DE102014001226A1 - Method for speed control of an internal combustion engine-generator unit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Drehzahl-Regelung einer Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) mit einem elektronischen Drehzahlregler (3) und einer Kontrolleinrichtung (13); wobei:
– in einem ersten Schritt ein Signal in die Kontrolleinrichtung (13) eingelesen wird, welches anzeigt, ob die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) in einer Betriebsart Inselbetrieb oder in einer Betriebsart Parallelbetrieb betrieben wird;
– in einem zweiten Schritt in Abhängigkeit des Signals ein erster, Inselbetrieb-Parametersatz (kpstat, tv, tn) für den Drehzahlregler bereitgestellt wird oder ein zweiter, Parallelbetrieb-Parametersatz (kpstat, tv, tn) für den Drehzahlregler bereitgestellt wird;
– dass in einem dritten Schritt eine Stellgröße (Tqsoll) für die Drehzahlregelung der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) basierend auf dem bereitgestellten Parametersatz (kpstat, tv, tn) ermittelt wird.Method for regulating the speed of an internal combustion engine-generator unit (9) with an electronic speed controller (3) and a control device (13); in which:
- In a first step, a signal is read into the control device (13), which indicates whether the engine-generator unit (9) is operated in an island operation mode or in a parallel operation mode;
- In a second step, depending on the signal, a first island operating parameter set (kpstat, tv, tn) is provided for the speed controller or a second, parallel operation parameter set (kpstat, tv, tn) is provided for the speed controller;
- That in a third step, a manipulated variable (Tq soll ) for the speed control of the engine-generator unit (9) based on the provided parameter set (kpstat, tv, tn) is determined.

Figure DE102014001226A1_0001
Figure DE102014001226A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a method for speed control of an internal combustion engine-generator unit according to the preamble of claim 1.

Brennkraftmaschinen, welche einen Generator antreiben, werden entweder im Inselbetrieb oder im (Netz-)Parallelbetrieb, d. h. im Verbund mit weiteren Brennkraftmaschinen-Generator-Einheiten eingesetzt (eine solche Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit ist zum Beispiel aus der Druckschrift DE 10 2004 023 993 B4 bekannt). Dabei werden üblicherweise für beide Fälle identische Drehzahlregler-Parameter verwendet, s. z. B. 3. Da das Verhalten der Regelstrecke in beiden Betriebsarten jedoch unterschiedlich ist, hat dies den Nachteil, dass die Drehzahlregler-Parameter nicht optimal für beide Fälle ausgelegt werden können. Es muss eine Kompromisslösung ermittelt werden, welche aber für die jeweilige Betriebsart wiederum nicht optimal ist.Internal combustion engines, which drive a generator, are used either in stand-alone operation or in (network) parallel operation, ie in conjunction with other internal combustion engine generator units (such an engine-generator unit is for example known from the publication DE 10 2004 023 993 B4 known). Usually identical speed controller parameters are used for both cases, see eg. 3 , However, since the behavior of the controlled system in both modes is different, this has the disadvantage that the speed controller parameters can not be optimally designed for both cases. It must be determined a compromise solution, which in turn is not optimal for the respective operating mode.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Drehzahlregelung mit Hinblick sowohl auf einen Inselbetrieb als auch einen Parallelbetrieb zu optimieren.Proceeding from this, the object of the invention is to optimize the speed control with regard to both isolated operation and parallel operation.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the method having the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.Advantageous developments and embodiments of the invention are specified in the further claims.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Drehzahlregelung einer Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit mit einem elektronischen Drehzahlregler und einer Kontrolleinrichtung vorgeschlagen. Die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit kann für ein Stromerzeugungsaggregat, zum Beispiel ein Notstromaggregat/Schnellbereitschaftsaggregat bereitgestellt sein bzw. ein solches bilden. Die Kontrolleinrichtung kann ein Steuergerät sein, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, weiterhin insbesondere ein Motorsteuergerät. Bevorzugt ist der Drehzahlregler in der Kontrolleinrichtung implementiert, insbesondere mittels geeigneter Hardware und/oder Software.According to the invention, a method for speed control of an internal combustion engine-generator unit with an electronic speed controller and a control device is proposed. The internal combustion engine-generator unit may be provided for a power generator, for example an emergency generator / rapid standby unit. The control device may be a control device, a control and / or regulating device, furthermore, in particular, an engine control device. Preferably, the speed controller is implemented in the control device, in particular by means of suitable hardware and / or software.

Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, dass in einem ersten Schritt ein Signal in die Kontrolleinrichtung eingelesen wird, welches anzeigt, ob die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit in einer Betriebsart Inselbetrieb oder in einer Betriebsart (Netz-)Parallelbetrieb betrieben wird (Betriebsarten-Signal). Bevorzugt ist ein solches Signal ein binäres Signal, welches unaufwändig generiert und bereitgestellt werden kann. Das Signal kann zum Beispiel von einer Ausgangs- oder Netzüberwachungseinheit der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit bereitgestellt werden, das heißt in Abhängigkeit der erfahrenen Last. Bevorzugt wird das Signal durch einen Betreiber der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit bereitgestellt.The inventive method is characterized in that in a first step, a signal is read into the control device, which indicates whether the internal combustion engine-generator unit is operated in an island operation mode or in a mode (network) parallel operation (operating mode signal) , Such a signal is preferably a binary signal, which can be generated and provided inexpensively. For example, the signal may be provided by an output or grid monitoring unit of the engine-generator unit, that is, depending on the experienced load. Preferably, the signal is provided by an operator of the engine-generator unit.

Weiterhin erfindungsgemäß wird in einem zweiten Schritt des Verfahrens, welcher dem ersten Schritt insbesondere nachfolgt, in Abhängigkeit des Signals ein erster, Inselbetrieb-Parametersatz für den bzw. an den Drehzahlregler bereitgestellt – wenn Inselbetrieb durch das eingelesene Signal angezeigt wurde – oder ein zweiter, Parallelbetrieb-Parametersatz für den bzw. an den Drehzahlregler bereitgestellt, i. e. wenn Parallelbetrieb durch das Signal angezeigt wurde. Ein jeweiliger Parametersatz kann hinterlegte Werte umfassen, insbesondere konstante Werte, alternativ Parameter, welche für die jeweilige Betriebssituation (aktuell) ermittelt werden, insbesondere basierend auf hinterlegten Kennlinien. Ein jeweiliger Parametersatz kann bevorzugt (in Abhängigkeit des eingelesenen Signals) ebenfalls durch die bzw. von der Kontrolleinrichtung an bzw. für den Drehzahlregler bereitgestellt und insbesondere z. B. auch ermittelt werden, insbesondere durch eine Berechnungseinheit der Kontrolleinrichtung (welche z. B. das Motormanagement leistet). Die Parameter eines Parametersatzes können zum Beispiel von einer leistungsbestimmenden Größe abhängig sein, zum Beispiel von einem Drehmoment, der Einspritzmenge oder der Kraftstoffenergie.Furthermore, according to the invention, in a second step of the method, which follows the first step in particular, depending on the signal, a first island operation parameter set for or provided to the speed controller - if island operation was indicated by the read signal - or a second, parallel operation Parameter set provided for or to the speed controller, i. e. if parallel operation was indicated by the signal. A respective parameter set may include stored values, in particular constant values, alternatively parameters which are determined (currently) for the respective operating situation, in particular based on stored characteristic curves. A respective parameter set can preferably (depending on the read signal) also provided by or from the control device on or for the speed controller and in particular z. B. also be determined, in particular by a calculation unit of the control device (which, for example, makes the engine management). The parameters of a parameter set may, for example, be dependent on a performance-determining variable, for example on a torque, the injection quantity or the fuel energy.

