WO2023186852A1 - Verfahren zum betrieb einer fluidfördervorrichtung, fluidfördervorrichtung, computerprogramm und computerlesbares medium - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer fluidfördervorrichtung, fluidfördervorrichtung, computerprogramm und computerlesbares medium Download PDF

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WO2023186852A1
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steps
target
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fluid delivery
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PCT/EP2023/057910
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Marius Fatu
Thomas Schön
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Vitesco Technologies GmbH
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    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/09—Flow through the pump

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a fluid delivery device, a fluid delivery device, a computer program and a computer-readable medium.
  • the object of the present invention is to create a method which overcomes the disadvantages of the prior art methods or at least represents an alternative method compared to the prior art methods.
  • a further object is to provide a fluid delivery device with which the method steps of the method according to the invention can be carried out.
  • a further object is to provide a computer program which comprises instructions which cause the fluid delivery device to carry out the method steps of the method according to the invention.
  • a further object is to provide a computer-readable medium on which the computer program according to the invention is stored.
  • An exemplary embodiment of the invention relates to a method for operating a fluid delivery device, wherein the fluid delivery device has an electric motor which is drive-connected to a pump stage.
  • the procedure includes the following steps:
  • the method according to the invention makes it possible to operate a fluid delivery device even at speeds that are below the threshold value.
  • This makes it possible to use a fluid delivery device to provide a fluid consumer, for example an internal combustion engine or a system for exhaust gas aftertreatment, with small delivery quantities of the fluid to be delivered.
  • the threshold value corresponds to a limit speed below which the electric motor is operated step by step, i.e. like a stepper motor. If the speed of the electric motor corresponds to the limit speed or is above it, the electric motor is regulated in a speed-dependent manner.
  • the electric motor is designed as a permanently excited synchronous machine. Regardless of this, it is advantageous if the electric motor has a rotor.
  • the electric motor is preferably designed as an external rotor or an internal rotor.
  • the speed of the electric motor or the speed of the electric motor means the speed of the rotor of the electric motor, for example in revolutions per unit of time. Accordingly, the actual speed of the electric motor means the current speed of the electric motor, i.e. the current speed of the rotor of the electric motor.
  • the location of the electric motor is particularly important the angular position of the rotor of the electric motor, preferably referred to the stator of the electric motor.
  • the determination of the speed of the electric motor is preferably carried out using at least one position sensor, preferably three position sensors.
  • the position sensor or position sensors are designed to be sensitive to magnetic fields and can therefore detect the position, in particular the angular position, the angular path, the speed, in particular the rotation speed, the rotational speed, and/or the angular speed of the electric motor, i.e. the rotor of the electric motor.
  • the magnetic field that interacts with the position sensor is generated by a dedicated permanent magnet that is drive-connected to the rotor.
  • permanent magnets of the rotor of the permanently excited synchronous machine are used for this purpose.
  • the three position sensors are advantageously arranged in the circumferential direction of the rotor of the electric motor, preferably at a distance of 120° from one another based on the axis of rotation of the rotor.
  • the at least one position sensor is a Hall sensor.
  • several, preferably three, such Hall sensors are arranged in the circumferential direction of the rotor of the electric motor.
  • the position sensor or sensors, in particular the Hall sensors are sealed in a fluid-tight manner with plastic or a casting compound. This contributes to the resistance and long service life as well as the functional reliability of the sensors.
  • the pump stage is a positive displacement pump stage.
  • Positive displacement pump stages have the advantage that they can be operated in two opposite directions.
  • the method according to the invention includes a method step that reverses the conveying direction.
  • a gerotor pump stage, a vane pump stage or a gear pump stage are conceivable.
  • a membrane pump or a membrane pump stage as the pump stage.
  • a fluid delivery device in particular a water delivery device for an internal combustion engine and/or for a motor vehicle with an internal combustion engine.
  • an SCR conveying device for exhaust gas aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine is conceivable under a fluid conveying device. Therefore, the fluid that is conveyed with the fluid delivery device is a liquid, in particular water or a urea solution.
  • the urea solution is conveyed by the SCR conveying device and/or the method to an exhaust gas aftertreatment system.
  • the water is conveyed to a water injection system by the water delivery device and is made available to the combustion process of the internal combustion engine through the water injection system.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that one revolution of the electric motor, in particular one revolution of the rotor of the electric motor, is divided into at least two steps. Depending on the number of pole pairs and/or stator winding, many more steps are conceivable for subdividing one revolution of the electric motor. For example, four, six, eight, ten, twelve, 14 or 16 steps or more per revolution of the electric motor, in particular per complete revolution of the electric motor, are conceivable. The steps expediently have the same size, i.e. the same angular path.
  • the steps of the electric motor are forced using voltage vectors that include a control current.
  • the amount of the electrical current of the voltage vectors i.e. the control current, is selected in such a way that it is ensured that the rotor moves into a target position within a specific or predetermined period of time until the actual position of the rotor corresponds to the target position .
  • the steps of the rotor can be monitored, verified and/or counted by the position sensor, the position sensors or the Hall sensors.
  • a revolution of the electric motor is to be understood in particular as a revolution of the rotor of the electric motor.
  • the one revolution of the electric motor or the rotor of the electric motor is a complete revolution.
  • such a revolution advantageously corresponds to a rotation of the rotor of 360° about its axis of rotation.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the method further comprises counting the steps, in particular the individual steps.
  • a separate counter can be provided for this.
  • a counter is conceivable, which is integrated into a control device, which is part of the fluid delivery device or the electric motor.
  • the control device it is possible for the control device to be designed and/or arranged separately from the fluid delivery device and/or separately from the electric motor.
  • one step is sufficiently proportional to the fluid delivery rate, which means that the total fluid delivery rate during a period of time can be recorded by counting the steps.
  • the steps of the rotor can be monitored, checked and/or counted by the position sensor, the position sensors or the Hall sensors, which in particular interact with the counter.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the counting of the individual steps takes place during the speed-dependent control of the electric motor, that the counting takes place during the step-by-step operation or that the counting of the individual steps takes place during the speed-dependent control of the electric motor and the step-by-step operation of the electric motor .
  • the counting of the individual steps takes place during the speed-dependent control of the electric motor and the step-by-step operation of the electric motor, a transition from the speed-controlled operation of the Electric motor for the step-by-step operation of the electric motor can be carried out easily, smoothly and smoothly.
