DE102019007085B4 - Method for operating a delivery metering system for a fluid, delivery metering system and motor vehicle with such a delivery metering system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Förder-Dosiersystems (10) für ein Fluid (1), vorzugsweise eines Förder-Dosiersystems (10) für ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung, wobei das Förder-Dosiersystem (10) eine Pumpe (2) zur Förderung des Fluids (1) und eine Dosiereinrichtung (3), die mit der Pumpe (2) über eine Druckleitung (4) fluidisch verbunden ist, umfasst;wobei über die Pumpe (2), vorzugsweise über eine Drehzahlvariation der Pumpe (2), ein Fluiddruck pfluiddes Fluids (1) in der Druckleitung (4) auf einen Soll-Fluiddruckwert psollgeregelt wird; undwobei ein Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psollin Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung (3) erfolgt; gekennzeichnet durchi. ein Adaptieren eines ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1an ein, vorzugsweise entnahmebedinges, Absinken des Fluiddrucks pfluidbei geöffneter Dosiereinrichtung (3) und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psollauf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1; und/oderii. ein Adaptieren eines zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2an einen, vorzugsweise pumpenbedingten, Anstieg des Fluiddrucks pfluidbei geschlossener Dosiereinrichtung (3) und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psollauf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2,Method for operating a delivery metering system (10) for a fluid (1), preferably a delivery metering system (10) for a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, the delivery metering system (10) having a pump (2) for delivering the fluid (1 ) and a dosing device (3), which is fluidically connected to the pump (2) via a pressure line (4); wherein via the pump (2), preferably via a speed variation of the pump (2), a fluid pressure pfluid of the fluid ( 1) in the pressure line (4) is regulated to a target fluid pressure value psoll; and wherein the setpoint fluid pressure value psollin is changed as a function of an actuation of the dosing device (3); characterized by i. an adaptation of a first fluid pressure gradient estimator G1 to a drop in the fluid pressure pfluid, preferably due to extraction, when the dosing device (3) is open and changing the target fluid pressure value psoll on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G1; and/orii. an adaptation of a second fluid pressure gradient estimator G2 to a preferably pump-related increase in the fluid pressure pfluid when the dosing device (3) is closed and changing the setpoint fluid pressure value psoll on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G2,
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Förder-Dosiersystems für ein Fluid, vorzugsweise ein Förder-Dosiersystems für ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Förder-Dosiersystems sowie ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Förder-Dosiersystem.The invention relates to a method for operating a delivery metering system for a fluid, preferably a delivery metering system for a reducing agent for exhaust gas aftertreatment. Furthermore, the invention relates to a corresponding delivery metering system and a motor vehicle with such a delivery metering system.
Um die NOx-Emissionen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von DieselBrennkraftmaschinen, zu verringern, werden heutzutage meist SCR-Katalysatoren zur Abgasnachbehandlung eingesetzt. Dabei wird dem Abgasstrom ein Reduktionsmittel (z. B. Ammoniak und/oder wässrige Harnstofflösung) über geeignete Dosiervorrichtungen zugegeben, welches dann im nachgeordneten SCR-Katalysator die im Abgas enthaltenen Stickoxide zu Stickstoff reduziert. Zur Dosierung des Reduktionsmittels wird dieses üblicherweise über eine Pumpe aus einem Vorratstank zu einem oder mehreren Dosierventilen gefördert und zudem auf einen vorgegebenen Dosierdruck gebracht. Dieser kann beispielsweise in Abhängigkeit einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine (z. B. die aktuelle Drehzahl) und/oder einer Kenngröße des Abgases (z. B. die aktuelle Abgastemperatur) festgelegt sein.In order to reduce the NOx emissions from internal combustion engines, in particular from diesel internal combustion engines, SCR catalytic converters are mostly used today for exhaust gas aftertreatment. A reducing agent (e.g. ammonia and/or aqueous urea solution) is added to the exhaust gas flow via suitable metering devices, which then reduces the nitrogen oxides contained in the exhaust gas to nitrogen in the downstream SCR catalytic converter. To meter the reducing agent, it is usually conveyed via a pump from a storage tank to one or more metering valves and is also brought to a predetermined metering pressure. This can be defined, for example, as a function of an operating variable of the internal combustion engine (e.g. the current speed) and/or a parameter of the exhaust gas (e.g. the current exhaust gas temperature).
Um hierbei einen möglichst gleichbleibenden Dosierdruck zu gewährleisten, ist es im Stand der Technik weiterhin bekannt, eine Regelung des hydraulischen Drucks im Dosiersystems vorzunehmen, was z. B. über eine entsprechende Variation der Pumpendrehzahl erfolgen kann.In order to ensure a metering pressure that is as constant as possible, it is also known in the prior art to regulate the hydraulic pressure in the metering system. B. can be done via a corresponding variation of the pump speed.
