KR20180006406A - How to operate a fluid delivery system - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 유체 전달 펌프, 전압 조정기(7), 및 전기 모터(8)를 포함하는 유체 전달 시스템을 동작시키는 방법으로서, 상기 유체 전달 시스템은 전기 그리드에 통합되고, 상기 전기 모터(8)는 상기 전기 모터(8)에 인가되는 전압에 의해 제어될 수 있고, 상기 전압 조정기(7)는 상기 전기 모터(8)의 상류에 연결되고, 다음 단계, 즉 
Description
본 발명은 유체 전달 펌프, 전압 조정기, 및 전기 모터를 구비한 유체 전달 시스템을 동작시키는 방법으로서, 상기 유체 전달 시스템은 전기 그리드(electrical grid)에 통합되고, 상기 전기 모터는 상기 전기 모터에 인가되는 전압에 의해 제어될 수 있고, 상기 전압 조정기는 상기 전기 모터의 상류에 있는, 상기 유체 전달 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of operating a fluid delivery system with a fluid delivery pump, a voltage regulator, and an electric motor, wherein the fluid delivery system is integrated into an electrical grid, The voltage regulator being upstream of the electric motor, and a method of operating the fluid delivery system.
연료 전달 펌프는 연료 탱크로부터 연소 엔진으로 연료를 이송하기 위해 연료 전달 시스템에서 사용된다. 전기 모터로 동력을 공급받을 수 있는 펌프 모듈을 갖는 전동식 연료 전달 펌프들이 전달을 위해 사용된다. 연료 전달 펌프는 넓은 동작 범위에 걸쳐 연료의 전달을 보장해야 한다. 예를 들어, 연료 전달 펌프는 연소 엔진의 최대 스로틀에서뿐만 아니라 자동차의 저속에서 또는 정지 상태에서 충분한 출력을 제공해야 한다.Fuel transfer pumps are used in fuel delivery systems to transfer fuel from a fuel tank to a combustion engine. Electric fuel transfer pumps with pump modules that can be powered by electric motors are used for delivery. Fuel transfer pumps must ensure delivery of fuel over a wide operating range. For example, the fuel delivery pump must provide sufficient power not only at the maximum throttle of the combustion engine, but also at a low speed of the vehicle or at rest.
한편, 최대 가능한 출력은 연료 전달 펌프의 구성에 의존하며, 이에 따라 최대 출력도 연료 전달 펌프의 크기와 함께 증가하고, 다른 한편으로, 최대 가능한 출력은 전기 전력의 레벨에 의해 상당히 결정되는 펌프 모듈의 회전 속력에 의존한다. 이에 따라 최대 출력도 전기 모터의 공급 전압, 및 전기 모터에 공급되는 전류의 세기에 직접 의존한다.On the other hand, the maximum possible output depends on the configuration of the fuel delivery pump, so that the maximum output increases with the size of the fuel delivery pump and, on the other hand, the maximum possible output is determined by the level of the electric power, It depends on the rotational speed. Accordingly, the maximum output also directly depends on the supply voltage of the electric motor and the intensity of the electric current supplied to the electric motor.
자동차의 전기 탑재 시스템 내에서 이용 가능한 전기 전압은 연료 전달 펌프에 공급되는 전압이 임의로 증가될 수 없도록 특정 최대 레벨로 정기적으로 제한되고, 그리하여 최대 회전 속력도 제한되고, 이에 의해 최대 출력도 또한 제한된다.The electrical voltage available in the electrical installation system of an automobile is periodically limited to a certain maximum level so that the voltage supplied to the fuel delivery pump can not be increased arbitrarily so that the maximum rotational speed is also limited and thus the maximum output is also limited .
가장 최근의 배경 기술에서, 연료 전달 펌프에 인가되는 전압을 증가시키기 위해 추가적인 부스터를 제공하는 장치가 알려져 있다. 이에 의해, 예를 들어, 부스터는 복수의 부품으로 구성된 전기 회로로 구성된다.In the most recent background art, devices are known which provide an additional booster to increase the voltage applied to the fuel delivery pump. Thus, for example, the booster is composed of an electric circuit composed of a plurality of parts.
이 가장 최근의 배경 기술에 알려진 장치의 단점은, 특히, 부스터의 사용으로 인해 이 부스터 및 이 부스터에 사용되는 전력 반도체의 추가적인 인덕턴스에 의해 특히 야기되는 바람직하지 않은 전력 손실이 동작 동안 전기 시스템에 발생된다는 것이다. 나아가, 이 부스터는 발생되는 단점을 최적으로 보상하기 위해 최적으로 제어되지 않는다.The drawbacks of the device known in this latest state of the art are that undesirable power losses, especially caused by the use of the booster and the additional inductance of the power semiconductor used in this booster, It is. Furthermore, this booster is not optimally controlled to optimally compensate for the disadvantages that occur.
