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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Servolenkungssysteme und insbesondere auf ein Verfahren, das dazu ausgelegt ist, eine Position einer Zahnstange auf einen Positionssollwert zu regeln.
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Der Zweck eines Lenksystems eines Fahrzeugs besteht darin, es einem Fahrer zu ermöglichen, eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs zu steuern, indem er eine Kraft auf ein Lenkrad ausübt.
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Im Allgemeinen umfasst ein Lenksystem mehrere Elemente, darunter das mit einer Lenksäule verbundene Lenkrad, eine Zahnstange und zwei Räder, die jeweils mit einer Spurstange verbunden sind. Die Zahnstange ist das Bauteil, das die Verbindung des Lenkrads über die Lenksäule mit den Rädern über die Spurstangen ermöglicht; das heißt, dass die Zahnstange die vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübten Kräfte in eine Drehung der Räder des Fahrzeugs umwandelt. Genauer gesagt führt die Zahnstange eine geradlinige Bewegung zwischen einer neutralen Position, in der das sich bewegende Fahrzeug eine geradlinige Bahn ausführt und einer rechten Position bzw. einer linken Position aus, in der das Fahrzeug eine gekrümmte Bahn nach rechts bzw. nach links ausführt. Als nächstes wird eine Position der Zahnstange als die in Millimetern gemessene Länge der Mitte der Zahnstange in Bezug auf die neutrale Position definiert.
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Ein elektrisches Servolenkungssystem eines Fahrzeugs verwendet einen Hilfsmotor, der von einem Lenkrechner gesteuert wird, insbesondere um die Kraft zu reduzieren, die vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebracht werden muss, um die Räder des Fahrzeugs zu drehen. Basierend auf den auf das Lenkrad ausgeübten Kräften, d.h. dem Lenkraddrehmoment, übt der Hilfsmotor eine Unterstützungskraft, d.h. ein Motordrehmoment, auf die Zahnstange aus, um die Räder zu drehen.
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Das Servolenkungssystem kann auch eine Fahrassistenzfunktion umfassen, wie etwa eine Parkassistenzfunktion („City Park“) oder eine Fahrspurhalteassistenzfunktion („Lane Keeping“). Diese Funktion regelt automatisch die Bewegungsbahn, im Folgenden als tatsächliche Bewegungsbahn bezeichnet, des Fahrzeugs. Mit anderen Worten bestimmt die Fahrassistenzfunktion eine Referenzbahn und schreibt vor, dass die tatsächliche Bewegungsbahn des Fahrzeugs nahe an der Referenzbahn bleibt.
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Die tatsächliche Bewegungsbahn des Fahrzeugs wird durch die Fahrassistenzfunktion vorgeschrieben, indem die Position der Zahnstange auf einen von der Referenzbahn abhängigen Positions-Sollwert geregelt wird. Auf diese Weise wird die tatsächliche Bewegungsbahn des Fahrzeugs nahe an der Referenzbahn gehalten.
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Es gibt ein bekanntes Verfahren 1', dargestellt in 1, das es ermöglicht, eine solche Servoregelung auszuführen, die Folgendes umfasst:
- - einen Positionsservoregelungsschritt 2', in dem der Lenkrechner einen Motordrehmomentsollwert TCM gemäß dem Positionssollwert TX und der Zahnstangenposition XS bestimmt;
- - einen Manövrierschritt 3, in dem der Hilfsmotor ein Motordrehmoment CM auf die Zahnstange S gemäß dem Motordrehmomentsollwert TCM ausübt.
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Ein derartiges Verfahren 1' hat eine Regelung der Position XS der Zahnstange S. Mit anderen Worten modifiziert das Verfahren die Position XS der Zahnstange S mittels des Motordrehmoments CM des Hilfsmotors solange die Position XS der Zahnstange S ungleich dem Positionssollwert TX ist. Somit ermöglicht das Verfahren 1' das Halten der tatsächlichen Bewegungsbahn des Fahrzeugs mittels der Regelung der Position XS der Zahnstange S nahe an der Referenzbahn, die durch den Positionssollwert TX angegeben ist.
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Eine dynamische Reaktion des Lenksystems hängt unmittelbar von Änderungen einer Struktur in der Umgebung des Lenksystems ab, insbesondere des Gewichts und eines Zustands der Fahrbahnoberfläche des Fahrzeugs. Die dynamische Reaktion des Fahrzeugs hängt von den kinematischen Beanspruchungen ab, die auf das Fahrzeug einwirken.
