenzen darstellen. 1 shows in the state level the torque curve of an internal combustion engine over the speed. The plane is limited by different speeds and moments, each representing lower or upper limits.

In 1 bis 4 sowie den nachfolgenden Tabellen bezeichnen:

nAD
Solldrehzahl Arbeitsdrehzahlregler
nLL
Leerlauf Solldrehzahl
nist
Gemessene Kurbelwellendrehzahl (Ist-Wert)
MR
Momentenbegrenzung Rauchgrenze
MG
Momentenbegrenzung durch ein Getriebe (Getriebeschutz oder Schaltvorgang)
Msum
Drehmomenteneingriff beider PI-Strukturen
Mstat
Drehmoment um die Brennkraftmaschine stationär mit einer bestimmten Drehzahl zu betreiben
In 1 to 4 and the following tables:
n AD
Target speed operating speed controller
LL
Idle setpoint speed
n is
Measured crankshaft speed (actual value)
M R
Torque limit smoke limit
M G
Torque limitation by a gearbox (gear protection or switching operation)
M sum
Torque engagement of both PI structures
M stat
Torque to operate the internal combustion engine stationary at a certain speed

Die Grenzen haben unterschiedliche Prioritäten. Die Prioritätsreihenfolge ist wie folgt, fallend zu größeren Zahlenwerten:

  • 1: MR
  • 2: nLL
  • 3: MG
  • 4: nAD
The borders have different priorities. The order of priority is as follows, falling to larger numbers:
  • 1: M R
  • 2: n LL
  • 3: M G
  • 4: n AD

Wenn die Begrenzung MG durch das Getriebe nicht aktiv ist (MG → ∞) wird die Arbeitsdrehzahl nAD eingeregelt. Unterschreitet MG das Drehmoment Mstat welches für den Betrieb des Motors am Arbeitspunkt A bei nAD notwendig ist, so wird die Istdrehzahl fallen. Im Beispiel ist die Momentenbegrenzung MG kleiner als das Drehmoment das zum Betrieb bei nLL nötig ist. Da die Einhaltung von nLL wichtiger ist als die Realisierung der Momentenbegrenzung MR wird das Drehmoment erhöht und es stellt sich der Arbeitspunkt B ein. Der idealisierte Verlauf ist durch die Trajektorien I-III dargestellt. Wird der begrenzende Getriebeeingriff wieder inaktiv, so werden idealisiert die Trajektorien IV-VI durchlaufen. Um den Motor auf die Solldrehzahl nAD zu beschleunigen kann die Stellgröße bis zur Momentenbegrenzung MR ansteigen. Wenn die Solldrehzahl nAD erreicht ist, stellt sich wieder der Arbeitspunkt A ein.If the limit M G through the transmission is not active (M G → ∞), the operating speed n AD is adjusted. If M G falls below the torque M stat which is necessary for the operation of the engine at operating point A at n AD , the actual speed will fall. In the example, the torque limit M G is smaller than the torque required for operation at n LL . Since adherence to n LL is more important than the realization of the torque limitation M R , the torque is increased and the operating point B is set. The idealized course is represented by the trajectories I-III. If the limiting transmission intervention becomes inactive again, the IV-VI trajectories will be idealized. In order to accelerate the engine to the setpoint speed n AD , the manipulated variable can increase up to the torque limitation M R. When the target speed n AD is reached, the operating point A is again set.

