DE102014109830A1 - Verfahren für das Anpassen einer Endposition eines mechanisch bewegbaren Stellorgans - Google Patents

Verfahren für das Anpassen einer Endposition eines mechanisch bewegbaren Stellorgans Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Anpassen einer Endposition (EP) eines mechanisch bewegbaren Stellorgans (12) an einem mechanischen Anschlag (A), aufweisend die folgenden Schritte: – Überwachen des Kraftverlaufs (KV) von auf das Stellorgan (12) einwirkenden Kräften, – Bestimmen des Gradienten (G) des überwachten Kraftverlaufs (KV), – Vergleich des bestimmen Gradienten (G) mit wenigstens einem Schwellwert (SW), – Anpassen der Endposition (EP) des Stellorgans (12) wenn der Gradient (G) unterhalb des wenigstens einen Schwellwerts (SW) liegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für das Anpassen einer Endposition eines mechanisch bewegbaren Stellorgans an einem mechanischen Anschlag sowie eine Stellvorrichtung mit einer Kontrolleinheit für eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Es ist bekannt, dass Stellvorrichtungen vorgesehen werden, welche Stellorgane aufweisen, die wiederum zwischen wenigstens zwei Positionen bewegbar sind. Ein solches Stellorgan kann z. B. durch eine Ventilklappe eines Ventils ausgebildet sein. So kann diese Ventilklappe als Stellorgan in einer geschlossenen Position mit einem mechanischen Anschlag zusammenwirken, so dass diese geschlossene Position eine Endposition darstellt. Wird das Ventil bzw. die Ventilklappe geöffnet, so kann diese offene Position ohne Anschlag oder ebenfalls mit einem mechanischen Anschlag versehen werden. Mit einem mechanischen Anschlag ist auch die geöffnete Position eine Endposition mit definiertem absoluten Ortswert.
  • Nachteilhaft bei bekannten Stellvorrichtungen sowie den entsprechenden Steuerverfahren für das Öffnen und Schließen der einzelnen Stellorgane ist es, dass mit hoher Sicherheit gewährleistet werden muss, dass die Endposition auch tatsächlich erreicht wird bzw. eingehalten wird. Ist beispielsweise das Stellorgan eine Ventilklappe in dem Abgasstrang oder dem Turbolader eines Motors, so können unterschiedlichste Kräfte auf dieses Stellorgan in der geschlossenen Position und damit in der Endposition einwirken. Diese Kräfte unterscheiden sich grundsätzlich voneinander. So sind zum einen starke Krafteinwirkungen, z. B. durch Abgaspulsationen, vorherrschend, welche das Stellorgan mit einer Kraft aus der Endposition heraus beaufschlagen. Für solche Kräfte muss sichergestellt sein, dass diese nicht in unerwünschter Weise das Stellorgan aus der Endposition herausbewegen. Somit müssen diese einwirkenden Kräfte kompensiert werden, z. B. durch den Stellantrieb, und das Stellorgan in der Endposition gehalten werden.
  • Gleichzeitig existieren jedoch auch andere einwirkende Kräfte, z. B. durch Temperaturveränderungen. So wird durch das Aufheizen eines mechanischen Anschlags dieser sich thermisch ausdehnen und damit die absolute Ortsposition des mechanischen Anschlags verändern. Diese Änderung der absoluten Ortsposition des mechanischen Anschlags wirkt ebenfalls auf das Stellorgan ein und versucht es aus der definierten Endposition herauszubewegen. Dieser Bewegung könnte jedoch eigentlich nachgegeben werden, da hier weiterhin ein fester Dichtsitz durch die thermische Veränderung der absoluten Ortsposition des mechanischen Anschlags gewährleistet wird.
