EP2788625A1 - Verfahren zum überwachen einer pumpe - Google Patents

Verfahren zum überwachen einer pumpe

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EP2788625A1
EP2788625A1 EP12778245.6A EP12778245A EP2788625A1 EP 2788625 A1 EP2788625 A1 EP 2788625A1 EP 12778245 A EP12778245 A EP 12778245A EP 2788625 A1 EP2788625 A1 EP 2788625A1
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EP
European Patent Office
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pump
values
central control
control unit
vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12778245.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas HÄNSEL
Clemens Schwab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP2788625A1 publication Critical patent/EP2788625A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10—Other safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0201—Current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00—External parameters
    • F04B2207/70—Warnings
    • F04B2207/703—Stopping

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the function of an electric motor-driven pump according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art also relates to the use of such a method.
  • Electric motor-driven pumps are used in many systems, especially in motor vehicles, in which they are used for the promotion of media, for example for the promotion of cooling water.
  • media for example for the promotion of cooling water.
  • it is important that their function is constantly monitored in order to be able to react quickly to any errors or failures, for example to overheat components cooled by the cooling medium conveyed by the pump to be able to prevent.
  • motor driven pump is connected to an internal communication interface, which in turn is connected to a central control unit.
  • Typical vehicle applications are typically one
  • Cooling medium should have been cooled.
  • the object of the present invention is now to provide a method for monitoring the function of such an electric motor-driven pump, which ensures easy and efficient secure and reliable monitoring of the pump. According to the invention, this object is achieved by the method having the features in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention will become apparent from the dependent therefrom
  • Electromotive pump in the manner set out above it is in addition to a
  • the method according to the invention uses only a few additional programming steps in the software of the central control unit, so that it is possible to dispense with additional sensors, the monitoring and evaluation of the measurement data supplied by them and so on.
  • the structure is thus simple and efficient, and it can be retrofitted without problems in existing systems by updating the software of the control unit.
  • a particularly preferred use of the method according to the invention is the monitoring of a media pump in a vehicle. Especially at
  • Vehicle applications play the security of conveying media, in particular a cooling medium for cooling at least one component, a special role.
  • systems in vehicles should be simple, efficient and very safe. Therefore, the inventive method is particularly well suited because it is able to realize the additional monitoring function for the electric motor-driven pump without additional effort in terms of the sensor, in terms of lines to be laid and the like.
  • the vehicle is an electrically driven vehicle, in particular a vehicle with a fuel cell system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a structure for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 2 shows an exemplary vehicle, in which the inventive method
  • an electric motor driven pump 1 can be seen. This consists essentially of the edged with the dot-dash line components.
  • An essential component of the electric motor-driven pump is the conveyor 2 and the electric motor 3. These are typically connected to each other via a shaft.
  • An internal electronics 4 is connected via two indicated line elements 5 to a first voltage source Ui for supplying power to the pump 1 driven by an electric motor. About this internal electronics 4 in a known manner also a function monitoring of
  • electromotive pump 1 realized.
  • different function parameters are recorded.
  • the values of the function parameters are then sent to an internal
  • Communication interface 6 passed, as indicated by the dashed double arrow.
  • This internal communication interface 6 is connected to a data bus 7, for example a CAN bus or a LIN bus. Of course, the use of other data bus systems is possible.
  • a central control unit 8 Via a central control unit 8, which typically not only with the internal
  • the internal communication interface 6 is connected via two indicated line elements 9 to a second voltage source U 2 for power supply.
  • values of functional parameters are acquired via the internal electronics 4 of the pump 1 and sent to the internal communication interface 6
  • Communication device 6 reports the values stored in the data via the data bus 7 to the control unit 8, even if, for example due to a failure of the first voltage source Ui from the internal electronics 4 of the pump 1 no actual values are delivered.
  • the central control unit 8 then continues to receive these values, which were last delivered by the internal electronics 4 and which lie within the prescribed limit values, from the internal communication device 6. It is therefore assumed that the pump 1 is working properly, which is not the case or does not have to be the case.
  • the time profiles of the values of the functional parameters, which are transmitted to the central control unit 8 by the internal communication interface 6, are monitored in the control unit 8.
  • Interface 6 are further reported, as they continue in the event of failure of the pump 1 while continuing to supply the control voltage U 2 continues to receive the last values received from the pump 1, as long as they were not overwritten by other values.
  • the central control unit 8 such a situation can now be detected by monitoring the time profile of the transmitted values, since a lack of time variation of the values in the area of the central control unit 8 is due to a disturbance in the communication between the internal communication interface 6 and the pump 1 closes.
