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Title:
METHOD AND DEVICE FOR MOVING AN ACTUATOR OF AN ACTUATOR DEVICE INTO A TARGET POSITION, AND ACTUATOR DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/233942
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for moving an actuator (115) of an actuator device (100) into a target position (200). The actuator device (100) comprises at least one motor (105), a transmission (110), and the actuator (115). The method at least has a determining step, an ascertaining step, a detecting step, and a generating step. In the determining step, a rotational speed (202) of the motor (105) is determined using a motor voltage (205), a motor current (210), and a motor temperature (215). In the ascertaining step, the speed (225) of the actuator (115) is ascertained using the rotational speed (202) and a conversion factor of the transmission (110). In the detecting step, a reconstructed position (235) of the actuator (115) is detected using the speed (225) and a travel time (230). In the generating step, a control signal (135) is generated which is designed to cause the movement of the actuator (115) into the target position (200) using the reconstructed position (235).

Inventors:
BÖCKMANN, Felix (Kamp 76, Osnabrück, 49074, DE)
Application Number:
EP2018/062673
Publication Date:
December 27, 2018
Filing Date:
May 16, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
International Classes:
H02P6/17; H02K7/116; H02P6/34; G05D3/12
Domestic Patent References:
WO2007078115A12007-07-12
Foreign References:
DE19758518B42016-03-03
Other References:
ANDREESCU G D: "Nonlinear Observer For Position And Speed Sensorless Control Of Permanent Magnet Synchronous Motor Drives", OPTIMIZATION OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENTS, 1998. OPTIM '98. PROCEEDINGS OF THE 6TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, 14 May 1998 (1998-05-14), pages 473 - 478, XP032307241, ISBN: 978-973-98511-2-1, DOI: 10.1109/OPTIM.1998.707978
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren (500) zum Bewegen eines Aktors (115) einer Aktorvorrichtung (100) in eine Sollposition (200), wobei die Aktorvorrichtung (100) zumindest einen Motor (105), ein Getriebe (110) und den über das Getriebe (110) mit dem Motor (105) gekoppelten Aktor (115) umfasst, und wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte umfasst:

Bestimmen (505) einer Drehzahl (202) des Motors (105) unter Verwendung einer Motorspannung (205), eines Motorstroms (210) und einer Motortemperatur (215);

Ermitteln (510) einer Geschwindigkeit (225) des Aktors (115) unter Verwendung der Drehzahl (202) und eines Übersetzungsfaktors (315) des Getriebes (110);

Erkennen (515) einer rekonstruierten Position (235) des Aktors (115) unter Verwendung der Geschwindigkeit (225) und einer Verfahrzeit (230); und

Erzeugen (520) eines Steuersignals (135), das dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung der rekonstruierten Position (235) das Bewegen des Aktors (115) in die Sollposition (200) zu bewirken.

2. Verfahren (500) gemäß Anspruch 1 , mit einem Schritt (525) des Vergleichens, in dem ein Vergleich zwischen der Sollposition (200) und der rekonstruierten Position (235) durchgeführt wird, wobei das Steuersignal (135) zum Steuern des Motors (105) unter Verwendung eines Vergleichsergebnisses des Vergleichs bestimmt wird.

3. Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (515) des Erkennens die rekonstruierte Position (235) durch eine Integration der Geschwindigkeit (225) über der Verfahrzeit (230) erkannt wird.

4. Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (505) des Bestimmens die Drehzahl (202) unter Verwendung eines Kennfelds (300) bestimmt wird.

5. Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (505) des Bestimmens eine Zwischendrehzahl unter Verwendung des Motorstroms (210), der Motortemperatur (215) und eines weiteren Kennfelds (400) bestimmt wird, wobei die Drehzahl (202) unter Verwendung der Zwischendrehzahl, der Motorspannung (205) und eines Korrekturfaktors (410) bestimmt wird.

