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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Dosiervorrichtung
eines SCR-Katalysators insbesondere einer Brennkraftmaschine sowie
eine entsprechende Dosiervorrichtung gemäß den
Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche.
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Eine
eingangs genannte Dosiervorrichtung wird bevorzugt in einem sogenannten
DNOX-System eingesetzt, um durch Eindosieren eines Reagenzmittels
in den Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eine Reduktion von Stickoxiden
(NO-Reduktion) zu bewirken. DNOX-Systeme wurden ursprünglich
nur bei LKW-Motoren eingesetzt, werden jedoch zunehmend auch in
Brennkraftmaschinen von Personenkraftfahrzeugen verbaut.
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Der
Aufbau einer solchen Dosiervorrichtung geht bspw. aus der vorveröffentlichten
Anmeldung
DE 10
2004 061 259 A1 hervor und wird nachfolgend unter Bezugnahme
auf die beigefügte
1 noch eingehender
beschrieben.
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Die
NO-Reduktion erfolgt bekanntermaßen mittels selektiver
katalytischer Reduktion (SCR), wobei als Reagenz- bzw. Reduktionsmittel
zur Reduktion von Stickoxiden meist Ammoniak oder eine Harnstoff-Wasser-Lösung
(HWL) verwendet wird.
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Eine
Messeinrichtung zur Ermittlung der Konzentration von HWL ist bspw.
in der vorveröffentlichten Anmeldung
DE 101 39 142 A1 beschrieben. Die
Lösung wird dabei als Reagenzmittel in den Abgasstrom der
Brennkraftmaschine eingebracht und aus dieser Lösung durch
Hydrolyse Ammoniak gewonnen, welcher in einer Regenerationsphase
des SCR-Katalysators eine Reduktion von Stickoxiden bewirkt. Dabei
wird die Konzentration der HWL ermittelt, wodurch wiederum eine
präzise Dosierung des Reduktionsmittels in den Abgasstrom
ermöglicht wird. Zur indirekten Ermittlung der Konzentration
der HWL wird der Dampfdruck einer solchen Lösung gemessen,
welcher aufgrund des an sich gasförmigen Ammoniaks und
des Dampfdrucks des bei der genannten Hydrolyse ebenfalls entstehenden
Wassers gebildet wird.
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Das
genannte SCR-Verfahren wird seit den frühen 70-er Jahren
in an sich bekannter Weise bei der industriellen Rauchgasentstickung
eingesetzt, wobei die Stickoxide an einem V2O5/TiO2-Kontakt bei
T > 300°C
gemäß den folgenden Reaktionsgleichungen zu Stickstoff
reduziert werden: 4NO +4NH3 + O2 → 4N2
+ 6H2O (I) 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (II)
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Die
NH3-Zugabe hat dabei stöchiometrisch zu erfolgen, d. h.
sie wird so eingeregelt, dass kein Ammoniak-Überschuss
emittiert wird.
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Eine
genannte Reagenzmitteldosiervorrichtung umfasst bekanntlich ein
hydraulisches System (1), mittels dessen das genannte
Reduktionsmittel zu einem Dosierventil gefördert wird.
Das hydraulische System umfasst ferner ein Fördermodul,
welches aus einem Filter, einer Förderpumpe (z. B. Membranpumpe),
einem 4/2-Wegeventil, einer Drossel, einem Drucksensor und einem
Dosierventil gebildet ist. Über eine etwa 4 bis 5 m lange
Druckleitung wird das für die genannte katalytische Reduktion
benötigte Reagenz- bzw. Reduktionmittel zum genannten Dosierventil
gefördert.
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Dieses
hydrauliche System wird insbesondere über den im hydraulischen
System herrschenden und mittels des genannten Drucksensors erfassten Druck
gesteuert.
