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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren
und von einer Vorrichtung zur Regelung der Stellung eines Stellelementes
nach der Gattung der unabhängigen
Ansprüche
aus.
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Es sind bereits Verfahren zur Regelung
der Stellung eines als Drosselklappe, als Ladungsbewegungsklappe
oder als Abgasrückführungsventil
ausgebildeten Stellelementes bekannt, wobei die Stellung des Stellelementes
innerhalb eines Verstellbereichs einem Sollwert nachgeführt wird
und wobei der Verstellbereich durch mindestens einen Anschlag für das Stellelement
begrenzt wird.
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Für
die Stellung solcher Stellelemente wird in einem Kraftfahrzeug oftmals
eine digitale Regelung eingesetzt, die vom Motorsteuergerät durchgeführt wird.
Dabei werden beispielsweise die folgenden beiden Verfahren verwendet:
In
einem ersten Verfahren muss für
die Regelung der Stellung des Stellelementes eine ausreichend hohe Abtastrate
gewährleistet
sein. Um eine Beschädigung
der Stellelemente zu vermeiden, muss verhindert werden, dass die
mechanischen Anschläge
angefahren werden. Dazu wird der Verstellbereich mit Hilfe eines
Offsets eingeschränkt.
Für die
beschriebenen Systeme mit hoher Abtastrate kann in der Regel der
Offset gering gewählt
werden, da die Auslegung der Regelung so gewählt werden kann, dass nur Überschwinger
mit geringer Amplitude auftreten.
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In einem zweiten Verfahren, in dem
die digitale Regelung der Stellung des Stellelementes mit einer
im Vergleich zum ersten Verfahren geringeren Abtastrate zu Einsparung
von Laufzeit durchgeführt wird,
und das Stellelement nicht mit hoher Dynamik bewegt werden muss,
wird meist eine Sollwertänderungsbegrenzung
verwendet. Auf diese Weise werden Überschwinger weitgehend unterdrückt.
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Vorteile der
Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Regelung der Stellung eines Stellelementes mit den Merkmalen
der unabhängigen
Ansprüche
haben demgegenüber
den Vorteil, dass geprüft
wird, ob der Abstand zwischen dem Sollwert für die Stellung des Stellelementes
und dem mindestens einen Anschlag einen ersten vorgegebenen Wert
unterschreitet und dass nur in diesem Fall eine Änderung des Sollwertes begrenzt
wird. Auf diese Weise kann die Sollwertänderungsbegrenzung auf den
oder die gefährdeten
Bereiche beschränkt werden,
in denen möglichst
keine Überschwinger auftreten
dürfen
oder in denen eine bestimmte Verfahrgeschwindigkeit bei der Stellung
des Stellelementes nicht überschritten
werden darf, um ein Anfahren des mindestens einen Anschlages durch
das Stellelement und damit gegebenenfalls eine Beschädigung des
Stellelementes zu verhindern. Damit können dann zwar Überschwinger
bei der Regelung des Stellelementes auftreten, die aber nicht in
den genannten gefährdeten
Bereichen stattfinden und somit nicht zu einer Beschädigung des
Stellelementes führen.
Durch das Einsparen der Sollwertänderungsbegrenzng
in nicht gefährdeten
Bereichen im oben beschriebenen zweiten Verfahren lässt sich
eine schnellere Änderung
des Sollwertes für
die Stellung des Stellelementes mit hoher Dynamik realisieren und
damit die Regelung der Stellung des Stellelementes beschleunigen.
