DE102017102964A1

DE102017102964A1 - Selbstabstimmschaltung zur Steuerung von Eingangsdruckwerten für ein Nachbehandlungssystem

Info

Publication number: DE102017102964A1
Application number: DE102017102964.8A
Authority: DE
Inventors: Nassim Khaled; Bibin N. Pattel
Original assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Current assignee: Cummins Emission Solutions Inc
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2017-08-24
Also published as: CN107091142B; US10087806B2; CN107091142A; US20170241314A1

Abstract

Eine Steuerung mit einer selbstabstimmenden Schaltung zur Steuerung eines Drucksystems zur Ausgabe eines Eingangsdrucks zu einem Eingangsdruckwert unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Control-Systems und Aktualisierung der Dosier-Sollwerte einer Dosier-Sollwerttabelle zur Steuerung einer Dosierungseinheit eines Nachbehandlungssystems. Die selbstabstimmende Schaltung ist konfiguriert, einen Eingangsdruckwert zu bestimmen und ein Drucksteuersignal unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf Basis des Eingangsdruckwerts, eines erfassten Eingangsdrucks und eines Fehlerbetrags zu erzeugen. Die selbstabstimmende Schaltung ist ferner konfiguriert, den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von einem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung eines Drucksteuersignals für eine Drucksteuereinrichtung zu regeln. Die selbstabstimmende Schaltung ist ferner konfiguriert, einen Dosier-Sollwert einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit der Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels zu aktualisieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung behandelt allgemein das Gebiet von Nachbehandlungssystemen für Verbrennungsmotoren.
HINTERGRUND
Bei Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Dieselmotoren, können Stickoxid-Verbindungen (NO_x-Verbindungen) in das Abgas abgegeben werden. Zum Reduzieren von NO_x-Emissionen kann ein SCR-Verfahren eingesetzt werden, um die NO_x-Verbindungen mit Hilfe eines Katalysators und eines Reduktionsmittels in neutrale Verbindungen wie zweiatomigen Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid umzuwandeln. Der Katalysator kann in einer Katalysatorkammer eines Abgassystems, beispielsweise derjenigen eines Fahrzeugs oder einer Energieerzeugungseinheit, enthalten sein. Ein Reduktionsmittel, beispielsweise Ammoniakanhydrid, wässrige Ammoniaklösung oder Harnstoff, wird üblicherweise vor der Katalysatorkammer in den Abgasstrom eingebracht. Um das Reduktionsmittel für den SCR-Prozess in den Abgasstrom einzubringen, kann ein SCR-System das Reduktionsmittel durch eine Dosierungseinheit, die das Reduktionsmittel strömungsaufwärts der Katalysatorkammer in ein Abgasrohr des Abgassystems verdampft oder sprüht, dosieren oder anderweitig einbringen. Das SCR-System kann einen oder mehrere Sensoren aufweisen, um die Bedingungen innerhalb des Abgassystems zu überwachen.
ZUSAMMENFASSUNG
Hierin beschriebene Ausführungsformen betreffen eine Steuerung mit einer selbstabstimmenden Schaltung zur Steuerung eines Drucksystems zur Ausgabe eines Eingangsdrucks zu einem Eingangsdruckwert unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Control-Systems und Aktualisierung der Dosier-Sollwerte einer Dosier-Sollwerttabelle zur Steuerung einer Dosierungseinheit eines Nachbehandlungssystems. Eine Ausführungsform betrifft ein System, das eine Dosierungseinheit, einen Reduktionsmitteltank in Fluidverbindung mit der Dosierungseinheit, einen Drucksensor, der konfiguriert ist, einen Eingangsdruck eines Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu erfassen, eine Drucksteuereinrichtung zur Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit und eine Steuerung aufweist, die mit der Dosierungseinheit, dem Drucksensor und der Drucksteuereinrichtung gekoppelt ist. Die Steuerung weist eine selbstabstimmende Schaltung auf, die strukturiert ist, einen Eingangsdruckwert zu bestimmen; ein Drucksteuersignal unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf der Basis des Eingangsdruckwerts, des erfassten Eingangsdrucks und eines Fehlerbetrags zu erzeugen; den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung des Drucksteuersignals für die Drucksteuereinrichtung zu steuern; und einen Dosier-Sollwert einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit der Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels zu aktualisieren.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung derart betreibbar, dass die Dosierung des Reduktionsmittels aus der Dosierungseinheit auf Basis der Dosier-Sollwerttabelle gesteuert wird. In einigen Ausführungsformen weist das System ferner einen zweiten Sensor auf, der konfiguriert ist, eine tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels zu messen. Die selbstabstimmende Schaltung ist ferner strukturiert, einen ersten Parameter, der den Eingangsdruck des Reduktionsmittels zu der Dosierungseinheit angibt, als im Wesentlichen gleich dem Eingangsdruckwert zu interpretieren, die Dosierungseinheit anzuweisen, das Reduktionsmittel mit einer ersten Dosier-Sollrate bei dem Eingangsdruckwert auf Basis des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle zu dosieren, einen zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des durch die Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt, zu interpretieren und den interpretierten zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel auf Basis der ersten Dosier-Sollrate zu vergleichen. Die Aktualisierung des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle des Steuermoduls des Nachbehandlungssystems reagiert auf den Vergleich des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit der erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel. In einigen Ausführungsformen weist das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem eine Fuzzy-Inferenzmaschine und ein Adaptionssystem auf. In einigen Ausführungsformen verwendet das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton, das wie folgt angepasst ist:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist. In einigen Ausführungsformen ist die selbstabstimmende Schaltung ferner strukturiert, den Fehlerbetrag auf Basis eines Rückkopplungsfehlers zu berechnen. Der Rückkopplungsfehler kann einen aktuellen Fehler, eine aktuelle Änderungsrate des Fehlers, einen verzögerten Fehler und/oder eine verzögerte Änderungsrate des Fehlers beinhalten. In einigen Ausführungsformen weist die Drucksteuereinrichtung ein Ventil oder eine Pumpe auf.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Steuerung für ein Nachbehandlungssystem. Das Nachbehandlungssystem weist eine Dosierungseinheit, einen Reduktionsmitteltank in Fluidverbindung mit der Dosierungseinheit, einen Drucksensor, der konfiguriert ist, einen Eingangsdruck eines Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu erfassen, und eine Drucksteuereinrichtung zur Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit auf. Die Steuerung ist mit einer Dosierungseinheit, einem Drucksensor und einer Drucksteuereinrichtung gekoppelt. Die Steuerung weist eine selbstabstimmende Schaltung auf, die strukturiert ist, einen Eingangsdruckwert zu bestimmen; ein Drucksteuersignal unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf der Basis des Eingangsdruckwerts, des erfassten Eingangsdrucks und eines Fehlerbetrags zu erzeugen; den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung des Drucksteuersignals für die Drucksteuereinrichtung zu steuern; und einen Dosier-Sollwert einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit der Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels zu aktualisieren.
In einigen Ausführungsformen weist das Nachbehandlungssystem ferner einen zweiten Sensor auf, der konfiguriert ist, eine tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittel zu messen. Die selbstabstimmende Schaltung ist ferner strukturiert, einen ersten Parameter, der den Eingangsdruck des Reduktionsmittels zu der Dosierungseinheit angibt, als im Wesentlichen gleich dem Eingangsdruckwert zu interpretieren, die Dosierungseinheit anzuweisen, Reduktionsmittel mit einer ersten Dosier-Sollrate bei dem Eingangsdruckwert auf Basis des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle zu dosieren, einen zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des durch die Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt, zu interpretieren und den interpretierten zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel auf Basis der ersten Dosier-Sollrate zu vergleichen. Die Aktualisierung des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle des Steuermoduls des Nachbehandlungssystems reagiert auf den Vergleich des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit der erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel. In einigen Ausführungsformen weist das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem eine Fuzzy-Inferenzmaschine und ein Adaptionssystem auf. In einigen Ausführungsformen verwendet das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton, das wie folgt angepasst ist:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist. In einigen Ausführungsformen ist die selbstabstimmende Schaltung ferner strukturiert, den Fehlerbetrag auf Basis eines Rückkopplungsfehlers zu berechnen, der einen aktuellen Fehler, eine aktuelle Änderungsrate des Fehlers, einen verzögerten Fehler und/oder eine verzögerte Änderungsrate des Fehlers beinhalten kann. In einigen Ausführungsformen weist die Drucksteuereinrichtung ein Ventil oder eine Pumpe auf.
Eine noch weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Abstimmen einer Dosierungseinheit unter Verwendung einer selbstabstimmenden Schaltung. Das Verfahren umfasst das Bestimmen eines Eingangsdruckwerts und das Erzeugen eines Drucksteuersignals unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf Basis des Eingangsdruckwerts, eines erfassten Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von einem Reduktionsmitteltank zu einer Dosierungseinheit und eines Fehlerbetrags. Das Verfahren umfasst ferner das Regeln eines Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung des Drucksteuersignals für eine Drucksteuereinrichtung zur Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit. Das Verfahren umfasst ferner das Aktualisieren eines Dosier-Sollwerts einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit der Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Interpretieren eines ersten Parameters, der den Eingangsdruck des Reduktionsmittels zu der Dosierungseinheit angibt, als im Wesentlichen gleich dem Eingangsdruckwert, das Anweisen der Dosierungseinheit, Reduktionsmittel mit einer Dosier-Sollrate bei dem Eingangsdruckwert auf Basis des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle zu dosieren, die in einem computerlesbaren Speichermedium der Steuerung gespeichert ist, die zur Steuerung der Dosierung des Reduktionsmittels auf Basis der Dosier-Sollwerttabelle betreibbar ist, das Interpretieren eines zweiten Parameters von einem zweiten Sensor, der eine tatsächliche Menge des durch die Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt, und das Vergleichen des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel auf Basis der Dosier-Sollrate. Die Aktualisierung des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung eines Nachbehandlungssystems auf einen aktualisierten Dosier-Sollwert reagiert auf den Vergleich des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels. In einigen Ausführungsformen weist das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem eine Fuzzy-Inferenzmaschine und ein Adaptionssystem auf. In einigen Ausführungsformen verwendet das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton, das wie folgt angepasst ist:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Berechnen des Fehlerbetrags auf Basis eines Rückkopplungsfehler, der einen aktuellen Fehler und eine aktuelle Änderungsrate des Fehlers aufweist. In einigen Ausführungsformen kann der Rückkopplungsfehler auch einen verzögerten Fehler und/oder eine verzögerte Änderungsrate des Fehlers beinhalten. In einigen Ausführungsformen weist die Drucksteuereinrichtung ein Ventil oder eine Pumpe auf.