6. Verfahren (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (520) des Erzeugens das Steuersignal (135) erzeugt wird, das dazu ausgebildet ist, um eine Spannung zum Übersetzen des Aktors (1 15) in die Sollposition (200) an den Motor (105) bereitzustellen, der über das Getriebe (1 10) mit dem Aktor (1 15) gekoppelt ist.

7. Vorrichtung (120), die dazu ausgebildet ist, um Schritte des Verfahrens (500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (220, 245, 250) anzusteuern und/oder auszuführen.

8. Aktorvorrichtung (100) mit zumindest einem Motor (105), einem Getriebe (1 10) und einem Aktor (1 15), wobei der Motor (105) über das Getriebe (1 10) mit dem Aktor (1 15) gekoppelt ist, und mit einer Vorrichtung (120) gemäß Anspruch 7 zum Erzeugen des Steuersignals (135) für den Motor (105).

9. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen und/oder anzusteuern.

10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine

Sollposition und Aktorvorrichtung

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition und eine Aktorvorrichtung mit einer entsprechenden Vorrichtung.

Bei einem Aktor, der über ein Getriebe mit einem Gleichstrommotor gekoppelt ist, wird eine Drehbewegung des permanent erregten Gleichstrommotors durch das Getriebe in eine translatorische Stellbewegung des Aktors gewandelt. Um einen Aufwand der Sensorik gering zu halten, werden zur Positionserfassung des Aktors diskrete Signale verwendet. Hierbei wird lediglich sensiert, ob sich der Aktor an der Zielposition oder Startposition befindet.

Vor diesem Hintergrund schafft der vorliegende Ansatz ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition und eine Aktorvorrichtung mit einer verbesserten Vorrichtung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Ein hier vorgestelltes Verfahren ermöglicht es vorteilhafterweise unter Verwendung von einfach sensierbaren Motorgrößen in Form von einer Motorspannung, einem Motorstrom und einer Motortemperatur eine aktuelle Position eines mit dem Motor gekoppelten Aktors zu rekonstruieren, wodurch ein Bewegen des Aktors in eine Sollposition ermöglicht wird.

Ein Verfahren zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition, wobei die Aktorvorrichtung zumindest einen Motor, ein Getriebe und den über das Getriebe mit dem Motor gekoppelten Aktor umfasst, umfasst die folgenden Schritte:

Bestimmen einer Drehzahl des Motors unter Verwendung einer Motorspannung, eines Motorstroms und einer Motortemperatur; Ermitteln einer Geschwindigkeit des Aktors unter Verwendung der Drehzahl und eines Übersetzungsfaktors des Getriebes;

Erkennen einer rekonstruierten Position des Aktors unter Verwendung der Geschwindigkeit und einer Verfahrzeit; und

Erzeugen eines Steuersignals, das dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung der rekonstruierten Position das Bewegen des Aktors in die Sollposition zu bewirken.

Die Motorspannung kann ein über eine Schnittstelle zu einem Spannungssensor eingelesenes Spannungssignal repräsentieren. Der Motorstrom kann ein über eine Schnittstelle zu einem Stromsensor eingelesenes Stromsignal repräsentieren. Die Motortemperatur kann ein über eine Schnittstelle zu einem Temperatursensor eingelesenes Temperatursignal repräsentieren. Die Motortemperatur kann gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen einen Außentemperatur oder eine Innentemperatur des Motors darstellen. Die Drehzahl des Motors kann sich auf eine Drehbewegung einer Welle des Motors beziehen. Die Geschwindigkeit des Aktors kann aus der über das Getriebe auf den Aktor übertragenen Drehbewegung der Welle des Motors resultieren. Die rekonstruierte Position kann als eine aktuelle Position des Aktors verstanden werden. Eine Startposition des Aktors kann dabei als bekannt vorausgesetzt werden. Die Verfahrzeit kann eine Verfahrzeit ab der Startposition repräsentieren. Im Schritt des Erzeugens wird ein Steuersignal erzeugt, das dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung der rekonstruierten Position das Bewegen des Aktors in die Sollposition zu bewirken. Das Steuersignal kann beispielsweise eine Steuerspannung, ein Steuerstrom oder ein Ansteuersignal zum Ansteuern eines den Betrieb des Motors regelnden Reglers sein. Durch das hier vorgestellte Verfahren kann unter Verwendung der beschriebenen Motorgrößen überprüft werden, wo sich der Aktor befindet. Ausgehend davon kann der Aktor im Folgenden an die Sollposition bewegt werden. Dazu kann eine einfache Regelschleife eingesetzt werden.

