DE102018208134A1

DE102018208134A1 - Verfahren zur Druckindizierung in einem Dosiersystem

Info

Publication number: DE102018208134A1
Application number: DE102018208134.4A
Authority: DE
Inventors: Johannes Georg Mueller; Thilo Klingel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-11-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Druckindizierung in einem Dosiersystem (1), welches mindestens eine Membranpumpe (20) als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule (21) angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird, mit folgenden Schritten: Durchführen (110) einer robusten Regression für eine Größe des Drucks, welche in Abhängigkeit von Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) gemessen wurde, indem ein Polynom in den drei Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) durch Ermittlung von geeigneten Koeffizienten des Polynoms an die gemessenen Druckwerte angepasst wird, wobei die Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) als Variablen behandelt werden; wobei zwei der Messwerte (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) entweder t_BMP und i_BMP oder t_MSP und i_MSP sind und der dritte Messwert (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) i_sat ist; und wobei t_BMP den Loslaufzeitpunkt der Ankerbewegung, i_BMP die Stromstärke zum Loslaufzeitpunkt der Ankerbewegung, t_MSP den Zeitpunkt des Stromtiefpunkts, i_MSP die Stromstärke zum Zeitpunkt des Stromtiefpunkts, und i_sat die Sättigungsstromstärke bezeichnet; und Berechnen (120) einer Druckindizierungsfunktion des Dosiersystems (1), indem ein Wert des Polynoms mit den ermittelten Koeffizienten berechnet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckindizierung in einem Dosiersystem, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium sowie ein elektronisches Steuergerät.
Stand der Technik
Im Stand der Technik ist ein Verfahren zur Druckindizierung in einem Dosiersystem bekannt, welches mindestens eine Membranpumpe als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird. Um die Pumpe zu betätigen, wird die Magnetspule mit elektrischer Spannung beaufschlagt und der sich ergebende zeitliche Stromverlauf mittels eines Shunts gemessen und zur Datenverarbeitung im Speicher des Steuergeräts abgelegt. Anhand des zeitlichen Stromverlaufs können Loslaufzeitpunkt des Ankers und der Zeitpunkt des Anschlags am oberen Endstopp ermittelt werden.
Die Druckschrift DE 10 2013 200 541 A1 offenbart, wie der Loslaufzeitpunkt des Ankers bestimmt werden kann.
Das bisherige Verfahren zur Druckindizierung, d.h. das Druckmodell des Stands der Technik, benutzt die untenstehend angegebenen fünf Eingabegrößen, um den Druck abzuschätzen: den Loslaufzeitpunkt des Ankers t_BMP, welcher relativ zum Beginn der Spannungsaufschaltung gemessen wird, die Stromstärke zum Loslaufzeitpunkt i_BMP, den Zeitpunkt des Erreichens des Endstopps der Ankerbewegung t_MSP, welcher ebenfalls relativ zum Beginn der Spannungsaufschaltung gemessen wird, die Stromstärke zum Zeitpunkt des Endstopps i_MSP, sowie den Sättigungsstrom i_sat, der sich bei unendlich langer Zeit einstellen würde. Der Sättigungsstrom i_sat berechnet sich als Quotient aus der Spannung, die zur Zeit der Bespannung zur Verfügung steht, und dem Widerstand der Magnetspule. Im Allgemeinen ist der Widerstand der Magnetspule temperaturabhängig.
Bei Raumtemperatur wird der Druck aus einer zweidimensionalen Tabelle mit t_BMP und i_BMP als Eingabegrößen linear interpoliert. Die Tabelle wird aufgrund von Referenzmessungen an mehreren repräsentativen Pumpen, bei verschiedenen Drücken und Spannungen ermittelt. Dabei wird zunächst ein zweidimensionales Polynomialmodell bestimmt. Die Werte aus diesem Polynomialmodell werden an den Stützstellen der Tabelle bestimmt und in die Tabelle eingetragen. Der resultierende Druck aus dieser Tabelle wird p_BMP genannt.
Für niedrige Temperaturen ist dieses Modell jedoch ungenau, so dass eine aufwändige Viskositäts-Korrektur vorgenommen werden muss.
