DE19805299A1 - Elektronische Regeleinrichtung - Google Patents
Elektronische RegeleinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Regeleinrichtung für
ein- oder mehrzylindrige, selbstzündende Hubkolbenbrennkraftma
schinen/Motoren, wobei dem jeweiligen Brennraum mittels eines
Einspritzventils und einer Einspritzpumpe Kraftstoff zuführbar ist,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine elektronische Regeleinrichtung für selbstzündende Hubkolben
brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in
dem Buch "Diesel-Einspritztechnik" der Firma Bosch, VDI-Verlag,
Juni 1993, auf den Seiten 134 bis 139 beschrieben. Diese Regelein
richtung ist allerdings für die Verwendung eines Dieselmotors in ei
nem Nutzfahrzeug abgestellt und weist nicht die gewünschte Varia
tionsvielfalt auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektronische
Regeleinrichtung zu schaffen, die sowohl für verschiedene Motoren
und verschiedene Einspritzsysteme als auch für unterschiedliche Ein
satzfelder des Motors, wie Baumaschinen, Kompressoren, Aggregate,
Landmaschinen und Traktoren und Flur-/Förderfahrzeuge geeignet
ist. Daraus folgt, daß die elektronische Regeleinrichtung mit und ohne
einsatzseitige Geber usw. betrieben werden soll. Weiterhin soll die
Regelcharakteristik verschiedenen Einsatzfeldern angepaßt werden
können. Darüberhinaus sind zusätzliche Sicherheits- und Ausfall
schaltungen oder Verfahren für die verschiedenartigen Einsätze in
Verbindung mit zum Teil sehr rauhem Betrieb erwünscht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der An
sprüche 1, 4, 8, 13, 18, 22, 23 und 24 gelöst.
Dadurch, daß die Anzahl und/oder die Belegung und/oder die
Signalart der Aus- und Eingänge veränderbar sind, kann ein Steuer
gerät für alle Anwendungsfälle verwendet werden. Die Variantenviel
falt wird durch das modulare Konzept und die Variation der Ein- und
Ausgänge erreicht.
Das Steuergerät wird nach Festlegung der motorseitigen und einsatz
seitigen Einrichtungen diesen Gegebenheiten softwaremäßig ange
paßt und entsprechend programmiert.
Zur Anpassung an die verschiedenen Einsatzfelder weist das Steuer
gerät erfindungsgemäß verschiedene Drehzahlregelungsarten, z. B.
Alldrehzahl-Regelung, Festdrehzahl-Regelung, Min-/Max.-Regelung
usw. auf, die zum Teil von mechanischen Drehzahlreglern her be
kannt sind. Dabei besteht die Möglichkeit, zwischen den verschiede
nen Drehzahlregelungsarten umzuschalten, so daß beispielsweise
der Motor in einer Landmaschine oder einem Traktor für die Stra
ßenfahrt eine andere Regelungsart aufweist, als beim Betrieb der
Landmaschine oder des Traktors auf dem Feld, wo es z. B. zum An
trieb der Landmaschine oder von Zusatzgeräten über die Zapfwelle
des Traktors auf konstante Drehzahl ankommt. Diese Umschaltung
kann allerdings auch automatisch, z. B. über die einsatzseitigen Ge
ber oder Steuersysteme erfolgen. Auch ist eine feste Einstellung bei
Inbetriebnahme des Motors nach dessen Herstellung oder auch spä
ter durch einen Computer, z. B. einen Laptop, über Datenschnitt
stellen des Steuergeräts möglich. Weiterhin kann diese Umschaltung
über am Steuergerät angeschlossene Bedienelemente manuell erfol
gen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Verstellung / Umschaltung
des Steuergeräts über die Datenschnittstellen, die Bedienelemente
oder automatisch über Geber oder Steuersysteme auch bezüglich der
anderen im folgenden noch beschriebenen Stell- bzw. Korrekturmög
lichkeiten zur Anwendung kommen kann. Unter dem Begriff "Steuer
systeme" werden einsatzseitige Systeme mit Steuergeräten wie Ge
triebesteuergerät, Hydrauliksteuergerät und dergleichen verstanden,
die über eine geeignete Schnittstelle, z. B. die CAN-Schnittstelle
(CAN = Controller Area Network) an die elektronische Regeleinrich
tung anschließbar sind und mit dieser kommunizieren können, wobei
unter Umständen die direkte Einwirkung der Bedienungsperson auf
den Motor bzw. die elektronische Motorregeleinrichtung entfällt.
