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DE102023126073A1 - Method of pump operation, fluid pump and hydraulic device - Google Patents

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DE102023126073A1
DE102023126073A1 DE102023126073.1A DE102023126073A DE102023126073A1 DE 102023126073 A1 DE102023126073 A1 DE 102023126073A1 DE 102023126073 A DE102023126073 A DE 102023126073A DE 102023126073 A1 DE102023126073 A1 DE 102023126073A1
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DE
Germany
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pump
fluid
ips
current
volume flow
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Pending
Application number
DE102023126073.1A
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German (de)
Inventor
Carsten Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pumpenbetrieb (10) einer elektrisch betriebenen Fluidpumpe (12) zur Bereitstellung wenigstens eines Fluidvolumenstroms (Vf) eines Fluids, aufweisend abhängig von wenigstens einer Stellgröße (16) Betreiben der Fluidpumpe (12) mit einem elektrischen Pumpenstrom (Ips), in einer Notbetriebssituation mit Ausbleiben der Stellgröße (16) Einleiten eines Notbetriebs (24) mit Betreiben der Fluidpumpe (12) mit einer in Bezug auf eine Fluidtemperatur (Tf) des Fluids temperaturunabhängigen vorgegebenen Sollpumpendrehzahl (nps) und dabei Begrenzung des Pumpenstroms (Ips) höchstens auf einen ersten Maximalstromwert (Ipmax1). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fluidpumpe (12) und eine Hydraulikvorrichtung.

Figure DE102023126073A1_0000
The invention relates to a method for pump operation (10) of an electrically operated fluid pump (12) for providing at least one fluid volume flow (Vf) of a fluid, comprising operating the fluid pump (12) with an electrical pump current (Ips) as a function of at least one manipulated variable (16), and initiating, in an emergency operating situation with the absence of the manipulated variable (16), an emergency operation (24) with operation of the fluid pump (12) at a predetermined target pump speed (nps) that is temperature-independent with respect to a fluid temperature (Tf) of the fluid, and limiting the pump current (Ips) to at most a first maximum current value (Ipmax1). The invention further relates to a fluid pump (12) and a hydraulic device.
Figure DE102023126073A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fluidpumpe und eine Hydraulikvorrichtung.The invention relates to a method according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a fluid pump and a hydraulic device.

In DE 10 2021 104 238 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hydraulikvorrichtung beschrieben, bei dem eine Pumpendrehzahl einer Fluidpumpe für einen Umschaltvorgang voreingestellt wird.In DE 10 2021 104 238 A1 A method for controlling a hydraulic device is described in which a pump speed of a fluid pump is preset for a switching process.

Wird die Fluidpumpe zur Bereitstellung eines Fluidvolumenstroms beispielsweise zur Kühlung einer Fahrzeugkomponente eingesetzt, wird die Pumpendrehzahl üblicherweise abhängig von wenigstens einer Stellgröße eingestellt. Bleibt die Stellgröße in einer Notbetriebssituation aufgrund eines Fehlers aus, kann die Fluidpumpe nicht mehr zuverlässig und gezielt betrieben werden und die Kühlung der Fahrzeugkomponente kann unzureichend sein.If the fluid pump is used to provide a fluid flow rate, for example, to cool a vehicle component, the pump speed is typically adjusted based on at least one control variable. If the control variable is missing in an emergency operation situation due to a fault, the fluid pump can no longer be operated reliably and precisely, and the cooling of the vehicle component may be inadequate.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Fluidpumpe in einer Notbetriebssituation zuverlässig und sicher zu betreiben. Die von dem Fluidvolumenstrom versorgte Fahrzeugkomponente soll ausreichend mit einem Fluidvolumenstrom versorgt werden.The object of the present invention is to operate the fluid pump reliably and safely in an emergency operating situation. The vehicle component supplied by the fluid volume flow should be supplied with a sufficient fluid volume flow.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann die Fluidpumpe bei der Notbetriebssituation zuverlässig und sicher betrieben werden. Eine Überlastung der Fluidpumpe kann verhindert werden. Die Fahrzeugkomponente kann einen ausreichenden Fluidvolumenstrom erhalten. Die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Fahrzeugkomponente nimmt zu.At least one of these objects is achieved by a method having the features of claim 1. This allows the fluid pump to be operated reliably and safely in an emergency operating situation. Overloading of the fluid pump can be prevented. The vehicle component can receive a sufficient fluid volume flow. The safety and reliability of the vehicle component are increased.