Eine weitere 2D-Tabelle, welche analog zur p_BMP-Tabelle ermittelt wird, jedoch t_MSP und i_MSP als Eingabegrößen verwendet, wird benutzt, um den weiteren Druckwert p_MSP zu bestimmen. Bei Raumtemperatur und höheren Temperaturen sind die beiden Drücke p_MSP und p_BMP in der Regel nahezu identisch. Jedoch weichen diese beiden Drücke umso weiter voneinander ab, je kälter die Temperatur bei der Messung ist. Ferner wird eine dritte 2D-Tabelle mit den beiden Eingabegrößen Differenzdruck p_MSP - p_BMP und Sättigungsstrom i_sat ausgewertet, die man p_visko nennt.
Eine weitere 1D-Tabelle mit p_BMP als Eingabe ergibt einen Korrekturfaktor f_korr. Schließlich wird der endgültige Systemdruck p mittels der Formel p = p_BMP - (f_korr * p_visko) berechnet.
Offenbarung der Erfindung
Das Verfahren dient der Druckindizierung in einem Dosiersystem, welches mindestens eine Membranpumpe als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird.
In einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine robuste Regression für eine Größe des Drucks durchgeführt, welche in Abhängigkeit von Messwerten gemessen wurde, indem ein Polynom in den drei Messwerten durch Ermittlung von geeigneten Koeffizienten des Polynoms an die gemessenen Druckwerte angepasst wird, wobei die Messwerten als Variablen behandelt werden.
In der mathematischen Fachsprache wird statt des Wortes „anpassen“ auch oft das Wort „anfitten“ verwendet. Eine solche mathematische Anpassung wird auch Fit genannt.
Hierbei sind zwei der Messwerte entweder t_BMP und i_BMP oder t_MSP und i_MSP und der dritte Messwert ist i_sat. Hierbei bezeichnet t_BMP den Loslaufzeitpunkt der Ankerbewegung, i_BMP die Stromstärke zum Loslaufzeitpunkt der Ankerbewegung, t_MSP den Zeitpunkt des Stromtiefpunkts, i_MSP die Stromstärke zum Zeitpunkt des Stromtiefpunkts, und i_sat die Sättigungsstromstärke.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird eine Druckindizierungsfunktion des Dosiersystems berechnet, indem ein Wert des Polynoms mit den ermittelten Koeffizienten berechnet wird. Diese Druckindizierungsfunktion ist eine Funktion der oben genannten Messwerte.
Eine robuste Regression ist eine Form der Regressionsanalyse, die dazu dient, einige Einschränkungen traditioneller parametrischer und nicht-parametrischer Methoden zu überwinden. Die Regressionsanalyse sucht nach der Beziehung zwischen einer oder mehreren unabhängigen Variablen und einer abhängigen Variablen. Bestimmte weit verbreitete Methoden der Regression, wie zum Beispiel die kleinsten Quadrate, haben günstige Eigenschaften, wenn ihre zugrunde liegenden Annahmen wahr sind, können aber irreführende Ergebnisse liefern, wenn diese Annahmen nicht zutreffen. Die Methode der kleinsten Fehlerquadrate ist nicht robust gegen Verletzungen ihrer Annahmen. Robuste Regressionsmethoden sind so konzipiert, dass sie nicht zu stark von Verstößen gegen Annahmen durch den zugrunde liegenden Datenerzeugungsprozess beeinflusst werden, insofern sind sie robust. Regressionsverfahren, die auf der Methode der kleinsten Quadrate oder der Maximum-Likelihood-Methode beruhen, sind nicht robust gegenüber Ausreißern.
Unter einem Polynom in mehreren Unbestimmten oder Variablen versteht man jede Summe von Monomen. Hierbei bestehen die Monome aus einem Produkt eines Koeffizienten a_i _1,i _2,...,i und einem Produkt der Variablen $X_{1}^{i_{1}} \cdot X_{2}^{i_{2}} \dots X_{n}^{i_{n}} .$
Hierbei sind die Indizes i₁, i₂, ..., i_n positive ganze Zahlen. Die Monome haben somit die Form $a_{i_{1}, i_{2}, \dots i_{n}} \cdot X_{1}^{i_{1}} \cdot X_{2}^{i_{2}} \dots X_{n}^{i_{n}} .$
Die Formel für ein Polynom weist somit folgende Form auf: $P (X_{1}, \dots, X_{n}) = \sum_{i_{1}, i_{2}, \dots, i_{n}} a_{i_{1}, i_{2}, \dots, i_{n}} \cdot X_{1}^{i_{1}} \cdot X_{2}^{i_{2}} \dots X_{n}^{i_{n}}$
Bei einem Polynom n-ten Grades ist die Summe der Indizes i₁, i₂, ..., i_n maximal gleich n.
