DE102015216222A1 - Verfahren zur Komponentenansteuerung in einem Dosiersystem - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mengenfehlerbegrenzenden, druckregelnden Komponentenansteuerung in einem nach dem volumetrischen System arbeitenden Dosiersystem eines SCR-Katalysatorsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Dosiersystem eine Förderpumpe und ein Dosierventil umfasst und wobei Vertrimmungen für das Dosierventil und die Förderpumpe berechnet werden, so dass eine Druckregelung des Dosiersystems innerhalb vorgebbarer Ansteuergrenzen eine vorgebbare Mengengenauigkeit des Dosiersystems gewährleistet. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Zunächst wird ein Wert für den vorgebbaren erlaubten Mengenfehler des Dosiersystems gesetzt (10), danach werden jeweilige, voneinander unabhängige, individuelle Grenzwerte für die Förderpumpe und das Dosierventil berechnet (11), innerhalb derer die jeweilige Ansteuerung des Dosierventils und der Förderpumpe verändert werden kann, ohne dass der gesetzte erlaubte Mengenfehler verletzt wird. Im nächsten Schritt wird ein benötigter Gesamtvertrimmungsfaktor a des Dosiersystems ermittelt (12), um den Systemdruck des Dosiersystems auf einen Solldruck einzuregeln. Nachfolgend wird ein gewünschtes Ansteuerverhältnis berechnet (14), bei welchem der Mengenfehler gegenüber einem nicht vertrimmten Dosiersystem nicht verändert wird. Am Ende des Verfahrens wird eine Aufteilung der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a gemäß einem ermittelten Ansteuerverhältnis auf das Dosierventil und die Förderpumpe vorgenommen (16), wobei das Ansteuerverhältnis eine Zahl zwischen 0 und 1 ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur mengenfehlerbegrenzenden, druckregelnden Komponentenansteuerung in einem Dosiersystem eines SCR-Katalysatorsystems eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Stand der Technik
  • Um die immer strengeren Abgasgesetzgebungen insbesondere für Kraftfahrzeuge zu erfüllen, ist es notwendig, den Gehalt von Stickoxiden im Abgas von Brennkraftmaschinen zu verringern. Hierfür sind SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) bekannt, die im Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordnet sind, wobei die SCR-Katalysatoren die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduzieren. Für den Ablauf wird Ammoniak als Reduktionsmittel oder Reaktionsmittel benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Für die Bereitstellung von Ammoniak wird üblicherweise eine wässrige Harnstofflösung verwendet, die stromaufwärts des SCR-Katalysators in den Abgasstrang mithilfe einer Dosiereinrichtung eingespritzt wird.
  • Die Harnstofflösung wird üblicherweise in einem Tank in dem Kraftfahrzeug vorgehalten. Zur Förderung der Harnstofflösung ist ein Dosiersystem vorgesehen, das neben dem Harnstofflösungstank eine Fördereinheit, eine Druckleitung, eine Dosiereinheit, die erforderliche Sensorik und eine elektronische Steuereinheit umfasst. Die Fördereinheit umfasst im Wesentlichen eine Förderpumpe, die die gewünschte und erforderliche Menge der Harnstofflösung aus dem Tank fördert und in einem Systemdruckbereich in die Druckleitung einspeist. Über die Dosiereinheit, die ein oder mehrere Dosierventile umfassen kann, wird die Harnstofflösung bedarfsgerecht in den Abgasstrang eingesprüht.