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Ferner ist durch die Sollwertänderungsbegrenzung
in den gefährdeten
Bereichen im Vergleich zum ersten genannten Verfahren kein Offset
zwischen dem mindestens einen Anschlag und dem Beginn des Verstellbereichs
erforderlich oder kann minimiert werden. Dies ist besonders für Systeme
von Vorteil, bei denen durch die Stellung des Stellelementes eine
Durchflussmenge gesteuert werden soll und zur Erzielung einer minimalen
Durchflussmenge das Stellelement möglichst nahe an den mindestens
einen mechanischen Anschlag gefahren werden muss. Dies ist beispielsweise
zur Reduzierung der Leckluft mittels eines als Drosselklappe in
einem Fahrzeug ausgebildeten Stellelementes von Vorteil. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
wird dabei gewährleistet,
dass das Stellelement ausreichend langsam und damit bauteilschonend
in Richtung zum mindestens einen mechanischen Anschlag gefahren
wird.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, dass eine Begrenzung der Änderung
des Sollwertes aufgehoben wird, wenn der Abstand zwischen dem Sollwert
für die
Stellung des Stellelementes und dem mindestens einen Anschlag größer wird. Auf
diese Weise kann die Sollwertänderungsbegrenzung
auch in den genannten gefährdeten
Bereichen außer
Kraft gesetzt werden, wenn sich der Sollwert für die Stellung des Stellelementes
in Richtung aus dem jeweiligen gefährdeten Bereich bewegt, da
in diesem Fall nicht mit einer Kollision des Stellelementes mit
dem mindestens einen Anschlag gerechnet werden muss. Auf diese Weise
lässt sich
ein Dynamikgewinn für
die Änderung
des Sollwertes und damit eine Beschleunigung der Regelung der Stellung des
Stellelementes auch in dem oder den gefährdeten Bereichen realisieren.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass der Sollwert mit Erreichen des ersten vorgegebenen Wertes durch
den Abstand zwischen dem Sollwert und dem mindestens einen Anschlag
festgehalten wird, solange der Abstand zwischen einem Istwert für die Stellung
des Stellelementes und dem mindestens einen Anschlag den ersten
vorgegebenen Wert überschreitet
und das nach Erreichen oder Unterschreiten des ersten vorgegebenen
Wertes durch den Abstand des Istwertes vom mindestens einen Anschlag der änderungsbegrenzte
Sollwert vorgegeben wird. Auf diese Weise wird der Vorteil bewirkt,
das Überschwinger
des Istwertes für
die Stellung des Stellelementes aufgrund der Trägheit des Stellelementes zuverlässig durch
die Änderungsbegrenzung
des Sollwertes für
die Stellung des Stellelementes unterdrückt werden.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein
Blockschaltbild für
eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2 einen
Ablaufplan für
das erfindungsgemäße Verfahren,
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3 einen
Verlauf für
die Begrenzung der Verfahrgeschwindigkeit bei der Änderung
des Sollwertes für
die Stellung eines Stellelementes über dem Abstand zwischen dem
Sollwert für
die Stellung des Stellelementes und mindestens einem Anschlag für das Stellelement
und
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4 ein
Stellelement mit zwei mechanischen Anschlägen.
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5a zeigt
einen beispielhaften Verlauf für den
Sollwert für
die Stellung des Stellelementes und einen daraus resultierenden
Istwert für
die Stellung des Stellelementes mit einem Überschwinger.
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5b zeigt
einen weiteren beispielhaften Verlauf für den Sollwert für die Stellung
des Stellelementes und den resultierenden Verlauf des Istwertes für die Stellung
des Stellelementes ohne Überschwinger.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In 1 kennzeichnet
35 eine Vorrichtung zur Regelung der Stellung eines Stellelementes 1. Dabei
sind Mittel 15 zur Annäherung
der Stellung des Stellelementes 1 innerhalb eines Verstellbereichs
an einen Sollwert vorgesehen. Die Mittel 15 können dabei
beispielsweise als Regler ausgebildet sein, die einen Istwert für die Stellung
des Stellelementes 1 dem Sollwert innerhalb des Verstellbereichs
des Stellelementes 1 nachführen. Dabei ist mindestens
ein Anschlag für
das Stellelement 1 vorgesehen, der den Verstellbereich
des Stellelementes begrenzt. Das Stellelement 1 kann maximal
bis zu dem mindestens einen Anschlag gefahren werden. Eine Verstellung des
Stellelementes über
den mindestens einen Anschlag hinaus ist nicht möglich. Bei dem mindestens einen
Anschlag kann es sich beispielsweise um einen mechanischen Anschlag
handeln.