Große Bedeutung kommt in Verbindung mit den verschiedenen Ein
satzfeldern der Verhinderung von Überdrehzahlen zu. Zu diesem
Zweck wird die Drehzahl des Motors laufend überwacht und mit der
maximal zulässigen Drehzahl verglichen. Es ist auch vorgesehen,
daß ein zweiter Drehzahlregler an das Steuergerät angeschlossen
werden kann. Übel den Regelstangenweggeber wird die Kraftstoff
menge bzw. die Regelstangenposition ermittelt und mit der Sollkraft
stoffmenge bzw. Sollregelstangenposition verglichen. Aus diesen
Daten wird dann errechnet, ob sich der Motor im Schubbetrieb befin
det, z. B., dadurch daß bei Talfahrt das Schubmoment des Fahrzeu
ges größer ist als das Bremsmoment des Motors. Stellt das Steuerge
rät fest, daß es sich um einen Schubbetrieb handelt, so wird bei
Überdrehzahl die Regelstange über das Stellglied an der Regelstan
ge auf die Fördermenge Null geschaltet, ggf. weiterhin eine Motor
bremse aktiviert und an den Fahrer des Fahrzeuges ein Warnsignal,
z. B. durch Aufleuchten einer Warnlampe, gegeben. Zusätzlich wird in
einem Überwachungsspeicher eine Meldung abgelegt, die die Be
triebszustände des Motors festhält. Da in gewissen Grenzen eine
Überdrehzahl des Motors im Schubbetrieb zulässig ist, wird eine
Reglereinspritzmenge dann wieder freigegeben, wenn der Motor sich
in dem zulässigen Drehzahlbereich befindet. Wird festgestellt, sowohl
beim Schubbetrieb als auch bei sonstigen Überdrehzahlen, daß die
Regelstange über das Stellglied nicht auf eine Null-Fördermenge ver
stellbar ist, so kann ein weiterer Abschaltmechanismus, z. B. ein
Hubmagnet aktiviert bzw. deaktiviert werden, wobei durch diesen
oder durch eine Federkraft die Regelstange in eine Null-Förderposi
tion verschoben wird.
Eine zusätzliche Sicherheit wird auch dadurch gewährleistet, daß im
Stromkreis des Stellgliedes der Regelstange zwei in Reihe liegende
Schaltelemente angeordnet sind, wobei das eine Schaltelement bei
normaler Verstellung des Stellgliedes durch das Steuergerät benutzt
wird und das zweite Schaltelement unter anderem von der Überdreh
zahlschutzschaltung beherrscht wird, so daß auch dann eine Ver
stellung der Regelstange in eine Null-Förderstellung erfolgen kann,
wenn dem Stellglied über die normale Funktion des Steuergeräts
Fehlsteuersignale zugeführt würden.