KURZBESCHREIBUNG
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den begleitenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden anhand der Beschreibung, der Zeichnungen und der Ansprüche ersichtlich. Es zeigen:
1 ein schematisches Schaubild eines beispielhaften selektiven katalytischen Reduktionssystems mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem für eine Abgasanlage;
2 eine Übersicht einer beispielhaften Dosier-Sollwerttabelle mit mehreren Dosieranweisungen auf Basis eines entsprechenden Drucks und einer entsprechenden Soll-Dosierrate;
3 ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Systems mit einer selbstabstimmenden Schaltung zum Abstimmen eines Motorsteuermoduls oder einer Steuerung eines Nachbehandlungssystems;
4 ein Prozessdiagramm, das einen beispielhaften Prozess für eine selbstabstimmende Schaltung zum Erzeugen und/oder Abstimmen von Dosier-Sollwerten für eine Dosier-Sollwerttabelle durch Steuern des Eingangsdrucks unter Verwendung eines Druckregelkreises und zur Änderung von Dosier-Sollwerten unter Verwendung einer Dosier-Befehlsschleife zeigt;
5 ein Prozessdiagramm, das einen beispielhaften Prozess für eine selbstabstimmende Schaltung zur Änderung von Dosier-Sollwerten für eine Dosierungseinheit zeigt;
6 ein Prozessdiagramm eines beispielhaften Prozesses für eine selbstabstimmende Schaltung zur Steuerung eines Eingangsdrucks unter Verwendung einer adaptiven Fuzzy-Logik, während Dosier-Sollwerte für eine Dosier-Sollwerttabelle erzeugt und/oder abgestimmt werden;
7 ein Prozessdiagramm, das einen beispielhaften Algorithmus zur Steuerung eines Ventil-Ausgangsdrucks auf Basis einer adaptiven Fuzzy-Logik zeigt;
8 ein Prozessdiagramm eines beispielhaften Algorithmus für die adaptive Fuzzy-Logik-Drucksteuerung von 7;
9 ein Prozessdiagramm eines beispielhaften Algorithmus für die Ausführungsform der Prozesse von 5–6;
10 ein graphisches Diagramm eines Reduktionsmittel-Leitungsdrucks gegenüber der Zeit für inkrementale Eingangsdruckwerte und tatsächliche Druckwerte unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems von 6–8; und
11 ein graphisches Diagramm eines digitalen Drucksteuerwerts gegenüber der Zeit und analoge Spannungswerte gegenüber der Zeit, unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems der 6–8.
Es ist anzumerken, dass es sich bei manchen oder allen der Figuren um schematische Darstellungen zu Zwecken der Veranschaulichung handelt. Die Figuren werden zum Zweck der Veranschaulichung einer oder mehrerer Ausführungsformen mit dem expliziten Verständnis bereitgestellt, dass sie nicht verwendet werden, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu beschränken.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es folgen ausführlichere Beschreibungen verschiedener Konzepte und Ausführungsformen im Zusammenhang mit Verfahren, Einrichtungen und Systemen für eine selbstabstimmende Steuerung. Die verschiedenen, vorstehend vorgestellten und nachstehend ausführlich beschriebenen Konzepte können auf eine von zahlreichen Weisen ausgeführt werden, da die beschriebenen Konzepte nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Ausführungsform beschränkt sind. Beispiele für spezielle Ausführungsformen und Anwendungen sind hauptsächlich zu Zwecken der Veranschaulichung vorgesehen.
I. Übersicht
Bei Fahrzeugen mit Steuerungen für ein Nachbehandlungssystem kann die Gesamtwirkung des Systems davon abhängen, ob die Steuerung und/oder eine Dosierungseinheit für das System korrekt konfiguriert sind. Wenn die Dosierungseinheit zum Beispiel Reduktionsmittel an das Abgas, das durch die Abgasanlage strömt, unterdosiert, können überschüssige NO_x-Emissionen ausgestoßen werden. In ähnlicher Weise kann, wenn die Dosierungseinheit Reduktionsmittel an das Abgas, das durch die Abgasanlage strömt, überdosiert, überschüssiges Ammoniak (bezeichnet als Ammoniakschlupf) ausgestoßen werden. Somit kann die Leistungsabstimmung die Gesamtwirkung eines Nachbehandlungssystems direkt beeinflussen.
In einigen Ausführungsformen wird eine Proportional-Integral-Differential(PID)-Steuerung für Eingrößensysteme ("Single-Input-Single-Output") verwendet. Für eine ausreichende Steuerungsleistung erfordert die Steuerung im Allgemeinen zumindest eine anfängliche Abstimmung, um mit dem System zu arbeiten, mit dem die Steuerung verwendet wird. Darüber hinaus können solche PID-Steuerungen für lineare Systeme vorgesehen sein, können aber auch für nichtlineare Systeme verwendet werden, was Einbußen an Robustheit mit sich bringen kann. In einigen Fällen kann ein Hersteller solcher Steuerungen einen Abstimmprozess verwenden, um die Steuerung nach der Herstellung anfänglich abzustimmen. Allerdings erfordert eine solche anfängliche Abstimmung weiterhin ein Eingreifen und Eingaben durch den Benutzer, selbst wenn ein nachfolgender automatischer Abstimmprozess durchgeführt wird. Zum Beispiel enthalten solche Steuerungen anfängliche Dosier-Sollwerttabellen, die für verschiedene Betriebseingangsdrücke und Dosierraten-Anweisungen durch eine anfängliche Benutzereingabe erstellt werden.
Somit umfassen hierin erörterte verschiedene Ausführungsformen eine Steuerung, die eine selbstabstimmende Logik zur automatischen Durchführung einer Leistungsabstimmung der Steuerung ausgeführt. Die hierin beschriebene selbstabstimmende Steuerung erfordert keine anfängliche Abstimmung und kann sowohl für lineare als auch nichtlineare Systeme verwendet werden. Somit kann die selbstabstimmende Steuerung in beliebigen Endsystemen ausgeführt werden und, auf Basis der hierin beschriebenen Logik, sich selbst auf das System abstimmen, das die hierin beschriebene adaptive Fuzzy-Logik verwendet.
II. Überblick über das Nachbehandlungssystem
1 stellt ein Nachbehandlungssystem 100 mit einem beispielhaften Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 für ein Abgassystem 190 dar. Das Nachbehandlungssystem 100 weist einen Partikelfilter (einen Dieselpartikelfilter (DFP) 102 in dieser beispielhaften Ausführungsform), das Reduktionsmittelzufuhrsystem 110, eine Zersetzungskammer oder einen Zersetzungsreaktor 104, einen SCR-Katalysator 106 und einen Sensor 150 auf.
Der DPF 102 ist konfiguriert, Feinstaub, beispielsweise Ruß, aus im Abgassystem 190 strömendem Abgas zu entfernen. Der DFP 102 umfasst einen Einlass, durch den das Abgas eintritt, und einen Auslass, durch den das Abgas austritt, nachdem Feinstaub im Wesentlichen aus dem Abgas gefiltert wurde und/oder Feinstaub in Kohlendioxid umgewandelt wurde.
Die Zersetzungskammer 104 ist dafür eingerichtet, ein Reduktionsmittel wie z. B. Harnstoff oder Dieselabgasfluid (AdBlue) in Ammoniak umzuwandeln. Die Zersetzungskammer 104 weist ein Reduktionsmittelzufuhrsystem 110 mit einer Dosierungseinheit 112 auf, die konfiguriert ist, das Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Bei einigen Ausführungsformen wird das Reduktionsmittel vor dem SCR-Katalysator 106 injiziert. Die Reduktionsmitteltröpfchen durchlaufen dann die Verfahren der Verdampfung, Thermolyse und Hydrolyse, um gasförmiges Ammoniak innerhalb des Abgassystems 190 zu bilden. Die Zersetzungskammer 104 schließt einen Einlass in Fluidverbindung mit dem DPF 102 ein, um das Abgas aufzunehmen, das NO_x-Emissionen enthält, sowie einen Auslass für das Abgas, NO_x-Emissionen, Ammoniak und/oder verbleibendes Reduktionsmittel für die Strömung zum SCR-Katalysator 106.
Die Zersetzungskammer 104 weist die Dosierungseinheit 112 auf, die an der Zersetzungskammer 104 angebracht ist, so dass die Dosierungseinheit 112 ein Reduktionsmittel in die in der Abgasanlage 190 strömenden Abgase dosieren kann. Die Dosierungseinheit 112 kann einen Isolator 114 beinhalten, der zwischen einem Abschnitt der Dosierungseinheit 112 und dem Abschnitt der Zersetzungskammer 104 positioniert ist, an dem die Dosierungseinheit 112 montiert ist. Die Dosierungseinheit 112 ist fluidisch mit einer oder mehreren Reduktionsmittelquellen 116 gekoppelt. In manchen Ausführungsformen kann eine Pumpe 118 verwendet werden, um das Reduktionsmittel von der Reduktionsmittelquelle 116 für die Zufuhr zu der Dosierungseinheit 112 unter Druck zu setzen.
Die Dosierungseinheit 112 und die Pumpe 118 sind zudem elektrisch oder kommunikativ mit einer Steuerung 120 gekoppelt. Die Steuerung 120 ist konfiguriert, die Dosierungseinheit 112 zu steuern, um Reduktionsmittel in die Zersetzungskammer 104 zu dosieren. Die Steuerung 120 kann auch zum Steuern der Pumpe 118 konfiguriert sein. Die Steuerung 120 kann einen Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ("Application-Specific Integrated Circuit" (ASIC)), eine feldprogrammierbare Gatteranordnung ("Field-Programmable Gate Array" (FPGA)) usw. oder Kombinationen davon aufweisen. Die Steuerung 120 kann einen Speicher aufweisen, der unter anderem eine elektronische, optische, magnetische oder eine andere Datenspeicher- oder Übermittlungsvorrichtung enthält, die in der Lage ist, einem Prozessor, einer ASIC, einer FPGA usw. Programmanweisungen bereitzustellen. Der Speicher kann einen Speicherchip, einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher ("Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory" (EEPROM)), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher ("Erasable Programmable Read-Only Memory" (EPROM)), einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher aufweisen, aus dem die Steuerung 120 Anweisungen auslesen kann. Die Anweisungen können Codes einer beliebigen geeigneten Programmiersprache umfassen.
In bestimmten Ausführungsformen ist die Steuerung 120 strukturiert, bestimmte Vorgänge durchzuführen, wie beispielsweise solche, die hierin in Bezug auf die 4–9 beschrieben sind. Bei bestimmten Ausführungsformen stellt die Steuerung 120 einen Teil eines Verarbeitungsuntersystems dar, das eine oder mehrere Rechenvorrichtungen mit Speicher-, Verarbeitungs- und Kommunikationshardware aufweist. Bei der Steuerung 120 kann es sich um eine einzelne Vorrichtung oder eine verteilte Vorrichtung handeln, und die Funktionen der Steuerung 120 können durch Hardware und/oder als Computerbefehle auf einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Datenspeichermedium durchgeführt werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die Steuerung 120 eine oder mehrere Schaltungen, die strukturiert sind, die Operationen der Steuerung 120 funktional auszuführen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 120 eine selbstabstimmende Schaltung zur Durchführung der mit Bezugnahme auf 4–9 beschriebenen Abläufe aufweisen. Die Beschreibung hierin, einschließlich der Schaltungen, betont die strukturelle Unabhängigkeit der Aspekte der Steuerung 120 und veranschaulicht ein mögliches Gruppieren von Operationen und Verantwortlichkeiten der Steuerung 120. Andere Gruppierungen, die ähnliche Gesamtoperationen durchführen, sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen zu betrachten. Schaltungen können in Hardware und/oder als Computerbefehle auf einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Datenspeichermedium ausgeführt sein, und Schaltungen können über verschiedene Hardware- oder computerbasierte Komponenten verteilt sein. Genauere Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen von Steuerungsabläufen sind in dem Abschnitt enthalten, der auf 4–9 verweist.
