DE102005022396A1 - Steuervorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines elektromechanischen Stellglieds - Google Patents

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Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch betätigten mechanischen Stellglieds (16) mit einer Impulsfolge (44) modulierbarer Pulsweite und wenigstens einem ersten Mittelwert (M1), der unter Verwendung einer ersten Impulsform (54) über ein Verhältnis von Beiträgen erster Pulsbreiten (B1) einer ersten Pulshöhe (h1) und Pulspausen (B2) einer zweiten Pulshöhe (h2) eingestellt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein zweiter Mittelwert (M2) unter Verwendung einer zweiten Impulsform (52) mit Beiträgen von Pulsbreiten (B1) der ersten Pulshöhe (h1) und Pulsbreiten (B3) einer dritten Pulshöhe (h3) eingestellt wird. Ferner wird eine Steuervorrichtung (28) vorgestellt, die das Verfahren ausführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch betätigten mechanischen Stellglieds mit einer Impulsfolge modulierbarer Pulsweite und wenigstens einem ersten Mittelwert, der unter Verwendung einer ersten Impulsform über ein Verhältnis von Beiträgen erster Pulsbreiten einer ersten Pulshöhe und Pulspausen einer zweiten Pulshöhe eingestellt wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Steuervorrichtung eines elektromagnetisch betätigten mechanischen Stellglieds, die eine Impulsfolge modulierbarer Pulsweite und wenigstens einem ersten Mittelwert unter Verwendung einer ersten Impulsform über ein Verhältnis von Beiträgen erster Pulsbreiten einer ersten Pulshöhe und Pulspausen einer zweiten Pulshöhe einstellt.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, ein Speichermedium der Steuervorrichtung und eine Verwendung der Steuervorrichtung.
  • Solche Verfahren, Vorrichtungen, Computerprogramme, Speichermedien und Verwendungen sind per se bekannt. Bei elektromechanischen Systemen spielen häufig Reibungseinflüsse eine Rolle. Dabei wird unter einem elektromechanischen System ein Verbund aus einem elektrischen Antrieb und einem mechanischen, anzutreibenden System verstanden. Die in einem solchen Verbund auftretende Reibung wird in der Regel von Reibungseinflüssen in dem mechanischen System dominiert.
  • Eine Stellmechanik einer Kupplung oder Bremse zur Steuerung eines Drehmomentflusses in einem Kraftfahrzeug stellt ein Beispiel eines solchen mechanischen Systems dar. Ein Differenzialgetriebe verteilt zum Beispiel ein an seinem Eingang wirksames Antriebsmoment unterschiedlich auf zwei oder mehr Räder des Kraftfahrzeugs und ermöglicht dabei einen Drehzahlunterschied zwischen den Rädern, wie er beim Durchfahren von Kurven auftritt. Bei ungleichmäßigen Reibbeiwerten an den beteiligten Rädern tritt dabei unter Umständen der unerwünschte Effekt auf, dass das Differenzialgetriebe das größte Drehmoment an das Rad mit dem schlechtesten Reibbeiwert anlegt. Um dieses Verhalten zu unterdrücken, werden steuerbare Differenzialsperren verwendet, bei denen Lamellenkupplungen elektromechanisch betätigt werden, um die Drehmomentflüsse zu den beteiligten Rädern zu steuern.
  • Die Größenordnung dieser Drehmomentflüsse wird von den bei Kraftfahrzeugen wirksamen Antriebskräften und Trägheitskräften bestimmt. Um Drehmomentflüsse dieser Größenordnung durch elektrische Antriebe mit möglichst kleinem Gewicht und Einbauraumbedarf stellen zu können, werden die elektrischen Antriebe mit einem Untersetzungsgetriebe, zum Beispiel einem Spindeltrieb, kombiniert. Solche Untersetzungsgetriebe weisen bekanntlich Reibungsverluste auf.
