WO2016066503A1 - Verfahren zur bereitstellung eines druckwerts für eine durchflussregelung, steuergerät und fluidfördersystem - Google Patents

Verfahren zur bereitstellung eines druckwerts für eine durchflussregelung, steuergerät und fluidfördersystem Download PDF

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WO2016066503A1
WO2016066503A1 PCT/EP2015/074405 EP2015074405W WO2016066503A1 WO 2016066503 A1 WO2016066503 A1 WO 2016066503A1 EP 2015074405 W EP2015074405 W EP 2015074405W WO 2016066503 A1 WO2016066503 A1 WO 2016066503A1
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electric motor
delivery system
pressure
fluid delivery
fluid
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PCT/EP2015/074405
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Gerald BEHRENDT
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3082—Control of electrical fuel pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/003—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F02D2200/0604—Estimation of fuel pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for providing a pressure value for a flow control in a pressure-dependent fluid delivery system, a control device for a fluid delivery system for gasoline or diesel and a fluid delivery system.
  • Fluid delivery systems are used in motor vehicles as fuel conveying systems ⁇ and serve, for example, to provide the fuel from a tank to a high pressure pump. Such fluid delivery systems are also referred to as pre-conveyor systems. To the flow rate of such
  • a Vo ⁇ lumenstrom be specified.
  • Such fluid delivery systems are usually dependent on generated pressures, as well as the fluid medium being conveyed. It is known that the Verhal ⁇ th of the fluid delivery system only slightly with the pressure än ⁇ changed, it can, for example, for a practical Be ⁇ drove the vehicle will be ignored.
  • an electronic pressure sensor may be used to measure pressure at a location of the fluid delivery system. The Vorse ⁇ hen of such a pressure sensor is connected to an additional circuitry and an evaluation effort. It may also lose their due to the dynamic behavior of the conveyed Fluidmedi- that system pressures vary in different parts of Fluid freshly- so that the envisaged here electro ⁇ African pressure sensor provides false, deviating or fluctuating values.
  • the object of the invention is to provide a method which provides a pressure value for a flow control, without a separate pressure sensor is used for the fluid recovery system. Furthermore, it is an object of the invention to provide a control device and a fluid support system, which are suitable for such a method.
  • the object is achieved by a method for providing a pressure value for a flow control in a pressure-dependent fluid charging system.
  • the fluid supply system includes a current-controlled electric motor.
  • the current-controlled electric motor is controlled by a motor control ⁇ er réelle.
  • the fluid charging system further includes a fluid pump driven by the electric motor. The method comprises the steps:
  • the engine control unit controls the electric current-controlled engine by the engine control unit sets a current value of the electric motor, resulting in a certain rotational speed of the elekt ⁇ step motor.
  • the engine is mechanically coupled to the fluid pump. The speed of the motor thus has a direct influence on the delivery rate of the fluid pump.
  • a flow value can be calculated without additional sensors, which in turn can be provided to a flow control ⁇ .
  • the term engine control unit is not to be understood as limiting. For example is this is more components that are installed on different under ⁇ handy locations and together form a control or effect a control of the electric motor, whereby one component provides the desired value to the electric motor.
  • the individual components can in this case be networked with one another, for example via a bus system.
  • This pressure determination is used in conjunction with a flow control ⁇ .
  • the pressure determination serves as a source for a correction and is not only used in a control loop ⁇ .
  • Such a pressure determination takes place in ⁇ example in a so-called PCPC module (PCPC: pres ⁇ sure control by phase current).
  • PCPC- module, and PCPC-detector module is used for the desired regulation as Cor ⁇ rection.
  • a real behavior of the fluid system can be adapted by means of the determined pressure value.
  • calculating the flow value is based on selecting a pump characteristic from a plurality of pump characteristics. The selection depends on the pressure value here at ⁇ .
  • Example ⁇ example is taken a first flow characteristic of the fluid delivery system in dependence of the current and a rotational speed of the motor at a first pressure.
  • Example ⁇ example is taken a first flow characteristic of the fluid delivery system in dependence of the current and a rotational speed of the motor at a first pressure.
