WO2016193187A1 - Verfahren zur ermittlung des drucks in einem fluidfördersystem - Google Patents

Verfahren zur ermittlung des drucks in einem fluidfördersystem Download PDF

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WO2016193187A1
WO2016193187A1 PCT/EP2016/062101 EP2016062101W WO2016193187A1 WO 2016193187 A1 WO2016193187 A1 WO 2016193187A1 EP 2016062101 W EP2016062101 W EP 2016062101W WO 2016193187 A1 WO2016193187 A1 WO 2016193187A1
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the pressure in a fluid delivery system, with a fluid delivery pump and with an electric motor, wherein the fluid delivery pump can be driven by the electric motor and the electric motor can be actuated by a drive signal.
  • Fluid delivery systems such as fuel delivery systems, are used to deliver fluid.
  • fuel is conveyed from a fuel tank to an internal combustion engine.
  • fluid delivery systems regularly have a fluid delivery pump that can be driven by an electric motor.
  • the electric motor can be controlled by different control signals such ⁇ that represent the different speeds at the electric motor a ⁇ .
  • ⁇ represent the different speeds at the electric motor a ⁇ .
  • the influences resulting from the design of the fluid delivery pump and the remaining fluid delivery system must also be taken into account in order to precisely determine the delivered fluid quantity.
  • One of the most important influencing factors is the pressure in the fluid delivery system, against which the fluid delivery pump has to deliver.
  • the pressure in the fluid delivery system is therefore an important ⁇ An influencing factor, which is advantageously known to allow mög ⁇ lichst optimal and energy-efficient operation of Fluidför- dersystems.
  • a fluid delivery system is always beschrie ⁇ ben in its suitable for different fluids general form.
  • a particularly preferred embodiment of a fluid delivery system is a fuel delivery system, which is used to tion of fuel from a fuel tank to a Ver ⁇ internal combustion engine is used.
  • the power ⁇ material supply pump used for this purpose is preferably designed especially for use in ei ⁇ nem corrosive medium such as fuel.
  • the statements and made in Nachfol ⁇ constricting the features described are particularly applicable to one as a fuel delivery system having formed ⁇ tes fluid delivery system.
  • An embodiment of the invention relates to a method for determining the pressure in a fluid delivery system, with a fluid delivery pump and with an electric motor, wherein the fluid delivery pump is driven by the electric motor and the
  • Electric motor can be controlled by a drive signal, wherein the following method steps are performed:
  • the pressure in the fluid delivery system is an important parameter to control the fluid pump at any time as precisely as possible and thus the produced fluid quantity to agree ⁇ precisely as possible be. This is useful to ensure demand-driven fluid delivery. Here, it is ⁇ geous particularly present when the pressure can be determined as accurately as possible using the shortest possible time offset. This increases the Re ⁇ gelgüte of the fluid delivery system, which total an energy- ⁇ efficient operation of the fluid delivery system can be achieved.
  • the fluid delivery pump has a pump stage that can be driven by the electric motor, whereby in the case of a Kraftofofbe refinesystems the fuel from the fuel tank can be promoted to the engine.
  • the use of a method which does not require values from a pressure sensor, is advantageous because the system complexity can be reduced and the fluid transport system also kos ⁇ ten redesigner can be produced.
  • the determination of the elekt ⁇ innovative power of the electric motor to the considered time, by a known power measuring device he ⁇ follow or alternatively conveyor system from known state quantities of the fluid and in particular the electric motor is calculated ⁇ to.
  • the determined electric power of the electric motor can be resolved in a further step towards the torque of the electric motor.
  • the torque of the electric motor that drives the fluid delivery pump is in a substantially proportional relationship to the pressure in the fluid delivery system.
  • the exact relationship between the pressure and the torque is specific to each Fluid freshly- system and can either be ⁇ true by empirical test series or determined by a suitable simulation. Knowing the speed of the respective Elektromo ⁇ tors or the fluid feed pump and the respective torque the pressure in the fluid delivery system accurately be ⁇ true can be.
  • the pressure in the fluid delivery system is proportional to the torque of the electric motor.
  • the propor ⁇ ality allows easy determining the pressure with few computational steps, if the torque is known.
  • the proportionality factor is specific to each fluid delivery system and can be determined either empirically or simulatively.