  • the total delivery quantity of the fluid can be determined from the total number of steps during operation of the fluid delivery device.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that a target speed of the electric motor is determined by a target pressure and / or a target delivery volume of the fluid delivery device and / or that a target number of steps or target position of the electric motor is determined by a target pressure and/or a target delivery volume of the fluid delivery device is determined.
  • the target delivery volume it can be a target delivery volume flow.
  • the target speed of the electric motor is additionally determined by an actual pressure and/or by an actual delivery volume or delivery volume flow.
  • the target number of steps of the electric motor is additionally determined by an actual pressure and/or by an actual delivery volume or delivery volume flow.
  • Target pressure which is specified, for example, by an internal combustion engine
  • an actual pressure which is determined by a pressure sensor
  • Target pressure, actual pressure, target delivery volume, actual delivery volume, target delivery volume flow and target delivery volume flow each relate to the fluid to be delivered, the fluid that can be delivered or the fluid being delivered of the fluid delivery device, in particular at the fluid outlet of the fluid delivery device, i.e. on the pressure side which is preferably where the pressure sensor is located.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the step-by-step operation involves a control of the electric motor, in other words a control method of the electric motor.
  • the step-by-step operation does not involve regulation of the electric motor.
  • the electric motor becomes like this operated so that the rotor position is forced step by step using voltage vectors that include a control current.
  • the amount of the electrical current of the voltage vectors i.e. the control current, is selected in such a way that it is ensured that the rotor moves into a target position within a specific or predetermined period of time or at least should move until the actual position of the target position is reached. Location corresponds.
  • the voltage vector is then deactivated and another voltage vector, which differs from the previous voltage vector due to its angular position, is activated, whereby a new target position is specified.
  • the rotor then moves from its previous target position to the new target position.
  • This angular path from the previous target position to the new target position corresponds to one step or one step size.
  • the rotor is to carry out several steps, several voltage vectors with different angular positions follow one another with a time delay.
  • the rotor is moved sequentially into the target position associated with the respective voltage vector until the rotor has assumed a final target position, which is specified by the last voltage vector in time.
  • Each voltage vector, in particular its orientation, i.e. the angular position of the voltage vector relative to the stator specifies the position of the rotor after one step.
  • the voltage vectors are generated by the stator winding of the electric motor.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the speed-dependent control of the electric motor includes a positive or negative acceleration of the electric motor until the actual speed of the electric motor corresponds to the target speed of the electric motor and / or that the step-by-step operation or control of the electric motor Number of steps after which the electric motor assumes a final target position and / or has reached a target number of steps.
  • the required pressure, the required delivery volume or the required delivery volume flow is made available to the corresponding fluid consumer.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the electric motor is brought to a standstill when no fluid delivery is requested.
  • the electric motor comes to a standstill, the rotor comes to a particular standstill.
  • the gate of the electric motor. Standstill means in particular that the rotor does not carry out any rotation that causes fluid delivery.
  • this saves electrical energy and, on the other hand, it ensures that the total amount of fluid delivered during the operation of the method, during the operation of the fluid delivery device, during the operation of the fluid consumer or during a certain period of time is determined from the counting of the steps, which is proportional to the fluid delivery rate can be determined or is determined. From this it can be concluded, for example, whether a fluid tank, for example a water tank or a urea tank, needs to be filled.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the position of the electric motor remains at a standstill until fluid delivery is requested and the electric motor is thereby put into operation again. This prevents more fluid from being pumped than required. Furthermore, the determination of the total fluid delivery quantity from counting the steps can be determined more precisely.
  • Fluid delivery is generally requested by a control unit of an internal combustion engine.
  • a target pressure or a target delivery volume (flow) is requested and compared with an actual pressure or an actual delivery volume (flow).
  • the speed of the electric motor is increased accordingly if the target value is above the actual value, or reduced if the target value is below the actual value.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the counting of steps continues beyond the standstill of the electric motor. In other words, standing still does not stop counting steps. This makes it possible to count the steps throughout the entire operation, even if there is no fluid delivery in the meantime. This allows the total fluid delivery quantity to be determined during operation of the fluid delivery device.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the method has error compensation during stepwise operation or control, which includes the following steps:
  • the target position of the electric motor is specified after a step by a voltage vector, while the actual position of the electric motor is determined by one or more position sensors. This makes it possible to determine whether the electric motor is executing the steps too quickly or the number of steps of the electric motor exceeds the target number of steps. This can also be used to determine whether the electric motor is executing the steps too slowly or whether the number of steps of the electric motor is less than this target number of steps. The control current can then be adjusted for error compensation.
  • the error compensation is preferably carried out with every revolution of the electric motor.
  • a further preferred exemplary embodiment is characterized in that the position of the electric motor is detected at every position difference and the adapted control current is used depending on this position.
  • the position difference is determined after the individual steps of the electric motor.
  • the adapted control current can, for example, be used exactly in the position of the electric motor in which the position difference occurred one revolution before.
  • the control current can also be used one, two, three or four steps before the position of the electric motor in which the position difference occurred one revolution before. This achieves a uniform rotation of the electric motor, which means the rotation of the rotor of the electric motor, which means that the desired pressure is as precise as possible.
  • the position difference is determined using the position sensor, the position sensors or the Hall sensors.
  • the actual position, determined by the position sensors is compared with the target position, specified by the voltage vectors, and the position difference is thus determined.
  • the step-by-step operation involves a control of the electric motor instead of a regulation of the electric motor.
  • the electric motor is operated or accelerated in the conveying direction and opposite to the conveying direction, in particular operated step by step, in order to achieve the desired conveying volume.
  • a fluid delivery device is provided with an electric motor which is drive-connected to a pump stage, a control unit for operating the electric motor, at least one position sensor and means which are suitable for carrying out the method steps of the method according to the invention. It is also preferable if the fluid delivery device is designed as a water delivery device for an internal combustion engine and/or for a motor vehicle with an internal combustion engine. In such a case, the water delivery device supplies the internal combustion engine with water, which is supplied to the combustion process of the internal combustion engine by means of a water injection system.
  • the fluid delivery device is designed as an SCR delivery device for exhaust gas aftertreatment of exhaust gases from an internal combustion engine.
  • the SCR delivery device supplies an exhaust gas aftertreatment system with a urea solution.
