Verfahren zum Kalibrieren einer Fluidpumpenanordnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Flu ^¬ idpumpenanordnung, ein Fluidsystem, welches ausgeführt ist, dieses Verfahren auszuführen und ein Fahrzeug mit einem solchen Fluidsystem .

Fluidpumpen in Form von Kraftstoffpumpen werden üblicherweise in Fahrzeugen verwendet um einen Kraftstoff, welcher üblicher ^¬ weise als Fluid vorgehalten wird, aus einem Kraftstoffbehälter bzw. Kraftstofftank zu einer Antriebseinheit, welche in diesem Fall üblicherweise als Verbrennungsmotor ausgeführt ist, zu pumpen bzw. zu befördern.

Als Kraftstoffpumpen kommen dabei grundsätzlich sämtliche Pum ^¬ pen in Frage, welche ausgeführt sein, ein Fluid zu pumpen. Eine Kraftstoffpumpe für ein Fahrzeug ist üblicherweise ausgeführt, den Kraftstoff mit einem vorgegebenen bzw. vorgebbaren Kraft ^¬ stoffdruck an den Verbrennungsmotor zu liefern. Weiterhin ist eine Kraftstoffpumpe üblicherweise ausgeführt, einen vorgebba ^¬ ren Volumenstrom des Kraftstoffs zu liefern, also eine bestimme Menge Kraftstoff pro Zeiteinheit (wird üblicherweise in Liter pro Stunde angegeben) .

Herkömmliche Kraftstoffpumpen weisen eine Pumpenstufe, welche auch als Pumpeneinheit bezeichnet werden kann, und einen Pum ^¬ penmotor auf. Der Pumpenmotor ist mit der Pumpenstufe so gekop ^¬ pelt, dass der Motor die Pumpenstufe in Bewegung versetzt und durch diese Bewegung der Kraftstoff gepumpt wird. Der geliefer ^¬ te Volumenstrom der Kraftstoffpumpe ist dabei üblicherweise proportional zu der Drehzahl des Pumpenmotors. Die Pumpenstufe ist über eine KraftstoffZuleitung mit dem

Kraftstoffbehälter gekoppelt oder befindet sich im Kraftstoff ^¬ behälter und ist über eine Kraftstoffableitung mit dem Verbren ^¬ nungsmotor gekoppelt. Um einen vorgebbaren Kraftstoffdruck in der Kraft stoffableitung zu erreichen, ist üblicherweise ein Drucksensor so angeordnet, dass der Kraftstoffdruck erfasst wird. Der erfasste Kraft stoffdruck wird verwendet, um die Dreh ^¬ zahl des Pumpenmotors zu variieren, wenn der Kraftstoffdruck in der Kraft stoffableitung verändert werden soll.

Es gibt neben Fluidpumpenanordnungen mit zumindest einem Druck ^¬ sensor in der Fluidableitung auch Fluidpumpenanordnungen, die über keinen Drucksensor in der Fluidableitung verfügen und bei denen der Fluiddruck in der Fluidableitung über Parameter des Pumpenmotors und/oder der Pumpenstufe vorgegeben wird. Solche Fluidpumpenanordnungen werden im Rahmen dieser Beschreibung als „sensorlose Fluidpumpenanordnungen" bezeichnet, wobei hiermit der Verzicht auf einen Drucksensor in der Fluidableitung der Fluidpumpenanordnung gemeint ist.

Als Pumpenvorrichtung kann beispielsweise ein drehzahlgeregel ^¬ tes System (beispielsweise mit einem Synchronmotor in der Aus ^¬ führungsform als Permanentmagnet-Motor, insbesondere mit Perma ^¬ nentmagnet-Rotor) eingesetzt werden, da die Drehzahl des Pum ^¬ penmotors proportional zu dem Volumenstrom ist. Wird bei kon ^¬ stantem Volumenstrom die Drehzahl erhöht, steigt damit auch der Druck in der Kraftstoffableitung . Alternativ kann die Pumpen ^¬ vorrichtung auch einen Gleichstrommotor aufweisen, der keine Drehzahlregelung aufweist bzw. erfordert. Das Verhalten im Ein ^¬ zelfall ist abhängig von der sogenannten Drucksteifheit der Pumpenstufe .

