Elektronische Regeleinrichtung

Abstract

 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 Kraftstoffeinspritzmenge 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 Ausgänge in Wirkverbindung steht. Die Darstellung eines modularen Konzepts mit großer Variationsvielfalt soll durch die Anzahl und/oder die Belegung und/oder die Signalart der Ein- und/oder Ausgänge veränderbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Regeleinrichtung für ein- oder mehrzylindrige, selbstzündende Hubkolbenbrennkraftmaschinen / Motoren, wobei dem jeweiligen Brennraum mittels eines Einspritzventils und einer Einspritzpumpe Kraftstoff zuführbar ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine elektronische Regeleinrichtung für selbstzündende Hubkolbenbrennkraftmaschinen 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 Regeleinrichtung ist allerdings für die Verwendung eines Dieselmotors in einem Nutzfahrzeug abgestellt und weist nicht die gewünschte Variationsvielfalt auf.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektronische Regeleinrichtung zu schaffen, die sowohl für verschiedene Motoren und verschiedene Einspritzsysteme als auch für unterschiedliche Einsatzfelder 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 Ausfallschaltungen oder Verfahren für die verschiedenartigen Einsätze in Verbindung mit zum Teil sehr rauhem Betrieb erwünscht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 4, 8, 13, 18, 22, 23 und 24 gelöst.

[0004] Dadurch, daß die Anzahl und/oder die Belegung und/oder die Signalart der Aus- und Eingänge veränderbar sind, kann ein Steuergerät für alle Anwendungsfälle verwendet werden. Die Variantenvielfalt wird durch das modulare Konzept und die Variation der Ein- und Ausgänge erreicht.
Das Steuergerät wird nach Festlegung der motorseitigen und einsatzseitigen Einrichtungen diesen Gegebenheiten softwaremäßig angepaßt und entsprechend programmiert.

[0005] Zur Anpassung an die verschiedenen Einsatzfelder weist das Steuergerät erfindungsgemäß verschiedene Drehzahlregelungsarten, z.B. Alldrehzahl-Regelung, Festdrehzahl-Regelung, Min-/Max.-Regelung usw. auf, die zum Teil von mechanischen Drehzahlreglern her bekannt sind. Dabei besteht die Möglichkeit, zwischen den verschiedenen Drehzahlregelungsarten umzuschalten, so daß beispielsweise der Motor in einer Landmaschine oder einem Traktor für die Straßenfahrt eine andere Regelungsart aufweist, als beim Betrieb der Landmaschine oder des Traktors auf dem Feld, wo es z.B. zum Antrieb 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 Geber oder Steuersysteme erfolgen. Auch ist eine feste Einstellung bei Inbetriebnahme des Motors nach dessen Herstellung oder auch später durch einen Computer, z.B. einen Laptop, über Datenschnittstellen des Steuergeräts möglich. Weiterhin kann diese Umschaltung über am Steuergerät angeschlossene Bedienelemente manuell erfolgen. 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. Korrekturmöglichkeiten zur Anwendung kommen kann. Unter dem Begriff "Steuersysteme" werden einsatzsseitige Systeme mit Steuergeräten wie Getriebesteuergerät, Hydrauliksteuergerät und dergleichen verstanden, die über eine geeignete Schnittstelle, z. B. die CAN-Schnittstelle (CAN = Controller Area Network) an die elektronische Rgeleinrichtung anschließbar sind und mit dieser kommunizieren können, wobei unter Umständen die direkte Einwirkung der Bedienungsperson auf den Motor bzw. die elektronische Motorregeleinrichtung entfällt.

[0006] Große Bedeutung kommt in Verbindung mit den verschiedenen Einsatzfeldern 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. Über den Regelstangenweggeber wird die Kraftstoffmenge bzw. die Regelstangenposition ermittelt und mit der Sollkraftstoffmenge bzw. Sollregelstangenposition verglichen. Aus diesen Daten wird dann errechnet, ob sich der Motor im Schubbetrieb befindet, z.B., dadurch daß bei Talfahrt das Schubmoment des Fahrzeuges größer ist als das Bremsmoment des Motors. Stellt das Steuergerät fest, daß es sich um einen Schubbetrieb handelt, so wird bei Überdrehzahl die Regelstange über das Stellglied an der Regelstange auf die Fördermenge Null geschaltet, ggf. weiterhin eine Motorbremse 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 Betriebszustände 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 verstellbar 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-Förderposition 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 Überdrehzahlschutzschaltung beherrscht wird, so daß auch dann eine Verstellung der Regelstange in eine Null-Förderstellung erfolgen kann, wenn dem Stellglied über die normale Funktion des Steuergeräts Fehlsteuersignale zugeführt würden.

