(57)【要約】      （修正有）【課題】パルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号によって制御されるＤＣポンプモータ、好ましくは潤滑剤を圧送するためのブラシ付きＤＣポンプモータを制御する方法を提供する。【解決手段】パルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号によって制御されるＤＣポンプモータ４、好ましくは潤滑剤を圧送するためのブラシ付きＤＣポンプモータ４を制御する方法において、現在パラメータは、取得ステップで取得され、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭのデューティサイクルは、適応ステップで検出されたパラメータに基づいて適応処理および／または変更処理される。現在パラメータの取得は、少なくとも現在の入力電圧ＵＢの取得を含む。【選択図】図１
2020137410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣポンプモータ（４）を制御する方法であって、好ましくは、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号によって制御され、潤滑剤を圧送するブラシ付きＤＣポンプモータを制御する方法において、
取得ステップで、現在パラメータを取得することと、
適応ステップで、既に取得したパラメータにより、ＰＷＭ制御信号（ＳＰＷＭ）のデューティサイクル（Ｄ）に対して、適応処理および／または変更処理を行うことと、
を含み、
現在パラメータの取得は、少なくとも現在の入力電圧（ＵＢ）の取得を含むことを特徴とするＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項２】
現在パラメータの取得は、ＤＣポンプモータ（４）のモータ電流（Ｉｍ）の取得および／または外気温（ＴＡ）の取得をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項３】
適応ステップでは、取得ステップで取得された入力電圧（ＵＢ）が下限しきい値（ＵＳｃｈｗ）を下回った場合、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクル（Ｄ）は、入力電圧（ＵＢ）とは関係無しに適応されることを特徴とする請求項１または２に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項４】
適応ステップにおいて、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクル（Ｄ）は、好ましくは各作動状況において適応処理されて、直流ポンプモータ（４）の実質的に同一の回転速度（ＵＮ）が達成され、この速度は定数として事前に決定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項５】
回転速度センサの測定値に頼らずに、少なくとも実質的に一定の回転速度を達成するために、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクル（Ｄ）の適応処理が実行されることを特徴とする請求項４に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項６】
取得ステップは、不規則な間隔および／または周期的な間隔で事象制御された方法で行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項７】
適応ステップにおいて、デューティサイクル（Ｄ）は、検出された入力電圧（ＵＢ）の関数として、オプションで取得した外気温（ＴＡ）の関数として、およびオプションで取得されたＤＣポンプモータ（４）のモータ電流（Ｉｍ）の関数として、所定の式に基づいて、０から１に設定され、特に値０と値１が含まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項８】
取得ステップにおいて、ＤＣポンプモータ（４）の回転速度（ｎ）が回転速度センサ（６）によって検出され、
適応ステップにおいて、ＰＷＭ制御信号（ＳＰＷＭ）のデューティサイクル（Ｄ）は、ＤＣポンプモータ（４）の少なくとも実質的に一定の回転速度が達成されるように適応処理されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項９】
前記方法が、潤滑剤貯留部から潤滑剤を圧送するためのポンプエレメントに適用された場合、ポンプエレメントのポンピング量は、ポンプストロークおよびＤＣポンプモータ（４）の実質的に一定の回転速度によって決定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法、特に請求項８に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項１０】