So kann das Verfahren einen Schritt des Vergleichens aufweisen, der beispielsweise vor dem Schritt des Erzeugens ausführbar ist, wobei im Schritt des Vergleichens ein Vergleich zwischen der Sollposition und der rekonstruierten Position durchgeführt wird. Das Steuersignal zum Steuern des Motors kann dann vorteilhafterweise unter Verwendung eines Vergleichsergebnisses des Vergleichs bestimmt werden. Im Schritt des Vergleichens kann beispielsweise eine Subtraktion zwischen der rekonstruierten Position und der Sollposition durchgeführt werden, um das Steuersignal zu bestimmen, das vorteilhafterweise dazu ausgebildet ist, um den Aktor unter Verwendung des Vergleichsergebnisses zu bewegen, das die Differenz aus der rekonstruierten Position und der Sollposition anzeigt.

Im Schritt des Erkennens kann die rekonstruierte Position beispielsweise durch eine Integration der Geschwindigkeit des Aktors über der Verfahrzeit erkannt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des hier vorgestellten Verfahrens kann im Schritt des Bestimmens die Drehzahl unter Verwendung eines Kennfelds bestimmt werden. Beispielsweise kann die Drehzahl mittels eines Kennfelds bestimmt werden, das in Form einer gespeicherten digitalen Tabelle vorliegen kann. So kann die Drehzahl schnell und einfach mittels Kennlinien zugeordnet werden. Da eine Motortemperatur nicht immer exakt messbar ist, kann hierbei je nach gefordertem Temperaturbereich ausreichend sein, zwischen Hoch- und Niedrigtemperaturen zu unterscheiden und das Kennfeld dementsprechend zu verkleinern. Somit kann die Motortemperatur gemäß einer Ausführungsform einen ausschließlich zwei Werte umfassenden Wertebereich aufweisen.

Im Schritt des Bestimmens kann beispielsweise auch zuerst eine Zwischendrehzahl unter Verwendung des Motorstroms, der Motortemperatur und eines weiteren Kennfelds bestimmt werden, wobei die Drehzahl unter Verwendung der Zwischendrehzahl, der Motorspannung und eines Korrekturfaktors bestimmt werden kann. Als die Zwischendrehzahl kann eine vorläufig bestimmte Drehzahl verstanden werden. Der Korrekturfaktor kann hierbei einen Quotienten aus einer gemessenen Spannung und einer Bemessungsspannung repräsentieren. Dieser Korrekturfaktor dient dazu, eine Komplexität zu verringern, sodass das weitere Kennfeld beispielsweise lediglich bei einer Spannung gemessen oder stimuliert werden muss. Im Schritt des Erzeugens kann das Steuersignal erzeugt werden, das dazu ausgebildet ist, um eine Spannung zum Übersetzen des Aktors in die Sollposition an den Motor bereitzustellen, der über das Getriebe mit dem Aktor gekoppelt ist.

Eine Vorrichtung ist dazu ausgebildet, um Schritte des Verfahrens in einer der beschriebenen Varianten in entsprechenden Einheiten anzusteuern und/oder auszuführen.