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In 4 ist
ein Beispiel für
ein solches Stellelement 1 dargestellt. Beim Stellelement 1 kann
es sich beispielsweise um eine Drosselklappe, eine Ladungsbewegungsklappe,
um ein Abgasrückführungsventil
oder dergleichen in einem Fahrzeug handeln. Gemäß 4 sind beispielhaft ein erster Anschlag 25 und
ein zweiter Anschlag 30 gezeigt. Gemäß dem Beispiel nach 4 ist das Stellelement 1 um
eine Mittelachse 40 drehbar gelagert.
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Dabei soll im Folgenden beispielhaft
angenommen werden, dass es sich beim Stellelement 1 um
eine Drosselklappe in einem Saugrohr 45 einer Brennkraftmaschine
handelt. Dabei stellt der erste Anschlag 25 einen unteren
und der zweite Anschlag 30 einen oberen Anschlag im Saugrohr 45 dar.
Der untere Anschlag 25 wird immer angefahren. Der zweite,
obere Anschlag 30, ist i.d.R. auch immer vorhanden, wird
aber meist nicht angefahren oder der Abstand ist sehr groß.
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Die Vorrichtung 35 umfasst
im Blockschaltbild nach 1 außerdem eine
Erfassungsvorrichtung 50 für die Erfassung des Istwertes
der Stellung des Stellelementes 1. Der von der Erfassungsvorrichtung 50 erfasste
Istwert wird dem Regler 15 als Eingangsgröße zugeführt. Als
weitere Eingangsgröße wird
dem Regler 15 der Sollwert für die Stellung des Stellelementes 1 zugeführt. Die
Stellung des Stellelementes 1 wird durch ein Ausgangssignal
des Reglers 15 elektronisch im Verstellbereich des Stellelementes 1 eingestellt.
Dabei wird das Ausgangssignal des Reglers 15 in Abhängigkeit
der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert derart gebildet,
dass die Stellung des Stellelementes 1 dem Sollwert beispielsweise
im Sinne einer minimalen Regelabweichung nachgeführt wird. Der Sollwert wird
dem Regler 15 über
einen Schalter 55 zugeführt.
Der Schalter 55 wird durch eine Steuerung 20 gesteuert. Der
Sollwert ist dem Regler 15 über einen Sollwerteingang 60 und
der Istwert über
einen Istwerteingang 65 zugeführt. Über den Schalter 55 ist
der Sollwerteingang 60 entweder mit einem Ausgang eines Filter 5,
beispielsweise eines Tiefpasses oder mit einem Sollwertspeicher 70 verbindbar.
Der Sollwertspeicher 70 kann dabei mit einer in 1 nicht dargestellten Motorsteuerung
in Verbindung stehen, die den Sollwert für die Stellung des Stellelementes 1 vorgibt
und im Sollwertspeicher 70 ablegt. Dabei kann der Sollwert
von der Motorsteuerung beispielsweise in Abhängigkeit eines Fahrerwunschmomentes
vorgegeben werden. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden,
dass es sich bei dem Filter 5 um einen Tiefpass handelt.
Dem Tiefpass 5 wird aus einem Zeitkonstantenspeicher 80 eine
Zeitkonstante zugeführt.
Außerdem
wird dem Tiefpass 5 über
einen Grenzwertspeicher 75 ein Grenzwert zugeführt, mit
dem der Tiefpass 5 initialisiert werden kann. Die Initialisierung
des Tiefpasses 5 erfolgt durch ein Steuersignal seitens
der Steuerung 20. Der Grenzwert aus dem Grenzwertspeicher 75 ist
auch der Steuerung 20 zugeführt. Der Sollwert aus dem Sollwertspeicher 70 ist
dem Tiefpass 5 als zu filterndes Eingangssignal sowie der
Steuerung 20 zugeführt.