따라서, 본 발명의 목적은 연료 전달 펌프의 최대 출력을 증가시킴과 동시에 부스터로 인해 발생하는 전력 손실을 최소화하도록 부스터의 동작을 최적화할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method which can optimize the operation of the booster to increase the maximum output of the fuel delivery pump while at the same time minimize the power loss caused by the booster.
상기 방법과 관련된 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법에 의해 달성된다.The object associated with the method is achieved by a method having the features of claim 1.
본 발명의 예시적인 실시예는, 유체 전달 펌프, 전압 조정기, 및 전기 모터를 구비한 유체 전달 시스템을 동작시키는 방법으로서, 상기 유체 전달 시스템은 전기 그리드에 통합되고, 상기 전기 모터는 상기 전기 모터에 인가되는 전압에 의해 제어될 수 있고, 상기 전압 조정기는 상기 전기 모터의 상류에 있고, 다음 단계, 즉An exemplary embodiment of the present invention is a method of operating a fluid delivery system having a fluid delivery pump, a voltage regulator, and an electric motor, wherein the fluid delivery system is integrated into an electric grid, The voltage regulator being upstream of the electric motor and being capable of performing the following steps:
유체 전달 시스템은 특히 연료 탱크로부터 연소 엔진으로 연료를 이송하는 연료 전달 시스템일 수 있다. 또한 특히 물 또는 오일 회로에 적용하는 것도 또한 가능하다.The fluid delivery system may in particular be a fuel delivery system that transfers fuel from the fuel tank to the combustion engine. It is also possible to apply to water or oil circuits in particular.
전압 조정기는 상기 전압에 영향을 줄 수 있는 전자 부품이다. 상기 전압 조정기는 단일 부품 또는 복수의 결합된 소자로 구성될 수 있다. 상기 전압 조정기의 제어는 예를 들어 제어 유닛을 통해 일어날 수 있다. 소위 부스터는 전기 신호를 증폭하거나 및/또는 감쇠시키는 역할을 하는 전압 조정기로서 사용될 수 있다. 여기서, 상기 전압 레벨 자체만이 변하거나, 또는, 예를 들어, 신호의 스위칭 주파수가 또한 변할 수 있다. 상기 전압 조정기는 상기 전압에 능동적으로 영향을 주어, 이에 의해 예를 들어 상기 전압을 증가시키거나 또는 감소시키도록 구현될 수 있다. 대안으로서, 상기 전압 조정기를 추가적으로 활성화시킴으로써, 또는 상기 전압을 증가시키거나 및/또는 감소시키는 대신에, 다른 기능이 또한 달성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전압 조정기는 상기 전기 그리드의 스위칭 주파수에 대해 필터로 작용할 수 있다.The voltage regulator is an electronic component that can affect the voltage. The voltage regulator may be comprised of a single component or a plurality of coupled components. The control of the voltage regulator may take place, for example, via a control unit. The so-called booster can be used as a voltage regulator which serves to amplify and / or attenuate the electrical signal. Here, only the voltage level itself changes, or, for example, the switching frequency of the signal may also vary. The voltage regulator may be actuated to actively affect the voltage, thereby increasing or decreasing, for example, the voltage. Alternatively, other functions may also be achieved by further activating the voltage regulator, or instead of increasing and / or decreasing the voltage. For example, the voltage regulator may act as a filter for the switching frequency of the electrical grid.
전기 그리드를 사용하여, 하나의 부품 또는 복수의 부품으로부터, 예를 들어, 제어 유닛들, 에너지 소스들 및 액추에이터들로부터 스위칭하는 것이 의도된다. 예를 들어, 이것은 자동차의 탑재 전압 그리드로 구성될 수 있다. 상기 유체 전달 시스템의 상기 전기 모터는 그 회전 속력이 조절될 수 있는 방식으로 상기 전기 그리드에 연결된다. 상기 전기 모터의 회전 속력, 및 이에 따라 또한 상기 전기 모터에 연결된 상기 유체 전달 펌프의 회전 속력은 상기 유체 전달 펌프의 유체 출력량을 결정하는데 중요한 기준이다. 특정 원하는 유체 출력량을 이송하기 위해, 상기 유체 전달 펌프의 특정 결정 가능한 회전 속력 레벨이 필요하다. 상기 원하는 회전 속력 레벨은 상기 전기 모터에 적절한 전압을 인가함으로써 달성될 수 있다.It is contemplated, using an electrical grid, to switch from one part or a plurality of parts, for example, from control units, energy sources and actuators. For example, it can be configured as an onboard voltage grid of an automobile. The electric motor of the fluid delivery system is connected to the electric grid in such a manner that its rotational speed can be controlled. The rotational speed of the electric motor, and thus also the rotational speed of the fluid delivery pump connected to the electric motor, is an important criterion for determining the fluid output of the fluid delivery pump. In order to deliver a certain desired fluid power, a certain determinable rotational speed level of the fluid delivery pump is needed. The desired rotational speed level can be achieved by applying an appropriate voltage to the electric motor.