Diese Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Eine Aktorvorrichtung weist zumindest einen Motor, ein Getriebe und einen Aktor auf, wobei der Motor über das Getriebe mit dem Aktor gekoppelt ist. Außerdem weist die Aktorvorrichtung die eben vorgestellte Vorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, um das Steuersignal für den Motor zu erzeugen.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aktorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Aktorvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktorvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Aktorvorrichtung 100 weist zumindest einen Motor 105, ein Getriebe 1 10, einen Aktor 1 15 und eine Vorrichtung 120 auf. Der Motor 105 ist über das Getriebe 1 10 mit dem Aktor 1 15 gekoppelt. Das Getriebe 1 10 ist dazu ausgeformt, um eine Drehbewegung 125 des Motors 105 in eine Linearbewegung 130 des Aktors 1 15 zu übersetzen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 1 10 mit einer Welle 132 des Motors 105 gekoppelt.

Die Vorrichtung 120 ist dazu ausgebildet, um ein Steuersignal 135 für den Motor 105 zu erzeugen. Das Steuersignal 135 ist dazu ausgebildet, um einen Betrieb des Motors 105 so zu steuern, das der Aktor 1 15 aus der aktuellen Position heraus in eine Sollposition bewegt wird.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktorvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 beschriebene Aktorvorrichtung 100 handeln. Um den Aktor 1 15 in die Sollposition 200 zu bewegen, ist die Vorrichtung 120 dazu ausgebildet, um eine Drehzahl 202 des Motors 105 unter Verwendung einer Motorspannung 205, eines Motorstroms 210 und einer Motortemperatur 215 zu bestimmen. Hierzu weist die Vorrichtung 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Posi- tionsrekonstruktionseinrichtung 220 auf, die dazu ausgebildet ist, um entsprechende Signale einzulesen, die gemäß einem Ausführungsbeispiel von einem Motorspannungssensor, einem Motorstromsensor und einem Temperatursensor sensiert und bereitgestellt werden oder wurden.

Des Weiteren ist die Vorrichtung 120, gemäß diesem Ausführungsbeispiel wiederum die Positionsrekonstruktionseinrichtung 220 der Vorrichtung 120, dazu ausgebildet, um unter Verwendung der Drehzahl 202 und eines Übersetzungsfaktors des Getriebes 1 10 eine Geschwindigkeit 225 des Aktors 1 15, beispielsweise die Geschwindigkeit 225 einer Linearbewegung des Aktors 1 15, zu ermitteln. Unter Verwendung der Geschwindigkeit 225 und einer Verfahrzeit 230 ist die Vorrichtung 120 dazu ausgebildet, um eine rekonstruierte Position 235 des Aktors 1 15 zu erkennen. Hierzu liest die Positionsrekonstruktionseinrichtung 220 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein die Verfahrzeit 230 repräsentierendes Signal ein. Unter Verwendung der rekonstruierten Position 235 ist die Vorrichtung 120 dazu ausgebildet, um das Steuersignal 135 zu erzeugen, das dazu ausgebildet ist, um das Bewegen des Aktors 1 15 in die Sollposition 200 zu bewirken. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 120 hierfür eine Reglereinrichtung 245 auf, die dazu ausgebildet ist, um das Steuersignal 135 an den Motor 105 auszugeben.

Optional weist die Vorrichtung 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zudem eine Vergleichseinrichtung 250 auf, die dazu ausgebildet ist, um zuvor einen Vergleich zwischen der Sollposition 200 und der rekonstruierten Position 235 durchzuführen. Hierzu liest die Vergleichseinrichtung 250 entsprechende Signale ein und bestimmt das Steuersignal 135 unter Verwendung eines Vergleichsergebnisses des Vergleichs. Beispielsweise kann ein die Sollposition 200 repräsentierendes Signal aus einer Speichereinrichtung ausgelesen werden. Ein die rekonstruierte Position 235 repräsentierendes Signal kann von der Positionsrekonstruktionseinrichtung 220 bereitgestellt werden.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel erzeugt die Reglereinrichtung 245 das Steuersignal 135, das eine Spannung zum Übersetzen des Aktors 1 15 in die Sollposition 200 an den Motor 105 bereitstellt, welcher über das Getriebe 1 10 mit dem Aktor 1 15 gekoppelt ist.