  • another mathematical together ⁇ link between the pressure in the fluid delivery system and the Torque ⁇ ment may prevail, which can be determined by appropriate empirical tests or simulations.
  • a preferred embodiment is characterized in that the relationship between the torque of the electric motor and the pressure prevailing in the fluid delivery system pressure via a specific for the particular fluid delivery system provides map Herge ⁇ is.
  • the maps can be preferably determined empirically in an identi ⁇ rule comparison system or generated simula ⁇ tively.
  • the maps obtained are preferably stored in a control unit used for the control of the fluid delivery system in order to access them for determining the pressure can.
  • the pump-specific characteristic map has the normalized torque.
  • a normalization of the Torque ⁇ ment is particularly advantageous to compensate for speed-related effects, such as friction in the bearings, and thus to make a more accurate determination of the pressure can.
  • the map represents the rotational ⁇ moment on the prevailing pressure in the fluid delivery system for un ⁇ different speeds of the electric motor or the fluid delivery pump. This is advantageous in order to determine the pressure in the fluid delivery system on simp ⁇ che manner with regard to the torque and speed.
  • the relationship between the torque of the electric motor and the pressure prevailing in the fluid delivery system pressure is determined by an empirically determined or determined by simulation conversion rule where ⁇ with the conversion rule specific for the respective Flu ⁇ ideausystem or for individual components of the Fluid once- Systems is.
  • the conversion rule can be formed for example by a formula wherein the depending ⁇ wells known values can be used in the formula to obtain the jeweili ⁇ gen pressure.
  • a complete map can be created, which allows the determination of the pressure.
  • the Umticiansvor ⁇ writing is specific for each fluid delivery system and is particularly used by the fluid delivery pump which USAGE ⁇ Deten lines and the enced in the flow path of the fluid, to affect ⁇ child elements, such as the filter.
  • the electrical power is determined by a power meter or is calculated from state variables of the electric motor.
  • the state variables are formed by the current flowing to the electric motor and / or the rotational speed ⁇ number of the electric motor and / or voltage applied to the electric motor. These state variables are particularly advantageous since they can be determined in a simple manner and allow a fast and reliable calculation of the electrical power.
  • 1 is a block diagram illustrating the method for determining the torque of the electric motor from the electric power of the electric motor
  • FIG 2 shows a diagram which shows a characteristic diagram valid for a specific fluid delivery system, the torque of the electric motor being shown above the pressure in the fluid delivery system at different rotational speeds of the electric motor, a diagram showing the values of the characteristic diagram of FIG 2, wherein the torque shown is normalized,
  • Fig. 4 is a block diagram of the next to the ge Service ⁇ th in Figure 1 Determination of the torque of the motor also to determine the pressure based on the in figure
  • Fig. 5 is a block diagram for illustrating the inventions ⁇ inventive method. Preferred embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a block diagram 1.
  • the determination of the torque of the electric motor from the electric power of the electric motor is shown.
  • the previously either measured or calculated elec tric ⁇ power is provided.
  • the value for the electrical power can be provided for example via the block 3 and the other on ⁇ applications.
  • the value for the electrical power is fed into the block 5.
  • the value is divided by a constant which is passed from block 6 to block 5.
  • the constant is formed by the value 2n, where n means the circle number Pi.
  • n means the circle number Pi.
  • the block 7 from the given from ⁇ result corresponds to the torque of the electric motor and can be passed via the block 9 in other applications.
  • FIG. 2 shows a diagram 10.
  • a pressure in the unit bar is removed, wherein in theticiansbei ⁇ game of Figure 2, the pressure starting from the zero point 13 to ⁇ takes up to eight bar.
  • the torque of the electric motor is plotted from zero at zero point 13 to 0.0045 Ncm at the upper end of the Y-axis 12.
  • the curves 14 to 20 show the course of the torque over the pressure for under ⁇ different speeds.
  • the curve 14 shows the course for 2000 rpm, the curve 15 for 3000 rpm, the curve 16 for 4000
  • FIG. 3 shows a diagram 21, which likewise shows the pressure in the unit bar on the X-axis 22 and the torque in the unit Ncm on the Y-axis 23.
  • the set of curves 24 shows a plurality of curves, each for the speeds ste ⁇ hen that have already been explained in FIG. 2
  • Figure 3 is only one specific embodiment for a particular fluid delivery system.