Es kann als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, ein Ver ^¬ fahren zum Kalibrieren einer sensorlosen Fluidpumpenanordnung anzugeben, welches die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht. Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Kalib ^¬ rieren einer Fluidpumpenanordnung angegeben. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Einstellen eines Volumen ^¬ stroms in einer Fluidableitung der Fluidpumpenanordnung; Ermit ^¬ teln eines dem Volumenstrom zugeordneten Fluiddrucks in der Fluidableitung; Ermitteln eines dem Volumenstrom zugeordneten Pumpenstroms eines Pumpenmotors der Fluidpumpenanordnung. Die vorangehenden Schritte werden jeweils während einer ersten Pha ^¬ se steigenden Fluiddrucks in der Fluidableitung zur Ermittlung eines ersten Wertepaares aus Volumenstrom und Pumpenstrom und während einer zweiten Phase fallenden Fluiddrucks in der Flui ^¬ dableitung zur Ermittlung eines zweiten Wertepaares aus Volu ^¬ menstrom und Pumpenstrom durchgeführt.

Hierdurch wird ermöglicht, eine sensorlose Fluidpumpenanordnung so zu kalibrieren, dass ein Fluiddruck in der Fluidableitung an Hand des Pumpenstroms und des Volumenstroms vorgegeben werden kann, so dass eine Ermittlung bzw. Messung des Fluiddrucks in der Fluidableitung nicht mehr erforderlich ist.

Zum Kalibrieren kann eine Druckreglereinheit genutzt werden, welchen in Abhängigkeit der Konfiguration der Druckreglerein ^¬ heit einen definierten Volumenstrom bei einem zugeordneten Flu ^¬ iddruck passieren lässt. Das heißt, basierend auf dem Volumen ^¬ strom kann rückgeschlossen werden auf den anliegenden Fluid ^¬ druck. Die Druckreglereinheit ist dabei so angeordnet, dass ein von der Fluidpumpenanordnung geliefertes Fluid (Volumenstrom in einer Fluidableitung) die Druckreglereinheit passieren muss. Somit ist der Volumenstrom in der Fluidableitung gleich dem Vo ^¬ lumenstrom, welcher die Druckreglereinheit passiert. Mit dem nun bekannten Volumenstrom des Fluids wird ein Druck ermittelt, welcher erforderlich ist, damit die Druckreglerein ^¬ heit genau diesen Volumenstrom zulässt. Dies kann beispielswei ^¬ se erfolgen, indem auf eine Kennlinie oder ein Datenblatt der Druckreglereinheit zurückgegriffen wird, welcher genau diese Zuordnung von Druck x bei Volumenstrom y entnommen werden kann. Dieser Zugriff kann beispielsweise auch erfolgen, indem die entsprechenden Daten aus einer Speichereinheit entnommen wer ^¬ den, welche ausgeführt ist, die entsprechenden Daten elektro ^¬ nisch vorzuhalten.

Anschließend wird ein Pumpenstrom ermittelt, welcher nötig is damit der Pumpenmotor der Fluidpumpenanordnung den besagten Fluiddruck liefert. Im Ergebnis liegen sodann Wertepaare aus Pumpenstrom und Volumenstrom vor, welche einem Fluiddruck in der Fluidableitung zugeordnet werden.

Basierend auf dieser Zuordnung kann ein Kennlinienfeld der Flu ^¬ idpumpenanordnung kalibriert werden.

Auf Grund von Bauteiltoleranzen oder Fertigungstoleranzen und/oder nutzungsbedingten Verschleißes der Fluidpumpenanord ^¬ nung kann eine regelmäßige Kalibrierung erforderlich sein, wel ^¬ che mittels des hier beschriebenen Verfahrens bereitgestellt wird. Eine sensorlose Fluidpumpenanordnung kann eine Kalibrie ^¬ rung mit mehreren Arbeitspunkten erfordern, um das Verhalten der Fluidpumpenanordnung an sich ändernde Bedingungen anzupas ^¬ sen, d.h. die Fluidpumpenanordnung zu kalibrieren.

Das Verfahren wie hierin beschrieben sieht vor, dass der Flu ^¬ iddruck in der Fluidableitung erhöht wird und während dieser Phase ansteigenden Fluiddrucks ein erstes Wertepaar aus Volu ^¬ menstrom und Pumpenstrom ermittelt und einem Fluiddruck zuge ^¬ ordnet wird und der gleiche Schritt während einer zweiten Phase fallenden Fluiddrucks die gleichen Schritte durchgeführt wer ^¬ den. Damit wird ein Verhalten der Druckreglereinheit berück ^¬ sichtigt, welche als „Druckhysterese" oder „Volumenstromhyste ^¬ rese" bezeichnet werden kann.