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Da
der Gefrierpunkt des eingesetzten Reduktionsmittels im Falle der
genannten HWL bei etwa –11 Grad Celsius liegt, kann ein
Einfrieren der HWL im Fahrbetrieb eines eine hier betroffene Brennkraftmaschine
aufweisenden Kraftfahrzeugs nicht ausgeschlossen werden. Der mit
dem Einfrieren verbundene Dichtesprung belastet mechanisch die Bauteile, die
mit der HWL gefüllt sind, insbesondere auch den genannten
Drucksensor.
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Die
Eisdruckfestigkeit der üblicher Weise verwendeten Drucksensoren
ist nicht ausreichend, da das vereiste Reagenzmittel in der Regel
die in den Drucksensoren angeordnete Druckmembran zerstört.
Widerstandsfähigere Sensoren kommen allerdings aus Kostengründen
insbesondere im Bereich der Personenkraftfahrzeuge nicht in Betracht.
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Es
ist daher wünschenswert, ein eingangs beschriebenes Verfahrens
bzw. eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer die beschriebenen
Nachteile mit den genannten Drucksensoren wirksam vermieden werden.
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Vorteile der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den in dem genannten
hydraulischen System vorliegenden Druck mittels eines berechenbaren
Druckmodells zu bestimmen und/oder zu plausibilisieren.
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Das
Druckmodell basiert erfindungsgemäß auf einer
Bilanzrechnung der Zuflüsse und Abflüsse in einem
hier betroffenen hydraulischen System einer DNOX-basierten Abgasanlage.
Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine positive bzw. negative Flussbilanz
in einem solchen hydraulischen System einem positiven bzw. negativen
Druckeintrag Δp pro Zeiteinheit Δt entspricht
(siehe 2).
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform wird der Drucksensor vollständig
durch das Druckmodell ersetzt, was den Vorteil hat, dass auf einen
eingangs genannten, gegenüber Vereisung des genannten Reagenzmittels
widerstandsfähigen und damit auch kostspieligen Drucksensor
ganz verzichtet werden kann. Der damit erzielbare Kostenvorteil
beträgt etwa 80% im Vergleich zur Verwendung eines eisdruckfesten
Drucksensors.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung dieser ersten Ausführungsform
wird das Druckmodell mittels des elektrischen Laststroms der eingangs
genannten Förderpumpe, dessen Größe bspw. über
ein Steuergerät der Brennkraftmaschine zugänglich
ist, sowie mittels eines Druckschalters plausibilisiert, um im Ergebnis
eine Autokalibrierung des Druckmodells zu ermöglichen.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform wird weiterhin ein bevorzugt eisdruckfester
Drucksensor verbaut. Zusätzlich wird der vom Drucksensor
gelieferte Messwert mit dem sich aus dem Druckmodell ergebenden
Druckwert verglichen und, auf diesem Vergleich basierend, eine Plausibilisierung
durchgeführt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass
Alterungsprozesse des Drucksensors erfasst werden können
und damit im Ergebnis die Zuverlässigkeit des hier betroffenen
hydraulischen Systems erheblich verbessert wird.
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Die
Erfindung ist bevorzugt in einem DNOX-System insbesondere einer
selbstzündenden Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
mit den genannten Vorteilen einsetzbar.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch
eingehender erläutert, aus denen weitere Besonderheiten, Merkmale
und Vorteile der Erfindung hervorgehen.
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Im
Einzelnen zeigen
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1 eine
schematische Übersichtsdarstellung einer zum Einsatz der
vorliegenden Erfindung geeigneten Reagenzmitteldosiervorrichtung
gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine
schematische Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen
Bilanzmethode;
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3 ein
Blockschaltbild zur Illustration eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Erfassung der Flussbilanz;
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4 ein
Blockschaltbild zur Illustration eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Korrektur über
den Pumpenmotorlaststrom;
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5 ein
Blockschaltbild zur Illustration eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Autokorrektur;
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6 eine
erfindungsgemäße Ansteuerung eines Druckschalters
im Togglebetrieb zur Durchführung der Autokorrektur gemäß 5;
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7a,
b zwei Auswertungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Autokorrektur;
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8 ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Korrektur mittels zweier unterschiedlicher Korrekturfaktoren.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In
der
1 ist eine bevorzugt als Ausgangspunkt für
die vorliegende Erfindung dienende und in der vorveröffentlichten
Voranmeldung
DE
10 2004 061 259 A1 beschriebene Dosiervorrichtung eines
hier betroffenen Katalysatorsystems zur Abgasreinigung dargestellt.