  • FIG 4 shows at the top of the ge already in figure 1 showed ⁇ block diagram 1 for determining the torque of the electric power.
  • the figure shows a block diagram WEI ter the determination of the output block 29 in pressure in the Flu ⁇ ideausystem.
  • the torque is supplied to the block 26.
  • the block 26 is also a speed ⁇ leads, which is passed from the path 8 in the block 27.
  • the speed-related effects are compensated.
  • a compensation of the torque takes place from path 25 with the adjusted in block 27 speed.
  • the result is given in the map shown in block 28.
  • the Kenn ⁇ field corresponds to one of the maps of Figures 2 or 3. From this map is finally in block 28, the pressure in the fluid delivery system and refinedge ⁇ ben over the block 29.
  • FIG. 5 shows a block diagram 30, which illustrates the method according to the invention.
  • the elec tric ⁇ power of the motor is determined. This can be done by means of a measuring method or by a calculation.
  • Figures 1 to 5 have insbesonde ⁇ re not restrictive in nature and serve to Verdeut ⁇ lichung the inventive concept. They represent a specific embodiment of a fluid delivery system. However, the qua ⁇ litative course is similar for differently designed fluid delivery systems.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Drucks in einem Fluidfördersystem, mit einer Fluidförderpumpe und mit einem Elektromotor, wobei die Fluidförderpumpe durch den Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor durch ein Ansteu- ersignal ansteuerbar ist, wobei die nachfolgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: Ermitteln der elektrischen Leistung des Elektromotors, Berechnen des Drehmoments des Elektromotors unter Verwendung der ermittelten elektrischen Leistung, Ermitteln des Drucks im Fluidfördersystem unter Zuhilfenahme des Drehmoments.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ermittlung des Drucks in einem Fluidfördersystem Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Drucks in einem Fluidfördersystem, mit einer Fluidförderpumpe und mit einem Elektromotor, wobei die Fluidförderpumpe durch den Elek- tromotor antreibbar ist und der Elektromotor durch ein Ansteu- ersignal ansteuerbar ist.
Stand der Technik Fluidfördersysteme, wie beispielsweise Kraftstofffördersysteme, werden zur Förderung von einem Fluid eingesetzt. Im Falle eines Kraftstofffördersystems wird Kraftstoff aus einem Kraftstoff¬ tank zu einem Verbrennungsmotor gefördert. Hierzu weisen Fluid- fördersysteme regelmäßig eine Fluidförderpumpe auf, die von ei- nem Elektromotor angetrieben werden kann. Der Elektromotor kann durch unterschiedliche Ansteuersignale derart angesteuert wer¬ den, dass sich unterschiedliche Drehzahlen am Elektromotor ein¬ stellen. Über die Drehzahl des Elektromotors und damit über die Drehzahl der Fluidförderpumpe kann das jeweils geförderte Flu- idvolumen genau festgelegt werden. Dieses Funktionsprinzip ist auch in Fluidfördersysteme, die beispielswiese zur Förderung von Wasser oder Öl eingesetzt werden, realisiert.
Zusätzlich zu der Drehzahl der Fluidförderpumpe sind auch die durch die Bauart der Fluidförderpumpe und des restlichen Fluid- fördersystems entstehenden Einflüsse zu berücksichtigen, um die geförderte Fluidmenge exakt zu bestimmen. Einer der wichtigsten Einflussfaktoren ist der sich im Fluidfördersystem einstellende Druck, gegen den die Fluidförderpumpe fördern muss. Der Druck im Fluidfördersystem ist daher ein wichtiger Ein¬ flussfaktor, der vorteilhafterweise bekannt ist, um einen mög¬ lichst optimalen und energieeffizienten Betrieb des Fluidför- dersystems zu ermöglichen.
Im Stand der Technik sind einerseits Vorrichtungen bekannt, die den Druck durch einen dedizierten Drucksensor erfassen, und an¬ dererseits Verfahren, die eine drucksensorlose Ermittlung des Drucks ermöglichen.
