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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrisch betreibbaren Stellmittels für ein Fluidsteuerventil, wobei das Stellmittel mit einem Ventilkörper gekoppelt ist, der in einem Ventilraum eines Fluidsteuerventils zur Beeinflussung eines fluidischen Querschnitts zwischen einem Eingangsanschluss und einem Arbeitsanschluss relativ zu einem Ventilsitz bewegbar angeordnet ist, um einen Fluidzustrom von einer Fluidquelle zu einem Fluidverbraucher und einen Fluidabstrom vom Fluidverbraucher in eine Fluidsenke zu beeinflussen, mit den Schritten: Ermitteln eines an den Fluidverbraucher bereitgestellten Ist-Druckwerts, insbesondere im Ventilraum, Vergleichen des Ist-Druckwerts mit einem vorgebbaren Soll-Druckwert und Ermitteln einer Sollwert-Istwert-Differenz sowie Verändern einer Bereitstellung elektrischer Energie an das Stellmittel zu einem ersten Ansteuerungszeitpunkt, wobei eine Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie vorgesehen ist, wenn die Sollwert-Istwert-Differenz einen ersten vorgebbaren Schwellwert überschreitet oder einen zweiten vorgebbaren Schwellwert unterschreitet. Ferner betrifft die Erfindung eine Ventileinrichtung.
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Mit einem derartigen Verfahren kann beispielsweise ein 3/3-Wege-Fluidsteuerventil betrieben werden, mit dessen Hilfe ein Fluidstrom zu einem Verbraucher und von einem Verbraucher beeinflusst wird. Das 3/3-Wege-Fluidsteuerventil weist einen Ventilraum auf, in dem erstes Stellmittel für eine Beeinflussung eines freien Fluidquerschnitts zwischen einem Versorgungsanschluss, an dem eine Quelle für druckbeaufschlagtes Fluid anschließbar ist, und einem Arbeitsanschluss, der mit dem fluidischen Verbraucher verbunden ist, angeordnet ist. Ferner ist im Ventilraum ein zweites Stellmittel vorgesehen, das für eine Beeinflussung eines freien Fluidquerschnitts zwischen dem Arbeitsanschluss und einem Entlüftungsanschluss, durch den druckbeaufschlagtes Fluid in eine Fluidsenke wie einen Fluidtank oder in die Umgebung abgegeben werden kann, ausgebildet ist. Bei den Stellmitteln handelt es sich um elektromechanische Wandler, die eine bereitgestellte elektrische Energie in eine Bewegung umsetzen, beispielsweise um einen Spulenantrieb oder einen Piezoantrieb. Durch geeignete Ansteuerung des ersten und des zweiten Stellmittels, denen jeweils ein Ventilkörper zugeordnet ist, der durch die Bewegung des jeweiligen Stellmittels abdichtend an einen Ventilsitz angelegt oder von diesem entfernt werden kann, um die gewünschte Beeinflussung des Fluidstroms zu bewirken, kann der am Arbeitsanschluss angeschlossene fluidische Verbraucher beispielsweise belüftet oder entlüftet werden. Die Ansteuerung der beiden Stellmittel erfolgt in Abhängigkeit von einem vorgebbaren Soll-Druckwert sowie von einem gemessenen Ist-Druckwert, die zueinander in Beziehung gesetzt werden, um daraus eine Stellgröße zu ermitteln, mit der die Stellmittel angesteuert werden. Zur Vermeidung von ständigen Druckschwankungen ist eine Dreipunkt-Regelung vorgesehen, bei der lediglich dann eine Ansteuerung der Stellmittel erfolgt, wenn die Sollwert-Istwert-Differenz einen vorgebbaren ersten Schwelwert überschreitet oder einen zweiten vorgebbaren Schwellwert unterschreitet. Für Sollwert-Istwert-Differenzen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert liegen, findet keine Ansteuerung der Stellmittel statt.