바람직하게는, 상기 전압 조정기는 상기 전기 모터에 적절한 전압 레벨을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 충분한 유체 출력량을 보장한다.Advantageously, said voltage regulator can be used to generate an appropriate voltage level for said electric motor. This ensures sufficient fluid output.
상기 연료 전달 시스템은 상기 회전 속력을 미리 설정하는 것에 의해뿐만 아니라 상기 인가된 전압에 의해 모두 제어될 수 있다. 그러나, 이에 의해, 상기 연료 전달 펌프의 상기 미리 설정된 회전 속력과 상기 인가된 전압 사이에는 상관 관계가 있는데, 이는 각각의 연료 전달 시스템 및 현재의 동작 조건에 의존한다. 바람직하게는, 상기 연료 전달 펌프에 인가되어야 하는 전압은 또한 상기 미리 설정된 회전 속력에 도달하기 위해 상기 회전 속력을 통해 제어되는 연료 전달 시스템에 대해서 결정된다.The fuel delivery system can be controlled both by presetting the rotational speed as well as by the applied voltage. Thereby, however, there is a correlation between the predetermined rotational speed of the fuel delivery pump and the applied voltage, which depends on the respective fuel delivery system and current operating conditions. Preferably, the voltage to be applied to the fuel delivery pump is also determined for the fuel delivery system which is controlled via the rotational speed to reach the predetermined rotational speed.
상기 유체 전달 펌프의 회전 속력에 도달하는 데 필요한 전압이 미리 한정된 전압 범위 밖에 있을 때 상기 전압 조정기가 활성화되는 것이 특히 유리하다.It is particularly advantageous that the voltage regulator is activated when the voltage required to reach the rotational speed of the fluid delivery pump is outside a predefined voltage range.
상기 전기 그리드는 일반적으로 특정 전압 레벨에서 동작된다. 그리하여 상기 전기 그리드로부터 상기 전기 모터에 인가될 수 있는 전압이 제한된다. 그리하여, 가능한 최대 회전 속력은 상기 전기 모터에 인가되는 전압에 직접 의존하기 때문에 이 가능한 최대 회전 속력도 또한 제한된다. 상기 전기 그리드 내 최대 전압을 초과하는 전압을 필요로 하는 회전 속력이 상기 유체 출력량을 보장하는데 요구되는 경우, 전압에 변화가 없다면, 이 회전 속력에 도달할 수 없다. 상기 전압 조정기는 궁극적으로 상기 전기 그리드의 최대 전압을 초과하는 상기 전기 모터에 인가되는 전압을 생성하기 위해 상기 전기 그리드의 전압을 적절히 증가시킬 수 있다. 따라서 상기 전압 조정기는 전압 증폭기로 작용할 수 있다.The electric grid is generally operated at a certain voltage level. Thereby limiting the voltage that can be applied to the electric motor from the electric grid. Thus, the maximum possible rotational speed is also limited because the maximum possible rotational speed depends directly on the voltage applied to the electric motor. If a rotational speed requiring a voltage in excess of the maximum voltage in the electrical grid is required to ensure the fluid output, then the rotational speed can not be reached unless there is a change in the voltage. The voltage regulator may suitably increase the voltage of the electric grid to produce a voltage that is ultimately applied to the electric motor that exceeds the maximum voltage of the electric grid. Thus, the voltage regulator can act as a voltage amplifier.
반대의 경우, 상기 전압 조정기는 또한 상기 전압을, 상기 전기 그리드로부터 공급될 수 없는 레벨로 낮추는데 사용될 수 있다. 이것은, 다른 소비 부품들이 예를 들어 더 높은 전압 레벨을 요구할 수 있기 때문에, 나머지 전기 그리드 부분의 전압은 불필요한 정도로 감소될 필요가 없는 경우, 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 매우 낮은 전압이 상기 전기 모터에 인가될 수 있고, 그 결과 상기 나머지 전기 그리드 부분의 전압은 실제 변함 없이 유지되면서 매우 낮은 회전 속력을 생성할 수 있다.In the opposite case, the voltage regulator can also be used to lower the voltage to a level that can not be supplied from the electric grid. This is particularly advantageous if the voltage of the remaining electrical grid portions does not need to be reduced to an unnecessarily low level, since other consumable parts may, for example, require a higher voltage level. In this way, a very low voltage can be applied to the electric motor, so that the voltage of the remaining electric grid portion can be kept virtually unchanged, producing a very low rotational speed.
전압 조정기가 없는 응용에서, 상기 회전 속력을 감소시키는 것은, 대안적으로, 예를 들어, 상기 전기 모터를 제어하는데 사용되는 펄스-폭 변조된 신호의 변조 주파수를 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나, 이것은 한정된 한계치 미만으로 변조 주파수를 감소시킴으로써 바람직하지 않은 음향 효과들이 야기될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.In applications without a voltage regulator, reducing the rotational speed can alternatively be achieved, for example, by reducing the modulation frequency of the pulse-width modulated signal used to control the electric motor. However, this is undesirable because undesirable acoustic effects may be caused by reducing the modulation frequency to less than a defined limit.