Bevorzugt kann bei dem Verfahren basierend auf dem im ersten Schritt eingelesenen Signal ein einfacher Umschaltvorgang auf den Parametersatz der anderen Betriebsart für dessen Bereitstellung im zweiten Schritt erfolgen, wenn der bei Einlesen des Signals aktuelle bzw. aktuell verwendete Parametersatz nicht mit der durch das Signal angezeigten Betriebsart korrespondiert. Mit anderen Worten werden hierbei in Abhängigkeit des Signals mehrere Drehzahlregler-Parameter umgeschaltet.Preferably, in the method based on the signal read in the first step, a simple switching operation to the parameter set of the other mode for its provision in the second step, if the current or currently used parameter set when reading the signal does not match the mode indicated by the signal corresponds. In other words, several speed controller parameters are switched in dependence on the signal.

In weiterhin kennzeichnender Weise ist es bei dem Verfahren darüber hinaus vorgesehen, dass in einem dritten Schritt, welcher dem zweiten Schritt insbesondere nachfolgt, eine Stellgröße für die Drehzahlregelung der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit basierend auf dem bereitgestellten (ersten oder zweiten) Parametersatz ermittelt wird (mittels des Drehzahlreglers). Die Drehzahlregelung kann nunmehr basierend auf der – vorteilhaft betriebsartabhängig – ermittelten Stellgröße erfolgen.In a further characteristic manner, it is additionally provided in the method that in a third step, which follows the second step in particular, a manipulated variable for the speed control of the internal combustion engine-generator unit is determined based on the provided (first or second) parameter set ( by means of the speed controller). The speed control can now be done based on the - advantageous mode-dependent - determined manipulated variable.

Mit der Erfindung gelingt es somit, die Drehzahlreglerparameter an die Betriebsart der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit anzupassen, das heißt den Betrieb derselben zu optimieren. Hierbei kann eine Optimierung sowohl im stationären als auch im dynamischen Betrieb erreicht werden.With the invention, it is thus possible to adapt the speed controller parameters to the operating mode of the internal combustion engine-generator unit, that is to optimize the operation of the same. Here, an optimization can be achieved both in stationary and in dynamic operation.

Bevorzugt ist der Drehzahlregler im Rahmen der vorliegenden Erfindung für eine sollmomentenbasierte Regelung eingerichtet. Hierbei kann das Drehmoment als leistungsbestimmendes Signal verwendet werden und damit das Sollmoment als Ausgangsgröße des Drehzahlreglers bzw. als Stellgröße fungieren. Die Parameter des ersten und/oder zweiten Parametersatzes können in Abhängigkeit des Sollmoments bevorzugt rechnerisch ermittelt werden. Weiterhin bevorzugt ist als Drehzahlregler ein PI(DT1)-Drehzahlregler vorgesehen. In the context of the present invention, the speed controller is preferably set up for a torque-based control. Here, the torque can be used as a power-determining signal and thus act as the target torque as the output variable of the speed controller or as a manipulated variable. The parameters of the first and / or second parameter set can preferably be determined mathematically as a function of the setpoint torque. Further preferably, a PI (DT 1 ) speed controller is provided as a speed controller.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen insbesondere vor, dass ein jeweiliger bereitgestellter Parametersatz wenigstens einen aus den nachfolgenden Parameter und insbesondere sämtliche Parameter: Vorhaltzeit tv, Nachstellzeit tn und stationären Proportionalbeiwert kpstat umfasst. Zur Berechnung bzw. Ermittlung der Parameter eines jeweiligen Parametersatzes kann im Rahmen der Erfindung ein begrenztes Sollmoment, ein integrierender Drehzahlregler-Anteil bzw. I-Anteil oder ein gefiltertes Sollmoment verwendet werden.In particular, preferred embodiments of the invention provide that a respective provided parameter set comprises at least one of the following parameters and in particular all parameters: lead time tv, reset time tn and stationary proportional coefficient kpstat. In order to calculate or determine the parameters of a respective parameter set, within the scope of the invention a limited desired torque, an integrating speed controller component or I component or a filtered nominal torque can be used.

Weiterhin kann mit der Erfindung vorgesehen sein, dass für die auf dem jeweiligen Parametersatz basierende Ermittlung der Stellgröße im dritten Schritt ein dynamischer Proportionalbeiwert kpdyn als Summe von stationärem Proportionalbeiwert und einem Anteil, welcher von einer Drehzahl-Regelabweichung abhängt, ermittelt bzw. berechnet wird. Dabei kann ein Proportional-Anteil des Drehzahlreglers bevorzugt in Abhängigkeit des dynamischen Proportionalbeiwerts ermittelt werden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann weiterhin bevorzugt ein integrierender Drehzahlregler-Anteil bzw. I-Anteil und/oder eindifferentieller Drehzahlregler-Anteil bzw. DT1-Anteil in Abhängigkeit eines stationären Proportionalbeiwerts eines jeweiligen Parametersatzes ermittelt werden.Furthermore, it can be provided with the invention that for the determination of the manipulated variable based on the respective parameter set in the third step, a dynamic proportional coefficient kpdyn is calculated or calculated as the sum of the stationary proportional coefficient and a component which depends on a speed control deviation. In this case, a proportional component of the speed controller can preferably be determined as a function of the dynamic proportional coefficient. In the context of the method according to the invention, an integrating speed controller portion or I-portion and / or differential speed controller portion or DT1 portion may be determined as a function of a stationary proportional coefficient of a respective parameter set.

Mit der Erfindung wird auch eine drehzahlgeregelte Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit mit einem Drehzahlregler, insbesondere einem PI(DT1)-Drehzahlregler, sowie einer Kontrolleinrichtung (insbesondere einer wie vorstehend für das Verfahren beschriebenen Kontrolleinrichtung, bevorzugt einem Motorsteuergerät) vorgeschlagen, wobei die Kontrolleinrichtung eingerichtet ist, ein Signal (Betriebsarten-Signal) dahingehend auszuwerten, ob die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit in einer Betriebsart Inselbetrieb oder einer Betriebsart (Netz-)Parallelbetrieb betrieben wird; und die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit weiterhin eingerichtet ist, in Abhängigkeit des Signals einen ersten Inselbetrieb-Parametersatz oder einen zweiten Parallelbetrieb-Parametersatz für den bzw. an den Drehzahlregler bereitzustellen und darauf basierend eine Stellgröße für die Drehzahlregelung der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit zu ermitteln bzw. darauf basierend die Drehzahl der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit zu regeln.With the invention, a speed-controlled engine-generator unit with a speed controller, in particular a PI (DT 1 ) speed controller, and a control device (in particular a control device as described above for the method, preferably an engine control unit) is proposed, wherein the control device established is to evaluate a signal (operation mode signal) as to whether the engine-generator unit is operated in an island mode or a parallel operation mode; and the engine-generator unit is further configured to provide, depending on the signal, a first islanding operation parameter set or a second parallel operation parameter set for the speed controller and based thereon to determine a control variable for the speed control of the internal combustion engine-generator unit or based on the speed of the engine-generator unit to regulate.