Zur Anpassung des Drehmomentverhaltens des Motors an verschie
dene Einsatzgebiet wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein
gewünschter bzw. ein für ein bestimmtes Einsatzfeld günstiger
Drehmomentverlauf innerhalb des maximal zulässigen Drehmoment
verlaufs des Motors festgelegt und im Steuergerät einprogrammiert
wird. Anschließend werden dann auf dem Prüfstand (die anderen
Schritte könnten im Vorfeld erfolgen) einige ausgewählte Dreh
momentpunkte angefahren und die Regelstangenstellungen bzw. Ein
spritzmengen, falls erforderlich, entsprechend korrigiert. Der ganze
Drehmomenteinstell- und Korrekturvorgang kann durch Zusammen
wirken der Prüfstandseinrichtung mit der elektronischen Regelein
richtung automatisch erfolgen. Dann werden die zwischen den aus
gewählten Punkten liegenden Regelstangenstellungen in Anlehnung
an die Drehmomentkurve entsprechend den Korrekturen in den aus
gewählten Punkten angepaßt und dieser Drehmomentverlauf ge
speichert. Innerhalb des maximal zulässigen Drehmomentverlaufs
des Motors können viele beliebige Drehmomentverläufe vorgegeben
bzw. eingestellt werden, die für bestimmte Einsatzfelder von Vorteil
sind. Es kann somit eine relativ flache Drehmomentkurve realisiert
werden oder es kann ein hoher Drehmomentanstieg zwischen Nenn
drehzahl und Drehzahl bei maximalem Drehmoment eingestellt wer
den und dergleichen. Zwischen den gespeicherten Drehmomentver
läufen kann der Motor im Betrieb, beispielsweise über ein Bedienele
ment, umgeschaltet werden. Die Umschaltung kann auch automatisch
in Abhängigkeit von motor- oder einsatzseitigen Gebern oder Steuer
systemen erfolgen. Durch die Veränderung der Drehmomentkurve
und der dadurch bedingten Verstellung der Einspritzmenge sollen
aber die Starteinstellungen nicht verändert werden, da diese von
anderen Bedingungen, beispielsweise Temperaturen und dergleichen
abhängig sind.
Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Proportional-
Grad des Reglers, auch P-Grad genannt, beliebig zu verändern. Der
P-Grad definiert die Erhöhung der Drehzahl des Motors bei Last Null
gegenüber Vollast für eine vorgegebene Drehzahl nach der folgenden
Gleichung:
Da die elektronische Regeleinrichtung für einen P-Grad, der bei Null
liegt, ausgelegt ist, ist es aufgrund einer besonderen Ausgestaltung
möglich, eine große Variationsbreite von P-Grad-Varianten zu ver
wirklichen. Zu diesem Zweck wird zunächst der Lastzustand des Mo
tors (momentanes Drehmoment bzw. Regelstangenstellung und Dreh
zahl) in dem jeweiligen momentanen Betriebspunkt ermittelt, dann
wird entsprechend dem gewünschten P-Grad eine Drehzahlab
weichung gemäß obiger Gleichung berechnet. Anschließend wird die
Solldrehzahl entsprechend der berechneten Drehzahlabweichung
korrigiert und die elektronische Regeleinrichtung mit dem korrigierten
Drehzahlsollwert angesteuert. Bei der unkorrigierten Solldrehzahl
kann es sich um einen, z. B. durch die Bedienungsperson willkürlich
geänderten Sollwert oder auch um ein und dieselbe Solldrehzahl
handeln, die Laständerungseinflüssen ausgesetzt ist. Der P-Grad, der
bei mechanischen Reglern sich über die Drehzahl des Motors ändert,
kann im gesamten Drehzahlbereich konstant gehalten werden. Es
kann aber auch ein drehzahlvariabler P-Grad dargestellt werden und
ein bestimmter P-Gradverlauf über der Drehzahl ausgeführt werden.
Erfindungsgemäß kann zwischen den verschiedenen P-Grade mittels
eines Bedienelements umgeschaltet werden. Sie können aber auch,
wie bereits zuvor beschrieben, bei Inbetriebnahme des Motors oder
zu beliebigen anderen Zeiten fest eingestellt werden, z. B. über die
Datenschnittstelle.
Die elektronische Regeleinrichtung ermöglicht es in vorteilhafter
Weise mehrere Sicherheitsmaßnahmen durchzuführen, um z. B. den
Motor betriebsfähig zu halten, wenn der Regelstangenweggeber oder
der Ladeluftdruckgeber oder einsatzseitige Geber und Einrichtungen
ausfallen.
Um die Informationen des Regelstangenweggebers erfindungsgemäß
zu ersetzen, kann der Verlauf des Stromflusses zum Stellglied der
Regelstange und der Verlauf des Ladeluftdruckes des Motors, wenn
ein solcher Ladeluftdruckgeber zur Verfügung steht, ermittelt und als
Ersatzgröße des Regelstangenweggebers genutzt werden. Zusätzlich
kann der Atmosphärendruck und/oder die Motorkühlmitteltemperatur
als Ersatz- oder weitere Hilfsregelgrößen herangezogen werden.