潤滑剤貯留部の充填液位は、ポンプエレメントのポンピング量に基づいて決定されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法、特に請求項９に記載のＤＣポンプモータの制御方法。
【請求項１１】
ＤＣポンプモータ（４）、好ましくはブラシ付き直流モータを制御するための制御ユニット（１）であって、制御ユニット（１）は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法に基づいて制御されるともに、次の要素：
ブラシ付きＤＣモータとして設計されたＤＣポンプモータ（４）と、
１つ以上のスイッチング素子（２３）と、
スイッチング素子（２３）を導電状態または非導電状態に切り替えるように適合された制御モジュール（２０）と、
を含み、
ここで、駆動ユニット（１）は、現在パラメータを取得するように適合されたパラメータ取得ユニット（２１、２２、３）をさらに備え、スイッチング要素（２３）は、ＤＣポンプモータ（４）がパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号（ＳＰＷＭ）によって制御されるように、制御モジュール（２０）によって切り替えられ、
ＰＷＭ制御信号（ＳＰＷＭ）のデューティサイクル（Ｄ）は、検出された現在パラメータに基づいて適合処理および／または変更処理されることを特徴とする制御ユニット（１）。
【請求項１２】
パラメータ取得ユニット（２１、２２、３）は、入力電圧を取得するための少なくとも１つの入力電圧センサ（２１）を有し、好ましくは以下のセンサのうちの１つ以上を有し、つまり
ＤＣポンプモータ（４）のモータ電流を検出するモータ電流センサ（２２）および／または外気温を取得するための外気温センサー（５）を含み、
現在パラメータは、ＤＣポンプモータの入力電圧（ＵＢ）、モータ電流（Ｉｍ）、好ましくは外気温（ＴＡ）をも含むことを特徴とする請求項１１に記載の制御ユニット（１）。
【請求項１３】
ＤＣポンプモーター（４）のほぼ一定の回転速度が達成されるように、ＰＷＭ制御信号（ＳＰＷＭ）は、パラメータ取得ユニット（２１、２２）によって取得された１つまたは複数のパラメータの関数として、好ましくは、少なくとも回転速度センサの測定値に頼らずに適合処理されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の制御ユニット（１）。
【請求項１４】
回転速度センサを含まなく、いかなる回転速度センサと相互作用しないことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の制御ユニット（１）。
【請求項１５】
ＤＣポンプモーター（４）の回転速度を検出する回転速度センサをさらに有することを特徴とする請求項１１または１４に記載の制御ユニット（１）。
【請求項１６】
潤滑剤貯留部（７）から潤滑油を圧送するためのポンプエレメント（６）に制御ユニット（１）が取り込まれている場合、制御ユニット（１）は、ポンプストロークとＤＣポンプモータ（４）の実質的に一定の回転速度に基づいて、ポンプエレメント（６）のポンピング量を決定するように適合されていることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の制御ユニット（１）。
【請求項１７】
潤滑剤貯留部（７）の充填液位は、ポンプエレメント（６）のポンピング量に基づいて決定されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の制御ユニット（１）、特に請求項１２に記載の制御ユニット（１）。
【請求項１８】
潤滑剤を圧送するためのポンプシステム（９）であって、
ＤＣポンプモータ（４）で作動するポンプエレメント（６）と、
ブラシ付きＤＣモータとして設計されたＤＣポンプモータ（４）と、
ポンプエレメント（６）が接続されている潤滑剤貯留部（７）と、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の制御方法でＤＣポンプモータ（４）を制御するための、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の制御ユニット（１）と、
制御ユニット（１）によって決定された潤滑剤貯留部の充填液位を表示するディスプレイ（７）と、
を含むことを特徴とするポンプシステム（９）。
【請求項１９】
請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の制御ユニット（１）を較正する方法であって、特に、請求項１８に記載のポンプシステム（９）において、