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Die
DE 19516627 A1 offenbart ein Verfahren zum Regeln einer Ausgangsgröße eines Prozesses mit den Schritten: Erfassen eines Abtastwertes der Ausgangsgröße, Vergleichen des Abtastwertes der Ausgangsgröße mit einem Sollwert und Ermitteln einer Sollwertabweichung, Berechnen eines Wertes einer Stellgröße abhängig von der ermittelten Sollwertabweichung derart, dass die Ausgangsgröße des Prozesses an den Sollwert herangeführt wird, und Eingeben der Stellgröße in den Prozess, nach Verstreichen einer Wartezeit erneutes Bestimmen eines Wertes der Stellgröße, wobei die Wartezeit variabel ist und auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Wert der Stellgröße und einem früheren Wert der Stellgröße, die auf der Grundlage eines früheren Abtastwertes berechnet wurde, berechnet wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Ansteuern eines elektrisch betreibbaren Stellmittels einer Ventileinrichtung und eine Ventileinrichtung bereitzustellen, die ein verbessertes Regelverhalten bei sich dynamisch verändernden Randbedingungen aufweisen.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie beendet wird, wenn die Sollwert-Istwert-Differenz in ein Schwellwertintervall zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert eintritt und dass sich an den Zeitpunkt des Eintritts der Sollwert-Istwert-Differenz in das Schwellwertintervall eine vorgebbare Wartezeit anschließt, während der keine Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie erfolgt.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass bei einer dynamischen Veränderung der Randbedingungen für das verfahrensgemäß anzusteuernde Fluidsteuerventil, beispielsweise durch Veränderungen des Soll-Druckwerts und/oder des Ist-Druckwerts, eine um die Wartezeit verzögerte Reaktion erfolgt. Hierdurch kann ein unerwünschtes Überschwingen des fluidischen Systems, das aus dem Fluidsteuerventil und dem fluidischen Verbraucher gebildet wird, vermieden werden.
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Bei der Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie kann es sich um eine Bereitstellung elektrischer Energie ausgehend von einem Zustand handeln, zu dem das oder die Stellmittel nicht mit elektrischer Energie beaufschlagt wurden. Alternativ kann die Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie eine vollständige Abschaltung einer vorhergehenden Bereitstellung elektrischer Energie bedeuten. Bei einer weiteren Alternative kann die Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie eine Erhöhung oder Reduzierung einer elektrischen Spannung und/oder eines Stromflusses, die und/oder der an die Stellmittel bereitgestellt wird, bedeuten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Zweckmäßig ist es, wenn während der Wartezeit eine Ermittlung der Soll-Istwert-Differenz vorgenommen wird und dass nach einem Austreten der Soll-Istwert-Differenz aus dem Schwellwertintervall und einem nachfolgenden Wiedereintreten der Soll-Istwert-Differenz in das Schwellwertintervall während der Wartezeit ein Neustart der Wartezeit erfolgt. Dieser Vorgehensweise liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einem Wiedereintritt der Soll-Istwert-Differenz in das Schwellwertintervall noch während der Wartezeit für das fluidische System bis zum Ende der sich daran anschließenden Wartezeit keinen Beeinflussungsbedarf besteht. Die Wartezeit kann konstant gewählt, insbesondere durch Parametrierung vorgebbar sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Wartezeit dynamisch an die Erfordernisse des fluidischen Systems angepasst wird, beispielsweise in Abhängigkeit vom Druck, den die Fluidquelle bereitstellt und/oder von anderen Betriebsparametern. Ferner kann ergänzend oder alternativ vorgesehen werden, dass die nachfolgende Wartezeit in Abhängigkeit davon eingestellt wird, wann der Wiedereintritt der Soll-Istwert-Differenz in das Schwellwertintervall während der vorausgegangenen Wartezeit erfolgt ist und/oder wie lange die Soll-Istwert-Differenz während der Wartezeit außerhalb des Schwellwertintervalls lag.