  • Bekannte Steuerungen der Stellorgane unterscheiden die voranstehend beschriebenen Kräfte nicht, da sie keinerlei Unterscheidungsmerkmal beinhalten. Dies führt dazu, dass mit hoher Kraft die jeweilige Endposition durch den Stellantrieb gehalten werden muss. Letztendlich wird damit eine Kompensation sämtlicher einwirkender Kräfte gewährleistet, so dass auch Kräfte in Form von Temperaturänderungen und dementsprechend einhergehende thermische Ausdehnung durch den Stellantrieb zurückgehalten bzw. kompensiert werden. Dies führt zu erhöhtem Anpressdruck an dem jeweiligen mechanischen Anschlag. Ein erhöhter Anpressdruck kann zu stärkerem Verschleiß und damit zu reduzierter Lebensdauer des Stellorgans bzw. des entsprechenden Stellantriebs führen. Auch sind eine erhöhte Leistungsabnahme und damit ein unnötig hoher Energieverbrauch mit den bekannten Verfahren für die Regelung der Stellvorrichtung verbunden.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Endposition des Stellorgans mit möglichst hoher Sicherheit zu halten.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Anpassen einer Endposition eines mechanisch bewegbaren Stellorgans an einem mechanischen Anschlag. Hierfür weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte auf:
    • – Überwachen des Kraftverlaufs von auf das Stellorgan einwirkenden Kräften,
    • – Bestimmen des Gradienten des überwachten Kraftverlaufs,
    • – Vergleich des bestimmten Gradienten mit wenigstens einem Schwellwert,
    • – Anpassen der Endposition des Stellorgans, wenn der Gradient unterhalb des wenigstens einen Schwellwerts liegt.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt also nun eine Unterscheidung von zumindest zwei unterschiedlichen Kraftarten. Diese Unterscheidung wird durchgeführt auf Basis des tatsächlichen Kraftverlaufs und des entsprechenden Gradienten des Kraftverlaufs. Erfindungsgemäß ist dabei ein Stellorgan jede Form eines Bauteils, welches zwischen unterschiedlichen, insbesondere wenigstens zwei Positionen bewegbar ist. Die wenigstens eine dieser beiden Positionen ist dabei als Endposition ausgebildet. Eine Endposition ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Position des bewegbaren Stellorgans, bei welchem dieses an einem mechanischen Anschlag ortsfest definiert gehalten wird. Ist das Stellorgan z. B. als Ventilklappe ausgebildet, so kann der mechanische Anschlag, welcher den Dichtsitz der Ventilklappe zur Verfügung stellt, diese Endposition definieren. Diese geschlossene Position der Ventilklappe ist damit die Endposition eines derart ausgebildeten Stellorgans. Ein mechanischer Anschlag bietet also eine geometrische Korrelation und weist damit einen definierten absoluten Ortswert auf, mit Bezug auf eine entsprechend ausgebildete Stellvorrichtung.
  • Kräfte, welche auf das Stellorgan einwirken können, sind insbesondere Kräfte, welche auf eine Bewegung des Stellorgans aus der Endposition heraus einwirken. Diese Kräfte werden erfindungsgemäß nun unterschieden zwischen sich schnell ändernden Kräften und sich langsam ändernden Kräften. Dies wird durch die Überwachung des Kraftverlaufs am Stellorgan zur Verfügung gestellt. So ist es nun möglich, diese Kräfte und damit den Kraftverlauf kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich aufzuzeichnen. Dies kann sowohl direkt, als auch indirekt erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dass eine direkte Überwachung des Kraftverlaufs mithilfe einer Kraftsensorik, z. B. mit Dehnmessstreifen, durchgeführt wird. Auch eine indirekte Überwachung des Kraftverlaufs, z. B. durch Überwachung der entsprechenden Kraftaufnahmen bzw. Leistungsaufnahmen an einem Stellantrieb des Stellorgans, sind im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich. Selbstverständlich können dabei die einwirkenden Kräfte auch tatsächlich eine minimale Bewegung des Stellorgans aus der Endposition durchführen, wobei anschließend eine Rückbewegung in die definierte Endposition für das Stellorgan erzeugt wird. Mit anderen Worten kann eine indirekte Überwachung des Kraftverlaufs auch in Form einer Positionsüberwachung des Stellorgans erfolgen. Dabei ist sowohl eine absolute Positionsüberwachung, als auch eine Überwachung der Beschleunigung einer Positionsänderung im Rahmen einer erfindungsgemäßen Überwachung des Kraftverlaufs denkbar. Damit sind unterschiedlichste Methoden im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar, um durch die Überwachung des Kraftverlaufs in direkter oder in indirekter Weise eine Unterscheidung unterschiedlicher Krafteinflüsse durchzuführen.