Das Signal des Ladeluftdruckgebers kann erfindungsgemäß, falls
dieser ausfällt oder auch bei einem aufgeladenen Motor nicht vorhan
den ist, dadurch ersetzt werden, daß der Regelstangenwegverlauf
des Motors als Saugmotor über der Drehzahl eingespeichert wird und
daß die Kraftstoffeinspritzmenge bzw. der Regelstangenweg, der den
Saugmotoreinspritzmengen entspricht, bei Lastaufschaltung und/oder
Drehzahländerung sofort freigegeben wird, während die darüberhin
ausgehende Kraftstoffeinspritzmenge, die der Zusatzeinspritzmenge
des aufgeladenen Motors entspricht, nach einer drehzahlabhängigen
Zeitfunktion freigegeben wird. Die drehzahlabhängige Zeitfunktion
entspricht dabei dem Hochdrehen des Laders, insbesondere Turbola
ders, und Aufladen des Motors durch Bereitstellung einer höheren
Luftmenge. Die drehzahlabhängige Zeitfunktion kann durch verschie
dene Parameter, insbesondere drehzahlabhängige Parameter variiert
werden, so daß sich über der Kraftstoffeinspritzmenge des Saugmo
tors hinaus, Kraftstoffmengenerhöhungen ergeben, die unterschiedli
che Steigungen haben und z. B. drehzahlabhängig variieren. Wenn
sich der Motor im Aufladebereich befindet, dann wird bei Lastan
schaltung oder Drehzahländerung nicht nur der Regelstangenweg
entsprechend Saugmotormenge, sondern ein größerer, der der
Menge des Aufladebereichs entspricht, sofort freigegeben.
Beim Betrieb des Motors, z. B. bei einem landwirtschaftlichen Traktor
werden Bedienerwünsche, z. B. durch den Fahrzeugregler (Fahrpedal
stellung, Getriebesteuerung usw.) berücksichtigt, die über die ein
satzseitigen Geber und/oder einsatzseitigen Systeme mit Steuer
geräten an die elektronische Motorregeleinrichtung weitergegeben
werden. Diese Einrichtungen können aber während des Motorstarts
wegen z. B. zu niedriger Batteriespannung ausfallen. Bei Ausfall die
ser Steuer- bzw. Regelgrößen auch bei Beschädigung des Kabel
baumes muß der Motor lauffähig bleiben und bedient werden können.
Daher werden beim Start des Motors erfindungsgemäß nur die motor
seitigen Sensoren, Gebern usw. benutzt und die einsatzseitigen Ge
ber überwacht. Die Grenzen der Überwachung bzw. die Ansprech
grenzen können beliebig variiert werden. Die Überwachung der ein
satzseitigen Informationen wird laufend durchgeführt, so daß auch bei
Ausfall der einsatzseitigen Informationen ein Notlaufprogramm durch
geführt werden kann, so daß z. B. der Traktor zur Werkstatt fahren
kann.
Erfindungsgemäß kann die elektronische Regeleinrichtung auch eine
temperatur- und zeitabhängige Mehrleistung freigeben, wenn dies die
Motorauslegung in dem betreffenden Einsatzfall zuläßt. Die Freigabe
der Mehrleistung erfolgt in Abhängigkeit der Motorbetriebstemperatur,
wobei die Höhe und/oder die Dauer der Mehrleistung von der Be
triebstemperatur abhängig sein kann. Die Freigabe der Mehrleistung
kann weiterhin von der bisherigen Motorbetriebsart, d. h. von der Be
lastung des Motors oder vom Ladeluftdruck oder der Ladelufttempe
ratur, dem Atmosphärendruck und der Außentemperatur oder von der
Abgastemperatur abhängig sein und darüberhinaus die Motorbe
triebsstundenzahl berücksichtigen. Die Freigabe der Mehrleistung
kann weiterhin bezüglich ihrer Dauer und Höhe in Abhängigkeit der
Motordrehzahl freigegeben werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Fig. 1 bis 4
verwiesen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der elektronischen
Regeleinrichtung mit Ein- und Ausgängen,
Fig. 2 ein Schaltbild der Regeleinrichtung,
Fig. 3 ein Schaltbild mit dem Anschluß der einsatzseitigen
Steuersysteme an die elektronische Regeleinrichtung.