  • Aus der DE 10 2013 209 539 A1 ist bereits ein Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Dosiersystems bekannt. Bei diesem Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Förder- und Dosiersystems für das Reaktionsmittel eines SCR-Katalysators wird eine Temperaturabhängigkeit bei der Förderung des Reaktionsmittels bei dem Betrieb des Systems berücksichtigt. Dadurch ist eine wesentlich bessere Präzision bei der Dosiermenge des Reaktionsmittels erreichbar, was für eine optimale Abgasnachbehandlung erforderlich ist. Eine Mengenungenauigkeit wird bei diesem Verfahren vermieden, indem die Temperaturabhängigkeit bei der Förderung in das Verfahren zum Betrieb des Systems einfließt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine mengenfehlerbegrenzende, druckregelnde Komponentenansteuerung in einem nach dem volumetrischen Prinzip arbeitenden Dosiersystem eines SCR-Katalysatorsystems eines Kraftfahrzeugs, wobei das Dosiersystem eine Förderpumpe und ein Dosierventil umfasst. Bei diesem Verfahren werden Vertrimmungen für das Dosierventil und die Förderpumpe berechnet, so dass eine Druckregelung des Dosiersystems innerhalb vorgebbarer Ansteuergrenzen eine vorgebbare Mengengenauigkeit des Dosiersystems gewährleistet. Dabei wird eine maximal erlaubte Vertrimmung von Förderpumpe und Dosierventil für beide Komponenten individuell so berechnet, dass ein vorgebbarer, erlaubter Mengenfehler für das Dosiersystem nie überschritten wird. Im Fall, dass eine der beiden Komponenten defekt sein sollte, wird durch die Begrenzung der Ansteuerung der anderen Komponente verhindert, dass ein größerer als der vorgebbare Mengenfehler innerhalb eines vorgebbaren Druckbereichs auftreten kann. Auf diese Weise fängt die Komponente die noch innerhalb der Spezifikation liegt, automatisch die fehlerhafte ab, ohne, dass der Fehler bekannt sein muss.
  • Das Verfahren läuft in mehreren Schritten ab: Zu Anfang wird ein Wert für den vorgebbaren erlaubten Mengenfehler des Dosiersystems gesetzt. Dabei wird unter dem erlaubten Mengenfehler eine prozentuale Abweichung der eingespritzten Reduktionsmittelmenge von einer vorgebbaren Sollreduktionsmitteleinspritzmenge verstanden. Im nächsten Schritt werden jeweils voneinander unabhängige, individuelle Grenzwerte für die Förderpumpe und das Dosierventil berechnet. Innerhalb dieser Grenzwerte kann die jeweilige Ansteuerung des Dosierventils und der Förderpumpe verändert werden, ohne dass der gesetzte erlaubte Mengenfehler verletzt wird. Nachfolgend wird ein benötigter Gesamtvertrimmungsfaktor a für das Dosiersystem ermittelt, um den Systemdruck des Dosiersystems auf einen Solldruck einzuregeln. Nachfolgend wird ein gewünschtes Ansteuerverhältnis Xw berechnet, bei welchem der Mengenfehler gegenüber einem nicht vertrimmten Dosiersystem nicht verändert wird. Am Ende des Verfahrens wird die Aufteilung der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a auf das Dosierventil und die Förderpumpe gemäß einem ermittelten Ansteuerverhältnis X vorgenommen, wobei das Ansteuerverhältnis X eine Zahl zwischen 0 und 1 ist. Es kann gewährleistet werden, dass der sich nach erfolgter Korrektur einstellende Systemdruck immer der gleiche ist, unabhängig davon welcher Wert für X gewählt wird, falls die Vertrimmung der Ansteuerung des Dosierventils: VDV = X·(a – 1) beträgt und die Vertrimmung der Ansteuerung der Förderpumpe gleichzeitig: VFP = (1 – X)·((1/a) – 1) beträgt. Das Ansteuerverhältnis X bestimmt die Veränderung des Mengenfehlers und der Gesamtvertrimmungsfaktor a bestimmt den sich einstellenden Gleichgewichtsdruck. Ein Vorteil eines nach dem volumetrischen Prinzip arbeitenden Systems ist, dass es theoretisch einen konstanten Systemdruck gewährleistet, da das Dosierventil und die Förderpumpe im Idealfall zu jeder Zeit den gleichen Massenstrom liefern. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet somit vorteilhafter Weise, dass der vorgebbare erlaubte Mengenfehler des Dosiersystems ohne Identifizierung der fehlerhaften Komponente (Förderpumpe oder Dosierventil) immer innerhalb vorgebbarer Grenzen bleibt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens geprüft, ob das gewünschte Ansteuerverhältnis Xw in einem Lösungsraum L liegt und sollte dies nicht der Fall sein, so wird das Ansteuerverhältnis X variiert, bis die berechneten individuellen Grenzwerte eingehalten werden, wobei kein Mengenfehler außerhalb der vorgebbaren Grenzen vorliegt und der Systemdruck auf den gewünschten Solldruck eingeregelt wird. Dieses ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise der gesetzte erlaubte Mengenfehler des Dosiersystems nicht überschritten wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in dem Verfahren geprüft, ob das berechnete gewünschte Ansteuerverhältnis Xw ein Ansteuerverhältnis X ist, bei welchem die berechneten individuellen Grenzwerte für die Förderpumpe und das Dosierventil eingehalten werden. Kann der Solldruck unter Einhaltung der berechneten individuellen Grenzenwerte nicht eingeregelt werden, so wird insbesondere eine der folgende Maßnahmen getroffen: Es wird ein Einregeln auf einen um maximal dPmax = +500 hPa veränderten Solldruck im Dosiersystem vorgenommen, wobei kein Mengenfehler außerhalb der vorgebbaren Grenzen vorliegt. Dabei ist dieser Zahlenwert nur als Beispiel zu verstehen, da die zulässige Abweichung z.B. von der Sprayqualität abhängt. Sollte diese Maßnahme nicht greifen, so wird als nächstes ein Einregeln auf einen um minimal dPmin = –500 hPa abweichenden Solldruck durchgeführt, wobei kein Mengenfehler vorliegt. Erst falls diese beiden Maßnahmen nicht zum Erfolg führen, wird im letzten Schritt ein Einregeln auf den gewünschten Solldruck vorgenommen ohne dabei einen Mengenfehler auszuschließen. Das bedeutet, dass auch ein Mengenfehler über +/–20% auftreten kann. Welcher Mengenfehler dabei tatsächlich auftritt ist dabei nicht bekannt. Es ist nur bekannt, dass in diesem Fall eine der beiden Komponenten (Dosierventil oder Förderpumpe) den individuellen Grenzwert überschritten hat, also defekt ist. Dieses Vorgehen ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise so lange wie möglich ein Mengenfehler, der größer als der vorgebbarer erlaubte Mengenfehler ist, vermieden wird.
  • Vorzugsweise wird ein Fehler erkannt, sobald für eine ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a kein Ansteuerverhältnis X existiert, bei welchem die individuellen Grenzwerte für die Ansteuerung des Dosierventils und die Ansteuerung der Förderpumpe nicht verletzt werden. Somit kann auf vorteilhafte Weise erkannt werden, ob während der Vertrimmung des Dosiersystems ein größerer als der gesetzte erlaubte Mengenfehler aufgetreten würde.
  • Die jeweiligen individuellen Grenzwerte für die Ansteuerung des Dosierventils und der Förderpumpe sind vorzugsweise abhängig von dem gesetzten Wert für den Mengenfehler des Dosiersystems, von der Fördercharakteristik sowie spezifizierten Toleranzen des Dosierventils, der Förderpumpe und des Drucksensors sowie vom Solldruck, auf den eingeregelt werden soll. Auf diese Weise werden die wichtigsten für die Mengengenauigkeit relevanten Randbedingungen bei der Berechnung der individuellen Grenzwerte berücksichtigt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der benötigte Gesamtvertrimmungsfaktor a des Dosiersystems aus dem im Dosiersystem herrschenden Druck und der bereits angewandten Vertrimmung sowie der Charakteristik der Förderpumpe und des Dosierventils ermittelt. Ein Vorteil dieses Vorgehens besteht darin, dass mithilfe der so berechneten Gesamtvertrimmungsfaktors a der Systemmassenstrom bei der Vertrimmung konstant bleibt. Das bedeutet, dass der Mengenfehler, der vor der Druckregelung anlag, exakt dem des eingeregelten Systems entspricht. Der entscheidende Vorteil dieser „mengenneutralen“ Vertrimmung liegt darin, dass die Systemgrenzen nicht verändert werden, dabei aber der Druck exakt eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann nicht aus Unkenntnis über die tatsächlichen Fehler der Komponenten (Förderpumpe und Dosierventil) die falsche Komponente korrigiert werden und es wird von der Tatsache profitiert, dass der Gesamtmengenfehler eines volumetrischen Systems geringer ist als die Fehler der Einzelkomponenten.