  • Der Kraftverlauf wird nun nach seiner Überwachung hinsichtlich seines Gradienten ausgewertet. Mit anderen Worten wird der Kraftverlauf hinsichtlich der Geschwindigkeit der Änderung der Kräfte genauer analysiert. So kann unterschieden werden, ob es sich bei den einwirkenden Kräften um langsame Änderungen der Krafteinwirkung oder schnelle Änderungen der Krafteinwirkung handelt. Ein detailliertes definiertes Entscheidungskriterium bzw. Unterscheidungskriterium liefert wenigstens einen Schwellwert, welcher sowohl als fester Parameter vordefiniert sein kann, als auch einen funktionalen Zusammenhang aufweisen kann. Die Anpassung der Endposition erfolgt dabei ausschließlich in einem Fall, wenn der Gradient unterhalb des wenigstens einen Schwellwerts liegt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird es nun möglich, schnelle Änderungen der Kräfte von langsamen Änderungen der Kräfte zu unterscheiden. Schnelle Kraftänderungen sind dabei insbesondere Kraftänderungen, welche zwingend durch einen entsprechenden Stellantrieb für das Stellorgan kompensiert werden müssen. Mit anderen Worten sind schnelle Kraftänderungen zu kompensieren, um ein Verlassen der Endposition durch das Stellorgan zu vermeiden.
  • Langsame Änderungen der Kräfte sind z. B. durch Materialveränderungen über die Betriebsdauer oder durch thermische Ausdehnung durch die Änderung der Temperatur im Einsatz vorherrschend. Diese langsamen Änderungen verschieben die absolute Ortsposition des mechanischen Anschlags, so dass eine Anpassung der Endposition erfolgen soll. Diese Anpassung erfolgt dabei insbesondere dadurch, dass ein entsprechender Stellantrieb diesen langsameren Kraftänderungen, welche hinsichtlich des Gradienten unterhalb des definierten Schwellwerts liegen, nachgibt oder zumindest teilweise nachgibt. Es erfolgt also für diese definierte langsame Krafteinwirkung keine oder nur eine geringere Kompensation der einwirkenden Kräfte durch einen entsprechenden Stellantrieb.
  • Die einwirkenden Kräfte können dabei insbesondere als mechanische Kräfte bzw. auch als mechanisch einwirkende Verstellkräfte mit Bezug auf das Stellorgan beschrieben werden.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Bestimmen des Gradienten der bestimmte Gradient geglättet wird, insbesondere mittels eines Tiefpassfilters. Die Bestimmung des Gradienten und insbesondere auch die vorherige Überwachung des Kraftverlaufs können, wie bereits erläutert worden ist, sowohl direkt, als auch indirekt erfolgen. Eine entsprechende Sensorik oder eine entsprechende Überwachung liefert dabei in Realzeit entsprechende Messergebnisse für die überwachte Kraft und damit für den bestimmten Gradienten. Dies kann je nach Funktion bzw. nach Qualität der entsprechenden Sensorik mit entsprechendem Messrauschen oder Messfehlern behaftet sein. Um die Qualität und vor allem auch die Sicherheit eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhöhen, kann nun eine Glättung des Gradienten, z. B. mithilfe eines Tiefpassfilters, durchgeführt werden. Diese Glättung des Gradienten reduziert nun entsprechende Messspitzen, welche z. B. durch Messfehler oder Messrauschen erzeugt werden. Diese Reduktion auf einen geglätteten Gradienten verbessert das gesamte Verfahren und führt insbesondere zur Vermeidung unerwünschter Schaltvorgänge hinsichtlich der Anpassung der Endposition. Selbstverständlich sind im Vergleich zum Tiefpassfilter auch andere alternative Filtermethoden im Sinne der vorliegenden Erfindung einsetzbar.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens ein Schwellwert als vordefinierter fester Parameter ausgebildet ist. So kann der Schwellwert einmalig eingestellt sein, um entsprechend die Unterscheidungsfunktionalität für das erfindungsgemäße Verfahren auszubilden. Dabei kann dieser vordefinierte Parameter in fester Weise für den Schwellwert an das jeweilige Stellorgan spezifisch angepasst sein. Die vordefinierte feste Parameterausbildung des Schwellwertes erlaubt es, eine einfache, schnelle und vor allem mit wenig Rechenaufwand verbundene Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen.
  • Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens ein Schwellwert als Parameter mit einem funktionalen Zusammenhang mit zumindest einer Eingangsgröße ausgebildet ist. Darunter ist zu verstehen, dass der Schwellwert sozusagen als Variable ausgebildet ist. Eine solche Eingangsgröße kann z. B. die aktuelle Betriebssituation eines entsprechend umgebenen Motors sein. Auch können separate Sensoren Eingangsgrößen auffassen, wie z. B. die Umgebungstemperatur oder die entsprechende Bauteiltemperatur. Dies erlaubt es, den Schwellwert an die tatsächlichen Umgebungsparameter anzupassen, und damit ein erfindungsgemäßes Verfahren mit höherer Genauigkeit zu versehen. Dies erhöht die Sicherheit hinsichtlich der Unterscheidung der unterschiedlichen Krafteinwirkungen. Selbstverständlich können auch unterschiedliche Schwellwerte miteinander bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden. Der funktionale Zusammenhang kann dabei fest oder rein funktional oder auch in Form einer Liste ausgebildet sein.
  • Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Überwachung des Kraftverlaufs durch die Überwachung der Leistungsaufnahme eines Stellantriebs für das Stellorgan erfolgt. Hierbei handelt es sich also bevorzugt um eine indirekte Überwachung des Kraftverlaufs im Sinne der vorliegenden Erfindung. Die Leistungsaufnahme kann dabei z. B. der Spannungsverlauf oder auch die Stromabnahme des Stellantriebs sein. Damit kann indirekt die notwendige Haltekraft ermittelt werden, welche zum jeweiligen Ist-Zeitpunkt durch den Stellantrieb für das Stellorgan zur Verfügung gestellt werden muss. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Einrichtungen, z. B. Sensorvorrichtungen an einem mechanischen Getriebe zwischen dem Stellantrieb und dem Stellorgan, im Sinne der vorliegenden Erfindung für die Überwachung des Kraftverlaufs denkbar. Die Überwachung der Leistungsaufnahme des Stellantriebs bringt jedoch deutliche Vorteile mit sich, da insbesondere keine separate und zusätzliche Sensorik mehr notwendig ist.
  • Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Endposition in Form eines absoluten Ortswerts angepasst wird. Wie bereits mehrfach erläutert worden ist, kann die Anpassung der Endposition sowohl im Wesentlichen automatisch durch ein Nachgeben auf die einwirkenden langsam sich ändernden Kräfte erfolgen, als auch durch eine exakte Vorgabe eines entsprechenden Ortswertes. Diese Vorgabe wird vorzugsweise in Form eines absoluten Ortswertes, insbesondere mit Bezug auf den Stellantrieb, durchgeführt. So können beispielsweise Ortskoordinaten mit Bezug auf die Winkelantriebsposition oder die Translationsantriebsposition des Stellantriebes exakt als absoluter Ortswert im Sinne der vorliegenden Erfindung definiert werden.
  • Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich die Absolutposition des Stellorgans ermittelt und mit der Endposition des Stellorgans verglichen wird. Wie bereits mehrfach erläutert worden ist, kann sich die Absolutposition des Stellorgans ändern. So kann dementsprechend z. B. durch Verklemmen eines Rußpartikels im Bereich der Endposition eine Bewegung des Stellorgans in die tatsächliche Endposition mechanisch verhindert werden. Ein solcher Rußpartikel stellt also ein mechanisches Hindernis dar. Durch die zusätzliche Funktionalität eines Vergleichs der Absolutposition mit der Endposition kann dieses mechanische Hindernis vom mechanischen Anschlag und damit vom Erreichen der Endposition unterschieden werden. Durch weitere Krafterhöhung kann ein solches mechanisches Hindernis, z. B. in Form eines Rußpartikels, überwunden werden, so dass trotzdem, nunmehr mit erhöhter Einwirkungskraft durch den Stellantrieb, das Stellorgan die Endposition erreicht. Dabei handelt es sich um eine Funktionserweiterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für das Anpassen der Endposition den auf das Stellorgan einwirkenden Kräften zumindest teilweise nachgegeben wird. Wie bereits ausgeführt worden ist, handelt es sich hierbei sozusagen um die automatische oder sich selbsteinstellende Anpassung der Endposition. Wirken Kräfte ein auf das Stellorgan, welche hinsichtlich ihres Gradienten unterhalb des definierten Schwellwertes liegen, so führt dies dazu, dass eine Anpassung der Endposition erfolgen kann. Dies wird bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreicht, dass den einwirkenden Kräften nicht oder zumindest nur teilweise entgegengewirkt wird. Mit anderen Worten stellt sich nun ein verändertes Kraftgleichgewicht ein, welches zu einer Bewegung des Stellorgans aus der vorher definierten alten Endposition herausführt. Beispielsweise wird sozusagen durch eine thermische Ausdehnung des mechanischen Anschlags und eine fehlende Entgegenwirkung und damit ein Nachgeben durch den Stellantrieb das Stellorgan durch den mechanischen Anschlag und seine thermische Ausdehnung in die neue Endposition verschoben. Die Dichtkraft am Dichtsitz für das entsprechende Stellorgan, z. B. in Form einer Ventilklappe, bleibt damit im Wesentlichen gleich oder sogar vollständig gleich.