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WO2023147948A1 - Verfahren zur steuerung eines antriebssystems und antriebssystem - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines antriebssystems und antriebssystem Download PDF

Info

Publication number
WO2023147948A1
WO2023147948A1 PCT/EP2023/050016 EP2023050016W WO2023147948A1 WO 2023147948 A1 WO2023147948 A1 WO 2023147948A1 EP 2023050016 W EP2023050016 W EP 2023050016W WO 2023147948 A1 WO2023147948 A1 WO 2023147948A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive
speed
slave
master
drive unit
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/050016
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Andler
Original Assignee
Bode - Die Tür Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bode - Die Tür Gmbh filed Critical Bode - Die Tür Gmbh
Publication of WO2023147948A1 publication Critical patent/WO2023147948A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/68—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors controlling two or more dc dynamo-electric motors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/60—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators
    • E05F15/603—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors
    • E05F15/605—Power-operated mechanisms for wings using electrical actuators using rotary electromotors for folding wings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2400/00—Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/40—Control units therefor
    • E05Y2400/41—Control units therefor for multiple motors

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a drive system that has at least two drive units that can be controlled independently of one another.
  • the invention further relates to a drive system with two independently controllable drive units.
  • Drive systems known from practice which can be used, for example and without being restricted to this, for the operation of vehicle entry systems, in which a drive body (e.g. door leaf, ramp, step, etc.) is controlled by two drive units (e.g. B. electric motors) is driven, the drive units attack at different points on the drive body and introduce their respective driving force there, have the problem that the drive system during operation, d. H. while the drive body is being driven, can tilt and consequently block.
  • a drive body e.g. door leaf, ramp, step, etc.
  • B. electric motors e.g. electric motors
  • Adjustment tolerances e.g. B. mechanical play between the static structure of the drive system and the relative movable, relocatable drive body
  • the invention is based on the object of providing a method for controlling a drive system and a drive system that ensure reliable, long-lasting, low-maintenance and safe operation without having to specifically align the structure of the drive system with this purpose, in particular, for example, with regard to Closer manufacturing, assembly and/or adjustment tolerances, as well as tolerance with regard to unbalanced loads.
  • the structure and the effort involved in assembling and adjusting the drive system should be simple, and the control method should be simple and effective to implement.
  • a term “approximately” used herein is intended to indicate a tolerance range that the person skilled in the art working in the present field regards as usual.
  • the term “approximately” means a tolerance range of the related size of up to a maximum of +/-20%, preferably up to a maximum +/-10%, particularly preferably to understand up to +/-5%.
  • a method for controlling a drive system with at least two drive units that can be controlled independently of one another and which, in operational terms, act together with a respective drive force at force application points spaced apart from one another on a drive body to be driven in order to move it has the steps: a) defining one of the drive units as Master drive unit and the at least one other drive unit as a slave drive unit, the assignment can be arbitrary.
  • the movement of the drive body caused by the drive units changes the position of the drive body, e.g. B. translationally and / or rotationally, compared to a part of the drive system.
  • the drive body can be guided on guide rails of the drive system, so that it moves relative to such guide rails during a translatory movement.
  • an boarding ramp or step can be a driving body within the meaning of the invention in a drive system of an boarding system of a vehicle, but without necessarily being limited to this.
  • the drive body can in a rotational movement relative, for example, to a support arm or support frame of the drive system on which the Driving body is rotatably or pivotally held move.
  • a door leaf can be a drive body within the meaning of the invention in a drive system of an entry system of a vehicle, but without being necessarily limited to this.
  • the at least two drive units drive the drive body together by acting on different points on the drive body and introducing their respective drive force into it. It goes without saying that the movement of the drive body takes place in many application scenarios between a starting position and an end position.
  • the starting position can be, for example, a retracted or closed position of a ramp/step or door leaf and the end position can be an extended or open position of the ramp/step or door leaf or vice versa.
  • the state of the drive system can be determined, for example, by a drive position of the drive unit and/or a drive position of the drive body.
  • a motor position i. H. a motor rotation angle
  • the distance of the drive body for example in relation to a stationary reference point of the drive system, as this state of the drive system.
  • the master setpoint drive speed can in principle take any form, i.e. vary as desired depending on the state of the drive system (e.g. distance covered by the drive body between a start and an end point), i.e. assume different absolute values depending on the state of the drive system, wherein the speed curve can preferably be defined once for the entire possible distance traveled by the drive body (e.g. once before the drive system is first put into operation and/or after a maintenance cycle of the drive system). It is to be understood that the master target drive speed does not necessarily have to vary while the drive body is being driven, but can also be set to be essentially constant between a start and end position.
  • a varying course of the target drive speed curve is preferred in order to set the drive body in motion from a rest position or to bring it from a movement state into a rest state, with the movement of the drive body in the starting position and/or the end position can be additionally limited, for example, by a mechanical end stop.
  • the absolute value of the drive speed is to be understood as a speed value without taking a sign into account (i.e. without a sign), with a negative sign generally representing a direction of movement of the drive body that is opposite to a positive sign of the drive speed.
  • the absolute driving speed can thus apply both to a movement of the drive body in the forward direction and in the reverse direction.
  • the desired master drive speed command is only defined for the master drive unit and is limited by the maximum master drive speed command. In this regard, only target values are used.
  • the respective drive speeds of the master and slave drive unit(s) are controlled during operation of the drive system, i. H. during movement of the engine, referred to herein as operational control.
  • operational control i. H. during movement of the engine.
  • a separate target slave drive speed is preferably determined for each slave drive unit in the manner defined in step d).
  • the position difference between the master drive unit and a slave drive unit required for this purpose can be detected, for example, by means of encoders, potentiometers or other means for determining the instantaneous motor position or angle of rotation.
  • the inventive method achieves synchronization of the slave drive unit(s) with the master drive unit during operation (ie movement) of the drive system in a simple and reliable manner.
  • the synchronization is independent of the direction of movement and works robustly and reliably in both the forward and reverse direction of the engine body movement.
  • the implementation of the method is simple and efficient due to the simple control and calculation steps and the master-slave concept.
  • the structure of the drive system does not require tighter manufacturing, assembly and/or adjustment tolerances.
  • the structure of the drive system remains simple and inexpensive, and the assembly and adjustment costs remain low.
  • steps a) and b) are carried out once before the drive system is first put into operation and/or after a maintenance cycle of the drive system, i.e. the master drive unit is defined only once in advance, as is the master target drive speed including the maximum master target drive speed.
  • steps a) and b) are carried out multiple times, ie the master drive unit, the slave drive unit(s), the master target drive speed and the maximum master target drive speed are specified once and a specification is repeated again and again verified (which is equivalent to setting it again). It can be set again after a certain operating time has elapsed, for example after an hour, after several hours or after several days. A redefinition can also be event-based, for example when unfavorable conditions are identified or when a problem with a current definition is identified.
  • step a) is carried out once before the drive system is first put into operation and/or after a maintenance cycle of the drive system and step b) is carried out several times, i.e. the master drive unit is set once, the master target drive speed and/or the maximum master target drive speed are specified several times. This allows adjustments to ongoing operation of the drive system.
  • a setting can be made by a configuration unit connected to the drive system, for example using specifications from a set-up person.
  • the setting can also be carried out by the drive system itself, for example during an initialization process and/or during a self-test.
  • Artificial intelligence can also be used here, which can react to operating parameters and/or operating states in a self-learning manner. The latter approach is particularly useful when steps a) and/or b) are carried out multiple times.
  • Steps c) to e) are preferably carried out repeatedly in sequence during a driving process, ie for moving the driving body between any start and end position. In a subsequent, new drive cycle, the method can then only carry out steps c) to e).
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the amount of the determined slave target drive speed is limited to a predetermined maximum slave target drive speed prior to the respective operational control of the at least one slave drive unit. This reliably prevents the slave drive unit from being overridden or overloaded.
  • the maximum slave target drive speed can be defined as a nominal drive speed of the respective slave drive unit.
  • the nominal drive speed is reached when the slave drive unit is operated at a nominal working or nominal operating point, that is to say, for example, when an electric motor is operated as a drive unit with a specified nominal voltage.
  • the method is thus carried out within a working range that is reliably permissible for the slave drive unit, the power of the slave drive unit being optimally used without subjecting the drive unit to increased wear.
  • the maximum master target drive speed by a predetermined Decrease amount is set smaller than a rated drive speed of the master drive unit.
  • the nominal drive speed of the master drive unit is the speed that occurs when the master drive unit is operated at a nominal working or nominal operating point, e.g. B. when feeding an electric motor as a drive unit with a specified nominal voltage.
  • the drive speed at the nominal operating point of the slave drive unit can be specified, within which the slave drive unit can be controlled in order to be able to compensate for a lag of the slave drive unit behind the master drive unit in a short time.
  • the amount of reduction can be defined taking into account, for example, system tolerances.
  • the amount of reduction may be between about 5% and 15%, e.g. B. be about 10% of the drive speed at the nominal operating point of the master drive unit, but without being necessarily limited to this.