  • Such can potentially be a failure of the pump 1, for example due to a
  • Fuel cell vehicle should be designed. This includes
  • Fuel cell system with a fuel cell 10 This fuel cell 10, hydrogen from a pressure tank 11 and air-oxygen via an air conveyor 12 is provided.
  • the electrical power generated is via a
  • Cooling circuit 15 Power electronics 13, for example, removed from a traction motor 14.
  • the fuel cell 10 is now typically cooled by means of a cooling medium through a cooling circuit 15, which is very simplified and schematically indicated here.
  • the cooling medium is circulated in the cooling circuit 15 via the electric motor driven pump 1 and flows through a vehicle radiator 6, in the region of which it cools, and via a heat exchanger 17 in the region of the fuel cell 10, in which it absorbs waste heat of the fuel cell 10.
  • a cooling circuit which in principle could of course also be arranged in a combustion engine driven vehicle, the use of the cooling medium
  • inventive method for monitoring the function of the electric motor driven pump 1 of particular advantage is especially true, since in the area of the vehicle F due to the inventive method to additional sensors, additional to be laid pipe elements and the like for safe
  • Function monitoring of the pump 1 can be completely dispensed with. On the other hand, can be safely and reliably excluded by the safe monitoring of the function of the pump 1, a malfunction in the cooling circuit 1, which would typically result in overheating of the fuel cell 10. This allows the fuel cell 10 spare, so that it reaches a longer life. In addition, critical situations or critical temperatures in the area of the fuel cell 10, in which hydrogen and oxygen are in regular operation, can be prevented. This creates a very safe vehicle F, which can be easily, inexpensively and trained very safe for its passengers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe (1), welche eine interne Elektronik (4) aufweist, über welche Funktionsparameter der Pumpe (1) überwacht werden, wobei die interne Elektronik (4) die Werte der Funktionsparameter über eine interne Kommunikationsschnittstelle (6) an ein zentrales Steuergerät (8) weitersendet, und wobei in dem zentralen Steuergerät (8) die Werte der Funktionsparameter erfasst und hinsichtlich kritischer Grenzwerte überwacht werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem zentralen Steuergerät (8) die zeitliche Veränderung wenigstens eines Werts der Funktionsparameter erfasst wird, wobei bei einem über einen vordefinierten Zeitraum hinweg konstant bleibenden Wert wenigstens eines Funktionsparameters auf einen Fehler der Pumpe (1) geschlossen wird. Die bevorzugte Verwendung liegt im Bereich eines Fahrzeugs (F).

Description

Verfahren zum Überwachen einer Pumpe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Verfahrens.
Elektromotorisch angetriebene Pumpen werden in vielen Systemen verwendet, insbesondere auch in Kraftfahrzeugen, in denen sie zur Förderung von Medien, beispielsweise zur Förderung von Kühlwasser, eingesetzt werden. Insbesondere bei solchen zur Förderung von Medien, insbesondere von Kühlmedien, eingesetzten Pumpen ist es wichtig, dass ihre Funktion fortwährend überwacht wird, um auf eventuelle Fehler oder Ausfälle schnell reagieren zu können, beispielsweise um eine Überhitzung von durch das von der Pumpe geförderte Kühlmedium gekühlten Komponenten verhindern zu können.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt und üblich, dass elektromotorisch angetriebene Pumpen eine interne Elektronik aufweisen, welche typischerweise als Elektronik zur Ansteuerung des elektromotorischen Antriebs ausgelegt ist. Über diese interne Elektronik werden außerdem Funktionsparameter der Pumpe überwacht und es werden entsprechende Werte dieser Überwachung generiert. Insbesondere beim Einsatz in Fahrzeugen ist es nun üblich, dass die interne Elektronik einer derartigen
elektromotorisch angetriebenen Pumpe mit einer internen Kommunikationsschnittstelle verbunden ist, welche ihrerseits mit einem zentralen Steuergerät verbunden ist. Bei üblichen Fahrzeuganwendungen handelt es sich dabei typischerweise um eine
Verbindung des Steuergeräts mit verschiedenen Komponenten über einen Datenbus, wobei im Bereich des Datenbus für jede der Komponenten die erwähnte interne
Kommunikationsschnittstelle angeordnet ist. Bei der Überwachung der elektromotorisch angetriebene Pumpe ist es nun so, dass die interne Elektronik Werte der
Funktionsparameter an die interne Kommunikationsschnittstelle weitergibt, welche diese wiederum zu dem zentralen Steuergerät weiterleitet, welches die Werte der
Funktionsparameter hinsichtlich kritischer Grenzwerte überwacht. Kommt es zu einem Über- oder Unterschreiten von kritischen Grenzwerten der Werte der
Funktionsparameter, so kann auf eine Fehlfunktion der Pumpe geschlossen werden und entsprechende Maßnahmen, beispielsweise ein Abschalten der Pumpe, ein Abschalten des Gesamtsystems oder dergleichen, können eingeleitet werden, um weitere Schäden und gegebenenfalls sicherheitsrelevante Gefahrensituationen zu vermeiden.