  • Trägt man bei elektromechanischen Systemen eine zu stellende Größe über der Stellgröße auf, so zeigt sich der Einfluss der Reibung in einer Hysterese, also darin, dass die für eine zum Beispiel betragsmäßig bestimmte Änderung der zu stellenden Größe notwendige Stellgrößenänderung vom Vorzeichen, also zum Beispiel vom Richtungssinn der Änderung der zu stellenden Größe abhängt.
  • Bei dem betrachteten Beispiel einer Differenzialsperre mit einer Reibungskupplung ist die Änderung eines von der Kupplung übertragenen Drehmoments eine zu stellende Größe und die Stromaufnahme eines die Kupplungsbetätigung antreibenden Elektromotors ist die Stellgröße. Trägt man das Kupplungsmoment über der Stromaufnahme des Elektromotors auf, so zeigt sich in der Regel das genannte, störende Hysterese-Verhalten.
  • Zur Verringerung von Reibungseinflüssen ist per se eine Verwendung von sogenannten Dithersignalen bekannt, die den mechanischen Teil des Stellsystems in kleine Schwingungen versetzen, so dass zwar Gleitreibung, im Idealfall aber keine Haftreibung auftritt, deren Überwindung größere Losbrech-Momente oder -Kräfte erfordern würde. Die eingangs genannte Impulsfolge modulierbarer Pulsweite besitzt prinzipiell bereits eine solche Ditherwirkung. Die Ditherwirkung hängt jedoch von der Frequenz und dem Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals, also dem zeitlichen Abstand der Pulse und von ihrer zeitlichen Breite ab. So ist die Ditherwirkung bei mittleren Tastverhältnissen (etwa von 20 % bis 80 % Pulsanteil an der Periode des Signals) am größten und lässt bei kleinen oder sehr großen Tastverhältnissen stark nach.
  • Die Hauptfunktion des pulsweitenmodulierten Signals besteht jedoch in der Energienachlieferung für den elektrischen Antrieb. Bei der Steuerung eines Gleichstrommotors ist dessen Stromaufnahme zum Beispiel eine Funktion des Mittelwertes der pulsweitenmodulierten Impulsfolge. Die Funktion als Steuer- oder Energieversorgungssignal besitzt daher eine höhere Priorität als die Funktion als Dithersignal. Eine Veränderung des pulsweitenmodulierten Signals bei kleinen Tastverhältnissen, die eine Veränderung des für Steuerzwecke eingestellten Mittelwerts zu Folge hätte, ist daher nicht zulässig.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und einer Steuervorrichtung, mit denen sich die Ditherwirkung bei kleinen Testverhältnissen einer pulsweitenmodulierten Impulsfolge ohne störende Wechselwirkung mit deren Steuerfunktion verbessern lässt.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens ein zweiter Mittelwert unter Verwendung einer zweiten Impulsform mit Beiträgen von Pulsbreiten der ersten Pulshöhe und Pulsbreiten einer dritten Pulshöhe eingestellt wird.
  • Entsprechend wird diese Aufgabe bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuervorrichtung wenigstens einen zweiten Mittelwert unter Verwendung einer zweiten Impulsform mit Beiträgen von Pulsbreiten der ersten Pulshöhe und Pulsbreiten einer dritten Pulshöhe einstellt Ferner wird diese Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm, das zur Anwendung in dem Verfahren programmiert ist, ein Speichermedium einer Steuervorrichtung, auf dem ein Computerprogramm zur Anwendung in dem Verfahren gespeichert ist, und durch eine Verwendung der Steuervorrichtung zur Steuerung einer elektromechanischen Betätigung einer Lamellenkupplung einer Differenzialsperre.
  • Durch die Verwendung der zweiten Impulsform mit einer dritten Pulshöhe wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad bereitgestellt, mit dem die Ditherwirkung unabhängig von der Steuerwirkung beeinflussbar ist. Die dritte Impulshöhe kann alternativ oder ergänzend zur zweiten Impulshöhe verwendet werden.
  • Mit Blick auf Ausgestaltungen des Verfahrens ist bevorzugt, dass der zweite Mittelwert unter Verwendung der zweiten Impulsform mit Beiträgen von Pulsbreiten der ersten Pulshöhe, Pulspausen der zweiten Pulshöhe und Pulsbreiten der dritten Pulshöhe eingestellt wird.