  • the instantaneous pressure ⁇ worth of the fluid delivery system known as a pump curve can be determined based on the actual pressure value at ⁇ hand which can be ⁇ read a speed for the desired flow.
  • the provision of a flow value comprises providing to a control device of the fluid delivery system. In that provided by ⁇ rate value to a control unit, the control unit can perform flow control.
  • the loading ⁇ riding provide a flow value is an adaptation of an existing Flu in ⁇ idensesystem suction jet pump is used.
  • a suction jet pump can be designed by a flow control with this sensorless process.
  • the fluid ⁇ pump is designed for gasoline or diesel.
  • An advantage of the method is that the method can be used both in a fluid delivery system with a fluid pump for gasoline or for diesel.
  • the fluid delivery system can be designed for any fluids at ⁇ play as cooling water or oil, but also for fluids whose presence is application outside of a motor vehicle.
  • the fluid delivery system further comprises a calibration valve which is arranged on an outlet side of the fluid pump ⁇ and opens in response to a predetermined pressure to provide a pressure-dependent Kalibrierfunkt ion.
  • the step of calculating the pressure value additionally depends on the calibration function.
  • the calibration valve provides a calibration function
  • the conclusions on the pressure of the fluid medium Fluid delivery systems permits, a relationship between the drive current of the engine control unit and the speed of the motor and thus the delivery rate of the fluid pump can be drawn.
  • the calibration valve opens at a certain pressure. This causes the pressure in the fluid delivery system at the outlet side of the Flu ⁇ idpumpe is limited. This in turn has the consequence that a raised stabili ⁇ hung the drive current of the motor has a larger Drehbaumête ⁇ tion result as a closed calibration valve and a higher pressure. Setting the drive current in relation to the speed, we obtain a characteristic Kalibrierfunk ⁇ tion, which has a kink.
  • the kink in the calibration ⁇ function comes about by the opening of Kalibrierventils and can be detected without the calibration valve is monitored over ⁇ . Therefore, no sensor is required.
  • the calibration function allows an assignment of the drive current to a specific pressure. For this purpose, the kink serves as a reference point.
  • control device for a fluid delivery system for gasoline or diesel.
  • the control unit is in this case designed to carry out a method according to the first aspect.
  • control unit is designed for this purpose, a fluid delivery system of a vehicle can be optimized.
  • the object is achieved according to a third aspect of the invention by a fluid delivery system.
  • the fluid delivery system comprises egg ⁇ nen electric motor, a control unit, a fluid pump.
  • the electric motor is set up to drive the fluid pump.
  • the engine control unit is configured to drive the electric motor based on a flow control with a drive current. In this case, a pressure value for the flow control via a method of the first ⁇ As pect is based.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fluid delivery system
  • FIG. 2 shows a graph for a delivery volume
  • FIG. 3 shows several graphs for a delivery volume
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a controlled system
  • FIG. 1 shows a fluid delivery system 10.
  • the fluid delivery system 10 in the exemplary embodiment is a fluid delivery system for delivering gasoline from a tank for a motor vehicle.
  • the fluid delivery system can be designed for pumping diesel 10th
  • the fuel in this case the gasoline, is supplied by the fluid delivery system 10 to an injection system (so-called fuel rail system).
  • the Einsprit zstrom here includes a high-pressure pump.
  • a representation of both the tank, as well as the Einsprit zstrom omitted in Figure 1.
  • the exemplary embodiment is a so-called pre-conveyor system.
  • these may be other fluid support systems or parts of a fluid delivery system.
  • the fluid delivery system 10 comprises a current-controlled electric motor 11.
  • the current-controlled electric motor 11 is controlled by an engine control unit 12 ert.
  • the regulation (or control) of the electric motor 11 takes place in a single engine control unit 12.
  • the engine control unit 12 in a further embodiment comprises ten more compo- which are installed at different locations and together form a control or a control of the electric motor he ⁇ act, wherein a component (control unit) provides reference to the electric motor.
  • the individual components are in this case, for example, interconnected via a bus system.
  • the electric motor 11 drives a fluid pump 13.
  • the electric motor 11 is connected to the fluid pump 13 via a mechanical coupling 17.