ＰＷＭ制御信号（ＳＰＷＭ）のデューティサイクル（Ｄ）およびポンプストローク値を決定するための式などの初期パラメータは、メーカーによって提供され、
初期パラメータは、特定の条件下での複数の較正ステップでテスト測定によって較正されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
制御ユニット（１）に特定の校正電圧を印加することと、
制御ユニット（１）でＤＣポンプモータ（４）を制御することと、
所定の負荷下で実際の回転速度を決定することにより、テスト測定を実行することと、
実際の回転速度を、所定の負荷下で到達する目標回転速度に比較することと、
実際の回転速度と目標回転速度が一致するように初期パラメータを調整することと、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣポンプモータを制御する制御方法および制御ユニットに関し、特に潤滑剤をポンピングするためのブラシ付きＤＣモータ、及びポンプシステム、そして潤滑剤をポンピングするためのポンプシステム、並びに制御ユニットを較正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、ＤＣポンプモータを使用して、潤滑剤貯留部から所望の潤滑点、または潤滑剤が必要とされるいくつかの所望の潤滑点に潤滑剤を送り込でいる。潤滑剤ポンプは、例えば、様々な分野に使用されており、例えば、トラック、建設機械または農業機械、鉱業および風力発電所の設備における様々な潤滑の必要な箇所を潤滑する。様々な使用分野では、通常、ＤＣポンプモータおよび制御ユニットは、作動条件が異なるため、様々なポンプモータと制御ユニットが数多く選択されており、それぞれ異なる作動条件に個別的に適応する必要がある。
【０００３】
従来、システムのどのコンポーネントを損傷または破壊することなく結合させることができるかを決定するために、試運転の前に正確な選択を行う必要がある。例えば、通常、どの電動ポンプモータをどの制御ユニットで、どのファームウェアを使用して作動させるかを決定する必要がある。特に、費用対効果の高いＤＣポンプモータには回転速度センサがなく、オプションで安価な、かなり不正確または信頼性の低い回転速度センサが設けられていた。
【０００４】
さらに、ＤＣポンプモータの条件、制御ユニットの条件は、運転中に変化する可能性がある。これは、ポンピングされる潤滑剤の粘度は、例えば異なる外気温によって変化する可能性があるからである。これにより、潤滑剤ポンプが対応作動しなければならない抵抗が変化する。ＤＣポンプモータの場合、回転速度、潤滑剤ポンプの時間あたりのポンプストローク数を維持する必要があった場合、ポンプストロークに適用する必要性のあるトルクが変化する。そして、時間あたりのポンプストローク数の変化は、ポンプの不安定な動作につながり、さらに、必要な量の潤滑剤が確実に潤滑ポイントに到達することを保証することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、異なる作動条件、特に入力電圧として異なる作動電圧でも、可能な限り費用対効果の高いＤＣポンプモータを制御することができ、汎用性の高い制御ユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、例えば、請求項１に記載の方法、請求項１１に記載の制御ユニット、請求項１８に記載のポンプシステム、および請求項１９に記載の較正方法によって達成することができる。
【０００７】
本発明の第１態様によれば、本発明の目的は、特にＤＣポンプモータを制御する方法によって達成され、好ましくは、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号によって制御され、潤滑剤をポンピングする（圧送する）ためのブラシ付きＤＣモータを制御する方法によって達成される。ここで、現在パラメータは、単一の取得ステップで取得され、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルは、適応ステップで取得されたパラメータにより、適合処理および／または変更処理され、現在パラメータの取得は、少なくとも現在の入力電圧の取得も含む。
【０００８】