Die Fluidpumpe kann in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder Zweiradfahrzeug sein. Das Kraftfahrzeug kann ein Elektrofahrzeug sein.The fluid pump can be arranged in a vehicle. The vehicle can be a motor vehicle or a two-wheeled vehicle. The motor vehicle can be an electric vehicle.

Die Fluidpumpe kann eine Zahnradpumpe sein. Die Fluidpumpe kann als Reversierpumpe ausgeführt sein und bei Drehung in eine erste Drehrichtung hauptsächlich einen Fluiddruck des Fluids und in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung hauptsächlich einen Fluidvolumenstrom, insbesondere zur Kühlung und/oder Schmierung, bereitstellen.The fluid pump may be a gear pump. The fluid pump may be designed as a reversing pump and, when rotating in a first direction of rotation, primarily provide a fluid pressure of the fluid and, when rotating in an opposite second direction of rotation, primarily provide a fluid volume flow, in particular for cooling and/or lubrication.

Die Fluidpumpe kann drehzahlgesteuert oder drehzahlgeregelt, insbesondere abhängig von der Stellgröße als Eingangsgröße, betrieben werden. Bei Ausbleiben der Stellgröße in der Notbetriebssituation kann die Eingangsgröße zur Ansteuerung (Steuerung, Regelung) der Fluidpumpe zur Einstellung der Pumpendrehzahl ausbleiben. Die Stellgröße kann ein Betriebsparameter, beispielsweise eine Temperatur, der Fahrzeugkomponente, ein Fluiddruck des Fluids und/oder eine Fluidtemperatur des Fluids sein. Die Stellgröße kann gemessen oder berechnet sein.The fluid pump can be operated with a speed-controlled or speed-regulated control, particularly depending on the manipulated variable as the input variable. If the manipulated variable is missing in an emergency operation situation, the input variable for controlling (open-loop or closed-loop control) the fluid pump to adjust the pump speed can be missing. The manipulated variable can be an operating parameter, such as a temperature of the vehicle component, a fluid pressure of the fluid, and/or a fluid temperature of the fluid. The manipulated variable can be measured or calculated.

Die Notbetriebssituation kann bei einem Fehler des Elektromotors und/oder dessen elektrischer Ansteuerung, beispielsweise eines Wechselrichters, aufkommen.The emergency operation situation can arise if there is a fault in the electric motor and/or its electrical control, for example an inverter.

Der zur Bereitstellung eines gegebenen Fluidvolumenstroms bei gegebener elektrischer Pumpenspannung benötigte Pumpenstrom ist abhängig von einer Fluidtemperatur des Fluids, insbesondere aufgrund von Temperatureinflüssen der Fluidviskosität und temperaturabhängige Fluiddruckunterschiede. Bei erhöhten Druckunterschieden auf der Eingangsseite (Saugseite) der Fluidpumpe können auch Kavitationseinflüsse eine Rolle spielen. Der benötigte Pumpenstrom für einen gegebenen Fluidvolumenstrom nimmt nichtlinear mit fallender Fluidtemperatur zu.The pump current required to provide a given fluid volume flow at a given electrical pump voltage depends on the fluid temperature, particularly due to temperature influences of the fluid viscosity and temperature-dependent fluid pressure differences. With increased pressure differences on the inlet side (suction side) of the fluid pump, cavitation influences can also play a role. The required pump current for a given fluid volume flow increases nonlinearly with decreasing fluid temperature.

Der erste Maximalpumpenstrom kann ein maximal zulässiger elektrischer Dauerstrom sein, den die Fluidpumpe und/oder deren Ansteuerung ohne Beeinträchtigungen aushält.The first maximum pump current can be a maximum permissible continuous electrical current that the fluid pump and/or its control can withstand without impairment.

Das Fluid kann ein Öl, insbesondere ein Hydrauliköl, sein.The fluid may be an oil, in particular a hydraulic oil.

