【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的控制单元以及一种按照权利要求15的前序部分所述的驱动器。
技术介绍
1、通用的驱动器具有内燃机和一个或多个能被内燃机驱动的功率转换器。驱动器可以例如构造成行驶驱动器，其中，内燃机尤其在移动的作业机械的领域中设计成柴油机并且功率转换器设计成液压马达或液压缸。
2、为了限制这种带有内燃机作为主要的功率来源的驱动器的功率，现有技术知道一种纯粹基于转速的限制，其中，将内燃机的实际转速与额定转速相比较并且基于两者的差异或比例限制功率转换器或功率受感器的调整参量。
3、这种解决方案的缺点在于振荡倾向，因为这种纯粹的调节是在没有任何预控部分的情况下实施的。
4、另一种解决方案利用了根据额定转速确定内燃机的最大可能的扭矩，其中，结果是这个最大可能的扭矩被用作用于限制功率转换器/功率受感器的功率的指令参量。
5、不利的是，用于确定的扭矩包络曲线仅适用于内燃机的静止的状态至准静止的状态，但不适用于当内燃机例如在低功率消耗时较为快速地受负荷时更为动态的负荷变换。因此为了限制功率还需要参考前述基于转速的限制。
6、另一种可能性是计算当前理论上最大可用的驱动力矩，例如基于内燃机的借助网络协议sae j1939经由can总线可供使用的信息。这些信息尤其是：当前的百分比扭矩、参考扭矩和当前转速下的百分比负荷。
7、虽然这种解决方案也适用于动态的负荷变化，但信息的信号质量往往不够充分。因此要么可能几乎不使用这种方法，要么仅伴随对所确定的指令参
技术实现思路
1、相对于此本专利技术的任务是，创造一种用于驱动器的控制单元，通过该控制单元能充分利用内燃机的功率并且能更为稳定地限制功率转换器或功率受感器的功率消耗。此外，任务还在于，创造一种带有内燃机的驱动器，能充分利用内燃机的功率并且能更为稳定地限制功率转换器的或功率受感器的功率消耗。
2、第一个任务通过一种带有权利要求1的特征的控制单元解决，第二个任务则通过一种带有权利要求15的特征的驱动器解决。
3、本专利技术的有利的扩展设计方案在各从属权利要求中说明。
4、控制单元设置用于驱动器、特别是用于移动的作业机械的驱动器，该驱动器具有内燃机和至少一个能被该内燃机驱动的、特别是液压的功率转换器。在此，控制单元设置带有模型，特别是设置带有内燃机的模型，通过所述模型能将由所述一个或所述多个功率转换器在当前要求的扭矩限制到极限扭矩。扭矩可以例如由操作人员例如借助偏转操作元件(手柄)或者由机器控制机构要求。按照本专利技术，所述模型具有特别是内燃机的动态的子模型，通过所述动态的子模型能至少根据内燃机的相应当前的转速和负荷求出可以由这个内燃机在未来的时间点上、即在一个最低限度地晚于当前的时间点的时间点上提供的扭矩。根据所述扭矩又可以再次求出所述的极限扭矩。
5、内燃机的扭矩的动态的发展的这种基于模型的映射确保了能在没有不期望的转速扰动的情况下在期望的内燃机转速下充分利用最大可能的功率。这主要在从等级tier4起的柴油机中暂时是有利的，因为这些柴油机通常具有仅仅小的扭矩储备和有关允许的转速抑制的严格的规定并且因此需要针对功率转换器或功率受感器的准确的和稳定的功率限制。
6、内燃机的动态的特性的映射使得能减少、甚至避免功率限制的基于转速的调节。优选因此可以避免本文开头所述的基于转速的限制调节，因为其调节回路可以相对内燃机的内部的转速调节起振。
7、按本专利技术的控制单元因此使得能快速地、持续不断地和稳定地确定内燃机的可供使用的扭矩作为用于对功率转换器、功率受感器进行功率限制的指令参量，而不会在此出现转速的令人不快的或突然的变化，或甚至“停止”
8、在一种扩展设计方案中，通过控制单元能确定极限扭矩作为用于限制所述一个或所述多个功率转换器的功率消耗的指令参量。这种指令参量备选可以通过控制单元从极限扭矩确定。当驱动多个功率转换器时，尤其是这样的情况。所确定的极限扭矩然后必须通过控制单元先是“分配”给功率转换器，亦即为每个功率转换器确定一个单独的极限扭矩。然后能根据相应的指令参量控制、特别是预控相应的功率转换器，以便限制其功率消耗。通过这种预控可以将对相关的功率转换器的功率消耗的调节降低到最低限度或甚至使其变得多余。
9、为了具体地驱控功率转换器，在一种扩展设计方案中，通过控制单元能确定功率转换器的调整参量的额定值，功率转换器的扭矩取决于该额定值。在构造成容积可调的液压机的功率转换器的情况下，这种调整参量例如是置换容积。
10、在一种扩展设计方案中，控制单元具有静止的、静态的或准静态的第一子模型、特别是特性场，通过该子模型能特别是根据内燃机的至少当前的转速和负荷、特别是当前的扭矩确定当前最大允许的第一扭矩。
11、在一种扩展设计方案中，通过动态的子模型能根据当前最大允许的第一扭矩确定未来能提供的扭矩。