In 2a und 2b ist das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Reglerstruktur dargestellt. 2a und 2b zeigen eine Regleranordnung, wobei jeweils die mit A, B und C bezeichneten Punkte zu verbinden sind. Die Regleranordnung umfasst im Wesentlichen drei Hauptelemente, die jeweils durch strichpunktierte Linien in 2a und 2b dargestellt sind. Es sind dies ein Arbeitsdrehzahl-Regler PI_A, ein Leerlaufdrehzahl-Regler PI_L sowie eine Koordinations-Steuerung KO. Beide Regler PI_A und PI_L umfassen jeweils einen Integrierer K sowie ein Proportional-Glied P. Zur Kennzeichnung der Zugehörigkeit einzelner Bausteine zu dem Arbeitsdrehzahl-Regler PI_A sowie dem Leerlaufdrehzahl-Regler PI_L sind die Bausteine jeweils mit einem Index A bzw. L versehen. Diese Indizes sind in 2 der Übersichtlichkeit halber unterdrückt.In 2a and 2 B the block diagram of the controller structure according to the invention is shown. 2a and 2 B show a regulator arrangement, wherein in each case the points designated A, B and C are to be connected. The controller arrangement essentially comprises three main elements, each indicated by dot-dash lines in FIG 2a and 2 B are shown. These are a working speed controller PI_A, an idle speed controller PI_L and a coordination controller KO. Both controllers PI_A and PI_L each include an integrator K and a proportional element P. To identify the membership of individual components to the working speed controller PI_A and the idle speed controller PI_L, the blocks are each provided with an index A and L respectively. These indices are in 2 for the sake of clarity suppressed.

Der Ausgang des Integrierers K_A ist über einen Begrenzer mit dem Minimalwert 0 und dem Maximalwert M_R auf einen Summierer gelegt, der den Ausgang des Proportional-Gliedes P_A dazu addiert. Der Ausgang des Begrenzers ist auf einen weiteren Eingang des Integrierers zurückgeführt. Daran schließt sich ein Begrenzer mit dem Minimalmoment 0 und dem Maximalmoment der Momentenbegrenzung durch ein Getriebe M_G an. Der Ausgang des Integrierers K_L des Leerlaufdrehzahl-Reglers PI_L ist mit einem Begrenzer versehen, dessen Maximalwert die Momentenbegrenzung der Rauchgrenze M_R ist und dessen Minimalwert in einer später erläuterten Koordinations-Steuerung KO geliefert wird.Of the Output of the integrator K_A is via a limiter with the Minimum value 0 and the maximum value M_R are placed on a summer, which adds the output of the proportional element P_A thereto. The exit the limiter is fed back to another input of the integrator. it includes a limiter with the minimum torque 0 and the maximum torque the torque limit by a gear M_G on. The output of the Integrator K_L of the idle speed controller PI_L is with a Limiter whose maximum value is the torque limit of the Smoke limit is M_R and its minimum value in a later explained Coordination control KO is delivered.

Auf den Ausgang des Begrenzers wird das auf dem Minimal-Eingang MN des Begrenzers aufgeschaltete Signal innerhalb der Koordinations-Steuerung KO addiert, das Summensignal wird wiederum mit dem Ausgang des Proportional-Gliedes P addiert und auf einen Begrenzer mit unterer Grenze 0 und oberer Grenze der Momentenbegrenzung durch die Rauchgrenze M_R gelegt. Schließlich werden die Ausgänge von Arbeitsdrehzahl-Regler PI_A und Leerlaufdrehzahl-Regler PI_L addiert und auf einen Begrenzer mit unterer Grenze 0 und oberer Grenze wiederum der Momentenbegrenzung durch die Rauchgrenze M_R gelegt.On the output of the limiter will be on the minimum input MN of the Limiter switched signal within the coordination control KO adds, the sum signal is in turn connected to the output of the proportional element P and added to a limiter with lower limit 0 and higher Limit of the torque limit set by the smoke limit M_R. After all become the outputs of working speed controller PI_A and idle speed controller PI_L and added to a limiter with lower limit 0 and higher Limit again the torque limit by the smoke limit M_R placed.