[0007] Zur Anpassung des Drehmomentverhaltens des Motors an verschiedene Einsatzgebiet wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein gewünchter bzw. ein für ein bestimmtes Einsatzfeld günstiger Drehmomentverlauf innerhalb des maximal zulässigen Drehmomentverlaufs des Motors festgelegt und im Steuergerät einprogrammiert wird. Anschließend werden dann auf dem Prüfstand (die anderen Schritte könnten im Vorfeld erfolgen) einige ausgewählte Drehmomentpunkte angefahren und die Regelstangenstellungen bzw. Einspritzmengen, falls erforderlich, entsprechend korrgiert. Der ganze Drehmomenteinstell- und Korrekturvorgang kann durch Zusammenwirken der Prüfstandseinrichtung mit der elektronischen Regeleinrichtung automatisch erfolgen. Dann werden die zwischen den ausgewählten Punkten liegenden Regelstangenstellungen in Anlehnung an die Drehmomentkurve entsprechend den Korrekturen in den ausgewählten Punkten angepaßt und dieser Drehmomentverlauf gespeichert. 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 Nenndrehzahl und Drehzahl bei maximalem Drehmoment eingestellt werden und dergleichen. Zwischen den gespeicherten Drehmomentverläufen kann der Motor im Betrieb, beispielsweise über ein Bedienelement, umgeschaltet werden. Die Umschaltung kann auch automatisch in Abhängigkeit von motor- oder einsatzseitigen Gebern oder Steuersystemen 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.

[0008] 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:

[0009] 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 verwirklichen. Zu diesem Zweck wird zunächst der Lastzustand des Motors (momentanes Drehmoment bzw. Rgelstangenstellung und Drehzahl) in dem jeweiligen momentanen Betriebspunkt ermittelt, dann wird entsprechend dem gewünschten P-Grad eine Drehzahlabweichung 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] Das Signal des Ladeluftdruckgebers kann erfindungsgemäß, falls dieser ausfällt oder auch bei einem aufgeladenen Motor nicht vorhanden 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 darüberhinausgehende Kraftstoffeinspritzmenge, die der Zusatzeinspritzmenge des aufgeladenen Motors entspricht, nach einer drehzahlabhängigen Zeitfunktion freigegeben wird. Die drehzahlabhängige Zeitfunktion entspricht dabei dem Hochdrehen des Laders, insbesondere Turboladers, und Aufladen des Motors durch Bereitstellung einer höheren Luftmenge. Die drehzahlabhängige Zeitfunktion kann durch verschiedene Parameter, insbesondere drehzahlabhängige Parameter variiert werden, so daß sich über der Kraftstoffeinspritzmenge des Saugmotors hinaus, Kraftstoffmengenerhöhungen ergeben, die unterschiedliche Steigungen haben und z.B. drehzahlabhängig variieren. Wenn sich der Motor im Aufladebereich befindet, dann wird bei Lastanschaltung oder Drehzahländerung nicht nur der Regelstangenweg entsprechend Saugmotormenge, sondern ein größerer, der der Menge des Aufladebereichs entspricht, sofort freigegeben.

[0013] Beim Betrieb des Motors, z.B. bei einem landwirtschaftlichen Traktor werden Bedienerwünsche, z.B. durch den Fahrzeugregler (Fahrpedalstellung, Getriebesteuerung usw.) berücksichtigt, die über die einsatzseitigen Geber und/oder einsatzsseitgen Systeme mit Steuergeräten an die elektronische Motorregeleinrichtung weitergegeben werden. Diese Einrichtungen können aber während des Motorstarts wegen z.B. zu niedriger Batteriespannung ausfallen. Bei Ausfall dieser Steuer- bzw. Regelgrößen auch bei Beschädigung des Kabelbaumes muß der Motor lauffähig bleiben und bedient werden können.