  • the electric motor is designed as a permanently excited synchronous machine. Regardless of this, it is advantageous if the electric motor has a rotor.
  • the electric motor is preferably designed as an external rotor or an internal rotor.
  • the at least one position sensor or the three position sensors is a Hall sensor or Hall sensors.
  • several, preferably three, such Hall sensors are arranged in the circumferential direction of the rotor of the electric motor.
  • the position sensor, in particular the Hall sensors are sealed in a fluid-tight manner with plastic or a casting compound. This contributes to the resistance and long service life as well as the functional reliability of the sensors.
  • the pump stage is a positive displacement pump stage.
  • Positive displacement pump stages have the advantage that they can be operated in two opposite directions.
  • the method according to the invention includes a method step that reverses the conveying direction.
  • a gerotor pump stage, a vane pump stage or a gear pump stage are conceivable.
  • a membrane pump or a membrane pump stage as the pump stage.
  • the task relating to the computer program is solved in that a computer program is provided which comprises commands which cause the fluid delivery device according to the invention to carry out the method steps of the method according to the invention.
  • a computer program is provided which comprises commands which cause the fluid delivery device according to the invention to carry out the method steps of the method according to the invention.
  • the task relating to the computer-readable medium is solved by providing a computer-readable medium on which the computer program according to the invention is stored.
  • the computer-readable medium is a rewritable memory, which ensures that future revisions of the method can be implemented.
  • it is preferably a non-overwritable memory, which ensures security against manipulation.
  • Fig. 1 shows a motor vehicle with the fluid delivery device according to the invention
  • Fig. 2 is a diagram of the method according to the invention. Preferred embodiment of the invention
  • a motor vehicle 1 shows a motor vehicle 1 with an internal combustion engine 4 and a control unit 5 for the internal combustion engine 4.
  • a fluid delivery device 2 which is able to carry out the method according to the invention, is designed as an SCR delivery device for exhaust gas aftertreatment and within a fluid tank 3 is arranged, in which there is a urea solution, the urea solution is conveyed to an exhaust gas aftertreatment system of the internal combustion engine 4 for exhaust gas aftertreatment.
  • the fluid delivery device 2 comprises a control device 6 for the fluid delivery device 2, the control device 6 being able to operate an electric motor 7 and thus the fluid delivery device 2 by means of the method according to the invention, the electric motor 7 being designed as a permanently excited synchronous machine and driving a membrane pump stage 8, which the urea solution is conveyed from the fluid tank 3 to the exhaust pipe of the internal combustion engine 4.
  • a computer program is stored on the control unit 6 for the fluid delivery device 2, which includes the method steps of the method according to the invention.
  • the electric motor 7 also includes three Hall sensors, which are arranged distributed in the circumferential direction of the rotor and detect the position of the rotor of the electric motor 7.
  • FIG. 2 shows a diagram of the method according to the invention.
  • the first method step 9 includes starting the method, while the second method step 10 includes determining the actual speed of the electric motor.
  • the three Hall sensors are used to determine the actual speed.
  • the determined actual speed of the electric motor is compared with a threshold value. If the actual speed corresponds to at least the threshold value, the electric motor of the fluid conveying device is operated in a speed-controlled manner, which represents the fourth method step 12. In the event that the actual speed of the electric motor corresponds to a value of a speed below the threshold value, the electric motor is operated step by step, i.e. regulated step by step, which represents the fifth method step 13.
  • a target number of steps is determined depending on the required target pressure, which is determined, for example, by a control device of an internal combustion engine is specified, while in the seventh method step 15 the steps are carried out as rotational movements of the rotor of the electric motor.
  • the eighth method step 16 it is checked whether the rotor of the electric motor was started from a standstill or whether there was already rotation beforehand. In the event that no previous rotation took place, nothing further is done and the electric motor continues to be operated in a controlled manner, which represents the ninth method step 17. In the event that there was previously a rotation of the rotor of the electric motor, it is checked whether the previous rotation was within certain error limits, which represents the tenth method step 18.
  • An error occurs, for example, if fewer steps have been listed than required by the target number of steps. Whether such a deviation exists can be determined using the Hall sensors that are used to count the steps.
  • This is followed by the twelfth method step 20 if the previous rotation of the rotor of the electric motor was within the predetermined limits, which means that the same control current values are applied in the same rotor positions for the next stepwise rotation. If the previous rotation of the rotor of the electric motor was outside the predetermined limits, the control current values for the next rotor rotation are adjusted accordingly, i.e.
  • the eleventh method step 19 ends the method.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung (2), wobei die Fluidfördervorrichtung (2) einen Elektromotor (7) aufweist, der mit einer Pumpenstufe (8) antriebsverbunden ist, umfassend die Verfahrensschritte: a) Drehzahlabhängige Regelung (12) des Elektromotors (7), wenn die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) mindestens einem Schwellwert entspricht, b) Schrittweiser Betrieb (13) des Elektromotors (7), wenn die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) einem Wert unter dem Schwellwert entspricht. Ferner umfasst die Erfindung eine Fluidfördervorrichtung (2), ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung, Fluidfördervorrichtung, Computerprogramm und computerlesbares Medium
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung, eine Fluidfördervorrichtung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
Stand der Technik
Die Druckschrift US 2002/0043253 A1 offenbart eine Kraftstofffördervorrichtung, deren Elektromotor druckabhängig betrieben wird.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, welches die Nachteile der Verfahren aus dem Stand der Technik überwindet oder zumindest gegenüber den Verfahren aus dem Stand der Technik ein alternatives Verfahren darstellt. Ferner besteht eine Aufgabe darin, eine Fluidfördervorrichtung bereitzustellen, mit der die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden können. Ferner besteht eine weitere Aufgabe darin, ein Computerprogramm bereitzustellen, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass die Fluidfördervorrichtung die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt. Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe darin, ein computerlesbares Medium bereitzustellen, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung, wobei die Fluidfördervorrichtung einen Elektromotor aufweist, der mit einer Pumpenstufe antriebsverbunden ist. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:
- Drehzahlabhängige Regelung des Elektromotors, wenn die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors mindestens einem Schwellwert entspricht,
- Schrittweiser Betrieb des Elektromotors, wenn die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors einem Wert unter dem Schwellwert entspricht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es ermöglicht, eine Fluidfördervorrichtung auch bei Geschwindigkeiten betreiben zu können, die unter dem Schwellwert liegt. Dadurch ist es möglich mit einer Fluidfördervorrichtung einem Fluidverbraucher, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem System zur Abgasnachbehandlung, geringe Fördermengen des zu fördernden Fluids bereitstellen.