  • the maximum master target drive speed is reduced by 10% below the master nominal drive speed, which can be an operational maximum permissible drive speed of the master drive unit
  • the drive speed of the slave drive unit during operational control can be increased by a factor of around 10% compared to the maximum master target drive speed can be increased in order to be able to compensate for a position difference between the master and slave drive unit without having to control the slave drive unit beyond its permissible nominal operating point into an override range.
  • the reduction amount can be determined additionally or alternatively to the consideration of tolerances in the drive system based on the maximum permissible target drive speed of the slave drive unit during operational control and the tolerable compensation or correction time of a position deviation between the slave drive unit and the master drive unit .
  • a particularly preferred embodiment therefore provides that the amount of reduction is defined as a function of a maximum permissible setpoint drive speed of the slave drive unit during operational control of the slave drive unit and a predetermined maximum correction time for reducing the detected position difference.
  • the corrector is formed by a linear transfer function with a constant amplification factor.
  • the transfer function has the (multiplicative) amplification factor and, if appropriate, an additional additive offset.
  • the multiplicative gain factor may preferably be set to a value corresponding to the reduction amount. Even if this value is particularly preferred, the invention is not necessarily limited to this.
  • the amplification factor can be chosen to be either smaller or larger than the reduction amount. It has been found that the amount of reduction, as a multiplicative amplification factor, ensures a particularly robust and reliable control of the at least one slave drive unit.
  • the corrector can easily calculate the correction speed by multiplying the operationally detected position difference between the master drive unit and the respective slave drive unit by the amplification factor.
  • the corrector can have an infinite bandwidth. Alternatively, the corrector can also have a defined dynamic.
  • the corrector can be formed by a non-linear transfer function with a dynamic amplification factor dependent on the position difference.
  • the dynamic amplification factor can be defined by means of an exponential function, to which the operationally detected position difference between the master drive unit and the respective slave drive unit is supplied as a function argument.
  • the dynamic amplification factor enables faster adaptation of the setpoint drive speed of the slave drive unit to the setpoint drive speed of the master drive unit in accordance with the current operating situation, ie the size of the position difference.
  • the drive units are each designed as an electric motor and the master target drive speed and the slave target drive speed are controlled by an electric motor voltage fed to the respective drive unit.
  • the electric motors are formed by direct current motors.
  • oversteered operation of the drive units master and/or slave
  • operation with a motor voltage that is above the permissible nominal motor voltage is conceivable and depends on that methods disclosed herein are also included.
  • a drive regulation for adjusting the drive speed is not required either for the master drive unit or for the slave drive unit.
  • the control method according to the invention preferably only provides for the use of setpoint variables for controlling the master and slave setpoint drive speeds, which enables an easy-to-implement yet reliable and robust control of the drive units as described herein.
  • a drive system has at least two drive units that can be controlled independently of one another and that operate together with a respective drive force at force application points spaced apart from one another on a drive body to be driven in order to move it.
  • the drive system also has a control unit that is designed to carry out a method as disclosed herein in order to control the drive units.
  • the disclosed method according to the invention can be applied generically and can therefore be used with any type of drive system that has a drive body driven by at least two drive units, with at least one of the drive units (slave) being connected to a predetermined other drive unit (master) in the manner described herein is synchronized in order to ensure reliable, safe operation of the drive system, in particular, for example, to prevent the drive body from jamming, tilting and the like during operation.
  • An adjustment of the drive system is simplified and can accordingly be carried out in a short time.
  • the drive system has a robust, reliable and also low-maintenance operation.
  • the drive body of the drive system is a door leaf, a ramp or a step of an entry system of a vehicle.
  • the control unit can, for example, be a central part of the control of a door system (eg separate door leaf actuation), steps and ramps with separate and synchronized drive or motor units.
  • Fig. 1 shows a plan view of an embodiment of a drive system according to the invention
  • Fig. 2 is a flow chart of an embodiment of a control method according to the invention, which can be used to control a drive system such as that of Fig. 1,
  • FIG. 4 shows a detailed functional diagram of the control method from FIG.
  • FIG. 1 schematically shows a plan view of an exemplary embodiment of a drive system 1 according to the invention.
  • the drive system 1 shown is, for example, an essential part of an entry system of a vehicle (not shown).
  • the invention is not limited to drive systems of this type.
  • the drive system 1 has two independently controllable drive units Ml and M2, which in operation act together with a respective drive force at spaced-apart force application points 2 and 3 of a drive body 4 to be driven in order to move it in the direction of movement 5 to move.
  • the driving body 4 performs essentially a translatory movement in relation to stationary components of the drive system 1, e.g. B. the drive units Ml, M2 or guide rails 6, on which the drive body 4 is slidably guided.
  • the drive units M1, M2 can in principle also be arranged on the drive body 4 and can be moved accordingly with it.
  • the drive units Ml, M2 are therefore not necessarily stationary in relation to the movable drive body 4.
  • the drive units M1, M2 which in the present case are designed as electric motors and whose speed or The rotational speed can be controlled via respective gear units 7 or 8 (e.g. reduction gears, deflection gears and the like) in a force-transmitting manner on the drive body 4, but without being necessarily limited to this.
  • gear units 7 or 8 e.g. reduction gears, deflection gears and the like
  • the drive system 1 in FIG. 1 has a control unit 9 which is designed to carry out a method according to the invention in order to control the drive units M1, M2 as disclosed herein.
  • the drive body 4 is designed as a ramp or step of the example entry system. 1 shows the drive body 4 in an extended operating position that can be entered by a person (also not shown) entering the vehicle (also not shown) (herein also referred to as the end position). In a retracted operating position of the drive body 4 (herein also referred to as the starting position), it is arranged essentially closer to the drive units M1, M2 in the present example.
  • FIG. 2 shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method 20 for controlling a drive system according to the invention.
  • the method 20 for controlling the drive system 1 from FIG. 1 can be used without being necessarily limited thereto.
  • one of the drive units M1, M2 of the drive system 1 from FIG. 1 is defined as the master drive unit.
  • this is, for example, the drive unit M1.
  • the drive unit M2 is thus defined as the slave drive unit.
  • a master target drive speed W_M1 of the master drive unit M1 is defined as a function of a state ⁇ of the drive system 1, the specified master target drive speed W_M1 being limited in terms of amount by a predetermined maximum master target drive speed Wmax.
  • the state ö is described here by a motor position (ie angle of rotation) of the master drive unit M1.
  • ö can indicate, for example, the motor position (angle of rotation) of the master drive unit Ml in the starting position of the drive body 4 (e.g. fully retracted ramp) and ö2 the motor position (angle of rotation) in the end position of the drive body 4 (e.g . fully extended ramp).
  • the master target drive speed W_M1 assumes variable values in terms of amount depending on the state ⁇ of the drive system 1 (ie motor position of the master drive unit M1). From left to right, the rotational speed W of the master drive unit Ml should also increase, starting from the value 0 with an increasing rotational angle ö, if necessary, but without any mandatory restriction to this, in several different increase steps, as shown for example in Fig. 3, until the rotational speed W of the master drive unit Ml reaches a maximum value Wmax. As the end position at ⁇ 2 is approached, the rotational speed W of the master drive unit M1 should decrease again, if necessary, but without any mandatory restriction to this, in several different reduction stages, as shown in FIG. 3 by way of example. In the end position ö2, the rotational speed W reaches the value 0.
  • the maximum master target drive speed Wmax is chosen to be smaller during operation than a maximum permissible master target drive speed Wn, which corresponds to a nominal drive speed of the master drive unit Ml, which the drive unit Ml when controlled with the nominal motor voltage reached.
  • the predetermined maximum master target drive speed Wmax is set lower than the nominal drive speed Wn by the amount AWmax. Therefore, the amount AWmax is also referred to herein as a reduction amount.
  • the reduction amount AWmax preferably becomes maximum in consideration of an amount during the operational control of the slave drive unit M2 permissible setpoint drive speed W_M2 (see Figure 4) of the slave drive unit M2.
  • a correction in particular an increase in the target drive speed W_M2 of the slave drive unit M2, the maximum permissible drive speed W, which is specified by the nominal drive speed Wn of the slave drive unit M2, does not - at least not permanently - during the operating - exceeds.
  • the drive units M1 and M2 are essentially structurally identical and, apart from certain tolerances, also have the same electrical parameters, but without being necessarily restricted to this.
  • the nominal drive speed Wn of the master drive unit M1 is equal to the nominal drive speed Wn of the slave drive unit.
  • a maximum speed correction of the target drive speed W of the slave drive unit M2 can be limited to 10% of the nominal drive speed Wn.
  • the amount of reduction would then be defined by a reduction factor by which a reference quantity - for example the nominal drive speed - is multiplied.
  • the reduction amount AWmax is then advantageously also set to 10% of the nominal drive speed Wn of the master drive unit M1, so that the maximum master target drive speed Wmax of the master drive unit M1 is set to 90% of the nominal drive speed Wn. This ensures that the slave drive unit M2 is always within its permissible operating range, i. H. less than/equal to the nominal drive speed Wn.