Beispielhafte und nicht einschränkende Schaltungausführungselemente schließen Sensoren ein, die einen beliebigen, hierin angegebenen Wert liefern, Sensoren, die einen beliebigen Wert liefern, bei dem es sich um einen Vorläufer zu einem hierin angegebenen Wert handelt, Datalink- und/oder Netzwerkhardware einschließlich Kommunikationschips, oszillierender Kristalle, Kommunikationsverbindungen, Kabeln, Verdrahtungen mit verdrillten Aderpaaren ("Twisted-Pair"), Koaxialverdrahtungen, abgeschirmter Verdrahtungen, Sendern, Empfängern und/oder Sender-Empfängern ("Transceivern"), Logikschaltungen, fest verdrahteter Logikschaltungen, umkonfigurierbarer Logikschaltungen in einem bestimmten, nichtflüchtigen Zustand, die entsprechend der Schaltungspezifikation konfiguriert sind, Aktoren einschließlich mindestens eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktors, einer Magnetspule, eines Operationsverstärkers, analoger Steuerelemente (Federn, Filtern, Integratoren, Addierern, Teilern, Verstärkungselementen) und/oder digitaler Steuerelemente.
Der SCR-Katalysator 106 ist konfiguriert, zur Verringerung von NO_x-Emissionen beizutragen, indem ein NO_x-Reduktionsprozess zwischen dem Ammoniak und dem NO_x des Abgases in zweiatomigen Stickstoff, Wasser und/oder Kohlendioxid beschleunigt wird. Der SCR-Katalysator 106 umfasst einen Einlass in Fluidverbindung mit der Zersetzungskammer 104, von der Abgas und Reduktionsmittel empfangen werden, und einen Auslass in Fluidverbindung mit einem Ende der Abgasanlage 190.
Die Abgasanlage 190 kann weiter einen Oxidationskatalysator (und genauer gesagt, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC)) in Fluidverbindung mit der Abgasanlage 190 aufweisen (z. B. strömungsabwärts des SCR-Katalysators 106 oder strömungsaufwärts des DPF 102), um Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas zu oxidieren.
Bei einigen Ausführungsformen kann der DPF 102 strömungsabwärts von der Zersetzungskammer oder dem Reaktorrohr 104 positioniert sein. Beispielsweise können der DPF 102 und der SCR-Katalysator 106 in einer einzelnen Einheit kombiniert sein. In einigen Ausführungsformen kann die Dosierungseinheit 112 stattdessen strömungsabwärts eines Turboladers oder strömungsaufwärts eines Turboladers angeordnet sein.
Der Sensor 150 kann mit dem Abgassystem 190 gekoppelt sein, um einen Zustand des Abgasstroms durch das Abgassystem 190 zu erkennen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Sensor 150 einen innerhalb des Abgassystems 190 angeordneten Teil haben, z. B. kann eine Spitze des Sensors 150 in einen Teil des Abgassystems 190 verlaufen. Bei anderen Ausführungsformen kann der Sensor 150 Abgas durch eine andere Leitung empfangen, wie z. B. durch ein Probenrohr, das sich vom Abgassystem 190 erstreckt. Während der Sensor 150 so dargestellt ist, dass er strömungsabwärts hinter dem SCR-Katalysator 106 positioniert ist, versteht es sich, dass der Sensor 150 an anderen Positionen des Abgassystems 190, einschließlich strömungsaufwärts vor dem DPF 102, im DPF 102, zwischen dem DPF 102 und der Zersetzungskammer 104, innerhalb der Zersetzungskammer 104, zwischen der Zersetzungskammer 104 und dem SCR-Katalysator 106, im SCR-Katalysator 106 oder hinter dem SCR-Katalysator 106 positioniert sein kann. Zusätzlich können zwei oder mehr Sensoren 150 verwendet werden, um einen Zustand des Abgases zu erkennen, wie z. B. zwei, drei, vier, fünf oder sechs Sensoren 150, wobei jeder Sensor 150 an einer der vorerwähnten Positionen des Abgassystems 190 angeordnet ist.
III. Beispielhafte selbstabstimmende Steuerung
Eine Dosierungseinheit, wie beispielsweise die Dosierungseinheit 112 von 1, kann von einer Steuerung, wie beispielsweise der Steuerung 120, gesteuert werden. Um die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels zu steuern, kann die Steuerung eine Dosier-Sollwerttabelle mit mehreren gespeicherten Dosier-Sollwerten verwenden. Die Dosier-Sollwerte können ein oder mehrere Parameter mit Werten für die Steuerung eines oder mehrerer Aspekte der Dosierungseinheit, einer Pumpe für einen Eingangsdruck und/oder anderer Komponenten sein, die die Dosierung des Reduktionsmittels aus der Dosierungseinheit und/oder die den Eingangsdruck beeinflussen. Zum Beispiel kann ein Stellglied der Dosierungseinheit in variierendem Maße geöffnet und/oder geschlossen werden, um die Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels selektiv zu steuern. Zusätzlich können verschiedene Ventilkomponenten geöffnet und/oder geschlossen werden, um eine Menge von Reduktionsmittel, die durch eine Dosierungseinheit zurück zu einem Reduktionsmitteltank geführt wird, zu steuern. Druckversorgungsventile können geöffnet und/oder geschlossen werden, um eine Höhe eines Drucks zu variieren, der an die Dosierungseinheit und/oder an andere Abschnitte eines Dosiersystems, wie beispielsweise einen Reduktionsmitteltank, angelegt wird. Noch weitere Aspekte der Dosierungseinheit und/oder anderer Komponenten eines Dosierungssystems können gesteuert werden, wenn das Reduktionsmittel dosiert wird. Obwohl also eine angegebene endgültige Menge des Reduktionsmittels zu dem Nachbehandlungssystem dosiert werden soll, können mehrere Komponenten die Dosierung des Reduktionsmittels beeinflussen.
In einigen Ausführungsformen kann die Dosier-Sollwerttabelle mehrere Dosier-Sollwerte aufweisen, die auf einer Soll-Menge von Reduktionsmittel, das in das Nachbehandlungssystem dosiert werden soll, beispielsweise eine Dosierraten-Anweisung und einen Eingangsdruckwert, beruhen. Das heißt, für eine gegebene Dosierraten-Anweisung (z. B. in Milliliter von Reduktionsmittel pro Sekunde) und einen gegebenen Eingangsdruckwert, wie beispielsweise den Druck des Reduktionsmittels, das der Dosierungseinheit zugeführt wird, kann die Dosier-Sollwerttabelle einen Dosier-Sollwert und/oder einen Satz von Werten speichern, um den Betrieb der Dosierungseinheit und/oder der anderen Komponenten des Dosierungssystemss zu steuern. 2 zeigt eine beispielhafte Dosier-Sollwerttabelle 200 mit mehreren Dosier-Sollwerten 210 für verschiedene Dosierraten-Anweisungen 220 und Eingangsdruckwerte 230. Der vorbestimmte Satz von Dosierraten-Anweisungen 220 kann von einem Hersteller der Dosierungseinheit bestimmt werden und/oder kann auf Basis des endgültigen Nachbehandlungssystems des Endbenutzers modifiziert werden.
Die Dosierraten-Anweisungen 220 können ein vorbestimmter Satz von Dosierraten-Anweisungen sein. In einigen Ausführungsformen kann die vorgegebene Menge von Dosierraten-Anweisungen auf Basis einer Null-Dosierrate (d.h. 0 mL/s) bis zu einer maximalen Dosierrate für die Dosierungseinheit eingestellt werden. Der Satz von Dosierraten-Anweisungen kann ein Intervall sein, wie beispielsweise 0 mL/s bis 100 mL/s in 0,1 mL/s-Schritten.
Die Eingangsdruckwerte 230 können ein vorbestimmter Satz von Eingangsdruckwerten sein. In einigen Ausführungsformen kann der vorherbestimmte Satz von Eingangsdruckwerten auf Basis eines Nulldruckeingangs (d.h. 0 kPa) bis zu einem maximalen Druckeingang für die Dosierungseinheit eingestellt werden. Der Satz von Eingangsdruckwerten kann ein Intervall sein, wie beispielsweise 0 kPa bis 100 kPa in 0,1 kPa-Schritten. Der vorbestimmte Satz von Eingangsdruckwerten kann von einem Hersteller der Dosierungseinheit bestimmt werden und/oder kann auf Basis des endgültigen Nachbehandlungssystems des Endbenutzers modifiziert werden. Die Menge von Reduktionsmittel, die tatsächlich von der Dosierungseinheit dosiert wird, und/oder die tatsächliche Dosierrate kann auf Basis des Drucks des zugeführten Reduktionsmittels, dem Maß, zu dem eine Dosierdüse der Dosierungseinheit geöffnet wird, einer Menge von Reduktionsmittel, die zurück zu einem Reduktionsmitteltank geführt wird, usw. variieren. Wie hierin weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann die Dosier-Sollwerttabelle 200 mit Dosier-Sollwerten 210 gefüllt werden, die unter Verwendung der selbstabstimmenden Fuzzy-Logik der Steuerung erzeugt werden, die die Eingangsdruckwerte 230 des Reduktionsmittels an die Dosierungseinheit steuert, während die Dosier-Sollwerte 210 für die verschiedenen Dosierraten-Anweisungen 220 abgestimmt werden. Eine solche Abstimmung kann die tatsächliche Menge, die von der Dosierungseinheit dosiert wird, mit der Soll-Menge, die von der Dosierungseinheit für das endgültige System, in welches die Dosierungseinheit integriert ist, dosiert wird, im Wesentlichen konform machen, indem die Dosier-Sollwerte 210 der Dosier-Sollwerttabelle 200 unter Verwendung der selbstabstimmenden Fuzzy-Logik ausgefüllt werden, um den Eingangsdruck zu regeln und die Dosier-Sollwerte 210 auf Basis einer Dosierraten-Anweisung zu modifizieren.
3 zeigt einen beispielhaften Abschnitt 300 (gestrichelt umrandet) eines Nachbehandlungssystems mit einem Motorsteuermodul 310 und/oder einer anderen Steuerung mit einer selbstabstimmenden Schaltung 320 zum automatischen Ausfüllen und/oder Abstimmen der Dosier-Sollwerttabelle 322 zur Steuerung der Dosierungseinheit 330 zur Verwendung bei dem Nachbehandlungssystem. Die selbstabstimmende Schaltung 320 kann in das Motorsteuermodul 310 des Nachbehandlungssystems integriert sein, und/oder die selbstabstimmende Schaltung 320 kann eine separate Schaltung in elektrischer Verbindung mit dem Motorsteuermodul 310 sein. Das Motorsteuermodul 310 weist eine Dosier-Sollwerttabelle 322 auf, die in ähnlicher Weise wie die Dosier-Sollwerttabelle 200 von 2 konfiguriert sein kann. Die Dosier-Sollwerttabelle 322 kann mit Dosier-Sollwerten gefüllt werden, die auf einer Soll-Menge von dosiertem Reduktionsmittel von der Dosierungseinheit und/oder einer Soll-Dosierrate und einem Eingangsdruckwert für den Druck des der Dosierungseinheit 330 zugeführten Reduktionsmittels beruhen. Die Dosier-Sollwerttabelle 322 kann mit Dosier-Sollwerten unter Verwendung der selbstabstimmenden Schaltung 320 gefüllt werden, um Dosier-Sollwerte für verschiedener Eingangsdruckwerte und Dosier-Sollwerte zu erzeugen. Die selbstabstimmende Schaltung 320 ist konfiguriert, Eingangsdruckwerte und Dosier-Sollwerte zu inkrementieren, um Reduktionsmittel durch die Dosierungseinheit 330 zu dosieren, eine tatsächliche Menge von dosiertem Reduktionsmittel zu bestimmen und die Dosier-Sollwerte der Dosier-Sollwerttabelle 322 auf Basis der erwarteten Menge von einem dosierten Reduktionsmittel und einer tatsächlichen Menge von dosiertem Reduktionsmittel zu modifizieren. In einigen Ausführungsformen kann das Motorsteuermodul 310 eine Dosier-Steuerschaltung zur Ausgabe von Steuerwerten basierend auf den Dosier-Sollwerten beinhalten und/oder die Dosier-Steuerschaltung kann von dem Motorsteuermodul 310 getrennt sein. In noch weiteren Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 selektiv aktiviert werden, beispielsweise bei der Ausführung der Prozesse 400, 500, 600, 700, 800 und/oder 900 von 4–9.