Mit anderen Worten entspricht der Schwellwert einer Grenzdrehzahl, unter der der Elektromotor schrittweise, also wie ein Schrittmotor, betrieben wird. Wenn die Drehzahl des Elektromotors der Grenzdrehzahl entspricht oder darüber liegt, wird der Elektromotor drehzahlabhängigen geregelt.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Elektromotor als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet ist. Unabhängig hiervon ist es vorteilhaft, wenn der Elektromotor einen Rotor aufweist. Der Elektromotor ist vorzugsweise als Außenläufer oder als Innenläufer ausgebildet.
Im Allgemeinen ist im Rahmen der Offenbarung dieser Druckschrift unter der Drehzahl des Elektromotors oder der Geschwindigkeit des Elektromotors, die Drehzahl des Rotors des Elektromotors, beispielsweise in Umdrehungen pro Zeiteinheit, gemeint. Entsprechend ist unter der Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors die aktuelle Geschwindigkeit des Elektromotors, also die aktuelle Drehzahl des Rotors des Elektromotors gemeint. Mit der Lage des Elektromotors ist insbesondere die Winkellage des Rotors des Elektromotors, vorzugsweise bezogen auf den Stator des Elektromotors gemeint.
Die Ermittlung der Drehzahl des Elektromotors erfolgt vorzugsweise mittels mindestens eines Lagesensors, vorzugsweise drei Lagesensoren. Vorzugsweise ist der Lagesensor oder sind die Lagesensoren magnetfeldempfindlich ausgebildet und kann somit die Lage, insbesondere die Winkellage, den Winkelweg, die Geschwindigkeit, insbesondere die Rotationsgeschwindigkeit, die Drehzahl, und/oder die Winkelgeschwindigkeit des Elektromotors, also des Rotors des Elektromotors erfassen. Es ist besonders zweckmäßig, wenn das Magnetfeld, welches mit dem Lagesensor zusammenwirkt, durch einen dedizierten Permanentmagneten, der mit dem Rotor antriebsverbunden ist, erzeugt wird. Alternativ hierzu, und weitaus kostengünstiger, ist es, wenn Permanentmagneten des Rotors der permanenterregten Synchronmaschine hierfür genutzt werden. Vorteilhafterweise sind die drei Lagesensoren in Umfangsrichtung des Rotors des Elektromotors, vorzugsweise in einem Abstand von 120° zueinander bezogen auf die Rotationsachse des Rotors, angeordnet.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei dem mindestens einen Lagesensor um einen Hallsensor handelt. Vorteilhafterweise sind mehrere, vorzugsweise drei derartige Hallsensoren, in Umfangsrichtung des Rotors des Elektromotors angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Lagesensor oder die Lagesensoren, insbesondere die Hallsensoren, mit Kunststoff oder einer Vergussmasse fluiddicht verschlossen sind. Das trägt zur Widerstandsfähigkeit und zu einer langen Lebensdauer sowie zur Funktionssicherheit der Sensoren bei.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn es sich bei der Pumpenstufe, um eine Verdrängerpumpenstufe handelt. Verdrängerpumpenstufen haben den Vorteil, dass sie in zwei entgegengesetzte Richtungen betreibbar sind. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren einen Verfahrensschritt umfasst, der die Förderrichtung umkehrt. Beispielsweise ist eine Gerotor-Pumpenstufe, eine Flügelzellen-Pumpenstufe oder eine Zahnrad-Pumpenstufe denkbar. Darüber hinaus ist es denkbar als Pumpenstufe eine Membranpumpe oder eine Memb- ran-Pumpenstufe vorzusehen.
Im Allgemeinen ist im Rahmen der Offenbarung dieser Druckschrift unter einer Fluidfördervorrichtung insbesondere eine Wasserfördervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und/oder für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor gemeint. Alternativ hierzu, ist unter einer Fluidfördervorrichtung eine SCR- Fördervorrichtung zur Abgasnachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors denkbar. Daher handelt es sich bei dem Fluid, welches mit der Fluidfördervorrichtung gefördert wird, um eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine Harnstofflösung. Die Harnstofflösung wird durch die SCR-Fördervorrichtung und/oder das Verfahren zu einem Abgasnachbehandlungssystem gefördert. Das Wasser wird durch die Wasserfördervorrichtung zu einem Wassereinspritzsystem gefördert und durch das Wassereinspritzsystem dem Verbrennungsprozess des Verbrennungsmotors zur Verfügung gestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Umdrehung des Elektromotors, insbesondere eine Umdrehung des Rotors des Elektromotors, in mindestens zwei Schritte unterteilt ist. Je nach Polpaarzahl und/oder Statorwicklung sind weitaus mehr Schritte zur Unterteilung einer Umdrehung des Elektromotors denkbar. So sind beispielsweise vier, sechs, acht, zehn, zwölf, 14 oder 16 Schritte oder mehr pro Umdrehung des Elektromotors, insbesondere pro vollständiger Umdrehung des Elektromotors, denkbar. Zweckmäßigerweise weisen die Schritte die gleiche Größe, d.h. den gleichgroßen Winkelweg, auf.
Die Schritte des Elektromotors werden mithilfe von Spannungsvektoren, die einen Steuerstrom umfassen, erzwungen. Der Betrag des elektrischen Stroms der Spannungsvektoren, also der Steuerstrom, wird dabei derart gewählt, dass sichergestellt wird, dass der Rotor sich innerhalb einer bestimmten oder vorbestimmten Zeitspanne in eine Soll-Lage bewegt, bis die Ist-Lage des Rotors der Soll-Lage entspricht. Damit ist ein Schritt abgeschlossen, woraufhin der Spannungsvektor deaktiviert und ein weiterer Spannungsvektor, der sich durch seine Winkellage vom vorherigen Spannungsvektor unterscheidet, aktiviert werden kann, wodurch eine neue Soll-Lage vorgegeben wird. Dadurch wird ein neuer Schritt des Rotors eingeleitet. Die Schritte des Rotors sind durch den Lagesensor, die Lagesensoren oder die Hallsensoren überwachbar, überprüfbar und/oder zählbar.