Bevorzugt ist der Drehzahlregler – wie vorstehend für das Verfahren beschrieben – in der Kontrolleinrichtung implementiert, insbesondere mittels geeigneter Hardware und/oder Software.Preferably, the speed controller is - as described above for the method - implemented in the control device, in particular by means of suitable hardware and / or software.

Ferner wird mit der Erfindung eine drehzahlgeregelte Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit mit einem Drehzahlregler, insbesondere einem PI(DT1)-Drehzahlregler, sowie einer Kontrolleinrichtung (insbesondere (Motor-)Steuergerät) vorgeschlagen, wobei die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens eingerichtet ist.Furthermore, with the invention, a speed-controlled engine-generator unit with a speed controller, in particular a PI (DT 1 ) speed controller, and a control device (in particular (engine) control unit) proposed, the speed-controlled engine-generator unit for performing the set forth above.

Die Erfindung kann vorteilhaft mittels eines Computerprogrammprodukts implementiert werden, welches Programmcode zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens beinhaltet (wobei der Code auf einem Computer, insbesondere der Kontrolleinrichtung, ausführbar ist).The invention may advantageously be implemented by means of a computer program product which contains program code for carrying out the method explained above (the code being executable on a computer, in particular the control device).

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 exemplarisch und schematisch ein Systemschaubild mit einem geschlossenen Regelkreis zur Durchführung des Verfahrens. 1 an example and schematically a system diagram with a closed loop for carrying out the method.

2 exemplarisch und schematisch den zeitdiskreten Algorithmus eines mit der Erfindung bevorzugt verwendeten PI(DT1)-Reglers. 2 exemplarily and schematically the discrete-time algorithm of a preferred with the invention PI (DT 1 ) controller.

3 exemplarisch und schematisch ein Schaubild, welches eine Parameteranwendung nach dem Stand der Technik veranschaulicht. 3 an exemplary and schematic diagram illustrating a parameter application according to the prior art.

4 exemplarisch und schematisch ein Schaubild, anhand welchem die Ermittlung eines „dynamischen” Proportionalbeiwerts darstellbar ist. 4 by way of example and schematically, a diagram by means of which the determination of a "dynamic" proportional coefficient can be represented.

5 exemplarisch und schematisch ein Schaubild, welches die Bereitstellung von Parameter in Abhängigkeit eines die Betriebsart anzeigenden Signals gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung darstellt. 5 FIG. 2 schematically and schematically a diagram illustrating the provision of parameters as a function of a mode indicating signal according to a possible embodiment of the invention.

6 exemplarisch und schematisch ein weiteres Schaubild, welches die Bereitstellung von Parametern in Abhängigkeit eines die Betriebsart anzeigenden Signals gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung darstellt. 6 by way of example and schematically a further diagram, which illustrates the provision of parameters as a function of a mode indicating signal according to another possible embodiment of the invention.

7 exemplarisch und schematisch einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer möglichen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 7 by way of example and schematically a flowchart of the method according to the invention according to a possible preferred embodiment of the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

1 zeigt einen geschlossenen, sollmomentenbasierten Drehzahlregelkreis 1, welcher mittels einem Drehzahlregler 3, einem Begrenzer 5, einer Berechnungseinheit 7 (Motormanagement), einer Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 sowie einem Filter 11 gebildet ist. Die Funktionseinheiten Drehzahlregler 3, Begrenzer 5, Berechnungseinheit 7 und Filter 11 sind bevorzugt sämtlich in einer (übergeordneten) Kontrolleinheit 13 der Brennkraftmaschinen-Generatoreinheit 9 implementiert, alternativ z. B. auch nur einzelne davon, insbesondere der Drehzahlregler 3 und die Berechnungseinheit 7. Eine jeweilige Funktionseinheit kann als Software und/oder mittels geeigneter Hardware implementiert sein, wobei die Kontrolleinheit 13 insbesondere ein Motorsteuergerät ist. 1 shows a closed, torques-based speed control loop 1 , which by means of a speed controller 3 , a limiter 5 , a calculation unit 7 (Engine Management), an engine-generator unit 9 as well as a filter 11 is formed. The functional units speed controller 3 , Limiter 5 , Calculation unit 7 and filters 11 are preferably all in one (higher level) control unit 13 the engine generator unit 9 implemented, alternatively z. B. only a few of them, in particular the speed controller 3 and the calculation unit 7 , A respective functional unit may be implemented as software and / or by means of suitable hardware, wherein the control unit 13 in particular an engine control unit.

Eingangsgröße des geschlossenen Drehzahlregelkreises 1 ist die Solldrehzahl nSoll. Von dieser Solldrehzahl wird eine gemessene Motoristdrehzahl nist subtrahiert, woraus eine Drehzahl-Regelabweichung e resultiert. Aus der Drehzahl-Regelabweichung e, einem stationären Proportionalbeiwert kpstat, einer Nachstellzeit tn und einer Vorhaltzeit tv berechnet der Drehzahlregler 3, insbesondere ein PI(DT1)-Drehzahlregler, ein PI(DT1)-Sollmoment TqPI(DT1) Das PI(DT1)-Sollmoment wird nachfolgend auf ein maximales Sollmoment TqMax begrenzt, Bz. 5. Das begrenzte Sollmoment TqSoll stellt eine Stellgröße des Drehzahlregelkreises 1 dar. Das Sollmoment TqSoll wird in Abhängigkeit der Motoristdrehzahl nist, der Kraftstofftemperatur TFuel und weiterer Größen von der Berechnungseinheit 7 in die Solleinspritzmenge QSoll umgerechnet, welche von Injektoren der Brennkraftmaschinen (Motor)-Generator-Einheit 9 in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Rohwerte der Motordrehzahl nraw werden gefiltert, Bz. 11, indem diese z. B. über einen Winkel ϕFilter gemittelt werden, wodurch sich die gemessene Motoristdrehzahl nist ergibt.Input value of the closed speed control loop 1 is the target speed n setpoint . From this target speed, a measured Motoristdrehzahl n is subtracted, resulting in a speed control deviation e results. From the speed control deviation e, a stationary proportional coefficient kpstat, a reset time tn and a lead time tv calculates the speed controller 3 , in particular a PI (DT 1 ) speed controller, a PI (DT 1 ) target torque Tq PI (DT1) The PI (DT 1 ) target torque is subsequently limited to a maximum target torque Tq Max , Bz. 5 , The limited setpoint torque Tq setpoint represents a control variable of the speed control loop 1 The setpoint torque Tq setpoint is dependent on the engine actual speed n ist , the fuel temperature T Fuel and other variables from the calculation unit 7 into the target injection quantity Q setpoint , which of injectors of the internal combustion engine (motor) generator unit 9 is injected into the combustion chambers of the internal combustion engine. The raw values of the engine speed n raw are filtered, Bz. 11 by these z. B. be averaged over an angle φ filter , resulting in the measured Motoristdrehzahl n is .