Während des Notbetriebs wird die Fluidpumpe insbesondere ohne Kenntnis der vorhandenen Fluidtemperatur betrieben.During emergency operation, the fluid pump is operated without knowledge of the existing fluid temperature.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Begrenzung des Pumpenstroms in Bezug auf die Fluidtemperatur temperaturunabhängig durchgeführt wird. Bevorzugt wird der Notbetrieb insgesamt in Bezug auf die Fluidtemperatur temperaturunabhängig durchgeführt. Die Fluidtemperatur während des Notbetriebs kann unterhalb von 0°C sein.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the pump flow limitation is implemented independently of the fluid temperature. Preferably, the emergency operation is implemented independently of the fluid temperature. The fluid temperature during emergency operation can be below 0°C.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Begrenzung des Pumpenstroms durch eine unmittelbare Vorgabe des ersten Maximalstromwerts erfolgt. Der erste Maximalstromwert kann abhängig von einer vorgegebenen maximalen Temperatur, insbesondere der Fluidpumpe und/oder der elektrischen Ansteuerung der Fluidpumpe, festgelegt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the pump current is limited by directly specifying the first maximum current value. The first maximum current value can be determined depending on a predetermined maximum temperature, in particular of the fluid pump and/or the electrical control of the fluid pump.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die Begrenzung des Pumpenstroms durch eine Vorgabe eines elektrischen Maximalleistungswerts erfolgt, woraus bei einer gegebenen elektrischen Pumpenspannung ein zweiter Maximalstromwert berechnet und der Pumpenstrom auf höchstens den zweiten Maximalstromwert begrenzt wird. Der zweite Maximalstromwert Ipmax2 kann aus dem Maximalleistungswert und der Pumpenspannung wie folgt berechnet werden I p m a x 2 = P p m a x U p

Figure DE102023126073A1_0001
A preferred embodiment of the invention is advantageous in which the limitation of the pump current is achieved by specifying a maximum electrical power value, from which a second maximum current value is calculated for a given electrical pump voltage and the pump current is limited to a maximum of the second maximum current value. The second maximum current value Ipmax2 can be calculated from the maximum power value and the pump voltage as follows I p m a x 2 = P p m a x U p
Figure DE102023126073A1_0001

Der zweite Maximalstromwert kann den ersten Maximalstromwert bilden.The second maximum current value can form the first maximum current value.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Pumpenstrom auf den kleineren der beiden Maximalstromwerte (erster Maximalstromwert, zweiter Maximalstromwert) begrenzt wird. Ist der zweite Maximalstromwert kleiner als der erste Maximalstromwert, kann der Pumpenstrom höchstens auf den zweiten Maximalstromwert begrenzt sein. Ist der erste Maximalstromwert kleiner als der zweite Maximalstromwert, kann der Pumpenstrom höchstens auf den ersten Maximalstromwert begrenzt werden.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the pump current is limited to the smaller of the two maximum current values (first maximum current value, second maximum current value). If the second maximum current value is smaller than the first maximum current value, the pump current can be limited to a maximum of the second maximum current value. If the first maximum current value is smaller than the second maximum current value, the pump current can be limited to a maximum of the first maximum current value.

Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Begrenzung der Pumpenspannung abhängig von dem Maximalleistungswert erfolgt. Der Maximalspannungswert kann abhängig von dem Maximalleistungswert und dem ersten Maximalstromwert wie folgt berechnet werden U p m a x = P p m a x I p m a x 1

Figure DE102023126073A1_0002
In a preferred embodiment of the invention, the pump voltage is limited depending on the maximum power value. The maximum voltage value can be calculated as follows depending on the maximum power value and the first maximum current value: U p m a x = P p m a x I p m a x 1
Figure DE102023126073A1_0002

Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sollpumpendrehzahl abhängig von einem Mindestfluidvolumenstrom vorgegeben ist. Der Mindestfluidvolumenstrom kann zwischen 1 und 10 Liter, bevorzugt zwischen 2 und 6 Liter pro Minute, besonders bevorzugt zwischen 2,5 und 4,5 Liter pro Minute, liegen. Der Mindestfluidvolumenstrom kann 3 Liter pro Minute sein.In a preferred embodiment of the invention, the target pump speed is predetermined depending on a minimum fluid volume flow. The minimum fluid volume flow can be between 1 and 10 liters, preferably between 2 and 6 liters per minute, particularly preferably between 2.5 and 4.5 liters per minute. The minimum fluid volume flow can be 3 liters per minute.