  • Diese Ausgestaltung ist besonders einfach zu realisieren, da jede Veränderung der Pulsbreite der ersten Pulshöhe z.B. durch eine Pulsbreite der dritten Pulshöhe mit entgegengesetztem Vorzeichen kompensiert werden kann, wobei die Breite des Pulses der dritten Pulshöhe der Verbreiterung des Pulses der ersten Pulshöhe entspricht.
  • Bevorzugt ist auch, dass die erste Pulshöhe und die dritte Pulshöhe durch die zweite Pulshöhe getrennt sind.
  • Diese Ausgestaltung gewährleistet, dass sich Pulse mit der ersten Pulshöhe und mit der dritten Pulshöhe gegenläufig auf den Mittelwert auswirken, so dass Manipulationen an den Pulsbreiten der ersten Pulshöhe bezüglich ihrer Auswirkung auf den Mittelwert durch Manipulationen an den Pulsen mit der dritten Pulshöhe kompensiert werden können. Im Ergebnis kann daher die Breite des Pulses der ersten Pulshöhe erhöht werden und die Auswirkung der Verbreiterung auf den Mittelwert durch die dritte Impulshöhe, die z.B. negativ sein kann, kompensiert werden.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die ersten Pulsbreiten bei einer Einstellung eines bestimmten Mittelwerts unter Verwendung der ersten Impulsform breiter sind als bei einer Einstellung des gleichen Mittelwerts unter Verwendung der zweiten Impulsform.
  • Die Verbreiterung der ersten Pulsbreiten hat den Vorteil, dass sich die Stromaufnahme des elektrischen Antriebs während eines Impulses erhöht, was zu einer stärkeren Anregung des Antriebs durch einen einzelnen Impuls führt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Pulshöhe positiv ist, die zweite Pulshöhe gleich Null ist, und die dritte Pulshöhe kleiner Null ist.
  • Bei dieser Ausgestaltung ist unmittelbar ersichtlich, dass sich eine Vergrößerung der Pulsbreite der ersten Pulshöhen durch entsprechend dimensionierte Pulse mit der dritten Pulshöhe kompensieren lassen. Dabei kann die dritte Pulshöhe betragsmäßig von der ersten Pulshöhe abweichen. Wesentlich ist nur, dass die negativ zählenden Flächen der Pulse der dritten Pulshöhe genauso groß sind wie die positiv zu zählende Vergrößerung der Fläche der Pulse der ersten Pulshöhe.
  • Mit Blick auf Ausgestaltungen der Steuervorrichtung ist bevorzugt, dass diese wenigstens eine der oben genannten Ausgestaltungen des Verfahrens ausführt, so dass sich die gleichen Vorteile ergeben wie bei den korrespondierenden Ausgestaltungen des Verfahrens.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
  • 1 ein technisches Umfeld für die Verwendung der Erfindung;
  • 2 eine pulsweitenmodulierte Stellgrößen-Impulsfolge mit einer ersten Impulsform entsprechend dem Stand der Technik mit verschiedenen Tastverhältnissen;
  • 3 den Verlauf der mittleren Stellgröße für die Tastverhältnisse nach 2;
  • 4 eine typische Hysterese, wie sie im Umfeld der 1 auftritt;
  • 5 eine zweite Impulsform, wie sie bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwendet wird, im Vergleich mit der ersten Impulsform;
  • 6 eine alternative zweite Impulsform; und
  • 7 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im Einzelnen zeigt die 1 die Gesamtheit eines elektromechanischen Systems 10 mit einem elektromagnetischen Stellglied 12 und einem mechanischen, anzutreibenden System 14, das beim Gegenstand der 1 aus einem mechanischen Stellglied 16 und einer Lamellenkupplung 18 besteht. Die Lamellenkupplung 18 weist erste Lamellen 20 und zweite Lamellen 22 auf, die mit jeweils einem von zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen 24 und 26 verbunden sind. Das Teil 26 kann z.B. ein Differenzialkorb eines Differenzialgetriebes im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sein und das drehbare Teil 24 repräsentiert in diesem Fall mit Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs drehfest verbundene Achswellenräder des Differenzialgetriebes. Durch Aufeinanderpressen der Lamellen 20 und 22 wird zwischen den Teilen 24 und 26 ein Drehmoment oder Kupplungsmoment D übertragen, das eine Relativdrehung zwischen den Teilen 24 und 26 mit einer einstellbaren Sperrrate von z.B. 0% bis 100% sperrt.
