DE102015202727A1 - Method for controlling the injection quantity of a reducing agent into the exhaust gas tract of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein entsprechendes Dosiersystem zur Steuerung der von einem Dosiersystem abgegebenen Einspritzmenge an Reduktionsmittel, das in den Abgastrakt einer Brennkraftmaschine stromauf eines NOx-Speicherkatalysators dem Abgas über das Dosiersystem zudosiert wird, wobei über eine Steuereinrichtung eine erforderliche Soll-Dosiermenge des Reduktionsmittels und eine tatsächlich zudosierte Ist-Dosiermenge des Reduktionsmittels ermittelt wird und wobei die Ist-Dosiermenge mit der Soll-Dosiermenge des Reduktionsmittels verglichen wird. Eine hohe Genauigkeit der Einspritzmenge wird dadurch erhalten, dass aus dem Vergleich der Ist- mit der Solldosiermenge eine Korrekturgröße ermittelt wird und dass die Einspritzmenge unter Berücksichtigung der Korrekturgröße geregelt wird.The invention relates to a method and a corresponding metering system for controlling the output of a metering injection quantity of reducing agent, which is metered into the exhaust gas of an internal combustion engine upstream of a NOx storage catalytic converter to the exhaust gas via the metering system, via a control device a required target metered amount of the reducing agent and an actually metered actual metered amount of the reducing agent is determined and wherein the actual metered amount is compared with the desired metered amount of the reducing agent. A high accuracy of the injection quantity is obtained by determining a correction variable from the comparison of the actual and the set metering quantity and that the injection quantity is controlled taking into account the correction variable.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein entsprechendes Dosiersystem zur Steuerung der von einem Dosiersystem abgegebenen Einspritzmenge an Reduktionsmittel, das in den Abgastrakt einer Brennkraftmaschine stromauf eines NOx-Speicherkatalysators dem Abgas über das Dosiersystem zudosiert wird, wobei über eine Steuereinrichtung eine erforderliche Soll-Dosiermenge des Reduktionsmittels und eine tatsächlich zudosierte Ist-Dosiermenge des Reduktionsmittels ermittelt wird und wobei die Ist-Dosiermenge mit der Soll-Dosiermenge des Reduktionsmittels verglichen wird. The invention relates to a method and a corresponding metering system for controlling the output of a metering injection quantity of reducing agent, which is metered into the exhaust gas of an internal combustion engine upstream of a NO x storage catalytic converter to the exhaust gas via the metering system, via a control device, a required nominal metering of the Reducing agent and an actually metered actual metered amount of the reducing agent is determined and wherein the actual metered amount is compared with the target metered amount of the reducing agent.
In Abgasnachbehandlungssystemen mager verbrennender Motoren sind Komponenten zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) vorgesehen, um die zunehmend strikteren NOx-Grenzwerte einzuhalten. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines sogenannten NOx-Speicherkatalysators, bei welchem während des Magerbetriebs Stickoxide kontinuierlich zwischengespeichert und so aus dem Abgas entfernt werden. Zur Regeneration wird in dem Abgas eine reduzierende Umgebung eingestellt, in der die eingelagerten Stickoxide reduziert und der Speicher für einen neuen Speicherzyklus freigegeben wird. Eine reduzierende Umgebung kann entweder durch Einstellen eines brennstoffreichen Betriebs der Brennkraftmaschine oder auch durch Zudosierung von Kraftstoff als Reduktionsmittel in das Abgas geschaffen werden. Letzteres hat den Vorteil, dass die Regeneration des NOx-Speicherkatalysators weitgehend unabhängig vom Motorbetrieb ablaufen kann. Solche Systeme benötigen ein gesondertes Dosiersystem, mit welchem die Einspritzmenge an in das Abgas eingespritztem Kraftstoff möglichst genau einzustellen ist. In exhaust after-treatment systems of lean-burn engines, nitrogen oxide (NO x ) reduction components are provided to meet increasingly stringent NO x limits. One possibility is the use of a so-called NO x storage catalytic converter, in which nitrogen oxides are stored continuously during lean operation and thus removed from the exhaust gas. For regeneration, a reducing environment is set in the exhaust gas, in which the stored nitrogen oxides are reduced and the memory is released for a new storage cycle. A reducing environment can be created either by adjusting a fuel-rich operation of the internal combustion engine or by adding fuel as a reducing agent in the exhaust gas. The latter has the advantage that the regeneration of the NO x storage catalytic converter can proceed largely independently of engine operation. Such systems require a separate metering system with which the injection quantity of fuel injected into the exhaust gas can be set as accurately as possible.