  • Die Erfindung umfasst weiterhin ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät ausgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen.
  • Die Erfindung umfasst außerdem ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines SCR-Katalysatorsystem eines Kraftfahrzeugs und
  • 2 ein Flussdiagramm, welches den Ablauf eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Komponentenansteuerung in einem Dosiersystem eines SCR-Katalysatorsystems veranschaulicht.
  • Ausführungsbeispiele
  • In 1 sind ein SCR-Katalysatorsystem 1, eine Brennkraftmaschine 2 und ein Steuergerät 9 in schematischer Weise dargestellt. Das Katalysatorsystem 1 weist ein Abgasrohr 3, einen SCR-Katalysator 4, sowie ein Dosiersystem 8 und einen Reduktionsmitteltank 7 auf. Wie in 1 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet, umfasst das Dosiersystem 8 ein Dosierventil 5, eine Förderpumpe 6 sowie eine die beiden Komponenten verbindende Leitung, welche mit einem bestimmten Systemdruck beaufschlagt ist und einen Drucksensor 30 enthält. Das Dosiersystem 8 arbeitet nach dem volumetrischen Prinzip, das bedeutet, das System gewährleistet theoretisch einen konstanten Systemdruck, da Förderpumpe 6 und Dosierventil 5 im Idealfall zu jeder Zeit den gleichen Massenstrom liefern. Mittels der Förderpumpe 6 wird das Reduktionsmittel, in diesem Fall die Harnstoffwasserlösung, aus dem Reduktionsmitteltank 7 Richtung Dosierventil 5 gefördert, so dass mithilfe des Dosierventils 5 die Harnstoffwasserlösung stromaufwärts des SCR-Katalysators 4 in das Abgasrohr 3 eingespeist werden kann. Das Steuergerät 9 steuert sowohl die Förderpumpe 6 als auch das Dosierventil 5 an.
  • 2 veranschaulicht den Ablauf eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Komponentenansteuerung in einem Dosiersystem 8 eines SCR-Katalysatorsystems 1 anhand eines Flussdiagramms. Zu Beginn des Verfahrens wird ein Wert für einen vorgebbaren, erlaubten Mengenfehler des Dosiersystems 8 gesetzt 10, im vorliegenden Fall wird der erlaubte Mengenfehler auf +/–20% gesetzt. Im nächsten Schritt werden jeweilige, voneinander unabhängige, individuelle Grenzwerte für die Förderpumpe 6 und das Dosierventil 5 berechnet 11, innerhalb derer die jeweilige Ansteuerung des Dosierventils 5 und der Förderpumpe 6 verändert werden kann, ohne dass der im ersten Schritt gesetzte erlaubte Mengenfehler verletzt wird. Diese individuellen Grenzwerte sind abhängig von dem gesetzten Wert für den Mengenfehler des Dosiersystems 8, von der Fördercharakteristik sowie spezifizierten Toleranzen des Drucksensors 30, des Dosierventils 5 und der Förderpumpe 6 und vom Solldruck Ps zwischen dem Dosierventil 5 und der Förderpumpe 6, auf den eingeregelt werden soll. Im folgenden Fall soll auf einen Solldruck von PS = 6,6 bar eingeregelt werden.
  • Nachfolgend wird ein benötigter Gesamtvertrimmungsfaktor a des Dosiersystems 8 ermittelt 12, um den Systemdruck des Dosiersystems 8 auf den Solldruck Ps einzuregeln. Dieser benötigte Gesamtvertrimmungsfaktor a, der dem Verhältnis des Massenstroms m6 der Förderpumpe 6 und des Massenstroms m5 des Dosierventils 5
    Figure DE102015216222A1_0002
    entspricht, kann aus dem sich einstellendem Gleichgewichtsdruck und einer bereits vorher angewandten Vertrimmung berechnet werden. Anschließend wird im Schritt 13 direkt geprüft, ob ein Ansteuerverhältnis X existiert, bei welchem bei der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a des Dosiersystems 8 die berechneten individuellen Grenzwerte der Förderpumpe 6 und des Dosierventils 5 eingehalten werden. Ist nach der Prüfung in Schritt 13 der niedrigste erlaubte Wert für das Ansteuerungsverhältnis X kleiner als der höchste erlaubte Wert für den Ansteuerungsverhältnis X, so existiert ein Lösungsraum L in dem sich die Werte für das Ansteuerungsverhältnis X bewegen dürfen.