상기 미리 한정된 전압 범위는 바람직하게는 상기 전기 그리드의 상기 전압 레벨에 의해 결정된다.The predefined voltage range is preferably determined by the voltage level of the electric grid.
바람직한 예시적인 실시예는, 상기 전기 그리드가 지정 가능한 본선 전압(mains voltage)에서 동작되고, 상기 전기 모터를 제어하는 상기 전압이 상기 전압 조정기에 의해 상기 본선 전압 미만의 레벨로 감소될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이것은 이용 가능한 상기 전기 모터의 회전 속력 범위를 확장시켜 전체 유체 전달 펌프를 향상시키는데 유리하다. 여기서, 상기 전압 조정기는 신호 감쇠기로 작용한다. 이것은, 상기 전기 그리드에 영구적으로 인가되거나 단지 일시적으로 제한되는 매우 높은 전압을 사용하여 상기 전기 그리드가 동작하는 경우 특히 유리하다. 예를 들어, 이것은 상당히 더 높은 본선 전압을 정기적으로 갖는 전기 자동차의 경우이다. 특히 상기 전기 자동차의 운행으로부터 전기 에너지의 복구를 의미하는 회복 동안, 매우 높은 전압 레벨이 상기 전기 그리드에서 발생될 수 있다.A preferred exemplary embodiment is characterized in that the electric grid is operated at a designated mains voltage and the voltage controlling the electric motor can be reduced by the voltage regulator to a level below the mains voltage . This is advantageous for enhancing the overall fluid delivery pump by extending the available rotational speed range of the electric motor. Here, the voltage regulator acts as a signal attenuator. This is particularly advantageous when the electric grid is operated using a very high voltage which is permanently applied to the electric grid or only temporarily limited. For example, this is the case for an electric vehicle that has a significantly higher mains voltage at regular intervals. During recovery, which in particular means recovery of electrical energy from the running of the electric vehicle, a very high voltage level can be generated in the electric grid.
또한 상기 전기 그리드가 지정 가능한 본선 전압에서 동작되고, 상기 전기 모터를 제어하는 상기 전압이 상기 전압 조정기에 의해 상기 본선 전압을 초과하는 레벨로 증가될 수 있는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 전압 조정기는, 특히 상기 전기 그리드의 상기 전압 레벨에 대해 상기 신호의 전압 레벨을 상승시켜, 상기 전기 모터에 및 이에 따라 또한 상기 유체 전달 펌프에 더 높은 회전 속력을 생성할 수 있는 신호 증폭기로서 작용한다. 이에 의해, 전압이 증폭되면 더 높은 회전 속력에서 동작할 수 있기 때문에, 유체 전달 펌프의 적용 범위는 최대 레벨로 확장될 수 있다. 상기 전기 모터 및 이에 따라 상기 유체 전달 펌프의 회전 속력 범위가 이에 의해 확장된다. 따라서, 상기 나머지 전기 그리드 부분의 전압 레벨 미만으로 상기 전압을 감소시킬 수 있는 전술한 가능성에 의해, 전체적으로, 회전 속력 범위는 상향으로 확장될 뿐만 아니라 하향으로도 확장된다.It is also preferred that the electric grid is operated at a nominal line voltage and the voltage controlling the electric motor can be increased to a level exceeding the nominal line voltage by the voltage regulator. Here, the voltage regulator may be a signal amplifier that can raise the voltage level of the signal, particularly with respect to the voltage level of the electric grid, and thereby generate a higher rotational speed to the electric motor, Lt; / RTI > Thereby, the application range of the fluid delivery pump can be extended to the maximum level since the voltage can be operated at a higher rotational speed when amplified. The rotational speed range of the electric motor and thus the fluid delivery pump is thereby extended. Thus, by virtue of the above-described possibility of reducing the voltage below the voltage level of the remaining electric grid portion, the overall rotational speed range extends not only upward but also downwardly.
나아가, 상기 전압 조정기는 상기 전기 모터와 상기 나머지 전기 그리드 부분 사이에 필터로 작용하는 경우 유리하다.Furthermore, the voltage regulator is advantageous when it acts as a filter between the electric motor and the remaining electric grid portion.