12、在一种优选的扩展设计方案中，能通过动态的子模型借助第n阶的、特别是第二阶的延时元件来根据当前最大允许的第一扭矩确定未来能提供的扭矩。优选设置动态的斜坡限制。
13、特别是带有pt-1特性的平滑机构、特别是滤波器优选接在相应的模块的输入信号上游。
14、在一种扩展设计方案中，动态的子模型具有至少一个能通过控制单元周期性地或反复地更新的输入，其中，未来能提供的扭矩特别是能以相同的间隔以能更新的方式确定。优选在这个输入处有当前最大允许的第一扭矩。
15、在一种优选的扩展设计方案中，通过控制单元优选以和动态的子模型的输入相同的周期或者在相同的更新时间点上能周期性地或反复地更新当前最大允许的第一扭矩。
16、在一种扩展设计方案中，能改变地或可变地设置所述延时，特别是从当前的时间点到未来的时间点或者从一次更新到下一次更新。
17、在一种扩展设计方案中，所述模型具有根据当前的温度的内燃机的当前最大允许的第二扭矩的第二静态的子模型，根据当前的转速的内燃机的最大允许的第三扭矩的第三静态的子模型、特别是扭矩包络曲线和/或内燃机的参考扭矩，根据所述一个或所述多个参考扭矩能将未来能提供的扭矩限制到极限扭矩。
18、在一种扩展设计方案中，通过控制单元能根据内燃机的特别是经由can总线/j1939提供的信息确定内燃机的当前理论上最大可用的驱动力矩。
19、在一种扩展设计方案中设有组合装置，通过组合装置能根据受限制的或不受限制的未来能提供的扭矩和当前理论上最大可用的驱动力矩确定混合扭矩。
20、在一种扩展设计方案中设有选择装置，通过选择装置能单独选择受限制的或不受限制的未来能提供的扭矩、当前理论上最大可用的驱动力矩和混合扭矩，其中，根据所述选择能确定极限扭矩。
21、在一种扩展设计方案中设有求和装置，通过求和装置能形成由所述选择和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于驱动器(1)的控制单元，所述驱动器具有内燃机(2)和至少一个能被所述内燃机驱动的功率转换器(4、6)，所述控制单元设置带有模型，通过所述模型能将一个或多个所述功率转换器(4、6)的当前可要求的扭矩(Maktsoll)限制到极限扭矩(MMdlGrenz)，所述控制单元带有动态的子模型，通过所述动态的子模型能根据所述内燃机(2)的当前的转速(nakt)和当前的负荷(Makt)确定能由内燃机在未来提供的扭矩(MMdldyn)，根据所述能由内燃机在未来提供的扭矩能确定所述极限扭矩(MMdlGrenz)。
2.根据权利要求1所述的控制单元，通过所述控制单元能根据所述极限扭矩(MMdlGrenz)限制所述至少一个功率转换器(4、6)的功率或功率消耗。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元，其带有静态的第一子模型，通过所述静态的第一子模型能特别是根据至少所述当前的转速(nakt)和所述当前的负荷(Makt)确定所述内燃机(2)的当前最大允许的第一扭矩(MMdlstataktmax1)，其中，能根据所述当前最大允许的第一扭矩(MMdlstataktmax1)通过所
4.根据权利要求3所述的控制单元，其中，通过所述动态的子模型(18)，能利用关于所述当前最大允许的第一扭矩(MMdlstataktmax1)的第n阶的延时确定所述未来能提供的扭矩(MMdldyn)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，带有所述动态的子模型(18)的能周期性更新的输入(nakt、Makt、MMdlstataktmax1)，其中，所述未来能提供的扭矩(MMdldyn)能够以能周期性更新的方式加以确定。
6.至少根据权利要求4、特别是根据权利要求4和权利要求5所述的控制单元，其中，能改变地或可变地设置所述延时，特别是从当前的时间点到未来的时间点或者从一次更新到下一次更新。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，带有内燃机(2)的当前最大允许的第二扭矩因子(MMdlstataktmax2)的根据当前的温度(T)的第二静态的子模型、所述内燃机(2)的最大允许的第三扭矩(MMdlstataktmax3)的根据所述当前的转速(nakt)的第三静态的子模型、特别是扭矩包络曲线，和/或所述内燃机(2)的参考扭矩(Mref)，根据所述一个或所述多个参考扭矩能将未来能提供的扭矩(MMdldyn)限制到极限扭矩(MMdlGrenz)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，通过所述控制单元能根据所述内燃机(2)的信息确定所述内燃机(2)的当前理论上最大能用的驱动力矩(Maktthmaxnutz)。
9.根据权利要求8所述的控制单元，带有组合装置，通过所述组合装置能根据受限制的或不受限制的未来能提供的扭矩(MMdldyn)和所述当前理论上最大能用的驱动力矩(Maktthmaxnutz)确定混合扭矩(MHyb)。