Das Motorsteuermodul 310 ist elektrisch mit der Dosierungseinheit 330 gekoppelt und ist konfiguriert, den Betrieb der Dosierungseinheit 330 und/oder anderer Komponenten, welche die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit 330 beeinflussen, zu steuern. Das Motorsteuermodul 310 kann konfiguriert sein, den Spannungsausgang an der Dosierungseinheit 330 und/oder an andere Komponenten zu steuern, um den Betrieb der Dosierungseinheit 330 und/oder der anderen Komponenten zu steuern.
Die Dosierungseinheit 330 steht in Fluidverbindung mit einem Reduktionsmitteltank 350, welcher Reduktionsmittel speichert, das von der Dosierungseinheit 330 dosiert werden soll. In einigen Ausführungsformen steht der Reduktionsmitteltank 350 in Fluidverbindung mit einer Druckversorgung 360, um den Reduktionsmitteltank 350 und das Reduktionsmittel darin unter Druck zu setzen. Die Druckversorgung 360 kann eine einstellbare Luftzufuhr sein, um den Druck der Luft, die dem Reduktionsmitteltank 350 zugeführt selektiv, selektiv zu steuern. In anderen Ausführungsformen kann eine Pumpe, wie beispielsweise die Pumpe 118 von 1, Reduktionsmittel aus dem Reduktionsmitteltank 350 für die Dosierungseinheit 330 unter Druck setzen.
Das Motorsteuermodul 310 ist ebenso konfiguriert, einen Parameter zu interpretieren, der einen Wert für den Druck angibt, der von einem Drucksensor 340 eines Einlasses an der Dosierungseinheit 330 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen kann der Parameter, der einen Wert für den Druck angibt, der von dem Drucksensor 340 gemessen wird, direkt von dem Motorsteuermodul 310 empfangen werden oder er kann aus einem Datenspeicher, beispielsweise einem Speichermodul, ausgelesen werden.
Beim Betrieb des Nachbehandlungssystems kann das Motorsteuermodul 310 einen Wert für eine Menge des Reduktionsmittels, die in das Abgas, das durch ein Abgassystem des Nachbehandlungssystems strömt, dosiert werden soll, bestimmen, interpretieren und/oder erhalten. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Motorsteuermodul 310 eine Vorsteuerungs-Berechnung ("Feedforward") für die Menge von NO_x, das in dem Abgas des Abgassystems vorhanden sein wird, basierend auf den Betriebsbedingungen eines Motors und des Motorsteuermoduls 310 ausführen und dann die Menge des zu dosierenden Reduktionsmittels zu berechnen, um das NO_x in dem Abgas zu behandeln. In anderen Fällen kann das Motorsteuermodul 310 einen Parameter aus einem NO_x-Sensor als eine Menge von NO_x in dem Abgas anzeigend interpretieren und kann dann die Menge des zu dosierenden Reduktionsmittels berechnen, um das NO_x in dem Abgas zu behandeln. In anderen Ausführungsformen kann die Menge des zu dosierenden Reduktionsmittels durch ein separates Modul berechnet werden und/oder aus einem Datenspeicher, wie beispielsweise einem Speicher, wie beispielsweise Nachschlagetabellen, abgerufen werden. In einigen Ausführungsformen kann die Menge des zu dosierenden Reduktionsmittels eine Dosierrate, wie beispielsweise mL/s des Reduktionsmittels, beinhalten, die von der Dosierungseinheit 330 zu dosieren ist. Das Motorsteuermodul 310 interpretiert den Parameter, der den Wert für den Druck angibt, der von dem Drucksensor 340 gemessen wird, und bestimmt unter Verwendung der Menge des zu dosierenden Reduktionsmittels und/oder der Reduktionsmittel-Dosierrate einen Dosier-Sollwert oder -werte aus der Dosier-Sollwerttabelle 322 zur Ausgabe an die Dosierungseinheit 330 und/oder an andere Komponenten, welche die Dosierung des Reduktionsmittels steuern. Somit kann das Motorsteuermodul 310 die Dosierung des Reduktionsmittels in das Abgas einer Abgasanlage des Nachbehandlungssystems steuern.
Damit jedoch das Motorsteuermodul 310 die Dosierung des Reduktionsmittels akkurat steuern kann, muss die Dosier-Sollwerttabelle 322 mit Dosier-Sollwerten gefüllt werden, um die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit 330 akkurat zu steuern. Daher ist die selbstabstimmende Schaltung 320 konfiguriert, die Dosier-Sollwerttabelle 322 durch Inkrementieren durch Eingangsdruckwerte und Dosierraten-Anweisungen zur Bestimmung von Dosier-Sollwerten zu füllen. Die selbstabstimmende Schaltung 320 legt die Dosier-Sollwerte durch Bestimmen fest, ob eine tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels einer erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels entspricht. Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels größer oder kleiner als die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels ist, ist die selbstabstimmende Schaltung 320 konfiguriert, den Dosier-Sollwert oder die -werte der Dosier-Sollwerttabelle 322 zu modifizieren. Die selbstabstimmende Schaltung 320 weist eine adaptive Fuzzy-Logik auf, um den Eingangsdruck auf einem gewünschten Eingangsdruckwert zu halten, während die Dosier-Sollwerte der Dosier-Sollwerttabelle 322 abgestimmt werden.
Die selbstabstimmende Schaltung 320 ist konfiguriert, die Druckbeaufschlagung des Reduktionsmitteltanks 350 und/oder den Druck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank 350 zu der Dosierungseinheit 330 auf Basis eines Druckregelkreises zu steuern, wie hierin ausführlicher mit Bezugnahme auf 6–9 beschrieben wird. In einigen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 mit einem Ventil von der Druckversorgung 360 zu dem Reduktionsmitteltank 350 zum selektiven Öffnen und/oder Schließen des Ventils elektrisch gekoppelt sein, um einen Druck des Reduktionsmitteltanks 350 zu erhöhen und/oder zu verringern und dadurch den Druck, der von dem Drucksensor 340 gemessen wird, zu erhöhen und/oder zu verringern. In anderen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 elektrisch mit einer Pumpe gekoppelt sein, entweder einer Druckzufuhrpumpe und/oder einer Reduktionsmittelpumpe, um den Druck des Reduktionsmittels, das der Dosierungseinheit 330 zugeführt und von dem Drucksensor 340 gemessen wird, zu erhöhen und/oder zu verringern.
Die selbstabstimmende Schaltung 320 ist ferner konfiguriert, einen Parameter von einem Sensor 370 zu interpretieren, der eine tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels anzeigt. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 370 eine Waage oder ein anderer Gewichtsmesssensor sein, der das Gewicht des Reduktionsmitteltanks 350, einschließlich des Reduktionsmittels darin, misst. Der Sensor 370 kann kalibriert werden, um das Gewicht des leeren Reduktionsmitteltanks 350 abzuziehen, so dass der von dem Sensor 370 ausgegebene Wert das Gewicht des Reduktionsmittels im Reduktionsmitteltank 350 ist. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor 370 eine Waage oder ein anderer Gewichtsmesssensor sein, der das Gewicht eines Aufnahmetanks 390 misst, in den die Dosierungseinheit 330 das Reduktionsmittel dosiert. Der Sensor 370 kann kalibriert werden, um das Gewicht des leeren Aufnahmetanks 390 abzuziehen, so dass der von dem Sensor 370 ausgegebene Wert das Gewicht des Reduktionsmittels innerhalb des Aufnahmetanks 390 ist. In noch anderen Ausführungsformen kann der Sensor 370 ein Durchflussmesser sein, der zwischen und in Fluidverbindung mit dem Reduktionsmitteltank 350 und der Dosierungseinheit 330 so positioniert ist, dass der Durchflussmesser die Rate des Volumenstroms von dem Reduktionsmitteltank 350 zu der Dosierungseinheit 330 misst. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Sensor 370 ein volumetrischer Messsensor sein, wie beispielsweise ein Schwimmer oder ein anderes volumetrisches Messgerät, um das Volumen des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmitteltank 350 und/oder dem Aufnahmetank 390 zu messen. Es können noch weitere Sensoren 370 verwendet werden, die konfiguriert sind, eine Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels zu messen.
Wenn die selbstabstimmende Schaltung 320 für die anfängliche Abstimmung des Motorsteuermoduls 310 und der Dosierungseinheit 330 verwendet wird, dann kann die selbstabstimmende Schaltung 320 einen anfänglichen Eingangsdruckwert auf einen ersten inkrementalen Wert einstellen und eine anfängliche Dosierraten-Anweisung auf eine erste inkrementale Dosierraten-Anweisung einstellen. In einigen Ausführungsformen kann ein Dosier-Sollwert oder ein Satz von Werten verwendet werden, um das Reduktionsmittel zu dosieren. Der erste Dosier-Sollwert oder Satz von Werten kann ein beliebiger Wert (z. B. ein statischer Wert oder Zufallswert) und/oder ein vorausgefüllter Wert in der Dosier-Sollwerttabelle 322 sein. Die selbstabstimmende Schaltung 320 steuert die Druckbeaufschlagung des Reduktionsmitteltanks 350 und/oder den Druck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank 350 zu der Dosierungseinheit 330, sodass dieser ein erster inkrementaler Druckwert ist, wie durch den Drucksensor 340 gemessen. Das Motorsteuermodul 310 betreibt die Dosierungseinheit 330 und/oder andere Komponenten, um Reduktionsmittel auf Basis des Dosier-Sollwerts oder der Dosier-Sollwerte zu dosieren. In einigen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 bewirken, dass das Motorsteuermodul 310 Reduktionsmittel für eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise eine Sekunde) oder für ein vorbestimmtes Volumen von Reduktionsmittel (beispielsweise 10 mL dosiertes Reduktionsmittel) dosiert. Der Sensor 370 misst die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels, und die selbstabstimmende Schaltung 320 interpretiert den Wert des Parameters, der die gemessenen tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt. Die selbstabstimmende Schaltung 320 vergleicht die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels mit einer erwarteten Menge zu dosierenden Reduktionsmittels. Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels größer oder kleiner als die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels ist, ist die selbstabstimmende Schaltung 320 konfiguriert, den Dosier-Sollwert oder die -werte der Dosier-Sollwerttabelle 322 zu modifizieren, bis die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels gleich oder im Wesentlichen gleich ist (beispielsweise innerhalb eines vorbestimmten Fehlerprozentsatzes, wie beispielsweise 1 %, 2 %, 5 % usw. oder eines vorgegebenen Toleranzwerts, wie beispielsweise ± 0,01 mL, ± 0,05 mL ± 0,1 mL usw.). Der Betrieb der selbstabstimmenden Schaltung 320 wird ausführlicher mit Bezugnahme auf die 4–8 beschrieben.
In einigen Ausführungsformen kann eine Pumpe (nicht dargestellt) in Fluidverbindung mit dem Aufnahmetank 390 und dem Reduktionsmitteltank 350 stehen, um während der Abstimmung Reduktionsmittel von dem Aufnahmetank 390 in den Reduktionsmitteltank 350 zu pumpen. In einigen Ausführungsformen kann ein Ventil zwischen der Pumpe und dem Reduktionsmitteltank 350 von der selbstabstimmenden Schaltung 320 selektiv geöffnet und/oder geschlossen werden, um die Pumpe von dem Reduktionsmitteltank 350 fluidisch abzudichten, beispielsweise wenn der Reduktionsmitteltank 350 mit Druck beaufschlagt werden soll.
