EP1126182B1 - Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb - Google Patents

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EP1126182B1
EP1126182B1 EP20000126247 EP00126247A EP1126182B1 EP 1126182 B1 EP1126182 B1 EP 1126182B1 EP 20000126247 EP20000126247 EP 20000126247 EP 00126247 A EP00126247 A EP 00126247A EP 1126182 B1 EP1126182 B1 EP 1126182B1
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EP
European Patent Office
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circuit
setpoint
value
integrator
signal
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EP20000126247
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EP1126182A2 (de
EP1126182A3 (de
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Georg Winkes
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/008—Reduction of noise or vibration
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/09—Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor with electrical control means

Definitions

  • the invention relates to an electrically controllable actuator, in particular for hydraulic or pneumatic actuators, which are acted upon by a manually adjustable by an operator setpoint, according to the preamble of the main claim.
  • the target value specification for the hydraulic valve is usually manually realized in that the driver makes the control of the hydraulic valves by remote control by pressing appropriate controls, such as a joystick, a lever or a similar element. It is then processed via the control element read by means of an electronic setpoint by digital processing in an electronic control unit and then serves as a setpoint signal for the corresponding output stages, which feed the electromechanical transducers of the hydraulic valves.
  • This per se known electronic treatment serves to influence the static transmission properties of the actuator, e.g. for characteristic curve detection or for generating a zoom function.
  • a comparable actuator is described for example in the company publication by Götz, Lackmann, "Electrohydraulic control technology in theory and practice", 1987, Robert Bosch GmbH, pages 6 to 9 described.
  • the document DE-A-198 01 338 describes a control device for the positioning of a cylinder piston by means of a proportional valve.
  • the control device allows the damped start of an end stop.
  • the position of the piston is constantly determined and determines therefrom by differential formation, a speed and an acceleration value of the piston.
  • a deviation signal for the deviation between a desired position and the measured position is first generated.
  • this value is corrected as a function of the speed and the acceleration, thus producing a control signal for the proportional valve.
  • the amplification factors of the individual contributions of the control signal are modified.
  • Hydraulic control for compensating for position and velocity variations of hydraulically-moving machine elements due to oil pressure fluctuations is described in US-A-5 218 895.
  • the control of a hydraulic motor via a solenoid valve is modified to match the actual speed of the hydraulic motor, which is constantly being measured, with the speed setpoint. If necessary, the speed specification is calculated from a position deviation.
  • the actuator is operated via smooth operating elements
  • feedback effects can cause vibrations in the actuator.
  • the hydraulic valve is used in a vehicle wherein the predetermined function to be controlled loads the vehicle with a mechanical force and is dependent on the operation of the hydraulic valve or its timing, a change in the valve operation results in a change in the load state of the vehicle. If this, for example, the vehicle axles are loaded, it may cause a movement of the structure of the vehicle. This movement transfers to the manually operable control and causes a change in the setpoint. As a result, the cause, that is to say the force effect on the vehicle, can be further intensified and thus forms a feedback which leads to a vibration.
  • a control circuit for the tailplane control in aircraft is described in the document US-A-3 201 675.
  • a command rate limiter with an input sum point, a limiter and an integrator is connected between a control element and a servomotor which adjusts the tail.
  • the angle change rate of the tail is limited to a default value.
  • the aforementioned electrically controllable actuator with a control element for reading a setpoint in an electronic control circuit and an electromechanical converter for controlling a mechanical Actuator is advantageously designed such that the electronic control circuit includes a setpoint damping circuit with which a limitation of the adjustment speed at a setpoint change is feasible.
  • the setpoint damping circuit has a summing point circuit at the input and an integrator at the output, which together are referred to as a PT1 element (first-order delay element).
  • the summation point circuit receives at a positive input the setpoint signal of the control element and at a negative input the fed-back output signal of the downstream integrator.
  • the limiter circuit is connected between the summing point circuit and the integrator.
  • the invention it is thus possible in a simple manner to simultaneously carry out a low-pass filtering and a limitation of the maximum rate of change of the setpoint signal for setpoint damping.
  • the aforementioned modified PT1 element is used, which is implemented in the electronic control circuit.
  • the circuit components can also be realized without great additional expenditure by changing the software structure of the digital electronic control circuit, which is generally digital.