Die Koordinations-Steuerung KO umfasst einen Baustein MX, der das Maximum der an seinen beiden Eingängen anliegenden Signale bestimmt, zum einen liegt hier der Wert 0 an, zum anderen wird die Differenz aus der Momentenbegrenzung durch das Getriebe M_G und des Ausgangssignals des Integrierers K_A des dem Arbeitsdrehzahl-Reglers PI_A nachgeschalteten Begrenzers gebildet. Der Ausgang des Bausteins MX wird zum einen in den negativen Bereich transformiert und als Eingang auf den dem Integrierer K_L nachgeschalteten Begrenzer gelegt und zum anderen unmittelbar auf den Ausgang dieses Begrenzers gelegt. Des Weiteren wird der Ausgangs des Bausteins MX daraufhin überprüft, ob dieser größer als 0 ist, wobei das Ergebnis entweder TRUE oder FALSE ist. Bei FALSE ist der Umschalter in der in 2 dargestellten Position, am Eingang des Integrierers liegt die Arbeits-Soll-Drehzahl n_AD abzüglich der Ist-Drehzahl n ist an. Bei TRUE ist der Umschalter in der anderen, nicht dargestellten, Position und es werden nur noch negative Regelabweichungen an den Integrierer gelegt.The coordination control KO comprises a block MX which determines the maximum of the signals present at its two inputs, on the one hand the value 0 is present, on the other hand the difference between the torque limitation by the gear M_G and the output signal of the integrator K_A of formed the working speed controller PI_A downstream limiter. The output of the module MX is transformed into the negative range and placed as an input on the limiter downstream of the integrator K_L and placed directly on the output of this limiter. Furthermore, the output of the MX block is checked to see if it is greater than 0, the result being either TRUE or FALSE. If FALSE, the switch is in the in 2 shown position, at the input of the integrator is the working target speed n_AD minus the actual speed n is on. If TRUE, the switch is in the other position, not shown, and only negative control deviations are applied to the integrator.

Zu erkennen sind die beiden PI-Strukturen mit der Arbeits-Soll-Drehzahl als oberer Solldrehzahl nAD und der Leerlaufdrehzahl als unterer Solldrehzahl nLL. Wenn die Momentenbegrenzung MG aktiv ist (Mtrans > 0) wird durch die Umschaltung des Eingangs am Integrierer verhindert, dass das Integriererstellmoment weiter anwächst. Das Drehmoment Mtrans wird der zwei ten PI-Struktur aufgeschaltet. In dieser wirken die niedrigere Solldrehzahl nLL aber das höhere Begrenzungsmoment MR. Durch das Absinken der Drehzahl ist die erste PI-Struktur an der Stellgrenze MR eingefroren, das übertragene Drehmoment Mtrans wird durch den P-Anteil der zweiten Struktur aufgehoben solange eine negative Regelabweichung vorliegt. Die Stelleingriffe der beiden PI-Strukturen werden addiert und zur Momentenkoordination und Einspritzberechnung weiter geleitet.Evident are the two PI structures with the working setpoint speed as the upper setpoint speed n AD and the idling speed as the lower setpoint speed n LL . If the torque limitation M G is active (M trans > 0), switching the input on the integrator prevents the integrator set torque from continuing to increase. The torque M trans is applied to the second PI structure. In this act the lower target speed n LL but the higher limiting torque M R. Due to the decrease in the rotational speed, the first PI structure is frozen at the setting limit M R , the transmitted torque M trans is canceled by the P component of the second structure as long as there is a negative control deviation. The control interventions of the two PI structures are added together and passed on to torque coordination and injection calculation.

Um eine Erhöhung der Reglerverstärkung bei nahe zusammen liegenden Solldrehzahlen nLL und nAD zu vermeiden müssen die Stellgrößenänderungen der beiden PI-Pfade koordiniert werden. Für die Integriereranteile wird der in Tabelle 1 angegebene Algorithmus angewendet. Dargestellt sind Änderungen der Zustandsgrößen während eines Abtastschritts. Die Koordination der Integrierer wird durch Setzen der Integrierer-Zustandsgrößen realisiert.