本発明の本質的な部分は、現在パラメータ、すなわち、特に作動電圧が、１つの取得ステップで自動的に記録されるということある。現在パラメータを取得し、ＤＣポンプモータの制御を適応させることにより、用途の異なる領域に対する本発明の制御ユニットを提供すると共に、普遍的に適用可能なＤＣポンプモータを提供することができる。これらは、異なる作動条件下で作動させることができる。取得ステップで取得した現在パラメータは、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルを適応および／または変更するための基礎として、適応ステップで使用される。ＰＷＭ制御信号は、ＤＣポンプモータに適した電圧でＤＣポンプモータを制御するために使用される。ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルを調整することにより、ＤＣポンプモータは、異なる入力電圧でも作動可能となる。ここで、全体的なデューティサイクルを低減させることにより、すなわち、モータコイルのローパス効果による積分が行われた後、より低い実効電圧がＤＣポンプモータに印加される。その結果、デューティサイクルが増加すると、ＤＣポンプモータに対して、より高い実効電圧が印加される。
【０００９】
デューティサイクルは、パルス幅ｔｅとＰＷＭ信号の周期期間Ｔとの比率として理解され、これは、例えば、定期的に繰り返される方形波パルスを有する。パルス幅ｔｅは、方形波パルスの幅（比喩的に言えば）を示しており、これは一種の期間であり、この期間において、方形波パルスが高電圧値に切り替えられる。また、さらなるパルス形態も可能である。つまり、高電圧値は、８Ｖ〜３６Ｖ、好ましくは１０Ｖ〜２４Ｖの値を有することができる。期間Ｔの残存期間において、ＰＷＭ信号は低電圧値であり、好ましくは、低電圧値は０Ｖの電圧として理解される。
【００１０】
特に、現在パラメータの取得には、ＤＣポンプモータのモータ電流の取得、および／または外気温の取得も含まれる。これによって、制御方法は、様々な作動条件下で使用することができ、例えば、変動する外気温度および／または異なる特性を有するＤＣポンプモータに対して使用することができる。
【００１１】
モータ電流の取得により、繰り返し発生するモータ電流パターンを検出することが可能となる。繰り返し発生するモータ電流パターンは、ポンプストロークの特徴であり、ポンプストロークが発生したかどうか、そしていつ発生したかをモータ電流から推測することが可能である。
【００１２】
特に、適応ステップでは、取得工程の入力電圧が低い閾値を下回った場合、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルは、入力電圧とは関係無しに適合処理される。好ましくは、低い閾値は、８Ｖ〜１５Ｖ、または９Ｖ〜１２Ｖの値であり、さらに好ましくは１２Ｖちょうどである。デューティサイクルが１に等しいということは、ＰＷＭ信号が周期全期間Ｔにわたって高電圧値に切り替えられたことを意味する。これは、ＰＷＭ信号が全期間Ｔにわたって高電圧値に切り替えられたことを示している。つまり、比較的低い作動電圧を直接入力電圧として使用したり、ＤＣポンプモータに接続したりすることができる。
【００１３】
好ましくは、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルは、適応ステップにおいて適合処理され、さらに好ましくは、あらゆる作動状況において、一定と指定されるＤＣポンプモータの実質的に同一の回転速度が達成される。これは、回転速度センサが不要であることを意味し、コストをさらに低減することが可能となる。
【００１４】
ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルは、好ましくは適応ステップで適応処理され、好ましくはあらゆる作動状況で適応処理される。これにより、ＤＣモータの少なくとも実質的に一定の回転速度が達成され、好ましくは回転速度センサの測定値に頼らない。
【００１５】
ＤＣモータの回転速度は、更なる任意の実施形態におけるモータ電流（Ｉｍ）の評価からも決定することができる。どちらの選択肢でも、すなわちモータの現在回転速度を取得する必要が全くなく、かつ、取得したモータ電流（仮想の回転速度センサ）を用いて速度を計算することなく、さらなる回転速度センサを省略することができる。これは、回転速度センサを持たない比較的安価なＤＣモータも、一定の回転速度に調整されるように制御できることを意味している。
【００１６】
このように、明らかに、別の物理的な回転速度センサを提供することも可能である。全体として、本発明は、この点で３つの選択肢がある。すなわち、所定の速度を維持するためにＰＷＭ制御信号のデューティサイクル（Ｄ）を同時に調整しながら速度を取得することの完全な取り止め、モータ電流（Ｉｍ）の特定の電流パターンを取得することによって仮想の回転速度センサを提供すること、物理的な回転速度センサを提供することである。
【００１７】
ＤＣモータの安定かつ静かな作動は、電気モータの一定の回転速度によって達成される。同時に、信頼できる潤滑剤の供給は保証される。指定速度を維持することで、適用される潤滑剤の体積も、いつでも正確に決定できる。
【００１８】