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Mit dem obigen Verfahren 1' und abhängig von der Struktur der Umgebung des Lenksystems kann eine plötzliche und schnelle Bewegung der Zahnstange S beobachtet werden. Dies verschlechtert das Gefühl des Fahrers und die Sicherheit des Fahrzeugs. Dieses Verfahren kann nicht mit Veränderungen der Struktur der Umgebung umgehen, ohne mindestens einen Parameter zu ändern.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, alle oder einen Teil der vorgenannten Nachteile zu überwinden, indem sie ein Verfahren zur Servoregelung der Position der Zahnstange vorschlägt, bei dem die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der Zahnstange, unabhängig von den Änderungen in der Struktur der Umgebung der Servolenkung, unter einem bestimmten Schwellenwert bleiben.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln eines Hilfsmotors eines Servolenkungssystems, wobei das Servolenkungssystem den Hilfsmotor umfasst, der ausgelegt ist ein Motordrehmoment auf eine Zahnstange aufzubringen und mindestens einen Lenkrechner, wobei das Verfahren zur Servoregelung einer Position der Zahnstange auf einen Positionssollwert ausgelegt ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- - einen Manövrierschritt, bei dem der Hilfsmotor ein Motordrehmoment auf die Zahnstange gemäß einem Motordrehmomentsollwert ausübt;
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auch umfasst:
- - einen Servoregelungsschritt, in dem der Lenkrechner einen Geschwindigkeitssollwert der Zahnstange gemäß dem Positionssollwert und der Position der Zahnstange bestimmt;
- - einen Begrenzungsschritt, in dem der Lenkrechner einen begrenzten Geschwindigkeitssollwert ausgibt, der kleiner oder gleich einer maximalen Geschwindigkeitsschwelle ist;
- - einen Regelungsschritt, in dem der Lenkrechner den Motordrehmomentsollwert gemäß dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert und einer Geschwindigkeit der Zahnstange bestimmt.
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Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren umfasst zwei ineinander verschachtelte, also kaskadierte Regelungen.
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Die erste Regelung wird durch den Servoregelungsschritt durchgeführt. Tatsächlich bestimmt der Servoregelungsschritt eine Größe, hier den Geschwindigkeitssollwert, so dass die Position der Zahnstange gleich dem Positionssollwert ist. Durch die Berücksichtigung der aktuellen Position der Zahnstange integriert der Servoregelungsschritt eine Rückmeldung des Servolenkungssystems.
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Der Servoregelungsschritt ändert den Geschwindigkeitssollwert so, dass er erzwingt, dass die Position der Zahnstange im Wesentlichen gleich dem Positionssollwert ist. Auf diese Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, eine tatsächliche Bewegungsbahn des Fahrzeugs mittels der Regelung der Position der Zahnstange nahe an der Referenzbahn zu halten, die durch den Positionssollwert angegeben ist.
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Die zweite geschlossene Regelkreis erfolgt durch den Regelungsschritt. Tatsächlich bestimmt der Regelungsschritt eine Größe, hier den Motordrehmomentsollwert, so dass die Geschwindigkeit der Zahnstange gleich dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert ist. Unter Berücksichtigung der aktuellen Geschwindigkeit der Zahnstange integriert der Regelungsschritt eine Rückmeldung der Servolenkungssystems.
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Der Regelungsschritt modifiziert den Motordrehmomentsollwert so, dass er erzwingt, dass die Geschwindigkeit der Zahnstange im Wesentlichen gleich dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert ist. Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, die Geschwindigkeit der Zahnstange nahe an dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert zu halten.
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Der Begrenzungsschritt erfordert, dass der begrenzte Geschwindigkeitssollwert gleich dem Geschwindigkeitssollwert ist, wenn der Geschwindigkeitssollwert niedriger als die maximale Geschwindigkeitsschwelle ist und gleich der maximalen Geschwindigkeitsschwelle ist, wenn der Geschwindigkeitssollwert größer oder gleich der maximalen Geschwindigkeitsschwelle ist. Mit anderen Worten erlegt der Begrenzungsschritt dem Geschwindigkeitssollwert der Zahnstange eine maximale Grenze auf, die der maximalen Geschwindigkeitsschwelle entspricht.