In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine elektronische Regeleinrichtung be
zeichnet, die zumindest ein Steuergerät 2, Eingänge 3 und Ausgänge
4 aufweist. Die Eingänge 3 können mit motorseitigen Sensoren
und/oder Gebern 5 sowie einsatzseitigen Gebern und/oder Be
dienelementen 6 verbunden werden, wobei die Ausgänge 4 mit
motorseitigen Stellgliedern 7 und einsatzseitigen Anzeigen und/oder
Stellgliedern 8 verbindbar sind. Weiterhin weist die elektronische
Regeleinrichtung 1 zumindest eine Diagnose-/Programmier
schnittstelle 9 zur Abfrage und/oder Eingabe von Dateninformationen
und dergleichen sowie zumindest eine Daten-/CAN-Schnittstelle 10
auf, wobei diese zum Anschluß der einsatzseitigen Systeme mit
Steuergeräten verwendet wird.
Motorseitige Sensoren oder Geber sind insbesondere ein Regelstan
genweggeber, Drehzahlsensor, Temperatursensor oder Ladeluft
drucksensor, Öldrucksensor oder auch ein zweiter Drehzahlsensor.
Motorseitige Stellglieder sind insbesondere das Regelstangenstell
glied (Aktuator) und ggf. ein Abschaltmechanismus, z. B. ein Hubma
gnet. Einsatzseitige Geber sind insbesondere das Fahrpedal
und/oder ein Handgashebel, der Start/Stop-Schlüsselschalter oder
ein Bedienelement zum Verändern von Motorfunktionen. Einsatzsei
tige Anzeigen und/oder Stellglieder sind insbesondere Drehmoment-
/Drehzahl-Anzeigen und Warnanzeigen bzw. Fehlerlampen.
Von wesentlicher Bedeutung ist, daß das Steuergerät 2 der elektroni
sche Regeleinrichtung 1 für verschiedene Motoren und für verschie
dene Einsatzfelder, wie fahrzeugseitiger Einsatz, Einsatz in Bauma
schinen, in Aggregaten und mit und ohne einsatzseitige Schnittstellen
eingesetzt werden kann. Es können sowohl analoge als digitale oder
pulsweitenmodulierte Signale verwendet werden. Zunächst wird da
her die Anzahl und die Belegung und die Signalart der Ein- und Aus
gänge konfiguriert und anschließend das Steuergerät entsprechend
der Ein- und Ausgänge programmiert. Dadurch ergeben sich ver
schiedene Varianten der Funktionen und der Pinbelegungen der
Stecker.
Darüberhinaus können, wie bereits in der allgemeinen Beschreibung
erläutert, verschiedene Drehzahlregelungsarten vorgegeben werden,
wobei diese über die Erstprogrammierung nach Fertigstellung des
Motors festgelegt oder aber auch in verschiedener Weise während
des Betriebs festgelegt oder umgeschaltet werden können. Darüber
hinaus können die Reglerparameter der jeweiligen Regeleinrichtung
in Abhängigkeit von Motorbetriebsgrößen und Betriebszustands
größen laufend-während des Motorbetriebs verstellt und angepaßt
werden. Dazu wird auf die Skizze nach Fig. 2 verwiesen, wobei mit 11
der Motor, mit 12 das Regelstangenstellglied und mit 13 die Regelein
richtung bezeichnet wird. Der aus dem Motor nach rechts heraus
tretende Pfeil gibt die Istdrehzahl n an, wobei der freie an die
Regeleinrichtung 13 herangeführte, mit n0 bezeichnete Pfeil die Soll
drehzahl angibt. Im Regler 13 wird weiterhin über die Linie 14 die
momentane Istdrehzahl des Motors signalmäßig zur Verfügung ge
stellt. Mit 15 sind die Regelparameter symbolisiert, denen ebenfalls
über die Linie 14a die Istdrehzahl als Signal zugeführt wird. Über die
von unten herangeführten Pfeile 16, werden den Regelparametern
Motorbetriebsgrößen, wie Drehzahl, Last, Temperatur usw. zur Ver
arbeitung zugeführt, während, symbolisiert durch den Pfeil 17, auch
Betriebszustände, wie Start, statischer Zustand, dynamischer Über
gang, Führungs- und Störgrößen dem Reglerparameter zur Verfü
gung stehen. Die Regeleinrichtung 13 wird laufend, was durch den
Pfeil 18 angedeutet ist, durch die Regelparameter den jeweiligen
Gegebenheiten angepaßt, wobei die Regelparameter ihrerseits durch
die Motorbetriebsgrößen und die Betriebszustände verändert werden.