好ましくは、取得ステップは、不規則な間隔および／または周期的な間隔で事象駆動型の方法で実行することができる。制御方法は、特に外部トリガパルスによって、例えば、不規則な間隔で行われる事象制御の取得ステップによってトリガされる。従って、ある種の事象に対して適応反応を起こすことができる。また、周期的な間隔で発生した取得ステップの結果として、取得ステップで決定したデータの恒久的な維持が確保できる。
【００１９】
特に、適応ステップにおいて、デューティサイクルは、取得した入力電圧の関数として、かつ任意に取得した外気温の関数として、および、オプションで取得したＤＣポンプモータのモータ電流の関数として、所定の式に基づいて、０から１までの値に設定され、ここで値０および１が特に含まれている。これにより、条件の変化下でもモータ速度が一定のままで、これに必要なトルクを適用できるようにデューティサイクルを設定することができる。
【００２０】
特に、所定の式は、アルゴリズムおよび／または制御アルゴリズムとしても理解することができる。アルゴリズムおよび／または制御アルゴリズムは、取得した入力電圧と任意に取得した外気温とオプションで取得したモータ電流とに基づいて、デューティサイクルを特定の設定値に設定および／または調節する。特に、制御ループ内の様々なステップは、周期的に繰り返されたり、事象制御の方式で実行されたりする。
【００２１】
さらに任意に可能な場合には、決して必須の実施形態ではないが、取得ステップではＤＣポンプモータの回転速度が回転速度センサによって検出され、適応ステップではＰＷＭ制御信号のデューティサイクルが、このような方法で適応処理される。これにより、ＤＣポンプモータの少なくともほぼ一定の回転速度が達成される。このように、ＤＣポンプモータの安定かつ静かな動作は、電気モータの一定の回転速度によって達成される。
【００２２】
特に、上記の方法は、潤滑剤貯留部から潤滑剤をポンピングするポンプエレメントに使用された場合、ポンプエレメントのポンピング量（圧送量）は、ポンプストロークとＤＣポンプモータのほぼ一定の回転数とによって決定される。特に、ポンプストロークの数は、ポンプが所定の一定の回転速度で作動している期間にわたって合計することができ、ポンピングされた潤滑剤の総量（ポンピング量）を計算することが可能となる。
【００２３】
好ましくは、潤滑剤貯留部の充填液位は、ポンプエレメントのポンピング量によって決定され、その結果、潤滑剤が潤滑貯留部からどの程度ポンプで送り出されたかを計算することが可能となる。これにより、潤滑剤の貯留部に存在する液位センサは、省略することができる。
【００２４】
具体的な実施形態では、入力電圧は、特に５Ｖ〜３７Ｖの範囲、好ましくは１１Ｖ〜２５Ｖの範囲内である。具体例としては、例えば、ＰＷＭ信号の周期期間Ｔは、１０ｍｓ以下（１００Ｈｚ以上の周波数に相当）である。例えば、周期期間は１０ｍｓ〜１０μｓの範囲、好ましくは３３．３μｓ（３０ｋＨｚの周波数に相当）である。特に、取得ステップは、１０ｍｓ〜２００ｍｓの周期期間Ｔｅｒｆで周期的に実行することができるが、好ましくは１００ｍｓの期間期間Ｔｅｒｆで実行することである。
【００２５】
上記の目的は、ＤＣポンプモータを制御する制御ユニットによって達成され、好ましくはブラシ付きＤＣモータを制御する制御ユニットによって達成される。ここで制御ユニットは、上記のタイプに基づく方法によって制御され、次の部分から構成されている。
つまり、この制御ユニットは、
ブラシつきＤＣモータとして設計されているＤＣポンプモータと、
１つ以上のスイッチング素子と、
スイッチング素子を導電状態または非導電状態に切り替えるように設計された制御モジュールと、
を備えている。
【００２６】
制御ユニットは、現在パラメータを取得するために適合されたパラメータ取得ユニットをさらに備え、スイッチング素子またはエレメントは、ＤＣポンプモータがパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号によって制御されるように制御モジュールによって切り替えられる。
【００２７】
ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルは、取得した現在パラメータに基づいて適合処理および／または変更処理され、特に、パラメータ取得ユニットは、入力電圧を取得するための少なくとも１つの入力電圧センサを有し、好ましくは、次のセンサの１つ以上を有する。
これらのセンサは、
ＤＣポンプモータのモータ電流を取得するためのモータ電流センサと、
外気温を取得する外気温センサと、
を含み、
現在パラメータは、ＤＣポンプモータの入力電圧とモータ電流、好ましくは外気温度も含む。
【００２８】