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Zweckmäßig ist es, wenn ein Änderungsbetrag für die Bereitstellung elektrischer Energie unabhängig vom Ansteuerungszeitpunkt oder in Abhängigkeit von der Sollwert-Istwert-Differenz ausgewählt ist. Exemplarisch findet entweder zum ersten Ansteuerungszeitpunkt oder nach Ablauf einer oder mehrerer Wartezeitintervalle zu einem zweiten Ansteuerungszeitpunkt eine Ansteuerung des Stellmittels mit einem vorgebbaren und stets gleichen elektrischen Energiebetrag statt. Dementsprechend wird das mit dem Stellmittel versehene Fluidsteuerventil vorzugsweise in der Art eines Schaltventils betrieben, das wahlweise eine Blockierung oder eine vollständige Freigabe eines fluidischen Strömungsquerschnitts zwischen dem Eingangsanschluss und dem Arbeitsanschluss ermöglicht.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Änderung der Bereitstellung elektrischer Energie zum ersten oder zweiten Ansteuerungszeitpunkt in einer Abhängigkeit von der Sollwert-Istwert-Differenz steht. In diesem Fall ist das Fluidsteuerventil vorzugsweise als Proportionalventil ausgebildet, das dazu eingerichtet ist, den freien Fluidquerschnitt zwischen dem Eingangsanschluss und dem Arbeitsanschluss zwischen einer Blockierstellung und einer Freigabestellung schrittweise oder stufenlos frei wählbar einzustellen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie als Bereitstellung oder Abschaltung einer vorgebbaren elektrischen Versorgungsspannung erfolgt. Somit werden an das Stellmittel lediglich zwei unterschiedliche Zustände der Bereitstellung elektrischer Energie bereitgestellt, entweder keine Bereitstellung elektrischer Energie oder eine Bereitstellung elektrischer Energie auf einem vorgebbaren Niveau, beispielsweise einem vorgebbaren Spannungsniveau. Hierdurch kann der Aufbau der zur Bereitstellung der Bereitstellung elektrischer Energie vorgesehenen Steuereinheit einfach gehalten werden, da keine komplexe, beispielsweise stufenlose, Beeinflussung der Bereitstellung elektrischer Energie notwendig ist.
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Bevorzugt wird die Wartezeit von einem, vorzugsweise einstellbaren, Zeitglied vorgegeben wird. Das Zeitglied kann elektrisch oder elektronisch realisiert sein, vorzugweise ist das Zeitglied in einem Programmablauf eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers, der für die Ansteuerung des Stellmittels eingesetzt wird, implementiert und kann somit durch Parametrierung eingestellt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Hierbei ist eine Ventileinrichtung mit einer Steuereinheit zur Bereitstellung von Steuersignalen an ein Fluidsteuerventil sowie mit einem Fluidsteuerventil vorgesehen, wobei das Fluidsteuerventil ein elektrisch betreibbares Stellmittel umfasst, das mit einem Ventilkörper gekoppelt ist, der in einem Ventilraum des Fluidsteuerventils zur Beeinflussung eines fluidischen Querschnitts zwischen einem Eingangsanschluss und einem Arbeitsanschluss relativ zu einem Ventilsitz bewegbar angeordnet ist, um einen Fluidzustrom von einer Fluidquelle zu einem Fluidverbraucher und einen Fluidabstrom vom Fluidverbraucher in eine Fluidsenke zu beeinflussen und wobei die Steuereinheit für die Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 ausgebildet ist. Die Ventileinrichtung kann als einzelnes Modul zur Ansteuerung eines oder mehrerer Fluidverbraucher ausgebildet sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass mittels eines oder mehrerer Bedienelemente wie einem elektrischen Tastschalter eine Ansteuerung der Ventileinrichtung durch einen Bediener erfolgen kann, um hierüber Einfluss auf einen mit der Ventileinrichtung fluidisch gekoppelten Fluidverbraucher wie einen Fluidzylinder oder einen Fluidmotor zu nehmen. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in einer persönlichen Unterstützungseinrichtung wie einem pneumatisch verstellbaren Krankenbett vorgesehen. Alternativ ist die Ventileinrichtung zur Integration in eine Modulkette, die aus mehreren zumindest im Wesentlichen gleichartig ausgebildeten Ventileinrichtungen und einer Steuereinrichtung aufgebaut sein kann, ausgebildet. Hierdurch können beispielsweise eine Vielzahl von Fluidverbrauchern wie beispielsweise Linearaktoren in einer Vorrichtung, beispielsweise in einer Produktionsmaschine, zentral angesteuert werden. Durch die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Steuereinheit der Ventileinrichtung wird ein Regelungsverhalten für die einzelnen Fluidverbraucher erreicht, bei dem unerwünschte Druckschwankungen zumindest weitgehend ausgeblendet werden.