  • the fluid pump 13 pumps gasoline via a fluid line 15 from the tank through the fluid delivery system 10 and via a line 16 to the Einsprit zstrom.
  • a calibration valve 14 is connected and hydraulically coupled to the fluid pump 13.
  • the calibration valve 14 is connected via the hydraulic Ver ⁇ connection 18 with the conduit 16 and thus with the fluid pump. 13
  • the calibration valve 14 is adapted to open at a predetermined pressure, for example 3 bar.
  • the use of the Kali ⁇ brier valve 14 is omitted.
  • the electric motor 11 is controlled by the engine controller 12 so that the fluid pump 13 runs at a certain rotational speed of the engine 11.
  • the fluid delivery system 10 is thus a speed-controlled fluid delivery system.
  • FIG. 2 shows a characteristic of a fluid pump 13.
  • a speed is plotted on the abscissa axis and a delivery volume is plotted on the ordinate axis.
  • the behavior is near ⁇ approximately linear. In other embodiments, in which other types of pumps are used, the behavior cansver ⁇ course also be different.
  • Figure 3 shows three different characteristics of a fluid pump 13. Each of the curves shows a comparable among themselves from dependence ⁇ the conveying behavior depending on the speed.
  • a rotational speed is plotted on the abscissa axis and a delivery volume is plotted on the ordinate axis.
  • Characteristic curve 31 WUR ⁇ de determined at low pressure in Fluidfordersystem 10, characteristic ⁇ line 32 at an intermediate pressure in Fluidfordersystem 10 and characteristic curve 33 at a high pressure in a Fluidfordersystem 10. It can be seen that the delivery volume with increasing pressure is lowered at the same speed , This represents the rigidity or pressure stiffness of the fluid delivery system 10.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a controlled system.
  • Output signal 40 of the controlled system is a current winningmen ⁇ ge.
  • the current delivery rate is provided by the pressure correction 41.
  • the pressure correction 41 selects several Kennli ⁇ nien the fluid pump 13, for example a characteristic diagram as shown in Figure 3, a characteristic curve corresponding to a current pressure.
  • the pressure control 41 has two inputs. The first input 42 receives as input the current speed of the electric motor 11. The second
  • Input 43 receives a signal which represents the current pressure in the fluid charging system.
  • the current pressure is calculated via a detector module 44 and provided to the pressure correction 41 for calculating the flow rate, or a flow value, by the fluid conveyor system 10.
  • FIG. 5 schematically shows a controlled system relating to a communication of a control unit 52 with a fluid control unit 50.
  • the control unit 52 provides two signals in this case. On the one hand, a desired delivery volume (upper exit) and their one needed pressure. These two signals provide the basis for the fluid control unit 50.
  • the fluid control unit 50 in this case comprises a control according to FIG. 4 and calculates a required rotational speed for the engine control unit 12 which is sent to the engine control unit 12 as an output signal 51.
  • FIG. 6 shows a further pressure-dependent correction.
  • the schematic diagram of a controlled system shown here shows a pressure correction 61 of a suction jet pump.
  • Output 60 is a minimum required speed.
  • At input 62 is a value for a minimum delivery volume of the suction jet pump, which is provided for example by a control unit or read from a memory.
  • An input signal at input 63 comprises a value for the actual pressure in the fluid delivery system 10.
  • the current pressure 63 is provided on the De ⁇ tektormodul 44th

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines Druckwerts für eine Durchflussregelung in einem druckabhängigen Fluidfördersystem (10). Das Fluidfördersystem (10) umfasst hierbei einen stromgesteuerten elektrischen Motor (11), der von einem Motorsteuergerät (12) gesteuert wird. Das Fluidfördersystem umfasst des Weiteren eine Fluidpumpe (13), die von einem elektrischen Motor (11) angetrieben wird. Das Verfahren umfasst den Schritt des Bestimmens einer Drehzahl des elektrischen Motors (11). In einem weiteren Schritt wird ein Strom des elektrischen Motors (11) bestimmt, insbesondere durch Auslesen eines Ansteuerstroms des Motorgeräts (12). Hiernach wird ein Druckwert in Abhängigkeit der Drehzahl und des Stroms des elektrischen Motors (11) berechnet. Anschließend wird ein Durchflusswert basierend auf dem berechneten Druckwert der bestimmten Drehzahl berechnet und bereitgestellt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Steuergerät und ein Fluidfördersystem.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Bereitstellung eines Druckwerts für eine Durch¬ flussregelung, Steuergerät und Fluidfördersystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines Druckwerts für eine Durchflussregelung in einem druckabhängigen Fluidfördersystem, ein Steuergerät für ein Fluidfördersystem für Benzin oder Diesel sowie ein Fluidfördersystem.