In der Phase ansteigenden Volumenstroms bzw. Drucks ist ein er ^¬ forderlicher Pumpenstrom höher als in einer Phase fallenden Vo ^¬ lumenstroms bzw. Drucks, um den jeweils gleichen Fluiddruck in der Fluidableitung zu erzielen. Diese Eigenschaft kann sich aus dem Verhalten der Druckreglereinheit ergeben und wird mittels des hierin beschriebenen Verfahrens genutzt, um die Kalibrie ^¬ rungsgenauigkeit zu erhöhen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Schritte Einstellen eines Volumenstroms in einer Fluidableitung der Flu ^¬ idpumpenanordnung; Ermitteln eines dem Volumenstrom zugeordne ^¬ ten Fluiddrucks in der Fluidableitung; Ermitteln eines dem Vo ^¬ lumenstrom zugeordneten Pumpenstroms eines Pumpenmotors der Fluidpumpenanordnung während der ersten Phase steigenden Flu ^¬ iddrucks in der Fluidableitung für zwei unterschiedliche Volu ^¬ menströme durchgeführt, um ein weiteres Wertepaar aus Volumen ^¬ strom und Pumpenstrom zu ermitteln.

Der diesem weiteren Wertepaar zu Grunde liegende Volumenstrom ändert sich mit Bezug zu dem ersten Wertepaar. Somit wird auch ein anderer Fluiddruck in der Fluidableitung erzeugt. Dies er ^¬ möglicht es, ein geändertes Wertepaar Volumenstrom und Pumpen ^¬ strom für den sich einstellenden Fluiddruck zu ermitteln.

Somit ergeben sich drei Wertepaare Volumenstrom und Pumpenstrom sowie zugeordneter Fluiddruck, welche es ermöglichen, eine Steilheit der Kennlinie der Fluidpumpenanordnung, einen Abso ^¬ lutwert eines Arbeitspunktes und eine Spreizung des Kennfelds (welcher Pumpenstrom entspricht welchem Fluiddruck) genauer zu ermitteln. Insbesondere werden diese Werte ermittelt, ohne dass ein Drucksensor in der Fluidableitung angeordnet sein muss, we ^¬ der für den Betrieb der Fluidpumpenanordnung, noch für die Pha ^¬ se der Kalibrierung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Schritte Einstellen eines Volumenstroms in einer Fluidableitun der Fluidpumpenanordnung; Ermitteln eines dem Volumenstrom zu ^¬ geordneten Fluiddrucks in der Fluidableitung; Ermitteln eines dem Volumenstrom zugeordneten Pumpenstroms eines Pumpenmotors der Fluidpumpenanordnung während der zweiten Phase fallenden Fluiddrucks in der Fluidableitung für zwei unterschiedliche Vo lumenströme durchgeführt, um ein weiteres Wertepaar aus Volu ^¬ menstrom und Pumpenstrom zu ermitteln.

Damit können beispielsweise folgende Konstellationen für das Ermitteln von Wertepaaren Volumenstrom/Pumpenstrom ermöglicht werden: a) in der ersten Phase zwei Wertepaare und in der zwei ^¬ ten Phase ein Wertepaar; b) in der ersten Phase und in der zweiten Phase jeweils zwei Wertepaare; c) in der ersten Phase ein Wertepaar und in der zweiten Phase zwei Wertepaare.

Mit jedem zusätzlich ermittelten Wertepaar kann die Genauigkeit der Kalibrierung erhöht werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Einstellen des Volumenstroms in der Fluidableitung der Fluid- pumpenanordnung folgenden Sehritt auf: Einstellen einer Dreh- zahl des Pumpenmotors.

Die Drehzahl des Pumpenmotors kann als proportional zu dem ge ^¬ lieferten Volumenstrom betrachtet werden. Damit kann über die Angabe bzw. Vorgabe der Drehzahl des Pumpenmotors eine Größe herangezogen werden, welche in manchen Pumpenmotoren mittelbar oder unmittelbar beeinflusst werden kann und ein Äquivalent zu dem Volumenstrom darstellt. In dieser Ausführungsform wird die Angabe des Volumenstroms in den Wertepaaren für die Kennlinie durch die Drehzahl des Pum ^¬ penmotors ersetzt, so dass das Wertepaar einen Pumpenstrom und eine Drehzahl des Pumpenmotors aufweist, welche einem bestimm ^¬ ten Fluiddruck zugeordnet sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Zuordnen eines Wertepaares aus Volumenstrom und Pumpenstrom zu dem Fluiddruck in der Flui- dableitung .

Über diesen Schritt wird erreicht, dass ein Kennlinienfeld der Fluidpumpenanordnung kalibriert wird, indem das Kennlinienfeld so verschoben und/oder verändert wird, dass ein Punkt des Kenn ^¬ linienfeldes mit einem Wertepaar koinzidiert.