Wie ebenfalls bereits in den Patenansprüchen definiert und in der all
gemeinen Beschreibung erläutert, kann die elektronische Regelein
richtung 1 über die Daten-/CAN-Schnittstelle 10 mit einsatzseitigen
Steuersystemen verbunden sein. Über diese Schnittstelle ist ein
Meßwert- und Datenaustausch mit einsatzseitigen (geräteseitigen)
Steuergeräten möglich. Dadurch können einsatzseitige Geber bzw.
Bedienelemente 6, die in Fig. 1 an den Eingängen 3 angeschlossen
sind entfallen, weil beispielsweise die Bedienungsperson über das
Fahrpedal nicht den Motor steuert sondern das Fahrpedal an der Ge
triebesteuerung oder der Hydrauliksteuerung des einsatzseitigen
Steuergeräts angeschlossen ist und das einsatzseitige Steuergerät
entsprechende Signale an die elektronische Regeleinrichtung weiter
leitet.
In Fig. 3 ist mit 1 die elektronische Regeleinrichtung bezeichnet, die
über die CAN-Schnittstelle 10 und ein mit 19 bezeichnetes Schnitt
stellenkabel mit dem einsatzseitigen Steuergeräten 20 und 21 ver
bunden ist.
Claims (24)
1. Elektronische Regeleinrichtung für ein- oder mehrzylindrige,
selbstzündende Hubkolbenbrennkraftmaschinen/Motoren, wobei
dem jeweiligen Brennraum mittels eines Einspritzventils und einer
Einspritzpumpe Kraftstoff zuführbar ist, wobei die Einspritzpumpe
eine Regelstange aufweist, durch deren Verstellung die Kraftstoffein
spritzmenge veränderbar ist, wobei weiter an der Regelstange ein
Stellglied (Aktuator) angreift, das von einem Steuergerät beherrscht
wird und wobei das Steuergerät mit motorseitigen Sensoren, Gebern
und/oder weiteren Stellgliedern und, wenn und soweit vorgesehen,
mit einsatzseitigen, z. B. fahrzeugseitigen Gebern und/oder Anzeigen
und/oder Bedienelementen und/oder Stellgliedern über Ein- und Aus
gänge in Wirkverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl und/oder die Belegung
und/oder die Signalart der Ein- und/oder Ausgänge zur Anpassung an
unterschiedliche Motoren und/oder Motorausführungen und unter
schiedliche Einsatzfelder des Motors, wie Maschinen-, Aggregat- oder
Fahrzeugeinsatz, konfigurierbar sind.
2. Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät für alle Variationen
der Ein- und Ausgänge gleich ausgeführt ist und daß die Festlegung,
Auslegung und Aktivierung der Ein- und Ausgänge durch Program
mierung des Steuergeräts erfolgt.
3. Verfahren zur Veränderung, Festlegung und Aktivierung der
elektronischen Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte
- - Festlegung der Sensoren, Geber, Stellglieder, Anzeigen und Be dienungselemente,
- - Festlegung der Signalarten,
- - Festlegung der Ein- und Ausgänge und
- - den Festlegungen angepaßte Programmierung des Steuergeräts.
4. Elektronische Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff von An
spruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät mehrere Drehzahlre
gelungsarten, z. B. Alldrehzahl-Regelung, Festdrehzahl-Regelung,
Min-/Max-Regelung, vorgegeben sind.
5. Elektronische Regeleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregelungsarten mittels
eines Bedienelements beliebig schalt- bzw. umschaltbar sind.