Fluidfördersysteme werden bei Kraftfahrzeugen als Kraftstoff¬ fördersysteme eingesetzt und dienen beispielsweise dazu, den Treibstoff aus einem Tank für eine Hochdruckpumpe zur Verfügung zu stellen. Derartige Fluidfördersysteme werden auch als Vor- fördersysteme bezeichnet. Um die Fördermenge eines derartigen
Fluidfördersystems zu regulieren, kann beispielsweise von einem Steuergerät (beispielsweise von einem Motorsteuergerät) ein Vo¬ lumenstrom vorgegeben werden. Solche Fluidfördersysteme sind in der Regel abhängig von erzeugten Drücken, sowie von dem Fluid- medium, das befördert wird. Ist bekannt, dass sich das Verhal¬ ten des Fluidfördersystems nur geringfügig mit dem Druck än¬ dert, so kann dieser beispielsweise für einen praktischen Be¬ trieb des Fahrzeugs ignoriert werden. Alternativ kann ein elektronischer Drucksensor dazu verwendet werden, an einer Stelle des Fluidfördersystems einen Druck zu messen. Das Vorse¬ hen eines derartigen Drucksensors ist mit einer zusätzlichen Beschaltung sowie einem Auswerteaufwand verbunden. Auch kann es aufgrund des dynamischen Verhaltens des geförderten Fluidmedi- ums dazu kommen, dass in verschiedenen Teilen des Fluidförder- Systems Drücke variieren, sodass der hier vorgesehene elektro¬ nische Drucksensor falsche, abweichende oder schwankende Werte liefert .
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, das einen Druckwert für eine Durchflussregelung bereitstellt, ohne dass ein separater Drucksensor für das Fluidfordersystem verwendet wird. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät und ein Fluidfordersystem aufzuzeigen, die für ein derartiges Verfahren geeignet sind.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Bereitstellung eines Druckwerts für eine Durchflussregelung in einem druckabhängigen Fluidfordersystem gelöst. Das Fluid- fordersystem umfasst einen stromgesteuerten elektrischen Motor. Der stromgesteuerte elektrische Motor wird von einem Motorsteu¬ ergerät gesteuert. Das Fluidfordersystem umfasst des Weiteren eine Fluidpumpe, die von dem elektrischen Motor angetrieben wird. Das Verfahren umfasst hierbei die Schritte:
- Bestimmen einer Drehzahl des elektrischen Motors;
- Bestimmen eines Strom des elektrischen Motors, insbesondere Auslesen eines Ansteuerstroms des Motorsteuergeräts;
- Berechnen des Druckwerts in Abhängigkeit der Drehzahl und des Stroms des elektrischen Motors; und
- Berechnen und Bereitstellen eines Durchflusswerts basierend auf dem berechneten Druckwert bei der bestimmten Drehzahl.
Ein Vorteil des Verfahrens zeigt sich darin, dass kein Druck¬ sensor benötigt wird, um den Druckwert bereitzustellen. Somit kann auf ein entsprechendes Bauteil verzichtet werden.