Unter einer Umdrehung des Elektromotors ist insbesondere eine Umdrehung des Rotors des Elektromotors zu verstehen. Vorzugsweise handelt es sich bei der einen Umdrehung des Elektromotors oder des Rotors des Elektromotors um eine vollständige Umdrehung. Mit anderen Worten entspricht eine derartige Umdrehung vorteilhafterweise einer Rotation des Rotors von 360° um seine Rotationsachse.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst, die Schritte, insbesondere die einzelnen Schritte, zu zählen. Hierfür kann ein separater Zähler vorgesehen werden. Alternativ hierzu ist ein derartiger Zähler denkbar, der in ein Steuergerät integriert ist, welches Bestandteil der Fluidfördervorrichtung oder des Elektromotors ist. Alternativ hierzu ist es möglich, dass das Steuergerät separat zur Fluidfördervorrichtung und/oder separat zum Elektromotor ausgebildet und/oder angeordnet ist. Bei Verdränger-Pumpenstufen ist ein Schritt ausreichend proportional zur Fluidfördermenge, wodurch durch das Zählen der Schritte die gesamte Fluidfördermenge während eines Zeitabschnitts erfasst werden kann. Auch ist ein Zusammenhang zwischen der Schrittzahl und dem Fluiddruck gegeben. Die Schritte des Rotors sind durch den Lagesensor, die Lagesensoren oder die Hallsensoren, die insbesondere mit dem Zähler Zusammenwirken überwachbar, überprüfbar und/oder zählbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zählen der einzelnen Schritte während der drehzahlabhängigen Regelung des Elektromotors erfolgt, dass das Zählen während des schrittweisen Betriebs erfolgt oder dass das Zählen der einzelnen Schritte während der drehzahlabhängigen Regelung des Elektromotors sowie des schrittweisen Betriebs des Elektromotors erfolgt. Besonders, wenn das Zählen der einzelnen Schritte während der drehzahlabhängigen Regelung des Elektromotors sowie des schrittweisen Betriebs des Elektromotors erfolgt, ist ein Übergang vom drehzahlgeregelten Betrieb des Elektromotors zum schrittweisen Betrieb des Elektromotors einfach, störungsfrei und flüssig vornehmbar. Darüber hinaus kann aus der Gesamtschrittzahl die Gesamtfördermenge des Fluids ermittelt während des Betriebs der Fluidfördervorrichtung ermittelt werden.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn das Zählen der Schritte durch den oder die Lagesensoren oder die Hallsensoren erfolgt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Geschwindigkeit des Elektromotors durch einen Soll-Druck und/oder ein Soll-Fördervolumen der Fluidfördervorrichtung ermittelt wird und/oder dass eine Soll-Schrittzahl oder Soll-Lage des Elektromotors durch einen Soll-Druck und/oder ein Soll-Fördervolumen der Fluidfördervorrichtung ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich zur Soll-Fördervolumen kann es sich um einen Soll-Fördervolumenstrom handeln. Ferner ist es denkbar, dass die Soll-Geschwindigkeit des Elektromotors zusätzlich durch einen Ist-Druck und/oder durch ein Ist-Fördervolumen bzw. Fördervolumenstrom ermittelt wird. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Soll-Schrittzahl des Elektromotors zusätzlich durch einen Ist-Druck und/oder durch ein Ist-Fördervolumen bzw. Fördervolumenstrom ermittelt wird. Mithilfe des Soll-Drucks, der beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor vorgegeben wird, und einem Ist-Druck, der durch einen Drucksensor ermittelt wird, wird die Soll-Geschwindigkeit des Elektromotors oder die Soll-Schrittzahl oder die Soll-Lage vorgegeben. Soll-Druck, Ist-Druck, Soll-Fördervolumen, Ist-Fördervolumen, Soll-Fördervolumenstrom und Soll-Fördervolumenstrom beziehen sich jeweils auf das zu fördernde, das förderbare oder das geförderte Fluid der Fluidfördervorrichtung, insbesondere am Fluidausgang der Fluidfördervorrichtung, also druckseitig, an der sich vorzugsweise der Drucksensor befindet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem schrittweisen Betrieb um eine Regelung des Elektromotors, mit anderen Worten um ein Regelverfahren des Elektromotors, handelt. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, wenn es sich bei dem schrittweisen Betrieb nicht um eine Regelung des Elektromotors handelt. Anders gesagt, der Elektromotor wird derart betrieben, dass die Rotorlage schrittweise mithilfe von Spannungsvektoren, die einen Steuerstrom umfassen, erzwungen wird. Der Betrag des elektrischen Stroms der Spannungsvektoren, also der Steuerstrom, wird dabei derart gewählt, dass sichergestellt wird, dass der Rotor sich innerhalb einer bestimmten oder vorbestimmten Zeitspanne in eine Soll-Lage bewegt oder zumindest bewegen sollte, bis die Ist-Lage der Soll-Lage entspricht. Daraufhin wird der Spannungsvektor deaktiviert und ein weiterer Spannungsvektor, der sich durch seine Winkellage vom vorherigen Spannungsvektor unterscheidet, aktiviert, wodurch eine neue Soll-Lage vorgegeben wird. Daraufhin bewegt sich der Rotor von seiner vorherigen Soll-Lage in die neue Soll-Lage. Dieser Winkelweg von der vorherigen Soll-Lage in die neue Soll-Lage entspricht einem Schritt oder einer Schrittweite. Insbesondere, wenn der Rotor mehrere Schritte ausführen soll, folgen mehrere Spannungsvektoren unterschiedlicher Winkellage zeitversetzt nacheinander. Dadurch wird der Rotor zeitlich aufeinanderfolgend in die zum jeweiligen Spannungsvektor gehörige Soll-Lage bewegt, bis der Rotor eine End-Soll-Lage eingenommen hat, die durch den zeitlich letzten Spannungsvektor vorgegeben wird. Jeder Spannungsvektor, insbesondere dessen Ausrichtung, also die Winkellage des Spannungsvektors bezogen auf den Stator, gibt die Lage des Rotors nach einem Schritt vor. Allgemein werden die Spannungsvektoren durch die Statorwicklung des Elektromotors erzeugt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die