Um eine störungsfreie Reduktionsmittelzugabe in dem Abgastrakt zu gewährleisten, gibt die
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein entsprechendes System zur Dosierung der Einspritzmenge eines Reduktionsmittels in den Abgastrakt mit einer hohen Genauigkeit der Einspritzmenge bereitzustellen.The present invention is based on the object of providing a method and a corresponding system for metering the injection quantity of a reducing agent into the exhaust gas tract with a high accuracy of the injection quantity.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe wird für das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für das Dosiersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass aus dem Vergleich der Ist- mit der Solldosiermenge eine Korrekturgröße ermittelt wird und dass die Einspritzmenge unter Berücksichtigung der Korrekturgröße geregelt wird. The object is achieved for the method with the features of claim 1 and for the metering system with the features of claim 12. In the method, it is provided that a correction variable is determined from the comparison of the actual and the set metering quantity, and that the injection quantity is controlled taking into account the correction variable.
Bei dem Dosiersystem ist vorgesehen, dass eine Vergleichseinheit vorhanden ist, mittels deren aus dem Vergleich der Ist- mit der Solldosiermenge eine Korrekturgröße ermittelbar ist und dass eine Regelvorrichtung gebildet ist, mittels deren die Einspritzmenge unter Berücksichtigung der Korrekturgröße regelbar ist. In the metering system it is provided that a comparison unit is provided, by means of which a correction variable can be determined from the comparison of the actual and the desired metering quantity, and that a control device is formed, by means of which the injection quantity can be regulated taking into account the correction variable.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Dosiersystems lassen sich unterschiedliche Einflussfaktoren auf die Einspritz- bzw. Dosiermenge über eine Regelung ausgleichen, sodass sich die Genauigkeit der Zudosierung erhöhen lässt. Die Funktion der Regelung kann dabei vorteilhaft zumindest teilweise z.B. in der Steuereinrichtung realisiert sein, die darüber hinaus für andere Steuerungs- und/oder Regelungsfunktionen ausgebildet sein kann. Einflüsse auf die Einspritzmenge können beispielsweise Umgebungseinflüsse wie Umgebungstemperatur, Kraftstofftyp (Viskosität/Dichte und z.B. deren Änderung über die Temperatur) und/oder der Zulaufdruck sein. Überdies können sich Einflüsse auf einzelne Komponenten des Dosiersystems und somit auf die Einspritzmenge auswirken. Diese können beispielsweise Fertigungs-/Genauigkeitstoleranzen, Alterungseffekte, Verschmutzung etc. sein. Erfindungsgemäß ist es nicht unbedingt notwendig, die Quellen der Störeinflüsse zu kennen, beispielsweise wenn es sich um die Summe von Abweichungen mehrerer Komponenten aufgrund von herstellungsbedingten und/oder alterungsbedingten Messungenauigkeiten handelt. Eine Kenntnis der Quelle(n) kann jedoch von Vorteil sein. Die Korrekturgröße kann z.B. aus einer sich aus einem Soll-/Istwert-Vergleich ergebenden Abweichung einer Regelgröße über einen rechnerischen Zusammenhang oder eine Verknüpfung über eine Tabelle ermittelt werden. Die Regelgröße ist dabei z.B. die Einspritzmenge oder eine damit zusammenhängende Größe. Mit der Korrekturgröße wird eine Stellgröße zur Regelung der Einspritzmenge verstellt. Die Berechnungsvorschrift kann variieren, z.B. je nach Regelstrategie und/oder Stellgröße. Denkbar wäre zudem eine Extrapolation von Korrekturgrößen unter bestimmten Einflüssen. Über die erfindungsgemäße Regelung kann eine angemessene Reduktion der Emissionen über die gesamte Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges gewährleistet werden. By means of the method according to the invention and the metering system according to the invention, different