  • the reduction factor of 10% given above is only to be understood as a possible example. It can also be selected to be smaller or larger than 10%. In particular, actual system tolerances or system parameters of the drive system 1 can also be taken into account when selecting the specific value. In addition, a predetermined correction time, which is required for the correction or compensation of a deviation between the slave Drive unit M2 can be tolerated by the master drive unit Ml, influence the specific choice of the reduction amount AWmax or reduction factor. If, for example, the fastest possible compensation with a correspondingly high compensation speed is to take place, the reduction factor can be selected to be greater than 10% in order to be able to control a correction of the slave drive speed also greater than 10% of the maximum master desired drive speed Wmax, without exceeding the nominal operating range of the slave drive unit M2.
  • step 23 the drive speed W of the master drive unit M1 is operationally controlled in accordance with the master target drive speed W_M1 shown by way of example in FIG. 3 and set accordingly.
  • the motor voltage of the master drive unit Ml can be adjusted according to the desired drive speed of the master drive unit Ml.
  • a drive regulation for setting the drive speed W is not required either for the master drive unit M1 or for the slave drive unit M2.
  • the control method 20 according to the invention preferably only provides for the use of setpoint values for controlling the master and slave setpoint drive speeds, which enables control of the drive units M1, M2 that is easy to implement and yet reliable and robust, as described herein.
  • a slave target drive speed W_M2 of the at least one slave drive unit M2 is calculated based on the master target drive speed W_M1 and a position difference Aö between the master drive unit Ml and the slave drive unit detected during operation by means of a corrector K M2 certain correction speed AW such determines that the position difference AO is reduced. This step is explained in more detail below together with FIG.
  • step 25 of the method 20 illustrated in FIG. 2 the drive speed W of the slave drive unit M2 is operationally controlled in accordance with the previously determined slave setpoint drive speed W_M2.
  • Steps 21 and 22 in FIG. 2 are preferably carried out once before the drive system 1 is put into operation for the first time.
  • the master drive unit M1 is defined once in advance, as is the master setpoint drive speed W_M1 including the maximum master setpoint drive speed Wmax.
  • Steps 23 to 25 are preferably repeated in sequence during a driving operation, i. H. for moving the drive body between any start and end position öl or ö2. For this purpose, it can be monitored in an additional step 26 whether the end position ö2 has been reached. If the end position O2 has not yet been reached, the method 20 returns to step 23, otherwise the method 20 ends with step 27.
  • steps 21 and 22 may only be carried out once before the drive unit 1 is operated for the first time (and/or after a maintenance cycle of the drive system), the method 20 can begin directly with step 23 in a new or subsequent drive cycle.
  • FIG. 4 shows a detailed functional diagram of the control method from FIG. 2.
  • the respective drive or motor position (ie angle of rotation) of the drive units Ml and M2 can be adjusted by means of appropriately designed and attached to the drive units Ml or M2 arranged detection units, such as encoders, potentiometers and the like.
  • the determined position difference Aö is then fed to a corrector K, which uses the position difference Aö to determine a difference AW in the drive speeds (also referred to herein as correction speed AW) between the master drive unit M1 and the slave drive unit M2. Finally, this difference AW is added to the master target drive speed W_M1 in order to determine the slave target drive speed W_M2.
  • slave target drive speed W_M2 Before slave target drive speed W_M2 is used for operational control of slave drive unit M2, it can optionally be limited to the maximum permissible slave drive speed, which can be given by slave nominal drive speed Wn. If the slave drive unit M2 is actuated with the slave target drive speed W_M2 determined in this way, i. H. with a corresponding motor voltage, the position difference Aö is reduced in this way.
  • the corrector K outputs a positive value AW, which is added to the current setpoint drive speed W_M1 of the master drive unit Ml.
  • the rotational speed of the slave drive unit M2 is increased and the position difference or the position error ⁇ is compensated for in the next time segment. In this case, the slave drive unit M2 is periodically positively accelerated.
  • the converter now calculates a negative value AW, which slows down the slave drive unit M2.
  • the slave drive unit M2 is periodically accelerated negatively (decelerated).
  • the method according to the invention thus works reliably in both directions of movement of the drive units M1, M2.
  • the corrector K can have an infinite bandwidth or a defined dynamic.
  • a linear transfer function of the corrector K with a constant amplification factor this is preferably selected to be as large as the maximum speed AWmax to be compensated, for example 10% of the nominal drive speed Wn. Then the linear transfer function results according to the formula:
  • the corrector K can be formed by a non-linear transfer function with a dynamic amplification factor dependent on the position difference ⁇ .
  • a preferred dynamic can be formed, for example, by an exponential function, e.g. e.g.:
  • the method disclosed herein for controlling a drive system and the drive system according to the invention are not limited to the concrete embodiments described in each case, but also include other embodiments that have the same effect and result from other technically meaningful combinations of the features of all the subjects of the invention described herein.
  • the features and feature combinations mentioned above in the general description and the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combinations explicitly stated herein, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the present invention leave.
  • the drive system according to the invention is used as an entry or door system in a vehicle (e.g. land vehicle, air vehicle, water vehicle), the drive system being controlled by a method disclosed herein for controlling a drive system.
  • vehicle- The entry system preferably has a ramp and/or a step as the driving body, and the door system has, for example, a door leaf as the driving body.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (20) zur Steuerung eines Antriebssystems (1) mit wenigstens zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten (M1, M2), die betrieblich mit einer jeweiligen Antriebskraft an zueinander beabstandeten Kraftangriffsstellen (2, 3) eines anzutreibenden Triebkörpers (4) gemeinsam auf diesen einwirken, um diesen zu bewegen, wobei eine Antriebsgeschwindigkeit (W) einer Master-Antriebseinheit (M1) entsprechend einer vorab festgelegten Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1) betrieblich gesteuert wird, eine Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M2) einer Slave-Antriebseinheit (M2) basierend auf der Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1) und einer mittels eines Korrektors (K) aus einer betrieblich erfassten Positionsdifferenz (Δϑ) zwischen der Master-Antriebseinheit (M1) und der Slave-Antriebseinheit (M2) bestimmten Korrekturgeschwindigkeit (ΔW) derart bestimmt wird, dass die Positionsdifferenz (Δϑ) reduziert wird, und eine Antriebsgeschwindigkeit (W) der Slave-Antriebseinheit (M2) entsprechend der bestimmten Slave-Sollantriebsgeschwin-digkeit (W_M2) betrieblich gesteuert wird.Die Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem (1), das durch ein derartiges Verfahren (20) gesteuert wird.

Description

Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems und Antriebssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems, das wenigstens zwei voneinander unabhängig ansteuerbare Antriebseinheiten aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Antriebssystem mit zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten.
Aus der Praxis bekannte Antriebssysteme, die beispielsweise und ohne zwingende Beschränkung hierauf für den Betrieb von Fahrzeug-Einstiegssystemen verwendet werden können, bei denen ein Triebkörper (z. B. Türflügel, Rampe, Tritt etc.) von zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten (z. B. Elektromotoren) angetrieben wird, wobei die Antriebseinheiten an unterschiedlichen Stellen am Triebkörper angreifen und dort ihre jeweilige Antriebskraft einleiten, weisen das Problem auf, dass das Antriebssystem während des Betriebs, d. h. während der Triebkörper angetrieben wird, verkanten und infolgedessen blockieren kann.
Der Grund dafür ist, dass ein solches Antriebssystem unvermeidbar Asymmetrien aufweist. Wesentliche Faktoren, die zur Asymmetrie führen können, sind unter anderem :
• Herstellungstoleranzen der Antriebseinheiten, z. B. Motoren, mit Abweichungen bei mechanischen und elektrischen Parametern, die beispielsweise dazu führen, dass parallelgeschaltete Motoren unterschiedlich schnell drehen, usw.,
• Montagetoleranzen des Aufbaus des Antriebssystems, z. B. Aufbausteifigkeit, Reibung zwischen Aufbau und Triebkörper etc.,
• Justiertoleranzen, z. B. mechanisches Spiel zwischen dem statischen Aufbau des Antriebssystems und dem dazu relativbewegbaren, ortsveränderbaren Triebkörper,
• Unsymmetrische Belastungen.