Die Sollpumpendrehzahl kann derart vorgegeben werden, dass ein Mindestfluidvolumenstrom erreicht wird. Der Mindestfluidvolumenstrom kann der zur Kühlung wenigstens einer Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Elektromotors, vorgesehene kleinstmögliche Fluidvolumenstrom sein. Ein Fluidvolumenstrom unterhalb des Mindestfluidvolumenstrom kann eine ausreichende Kühlung der Fahrzeugkomponente nicht mehr erreichen.The target pump speed can be specified such that a minimum fluid volume flow is achieved. The minimum fluid volume flow can be the smallest possible fluid volume flow intended for cooling at least one vehicle component, in particular an electric motor. A fluid volume flow below the minimum fluid volume flow can no longer achieve sufficient cooling of the vehicle component.

Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in dem Notbetrieb die Begrenzung des Pumpenstroms vorrangig gegenüber der Einhaltung der Sollpumpendrehzahl ist. Dadurch kann eine elektrische und thermische Überlastung der Fluidpumpe und/oder der elektrischen Ansteuerung der Fluidpumpe verhindert werden.In a specific embodiment of the invention, it is advantageous if, in emergency operation, limiting the pump current takes priority over maintaining the target pump speed. This can prevent electrical and thermal overload of the fluid pump and/or the electrical control of the fluid pump.

Weiterhin wird im Rahmen der Erfindung zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben eine Fluidpumpe mit den Merkmalen nach Anspruch 9 vorgeschlagen.Furthermore, within the scope of the invention, a fluid pump having the features of claim 9 is proposed to solve at least one of the above-mentioned problems.

Weiterhin wird im Rahmen der Erfindung zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben eine Hydraulikvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 vorgeschlagen. Die Fahrzeugkomponente kann ein Elektromotor des Fahrzeugs sein. Der Elektromotor kann ein Antriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs aufbauen. Der Elektromotor kann in einer elektrischen Antriebsachse (E-Achse) des Fahrzeugs angeordnet sein.Furthermore, within the scope of the invention, to achieve at least one of the aforementioned objects, a hydraulic device with the features of claim 10 is proposed. The vehicle component can be an electric motor of the vehicle. The electric motor can generate a drive torque for propelling the vehicle. The electric motor can be arranged in an electric drive axle (E-axle) of the vehicle.

Die Hydraulikvorrichtung kann wenigstens ein Schaltventil zur Steuerung des Fluidvolumenstroms aufweisen. Das Schaltventil kann elektrisch betätigt werden. Das Schaltventil kann ein Elektromagnetventil sein.The hydraulic device may include at least one switching valve for controlling the fluid volume flow. The switching valve may be electrically actuated. The switching valve may be a solenoid valve.

Die Hydraulikvorrichtung kann einen Fluidspeicher aufweisen. Die Fluidpumpe kann den Fluidvolumenstrom aus dem Fluidspeicher speisen. Die Fluidpumpe kann mit einer Zuleitung von dem Fluidspeicher eingangsseitig verbunden sein.The hydraulic device may include a fluid reservoir. The fluid pump may feed the fluid volume flow from the fluid reservoir. The fluid pump may be connected to a supply line from the fluid reservoir on the inlet side.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.Further advantages and advantageous embodiments of the invention emerge from the description of the figures and the illustrations.

FigurenbeschreibungCharacter description

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

  • 1: Ein Verfahren zum Pumpenbetrieb in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
  • 2: Ein Diagramm über einen Fluidvolumenstrom abhängig von einer Fluidtemperatur.
The invention is described in detail below with reference to the figures. They show in detail:
  • 1 : A method for pump operation in a specific embodiment of the invention.
  • 2 : A diagram of a fluid volume flow depending on a fluid temperature.