influencing factors on the injection or metering quantity can be compensated by means of a control, so that the accuracy of the metered addition can be increased. The function of the control can be advantageously realized at least partially, for example in the control device, which can also be designed for other control and / or regulating functions. Influences on the injection quantity can be, for example, environmental influences such as ambient temperature, fuel type (viscosity / density and, for example, their change over the temperature) and / or the inlet pressure. In addition, influences on individual components of the dosing system and thus on the injection quantity can be affected. These can, for example, manufacturing / accuracy tolerances, Aging effects, pollution etc. According to the invention, it is not absolutely necessary to know the sources of interference, for example if it is the sum of deviations of several components due to production-related and / or age-related measurement inaccuracies. However, knowledge of the source (s) may be beneficial. The correction variable can be determined, for example, from a deviation of a controlled variable resulting from a setpoint / actual value comparison via a mathematical relationship or a link via a table. The controlled variable is eg the injection quantity or a related variable. With the correction value, a manipulated variable for controlling the injection quantity is adjusted. The calculation rule can vary, eg depending on the control strategy and / or the manipulated variable. It would also be conceivable to extrapolate correction quantities under certain influences. By means of the regulation according to the invention, an adequate reduction of the emissions over the entire service life of a motor vehicle can be ensured.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ist-Dosiermenge des Reduktionsmittels in Abhängigkeit einer Speichervolumenänderung in einem Druckspeicher einer Pumpen-Speichereinheit des Dosiersystems ermittelt wird. Eine derartige Ermittlung der Ist-Dosiermenge ist folglich insbesondere bei einem Dosiersystem mit einem Druckspeicher einer Pumpen-Speichereinheit möglich. So kann die Ist-Dosiermenge unabhängig vom Abgaszustand ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ist-Dosiermenge in Abhängigkeit einer über einen stromab des NOx-Speicherkatalysators angeordneten NOx-Sensor bestimmten Umsatzrate ermittelt werden. Über den NOx-Sensor kann insbesondere eine Unterdosierung von Reduktionsmittel mithilfe der Steuereinrichtung erfasst werden, da sich in diesem Fall eine nicht ausreichende Umsatzrate von NOx im Abgas ergibt, sodass NOx detektiert wird. Auch eine Kombination der über den NOx-Sensor ermittelten Umsatzrate mit einem oder mehreren anderen Verfahren zur Ermittlung der Ist-Dosiermenge wäre denkbar.According to the invention, it is preferably provided that the actual metered amount of the reducing agent is determined as a function of a storage volume change in a pressure accumulator of a pump storage unit of the metering system. Such a determination of the actual metered amount is therefore possible in particular in the case of a metering system having a pressure accumulator of a pump storage unit. Thus, the actual metered amount can be determined independently of the exhaust state. Alternatively or additionally, the actual metered quantity can be determined as a function of a conversion rate determined via an NO x sensor arranged downstream of the NO x storage catalytic converter. In particular, an underdosage of reducing agent can be detected by means of the control device via the NO x sensor, since in this case there is an inadequate conversion rate of NO x in the exhaust gas, so that NO x is detected. A combination of the conversion rate determined via the NO x sensor with one or more other methods for determining the actual metered amount would also be conceivable.