Das Ausmaß der Asymmetrie in einem derartigen Antriebssystem ist eine unbekannte Größe. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems sowie ein Antriebssystem bereitzustellen, die einen zuverlässigen, langlebigen, wartungsarmen und sicheren Betrieb gewährleisten, ohne den Aufbau des Antriebssystems speziell auf diesen Zweck ausrichten zu müssen, insbesondere zum Beispiel hinsichtlich engerer Herstellungs-, Montage- und/oder Justiertoleranzen, sowie Toleranz bezüglich unsymmetrischer Belastung. Der Aufbau sowie der Aufwand für die Montage sowie Justierung des Antriebssystems sollen einfach sein, das Steuerverfahren soll schlicht und wirksam implementierbar sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die jeweiligen Unteransprüche.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Es sei ferner angemerkt, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder" stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
Außerdem soll ein hierin verwendeter Begriff „etwa" einen Toleranzbereich angeben, den der auf dem vorliegenden Gebiet tätige Fachmann als üblich ansieht. Insbesondere ist unter dem Begriff „etwa" ein Toleranzbereich der bezogenen Größe von bis maximal +/-20 %, bevorzugt bis maximal +/-10 %, besonders bevorzugter Weise bis maximal +/-5% zu verstehen. Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems mit wenigstens zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten, die betrieblich mit einer jeweiligen Antriebskraft an zueinander beabstandeten Kraftangriffsstellen eines anzutreibenden Triebkörpers gemeinsam auf diesen einwirken, um diesen zu bewegen, die Schritte auf: a) Festlegen einer der Antriebseinheiten als Master-Antriebseinheit und der wenigstens einen übrigen Antriebseinheit als Slave-Antriebseinheit, wobei die Zuordnung dabei beliebig sein kann. b) Festlegen einer Master-Sollantriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit in Abhängigkeit von einem Zustand des Antriebssystems, wobei die festgelegte Master-Sollantriebsgeschwindigkeit betragsmäßig durch eine vorbestimmte maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit begrenzt wird, c) betriebliches Steuern einer Antriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit entsprechend der festgelegten Master-Sollantriebsgeschwindigkeit, d) Bestimmen einer Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit basierend auf der Master-Sollantriebsgeschwindigkeit und einer mittels eines Korrektors aus einer betrieblich erfassten Positionsdifferenz zwischen der Master-Antriebseinheit und der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit bestimmten Korrekturgeschwindigkeit derart, dass die Positionsdifferenz reduziert wird, und e) betriebliches Steuern einer Antriebsgeschwindigkeit der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit entsprechend der bestimmten Slave-Sollantriebsge- schwindigkeit.
Die durch die Antriebseinheiten bewirkte Bewegung des Triebkörpers verändert die Ortslage des Triebkörpers, z. B. translatorisch und/oder rotatorisch, gegenüber einem Teil des Antriebssystems. So kann der Triebkörper beispielsweise an Führungsschienen des Antriebssystems geführt sein, so dass er sich bei einer translatorischen Bewegung relativ zu solchen Führungsschienen bewegt. Zum Beispiel kann eine Einstiegsrampe oder ein Tritt ein Triebkörper im Sinne der Erfindung in einem Antriebssystem eines Einstiegssystems eines Fahrzeugs sein, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein.
Ebenso kann sich der Triebkörper bei einer rotatorischen Bewegung relativ beispielsweise zu einem Haltearm oder Haltegestell des Antriebssystems, an dem der Triebkörper dreh- oder schwenkbar gehalten ist, bewegen. Zum Beispiel kann ein Türflügel ein Triebkörper im Sinne der Erfindung eines in einem Antriebssystem eines Einstiegssystems eines Fahrzeugs sein, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein.
Eine Kombination aus translatorischer und rotatorischer Bewegungsformen ist ebenfalls möglich. Auch andere Bewegungsformen oder Bewegungen entlang relativ beliebiger Kurven sind denkbar.
In jedem Fall treiben die wenigstens zwei Antriebseinheiten den Triebkörper gemeinsam an, indem sie an unterschiedlichen Punkten am Triebkörper angreifen und ihre jeweilige Antriebskraft in diesen einleiten. Es versteht sich, dass die Bewegung des Triebkörpers in vielen Einsatzszenarien zwischen einer Startposition und einer Endposition stattfindet. In den vorgenannten Beispielen eines Einstiegsystems kann die Startposition zum Beispiel eine eingefahrene bzw. geschlossene Position einer Rampe/eines Tritts bzw. eines Türflügels sein und die Endposition kann eine ausgefahrene bzw. geöffnete Position der Rampe/des Tritts bzw. des Türflügels sein oder umgekehrt.
Der Zustand des Antriebssystems kann beispielsweise durch eine Antriebsposition der Antriebseinheit und/oder eine Antriebsposition des Triebkörpers bestimmt werden. Zum Beispiel kann bei Verwendung eines Elektromotors als Antriebseinheit eine Motorposition, d. h. ein Motordrehwinkel, als ein solcher Zustand verwendet werden. Denkbar ist auch, die Entfernung des Triebkörpers, beispielsweise in Relation zu einem ruhenden Bezugspunkt des Antriebssystems, als diesen Zustand des Antriebssystems zu verwenden.
Die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit kann grundsätzlich eine beliebige Form annehmen, das heißt je nach Zustand des Antriebssystems (z. B. zurückgelegte Wegstrecke des Triebkörpers zwischen einem Start- und einem Endpunkt) beliebig variieren, d. h. in Abhängigkeit vom Zustand des Antriebssystems betragsmäßig unterschiedliche Werte annehmen, wobei die Geschwindigkeitskurve bevorzugt einmalig für die gesamte mögliche Wegstrecke des Triebkörpers festgelegt werden kann (z. B. einmalig vor der ersten Inbetriebnahme des Antriebssystems und/oder nach einem Wartungszyklus des Antriebssystems). Es ist zu verstehen, dass die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit nicht zwingend während des Antriebs des Triebkörpers variieren muss, sondern auch im Wesentlichen zwischen einer Start- und Endposition als konstant festgelegt werden kann. Insbesondere zu Beginn eines Antriebsvorgangs und/oder gegen Ende des Antriebsvorgangs ist ein variierender Verlauf der Sollantriebsgeschwindigkeitskurve jedoch bevorzugt, um den Triebkörper aus einem Ruhestand in Bewegung zu versetzen bzw. aus einem Bewegungszustand in einen Ruhezustand zu bringen, wobei die Bewegung des Triebkörpers in der Startposition und/oder der Endposition beispielsweise zusätzlich durch einen mechanischen Endanschlag begrenzt sein kann.
Der Betrag der Antriebsgeschwindigkeit ist als Geschwindigkeitswert ohne Berücksichtigung eines Vorzeichens (d. h. vorzeichenlos) zu verstehen, wobei allgemein ein negatives Vorzeichen eine einem positiven Vorzeichen der Antriebsgeschwindigkeit entgegengesetzte Bewegungsrichtung des Triebkörpers darstellen soll. Die betragsmäßige Antriebsgeschwindigkeit kann damit sowohl für eine Bewegung des Triebkörpers in Vorwärtsrichtung als auch Rückwärtsrichtung gelten.
Die gewünschte Master-Sollantriebsgeschwindigkeit wird nur für die Master-Antriebseinheit definiert und ist durch die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit begrenzt. Es wird diesbezüglich nur mit Sollgrößen gearbeitet.
Die Steuerung der jeweiligen Antriebsgeschwindigkeiten der Master- und der Slave-Antriebseinheit(en) erfolgt während des Betriebs des Antriebssystems, d. h. während der Bewegung des Triebkörpers, was hierin als betriebliches Steuern bezeichnet wird. Entsprechendes gilt für die betrieblich erfasste Positionsdifferenz oder eine betrieblich maximal zulässige Antriebsgeschwindigkeit.
Falls mehr als eine Slave-Antriebseinheit vorgesehen ist, wird bevorzugt für jede Slave-Antriebseinheit eine eigene Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit nach der in Schritt d) definierten Weise bestimmt. Das hierzu erforderliche Erfassen der Positionsdifferenz zwischen der Master-Antriebseinheit und jeweils einer Slave-Antriebseinheit kann zum Beispiel mittels Encoder, Potentiometer oder sonstigen Mitteln zur Bestimmung der augenblicklichen Motorposition bzw. Drehwinkel erfolgen.
Eine Symmetrierung des Antriebs des naturgemäß an sich asymmetrischen Antriebssystems (bezüglich Erläuterungen sei auf den Einleitungsteil verwiesen) ist gegeben, wenn beide - die Master-Antriebseinheit und die wenigstens eine Slave- Antriebseinheit - den gleichen Drehwinkel bzw. Motorposition in der Zeit aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt, wie hierin dargelegt, während des Betriebs (d. h. Bewegung) des Antriebssystems eine Synchronisierung der Slave- Antriebseinheit(en) mit der Master-Antriebseinheit in einfacher und zuverlässiger Weise. Die Synchronisierung ist unabhängig von der Bewegungsrichtung und arbeitet robust und zuverlässig sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung der Triebkörperbewegung. Die Implementierung des Verfahrens ist aufgrund der einfachen Steuerungs- und Berechnungsschritte sowie des Master-Slave-Konzepts einfach und effizient. Es wird ein zuverlässiger, langlebiger, wartungsarmer und sicheren Betrieb des Antriebssystems gewährleistet, ohne den Aufbau des Antriebssystems speziell auf diesen Zweck ausrichten zu müssen. Der Aufbau des Antriebssystems erfordert beispielsweise keine engeren Herstellungs-, Montage- und/oder Justiertoleranzen. Damit bleibt auch der Aufbau des Antriebssystems einfach und kostengünstig, und der Montage- sowie Justieraufwand bleiben gering.
In einer Ausgestaltung werden die Schritte a) und b) einmalig vor der ersten Inbetriebnahme des Antriebssystems und/oder nach einem Wartungszyklus des Antriebssystems ausgeführt, das heißt die Master-Antriebseinheit wird lediglich einmal vorab festgelegt wie auch die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit einschließlich der maximalen Master-Sollantriebsgeschwindigkeit.