Figure 00070001
Tabelle 1: Koordination der Integrierer In order to avoid an increase in the controller gain at close together setpoint speeds n LL and n AD , the manipulated variable changes of the two PI paths must be coordinated. For the integrator shares, the algorithm given in Table 1 is used. Shown are changes in the state variables during a sampling step. The coordination of the integrators is realized by setting the integrator state variables.
Figure 00070001
Table 1: Coordination of integrators

Des weiteren werden Änderungen der Stellgröße der Proportionalglieder koordiniert. Die Koordination geschieht dabei ebenfalls in den Zustandsgrößen der Integrierer. Z. B. kann eine Erhöhung von ΔPLo1 dadurch kompensiert werden, dass ILo1 um den entsprechenden Betrag verringert wird. Dabei sollen sich wieder der schon in Tabelle 1 angegebenen Zielwerte der Integrierer einstellen. Der Algorithmus für die Koordination der Proportionalglieder ist in Tabelle 2 gezeigt.

Figure 00070002
Figure 00080001
Tabelle 2: Koordination der Proportionalanteile Furthermore, changes in the manipulated variable of the proportional elements are coordinated. Coordination also takes place in the state variables of the integrators. For example, an increase in ΔPLo1 can be compensated for by decreasing ILo1 by the corresponding amount. The aim is again to set the target values of the integrators already given in Table 1. The algorithm for the coordination of the proportional terms is shown in Table 2.
Figure 00070002
Figure 00080001
Table 2: Coordination of Proportional shares

Die Signalverläufe in 3 zeigt das Verhalten der bekannten Regelung nach Stand der Technik mit zwei PI-Strukturen. 4 zeigt die erfindungsgemäße Regelung der gekoppelten und koordinierten PI-Regler. Dargestellt sind Drehzahl A bzw. Drehmoment B über der Zeit t. Die Kurven sind wie oben angegeben bezeichnet.The signal curves in 3 shows the behavior of the known prior art control with two PI structures. 4 shows the inventive control of the coupled and coordinated PI controller. Shown are speed A and torque B over time t. The curves are designated as indicated above.

Die Diagramme stellen einen Drehmomentberenzungeingriff dar. Ein Fahrzeug fährt beispielsweise mit einer konstanter Geschwindigkeit bzw. der Motor läuft mit einer Arbeitdrehzahl nAD. Jetzt wird der Stelleingriff des Reglers PI_A auf 0 Nm gesetzt. Im Zeitbereich von 10s–14s in 4 erfolgt ein Momenteneingriff auf MG, wodurch die Drehzahl bis zu nLL sinkt. Als Folge davon fällt die Ist-Drehzahl nist. Die Leerlauf-Solldrehzahl nLL hat aber höchste Priorität, der Motor darf nicht ausgehen. Deswegen wird die Drehzahl auf Leerlauf-Solldrehzahl nLL = 600 rpm geregelt. Wird die Momentenbegrenzung aufgehoben steigt die Motordrehzahl auf die Arbeitdrehzahl = 900 rpm. Im Zeitbereich von 16s–18s wurde ein Sollwertesprung der Drehzahl nAD in die Nähe von nLL durchgeführt. Bei der konventionellen Regelung kommt es dabei temporär zu einem gleichzeitigen Eingriff beider Reglerpfade was im instabilen, oszilierenden Drehzahlverlauf zu erkennen ist. Die erfindungsgemäße Regelung weist diesen Mangel nicht auf. Eine Anwendung hierfür wäre z.B. ein Betonmischer mit einem Automatgetriebe (Motordrehzahl wird auf eine Arbeitdrehzahl geregelt). Während eines Schaltvorganges fordert die Getriebesteuerung vom Motor bei der Arbeitsdrehzahl ein Moment von 0 Nm. Sodann wird der Antriebstang geöffnet. Anschließend wird ein Gang eingelegt (Motor wird aud Leerlaufdrehzahl geregelt). Der Antriebstrang wird anschließend geschlossen, sodann wird wieder auf die Arbeitdrehzahl geregelt.The diagrams represent a torque transfer engagement. For example, a vehicle is traveling at a constant speed or the engine is running at a working speed n AD . Now the control action of the controller PI_A is set to 0 Nm. In the time range of 10s-14s in 4 there is a momentary intervention on M G , causing the speed to drop to n LL . As a result, the actual speed n is dropped. The idle setpoint speed n LL has the highest priority, the engine must not go out. Therefore, the speed is controlled to idle target speed n LL = 600 rpm. If the torque limitation is canceled, the engine speed increases to the working speed = 900 rpm. In the time range of 16s-18s, a nominal value jump of the speed n AD was carried out in the vicinity of nLL. In the case of conventional control, there is a temporary simultaneous intervention of both control paths, which can be recognized in the unstable, oscillating speed curve. The control according to the invention does not have this defect. An application for this would be, for example, a concrete mixer with an automatic transmission (engine speed is regulated to a working speed). During a gearshift, the transmission control requires a torque of 0 Nm from the engine at the working speed. Then the drive rod is opened. Then a gear is engaged (engine is controlled at idle speed). The drive train is then closed, then it is again regulated to the working speed.