Die Dosiervorrichtung dient zur Dosierung eines Reagenzmittels
5 in
den Abgasstrom
100 einer vorliegend nicht näher
gezeigten Brennkraftmaschine, wobei die bei der katalytischen Reduktion
zugrunde liegenden chemischen Abläufe bereits eingangs
erläutert wurden.
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Das
Reagenzmittel 5 stellt in diesem Ausführungsbeispiel
Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) dar, welche als Gemisch,
genauer als Aerosol, in den Abgasstrom 100 eindosiert wird.
Die HWL 5 wird in einem Tank 10 gespeichert, welcher
eine hier nicht gezeigte Druckausgleichsleitung aufweist. An dem
Tank 10 ist ferner eine Umgehungsleitung 15 angeordnet, welche
mittels eines Heizelementes 17 beheizbar ist. In dem Tank
ist ein erster Temperaturmessfühler 12 angeordnet,
mittels dessen die momentane Temperatur des Reagenzmittels erfasst
werden kann.
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Die
HWL 5 wird aus dem Tank 10 mittels einer Förderleitung 20 in
ein Pumpenmodul 30 eingesaugt. Das Pumpenmodul 30 ist
bevorzugt durch eine Membranpumpe realisiert. In dem Pumpenmodul 30 ist
zusätzlich zu einem zweiten Temperaturmessfühler
insbesondere ein Drucksensor 35 angeordnet. Ferner ist
eine Rückflussleitung 40 mit einem ersten Ventil 50 vorgesehen,
welches mittels eines ersten Steuermoduls 55 angesteuert
wird.
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Die
mittels des Pumpenmoduls 30 unter Überdruck gesetzte
HWL 5 fließt über eine Druckleitung 60 zu
einem Dosiermodul 70. Das Dosiermodul 70 umfasst
einen dritten Temperaturmessfühler 75. In dem
Dosiermodul 70 ist ferner zweites Ventil 72 angeordnet,
welches von einem zweiten Steuermodul 80 angesteuert wird
und mittels dessen über eine Druckluftverbindung 95 und über
eine Druckzuführleitung 85 der HWL Luft beigemischt
wird. Das sich dabei ergebende Aerosol wird schließlich
mittels einer Druckabführleitung 90 und mittels
eines Sprührohres 100 in ein nicht gezeigtes Abgasrohr
der Brennkraftmaschine dosiert eingebracht.
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An
den genannten Förderleitungen 15, 20, 40 und 60 sind
insbesondere Heizelemente 17, 25, 45 und 65 angeordnet.
Diese Heizelemente 17, 25, 45 und 65 werden
dort bevorzugt mittels einer Zustandsmaschine gesteuert, welche
die Leitungen 15, 20, 40 und 60 für
eine vorgebbare Zeitdauer mit einer vorgebbaren elektrischen Leistung
heizt, um die Leitungen aufzutauen.
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Bei
dem in der 1 gezeigten hydraulischen System
werden nach dem Einschalten zunächst die Förderleitungen 15, 20, 40 und 60 mit
der HWL befüllt. Dies führt zu einem Druckaufbau
in dem Leitungssystem. Danach wird die in den Förderleitungen
sich befindliche Restluft ausgeblasen und der mittels eines PID-Reglers
auf einen Solldruck druckgeregelte Dosierbetrieb gestartet. Der
Dosierbetrieb erfolgt mittels einer im Dosiermodul 70 angeordneten (nicht
gezeigten) Drossel. Abschließend wird der Druck reduziert
und die Leitungen entleert, bis das System schließlich
abgeschaltet wird.