Insbesondere, wenn auf Grund der Hysterese der Druckreglerein ^¬ heit mehr als zwei Wertepaare bereitgestellt werden, können mit einem Druckregler zwei verschiedene Werte für den Fluiddruck ermittelt werden, welche eine Kalibrierung sowohl der absoluten Anordnung, der Steigung und der Spreizung des Kennlinienfelds ermöglichen .

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die ermittel- ten Wertepaare aus Volumenstrom und Pumpenstrom verwendet, um ein Drehzahl-Strom-Druck-Kennlinienfeld der Fluidpumpenanord- nung zu kalibrieren.

Das Kennlinienfeld enthält zumindest eine, bevorzugt jedoch ei ^¬ ne Mehrzahl von Kennlinien. Bei einer solchen Kennlinie handelt es sich um eine isobare Kennlinie (druck-konstante Darstel ^¬ lungsform bzw. Drucklinien) in einem Diagramm, welches die Stromstärke (üblicherweise angegeben in Ampere) über der Pum- penmotordrehzahl (üblicherweise angegeben in Umdrehungen pro Minute) aufträgt und einem bestimmten Fluiddruck in der Flui- dableitung entspricht. Die Kennlinie verläuft dabei so, dass der bestimmte Fluiddruck in der Fluidableitung sich bei ver ^¬ schiedenen Konstellationen der Stromstärke und der Drehzahl einstellen kann, d. h., es gibt zu einem Fluiddruck nicht einen bestimmten Punkt in dem Diagramm, sondern mehrere Punktepaare (Kennlinie) .

Das Auslesen der Stromstärke, welche einem Fluiddruck zugeord ^¬ net ist, aus einer Kennlinie ermöglicht es, dass die für das Hervorrufen eines Fluiddrucks in der Fluidableitung benötigte Stromstärke nicht in einem aufwändigen Rechenvorgang algorith ^¬ misch ermittelt werden muss. Die Stromstärke wird durch einen Zugriff auf eine hinterlegte Kennlinie ermittelt, insbesondere aus einem Kennfeld ausgelesen.

Es können mehrere Kennlinien für eine Vielzahl von unterschied ^¬ lichen Fluiddruckwerten in der Fluidableitung vorgehalten wer ^¬ den. In Abhängigkeit des gewünschten bzw. vorgegebenen Fluid ^¬ drucks in der Fluidableitung wird auf die entsprechende Kennli ^¬ nie zugegriffen, um die benötigte Stromstärke für den Pumpenmo ^¬ tor zu ermitteln.

Solche Kennlinienfelder ermöglichen es, eine Fluidpumpenanord- nung so zu betreiben, dass in der Fluidableitung ein gewünsch ^¬ ter Fluiddruck bereitgestellt wird, ohne dafür einen Drucksen ^¬ sor in der Fluidableitung zu erfordern. Der Fluiddruck wird le ^¬ diglich über die Betriebsparameter der Pumpenvorrichtung (Pum ^¬ penstrom und Pumpendrehzahl) vorgegeben bzw. eingestellt. Jeder Pumpenvorrichtungstyp kann dabei ein Kennlinienfeld oder einen Kennlinienfeldtypus aufweisen, welcher durch die Kalibrierung gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren auf eine konkrete Pum ^¬ penvorrichtung eingestellt wird. Die Druckreglereinheit kann beispielsweise ein mechanischer Druckregler, ein Druckbegrenzer, ein Überdruckventil oder ein anderes Bauteil, welches einen Fluiddruck auf einen vorgebbaren Wert begrenzen kann, sein.

Das hierin beschriebene Verfahren kann in anderen Worten wie folgt beschrieben werden.

Es wurde erkannt, dass das Druckregelverhalten einer Druckreg- lereinheit, insbesondere eines mechanischen Druckreglers, un ^¬ terschiedlich ist, wenn die Druckreglereinheit von unterschied ^¬ lichen Arbeitsbedingungen (steigender oder fallender Fluiddruck bzw. Volumenstrom) ausgehend angesteuert wird. Wird eine Druck ^¬ reglereinheit von einem niedrigen Druckbereich aus angesteuert, stellt sich ein höherer Druck ein, als wenn die gleiche Druck ^¬ reglereinheit von einem hohen Druckbereich angesteuert wird, bei ansonsten gleichem Volumenstrom des die Druckreglereinheit durchströmenden Fluids. Weiterhin kann der Druck auch von der Menge des durchströmenden Fluids beeinflusst werden. Bei hohen Volumenströmen ist der sich einstellende Druck in der Regel größer als bei kleineren Volumenströmen.