  • a logic interrogation circuit is arranged between the output of the limiter circuit and the integrator, which is acted upon at further inputs with the reference signal and the output signal of the integrator.
  • a block for influencing the setting time for example, between the summation point circuit and the limiter circuit, can also be used. Multiplication by a constant factor, can be arranged.
  • the actuators have hydraulic or pneumatic valves in mobile working machines, e.g. Stacker or similar vehicles are, in which case the digital electronic control unit can also be implemented in the circuit of the valve electronics.
  • the proposed method for setpoint attenuation is particularly advantageous because it almost completely prevents oscillations by the feedback mechanism described above, in which a change in the valve actuation leads to a change in the load state of a vehicle with an influence on the setpoint value.
  • the responsiveness to actuation of the control is very convenient for the operators of the vehicles because the reaction to intended setpoint changes occurs immediately. Limiting the adjustment speed causes critical accelerations or to avoid decelerations of the load on the vehicle and when approaching the desired set point, this is ideally achieved with decreasing speed and finite change in acceleration, ie without a jerk.
  • the damping effect of the circuit arrangement according to the invention is based essentially on the low-pass characteristic of the PT1 element. Due to the effective amplitude reduction in the range of the possible natural vibration frequencies of the overall system a stable behavior in the operation of an actuator in a man-machine system is achieved.
  • Fig. 1 there is shown a block diagram showing the circuitry for actuating a hydraulic control valve to perform mechanical movements in a mobile work machine, e.g. a forklift or similar vehicle, the basic structure being known from the prior art mentioned at the beginning.
  • a mobile work machine e.g. a forklift or similar vehicle
  • a control element e.g. a joystick or the like.
  • Present and in an electronic control circuit 2 corresponding signals, preferably digital signals, generated, with which an electromechanical transducer is applied.
  • the output of the electromechanical transducer acts here on the valve piston of a hydraulic valve 3, with which a load 6 is mechanically controllable.
  • the vehicle not shown here is charged by the control of the hydraulic valve 3 with a mechanical force, which is dependent on the operation of the control element 1 or the time course and thus also leads to a change in the total load condition of the vehicle.
  • This can lead to a movement of the structure of the vehicle, which movement can be transferred to the manually operable control element 1 and thus a change in the desired value can not be ruled out by influencing the operating element 1 or the operator.
  • the cause ie the force acting on the vehicle, can continue amplify and thus represents a, here schematically indicated by the dashed line 7 feedback, which can lead to a vibration.
  • FIG. 2 shows a nominal value damping circuit 10, which may be part of the digital electronic control circuit 2, preferably in a software implementation.
  • the setpoint signal u is applied here to a plus input 11 of a summation point circuit 12.
  • the output of the summing point circuit 12 is guided via a circuit 13 for influencing the setting time to a limiter circuit 14, with which a limitation of the maximum rate of change of the setpoint signal is feasible.
  • the output of the limiter circuit 14 is fed to an input 15 of a logic interrogation circuit 16 at the second input 17, the setpoint signal u is applied.
  • the output of the interrogation circuit 16 is passed via an integrator 18 to the output 19 of the setpoint attenuation circuit 10, to which the output signal x is applied.
  • the output signal x is fed to a minus input 20 of the summing point circuit 12 and to a third input 21 of the interrogation circuit 16.
  • the interrogation circuit 16 it is achieved that in the event that the setpoint signal u is equal to "zero" and the output signal x of the integrator is unequal to "zero", i. x ⁇ > 0, the output of the logic interrogator circuit is set to the upper value (for x ⁇ 0) or to the lower value (for x> 0), so that in this case the interrogation circuit and the integrator function like a ramp act with constant slope.