好ましくは、制御ユニットは、回転速度センサを含まない。ここで、ＤＣポンプモータの回転速度は、制御技術によって特定され、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルを変更することによって正確に維持され、或いは、モータ電流を取得することによって追加的にチェックされ、若しくは、固定値に再調整される。これは、回転速度センサが不要であることを意味し、コストをさらに低減することになる。特に、回転速度の取得が全く行われない場合、あるいはモータ電流を評価して回転速度が取得された場合でも（仮想の回転速度センサ）、あるいは物理回転速度センサの値が検出された場合でも、ＰＷＭ制御信号は、ＤＣポンプモータの少なくともほぼ一定の回転数を達成するように適合処理される。ＤＣポンプモータの安定かつ静かな作動は、電気モータの一定の回転速度によって達成される。同時に、潤滑ポイントへの潤滑油の確実な供給が保証され、適用される潤滑剤の量は、回転速度、すなわちポンプストロークに基づいて計算することができる。
【００２９】
決して必須ではないさらなる実施形態において、制御ユニットは、すでに述べたように、ＤＣポンプモータの回転速度を検出する回転速度センサを有する。ここでＰＷＭ制御信号は、ＤＣポンプモータの実質的に一定の回転速度が達成されるように適応処理される。これにより、電気モータの安定かつ静かな作動を保障することができる。ここで、ＤＣポンプモータの回転速度は、ホールセンサなどによって決められる。
【００３０】
特に、制御ユニットが潤滑剤貯留部から潤滑剤をポンピングするためのポンプエレメントに取り込まれている場合、制御ユニットは、ポンプストローク及びＤＣポンプモータのほぼ一定の回転数からポンプエレメントのポンピング量を決定する。既に述べたように、ポンプのポンプストロークは、ポンプエレメントのポンピング量を決定するために使用することができる。
【００３１】
好ましくは、潤滑剤貯留部の充填液位は、ポンプエレメントのポンピング量によって決定される。これにより、潤滑剤貯留部からどれだけの潤滑剤がポンプで送り出されたかを計算することができる。従って、潤滑剤貯留部に存在する液位センサを省略することができる。
【００３２】
上記の目的は、ポンプシステム、特に潤滑剤のポンピング用のポンプシステムによって達成することができる。
このポンプシステムは、
ＤＣポンプモータによって駆動されるポンプエレメントと、
ブラシ付きＤＣモータとして設計されているＤＣポンプモータと、
ポンプが接続されている潤滑剤貯留部と、
上記タイプの制御方法によってポンプモータを制御するための上記タイプの制御ユニットと、
制御ユニットによって決定される潤滑剤貯留部の液位を示すディスプレイと、
を含む。
【００３３】
特に、上記の目的は、上記の方式で制御ユニットを較正する方法により達成され、好ましくは上記ポンプシステムにおいて達成される。ここで、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルを決定するための式のような初期パラメータ、好ましくはポンプストローク値が、製造業者によって提供される。そして、初期パラメータは、特定の条件下で複数の校正ステップでのテスト測定によって較正される。
【００３４】
好ましくは、校正の方法には、以下の校正手順が含まれている。つまり、
制御ユニットに特定の較正電圧を印加することと、
制御ユニットでＤＣポンプモータを制御することと、
所定の負荷下で実際の速度を決定することによって、テスト測定を行うことと、
実際の回転速度を、所定の負荷下で達成される目標回転速度に比較することと、
実際の速度と目標速度が一致するように初期パラメータを調整することと、
を含んでいる。
【００３５】
所定の負荷は、ある挙動（ある粘度）を有する媒体のポンピングとして理解すべきである。ここで較正電圧は、例えば、１０Ｖ〜２０Ｖの範囲、特に１０Ｖ〜１８Ｖの間、好ましくは１２Ｖである。
【００３６】
更なる実施形態は、請求範囲の従属項から展開され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る制御ユニットの第１実施形態を示す回路図である。
【図２Ａ】本発明に係る制御ユニットの実施形態を示す信号特性図である。
【図２Ｂ】本発明に係る制御ユニットのさらなる実施形態を示す信号特性図である。
【図３】本発明のポンプシステムを示す断面図である
【図４】ＤＣポンプモータを制御するための本発明方法の実施形態（ステップ）を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下では、図を用いてより詳細に説明される実施の形態を参照しながら、本発明を説明していく。
【００３９】