Wenn die Ist-Dosiermenge des Reduktionsmittels in Abhängigkeit der Speichervolumenänderung ermittelt wird, besteht eine vorteilhaft Variante der Erfindung darin, dass die Speichervolumenänderung im Druckspeicher über eine aus einem Anfangsdruck und einem Enddruck des Entnahmezeitraums gebildete Druckdifferenz ermittelt wird. Der Entnahmezeitraum entspricht z.B. der Dauer eines, oder ggf. auch mehrerer, Einspritzvorganges und wird vorzugsweise über die Steuereinrichtung ermittelt und vorgegeben. Zur Druckermittlung kommt ein, bevorzugt an dem Druckspeicher der Pumpen-Speichereinheit angebrachter, Drucksensor zum Einsatz. So kann beispielsweise bei Verwendung eines Federspeichers als Druckspeicher über das bekannte Druckspeichervolumen und die Federrate einer Druckspeicherfeder, unter Berücksichtigung der Reibkräfte in der Kolbenführung, auf das eingespritzte Volumen geschlossen werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass sich aufgrund der Differenzdruckbildung ein Offset des Drucksensors herausrechnet und somit eine genauere Druckmessung als bei der Verwendung eines Absolutdrucks erhalten werden kann. If the actual metered amount of the reducing agent is determined as a function of the storage volume change, an advantageous variant of the invention is that the storage volume change in the pressure accumulator is determined via a pressure difference formed from an initial pressure and a final pressure of the withdrawal period. The withdrawal period corresponds e.g. the duration of, or possibly even more, injection process and is preferably determined and specified via the control device. For pressure determination comes a, preferably attached to the accumulator of the pump storage unit mounted pressure sensor used. For example, when using a spring accumulator as pressure accumulator on the known accumulator volume and the spring rate of a pressure accumulator spring, taking into account the frictional forces in the piston guide, be closed to the injected volume. It is advantageous here that due to the formation of differential pressure, an offset of the pressure sensor is eliminated and thus a more accurate pressure measurement than when using an absolute pressure can be obtained.
Alternativ oder zusätzlich, z.B. zu Kontrollzwecken, kann es vorgesehen sein, dass die Speichervolumenänderung über die Hubstellung eines Speicherkolbens druckunabhängig ermittelt wird. Hierbei können mit der Anbringung eines induktiven oder kapazitiven Sensors an dem Druckspeicher berührungslos der Kolbenhub und dessen Änderung während eines Einspritzvorgangs, und somit auch das eingespritzte Volumen ermittelt werden. Dies ermöglicht es, auf Messwerte eines Drucksensors zu verzichten, sodass diese Vorgehensweise z.B. auch eine Überprüfung einer mit Hilfe eines Drucksensors ermittelten Einspritzmenge erlaubt. Alternatively or additionally, e.g. for control purposes, it may be provided that the storage volume change is determined via the stroke position of a storage piston pressure-independent. Here, with the attachment of an inductive or capacitive sensor to the accumulator contactless piston stroke and its change during an injection process, and thus also the injected volume can be determined. This makes it possible to dispense with measured values of a pressure sensor, so that this procedure can be carried out, for example. also allows a check of a determined using a pressure sensor injection quantity.
Eine Soll-Dosiermenge lässt sich besonders einfach erhalten, wenn sie aus einem in der Steuereinrichtung hinterlegten Kennfeld drehzahl- und drehmomentabhängig ermittelt wird. Vorteilhaft wurde dieses Kennfeld zuvor z.B. an einem Prüfstand experimentell bestimmt und in der Steuereinrichtung hinterlegt. Denkbar wäre auch, dass das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Dosiersystem zusätzlich oder auch alternativ Kraftstoff für die Regeneration eines Diesel-Partikelfilters (DPF) in den Abgastrakt zudosiert. Hierfür wäre ein gesondertes Kennfeld zu ermitteln und in der Steuereinrichtung zu hinterlegen.A desired dosing quantity can be obtained particularly simply if it is determined speed-dependently and torque-dependent from a map stored in the control device. Advantageously, this map has been previously described e.g. determined experimentally on a test bench and stored in the control device. It would also be conceivable that the inventive method with the metering additionally or alternatively added fuel for the regeneration of a diesel particulate filter (DPF) in the exhaust system. For this purpose, a separate map should be determined and deposited in the control device.