In dem hierin beschriebenen Verfahren wird diese Erkenntnis ge ^¬ nutzt, um für die Kalibrierung einer sensorlosen Fluidpumpena- nordnung auf einen Drucksensor in der Fluidleitung zu verzich ^¬ ten .

Für eine Kalibrierung einer sensorlosen Fluidpumpenanordnung werden Wertepaare von Volumenstrom und Pumpenstrom genutzt, welche der Hysterese der Druckreglereinheit entsprechen. Somit kann die Steilheit, der Arbeitspunkt als Absolutwert und die Spreizung des Kennlinienfelds ermittelt werden, um eine konkre ^¬ te Fluidpumpenanordnung zu kalibrieren bzw. ein vorgegebenes Kennlinienfeld auf die konkrete Fluidpumpenanordnung einzustel- len. Insbesondere ermöglicht es das Verhalten der Druckregler- einheit, die Spreizung des Kennlinienfelds zu kalibrieren, ohne einen Drucksensor zu verwenden. Die Druckreglereinheit stellt durch ihre Hysterese mehrere Kalibrierpunkte bereit. Das Ver ^¬ halten, dass der sich einstellende Druck unterschiedlich ist, je nachdem, von wo aus dieser Wert eingestellt wird (von einem niedrigen Volumenstrom zu einem höheren Volumenstrom oder umge ^¬ kehrt), trägt dazu bei, dass mit einem Druckregler mindestens zwei verschiedene Fluiddruckwerte eingestellt werden können.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Druckreglereinheit eine aus reichende Druck-Hysterese bietet, d. h., dass der Pumpenstrom sich bei steigendem bzw. fallendem Volumenstrom bei den glei ^¬ chen Werten des Volumenstroms unterscheidet. Je größer dieser Unterschied ist, desto genauer kann die Kalibrierung erfolgen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fluidpumpen- system angegeben. Das Fluidpumpensystem weist eine Fluidpumpe ^¬ nanordnung und eine Druckreglereinheit auf. Die Fluidpumpena ^¬ nordnung weist eine Pumpenvorrichtung mit einem Pumpenmotor und einer Pumpeneinheit aufweist. Die Fluidpumpenanordnung weist weiter eine Steuereinheit auf, welche ausgeführt ist, das Ver ^¬ fahren wie hierin beschrieben auszuführen.

Das Verfahren zum Kalibrieren der Fluidpumpenanordnung kann insbesondere vor einer Inbetriebnahme der Fluidpumpenanordnung durchgeführt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Druckregler- einheit in einer Fluidableitung der Fluidpumpenanordnung ange- ordnet .

Somit liefert die Druckreglereinheit einen Fluiddruck, welcher in der Fluidableitung bereitgestellt wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Fluidpumpensystem wie oben beschrieben angegeben, wobei das Fluidpumpensystem als Kraftstoffpumpe ausgeführt ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Flu ^¬ idpumpensystem mit einem Kraftstoffbehälter gekoppelt und aus ^¬ geführt, einen in dem Kraftstoffbehälter enthaltenen Kraftstoff an eine Antriebseinheit des Fahrzeugs zu liefern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit ausgeführt, das Verfahren wie oben beschrieben nach einem vorbestimmten Intervall erneut auszuführen.

Dies ermöglicht eine Wiederkehrende Kalibrierung nach einer be- stimmten Zeit oder nach einer bestimmten Betriebsdauer des Flu- idpumpensystems , um die Arbeitsweise des Fluidpumpensystems re- gelmäßig anzupassen und die Genauigkeit dauerhaft hoch zu hal- ten .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit ausgeführt, das Verfahren wie oben beschrieben vor einer Inbetriebnahme des Fahrzeugs auszuführen.

Damit kann sichergestellt werden, dass das Fluidpumpensystem unabhängig von alterungsbedingten Veränderungen bei einer Inbe- triebnahme des Fahrzeugs so kalibriert wird, dass das Fluidpum- pensystem unabhängig vom jeweiligen Zustand den gewünschten Fluiddruck liefert.

Im Folgenden werden mit Bezug auf die Figuren Ausführungsbei ^¬ spiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluid- systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin ^¬ dung . Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Schritte ei ^¬ nes Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbei ^¬ spiel der Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Fluidpum- penanordnung eines Fluidpumpensystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfin ^¬ dung .

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Kennlinien- feldes eines Fluidpumpensystems gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Druck-Hyste ^¬ rese, welche dem Verfahren gemäß einem weiteren Aus- führungsbeispiel der Erfindung zu Grunde liegt.

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Werden gleiche Bezugszeichen verwendet, so be ^¬ ziehen sich diese auf gleiche oder ähnliche Elemente.