Die von der Vorrichtung 120 ausgeführten Schritte können fortlaufend ausgeführt werden, sodass fortlaufend eine aktuelle rekonstruierte Position 235 bestimmt und zum Nachführen des Aktors in die Sollposition 200 verwendet werden kann. Beispielsweise kann solange eine aktualisierte rekonstruierte Position 235 bestimmt werden, bis die zuletzt bestimmte rekonstruierte Position 235 mit der Sollposition 200 übereinstimmt.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Aktorvorrichtung 100 und Vorrichtung 120 noch einmal mit anderen Worten beschrieben:

Die hier vorgestellte Vorrichtung 120 ist dazu ausgebildet, um ein Verfahren zur Rekonstruktion einer translatorischen Aktorposition aus gemessenen Motorgrößen anzusteuern oder durchzuführen.

Anders als Vorrichtungen, die jeweils aus Kennlinien eine Drehzahl eines Motors aus einer Spannung und/oder ein Moment des Motors aus einem Strom ermitteln, ermittelt die hier vorgestellte Vorrichtung 120 die Drehzahl 202 aus einer Kombination aus Motorstrom 210 und Motorspannung 205, sowie zusätzlich aus der Motortemperatur 215. Diese Drehzahl 202 wird mit der Übersetzung des Getriebes 1 10 verrechnet. Erweitert wird das System mit einer Zeitmessung in Form der Verfahrzeit 230, durch welche es möglich ist, aus der Geschwindigkeit 225 die rekonstruierte Position 235 durch Integration über der Zeit zu ermitteln.

Vorteilhafterweise berücksichtigt die Vorrichtung 120 so eine Temperaturabhängigkeit der Motorcharakteristik (Kennlinien). Es wird demnach nicht nur ein drehzahlpro- portionales Signal erfasst, sondern es erfolgt auch eine eindeutige Erfassung eines Motorbetriebspunktes. Zudem erfolgt eine Zeitmessung, welches die Grundlage für die Ermittlung der rekonstruierten Position 235 ist. Berücksichtigt wird zudem die Übersetzung des Getriebes 110 und Umsetzung in eine translatorische Bewegung.

Beim Produkt handelt es sich um den Aktor 115, der über das Getriebe 110 die Drehbewegung eines permanent erregten Gleichstrommotors 105 in eine translatorische Stellbewegung wandelt. Um einen Aufwand der Sensorik gering zu halten, werden zur Positionserfassung oft diskrete Signale verwendet. Es ist also lediglich sen- siert, ob sich der Aktor 115 an einer Zielposition oder Startposition befindet.

Um die hier gezeigte Aktorvorrichtung 100 regelbar zu machen, wird die Position und/oder Geschwindigkeit 225 kontinuierlich ermittelt. Eine Regelung bietet Vorteile hinsichtlich der Genauigkeit sowie der Akustik. Da eine Last nicht bekannt und auch nicht konstant ist, ist eine Steuerung des bei bekannten Systemen oft nicht optimal. Aus den einfacher zu ermittelnden Größen Motorstrom 210, Motorspannung 205 und Motortemperatur 215 kann die momentane Drehzahl 202 durch die hier vorgestellte Vorrichtung 120 über Kennlinien ermittelt werden. Aus dieser wiederum kann über Übersetzung und Integration über Zeit die derzeitige Position in Form der rekonstruierten Position 235 ermittelt werden.

Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt demnach ein durch die Vorrichtung 120 ermöglichtes Verfahren zur Rekonstruktion der Geschwindigkeit 225 und/oder Position des Aktors 115 aus einfacher zu messenden Größen in Form von Motorstrom 210, Motorspannung 205 und Motortemperatur 215.