Vorzugsweise kann die Zudosierung der Einspritzmenge über Vorgabe einer Druckdifferenz im Druckspeicher des Dosiersystems erfolgen. Dabei wird die geforderte Soll-Dosiermenge in eine Volumenänderung des Speichervolumens und diese wiederum, unter Berücksichtigung der Federkonstante, von Reibung etc., in eine entsprechende Druckdifferenz umgerechnet. Nun kann abhängig von einem gegebenen Anfangsdruck ein Entnahmezeitraum so lange gewählt werden, d.h. das Ventil so lange geöffnet bleiben, bis sich ein gewisser Enddruck entsprechend der vorgegebenen Druckdifferenz im Speicher eingestellt hat. Als weitere Möglichkeit kann ein Anfangsdruck im Druckspeicher bestimmt werden (z.B. errechnet oder einem hinterlegten Kennfeld entnommen), mit dem sich die geforderte Druckdifferenz über einen konstanten Entnahmezeitraum einstellt. Dieser bestimmte Anfangsdruck wird dann im Druckspeicher eingestellt und ausgehend davon mithilfe des Drucksensors und der Steuereinrichtung Reduktionsmittel in den Abgastrakt über den konstanten Entnahmezeitraum zudosiert. Alternativ zu der Vorgabe der Druckdifferenz kann die Zudosierung der Einspritzmenge vorteilhaft über Vorgabe der Öffnungsdauer einer Einspritzvorrichtung des Dosiersystems erfolgen. Die Einspritzvorrichtung weist vorzugsweise einen Magnetventilinjektor auf. Besonders einfach ist es hierbei, wenn Ansteuerdauern in Abhängigkeit von dem Speicherdruck in einem empirisch ermittelten Kennfeld hinterlegt sind, die nötig sind, um eine gewisse Einspritzmenge bereitzustellen. Unter Kenntnis und/oder Annahme von spezifischen (Stoff-)Daten des Reduktionsmittels ließe sich die Ansteuerdauer der Einspritzvorrichtung auch berechnen. Preferably, the metered addition of the injection quantity can take place by specifying a pressure difference in the pressure reservoir of the metering system. In this case, the required target dosing is converted into a change in volume of the storage volume and this in turn, taking into account the spring constant, friction, etc., in a corresponding pressure difference. Now, depending on a given initial pressure, a withdrawal period can be chosen so long, ie the valve remain open until a certain final pressure has been set according to the predetermined pressure difference in the memory. As a further possibility, an initial pressure in the pressure accumulator can be determined (for example, calculated or taken from a stored characteristic map) with which the required pressure difference is established over a constant withdrawal period. This specific initial pressure is then set in the pressure accumulator and, starting therefrom, with the aid of the pressure sensor and the control device, reducing agent is metered into the exhaust gas tract over the constant withdrawal period. Alternatively to the specification of the pressure difference, the Metering of the injection quantity advantageously via specification of the opening duration of an injection device of the metering done. The injection device preferably has a solenoid valve injector. In this case, it is particularly simple if activation periods are stored as a function of the accumulator pressure in an empirically determined characteristic map which is necessary in order to provide a certain injection quantity. Under knowledge and / or assumption of specific (substance) data of the reducing agent, the activation duration of the injection device could also be calculated.