Fig. 1 zeigt ein Fluidpumpensystem 7 mit einer Fluidpumpena- nordnung 100 und einer Druckreglereinheit 10. Fluidpumpenanord- nung 100 ist ausgeführt, ein Fluid wie z. B. Kraftstoff über die Fluidzuleitung 114 aufzunehmen und es über die Fluidablei- tung 116 abzugeben. Die Druckreglereinheit 10 ist in der Flui- dableitung 116 angeordnet, um so beispielsweise bei einem vor ^¬ liegenden Fluiddruck in der Fluidableitung 116 den Volumenstrom einzustellen. Der Volumenstrom kann sodann beispielsweise über die Drehzahl des Pumpenmotors der Fluidpumpenanordnung 100 er- mittelt werden und als Wertepaar zusammen mit dem Pumpenstrom des Pumpenmotors dem entsprechenden Fluiddruck zugeordnet wer ^¬ den .

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Abfolge von Schritten eines Verfahrens zum Kalibrieren einer Fluidpumpena ^¬ nordnung .

Im Schritt Sl erfolgt das Einstellen eines Volumenstroms in der Fluidableitung 116 der Fluidpumpenanordnung 100. Anschließend folgt im Schritt S2 das Ermitteln eines dem Volumenstrom zuge ^¬ ordneten Fluiddrucks in der Fluidableitung 116. Im nächsten Schritt S3 erfolgt das Ermitteln eines dem Volumenstrom zuge ^¬ ordneten Pumpenstroms des Pumpenmotors 120 der Fluidpumpena ^¬ nordnung 100. Im Schritt S4 wird ein Wertepaar aus Volumenstrom und Pumpenstrom zu dem Fluiddruck in der Fluidableitung 116 zu ^¬ geordnet .

Wie durch den gestrichelt dargestellten Pfeil angedeutet wird, können diese Verfahrensschritte grundsätzlich beliebig oft wie- derholt werden.

Fig. 3 zeigt eine Fluidpumpenanordnung 100 mit einer Pumpenvor ^¬ richtung 105, einer Energiequelle 130, einer Steuereinheit 140 und einer Speichereinheit 150. Bei dieser Fluidpumpenanordnung handelt es sich insbesondere um eine sensorlose Fluidpumpena ^¬ nordnung .

Die Pumpenvorrichtung 105 weist eine Pumpeneinheit 110 und ei ^¬ nen Pumpenmotor 120 auf. Die Pumpeneinheit 110 und der Pumpen- motor können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein oder eine Montageeinheit darstellen. Der Pumpenmotor 120 ist mit der Pumpeneinheit 110 so gekoppelt, dass der Pumpenmotor die Pum ^¬ peneinheit antreibt, um mittels der Pumpeneinheit Kraftstoff zu pumpen . Es sei darauf hingewiesen, dass die Fluidpumpenanordnung 100 mit Bezug zu den Figuren in dem Anwendungsbeispiel einer Kraft ^¬ stoffpumpenanordnung beschrieben ist. Diese Beschreibung dient lediglich illustrativen Zwecken und ist nicht vorgesehen, den Schutzbereich der Patentansprüche auf die Verwendung der Fluid ^¬ pumpenanordnung als Kraftstoffpumpenanordnung einzuschränken. Die in den Figuren und der zugehörigen Beschreibung dargelegten Funktionsprinzipien haben Gültigkeit für jegliche Art von Flu- idpumpen. Im Folgenden werden die Begriffe der Fluidpumpena- nordnung auf eine Kraftstoffpumpenanordnung bezogen.

Die Pumpeneinheit 110 ist über eine KraftstoffZuleitung 114 mittelbar oder unmittelbar mit einem Kraftstoffbehälter (nicht gezeigt) und über die Kraftstoffableitung 116 mittelbar oder unmittelbar mit einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) verbun ^¬ den. Alternativ kann die Pumpenvorrichtung 105 auch in den Kraftstoffbehälter angeordnet sein.

Die Energiequelle 130 liefert einen Strom von vorgebbarer Stromstärke an den Pumpenmotor 120. Die Drehzahl des Pumpenmo ^¬ tors verändert sich mit der Stromstärke und eine veränderte Drehzahl des Pumpenmotors verändert die Pumpeigenschaft der Pumpeinheit so dass sich ein Volumenstrom des Kraftstoffs von der KraftstoffZuleitung 114 zu der Kraftstoffableitung 116 und auch der Kraft stoffdruck in der Kraftstoffableitung 116 verän ^¬ dert . So kann in Abhängigkeit der Stromstärke des Pumpenmotors 120 der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffableitung 116 variiert werden . Die Steuereinheit 140 ist sowohl mit der Energiequelle 130 als auch mit der Pumpenvorrichtung 105, insbesondere dem Pumpenmo ^¬ tor 120 gekoppelt, so dass die Steuereinheit 140 die von der Energiequelle 130 gelieferte Stromstärke einstellen und die Drehzahl des Pumpenmotors 120 ermittelt oder erhalten kann. Die Steuereinheit 140 ist weiterhin mit der Speichereinheit 150 gekoppelt um die in der Speichereinheit 150 abgelegten bzw. ab ^¬ gespeicherten Kennlinien auszulesen und daraus die für einen gewünschten KraftStoffdruck einzustellende Stromstärke zu ent- nehmen bzw. zu ermitteln.