Die Problematik bei dieser Art der allgemein bekannten und üblichen Überwachung liegt nun darin, dass bei einem Ausfall der Versorgungsspannung für die Pumpe und bei weiterhin bestehender Versorgungsspannung für die interne Kommunikationsschnittstelle und den Datenbus und damit typischerweise auch für das zentrale Steuergerät, die zuletzt von der internen Elektronik der elektromotorisch angetriebenen Pumpe an die interne Kommunikationsschnittstelle übermittelten Werte im Bereich der
Kommunikationsschnittstelle weiterhin erhalten bleiben und fortwährend an das zentrale Steuergerät übermittelt werden. Da diese Werte innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte liegen, wird der Ausfall der Pumpe in dieser Situation, in der die interne Elektronik der Pumpe ausgefallen ist, nicht erkannt. Es kann daher zu sicherheitsrelevanten
Problemsituationen kommen, beispielsweise zu einer Überhitzung von Komponenten, welche durch das durch die elektromotorisch angetriebene Pumpe geförderte
Kühlmedium hätten gekühlt werden sollen.
Nun ist es selbstverständlich möglich, über zusätzliche interne Sensoren eine
Funktionsüberwachung der Pumpe vorzunehmen. Dies ist jedoch vergleichsweise aufwändig und teuer und ist insbesondere bei der Anwendung in einem Fahrzeug aufgrund der Kostensituation und typischerweise aufgrund der üblichen Einbausituationen nicht erwünscht.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer derartigen elektromotorisch angetriebenen Pumpe anzugeben, welches einfach und effizient eine sichere und zuverlässige Überwachung der Pumpe gewährleistet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen
Unteransprüchen. Außerdem ist eine besonders bevorzugte Verwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens im Anspruch 7 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Verwendung ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überwachen der Funktion der
elektromotorischen Pumpe in der oben dargelegten Art ist es zusätzlich zu einer
Überwachung der Werte der Funktionsparameter auf das Über- beziehungsweise
Unterschreiten von Grenzwerten vorgesehen, dass in dem zentralen Steuergerät die zeitliche Veränderung wenigstens eines Werts der Funktionsparameter erfasst wird. Kommt es dann über einen vordefinierten Zeitraum hinweg nicht zu einer Veränderung wenigstens eines Werts der Funktionsparameter, dann kann ebenfalls auf einen Fehler in der Pumpe geschlossen werden. Aufgrund der dynamischen Vorgänge in der Pumpe werden die Funktionsparameter nämlich im Normalbetrieb der Pumpe immer schwanken. Falls sich die vom System angeforderte Drehzahl jedoch über einen gewissen Zeitraum nicht ändern sollte, wird eine Änderung in der Größenordnung erzwungen, die das System nicht stört aber eine Änderung der rückgemeldeten Werte auslösen muss. Sind über einen vordefinierten Zeitraum hinweg keinerlei Schwankungen der Werte der Funktionsparameter festzustellen, dann muss davon ausgegangen werden, dass die übermittelten Werte nicht der Realität entsprechen. In diesem Fall ist vermutlich beispielsweise aufgrund eines Stromausfalls im Bereich der Pumpe selbst deren interne Elektronik lahmgelegt, sodass die interne Kommunikationsschnittstelle weiterhin die konstanten Werte an das zentrale Steuergerät weitergibt, welche die interne
Kommunikationsschnittstelle zuletzt von der internen Elektronik erhalten hat.