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Damit ist der begrenzte Geschwindigkeitssollwert der Zahnstange bekannt, reproduzierbar und einstellbar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, indem gefordert wird, dass die Zahnstangengeschwindigkeit gleich einem begrenzten Geschwindigkeitssollwert ist, dass die Zahnstange eine kontinuierliche, vorhersagbare und allmähliche Bewegung ausführt, um das Gefühl des Fahrers und die Sicherheit des Fahrzeugs zu wahren.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst der Servoregelungsschritt eine Vergleichsphase, in der eine Positionsabweichung gemäß der Position der Zahnstange und dem Positionssollwert berechnet wird, anschließend eine Korrekturphase, in der der Geschwindigkeitssollwert so bestimmt wird, dass die Positionsabweichung verringert wird.
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Die Vergleichsphase berechnet eine Positionsabweichung, beispielsweise indem die Position der Zahnstange vom Positionssollwert subtrahiert wird.
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Die Korrekturphase bestimmt einen Geschwindigkeitssollwert entsprechend der Positionsabweichung mittels eines vorgegebenen mathematischen Zusammenhangs.
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Somit ist der Servoregelungsschritt eine geschlossene Regelungsschleife.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfasst der Regelungsschritt eine Abweichungssphase, in der eine Geschwindigkeitsabweichung entsprechend der Geschwindigkeit der Zahnstange und dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert berechnet wird, dann eine Ausgleichsphase, in der der Motordrehmomentsollwert so bestimmt wird, dass die Geschwindigkeitsabweichung reduziert wird.
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Die Abweichungsphase berechnet eine Positionsabweichung, beispielsweise indem die Geschwindigkeit der Zahnstange von dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert subtrahiert wird.
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Die Ausgleichsphase ermittelt den Sollwert des Motordrehmoments entsprechend der Geschwindigkeitsabweichung mittels einer vorgegebenen mathematischen Beziehung.
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Somit ist der Regelungsschritt eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung bestimmt der Begrenzungsschritt die Höchstgeschwindigkeitsschwelle der Zahnstange gemäß mindestens einer auf das Fahrzeug ausgeübten kinematischen Beanspruchung.
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Somit ermöglicht der Begrenzungsschritt eine Anpassung des Verfahrens an eine dynamische Reaktion des Lenksystems durch Berücksichtigung mindestens einer kinematischen Beanspruchung. Das Verfahren passt sich an unterschiedliche Fahrzeuge, aber auch an Zustandsänderungen der Fahrbahnoberfläche des Fahrzeugs an.
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Der Geschwindigkeitssollwert der Zahnstange wird an die mindestens eine kinematische Beanspruchung angepasst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann an verschiedenen Fahrzeugen installiert werden, ohne es zu modifizieren, da die Änderungen des Fahrzeuggewichts und allgemeiner die Änderungen der kinematischen Beanspruchung während des Begrenzungsschritts automatisch berücksichtigt werden.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung bestimmt der Begrenzungsschritt den begrenzten Geschwindigkeitssollwert gemäß einer maximalen Beschleunigungsschwelle;
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So wird nicht nur der Geschwindigkeitssollwert begrenzt, sondern auch die maximale Beschleunigung der Zahnstange.
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Es ist möglich, eine Dynamik der Zahnstangenbewegung genau zu definieren, indem die Geschwindigkeit und die Beschleunigung begrenzt werden.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird die maximale Beschleunigungsschwelle gemäß mindestens einer auf das Fahrzeug ausgeübten kinematischen Beanspruchung bestimmt.
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Somit wird die Dynamik des Fahrzeugs gemäß mindestens einer kinematischen Beanspruchung angepasst. Das Verfahren passt sich an unterschiedliche Fahrzeuge, aber auch an Zustandsänderungen der Fahrbahnoberfläche des Fahrzeugs an.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird die Position der Zahnstange erhalten durch entweder: einen Positionssensor, eine Winkelmessung eines Lenkrads, eine mathematische Berechnung unter Verwendung einer Winkelmessung einer Welle des Hilfsmotors.
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Somit ist das Verfahren nicht durch ein Verfahren zum Bestimmen der Position der Zahnstange eingeschränkt.