[0014] Daher werden beim Start des Motors erfindungsgemäß nur die motorseitigen Sensoren, Gebern usw. benutzt und die einsatzseitigen Geber überwacht. Die Grenzen der Überwachung bzw. die Ansprechgrenzen können beliebig variiert werden. Die Überwachung der einsatzseitigen Informationen wird laufend durchgeführt, so daß auch bei Ausfall der einsatzseitigen Informationen ein Notlaufprogramm durchgeführt werden kann, so daß z.B. der Traktor zur Werkstatt fahren kann.

[0015] 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 Betriebstemperatur abhängig sein kann. Die Freigabe der Mehrleistung kann weiterhin von der bisherigen Motorbetriebsart, d.h. von der Belastung des Motors oder vom Ladeluftdruck oder der Ladelufttemperatur, dem Atmosphärendruck und der Außentemperatur oder von der Abgastemperatur abhängig sein und darüberhinaus die Motorbetriebsstundenzahl berücksichtigen. Die Freigabe der Mehrleistung kann weiterhin bezüglich ihrer Dauer und Höhe in Abhängigkeit der Motordrehzahl freigegeben werden.

[0016] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Figuren 1 bis 4 verwiesen.

[0017] 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.

[0018] In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine elektronische Regeleinrichtung bezeichnet, 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 Bedienelementen 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-/Programmierschnittstelle 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.

[0019] Motorseitige Sensoren oder Geber sind insbesondere ein Regelstangenweggeber, Drehzahlsensor, Temperatursensor oder Ladeluftdrucksensor, Öldrucksensor oder auch ein zweiter Drehzahlsensor. Motorseitige Stellglieder sind insbesondere das Regelstangenstellglied (Aktuator) und ggf. ein Abschaltmechanismus, z. B. ein Hubmagnet. Einsatzseitige Geber sind insbesondere das Fahrpedal und/oder ein Handgashebel, der Start/Stop-Schlüsselschalter oder ein Bedienelement zum Verändern von Motorfunktionen. Einsatzseitige Anzeigen und/oder Stellglieder sind insbesondere Drehmoment/Drehzahl-Anzeigen und Warnanzeigen bzw. Fehlerlampen.
Von wesentlicher Bedeutung ist, daß das Steuergerät 2 der elektronische Regeleinrichtung 1 für verschiedene Motoren und für verschiedene Einsatzfelder, wie fahrzeugseitiger Einsatz, Einsatz in Baumaschinen, in Aggregaten und mit und ohne einsatzseitige Schnittstellen eingesetzt werden kann. Es können sowohl analoge als digitale oder pulsweitenmodulierte Signale verwendet werden. Zunächst wird daher die Anzahl und die Belegung und die Signalart der Ein- und Ausgänge konfiguriert und anschließend das Steuergerät entsprechend der Ein- und Ausgänge programmiert. Dadurch ergeben sich verschiedene Varianten der Funktionen und der Pinbelegungen der Stecker.

[0020] 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. Darüberhinaus können die Reglerparameter der jeweiligen Regeleinrichtung in Abhängigkeit von Motorbetriebsgrößen und Betriebszustandsgrößen 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 Regeleinrichtung bezeichnet wird. Der aus dem Motor nach rechts heraustretende Pfeil gibt die Istdrehzahl n an, wobei der freie an die Regeleinrichtung 13 herangeführte, mit n₀ bezeichnete Pfeil die Solldrehzahl angibt. Im Regler 13 wird weiterhin über die Linie 14 die momentane Istdrehzahl des Motors signalmäßig zur Verfügung gestellt. 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 Verarbeitung zugeführt, während, symbolisiert durch den Pfeil 17, auch Betriebszustände, wie Start, statischer Zustand, dynamischer Übergang, Führungs- und Störgrößen dem Reglerparameter zur Verfügung 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.

[0021] Wie ebenfalls bereits in den Patenansprüchen definiert und in der allgemeinen Beschreibung erläutert, kann die elektronische Regeleinrichtung 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 Figur 1 an den Eingängen 3 angeschlossen sind entfallen, weil beispielsweise die Bedienungsperson über das Fahrpedal nicht den Motor steuert sondern das Fahrpedal an der Getriebesteuerung oder der Hydrauliksteuerung des einsatzseitigen Steuergeräts angeschlossen ist und das einsatzseitige Steuergerät entsprechende Signale an die elektronische Regeleinrichtung weiterleitet.