Ein grundlegender Sachverhalt kann folgendermaßen beschrieben werden: Durch Spannung und Temperatur ergibt sich eine eindeutige Drehzahl-Drehmoment Kennlinie. Der Motorstrom 210 ist proportional zum Drehmoment. Dies lässt nun eine eindeutige Bestimmung des derzeitigen Betriebspunktes auf der Drehzahl-Drehmoment Kennlinie zu, die Drehzahl 202 ist eindeutig zugeordnet. Vereinfacht lässt sich für jede Kombination aus Spannung, Strom und Temperatur eindeutig die Motordrehzahl zuordnen. Dies wird mittels eines Kennfeldes mit den drei genannten Eingangsgrößen genutzt. Siehe hierzu auch Fig. 3.

Zusätzlich wird über die Übersetzung des Getriebes 110, das auch als Aktorgetriebe bezeichnet werden kann, gemäß diesem Ausführungsbeispiel im speziellen Fall eine Übersetzung einer Stirnradstufe sowie Steigung einer Spindel, die Geschwindigkeit 225 des translatorischen Teils des Aktors 115 ermittelt. Außerdem beinhaltet das System die Zeitmessung, ab Startpunkt, während Spannung anliegt. Die Geschwindigkeit 225 kann nun über die Zeit integriert werden, da die Startposition im Aktor 115 bekannt ist, kann hieraus auf die derzeitige Position in Form der rekonstruierten Position 235 geschlossen werden. Diese Größe wird nun, wie in dem in dieser Figur gezeigten Regelkreis, für eine Positionsregelung genutzt. Das rekonstruierte Signal kann durch ungenaue Messungen/ungenaue Kennlinien ebenfalls ungenau werden. Für eine überlagerte Regelung bietet es aber eine ausreichende Genauigkeit. In Kombination mit einer binären Ziel- und Startpositionserfassung kann die Zielposition durch Korrektur genau angefahren werden. Da auch die Geschwindigkeit 225 ermittelt wird, lässt sich diese ebenfalls als Regelgröße nutzen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 120 zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 2 beschriebene Vorrichtung 120 handeln.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die Vorrichtung 120 die Drehzahl 220 unter Verwendung des bereits in Fig. 2 angesprochenen Kennfelds 300. Das Kennfeld 300 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorbestimmt und beispielsweise in einer Speichereinrichtung gespeichert. Außerdem erkennt die Vorrichtung 120 die rekonstruierte Position 235 durch eine Integration der Geschwindigkeit 225 über der Verfahrzeit 230 in einer Integrierereinrichtung 310. Zum Bestimmen der Geschwindigkeit 225 aus der Drehzahl 202 wird der Übersetzungsfaktor 315 verwendet, der sich auf eine Übersetzung des Getriebes bezieht.

Die Ermittlung der Drehzahl 202 aus den drei Ersatzgrößen Motorspannung 205, Motorstrom 210 und Motortemperatur 215 kann unterschiedlich umgesetzt werden, sie- he hierzu diese Figur und Figur 4. Die Motortemperatur 215 ist oftmals nicht genau zu messen. Es ist je nach gefordertem Temperaturbereich ausreichend, beispielsweise zwischen Hoch- und Niedrigtemperatur zu unterscheiden und das Kennfeld 300 dementsprechend zu verkleinern. Die Drehzahl-Drehmoment Kennlinie ist proportional zur Motorspannung 205.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 120 zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 2 beschriebene Vorrichtung 120 handeln.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die Vorrichtung 120 eine Zwischendrehzahl unter Verwendung des Motorstroms 210, der Motortemperatur 215 und eines weiteren Kennfelds 400, wobei die Drehzahl 202 unter Verwendung der Zwischendrehzahl, der Motorspannung 205 und eines Korrekturfaktors 405 bestimmt wird. Das Kennfeld 400 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorbestimmt und beispielsweise in einer Speichereinrichtung gespeichert.