2 veranschaulicht den zeitdiskreten Algorithmus des PI(DT1)-Drehzahlreglers 3. 2 illustrates the time discrete algorithm of the PI (DT 1 ) speed controller 3 ,

Die Ausgangsgröße des Drehzahlregler-Algorithmus TqPI(DT1) besteht aus drei summierten Regler-Anteilen: einem Proportional-Anteil, einem integrierenden Anteil (I-Anteil) und einem differentiellen Anteil (DT1-Anteil). Der Proportional-Anteil stellt hierbei das Produkt von Drehzahl-Regelabweichung e und ”dynamischem” Proportionalbeiwert kpdyn dar (die Ermittlung des ”dynamischen” Proportionalbeiwerts kpdyn wird nachfolgend anhand von 4 noch detaillierter erläutert).The output variable of the speed controller algorithm Tq PI (DT1) consists of three summed controller components: a proportional component, an integrating component (I component) and a differential component (DT 1 component). In this case, the proportional component represents the product of speed control deviation e and "dynamic" proportional coefficient kpdyn (the determination of the "dynamic" proportional coefficient kpdyn is described below with reference to FIG 4 explained in more detail).

Der integrierende Anteil des Drehzahlreglers 3 (I-Anteil) resultiert aus der Summe zweier Summanden. Der erste Summand ist hierbei der aktuelle, um einen Abtastschritt (Ta) verzögerte, begrenzte integrierende Anteil. Der zweite Summand ist das Produkt von Verstärkungsfaktor r2 und der Summe von aktueller und um einen Abtastschritt verzögerter Drehzahlregelabweichung e. Der integrierende Anteil des Drehzahlreglers 3 wird dabei nach oben auf das maximale Sollmoment TqMax begrenzt. Der resultierende I-Anteil TqI wird nachfolgend zur Berechnung des ”stationären” Proportionalbeiwerts kpstat herangezogen.The integral part of the speed controller 3 (I-share) results from the sum of two summands. The first addend here is the current, by a sampling step (Ta) delayed, limited integrating component. The second summand is the product of gain factor r2 and the sum of current and one-sample delayed speed control deviation e. The integral part of the speed controller 3 is limited up to the maximum target torque Tq Max . The resulting I component Tq I is subsequently used to calculate the "stationary" proportional coefficient kpstat.

Die Berechnung des DT1-Anteils ist im unteren Teil von 2 dargestellt. Der DT1-Anteil ergibt sich als Summe zweier Produkte. Das erste Produkt resultiert aus der Multiplikation des Faktors r4 mit dem um einen Abtastschritt verzögerten DT1-Anteil. Das zweite Produkt ergibt sich aus der Multiplikation des Faktors r3 mit dem Ausgang des Schalters S. Je nachdem, in welcher Position sich der Schalter S befindet, wird r3 folglich entweder mit der Differenz von aktueller Drehzahl-Regelabweichung e und um einen Abtastschritt verzögerter Drehzahl-Regelabweichung (Schalterstellung 1) oder mit der Differenz von um einen Abtastschritt verzögerter Motoristdrehzahl nist und aktueller Motoristdrehzahl (Schalterstellung 2) multipliziert. Die Schalterstellung 2 wird hierbei immer dann bevorzugt, wenn sich die Motorsolldrehzahl nSoll nicht oder nur geringfügig, wie z. B. bei Generatoranwendungen, ändert.The calculation of the DT 1 share is in the lower part of 2 shown. The DT 1 share is the sum of two products. The first product results from the multiplication of the factor r4 by the one-sample delayed DT 1 component. The second product results from the multiplication of the factor r3 by the output of the switch S. Depending on which position the switch S is in, r3 is consequently either offset by the difference between the current speed control deviation e and by one sampling step of delayed speed. control deviation (position 1) or with the difference of delayed by one sampling step motor speed n and the current motor speed (switch 2) multiplied. The switch position 2 is always preferred when the engine target speed n target is not or only slightly, such as. In generator applications, changes.

Wie 2 weiterhin zu entnehmen ist, hängen die Verstärkungsfaktoren r2 und r3 des I-Anteils bzw. des DT1-Anteils vom ”stationären” Proportionalbeiwert kpstat ab, während der Proportional-Anteil vom ”dynamischen” Proportionalbeiwert kpdyn abhängt. Der Verstärkungsfaktor r2 hängt zusätzlich von der Nachstellzeit tn, der Verstärkungsfaktor r3 von der Vorhaltzeit tv sowie der Verzögerungszeit t1 ab.As 2 It can also be seen that the amplification factors r 2 and r 3 of the I component or the DT 1 component depend on the "stationary" proportional coefficient kpstat, while the proportional component depends on the "dynamic" proportional coefficient kpdyn. The amplification factor r2 additionally depends on the reset time tn, the amplification factor r3 on the derivative time tv and the delay time t1.

Wie auch in 2 dargestellt, ergeben sich die Verstärkungsfaktoren r2, r3 und r4 hiernach zu: r2 = (kpstat Ta) : (2 · tn) r3 = (2 kpstat tv) : (2 · t1 + Ta) r4 = (2 · t1 – Ta) : (2 t1 + Ta) As well as in 2 the gain factors r2, r3 and r4 are given below: r2 = (kpstat Ta): (2 · tn) r3 = (2 kpstat tv): (2 · t1 + Ta) r4 = (2 * t1-Ta): (2t1 + Ta)

3 zeigt nunmehr, wie der ”stationäre” Proportionalbeiwert kpstat, die Nachstellzeit tn sowie die Vorhaltzeit tv entsprechend dem Stand der Technik vorgegeben werden. 3 shows now how the "stationary" Proportionalbeiwert kpstat, the reset time tn and the lead time tv are given according to the prior art.

Jeder der drei Parameter kpstat, tn sowie tv kann durch zwei alternative Möglichkeiten vorgegeben werden, wobei in keiner der Alternativen 1 und 2 die jeweilige Betriebsart in gewünschter Weise berücksichtigt ist. Mit der ersten Alternative kann kpstat als Ausgangsgröße einer zweidimensionalen Kurve, welche das Sollmoment TqSoll als Eingangsgröße hat, vorgegeben werden, wie auch tn und tv. Mit der zweiten Alternative können feste Werte für kpstat, tn und tv ausgegeben werden, welche z. B. einem look-up-table bzw. Speicher entnommen werden.Each of the three parameters kpstat, tn and tv can be specified by two alternative options, wherein none of the alternatives 1 and 2, the respective mode is considered in the desired manner. With the first alternative kpstat can be specified as the output of a two-dimensional curve, which has the setpoint torque Tq setpoint as input, as well as tn and tv. With the second alternative fixed values for kpstat, tn and tv can be output, which z. B. a look-up table or memory can be removed.

4 veranschaulicht exemplarisch die Berechnung des ”dynamischen” Proportionalbeiwerts. 4 exemplifies the calculation of the "dynamic" proportional coefficient.