Vorrichtungen mit einem zusätzlichen Drucksensor weisen eine höhere Komplexität auf und sind aufgrund des Drucksensors und der zu seinem Betrieb benötigten Elemente nicht kostenoptimal. Die zur Bestimmung des Drucks in einem sensorlosem Fluidförder- system bekannten Verfahren sind oftmals ungenau oder verursa¬ chen einen hohen Rechenaufwand, weswegen die Rechenzeit sehr hoch ist, wodurch es zu einem großen zeitlichen Versatz zwi¬ schen dem tatsächlich auftretenden Druck im Fluidfördersystem und dem berechneten Druck kommen kann. Dies ist insbesondere nachteilig, da dies zu einem weniger effizientem Betrieb des Fluidfördersystems führen kann oder sogar zu einer Fehlsteue¬ rung infolge eines falschen Drucks. Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver¬ fahren zu schaffen, welches in einem drucksensorlosen Fluidför- dersystem eine optimierte Ermittlung des im Fluidfördersystem herrschenden Drucks erlaubt.
Im Nachfolgenden wird stets ein Fluidfördersystem in seiner für unterschiedliche Fluide geeigneten allgemeinen Form beschrie¬ ben. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung eines Fluidför- dersystems ist ein KraftStofffördersystem, welches zur Förde- rung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank hin zu einem Ver¬ brennungsmotor verwendet wird. Die hierzu verwendete Kraft¬ stoffförderpumpe ist bevorzugt besonders auf den Einsatz in ei¬ nem korrosiven Medium wie Kraftstoff ausgelegt. Die im Nachfol¬ genden gemachten Aussagen und die beschriebenen Merkmale sind insbesondere auf ein als ein KraftStofffördersystem ausgebilde¬ tes Fluidfördersystem übertragbar.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfah¬ ren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Drucks in einem Fluidfördersystem, mit einer Fluidförderpumpe und mit einem Elektromotor, wobei die Fluid- förderpumpe durch den Elektromotor antreibbar ist und der
Elektromotor durch ein Ansteuersignal ansteuerbar ist, wobei die nachfolgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:
■ Ermitteln der elektrischen Leistung des Elektromotors,
■ Berechnen des Drehmoments des Elektromotors unter Verwendung der ermittelten elektrischen Leistung,
■ Ermitteln des Drucks im Fluidfördersystem unter Zuhilfenahme des Drehmoments.
Der Druck im Fluidfördersystem ist eine wichtige Größe, um die Fluidförderpumpe zu jeder Zeit möglichst genau ansteuern zu können und somit die geförderte Fluidmenge möglichst genau be¬ stimmen zu können. Dies ist nützlich, um eine bedarfsgerechte Fluidförderung zu gewährleisten. Es ist hierbei besonders vor¬ teilhaft, wenn der Druck möglichst genau mit einem möglichst kurzen Zeitversatz ermittelt werden kann. Dies erhöht die Re¬ gelgüte des Fluidfördersystems , wodurch insgesamt ein energie¬ effizienter Betrieb des Fluidfördersystems erreicht werden kann . Die Fluidförderpumpe weist eine Pumpenstufe auf, die durch den Elektromotor angetrieben werden kann, wodurch im Falle eines KraftStofffördersystems der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank hin zum Verbrennungsmotor gefördert werden kann.
Die Verwendung eines Verfahrens, welches keine Werte aus einem Drucksensor benötigt, ist vorteilhaft, da die Systemkomplexität verringert werden kann und das Fluidfördersystem außerdem kos¬ tengünstiger hergestellt werden kann. Die Bestimmung der elekt¬ rischen Leistung des Elektromotors zum jeweils betrachteten Zeitpunkt kann durch eine bekannte Leistungsmessvorrichtung er¬ folgen oder alternativ aus bekannten Zustandsgrößen des Fluid- fördersystems und insbesondere des Elektromotors errechnet wer¬ den .
Die ermittelte elektrische Leistung des Elektromotors kann in einem weiteren Schritt hin zum Drehmoment des Elektromotors aufgelöst werden. Alternativ kann auch eine Messung des Drehmo- ments durch eine geeignete und bekannte Messvorrichtung erfol- gen .