Fig. 4 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Verbrennungsmotor als An ^¬ triebseinheit 5, einem Kraftstoffbehälter 3 und einem Fluid- system 7 mit einer Fluidpumpenanordnung 100 wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt. Das Fluidpumpensystem 7 ist so angeordnet, dass Kraftstoff über die KraftstoffZuleitung 114 und die Kraft ^¬ stoffableitung 116 von dem Kraftstoffbehälter 3 zu der An ^¬ triebseinheit 5 gepumpt wird. Fig. 5 zeigt ein Kennlinienfeld, in welchem drei Kennlinien

112A, 112B, 112C als isobare Kennlinien eingetragen sind. Die Kennlinien sind in einem Diagramm eingetragen, welches die Stromstärke 124 des Pumpenmotors 120 über der Drehzahl 122 des Pumpenmotors 120 aufträgt. Jede Kennlinie 112A, 112B, 112C ent- spricht dabei jeweils einem Kraftstoffdruck in der Kraftstoff ^¬ ableitung 116. Es sei darauf hingewiesen, dass die Kennlinien ^¬ verläufe in Fig. 3 zu Darstellungszwecken linear aufgetragen sind, diese jedoch in Abhängigkeit der jeweiligen Fluidpumpena ^¬ nordnung auch einen anderen Verlauf aufweisen können.

Die Kennlinie 112A kann beispielsweise einem Kraftstoffdruck von 6 bar, die Kennlinie 112B einem KraftStoffdruck von 4 bar und die Kennlinie 112C einem Kraft Stoffdruck von 2 bar entspre ^¬ chen .

Arbeitet die Kraftstoffpumpe bei einer aktuellen Drehzahl 123 und einem Druck von 4 bar (also bei einer Stromstärke gemäß der Kennlinie 112B) und wird eine Änderung des KraftStoffdrucks auf 2 bar vorgegeben (dies entspricht der Kennlinie 112C), so wird als neue Stromstärke 125 die Stromstärke gemäß der Kennlinie 112C bei der aktuellen Drehzahl 123 aus dem Kennlinienfeld ent ^¬ nommen und von der Energiequelle an den Pumpenmotor ausgegeben. Ändert sich auf Grund der geänderten Stromstärke auch die aktu ^¬ elle Pumpenmotordrehzahl 123, so wird der geänderte Stromwert gemäß der geänderten Pumpenmotordrehzahl ebenfalls von der

Kennlinie 112C ausgelesen, da diese Kennlinie dem neuen vorge ^¬ gebenen KraftStoffdruck entspricht. So kann eine iterative An ^¬ näherung an den Arbeitspunkt für den vorgegebenen Kraftstoff ^¬ druck erreicht werden.

Die Drehzahl des Pumpenmotors kann zwischen 2500 und 8000 Um ^¬ drehungen pro Minute liegen. Der Pumpenstrom kann zwischen 4 Ampere und 17 Ampere liegen. Die folgende Beschreibung soll als weiteres Beispiel für den Regelungskreislauf dienen: Der Pumpenmotor 120 liefert einen Fluiddruck von 2 bar bei 2000 Umdrehungen pro Minute (rpm) und einem Strom von 5 Ampere. Der Solldruck, d. h. der in der Flui- dableitung gewünschte Druck, ändert sich auf 4 bar. Die Kennli- nie für 4 bar wird nun genutzt, um den Pumpenstrom für 4 bar bei der aktuellen Drehzahl, also 2000 rpm, zu ermitteln. Dieser sei beispielsweise 7 Ampere, auf welche ein Stromregler sodann regelt. Durch die gesteigerte Energiezufuhr erhöht sich die Drehzahl des Pumpenmotors und der Fluiddruck sowie der Volumen- ström erhöhen sich. Der Pumpenmotor kann auf Grund der sich än ^¬ dernden Arbeitsbedingungen zu einem geänderten Pumpenstrom füh ^¬ ren. Es können anschließend weitere Werte des Pumpenstroms und der Drehzahl ermittelt werden (iterativ, wie oben beschrieben) und einer Anpassung des Pumpenstroms zu Grunde gelegt werden, da eine veränderte Drehzahl auch eine Anpassung des Pumpen ^¬ stroms erfordern kann, um den Solldruck von 4 bar zu erreichen. Diese Schritte können wiederholt werden, bis sich ein stabiler Arbeitspunkt (Pumpenstrom und Drehzahl für den Solldruck) ein ^¬ stellt. Ein stabiler Arbeitspunkt zeichnet sich durch ein Wer- tepaar Pumpenstrom/Drehzahl aus, welches auf der Kennlinie des Solldrucks liegt.