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In
der 2 ist das Grundprinzip des bei der Erfindung angenommenen
Druckmodells schematisch dargestellt. Das Druckmodell basiert auf
einer Bilanzrechnung der Zuflüsse 115 und Abflüsse 120 in einem
hier betroffenen hydraulischen System einer DNOX-Abgasanlage 130.
In der 2 sind im linken Teil 105, bezogen auf
die senkrechte gestrichelte Linie, die zugrunde liegenden Flüsse
des Reagenzmittels 5 dargestellt. Auf der rechten Seite 110 dieser
gestrichelten Linie ist der insgesamt resultierende Druckeintrag 150 dargestellt.
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Die
linksseitig dargestellte Flussbilanz 145 ergibt sich erfindungsgemäß durch Überlagerung bzw.
Summenbildung der Zuflüsse 115 an Reagenzmittel
aufgrund der Förderleistung 125 des Pumpenmoduls 30 aus
dem Tank 10 sowie der Reagenzmittel-Abflüsse 120,
welche durch Betätigung 135 des Dosierventils 72 sowie
durch eine im Dosiermodul 70 angeordnete Drossel und interne
Leckagen 140 im Dosiermodul 70 verursacht werden.
Durch Bildung der Summe aus den Zuflüssen 115 und
den Abflüssen 120 ergibt sich die Netto-Flussbilanz 145 in
der Einheit [g/s]. Der resultierende Wert der Flussbilanz 145 wird
erfindungsgemäß, wie in der nachfolgenden 3 beschrieben,
in einen Druckeintrag (d. h. Δp pro Zeiteinheit Δt) 150 umgerechnet.
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Die
erfindungsgemäße Umrechnung der in der 2 gezeigten
Flussbilanz in einen Druckeintrag wird nun anhand des in der 3 dargestellten Blockschaltbildes
noch eingehender erläutert.
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Die
Membranpumpe 30 wird von einem Elektromotor angetrieben,
welcher in an sich bekannter Weise mittels Pulsweitenmodulation
(PWM) angesteuert wird. Das entsprechende PWM-Signal wird von einem
hier nicht gezeigten Steuergerät der Brennkraftmaschine
geliefert. Der Elektromotor bestimmt aus dem PWM-Signal einen Wert
der Solldrehzahl. Der Elektromotor wird mittels einer motorinternen
Elektronik auf diesen Wert der Solldrehzahl geregelt.
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Die
Bestimmung der Zuflüsse 200 an Reagenzmittel aufgrund
der Pumpwirkung der Membranpumpe 30 erfolgt demnach gemäß den
folgenden beiden Umrechnungsschritten:
PWM → Drehzahl
n → Zufluss g/s
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Diese
beiden Umrechnungsschritte werden gemäß dem erfindungsgemäßen
Druckmodell durch eine erste Kennlinie 210 und eine zweite
Kennlinie 215 dargestellt.
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Zur
Bestimmung der durch die Betätigung 220 des Dosierventils 72 und
durch die genannte Drossel und die Leckagen 225 verursachten
Abflüsse an Reagenzmittel werden die genannte Drossel sowie
die genannten internen Leckagen als für die Regelung (Dosierung)
notwendige Drucksenke angenommen und werden gemäß dem
erfindungsgemäßen Druckmodell in Form einer dritten
Kennlinie 230 zur Umrechnung
aktueller Druck → Abfluss
g/s
berücksichtigt.
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Die
genannten drei Kennlinien 210, 215, 230 werden
bevorzugt im Werk, bspw. an einem Experimentierstand für
die Brennkraftmaschine oder das hier betroffene hydrauliche System
(1), im Vorfeld ausgemessen und stehen dann nachfolgend
im Betrieb der Brennkraftmaschine zur Verfügung.
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Sämtliche
hierin beschriebenen Kennlinien können auch in Form von
diskrete Werte der genannten Größen enthaltenden
Kennfeldern realisiert sein.