  • Zur Steuerung dieser Sperrrate bzw. des Kupplungsmomentes D weist das elektromechanische System 10 eine Steuervorrichtung 28 auf, die einen Gleichstrom-Elektromotor als elektromagnetisches Stellglied 12 mit einem pulsweitenmodulierten Stromsignal 1 ansteuert. Die Steuervorrichtung 28 weist ein Speichermedium 30, eine Ablaufsteuerung 32, eine steuerbare Strom- oder Spannungsquelle 34 und ein Steuerelement 36 auf. Über das Steuerelement 36 steuert die Ablaufsteuerung 32 das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals 1, also das Verhältnis einer Pulslänge zur Summe aus einer Pulslänge und einer Pulspause. Gegebenenfalls kann auch die Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals über das Steuerelement 36 eingestellt werden. Die Höhe der Pulse wird von der Ablaufsteuerung 32 durch Ansteuerung der steuerbaren Strom- oder Spannungsquelle 34 eingestellt.
  • Durch koordinierte Ansteuerung der steuerbaren Strom- oder Spannungsquelle 34 und des Steuerelementes 36 lassen sich dadurch insbesondere erste Impulsformen und zweite Impulsformen einstellen, wie sie weiter unten noch näher erläutert werden. Der Mittelwert des pulsweitenmodulierten Stromsignals 1 bestimmt das Abtriebsmoment des Gleichstrommotors 12, das beim Gegenstand der 1 über das mechanische Stellglied 16 in eine Druckkraft umgewandelt wird, mit dem die Lamellenkupplung 18 gegen eine Federkraft 38 mit steuerbarer Sperrrate geschlossen wird. Das mechanische Stellglied 16 kann dazu als Untersetzungsgetriebe 40, bspw. als Spindeltrieb, realisiert sein, das einen Kupplungsbetätigungshebel 42 auslenkt.
  • 2 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Impulsfolge 44, bei der das Tastverhältnis von Puls zu Puls um 10% erhöht wurde. Die Höhe der Pulse ist untereinander gleich und entspricht einem bestimmten Wert des Stroms 1, der in der Darstellung der 2 auf den Wert 1 normiert wurde. Man erkennt aus der Darstellung der 2 bereits die grundsätzliche Eignung der pulsweitenmodulierten Impulsfolge 44 als Dithersignal.
  • Auch wenn das mittlere Drehmoment des Gleichstrommotors 12 aus der 1 letztlich durch den zeitlichen Mittelwert der einzelnen Pulse einer Impulsfolge bestimmt wird, stellt jeder einzelne Impuls lediglich eine begrenzte Anregung des Systems aus Gleichstrommotor 12, Untersetzungsgetriebe 40 und den beweglichen Elementen der Lamellenkupplung 18 dar. Bei ausreichender Größe der einzelnen Anregungen schwingen die genannten Komponenten jeweils um eine durch den Mittelwert der Impulsfolge definierten Gleichgewichtslage, so dass die insbesondere im mechanischen anzutreibenden System 14 auftretenden Reibungskräfte weniger von einer Haftreibung als vielmehr von einer Gleitreibung dominiert werden. Dies gilt aber nur solange, wie jeder einzelne Impuls zu einer, wenn auch kleinen, Anregung ausreicht. Dies ist, wie eingangs bereits erwähnt wurde, insbesondere bei kleinen Tastverhältnissen TV unterhalb von etwa 20% in der Regel nicht der Fall.