1 zeigt ein Verfahren zum Pumpenbetrieb in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren zum Pumpenbetrieb 10 wird bei einer elektrisch betriebenen Fluidpumpe 12 zur Bereitstellung wenigstens eines Fluidvolumenstroms Vf eines Fluids angewandt. Der Fluidvolumenstrom Vf kann zur Kühlung einer Fahrzeugkomponente 14, insbesondere eines Elektromotors, eines Fahrzeugs erforderlich sein. Bei einer Notbetriebssituation, bei der beispielsweise der Elektromotor und/oder dessen Ansteuerung einen Fehler aufweist, soll die Fluidpumpe 12 einen Mindestfluidvolumenstrom Vfmin, insbesondere von ungefähr 3 Liter pro Minute bereitstellen, um den Elektromotor ausreichend zu kühlen. Bei unzureichender Kühlung kann der Elektromotor geschädigt werden und es kann zu einer potentiellen Gefährdung der Fahrzeugsicherheit kommen. 1 shows a method for pump operation in a specific embodiment of the invention. The method for pump operation 10 is applied to an electrically operated fluid pump 12 for providing at least one fluid volume flow Vf of a fluid. The fluid volume flow Vf may be required for cooling a vehicle component 14, in particular an electric motor, of a vehicle. In an emergency operating situation in which, for example, the electric motor and/or its control system has a fault, the fluid pump 12 should provide a minimum fluid volume flow Vfmin, in particular of approximately 3 liters per minute, in order to sufficiently cool the electric motor. Insufficient cooling can damage the electric motor and can lead to potential threat to vehicle safety.

Der Fluidvolumenstrom Vf wird durch Betreiben der Fluidpumpe 12 abhängig von wenigstens einer Stellgröße 16 bereitgestellt. Mit der Stellgröße 16 als Eingangsgröße einer Drehzahlsteuerung 18 einer Pumpendrehzahl der Fluidpumpe 12 wird eine einzustellende Pumpendrehzahl berechnet, die durch eine Stromregelung 20 in einen elektrischen Pumpenstrom Ips der Fluidpumpe 12 umgesetzt wird, mit dem die Fluidpumpe 12 betrieben werden soll. Der an der Fluidpumpe 12 bestehende anliegende Pumpenstrom Ipa wird durch eine Stromermittlung 22 ermittelt und an die Stromregelung 20 als Eingangsgröße zurückgegeben.The fluid volume flow Vf is provided by operating the fluid pump 12 as a function of at least one manipulated variable 16. Using the manipulated variable 16 as an input variable to a speed controller 18 of a pump speed of the fluid pump 12, a pump speed to be set is calculated, which is converted by a current controller 20 into an electrical pump current Ips of the fluid pump 12, with which the fluid pump 12 is to be operated. The pump current Ipa present at the fluid pump 12 is determined by a current determination 22 and returned to the current controller 20 as an input variable.

In einer Notbetriebssituation mit Ausbleiben der Stellgröße 16, die die Eingangsgröße der Drehzahlregelung der Fluidpumpe 12 darstellt, erfolgt ein Einleiten eines Notbetriebs 24 mit Betreiben der Fluidpumpe 12 mit einer in Bezug auf eine Fluidtemperatur Tf des Fluids temperaturunabhängigen vorgegebenen Sollpumpendrehzahl nps und dabei Begrenzung des Pumpenstroms Ips auf höchstens einen ersten Maximalstromwert Ipmax1. Dadurch kann der durch die Sollpumpendrehzahl nps bereitgestellte Fluidvolumenstrom Vf eine ausreichende Kühlung des Elektromotors bewirken und die Strombegrenzung des Pumpenstroms Ips auf den ersten Maximalstromwert Ipmax1 kann die Ansteuerung der Fluidpumpe 12 und/oder die Fluidpumpe 12 vor einer elektrischen und thermischen Überbelastung schützen. Die Sollpumpendrehzahl nps ist abhängig von dem Mindestfluidvolumenstrom Vfmin vorgegeben.In an emergency operation situation with the absence of the manipulated variable 16, which represents the input variable for the speed control of the fluid pump 12, an emergency operation 24 is initiated with the fluid pump 12 operating at a predetermined target pump speed nps that is temperature-independent with respect to a fluid temperature Tf of the fluid and the pump current Ips is limited to a maximum of a first maximum current value Ipmax1. As a result, the fluid volume flow Vf provided by the target pump speed nps can ensure sufficient cooling of the electric motor, and the current limitation of the pump current Ips to the first maximum current value Ipmax1 can protect the control of the fluid pump 12 and/or the fluid pump 12 from electrical and thermal overload. The target pump speed nps is predetermined as a function of the minimum fluid volume flow Vfmin.

