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Title:
METHOD FOR OPERATING A SPEED-VARIABLE ELECTROHYDRAULIC PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/122460
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a speed-variable electrohydraulic pump (110), which has a hydraulic conveyor unit (114) which is driven by an electrical machine (112), wherein the speed of the electrical machine (112) is controlled by means of a sensorless vector control to a setpoint value (nsoll), wherein, for the sensorless vector control, an observer (162) having a model (164) of the electrical machine is used to estimate an actual value (nist) of the speed, and wherein a hydraulic pressure (pist) generated by the conveying unit (114) is taken into consideration in the model (164, 170).

Inventors:
SENDELBACH THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/083471
Publication Date:
June 16, 2022
Filing Date:
November 30, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H02P21/13; F04B49/00; G05B13/04; G05D16/00
Domestic Patent References:
WO2018207157A22018-11-15
Foreign References:
DE102015221684A12017-05-11
DE102010014894A12011-10-20
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen elektrohydraulischen Pumpe (110), die eine hydraulische Fördereinheit (114) aufweist, die über eine elektrische Maschine (112) angetrieben wird, wobei eine Drehzahl der elektrischen Maschine (112) mittels einer sensorlosen Vektorregelung auf einen Sollwert (nS0n) geregelt wird, wobei für die sensorlose Vektorregelung ein Beobachter (162) mit einem Modell (164) der elektrischen Maschine zum Schätzen eines Istwerts (nist) der Drehzahl verwendet wird, und wobei in dem Modell (164, 170) ein von der Fördereinheit (114) erzeugter, hydraulischer Druck (pist) berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei in dem Modell (164, 170) der hydraulische Druck (pist) unter Berücksichtigung eines Fördervolumens (V) der Fördereinheit (114) ein Störmoment (Mstör) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Modell (164, 170) weiterhin auf einem Flussmodell der elektrischen Maschine (112) basiert.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als elektrische Maschine (112) eine Asynchronmaschine verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Strom und/oder eine Spannung der elektrischen Maschine (112) in dem Modell (164, 170) berücksichtigt werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Druck der Fördereinheit (114) auf einen Sollwert (pS0n) geregelt wird, und wobei die Drehzahl der elektrischen Maschine im Rahmen einer unterlagerten Regelung geregelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mittels der elektrohydraulischen Pumpe (110) ein hydraulisches System (130), insbesondere eine elektrohydraulische Achse, betrieben wird. 8. Recheneinheit (116), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.

9. Computerprogramm, das eine Recheneinheit (116) veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit (116) ausge- führt wird.

10. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.

Description:
Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen elektrohydraulischen Pumpe

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen elektrohydraulischen Pumpe sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.

Hintergrund der Erfindung

Elektrohydraulische Pumpen weisen eine hydraulische Fördereinheit sowie eine elektrische Maschine (Motor) auf, wobei die Fördereinheit über die elektrische Maschine angetrieben wird. Die elektrische Maschine wiederum wird typischerweise von einer Steuereinheit bzw. Steuerung angesteuert und mit Spannung und Strom versorgt. Unter Verwendung eines Frequenzumrichters kann z.B. die Drehzahl der elektrischen Maschine und damit der Pumpe verändert werden, sodass eine drehzahlvariable elektrohydraulische Pumpe dargestellt werden kann. Eine solche kann z.B. zum Betrieb bzw. im Rahmen einer elektrohydraulischen Achse verwendet werden, bei der eine Position eines Kolbens in einem hydraulischen Zylinder eingestellt oder geregelt wird.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer drehzahlvariablen elektrohydraulischen Pumpe sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Betrieb einer drehzahlvariablen elektrohydraulischen Pumpe, bei der, wie schon erwähnt, eine hydraulische Fördereinheit (diese wird oftmals ebenfalls einfach als Pumpe bezeichnet) vorgesehen ist, die über eine elektrische Maschine angetrieben wird. Für den Betrieb kann eine Drehzahl der elektrischen Maschine auf einen Sollwert geregelt werden. Dies kann auch als eine unterlagerte Regelung erfolgen, bei der in der (überlagerten) Regelung ein von der Fördereinheit - dann in einem daran angeschlossenen hydraulischen System - bereitgestellter Druck oder Volumenstrom geregelt wird. Als elektrische Maschine kommt dabei insbesondere eine Asynchronmaschine in Betracht, wie sich aus den nachfolgenden Erläuterungen ergibt. Grundsätzlich kann aber auch eine Synchronmaschine in Betracht gezogen werden.