필터는, 상기 전압 조정기의 상류와 하류를 서로 분리하여, 사용되는 상기 신호들의 특히 상기 스위칭 주파수의 차이를 유지하는 데 특히 바람직하다. 예를 들어, 상기 나머지 전기 그리드 부분의 상기 스위칭 주파수가 상기 전압 조정기와 상기 전기 모터 사이의 상기 스위칭 주파수보다 상당히 더 높은 것이 유리하다. 상기 나머지 전기 그리드 부분은, 예를 들어, 약 500 kHz의 스위칭 주파수에서 동작될 수 있고, 상기 전기 그리드의 감쇠 또는 필터링은 상당히 낮은 스위칭 주파수의 경우보다 더 적은 노력과 더 간단한 소자들을 사용하여 발생할 수 있다. 그러나, 그럼에도 불구하고, 상기 전압 조정기는 상기 전기 모터가 예를 들어 20 kHz 내지 25 kHz일 수 있는 상당히 낮은 스위칭 주파수로 제어되는 방식으로 설계될 수 있다. 두 스위칭 주파수 범위들을 간단히 분리하는 것은 상기 전압 조정기에 의해 달성될 수 있다.The filter is particularly advantageous for separating the upstream and downstream of the voltage regulator from one another and for maintaining the difference of the signals used, especially the switching frequency. For example, it is advantageous that the switching frequency of the remaining electrical grid portion is significantly higher than the switching frequency between the voltage regulator and the electric motor. The remaining electrical grid portions can be operated, for example, at a switching frequency of about 500 kHz, and the attenuation or filtering of the electrical grid can occur using less effort and simpler elements than at a significantly lower switching frequency have. Nonetheless, the voltage regulator can be designed in such a way that the electric motor is controlled at a significantly lower switching frequency, which can be, for example, 20 kHz to 25 kHz. A simple separation of the two switching frequency ranges can be achieved by the voltage regulator.
나아가, 상기 유체 전달 시스템이 상기 제어 신호의 상기 스위칭 주파수에 대해 상기 전압 조정기에 의해 상기 나머지 전기 그리드 부분으로부터 디커플링되고(decoupled), 상기 전기 그리드와 상기 전압 조정기 사이보다 상기 전압 조정기와 상기 전기 모터 사이에 더 낮은 스위칭 주파수가 나타나는 것이 유리하다. 이것은, 가능한 한 최대로 최적화된 스위칭 주파수를 갖는 제어 신호를 상기 전기 모터에 인가할 수 있으면서도, 상기 전기 그리드를 간단히 필터링하거나 및/또는 감쇠시키는데 유리하다.Further, the fluid delivery system may be decoupled from the remaining electrical grid portion by the voltage regulator for the switching frequency of the control signal, and between the voltage regulator and the electric motor It is advantageous that a lower switching frequency appears. This is advantageous for simply filtering and / or attenuating the electric grid, while being able to apply a control signal with the switching frequency optimized as much as possible to the electric motor.
또한 상기 전압 조정기에 의해 상기 전기 모터로 방출되는 전압이 상기 나머지 전기 그리드 부분의 전압에 대응하고, 전기 모터와 전압 조정기 사이의 상기 스위칭 주파수는 상기 나머지 전기 그리드 부분의 스위칭 주파수와 상이한 것이 유리하다. 이것은 상기 전압 레벨이 변함 없이 유지되는 경우에도 불구하고 상기 스위칭 주파수들을 디커플링하는데 유리하다.It is also advantageous that the voltage discharged by the voltage regulator to the electric motor corresponds to the voltage of the remaining electric grid part and the switching frequency between the electric motor and the voltage regulator is different from the switching frequency of the remaining electric grid part. This is advantageous for decoupling the switching frequencies even though the voltage level remains unchanged.
나아가, 상기 전압 조정기가 상기 전기 모터의 제어 신호의 스위칭 주파수와 상기 나머지 전기 그리드 부분의 스위칭 주파수 사이의 감쇠기로서 작용하는 것이 유리하다. 상기 전압 조정기의 감쇠 기능은 상기 전압 조정기와 상기 나머지 전기 그리드 부분의 하류 분기에서 광범위하게 디커플링을 달성하는데 유리하다.Furthermore, it is advantageous that the voltage regulator acts as an attenuator between the switching frequency of the control signal of the electric motor and the switching frequency of the remaining electric grid part. The damping function of the voltage regulator is advantageous to achieve wide decoupling in the downstream branches of the voltage regulator and the remaining electrical grid portion.
나아가, 상기 전압 조정기가 부스터로 구성되고, 상기 부스터는 ZETA 원리 또는 SEPIC 원리 또는 BUCK 원리 또는 BOOST 원리에 따라 구성되는 것이 유리하다. 이들 전술한 원리는 가장 최근의 배경 기술에 알려져 있고, 전압 조정기의 적절한 구성 모델을 나타낸다.Furthermore, it is advantageous if the voltage regulator is composed of a booster and the booster is constructed according to the ZETA principle or the SEPIC principle or the BUCK principle or the BOOST principle. These foregoing principles are known in the most recent background art and represent a suitable configuration model of the voltage regulator.
또한 상기 전압 조정기에 의해 생성되고 상기 전기 모터로 안내되는 상기 전압이 상기 유체 전달 펌프의 특정 회전 속력을 달성하거나 원하는 유체 출력량을 이송하는데 요구되는 전압에 정확히 대응하는 것이 바람직하다. 이것은 상기 유체 전달 시스템의 에너지 효율 동작을 가능한 한 최대로 구현하는데 유리하다.It is also desirable that the voltage generated by the voltage regulator and guided to the electric motor corresponds exactly to the voltage required to achieve a particular rotational speed of the fluid delivery pump or to deliver the desired fluid output. This is advantageous for maximizing the energy efficient operation of the fluid delivery system as much as possible.