  • Wird in Schritt 13 festgestellt, dass ein Ansteuerverhältnis X existiert, so wird im folgenden Schritt 14 ein gewünschtes Ansteuerverhältnis Xw für die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a auf das Dosierventil 5 und die Förderpumpe 6 berechnet 14, wobei gewünschtes Ansteuerverhältnis Xw bedeutet, dass der relative Mengenfehler im Vergleich zum nicht vertrimmten System nicht verändert wird und somit der Vorteil des volumetrischen System erhalten bleibt. Diese Berechnung 14 wird mithilfe bekannter Druckgradienten der Förderpumpe 6 und des Dosierventils 5 sowie mithilfe des ermittelten Gesamtvertrimmungsfaktors a durchgeführt. Um zu gewährleisten, dass der zu Beginn des Verfahrens gesetzte Wert für den erlaubten Mengenfehler des Dosiersystems 8 nicht überschritten wird, darf die benötigte Gesamtvertrimmung a nur in einem bestimmten Verhältnis, nämlich dem Ansteuerungsverhältnis X, auf die Ansteuerung der Förderpumpe 6 und die Ansteuerung des Dosierventils 5 aufgeteilt werden. Eine notwendige Vertrimmung der Dosierventilansteuerung, um bei unveränderter Förderpumpenansteuerung den Solldruck Ps im Dosiersystem 8 zu erreichen, ist durch die Gesamtvertrimmung a gegeben. Analog dazu ist eine notwendige Vertrimmung der Förderpumpenansteuerung, um bei unveränderter Dosierventilansteuerung den Solldruck Ps im Dosiersystem 8 zu erreichen durch den Wert 1/a gegeben. Im Folgenden kann jede beliebige Aufteilung der Gesamtvertrimmung a auf die Förderpumpen- und die Dosierventilansteuerung gewählt werden, solange das Ansteuerverhältnis X sich innerhalb des berechneten Lösungsraums L befindet und solange die Vertrimmung der Ansteuerung des Dosierventils V5 = X·(a – 1) beträgt und die Vertrimmung der Ansteuerung der Förderpumpe gleichzeitig V6 = (1 – X)·((1/a) – 1) beträgt. Das Ansteuerverhältnis X hat dabei einen Wert zwischen 0 und 1, wobei X = 1 bedeutet, dass die gesamte Regelung des Dosiersystems 8 über eine Vertrimmung der Ansteuerung des Dosierventils 5 erfolgt und X = 0 bedeutet, dass die gesamte Regelung über eine Vertrimmung der Ansteuerung der Förderpumpe 6 erfolgt.
  • Im folgenden Schritt 15 wird geprüft, ob das gewünschte Ansteuerverhältnis Xw, bei welchem der relative Mengenfehler im Vergleich zum nicht vertrimmten System nicht verändert wird, welches also mengenneutral ist, im Lösungsraum L liegt. Ist dies der Fall, so wird die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a auf das Dosierventil 5 und die Förderpumpe 6 aufgeteilt 16.