Die Drehzahl eines elektrischen Antriebs kann im Rahmen einer sog. Vektorregelung (auch als feldorientierte Regelung bezeichnet) geregelt werden. Die Vektorregelung ist ein Regelungskonzept, bei dem sinusförmige - oder als weitgehend sinusförmig angenommene - Wechselgrößen (beispielsweise Wechselspannungen und Wechselströme) nicht direkt in ihrem zeitlichen Momentanwert, sondern in einem um den Phasenwinkel innerhalb der Periode bereinigten Momentanwert geregelt werden. Zu diesem Zweck werden die erfassten Wechselgrößen jeweils in ein mit der Frequenz der Wechselgrößen rotierendes Koordinatensystem übertragen. Innerhalb des rotierenden Koordinatensystems ergeben sich dann aus den Wechselgrößen Gleichgroßen, auf die alle üblichen Verfahren der Regelungstechnik angewandt werden können.

Aus praktischen Gründen wird bei der Regelung von elektrischen Größen für das rotierende Koordinatensystem bevorzugt ein Koordinatensystem mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Achsen gewählt, die dann typischerweise mit d und q bezeichnet werden. Dies hat den Vorteil, dass es mit der Raumzeigerdarstellung von Wechselspannungen und -strömen und ihrem Bezug zueinander identisch ist, wodurch sich Modelle elektrischer Maschinen direkt einsetzen lassen. Durch diese Vektorregelung erreicht ein Frequenzumrichter für Elektromotoren eine erweiterte Drehzahl- und Positioniergenauigkeit gegenüber einer Regelung, die lediglich durch einen Tiefpass gefilterte Effektivwerte von Strömen und Spannungen einer oder gar mehrerer Periode(n) verwendet.

Die Vektorregelung kann sowohl bei Synchronmaschinen als auch bei Asynchronmaschinen Anwendung finden. Sind Statorfluss und Statorstrom im rotierenden d-q-Feld bei der Syn- chronmaschine parallel, so ist das Drehmoment gleich Null. Das rotorbezogene d/q-System wird mithilfe der sog. Clarke-Transformation und anschließender d/q-Transformation (sog. Park-Transformation) aus dem statorbezogenen dreiphasigen System berechnet. Die d- und q-Vektoren stehen aufeinander senkrecht und können ähnlich wie bei einer Gleichstrommaschine z.B. mit PI-Regler modelliert werden. Der q-Wert bildet das Drehmoment und der d- Wert die magnetische Flussdichte ab. Durch einen von außen vorgegebenen q-Referenzwert kann das Drehmoment der Maschine beeinflusst werden.

Zur Ausregelung des Raumvektors im rechten Winkel ist ein Regelkreis mit Rückkopplung zur elektrischen Maschine erforderlich, der die Lage des Polrades angibt. Diese Rückkopplung kann bei Synchronmaschinen z.B. mit Hallsensoren realisiert werden. Daneben können Encoder (Resolver, optische Inkremental- und Absolutwertgeber oder induktive Geber) eingesetzt werden.

Neben dieser sensorgebundenen Regelung gibt es auch die sog. sensorlose Regelung ("sensorless vector control ", SVC), bei der kein Sensor vorhanden ist, mit dem eine aktuelle Position des Rotors bestimmt werden kann. Sensorlose Regelungen können bei Blockkommutierung durch das Zurückmessen der in der elektrischen Maschine induzierten Gegenspannung realisiert werden. Diese Rückkopplung hat jedoch insbesondere bei niedrigen Drehzahlen zunehmende Nachteile. Eine weitere, sensorlose Methode für das Erfassen der Rotorposition bei niedrigen Drehzahlen ist das Messen der Wicklungsinduktivitäten. Diese ändern sich, je nachdem, ob sich ein Permanentmagnet über der gemessenen Spule befindet, oder nicht.