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Die
von den Kennlinien 215, 230 gelieferten Flussbeiträge
werden an einem Summationspunkt 235 aufsummiert. Das in
der Einheit [g/s] vorliegende Ergebnis der Summenbildung 235 wird
nun gemäß dem erfindungsgemäßen
Druckmodell über eine vierte Kennlinie 240 bzw.
Steigungskurve in einen Druckeintragswert Δp umgerechnet.
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Wie
nachfolgend anhand der 5 im Detail beschrieben wird,
dient die vierte Kennlinie 240 auch als Grundlage zur erfindungsgemäßen
Autokalibrierung.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Druckmodells werden zusätzlich Korrekturen der genannten
Flussdaten vorgenommen, und zwar durch Anwendung von entsprechenden
Korrekturfaktoren.
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So
wird die genannte dritte Kennlinie 230 betreffend die Abflusserfassung
aufgrund der Betätigung des Dosierventils 72 erneut
(vorliegend als fünfte Kennlinie 245) zugrunde
gelegt und somit der Abfluss über das Dosierventil 72 zusätzlich
als Abfluss bei geöffnetem Ventil mittels der fünften
Kennlinie 245 gemäß
aktueller Druck → Abfluss
g/s
dadurch korrigiert, dass der Einfluss von etwa vorhandener
Restluft beim Befüllvorgang auf die fünfte Kennlinie 245 berücksichtigt
wird. Dies wird durch einen bevorzugt empirisch vorgegebenen ersten
Korrekturfaktor berücksichtigt, der wiederum über
eine bevorzugt im Werk zu ermittelnde sechste Kennlinie 250 berechnet
wird, und zwar auf der Grundlage der bereits erfolgten Entlüftungszyklen
und dem aktuellen Füllstand in der Druckleitung. An einem
ersten Multiplikationspunkt 255 wird der sich aus der Kennlinie 245 ergebende
Flusswert mit dem ersten Korrekturfaktor multipliziert. Zusätzlich
wird der mittels der Kennlinie 240 berechnete Druckeintragswert Δp an
einem zweiten Multiplikationspunkt 265 mit dem genannten
ersten Korrekturfaktor multipliziert, wobei wiederum die fünfte
Kennlinie 245, vorliegend mit dem Bezugszeichen 260 versehen,
verwendet wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem
genannten ersten Korrekturfaktor nicht um einen einzelnen Korrekturfaktor,
sondern um zwei unterschiedliche Korrekturfaktoren. Die soll nun
anhand der 8 verdeutlicht werden.
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Wie
in der 8 zu ersehen, wird in Abhängigkeit von
der Anzahl der Druckaufbauversuche der Eintrag durch das Dosierventil 72 korrigiert 850,
und zwar anhand der sechsten Kennlinie 250. Befindet sich
nämlich Restluft vor dem Dosierventil 72, dann ist
der Druckabfall beim Öffnen des Dosierventils 72 entsprechend
höher.
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Aus
der 8 ist ferner zu ersehen, dass die fünfte
Kennlinie 260 zur Korrektur des gesamten Druckeintrags
dient. Diese Korrektur beruht auf der bekannten physikalischen Eigenschaft
von Gasen im Vergleich zu Flüssigkeiten, wonach Luft kompressibel
ist, eine Flüssigkeit jedoch nicht.
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Die
anhand von geeigneten Kennlinien 835, 840 für
den modellbasierten Druckaufbau 830 ermittelten Korrekturfaktoren
(835, 840) basieren auf Störfaktoren,
deren Größe von der Anzahl der benötigten Entlüftungsversuche 850,
d. h. von der Menge an Restluft vor dem Dosierventil 72,
abhängt. Ist die Druckleitung vollständig befüllt,
d. h. ergibt eine Überprüfung 805, 810,
dass der Füllstand der Druckleitung 800 größer
oder gleich 100% ist, bzw. war der tatsächliche Druckaufbau 815 erfolgreich 820, 825, werden
die Korrekturfaktoren 850, 855 auf den Wert ,1'
gesetzt und damit deaktiviert 845, 847.