Der Steuerung 20 ist außerdem aus einem Vorgabewertspeicher 85 ein
erster vorgegebener Wert S1 zugeführt.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung
gemäß 1 wird im Folgenden anhand
des Ablaufplans in 2 beispielhaft
erklärt.
Nach dem Start des Programms wird bei einem Programmpunkt 100 von
der Steuerung 20 geprüft,
ob ein Steuersignal an den Schalter 55 abgegeben wird zur
Verbindung des Ausgangs des Tiefpasses 5 mit dem Sollwerteingang 60 des
Reglers 15. Ist dies der Fall, so wird in der Steuerung 20 davon
ausgegangen, dass der Ausgang des Tiefpasses 5 mit dem
Sollwerteingang 60 über den
Schalter 55 verbunden ist und damit eine Sollwertänderungsbegrenzung
aktiv ist. In diesem Fall wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
Bei aktiver Sollwertänderungsbegrenzung wird
die Änderung
des Sollwertes durch die Filterwirkung des Tiefpasses 5 begrenzt
und ein Überschwingen
des Stellelementes bei der Regelung weitgehend vermieden.
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Bei Programmpunkt 115 ist
die Sollwertänderungsbegrenzung
nicht aktiv und der Schalter 55 von der Steuerung 20 derart
angesteuert, dass er den Sollwertspeicher 70 mit dem Sollwerteingang 60 direkt
verbindet. Bei Programmpunkt 115 ermittelt die Steuerung 20 einen
ersten Abstand zwischen dem Sollwert für die Stellung des Stellelementes 1 und dem
ersten Anschlag 25 und einen zweiten Abstand zwischen dem
Sollwert für
die Stellung des Stellelementes 1 und dem zweiten Anschlag 30.
Aufgrund der Punktsymmetrie zur Mittelachse 40 der in 4 gezeigten Anordnung soll
im Folgenden beispielhaft angenommen werden, dass der erste Abstand
und der zweite Abstand im Wesentlichen gleich groß sind, so
dass im Folgenden lediglich von einem einzigen Abstand die Rede
sein soll. Bei Programmpunkt 115 prüft die Steuerung 20 nun,
ob der Abstand betragsmäßig den
ersten vorgegebenen Wert S1 unterschreitet. Ist dies der Fall, so
wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt, andernfalls
wird das Programm verlassen. Bei Programmpunkt 120 veranlasst
die Steuerung 20 eine Ansteuerung des Schalters 55 derart,
dass er den Ausgang des Tiefpasses 5 mit dem Sollwerteingang 60 verbindet.
Außerdem veranlasst
die Steuerung 20 die Initialisierung des Tiefpasses 5 mit
dem Grenzwert aus dem Grenzwertspeicher 75. Dabei stellt
der Grenzwert eine Stellung des Stellelementes 1 dar, die
um den ersten vorgegebenen Wert S1 vom entsprechenden Anschlag 25, 30 beabstandet
ist. Bei Umschaltung des Schalters 55 zur Verbindung des
Ausgangs des Tiefpasses 5 mit dem Sollwerteingang 60 wird
somit bei etwa gleichzeitiger Initialisierung des Tiefpasses 5 zunächst der Grenzwert
aus dem Grenzwertspeicher 75 als Sollwert dem Sollwerteingang 60 zugeführt. Anschließend wird
der Ausgang 95 des Tiefpasses 5 dem am Filtereingang 90 des
Tiefpasses 5 anliegenden Sollwert aus dem Sollwertspeicher 70 durch
Tiefpassfilterung mit der Zeitkonstanten aus dem Zeitkonstantenspeicher 80 angenähert und über den
Schalter 55 dem Sollwerteingang 60 des Reglers 15 zugeführt. Anschließend wird
das Programm verlassen.