Das MotorSteuergerät steuert den stromgesteuerten elektrischen Motor, indem das Motorsteuergerät den elektrischen Motor einen Stromwert vorgibt, der in einer bestimmten Drehzahl des elekt¬ rischen Motors resultiert. Der Motor ist mechanisch mit der Fluidpumpe gekoppelt. Die Drehzahl des Motors hat somit einen direkten Einfluss auf die Förderleistung der Fluidpumpe. Durch die Schritte des Verfahrens kann ohne zusätzliche Sensorik ein Durchflusswert berechnet werden, der wiederum einer Durchfluss¬ regelung bereitgestellt werden kann. Der Begriff Motorsteuerge- rät ist hierbei nicht begrenzend zu verstehen. Beispielsweise handelt es sich hierbei um mehrere Komponenten, die an unter¬ schiedlichen Orten verbaut sind und zusammen eine Steuerung, bzw. eine Regelung des elektrischen Motors erwirken, wobei eine Komponente den Sollwert an den elektrischen Motor liefert. Die einzelnen Komponenten können hierbei beispielsweise über ein Bus-System miteinander vernetzt sein.
Diese Druckbestimmung wird in Verbindung mit einer Durchfluss¬ regelung eingesetzt. Die Druckbestimmung dient hierbei als Quelle für eine Korrektur und wird nicht nur in einer Regel¬ schleife eingesetzt. Eine solche Druckbestimmung findet bei¬ spielsweise in einem sogenannten PCPC-Modul statt (PCPC: pres¬ sure control by phase current) . Ein solches PCPC- Modul, bzw. PCPC-Detektor Modul wird für die gewünschte Regelung als Kor¬ rektur verwendet. Ein reales Verhalten des Fluidsystems kann mit Hilfe des bestimmten Druckwerts adaptiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung beruht das Berechnen des Durchflusswerts auf einem Auswählen einer Pumpenkennlinie aus einer Mehrzahl von Pumpenkennlinien. Die Auswahl ist hier¬ bei abhängig von dem Druckwert.
Verschiedene Pumpenkennlinien können aufgenommen werden, die jeweils zu einzelnen bestimmten Druckwerten gehören. Beispiels¬ weise wird eine erste Flusskennlinie des Fluidfördersystems in Abhängigkeit des Stroms und einer Drehzahl des Motors bei einem ersten Druck aufgenommen. Bei weiteren Drücken können entspre¬ chend weitere Pumpenkennlinien aufgenommen werden. Somit ist für verschiedene Drücke das Förderverhalten des Fluidförder- systems bekannt. Ist in einem Betrieb nun der momentane Druck¬ wert des Fluidfördersystems bekannt, so kann basierend auf dem aktuellen Druckwert eine Pumpenkennlinie bestimmt werden, an¬ hand derer eine Drehzahl für den gewünschten Durchfluss ausge¬ lesen werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Bereitstellen eines Durchflusswerts das Bereitstellen an einem Steuergerät des Fluidfördersystems . Dadurch, dass der Durch¬ flusswert einem Steuergerät bereitgestellt wird, kann das Steu- ergerät eine Durchflussregelung durchführen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dient das Be¬ reitstellen eines Durchflusswerts einer Adaption einer im Flu¬ idfördersystem vorhandenen Saugstrahlpumpe.
Neben einer Fluidpumpe, zum Beispiel einer Vorförderpumpe , die einen Grunddruck für ein Fluidfördersystem bereitstellt, können auch weitere Komponenten des Fluidfördersystems , wie beispiels¬ weise eine Saugstrahlpumpe von einer Durchflusssteuerung mit diesem sensorlosen Verfahren konzipiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fluid¬ pumpe für Benzin oder Diesel ausgelegt. Ein Vorteil des Verfahrens ist es, dass das Verfahren sowohl in einem Fluidfördersystem mit einer Fluidpumpe für Benzin oder auch für Diesel verwendet werden kann. Im Allgemeinen kann das Fluidfördersystem für beliebige Fluide ausgelegt sein, bei¬ spielsweise Kühlwasser oder Öl, aber auch für Fluide, deren An- wendung außerhalb eines Kraftfahrzeugs liegt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Fluidfördersystem weiter ein Kalibrierventil, das an einer Aus¬ lassseite der Fluidpumpe angeordnet ist und sich in Abhängig- keit eines vorbestimmten Drucks öffnet, um eine druckabhängige Kalibrierfunkt ion bereitzustellen. Der Schritt des Berechnens des Druckwerts hängt zusätzlich von der Kalibrierfunkt ion ab.