  • the logic interrogation circuit 16 therefore, it is also checked in particular whether the value "zero" is specified as the setpoint u by the operator of the operating element 1. If this is the case, the operator would like the operating function as possible quit quickly and thus it makes sense to reset the output of the control circuit 2 with the maximum speed to the zero value. In the other case, the interrogation circuit 16 passes the output signal of the limiter circuit to the integrator.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen elektrisch ansteuerbaren Stellantrieb, insbesondere für hydraulische oder pneumatische Stellglieder, die mit einem von einer Bedienungsperson manuell veränderbaren Sollwert beaufschlagt werden, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es werden beispielsweise in Fahrzeugen oder sonstigen mobilen Arbeitsmaschinen häufig elektrisch-proportional angesteuerte Hydraulikventile eingesetzt. Hierbei wird in der Regel die Sollwertvorgabe für das Hydraulikventil manuell dadurch realisiert, dass der Fahrer durch Betätigen entsprechender Bedienelemente, z.B. ein Joystick, ein Hebel oder ein vergleichbares Element, die Ansteuerung der Hydraulikventile elektrisch ferngesteuert vornimmt. Es wird dann der über das Bedienelement mittels einer Elektronik eingelesene Sollwert durch digitale Verarbeitungin einem Elektroniksteuergerät aufbereitet und dient dann als Sollwertsignal für die entsprechenden Endstufen, welche die elektromechanischen Wandler der Hydraulikventile speisen.
  • Diese für sich gesehen bekannte elektronische Aufbereitung dient der Beeinflussung der statischen Übertragunseigenschaften des Stellantriebs, z.B. der zur Kennlinienbeeinfussung oder zur Erzeugung einer Zoomfunktion. Eine vergleichbarer Stellantrieb ist beispielsweise in der Firmendruckschrift von Götz, Lackmann, "Elektrohydraulische Regelungstechnik in Theorie und Praxis", 1987, Robert Bosch GmbH, Seiten 6 bis 9, beschrieben.
  • Die Druckschrift DE-A-198 01 338 beschreibt eine Steuerungsvorrichtung für die Positionierung eines Zylinderkolbens mittels eines Proportionalventils. Die Steuervorrichtung ermöglicht das gedämpfte Anfahren eines Endanschlags. Dazu wird ständig die Position des Kolbens bestimmt und daraus durch Differentialbildung ein Geschwindigkeits- und ein Beschleunigungswert des Kolbens bestimmt. Mittels eines Summenpunktes wird zunächst ein Abweichungssignal für die Abweichung zwischen einer Sollposition und der gemessenen Position erzeugt. In einem weiteren Summenpunkt wird dieser Wert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Beschleunigung korrigiert, somit ein Steuersignal für das Proportionalventil zu erzeugen. Zur Optimierung des Fahrverhaltens werden die Verstärkungsfaktoren der einzelnen Beiträge des Steuersignals modifiziert.
  • Eine Hydrauliksteuerung zur Kompensation von Positions- und Geschwindigkeitsabweichungen hydraulisch bewegter Maschinenelemente aufgrund von Öldruckschwankungen ist in der Druckschrift US-A-5 218 895 beschrieben. Die Ansteuerung eines Hydraulikmotors erfolgt über ein Magnetventil. Ein Steuersignal für das Magnetventil wird modifiziert um die tatsächliche Geschwindigkeit des Hydraulikmotors, die ständig gemessen wird, mit der Geschwindigkeitsvorgabe in Übereinstimmung zu bringen. Die Geschwindigkeitsvorgabe wird gegebenenfalls aus einer Positionsabweichung berechnet.
  • Besonders bei der Betätigung des Stellantriebs über leichtgängige Bedienelemente kann es durch Rückkopplungseffekte zu Schwingungen im Stellantrieb kommen. Wird beispielsweise das Hydraulikventil in einem Fahrzeug eingesetzt bei dem die vorgegebenen Funktion, die gesteuert werden soll, das Fahrzeug mit einer mechanischen Kraft belastet und diese von der Betätigung des Hydraulikventils oder deren zeitlichen Verlauf abhängig ist, so führt eine Änderung der Ventilbetätigung zu einer Änderung des Belastungszustands des Fahrzeugs. Wenn dadurch z.B. die Fahrzeugachsen belastet werden, so kann es zu einer Bewegung des Aufbaus des Fahrzeugs kommen. Diese Bewegung überträgt sich auf das manuell betätigbare Bedienelement und verursacht eine Änderung des Sollwerts. Hierdurch kann sich die Ursache, also die Kraftwirkung auf das Fahrzeug, weiter verstärken und stellt somit eine Rückkopplung, die zu einer Schwingung führt, dar.