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Auf diese Weise lässt sich die Sollwertänderungsbegrenzung
mittels des Tiefpasses 5 auf die Bereiche beschränken, in
denen der Abstand zwischen dem Sollwert aus dem Sollwertspeicher 70 und
dem jeweiligen Anschlag 25, 30 kleiner als der erste
vorgegebene Wert S1 ist. Bei geeigneter Wahl des ersten vorgegebenen
Wertes S1 lässt
sich damit die Sollwertänderungsbegrenzung
auf einen anschlagnahen Bereich beschränken, so dass in diesem Bereich Überschwinger
bei der Regelung der Stellung des Stellelementes 1 weitgehend
vermieden werden können.
Somit kann ein Anfahren der Anschläge 25, 30 durch
das Stellelement 1 und damit eine Beschädigung des Stellelementes 1 verhindert werden.
Außerhalb
des durch den ersten vorgegebenen Wert S1 festgelegten anschlagsnahen
Bereiches hingegen lässt
sich der Sollwert ohne Sollwertänderungsbegrenzung
und damit ohne Dynamikverlust vorgeben und die Regelung der Stellung
des Stellelementes 1 beschleunigen. Durch die im genannten anschlagsnahen
Bereich durchgeführte
Sollwertänderungsbegrenzung
kann in diesem Bereich auf einen Offset zwischen dem jeweiligen
Anschlag 25, 30 und dem Beginn des Verstellbereichs
verzichtet werden oder ein solcher Offset auf ein Minimum reduziert werden,
weil wie beschrieben in diesem Bereich das Auftreten von Überschwingern
bei der Nachführung des
Stellelementes 1 weitgehend vermieden wird.
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Bei Programmpunkt 105 prüft die Steuerung 20,
ob sich der Abstand zwischen dem Sollwert aus dem Sollwertspeicher 70 und
dem jeweiligen Anschlag 25, 30 gegenüber dem
zuvor ermittelten Abstand vergrößert. Ist
dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt,
andernfalls wird das Programm verlassen.
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Bei Programmpunkt 110 veranlasst
die Steuerung 20 ein Umschalten des Schalters 55 derart, dass
der Sollwertspeicher 70 wieder direkt mit dem Sollwerteingang 60 des
Reglers 15 verbunden wird und die Sollwertänderungsbegrenzung
durch den Tiefpass 5 damit aufgehoben bzw. deaktiviert
wird. Somit kann die im beschriebenen anschlagsnahen Bereich durchgeführte Sollwertänderungsbegrenzung
wieder aufgehoben werden, wenn sich der Sollwert für die Stellung
des Stellelementes 1 wieder von jeweiligen Anschlag 25, 30 entfernt
und damit eine Kollision mit den Anschlägen 25, 30 durch
das Stellelement 1 nicht droht. Die Sollwertänderungsbegrenzung
wird dabei selbst dann aufgehoben, wenn der sich vom jeweiligen
Anschlag 25, 30 entfernende Sollwert immer noch
im durch den ersten vorgegebenen Wert S1 definierten anschlagsnahen
Bereich befindet, d.h. sein Abstand vom jeweiligen Anschlag 25, 30 betragsmäßig kleiner
als der erste vorgegebene Wert S1 ist. Auf diese Weise kann auch
im beschriebenen anschlagsnahen Bereich ein Dynamikgewinn für den Sollwert
und damit eine Beschleunigung der Regelung der Stellung des Stellelementes 1 erzielt werden,
wenn ein Anfahren der Anschläge 25, 30 durch
das Stellelement 1 ausgeschlossen werden kann.
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Nach dem Programmende kann das Programm
beliebig oft erneut durchlaufen werden.