Der Notbetrieb 24 wird in Bezug auf die Fluidtemperatur Tf temperaturunabhängig durchgeführt, also auch bei einer Fluidtemperatur Tf unterhalb von 0°C. Die Begrenzung des Pumpenstroms Ips erfolgt durch eine unmittelbare Vorgabe des ersten Maximalstromwerts Ipmax1 einerseits, aber andererseits auch durch Vorgabe eines elektrischen Maximalleistungswerts Ppmax, woraus durch eine Stromberechnung 26 bei einer gegebenen elektrischen Pumpenspannung Up ein zweiter Maximalstromwert Ipmax2 berechnet wird.The emergency operation 24 is carried out independently of the temperature with respect to the fluid temperature Tf, i.e. even at a fluid temperature Tf below 0°C. The limitation of the pump current Ips is achieved by directly specifying the first maximum current value Ipmax1 on the one hand, but also by specifying an electrical maximum power value Ppmax on the other hand, from which a second maximum current value Ipmax2 is calculated by a current calculation 26 for a given electrical pump voltage Up.

Der zweite Maximalstromwert Ipmax2 kann aus der Versorgungsspannung, dem Eingangsstrom und der Pumpenspannung Up wie folgt berechnet werden I p m a x 2 = P p m a x U p

Figure DE102023126073A1_0003
The second maximum current value Ipmax2 can be calculated from the supply voltage, the input current and the pump voltage Up as follows I p m a x 2 = P p m a x U p
Figure DE102023126073A1_0003

Der Pumpenstrom wird alternativ oder zusätzlich höchstens durch den zweiten Maximalstromwert Ipmax2 begrenzt. Je nachdem welcher der beiden Maximalstromwerte Ipmax1, Ipmax2 kleiner ist, entscheidet über die Begrenzung des Pumpenstroms Ips, als wie hoch der Pumpenstrom Ips höchstens sein kann.The pump current is limited, alternatively or additionally, by the second maximum current value Ipmax2. Depending on which of the two maximum current values Ipmax1 or Ipmax2 is smaller, the pump current limitation Ips determines how high the pump current Ips can be at most.

Mit dem hier gestrichelt gezeichneten Verbindungspfeil angedeutet kann alternativ die Pumpenspannung Up auf einen Maximalspannungswert Upmax begrenzt werden. Der Maximalspannungswert Upmax kann abhängig von dem Maximalleistungswert Ppmax und dem ersten Maximalstromwert Ipmax1 wie folgt berechnet werden U p m a x = P p m a x I p m a x 1

Figure DE102023126073A1_0004
Alternatively, the pump voltage Up can be limited to a maximum voltage value Upmax using the dashed connecting arrow shown here. The maximum voltage value Upmax can be calculated as follows, depending on the maximum power value Ppmax and the first maximum current value Ipmax1. U p m a x = P p m a x I p m a x 1
Figure DE102023126073A1_0004

2 zeigt ein Diagramm über einen Fluidvolumenstrom abhängig von einer Fluidtemperatur. Der von der Fluidpumpe bereitgestellte Fluidvolumenstrom Vf zur Kühlung einer Fahrzeugkomponente, beispielsweise des Elektromotors, des Fahrzeugs wird abhängig von der Fluidtemperatur Tf des Fluids aufgebaut. Mit steigender Fluidtemperatur Tf nimmt der Fluidvolumenstrom 28 bei einem Normalbetrieb der Fluidpumpe zu. 2 shows a diagram of a fluid volume flow as a function of a fluid temperature. The fluid volume flow Vf provided by the fluid pump for cooling a vehicle component, such as the electric motor, is determined depending on the fluid temperature Tf of the fluid. As the fluid temperature Tf increases, the fluid volume flow 28 increases during normal operation of the fluid pump.

Bei einem auftretenden Fehler und dadurch Einleiten einer Notbetriebssituation, wird die Fluidpumpe durch einen Notbetrieb betrieben, bei dem die Fluidpumpe mit einer in Bezug auf eine Fluidtemperatur Tf des Fluids temperaturunabhängigen vorgegebenen Sollpumpendrehzahl betrieben werden kann und dadurch den konstanten Fluidvolumenstrom 30 bereitstellt.If an error occurs and an emergency operation situation is thereby initiated, the fluid pump is operated by an emergency operation in which the fluid pump can be operated at a predetermined target pump speed that is independent of the fluid temperature Tf of the fluid and thus provides the constant fluid volume flow 30.