Der ”dynamische” Proportionalbeiwert kpdyn wird additiv aus dem ”stationären” Proportionalbeiwert kpstat und dem von der Drehzahl-Regelabweichung e abhängigen Anteil Δkp berechnet. Dieser Anteil Δkp wird folgendermaßen ermittelt: Ist die Drehzahl-Regelabweichung e größer als der vorgebbare, positive Wert emin pos und kleiner als der ebenfalls vorgebbare Wert emax, so wird Δkp linear mit steigender Drehzahl-Regelabweichung e erhöht. Wird die Drehzahl-Regelabweichung e größer als emax, so wird Δkp nicht weiter erhöht. Ist die Drehzahl-Regelabweichung e negativ und kleiner als der negative, vorgebbare Wert emin neg, so wird Δkp mit abnehmender Drehzahl-Regelabweichung e linear erhöht. Ist die Drehzahl-Regelabweichung e kleiner als –emax, so wird Δkp nicht weiter erhöht.The "dynamic" proportional coefficient kpdyn is calculated additively from the "stationary" proportional coefficient kpstat and the part Δkp dependent on the speed control deviation e. This proportion .DELTA.kp is determined as follows: If the speed control deviation e is greater than the predefinable, positive value e min pos and smaller than the likewise specifiable value e max , Δkp is increased linearly with increasing speed control deviation e. If the speed control deviation e is greater than e max , then Δkp is no longer increased. If the speed control deviation e is negative and smaller than the negative, specifiable value e min neg , Δkp is increased linearly with decreasing speed control deviation e. If the speed control deviation e is less than -e max , then Δkp is not further increased.

Bei einer Lastaufschaltung kommt es zu einem Einbrechen der Motoristdrehzahl nist unter die Solldrehzahl nSoll, woraus eine positive Drehzahl-Regelabweichung e resultiert. Entsprechend 4 wird dadurch ein positiver Wert Δkp und damit eine Vergrößerung des ”dynamischen” Proportionalbeiwerts kpdyn berechnet, was dem Einbrechen der Motoristdrehzahl nist entgegenwirkt. Dies bedeutet weiterhin, dass die in 4 dargestellte Berechnung des ”dynamischen” Proportionalbeiwerts eine Verbesserung des Lastaufschaltverhaltens des Motors bzw. der Brennkraftmaschine der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 bewirkt. Dasselbe gilt auch für das Lastabschaltverhalten, da auch in diesem Fall kpdyn vergrößert wird.When a load is applied, there is a collapse of the motor actual speed n is below the target speed n set , resulting in a positive speed control deviation e results. Corresponding 4 a positive value Δkp and thus an enlargement of the "dynamic" proportional coefficient is calculated kpdyn by what n is the collapse of the actual motor speed counteracts. This also means that the in 4 represented calculation of the "dynamic" proportional coefficient an improvement of the load lockup behavior of the engine or the internal combustion engine of the internal combustion engine-generator unit 9 causes. The same applies to the load shedding behavior, since kpdyn is also increased in this case.

5 veranschaulicht eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch näher. 5 illustrates a first embodiment of the method according to the invention schematically closer.

Um für eine jeweilige Betriebsart, in welcher die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 betrieben werden kann, das heißt für eine Inselbetrieb-Betriebsart und eine Parallelbetrieb-Betriebsart, betriebsgünstigere bzw. optimierte Parameter bereitzustellen, wird in einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Signal von der Kontrolleinrichtung 13 eingelesen, s. a. 1, welches anzeigt, ob die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 in der Betriebsart Inselbetrieb (z. B. Signal: 1) oder in der Betriebsart Parallelbetrieb (z. B. Signal: 0) betrieben wird (Betriebsarten-Signal). Das Signal ist ein binäres Signal (0/1), welches bevorzugt vom Betreiber der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 zur Verfügung gestellt wird.In order for a respective mode in which the engine-generator unit 9 can be operated, that is for an island mode and a parallel operation mode to provide more favorable or optimized parameters, in a first step of the method according to the invention, a signal from the control device 13 read, sa 1 , which indicates whether the engine-generator unit 9 is operated in isolated operation mode (eg signal: 1) or in parallel operation mode (eg signal: 0) (operating mode signal). The signal is a binary signal (0/1), which is preferably from the operator of the engine-generator unit 9 is made available.

Basierend auf dem Signal wird nunmehr – in einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Parametersatz für den (an den) Drehzahlregler 3 bereitgestellt, welcher Parameter kpstat, tn, tv enthält, welche für die jeweilige mit dem Signal (0 oder 1) angezeigte Betriebsart optimiert sind, das heißt entweder Inselbetrieb-Parameter oder Parallelbetrieb-Parameter. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit des Signals ein Inselbetrieb-Parametersatz (Signal 1) oder ein Parallelbetrieb-Parametersatz (Signal 0) für den (an den) Drehzahlregler bereitgestellt.Based on the signal is now - in a second step of the method according to the invention a parameter set for the (to the) speed controller 3 which contains parameters kpstat, tn, tv which are optimized for the respective mode of operation indicated by the signal (0 or 1), that is, either island operation parameters or parallel operation parameters. In other words, depending on the signal, an islanding operation parameter set (signal 1) or a parallel operation parameter set (signal 0) is provided for the (to) the speed controller.

Die Reglerparameter kpstat, tn und tv sind Ausgangsgrößen der Schalter S1, S2 und S3, deren Funktionalität bevorzugt mit der Kontrolleinrichtung 13 implementiert ist. Die Schalterstellung jedes einzelnen Schalters wird hierbei durch das die Betriebsart anzeigende Signal festgelegt. Liegt Inselbetrieb vor (Signal: 1), so nehmen alle drei Schalter S1, S2 und S3 die obere Schalterstellung an.The controller parameters kpstat, tn and tv are output variables of the switches S1, S2 and S3, whose functionality is preferred with the control device 13 is implemented. The switch position of each switch is determined by the signal indicating the mode. If island operation is present (signal: 1), all three switches S1, S2 and S3 assume the upper switch position.

Liegt – angezeigt wiederum durch das Signal – Parallelbetrieb vor (Signal: 0), so nehmen alle drei Schalter S1, S2 und S3 die untere Schalterstellung an. Dies bedeutet, dass der erfindungsgemäß bereitgestellte Parametersatz für den Drehzahlregler 3 mit den Reglerparametern kpstat, tn und tv – siehe 1 – im Inselbetrieb die Werte kpstat1, tn1 und tv1 und im Parallelbetrieb die Werte kpstat2, tn2 und tv2 aufweist.If - indicated again by the signal - parallel operation (signal: 0), all three switches S1, S2 and S3 assume the lower switch position. This means that the parameter set provided according to the invention for the speed controller 3 with the controller parameters kpstat, tn and tv - see 1 - In island mode, the values kpstat1, tn1 and tv1 and in parallel operation the values kpstat2, tn2 and tv2.

Gemäß der Ausführungsform nach 5 werden für die jeweilige Betriebsart hierbei Parametersätze in Abhängigkeit des Signals erzeugt, deren Parameter kpstat, tn und tv konstante Werte annehmen. Die Konstanten können zum Beispiel aus einem Speicher der Kontrolleinrichtung 13 ausgelesen werden (look-up-table), in welchem sie zu diesem Zweck hinterlegt sind.According to the embodiment according to 5 For the respective operating mode, parameter sets are generated as a function of the signal whose parameters kpstat, tn and tv assume constant values. The constants may be, for example, from a memory of the control device 13 be read out (look-up-table), in which they are deposited for this purpose.