  • 3 zeigt den Mittelwert M (TV) des Stroms I über einem stetig variierten Tastverhältnis N mit einem ebenfalls auf 1 normierten Maximalwert M (100%) = 1. Die TV-Achse in der 3 ist in einen Bereich 46 kleiner Tastverhältnisse und einen zweiten Bereich 48 größerer Tastverhältnisse unterteilt. Dabei bilden sich in der Unterteilung die Unterschiede der Ditherwirkung der Impulsfolge 44 aus der 2 ab. Während die Einzelpulse der Impulsfolge 44 aus der 2, die im Bereich 48 liegen, noch groß genug sind um Schwingungen des Systems anzuregen und damit eine Ditherwirkung zu erzielen, sind die im Bereich 46 liegenden Tastverhältnisse bereits zu klein, um Schwingungen anregen zu können. In diesem Bereich wird die Reibung im mechanischen anzutreibenden System 14 daher eher von Haftreibungseinflüssen als von Gleitreibungseinflüssen dominiert. Ferner zeigt 3 die Lage eines ersten Mittelwertes M1 und eines zweiten Mittelwertes M2, die mit verschiedenen Impulsformen eingestellt werden. Dies wird weiter unten noch näher erläutert.
  • Durch die Haftreibungseinflüsse ergibt sich für kleine Tastverhältnisse aus dem Bereich 46 das in der 4 dargestellte, unerwünschte Hysterese-Verhalten. 4 zeigt einen typischen Verlauf des Kupplungsdrehmomentes D aus der 1 bei einer Ansteuerung der Lamellenkupplung 18 mit kleinen Tastverhältnissen aus dem Bereich 46. Wie aus der 4 unmittelbar ersichtlich ist, ergibt sich für eine schließende Ansteuerung der Lamellenkupplung 18, also für zunehmende Tastverhältnisse TV ein anderer Kurvenverlauf 50 der Abhängigkeit des Kupplungsmomentes D vom Ansteuersignal TV als bei einer durch den Kurvenverlauf 52 repräsentierten öffnenden Ansteuerung der Lamellenkupplung 18. Eine Steuerung des Kupplungsmomentes D von einer Zunahme zu einer Abnahme und umgekehrt erfordert daher große Stellgrößensprünge Delta TV, deren Betrag starken statistischen Schwankungen unterworfen ist und daher steuerungstechnisch kaum vorhersehbar ist.
  • Zur Verringerung dieses unerwünschten Verhaltens wird für kleine Tastverhältnisse aus dem Bereich 46 in der 3 eine andere Impulsform verwendet als für große Tastverhältnisse aus dem Bereich 48 der 3. Mit anderen Worten: Mittelwerte M1, die zu Tastverhältnissen aus dem Bereich 48 gehören, werden mit einer ersten Impulsform eingestellt, die der in der 2 dargestellten Impulsform entspricht und Mittelwerte M2 für Tastverhältnisse aus den Bereich 46 der 3 werden unter Verwendung einer zweiten Impulsform eingestellt, wie sie im Folgenden unter Bezug auf die 5 erläutert wird.
  • 5 zeigt links eine Ausgestaltung der zweiten Impulsform 52 als Verbund aus einer ersten Impulsform 54, wie sie ganz rechts dargestellt ist, und aus Beiträgen 56_plus und 56_minus. Die zusätzlichen Beiträge 56_plus und 56_minus sind gerade so dimensioniert, dass ihr isoliert betrachteter Mittelwert gleich Null ist. Die zweite Impulsform 52 weist daher, wie es im rechten Teil der 5 explizit dargestellt ist, den gleichen Mittelwert M auf, wie die zu ersetzende erste Impulsform 54. Die zusätzliche Pulskomponente 56 minus ist in der Ausgestaltung der 5 auch betragsmäßig genauso groß wie die ursprüngliche erste Impulsform 54.