Bei der erfindungsgemäßen Regelung ist das geringere Unterschneiden zu erkennen sowie das ungestörte Verhalten bei weiteren Änderungen des Momenteneingriffs MG. Oben wurde beschriebenen wie die Koordination von Anforderung bzgl. der unteren Drehzahlgrenzen mit Maximalwerten des Drehmoments auf Basis der gekoppelten PI-Struktur geleistet werden kann. Äquivalent dazu ist eine angepasste Struktur auch in der Lage Enddrehzahlvorgaben (obere Drehzahlgrenzen) mit erhöhenden Momenteneingriffen zu koordinieren.In the control according to the invention, the lower undercut can be seen as well as the undisturbed behavior with further changes of the moment engagement M G. It has been described above how the coordination of the request with respect to the lower speed limits with maximum values of the torque can be performed on the basis of the coupled PI structure. Equivalent to this, an adapted structure is also able to coordinate final speed settings (upper speed limits) with increasing torque interventions.

Zur weiteren Verbesserung des Einschwingvorgangs kann ein Übertragungsglied mit differenziellen Stelleingriff ergänzt werden. Abweichend von der in Tabelle 1 angebebenen Zielverteilung der Integrierermomente sind auch andere Aufteilungen denkbar. Dann sind die Algorithmen zur Koordination der Integrierer bzw. Proprotionalglieder entsprechend anzupassen.to Further improvement of the transient can be a transfer element be supplemented with differential control intervention. Deviating from the target distribution of integrator moments given in Table 1 Other divisions are conceivable. Then the algorithms for the coordination of the integrators or Proprotionalglieder accordingly adapt.

Claims (10)