  • Sollte das gewünschte Ansteuerverhältnis Xw nicht im Lösungsraum liegen, so wird das Ansteuerverhältnis X im Schritt 17 variiert bis es innerhalb des Lösungsraums L liegt. Damit ist das Ansteuerverhältnis X nicht mehr mengenneutral, aber auf jeden Fall noch innerhalb der zu Anfang vorgegebenen Mengenfehlergrenzen. In diesen beiden Fällen werden der gewünschte Solldruck Ps und die gewünschte Mengengenauigkeit garantiert. Sobald das Ansteuerverhältnis X in dem Lösungsraum L liegt, wird Schritt 16 des Verfahrens ausgeführt und die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a auf das Dosierventil 5 und die Förderpumpe 6 aufgeteilt. Wird in Schritt 13 festgestellt, dass für die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a kein Ansteuerverhältnis X existiert, also davon ausgegangen werden muss, dass bei der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a des Dosiersystems 8 die individuellen Grenzwerte der Förderpumpe 6 und des Dosierventils 5 und damit der erlaubte Mengenfehler nicht mehr eingehalten werden, so wird ein Fehler erkannt und es werden nacheinander verschiedene Maßnahmen getroffen: Zunächst wird im Schritt 18 ein Einregeln auf einen um maximal dPmax = +500 hPa veränderten Solldruck im Dosiersystem 8 durchgeführt. Nachfolgend wird in Schritt 19 erneut eine benötigte Gesamtvertrimmung a bestimmt sowie in Schritt 20 geprüft, ob ein Ansteuerverhältnis X existiert. Falls mittels dieser Veränderung des Solldrucks im Dosiersystem 8 jetzt ein Ansteuerverhältnis X existiert bei dem bei der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a des Dosiersystems 8 die individuellen Grenzwerte der Förderpumpe 6 und des Dosierventils 5 eingehalten werden können, so werden die Schritte 14 bis 16 des Verfahrens durchgeführt. Es wird also zunächst in Schritt 14 wieder ein mengenfehlerneutrales Ansteuerverhältnis Xw berechnet und in Schritt 15 erneut geprüft, ob dieses Xw im Lösungsraum L liegt. In Schritt 16 wird dann die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a auf das Dosierventil 5 und die Förderpumpe 6 aufgeteilt wird.
  • Wird in Schritt 20 festgestellt, dass immer noch kein Ansteuerverhältnis X existiert, so wird in Schritt 21 ein Einregeln auf einen um minimal dPmin= –500 hPa abweichenden Solldruck vorgenommen, wobei der Mengenfehler sich im Vergleich zum unvertrimmten System nicht ändert. Auch in diesem Fall wird die benötigte Gesamtvertrimmung a in Schritt 22 neu bestimmt und in Schritt 23 erneut geprüft, ob ein Ansteuerverhältnis X existiert. Führt diese Maßnahme dazu, dass bei der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a des Dosiersystems 8 die individuellen Grenzwerte der Förderpumpe 6 und des Dosierventils 5 eingehalten werden können, wird also in Schritt 23 festgestellt, dass ein Ansteuerverhältnis X existiert, so werden erneut die Schritte 14 bis 16 des Verfahrens ausgeführt. In Schritt 14 wird also wieder ein mengenfehlerneutrales Ansteuerverhältnis Xw berechnet und in Schritt 15 erneut geprüft, ob dieses Xw im Lösungsraum L liegt. In Schritt 16 wird die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a auf das Dosierventil 5 und die Förderpumpe 6 aufgeteilt. Bei den beiden letztgenannten Maßnahmen kann eine der beiden Forderungen, das Einregeln auf den Solldruck Ps, nicht mehr gewährleistet werden.