[0022] In Figur 3 ist mit 1 die elektronische Regeleinrichtung bezeichnet, die über die CAN-Schnittstelle 10 und ein mit 19 bezeichnetes Schnittstellenkabel mit dem einsatzseitigen Steuergeräten 20 und 21 verbunden ist.

Ansprüche

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 Kraftstoffeinspritzmenge 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 Ausgänge 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 unterschiedliche 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 Programmierung 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 Bedienungselemente,

- Festlegung der Signalarten,

- Festlegung der Ein- und Ausgänge und

- den Festlegungen angepaßte Programmierung des Steuergeräts.

4. Elektronische Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät mehrere Drehzahlregelungsarten, 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 Zustand, dynamischer Übergang, Führungs- und Störgrößen, Abregelung und Mengenbegrenzung usw. verstellbar sind und daß die Verstellung 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 Memory-Funktionen mittels eines Bedienelements oder einsatzseitigen Gebern oder einsatzseitigen Steuersystemen schaltbar sind.

8. Verfahren zum Verhindern von Überdrehzahl mittels der elektronischen 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, Warneinrichtungen und Diagnosemeldungen schaltet.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät bei Feststellung eines 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 Drehzahlüberschreitungen 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 ablegt, die zumindest die aktuelle Drehzahl des Motors, die Solldrehzahl 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 Förderstellung Null erreicht hat,

- einen Abstellmechanismus oder ein Kraftstoffabsperrventil in dem Sinne schaltet, daß die Regelstange durch den Abstellmechanismus in die Fördermengenstellung Null verschoben bzw. die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzpumpe abgesperrt wird.

12. Elektronische Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden 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 dazugehörigen Einspritzmengen bzw. Regelstangenstellungen über den jeweiligen Drehzahlen,

- Programmierung dieser Werte im Steuergerät,

- Überprüfung des Motors in einigen ausgewählten Drehmomentpunkten und Korrektur der Regelstangenstellungen in diesen Punkten,

- Anpassung der Regelstangenstellungen zwischen den ausgewählten 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 Ansprüche 13 oder 14
dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät mehrere unterschiedliche Drehmomentverläufe gespeichert sind.

16. Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 15,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung zwischen verschiedenen 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 einer elektronischen Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 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 gewünschten P-Grad in diesem Betriebspunkt,

- Korrektur der Solldrehzahl mit der berechneten Drehzahlabweichung und

- Ansteuerung der elektronischen Regeleinrichtung mit dem geänderten Drehzahlsollwert.

19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der P-Grad entlang des Drehzahlbereichs des Motors konstant gehalten wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der P-Grad entlang des Drehzahlbereichs des Motors variabel gestaltet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung zwischen verschiedenen P-Graden bzw. P-Gradverläufen mittels eines Bedienelements 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 Regeleinrichtung 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 aufgeladen ist und über einen Ladeluftdruckgeber verfügt - wird einmalig bei Inbetriebnahme des Motors oder laufend ermittelt und dient als Ersatzregelgröße des Regelstangenweggebers,

- der Atmosphärendruck wird laufend ermittelt und dient als Hilfsregelgröße 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 Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

- im Steuergerät der Einspritzmengen- bzw. Regelstangenwegverlauf des Motors als Saugmotor über der Drehzahl als Kennlinie eingespeichert ist und daß

- bei vorgesehener Lastaufnahmeänderung oder vorgesehenem Drehzahlanstieg eine Kraftstoffmenge, die der Kraftstoffmenge des Saugmotors entspricht, sofort freigegeben wird und die darüberhinausgehende Einspritzmenge bzw. der Regelstangenweg nach der folgenden drehzahlabhängigen Zeitfunktion freigegeben wird

wobei m die eingestellte Einspritzmenge, m₀ die Einspritzmenge des Saugmotors und s ein drehzahlabhängiger Parameter ist.

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 motorseitigen Sensoren, Geber und/oder weiteren Stellglieder zum Ansteuern 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 Steuergeräts benutzt werden.

Zeichnung