Für einen ausreichend schnellen Druckaufbau im Druckspeicher, um eine geforderte Soll-Dosiermenge bereitstellen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Ansteuerung einer Pumpe der Pumpen-Speichereinheit so geführt wird, dass ein Pumpenkolben der Pumpe bei einem Arbeitshub die hintere Endlage erreicht. Dies gilt insbesondere, wenn als Pumpe vorteilhaft eine Hubmagnetpumpe zum Einsatz kommt. Die hintere Endlage bildet einen sogenannten Mechanical Stop Point (MSP). Durch Erreichen der hinteren Endlage kann die Pumpe die maximal mögliche Menge pro Arbeitshub in den Druckspeicher fördern. Eine weitere Möglichkeit, einen schnelleren Druckaufbau im Druckspeicher bereitzustellen, ist die Erhöhung der Ansteuerfrequenz der Pumpe. Die Pumpe führt somit mehr Hübe pro Zeiteinheit durch und kann den Speicher schneller füllen.For a sufficiently rapid pressure build-up in the pressure accumulator in order to provide a required target metering, it is advantageous if the control of a pump of the pump storage unit is performed so that a pump piston of the pump reaches the rear end position during a power stroke. This is especially true when a solenoid pump is advantageous for use. The rear end position forms a so-called Mechanical Stop Point (MSP). By reaching the rear end position, the pump can deliver the maximum possible amount per working stroke into the pressure accumulator. Another way to provide a faster pressure build-up in the accumulator is to increase the drive frequency of the pump. The pump thus performs more strokes per unit of time and can fill the reservoir faster.
Um das Erreichen der hinteren Endlage des Pumpenkolbens sicherzustellen, wird dieses vorzugsweise mittels einer Stromsignalanalyse und/oder einer Drucksignalanalyse überwacht. Dabei wird für die Stromsignalanalyse ein durch die Bewegung des Pumpenkolbens induzierter Stromverlauf aufgezeichnet, aus dessen Verlauf Rückschlüsse auf die Kolbengeschwindigkeit und insbesondere auf den MSP gezogen werden können. Ein entsprechendes Verfahren ist in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung
Um eine Überlastung der für die Zudosierung verwendeten Steuereinrichtung zu vermeiden, kann es vorgesehen sein, dass Pumpvorgänge der Pumpe mittels der Steuereinrichtung derart gesteuert werden, dass sie zeitlich nicht mit Dosiervorgängen überlappen. Ansonsten können Pumpvorgänge unabhängig von Dosiervorgängen gesteuert werden. Insbesondere kann es bei einem nicht leckagefreien System notwendig sein, auch ohne Dosierereignis periodisch zu pumpen, um einen bestimmten Speicherdruck aufrecht zu erhalten.In order to avoid an overload of the control device used for the metering, it can be provided that pumping operations of the pump are controlled by means of the control device such that they do not overlap with metering operations in terms of time. Otherwise, pumping operations can be controlled independently of dosing operations. In particular, it may be necessary in a non-leak-free system to pump periodically even without metering event in order to maintain a certain storage pressure.
Eine vorteilhafte Ansteuerung der Einspritzvorrichtung wird dadurch erreicht, dass ein Ventil der Einspritzvorrichtung während einer Ventil-Ansteuerdauer mit einem Öffnungsstrom und anschließend mit einem gegenüber dem Öffnungsstrom um mindestens 10% reduzierten Haltestrom bestromt wird. Das Ventil ist dabei insbesondere ein Magnetventil und die Ventil-Ansteuerdauer ist mit der Öffnungsdauer über einen Faktor korreliert oder entspricht dieser. Der hohe Öffnungsstrom führt zu einem schnellen Öffnen des Ventils. Wenn das Ventil aufgrund herrschender Umgebungsbedingungen nicht vollständig öffnet, kann zusätzlich eine Verstärkung integriert werden, beispielsweise über eine separate Spannungsversorgung (z.B. einem Kondensator in der Ventilsteuereinheit). Diese stellt für einen kurzen Zeitraum, z.B. 2–4 ms, eine höhere Spannung zur Verfügung, was in einem schnelleren Stromanstieg resultiert und somit auch in einem schnelleren Öffnen des Ventils. Je nach Ausgestaltung der Verstärkung können abhängig von der Verstärkungsspannung auch höhere Öffnungsströme zu Stande kommen. Der Haltestrom hält das Ventil offen. Im Anschluss an die Ventil-Ansteuerdauer wird vorzugsweise eine negative Spannung, beispielsweise die negative Batteriespannung, angelegt, um eine schnelle Entmagnetisierung einer Magnetspule des Ventils und damit ein schnelles Schließen zu gewährleisten.An advantageous control of the injection device is achieved in that a valve of the injection device is energized during a valve drive with an opening current and then with a relation to the opening current by at least 10% reduced holding current. The valve is in particular a solenoid valve and the valve actuation duration is correlated or corresponds to the opening duration via a factor. The high opening current leads to a quick opening of the valve. In addition, if the valve does not fully open due to prevailing ambient conditions, gain may be integrated, for example, via a separate power supply (e.g., a condenser in the valve control unit). This provides for a short period of time, e.g. 2-4 ms, a higher voltage available, which results in a faster current rise and thus in a faster opening of the valve. Depending on the configuration of the gain, higher opening currents may occur depending on the amplification voltage. The holding current keeps the valve open. Following the valve actuation period, a negative voltage, for example the negative battery voltage, is preferably applied in order to ensure rapid demagnetization of a solenoid coil of the valve and thus fast closing.