전압 조정기를 사용하는 것에 의해, 특히 에너지와 관련하여 최적화된 보다 작은 크기를 갖는 유체 전달 펌프가 사용될 수 있다. 대체로, 이것은 에너지와 관련하여 최적인 범위에서 동작될 수 있으며, 필요한 경우 상기 전압 조정기를 사용하는 것에 의해, 더 높은 회전 속력 레벨로 증가될 수 있다. 전압 조정기의 사용을 통해 불가피하게 야기되는 효율 손실은 상기 나머지 전기 그리드 부분, 및 특히 상기 전기 모터의 상류의 전력 모듈을 특히 최적의 범위에서 동작시켜, 전체적으로 보다 에너지 효율적인 동작이 가능한 것에 의해 보상될 수 있다.By using a voltage regulator, a fluid delivery pump having a smaller size, especially optimized in terms of energy, can be used. On the whole, this can be operated in the optimum range with respect to energy and can be increased to a higher rotational speed level, if necessary, by using the voltage regulator. The efficiency loss inevitably caused by the use of the voltage regulator can be compensated for by operating the remaining electric grid portion, and in particular the power module upstream of the electric motor, in a particularly optimal range, by allowing for a more energy efficient operation as a whole have.
나아가, 블록 정류(block commutation)를 위해 전력 모듈이 상기 전압 조정기와 상기 전기 모터 사이에 배열되고, 상기 전력 모듈이 90% 내지 100%의 듀티 사이클로 동작되고, 상기 전기 모터의 회전 속력이 상기 전압 조정기에 의해 방출되는 전압에 의해 제어되는 것이 유리하다. 특히 선호되는 것으로 상기 전력 모듈의 듀티 사이클은 약 100%이다.Further, a power module is arranged between the voltage regulator and the electric motor for block commutation, the power module is operated with a duty cycle of 90% to 100%, and the rotational speed of the electric motor is controlled by the voltage regulator It is advantageous that it is controlled by the voltage emitted by the light emitting diode. Particularly preferred is that the duty cycle of the power module is about 100%.
상기 전기 모터의 블록 정류는 상기 전력 모듈을 통해 달성되고, 특히 브러시 없는 직류 모터가 유리한 방식으로 동작될 수 있다. 상기 전력 모듈은 상이한 듀티 정도 또는 듀티 사이클로 동작될 수 있고, 상기 듀티 사이클은 상기 전력 모듈에 의해 방출되는 펄스들의 주기 지속시간과 펄스 지속시간 사이의 관계를 나타낸다. 에너지와 관련하여 최적의 동작을 달성하기 위해 상기 듀티 사이클은 가능한 한 높은 것이 유리하고, 이상적으로 100%인 것이 유리하다. 특히 100%의 듀티 사이클에서 동작함으로써 발생하는 전력 손실을 감소시킴으로써 전력 손실을 최적화할 수 있다.The block rectification of the electric motor is achieved through the power module, and in particular the brushless direct current motor can be operated in an advantageous manner. The power module may be operated with different duty degrees or duty cycles, the duty cycle representing the relationship between the pulse duration and the period duration of the pulses emitted by the power module. It is advantageous that the duty cycle is as high as possible and ideally 100% in order to achieve optimum operation in terms of energy. In particular, power loss can be optimized by reducing the power loss caused by operating at 100% duty cycle.
상류 전압 조정기가 없는 응용에서, 상기 전기 모터의 회전 속력을 조절하는 것은 상기 전력 모듈의 듀티 사이클을 변화시킴으로써 일어날 수 있다. 그러나 높은 레벨의 전력 손실이 이 영역에서 상기 전력 모듈에 의해 생성되기 때문에, 낮은 듀티 사이클로 인해 에너지 측면에서 바람직하지 않은 동작 상황이 발생할 수 있다. 상기 전력 모듈에 의해 야기된 전력 손실을 가능한 한 낮게 유지하기 위해 가능한 한 가장 높은 듀티 사이클에서 상기 전력 모듈이 동작하는 것이 더 유리하다. 전압 조정기를 상류에서 연결하는 것으로 인해 상기 전력 모듈의 듀티 사이클이 지속적으로 높게 유지되면 상기 전기 모터의 회전 속력이 또한 변동될 수 있다.In an application without an upstream voltage regulator, adjusting the rotational speed of the electric motor may occur by varying the duty cycle of the power module. However, since a high level of power loss is generated by the power module in this area, undesirable operating conditions may occur in terms of energy due to the low duty cycle. It is more advantageous for the power module to operate at the highest possible duty cycle to keep the power loss caused by the power module as low as possible. By connecting the voltage regulator upstream, the rotational speed of the electric motor can also be varied if the duty cycle of the power module is continuously maintained high.