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Die Erfindung wird dank der nachstehenden Beschreibung besser verständlich, die sich auf mehrere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht, die als nicht einschränkende Beispiele gegeben und unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert werden, in denen:
- [1] eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Regeln eines Hilfsmotors gemäß dem Stand der Technik;
- [2] eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Regeln eines Hilfsmotors gemäß der Erfindung;
- [3] eine schematische Darstellung einer Position der Zahnstange, einer maximalen Geschwindigkeitsschwelle und einer maximalen Beschleunigungsschwelle über der Zeit;
- [4] eine Darstellung einer Reaktion der Zahnstange auf einen Positionssollwert gemäß einer ersten Ausführungsform;
- [5] eine Darstellung einer Reaktion der Zahnstange auf einen Positionssollwert gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- [6] eine Darstellung einer Reaktion der Zahnstange auf einen Positionssollwert gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
- [7] ist eine schematische Darstellung eines Lenksystems eines Fahrzeugs.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren 1 zum Regeln eines Hilfsmotors 12 eines Servolenkungssystems 100 für ein Fahrzeug 21 und insbesondere für ein Kraftfahrzeug 21, das für den Personentransport bestimmt ist.
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Auf an sich bekannte Weise und wie in 7 gezeigt, umfasst das Servolenkungssystem 100 ein Lenkrad 30, das es einem Fahrer ermöglicht, das Servolenkungssystem 100 zu manövrieren, indem er eine Kraft auf das Lenkrad 30 ausübt.
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Das Lenkrad 30 ist vorzugsweise an einer am Fahrzeug 21 drehbar geführten Lenksäule 40 gelagert, die über ein Lenkritzel 50 mit einer Zahnstange S ineinandergreift, die ihrerseits in einem befestigten Lenkgehäuse 7 translatorisch zu dem Fahrzeug 21 geführt ist.
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Vorzugsweise ist jedes der Enden der Zahnstange S mit einer Spurstange 8, 9 verbunden, die mit dem Achsschenkel eines gelenkten Rades 10, 11 (jeweils ein linkes Rad 10 und ein rechtes Rad 11) derart verbunden ist, dass die translatorische Längsverschiebung der Zahnstange S eine Änderung des Lenkwinkels (Gierwinkel) der gelenkten Räder ermöglicht.
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Außerdem können die gelenkten Räder 10, 11 vorzugsweise auch Antriebsräder sein.
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Das Servolenkungssystem 100 umfasst auch den Hilfsmotor 12, der dazu bestimmt ist, ein Motordrehmoment CM bereitzustellen, um das Manöver des Servolenkungssystems 100 zu unterstützen.
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Der Hilfsmotor 12 ist vorzugsweise ein Elektromotor mit zwei Betriebsrichtungen und vorzugsweise ein rotierender Elektromotor des bürstenlosen Typs. Der Hilfsmotor 12 kann, ggf. über ein Untersetzungsgetriebe, entweder mit der Lenksäule 40 selbst in Eingriff kommen, um einen sogenannten „Ein-Ritzel-Mechanismus“ zu bilden, oder direkt mit der Zahnstange S in Eingriff kommen, beispielsweise durch ein zweites, vom Lenkritzel 50 verschiedenes Ritzel 13, das es der Lenksäule 40 ermöglicht, in die Zahnstange S einzugreifen, um einen sogenannten „Doppelritzelmechanismus“ zu bilden, wie in 7 dargestellt, oder auch mittels einer Kugelumlaufspindel, die mit einem entsprechenden Gewinde der besagten Zahnstange S in einem Abstand von dem Lenkritzel 50 zusammenarbeitet.
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Das Lenksystem umfasst ferner einen Lenkrechner 20, der das erfindungsgemäße Verfahren 1 umsetzt. Genauer gesagt erhält der Lenkrechner 20 die Information einer Position XS der Zahnstange S entweder mittels eines Positionssensors oder durch eine Winkelmessung θ3 des Lenkrads 30, die durch einen Winkelsensor 23 durchgeführt wird, oder durch eine mathematische Berechnung unter Verwendung einer Winkelmessung θ12 einer Welle 24 des Hilfsmotors 12.
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Das Lenksystem 100 umfasst das Regelungsverfahren 1, wie in 2 dargestellt.
