DE102017201071A1 - System sowie Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements und Ermittlung der Position des Stellelements - Google Patents

System sowie Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements und Ermittlung der Position des Stellelements Download PDF

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Abstract

Ein System (10) für ein Kraftfahrzeug ist beschrieben, mit einem Stellelement (12), einer Steuerung (14) und einem virtuellen Positionssensor (22), der einen ersten Trajektoriengenerator (24) im Stellelement (12) und einen zweiten Trajektoriengenerator (36) in der Steuerung (14) umfasst, die jeweils eingerichtet sind, eine Trajektorie zu generieren. Ferner ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements (12) und Ermittlung der Position des Stellelements (12) beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements und Ermittlung der Position des Stellelements.
  • Im Automobilbereich ist es bekannt, dass Stellelemente verwendet werden, um ein ihnen zugeordnetes Bauteil zu verstellen. Auch sind Stellelemente unter den Begriffen Steller oder Aktuatoren bekannt. Üblicherweise werden die Stellelemente über eine Steuerung angesteuert, wobei die Stellelemente um einen Weg verstellt werden, der von der Steuerung vorgegeben wird. Das Stellelement und die zugeordnete Steuerung bilden dabei ein System aus.
  • Bei dem System kann eine ständige Wegrückmeldung des Stellelements an die Steuerung erfolgen, beispielsweise über einen separaten Rückmeldekanal, sodass die Steuerung ständig eine Rückmeldung erhält, dass das Stellelement um den geforderten Weg tatsächlich verstellt wurde. Der Nachteil hierbei ist, dass ein hoher Hardware-Aufwand besteht, da extra ein Rückmeldekanal bereitgestellt werden muss, über den diese Kommunikation läuft. Das gesamte System ist entsprechend aufwendig und teuer.
  • Alternativ ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine ständige Wegrückmeldung über eine Massetastung erfolgt, was günstiger gegenüber der ständigen Wegrückmeldung über einen separaten Rückmeldekanal ist. Als nachteilig hat sich hierbei jedoch herausgestellt, dass die Auflösung relativ gering ist, sodass die exakte Position des Stellelements nicht sicher bestimmt werden kann, wodurch es zu Abweichungen kommt, insbesondere über die Dauer. Zudem liegt auch hier ein hoher Ressourcenbedarf vor.
  • Ferner sind aus dem Stand der Technik Systeme bekannt, bei denen angenommen wird, dass der Istwert des Stellelements dem Sollwert des Stellelements entspricht. Hierbei wird eine Modellrechnung zugrundegelegt, die jedoch nur bedingt die tatsächlichen Verhältnisse widerspiegelt, wodurch es zu Abweichungen von der tatsächlichen Position kommt, was ein ungenaues System zur Folge hat. Zudem ergibt sich ein erhöhter Aufwand bei der Modellrechnung hinsichtlich der Rechenleistung, was wiederum zu höheren Kosten des gesamten Systems führt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit der die Position des Stellelements in einfacher und kostengünstiger Weise verstellt und überprüft werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System für ein Kraftfahrzeug gelöst, mit einem Stellelement, einer Steuerung und einem virtuellen Positionssensor, der einen ersten Trajektoriengenerator im Stellelement und einen zweiten Trajektoriengenerator in der Steuerung umfasst, die jeweils eingerichtet sind, eine Trajektorie zu generieren.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist es, dass das Stellelement selbst die auszuführende Trajektorie generiert, entlang derer das Stellelement verstellt werden soll. Der zweite Trajektoriengenerator der Steuerung kann ebenfalls die Trajektorie generieren. Der virtuelle Positionssensor, der den ersten Trajektoriengenerator im Stellelement und den zweiten Trajektoriengenerator in der Steuerung umfasst, ermittelt dabei, ob die vom Trajektoriengenerator vorgegebene Trajektorie tatsächlich eingehalten worden ist, insbesondere die gewünschte Zielposition erreicht wurde und stellt der Steuerung die berechnete Trajektorie zur Verfügung. Dementsprechend regelt das Stellelement seine Position in autonomer Weise. Generell dient der Trajektoriengenerator dazu, eine Trajektorie zu generieren, entlang derer sich das Stellelement sanft von einer Ausgangsposition in eine gewünschte Zielposition bewegt. Dabei kann die aktuelle Position des Stellelements stets ermittelt werden, wobei dies mit geringem Aufwand geschieht. Bei der aktuellen Position des Stellelements kann es sich um eine Zielposition sowie um Zwischenpositionen handeln, die das Stellelement während seiner Bewegung einnimmt. Folglich kann die Steuerung die (aktuelle) Position des Stellelements in einfacher Weise mit geringem Aufwand ermitteln, indem die von den beiden Trajektoriengeneratoren des virtuellen Positionssensors generierten Trajektorien verwendet werden.