Für eine Regelung der Einspritzmenge bei einer Soll-Istwertabweichung wird vorzugsweise die Einspritzmenge über Variation der Öffnungsdauer der Einspritzvorrichtung angepasst. Alternativ wird die Einspritzmenge über eine Änderung des Drucks, insbesondere des Anfangsdrucks, im Druckspeicher angepasst. Letzteres ist dabei besonders vorteilhaft bei einem Dosiersystem mit einer Pumpen-Speichereinheit anwendbar, da hier der Druck stromauf der Einspritzvorrichtung unabhängig von einem Systemdruck eines anderen, z.B. übergeordneten Systems im Fahrzeug über die systemeigene Pumpe regelbar ist. Denkbar wäre auch eine Kombination beider Maßnahmen, wobei jedoch die Regelung entsprechend aufwändig wird. For a regulation of the injection quantity with a desired actual value deviation, the injection quantity is preferably adjusted by varying the opening duration of the injection device. Alternatively, the injection quantity is adapted via a change in the pressure, in particular the initial pressure, in the pressure accumulator. The latter is particularly advantageous in a metering system with a pump storage unit applicable because here the pressure upstream of the injector regardless of a system pressure of another, e.g. superior system in the vehicle via the native pump is controllable. It would also be conceivable to combine the two measures, but the regulation would be correspondingly expensive.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Regelung ergeben sich, wenn die Korrekturgröße in der Steuereinrichtung hinterlegt wird und/oder in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen verschiedene Korrekturgrößen gebildet und in der Steuereinrichtung hinterlegt werden. So kann nachfolgend zu der erfindungsgemäßen Ermittlung einer Korrekturgröße einfach auf diese zurückgegriffen und eine Soll-Dosiermenge mittels der Korrekturgröße korrigiert werden. Eine besonders präzise Regelung lässt sich erhalten, wenn in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebszuständen oder Betriebszustandsbereichen des Verbrennungsmotors, z.B. drehzahl- und drehmomentabhängig, unterschiedliche Korrekturgrößen hinterlegt werden. Die erfindungsgemäße Ermittlung einer Korrekturgröße kann z.B. auch zur Überprüfung bei jedem Dosiervorgang durchgeführt werden, wobei bereits ermittelte Korrekturgrößen abgeglichen und bei einer Änderung, beispielsweise durch Alterungseffekte von Komponenten des Dosiersystems oder auch des NOx-Speicherkatalysators, überschrieben werden können. Auf diese Weise lässt sich eine lernfähige Regelung erhalten. Es kann auch vorgesehen sein, Überprüfungen der Korrekturgrößen in lediglich gewissen Zeitabständen oder in Abhängigkeit von Ereignissen, beispielsweise Wartungen, durchzuführen. Wird bei einem Einspritzzyklus kein Soll-Istwert-Vergleich mit anschließender Korrekturgrößenbildung durchgeführt, kann die Regelung dennoch auf die bereits hinterlegten Korrekturgrößen zurückgriffen und eine Korrektur der Soll-Dosiermenge durchführen. Unabhängig von der Hinterlegung einer/mehrerer Korrekturgrößen ist es denkbar, dass bei dem Soll-Istwertabgleich eine Bewertung der Abweichung vorgenommen wird. Liegt die Abweichung beispielsweise außerhalb eines gewissen Toleranzbereiches, könnte eine Fehlermeldung ausgegeben werden, die auf einen Defekt des Systems hinweist. Ein solcher könnte sich beispielsweise ergeben, wenn das Ventil der Einspritzeinrichtung blockiert ist und keine Regelung der Einspritzmenge mehr möglich ist.Advantageous design options for the control result when the correction variable is stored in the control device and / or formed depending on the environmental conditions different correction variables and stored in the control device. Thus, following