  • Eine Steuerschaltung für die Leitwerksteuerung bei Flugzeugen ist in der Druckschrift US-A-3 201 675 beschrieben. Eine Änderungsratenbegrenzerschaltung (command rate limiter) mit einem Eingangssummenpunkt, einem Begrenzer und einem Intergrator ist zwischen ein Bedienelement und einen Servomotor, der das Leitwerk verstellt, geschaltet. Dadurch wird die Winkeländerungsrate des Leitwerks auf einen Vorgabewert begrenzt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrisch ansteuerbaren Stellantrieb mit einem verbesserten Ansteuerverhalten anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.
  • Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der eingangs erwähnte elektrisch ansteuerbare Stellantrieb mit einem Bedienelement zum Einlesen eines Sollwertes in eine elektronische Steuerschaltung und einem elektromechanischen Wandler zur Ansteuerung eines mechanischen Stellgliedes ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass die elektronische Steuerschaltung eine Sollwertdämpfungsschaltung enthält, mit der eine Begrenzung der Verstellgeschwindigkeit bei einer Sollwertänderung durchführbar ist.
  • Des Weiteren weist die Sollwertdämpfungsschaltung am Eingang eine Summenpunktschaltung und am Ausgang einen Integrator auf, die zusammen als PT1-Element (Verzögerungsglied 1. Ordnung) bezeichnet werden. Hierbei erhält die Summenpunktschaltung an einem positiven Eingang das Sollwertsignal des Bedienelements und an einem negativen Eingang das rückgekoppelte Ausgangssignal des nachgeschalteten Integrators. Zur Begrenzung der Verstellgeschwindigkeit der Sollwertänderung ist erfindungsgemäß zwischen die Summenpunktschaltung und den Integrator die Begrenzerschaltung geschaltet.
  • Mit der Erfindung ist es somit auf einfache Weise möglich, zur Sollwertdämpfung gleichzeitig eine Tiefpassfilterung und eine Begrenzung der maximalen Änderungsgeschwindigkeit des Sollwertsignals durchzuführen. Hierzu wird das zuvor erwähnte modifizierte PT1-Element eingesetzt, das in die elektronische Steuerschaltung implementiert ist. Die Schaltungsbausteine lassen sich hierbei auch ohne großen zusätzlichen Aufwand durch eine Veränderung der Softwarestruktur der in der Regel digitalen elektronischen Steuerschaltung realisieren.
  • Zuzätzlich ist zwischen dem Ausgang der Begrenzerschaltung und dem Integrator eine logische Abfrageschaltung angeordnet, die an weiteren Eingängen mit dem Sollwertsignal und dem Ausgangssignal des Integrators beaufschlagt ist. Mit dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass für den Fall, dass das Sollwertsignal gleich "Null" ist und das Ausgangssignal des Integrators ungleich "Null" ist, das Ausgangssignal der logischen Abfrageschaltung auf den oberen Wert (für x < 0) oder auf den unteren Wert (für x > 0) des Begrenzers gesetzt ist.
  • In der zuvor beschriebenen logischen Abfrageschaltung wird somit vor allem auch geprüft, ob als Sollwert der Wert "Null" vorgegeben wird. Ist dies der Fall, so möchte der Bediener die Bedienfunktion möglichst schnell beenden und somit ist es sinnvoll, den Ausgang der Steuerschaltung dann mit der maximalen Geschwindigkeit auf den Nullwert zurückzustellen. Im anderen Fall lässt die Abfrageschaltung das Ausgangssignal der Begrenzerschaltung zum Integrator passieren.
  • Bei einer erweiterten Schaltung kann auch zwischen die Summenpunktschaltung und die Begrenzerschaltung ein Baustein zur Beeinflussung der Einstellzeit, z.B. Multiplikation mit einem konstanten Faktor, angeordnet werden.
  • Gute Ergebnisse lassen sich mit der erfindungsgemäßen Schaltung erzielen, wenn die Stellglieder hydraulische oder pneumatische Ventile in mobilen Arbeitsmaschinen, z.B. Stapler oder ähnliche Fahrzeuge sind, wobei hier das digitale elektronische Steuergerät auch in die Schaltung der Ventilelektronik implementiert sein kann.