10.根据权利要求9所述的控制单元，带有评估装置，通过所述评估装置能选择受限制的或不受限制的未来能提供的扭矩(MMdl)、所述当前理论上最大能用的驱动力矩(Maktthmaxnutz)或所述混合扭矩(MHyb)，其中根据所述选择能确定所述极限扭矩(MMdlGrenz)。
11.根据权利要求10所述的控制单元，带有求和装置，通过所述求和装置能形成由所述选择(Maktthmaxnutz、MMdl、MHyb)和至少一个辅助的功率转换器的扭矩和/或所述内燃机(2)的摆动载荷模型的扭矩构成的总和。
12.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，带有针对所述内燃机(2)的过载保护装置，通过所述过载保护装置能将所述极限扭矩(MMdlGrenz)这样减小到经减小的极限扭矩(MMdlGrenzred)，使得低于所述内燃机(2)的允许的抑制(Δnlim)。
13.根据权利要求12所述的控制单元，其中，所述过载保护装置具有PI调节器并且所述允许的抑制(Δnlim)分别根据所述内燃机(2)的额定转速(nsoll)单独针对所述PI调节器的P调节器部分和I调节器部分加以储存。
14.根据权利要求13所述的控制单元，其中，所述PI调节器能根据所述内燃机(2)的当前的负荷(Makt)激活和禁用。
15.驱动器，所述驱动器带有内燃机(2)和至少一个能被所述内燃机驱动的功率转换器(4、6)，所述驱动器带有控制单元(8)，所述控制单元带有模型(14)，通过所述模型能将所述一个或所述多个功率转换器(4、6)的当前能要求的扭矩(Maktsoll)限制到极限扭矩...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于驱动器(1)的控制单元，所述驱动器具有内燃机(2)和至少一个能被所述内燃机驱动的功率转换器(4、6)，所述控制单元设置带有模型，通过所述模型能将一个或多个所述功率转换器(4、6)的当前可要求的扭矩(maktsoll)限制到极限扭矩(mmdlgrenz)，所述控制单元带有动态的子模型，通过所述动态的子模型能根据所述内燃机(2)的当前的转速(nakt)和当前的负荷(makt)确定能由内燃机在未来提供的扭矩(mmdldyn)，根据所述能由内燃机在未来提供的扭矩能确定所述极限扭矩(mmdlgrenz)。
2.根据权利要求1所述的控制单元，通过所述控制单元能根据所述极限扭矩(mmdlgrenz)限制所述至少一个功率转换器(4、6)的功率或功率消耗。
3.根据权利要求1或2所述的控制单元，其带有静态的第一子模型，通过所述静态的第一子模型能特别是根据至少所述当前的转速(nakt)和所述当前的负荷(makt)确定所述内燃机(2)的当前最大允许的第一扭矩(mmdlstataktmax1)，其中，能根据所述当前最大允许的第一扭矩(mmdlstataktmax1)通过所述动态的子模型(18)确定所述未来能提供的扭矩(mmdldyn)。
4.根据权利要求3所述的控制单元，其中，通过所述动态的子模型(18)，能利用关于所述当前最大允许的第一扭矩(mmdlstataktmax1)的第n阶的延时确定所述未来能提供的扭矩(mmdldyn)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，带有所述动态的子模型(18)的能周期性更新的输入(nakt、makt、mmdlstataktmax1)，其中，所述未来能提供的扭矩(mmdldyn)能够以能周期性更新的方式加以确定。
6.至少根据权利要求4、特别是根据权利要求4和权利要求5所述的控制单元，其中，能改变地或可变地设置所述延时，特别是从当前的时间点到未来的时间点或者从一次更新到下一次更新。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元，带有内燃机(2)的当前最大允许的第二扭矩因子(mmdlstataktmax2)的根据当前的温度(t)的第二静态的子模型、所述内燃机(2)的最大允许的第三扭矩(mmdlstataktmax3)的根据所述当前的转速(nakt)的第三静态的子模型、特别是扭矩包络曲线，和/或所述内燃机(2)的参考扭矩(mref)，根据所述一个或所述多个参考扭矩能将未来能提供的扭矩(mmdldyn)限...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·塞莱斯，S·奥施曼，J·斯旁，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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