Dadurch, dass das Kalibrierventil eine Kalibrierfunktion be- reitstellt, die Rückschlüsse auf den Druck des Fluidmediums den Fluidfördersysteme zulässt, kann eine Abhängigkeit zwischen dem Ansteuerstrom des Motorsteuergeräts und der Drehzahl des Motors und somit der Förderleistung der Fluidpumpe gezogen werden. Das Kalibrierventil öffnet bei einem bestimmten Druck. Hierdurch ist der Druck im Fluidfördersystem an der Auslassseite der Flu¬ idpumpe begrenzt. Dies hat wiederum zur Folge, dass eine Erhö¬ hung des Ansteuerstroms des Motors eine größere Drehzahlände¬ rung zur Folge hat als bei geschlossenem Kalibrierventil und höherem Druck. Setzt man den Ansteuerstrom in Relation zur Drehzahl, so erhält man eine charakteristische Kalibrierfunk¬ tion, die einen Knick aufweist. Der Knick in der Kalibrier¬ funktion kommt durch das Öffnen des Kalibrierventils zustande und kann erkannt werden, ohne dass das Kalibrierventil über¬ wacht wird. Daher ist kein Sensor erforderlich. Die Kalibrier- funktion erlaubt eine Zuordnung des Ansteuerstroms zu einem be¬ stimmten Druck. Hierfür dient der Knick als Referenzpunkt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Steuergerät für ein Fluidfördersystem für Benzin oder Die- sei gelöst. Das Steuergerät ist hierbei dazu ausgebildet, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen.
Dadurch, dass das Steuergerät hierfür ausgelegt ist, kann ein Fluidfördersystem eines Fahrzeugs optimiert werden.
Die Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung durch ein Fluidfördersystem gelöst. Das Fluidfördersystem umfasst ei¬ nen elektrischen Motor, ein Steuergerät, eine Fluidpumpe. Hier ist der elektrische Motor dazu eingerichtet, die Fluidpumpe an- zutreiben. Das Motorsteuergerät ist dazu eingerichtet, den elektrischen Motor basierend auf einer Durchflussregelung mit einem Ansteuerstrom anzusteuern. Hierbei wird ein Druckwert für die Durchflussregelung über ein Verfahren nach dem ersten As¬ pekt bezogen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Ausfüh¬ rungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Fluidförder- Systems,
Figur 2 einen Graphen für ein Fördervolumen,
Figur 3 mehrere Graphen für ein Fördervolumen,
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Regelstrecke,
Figur 5 eine weitere schematische Darstellung einer Regel¬ strecke,
Figur 6 eine weitere schematische Darstellung einer Regel¬ strecke .
Figur 1 zeigt ein Fluidfördersystem 10. Das Fluidfördersystem 10 ist im Ausführungsbeispiel ein Fluidfördersystem zum Fördern von Benzin aus einem Tank für ein Kraftfahrzeug. In einer ande¬ ren Ausgestaltung kann das Fluidfördersystem 10 zum Fördern von Diesel ausgelegt sein. Der Treibstoff, hier das Benzin wird durch das Fluidfördersystem 10 einer Einsprit zanlage (sogenann- tes Fuel Rail-System) zugeführt. Die Einsprit zanlage umfasst hierbei eine Hochdruckpumpe. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in Figur 1 auf eine Darstellung sowohl des Tanks, als auch der Einsprit zanlage verzichtet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein sogenanntes Vorfördersystem. Ebenso kann es sich in anderen Ausgestaltungen um andere Fluidfordersysteme oder Teile eines Fluidfördersystems handeln.