Eine Berechnung der Drehzahl ist somit nicht notwendig, um ei- nen Sollwert des Fluiddrucks in der Fluidableitung einzustel ^¬ len. Somit kann auf aufwändige Regelungen für die Drehzahl ver ^¬ zichtet werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass mit Bezug zu den Fig. 3 bis Fig. 5 der Aufbau und die Arbeitsweise einer sensorlosen Fluid- pumpenanordnung beschrieben wurde, um die Verwendung und den Zweck des Verfahrens zum Kalibrieren einer sensorlosen Fluid- pumpenanordnung besser beschreiben zu können. Fig. 6 beschreibt den Verlauf einer Druck-Hysterese einer

Druckreglereinheit 10 wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt. Auf einer Achse ist der Volumenstrom 126 aufgetragen und über dem Volumenstrom ist der Fluiddruck 128 in der Fluidableitung 116 aufgetragen. Wird der Volumenstrom von einem niedrigen Wert auf einen höheren Wert erhöht, so verläuft der Druck gemäß dem Li ^¬ nienabschnitt 129A, wohingegen bei einem fallenden Volumenstrom der Druck gemäß dem Linienabschnitt 129B verläuft. Entlang die ^¬ ser beiden Linienverläufe können Wertepaare Volumenstrom/Fluid- druck abgelesen werden. Beispielhaft sind drei Wertepaare je- weils mit einem X auf den Linienabschnitten 129A, 129B ange ^¬ zeigt, wobei diese Wertepaare jeweils aus dem konkreten Wert des Volumenstroms und dem zugehörigen Druck bestehen, wie bei ^¬ spielhaft für ein Wertepaar mittels gestrichelter Linien ge ^¬ zeigt .

Als Beispiel für die Ermittlung der Wertepaare sei das folgende Vorgehen angeführt: Die Druckreglereinheit 7 wird von einem niedrigen Volumenstrom kommend entlang des Linienabschnitts 129A an zwei Arbeitspunkten genutzt, um jeweils ein Wertepaar (gekennzeichnet jeweils mit einem Kreuz auf dem Linienabschnitt 129A) aus Volumenstrom 126 und Pumpenstrom 128 zu ermitteln. Weiterhin wird ein Druckwert des Fluids basierend auf dem Volu ^¬ menstrom ermittelt, da die Druckreglereinheit bei dem ermittel ^¬ ten Volumenstrom einen bestimmten Fluiddruck einstellt. An ^¬ schließend wird die Druckreglereinheit von einem hohen Volumen ^¬ strom zu einem niedrigeren Volumenstrom entlang des Linienab ^¬ schnitts 129B genutzt, um ein weiteres Wertepaar zu ermitteln. Die so ermittelten Wertepaare ermöglichen eine Kalibrierung des Kennlinienfelds aus Fig. 5 hinsichtlich Steilheit der Kennli ^¬ nien 112A, 112B, 112C, Absolutwert des Kennlinienfelds (Positi ^¬ on in dem Diagramm der Fig. 5) und Spreizung, also Abstand der Kennlinien aus Fig. 5 zueinander.

Die weiter oben angesprochene ausreichende Druck-Hysterese, d. h., dass der Pumpenstrom sich bei steigendem bzw. fallendem Volumenstrom bei den gleichen Werten des Volumenstroms unter- scheided, ist in Fig. 6 als senkrechter Abstand zwischen den Linienabschnitten 129A und 129B zu erkennen. Je größer dieser Unterschied ist, desto genauer kann die Kalibrierung erfolgen.

In Fig. 6 ist der Pumpenstrom 128 über dem Volumenstrom 126 aufgetragen. Eine vergleichbare Darstellung erhält man jedoch auch, wenn man den Pumpenstrom über der Drehzahl des Pumpenmo ^¬ tors aufträgt, da grundsätzlich ein Proportionalitätsverhältnis zwischen der Drehzahl des Pumpenmotors und dem gelieferten Vo ^¬ lumenstrom besteht.