  • Ein Aspekt sieht vor, dass das Stellelement einen Stellelementeingang aufweist, der eingerichtet ist, eine Sollwertvorgabe zu empfangen, um die Trajektorie aufgrund der Sollwertvorgabe zu generieren. Dementsprechend erhält das Stellelement von der mit dem Stellelement, insbesondere am Stellelementeingang, angebundenen Komponente die Zielposition, woraufhin das Stellelement selbst die Trajektorie generiert, anhand derer das Stellelement seine Position verändert. Bei der Komponente kann es sich um eine Steuerung handeln, die mit dem Stellelement zusammen das System bildet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt weist das Stellelement einen Stellelementausgang auf, der eingerichtet ist, ein Rückmeldesignal des Stellelements an die mit dem Stellelement gekoppelte Steuerung zu übertragen. Dementsprechend kann das Stellelement auch mit der mit dem Stellelement gekoppelten Steuerung kommunizieren, sodass ein Rückmeldesignal übermittelt wird. Das Rückmeldesignal kann über einen Diagnosekanal übermittelt werden, sodass Standardhardware und Standardsoftware ausreicht, um das Rückmeldesignal zu übertragen und zu empfangen. Die Kosten für die Rückmeldung lassen sich entsprechend reduzieren im Vergleich zu einer ständigen Wegrückmeldung.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das Stellelement eine Steuerungseinheit und/oder einen Positionsregler aufweist, wobei die Steuerungseinheit und/oder der Positionsregler eingerichtet sind bzw. ist, eine Abweichung der tatsächlichen Position von der vom ersten Trajektoriengenerator erzeugten Trajektorie zu erfassen und zu minimieren, insbesondere wobei die Steuerungseinheit oder der Positionsregler eingerichtet ist, das Rückmeldesignal zu generieren und auszugeben, vorzugsweise wenn die Abweichung zu groß ist. Die Steuerungseinheit und/oder der Positionsregler sind demnach Teil des virtuellen Positionssensors, da sie die tatsächliche Position des Stellelements überwachen und mit der vom ersten Trajektoriengenerator generierten Trajektorie vergleichen, die dementsprechend als Sollwert fungiert. Sofern der virtuelle Positionssensor feststellt, insbesondere die Steuerungseinheit oder der Positionsregler, dass die Abweichung zu groß ist, wird das entsprechende Rückmeldesignal generiert und ausgegeben, wodurch ein Rückmeldesignal an die Steuerung erfolgt.
  • Beispielsweise weist der virtuelle Positionssensor einen Positionsregler auf, der die Position des Stellelements so regelt, dass die tatsächliche Position (Istwert) dem durch die generierte Trajektorie bestimmten Sollwert entspricht. Der Positionsregler versucht die Abweichung zwischen dem Istwert und dem von der generierten Trajektorie definierten Sollwert zu minimieren.
  • Zudem kann der virtuelle Positionssensor die Steuerungseinheit aufweisen, die ebenfalls die vom Trajektoriengenerator generierte Trajektorie, die als Sollwert dient, sowie die tatsächliche Position (Istwert) als Eingangsparameter erhält. Die Steuerungseinheit ermittelt die Abweichung des Istwerts vom Sollwert, die der Positionsregler versucht zu minimieren. Sofern die Abweichung dennoch zu groß ist, generiert und übermittelt die Steuerungseinheit ein Rückmeldesignal, das beispielsweise über den Diagnosekanal an die Steuerung mit dem Stellelement verbundene Steuerung übertragen wird.
  • Die Steuerungseinheit und der Positionsregler können auch gemeinsam ausgebildet sein, sodass ein und dieselbe Einheit versucht, die Abweichung zwischen Istwert und Sollwert zu minimieren und nur dann ein Rückmeldesignal aussendet, sofern dies nicht gelingt, also bei einer zu großen Abweichung.