Regleranordnung, bei der ein erster Regler (PI_A), der einen Integrierer (K_A) umfasst und ein zweiter Regler (PI_L)), der einen Integrierer (K_L) umfasst, parallel geschaltet sind, wobei der erste Regler (PI_A) mit einer ersten Sollgröße (n_AD) und einer Ist-Größe (n_ist) beaufschlagt wird und der zweite Regler (PI_L) mit einer zweiten Sollgröße (n_LL) und der Ist-Größe (n_ist) beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regleranordnung eine Koordinations-Steuerung (KO) umfasst, die den Ausgangswert mindestens eines der Intergrierer (K_A, K_L) abhängig von der Ist-Größe verändert.A controller arrangement in which a first controller (PI_A), which comprises an integrator (K_A) and a second controller (PI_L)), which comprises an integrator (K_L), are connected in parallel, the first controller (PI_A) having a first setpoint (n_AD) and an actual variable (n_ist) is acted upon and the second controller (PI_L) with a second setpoint (n_LL) and the actual size (n_ist) is applied, characterized in that the controller arrangement, a coordination control (KO ) which changes the output value of at least one of the integrators (K_A, K_L) depending on the actual size. Regleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sollgröße (n_AD), die zweite Sollgröße (n_LL) und die Ist-Größe (n_ist) jeweils Drehzahlen einer Brennkraftmaschine sind.Regulator assembly according to claim 1, characterized that the first target size (n_AD), the second target size (n_LL) and the actual size (n_ist) Each speed of an internal combustion engine are. Regleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Sollgröße (n_AD) eine Arbeits-Soll-Drehzahl, die zweite Sollgröße (n_LL) eine Leerlaufdrehzahl und die Ist-Größe (n_ist) eine Ist-Drehzahl ist.Regulator assembly according to claim 1 or 2, characterized that the first target size (n_AD) is a Working set speed, the second setpoint (n_LL) an idle speed and the actual size (n_ist) an actual speed is. Regleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Regler Stellgrößenbegrenzungen aufweisen.Controller arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first and second controller manipulated variable limitations exhibit. Regleranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrößenbegrenzungen eine Momentenbegrenzung der Rauchgrenze (MR) und/oder eine Momentenbegrenzung durch ein Getriebe (MG) sind.Controller arrangement according to claim 4, characterized in that the manipulated variable limits a torque limit of the smoke limit (M R ) and / or a torque limitation by a transmission (M G ). Regleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrößenbegrenzungen (MR, MG) abhängig von der Ist-Drehzahl (nist) durch die Koordinations-Steuerung (KO) veränderbar sind.Controller arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the control variable limits (M R , M G ) depending on the actual speed (n is ) by the coordination controller (KO) are variable. Regleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrößenbegrenzungen (MA, MG) abhängig von der Fahrer-Momentenanforderung durch die Koordinations-Steuerung (KO) veränderbar sind.Regulator assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator Size limits (M A , M G ) are variable depending on the driver torque request by the coordination control (KO). Regleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der erste und zweite Intergrierer (K_A, K_L) digitale Schaltungen sind und die Koordinations-Steuerung (KO) Ausgangswerte der Intergrierer (K_A, K_L) verändern kann.Controller arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least the first and second integrators (K_A, K_L) are digital circuits and the coordination control (KO) Output values of the integrator (K_A, K_L) can change. Regleranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinations-Steuerung (KO) Anfangsbedingungen des ersten und zweiten Intergrierers (K_A, K_L) verändern kann.Controller arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the coordination control (KO) initial conditions of the first and second Intergrierers (K_A, K_L) can change. Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschine, wobei ein erster Regler (PI_A) mit einem Intergrierer (K_A) mit einer ersten Soll-Drehzahl (n_AD) und einer Ist-Drehzahl (n_ist) beaufschlagt wird und ein zweiter Regler (PI_L) mit einem Integrierer (K_L) mit einer zweiten Soll-Drehzahl (n_LL) und der Ist-Drehzahl (n_ist) beaufschlagt wird und wobei beide Regler parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler eine Koordinations-Steuerung (KO) umfasst, der den Ausgangswert mindestens eines der Intergrierer (K_A, K_L) abhängig von der Ist-Drehzahl verändert.Method for speed control of an internal combustion engine, wherein a first controller (PI_A) with an integrator (K_A) with a first target speed (n_AD) and an actual speed (n_act) is applied and a second controller (PI_L) with an integrator (K_L) with a second setpoint speed (n_LL) and the actual speed (n_ist) is applied and wherein both regulators are connected in parallel characterized in that the controller comprises a coordination controller (KO), the output value of at least one of the integrators (K_A, K_L) dependent changed from the actual speed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013102028A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Controller arrangement, has controllers comprising outputs, and adjustment unit for adjusting control variables with offset sector of outputs of passive controller with respect to output of active controller
DE102013112968A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag Method for controlling an internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013102028A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Controller arrangement, has controllers comprising outputs, and adjustment unit for adjusting control variables with offset sector of outputs of passive controller with respect to output of active controller
DE102013102028B4 (en) 2013-03-01 2023-07-27 HELLA GmbH & Co. KGaA Arrangement with several controllers
DE102013112968A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag Method for controlling an internal combustion engine

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