Eine weitere Möglichkeit, eine Synchronmaschine sensorlos mittels Vektorregelung zu betreiben, basiert auf mathematischer Berechnung der benötigten Regelparameter. Ausschlaggebend hierfür ist ein realistisches und möglichst genaues Modell (ein Softwaremodell) der elektrischen Maschine. Ein Beobachter (z.B. ein digitaler Signalprozessor) schätzt dann mithilfe dieses Modells die zur Vektorregelung benötigten Parameter wie beispielsweise den Rotorwinkel und die Drehzahl. Die bei dieser Methode benötigten Messgrößen sind die Statorphasenströme der elektrischen Maschine.

Bei der Vektorregelung einer Asynchronmaschine ist das magnetische Luftspaltfeld ausschlaggebend für das Betriebsverhalten. Der Magnetisierungsstrom sollte hierbei im Falle des Grunddrehzahlbereichs drehzahlunabhängig konstant gehalten werden. Asynchronmaschinen können zur Leistungssteigerung ebenfalls mit vektormodulierter Frequenz angesteuert werden. Hierbei sind der Wirkstrom und der Blindstrom interessant. Der Blindstrom sorgt für eine Magnetisierung des Ständers, der Wirkstrom für das Drehmoment. Da sich der Blindwiderstand des Ständers mit der Frequenz ändert, der Wirkwiderstand jedoch bei Frequenzänderungen konstant bleibt, ist die U/f-Kennlinie (gibt die Spannung in Bezug zur Frequenz der Spannung an) bei einem Asynchronmotor nichtlinear. Insbesondere bei niedrigen Frequenzen ist der Spannungsabfall am ohmschen Widerstand so groß, dass kein voller Blindstrom mehr durch den Blindwiderstand fließen kann und die elektrische Maschine dann wegen ungenügender Magnetisierung an Drehmoment verliert. Dies ist auch ein Grund, weshalb (sehr) niedrige Drehzahlen (bzw. Geschwindigkeiten) mit Asynchronmaschinen nur noch schlecht ausgeregelt werden können und der Asynchronmotor insofern für genaues Positionieren wenig geeignet ist.

Um diese Nachteile bei niedrigen Drehzahlen auszugleichen, ist es möglich, beim Frequenzumrichter mit der U/f-Kennlinie zu arbeiten und bei niedrigen Drehzahlen einen „Boost“- Betrieb zu verwenden, bei dem die über den Ständer abfallende Spannung zusätzlich eingespeist wird. Allerdings sind derart feste Boost-Faktoren lediglich ein Kompromiss für eine mittlere Drehmomentabgabe, da das Drehmoment ebenfalls einen Wirkstrom verursacht. Dieser Wirkstrom hat einen ebensolchen Spannungsabfall (im Ersatzschaltbild) am Ständer zur Folge, weshalb der gewünschte Blindstrom wiederum nicht optimal ist. Bei einem fehlerhaften Blindstrom ist damit entweder das Drehmoment zu gering, oder die elektrische Maschine hat bei Übermagnetisierung einen hohen Eisenverlust in Wärme umzusetzen. Außerdem verändert sich der Wirkwiderstand der Maschine bei Erwärmung auf einen besonders bei niedrigen Drehzahlen durchaus nicht mehr zu vernachlässigenden Wert.

An dieser Stelle greift nun die Vektorregelung bzw. die Vektormodulation ein und führt den Drehfeldvektor in einer geschlossenen Regelschleife nach, welche idealerweise sämtliche Störeinflüsse des Systems berücksichtigt. In der Praxis können damit auch bei Asynchronmaschinen beim Positionieren bis hin zur Drehzahl Null Verbesserungen erreicht werden.

Bei der sensorlosen Vektorregelung gibt es aber auch - und sogar insbesondere - bei der Asynchronmaschine Ungenauigkeiten insbesondere bei niedrigen Drehzahlen. Dies liegt insbesondere an der unzureichend genauen Schätzung der Drehzahl, die ja für die sensorlo- se Vektorregelung nötig ist, sowie auch bei der Bestimmung des Drehmoments. Dies führt dazu, dass - insbesondere bei Asynchronmaschinen - nicht der optimale drehmomentbildende Strom eingeprägt werden kann.