  • Insbesondere ist die Steuerung eingerichtet, eine Sollwertvorgabe zu generieren, wobei das Stellelement eingerichtet ist, die von der Steuerung generierte Sollwertvorgabe zu empfangen und umzusetzen. Dementsprechend sendet die Steuerung an das Stellelement die Sollwertvorgabe, aufgrund derer das Stellelement, insbesondere der erste Trajektoriengenerator, die Trajektorie generiert, die zur Positionsänderung des Stellelements herangezogen wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist der zweite Trajektoriengenerator eingerichtet, eine Trajektorie aufgrund der Sollwertvorgabe zu generieren, vorzugsweise wobei der erste Trajektoriengenerator und der zweite Trajektoriengenerator gleich ausgebildet sind. Dementsprechend ist auch die Steuerung dazu eingerichtet, eine Trajektorie aufgrund der von ihr ausgegebenen Sollwertvorgabe zu generieren. Sofern beide Trajektoriengeneratoren, also der der Steuerung sowie der des Stellelements, gleich ausgebildet sind, berechnen sowohl die Steuerung als auch das Stellelement dieselbe Trajektorie. Dementsprechend kann die Steuerung davon ausgehen, dass das Stellelement die über den Trajektoriengenerator generierte Trajektorie ausführt bzw. ausgeführt hat, sofern vom Stellelement kein Rückmeldesignal empfangen worden ist. Demnach wird die innerhalb der Steuerung ermittelte Trajektorie als ausgeführt angenommen, sofern das Stellelement kein Rückmeldesignal ausgibt. Die zum jeweiligen Zeitpunkt entsprechend berechnete Position wird demnach als gültig angenommen.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Steuerung einen Steuerungseingang aufweist, der mit einem Stellelementausgang des Stellelements über einen Diagnosekanal gekoppelt ist, insbesondere wobei das Stellelement eingerichtet ist, ein Rückmeldesignal über den Stellelementausgang an die Steuerung auszugeben, vorzugsweise wenn eine Abweichung der tatsächlichen Position des Stellelements von der vom ersten Trajektoriengenerator erzeugten Trajektorie zu groß ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Hardware-Aufwand des Systems reduziert ist, da die Steuerung und das Stellelement lediglich über den bereits vorhandenen Diagnosekanal kommunizieren, um im Fehlerfall ein Rückmeldesignal auszugeben. Eine Pin-Belegung ist demnach nicht notwendig. Es muss also kein separater Rückmeldekanal bereitgestellt werden, über den eine ständige Wegrückmeldung erfolgt. Die Ansteuerung des Stellelements, also die Sollwertvorgabe, erfolgt über einen separaten Ansteuerungskanal. Die Rückmeldung erfolgt nur dann, wenn die Abweichung der tatsächlichen Position des Stellelements von der vom Trajektoriengenerator erzeugten Trajektorie zu groß ist, was als Fehlerfall bezeichnet werden kann. Da beide Trajektoriengeneratoren dieselbe Trajektorie generieren, kann die Steuerung davon ausgehen, dass das Stellelement die erzeugte Trajektorie ausführt bzw. ausgeführt hat, sofern kein Rückmeldesignal des Stellelements ausgegeben wurde. Lediglich dann, wenn das Stellelement nicht die von der Trajektorie aktuell vorgegebene Position aufweist bzw. eine zu große Abweichung vorliegt, wird ein Rückmeldesignal gesendet, wodurch die Steuerung erfährt, dass die von ihr aktuell berechnete Position nicht erreicht wurde und somit nicht gültig ist.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Stellelements und Ermittlung der Position des Stellelements, mit einem System der zuvor genannten Art, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind:
    • - Erzeugen einer Sollwertvorgabe durch die Steuerung,
    • - Empfangen der Sollwertvorgabe durch das Stellelement,
    • - Generieren einer Trajektorie durch das Stellelement, insbesondere durch den ersten Trajektoriengenerator,
    • - Ausführen der generierten Trajektorie, und
    • - Generieren einer Trajektorie durch die Steuerung, insbesondere durch einen zweiten Trajektoriengenerator in der Steuerung.
  • Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Stellelement selbstständig die Trajektorie berechnet, anhand derer das Stellelement seine eigene Position verändern soll. Die Steuerung übermittelt dem Stellelement dabei lediglich eine Sollwertvorgabe, die das Stellelement selbsttätig in eine Trajektorie umrechnet, anhand derer das Stellelement bewegt wird.