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Des
Weiteren erzeugt die Membranschwingung der Förderpumpe 30 bekanntermaßen
im Wesentlichen sinusförmige Druckschwankungen bzw. Druckwellen
im gesamten in der 1 gezeigten hydraulischen System.
Die Größe und der zeitliche Verlauf dieser Druckschwankungen
sind insbesondere vom Füllstand der Förderleitungen
und dem aktuell vorliegenden Druck des Reagenzmittels abhängig. Diese
Korrekur wird mittels einer siebten Kennlinie 280 berücksichtigt,
wobei der entsprechende Korrekturwert an einem dritten Summationspunkt 285 auf den
dort vorliegenden Druckwert aufsummiert wird.
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Die
eben beschriebene Korrektur erfolgt in einer bevorzugten Ausgestaltung
anhand eines mathematisch-rekursiven Verfahren auf der Grundlage der
folgenden Gleichung: P(t) = p(t – 1)
+ ... Δp,d. h. der aktuelle Druck p(t) errechnet sich
aus dem alten Druck p(t – 1) zzgl. eines neuen Deltawertes des
Drucks Δp, und zwar für den jeweiligen iterativen Rechenschritt,
was durch die Punkte angedeutet werden soll.
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Wie
eingangs erwähnt, kann das Druckmodell erfindungsgemäß über
den Pumpenmotorlaststrom zusätzlich plausibilisiert werden.
Dies wird anhand der 4 in größerem
Detail beschrieben. Die Notwendigkeit zur Durchführung
einer solchen Plausibilisierung ergibt sich aus naturgegebenen Schwachen
eines jeden Druckmodells. So treten naturgemäß außerplanmäßige
bzw. elektrisch nicht erkennbare bzw. vorhersehbare Vorgänge
wie bspw. Luftblasen, ein blockiertes Ventil oder ähnliches
auf.
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Bei
der erfindungsgemäßen Methode der Plausibilisierung
liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Reaktionen des hydraulischen
Systems auf solche unvorhersehbaren Vorgänge indirekt über
das Einlesen und Bewerten des Pumpenlaststroms vorgenommen werden
können. Es ist dabei erwähnenswert, dass der Pumpenlaststrom
häufig vom Steuergerät der Brennkraftmaschine
ermittelt wird und daher aktuelle Werte dieser Größe
bereits vorliegen und aus dem Steuergerät abrufbar sind.
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Der
Pumpenlaststrom wird erfindungsgemäß als Gegendruck
zur Membran des Pumpenmoduls 30 verstanden, d. h. ein großer
Pumpenlaststrom wird als hoher Druck und ein kleiner Pumpenlaststrom
als niedriger Druck interpretiert. Das in der 4 gezeigte
Blockschaltbild zeigt eine bevorzugte Schaltung zur Realisierung
dieser Plausibilisierungs- bzw. Korrekturfunktion.
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Als
Eingangsgrößen der Schaltung dienen der mittels
des Druckmodells berechnete momentane Druckwert ,PressureTemp' 310 sowie
der bspw. aus dem genannten Steuergerät ausgelesene Momentanwert 300 des
Pumpenlaststroms. Es versteht sich, dass anstelle der genannten
Momentanwerte nach zeitlich aufintegrierte Werte oder Mittelwerte
zugrund gelegt werden können. Der Momentanwert des Pumpenlaststroms
wird mittels einer Kennlinie ,i → p' 305 in einen
entsprechenden Druckwert umgewandelt. Es versteht sich, dass es
sich bei der Kennlinie, wie bei den anderen Kennlinien, alternativ
auch um ein diskrete Werte enthaltendes Kennfeld handeln kann.