Das Verfahren weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf, welche im Folgenden dargelegt werden.
Das Verfahren berechnet den Wert der Druckindizierungsfunktion mithilfe eines Polynoms. Somit erreicht das Verfahren vorteilhafterweise, dass das Verfahren sehr schnell ablaufen kann, da Polynome mithilfe eines Computers sehr schnell berechnet werden können. Hierbei ist auch der Rechenaufwand sehr gering. Gemäß einem Verfahren Stands der Technik sind bei der Berechnung der Druckindizierungsfunktion eine Suche nach zutreffenden Stützstellen und eine Berechnung von Formfunktionen notwendig.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Koeffizienten deutlich weniger Speicherplatz als Tabellen, wie sie im Stand der Technik verwendet werden, benötigen.
Ferner gibt es bei dem Fit gemäß dem Verfahren keine Einschränkung hinsichtlich der Freiheitsgrade, da das Verfahren einen mehrdimensionalen Fit mit beliebiger Ordnung durchführt und nicht wie im Stand der Technik lediglich maximal zweidimensionale Tabellen miteinander verknüpft werden Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Modelle die gemessenen Größen als Eingabe haben, wodurch sämtliche Haupt- und Mischeffekte zwischen zwei Eingabegrößen intakt bleiben, wohingegen dies im Stand der Technik bei den 2D-Tabellen mit zusammengesetzten Eingabegrößen nicht der Fall ist.
Aus dem Punkt, dass die Modelle die gemessenen Größen als Eingabe haben und ein mehrdimensionale Fit mit beliebiger Ordnung durchgeführt wird, folgt ebenfalls, dass das Modell keine Mehrdeutigkeiten wie im Stand der Technik aufweist, wo ein Ergebnis der ersten Tabellen als Eingabegröße für die nächsten benutzt wurde und somit mitunter der Fall gegeben ist, dass unterschiedliche Betriebspunkte auf derselben Stelle in der Viskositätstabelle liegen, diese jedoch für ein und dieselbe Eingabe nur eine Ausgabe liefern kann.
Das Verfahren hat weiterhin den Vorteil, dass nunmehr ein Verfahren vorliegt, welches für alle Systeme und für alle Wertebereiche einen Fit ermöglicht, welcher eine beliebige Genauigkeit erzielen kann. Bisher war in der Regel nur für bestimmte, zu testende Systeme und für bestimmte Wertebereiche möglich, den Druck in guter Näherung an die Messwerte anzufitten. Für unterschiedliche Systeme und große Wertebereiche, d.h. für alle gemessenen Werte der unterschiedlichen Messwerte, war dies in der Regel nicht möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die robuste Regression für die gemessene Größe des Drucks durchgeführt, indem ein Polynom in fünf Messwerten durch Ermittlung von geeigneten Koeffizienten des Polynoms an die gemessenen Druckwerte angepasst wird, wobei die fünf Messwerte t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polynom ein lineares Polynom. Dies hat den Vorteil eines einfachen Modells, welches schnell gefittet werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polynom ein quadratisches Polynom. Im Gegensatz zum linearen Fall weist diese Ausführungsform den Vorteil auf, dass der Fit wesentlich genauer ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die ermittelten Koeffizienten des Polynoms in einem Speicher abgespeichert. Bevorzugt ist der Speicher mit Dosiersystem verbunden. Dies hat den Vorteil, dass eine Druckindizierungsfunktion mithilfe der gespeicherten Koeffizienten eines einmal berechneten Fits jederzeit erneut berechnet werden kann, ohne dass der Fit erneut durchgeführt werden muss. Dieser Schritt kann vor oder nach dem zweiten Schritt des oben beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform werden in einem ersten Schritt Messwerte gemessen, wobei im Falle von drei Messwerten zwei der Messwerte entweder t_BMP und i_BMP oder t_MSP und i_MSP sind und der dritte Messwert i_sat ist, und im Falle von fünf Messwerten die Messwerte t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat sind. In einem zweiten Schritt wird dann eine Druckindizierungsfunktion ermittelt, indem ein Polynom mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten berechnet wird, welche zuvor gemäß einem oben beschriebenen Verfahren ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahren zur Druckindizierung in einem Dosiersystem, welches mindestens eine Membranpumpe als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird, werden in einem ersten Schritt drei oder fünf Messwerte gemessen, wobei im Falle von drei Messwerten zwei der Messwerte entweder t_BMP und i_BMP oder t MSP und i_MSP sind und der dritte Messwert i_sat ist, und im Falle von fünf Messwerten die Messwerte t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat sind.