  • Gemäß einem Aspekt wird die vom ersten Trajektoriengenerator erzeugte Trajektorie als Sollwert für das Stellelement herangezogen. Demnach vergleicht der virtuelle Positionssensor, ob die als Sollwert dienende Trajektorie tatsächlich eingehalten worden ist. Hierbei greift der virtuelle Positionssensor auf einen Sensor zurück, der die tatsächliche Position des Stellelements erfasst. Der zweite Trajektoriengenerator in der Steuerung generiert ebenfalls die Trajektorie, sodass diese zunächst als gültig angenommen wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Rückmeldesignal vom Stellelement über einen Diagnosekanal an die Steuerung übertragen, wenn die tatsächliche Position des Stellelements unterhalb oder oberhalb eines Schwellwerts ist, insbesondere wobei das Rückmeldesignal nur dann übertragen wird. Dementsprechend erfolgt eine Rückmeldung des Stellelements an die Steuerung nur dann, wenn die tatsächliche Position des Stellelements von der durch die Trajektorie vorgegebenen Position um einen bestimmten Wert abweicht, also ober- oder unterhalb eines entsprechenden Schwellwerts. Demnach erfolgt keine durchgängige Kommunikation zwischen dem Stellelement und der Steuerung bzw. keine ständige Wegrückmeldung, weswegen der entsprechende zur Rückmeldung dienende Kanal einfach ausgebildet sein kann. Beispielsweise lässt sich der übliche Diagnosekanal hierzu verwenden, sodass bestehende Komponenten verwendet werden können. Das Stellelement überträgt das Rückmeldesignal an die Steuerung über den Diagnosekanal allerdings nur dann, wenn eine zu große Abweichung der tatsächlichen Position vom Sollwert vorliegt, sodass der Steuerung mitgeteilt wird, dass die von der Trajektorie vorgesehene Position nicht erreicht worden und somit ungültig ist. Die Steuerung wird folglich darüber informiert, dass die von ihr selbst, also dem zweiten Trajektoriengenerator, berechnete Position des Stellelements ungültig ist.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine schematische Übersicht eines erfindungsgemäßen Systems mit einem erfindungsgemäßen Stellelement,
    • - 2 ein Weg-Zeit-Diagramm des Stellelements im Normalbetrieb, und
    • - 3 ein Weg-Zeit-Diagramm des Stellelements bei einem Fehlerfall.
  • In 1 ist ein System 10 gezeigt, das ein Stellelement 12 und eine Steuerung 14 umfasst. Mit dem System 10 kann das Stellelement 12 angesteuert werden, sodass das Stellelement 12 seine Position in gewünschter Weise verändert. Zudem kann mit dem System 10 die tatsächliche Position des Stellelements 12 ermittelt werden.
  • Das Stellelement 12 und die Steuerung 14 sind über eine Schnittstelle 16 miteinander verbunden, die einen Ansteuerungskanal 18 sowie einen Diagnosekanal 20 umfasst, über den üblicherweise Diagnoserückmeldungen an die Steuerung 14 erfolgen.
  • In der gezeigten Ausführungsform weist das System 10 einen virtuellen Positionssensor 22 auf, der unter anderem einen ersten Trajektoriengenerator 24, eine Steuerungseinheit 26 und einen Positionsregler 28 umfasst.
  • Die Steuerungseinheit 26 und der Positionsregler 28 erhalten die tatsächliche Position (Istwert) des Stellelements 12, beispielsweise über einen Sensor 30.
  • Die Steuerungseinheit 26 ist mit dem ersten Trajektoriengenerator 24 gekoppelt und erhält die tatsächliche Position (Istwert) neben der vom ersten Trajektoriengenerator 24 erzeugten Trajektorie als Eingangsparameter. Der Positionsregler 28 ist ebenfalls mit dem ersten Trajektoriengenerator 24 gekoppelt und erhält auch die tatsächliche Position (Istwert) als Eingangsparameter. Demnach erhalten sowohl die Steuerungseinheit 26 als auch der Positionsregler 28 die tatsächliche Position, die vom Sensor 30 erfasst worden ist, sowie die vom ersten Trajektoriengenerator 24 erzeugte Trajektorie als Eingangsparameter.
  • Zudem weist das Stellelement 12 einen Stellelementeingang 32 sowie einen Stellelementausgang 34 auf, die dem Ansteuerungskanal 18 bzw. dem Diagnosekanal 20 zugeordnet sind.