Bleiben die Werte also über eine vordefinierte Zeit hinweg immer konstant, dann liegt ein Fehler entweder in der Pumpe oder zumindest im Bereich der internen Elektronik oder der Kommunikation zwischen der internen Elektronik und der internen
Kommunikationsschnittstelle vor. In dieser Situation ist also ebenfalls ein Fehler gegeben, welcher entsprechende Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise ein Abschalten des Systems, das Ausgeben einer akustischen und/oder optischen Warnung oder
dergleichen, erforderlich macht. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt dabei lediglich einige zusätzliche Programmierschritte in der Software des zentralen Steuergeräts, sodass auf zusätzliche Sensoren, auf die Überwachung und Auswertung der von ihnen gelieferten Messdaten und so weiter verzichtet werden kann. Der Aufbau ist damit einfach und effizient, und er lässt sich ohne Probleme in bestehenden Systemen durch ein Update der Software des Steuergeräts nachrüsten.
Eine besonders bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei in der Überwachung einer Medienpumpe in einem Fahrzeug. Insbesondere bei
Fahrzeuganwendungen spielt die Sicherheit der Förderung von Medien, insbesondere eines Kühlmediums zur Kühlung wenigstens einer Komponente, eine besondere Rolle. Gleichzeitig sollten Systeme in Fahrzeugen einfach, effizient und sehr sicher sein. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren hier besonders gut geeignet, da es die zusätzliche Überwachungsfunktion für die elektromotorisch angetriebene Pumpe ohne zusätzlichen Aufwand hinsichtlich der Sensorik, hinsichtlich zu verlegender Leitungen und dergleichen zu realisieren vermag.
In einer weiteren vorteilhaften Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dabei ferner vorgesehen, dass das Fahrzeug ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ist, insbesondere ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem. Vor allen in solchen Fahrzeugen ist die Medienversorgung, und hier insbesondere die Kühlung, der
Brennstoffzelle über elektromotorisch angetriebene Pumpen allgemein bekannt und üblich. Gleichzeitig ist sie sehr wichtig, da sie für eine gute Funktionalität und eine vergleichsweise hohe Lebensdauer der augenblicklich noch vergleichsweise teuren Komponenten des Brennstoffzellensystems verantwortlich ist. Durch den einfachen und effizienten Aufbau lässt sich hier in einem kompakt zu realisierenden und einfach zu steuernden System daher ein hohes Maß an Sicherheit sowohl für das System als auch für die mit dem System in Berührung kommenden Passagiere eines solchen Fahrzeugs erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den restlichen abhängigen Ansprüchen und werden außerdem anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
Dabei zeigen: Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Aufbaus zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 2 ein beispielhaftes Fahrzeug, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren
verwendet werden kann.
In der Darstellung der Figur 1 ist eine elektromotorisch angetriebene Pumpe 1 zu erkennen. Diese besteht im Wesentlichen aus den mit der strichpunktierten Linie umrandeten Bauteilen. Wesentlicher Bauteil der elektromotorisch angetriebenen Pumpe ist dabei die Fördereinrichtung 2 und der Elektromotor 3. Diese sind typischerweise über eine Welle miteinander verbunden. Eine interne Elektronik 4 ist über zwei angedeutete Leitungselemente 5 mit einer ersten Spannungsquelle Ui zur Leistungsversorgung der elektromotorisch angetrieben Pumpe 1 verbunden. Über diese interne Elektronik 4 wird in an sich bekannter Art und Weise außerdem eine Funktionsüberwachung der
elektromotorischen Pumpe 1 realisiert. Dafür werden verschiedene Funktionsparameter erfasst. Die Werte der Funktionsparameter werden dann an eine interne
Kommunikationsschnittstelle 6 weitergegeben, wie es durch den gestrichelten Doppelpfeil angedeutet ist. Diese interne Kommunikationsschnittstelle 6 ist mit einem Datenbus 7, beispielsweise einem CAN-Bus oder einem LIN-Bus verbunden. Selbstverständlich ist auch die Verwendung von anderen Datenbussystemen möglich. Über ein zentrales Steuergerät 8, welches typischerweise nicht nur mit der internen
Kommunikationsschnittstelle 6 der Pumpe 1 , sondern auch noch mit anderen
Komponenten verbunden ist, erfolgt dann eine Steuerung und Überwachung. Die interne Kommunikationsschnittstelle 6 ist über zwei angedeutete Leitungselemente 9 mit einer zweiten Spannungsquelle U2 zur Leistungsversorgung verbunden.