  • Entsprechend ihrem negativen Vorzeichen wirkt die Pulskomponente 56 minus entsprechend rückdrehend im Vergleich zur ersten Impulsform 54. Da die erste Impulsform 54 aber voraussetzungsgemäß nicht zur Anregung einer Auslenkung der beteiligten mechanischen Komponenten ausreicht, gilt dies auch für die mit negativem Vorzeichen behaftete Impulsform 56 minus. Da andererseits die positive zusätzliche Impulskomponente 56_plus der zweiten Impulsform 52 unmittelbar in die erste Impulsform 54 übergeht, ergibt sich durch die Summe der Pulskomponenten 56_plus und 54 der zweiten Impulsform 52 insgesamt eine positive Anregung, die den gleichen Richtungssinn besitzt wie die erste Impulsform 54, jedoch um den Beitrag der Impulskomponente 56_plus verstärkt ist.
  • Diese verstärkte Anregung reicht dann auch im Bereich 46 kleiner Tastverhältnisse TV zur Anregung einer Auslenkung der beteiligten mechanischen Komponenten aus einer Gleichgewichtslage aus, was diese Komponenten in einem Gleitreibungszustand hält und die in der 4 dargestellte Hysterese stark verringert. Dass die zweite Impulsform 52 bevorzugt nur im Bereich 46 kleiner Tastverhältnisse verwendet wird, hat zwei Gründe. Zum einen ergibt sich aus der 2 unmittelbar, dass bei großen Tastverhältnissen die Periode T der Impulsfolge 44 (vgl. 2) geändert werden müsste, um zusätzliche Impulskomponenten 56_minus, 56_plus in die Impulsfolge 44 zu integrieren. Dies würde die Steuerung unnötig kompliziert gestalten. Außerdem würden die zusätzlichen Impulskomponenten 56 minus und 56_plus zu einem bei großen Tastverhältnissen unerwünschten zusätzlichen Strom führen, dessen Joule'sche Verlustwärme aus den beteiligten elektrischen und elektronischen Komponenten abgeführt werden müsste. Da bei großen Tastverhältnissen TV aus dem Bereich 48 der 3 die Stärke einer einzelnen Anregung einer Impulsform 54 bereits für eine Ditherwirkung ausreicht, ergibt sich dort auch keine Notwendigkeit, diese Nachteile dort in Kauf zu nehmen. Bei kleinen Tastverhältnissen ist die Strombelastung dagegen unkritisch, so dass die zusätzlichen Impulskomponenten 56_minus, 56_plus dort ohne die genannten Nachteile verwendbar sind.
  • Bei der Ausgestaltung der 5 wurde der Mittelwert M2 für kleine Tastverhältnisse 46 aus der 3 mit der zweiten Impulsform 52, also mit Beiträgen von Pulsbreiten B1 einer ersten Pulshöhe hl, Pulsbreiten B2 einer Pulshöhe h2=0 und Pulsbreiten B3 einer negativen Höhe h3 gebildet. Es versteht sich, dass die zweite Impulsform auch anders gebildet werden kann. Wesentlich ist in erster Linie, dass die Flächen unter den Impulskomponenten 56_plus und 56_minus gleich sind und sich bezüglich ihrer Auswirkung auf den Mittelwert durch ihr unterschiedliches Vorzeichen kompensieren.
  • 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer zweiten Impulsform 68, die aus ersten Pulsbreiten B1 der Höhe h1 und Pulsbreiten B2 der negativen Höhe h2 zusammengesetzt ist. Auch hier gilt, dass die schraffiert dargestellten Flächen gleich sein müssen um sich mit Bezug auf ihre Auswirkung auf den Mittelwert M zu kompensieren. Es versteht sich, dass auch andere als die in den 5 und 6 dargestellten zweiten Impulsformen 52 und 68 unter Erfüllung dieser Forderung gebildet werden können.