In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird ein erster modellierter Druckwert ermittelt durch Berechnen eines Polynoms mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten, welche gemäß einem oben beschriebenen Verfahren ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten. Bevorzugt ist hierbei das Polynom ein lineares Polynom. Hierbei versteht der Fachmann, dass für den entsprechenden Fit ebenfalls ein lineares Polynom verwendet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das lineare Polynom bei allen Messwerten kalibriert oder gefittet, welche verfügbar oder messbar sind. Hierdurch kann durch den Fit vorteilhafterweise festgestellt werden, welche Werte die Messwerte aufweisen. Hierdurch kann weiterhin festgestellt werden, ob sich das System in der Nähe eines vorgegebenen Betriebspunktes befindet. Insbesondere kann hierdurch festgestellt werden, ob der Druck des Systems in einem vorgegebenen Bereich um den Betriebspunkt liegt.
Alternativ oder zusätzlich kann ein quadratisches Polynom verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das vorstehend beschriebene Verfahren ferner auf: einen Schritt des Ermittelns, ob der erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt, und einen Schritt des Ermittelns eines zweiten modellierten Druckwertes durch Berechnen eines quadratischen Polynoms mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten, welche zuvor gemäß einem oben beschriebenen Verfahren ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten, falls erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt.
Bei dem Schritt des Ermittelns, ob der erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt, liegt das Intervall bevorzugt zwischen 5 und 7 bar.
Zusätzlich zu dem Schritt des Ermittelns, ob der erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt, wird bevorzugt die Spannung an einem Steuergerät, welche zur Zeit der Bespannung zur Verfügung steht, verwendet, um zu entscheiden, ob sich das System in einem Bereich um einen Betriebspunkt befindet. Der Bereich um den Betriebspunkt liegt für die Spannung zwischen 11 und 13 V. Da diese Spannung gleich dem Produkt aus Sättigungsstrom i_sat und dem im Allgemeinen temperaturabhängigen Widerstand der Magnetspule ist, kann diese Spannung in einen entsprechenden Wert des Sättigungsstroms i_sat umgerechnet werden.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform wird der zweite modellierte Druckwert nur dann verwendet, wenn er um nicht mehr als 1,5 bar vom ersten modellierten Druckwert aus dem linearen Modell abweicht.
Falls der zweite modellierte Druckwert um mehr als 1,5 bar vom ersten modellierten Druckwert abweicht, wird der erste modellierte Druckwert als modellierter Druckwert für die Druckindizierungsfunktion verwendet, insbesondere wird in diesem Fall für den zweiten modellierten Druckwert der erste modellierte Druckwert verwendet.
Der zweite modellierte Druckwert ist ein Wert der Druckindizierungsfunktion des Dosiersystems.
Durch dieses Merkmal kann vorteilhafterweise festgestellt werden, ob der Druck des Systems in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt. Falls dies der Fall ist, wird ein zweiter modellierter Druckwert berechnet, welcher mithilfe eines quadratischen Polynoms gefittet wurde. Dies hat den Vorteil, dass der somit modellierte Druckwert wesentlich genauer ist als ein modellierter Druckwert, welcher ein lineares Polynom als Fit verwendet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform benutzt der Fit mithilfe des quadratischen Polynoms lediglich Messwerte als Variablen, welche in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegen. Dies hat den Vorteil, dass dieser Fit wesentlich genauer ist als der Fit mit einem linearen Polynom.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem elektronischen Steuergerät oder Rechengerät abläuft. Dies ermöglicht die Implementierung des Verfahrens in einem herkömmlichen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert. Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, das Verfahren zur Druckindizierung in einem Dosiersystem durchzuführen.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Dosiersystem als technisches Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann,
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
1 zeigt als vereinfachte schematische Übersicht ein Dosiersystem 1 mit dem eine Harnstoff- Wasser-Lösung (HWL), bekannt auch als AdBlue, aus einem Betriebsmitteltank 10 in einen Abgaskanal 40 einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Die Einspritzung erfolgt dabei in Strömungsrichtung des Abgasstroms 41 vor einem SCR-Katalysator 50.