図１は、本発明による制御ユニット１の第１実施形態を示す回路図である。制御ユニットは、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭでＤＣポンプモータ４を制御する制御モジュール２０を有する。この実施形態の例では、制御ユニット１は、直列に接続され、制御モジュール２０によって制御される２つのスイッチング素子２３を有する。スイッチング素子２３は、基本的にスイッチとして機能し、例えば、バイポーラトランジスタまたは金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）として、またはオプションとして絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）として設計することができる。ＤＣポンプモータ４には、上側スイッチング素子２３の上方に印加される、すなわちＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭに印加される電圧ｕ（ｔ）が供給される。また、モータ電流Ｉｍは、モータ電流センサ２２で測定される。測定されたモータ電流Ｉｍは、制御モジュール２０に送られる。さらに、図１では、平滑化コンデンサ２４は、ＤＣポンプモータ４の接続部（正接続）と接地に接続され、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭを平滑化する。
【００４０】
加えて、図１に示される回路図は、作動電圧とも呼ばれ得る入力電圧ＵＢが印加される入力電圧センサ２１を示す。入力電圧センサ２１は、印加された入力電圧ＵＢを測定し、測定した入力電圧ＵＢの値を制御モジュール２０に送信する。入力電圧ＵＢは、スイッチング素子２３の直列接続に直接に送られる（変更されない）。図示された実施形態の例は、２象限アクチュエータとして実装されるが、本発明によると、１象限アクチュエータ（上側スイッチング要素２３の代わりに１つのスイッチング素子２３と１つのダイオードのみを有する）として、または４象限アクチュエータ（合計４つのスイッチング要素２３を有し、ＤＣポンプと共にＨブリッジ回路を形成する）として、制御ユニット１を実現することも可能である。
【００４１】
特に、制御モジュール２０、入力電圧センサ２１、モータ電流センサ２２、スイッチング素子２３、平滑化コンデンサ２４および／または外気温センサ３からなる制御ユニットは、回路基板上に実現されることも可能である。
【００４２】
さらに、図１に外気温センサ３が示されている。外気温センサ３は、温度値ＴＡを供給し、制御モジュール２０に直接に送信する。実施の形態によって、外気温センサ３は、制御ユニットのハウジングの上に、又はハウジングの中に組み込まれている。また、制御ユニット１が組み込まれているポンプシステムに外部温度センサ３が存在するなら、外部温度センサ３が潤滑剤貯留部（図１に図示せず）に配置されることもあり得る。
【００４３】
制御ユニット１は、好ましくは、メモリ（図示せず）を有する。このメモリには、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルを決定するために保存された式、好ましくは特定の作動モードのためのポンプストローク値、または異なるルーチンなどの初期パラメータを格納することができる。
【００４４】
また、図１は、ディスプレイ５を示している。このディスプレイ５によって、電動ポンプの動作にとって重要な情報を表示することが可能となる。例えば、制御モジュール２０に利用可能な情報をディスプレイ５に表示することができる。この情報には、入力電圧、モータ電流Ｉｍ、または外気温度ＴＡなどの現在パラメータを含めることができる。或いは、逆に、ＤＣポンプモータの回転速度、ポンピング量、ポンプストローク、または、潤滑剤貯留部の液位などの追加情報を含めることもできる。そして、ディスプレイ５は、できるだけ明確な情報を表示するために、同時にいくつかの情報を表示することも考えられる。さらに、入力ユニット（図示せず）が制御ユニット１と通信（ケーブル経由またはワイヤレス）することも考えられる。これにより、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクルを決定するための式などの初期パラメータ、好ましくは、ポンプストローク値、または特定の作動モード用の異なるルーチンをオプションで制御ユニットにアップロードすることもできる。
【００４５】
図２Ａは、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭの信号曲線を示す。図２Ａは、時間ｔに対する時変電圧信号ｕ（ｔ）を示している。
【００４６】
この実施の形態では、入力電圧ＵＢ１が示されている。この入力電圧ＵＢ１は、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭ１のデューティサイクルＤを適合させるための所定式に使用される。ここで、デューティサイクルＤは、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭ１の周期幅Ｔに対するパルス幅ｔｅ１の比として定義されている。図２Ａでは、デューティサイクルＤは０．５（つまり５０％）である。
【００４７】