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Stellvorrichtung, aufweisend ein Stellorgan und einen Stellantrieb für eine Bewegung des Stellorgans in wenigstens eine Endposition hinein und aus wenigstens einer Endposition hinaus. Weiter weist eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung eine Kontrolleinheit mit einer Sensorvorrichtung für die Überwachung des Kraftverlaufs von auf das Stellorgan einwirkenden Kräften aus. Darüber hinaus ist die Kontrolleinheit mit einer Recheneinheit für die Bestimmung des Gradienten des überwachten Kraftverlaufs und den Vergleich des bestimmten Gradienten mit wenigstens einem Schwellwert versehen. Weiter ist die Kontrolleinheit mit einer Stelleinheit versehen, die für ein Anpassen der Endposition des Stellorgans ausgebildet ist, wenn der Gradient unterhalb des wenigstens einen Schwellwerts liegt. Eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung ist insbesondere mit einer Kontrolleinheit versehen, die für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Damit bringt eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
  • 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung in einer geschlossenen Endposition,
  • 2 die Ausführungsform der 1 mit dem Stellorgan in einer geöffneten Position,
  • 3 die Ausführungsform der 1 und 2 mit einer Einwirkung von sich schnell ändernden Kräften auf das Stellorgan,
  • 4 die Ausführungsform der 1 bis 3 mit einer Einwirkung von sich langsam ändernden Kräften auf das Stellorgan,
  • 5 der Kraftverlauf und der Gradientenverlauf in einem ersten Fall,
  • 6 der Kraftverlauf und der Gradientenverlauf in einem zweiten Fall und
  • 7 eine schematische Ausbildung einer Kontrolleinheit für eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung.
  • Die 1 bis 4 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 10. Diese Stellvorrichtung 10 ist mit einem Stellantrieb 14 und einem Stellorgan 12 ausgebildet. Hier handelt es sich im Wesentlichen um eine Ventilanordnung, wobei das Stellorgan 12 als Ventilklappe sich in einer Endposition EP gemäß der 1 befindet. Diese Endposition EP wird also als Ventilsitz zur Verfügung gestellt, bei welcher der entsprechende mechanische Anschlag A diesen Dichtsitz ausbildet.
  • Um das Stellorgan 12 zu bewegen, ist der Stellantrieb 14 darüber hinaus mit einer Kontrolleinheit 20 versehen. In dieser Kontrolleinheit 20 sind eine Sensorvorrichtung 22, eine Recheneinheit 24 und eine Stelleinheit 26 vorgesehen. Nachfolgend wird nun die Bewegung und die Adaption der Endposition EP für das Stellorgan 12 näher erläutert.
  • Der Grundbetrieb erfolgt zwischen den Positionen des Stellorgans 12, wie er in den 1 und 2 dargestellt ist. Der Stellantrieb 14 kann also das Stellorgan 12 zwischen der geschlossenen Position gemäß 1 und damit der definierten Endposition EP am Anschlag A und einer geöffneten Position gemäß 2 verstellen. In der geschlossenen Endposition EP gemäß 1 können nun Kräfte auf das Stellorgan 12 einwirken. Die entsprechenden Folgen sind mit den gestrichelten Linien in 3 und 4 dargestellt. Beispielsweise ist es möglich, dass hohe Krafteinwirkungen mit schnellen Änderungen, z. B. durch Gaspulsationseinwirkung, erfolgen. Dies würde dazu führen, dass mit hoher Krafteinwirkung und damit auch mit entsprechender Geschwindigkeit das Stellorgan 12 aus der Endposition EP abgehoben werden sollte. Diesen sich schnell ändernden Kräften soll entgegengewirkt werden, so dass das Stellorgan 12 hier durch die entsprechende Kompensation mittels des Stellantriebs 14 in der Endposition EP gemäß der 3 verbleibt. In der 4 ist eine Situation dargestellt, bei welcher eine langsame Änderung der einwirkenden Kräfte auftritt. Dabei handelt es sich hier um die Kräfte durch thermische Ausdehnung des mechanischen Anschlags A, welcher sich im Vergleich zu den 1 bis 3 von rechts nach links thermisch verschiebt. Diese Verschiebung führt nun zu einer langsamen Änderung einer Krafteinwirkung auf das Stellorgan 12 von rechts nach links. Würde nun eine Kompensation dieser Krafteinwirkung erfolgen, so würde die Dichtkraft am Dichtsitz durch eine entsprechende Erhöhung der Antriebskraft am Stellantrieb 14 für das Stellorgan 12 erfolgen. Um dies mit dem damit einhergehenden erhöhten Verschleiß zu vermeiden, wird nun diese langsame Kraftänderung als solche erkannt und auf eine Kompensation verzichtet. Damit verschiebt sich das Stellorgan 12 nach links und es wird eine neue angepasste Endposition EP gemäß der 4 definiert.