In einer anderen Ausgestaltung werden die Schritte a) und b) mehrfach ausgeführt, das heißt die Master-Antriebseinheit, die Slave-Antriebseinheit(en), die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit und die maximale Master-Sollantriebsgeschwin- digkeit werden einmalig festgelegt und eine Festlegung immer wieder überprüft (was einem erneuten Festlegen gleichkommt). Ein erneutes Festlegen kann nach Ablauf einer gewissen Betriebszeit erfolgen, beispielsweise nach einer Stunde, nach mehreren Stunden oder nach mehreren Tagen. Ein erneutes Festlegen kann auch ereignisbasiert erfolgen, beispielsweise bei Erkennen ungünstiger Zustände oder bei Erkennen eines Problems mit einer aktuellen Festlegung.
In einer noch weiteren Ausgestaltung wird Schritt a) einmalig vor der ersten Inbetriebnahme des Antriebssystems und/oder nach einem Wartungszyklus des Antriebssystems ausgeführt und Schritt b) mehrfach, das heißt die Master-Antriebseinheit wird einmalig festgelegt, die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit und/oder die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit werden mehrfach festgelegt. Dies erlaubt Anpassungen an einen laufenden Betrieb des Antriebssystems.
In den drei vorgenannten Ausgestaltungen kann ein Festlegen durch eine mit dem Antriebssystem verbundene Konfigurationseinheit erfolgen, beispielsweise unter Nutzung von Vorgaben einer Einrichtungsperson. Das Festlegen kann aber auch durch das Antriebssystem selbst vorgenommen werden, beispielsweise während eines Initialisierungsprozesses und/oder während eines Selbsttests. Dabei kann auch künstliche Intelligenz eingesetzt werden, die selbstlernend auf Betriebsparameter und/oder Betriebszustände reagieren kann. Der letztgenannte Ansatz bietet sich insbesondere bei mehrfachem Ausführen der Schritte a) und/oder b) an.
Die Schritte c) bis e) werden bevorzugt wiederholt in Abfolge während eines Antriebsvorgangs, das heißt zur Bewegung des Triebkörpers zwischen einer beliebigen Start- und Endposition, ausgeführt. Bei einem nachfolgenden, neuen Antriebszyklus kann das Verfahren dann lediglich die Schritte c) bis e) ausführen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die bestimmte Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit vor der jeweiligen betrieblichen Steuerung der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit betragsmäßig auf eine vorbestimmte maximale Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit begrenzt wird. Hierdurch wird eine Übersteuerung bzw. Überlastung der Slave-Antriebseinheit zuverlässig verhindert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die maximale Slave-Sollantriebsge- schwindigkeit als eine Nennantriebsgeschwindigkeit der jeweiligen Slave-Antriebseinheit festgelegt werden. Die Nennantriebsgeschwindigkeit wird bei Betreiben der Slave-Antriebseinheit in einem Nennarbeits- bzw. Nennbetriebspunkt erreicht, das heißt zum Beispiel bei Betrieb eines Elektromotors als Antriebseinheit mit einer spezifizierten Nennspannung. Damit wird das Verfahren innerhalb einer für die Slave-Antriebseinheit sicher zulässigen Arbeitsbereich durchgeführt, wobei die Leistung der Slave-Antriebseinheit optimal genutzt wird, ohne die Antriebseinheit einem erhöhten Verschleiß auszusetzen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstands sieht ferner vor, dass die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit um einen vorbestimmten Verringerungsbetrag kleiner als eine Nennantriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit festgelegt wird. Auch hier ist die Nennantriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit die Geschwindigkeit, die sich bei Betrieb der Master-Antriebseinheit in einem Nennarbeits- bzw. Nennbetriebspunkt einstellt, z. B. bei Speisung eines Elektromotors als Antriebseinheit mit einer spezifizierten Nennspannung. Bei bevorzugt identischer Auslegung der Master-Antriebseinheit und der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit wird somit sichergestellt, dass eine ausreichende Reserve zwischen der maximal vorgegebenen Master-Sollantriebsgeschwindigkeit und der maximal zulässigen Antriebsgeschwindigkeit der Slave-Antriebseinheit, z. B. die Antriebsgeschwindigkeit im Nennbetriebspunkt der Slave- Antriebseinheit, vorgegeben werden kann, innerhalb welcher die Slave-Antriebseinheit gesteuert werden kann, um zum Beispiel ein Nacheilen der Slave-Antriebseinheit hinter der Master-Antriebseinheit in kurzer Zeit ausgleichen zu können. Der Verringerungsbetrag kann hierbei unter Berücksichtigung beispielsweise von Systemtoleranzen festgelegt werden.
Beispielsweise kann der Verringerungsbetrag etwa zwischen 5 % und 15 %, z. B. etwa 10 %, der Antriebsgeschwindigkeit im Nennarbeitspunkt der Master-Antriebseinheit betragen, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein. Wird die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit beispielsweise um 10 % unter die Master-Nennantriebsgeschwindigkeit gesenkt, die eine betrieblich maximal zulässige Antriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit sein kann, kann die Antriebsgeschwindigkeit der Slave-Antriebseinheit während der betrieblichen Steuerung um einen Faktor von etwa 10 % gegenüber der maximalen Master-Sollan- triebsgeschwindigkeit gesteigert werden, um eine Positionsdifferenz zwischen der Master- und Slave-Antriebseinheit kompensieren zu können, ohne die Slave-Antriebseinheit über ihren zulässigen Nennbetriebspunkt hinaus in einen Übersteuerungsbereich steuern zu müssen.
Somit kann der Verringerungsbetrag zusätzlich oder alternativ zur Berücksichtigung von Toleranzen im Antriebssystem anhand der während der betrieblichen Steuerung maximal zulässigen Soll-Antriebsgeschwindigkeit der Slave-Antriebseinheit und der tolerierbaren Kompensations- bzw. Korrekturzeit einer Positionsabweichung zwischen der Slave-Antriebseinheit und der Master-Antriebseinheit festgelegt werden. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht daher vor, dass der Verringerungsbetrag abhängig von einer während der betrieblichen Steuerung der Slave-Antriebseinheit maximal zulässigen Soll-Antriebsgeschwindigkeit der Slave-Antriebseinheit und einer vorbestimmten maximalen Korrekturzeit zur Verringerung der erfassten Positionsdifferenz festgelegt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstands wird der Korrektor durch eine lineare Übertragungsfunktion mit einem konstanten Verstärkungsfaktor gebildet. Mit anderen Worten weist die Übertragungsfunktion in diesem Fall den (multiplikativen) Verstärkungsfaktor und gegebenenfalls zusätzlich einen additiven Offset auf. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einfach zu realisierende, kostengünstige und robuste Implementierung des Verfahrens, die geringe Anforderungen an für die Steuerung erforderliche Berechnungsschritte voraussetzt.
Der multiplikative Verstärkungsfaktor kann bevorzugt auf einen Wert festgelegt werden, der dem Verringerungsbetrag entspricht. Auch wenn dieser Wert besonders bevorzugt ist, ist die Erfindung nicht zwingend hierauf beschränkt. Der Verstärkungsfaktor kann sowohl kleiner als auch größer als der Verringerungsbetrag gewählt werden. Es hat sich herausgestellt, dass der Verringerungsbetrag als multiplikativer Verstärkungsfaktor eine besonders robuste und zuverlässige Steuerung der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit gewährleistet.
Der Korrektor kann die Korrekturgeschwindigkeit in einfacher Weise durch Multiplikation der betrieblich erfassten Positionsdifferenz zwischen der Master-Antriebseinheit und der jeweiligen Slave-Antriebseinheit mit dem Verstärkungsfaktor berechnen.
Der Korrektor kann eine unendliche Bandbreite aufweisen. Alternativ kann der Korrektor auch eine definierte Dynamik aufweisen.
Dementsprechend kann der Korrektor durch eine nichtlineare Übertragungsfunktion mit einem von der Positionsdifferenz abhängigen, dynamischen Verstärkungsfaktor gebildet werden. Beispielsweise kann der dynamische Verstärkungsfaktor mittels einer Exponentialfunktion festgelegt werden, der als Funktionsargument die betrieblich erfasste Positionsdifferenz zwischen der Master-Antriebseinheit und der jeweiligen Slave- Antriebseinheit zugeführt wird. Der dynamische Verstärkungsfaktor ermöglicht eine entsprechend der augenblicklichen Betriebssituation, d. h. Größe der Positionsdifferenz, schnellere Anpassung der Sollantriebsgeschwindigkeit der Slave-Antriebseinheit an die Sollantriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit.
Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Antriebseinheiten jeweils als Elektromotor ausgebildet und die Master-Sollantriebsgeschwin- digkeit und die Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit werden durch eine der jeweiligen Antriebseinheit entsprechend zugeführte elektrische Motorspannung gesteuert. In einer Weiterbildung sind die Elektromotoren durch Gleichstrommotoren gebildet.
Auch wenn bevorzugt keine Übersteuerung der Antriebseinheiten, zumindest keine während des Betriebs dauerhafte Übersteuerung, angestrebt wird, ist ein übersteuerter Betrieb der Antriebseinheiten (Master und/oder Slave), das heißt ein Betrieb mit einer über der zulässigen Nennmotorspannung liegenden Motorspannung, denkbar und von dem hierin offenbarten Verfahren ebenfalls umfasst.