상기 전압 조정기와 상기 전기 모터 사이의 경로로부터 상기 나머지 전기 그리드 부분을 전술한 바와 같이 디커플링하는 것으로 인해, 또한 특히 나머지 전기 그리드 부분의 스위칭 주파수와 상이한 스위칭 주파수에서 상기 전력 모듈을 동작시키는 것이 가능하다. 이것은 특히 나머지 전기 그리드 부분뿐만 아니라 상기 전력 모듈을 최적의 스위칭 주파수에서 각각 동작시킬 수 있어서 유리하다.It is possible to operate the power module at the switching frequency different from the switching frequency of the remaining electric grid part, especially by decoupling the remaining electric grid part from the path between the voltage regulator and the electric motor as described above. This is advantageous in particular as it is possible to operate the power module as well as the remaining electric grid portions at the optimum switching frequency, respectively.
본 발명의 바람직한 추가적인 실시예는 종속 청구항 및 이하 도면의 설명에서 제시된다.Additional preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims and the description of the drawings below.
이하에서는, 본 발명은 도면을 고려하여 예시적인 실시예를 사용하여 상세히 설명된다.
도 1은 본 방법의 절차 단계를 도시하는 블록도; 및
도 2는 전압 조정기와 전기 모터 사이의 경로에서의 주파수 대역과 나머지 전기 그리드 부분에서의 주파수 대역을 전압 조정기를 통해 분리하는 것을 예시하는 블록도.In the following, the present invention will be described in detail using exemplary embodiments in view of the drawings.
1 is a block diagram illustrating the procedural steps of the method; And
2 is a block diagram illustrating the separation of the frequency band in the path between the voltage regulator and the electric motor and the frequency band in the remaining electric grid part through the voltage regulator.
도 1은 블록도(1)를 도시하며, 이 블록도는 본 발명에 따른 방법의 개별적인 절차 단계들을 도시한다.Figure 1 shows a block diagram (1), which shows the individual procedural steps of the method according to the invention.
원하는 유체 출력량이 블록(2)에서 결정된다. 이것은, 예를 들어, 적절한 센서를 통해 또는 제어 유닛으로부터 유래하는 사양에 의해 발생할 수 있다. 연료 전달 시스템의 경우, 모터 제어 유닛에서 유체 출력량은 정기적으로 정확히 알려지고, 이에 의해 값으로 제공될 수 있다.The desired fluid power is determined in block (2). This may occur, for example, by means of a suitable sensor or by a specification derived from the control unit. In the case of a fuel delivery system, the amount of fluid output in the motor control unit is regularly known accurately and can thus be provided as a value.
블록(3)에서, 적절한 양의 유체를 이송하기 위해 유체 전달 펌프가 회전해야 하는 회전 속력이 결정된 유체 출력량으로부터 결정된다. 이를 위해, 예를 들어, 유체 전달 시스템 내의 압력, 이송될 유체의 온도, 또는 이송될 유체의 점도와 같은 추가적인 값들이 추가적으로 포함된다. 각각의 구성 실시예에 의해 결정되는 유체 전달 시스템의 특성은 또한 회전 속력을 결정하는 곳으로 흐를 수도 있다.At
블록(4)은 유체 전달 펌프에 동력을 공급하는 전기 모터가 결정된 회전 속력으로 회전할 수 있게 하는 데 필요한 전압을 결정하는 기능을 한다. 전기 모터의 회전 속력은 특히 전기 모터에 인가되는 전압의 변동에 의해 결정될 수 있다.Block 4 serves to determine the voltage required to enable the electric motor that powers the fluid delivery pump to rotate at a determined rotational speed. The rotational speed of the electric motor can be determined in particular by the variation of the voltage applied to the electric motor.
마지막으로, 블록(5)에서, 전압 조정기가 활성화되어, 전압에 증가 또는 감소를 달성하는 방식으로 전압 신호의 진폭에 영향을 미친다. 이에 이것은 전기 모터의 회전 속력을 증가시키거나 또는 감소시키게 된다. 특히 유리한 것으로, 전압 조정기는 또한 이 전압을, 이 전압 조정기에 도입되는 전압보다 높거나 낮은 값으로 변화시킬 수 있다. 또한, 전압 조정기를 활성화하는 것에 의해 공정의 진폭을 증가시키거나 감소시키지 않고도 전압의 스위칭 주파수의 변화만이 달성될 수 있다.Finally, at block 5, the voltage regulator is activated to affect the amplitude of the voltage signal in such a way as to achieve an increase or decrease in voltage. This causes the rotational speed of the electric motor to increase or decrease. Particularly advantageously, the voltage regulator can also change this voltage to a value higher or lower than the voltage introduced into the voltage regulator. Also, by activating the voltage regulator, only a change in the switching frequency of the voltage can be achieved without increasing or decreasing the amplitude of the process.