  • 7 zeigt eine Ausgestaltung eines Computerprogramms, das zur Ausführung der weiter oben unter Bezug auf die 1 bis 5 erläuterten Verfahren programmiert ist. Aus einem im Schritt 70 durchgeführten Hauptprogramm HP wird ggf. in einen Schritt 72 verzweigt, in dem ein Mittelwert M eines pulsweitenmodulierten Signals zur Erzielung einer gewünschten Stellgrößenänderung gebildet wird. Das Hauptprogramm kann bspw. ein Fahrstabilitätsprogramm eines Kraftfahrzeuges sein, das beim Vorliegen stark unterschiedlicher Drehzahlen der Antriebsräder des Kraftfahrzeuges die Lamellenkupplung 18 einer Differenzialsperre schließend ansteuert. An den Schritt 72 schließt sich ein Abfrageschritt 74 an, in dem der gebildete Mittelwert M mit einem Schwellenwert M_S verglichen wird. Der Schwellenwert M_S korrespondiert z.B. zu einem Tastverhältnis TV, das die Bereiche 46 und 48 in der 3 voneinander trennt. Sofern M größer als M_S ist, so dass ein vergleichsweise großes Tastverhältnis TV aus dem Bereich 48 der 3 einzustellen ist, verzweigt das Programm in den Schritt 76, in dem die pulsweitenmodulierte Impulsfolge 44 unter Verwendung der ersten Impulsform 54 gebildet wird. Wird die Abfrage im Schritt 74 dagegen verneint, was bei der Anforderung kleiner Tastverhältnisse aus dem Bereich 46 der 3 der Fall ist, verzweigt das Programm in den Schritt 78, in dem das Ansteuersignal unter Verwendung von Impulsformen 52 oder 68 gebildet wird, wie sie unter Bezug auf die 5 und 6 erläutert worden sind.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung eines elektromagnetisch betätigten mechanischen Stellglieds (16) mit einer Impulsfolge (44) modulierbarer Pulsweite und wenigstens einem ersten Mittelwert (M1), der unter Verwendung einer ersten Impulsform (54) über ein Verhältnis von Beiträgen erster Pulsbreiten (B1) einer ersten Pulshöhe (h1) und Pulspausen (B2) einer zweiten Pulshöhe (h2) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweiter Mittelwert (M2) unter Verwendung einer zweiten Impulsform (52) mit Beiträgen von Pulsbreiten (B1) der ersten Pulshöhe (h1) und Pulsbreiten (B3) einer dritten Pulshöhe (h3) eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mittelwert (M2) unter Verwendung der zweiten Impulsform (52) mit Beiträgen von Pulsbreiten (B1) der ersten Pulshöhe (h1), Pulspausen (B2) der zweiten Pulshöhe (h2) und Pulsbreiten (B3) der dritten Pulshöhe (h3) eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pulshöhe (h1) und die dritte Pulshöhe (h3) durch die zweite Pulshöhe (h2) getrennt sind.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Pulsbreiten (B1) bei einer Einstellung eines bestimmten Mittelwerts unter Verwendung der ersten Impulsform (54) breiter sind als bei einer Einstellung des gleichen Mittelwerts unter Verwendung der zweiten Impulsform (52).
  5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pulshöhe (h1) positiv ist, die zweite Pulshöhe (h2) gleich Null ist, und die dritte Pulshöhe (h3) kleiner Null ist.
  6. Steuervorrichtung (28) eines elektromagnetisch betätigten mechanischen Stellglieds (16), die eine Impulsfolge (44) modulierbarer Pulsweite und wenigstens einem ersten Mittelwert (111) unter Verwendung einer ersten Impulsform (54) über ein Verhältnis von Beiträgen erster Pulsbreiten (B1) einer ersten Pulshöhe (h1) und Pulspausen (B2) einer zweiten Pulshöhe (h2) einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (28) wenigstens einen zweiten Mittelwert (M2) unter Verwendung einer zweiten Impulsform (52) mit Beiträgen von Pulsbreiten (B1) der ersten Pulshöhe (h1) und Pulsbreiten (B3) einer dritten Pulshöhe (h3) einstellt.
  7. Steuervorrichtung (28) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (28) wenigstens eines der Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6 ausführt.
  8. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anwendung in einem der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 programmiert ist.
  9. Speichermedium (30) einer Steuervorrichtung (28) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Speichermedium (30) ein Computerprogramm zur Anwendung in einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 gespeichert ist.
  10. Verwendung einer Steuervorrichtung (28) nach Anspruch 6 oder 7 zur Steuerung einer elektromechanischen Betätigung einer Lamellenkupplung (18) einer Differenzialsperre.
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