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Gemäß 1 wird die Sollwertänderungsbegrenzung anhand des
Tiefpasses 5 realisiert. Die Erfindung ist aber nicht auf
einen Tiefpass zur Realisierung der Sollwertänderungsbegrenzungsfunktion beschränkt. Vielmehr
können
beliebige Sollwertänderungsbegrenzungsfunktionen
zum Einsatz kommen. 3 zeigt
dafür ein
weiteres Beispiel. In 3 ist
ein Verlauf 10 einer vorgegebenen Verfahrgeschwindigkeit
v über
dem Abstand s zwischen dem Sollwert und dem jeweiligen Anschlag 25, 30 dargestellt.
Dabei steigt der Verlauf 10 im Beispiel nach 3 vom Abstand s = 0 bis
zum ersten vorgegebenen Wert s = S1 linear von der Verfahrgeschwindigkeit
v = 0 bis zu einer ersten vorgegebenen Verfahrgeschwindigkeit v
= V1 an. Das bedeutet, dass die Verfahrgeschwindigkeit v für den Sollwert
mit abnehmendem Abstand zum jeweiligen Anschlag 25, 30 linear
gegen Null geht, so dass der Sollwert mit abnehmendem Abstand zum
jeweiligen Anschlag 25, 30 immer weniger verändert werden
darf, so dass Überschwinger
bei der Nachführung
des Stellelementes 1 immer stärker unterdrückt werden.
An Stelle des in 3 dargestellten
linearen Verlaufs 10 für
die vorgegebene Verfahrgeschwindigkeit kann auch ein nicht linearer
Verlauf gewählt
werden. Dieser kann ebenfalls für
den Abstand s = 0, mit der Verfahrgeschwindigkeit v = 0 beginnend
und für
zunehmende Abstände
s ansteigend, zumindest größer 0 sein.
Bei dem in 3 dargestellten
linearen Verlauf 10 für
die vorgegebene Verfahrgeschwindigkeit handelt es sich beispielhaft
um eine Rampenfunktion. Die Verfahrgeschwindigkeit v ist in 3 beispielhaft für eine Änderung
des Sollwertes in Richtung des jeweiligen Anschlags 25, 30 dargestellt,
da in umgekehrter Richtung, wie beschrieben, auf eine Sollwertänderungsbegrenzung
verzichtet werden kann. Die Verfahrgeschwindigkeit v ist gemäß 3 auch nur bis maximal zum
Abstand s = S1 vorgegeben, da für
größere Abstände die Sollwertänderungsbegrenzung
erfindungsgemäß deaktiviert
sein soll. Die Begrenzung der Änderung
des Sollwerts durch die vorgegebene Verfahrgeschwindigkeit kann
ausgehend von dem Ausführungsbeispiel
nach 1 anstelle der
dort beschriebenen Tiefpassfunktion durchgeführt werden, wobei in diesem
Fall eine Zuführung
der Zeitkonstanten und des Grenzwertes nicht erforderlich ist. Überschwinger
müssen
also nicht unbedingt vermieden werden, da man einen genügend großen Abstand zum
jeweiligen Anschlag 25, 30 hat. Durch die Rampe
wird dann die Regelung so verlangsamt, dass es nicht mehr zu Überschwingern
kommt. Die Ansteuerung des Schalters 55 durch die Steuerung 20 erfolgt dabei
beispielsweise in der gemäß dem Ablaufplan nach 2 beschriebenen Weise. Eine
zusätzliche Initialisierung
der Sollwertänderungsbegrenzungsfunktion
mit vorgegebener Verfahrgeschwindigkeit durch die Steuerung 20 im
anschlagsnahen Bereich ist nicht erforderlich, da die Begrenzungswirkung
mit Umlegen des Schalters 55 zur Verbindung des Ausgangs
der Sollwertänderungsbegrenzungsfunktion mit
dem Sollwerteingang 60 einsetzt. Der mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnete
Block in 1 kann somit
allgemein eine beliebige Sollwertänderungsbegrenzungsfunktion
mit dem Eingang 90 und dem Ausgang 95 darstellen,
wobei gemäß den hier beschriebenen
Beispielen der Block 5 als Tiefpass oder als Sollwertänderungsbegrenzungsfunktion
mit vorgegebener Verfahrgeschwindigkeit ausgebildet sein kann.