6 zeigt eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Reglerparameter kpstat, tn und tv sind Ausgangsgrößen der Schalter S7, S8 und S9, deren Funktionalität bevorzugt wiederum mittels der Kontrolleinrichtung 13 implementiert ist. Gesteuert werden die Schalter wie bei der Ausführungsform gemäß 5 durch das eingelesene (Betriebsarten-)Signal, welches zwischen Insel- und Parallelbetrieb unterscheidet bzw. die jeweilige Betriebsart anzeigt. 6 shows a second embodiment of the method according to the invention. The controller parameters kpstat, tn and tv are output variables of the switches S7, S8 and S9, whose functionality preferably again by means of the control device 13 is implemented. The switches are controlled as in the embodiment according to 5 by the read-in (operating mode) signal, which distinguishes between island operation and parallel operation or indicates the respective operating mode.

Im Inselbetrieb ist das Signal wiederum mit dem Wert 1 identisch, wodurch alle drei Schalter S7, S8, S9 die obere Position annehmen. Die Reglerparameter kpstat, tn und tv werden bei dieser Ausgestaltung jedoch mit Hilfe der zweidimensionalen Kurven kpstat1(Tq), tn1(Tq) und tv1(Tq) und insbesondere in Abhängigkeit des Sollmoments Tq berechnet bzw. ermittelt, insbesondere durch die Recheneinheit 7 der Kontrolleinrichtung 13 an den Drehzahlregler 3 bereitgestellt. Für das Sollmoment Tq können hierbei erfindungsgemäß die Signale Sollmoment TqSoll, integrierender Anteil TqI oder gefiltertes Sollmoment TqSoll Gefiltert herangezogen werden. Dies wird durch die drei möglichen Schalterstellungen der Schalter S1, S3 und S5 in 6 angezeigt.In island operation, the signal is again identical to the value 1, whereby all three switches S7, S8, S9 assume the upper position. The controller parameters kpstat, tn and tv are calculated or determined in this embodiment, however, with the aid of the two-dimensional curves kpstat1 (Tq), tn1 (Tq) and tv1 (Tq) and in particular as a function of the setpoint torque Tq, in particular by the arithmetic unit 7 the control device 13 to the speed controller 3 provided. According to the invention, the signals target torque Tq setpoint , integrating part Tq I or filtered setpoint torque Tq setpoint filtered can be used for the setpoint torque Tq. This is due to the three possible switch positions of the switches S1, S3 and S5 in 6 displayed.

Liegt Parallelbetrieb vor, Signal: 0, so nehmen die Schalter S7, S8 und S9 die untere Position ein, d. h. in diesem Fall werden die Reglerparameter kpstat, tn und tv mit Hilfe der zweidimensionalen Kurven kpstat2(Tq), tn2(Tq) und tv2(Tq) und insbesondere wiederum in Abhängigkeit des Sollmoments Tq berechnet. Für das Sollmoment Tq können hierbei wiederum erfindungsgemäß die Signale Sollmoment TqSoll, integrierender Anteil TqI oder gefiltertes Sollmoment TqSoll Gefiltert verwendet werden. Dies wird durch die drei möglichen Schalterstellungen der Schalter S2, S4 und S6 in 6 angezeigt.If parallel operation is present, signal: 0, the switches S7, S8 and S9 assume the lower position, ie in this case the control parameters kpstat, tn and tv are calculated using the two-dimensional curves kpstat2 (Tq), tn2 (Tq) and tv2 (Tq) and in turn calculated in turn depending on the target torque Tq. According to the invention, the signals desired torque Tq setpoint , integrating section Tq I or filtered setpoint torque Tq setpoint filtered can in turn be used for the setpoint torque Tq. This is due to the three possible switch positions of the switches S2, S4 and S6 in FIG 6 displayed.

Das Signal zur Unterscheidung zwischen Insel- und Parallelbetrieb wird zur Kontrolleinrichtung bzw. Motorelektronik 13 bevorzugt – wie oben bereits erwähnt – durch ein entsprechendes binäres Signal übertragen. Dies kann z. B. mittels CAN-Bus oder direkter Verkabelung erfolgen. Basierend auf dem eingelesenen Signal – s. a. o. a. Ausführungen zu 5 und 6 – kann mit der Erfindung auf vorteilhaft einfache Weise ein Umschaltvorgang auf den Parametersatz der anderen Betriebsart (nach dem ersten oder im zweiten Schritt) für dessen Bereitstellung im zweiten Schritt erfolgen, d. h. wenn der bei Einlesen des Signals aktuelle bzw. aktuell verwendete Parametersatz nicht mit der durch das Signal angezeigten Betriebsart korrespondiert.The signal for distinguishing between isolated and parallel operation becomes the control device or engine electronics 13 preferably - as already mentioned above - transmitted by a corresponding binary signal. This can be z. B. by CAN bus or direct wiring. Based on the read signal - saoa versions too 5 and 6 - Can be done with the invention in an advantageously simple manner a switching to the parameter set of the other mode (after the first or in the second step) for its provision in the second step, ie if the current or currently used parameter set when reading the signal not with the corresponds to the operating mode indicated by the signal.

7 zeigt ein Flussdiagramm zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der Ausgestaltung nach 6. 7 shows a flowchart for implementing the method according to the invention according to the embodiment 6 ,

In einem ersten Schritt des Verfahrens, i. e. im Schritt F1 in 7, wird abgefragt, ob Inselbetrieb mit der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 vorliegt, d. h. es wird das entsprechende Signal von der bzw. durch die Kontrolleinrichtung 13 eingelesen.In a first step of the method, ie in step F1 in FIG 7 , it is queried whether island operation with the engine-generator unit 9 is present, ie it is the corresponding signal from or by the control device 13 read.

Liegt Inselbetrieb vor, wird in dem sich anschließenden, erfindungsgemäßen zweiten Schritt ein Inselbetrieb-Parametersatz bereitgestellt, welcher anhand der Schritte F2 bis F4 gemäß 7 ermittelt wird.If island operation is present, an island operation parameter set is provided in the subsequent, second step according to the invention, which is determined on the basis of steps F2 to F4 according to FIG 7 is determined.

In dem Schritt F2 wird der ”stationäre” Proportionalbeiwert kpstat über die Kurve kpstat1 in Abhängigkeit des gefilterten Sollmoments TqSoll Gefiltert berechnet. Hierbei nimmt der Schalter S1 gemäß 6 die Position 3 und der Schalter S7 die Position 1 an.In step F2, the "stationary" proportional coefficient kpstat is calculated via the curve kpstat1 as a function of the filtered setpoint torque Tq setpoint filtered . Here, the switch S1 takes according to 6 Position 3 and switch S7 position 1.

Im Schritt F3 wird die Nachstellzeit tn über die Kurve tn1 in Abhängigkeit des gefilterten Sollmoments TqSoll Gefiltert berechnet. Hierbei nimmt der Schalter S3 gemäß 6 die Position 3 und der Schalter S8 die Position 1 an.In step F3, the reset time tn is calculated via the curve tn1 as a function of the filtered setpoint torque Tq setpoint filtered . In this case, the switch S3 takes according to 6 position 3 and switch S8 position 1.