Im Ausführungsbeispiel umfasst das Fluidfördersystem 10 einen stromgesteuerten elektrischen Motor 11. Der stromgesteuerte elektrische Motor 11 wird von einem Motorsteuergerät 12 gesteu ert . In der in Figur 1 dargestellten Ausgestaltung findet die Regelung (bzw. Steuerung) des elektrischen Motors 11 in einem einzelnen Motorsteuergerät 12 statt. Das Motorsteuergerät 12 umfasst in einem weiteren Ausführungsbeispiel mehrere Komponen- ten, die an unterschiedlichen Orten verbaut sind und zusammen eine Steuerung, bzw. eine Regelung des elektrischen Motors er¬ wirken, wobei eine Komponente (Steuergerät) den Sollwert an den elektrischen Motor liefert. Die einzelnen Komponenten sind hierbei beispielsweise über ein Bus-System miteinander ver- netzt. Der elektrische Motor 11 treibt eine Fluidpumpe 13 an. Der elektrische Motor 11 ist über eine mechanische Kopplung 17 mit der Fluidpumpe 13 verbunden. Die Fluidpumpe 13 pumpt Benzin über eine Fluidleitung 15 aus dem Tank durch das Fluidförder- system 10 und über eine Leitung 16 zu der Einsprit zanlage . An einer Auslastseite der Fluidpumpe 13 ist ein Kalibrierventil 14 angeschlossen und mit der Fluidpumpe 13 hydraulisch gekoppelt. Hierbei ist das Kalibrierventil 14 über die hydraulische Ver¬ bindung 18 mit der Leitung 16 und somit mit der Fluidpumpe 13 verbunden. Das Kalibrierventil 14 ist dazu eingerichtet, bei einem vorbestimmten Druck, beispielsweise 3 bar, zu öffnen. In einer weiteren Ausgestaltung wird auf den Einsatz des Kali¬ brierventils 14 verzichtet. Der elektrische Motor 11 wird von dem MotorSteuergerät 12 so gesteuert, dass die Fluidpumpe 13 mit einer bestimmten Drehzahl des Motors 11 läuft. Das Fluid- fördersystem 10 ist somit ein drehzahlgesteuertes Fluidförder- system.
Figur 2 zeigt eine Kennlinie einer Fluidpumpe 13. Hierbei ist auf der Abszissenachse eine Drehzahl, auf der Ordinatenachse ein Fördervolumen aufgetragen. Bei steigender Drehzahl nimmt das Fördervolumen der Fluidpumpe 13 zu. Das Verhalten ist nähe¬ rungsweise linear. In anderen Ausgestaltungen, in denen weitere Pumpentypen verwendet werden, kann das Verhalten selbstver¬ ständlich auch anders sein. Figur 3 zeigt drei verschiedene Kennlinien einer Fluidpumpe 13. Jede der Kennlinien zeigt eine untereinander vergleichbare Ab¬ hängigkeit des Förderverhaltens abhängig von der Drehzahl. Wie in Figur 2 ist auf der Abszissenachse eine Drehzahl, auf der Ordinatenachse ein Fördervolumen aufgetragen. Kennlinie 31 wur¬ de bei geringem Druck im Fluidfordersystem 10 ermittelt, Kenn¬ linie 32 bei einem mittleren Druck im Fluidfordersystem 10 und Kennlinie 33 bei einem hohen Druck in einem Fluidfordersystem 10. Es ist ersichtlich, dass das Fördervolumen mit steigendem Druck bei gleicher Drehzahl sinkt. Dies stellt die Steifheit, bzw. die Drucksteifheit des Fluidfördersystems 10 dar.
Um eine präzise Steuerung des Fluidfördersystems zu gewährleis¬ ten, wird diese Druckabhängigkeit des Fluidfördersystems 10 be- rücksicht igt .
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Regelstrecke. Ausgangssignal 40 der Regelstrecke ist eine aktuelle Fördermen¬ ge. Die aktuelle Fördermenge wird von der Druckkorrektur 41 be- reitgestellt. Die Druckkorrektur 41 wählt aus mehreren Kennli¬ nien der Fluidpumpe 13, beispielsweise einem Kennlinienfeld, wie in Figur 3 dargestellt, eine Kennlinie entsprechend einem aktuellen Druck aus. Die Druckkontrolle 41 verfügt hierbei über zwei Eingänge. Der erste Eingang 42 empfängt als Eingangssignal die aktuelle Drehzahl des elektrischen Motors 11. Der zweite
Eingang 43 empfängt ein Signal, welches den aktuellen Druck im Fluidfordersystem abbildet. Der aktuelle Druck wird hierbei über ein Detektormodul 44 berechnet und der Druckkorrektur 41 zur Berechnung der Fördermenge, beziehungsweise einem Durch- flusswert durch das Fluidfordersystem 10 bereitgestellt.