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Das Verfahren 1 zur Regelung des Hilfsmotors 12 des Servolenkungssystems 100 umfasst einen Servoregelungsschritt 2, in dem der Lenkrechner 20 einen Geschwindigkeitssollwert TVS der Zahnstange S gemäß einem Positionssollwert TX und der Position XS der Zahnstange S bestimmt.
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Genauer gesagt umfasst der Servoregelungsschritt 2 eine Vergleichsphase, in der eine Positionsabweichung gemäß der Position XS der Zahnstange S und dem Positionssollwert TX berechnet wird.
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Die Vergleichsphase berechnet die Positionsabweichung durch Subtraktion der Position XS der Zahnstange S vom Positionssollwert TX.
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Dann umfasst der Servoregelungsschritt 2 eine Korrekturphase, in der der Geschwindigkeitssollwert TVS bestimmt wird, um die berechnete Positionsabweichung zu reduzieren. Der Servoregelungsschritt 2 ist also eine erste Regelung, die den Geschwindigkeitssollwert TVS so bestimmt, dass die Position XS der Zahnstange S gleich dem Positionssollwert TX ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren 1 umfasst dann einen Begrenzungsschritt, in dem der Lenkrechner einen begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL ausgibt.
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Der Geschwindigkeitssollwert TVS ist durch auf das Fahrzeug 21 ausgeübte kinematische Beanspruchung von Geschwindigkeit und Beschleunigung bedingt. Zu diesem Zweck wird der Geschwindigkeitssollwert TVS durch einen maximale Geschwindigkeitsschwellwert SVS und seine zeitliche Ableitung begrenzt, mit anderen Worten seine Beschleunigung, wird begrenzt durch einen maximalen Beschleunigungsschwellwert SAS. Der maximale Geschwindigkeitsschwellwert SVS und den maximalen Beschleunigungsschwellwert SAs hängen von mindestens einer kinematischen Beanspruchung ab.
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Das Verfahren 1 umfasst auch einen Regelungsschritt 5, in dem der Lenkrechner 20 einen Motordrehmomentsollwert TCM gemäß dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL und einer Geschwindigkeit VS der Zahnstange S bestimmt.
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Der Regelungsschritt umfasst eine Abweichungsphase, in der eine Geschwindigkeitsabweichung berechnet wird, indem die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S von dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL subtrahiert wird.
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Der Regelungsschritt umfasst auch eine Ausgleichsphase, in der der Motordrehmomentsollwert ermittelt wird, um die Geschwindigkeitsabweichung zu reduzieren.
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Der Regelungsschritt 5 entspricht einer parallel zur ersten Regelschleife angeordneten zweiten Regelung. Tatsächlich bestimmt der Regelungsschritt 5 den Motordrehmomentsollwert TCM, indem er den begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL, der der Ausgang des ersten Regelkreises ist, als Eingabe verwendet und indem er die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S verwendet, die gleichzeitig mit der Position XS des Racks S gemessen wird.
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Der Regelungsschritt 5 modifiziert den Motordrehmomentsollwert TCM, um zu erzwingen, dass die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S im Wesentlichen gleich dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL ist.
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Schließlich umfasst das Verfahren 1 einen Manövrierschritt 3, in dem der Hilfsmotor 12 das Motordrehmoment CM gemäß dem Motordrehmomentsollwert TCM auf die Zahnstange S ausübt.
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Das Verfahren 1 ist dazu ausgelegt, eine Position XS der Zahnstange S auf einen Positionssollwert TX zu regeln, was durch den Servoregelungsschritt 2 ausgeführt wird, während eine Geschwindigkeit VS der Zahnstange S auf einem Wert gehalten wird, der niedriger als ein Schwellenwert ist was durch den Begrenzungs- 4 und Regelungsschritt 5 durchgeführt wird.
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Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren 1 einerseits, eine tatsächliche Bewegungsbahn des Fahrzeugs 21 mittels der Regelung der Position XS der Zahnstange S nahe an der durch den Positionssollwert TX vorgegebenen Referenzbahn zu halten und andererseits die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S nahe dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL zu halten.
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3 veranschaulicht die Position XS der Zahnstange S, der maximale Geschwindigkeitsschwellwert SVS und der maximale Beschleunigungsschwellwert SAS gemäß der Zeit t.