Für Fluidfördersysteme hat sich gezeigt, dass das Drehmoment des Elektromotors, welcher die Fluidförderpumpe antreibt, in einem im Wesentlichen proportionalen Verhältnis zum Druck im Fluidfördersystem steht. Der genaue Zusammenhang zwischen dem Druck und dem Drehmoment ist spezifisch für jedes Fluidförder- system und kann entweder durch empirische Versuchsreihen be¬ stimmt werden oder durch eine geeignete Simulation ermittelt werden. Unter Kenntnis der jeweiligen Drehzahl des Elektromo¬ tors beziehungsweise der Fluidförderpumpe und dem jeweiligen Drehmoment kann so der Druck im Fluidfördersystem genau be¬ stimmt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Drehmoment aus der elektrischen Leistung unter Zuhilfenahme der Gleichung Pei = 2 * π * η * ermittelt wird. Dieser formelmäßige Zusam¬ menhang zwischen der elektrischen Leistung und dem Drehmoment ist eine Grundformel der Physik, die insbesondere bei der Leis¬ tungsberechnung bei einer Rotation verwendet wird. Die Variable n steht für die Drehzahl des Elektromotors, die Variable M für das Drehmoment des Elektromotors und n steht für die konstante Kreiszahl .
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Druck im Fluidfördersystem proportional zum Drehmoment des Elektromotors ist. Die Propor¬ tionalität ermöglicht die einfache Ermittlung des Drucks mit wenigen Rechenschritten, sofern das Drehmoment bekannt ist. Der Proportionalitätsfaktor ist spezifisch für jedes Fluidförder- system und kann wahlweise empirisch oder simulativ ermittelt werden. Alternativ kann auch ein anderer mathematischer Zusam¬ menhang zwischen dem Druck im Fluidfördersystem und dem Drehmo¬ ment herrschen, der durch geeignete empirische Versuche oder Simulationen ermittelt werden kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen dem Drehmoment des Elektromotors und dem im Fluidfördersystem herrschenden Druck über ein für das jeweilige Fluidfördersystem spezifisches Kennfeld herge¬ stellt wird. Die Kennfelder können bevorzugt in einem identi¬ schen Vergleichssystem empirisch ermittelt werden oder simula¬ tiv erzeugt werden. Die gewonnenen Kennfelder werden bevorzugt in einem für die Ansteuerung des Fluidfördersystems verwendeten Steuergerät hinterlegt, um auf diese zur Ermittlung des Drucks zugreifen zu können.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn das pumpenspezifische Kennfeld das normierte Drehmoment aufweist. Eine Normierung des Drehmo¬ ments ist besonders vorteilhaft, um drehzahlbedingte Effekte, wie beispielsweise die Reibung in den Lagern, auszugleichen und somit eine genauere Ermittlung des Drucks vornehmen zu können. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Kennfeld das Dreh¬ moment über dem herrschenden Druck im Fluidfördersystem für un¬ terschiedliche Drehzahlen des Elektromotors beziehungsweise der Fluidförderpumpe darstellt. Dies ist vorteilhaft, um auf einfa¬ che Weise bei Kenntnis des Drehmoments und der Drehzahl den Druck im Fluidfördersystem bestimmen zu können.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Zusammenhang zwischen dem Drehmoment des Elektromotors und dem im Fluidfördersystem herrschenden Druck durch eine empirisch ermittelte oder mittels Simulation ermittelte Umrechnungsvorschrift ermittelt wird, wo¬ bei die Umrechnungsvorschrift spezifisch für das jeweilige Flu¬ idfördersystem oder für einzelne Bestandteile des Fluidförder- Systems ist. Die Umrechnungsvorschrift kann beispielsweise durch eine Formel gebildet sein, wobei in die Formel die je¬ weils bekannten Werte eingesetzt werden können, um den jeweili¬ gen Druck zu erhalten. Alternativ kann auf Grundlage der Um¬ rechnungsvorschrift ein vollständiges Kennfeld erstellt werden, welches die Ermittlung des Drucks erlaubt. Die Umrechnungsvor¬ schrift ist spezifisch für jedes Fluidfördersystem und wird insbesondere durch die verwendete Fluidförderpumpe, die verwen¬ deten Leitungen und die in der Strömungsstrecke des Fluids an¬ geordneten Elemente, wie beispielsweise dem Filter, beein- flusst.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die elektrische Leistung durch ei¬ nen Leistungsmesser ermittelt wird oder aus Zustandsgrößen des Elektromotors berechnet wird.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Zustandsgrößen durch den zum Elektromotor fließenden Strom und/oder die Dreh¬ zahl des Elektromotors und/oder die am Elektromotor anliegende Spannung gebildet sind. Diese Zustandsgrößen sind besonders vorteilhaft, da sie auf einfache Weise ermittelt werden können und eine schnelle und zuverlässige Berechnung der elektrischen Leistung erlauben.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschrei¬ bung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie¬ len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens zur Ermittlung des Drehmoments des Elektromotors aus der elektrischen Leistung des Elektromotors,
Fig. 2 ein Diagramm, das ein für ein spezifisches Fluidför- dersystem gültiges Kennfeld zeigt, wobei das Drehmo- ment des Elektromotors über dem Druck im Fluidförder- system bei verschiedenen Drehzahlen des Elektromotors gezeigt sind, ein Diagramm, welches die Werte des Kennfeldes der Figur 2 zeigt, wobei das gezeigte Drehmoment normiert ist ,
Fig. 4 ein Blockschaltbild das neben der in Figur 1 gezeig¬ ten Ermittlung des Drehmoments des Elektromotors auch die Ermittlung des Drucks auf Grundlage der in Figur
2 und 3 gezeigten Kennfelder zeigt, und
Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens . Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild 1. In dem Blockschaltbild 1 ist die Ermittlung des Drehmoments des Elektromotors aus der elektrischen Leistung des Elektromotors dargestellt. Über den Block 2 wird die zuvor entweder gemessene oder errechnete elek¬ trische Leistung bereitgestellt. Der Wert für die elektrische Leistung kann beispielsweise über den Block 3 auch anderen An¬ wendungen zur Verfügung gestellt werden.