  • Die vorgeschlagenen Methode zur Sollwertdämpfung ist vor allem deswegen vorteilhaft, da hiermit Schwingungen durch den einleitend beschriebenen Rückkopplungsmechanismus, bei dem eine Änderung der Ventilbetätigung zu einer Änderung des Belastungszustands eines Fahrzeugs mit einem Einfluss auf die Sollwertgröße führt, nahezu vollständig unterbunden werden.
  • Das Ansprechverhalten bei einer Betätigung des Bedienelements ist für das Bedienungspersonal der Fahrzeuge sehr angenehm, da die Reaktion auf beabsichtigte Sollwertänderungen unmittelbar erfolgt. Durch die Begrenzung der Verstellgeschwindigkeit werden kritische Beschleunigungen oder Verzögerungen der Last auf dem Fahrzeug vermieden und bei einer Annäherung an den gewünschten Sollwert wird dieser im Idealfall mit abnehmender Geschwindigkeit und endlicher Beschleunigungsänderung, also ohne einen Ruck, erreicht.
  • Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die dämpfende Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung im wesentlichen auf der Tiefpasseigenschaft des PT1-Elements beruht. Durch die wirksame Amplitudenabsenkung im Bereich der möglichen Schwingungseigenfrequenzen des Gesamtsystems wird ein stabiles Verhalten bei der Bedienung eines Stellantriebs in einem Mensch-Maschine-System erreicht.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrisch steuerbaren Stellantriebs wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 ein Blockschaltbild eines Grundaufbaus eines mit einem Sollwertsteller steuerbaren hydraulischen Stellantriebs und
    • Figur 2 ein Blockschaltbild einer Sollwertdämpfungsschaltung als Bestandteil einer elektronischen Steuerschaltung für den Stellantrieb.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Figur 1 ist ein Blockschaltbild gezeigt, das den Schaltungsaufbau für die Betätigung eines hydraulischen Stellventils zur Ausführung mechanischer Bewegungen in einer mobilen Arbeitsmaschine, z.B. ein Stapler oder ein ähnliches Fahrzeug, zeigt, wobei der Grundaufbau aus dem eingangs erwähnten Stand der Technik bekannt ist.
  • Zur Erzeugung eines Sollwerts ist ein Bedienelement 1, z.B. ein Joystick oder dgl., vorhanden und in einer elektronischen Steuerschaltung 2 werden entsprechende Signale, vorzugsweise Digitalsignale, erzeugt, mit denen ein elektromechanischer Wandler beaufschlagt wird. Der Ausgang des elektromechanischen Wandlers wirkt hier auf den Ventilkolben eines Hydraulikventils 3, mit dem eine Last 6 mechanisch steuerbar ist.
  • Das hier nicht dargestellte Fahrzeug wird durch die Ansteuerung des Hydraulikventils 3 mit einer mechanischen Kraft belastet, welche von der Betätigung des Bedienelements 1 oder deren zeitlichen Verlauf abhängig ist und damit auch zu einer Änderung des gesamten Belastungszustands des Fahrzeugs führt. Hierdurch kann es zu einer Bewegung des Aufbaus des Fahrzeugs kommen, wobei sich diese Bewegung auf das manuell betätigbare Bedienelement 1 übertragen kann und damit eine Änderung des Sollwerts über eine Beeinflussung des Bedienelements 1 oder der Bedienperson nicht auszuschließen ist. Hierdurch kann sich die Ursache, also die Kraftwirkung auf das Fahrzeug, weiter verstärken und stellt somit eine, hier schematisch mit der gestrichelten Linie 7 angedeutete Rückkopplung dar, die zu einer Schwingung führen kann.
  • In Figur 2 ist eine Sollwertdämpfungsschaltung 10 dargestellt, die Bestandteil der digitalen elektronischen Steuerschaltung 2 sein kann und zwar bevorzugt in einer softwaremäßigen Realisierung. Das Sollwertsignal u liegt hier an einem Plus-Eingang 11 einer Summenpunktschaltung 12 an. Der Ausgang der Summenpunktschaltung 12 ist über eine Schaltung 13 zur Beeinflussung der Einstellzeit auf eine Begrenzerschaltung 14 geführt, mit dem eine Begrenzung der maximalen Änderungsgeschwindigkeit des Sollwertsignals durchführbar ist.