Allgemein ist entsprechend des hierin offenbarten erfindungsgemäßen Verfahrens eine Antriebsrege/ung zur Einstellung der Antriebsgeschwindigkeit weder für die Master-Antriebseinheit noch für die Slave-Antriebseinheit erforderlich. Das erfindungsgemäße Steuerverfahren sieht vorzugsweise allein die Verwendung von Soll- Größen zur Steuerung der Master- und Slave-Sollantriebsgeschwindigkeiten vor, was eine einfach zu implementierende und trotzdem zuverlässige und robuste Steuerung der Antriebseinheiten wie hierin beschrieben ermöglicht.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Antriebssystem wenigstens zwei voneinander unabhängig ansteuerbare Antriebseinheiten auf, die betrieblich mit einer jeweiligen Antriebskraft an zueinander beabstandeten Kraftangriffsstellen eines anzutreibenden Triebkörpers gemeinsam auf diesen einwirken, um diesen zu bewegen. Das Antriebssystem weist ebenso eine Steuereinheit auf, die ausgebildet ist, ein Verfahren wie hierin offenbart auszuführen, um die Antriebseinheiten anzusteuern. Es ist zu verstehen, dass bezüglich antriebssystembezogener Begriffsdefinitionen sowie der Wirkungen und Vorteile antriebssystemgemäßer Merkmale vollumfänglich auf die Offenbarung sinngemäßer Definitionen, Wirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückgegriffen werden kann und umgekehrt. Auf eine Wiederholung von Erläuterungen sinngemäß gleicher Merkmale, deren Wirkungen und Vorteile kann somit zugunsten einer kompakteren Beschreibung verzichtet werden, ohne dass derartige Auslassungen als Einschränkung für einen der offenbarten Erfindungsgegenstände auszulegen wären.
Grundsätzlich ist das offenbarte, erfindungsgemäße Verfahren generisch anwendbar und damit mit einer beliebigen Art von Antriebssystems verwendbar, das einen von wenigstens zwei Antriebseinheiten angetriebenen Triebkörper aufweist, wobei wenigstens eine der Antriebseinheiten (Slave) mit einer vorbestimmten anderen Antriebseinheit (Master) in der hierin beschriebenen Weise synchronisiert wird, um einen zuverlässigen, sicheren Betrieb des Antriebssystems zu gewährleisten, insbesondere zum Beispiel ein Klemmen, Verkanten u. dgl. des Triebkörpers während des Betriebs zu verhindern. Eine Justage des Antriebssystems wird vereinfacht und ist dementsprechend in kurzer Zeit durchführbar. Das Antriebssystem weist einen robusten, zuverlässigen und ebenfalls wartungsarmen Betrieb auf.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Triebkörper des Antriebssystems ein Türflügel, eine Rampe oder ein Tritt eines Einstiegsystems eines Fahrzeugs. In diesem Fall kann die Steuereinheit beispielsweise ein Zentralteil der Steuerung eines Türsystems (z. B. getrennte Türflügelbetätigung), von Tritten und Rampen mit getrennten und synchronisierten Antriebs- bzw. Motoreinheiten sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkend zu verstehender Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiel eines Steuerverfahrens gemäß der Erfindung, das zur Steuerung eines Antriebssystems wie beispielsweise jenes aus Fig. 1 verwendet werden kann,
Fig. 3 ein Beispiel eines Verlaufs einer Master-Sollantriebsgeschwindigkeit und
Fig. 4 ein detailliertes Funktionsdiagramm des Steuerverfahrens aus Fig. 2.
In den unterschiedlichen Figuren sind hinsichtlich ihrer Funktion gleichwertige Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
Fig. 1 stellt schematisch eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Antriebssystems 1 gemäß der Erfindung dar. Beispielhaft handelt es sich bei dem gezeigten Antriebssystems 1 um einen wesentlichen Teil eines Einstiegsystems eines Fahrzeugs (nicht dargestellt). Die Erfindung ist jedoch nicht auf Antriebssysteme dieser Art beschränkt.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, weist das Antriebsystems 1 vorliegend zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten Ml und M2 auf, die betrieblich mit einer jeweiligen Antriebskraft an zueinander beabstandeten Kraftangriffsstellen 2 und 3 eines anzutreibenden Triebkörpers 4 gemeinsam auf diesen einwirken, um diesen in Bewegungsrichtung 5 zu bewegen. Im vorliegenden Beispiel führt der Triebkörper 4 im Wesentlichen eine translatorische Bewegung gegenüber ortsfesten Komponenten des Antriebssystems 1, z. B. die Antriebseinheiten Ml, M2 oder Führungsschienen 6, an denen der Triebkörper 4 verschiebbar geführt ist, aus.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Antriebseinheiten Ml, M2 grundsätzlich auch an dem Triebkörper 4 angeordnet sein können und entsprechend mit diesem mitbewegt werden. Die Antriebseinheiten Ml, M2 sind also nicht zwingend ortsfest gegenüber dem bewegbaren Triebkörper 4.
Die Antriebseinheiten Ml, M2, die vorliegend als Elektromotoren ausgebildet sind und über eine jeweilige elektrische Motorspannung in ihrer Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit steuerbar sind, können über jeweilige Getriebeeinheiten 7 bzw. 8 (z. B. Reduzier-, Umlenkgetriebe und dergleichen) auf den Triebkörper 4 kraftübertragend einwirken, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein.
Weiterhin weist das Antriebssystem 1 in Fig. 1 eine Steuereinheit 9 auf, die ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, um die Antriebseinheiten Ml, M2 wie hierin offenbart anzusteuern.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Antriebssystem 1 ist der Triebkörper 4 als Rampe oder Tritt des beispielhaften Einstiegssystems ausgebildet. Fig. 1 stellt den Triebkörper 4 in einer ausgefahrenen, von einer in das nicht dargestellte Fahrzeug einsteigenden Person (ebenfalls nicht dargestellt) betretbaren Betriebsposition dar (hierin auch als Endposition bezeichnet). In einer eingefahrenen Betriebsposition des Triebkörpers 4 (hierin auch als Startposition bezeichnet) ist dieser im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen näher an den Antriebseinheiten Ml, M2 angeordnet.
Fig. 2 stellt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 20 zur Steuerung eines Antriebssystems gemäß der Erfindung dar. Beispielsweise kann das Verfahren 20 zur Steuerung des Antriebssystems 1 aus Fig. 1 verwendet werden, ohne zwingend hierauf beschränkt zu sein. Im Folgenden wird jedoch beispielhaft auf das in Fig. 1 dargestellte Antriebssystem 1 zur Erläuterung des Verfahrens 20 Bezug genommen.
In einem ersten Schritt 21 wird eine der Antriebseinheiten Ml, M2 des Antriebssystems 1 aus Fig. 1 als Master-Antriebseinheit festgelegt. Vorliegend ist dies zum Beispiel die Antriebseinheit Ml. Damit ist die Antriebseinheit M2 als Slave-Antriebseinheit festgelegt.
In einem anschließenden Schritt 22 wird eine Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 der Master-Antriebseinheit Ml in Abhängigkeit von einem Zustand ö des Antriebssystems 1 festgelegt, wobei die festgelegte Master-Sollantriebsgeschwin- digkeit W_M1 betragsmäßig durch eine vorbestimmte maximale Master-Sollan- triebsgeschwindigkeit Wmax begrenzt wird. Zur Erläuterung der Festlegung der Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 wird nun Bezug auf Fig. 3 genommen, die ein Beispiel eines Verlaufs einer Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 in Abhängigkeit von dem Zustand ö des Antriebssystems 1 darstellt. Der Zustand ö wird vorliegend durch eine Motorposition (d. h. Drehwinkel) der Master-Antriebseinheit Ml beschrieben. In Fig. 3 kann öl beispielsweise die Motorposition (Drehwinkel) der Master-Antriebseinheit Ml in der Startposition des Triebkörpers 4 (z. B. vollständig eingefahrene Rampe) angeben und ö2 die Motorposition (Drehwinkel) in der Endposition des Triebkörpers 4 (z. B. vollständig ausgefahrene Rampe).
In Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 in Abhängigkeit vom Zustand ö des Antriebssystems 1 (d. h. Motorposition der Master-Antriebseinheit Ml) vorliegend betragsmäßig veränderliche Werte annimmt. Von links nach rechts soll die Drehgeschwindigkeit W der Master-Antriebseinheit Ml ausgehend von dem Wert 0 mit zunehmendem Drehwinkel ö ebenfalls zunehmen, ggfs., jedoch ohne zwingende Beschränkung hierauf, in mehreren unterschiedlichen Zunahmeschritten wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, bis die Drehgeschwindigkeit W der Master-Antriebseinheit Ml einen maximalen Wert Wmax erreicht. Mit Annäherung an die Endposition bei ö2 soll sich die Drehgeschwindigkeit W der Master-Antriebseinheit Ml wiederum verringern, gegebenenfalls, jedoch ohne zwingende Beschränkung hierauf, in mehreren unterschiedlichen Verringerungsstufen, wie beispielhaft in Fig. 3 dargestellt ist. In der Endposition ö2 erreicht die Drehgeschwindigkeit W den Wert 0.