Über den Pfad 4 wird der Wert für die elektrische Leistung in den Block 5 geführt. Dort wird der Wert durch eine Konstante geteilt, die aus dem Block 6 in den Block 5 geführt wird. Die Konstante ist durch den Wert 2n gebildet, wobei n die Kreiszahl Pi meint. Im Block 7 wird das Ergebnis der Operation aus Block 5 durch die von außen entlang dem Pfad 8 zur Verfügung gestell¬ te Drehzahl des Elektromotors geteilt. Das aus dem Block 7 aus¬ gegebene Ergebnis entspricht dem Drehmoment des Elektromotors und kann über den Block 9 an weitere Anwendungen weitergegeben werden.
Das Blockschaltbild 1 entspricht den Rechenoperationen, die notwendig sind, um die Formel Pei = 2 * n * n * zur Errech¬ nung der elektrischen Leistung hin zum Drehmoment umzustellen.
Die Figur 2 zeigt ein Diagramm 10. Auf der X-Achse 11 ist ein Druck in der Einheit bar abgetragen, wobei im Ausführungsbei¬ spiel der Figur 2 der Druck ausgehend von dem Nullpunkt 13 zu¬ nimmt bis acht bar. Auf der Y-Achse 12 ist das Drehmoment des Elektromotors von null im Nullpunkt 13 bis hin zu 0,0045 Ncm am oberen Ende der Y-Achse 12 abgetragen. Die Kurven 14 bis 20 zeigen den Verlauf des Drehmoments über dem Druck für unter¬ schiedliche Drehzahlen. Die Kurve 14 zeigt den Verlauf für 2000 U/min, die Kurve 15 für 3000 U/min, die Kurve 16 für 4000
U/min, die Kurve 17 für 5000 U/min, die Kurve 18 für 6000 U/min, die Kurve 19 für 7000 U/min und die Kurve 20 für 8000 U/min. Die den Kurven 14 bis 20 zugeordneten Drehzahlen sind beispielhaft und charakterisieren insbesondere das durch das Diagramm beschriebene Ausführungsbeispiel. Für jedes spezifi- sehe Fluidfördersystem ergibt sich ein eigenes Kennfeld, wobei der qualitative Verlauf des Kennfeldes der Figur 2 auch für ähnlich aufgebaute Fluidfördersysteme gilt.
Die Figur 3 zeigt ein Diagramm 21, welches ebenfalls auf der X- Achse 22 den Druck in der Einheit bar zeigt und auf der Y-Achse 23 das Drehmoment in der Einheit Ncm. Die Kurvenschar 24 zeigt eine Vielzahl von Kurven, die jeweils für die Drehzahlen ste¬ hen, die bereits in Figur 2 erläutert wurden. Auch die Figur 3 ist nur ein spezifisches Ausführungsbeispiel für ein bestimmtes Fluidfördersystem .
Im Unterschied zur Figur 2 sind die Kurven jedoch über der Drehzahl normiert, was insbesondere für einen Ausgleich der drehzahlbedingten Effekte, wie beispielsweise der Reibung in Lagern, bildet. Dies verbessert auch die Vergleichbarkeit.