In Untersuchungen wurde erkannt, dass diese Einstellung einer konstanten Sollpumpendrehzahl unzureichend ist, da bei niedriger Fluidtemperatur der elektrische Pumpenstrom übermäßig werden kann und zu einem Versagen der Fluidpumpe oder deren Ansteuerung führt.Investigations have shown that this setting of a constant target pump speed is insufficient because at low fluid temperatures the electrical pump current can become excessive and lead to failure of the fluid pump or its control.

Deshalb wird die Fluidpumpe in dem Notbetrieb nicht nur mit der temperaturunabhängigen vorgegebenen Sollpumpendrehzahl, sondern dabei auch mit Begrenzung des Pumpenstroms auf den ersten Maximalstromwert betrieben. Diese Strombegrenzung kommt insbesondere bei Fluidtemperaturen kleiner als 0°C vor, was an dem bei niedrigen Temperaturen bis zu dem Mindestfluidvolumenstrom stetig ansteigenden Fluidvolumenstrom 32 erkennbar ist.Therefore, in emergency mode, the fluid pump is operated not only at the temperature-independent specified target pump speed, but also with the pump current limited to the first maximum current value. This current limitation occurs particularly at fluid temperatures below 0°C, which is evident from the fluid volume flow 32 steadily increasing at low temperatures up to the minimum fluid volume flow.

Zusätzlich oder alternativ kann die Begrenzung des Pumpenstroms eine Vorgabe eines elektrischen Maximalleistungswerts einbeziehen, woraus bei gegebener Pumpenspannung der zweite Maximalstromwert berechnet und vorgegeben wird. Dadurch ergibt sich der Fluidvolumenstrom 34, der zwischen 0°C und -10°C bis zu dem Mindestfluidvolumenstrom langsamer ansteigt, als wenn der Pumpenstrom unmittelbar durch unmittelbare Vorgabe des ersten Maximalstromwerts begrenzt wird.Additionally or alternatively, the limitation of the pump current can include a specification of a maximum electrical power value, from which the second maximum current value is calculated and specified for a given pump voltage. This results in the fluid volume flow 34, which is between 0°C and -10°C up to the minimum fluid volume. lumen flow increases more slowly than if the pump current is directly limited by directly specifying the first maximum current value.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Verfahren zum PumpenbetriebPump operation procedures
1212
FluidpumpeFluid pump
1414
FahrzeugkomponenteVehicle component
1616
StellgrößeControl variable
1818
DrehzahlsteuerungSpeed control
2020
StromregelungCurrent control
2222
StromermittlungCurrent determination
2424
NotbetriebEmergency operation
2626
StromberechnungElectricity calculation
2828
FluidvolumenstromFluid volume flow
3030
FluidvolumenstromFluid volume flow
3232
FluidvolumenstromFluid volume flow
3434
FluidvolumenstromFluid volume flow
IpaIPA
anliegender Pumpenstromapplied pump current
Ipmax1Ipmax1
erster Maximalstromwertfirst maximum current value
Ipmax2Ipmax2
zweiter Maximalstromwertsecond maximum current value
IpsIPS
PumpenstromPump current
PpmaxPpmax
MaximalleistungswertMaximum power value
TfTf
FluidtemperaturFluid temperature
UpUp
PumpenspannungPump voltage
UpmaxUpmax
MaximalspannungswertMaximum voltage value
VfVf
FluidvolumenstromFluid volume flow
VfminVfmin
MindestfluidvolumenstromMinimum fluid volume flow
npsnps
SollpumpendrehzahlTarget pump speed