In einem Förderstrang wird die HWL über einen Filter 11 mittels einer Membranpumpe 20 zu einer Dosiereinheit 30 gefördert, wobei eine konstante Menge je Hub in eine Druckleitung 25 zwischen Membranpumpe 20 und Dosiereinheit 30 gefördert wird. Die Dosiereinheit 30 dosiert je nach Bedarf die HWL in den Abgaskanal 40. In Strömungsrichtung der HWL vor und hinter der Membranpumpe 20 befindet sich ein Einlassventil 22 und ein Druckventil 23. Zur Vermeidung von Druckstößen ist an der Druckleitung 25 ein Druckstoßdämpfer 24 angeordnet. Ein Eisdruckdämpfer 12 verhindert eingangsseitig eine Beschädigung der Vorrichtung, falls die HWL bei extrem kalten Temperaturen gefrieren sollte.
In einem zum Förderstrang parallel angeordneten Rückförderstrang kann mittels einer Rückförderpumpe 60 die Förderanlage entleert werden, wobei die HWL zurück in den Betriebsmitteltank 10 gepumpt werden kann. In Strömungsrichtung der HWL befindet sich eingangsseitig an der Förderpumpe ein weiteres Einlassventil 61 und ausgangsseitig ein Druckventil 62. Zudem ist in diesem Rückförderstrang ein weiterer Eisdruckdämpfer 12 vorgesehen.
Das System ist z.B. auf einen nominalen Druck von 6,5 bar ausgelegt. Dieser Druck wird über die Membranpumpe 20 aufgebaut und muss überwacht werden. Ein separater Drucksensor ist, wie bereits eingangs erwähnt, in neueren Systemen aus Kostengründen nicht vorgesehen. Da der Antrieb der Membranpumpe 20 mittels einer Magnetspule 21 erfolgt kann anhand des Stroms durch die Magnetspule 21 ein Druck modellhaft bestimmt werden und somit eine Druckindizierung ermöglicht werden.
Zur Steuerung der Membranpumpe 20, der Rückförderpumpe 60 und der Dosiereinheit 30 dient eine Dosiersteuereinheit 70, welche auch als Bestandteil einer übergeordneten Motorsteuereinheit ausgelegt sein kann. Die Funktionalität kann dabei Software-basiert ausgeführt sein. In der Dosiersteuereinheit 70 kann zudem die zeitliche Stromaufnahme der Magnetspule 21 der Membranpumpe 20 ausgewertet und mittels dort abgelegter Kennlinienfelder für den Stromverlauf in Abhängigkeit von Temperatur und Bordspannung verglichen werden.
2 zeigt ein Verfahren 100 zur Druckindizierung in einem Dosiersystem 1, welches mindestens eine Membranpumpe 20 als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule 21 angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird.
In einem ersten Schritt 110 des Verfahrens 100 wird eine robuste Regression für eine Größe des Drucks durchgeführt, welche in Abhängigkeit von Messwerten t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat gemessen wurde. Hierzu wird ein quadratisches Polynom in den fünf Messwerten t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat durch Ermittlung von geeigneten Koeffizienten des Polynoms an die gemessenen Druckwerte angepasst, wobei die Messwerte als Variablen behandelt werden.
In einem zweiten Schritt 120 des Verfahrens 100 wird eine Druckindizierungsfunktion des Dosiersystems berechnet, indem ein Wert des Polynoms mit den ermittelten Koeffizienten berechnet wird.
In einem dritten Schritt 130 des Verfahrens 100 werden die ermittelten Koeffizienten des Polynoms in einem Speicher eines Steuergerätes des Dosiersystems 1 abgespeichert.