Über die interne Elektronik 4 der Pumpe 1 werden, wie bereits erwähnt, Werte von Funktionsparametern erfasst und an die interne Kommunikationsschnittstelle 6
weitergegeben. Diese gibt die Werte dann dem zentralen Steuergerät 8 weiter. Im
Bereich des zentralen Steuergeräts 8 werden diese Werte mit vorgegebenen
Grenzwerten verglichen. Sobald einer der Werte außerhalb der vorbestimmten Grenzen für eine sichere und zuverlässige Funktion der Pumpe 1 liegt, werden durch das zentrale Steuergerät 8 entsprechende Gegenmaßnahmen, bis hin zu einer Notabschaltung des Gesamtsystems, veranlasst. Diese Überwachung der Funktion der Pumpe 1 entspricht dabei dem Stand der Technik. Nun ist es so, dass es zu Situationen kommen kann, in denen die interne
Kommunikationseinrichtung 6 die in ihr gespeicherten Werte über den Datenbus 7 dem Steuergerät 8 meldet, auch wenn beispielsweise aufgrund eines Ausfalls der ersten Spannungsquelle Ui von der internen Elektronik 4 der Pumpe 1 keine aktuellen Werte mehr geliefert werden. Das zentrale Steuergerät 8 bekommt dann weiterhin diese von der internen Elektronik 4 zuletzt gelieferten, innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte liegenden Werte von der internen Kommunikationseinrichtung 6 übermittelt. Es wird also davon ausgegangen, dass die Pumpe 1 ordnungsgemäß arbeitet, was nicht der Fall ist oder nicht der Fall sein muss. Um diese Problematik einer fehlerhaften Einschätzung, dass die Funktionsfähigkeit der Pumpe 1 gegeben ist, entgegenzuwirken, werden in dem Steuergerät 8 nun die zeitlichen Verläufe der Werte der Funktionsparameter, welche durch die interne Kommunikationsschnittstelle 6 dem zentralen Steuergerät 8 übermittelt werden, überwacht. In der Realität wird es im Bereich der Pumpe 1 aufgrund von strömungsdynamischen Vorgängen in dem geförderten Medium und dergleichen, fortwährend zu einer Veränderung der relevanten Parameter kommen. Die Werte der Funktionsparameter müssen sich also auch im Bereich des zentralen Steuergeräts 8 fortwährend ändern. Bleiben diese Werte über einen vordefinierten Zeitraum konstant, dann muss davon ausgegangen werden, dass diese nicht von der internen Elektronik 4 der Pumpe 1 erfasst worden sind, sondern mangels bestehender Kommunikation zwischen der internen Kommunikationsschnittstelle 6 und der Pumpe 1 von der
Schnittstelle 6 weitergemeldet werden, da diese im Falle eines Ausfalls der Pumpe 1 bei weiterhin bestehender Spannungsversorgung der Steuerungsspannung U2 weiterhin die zuletzt von der Pumpe 1 erhaltenen Werte weiterhin übermittelt, solange diese nicht durch andere Werte überschrieben wurden. In dem zentralen Steuergerät 8 kann nun durch die Überwachung des zeitlichen Verlaufs der übermittelten Werte eine solche Situation detektiert werden, da ein Ausbleiben der zeitlichen Veränderung der Werte im Bereich des zentralen Steuergeräts 8 auf eine Störung in der Kommunikation zwischen der internen Kommunikationsschnittstelle 6 und der Pumpe 1 schließen lässt. Eine solche kann potenziell einen Ausfall der Pumpe 1 , beispielsweise aufgrund einer
angesprochenen Überlastsicherung der Pumpe 1 im Bereich ihrer
Hauptspannungsversorgung, sein. Auf ein solches Ereignis hin muss entsprechend reagiert werden, beispielsweise durch eine Notabschaltung oder die Ausgabe einer Warnung an den Benutzer oder dergleichen. In der Darstellung der Figur 2 soll nun eine besonders günstige und vorteilhafte
Verwendung für die Überwachung der elektromotorisch angetriebenen Pumpe 1 angegeben werden. In der Darstellung der Figur 2 ist dabei rein beispielhaft ein Fahrzeug F angedeutet, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als
Brennstoffzellenfahrzeug ausgebildet sein soll. Dieses umfasst ein
Brennstoffzellensystem mit einer Brennstoffzelle 10. Dieser Brennstoffzelle 10 wird Wasserstoff aus einem Drucktank 11 und Luft-Sauerstoff über eine Luftfördereinrichtung 12 zur Verfügung gestellt. Die erzeugte elektrische Leistung wird über eine