4 zeigt einen Überblick eines Prozesses 400, der von der selbstabstimmenden Schaltung 320 ausgeführt wird, um Dosier-Sollwerte für eine Dosier-Sollwerttabelle zu erzeugen. Der Prozess 400 umfasst einen Druckregelkreis 410, der einen Eingangsdruckwert steuert und inkrementiert, einen Dosierregelkreis 420, der für jeden Eingangsdruckwert durch Dosierraten-Anweisungen inkrementiert und Dosier-Sollwerte auf Basis einer tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels relativ zu einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel modifiziert, und einen Prozess zur Erzeugung einer Dosier-Sollwerttabelle 430, der eine Dosier-Sollwerttabelle erzeugt, die mit Dosier-Sollwerten für jeden Eingangsdruckwert und für jede Dosierraten-Anweisung gefüllt wird. Der Druckregelkreis 410 wird ausführlicher mit Bezugnahme auf die 6–9 beschrieben. Der Dosierregelkreis 420 wird ausführlicher mit Bezugnahme auf die 5 und 9 beschrieben. Der Prozess zur Erzeugung der Dosier-Sollwerttabelle 430 füllt eine Dosier-Sollwerttabelle, wie beispielsweise die Dosier-Sollwerttabelle 322 von 3, mit einem oder mehreren Parameterwerten für die Steuerung eines oder mehrerer Aspekte der Dosierungseinheit, einer Pumpe und/oder anderen Komponenten aus, die die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit und/oder die den Eingangsdruck beeinflussen.
5 zeigt einen beispielhaften Prozess 500, der von der selbstabstimmenden Schaltung 320 von 3 für den Dosierregelkreis 420 von 4 ausgeführt werden kann, um die Leistung des Motorsteuermoduls 310 und/oder der Dosierungseinheit 330 automatisch auf Basis eines inkrementalen Eingangsdruckwerts von der Druckregelschleife 410 abzustimmen. Der Prozess 500 umfasst das Auslösen eines Dosierregelkreises (Block 510). Die selbstabstimmende Schaltung 320 ist in das Motorsteuermodul 310 integriert und/oder kommunikativ mit diesem gekoppelt, so dass die selbstabstimmende Schaltung 320 die Dosier-Sollwerte der Dosier-Sollwerttabelle 322 steuern und/oder modifizieren kann. In einigen Ausführungsformen 320 kann die selbstabstimmende Schaltung 340 kommunikativ mit dem Drucksensor und/oder dem Sensor 370 gekoppelt sein, um Parameter zu interpretieren, die den Druck des Reduktionsmittels, das der Dosierungseinheit 330 zugeführt wird, und/oder die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels angeben. In anderen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 konfiguriert werden, um auf Parameter, die den Druck des Reduktionsmittels, das der Dosierungseinheit 330 zugeführt wird und/oder die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels angeben, zuzugreifen, beispielsweise von einem Speicher oder einer anderen Speichereinrichtung, und diese zu interpretieren. Die selbstabstimmende Schaltung 320 kann ferner kommunikativ mit einer Komponente gekoppelt sein, um die Druckbeaufschlagung des Reduktionsmitteltanks 350 und/oder den Druck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank 350 zu der Dosierungseinheit 330 zu steuern, wie beispielsweise mit einer Druckzufuhrpumpe, einem Ventil, das eine Druckzufuhr zu dem Reduktionsmitteltank 350 steuert, einer Pumpe zwischen dem Reduktionsmitteltank 350 und der Dosierungseinheit 330 usw., wie hierin ausführlicher mit Bezugnahme auf 6–9 beschrieben wird.
Das Auslösen des Dosierregelkreises (Block 510) kann das Setzen einer Markierung ("Flag") in dem Motorsteuermodul 310 beinhalten, um anzuzeigen, dass sich das Motorsteuermodul 310 in einem Dosierungseinheit-Kalibrierungsmodus befindet. Das Auslösen der Dosierungseinheit-Kalibrierung kann ferner das Editierbarmachen der Dosier-Sollwerttabelle oder -tabellen beinhalten.
Der Prozess 500 umfasst das Bestimmen eines Dosier-Sollwerts (Block 520). Das Bestimmen des Dosier-Sollwerts beruht auf der Dosier-Sollwerttabelle oder den -tabellen. In einigen Ausführungsformen kann das Bestimmen des Dosier-Sollwerts mit einem anfänglichen Dosier-Sollwert der Dosier-Sollwerttabelle beginnen, der einer ersten inkrementalen Dosierraten-Anweisung und einem ersten inkrementalen Eingangsdruckwert entspricht (z. B. "DC11" der Dosier-Sollwerttabelle 200 von 2, was dem ersten Dosier-Sollwert "C1" und dem ersten Eingangsdruckwert "P1" entspricht).
Das Verfahren 500 umfasst auch das Anweisen an eine Dosierungseinheit, Reduktionsmittel auf Basis des bestimmten Dosier-Sollwerts zu dosieren (Block 530). In einigen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 bewirken, dass das Motorsteuermodul 310 die Dosierungseinheit 330 anweist, Reduktionsmittel auf Basis des Dosier-Sollwerts dosiert. Das heißt, die selbstabstimmende Schaltung 320 kann bewirken, dass das Motorsteuermodul 310 einen Dosier-Sollwert oder -Sollwerte (z. B. Steuerspannungen, usw.) ausgibt, um die Dosierungseinheit 330 zu veranlassen, Reduktionsmittel mit der entsprechenden erwarteten Dosier-Sollrate und bei dem entsprechenden Eingangsdruckwert zu dosieren. Die selbstabstimmende Schaltung 320 kann den Eingangsdruckwert steuern, indem eine externe Druckzufuhrpumpe, ein Ventil zwischen der externen Druckversorgung und dem Reduktionsmitteltank 350 und/oder eine Pumpe zwischen dem Reduktionsmitteltank 350 und der Dosierungseinheit 330 gesteuert wird, wie hierin ausführlicher in Bezug auf die 6–9 beschrieben wird. Somit kann die selbstabstimmende Schaltung 320 den Eingangsdruck bei einem Druck beibehalten, der dem Eingangsdruckwert für den entsprechenden Dosier-Sollwert entspricht. In einigen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 bewirken, dass die Dosierungseinheit 330 (entweder direkt oder über das Motorsteuermodul 310) Reduktionsmittel für eine vorbestimmte Zeitdauer dosiert, wie beispielsweise eine Sekunde oder für ein vorbestimmtes Volumen, wie beispielsweise 10 mL, basierend auf der erwarteten Dosierrate von der Dosier-Sollwerttabelle.
Der Prozess 500 umfasst ferner das Vergleichen einer tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel (Block 540). Die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels kann durch Interpretieren eines Parameters bestimmt werden, der die tatsächliche Menge des durch die selbstabstimmende Schaltung 320 dosierten Reduktionsmittels angibt. Zum Beispiel interpretiert die selbstabstimmende Schaltung 320 einen Parameter von einem Sensor 370, der die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels angibt. Der Sensor 370 kann ein Gewichtsmesssensor, wie beispielsweise eine Waage, sein, die das Gewicht des Reduktionsmitteltanks 350 und/oder des Aufnahmetanks 390 misst. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 370 ein Durchflussmesser sein, der zwischen und in Fluidverbindung mit dem Reduktionsmitteltank 350 und der Dosierungseinheit 330 so positioniert ist, dass der Durchflussmesser die Rate des Volumenstroms von dem Reduktionsmitteltank 350 zu der Dosierungseinheit 330 misst. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Sensor 370 ein volumetrischer Messsensor sein, wie beispielsweise ein Schwimmer oder ein anderes volumetrisches Messgerät, um das Volumen des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmitteltank 350 und/oder dem Aufnahmetank 390 zu messen. Es können noch weitere Sensoren 370 verwendet werden, die konfiguriert sind, eine Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels zu messen.
Die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels kann die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels sein, wenn ein vorbestimmtes Volumen, beispielsweise 10 mL, verwendet wird. In anderen Ausführungsformen kann die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels auf Basis der vorbestimmten Zeitdauer, beispielsweise einer Sekunde, und der Dosierraten-Anweisung der Dosier-Sollwerttabelle berechnet werden.
Die selbstabstimmende Schaltung 320 vergleicht die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels mit der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels. Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels größer oder kleiner als die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels ist, dann fährt der Prozess 500 fort, einen Parameter zu ändern (Block 550), um den Dosier-Sollwert der Dosier-Sollwerttabelle zu modifizieren. Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels im Wesentlichen gleich der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels ist (beispielsweise innerhalb eines vorbestimmten Prozentsatzes und/oder einer vorbestimmten Toleranz liegt), dann kehrt der Prozess 500 zurück, den nächsten Dosier-Sollwert zu bestimmen (Block 520), wie beispielsweise Inkrementieren des nächsten Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle. In einigen Ausführungsformen kann der Dosier-Sollwert in eine aktualisierte Dosier-Sollwerttabelle geschrieben werden, um die ursprüngliche Dosier-Sollwerttabelle zu bewahren. In einigen Ausführungsformen kann der Vergleich der tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels mit der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels (Block 540) bestimmen, ob die absolute Differenz zwischen den beiden Werten unterhalb eines akzeptablen Fehlerbetrags liegt. Somit wiederholt der Prozess 500 nicht das Modifizieren von Parametern, um eine exakte Übereinstimmung zu erhalten, selbst wenn es einen Fehler zwischen der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels und der tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels gibt.
Das Modifizieren eines Parameters oder von Parametern (Block 550) kann das Modifizieren eines Dosier-Sollwerts und/oder eines Parameters beinhalten, der die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit 330 beeinflusst. Zum Beispiel kann das Modifizieren des Parameters dem Modifizieren eines Parameters entsprechen, der die Größe einer Öffnung durch eine Dosierdüse der Dosierungseinheit 330 steuert, beispielsweise eines Parameters für eine Spannung, die ein Stellglied der Dosierungseinheit 330 betätigt. In anderen Ausführungsformen kann das Modifizieren des Parameters dem Modifizieren eines Parameters entsprechen, der eine Ventilkomponente steuert, um eine Menge des Reduktionsmittels durch die Dosierungseinheit 330 zurück zu dem Reduktionsmitteltank 350 zu leiten. Noch weitere Parameter, welche die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit 330 beeinflussen, können modifiziert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Modifizieren des Parameters auf einem Maschinenlernalgorithmus basieren, der die Abstimmung in Echtzeit auf Basis von empirischen Messungen aktualisiert. Der aktualisierte Dosier-Sollwert auf Basis des modifizierten Parameters kann den vorherigen Dosier-Sollwert der Dosier-Sollwerttabelle überschreiben und/oder kann in einer aktualisierten Dosier-Sollwerttabelle gespeichert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 500 für eine statische Dosier-Sollwerttabelle und/oder eine dynamische Dosier-Sollwerttabelle angewandt werden. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 500 auch bestimmen, ob der Reduktionsmitteltank 350 leer ist und/oder das bevorratete Reduktionsmittel unter einem vorbestimmten Volumen liegt, wie beispielsweise durch Vergleichen der aggregierten Mengen von dosiertem Reduktionsmittel zu dem Anfangsvolumen und/oder einem vorbestimmten Volumen von Reduktionsmittel in dem Reduktionsmitteltank 350. Wenn das bevorratete Reduktionsmittel unter dem vorbestimmten Volumen liegt und/oder der Reduktionsmitteltank 350 leer ist, kann der Prozess 500 das Abstimmen unterbrechen und Reduktionsmittel von dem Aufnahmetank 390 zu dem Reduktionsmitteltank 350 pumpen, wodurch das System zu einem korrekten Abstimmzustand zurückkehren kann.