drehzahlabhängige Regelung des Elektromotors ein positives oder negatives Beschleunigen des Elektromotors umfasst, bis die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors der Soll-Geschwindigkeit des Elektromotors entspricht und/oder dass der schrittweise Betrieb oder die Regelung des Elektromotors eine Anzahl von Schritten umfasst, nach denen der Elektromotor eine End-Soll-Lage einnimmt und/oder eine Soll-Schrittzahl erreicht hat. Hierdurch wird der geforderte Druck, das geforderte Fördervolumen oder der geforderte Fördervolumenstrom dem entsprechenden Fluidverbraucher zur Verfügung gestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor, wenn keine Fluidförderung angefordert wird, in Stillstand versetzt wird. Mit dem Stillstand des Elektromotors ist insbesondere der Stillstand des Ro- tors des Elektromotors gemeint. Unter Stillstand ist insbesondere zu verstehen, dass der Rotor keine Rotation ausführt, die eine Fluidförderung hervorruft. Hierdurch wird einerseits elektrische Energie eingespart, andererseits wird hierdurch sichergestellt, dass aus dem Zählen der Schritte, welches proportional zur Fluidfördermenge ist, die gesamten Fluidfördermenge während des Betriebs des Verfahrens, während des Betriebs der Fluidfördervorrichtung, während der Betriebs des Fluidverbrauchers oder während einer bestimmten Zeitspanne ermittelbar ist bzw. ermittelt wird. Hieraus lässt sich beispielsweise schließen, ob ein Fluidtank, also beispielsweise ein Wassertank oder ein Harnstofftank aufgefüllt werden muss.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Elektromotors bei Stillstand verharrt bis eine Fluidförderung angefordert wird und dadurch der Elektromotor wieder in Betrieb versetzt wird. Hierdurch wird verhindert, dass mehr Fluid gefördert als benötigt wird. Ferner wird hierdurch die Ermittlung der gesamten Fluidfördermenge aus dem Zählen der Schritte genauer ermittelbar.
Eine Fluidförderung wird grundsätzlich durch ein Steuergerät eines Verbrennungsmotors angefordert. Hierbei wird ein Soll-Druck oder ein Soll-Fördervolumen(-strom) angefordert und mit einem Ist-Druck bzw. einem Ist-Fördervolumen(-strom) verglichen. In Abhängigkeit des Vergleichs wird die Geschwindigkeit des Elektromotors entsprechend erhöht, wenn der Soll-Wert über dem Ist-Wert liegt, oder gesenkt, wenn der Soll-Wert unter dem Ist-Wert liegt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zählen der Schritte über den Stillstand des Elektromotors hinaus fortgesetzt wird. Mit anderen Worten wird das Zählen der Schritte durch den Stillstand nicht beendet wird. Dadurch ist es möglich während des gesamten Betriebs das Zählen der Schritte durchzuführen, selbst dann, wenn zwischenzeitlich keine Fluidförderung stattfinden sollte. Dadurch lässt sich die gesamte Fluidfördermenge während des Betriebs der Fluidfördervorrichtung feststellen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des schrittweisen Betriebs oder der Regelung eine Fehlerkompensation aufweist, die folgende Schritte umfasst:
- Ermittlung einer Lagedifferenz zwischen Ist-Lage und der Soll-Lage des Elektromotors während einer Umdrehung des Elektromotors,
- Anpassung eines Steuerstroms in Abhängigkeit der zuvor ermittelten Lagedifferenz. Eine derartige Fehlerkompensation ist insbesondere bei Membran-Pumpenstufen aufgrund ihrer temperaturabhängigen Elastizität notwendig. So kann es regelmäßig vorkommen, dass die Schritte des Elektromotors zu schnell oder zu langsam ausgeführt werden oder dass die Anzahl der Schritte des Elektromotors die Soll-Schrittzahl unterschreitet oder überschreitet. Durch diese Abweichungen wird ein zu hoher oder zu niedriger Druck des Fluids bereitgestellt, was zu einer zu niedrigen oder zu hohen Fluidförderung führt. Mit der Anpassung des Steuerstroms ist gemeint, dass im Fall, dass der Elektromotor die Schritte zu schnell ausführt oder die Anzahl der Schritte des Elektromotors die Soll-Schrittzahl übersteigt, der Steuerstrom gesenkt wird. Alternativ hierzu ist es möglich, im Fall, dass der Elektromotor die Schritte zu langsam ausführt oder die Anzahl der Schritte des Elektromotors diese Soll-Schrittzahl unterschreitet, der Steuerstrom erhöht wird.
Im Allgemeinen wird die Soll-Lage des Elektromotors nach einem Schritt durch einen Spannungsvektor vorgegeben, während die Ist-Lage des Elektromotors durch einen oder mehrere Lagesensoren festgestellt wird. Hierdurch kann festgestellt werden, ob der Elektromotor die Schritte zu schnell ausführt oder die Anzahl der Schritte des Elektromotors die Soll-Schrittzahl übersteigt. Auch kann hierdurch festgestellt werden, ob der Elektromotor die Schritte zu langsam ausführt oder die Anzahl der Schritte des Elektromotors diese Soll-Schrittzahl unterschreitet. Daraufhin kann die Anpassung des Steuerstroms für die Fehlerkompensation vorgenommen werden.
Vorzugsweise wird die Fehlerkompensation bei jeder Umdrehung des Elektromotors vorgenommen. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Elektromotors zu jeder Lagedifferenz erfasst wird und der angepasste Steuerstrom in Abhängigkeit dieser Lage zum Einsatz kommt. Insbesondere wird die Lagedifferenz nach den einzelnen Schritten des Elektromotors ermittelt. Der angepasste Steuerstrom kann beispielsweise genau in der Lage des Elektromotors, in der die Lagedifferenz eine Umdrehung zuvor auftrat, zum Einsatz kommen. Alternativ hierzu kann der Steuerstrom auch ein, zwei, drei oder vier Schritte vor der Lage des Elektromotors, in der es eine Umdrehung zuvor zu der Lagedifferenz kam, zum Einsatz kommen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Rotation des Elektromotors, womit die Rotation des Rotors des Elektromotors gemeint ist, erzielt, womit eine möglichst genaue Soll-Druck erreicht wird.