도 2는 전압 조정기(7)를 전기 모터(8)에 연결한 것을 도시하는 블록도(6)를 도시한다. 전압 조정기(7)의 좌측에는 나머지 전기 그리드 부분이 지시된다. 예를 들어, 이것은 전압 소스들, 제어 유닛들, 및 다른 소비 부품들을 포함할 수 있다.Fig. 2 shows a block diagram 6 showing that the
전압 조정기(7)의 우측에는 전압 조정기(7)를 전력 모듈(10)에 전기적으로 전도성 있게 연결하는 전기 경로(9)가 도시된다. 전력 모듈(10)은 전압 조정기(7)에 의해 방출되는 전압 신호 및 전압의 블록 정류를 제공하는 기능을 한다. 브러시 없는 직류 모터는 예를 들어 블록 정류에 의해 전력을 공급받을 수 있다.To the right of the
필터(11)는 전압 조정기(7)와 전원 모듈(10) 사이에 배열되고, 전압 조정기(7)에 의해 방출되는 전압을 필터링하는 기능을 한다.The
바람직하게는, 전압 조정기(7)는 복수의 전기 소자 및/또는 전자 소자로 구성된 회로로 구성된 소위 부스터이다. 이 부스터는 가장 최근 배경 기술에 알려진 다양한 원리에 따라 구성될 수 있다.Preferably, the
전압 조정기(7)와 전기 모터(8) 사이의 경로(9)와, 좌측에 지시된 나머지 전기 그리드 부분 사이를 주파수 디커플링하는 것이 또한 전압 조정기(7)에 의해 달성될 수 있는 것이 특히 유리하다. 전기 모터(8)로 가는 경로(9)는 바람직하게는 약 20 kHz의 스위칭 주파수에서 동작되는 반면, 나머지 전기 그리드 부분은 예를 들어 500 kHz의 상당히 높은 스위칭 주파수에서 동작된다.It is particularly advantageous that frequency decoupling between the
전압 조정기(7)에 도달하기 전에 나머지 전기 그리드 부분으로부터 오는 전압 신호 및 전압을 필터링할 수 있는 다른 필터는 참조 번호(12)로 도시된다.Another filter capable of filtering the voltage signal and voltage from the remaining electrical grid portions before reaching the
특히, 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예는 본 발명을 제한하는 성격을 갖는 것이 아니라 본 발명의 개념을 제시하는 기능을 한다. 특히, 블록(7)으로 도시된 전압 조정기는 매우 다양한 방식으로 설계될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 전기 모터(8)를 연결하는 것은 단지 예로서 제시된 것이고, 대안적인 실시예를 배제하는 것이 아니다.In particular, the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2 serve not to limit the present invention but to present the concept of the present invention. In particular, the voltage regulator shown as
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| JPH09163747A (en) * | 1995-12-01 | 1997-06-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Active filter |
| JP2001289549A (en) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Hitachi Ltd | Refrigerator control device |
| DE10137315A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-20 | Volkswagen Ag | Circuit layout for controlling an electric fuel pump has an electric fuel pump in a fuel tank to feed fuel to a high-pressure pump linked to fuel injection valves and a signal-controlled motorized control for delivery power |
| DE10322404B4 (en) * | 2003-05-16 | 2011-02-03 | Alldos Eichler Gmbh | Dosing pump and method for its control |
| BRPI0517372A (en) * | 2004-10-29 | 2008-10-07 | Carrier Corp | method and system for controlling variable speed drive |
| CN2871915Y (en) * | 2005-10-31 | 2007-02-21 | 广州市佳尔华新鑫机械设备有限公司 | Automatic constant-power controller of concrete transferring pump |
| EP2027798A1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-02-25 | Nestec S.A. | Beverage production module and method for operating a beverage production module |
| CN101634291A (en) * | 2008-07-23 | 2010-01-27 | 微创医疗器械(上海)有限公司 | Control system and control method for output liquid amount of pump |
| AT509300A1 (en) * | 2009-09-01 | 2011-07-15 | Hagleitner Hans Georg | PUMP WITH POWER SUPPLY |
| DE102010004658A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Continental Automotive Gmbh | Method for operating a fuel pump in a motor vehicle and fuel pump |
| BR112013012171B1 (en) * | 2010-11-17 | 2022-03-29 | KSB SE & Co. KGaA | Method for variable rotational speed control of a displacement pump unit, control device and displacement pump arrangement |
| JP2013183475A (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Fujitsu Ten Ltd | Device and method for motor control |
| DE102012206519A1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | Robert Bosch Gmbh | Pump, particularly internal- or external gear pump, vane pump, axial piston pump or radial piston pump, has data store, in which characteristic curve indicating relationship between speed of drive shaft and fluid flow of pump is stored |
| US8997904B2 (en) * | 2012-07-05 | 2015-04-07 | General Electric Company | System and method for powering a hydraulic pump |
| DE102013003512B4 (en) * | 2013-03-04 | 2020-12-10 | Wabco Gmbh | Power supply in an on-board network for a compressor in an air supply system |
| DE102013206445A1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | Robert Bosch Gmbh | A method of operating a low pressure fuel delivery system and a low pressure fuel delivery system |
| US10018137B2 (en) * | 2014-11-21 | 2018-07-10 | Honda Motor Co., Ltd | Control device for fuel injection system |
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