  • Wird in Schritt 23 festgestellt, dass die Maßnahme aus Schritt 21 nicht dazu führt, dass jetzt ein Ansteuerverhältnis X existiert, bei dem der Solldruck unter Einhaltung der individuellen Grenzwerte der Förderpumpe 6 und des Dosierventils 5 einregelbar ist, so wird im nächsten Schritt 24 ein Einregeln auf den gewünschten Solldruck Ps durchgeführt, ohne dabei einen Mengenfehler auszuschließen. Dieses ist die letzte verfügbare Maßnahme, für den Fall, dass der Solldruck Ps unter Einhaltung der vorgebbaren Grenzen nicht einregelbar ist. Nachdem die Maßnahme aus Schritt 24 durchgeführt wurde, wird Schritt 16 des Verfahrens durchgeführt, wobei die ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung auf das Dosierventil 5 und die Förderpumpe 6 aufgeteilt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013209539 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Verfahren zur mengenfehlerbegrenzenden, druckregelnden Komponentenansteuerung in einem nach dem volumetrischen System arbeitenden Dosiersystem (8) eines SCR-Katalysatorsystems (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Dosiersystem (8) eine Förderpumpe (6) und ein Dosierventil (5) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Vertrimmungen für das Dosierventil (5) und die Förderpumpe (6) berechnet werden, so dass eine Druckregelung des Dosiersystems (8) innerhalb vorgebbarer Ansteuergrenzen eine vorgebbare Mengengenauigkeit des Dosiersystems (8) gewährleistet und dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a. Setzen (10) eines Wertes für den vorgebbaren erlaubten Mengenfehler des Dosiersystems (8), b. Berechnen (11) von jeweiligen, voneinander unabhängigen, individuellen Grenzwerten für die Förderpumpe (6) und das Dosierventil (5), innerhalb derer die jeweilige Ansteuerung des Dosierventils (5) und der Förderpumpe (6) verändert werden kann, ohne dass der gesetzte erlaubte Mengenfehler verletzt wird, c. Ermitteln (12) eines benötigten Gesamtvertrimmungsfaktors a des Dosiersystems (8), um den Systemdruck des Dosiersystems (8) auf einen Solldruck einzuregeln, d. Berechnung (14) eines gewünschten Ansteuerungsverhältnis Xw, bei welchem der Mengenfehler gegenüber einem nicht vertrimmten Dosiersystem (8) nicht verändert wird und e. Aufteilung (16) der ermittelten benötigten Gesamtvertrimmung a gemäß einem ermittelten Ansteuerverhältnis X auf das Dosierventil (5) und die Förderpumpe (6), wobei das Ansteuerverhältnis X eine Zahl zwischen 0 und 1 ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird (15), ob das gewünschte Ansteuerverhältnis Xw in einem Lösungsraum L liegt und dass, sollte dies nicht der Fall sein, das Ansteuerverhältnisses X variiert wird (17), bis die berechneten individuellen Grenzwerte eingehalten werden, wobei kein Mengenfehler außerhalb der vorgebbaren Grenze vorliegt und der Systemdruck auf den gewünschten Solldruck eingeregelt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird (14), ob das berechnete gewünschte Ansteuerverhältnis Xw ein Ansteuerverhältnis X ist, bei welchem die berechneten individuellen Grenzwerte für die Förderpumpe (6) und das Dosierventil (5) eingehalten werden und dass, wenn der Solldruck unter Einhaltung der berechneten individuellen Grenzenwerte nicht eingeregelt werden kann, nacheinander mindestens eine der folgende Maßnahmen getroffen wird: I. Einregeln (18) auf einen um maximal dPmax = +500 hPa abweichenden Solldruck im Dosiersystem (8), wobei kein Mengenfehler außerhalb der vorgegebenen Grenze vorliegt, II. Einregeln (21) auf einen um minimal dPmin = –500 hPa abweichenden Solldruck, wobei kein Mengenfehler vorliegt oder III. Einregeln (24) auf den gewünschten Solldruck, ohne dabei einen Mengenfehler auszuschließen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler erkannt wird, sobald für eine ermittelte benötigte Gesamtvertrimmung a kein Ansteuerverhältnis X existiert, bei welchem die individuellen Grenzwerte für die Ansteuerung des Dosierventils (5) und die Ansteuerung der Förderpumpe (6) nicht verletzt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen individuellen Grenzwerte für die Ansteuerung des Dosierventils (5) und der Förderpumpe (6) abhängig sind von dem gesetzten Wert für den Mengenfehler des Dosiersystems (8), von der Fördercharakteristik sowie spezifizierten Toleranzen des Dosierventils (5), der Förderpumpe (6) und des Drucksensors (30) und vom Solldruck Ps, auf den eingeregelt werden soll.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der benötigte Gesamtvertrimmungsfaktor a des Dosiersystems (8) aus dem im Dosiersystem (8) herrschenden Druck und der bereits angewandten Vertrimmung sowie der Charakteristik der Förderpumpe (6) und des Dosierventils (5) ermittelt wird.
  7. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
  8. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 7 gespeichert ist.
  9. Elektronisches Steuergerät (9), welches eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
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