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Zweckmäßig ist es, wenn das Stellmittel als piezoelektrischer Aktor ausgebildet ist. Ein piezoelektrischer Aktor ermöglicht eine sehr schnelle Stellbewegung für das gekoppelte Ventilglied und stellt somit sicher, dass ein bereitgestelltes Ansteuersignal in kurzer Zeit zur gewünschten Stellbewegung führt des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz führt. Somit können die Wartezeit und die Wartezeit direkt eingestellt werden, da praktisch keine Latenzzeit der Stellmittel berücksichtigt werden muss.
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Vorteilhaft ist es, wenn in dem Ventilraum ein mit der Steuereinheit elektrisch gekoppelter Drucksensor angeordnet ist, der zur Bereitstellung des Ist-Druckwerts ausgebildet ist. Hierdurch sind ein einfacher Aufbau der Ventileinrichtung sowie ein einfacher elektrischer Anschluss der Ventileinrichtung gewährleistet.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
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1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Ventileinrichtung und
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2 ein Signalverlaufsdiagramm für eine bekannte Ansteuerung der Ventileinrichtung gemäß 1 und
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3 ein Signalverlaufsdiagramm für ein erfindungsgemäße Ansteuerung der Ventileinrichtung gemäß 1.
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In der 1 ist ein fluidisches System 1 schematisch dargestellt, das eine Ventileinrichtung 2 und einen Fluidverbraucher 3 umfasst. Die Ventileinrichtung 2 umfasst eine Steuereinheit 4, die zur Bereitstellung von Steuersignalen an ein Fluidsteuerventil 5 ausgebildet ist sowie ein Fluidsteuerventil 5. Das Fluidsteuerventil 5 ist exemplarisch als 3/3-Wegeventil ausgebildet und weist einen Versorgungsanschluss 6, einen Arbeitsanschluss 7 und einen Ausgangsanschluss 8 auf. Am Versorgungsanschluss 6 ist exemplarisch eine als Druckluftquelle ausgebildete Fluidquelle 9 angeschlossen. Am Arbeitsanschluss 7 ist der beispielhaft als Pneumatikzylinder ausgebildete Fluidverbraucher 3 angeschlossen. Am Ausgangsanschluss 8 ist exemplarisch ein Schalldämpfer 10 angebracht, der bei einem Abströmen von Fluid in die Umgebung eine Dämpfung der hierbei auftretenden Geräusche gewährleistet. Die Steuereinheit 4 ist elektrisch mit dem Fluidsteuerventil 5 verbunden, um dort ein erstes und ein zweites Stellmittel 11, 12 anzusteuern und Signale eines Drucksensors 15 zu erfassen.
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Das erste und das zweite Stellmittel 11, 12 sind exemplarisch jeweils als Biegebalken aus piezoelektrischem Material hergestellt und in einem von einem Ventilgehäuse 13 umschlossenen Ventilraum 14 angeordnet. Beiden Stellmitteln 12, 13 ist jeweils an einem vorderen, frei beweglichen Ende ein Ventilkörper 16, 17 zugeordnet. Dieser Ventilkörper 16, 17 kann in Abhängigkeit von einer elektrischen Spannung, die von der Steuereinheit 4 zur Verfügung gestellt wird, durch eine spannungsabhängige Biegebewegung des jeweiligen Stellmittels 11, 12 von einem jeweils zugeordneten Ventilsitz 18, 19 abgehoben oder auf den Ventilsitz 18, 19 gepresst werden. Hierdurch kann ein fluidischer Querschnitt durch einen am jeweiligen Ventilsitz 18, 19 ausmündenden Fluidkanal 20, 21 zwischen einer Blockierstellung und einer Freigabestellung eingestellt werden. Die beiden Fluidkanäle 20, 21 münden jeweils in den Ventilraum 14. Im Ventilraum 14 ist auch der Drucksensor 15 angeordnet, der zur Erfassung des Istdrucks im Ventilraum 14 ausgebildet ist.