  • Die Steuerung 14 umfasst ebenfalls einen Trajektoriengenerator, der als zweiter Trajektoriengenerator 36 bezeichnet wird, sowie eine Fehlerlogik 38, die mit dem zweiten Trajektoriengenerator 36 gekoppelt ist. Der zweite Trajektoriengenerator 36 und die Fehlerlogik 38 sind ebenfalls Teil des virtuellen Positionssensors 22.
  • Ferner weist die Steuerung 14 einen Steuerungsausgang 40 sowie einen Steuerungseingang 42 auf, die dem Ansteuerungskanal 18 bzw. dem Diagnosekanal 20 zugeordnet sind.
  • Der Steuerungseingang 42 und somit der Diagnosekanal 20 sind zudem der Fehlerlogik 38 zugeordnet, sodass über den Steuerungseingang 42 eingehende Signale die Fehlerlogik 38 durchlaufen.
  • Des Weiteren hat die Steuerung 14 eine Berechnungseinheit 44, über die eine Sollwertvorgabe für das Stellelement 12 berechnet wird, die sowohl dem Stellelement 12 über den Ansteuerungskanal 18 als auch dem zweiten Trajektoriengenerator 36 der Steuerung 14 zugeführt wird.
  • Das System 10 ist somit durch das Stellelement 12 und die Steuerung 14 gebildet, die über die Schnittstelle 16 miteinander verbunden sind, wobei Ansteuerungsbefehle von der Steuerung 14 über den Steuerungsausgang 40, den Ansteuerungskanal 18 und den Stellelementeingang 32 an das Stellelement 12 übertragen werden.
  • Ferner können Rückmelde- und Diagnosesignale vom Stellelement 12 über den Stellelementausgang 34, den Diagnosekanal 20 und den Steuerungseingang 42 an die Steuerung 14 übermittelt werden. Insofern kann eine bidirektionale Kommunikation über die Schnittstelle 16 erfolgen.
  • Das Stellelement 12 wird von der Steuerung 14 wie nachfolgend beschrieben angesteuert.
  • Die Berechnungseinheit 44 berechnet eine Sollwertvorgabe für eine Zielposition, in die sich das Stellelement 12 bewegen soll. Diese Sollwertvorgabe wird über den Steuerungsausgang 40, den Ansteuerungskanal 18 und den Stellelementeingang 32 an das Stellelement 12 übertragen. Die Sollwertvorgabe wird dabei vom ersten Trajektoriengenerator 24 bearbeitet, der aufgrund der Sollwertvorgabe eine Trajektorie berechnet, entlang derer das Stellelement 12 sanft in die gewünschte, durch die Sollwertvorgabe vorgegebene Position verfahren wird.
  • Gleichzeitig wird diese Sollwertvorgabe an den in der Steuerung 14 vorgesehenen zweiten Trajektoriengenerator 36 übertragen, der ebenfalls eine Trajektorie ausgehend von der Sollwertvorgabe berechnet.
  • Die beiden Trajektoriengeneratoren 24, 36 sind gleich ausgebildet, sodass die von ihnen berechneten Trajektorien dieselben sind.
  • Der im Stellelement 12 vorgesehene Positionsregler 28 erhält die vom ersten Trajektoriengenerator 24 generierte Trajektorie, wobei er das Stellelement 12 entsprechend der Trajektorie verstellt, die als Sollwert fungiert. Die tatsächliche Position des Stellelements 12 wird dabei über den entsprechenden Sensor 30 erfasst, der unter anderem mit dem Positionsregler 28 gekoppelt ist. Der Positionsregler 28 regelt die Position des Stellelements 12 dabei so, dass die Abweichung zwischen dem Sollwert, also der vom ersten Trajektoriengenerator 24 berechneten Trajektorie, und der tatsächlichen Position (Istwert) des Stellelements 12 minimiert wird. Bei der Positionsregelung verändert sich die vom Sensor 30 erfasste tatsächliche Position.
  • Gleichzeitig wird die vom ersten Trajektoriengenerator 24 erzeugte Trajektorie der Steuerungseinheit 26 übermittelt, da die Trajektorie als Sollwert der Position des Stellelements 12 von der Steuerungseinheit 26 herangezogen wird. Die Steuerungseinheit 26, die ebenfalls die vom Sensor 30 erfasste tatsächliche Position des Stellelements 12 (Istwert) als Eingangsparameter erhält, vergleicht den über die Trajektorie ermittelten Sollwert und den Istwert ständig, um die Abweichung zu erfassen.