3 zeigt ein Verfahren 100 zur Druckindizierung in einem Dosiersystem 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
In einem ersten Schritt 140 des Verfahrens 100 werden fünf Messwerte t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat gemessen. Diese fünf Messwerte können erhalten werden durch Auswertung eines Stroms, welcher durch die Magnetspule fließt.
In einem zweiten Schritt 150 des Verfahrens 100 wird ein erster modellierter Druckwert ermittelt, indem ein lineares Polynoms mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten berechnet wird, welche gemäß einem Verfahren 100 ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat.
In einem dritten Schritt 160 des Verfahrens 100 wird ermittelt, ob der erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt. Falls dies der Fall ist, was in 3 durch einen Haken dargestellt ist, so fährt das Verfahren 100 mit Schritt 170 fort, in dem ein zweiter modellierter Druckwert ermittelt wird, durch Berechnen eines quadratischen Polynoms mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten, welche zuvor gemäß dem Verfahren 100 der Ausführungsform der 2 ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat.
Falls in Schritt 160 ermittelt wurde, dass der erste modellierte Druckwert nicht in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt, was in 3 durch ein Kreuz dargestellt ist, so fährt das Verfahren 100 mit Schritt 140 fort und fängt somit erneut von vorne an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013200541 A1 [0003]

Claims

Verfahren (100) zur Druckindizierung in einem Dosiersystem (1), welches mindestens eine Membranpumpe (20) als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule (21) angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird, mit folgenden Schritten: Durchführen (110) einer robusten Regression für eine Größe des Drucks, welche in Abhängigkeit von Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) gemessen wurde, indem ein Polynom in den drei Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) durch Ermittlung von geeigneten Koeffizienten des Polynoms an die gemessenen Druckwerte angepasst wird, wobei die Messwerte (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) als Variablen behandelt werden; wobei zwei der Messwerte (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) entweder t_BMP und i_BMP oder t_MSP und i_MSP sind und der dritte Messwert (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) i_sat ist; und wobei t_BMP den Loslaufzeitpunkt der Ankerbewegung, i_BMP die Stromstärke zum Loslaufzeitpunkt der Ankerbewegung, t_MSP den Zeitpunkt des Stromtiefpunkts, i_MSP die Stromstärke zum Zeitpunkt des Stromtiefpunkts, und i_sat die Sättigungsstromstärke bezeichnet; und Berechnen (120) einer Druckindizierungsfunktion des Dosiersystems (1), indem ein Wert des Polynoms mit den ermittelten Koeffizienten berechnet wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die robuste Regression für die gemessene Größe des Drucks durchgeführt wird, indem ein Polynom in fünf Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) durch Ermittlung von geeigneten Koeffizienten des Polynoms an die gemessenen Druckwerte angepasst wird; wobei die fünf Messwerte (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat sind.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polynom ein lineares Polynom ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polynom ein quadratisches Polynom ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend: Abspeichern (130) der ermittelten Koeffizienten des Polynoms in einem Speicher.
Verfahren (100) zur Druckindizierung in einem Dosiersystem (1), welches mindestens eine Membranpumpe (20) als Förderpumpe einer Flüssigkeit aufweist, welche mittels einer Magnetspule (21) angetrieben wird, wobei ein Anker eine Membran bewegt und somit bei jedem Hub eine definierte Flüssigkeitsmenge gefördert wird, mit folgenden Schritten: Messen (140) von drei oder fünf Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat), wobei im Falle von drei Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) zwei der Messwerte (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) entweder t_BMP und i_BMP oder t_MSP und i_MSP sind und der dritte Messwert (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) i_sat ist, und im Falle von fünf Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) die Messwerte (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat) t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP und i_sat sind; Ermitteln (150) eines ersten modellierten Druckwertes durch Berechnen eines linearen Polynoms mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten, welche gemäß einem Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Ermitteln (160), ob der erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt; und Ermitteln (170) eines zweiten modellierten Druckwertes durch Berechnen eines quadratischen Polynoms mithilfe von in einem Speicher gespeicherten Koeffizienten, welche zuvor gemäß einem Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ermittelt wurden, sowie den gemessenen Messwerten (t_BMP, i_BMP, t_MSP, i_MSP, i_sat), falls erste modellierte Druckwert in einem vorgegebenen Intervall um einen Betriebspunkt liegt.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach dem vorangegangenen Anspruch gespeichert ist.
Elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.