Figur 5 zeigt schematisch eine Regelstrecke betreffend eine Kommunikation eines Steuergeräts 52 mit Fluidsteuereinheit 50. Das Steuergerät 52 stellt hierbei zwei Signale bereit. Zum ei- nen ein angestrebtes Fördervolumen (oberer Ausgang) und zum an- deren einen benötigten Druck. Diese beiden Signale liefern Grundlage für die Fluidsteuereinheit 50. Die Fluidsteuereinheit 50 umfasst hierbei eine Regelung nach Figur 4 und berechnet für das MotorSteuergerät 12 eine erforderliche Drehzahl, die als Ausgangssignal 51 an das Motorsteuergerät 12 gesendet wird.
Figur 6 zeigt eine weitere druckabhängige Korrektur. Das hier dargestellte, schematische Diagramm einer Regelstrecke zeigt eine Druckkorrektur 61 einer Saugstrahlpumpe. Ausgangssignal 60 ist eine minimale geforderte Drehzahl. An Eingang 62 liegt ein Wert für ein minimales Fördervolumen der Saugstrahlpumpe an, der beispielsweise von einer Steuereinheit bereitgestellt wird oder aus einem Speicher ausgelesen wird. Ein Eingangssignal an Eingang 63 umfasst einen Wert für den aktuellen Druck in dem Fluidfördersystem 10. Der aktuelle Druck 63 wird über das De¬ tektormodul 44 bereitgestellt.

Claims

Verfahren zur Bereitstellung eines Druckwerts für eine Durchflussregelung in einem druckabhängigen Fluidförder- system (10), das Fluidfördersystem (10) umfassend:
- einen stromgesteuerten elektrischen Motor (11), der von einem Motorsteuergerät (12) gesteuert wird; und
- eine Fluidpumpe (13), die von dem elektrischen Motor (11) angetrieben wird;
umfassend die Schritte:
- Bestimmen einer Drehzahl des elektrischen Motors (11);
- Bestimmen eines Stroms des elektrischen Motors (11), insbesondere Auslesen eines Ansteuerstroms des Motor¬ steuergeräts (12);
- Berechnen des Druckwerts in Abhängigkeit der Drehzahl und des Stroms des elektrischen Motors (11); und
- Berechnen und Bereitstellen eines Durchflusswerts basie¬ rend auf dem berechneten Druckwert und der bestimmten Drehzahl .
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen des Durch¬ flusswerts auf einem Auswählen; abhängig von dem Druck¬ wert, einer Pumpenkennlinie aus einer Mehrzahl von Pumpen¬ kennlinien beruht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Be¬ reitstellen eines Durchflusswerts das Bereitstellen an ein Steuergerät umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Be¬ reitstellen eines Durchflusswerts einer Adaption einer Saugstrahlpumpe des Fluidfordersystems (10) dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Flu¬ idpumpe (13) für Benzin oder Diesel ausgelegt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Flu- idfördersystem (10) zusätzlich ein Kalibrierventil (14) umfasst, das an einer Auslassseite der Fluidpumpe (13) an¬ geordnet ist und sich in Abhängigkeit eines vorbestimmten Drucks öffnet, um eine druckabhängige Kalibrierfunktion bereitzustellen und wobei der Schritt des Berechnens des Druckwerts zusätzlich von der Kalibrierfunktion abhängt.
7. Steuergerät für ein Benzin Fluidfördersystem (10) oder ein Diesel Fluidfördersystem, das dazu ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
8. Fluidfördersystem (10), umfassend einen elektrischen Motor (11), ein Motorsteuergerät (12) und eine Fluidpumpe (13), wobei der elektrische Motor (11) dazu eingerichtet ist, die Fluidpumpe (13) anzutreiben, wobei das Motorsteuerge¬ rät (12) dazu eingerichtet ist, den elektrischen Motor (11) basierend auf einer Durchflussregelung mit einem An- steuerstrom anzusteuern, wobei ein Druckwert für die
Durchflussregelung über ein Verfahren nach einem der An¬ sprüche 1 bis 6 bezogen wird.
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