図２Ｂは、ＰＷＭ制御信号ＳＰＷＭ２のさらなる信号曲線を示す。この実施形態の例は、図２Ａからの入力電圧ＵＢ１よりも小さい別の入力電圧ＵＢ２を示している。入力電圧ＵＢ２は下限閾値ＵＳｃｈｗ（図示せず）を下回り、これにより、デューティサイクルＤは、デューティサイクルＤを調整するための所定式に基づいて、入力電圧ＵＢ２とは関係なしに調整および／または変更され得る。図２Ｂによると、パルス幅ｔｅ２は、所定式および第１のより高い入力電圧ＵＢ１から決定されるパルス幅ｔｅ１よりも広くなる傾向がある。一方、デューティサイクルＤの期間Ｔは変更されない。図２Ｂに示されるデューティサイクルＤは、約０．９（すなわち、９０％）である。
【００４８】
図３は、本発明に関連して使用される典型的な潤滑剤ポンプを示す断面図であり、潤滑剤を圧送するためのＤＣポンプモータ４および内蔵の制御ユニット１を備えている。
【００４９】
潤滑剤貯留部（７）には、所定量の潤滑油、潤滑剤、またはグリースが入っている。ポンプエレメント６は、吸引領域６１において潤滑剤貯留部７と流体接続しているため、潤滑油、潤滑剤またはグリースを潤滑剤貯留部から吸い出すことができる。加えて、ポンプエレメント６の圧力出力６２は、ポンプエレメント６の側面に概略的に示されている。
【００５０】
さらに、図３は、ＤＣポンプモータ４によって駆動される偏心ユニット４１を示している。偏心ユニット４１は、ＤＣポンプモータ４の回転運動を（並進）ポンピング運動に変換し、このポンピング運動をポンプエレメント６に伝達する。ここで、ポンプエレメント６、偏心ユニット４１およびＤＣポンプモータ４は、ベースプレート８０に取り付けられ、カバー８２を備えたハウジング８１に収容されている。
【００５１】
図４は、制御パス(control  pass)としてＤＣポンプモータを制御する方法の実施形態を示すシーケンス図である。この制御パスは、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４を備えており、この実施の形態では、ステップＳ１からＳ４が周期的に繰り返される。
【００５２】
具体的な実施の形態では、ステップＳ１からＳ４を、特に５０ｍｓから２００ｍｓごとに周期的に繰り返すことができる。好ましくは、ステップＳ１からＳ４は、１００ｍｓごとに繰り返される。
【００５３】
図４によると、本発明による制御ユニットの入力電圧がステップＳ１で取得される。これにステップＳ２が続き、ここで、特に、保存された式および／または較正値に基づいてデューティサイクルＤが計算される。次のステップＳ３では、任意に取得された温度データに基づいて温度補償が実行される。ステップＳ４では、デューティサイクルＤが変更され、特に制御モジュール（２０）に出力される。
【符号の説明】
【００５４】
１              制御ユニット
２０            制御モジュール
２１            入力電圧センサ
２２            モータ電流センサ
２３            スイッチング素子
２４            平滑化コンデンサ
３              外気温度センサ
４              ＤＣポンプモータ（ブラシ付きＤＣモータ）
４１            偏心ユニット
５              ディスプレイ
６              ポンプエレメント
６１            吸引エリア
６２            圧力出力
７              潤滑剤貯留部
８０            ベースプレート
８１            ハウジング
８２            カバー
Ｄ              デューティサイクル
Ｉｍ            モータ電流
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４    制御ルートの処理ステップ
ＳＰＷＭ                    ＰＷＭ制御信号
ＳＰＷＭ１、ＳＰＷＭ２          適応されたＰＷＭ制御信号
ｔ                        時間
ＴＡ                      外気温（温度）
ｔｅ１、ｔｅ２              パルス幅
Ｔ                        ＰＷＭ信号の周期期間
ＵＢ、ＵＢ１、ＵＢ２、        入力電圧（作動電圧）
ｕ（ｔ）                  時変電圧信号
【図１】
2020137410.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2020137410.tif 000005
【図３】
2020137410.tif 000006
【図４】
2020137410.tif 000007
【外国語明細書】
2020137410000001.pdf