Geräuschreduzierung und Energieeinsparung von Dosierpumpen mittels Positionsschätzung
Aufgabe / Zielsetzung
Dosierpumpe und Testaufbau der Elektronik
Elektromagnetisch betriebene Kolbenpumpen eignen sich hervorragend zur Förderung und Dosierung verschiedener Flüssigkeiten in Kraftfahrzeugen. Bei einer ungeregelten
Ansteuerung weisen die Pumpen abhängig von den Betriebsbedingungen oft eine ungewünschte Geräuschemission und eine unnötige Energieaufnahme auf. Das Ziel des Vorhabens ist die Reduzierung des Geräuschs und der Energieaufnahme durch eine intelligente Ansteuerung, unabhängig von variierenden Randbedingungen und unter Beibehaltung der Pumpenkonstruktion. Dazu wird die aktuelle Ankerposition nur über die Auswertung elektrischer Größen geschätzt und einer Geschwindigkeitsregelung zugeführt.
Lösungsweg
Geräuschreduzierung durch reduzierte Anschlaggeschwindigkeiten
Der Schwerpunkt der Arbeiten ist die praxisnahe schaltungstechnische Umsetzung des gesamten Verfahrens zur Reduzierung der Anschlaggeschwindig-keiten. Im Vorfeld erlaubt eine Co-Simulation von Systemmodell und magnetischem FEM-Modell eine Untersuchung der Positionsschätzung in Abhängigkeit einer modifizierten Ansteuerung für die Geräusch-reduzierung. Eine am Institut für Fluidtechnik entwickelte platzsparende mikrocontrollerbasierte Ansteuerelektronik beinhaltet die Positionsbestimmung mitsamt der Geschwindigkeitsregelung, mit der eine Geräuschreduzierung um bis zu 11 dB und eine Energieeinsparung um bis zu 18 % bei nomineller Versorgungsspannung an einer Beispielpumpe erreicht werden können. Mit einer Miniaturisierung der kostengünstigen Ansteuerelektronik kann die Intelligenz im Pumpenstecker integriert werden.
Gefördert durch das BMWi im Rahmen des ZIM-Programms (Nr. KF2452603RU3) in Zusammenarbeit mit der Thomas Magnete GmbH.