6 zeigt einen beispielhaften Prozess 600, der von der selbstabstimmenden Schaltung 320 von 3 für den Druckregelkreis 410 von 4 ausgeführt werden kann, um den inkrementalen Eingangsdruckwert unter Verwendung einer adaptiven Fuzzy-Regelungslogik zu steuern. Der Prozess 600 umfasst das Auslösen des Druckregelkreises (Block 610). In einigen Ausführungsformen 320 kann die selbstabstimmende Schaltung 340 kommunikativ mit dem Drucksensor und/oder dem Sensor 370 gekoppelt sein, um Parameter zu interpretieren, die den Druck des Reduktionsmittels, das der Dosierungseinheit 330 zugeführt wird, und/oder die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels angeben. In anderen Ausführungsformen kann die selbstabstimmende Schaltung 320 konfiguriert werden, um auf Parameter, die den Druck des Reduktionsmittels, das der Dosierungseinheit 330 zugeführt wird, und/oder die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit 330 dosierten Reduktionsmittels angeben, zuzugreifen, beispielsweise von einem Speicher oder eine andere Speichereinrichtung, und diese zu interpretieren. Die selbstabstimmende Schaltung 320 kann ferner kommunikativ mit einer Komponente gekoppelt sein, um die Druckbeaufschlagung des Reduktionsmitteltanks 350 und/oder den Druck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank 350 zu der Dosierungseinheit 330 zu steuern, wie beispielsweise mit einer Druckzufuhrpumpe, einem Ventil, das eine Druckzufuhr zu dem Reduktionsmitteltank 350 steuert, einer Pumpe zwischen dem Reduktionsmitteltank 350 und der Dosierungseinheit 330 usw.
Das Auslösen des Druckregelkreises (Block 610) kann das Setzen einer Markierung in dem Motorsteuermodul 310 beinhalten, um anzuzeigen, dass sich das Motorsteuermodul 310 in einem Dosierungseinheit-Kalibrierungsmodus befindet. Das Auslösen der Dosierungseinheit-Kalibrierung kann ferner das Editierbarmachen der Dosier-Sollwerttabelle oder -tabellen beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann das Auslösen des Druckregelkreises (Block 610) unabhängig von dem Dosierungseinheit-Kalibriermodus sein. Zum Beispiel kann der Druckregelkreis verwendet werden, um Eingangsdruckwerte zu steuern, während im normalen Betriebs Reduktionsmittel dosiert wird.
Der Prozess 600 umfasst auch das Bestimmen eines inkrementalen Eingangsdruckwerts (Block 620). Das Bestimmen des inkrementalen Eingangsdruckwerts kann auf der Dosier-Sollwerttabelle oder den -tabellen basieren. In einigen Ausführungsformen kann das Bestimmen des inkrementalen Eingangsdruckwerts bei einem anfänglichen inkrementalen Eingangsdruckwert der Dosier-Sollwerttabelle beginnen (z. B. einem ersten inkrementalen Eingangsdruckwert "P1" der Dosier-Sollwerttabelle 200 von 2).
Der Prozess 600 umfasst auch das Erzeugen eines Drucksteuersignals unter Verwendung der adaptiven Fuzzy-Regelungslogik (Block 630). Das Drucksteuersignal kann ein Steuersignal sein, das eine oder mehrere Komponenten eines Druckregelsystems zur Regelung des Eingangsdrucks steuert, sodass dieser im Wesentlichen gleich einem gewünschten Eingangsdruckwert ist. In einigen Ausführungsformen kann das Drucksteuersignal ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal zur Steuerung eines Druckregelventils zwischen einer Druckquelle (z. B. einer Luftzufuhr oder einem anderen Druckbehälter) und/oder zur Steuerung einer Pumpe sein, die ein Reduktionsmittel an eine Dosierungseinheit mit Druck beaufschlagt. Als Eingänge verwendet die adaptive Fuzzy-Regelungslogik den aktuellen Fehler, die aktuelle Änderungsrate des Fehlers, den verzögerten Fehler und die verzögerte Änderungsrate des Fehlers, wenn es eine Transportverzögerung gibt. Ein aktualisiertes Steuersignal wird unter Verwendung einer Fuzzy-Inferenzmaschine mit einem Adaptionssystem berechnet, wie ausführlicher mit Bezugnahme auf 8 beschrieben ist.
Das erzeugte Drucksteuersignal wird dann dazu verwendet, den Eingangsdruckwert zu regeln (Block 640). Das erzeugte Drucksteuersignal kann die Ausgabe an eine Drucksteuereinrichtung sein, um den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu regeln oder zu steuern. Die Drucksteuereinrichtung kann ein Ventil oder eine Pumpe beinhalten. Auf Basis des geregelten Eingangsdruckwerts umfasst der Prozess 600 die Berechnung eines Rückkopplungsfehlers (Block 650), der von der adaptiven Fuzzy-Regelungslogik verwendet wird, um ein aktualisiertes Drucksteuersignal zu erzeugen.
Somit stimmt der Prozess 600 die Drucksteuerung des Systems selbst ab, sodass kein Eingreifen des Benutzers für den Druckregelkreis 410 erforderlich ist. Darüber hinaus ermöglicht der Prozess 600 es der selbstabstimmenden Schaltung 320, sich automatisch für verschiedene Drucksysteme und/oder in Fällen, wo Eingangs- oder Ausgangsdrücke unterschiedlich sind, anzupassen. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 600 gleichzeitig mit dem Prozess 500 von 5 laufen, sodass der Eingangsdruckwert gesteuert wird, während die Dosier-Sollwerte angepasst werden.
7 zeigt einen Prozess 700 zur Regelung eines Ventilausgangsdrucks auf Basis einer adaptiven Fuzzy-Logik. Der Prozess 700 umfasst das Zugreifen auf einen inkrementalen Druckwert (Block 710). In einigen Ausführungsformen kann das Zugreifen auf den inkrementalen Druckwert das Zugreifen auf einen inkrementalen Eingangsdruckwert von einer Dosier-Sollwerttabelle oder von -tabellen beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der inkrementale Druckwert (Block 710) auch das Bestimmen einer Übergangsrate von dem aktuellen Eingangsdruckwert zu dem inkrementalen Druckwert beinhalten.
Der Prozess 700 umfasst ferner das Anwenden eines adaptiven Fuzzy-Druckregelsystems (Block 720), um das Drucksteuersignal zu erzeugen. Das adaptive Fuzzy-Druckregelsystem erzeugt ein aktualisiertes Drucksteuersignal auf Basis des gewünschten inkrementalen Eingangsdruckwerts und des Rückkopplungsfehlers 760 des Ausgangsdrucks. Das Drucksteuersignal, das von dem adaptiven Fuzzy-Druckregelsystem ausgegeben wird, kann ein digitales pulsweitenmoduliertes (PWM) Steuersignal sein.
Der Prozess 700 umfasst das Umwandeln des digitalen PWM-Steuersignals in eine analoge Spannung (Block 730) unter Verwendung eines Digital-Analog-Umwandlungsmodells. In einigen Ausführungsformen kann das Digital-Analog-Umwandlungsmodell in dem Motorsteuermodul und/oder in einer anderen Komponente des Systems gespeichert sein. Der Prozess 700 umfasst auch das Ausgeben der Analogspannung (Block 740). In einigen Ausführungsformen kann die Analogspannung dazu verwendet werden, ein Druckventil, eine Pumpe usw. zu regeln, um den Eingangsdruck zu steuern.
Der Prozess 700 umfasst ferner das Interpretieren eines Ventilausgangsdruckwerts (Block 750). In einigen Ausführungsformen kann das Interpretieren eines Ventilausgangsdruckwerts das Interpretieren eines Parameters beinhalten, der einen Wert für den Druck angibt, der von einem Drucksensor eines Eingangs zu einer Dosierungseinheit gemessen wird. In einigen Ausführungsformen kann der Parameter, der einen Wert für den Druck angibt, der von dem Drucksensor gemessen wird, direkt empfangen werden, oder er kann aus einem Datenspeicher, beispielsweise einem Speichermodul, ausgelesen werden.
Der Prozess 700 umfasst ferner das Bestimmen eines Fehlerbetrags, wie beispielsweise eines Rückkopplungsfehlers 760 und das Verwenden des Rückkopplungsfehlers als Eingang für das adaptive Fuzzy-Druckregelsystem (Block 720), um ein aktualisiertes Drucksteuersignal zu erzeugen, um ein Druckregelventil zu steuern.
8 zeigt einen beispielhaften Prozess 800 für das adaptive Fuzzy-Logik-Druckregelsystem 720 von 7 und die Fuzzy-Regelungslogik von 6. Der Prozess 800 verwendet den aktuellen Fehler (error) 810, die aktuelle Änderungsrate des Fehlers (Δerror) 820 und ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton, C / iupdated als Eingänge zu einer Fuzzy-Inferenzmaschine 850, die eine aktualisierte Steuerwirkung erzeugt. Die aktualisierte Steuerwirkung wird dazu verwendet, nach Defuzzifizierung 870 der aktualisierten Steuerwirkung ein aktualisiertes Steuersignal, beispielsweise ein aktualisiertes Drucksteuersignal, zu erzeugen. Der Prozess 800 verwendet ferner den aktuellen Fehler (error) 810, die aktuelle Änderungsrate des Fehlers (Δerror) 820, den verzögerten Fehler, wenn es eine Transportverzögerung gibt, (error_delay) 830 und die verzögerte Änderungsrate des Fehlers, wenn es eine Transportverzögerung gibt, (Δerror_delay 840) als Eingaben für das Adaptionssystem 860, um das aktualisierte Steuerungs-Singleton C / iupdated auf Basis des aktuellen Steuerungs-Singletons C_i zu erzeugen. Wenn es keine Transportverzögerung gibt, dann wird die Zeit für den verzögerten Fehler (error_delay) 830 und die verzögerte Änderungsrate des Fehlers (Δerror_delay) 840 auf Null gesetzt, und der Ausgang der Zugehörigkeitsfunktionen wird gleich.
Das Adaptionssystem 860 verwendet die Fuzzy-ODER-Funktion auf vorgängige Ergebnisse für die verzögerten Eingänge 830, 840 mit dem aktuellen Fehler (Fehler) 810 und der aktuellen Änderungsrate des Fehlers (Δerror) 820, um das aktualisierte Steuerungs-Singletons als Eingang in die Fuzzy-Inferenzmaschine 850 zu berechnen. Das aktualisierte Steuerungs-Singleton wird angepasst wie folgt:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist.