  • Der Ausgang der Begrenzerschaltung 14 ist auf einen Eingang 15 einer logischen Abfrageschaltung 16 geführt an dessen zweiten Eingang 17 das Sollwertsignal u anliegt. Der Ausgang der Abfrageschaltung 16 ist über einen Integrator 18 auf den Ausgang 19 der Sollwertdämpfungsschaltung 10 geführt, an dem das Ausgangssignal x anliegt. Das Ausgangssignal x ist auf einen Minus-Eingang 20 der Summenpunktschaltung 12 und auf einen dritten Eingang 21 der Abfrageschaltung 16 geführt.
  • Mit der Abfrageschaltung 16 wird erreicht, dass für den Fall, dass das Sollwertsignal u gleich "Null" ist und das Ausgangssignal x des Integrators ungleich "Null" ist, d.h. x<>0, das Ausgangssignal der logischen Abfrageschaltung auf den oberen Wert (für x < 0) oder auf den unteren Wert (für x > 0) gesetzt ist, so dass in diesem Fall die Abfrageschaltung und der Integrator in ihrer Funktion wie eine Rampe mit konstanter Steigung wirken.
  • In der logischen Abfrageschaltung 16 wird somit vor allem auch geprüft, ob als Sollwert u vom Bediener des Bedienelements 1 der Wert "Null" vorgegeben wird. Ist dies der Fall, so möchte der Bediener die Bedienfunktion möglichst schnell beenden und somit ist es sinnvoll, den Ausgang der Steuerschaltung 2 dann mit der maximalen Geschwindigkeit auf den Nullwert zurückzustellen. Im anderen Fall lässt die Abfrageschaltung 16 das Ausgangssignal der Begrenzerschaltung zum Integrator passieren.

Claims (3)

  1. Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb, mit
    einem Bedienelement (1) zum Einlesen eines Sollwertes (u) in eine elektronische Steuerschaltung (2) und einem elektromechanischen Wandler (3) zur Ansteuerung eines mechanischen Stellgliedes (4,5), wobei
    die elektronische Steuerschaltung (2) eine Sollwertdämpfungsschaltung (10) enthält, mit der eine Begrenzung der Verstellgeschwindigkeit bei einer Sollwertänderung durchführbar ist,
    die Sollwertdämpfungsschaltung (10) am Eingang eine Summenpunktschaltung (12) und am Ausgang einen Integrator (18) aufweist, die Summenpunktschaltung (12) an einem Plus-Eingang (11) das Sollwertsignal (u) und an einem Minus-Eingang (20) das rückgekoppelte Ausgangssignal (x) des nachgeschalteten Integrators (18) erhält und
    eine Begrenzerschaltung (14) zwischen die Summenpunktschaltung (12) und den Integrator (18) geschaltet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen dem Ausgang der Begrenzerschaltung (14) und dem Integrator (18) eine logische Abfrageschaltung (16) angeordnet ist, die an weiteren Eingängen (17,21) mit dem Sollwertsignal (u) und dem Ausgangssignal (x) beaufschlagt ist, und dass
    für den Fall, dass das Sollwertsignal (u) gleich Null ist und das Ausgangssignal (x) des Integrators (18) ungleich Null ist, das Ausgangssignal der logischen Abfrageschaltung (16) auf den oberen Wert (für x < 0) oder auf den unteren Wert (für x > 0) jeweils der Begrenzerschaltung (14) gesetzt ist.
  2. Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb nach Anspruch 1, wobei
    zwischen die Summenpunktschaltung (12) und die Hegrenzerscbaltung (14) ein Baustein (13) zur Beeinflussung der Einstellzeit angeordnet ist.
  3. Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stellglieder (4,5) hydraulische oder pneumatische Ventile in mobilen Arbeitsmaschinen sind.
EP20000126247 2000-02-17 2000-12-01 Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb Expired - Lifetime EP1126182B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE2000107215 DE10007215A1 (de) 2000-02-17 2000-02-17 Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1126182A2 EP1126182A2 (de) 2001-08-22
EP1126182A3 EP1126182A3 (de) 2004-01-07
EP1126182B1 true EP1126182B1 (de) 2006-01-18

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EP20000126247 Expired - Lifetime EP1126182B1 (de) 2000-02-17 2000-12-01 Elektrisch ansteuerbarer Stellantrieb

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DE (2) DE10007215A1 (de)

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