Fig. 3 ist weiterhin zu entnehmen, dass die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit Wmax während des Betriebs kleiner gewählt ist, als eine maximal zulässige Master-Sollantriebsgeschwindigkeit Wn, die einer Nennantriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit Ml entspricht, die die Antriebseinheit Ml bei Ansteuerung mit der Nennmotorspannung erreicht. Die vorbestimmte maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit Wmax ist gegenüber der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn um den Betrag AWmax verringert festgelegt. Daher wird der Betrag AWmax hierin auch als Verringerungsbetrag bezeichnet.
Der Verringerungsbetrag AWmax wird vorzugsweise unter Berücksichtigung einer während der betrieblichen Steuerung der Slave-Antriebseinheit M2 maximal zulässigen Soll-Antriebsgeschwindigkeit W_M2 (vergleiche Fig.4) der Slave-Antriebseinheit M2 festgelegt. Insbesondere wird hierbei berücksichtigt, dass eine Korrektur, insbesondere eine Erhöhung der Soll-Antriebsgeschwindigkeit W_M2 der Slave-Antriebseinheit M2, die maximal zulässige Antriebsgeschwindigkeit W, die durch die Nennantriebsgeschwindigkeit Wn der Slave-Antriebseinheit M2 vorgegeben ist, nicht- zumindest jedoch nicht dauerhaft während des Betriebs - überschreitet.
Im vorliegend beschriebenen Beispiel des Antriebssystems 1 sind die Antriebseinheiten Ml und M2 im Wesentlichen baugleich und weisen bis auf gewisse Toleranzen auch die gleichen elektrischen Parameter auf, ohne jedoch zwingend hierauf beschränkt zu sein. Mit anderen Worten ist vorliegend die Nennantriebsgeschwindigkeit Wn der Master-Antriebseinheit Ml gleich der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn der Slave-Antriebseinheit.
Bei dem in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel eine maximale Geschwindigkeitskorrektur der Soll-Antriebsgeschwindigkeit W der Slave-Antriebseinheit M2 auf 10 % der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn begrenzt sein. Damit wäre der Verringerungsbetrag durch einen Verringerungsfaktor definiert, mit dem eine Bezugsgröße - beispielsweise die Nennantriebsgeschwindigkeit - multipliziert wird. Vorteilhaft wird der Verringerungsbetrag AWmax dann ebenfalls auf 10 % der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn der Master-Antriebseinheit Ml festgelegt, so dass die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit Wmax der Master-Antriebseinheit Ml auf 90 % der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn festgelegt wird. So ist sichergestellt, dass die Slave-Antriebseinheit M2 bei einer Geschwindigkeitskorrektur ihrer Antriebsgeschwindigkeit W_M2 um maximal 10 % gegenüber der Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 stets in ihrem zulässigen Betriebsbereich, d. h. kleiner/gleich der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn, betrieben wird.
Der vorstehend angegebene Verringerungsfaktor von 10 % ist lediglich als ein mögliches Beispiel zu verstehen. Er kann auch kleiner oder größer als 10 % gewählt werden. Insbesondere können bei der Wahl des konkreten Werts tatsächliche Systemtoleranzen oder System para meter des Antriebssystems 1 mitberücksichtigt werden. Außerdem kann ebenfalls eine vorbestimmte Korrekturzeit, die für die Korrektur bzw. Kompensation einer Abweichung zwischen der Slave- Antriebseinheit M2 von der Master-Antriebseinheit Ml toleriert werden kann, Einfluss auf die konkrete Wahl des Verringerungsbetrags AWmax bzw. Verringerungsfaktors nehmen. Wenn zum Beispiel eine möglichst schnelle Kompensation mit einer entsprechenden hohen Kompensationsgeschwindigkeit erfolgen soll, kann der Verringerungsfaktor größer als 10 % gewählt werden, um eine Korrektur der Slave-Antriebsgeschwindigkeit ebenfalls größer als 10 % der maximalen Master- Sollantriebsgeschwindigkeit Wmax steuern zu können, ohne den Nennbetriebsbereich der Slave-Antriebseinheit M2 zu überschreiten.
Auch wenn grundsätzlich ein Überschreiten der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn der Slave-Antriebseinheit M2 vermieden wird, so ist es dennoch denkbar und möglich, die Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 zumindest kurzfristig auch über der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn der Slave-Antriebseinheit M2 zu steuern.
Mit erneutem Blick auf Fig. 2 wird in Schritt 23 die Antriebsgeschwindigkeit W der Master-Antriebseinheit Ml entsprechend der beispielhaft in Fig. 3 dargestellten und entsprechend festgelegten Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 betrieblich gesteuert. Zu diesem Zweck kann die Motorspannung der Master-Antriebseinheit Ml entsprechend der gewünschten Antriebsgeschwindigkeit der Master-Antriebseinheit Ml eingestellt werden.
Allgemein ist entsprechend des hierin offenbarten erfindungsgemäßen Verfahrens eine Antriebsrege/ung zur Einstellung der Antriebsgeschwindigkeit W weder für die Master-Antriebseinheit Ml noch für die Slave-Antriebseinheit M2 erforderlich. Das erfindungsgemäße Steuerverfahren 20 sieht vorzugsweise allein die Verwendung von Soll-Größen zur Steuerung der Master- und Slave-Sollantriebsgeschwindigkei- ten vor, was eine einfach zu implementierende und trotzdem zuverlässige und robuste Steuerung der Antriebseinheiten Ml, M2 wie hierin beschrieben ermöglicht.
In Schritt 24 der Fig. 2 wird eine Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit M2 basierend auf der Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 und einer mittels eines Korrektors K aus einer betrieblich erfassten Positionsdifferenz Aö zwischen der Master-Antriebseinheit Ml und der Slave-Antriebseinheit M2 bestimmten Korrekturgeschwindigkeit AW derart bestimmt, dass die Positionsdifferenz AO reduziert wird. Dieser Schritt wird nachstehend zusammen mit Fig. 4 näher erläutert.
Anschließend wird in Schritt 25 des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens 20 die Antriebsgeschwindigkeit W der Slave-Antriebseinheit M2 entsprechend der zuvor bestimmten Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 betrieblich gesteuert.
Bevorzugt werden die Schritte 21 und 22 in Fig. 2 einmalig vor der ersten Inbetriebnahme des Antriebssystems 1 ausgeführt. Das heißt die Master-Antriebseinheit Ml wird einmalig vorab festgelegt wie auch die Master-Sollantriebsgeschwin- digkeit W_M1 einschließlich der maximalen Master-Sollantriebsgeschwindigkeit Wmax.
Die Schritte 23 bis 25 werden bevorzugt wiederholt in Abfolge während eines Antriebsvorgangs, d. h. zur Bewegung des Triebkörpers zwischen einer beliebigen Start- und Endposition öl bzw. ö2, ausgeführt. Hierzu kann in einem zusätzlichen Schritt 26 überwacht werden, ob die Endposition ö2 erreicht ist. Ist die Endposition O2 noch nicht erreicht, kehrt das Verfahren 20 zu Schritt 23 zurück, andernfalls endet das Verfahren 20 mit Schritt 27.
Da die Schritte 21 und 22 möglicherweise lediglich einmal vor dem Erstbetrieb der Antriebseinheit 1 (und/oder nach einem Wartungszyklus des Antriebssystems) ausgeführt werden, kann das Verfahren 20 bei einem neuen bzw. nachfolgenden Antriebszyklen direkt mit Schritt 23 beginnen.
Fig. 4 stellt ein detailliertes Funktionsdiagramm des Steuerverfahrens aus Fig. 2 dar.
Die in Schritt 24 aus Fig. 2 beschriebene Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 der Slave-Antriebseinheit M2 wird - wie in Fig. 4 dargestellt - ermittelt, indem zunächst die Positionsdifferenz Aö zwischen der Master-Antriebseinheit Ml und der Slave-Antriebseinheit M2 betrieblich erfasst wird, d. h. Aö = ö_Ml - ö_M2. Die jeweilige Antriebs- bzw. Motorposition (d. h. Drehwinkel) der Antriebseinheiten Ml und M2 kann mittels entsprechend ausgebildeter und an den Antriebseinheiten Ml bzw. M2 angeordneter Erfassungseinheiten, wie zum Beispiel Encoder, Potentiometer und dergleichen, erfolgen.
Anschließend wird die ermittelte Positionsdifferenz Aö einem Korrektor K zugeführt, der aus der Positionsdifferenz Aö eine Differenz AW der Antriebsgeschwindigkeiten (hierin auch als Korrekturgeschwindigkeit AW bezeichnet) zwischen der Master-Antriebseinheit Ml und der Slave-Antriebseinheit M2 ermittelt. Diese Differenz AW wird schließlich zur Master-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 addiert, um die Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 zu bestimmen. Bevor die Slave- Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 zur betrieblichen Steuerung der Slave-Antriebseinheit M2 verwendet wird, kann sie wahlweise auf die maximal zulässige Slave-Antriebsgeschwindigkeit, die durch die Slave-Nennantriebsgeschwindigkeit Wn gegeben sein kann, begrenzt werden. Wird die Slave-Antriebseinheit M2 mit der so bestimmten Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit W_M2 angesteuert, d. h. mit einer entsprechenden Motorspannung, wird auf diese Weise die Positionsdifferenz Aö verringert.