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Mit Hilfe der beiden Stellmittel 11, 12 und der an den Fluidkanälen 20, 21 angeschlossenen Komponenten (Fluidquelle 9 und Schalldämpfer 10) kann ein Fluidzustrom von der Fluidquelle 9 durch den Ventilraum 14 zum Fluidverbraucher 3 und alternativ ein Fluidabstrom vom Fluidverbraucher 3 durch den Ventilraum 14 in die Umgebung hervorgerufen werden. Dadurch kann ein Fluiddruck am Arbeitsanschluss 7 und somit am Fluidverbraucher 3 eingestellt werden, der mit dem Arbeitsanschluss 7 über eine Fluidleitung 22 verbunden ist.
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Der Druck im Fluidraum 14 wird durch die Stellung der beiden Stellmittel 11, 12, durch die Eigenschaften der Fluidquelle 9 sowie durch den Betriebszustand des Fluidverbrauchers 3 beeinflusst. Üblicherweise liefert die Fluidquelle 9 einen im Wesentlichen konstanten Druck, so dass eine Änderung der Druckverhältnisse im Ventilraum 14 von äußeren Kräften auf den Fluidverbraucher 3 und/oder von der Stellung der beiden Stellmittel 11, 12 abhängt. Durch eine Einleitung von äußeren Kräften auf den Fluidverbraucher 3, beispielsweise durch Belastung des als Kopfteil ausgebildeten schwenkbaren Abschnitts 23 des exemplarisch dargestellten Krankenbetts 24 mit einer Gewichtskraft, kann ein Druckanstieg im Ventilraum 14 auftreten. Ergänzend oder alternativ kann ein nicht dargestellter Benutzer durch Betätigen eines am Krankenbett 24 vorgesehenen Tastenfelds 25 Steuerbefehle an die Steuereinheit 4 senden, um den schwenkbaren Abschnitt 23 mit Hilfe einer linearen Bewegung des Fluidverbrauchers 3 abzusenken oder anzuheben. Die bei einer derartigen Veränderung des Soll-Druckwerts auftretenden Regelungsvorgänge in der Steuereinheit 4 sind exemplarisch in der 2 dargestellt.
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Die 2 zeigt ein Signalverlaufsdiagramm 28, das das Regelverhalten eines bekannten Dreipunktreglers nach dem Stand der Technik wiedergibt. In der 3 ist ein Signalverlaufsdiagramm 29 dargestellt, das exemplarisch das Regelverhalten des erfindungsgemäßen und in der Steuereinheit 4 implementierten Reglers zeigt.
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Die im Signalverlaufsdiagramm 28 in der 2 angegebene Ausgangssituation besteht exemplarisch darin, dass zum Zeitpunkt t0a eine sprunghafte Änderung eines Soll-Druckwerts 31 von einem niedrigeren Niveau auf ein höheres Niveau erfolgt. Dadurch tritt zum Zeitpunkt t0a eine Soll-Istwert-Differenz zwischen dem Soll-druckwert 31 und einem Ist-Druckwert 30 auf, da der Ist-Druckwert 30 plötzlich unterhalb des Soll-Druckwerts 31 liegt. Der Soll-Druckwert 31 befindet sich ab dem Zeitpunkt t0a exemplarisch auf einem konstanten Niveau. Die Änderung des Soll-Druckwerts 31 zum Zeitpunkt t0a ist beispielsweise aufgrund einer Benutzereingabe über das in 1 dargestellte Tastenfeld 25 erfolgt. Während des in der 2 dargestellten Zeitraums von t0a bis t11a bzw. t0b bis t8b gemäß der 3 erfolgt keine weitere Sollwertänderung.