Das aktualisierte Steuersignal, U, wie beispielsweise ein aktualisiertes Drucksteuersignal, wird durch Defuzzifizierung 870 der Aggregation aller Regelfolgerungen, einschließlich der Singletons, berechnet und der gewichteten Durchschnitt der Singletons wird wie folgt berechnet:
9 zeigt einen beispielhaften Prozess 900 zum Iterieren durch Dosier-Sollwerte zum Abstimmen eines Motorsteuermoduls und/oder einer Dosierungseinheit, während der Eingangsdruck gesteuert wird. Das Verfahren 900 kann als ein Teil des Prozesses 400 von 4 ausgeführt werden. Der Prozess 900 umfasst das Anweisen einer Dosierungseinheit, eine Menge des Reduktionsmittels auf Basis einer Dosier-Sollrate C_j eines Eingangsdruckwerts P_i zu dosieren (Block 910). Der Eingangsdruckwert P_i kann unter Verwendung der Prozesse 600, 700, 800 der 6–8 gesteuert werden (Block 990), so dass der Eingangsdruckwert unter Verwendung der hierin beschriebenen adaptiven Fuzzy-Logik gesteuert werden kann. Der Dosier-Sollwert kann auf einer Dosier-Sollwerttabelle oder Tabellen basieren, wie zum Beispiel der Dosier-Sollwerttabelle 200 von 2. Der Dosier-Sollwert kann mit einem anfänglichen Dosier-Sollwert der Dosier-Sollwerttabelle beginnen, entsprechend einer ersten Dosierraten-Anweisung und einem ersten Eingangsdruckwert (z. B. "DC11" der Dosier-Sollwerttabelle 200 von 2, was der ersten Dosier-Sollrate "C1" und dem ersten Eingangsdruckwert "P1" entspricht). Das Anweisen der Dosierungseinheit, eine Menge des Reduktionsmittels auf Basis eines Dosier-Sollwerts und eines Eingangsdruckwerts zu dosieren, kann in ähnlicher Weise durchgeführt werden, wie das Anweisen einer Dosierungseinheit, Reduktionsmittel auf Basis des bestimmten Dosier-Sollwerts (Block 530) zu dosieren, wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde.
Der Prozess 900 umfasst das Messen der tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels (Block 920). Die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels kann durch Interpretieren eines Parameters bestimmt werden, der die tatsächliche Menge des durch die Autokalibrierungssteuerung dosierten Reduktionsmittels angibt. Zum Beispiel interpretiert die Autokalibrierungssteuerung einen Parameter von einem Sensor, der die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt. Der Sensor kann ein Gewichtsmesssensor, wie beispielsweise eine Waage, sein, die das Gewicht des Reduktionsmitteltanks und/oder des Aufnahmetanks misst. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor ein Durchflussmesser sein, der zwischen und in Fluidverbindung mit dem Reduktionsmitteltank und der Dosierungseinheit so positioniert ist, dass der Durchflussmesser die Rate des Volumenstroms von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit misst. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Sensor ein volumetrischer Messsensor sein, wie beispielsweise ein Schwimmer oder ein anderes volumetrisches Messgerät, um das Volumen des Reduktionsmittels in dem Reduktionsmitteltank und/oder dem Aufnahmetank zu messen.
Der Prozess 900 umfasst das Bestimmen, ob die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels Dosed Amount_Actual gleich oder im Wesentlichen gleich der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels, Dosed Amount_Expected ist (Block 930). In einigen Ausführungsformen kann der Vergleich der tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels mit der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels bestimmen, ob die Differenz zwischen den beiden Werten unterhalb eines akzeptablen Fehlerbetrags liegt, wie beispielsweise ± 5 %, ± 1 %, ± 0,1 % usw. Somit wiederholt der Prozess 900 sich daher nicht, um eine exakte Übereinstimmung zu erhalten, selbst wenn es einen Fehler zwischen der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels und der tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels gibt.
Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels nicht gleich, im Wesentlichen gleich oder unterhalb des akzeptablen Fehlerbetrags in Bezug auf die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels ist, dann fährt der Prozess 900 fort, einen oder mehrere Parameter zu modifizieren und eine Dosier-Sollwerttabelle zu modifizieren (Block 940). Das Modifizieren eines Parameters oder von Parametern kann das Modifizieren eines Dosier-Sollwerts und/oder eines Parameters beinhalten, der die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit beeinflusst. Zum Beispiel kann das Modifizieren des Parameters dem Modifizieren eines Parameters entsprechen, der die Größe einer Öffnung durch eine Dosierdüse der Dosierungseinheit steuert, beispielsweise eines Parameters für eine Spannung, die ein Stellglied der Dosierungseinheit betätigt. In anderen Ausführungsformen kann das Modifizieren des Parameters dem Modifizieren eines Parameters entsprechen, der eine Ventilkomponente steuert, um eine Menge des Reduktionsmittels durch die Dosierungseinheit zurück zu dem Reduktionsmitteltank zu leiten. Noch weitere Parameter, welche die Dosierung des Reduktionsmittels von der Dosierungseinheit beeinflussen, können modifiziert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Modifizieren des Parameters auf einem Maschinenlernalgorithmus basieren, der die Abstimmung in Echtzeit auf Basis von empirischen Messungen aktualisiert. Das Aktualisieren einer Dosier-Sollwerttabelle kann das Überschreiben eines vorherigen Werts mit dem aktualisierten Dosier-Sollwert auf Basis des oder der modifizierten Parameter und/oder mit dem oder den modifizierten Parametern beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann eine aktualisierte Dosier-Sollwerttabelle erzeugt werden, und der auf Basis des oder der modifizierten Parameter aktualisierte Dosier-Sollwert und/oder der modifizierte oder die modifizierten Parameter kann oder können in der aktualisierten Dosier-Sollwerttabelle gespeichert werden.
Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels gleich, im Wesentlichen gleich oder unterhalb des akzeptablen Fehlerbetrags in Bezug auf die erwartete Menge des dosierten Reduktionsmittels ist (Block 930), dann bestimmt der Prozess 900, ob die Dosier-Sollrate C_j die letzte Dosier-Sollrate C_n der Dosier-Sollwerttabelle (Block 950) und/oder eine andere vorgegebene End-Dosier-Sollrate für den Prozess 900 ist. Wenn die Dosier-Sollrate, C_j nicht die letzte Dosier-Sollrate C_n ist, dann inkrementiert der Prozess 900 den Indexwert (d.h. j = j + 1) für die Dosier-Sollrate C_j (Block 960) und gibt eine Anweisung an die Dosierungseinheit zurück, auf Basis eines Dosier-Sollwerts aus der Dosier-Sollwerttabelle auf Basis der inkrementierten Dosier-Sollrate (Block 910) zu dosieren.
In einigen Ausführungsformen kann die Inkrementierung der Dosier-Sollrate C_j (Block 960) auf dem Vergleich der tatsächlichen Menge des dosierten Reduktionsmittels mit der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels (Block 930) basieren. Wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels beispielsweise gleich oder im Wesentlichen gleich der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels ist, z. B. innerhalb von ± 0,1 %, dann kann die Dosier-Sollrate C_j um 5, 10 usw. inkrementiert werden, wodurch die Anzahl der Iterationen reduziert wird, wenn die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels gleich oder im Wesentlichen gleich der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels ist.
Wenn die Dosier-Sollrate C_j die letzte Dosier-Sollrate C_n der Dosier-Sollwerttabelle ist (Block 950), dann fährt der Prozess 900 fort, zu bestimmen, ob der Eingangsdruckwert P_i der letzte Eingangsdruckwert P_m der Dosier-Sollwerttabelle (Block 970) und/oder ein anderer vorgegebener End-Eingangsdruckwert für den Prozess 900 ist. Wenn der Eingangsdruckwert P_i nicht der letzte Eingangsdruckwert P_m ist, dann inkrementiert der Prozess 900 den Indexwert (d.h. i = i + 1) für den Eingangsdruckwert P_i (Block 980) und fährt fort, den Druck unter Verwendung der adaptiven Fuzzy-Logik zu regeln (Block 990), die mit Bezugnahme auf Prozess 600, 700, 800 der 6–8 beschrieben wurde. Sobald der inkrementierte Eingangsdruckwert P_i festgestellt wurde, kehrt der Prozess 900 dann zurück, die Dosierungseinheit anzuweisen, auf Basis eines Dosier-Sollwerts aus der Dosier-Sollwerttabelle auf Basis des inkrementierten Eingangsdruckwerts (Block 910) zu dosieren.
Wenn der Eingangsdruckwert P_i der letzte Eingangsdruckwert P_m der Dosier-Sollwerttabelle ist (Block 970), dann kann der Prozess 900 zum Ende gehen (Block 992).
In einigen Ausführungsformen kann das Bestimmen und Inkrementieren der Dosier-Sollrate und der Eingangsdruckwerte (Blöcke 950, 960 und Blöcke 970, 980) untereinander ausgetauscht werden.
10 zeigt einen Graph 1000 eines Reduktionsmittel-Leitungsdrucks gegenüber der Zeit für inkrementale Eingangsdruckwerte und tatsächliche Druckwerte unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems von 6–8. Der Graph 1000 zeigt, dass die tatsächlichen Druckwerte, die unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems erhalten werden, die inkrementalen Eingangsdruckwerte mit minimaler Verzögerung über kleine und moderate Inkremente erreichen. 11 zeigt einen Graph 1100 eines digitalen Drucksteuerungswerts (z. B. eines PWM-Werts) gegenüber der Zeit für mehrere inkrementale Eingangsdruckwerte unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems der 6–8 und einen Graph 1100 der analogen Spannungswerte gegenüber der Zeit für verschiedene inkrementale Eingangsdruckwerte unter Verwendung des adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems 6–8.
In einigen Ausführungsformen kann die obenerwähnte adaptive Fuzzy-Logik der selbstabstimmende Schaltung 320 zur Abstimmung der Eingangsdruckwerte ebenso ausgeführt werden, um EGR-Ventil-Stellungssteuerungen, Zufuhr- und/oder Abgas-Drossel-Stellungssteuerungen usw. abzustimmen.
Der Begriff "Steuerung" schließt alle Arten von Einrichtungen, Vorrichtungen und Maschinen zum Verarbeiten von Daten ein, in beispielhafter Weise einen programmierbaren Prozessor, einen Computer, ein System auf einem Chip ("System on a Chip") oder mehrere davon, einen Abschnitt eines programmierten Prozessors oder Kombinationen des Vorhergehenden einschließend. Die Vorrichtung kann einen zweckgebundenen Logikschaltkreis, z. B. einen FPGA oder eine ASIC aufweisen. Die Vorrichtung kann zudem zusätzlich zur Hardware einen Code aufweisen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erzeugt, z. B. einen Code, der eine Prozessorfirmware, einen Protokollstapel, ein Datenbankverwaltungssystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Laufzeitumgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Die Vorrichtung und die Ausführungsumgebung können verschiedene unterschiedliche Rechenmodellinfrastrukturen verwirklichen, beispielsweise verteiltes Rechnen und Gitterrecheninfrastrukturen.
Ein Computerprogramm (auch als Programm, Skript oder Code bekannt) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, deklarativer oder prozeduraler Sprachen, und es kann in jeder Form eingesetzt werden, beispielsweise als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Subroutine, Objekt oder andere Einheit, die zur Verwendung in einer Rechenumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm kann, muss jedoch nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei, der weitere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere in einem Auszeichnungssprachendokument gespeicherte Skripte) in einer einzelnen dedizierten Datei für das fragliche Programm oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, in denen ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Teile von Codes gespeichert sind) gespeichert sein.