Bei der sensorlosen Vektorregelung ist, wie schon erwähnt, ein Modell der elektrischen Maschine nötig, um anhand von Messgrößen, die z.B. im Umrichter oder Frequenzumrichter erfasst werden - dies sind insbesondere Strom und Spannung -, auf den Winkel des Rotors bzw. von dessen Welle zu schließen bzw. diesen zu schätzen. Je schlechter dieses Modell ist, umso langsamer können Störmomente erkannt und ausgeregelt werden. Beispielsweise kann auch eine im Modell verwendete, falsche Massenträgheit des Rotors bei der sensorlosen Vektorregelung einen ähnlichen Winkelfehler generieren wie ein Störmoment von außen. Ein Nachteil, wenn der Winkel bei niedrigen Drehzahlen nicht hinreichend genau bestimmt bzw. geschätzt werden kann, ist z.B., dass unter Belastung kein fehlerfreies Anfahren und Hochfahren der elektrischen Maschine möglich ist. Dies kann insbesondere bei der Verwendung der elektrischen Maschine in einer elektrohydraulischen Pumpe zu Problemen führen. In einem elektrohydraulischen Pumpensystem geht es häufig darum, direkt einen Druck in einer Kavität einzuregeln, d.h. es handelt sich letztendlich um eine Kraftregelung. Dabei wird ein relativ steifes Medium wie Öl verwendet. Sobald nun z.B. ein Pumpensystem anläuft, kann es schon bei kleinen Drehzahlen während des Hochfahrens den erforderlichen Volumenstrom zur Ölkompression und damit einen nennenswerten Drehmomentaufbau geben. Das stellt dann eine Störung für den Drehzahlregler dar und der Einfluss ist systembedingt.

Hier setzt nun die Erfindung an und schlägt eine Verbesserung einer Regelung der Drehzahl mittels einer sensorlosen Vektorregelung vor. Zum Schätzen eines Istwerts der Drehzahl wird - wie für die sensorlose Vektorregelung üblich - ein Beobachter mit einem Modell der elektrischen Maschine - verwendet. Das Modell basiert dabei insbesondere auf einem Flussmodell, also einem Modell, bei dem die magnetischen Flüsse in der elektrischen Maschine abgebildet bzw. dargestellt werden, die - wie vorstehend erwähnt - bei der Vektorregelung relevant sind. Als Eingangsgrößen für das Modell bzw. den Beobachter - es kann hier auch von einem Beobachtermodell gesprochen werden - kommen wie üblich insbesondere Strom und/oder Spannung in Betracht.

Ergänzend kommt nun aber hinzu, dass in dem Modell auch ein hydraulischer Druck oder Lastdruck, der durch die Fördereinheit - in z.B. einem angeschlossenen hydraulischen Sys- tern - erzeugt wird, berücksichtigt wird. Dabei macht sich die Erfindung zunutze, dass mit der elektrischen Maschine eine hydraulische Fördereinheit angetrieben wird, es sich also um eine elektrohydraulische Pumpe handeln. Dieser Druck kann z.B. mittels in der Regel ohnehin vorhandener Drucksensoren erfasst bzw. gemessen werden. Die Messwerte können dann dem Beobachter zugeführt und dort im Modell berücksichtigt werden. Das Modell der elektrischen Maschine wird also um ein hydraulisches Lastmodell bzw. einen Teil, der dieses abbildet, erweitert.

Aus dem Druck kann dort dann unter Berücksichtigung eines Fördervolumens der Fördereinheit ein Störmoment ermittelt bzw. berechnet werden. Dies wiederum kann dann in dem Modell zur Korrektur berücksichtigt werden. Dieses Störmoment ergibt sie dabei gemäß folgender Formel: wobei p den Druck bzw. Lastdruck und V das Fördervolumen pro Umdrehung bezeichnen. Hierbei kann ggf. auch ein mechanischer Wirkungsgrad berücksichtigt werden, z.B. ein Bremsmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle, sowie eine viskose Reibung.

Das (hydraulische) Drehmoment - das Störmoment - wirkt als Versorgungsstörung des Drehzahlregelkreises und auf den q-Wert des Stroms (der bei der Vektorregelung das Moment betrifft). Im Endeffekt wird der flussbildende Strom-Sollwert (der d-Anteil bzw. d-Wert des Stroms) anhand des Druckes und Fördervolumens (und ggf. eines Tuningfaktors) eingestellt. Vorteilhafterweise wird das Störmoment berücksichtigt, solange die Drehzahl kleiner als eine definierte Schranke ist, z.B. beim Anlauf des Systems.