Im Schritt F4 wird weiterhin die Vorhaltzeit tv durch die Kurve tv1 in Abhängigkeit des gefilterten Sollmoments TqSoll Gefiltert berechnet. Schalter S5 nimmt in diesem Fall die Position 3 und Schalter S9 die Position 1 je gemäß 6 an.In step F4, furthermore, the derivative time tv is calculated by the curve tv1 as a function of the filtered nominal torque Tq target filtered . In this case switch S5 assumes the position 3 and switch S9 the position 1 depending on 6 at.

Ist basierend auf dem im ersten Schritt F1 eingelesenen Signal ein Parametersatz für Parallelbetrieb an den Drehzahlregler 3 im zweiten Schritt bereitzustellen, wird vom Schritt F1 zum Schritt F5 abgezweigt. Der Parametersatz für Parallelbetrieb wird im zweiten Schritt somit gemäß der in 7 veranschaulichten Schritte F5, F6 und F7 bereitgestellt.Is based on the read in the first step F1 signal a parameter set for parallel operation of the speed controller 3 in the second step, is branched from step F1 to step F5. The parameter set for parallel operation is thus in the second step according to the in 7 illustrated steps F5, F6 and F7 provided.

Dabei wird der ”stationäre” Proportionalbeiwert kpstat durch die Kurve kpstat2 nach 6 in Abhängigkeit des gefilterten Sollmoments TqSoll Gefiltert berechnet.In this case, the "stationary" proportional coefficient kpstat is followed by the curve kpstat2 6 as a function of the filtered nominal torque Tq Soll Filtered calculated.

Im Schritt F6 wird die Nachstellzeit tn durch die Kurve tn2 nach 6 in Abhängigkeit des gefilterten Sollmoments TqSoll Gefiltert berechnet.In step F6, the reset time tn is followed by the curve tn2 6 as a function of the filtered nominal torque Tq Soll Filtered calculated.

In Schritt F7 wird die Vorhaltzeit tv durch Kurve tv2 nach 6 in Abhängigkeit des gefilterten Sollmoments TqSoll Gefiltert berechnet.In step F7, the derivative time tv by curve tv2 after 6 as a function of the filtered nominal torque Tq Soll Filtered calculated.

Der betriebsartabhängig im zweiten Schritt bereitgestellte Parametersatz, enthaltend die Parameter kpstat, tn und tv bzw. je Werte hierfür, wird nachfolgend für die Drehzahlregelung an den Drehzahlregler 3 bereitgestellt bzw. an diesen übergeben, s. a. 1. Berechnet werden die Parameter in o. a. Schritten F2 bis F7 im Rahmen der vorliegenden Erfindung hierbei von der Kontrolleinrichtung 13.The parameter set provided in the second step depending on the operating mode, containing the parameters kpstat, tn and tv or per respective values, is subsequently sent to the speed controller for the speed control 3 provided or handed over to this, sa 1 , In the context of the present invention, the parameters in above steps F2 to F7 are calculated here by the control device 13 ,

Basierend auf dem Parametersatz (Inselbetrieb oder Parallelbetrieb) wird nunmehr in dem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, welcher die Schritte F8 bis F13 in 7 umfasst, die Stellgröße für die Drehzahlregelung (mittels des Drehzahlreglers 3) der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit 9 ermittelt, insbesondere von dem bzw. mittels des Drehzahlreglers 3, und weiterhin insbesondere in dem aktuellen Abtastschritt bzw. der aktuellen Iteration des Verfahrens. Die ermittelte Stellgröße TqSoll wird an die Berechnungseinheit 7 ausgegeben, s. z. B. 1, d. h. zur Ermittlung der Einspritz-Sollmenge, via die Kontrolleinrichtung 13. Nachfolgend kann das Verfahren beginnend mit dem ersten Schritt F1 im Rahmen einer erneuten Iteration wiederholt werden.Based on the parameter set (island operation or parallel operation), now in the third step of the method according to the invention, which steps F8 to F13 in 7 includes, the manipulated variable for the speed control (by means of the speed controller 3 ) of the engine-generator unit 9 determined, in particular by or by means of the speed controller 3 , and further particularly in the current sampling step or the current iteration of the method. The determined manipulated variable Tq setpoint is sent to the calculation unit 7 issued, see eg. 1 , ie for determining the desired injection quantity, via the control device 13 , Subsequently, the method can be repeated beginning with the first step F1 in the course of a new iteration.

Nachfolgend wird noch näher auf die Schritte F8 bis F13 gemäß 7 eingegangen.Hereinafter, the steps F8 to F13 will be described in more detail 7 received.

In Schritt F8 wird die Drehzahl-Regelabweichung e als Differenz von Solldrehzahl nSoll und Motoristdrehzahl nist, in Schritt F9 wird Δkp in Abhängigkeit der Drehzahl-Regelabweichung e berechnet. In Schritt F10 wird der ”dynamische” Proportionalbeiwert kpdyn als Summe von Δkp und dem ”stationären” Proportionalbeiwert kpstat berechnet. In Schritt F11 wird die Ausgangsgröße des Drehzahlregler-Algorithmusses TqPI(DT1) in Abhängigkeit der Drehzahl-Regelabweichung e, des ”stationären” Proportionalbeiwerts kpstat, des ”dynamischen” Proportionalbeiwerts kpdyn, der Nachstellzeit tn und der Vorhaltzeit tv berechnet. In Schritt F12 wird die Ausgangsgröße des Drehzahlregler-Algorithmusses TqPI(DT1) begrenzt. Das begrenzte Sollmoment TqSoll wird abschließend im Schritt F13 z. B. noch gefiltert und für die erneute Iteration des Verfahrens zur Verfügung gestellt, i. e. bevor wieder mit dem Programmanfang fortgefahren wird.In step F8, the speed control deviation e n is is as a difference between the desired and actual motor speed n set in step F9 Δkp e is calculated in dependence of the speed control deviation. In step F10, the "dynamic" proportional coefficient kpdyn is calculated as the sum of Δkp and the "steady state" proportional coefficient kpstat. In step F11, the output of the speed controller algorithm Tq PI (DT1) is calculated as a function of the speed control deviation e, the "steady state" proportional coefficient kpstat, the "proportional dynamic coefficient kpdyn, the reset time tn, and the derivative time tv. In step F12, the output of the speed controller algorithm Tq PI (DT1) is limited. The limited target torque Tq Soll is finally in step F13 z. B. still filtered and made available for the re-iteration of the method, ie before proceeding again with the beginning of the program.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Drehzahl-RegelkreisSpeed control loop
33
DrehzahlreglerSpeed governor
55
Begrenzerlimiter
77
Berechnungseinheitcalculation unit
99
Brennkraftmaschinen-Generator-EinheitInternal combustion engine-generator unit
1111
Filterfilter
1313
Kontrolleinrichtungcontrol device

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004023993 B4 [0002] DE 102004023993 B4 [0002]

Claims (13)