Leistungselektronik 13 beispielsweise von einem Fahrmotor 14 abgenommen. Die Brennstoffzelle 10 wird nun typischerweise durch einen Kühlkreislauf 15, welcher hier sehr stark vereinfacht und schematisiert angedeutet ist, mittels eines Kühlmediums gekühlt. Das Kühlmedium wird dabei in dem Kühlkreislauf 15 über die elektromotorisch angetriebene Pumpe 1 zirkuliert und strömt über einen Fahrzeugkühler 6, in dessen Bereich es abkühlt, und über einen Wärmetauscher 17 im Bereich der Brennstoffzelle 10, in welchem es Abwärme der Brennstoffzelle 10 aufnimmt. Insbesondere für einen solchen Kühlkreislauf, welcher prinzipiell selbstverständlich auch in einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeug angeordnet sein könnte, ist die Verwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung der Funktion der elektromotorisch angetriebenen Pumpe 1 von besonderem Vorteil. Dies gilt insbesondere, da im Bereich des Fahrzeugs F aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens auf zusätzliche Sensorik, zusätzliche zu verlegende Leitungselemente und dergleichen zur sicheren
Funktionsüberwachung der Pumpe 1 gänzlich verzichtet werden kann. Andererseits kann durch die sichere Funktionsüberwachung der Pumpe 1 eine Störung im Kühlkreislauf 1 , welche typischerweise eine Überhitzung der Brennstoffzelle 10 zur Folge hätte, sicher und zuverlässig ausgeschlossen werden. Damit lässt sich die Brennstoffzelle 10 schonen, sodass diese eine höhere Lebensdauer erreicht. Außerdem können kritische Situationen beziehungsweise kritische Temperaturen im Bereich der Brennstoffzelle 10, in welcher Wasserstoff und Sauerstoff im regulären Betrieb vorliegen, verhindert werden. Damit entsteht ein sehr sicheres Fahrzeug F, welches einfach, kostengünstig und für seine Passagiere sehr sicher ausgebildet werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen der Funktion einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe (1 ), welche eine interne Elektronik (4) aufweist, über welche
Funktionsparameter der Pumpe (1 ) überwacht werden, wobei die interne Elektronik (4) die Werte der Funktionsparameter über eine interne
Kommunikationsschnittstelle (6) an ein zentrales Steuergerät (8) weitersendet, und wobei in dem zentralen Steuergerät (8) die Werte der Funktionsparameter erfasst und hinsichtlich kritischer Grenzwerte überwacht werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem zentralen Steuergerät (8) die zeitliche Veränderung wenigstens eines Werts der Funktionsparameter erfasst wird, wobei bei einem über einen vordefinierten Zeitraum hinweg konstant bleibenden Wert wenigstens eines Funktionsparameters auf einen Fehler der Pumpe (1 ) geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zeitliche Verlauf aller Werte der Funktionsparameter erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass,
die interne Kommunikationsschnittstelle (6) und die Pumpe (1 ) aus
unterschiedlichen Spannungsquellen (U^ U2) versorgt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die interne Kommunikationsschnittstelle (6) und das zentrale Steuergerät (8) aus einer Spannungsquelle (U2) versorgt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Weitergabe der Werte zwischen der internen Kommunikationsschnittstelle (6) und dem zentralen Steuergerät (8) über einen Datenbus (7) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Datenbus (7) als CAN-Bus oder LIN-Bus ausgebildet ist.
7. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
zur Überwachung einer Medienpumpe (1 ) in einem Fahrzeug (F).
8. Verwendung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Medium ein Kühlmedium zur Kühlung wenigstens einer Komponente (10) ist.
9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Medium als Kühlmedium in einem Kühlkreislauf (15) zur Kühlung von Antriebskomponenten und/oder Energieerzeugungskomponenten (10) des Fahrzeugs (9) dient.
10. Verwendung nach Anspruch 7, 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug (F) ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug (F) mit einem Brennstoffzellensystem, ist.
EP12778245.6A 2011-12-09 2012-10-19 Verfahren zum überwachen einer pumpe Withdrawn EP2788625A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE102011120686A DE102011120686A1 (de) 2011-12-09 2011-12-09 Verfahren zum Überwachen einer Pumpe
PCT/EP2012/004399 WO2013083217A1 (de) 2011-12-09 2012-10-19 Verfahren zum überwachen einer pumpe

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EP2788625A1 true EP2788625A1 (de) 2014-10-15

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12778245.6A Withdrawn EP2788625A1 (de) 2011-12-09 2012-10-19 Verfahren zum überwachen einer pumpe

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US (1) US20140320163A1 (de)
EP (1) EP2788625A1 (de)
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CN (1) CN103987966A (de)
DE (1) DE102011120686A1 (de)
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