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In 3 hat der Geschwindigkeitssollwert Tvs einen höheren Wert als der maximale Geschwindigkeitsschwellwert SVS und eine zeitliche Ableitung höher als der maximale Beschleunigungsschwellwert SAS. Somit bestimmt der Begrenzungsschritt 4, dass der begrenzte Geschwindigkeitssollwert TVSL einerseits durch den maximalen Geschwindigkeitsschwellwert SVS und andererseits durch den maximale Beschleunigungsschwellwert SAS eingeschränkt wird.
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In 3 ist den maximalen Beschleunigungsschwellwert SAs konstant und gleich dem Wert Amax über eine erste Dauer I, gleich dem Wert Amax über eine dritte Dauer III und gleich Null über eine zweite Dauer II, die zwischen der ersten Dauer I und der dritten Dauer III liegt. Somit ist der maximale Geschwindigkeitsschwellenwert SVS eine gerade Linie mit einem Steigungskoeffizienten, der über die erste Dauer I und die dritte Dauer III konstant ist und Null über die dritte Dauer III ist.
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Schließlich entwickelt sich die Position XS der Zahnstange langsam über die erste Dauer I und die dritte Dauer III, dann schneller über die zweite Dauer II.
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4 bis 6 veranschaulichen eine Reaktion einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren 1 geregelten Zahnstange S.
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Genauer gesagt wird in der in 4 dargestellten Reaktion der maximale Geschwindigkeitsschwellwert SVS gleich 70 mm/s gewählt und es gibt keinen bestimmten Wert für den maximalen Beschleunigungsschwellwert SAS. Zusätzlich wird durch das Verfahren ein Positionssollwert TX in Form einer Rampe vorgegeben.
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4 zeigt, dass die Position XS der Zahnstange S dem Positionssollwert TX mit einem leichten Versatz folgt, während die Geschwindigkeit VS der Zahnstange dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL mit Ausnahme von Regelüberschreitungen folgt. Der Motordrehmomentsollwert TCM verringert sich automatisch, wenn die Geschwindigkeit VS der Zahnstange den begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL überschreitet. Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren 1, dass die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S den begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL mit Ausnahme von Regelfehlern nicht überschreitet.
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In der in 5 dargestellten Antwort wird der maximale Geschwindigkeitsschwellenwert SVS gleich 20 mm/s gewählt und es gibt keinen bestimmten Wert für den maximalen Beschleunigungsschwellenwert SAS. Außerdem wird durch das Verfahren ein Positionssollwert TX in Form einer Stufe vorgegeben.
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5 zeigt, dass die Position XS der Zahnstange S dem Positionssollwert TX mit einer Steigung folgt, während die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL mit Ausnahme von Regelüberschreitungen folgt. Die Antwort der Position XS der Zahnstange S ist unabhängig von der abzufahrenden Bewegungsbahn. Die Zahnstange S erreicht den Positionssollwert TX unter Einhaltung der Beschränkung der maximalen Geschwindigkeitsschwelle SVS. Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren 1, dass die Geschwindigkeit VS der Zahnstange den begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL auch bei erheblichen zurückzulegenden Wegstrecken nicht überschreitet.
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In der in 6 dargestellten Reaktion wird der maximale Geschwindigkeitsschwellenwert SVs gleich 20 mm/s gewählt und der maximale Beschleunigungsschwellenwert SAS wird gleich 156 mm/s2 gewählt. Außerdem wird durch das Verfahren ein Positionssollwert TX in Form einer Stufe vorgegeben.
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6 zeigt, dass die Position XS der Zahnstange S dem Positionssollwert TX einer Kurve folgt, während die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S dem begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL mit Ausnahme von Regelüberschreitungen folgt. Die Zahnstange S erreicht den Positionssollwert TX unter Einhaltung der Beschränkung der maximalen Geschwindigkeitsschwelle SVS und des maximalen Beschleunigungsschwellwerts SAS, mit Ausnahme von Regelfehlern. Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren 1, dass die Geschwindigkeit VS der Zahnstange S den begrenzten Geschwindigkeitssollwert TVSL auch bei erheblicher zurückzulegender Strecke nicht überschreitet und dass die Beschleunigung der Zahnstange bis zum Abschluss der Bewegung unter der maximalen Beschleunigung bleibt.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen und in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen sind noch möglich, insbesondere im Hinblick auf die Konstruktion der verschiedenen Elemente oder durch Ersetzen durch technische Äquivalente, ohne jedoch den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