Wenn ö_Ml > ö_M2, das heißt, die Slave-Antriebseinheit M2 ist weniger weit gedreht als die Master-Antriebseinheit Ml, gibt der Korrektor K einen positiven Wert AW aus, der zur aktuellen Sollantriebsgeschwindigkeit W_M1 der Master-Antriebseinheit Ml addiert wird. Dadurch wird die Drehgeschwindigkeit der Slave-Antriebseinheit M2 erhöht und die Positionsdifferenz bzw. der Positionsfehler Aö im nächsten Zeitabschnitt kompensiert. Die Slave-Antriebseinheit M2 wird in diesen Fall periodisch positiv beschleunigt.
Wenn ö_Ml < ö_M2, das heißt, die Slave-Antriebseinheit M2 ist weiter gedreht als die Master-Antriebseinheit Ml, berechnet der Konverter jetzt einen negativen Wert AW, der die Slave-Antriebseinheit M2 verlangsamt. Die Slave-Antriebseinheit M2 wird in diesen Fall periodisch negativ beschleunigt (gebremst).
Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert somit zuverlässig in beiden Bewegungsrichtungen der Antriebseinheiten Ml, M2.
Der Korrektor K kann eine unendliche Bandbreite aufweisen oder eine definierte Dynamik. Im Fall einer linearen Übertragungsfunktion des Korrektors K mit einem konstanten Verstärkungsfaktor wird dieser bevorzugt so groß gewählt, wie die maximal zu kompensierende Geschwindigkeit AWmax, zum Beispiel 10 % der Nennantriebsgeschwindigkeit Wn. Dann ergibt sich die lineare Übertragungsfunktion nach der Formel :
Aö * AWmax bzw.
(Ü_M1 - ö_M2) * (10%*Wn).
Alternativ kann der Korrektor K durch eine nichtlineare Übertragungsfunktion mit einem von der Positionsdifferenz Aö abhängigen, dynamischen Verstärkungsfaktor gebildet werden. Eine bevorzugte Dynamik kann beispielsweise durch eine exponentielle Funktion gebildet werden, z. B. :
AWmax * (l-e' -Aö)) bzw.
(10%*Wn) * (l-e^C-Cö _M1 - ö_M2))).
Das hierin offenbarte erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems sowie das erfindungsgemäße Antriebssystem sind nicht auf die hierin jeweils beschriebenen konkreten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfassen auch gleich wirkende weitere Ausführungsformen, die sich aus technisch sinnvollen weiteren Kombinationen der hierin beschriebenen Merkmale aller Erfindungsgegenstände ergeben. Insbesondere sind die vorstehend in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur in den jeweils hierin explizit angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
In besonders bevorzugter Ausführung wird das erfindungsgemäße Antriebssystem als Einstiegs- oder Türsystem in einem Fahrzeug (z. B. Land-, Luft-, Wasserfahrzeug) verwendet, wobei das Antriebssystem von einem hierin offenbarten Verfahren zur Steuerung eines Antriebssystems gesteuert wird. Das Fahrzeug- Einstiegssystem weist bevorzugt eine Rampe und/oder einen Tritt als Triebkörper auf, das Türsystem beispielsweise einen Türflügel als Triebkörper.
Bezugszeichenliste
1 Antriebssystem
2 Erste Kraftangriffsstelle
3 Zweite Kraftangriffsstelle
4 Triebkörper
5 Bewegungsrichtung
6 Führungsschiene
7 Erste Getriebeeinheit
8 Zweite Getriebeeinheit
9 Steuereinheit
20 Verfahren
21-27 Verfahrensschritte
K Korrektor
Ml Erste Antriebseinheit
M2 Zweite Antriebseinheit
W Antriebsgeschwindigkeit
Wn Nennantriebsgeschwindigkeit
Wmax Maximale Sollantriebsgeschwindigkeit
W_M1 Sollantriebsgeschwindigkeit von Ml
W_M2 Sollantriebsgeschwindigkeit von M2
AW Korrekturgeschwindigkeit
AWmax Maximale Korrekturgeschwindigkeit ö Antriebsposition öl Start-Antriebsposition
O2 End-Antriebsposition ö_Ml Antriebsposition von Ml ö_M2 Antriebsposition von M2
Aö Positionsdifferenz

Claims

Patentansprüche Verfahren (20) zur Steuerung eines Antriebssystems (1) mit wenigstens zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten (Ml, M2), die betrieblich mit einer jeweiligen Antriebskraft an zueinander beabstandeten Kraftangriffsstellen (2, 3) eines anzutreibenden Triebkörpers (4) gemeinsam auf diesen einwirken, um diesen zu bewegen, aufweisend die Schritte: a) Festlegen einer der Antriebseinheiten (Ml, M2) als Master-Antriebseinheit (Ml) und der wenigstens einen übrigen Antriebseinheit (M2) als Slave- Antriebseinheit, b) Festlegen einer Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1) der Master- Antriebseinheit (Ml) in Abhängigkeit von einem Zustand (ö) des Antriebssystems (1), wobei die festgelegte Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1) betragsmäßig durch eine vorbestimmte maximale Master-Sollan- triebsgeschwindigkeit (Wmax) begrenzt wird, c) betriebliches Steuern einer Antriebsgeschwindigkeit (W) der Master-Antriebseinheit (Ml) entsprechend der festgelegten Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1), d) Bestimmen einer Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M2) der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit (M2) basierend auf der Master-Sollan- triebsgeschwindigkeit (W_M1) und einer mittels eines Korrektors (K) aus einer betrieblich erfassten Positionsdifferenz (Aö) zwischen der Master- Antriebseinheit (Ml) und der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit (M2) bestimmten Korrekturgeschwindigkeit (AW) derart, dass die Positionsdifferenz (Aö) reduziert wird, und e) betriebliches Steuern einer Antriebsgeschwindigkeit (W) der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit (M2) entsprechend der bestimmten Slave- Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M2). Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) und b) lediglich einmalig vor einer ersten Inbetriebnahme des Antriebssystems (1) und/oder nach einem Wartungszyklus des Antriebssystems (1) ausgeführt werden. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M2) vor der betrieblichen Steuerung der wenigstens einen Slave-Antriebseinheit (M2) betragsmäßig auf eine vorbestimmte maximale Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit begrenzt wird. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Slave-Sollantriebsgeschwindigkeit als eine Nennantriebsgeschwindigkeit (Wn) der Slave-Antriebseinheit (M2) festgelegt wird. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (Wmax) um einen vorbestimmten Verringerungsbetrag (AWmax) kleiner als eine Nennantriebsgeschwindigkeit (Wn) der Master-Antriebseinheit (Ml) festgelegt wird. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verringerungsbetrag (AWmax) abhängig von einer während der betrieblichen Steuerung der Slave-Antriebseinheit (M2) maximal zulässigen Soll-Antriebsgeschwindigkeit (W_M2) der Slave-Antriebseinheit (M2) und einer vorbestimmten Korrekturzeit zur Verringerung der erfassten Positionsdifferenz (Aö) festgelegt werden. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrektor (K) durch eine lineare Übertragungsfunktion mit einem konstanten Verstärkungsfaktor gebildet wird. Verfahren gemäß beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Verstärkungsfaktor auf einen Wert festgelegt wird, der dem Verringerungsbetrag (AWmax) entspricht. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrektor (K) durch eine nichtlineare Übertragungsfunktion mit einem von der Positionsdifferenz (Aö) abhängigen, dynamischen Verstärkungsfaktor gebildet wird. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Verstärkungsfaktor mittels einer Exponentialfunktion festgelegt wird. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand (ö) des Antriebssystems (1) durch eine Antriebsposition einer der Antriebseinheiten (Ml, M2) und/oder des Triebkörpers (4) bestimmt wird. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1) in Abhängigkeit vom Zustand (ö) des Antriebssystems (1) betragsmäßig unterschiedliche Werte annimmt. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (Ml, M2) jeweils als Elektromotor ausgebildet sind und die Master-Sollantriebsgeschwindigkeit (W_M1) und die Slave-Sollantriebs- geschwindigkeit (W_M2) durch eine der jeweiligen Antriebseinheit (Ml, M2) entsprechend zugeführte Motorspannung gesteuert werden. Antriebssystem (1) mit wenigstens zwei voneinander unabhängig ansteuerbaren Antriebseinheiten (Ml, M2), die betrieblich mit einer jeweiligen Antriebskraft an zueinander beabstandeten Kraftangriffsstellen (2, 3) eines anzutreibenden Triebkörpers (4) gemeinsam auf diesen einwirken, um diesen zu bewegen, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (9), die ausgebildet ist, ein Verfahren (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen, um die Antriebseinheiten (Ml, M2) anzusteuern. Antriebssystem gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Triebkörper (4) ein Türflügel, eine Rampe oder ein Tritt ist.
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