  • Die 5 und 6 zeigen in den jeweils oberen Diagrammen den jeweiligen Kraftverlauf KV bei einer schnellen Kraftänderung in 5 und bei einer langsamen Kraftänderung in 6. In den beiden darunterliegenden Graphen ist der entsprechende Gradient G und die Korrelation zum entsprechenden Schwellwert SW dargestellt. Die 5 korreliert dementsprechend mit der Situation gemäß der 3 und die 6 mit der Situation gemäß der 4.
  • In 7 ist schematisch eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Kontrolleinheit 20 einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 10 dargestellt. Hier kann die Endposition EP als absoluter Ortswert vorgegeben werden, welcher nach Durchlaufen einer Messgröße, einer Ableitung, eines Betrages, eines Tiefpasses 28 einer Bewertung und einer entsprechenden Stellinformation neu definiert wird.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Stellvorrichtung
    12
    Stellorgan
    14
    Stellantrieb
    20
    Kontrolleinheit
    22
    Sensorvorrichtung
    24
    Recheneinheit
    26
    Stelleinheit
    28
    Tiefpassfilter
    A
    Anschlag
    EP
    Endposition
    KV
    Kraftverlaufs
    G
    Gradient
    SW
    Schwellwert

Claims (10)

  1. Verfahren für das Anpassen einer Endposition (EP) eines mechanisch bewegbaren Stellorgans (12) an einem mechanischen Anschlag (A), aufweisend die folgenden Schritte: – Überwachen des Kraftverlaufs (KV) von auf das Stellorgan (12) einwirkenden Kräften, – Bestimmen des Gradienten (G) des überwachten Kraftverlaufs (KV), – Vergleich des bestimmen Gradienten (G) mit wenigstens einem Schwellwert (SW), – Anpassen der Endposition (EP) des Stellorgans (12) wenn der Gradient (G) unterhalb des wenigstens einen Schwellwerts (SW) liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bestimmen des Gradienten (G) der bestimmte Gradient (G) geglättet wird, insbesondere mittels eines Tiefpassfilters (28).
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schwellwert (SW) als vordefinierter fester Parameter ausgebildet ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schwellwert (SW) als Parameter mit einem funktionalen Zusammenhang mit zumindest einer Eingangsgröße ausgebildet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung des Kraftverlaufs (KV) durch die Überwachung der Leistungsaufnahme eines Stellantriebs (14) für das Stellorgan (12) erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endposition (EP) in Form eines absoluten Ortswerts angepasst wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Absolutposition des Stellorgans (12) ermittelt und mit der Endposition (EP) des Stellorgans (12) verglichen wird.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Anpassen der Endposition (EP) den auf das Stellorgan (12) einwirkenden Kräften zumindest teilweise nachgegeben wird.
  9. Stellvorrichtung (10), aufweisend ein Stellorgan (12) und einen Stellantrieb (14) für eine Bewegung des Stellorgans (12) in wenigstens eine Endposition (EP) hinein und aus wenigstens einer Endposition (EP) hinaus, weiter aufweisend eine Kontrolleinheit (20) mit einer Sensorvorrichtung (22) für die Überwachung des Kraftverlaufs (KV) von auf das Stellorgan (12) einwirkenden Kräften, einer Recheneinheit (24) für die Bestimmung des Gradienten (G) des überwachten Kraftverlaufs (KV) und den Vergleich des bestimmten Gradienten (G) mit wenigstens einem Schwellwert (SW) sowie eine Stelleinheit (26) für ein Anpassen der Endposition (EP) des Stellorgans (12) wenn der Gradient (G) unterhalb des wenigstens einen Schwellwerts (SW) liegt.
  10. Stellvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (20) ausgebildet ist für die Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 8.
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