Für den Fall der erwähnten überlagerten Druckregelung kann der erfasste Druck zugleich auch als Istwert für diese Druckregelung verwendet werden. In diesem Sinne ist das vorgeschlagene Vorgehen bei einer überlagerten Druckregelung insofern auch besonders vorteilhaft, da der Druck ohnehin schon erfasst werden muss. Als Fördereinheit kommt dabei sowohl eine mit konstantem Fördervolumen (dann auch als Konstantpumpe bezeichnet) als auch eine mit verstellbarem Fördervolumen (dann auch als Verstellpumpe bezeichnet) in Betracht. Für den Fall der Verstellpumpe ist dann zu beachten, dass bei der vorstehend ge- nannten Gleichung für das Fördervolumen jeweils der aktuell eingestellte Wert zu berücksichtigen ist.

Mit dem vorgeschlagenen Vorgehen können nun eine Drehzahlschätzung verbessert und eine Lastmomentkorrektur - und damit eine bessere Drehmomentberechnung - vorgenommen werden. Die Verwendung der elektrischen Maschine im Rahmen der elektrohydraulischen Pumpe wird verbessert, insbesondere in Bezug auf den Strom-Spannungszeiger (wie er in der Vektorregelung verwendet wird). Das Anfahren der elektrohydraulischen Pumpe aus dem Stillstand wird damit deutlich verbessert, ebenso auch generell deren Betrieb bei niedrigen Drehzahlen.

Eine Parametrierung und Formulierung des Regelgesetzes kann dann z.B. mittels bekannter physikalischer Größen aus Datenblättern und Messungen erfolgen. Ebenso ist eine optimierende Planung und Nutzung der Stelleinrichtung zum Erreichen der bestmöglichen Dynamik bei gegebenen physikalischen Bedingungen möglich, insbesondere auch online bzw. in Echtzeit.

Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät oder eine Steuereinheit, ggf. mit Umrichter, einer elektrohydraulischen Pumpe, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Figurenbeschreibung

Figur 1 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figur 2 zeigt eine detailliertere Ansicht für eine Regelung gemäß Figur 1.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Figur 1 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, und zwar anhand eines Regelschemas für eine elektrohydraulische Pumpe 110. Die elektrohydraulische Pumpe 110 weist eine elektrische Maschine 112, z.B. eine Asynchronmaschine, und eine davon angetriebene hydraulische Fördereinheit 114 auf. Zudem weist die elektrohydraulische Pumpe 110 eine Steuereinheit 116, die z.B. einen Frequenzumrichter umfassen kann, zum Ansteuern der elektrischen Maschine 112 auf, also insbesondere zum Anlegen von vorgegebenen Spannungen. Die Fördereinheit 114 dient zum Fördern von Hydraulikfluid aus einem Tank 134 in ein hydraulisches System 130, das z.B. einen Zylinder mit Kolben umfassen kann.

Es soll nun ein Druck in dem hydraulischen System 130 und damit auch ein von der Fördereinheit 114 bzw. der elektrohydraulischen Pumpe 110 bereitgestellter Druck auf einen Sollwert psoii geregelt werden. Einem Regler 150, es kann sich hier z.B. um einen PI-Regler handeln, wird insbesondere eine Regelabweichung zwischen Sollwert p S0 n und Istwert pist des Drucks im hydraulischen System 130 zugeführt, der z.B. mittels eines Drucksensors 132 erfasst bzw. gemessen wird. Der Regler 150 gibt als Stellgröße einen Sollwert n S0 n für eine Drehzahl der elektrischen Maschine 112 aus. Dabei soll die Drehzahl im Rahmen einer unterlagerten Regelung auf den Sollwert n S0 n geregelt werden. Dies erfolgt mittels des Reglers 160, der eine sensorlose Vektorregelung durchführt. Dieser Regler bzw. diese Regelung ist in Figur 2 nochmals detaillierter dargestellt. Dies erfolgt unter Verwendung eines Beobachters 162, der sich auf ein Modell 164 der elektrischen Maschine, insbesondere ein Flussmodell, stützt und basierend auf Eingangsgrößen, die hier stellvertretend mit 'P für den Fluss in der elektrischen Maschine bezeichnet sind, einen Istwert nist für die Drehzahl der elektrischen Maschine bestimmt bzw. schätzt.