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Aufgrund der Differenz zwischen dem Ist-Druckwert 30 und dem Soll-Druckwert 31 zum Zeitpunkt t0a erzeugt die Steuereinheit 4 ein an das erste Stellmittel 11 gerichtetes Steuersignal 34, um eine Erhöhung des Drucks im Ventilraum 14 durch Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid zu erreichen und damit die Sollwert-Istwert-Differenz zu verkleinern.
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Daher öffnet das erste Stellmittel 11 den fluidischen Querschnitt zwischen der Fluidquelle 9 und dem am Arbeitsanschluss 7 angeschlossenen Fluidverbraucher 3, so dass der gewünschte Druckanstieg erfolgen kann. Da der Ventilraum 14 ein sehr kleines Volumen aufweist und ein Druckausgleich mit der Fluidleitung 22 und dem Fluidverbraucher 3 mit einer Zeitverzögerung abläuft, die erheblich größer als die Schaltzeit der Stellmittel 11, 12 ist, findet durch den Öffnungsvorgang im Ventilraum 14 ein sprunghafter Druckanstieg in Form einer positiven Druckspitze statt. Dabei übersteigt der im Ventilraum 14 gemessene Fluiddruck rasch den unteren Schwellwert 32, der beispielsweise äquidistant um einen vorgebbaren Betrag beabstandet zum Sollwert 31 angesiedelt sein kann. Bei Erreichen des unteren Schwellwerts 32 zum Zeitpunkt t1a wird von der Steuereinheit 4 ein an das erste Stellmittel 11 gerichtetes Steuersignal 34 bereitgestellt, um eine weitere Fluidzufuhr in den Ventilraum 14 zu unterbrechen. Dadurch wird das erste Stellmittel 11 wieder in eine Stellung gebracht, in der keine weitere Fluidzufuhr in den Ventilraum 14 erfolgt. Allerdings ist zwischen der Detektion des Ist-Druckwerts 30 im Ventilraum 14 und der Abschaltung der Fluidzufuhr in den Ventilraum 14 eine gewisse Zeit vergangen, innerhalb derer der Ist-Druckwert 30 im Ventilraum weiter angestiegen ist und auch einen oberen Schwellwert 33, der ebenfalls äquidistant um einen vorgebbaren Betrag beabstandet zum Sollwert 31 angesiedelt sein kann, überschritten hat. Hierdurch wird ein weiterer Schaltvorgang, nunmehr jedoch mit einem Schaltsignal 35 für das zweite Stellmittel 12 in der Steuereinheit 4 hervorgerufen, der dazu dient, den Druck im Ventilraum 14 wieder unterhalb des oberen Schwellwerts 33 einzustellen. Hierdurch kann sich das fluidische System 1 erst nach einiger Zeit einschwingen und es folgen eine Vielzahl von Schaltvorgängen (Belüften und Entlüften) für die beiden Stellmittel 11, 12, die unter Anderem zu einer unerwünschten Aussendung von Schaltgeräuschen durch die mit hoher Frequenz wiederkehrende Betätigung der Stellmittel 11, 12 führt.