the determination according to the invention of a correction variable according to the invention, these can simply be resorted to and a set metering quantity can be corrected by means of the correction variable. A particularly precise control can be obtained if, depending on different operating states or operating state regions of the internal combustion engine, for example speed and torque-dependent, different correction values are stored. The determination of a correction variable according to the invention can also be carried out, for example, for checking during each dosing process, in which already determined correction values can be adjusted and overwritten in the case of a change, for example due to aging effects of components of the dosing system or of the NOx storage catalytic converter. In this way, a learning control can be obtained. It can also be provided to carry out checks of the correction quantities only at certain time intervals or as a function of events, for example maintenance. If, during an injection cycle, no setpoint-actual value comparison with subsequent correction-variable formation is carried out, the regulation can nevertheless resort to the already stored correction variables and carry out a correction of the setpoint dosing quantity. Irrespective of the deposit of one or more correction variables, it is conceivable that an evaluation of the deviation is made in the setpoint actual value adjustment. If, for example, the deviation is outside a certain tolerance range, an error message could be output that indicates a defect in the system. Such could arise, for example, when the valve of the injector is blocked and no regulation of the injection quantity is possible.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Dosiersystem anwendbar, welches eine Pumpen-Speichereinheit mit einer Pumpe und einem Druckspeicher aufweist. Vorzugsweise umfasst das Dosiersystem zusätzlich weitere Komponenten, wie beispielsweise ein Rückschlagventil, einen oder mehrere Drucksensoren und dgl. The method according to the invention can be used particularly advantageously with a metering system which has a pump storage unit with a pump and a pressure accumulator. Preferably, the dosing system additionally comprises other components, such as a check valve, one or more pressure sensors and the like.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:
Der Aufbau des Dosiersystems
Die Pumpen-Speichereinheit
Denkbar sind unterschiedliche, beispielsweise Steuerstrategien mit Zeit- oder Drucksteuerung. Bei der Strategie mit Zeitsteuerung erfolgt die Steuerung der Einspritzmenge über eine Ansteuerdauer
Bei einer Strategie mit Drucksteuerung erfolgt die Steuerung bevorzugt über eine aus dem Anfangsdruck
Bei dem Vorgehen A wird die Speichervolumenänderung in dem Druckspeicher
Die auf diese Art ermittelte Ist-Dosiermenge
Auch bei der in
Für die erfindungsgemäße Regelung sollte die Pumpe
Wird bei der Strom- und/oder Drucksignalanalyse festgestellt, dass der MSP nicht erreicht wird, kann steuerseitig die Ansteuerdauer der Pumpe und/oder die Steuerspannung erhöht werden. Eine Erhöhung der Ansteuerdauer der Pumpe führt dazu, dass die Pumpe
Für die Ansteuerung der Einspritzvorrichtung kommt bei der erfindungsgemäßen Regelung vorteilhaft eine sogenannte Peak- and Hold-Ansteuerung zum Einsatz. Ein entsprechender beispielhafter Spannung- und Stromverlauf ist in
Bei der Regelung ist ferner zu beachten, dass die Ventil-Ansteuerdauer
Das erfindungsgemäße Verfahren mit der Regelung unter Einbeziehung einer Korrekturgröße K ist besonders zum Einsatz mit dem Dosiersystem
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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