Es ist zweckmäßig, wenn die Lagedifferenz mittels dem Lagesensor, den Lagesensoren oder den Hallsensoren ermittelt wird. Mit anderen Worten wird die Ist-Lage, ermittelt durch die Lagesensoren mit der Soll-Lage, vorgegeben durch die Spannungsvektoren verglichen und so die Lagedifferenz ermittelt.
Alternativ zu allen vorhergehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist es denkbar, dass es sich bei dem schrittweisen Betrieb alternativ um eine Steuerung des Elektromotors anstatt um eine Regelung des Elektromotors handelt.
Alternativ zu allen vorhergehenden und nachfolgenden Ausführungsformen ist es denkbar, dass der Elektromotor in Förderrichtung und entgegensetzt der Förderrichtung betrieben oder beschleunigt, insbesondere schrittweise betrieben, wird, um das gewünschte Fördervolumen zu erreichen.
Die Aufgabe bezüglich der Fluidfördervorrichtung wird dadurch gelöst, dass eine Fluidfördervorrichtung mit einem Elektromotor, der mit einer Pumpenstufe antriebsverbunden ist, einer Steuereinheit zum Betrieb des Elektromotors, mindestens einem Lagesensor und Mittel, die geeignet sind, die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, bereitgestellt wird. Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Fluidfördervorrichtung als Wasserfördervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und/oder für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor ausgebildet ist. In einem solchen Fall versorgt die Wasserfördervorrichtung den Verbrennungsmotor mit Wasser, was mittels einem Wassereinspritzsystems dem Verbrennungsprozess des Verbrennungsmotors zugeführt wird.
Alternativ hierzu, ist denkbar, dass die Fluidfördervorrichtung als SCR-Fördervorrichtung zur Abgasnachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist. In einem solchen Fall versorgt die SCR-Fördervorrichtung ein Abgasnachbehandlungssystem mit einer Harnstofflö- sung.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Elektromotor als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet ist. Unabhängig hiervon ist es vorteilhaft, wenn der Elektromotor einen Rotor aufweist. Der Elektromotor ist vorzugsweise als Außenläufer oder als Innenläufer ausgebildet.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei dem mindestens einen Lagesensor oder den drei Lagesensoren um einen Hallsensor oder um Hallsensoren handelt. Vorteilhafterweise sind mehrere, vorzugsweise drei derartige Hallsensoren, in Umfangsrichtung des Rotors des Elektromotors angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Lagesensor, insbesondere die Hallsensoren, mit Kunststoff oder einer Vergussmasse fluiddicht verschlossen sind. Das trägt zur Widerstandsfähigkeit und zu einer langen Lebensdauer sowie zur Funktionssicherheit der Sensoren bei.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn es sich bei der Pumpenstufe, um eine Verdrängerpumpenstufe handelt. Verdrängerpumpenstufen haben den Vorteil, dass diese in zwei entgegengesetzte Richtungen betreibbar sind. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine Verfahrensschritt umfasst, der die Förderrichtung umkehrt. Beispielsweise ist eine Gerotor-Pumpenstufe, eine Flügelzellen-Pumpenstufe oder eine Zahnrad-Pumpenstufe denkbar. Darüber hinaus ist es denkbar als Pumpenstufe eine Membranpumpe oder eine Memb- ran-Pumpenstufe vorzusehen.
Die Aufgabe bezüglich des Computerprogramms wird dadurch gelöst, dass ein Computerprogramm bereitgestellt wird, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass die erfindungsgemäße Fluidfördervorrichtung die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt. Ein derartiges Computerprogramm ermöglicht es, auf einfache Art und Weise das erfindungsgemäße Verfahren auf eine bestehende Fluidfördervorrichtung anzuwenden.
Die Aufgabe bezüglich des computerlesbaren Mediums wird dadurch gelöst, dass ein computerlesbares Medium bereitgestellt wird, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem computerlesbaren Medium, um einen überschreibbaren Speicher, womit sichergestellt ist, dass zukünftige Überarbeitungen des Verfahrens implementiert werden können. Alternativ hierzu handelt es sich bevorzugterweise um einen nicht überschreibbaren Speicher, womit die Manipulationssicherheit sichergestellt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit der erfindergemäßen Fluidfördervorrichtung und
Fig. 2 ein Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor 4 und einem Steuergerät 5 für den Verbrennungsmotor 4. Mittels einer Fluidfördervorrichtung 2, die in der Lage ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, als SCR- För- dervorrichtung zur Abgasnachbehandlung ausgebildet ist und innerhalb eines Fluidtanks 3 angeordnet ist, in dem sich eine Harnstofflösung befindet, wird die Harn- stofflösung zur Abgasnachbehandlung zu einem Abgasnachbehandlungssystem des Verbrennungsmotors 4 gefördert. Die Fluidfördervorrichtung 2 umfasst ein Steuergerät 6 für die Fluidfördervorrichtung 2, wobei das Steuergerät 6 einen Elektromotor 7 und damit die Fluidfördervorrichtung 2 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben vermag, wobei der Elektromotor 7 als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet ist und eine Membran-Pumpenstufe 8 antreibt, welche die Harnstofflösung aus dem Fluidtank 3 zur Abgasleitung des Verbrennungsmotors 4 fördert. Auf dem Steuergerät 6 für die Fluidfördervorrichtung 2 ist ein Computerprogramm abgespeichert, welches die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst. Der Elektromotor 7 umfasst darüber hinaus drei Hallsensoren, die in Umfangsrichtung des Rotors verteilt angeordnet sind und die Lage des Rotors des Elektromotors 7 erfassen.