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Die Erfindung wurde am Beispiel eines
Stellelementes mit zwei Anschlägen 25, 30 beschrieben. Sie
ist in entsprechender Weise auch für ein Stellelement mit nur
einem Anschlag oder mehr als zwei Anschlägen anwendbar, wobei es dann
entsprechend nur einen anschlagsnahen Bereich bzw. mehr als zwei
anschlagsnahe Bereiche in der entsprechenden Weise zu berücksichtigen
gilt.
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In 5a ist
der Verlauf des Abstandes A des Sollwertes für die Stellung des Stellelementes 1 vom
ersten Anschlag 25 in Diagrammform gestrichelt dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 205 gekennzeichnet. Dabei wird über der
Ordinate der Abstand A zwischen der Stellung des Stellelementes 1 und dem
ersten Anschlag 25 aufgetragen und über der Abszisse die Zeit t.
Zum Zeitpunkt t = 0 befindet sich der Sollwert am zweiten Anschlag 30.
Vom Zeitpunkt t = 0 an sinkt der Abstand A des Sollwertes zum ersten
Anschlag 25 bis auf den ersten vorgegebenen Wert S1 ab.
Nach Erreichen des ersten vorgegebenen Wertes S1 sinkt dann der
Abstand zwischen dem Sollwert und dem ersten Anschlag 25 in
seiner Änderung
begrenzt mit geringer werdender Steigung ab und geht gegen 0. In 5a ist außerdem der
Abstand zwischen einem Istwert für
die Stellung des Stellelementes 1 und dem ersten Anschlag 25 in
gepunkteter Form dargestellt und mit dem Bezugszeichen 200 gekennzeichnet.
Aufgrund der Regelung der Stellung des Stellelementes 1 folgt
der Verlauf des Abstandes zwischen dem Istwert und dem ersten Anschlag 25 dem
Verlauf des Abstandes zwischen dem Sollwert und dem ersten Anschlag 25 mit
einer gewissen Zeitverzögerung
nach. Aufgrund der Trägheit
des Stellelementes 1 wird dabei die Änderungsbegrenzung des Sollwertes
vom Istwert ebenfalls mit Zeitverzögerung nachvollzogen, so dass
es zunächst zu
einem Überschwinger
des Abstandes zwischen dem Istwert und dem ersten Anschlag 25 kommt, wenn
die Änderung
des Sollwertes begrenzt wird, wie in 5a dargestellt.
Ein solcher Überschwinger
ist unbedingt zu vermeiden, um eine Beschädigung des Stellelementes 1 und
des ersten Anschlages 25 zu vermeiden. Deshalb wird gemäß 5b, in der gleiche Bezugszeichen
gleiche Elemente kennzeichnen wie in 5a,
der Sollwert für
die Stellung des Stellelementes 1 festgehalten, sobald
der Abstand zwischen dem Sollwert und dem ersten Anschlag 25 den ersten
vorgegebenen Wert S1 ausgehend von größeren Werten erreicht. Eine
weitere Annäherung
des Sollwertes für
die Stellung des Stellelementes 1 an den ersten Anschlag 25 erfolgt
dann erst zu dem Zeitpunkt, zu dem der Abstand zwischen dem Istwert
und dem ersten Anschlag 25 ausgehend von größeren Werten
ebenfalls den ersten vorgegebenen Wert S1 erreicht. Von diesem Zeitpunkt
an wird dann der Sollwert änderungsbegrenzt
also mit geringer werdender Steigung an den ersten Anschlag 25 herangeführt, so dass
der Istwert dem Sollwert ohne nennenswerte Zeitverzögerung in
der genannten Regelung erfolgen kann und Überschwinger des Istwertes
für die
Stellung des Stellelementes 1 vermieden werden.