Der Korrekturfaktor 405 kann zur Verringerung der Komplexität gebildet werden und repräsentiert eine gemessene Spannung dividiert durch eine Bemessungsspannung. Der Korrekturfaktor 405 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorbestimmt. Sodass das weitere Kennfeld 400 lediglich bei einer Spannung gemessen oder simuliert werden muss.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollposition gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um eine der Aktorvorrichtungen handeln, die in einer der Figuren 1 bis 2 beschrieben ist. Das Verfahren 500 ist von einer der Vorrichtungen ausführbar und/oder ansteuerbar, die in einer der Figuren 1 bis 4 beschrieben ist.

Das Verfahren 500 umfasst zumindest einen Schritt 505 des Bestimmens, einen Schritt 510 des Ermitteins, einen Schritt 515 des Erkennens und einen Schritt 520 des Erzeugens. Im Schritt 505 des Bestimmens wird eine Drehzahl des Motors unter Verwendung einer Motorspannung, eines Motorstroms und einer Motortemperatur bestimmt. Im Schritt 510 des Ermitteins wird eine Geschwindigkeit des Aktors unter Verwendung der Drehzahl und eines Übersetzungsfaktors des Getriebes ermittelt. Im Schritt 515 des Erkennens wird eine rekonstruierte Position des Aktors unter Verwendung der Geschwindigkeit und einer Verfahrzeit erkannt. Im Schritt 520 des Er- zeugens wird das Steuersignal erzeugt, das dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung der rekonstruierten Position das Bewegen des Aktors in die Sollposition zu bewirken.

Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sowie ein zusätzlicher Schritt 525 des Vergleichens sind optional.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 505 des Bestimmens die Drehzahl unter Verwendung eines Kennfelds bestimmt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird hierzu im Schritt 505 des Bestimmens eine Zwischendrehzahl unter Verwendung des Motorstroms, der Motortemperatur und eines weiteren Kennfelds bestimmt, wobei die Drehzahl unter Verwendung der Zwischendrehzahl, der Motorspannung und eines Korrekturfaktors bestimmt wird.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 515 des Erkennens die rekonstruierte Position durch eine Integration der Geschwindigkeit über der Verfahrzeit erkannt.

Im Schritt 520 des Erzeugens wird das Steuersignal erzeugt, das dazu ausgebildet ist, um eine Spannung zum Übersetzen des Aktors in die Sollposition an den Motor bereitzustellen, der über das Getriebe mit dem Aktor gekoppelt ist.

Außerdem weist das Verfahren 500 gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Schritt 525 des Vergleichens auf, in dem ein Vergleich zwischen der Sollposition und der rekonstruierten Position durchgeführt wird, wobei das Steuersignal zum Steuern des Motors unter Verwendung eines Vergleichsergebnisses des Vergleichs bestimmt wird. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Bezuqszeichen

100 Aktorvorrichtung

105 Motor

1 10 Getriebe

1 15 Aktor

120 Vorrichtung

125 Drehbewegung

130 Linearbewegung

135 Steuersignal

200 Sollposition

205 Motorspannung

210 Motorstrom

215 Motortemperatur

220 Positionsrekonstruktionseinrichtung

225 Geschwindigkeit

230 Verfahrzeit

235 rekonstruierte Position

245 Reglereinrichtung

250 Vergleichseinrichtung

300 Kennfeld

310 Integrierereinrichtung

315 Übersetzungsfaktor

400 weiteres Kennfeld

410 Korrekturfaktor

500 Verfahren zum Bewegen eines Aktors einer Aktorvorrichtung in eine Sollpo- sition

505 Schritt des Bestimmens

510 Schritt des Ermitteins

515 Schritt des Erkennens

520 Schritt des Erzeugens

525 Schritt des Vergleichens