  • Wie aus 2 hervorgeht ist in der Steuerungseinheit 26 eine obere Überwachungsgrenze sowie eine untere Überwachungsgrenze für die Position des Stellelements 12 hinterlegt, die als entsprechende Schwellwerte fungieren. Sofern die tatsächliche Position (Istwert) des Stellelements 12 mit dem Sollwert (berechnete Trajektorie) übereinstimmt oder zumindest innerhalb der Schwellwerte liegt, erfolgt keine Rückmeldung des Stellelements 12 an die Steuerung 14 über den Diagnosekanal 20.
  • Die Fehlerlogik 38 der Steuerung 14, die die vom zweiten Trajektoriengenerator 36 erzeugte Trajektorie erhält, erhält dann kein Rückmeldesignal vom Stellelement 12, woraufhin die Steuerung 14 annimmt, dass die vom zweiten Trajektoriengenerator 36 ermittelte Soll-Position der tatsächlichen Ist-Position entspricht oder zumindest innerhalb der Überwachungsgrenzen (Schwellwerte) liegt. Die von der Steuerung über den zweiten Trajektoriengenerator 36 ermittelte Position ist demnach gültig. Diese Information wird von der Fehlerlogik 38 entsprechend weitergegeben, sodass die als gültig angenommene Position für weitere Berechnungen verwendet werden kann.
  • Sofern die Steuerungseinheit 26 des Stellelements 12 jedoch feststellt, dass die tatsächliche Position des Stellelements (Istwert) vom Sollwert (berechnete Trajektorie) abweicht und auch die entsprechende Überwachungsgrenze bzw. Schwellwert über- bzw. unterschritten wurde, erzeugt die Steuerungseinheit 26 ein Rückmeldesignal. Das Rückmeldesignal wird dann über den Diagnosekanal 20, über den sonst nur Diagnosesignale gesendet werden, an die Fehlerlogik 38 der Steuerung 14 übermittelt.
  • Die Fehlerlogik 38 generiert daraufhin ein Signal, wonach die vom zweiten Trajektoriengenerator 36 errechnete Position nicht mit der tatsächlichen Position übereinstimmt, sodass die in der Steuerung 14 berechnete Position ungültig ist. Die Steuerung 14 und daran angebundene Komponenten erhalten somit die Information, dass die derzeitige, über den zweiten Trajektoriengenerator 36 errechnete Position nicht für weitere Berechnungen bzw. Prozesse verwendet werden sollte, da sie ungültig ist.
  • Generell kann die Überprüfung durch die Steuerungseinheit 26 während der Verstellbewegung des Stellelements 12 simultan zu dessen Positionsregelung erfolgen, also wenn der Positionsregler 28 arbeitet, oder erst am Ende, nachdem der Positionsregler 28 die Abweichung des Istwerts vom Sollwert möglichst minimiert hat.
  • Da das Rückmeldesignal nur dann ausgesandt wird, wenn die Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position zu groß ist, erfolgt keine ständige bzw. dauerhafte Rückmeldung des Stellelements 12 an die Steuerung 14, wie bei einer Wegrückmeldung. Aufgrund dessen lässt sich der Kanal, über den die Rückmeldung erfolgt, einfacher ausbilden bzw. reicht der ohnehin vorhandene, einfach ausgebildete Diagnosekanal 20 aus, der üblicherweise genutzt wird, um Diagnosesignale an die Steuerung 14 zu übertragen.
  • Sofern einmal eine ungültige Position übermittelt worden ist, kann die Steuerung eine neue Sollwertvorgabe an das Stellelement 12 übermitteln.
  • Sofern die Sollwertvorgabe entsprechend 2 korrekt umgesetzt worden ist, kann wiederum über den Diagnosekanal 20 eine Meldung an die Steuerung 14 erfolgen, wonach die vorgegebene Sollwertvorgabe nun korrekt umgesetzt wurde. Die entsprechende, in der Steuerung 14 hinterlegte Position kann somit wieder als korrekt angenommen und für weitere Berechnungen bzw. Prozesse verwendet werden. Dieser Vorgang entspricht einer Heilung der zuvor ungültigen Position, was ebenfalls über den Diagnosekanal 20 gemeldet wird.