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2021 104 238 A1 [0002]DE 10 2021 104 238 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Pumpenbetrieb (10) einer elektrisch betriebenen Fluidpumpe (12) zur Bereitstellung wenigstens eines Fluidvolumenstroms (Vf) eines Fluids, aufweisend abhängig von wenigstens einer Stellgröße (16) Betreiben der Fluidpumpe (12) mit einem elektrischen Pumpenstrom (Ips), in einer Notbetriebssituation mit Ausbleiben der Stellgröße (16) Einleiten eines Notbetriebs (24) mit Betreiben der Fluidpumpe (12) mit einer in Bezug auf eine Fluidtemperatur (Tf) des Fluids temperaturunabhängigen vorgegebenen Sollpumpendrehzahl (nps) und dabei Begrenzung des Pumpenstroms (Ips) höchstens auf einen ersten Maximalstromwert (Ipmax1).A method for pump operation (10) of an electrically operated fluid pump (12) for providing at least one fluid volume flow (Vf) of a fluid, comprising operating the fluid pump (12) with an electrical pump current (Ips) as a function of at least one manipulated variable (16), in an emergency operating situation with the absence of the manipulated variable (16), initiating an emergency operation (24) with operating the fluid pump (12) at a predetermined target pump speed (nps) that is temperature-independent with respect to a fluid temperature (Tf) of the fluid, and thereby limiting the pump current (Ips) to at most a first maximum current value (Ipmax1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Pumpenstroms (Ips) in Bezug auf die Fluidtemperatur (Tf) temperaturunabhängig durchgeführt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the limitation of the pump flow (Ips) with respect to the fluid temperature (Tf) is carried out independently of the temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Pumpenstroms (Ips) durch eine unmittelbare Vorgabe des ersten Maximalstromwerts (Ipmax1) erfolgt.Method according to one of the Claims 1 until 2 , characterized in that the limitation of the pump current (Ips) is effected by directly specifying the first maximum current value (Ipmax1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des Pumpenstroms (Ips) durch eine Vorgabe eines elektrischen Maximalleistungswerts (Ppmax) erfolgt, woraus bei einer gegebenen elektrischen Pumpenspannung (Up) ein zweiter Maximalstromwert (Ipmax2) berechnet und der Pumpenstrom (Ips) auf höchstens den zweiten Maximalstromwert (Ipmax2) begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the limitation of the pump current (Ips) is carried out by specifying an electrical maximum power value (Ppmax), from which, for a given electrical pump voltage (Up), a second maximum current value (Ipmax2) is calculated and the pump current (Ips) is limited to at most the second maximum current value (Ipmax2). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstrom (Ips) auf den kleineren der beiden Maximalstromwerte (Ipmax1, Ipmax2) begrenzt wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that the pump current (Ips) is limited to the smaller of the two maximum current values (Ipmax1, Ipmax2). Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Begrenzung der Pumpenspannung (Up) abhängig von dem Maximalleistungswert (Ppmax) erfolgt.Procedure according to Claim 4 or 5 , characterized in that the pump voltage (Up) is limited depending on the maximum power value (Ppmax). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollpumpendrehzahl (nps) abhängig von einem Mindestfluidvolumenstrom (Vfmin) vorgegeben ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the target pump speed (nps) is predetermined as a function of a minimum fluid volume flow (Vfmin). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Notbetrieb (24) die Begrenzung des Pumpenstroms (Ips) vorrangig gegenüber der Einhaltung der Sollpumpendrehzahl (nps) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the emergency operation (24) the limitation of the pump current (Ips) takes priority over maintaining the target pump speed (nps). Fluidpumpe (12) zur Bereitstellung wenigstens eines Fluidvolumenstroms (Vf) eines Fluids abhängig von einem elektrischen Pumpenstrom (Ips), wobei die Fluidpumpe (12) eingerichtet ist, durch ein Verfahren zum Pumpenbetrieb (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche betrieben zu werden.Fluid pump (12) for providing at least one fluid volume flow (Vf) of a fluid as a function of an electrical pump current (Ips), wherein the fluid pump (12) is configured to be operated by a method for pump operation (10) according to one of the preceding claims. Hydraulikvorrichtung umfassend eine Fluidpumpe (12) nach Anspruch 9 und eine durch einen Fluidvolumenstrom (Vf) der Fluidpumpe (12) versorgte Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Fahrzeugkomponente (14) eines Fahrzeugs.Hydraulic device comprising a fluid pump (12) according to Claim 9 and a cooling device supplied by a fluid volume flow (Vf) of the fluid pump (12) for cooling a vehicle component (14) of a vehicle.
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