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Die
Schaltung umfasst einen Differenzbildner 315 (bspw. einen
für diesen Zweck üblichen Operationsverstärker
oder dgl.), mittels dessen ein Differenzwert aus den genannten beiden
Druckwerten gebildet wird. Von dem Differenzwert wird anschließend der
Absolutwert 320 gebildet, da nur die (relative) Abweichung
zwischen den beiden Druckwertem für das erfindungsgemäße
Verfahren von Bedeutung ist. Dieser Absolutwert 320 wird
daraufhin mittels eines Vergleichers 330 mit einem bevorzugt
empirisch vorgebbaren Schwellwert 325 verglichen. Ist der
genannte Absolutwert 320 größer als der
Schwellwert 325, wird gemäß dem oberen
Pfad dieses Schaltungsteils der zugrunde liegende Modellwert entsprechend
angepasst 335. Andernfalls wird gemäß dem unteren
Pfad des Schaltungsteils der momentane Druckwert ,PressureTemp' 340 mittels
eines Schalters 345 „durchgeschleust".
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Die
eingangs genannte erfindungsgemäße Autokorrektur
wird nun anhand eines in der 5 gezeigten
Blockschaltbildes, welches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
darstellt, beschrieben.
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Bei
der Autokalibrierung wird die genannte vierte Kennlinie 240 durch
einen Faktor ersetzt. Der Faktor korrigiert die Steigung der Kennlinie 240,
welche wie bereits beschrieben die Umrechung von g/s in Δp
ermöglicht.
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Die
Eingangsbedingung für die Autokalibrierung stellt sich
wie folgt dar. Zunächst wird geprüft 400,
ob stabile Druckverhältnisse vorhanden sind. Der Wert 401 stellt
entweder den Druckwert des Drucksensores, wobei das vorbeschriebene
Modell zur Plausibilisierung des Druckes benötigt wird,
oder den Druckpunkt eines Druckschalters bzw. den über den
Pumpenlaststrom ermittelten Druckwert dar. Im Falle des Druckschalters
wird bevorzugt ein Toggeln (d. h. ein Hin- und Herschalten mit der
gleichen Funktion) um einen Druckpunkt von bspw. 5 bar über
die Druckregelung erzwungen.
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Bei
aktivierter Autokalibrierung wird die Abweichung 401–402 über
ein applizierbares Zeitfenster integriert 403. Ist die
sich ergebende integrierte Abweichung 410 größer
als eine Maximalschwelle (MAX) 405, was in den 7a und 7b unter
Hinweis auf die Bezugszeichen 620, 720 illustriert
werden soll, oder ist die sich ergebende Abweichung 410 kleiner
als eine Minimalschwelle (MIN) 406, was wiederum in den 7a und 7b anhand
der Bezugszeichen 625, 725 illustriert werden
soll, wird die genannte Steigung (g/s → Δp) der
vierten Kennlinie 240 entweder positiv 407 oder
negativ 408 korrigiert. Die positive Korrektur 407 der
vierten Kennlinie 240 ist in den 7a und 7b anhand
der Bezugszeichen 605, 705 und die negative Korrektur
anhand der Bezugszeichen 610, 710 illustriert.
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Das
beschriebene Verfahren der Autokalibrierung wird so oft durchgeführt,
bis die Funktion ,AutoCalDiff' 410 keinen Korrekturtrigger
mehr auslöst. Dies wird wiederum anhand der in den 7a und 7b enthaltenen
Bezugszeichen 615, 715 illustriert.
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Als
Gründe für die Durchführung der beschriebenen
Autokalibrierung kommen natürliche Alterungsprozesse von
Komponenten der Dosiervorrichtung wie bspw. eine zeitlich fortschreitende
Veränderung der Durchflussverhältnisse am Dosierventil 72 oder
der Drossel in Betracht.
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Anhand
der 6 soll der vorgenannte Togglebetrieb weiter illustriert
werden, und zwar am Beispiel eines an einem Arbeitspunkt von 5 bar
betriebenen Druckschalters. In dem gezeigten Zeitfenster Δt wird
der oben bereits beschriebene Togglebetrieb 500 erzwungen,
wobei während des beschriebenen Justiervorganges bevorzugt
keine Dosierung durchgeführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004061259
A1 [0003, 0029]
- - DE 10139142 A1 [0005]