6. Elektronische Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 4
oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerparameter zur optimalen
Einstellung der jeweiligen Reglereinrichtung in Abhängigkeit von
Motorbetriebsgrößen, wie Drehzahl, Last, Temperatur usw. sowie in
Abhängigkeit von Betriebszustandsgrößen, wie Start, statischer Zu
stand, dynamischer Übergang, Führungs- und Störgrößen, Abrege
lung und Mengenbegrenzung usw. verstellbar sind und daß die Ver
stellung bzw. Anpassung laufend während des Motorbetriebs erfolgt.
7. Elektronische Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 4
bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Drehzahlregelungsart
unterschiedliche Drehzahlen, feste oder variable Drehzahl oder Me
mory-Funktionen mittels eines Bedienelements oder einsatzseitigen
Gebern oder einsatzseitigen Steuersystemen schaltbar sind.
8. Verfahren zum Verhindern von Überdrehzahl mittels der elek
tronischen Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät
- - die Drehzahl des Motors laufend überwacht und mit der maximal zulässigen Drehzahl vergleicht,
- - die Kraftstoffmenge (Regelstangenposition) laufend ermittelt und mit der Sollkraftstoffmenge vergleicht,
- - aus den Kenndaten errechnet, ob der Motor von außen, z. B. von einem Fahrzeug, angetrieben wird (Schubbetrieb) oder nicht und
- - Maßnahmen zur Reduzierung der Drehzahl einleitet, Warneinrich tungen und Diagnosemeldungen schaltet.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät bei Feststellung ei
nes Schubbetriebes
- - das Stellglied an der Regelstange auf Fördermenge Null schaltet,
- - die Motorbremse - wenn vorhanden - aktiviert,
- - ein Fehlersignal (Warnlampe) aktiviert,
- - in einem Überwachungsspeicher (Fehlerspeicher) eine Meldung ablegt, die zumindest die aktuelle Motordrehzahl, die Solldrehzahl, die aktuelle Regelstangenstellung und die Anzahl der Drehzahl überschreitungen enthält und
- - eine über Null hinausgehende Kraftstoffeinspritzmenge erst dann wieder freigibt, wenn die aktuelle Drehzahl unter die Solldrehzahl abgesenkt ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät bei Feststellung, daß
kein Schubbetrieb vorliegt,
- - das Stellglied an der Regelstange auf Null Fördermenge schaltet,
- - ein Fehlersignal (Warnlampe) aktiviert und
- - einem Überwachungsspeicher (Fehlerspeicher) eine Meldung ab legt, die zumindest die aktuelle Drehzahl des Motors, die Solldreh zahl und die aktuelle Regelstangenstellung enthält und
- - den Motor endgültig abstellt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät bei Feststellung, daß
die Regelstange trotz Schaltung des Stellgliedes auf Null keine För
derstellung Null erreicht hat,
- - einen Abstellmechanismus oder ein Kraftstoffabsperrventil in dem Sinne schaltet, daß die Regelstange durch den Abstellmechanis mus in die Fördermengenstellung Null verschoben bzw. die Kraft stoffzufuhr zur Einspritzpumpe abgesperrt wird.
12. Elektronische Regeleinrichtung nach einem der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis des Stellgliedes an
der Regelstange zwei in Reihe liegende Schaltelemente angeordnet
sind und daß ein Schaltelement zumindest von der Überdrehzahl
Schutzschaltung beherrscht ist.
13. Verfahren zum Verändern des Drehmomentverlauf des Motors
mittels der elektronischen Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff von
Anspruch 1,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte
- - Festlegen eines gewünschten Drehmomentverlaufs innerhalb des maximal zulässigen Drehmomentverlaufs des Motors,
- - Ermittlung hinreichend vieler Drehmomentpunkte und der dazuge hörigen Einspritzmengen bzw. Regelstangenstellungen über den jeweiligen Drehzahlen,
- - Programmierung dieser Werte im Steuergerät,
- - Überprüfung des Motors in einigen ausgewählten Drehmoment punkten und Korrektur der Regelstangenstellungen in diesen Punkten
- - Anpassung der Regelstangenstellungen zwischen den ausgewähl ten Drehmomentpunkten entsprechend der Korrekturwerte in den ausgewählten Punkten und
- - Speicherung der neuen Regelstangenstellungen im Steuergerät und ggf. in der Motordokumentation.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte automatisch
beim Motortestlauf im Anschluß an die Motorfertigung durchgeführt
werden.