  • Dementsprechend wird ein Stellelement 12, ein System 10 sowie ein Verfahren bereitgestellt, mit denen in einfacher und in kostengünstiger Weise die Position des Stellelements 12 verstellt und überwacht werden kann, da der virtuelle Positionssensor 22 nur im Fehlerfall ein Rückmeldesignal generiert und übermittelt, wobei zur Übertragung des Rückmeldesignals der kostengünstige Diagnosekanal 20 ausreicht.

Claims (10)

  1. System (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Stellelement (12), einer Steuerung (14) und einem virtuellen Positionssensor (22), der einen ersten Trajektoriengenerator (24) im Stellelement (12) und einen zweiten Trajektoriengenerator (36) in der Steuerung (14) umfasst, die jeweils eingerichtet sind, eine Trajektorie zu generieren.
  2. System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (12) einen Stellelementeingang (32) aufweist, der eingerichtet ist, eine Sollwertvorgabe zu empfangen, um die Trajektorie aufgrund der Sollwertvorgabe zu generieren.
  3. System (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (12) einen Stellelementausgang (34) aufweist, der eingerichtet ist, ein Rückmeldesignal des Stellelements (12) an die mit dem Stellelement (12) gekoppelte Steuerung (14) zu übertragen.
  4. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (12) eine Steuerungseinheit (26) und/oder einen Positionsregler (28) aufweist, wobei die Steuerungseinheit (26) und/oder der Positionsregler (28) eingerichtet sind bzw. ist, eine Abweichung der tatsächlichen Position von der vom ersten Trajektoriengenerator (24) erzeugten Trajektorie zu erfassen und zu minimieren, insbesondere wobei die Steuerungseinheit (26) oder der Positionsregler (28) eingerichtet ist, das Rückmeldesignal zu generieren und auszugeben, vorzugsweise wenn die Abweichung zu groß ist.
  5. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (14) eingerichtet ist, eine Sollwertvorgabe zu generieren, und das Stellelement (12) eingerichtet ist, die von der Steuerung (14) generierte Sollwertvorgabe zu empfangen und umzusetzen.
  6. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Trajektoriengenerator (36) eingerichtet ist, eine Trajektorie aufgrund der Sollwertvorgabe zu generieren, vorzugsweise wobei der erste Trajektoriengenerator (24) und der zweite Trajektoriengenerator (36) gleich ausgebildet sind.
  7. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (14) einen Steuerungseingang (42) aufweist, der mit einem Stellelementausgang (34) des Stellelements (12) über einen Diagnosekanal (20) gekoppelt ist, insbesondere wobei das Stellelement (12) eingerichtet ist, ein Rückmeldesignal über den Stellelementausgang (34) an die Steuerung (14) auszugeben, vorzugsweise wenn eine Abweichung der tatsächlichen Position des Stellelements (12) von der vom ersten Trajektoriengenerator (24) erzeugten Trajektorie zu groß ist.
  8. Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements (12) und Ermittlung der Position des Stellelements (12), mit einem System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: a) Erzeugen einer Sollwertvorgabe durch die Steuerung (14), b) Empfangen der Sollwertvorgabe durch das Stellelement (12), c) Generieren einer Trajektorie durch das Stellelement (12), insbesondere durch den ersten Trajektoriengenerator (24), d) Ausführen der generierten Trajektorie, und e) Generieren einer Trajektorie durch die Steuerung (14), insbesondere durch einen zweiten Trajektoriengenerator (36) in der Steuerung (14).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom ersten Trajektoriengenerator (24) erzeugte Trajektorie als Sollwert für das Stellelement (12) herangezogen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückmeldesignal vom Stellelement (12) über einen Diagnosekanal (20) an die Steuerung (14) übertragen wird, wenn die tatsächliche Position des Stellelements (12) unterhalb oder oberhalb eines Schwellwerts ist, insbesondere wobei das Rückmeldesignal nur dann übertragen wird.
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DE3931455A1 (de) 1989-09-21 1991-04-04 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur steuerung der luftzufuhr einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs
DE60112757T2 (de) 2000-06-09 2006-03-30 Fisher Controls International Llc Steck- und sitzpositionierungssystem für steuerungsanwendungen
DE102013113684A1 (de) 2013-06-14 2014-12-18 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Sensormehrfachnutzung in betätigungssystemen mit aktuatoren aus aktivem material

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