Obwohl dieses Dokument viele spezifische Einzelheiten von Ausführungsformen enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs dessen aufgefasst werden, was beansprucht sein kann, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die spezifisch für bestimmte Ausführungsformen sind. Bestimmte, in dieser Patentschrift im Kontext separater Ausführungen beschriebene Merkmale können auch in Kombination in einer einzigen Ausführung umgesetzt werden. Im Gegensatz dazu können verschiedene, im Kontext einer einzigen Ausführung beschriebene Merkmale auch in mehreren Ausführungen separat oder in einer beliebigen, geeigneten Unterkombination umgesetzt werden. Zudem können, obwohl vorstehende Merkmale so beschrieben sein können, dass sie in bestimmten Kombinationen fungieren und auch anfänglich als solche beansprucht sind, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination ausgesondert werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
In ähnlicher Weise gilt, dass während Operationen in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, dies nicht so verstanden werden sollte, dass es erfordert, dass diese Operationen in der bestimmten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge durchgeführt werden, oder dass alle veranschaulichten Operationen durchgeführt werden, um wünschenswerte Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen kann die Trennung von verschiedenen Systemkomponenten in den oben beschriebenen Ausführungsformen nicht als Erfordern solcher Trennung in allen Ausführungsformen verstanden werden, und es sollte klar sein, dass die beschriebenen Komponenten und Systeme allgemein in ein einziges Produkt integriert sein können oder in mehreren Produkte auf greifbaren Medien verkörpert verpackt sein können.
Wie hierin verwendet sollen die Begriffe "im Wesentlichen" und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung vom Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die vorgesehenen, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Offenlegung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden. Zusätzlich wird festgestellt, dass Einschränkungen der Ansprüche für den Fall, dass der Begriff "Mittel" darin nicht verwendet wird, nicht als "Mittel plus Funktion" – Einschränkungen („means plus function“ Merkmale) zu interpretieren sind.
Die Begriffe "gekoppelt" und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Komponenten miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Dieses Verbinden kann dadurch erreicht werden, dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten miteinander integral als ein einziger einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dass die zwei Komponenten oder die zwei Komponenten und beliebige weitere Zwischenkomponenten aneinander befestigt sind.
Die Begriffe "fluidisch gekoppelt" oder "in Fluidverbindung" und dergleichen, wie sie hierin verwendet werden, bedeuten, dass die zwei Komponenten oder Objekte einen zwischen den zwei Komponenten oder Objekten ausgebildeten Pfad aufweisen, in dem ein Fluid, beispielsweise Wasser, Luft, gasförmiges Reduktionsmittel, gasförmiges Ammoniak usw. entweder mit oder ohne dazwischen geschaltete Komponenten oder Objekte strömen kann. Beispiele für Fluidkopplungen oder Konfigurationen zum Ermöglichen einer Fluidverbindung können Rohre, Kanäle oder irgendwelche anderen geeigneten Komponenten zum Ermöglichen des Strömens eines Fluids von einer Komponente zur anderen einschließen.
Es ist wichtig zu beachten, dass Konstruktion und Anordnung des in den vielfältigen beispielhaften Ausführungsformen gezeigten Systems lediglich veranschaulichender und nicht einschränkender Art sind. Es wird gewünscht, dass sämtliche Änderungen und Modifikationen, die innerhalb des Geistes und/oder Umfangs der beschriebenen Ausführungsformen fallen, geschützt sind. Es versteht sich, dass manche Merkmale nicht notwendig sind und Ausführungsformen, denen die verschiedenen Merkmale fehlen, als innerhalb des Umfangs der Anmeldung liegend betrachtet werden, wobei der Umfang durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Beim Lesen der Ansprüche ist beabsichtigt, dass bei der Verwendung von Worten wie "ein", "eine", "mindestens ein", "mindestens eine" oder "mindestens ein Abschnitt"/"mindestens ein Anteil/Teil" sowie deren Deklinationen nicht die Absicht besteht, den Anspruch auf nur einen Gegenstand zu begrenzen, sofern in dem Anspruch nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist. Soweit die Begriffe "mindestens ein Abschnitt"/"mindestens ein Anteil/Teil" und/oder "ein Abschnitt"/"ein Anteil/Teil" verwendet werden, kann der Gegenstand einen Abschnitt/einen Anteil/Teil und/oder den gesamten Gegenstand einschließen, sofern nicht ausdrücklich etwas Gegenteiliges angegeben ist.

Claims

System, welches Folgendes umfasst: eine Dosierungseinheit; einen Reduktionsmitteltank in Fluidverbindung mit der Dosierungseinheit; einen Drucksensor, der konfiguriert ist, einen Eingangsdruck eines Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu erfassen; eine Drucksteuereinrichtung, um den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu steuern; und eine Steuerung, die mit der Dosierungseinheit, dem Drucksensor und der Drucksteuereinrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuerung eine selbstabstimmende Schaltung aufweist, die eingerichtet ist: einen Eingangsdruckwert zu bestimmen, ein Drucksteuersignal unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf der Basis des Eingangsdruckwerts, des erfassten Eingangsdrucks und eines Fehlerbetrags zu erzeugen, den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung des Drucksteuersignals für die Drucksteuereinrichtung zu regeln und einen Dosier-Sollwert einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit dem Regeln des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels zu aktualisieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung in der Lage ist, die Dosierung des Reduktionsmittels aus der Dosierungseinheit auf Basis der Dosier-Sollwerttabelle zu steuern.
System nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen zweiten Sensor, der konfiguriert ist, eine tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels zu messen, und wobei die selbstabstimmende Schaltung ferner strukturiert ist: einen ersten Parameter, der den Eingangsdruck des Reduktionsmittels zu der Dosierungseinheit angibt, als im Wesentlichen gleich dem Eingangsdruckwert zu interpretieren, die Dosierungseinheit anzuweisen, Reduktionsmittel mit einer ersten Dosier-Sollrate bei dem Eingangsdruckwert auf Basis des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle zu dosieren, einen zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des durch die Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt, zu interpretieren und den interpretierten zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel auf Basis der ersten Dosier-Sollrate zu vergleichen, wobei die Aktualisierung des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle des Steuermoduls des Nachbehandlungssystems von dem Vergleich des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit der erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel abhängt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem eine Fuzzy-Inferenzmaschine und ein Adaptionssystem umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton verwendet, das angepasst ist wie folgt:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die selbstabstimmende Schaltung ferner dazu eingerichtet ist, den Fehlerbetrag auf Basis eines Rückkopplungsfehlers zu berechnen.
System nach Anspruch 6, wobei der Rückkopplungsfehler einen aktuellen Fehler und eine aktuelle Änderungsrate des Fehlers umfasst.
System nach Anspruch 7, wobei der Rückkopplungsfehler ferner einen verzögerten Fehler und eine verzögerte Änderungsrate des Fehlers umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Drucksteuereinrichtung ein Ventil oder eine Pumpe umfasst.
Steuerung zur Verwendung bei einem Nachbehandlungssystem, wobei das Nachbehandlungssystem eine Dosierungseinheit, einen Reduktionsmitteltank in Fluidverbindung mit der Dosierungseinheit, einen Drucksensor, der konfiguriert ist, einen Eingangsdruck eines Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu erfassen, und eine Drucksteuereinrichtung aufweist, um den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit zu steuern, wobei die Steuerung mit einer Dosierungseinheit, einem Drucksensor und einer Drucksteuereinrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuerung eine selbstabstimmende Schaltung aufweist, dazu eingerichtet ist: einen Eingangsdruckwert zu bestimmen; ein Drucksteuersignal unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf der Basis des Eingangsdruckwerts, des erfassten Eingangsdrucks und eines Fehlerbetrags zu erzeugen; den Eingangsdruck des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung des Drucksteuersignals für die Drucksteuereinrichtung zu regeln; und einen Dosier-Sollwert einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit dem Regeln des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels zu aktualisieren.
Steuerung nach Anspruch 10, wobei das Nachbehandlungssystem ferner einen zweiten Sensor aufweist, der konfiguriert ist, eine tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels zu messen, und wobei die selbstabstimmende Schaltung ferner strukturiert ist: einen ersten Parameter, der den Eingangsdruck des Reduktionsmittels zu der Dosierungseinheit angibt, als im Wesentlichen gleich dem Eingangsdruckwert zu interpretieren; die Dosierungseinheit anzuweisen, Reduktionsmittel mit einer ersten Dosier-Sollrate bei dem Eingangsdruckwert auf Basis des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle zu dosieren; einen zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des von der Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt, zu interpretieren; und den interpretierten zweiten Parameter, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel auf Basis der ersten Dosier-Sollrate zu vergleichen, wobei die Aktualisierung des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle des Steuermoduls des Nachbehandlungssystems auf den Vergleich des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit der erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel reagiert.
Steuerung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem eine Fuzzy-Inferenzmaschine und ein Adaptionssystem umfasst.
Steuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton verwendet, das angepasst ist wie folgt:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die selbstabstimmende Schaltung ferner strukturiert ist, den Fehlerbetrag auf Basis eines Rückkopplungsfehlers zu berechnen.
Steuerung nach Anspruch 14, wobei der Rückkopplungsfehler ferner einen verzögerten Fehler und eine verzögerte Änderungsrate des Fehlers umfasst.
Steuerung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Drucksteuereinrichtung ein Ventil oder eine Pumpe umfasst.
Verfahren zur Abstimmung einer Dosierungseinheit unter Verwendung einer selbstabstimmenden Schaltung einer Steuerung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen eines Eingangsdruckwerts; Erzeugen eines Drucksteuersignals unter Verwendung eines adaptiven Fuzzy-Steuerungssystems auf Basis des Eingangsdruckwerts, eines erfassten Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von einem Reduktionsmitteltank zu einer Dosierungseinheit und eines Fehlerbetrags; Regeln eines Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit unter Verwendung des Drucksteuersignals für eine Drucksteuereinrichtung zur Regelung des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels von dem Reduktionsmitteltank zu der Dosierungseinheit, Aktualisieren eines Dosier-Sollwerts einer Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung in Verbindung mit dem Regeln des Eingangsdrucks des Reduktionsmittels.
Verfahren nach Anspruch 17, welches ferner Folgendes umfasst: Interpretieren eines ersten Parameters, der den Eingangsdruck des Reduktionsmittels zu der Dosierungseinheit angibt, als im Wesentlichen gleich dem Eingangsdruckwert; Anweisen der Dosierungseinheit, Reduktionsmittel mit einer Dosier-Sollrate bei dem Eingangsdruckwert auf Basis des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle zu dosieren, die in einem computerlesbaren Speichermedium der Steuerung gespeichert ist, die zur Steuerung der Dosierung des Reduktionsmittels auf Basis der Dosier-Sollwerttabelle betreibbar ist; Interpretieren eines zweiten Parameters von einem zweiten Sensor, der eine tatsächliche Menge des durch die Dosierungseinheit dosierten Reduktionsmittels angibt; und Vergleichen des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit einer erwarteten Menge von dosiertem Reduktionsmittel auf Basis der Dosier-Sollrate, wobei die Aktualisierung des Dosier-Sollwerts der Dosier-Sollwerttabelle der Steuerung eines Nachbehandlungssystems auf einen aktualisierten Dosier-Sollwert von dem Vergleich des interpretierten zweiten Parameters, der die tatsächliche Menge des dosierten Reduktionsmittels angibt, mit der erwarteten Menge des dosierten Reduktionsmittels abhängt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem eine Fuzzy-Inferenzmaschine und ein Adaptionssystem umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das adaptive Fuzzy-Steuerungssystem ein aktualisiertes Steuerungs-Singleton verwendet, das wie folgt angepasst ist:
wobei G_p der adaptive Lernzuwachs und λ die adaptive Lernrate ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, welches ferner Folgendes umfasst: Berechnen des Fehlerbetrags auf Basis eines Rückkopplungsfehlers, der einen aktuellen Fehler und eine aktuelle Änderungsrate des Fehlers umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Rückkopplungsfehler ferner einen verzögerten Fehler und eine verzögerte Änderungsrate des Fehlers umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die Drucksteuereinrichtung ein Ventil oder eine Pumpe umfasst.