15. Elektronische Regeleinrichtung nach den Verfahren der An
sprüche 13 oder 14
dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät mehrere unterschied
liche Drehmomentverläufe gespeichert sind.
16. Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 15,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung zwischen ver
schiedenen Drehmomentverläufen
- - automatisch in Abhängigkeit von Betriebszuständen des Motors und/oder des Einsatzfeldes oder
- - manuell mittels eines Bedienelements erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Start-Einspritzmenge bzw. Start-
Regelstangenstellung unabhängig von den Drehmomentverläufen
nach Starterfordernissen des Motors festgelegt wird.
18. Verfahren zum Realisieren eines beliebigen P-Grades bei ei
ner elektronischen Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff von An
spruch 1, die für einen P-Grad = 0 ausgelegt ist,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte
- - Ermittlung des Lastzustandes des Motors in dem jeweiligen momentanen Betriebspunkt,
- - Berechnung einer Drehzahlabweichung entsprechend dem ge wünschten P-Grad in diesem Betriebspunkt,
- - Korrektur der Solldrehzahl mit der berechneten Drehzahlabwei chung und
- - Ansteuerung der elektronischen Regeleinrichtung mit dem geän derten Drehzahlsollwert.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der P-Grad entlang des Drehzahlbe
reichs des Motors konstant gehalten wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der P-Grad entlang des Drehzahlbe
reichs des Motors variabel gestaltet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung zwischen ver
schiedenen P-Graden bzw. P-Gradverläufen mittels eines Bedienele
ments oder automatisch in Abhängigkeit von Betriebszuständen des
Motors und/oder der Einsatzfelder erfolgt.
22. Verfahren zur Ermittlung der Einspritzmenge bei Ausfall des
Gebers des Regelstangenweges mittels der elektronischen Regelein
richtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzmenge nach folgenden
Verfahrensschritten einzeln oder in Kombination festgelegt wird:
- - der Verlauf des Stromflusses zum Stellglied der Regelstange wird einmalig bei Inbetriebnahme des Motors oder laufend ermittelt und dient als Ersatzregelgröße des Regelstangenweggebers,
- - der Verlauf des Ladeluftdrucks des Motors - wenn der Motor auf geladen ist und über einen Ladeluftdruckgeber verfügt - wird ein malig bei Inbetriebnahme des Motors oder laufend ermittelt und dient als Ersatzregelgröße des Regelstangenweggebers,
- - der Atmosphärendruck wird laufend ermittelt und dient als Hilfsre gelgröße und
- - die Motorkühlmitteltemperatur wird laufend ermittelt und dient als Ersatz- oder weitere Hilfsregelgröße.
23. Verfahren zur Ermittlung der Einspritzmenge bei Ausfall des
Ladeluftdruckgebers oder Ersatzsimulation eines Ladeluftdruckgebers
bei einem aufgeladenen Motor mittels der elektronischen Regelein
richtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - im Steuergerät der Einspritzmengen- bzw. Regelstangenwegverlauf des Motors als Saugmotor über der Drehzahl als Kennlinie einge speichert ist und daß
- - bei vorgesehener Lastaufnahmeänderung oder vorgesehenem
Drehzahlanstieg eine Kraftstoffmenge, die der Kraftstoffmenge des
Saugmotors entspricht, sofort freigegeben wird und die darüberhin
ausgehende Einspritzmenge bzw. der Regelstangenweg nach der
folgenden drehzahlabhängigen Zeitfunktion freigegeben wird
m = m0 + s.t
24. Verfahren zum Starten des Motors mittels der elektronischen
Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Start des Motors nur die motor
seitigen Sensoren, Geber und/oder weiteren Stellglieder zum An
steuern des Steuergeräts benutzt werden und daß einsatzseitige, z. B.
fahrzeugseitige Geber und/oder Anzeigen und/oder Bedienelemente
und/oder Stellglieder und/oder Steuersysteme in Abhängigkeit der
elektrischen Spannung, z. B. Batteriespannung, der Drehzahl des
Motors und/oder einer vorgebbaren Zeit zum Ansteuern des Steuer
geräts benutzt werden.
Priority Applications (3)
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