Die Figur 2 zeigt ein Diagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der erste Verfahrensschritt 9 umfasst das Starten des Verfahrens, während der zweite Verfahrensschritt 10 das Ermitteln der Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors umfasst. Zur Ermittlung der Ist-Geschwindigkeit werden beispielsweise die drei Hallsensoren verwendet. Im dritten Verfahrensschritt 11 wird die ermittelte Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors mit einem Schwellwert verglichen. Entspricht die Ist-Geschwindigkeit mindestens dem Schwellwert, so wird der Elektromotor der Fluidfördervorrichtung drehzahlgeregelt betrieben, was den vierten Verfahrensschritt 12 darstellt. Im Fall, dass die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors einem Wert einer Geschwindigkeit unter dem Schwellwert entspricht, wird der Elektromotor schrittweise betrieben, also schrittweise geregelt, was den fünften Verfahrensschritt 13 darstellt. Im sechsten Verfahrensschritt 14 wird eine Soll-Schrittzahl in Abhängigkeit des geforderten Soll-Drucks, der beispielsweise durch ein Steu- ergerät eines Verbrennungsmotors vorgegeben wird, festgelegt, während im siebten Verfahrensschritt 15 die Schritte als Rotationsbewegungen des Rotors des Elektromotors ausgeführt werden. Im achten Verfahrensschritt 16 wird überprüft, ob der Rotor des Elektromotors aus dem Stillstand gestartet wurde oder vorher bereits eine Rotation vorlag. Im Fall, dass keine vorherige Rotation stattfand wird nichts weiter unternommen und der Elektromotor weiter geregelt betrieben, was den neunten Verfahrensschritt 17 darstellt. Im Fall, dass vorher eine Rotation des Rotors des Elektromotors vorlag, wird überprüft, ob sich die vorherige Rotation innerhalb von bestimmten Fehlergrenzen befand, was den zehnten Verfahrensschritt 18 darstellt. Ein Fehler liegt beispielsweise vor, wenn weniger Schritte aufgeführt worden sind als durch die Soll-Schrittzahl gefordert. Ob eine derartige Abweichung vorliegt, lässt sich mittels der Hallsensoren ermitteln, die zum Zählen der Schritte genutzt werden. Daraufhin folgt der zwölfte Verfahrensschritt 20, wenn sich die vorherige Rotation des Rotors des Elektromotors innerhalb der vorbestimmten Grenzen befand, was bedeutet, dass für die nächste schrittweise Rotation die gleichen Steuerstromwerte in den gleichen Rotorlagen angewendet werden. Sollte sich die vorherige Rotation des Rotors des Elektromotors außerhalb der vorbestimmten Grenzen befunden haben, werden die Steuerstromwerte für die nächste Rotorrotation entsprechend angepasst, also zu einer bestimmten Rotorlage, einer Rotorlage vor der Rotorlage in der die Abweichung auftrat, erhöht oder gesenkt, um eine gleichmäßige oder gleichmäßigere Rotation zu erreichen, was den elften Verfahrensschritt 19 darstellt. Dieser Verfahrensschritt wird bei jeder Rotation des Elektromotors wiederholt bis die Abweichung innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Der dreizehnte Verfahrensschritt 21 beendet das Verfahren.
Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden.
Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 2 weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens. Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
2 Fluidfördervorrichtung
3 Fluidtank
4 Verbrennungsmotor
5 Steuergerät für den Verbrennungsmotor
6 Steuergerät für die Fluidfördervorrichtung
7 Elektromotor
8 Membran-Pumpenstufe
9 erster Verfahrensschritt
10 zweiter Verfahrensschritt
11 dritter Verfahrensschritt
12 vierter Verfahrensschritt
13 fünfter Verfahrensschritt
14 sechster Verfahrensschritt
15 siebter Verfahrensschritt
16 achter Verfahrensschritt
17 neunter Verfahrensschritt
18 zehnter Verfahrensschritt
19 elfter Verfahrensschritt
20 zwölfter Verfahrensschritt
21 dreizehnter Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb einer Fluidfördervorrichtung (2), wobei die Fluidfördervorrichtung (2) einen Elektromotor (7) aufweist, der mit einer Pumpenstufe (8) antriebsverbunden ist, umfassend die Verfahrensschritte:
- Drehzahlabhängige Regelung (12) des Elektromotors (7), wenn die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) mindestens einem Schwellwert entspricht,
- Schrittweiser Betrieb (13) des Elektromotors (7), wenn die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) einem Wert unter dem Schwellwert entspricht.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Umdrehung des Elektromotors (7) in mindestens zwei Schritte unterteilt ist.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst, die Schritte zu zählen.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählen der einzelnen Schritte während der drehzahlabhängigen Regelung (12) des Elektromotors (7) erfolgt, dass das Zählen während des schrittweisen Betriebs (13) erfolgt oder dass das Zählen der einzelnen Schritte während der drehzahlabhängigen Regelung (12) des Elektromotors sowie während des schrittweisen Betriebs (13) des Elektromotors (7) erfolgt.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) durch einen Soll-Druck und/oder ein Soll-Fördervolumen der Fluidfördervorrichtung (2) ermittelt wird und/oder dass eine Soll-Schrittzahl des Elektromotors (7) durch einen Soll-Druck und/oder ein Soll-Fördervolumen der Fluidfördervorrichtung (2) ermittelt wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem schrittweisen Betrieb (13) um eine Regelung des Elektromotors handelt.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drehzahlabhängige Regelung (12) des Elektromotors (7) ein positives oder negatives Beschleunigen des Elektromotors (7) umfasst, bis die Ist-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) der Soll-Geschwindigkeit des Elektromotors (7) entspricht und/oder dass der schrittweise Betrieb (13) oder die Regelung des Elektromotors (7) eine Anzahl von Schritten umfasst, nach denen der Elektromotor (7) eine End-Soll-Lage einnimmt und/oder eine Soll-Schrittzahl erreicht hat.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (7), wenn keine Fluidförderung angefordert wird, in Stillstand versetzt wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Elektromotors (7) bei Stillstand verharrt bis eine Fluidförderung angefordert wird und dadurch der Elektromotor (7) wieder in Betrieb versetzt wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählen der Schritte über den Stillstand des Elektromotors (7) hinaus fortgesetzt wird.
11 . Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren während des schrittweisen Betriebs (13) oder der Regelung eine Fehlerkompensation (19) aufweist, die folgenden Schritte umfasst:
- Ermittlung einer Lagedifferenz zwischen Ist-Lage und der Soll-Lage des Elektromotors während einer Umdrehung des Elektromotors, - Anpassung eines Steuerstroms in Abhängigkeit der zuvor ermittelten Lagedifferenz. erfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Elektromotors (7) zu jeder Lagedifferenz erfasst wird und der angepasste Steuerstrom in Abhängigkeit dieser Lage zum Einsatz kommt. Fluidfördervorrichtung (2) mit einem Elektromotor (7), der mit einer Pumpenstufe (8) antriebsverbunden ist, einer Steuereinheit (6) zum Betrieb des Elektromotors (7), mindestens einem Lagesensor und Mittel, die geeignet sind, die Schritte des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Vorrichtung des Anspruchs 13 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführt. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.
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