Verfahren zur Drehzahl-Regelung einer Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) mit einem elektronischen Drehzahlregler (3) und einer Kontrolleinrichtung (13); dadurch gekennzeichnet, dass – in einem ersten Schritt ein Signal in die Kontrolleinrichtung (13) eingelesen wird, welches anzeigt, ob die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) in einer Betriebsart Inselbetrieb oder in einer Betriebsart Parallelbetrieb betrieben wird; – in einem zweiten Schritt in Abhängigkeit des Signals ein erster, Inselbetrieb-Parametersatz (kpstat, tv, tn) für den Drehzahlregler bereitgestellt wird oder ein zweiter, Parallelbetrieb-Parametersatz (kpstat, tv, tn) für den Drehzahlregler bereitgestellt wird; – dass in einem dritten Schritt eine Stellgröße (Tqsoll) für die Drehzahlregelung der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) basierend auf dem bereitgestellten Parametersatz (kpstat, tv, tn) ermittelt wird.Method for controlling the speed of an internal combustion engine-generator unit ( 9 ) with an electronic speed controller ( 3 ) and a control device ( 13 ); characterized in that - in a first step, a signal in the control device ( 13 ), which indicates whether the engine-generator unit ( 9 ) is operated in an island operation mode or in a parallel operation mode; - In a second step, depending on the signal, a first island operating parameter set (kpstat, tv, tn) is provided for the speed controller or a second, parallel operation parameter set (kpstat, tv, tn) is provided for the speed controller; In that, in a third step, a manipulated variable (Tq soll ) for the speed control of the engine-generator unit ( 9 ) is determined based on the provided parameter set (kpstat, tv, tn). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die im zweiten Schritt bereitgestellten Parameter (kpstat, tv, tn) des ersten und/oder zweiten Parametersatzes als konstante Drehzahlregler-Parameter vorgegeben sind.A method according to claim 1, characterized in that - the parameters (kpstat, tv, tn) provided in the second step of the first and / or second parameter set are predetermined as constant speed controller parameters. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die im zweiten Schritt bereitgestellten Parameter (kpstat, tv, tn) des ersten und/oder zweiten Parametersatzes rechnerisch ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the parameters (kpstat, tv, tn) of the first and / or second parameter set provided in the second step are determined by calculation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Drehzahlregler (3) für eine sollmomentenbasierte Regelung eingerichtet ist; und/oder – der Drehzahlregler (3) ein PI(DT1)-Drehzahlregler ist; und/oder – die Parameter (kpstat, tv, tn) des ersten und/oder zweiten Parametersatzes in Abhängigkeit des Sollmoments (TqPI(DT1)) ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the speed controller ( 3 ) is set up for a should-based scheme; and / or the speed controller ( 3 ) is a PI (DT 1 ) speed controller; and / or - the parameters (kpstat, tv, tn) of the first and / or second parameter set are determined as a function of the setpoint torque (Tq PI (DT1) ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – ein jeweiliger bereitgestellter Parametersatz (kpstat, tv, tn) wenigstens einen aus den Parametern und/oder die Parameter: Vorhaltzeit (tv), Nachstellzeit (tn) und stationärer Proportionalbeiwert (kpstat) umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - a respective provided parameter set (kpstat, tv, tn) comprises at least one of the parameters and / or the parameters: derivative time (tv), reset time (tn) and stationary proportional coefficient (kpstat) , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zur Ermittlung der Parameter (kpstat, tv, tn) eines jeweiligen Parametersatzes ein begrenztes Sollmoment (TqSoll), ein integrierender Drehzahlregler-Anteil bzw. I-Anteil oder ein gefiltertes Sollmoment (TqSoll Gefiltert) verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - for determining the parameters (kpstat, tv, tn) of a respective parameter set a limited desired torque (Tq target ), an integrating speed controller share or I-share or a filtered target torque (Tq If filtered ) should be used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – für die auf dem jeweiligen Parametersatz (kpstat, tv, tn) basierende Ermittlung der Stellgröße (Tqsoll) im dritten Schritt ein dynamischer Proportionalbeiwert (kpdyn) als Summe von stationärem Proportionalbeiwert (kpstat) und einem Anteil (Δkp) ermittelt wird, welcher von einer Drehzahl-Regelabweichung (e) abhängt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - for the determination of the manipulated variable (Tq soll ) based on the respective parameter set (kpstat, tv, tn) in the third step, a dynamic proportional coefficient (kpdyn) is taken as the sum of the stationary proportional coefficient (kpstat) and a proportion (Δkp) which depends on a speed control deviation (e). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Proportional-Anteil des Drehzahlreglers (3) in Abhängigkeit des dynamischen Proportionalbeiwerts (kpdyn) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - a proportional component of the speed controller ( 3 ) is determined as a function of the dynamic proportional coefficient (kpdyn). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – ein integrierender Drehzahlregler-Anteil bzw. I-Anteil und/oder ein differentieller Drehzahlregler-Anteil bzw. DT1-Anteil in Abhängigkeit eines stationären Proportionalbeiwerts (kpstat) eines jeweiligen Parametersatzes (kpstat, tn, tv) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - an integrating speed controller component or I component and / or a differential speed controller component or DT1 component as a function of a stationary proportional coefficient (kpstat) of a respective parameter set (kpstat, tn , tv) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – basierend auf dem im ersten Schritt eingelesenen Signal ein Umschaltvorgang auf den Parametersatz (kpstat, tn, tv) der anderen Betriebsart für dessen Bereitstellung im zweiten Schritt erfolgt, wenn der bei Einlesen des Signals aktuelle Parametersatz (kpstat, tn, tv) nicht mit der durch das Signal angezeigten Betriebsart korrespondiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - based on the signal read in the first step, a switching operation to the parameter set (kpstat, tn, tv) of the other mode for its provision in the second step, if the current when reading the signal Parameter set (kpstat, tn, tv) does not correspond to the operating mode indicated by the signal. Drehzahlgeregelte Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (1, 9), mit: – einem Drehzahlregler (3), – einer Kontrolleinrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, dass – die Kontrolleinrichtung (13) eingerichtet ist, ein Signal auszuwerten, welches anzeigt, ob die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) in einer Betriebsart Inselbetrieb oder einer Betriebsart Parallelbetrieb betrieben wird; – die Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) weiterhin eingerichtet ist, in Abhängigkeit des Signals einen ersten Inselbetrieb-Parametersatz oder einen zweiten Parallelbetrieb-Parametersatz für den Drehzahlregler (3) bereitzustellen und darauf basierend die Drehzahl der Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) zu regeln. Variable speed engine-generator unit ( 1 . 9 ), with: - a speed controller ( 3 ), - a control device ( 13 ), characterized in that - the control device ( 13 ) is arranged to evaluate a signal indicating whether the engine-generator unit ( 9 ) is operated in an island operation mode or a parallel operation mode; The internal combustion engine generator unit ( 9 ) is set up, depending on the signal, a first isolated operation parameter set or a second parallel operation parameter set for the speed controller ( 3 ) and, based thereon, the speed of the engine-generator unit ( 9 ). Drehzahlgeregelte Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (1, 9) mit: – einem Drehzahlregler (3), – einer Kontrolleinrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, dass – die drehzahlgeregelte Brennkraftmaschinen-Generator-Einheit (9) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingerichtet ist.Variable speed engine-generator unit ( 1 . 9 ) with: - a speed controller ( 3 ), - a control device ( 13 ), characterized in that - the variable speed engine-generator unit ( 9 ) is arranged to carry out the method according to one of claims 1 to 10. Computerprogrammprodukt, gekennzeichnet durch – Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Computer program product characterized by Program code for carrying out the method according to one of Claims 1 to 10.
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