Daneben erhält der Regler 160 als weitere Eingangsgröße ein Störmoment Mstör, das wiederum anhand eines hydraulischen Modells oder Lastmodells 170 - um dieses wird das Modell 164 der elektrischen Maschine erweitert - aus dem Istwert pist des Drucks im hydraulischen System 130 und dem Fördervolumen V der Fördereinheit 114 wie vorstehend erläutert bestimmt wird. Das Fördervolumen V ist im Falle einer Fördereinheit mit konstantem Fördervolumen (Konstantpumpe) konstant und kann als Parameter im Modell 170 hinterlegt sein. Im Falle einer Fördereinheit mit verstellbarem Fördervolumen (Verstellpumpe) ist die Kenntnis über den aktuellen Wert des Fördervolumens nötig, was z.B. anhand eines aktuellen Schwenkwinkels (wenn es sich z.B. um eine Axialkolbenpumpe mit Schwenkscheibe handelt) und einem Referenzwert für das Fördervolumen bestimmt werden kann.

In Figur 2 ist nun die Regelung 160 nochmals detaillierter dargestellt. Die Spannung Uj S t der elektrischen Maschine 112 wird mittels des Beobachters 162 über dem Modell 164 - dieses beruht auf einem Flussmodell, in dem die Widerstände und Induktivitäten eingehen - zu einem Flusswinkel <p umgerechnet. Je nach elektrischer Maschine ist dieser synchron oder asynchron mit dem Rotorfluss. Dieser wird in Schritt 166 in den Istwert nist für die Drehzahl umgerechnet (z.B. durch Integration).

Aus der Differenz (Regeldifferenz) aus Sollwert n S0 n und Istwert nist wird dann in einem Drehzahlregler 180 ein Sollwert l qS oii für den Strom bestimmt. Ein Istwert lq ist für diesen Strom wird aus den z.B. gemessenen Motorströmen l is t durch Umrechnung in d-q-Koordinaten in Schritt 190 bestimmt. Hier kann dann das Störmoment Mstör berücksichtigt werden, das über die Motorkonstante (in Nm/A) und das Fördervolumen (in m 3 /rad) in einen Störstrom l s tör umgerechnet werden kann. Über einen q-Stromregler 182 wird dann eine Stellgröße in d-q-Koordinaten (eine Spannung) bestimmt, die in Schritt 184 in eine Phasenspannung für die elektrische Maschine 112 umgerechnet wird.

Außerdem wird ein Sollwert Usoii für die Spannung der elektrischen Maschine vorgegeben und eine Regelabweichung unter Berücksichtigung des Istwerts Uj S t mittels eines Spannungsreglers 186 ausgeregelt, indem diese (über Feldschwächung) einen Sollwert l d soii für den d-Wert des Stroms bestimmt.

Ein Istwert l d ist für diesen Strom wird ebenfalls aus den z.B. gemessenen Motorströmen l is t durch Umrechnung in d-q-Koordinaten in Schritt 190 bestimmt. Hier kann dann das Störmoment Mstör ebenfalls über den Störstrom l s tör berücksichtigt werden.

Über einen d-Stromregler 188 wird dann eine Stellgröße in d-q-Koordinaten (eine Spannung) bestimmt, die in Schritt 184 in eine Phasenspannung für die elektrische Maschine 112 umgerechnet wird.

Der Regler 160 bestimmt also aus den Eingangsgrößen die Stellgrößen für die elektrische Maschine, aufgrund der Vektorregelung zunächst in d-q-Koordinaten für z.B. die Spannung und/oder den Strom, die dann durch die eingangs schon erwähnte Transformation in entsprechende Phasenspannungen bzw. Phasenströme umgerechnet und mittels der Steuereinheit 116 bzw. einen dort vorhandenen Umrichter an die elektrische Maschine angelegt werden können. Das bestimmte Störmoment Mstör kann zudem auch als weitere Eingangsgröße für den Regler 150 berücksichtigt werden. Sowohl der Regler 150 als auch der Regler 160 können z.B. als Software auf der Steuereinheit 116 ausgeführt werden.

Mit dem vorgeschlagenen Vorgehen wird also eine genauere Regelung einer elektrohydraulischen Pumpe insbesondere bei niedrigen Drehzahlen und auch beim Anfahren aus dem Stillstand möglich.