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Um diese Geräusche zu reduzieren, wird das erfindungsgemäße Ansteuerverfahren eingesetzt, wie es in der 3 dargestellt ist. Hierdurch ergibt sich das im Signalverlaufsdiagramm 29 dargestellte Schaltverhalten für die Stellmittel 11, 12. Ausgehend von der gleichen Ausgangssituation wie beim Signalverlaufsdiagramm 28 liegt zunächst zum Zeitpunkt t0b eine Ist-Sollwert-Differenz vor, die ohne Verzögerung mit einem Schaltvorgang (Schaltsignal 34 zum Zeitpunkt t0b) für das Stellmittel 11 beantwortet wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Steuereinheit 4 exemplarisch derart ausgebildet ist, dass sie bei Ist-Druckwerten außerhalb des von den Schwellwerten 32, 33 begrenzten Schwellwertintervalls unmittelbar eine Ansteuerung des jeweiligen Stellmittels 11, 12 vornimmt, vorliegend also des Stellmittels 11 mit dem Schaltsignal 34, um eine Druckerhöhung zu bewirken. Zum Zeitpunkt t1b erreicht der Ist-Druckwert den unteren Schwellwert 32, wodurch in der Steuereinheit 4 ein nicht näher dargestelltes Zeitglied aktiviert wird, das eine Wartezeit tw vorgibt. Während dieser ersten Wartezeit tw werden von der Steuereinheit 4 zwar Änderungen der Ist-Sollwert-Differenz weiterhin betrachtet, allerdings findet unabhängig von der sich während der Wartezeit tw einstellenden Sollwert-Istwert-Differenz keine Veränderung der Bereitstellung elektrischer Energie an die beiden Stellmittel 11, 12 statt. Sofern es während der Wartezeit tw sowohl zu einem Austreten des Ist-Druckwerts 30 aus dem Schwellwertintervall als auch zu einem Wiedereintreten des Ist-Druckwerts 30 in das Schwellwertintervall kommen, wie dies in der 3 exemplarisch zum Zeitpunkt t2b bzw. t3b vorliegt, so erfolgt zum Zeitpunkt des Wiedereintritts des Ist-Druckwerts in das Sollwertintervall, vorliegend also zum Zeitpunkt t3b, ein Neustart der Wartezeit tw. Die zweite Wartezeit tw erstreckt sich in der 3 vom Zeitpunkt t3b bis zum Zeitpunkt t4b. Da während der zweiten Wartezeit tw, also zwischen t3b und t4b der Ist-Druckwert 30 das Sollwertintervall verlassen hat, jedoch am Ende der Wartezeit tw, also zum Zeitpunkt t4b nicht wieder in das Schwellwertintervall eingetreten ist, erfolgt kein Neustart der Wartezeit tw. Vielmehr läuft die Wartezeit tw vollständig ab, weshalb sie in Kreuzschraffur dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t4b erfolgt aufgrund der Abweichung des Ist-Druckwerts 30 vom Sollwertintervall eine Ansteuerung des Stellmittels 11, um eine Druckerhöhung im Ventilraum 14 zu bewirken und den Ist-Druckwert 30 wieder in das Sollwertintervall zu bringen.
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Das Steuersignal 34 endet zum Zeitpunkt t5b mit dem Eintritt des Ist-Druckwerts 30 in das Schwellwertintervall. Gleichzeitig wird am Zeitpunkt t5b die Wartezeit tw erneut, vorliegend also zum dritten Mal, gestartet. Da der Ist-Druckwert 30 während der dritten Wartezeit tw zum Zeitpunkt t6b zwar das Sollwertintervall verlässt, jedoch noch vor Ablauf der dritten Wartezeit zum Zeitpunkt t7b wieder in das Sollwertintervall eintritt, erfolgt zum Zeitpunkt t7b ein Neustart der Wartezeit tw zum vierten Mal. Die vierte Wartezeit tw erstreckt sich vom Zeitpunkt t7b bis zum Zeitpunkt t8b und ist, da es sich um einen vollständigen Ablauf der Wartezeit tw handelt, in Kreuzschraffur dargestellt. Da zum Zeitpunkt t8b eine Sollwert-Istwert-Differenz vorliegt, deren Betrag kleiner als die Differenz zwischen dem oberen Schwellwert 33 und dem unteren Schwellwert 32 ist, wird keine weitere Anpassung des Ist-Druckwerts 30 benötigt und die beiden Stellmittel 11, 12 verbleiben in der jeweiligen Stellung.
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Durch die jeweilige Wartezeit tw wird demnach eine Neigung des fluidischen Systems zum Aufschwingen deutlich reduziert, so dass bei ähnlicher Reaktionsschnelligkeit eine verringerte Anzahl von Schaltspielen für die Stellmittel 11, 12 pro Zeiteinheit und somit ein reduzierter Geräuschpegel für das Fluidsteuerventil 5 gewährleistet werden kann.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist vorgehsehen, dass die Wartezeit derart in Abhängigkeit von einer zuvor ermittelten maximalen Sollwert-Istwert-Differenz gewählt wird, dass bei großer Sollwert-Istwert-Differenz die Wartezeit kürzer gewählt wird als bei einer kleinen Sollwert-Istwert-Differenz.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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