Die Figur 4 zeigt im oberen Bereich das bereits in Figur 1 ge¬ zeigte Blockschaltbild 1 zur Ermittlung des Drehmoments aus der elektrischen Leistung. Die Figur zeigt im Blockschaltbild wei- ter die Ermittlung des in Block 29 ausgegebenen Drucks im Flu¬ idfördersystem . Über den Pfad 25 wird das Drehmoment dem Block 26 zugeführt. Dem Block 26 wird außerdem eine Drehzahl zuge¬ führt, die aus dem Pfad 8 in den Block 27 geleitet wird. Im Block 27 werden die drehzahlbedingten Effekte ausgeglichen. Im Block 26 findet eine Verrechnung des Drehmoments aus Pfad 25 mit der in Block 27 bereinigten Drehzahl statt. Das Ergebnis wird in das in Block 28 abgebildete Kennfeld gegeben. Das Kenn¬ feld entspricht dabei einem der Kennfelder der Figuren 2 oder 3. Aus diesem Kennfeld wird schließlich in Block 28 der Druck im Fluidfördersystem ausgelesen und über den Block 29 ausgege¬ ben .
Die Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild 30, welches das erfin- dungsgemäße Verfahren verdeutlicht. In Block 31 wird die elek¬ trische Leistung des Elektromotors ermittelt. Dies kann mittels eines Messverfahrens geschehen oder durch eine Berechnung.
In Block 32 wird aus der elektrischen Leistung das Drehmoment unter Anwendung der Formel Pei = 2 * n * n * M bestimmt.
Im Block 33 wird schließlich aus dem Drehmoment unter Zuhilfe¬ nahme einer definierten Rechenvorschrift oder unter Zuhilfenah¬ me eines für das jeweilige Fluidfördersystem spezifischen Kenn- feldes der Druck im Fluidfördersystem ermittelt.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 5 weisen insbesonde¬ re keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeut¬ lichung des Erfindungsgedankens. Sie repräsentieren ein spezi- fisches Ausführungsbeispiel eines Fluidfördersystems . Der qua¬ litative Verlauf ist für anders ausgebildete Fluidfördersysteme jedoch ähnlich.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Ermittlung des Drucks m einem Fluidforder- system, mit einer Fluidförderpumpe und mit einem Elektro¬ motor, wobei die Fluidförderpumpe durch den Elektromotor antreibbar ist und der Elektromotor durch ein Ansteuersig nal ansteuerbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , dass die nachfolgenden Verfahrensschritte durchge führt werden:
■ Ermitteln der elektrischen Leistung des Elektromotors,
■ Berechnen des Drehmoments des Elektromotors unter Ver¬ wendung der ermittelten elektrischen Leistung,
■ Ermitteln des Drucks im Fluidfördersystem unter Zuhil¬ fenahme des Drehmoments.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das Drehmoment aus der elektrischen Leistung unter Zuhilfenahme der Gleichung Pel = 2 * n * n M ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Druck im Fluidfördersystem proportional zum Drehmoment des Elektro motors ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zusammen¬ hang zwischen dem Drehmoment des Elektromotors und dem im Fluidfördersystem herrschenden Druck über ein für das je¬ weilige Fluidfördersystem spezifisches Kennfeld herge¬ stellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass das pumpenspezifische Kennfeld das normierte Drehmoment aufweist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kennfeld das Drehmoment über dem herrschenden Druck im Fluidförder- system für unterschiedliche Drehzahlen des Elektromotors beziehungsweise der Fluidförderpumpe darstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zusammen¬ hang zwischen dem Drehmoment des Elektromotors und dem im Fluidfördersystem herrschenden Druck durch eine empirisch ermittelte oder mittels Simulation ermittelte Umrechnungs¬ vorschrift ermittelt wird, wobei die Umrechnungsvorschrift spezifisch für das jeweilige Fluidfördersystem oder für einzelne Bestandteile des Fluidfördersystems ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektri¬ sche Leistung durch einen Leistungsmesser ermittelt wird oder aus Zustandsgrößen des Elektromotors berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , dass die Zustandsgrößen durch den zum Elektromotor fließenden Strom und/oder die Drehzahl des Elektromotors und/oder die am Elektromotor anliegende Spannung gebildet sind.
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