Beispielsweise offenbart die
Weiterhin ist aus der
Die
Ferner ist aus der
Zudem offenbart die
Eine derartige Regelung des hydraulischen Drucks im Dosiersystems auf einen vorgegebenen, üblicherweise konstanten, Soll-Druckwert unterliegt in der Regel jedoch einer Reihe von dynamischen Störeinflüssen, z. B. Prelleffekten bei einer Betätigung des Dosierventils und/oder pumpeninduzierten Druckoszillationen. In besonderem Maße beeinflussen dabei allerdings die meist regelmäßig erfolgenden Dosiervorgänge den Druck im Dosiersystem. So verursacht eine Reduktionsmittelentnahme durch Öffnen des Dosierventils z. B. einen Druckabfall im System, den die Regelung durch ein entsprechendes Ansteuern der Pumpe (z. B. durch Variation der Pumpendrehzahl) auszugleichen versucht. Im Fall der bei den bisherigen Systemen zumeist verwendeten konstanten Soll-Druckwerte des Reglers ergeben sich durch dieses Gegensteuern erhebliche Schwankungen der Pumpendrehzahl, was mitunter hörbar als ein „Pulsieren“ der Pumpe wahrnehmbar ist. Neben einer möglichen akustischen Beeinträchtigung durch dieses Geräuschverhalten der Pumpe erhöhen diese Drehzahlschwankungen ferner auch deren Verschleiß.However, such a control of the hydraulic pressure in the metering system to a predetermined, usually constant, desired pressure value is usually subject to a number of dynamic interferences, e.g. B. bounce effects when the metering valve is actuated and/or pump-induced pressure oscillations. However, the dosing processes, which usually take place regularly, have a particularly strong influence on the pressure in the dosing system. So causes a reducing agent removal by opening the metering valve z. B. a drop in pressure in the system, which the controller tries to compensate by activating the pump accordingly (e.g. by varying the pump speed). In the case of the constant setpoint pressure values of the controller mostly used in the previous systems, this counteracting results in considerable fluctuations in the pump speed, which is sometimes audible as a "pulsing" of the pump. In addition to a possible acoustic impairment due to this noise behavior of the pump, these speed fluctuations also increase its wear.
Entsprechend ist es daher eine Aufgabe der Erfindung eine im Vergleich zu den bekannten Methoden verbesserte Lösung zum Betrieb eines Förder-Dosiersystems bereitzustellen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden können. Insbesondere ist es dabei eine Aufgabe der Erfindung eine Lösung bereitzustellen, mittels der ein verschleißärmerer Betrieb eines Förder-Dosiersystems erreicht werden kann.Accordingly, it is therefore an object of the invention to provide a solution for the operation of a conveying/dosing system which is improved compared to the known methods and with which the disadvantages mentioned above can be avoided. In particular, it is an object of the invention to provide a solution by means of which a low-wear operation of a conveyor-metering system can be achieved.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren, ein Förder-Dosiersystem und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.These objects are solved by a method, a delivery metering system and a motor vehicle with the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention are the subject matter of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.
Die hier beschriebene Lösung verfolgt dabei den Ansatz, anstelle eines zeitlich konstanten Soll-Druckwerts einen dynamischen, d. h. zeitlich variierenden, Soll-Druckwert zu verwenden, der in Abhängigkeit einer Betätigung einer Dosiereinrichtung verändert wird. Insbesondere sollen durch ein gezieltes Anpassen des Soll-Druckwerts an Druckveränderungen im System und die sich dadurch ergebende geringere Abweichung zwischen Ist- und Soll-Druckwert auf vorteilhafte Weise starke Eingriffe in die Regelstrecke vermieden werden. Dieses Vorgehen ist dabei insbesondere praktikabel, da die beim Betrieb eines Förder-Dosiersystems vorrangig auftretenden Störungen (Dosierereignisse) in der Regel zeitlich begrenzt sind bzw. regelmäßig, d. h. vorbestimmbar, auftreten.The solution described here takes the approach of using a dynamic, i. H. time-varying to use target pressure value that is changed depending on an actuation of a metering device. In particular, a targeted adjustment of the target pressure value to pressure changes in the system and the resulting smaller deviation between the actual and target pressure value should advantageously avoid major interventions in the controlled system. This procedure is particularly practicable since the malfunctions (dosing events) that primarily occur during the operation of a conveyor dosing system are usually limited in time or occur regularly, i. H. predictable, occur.
Dementsprechend wird ein Verfahren zum Betrieb eines Förder-Dosiersystems für ein Fluid bereitgestellt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Fluid um ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung, wie beispielsweise Ammoniak und/oder eine ammoniakabspaltende Substanz, z. B. wässrige Harnstofflösung. Prinzipiell eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren allerdings für jegliche Fluide, d. h. Gase, Flüssigkeiten, Gas-Flüssigkeits-Gemische und/oder Flüssigkeiten mit geringem Feststoffanteil. So kann das Verfahren z. B. auch im Zusammenhang mit dem Betrieb eines Förder-Dosiersystems für Öl-, Kraftstoff- oder Kühlwasser Anwendung finden.Accordingly, a method for operating a delivery metering system for a fluid is provided. The fluid is preferably a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, such as ammonia and/or an ammonia-releasing substance, e.g. B. aqueous urea solution. In principle, however, the method according to the invention is suitable for any fluids, i. H. Gases, liquids, gas-liquid mixtures and/or liquids with a low solid content. For example, the process can B. can also be used in connection with the operation of a delivery metering system for oil, fuel or cooling water.
Das Förder-Dosiersystem, welches auch als Förder- und Dosiersystem bezeichnet werden kann, umfasst dabei eine Pumpe (z. B. eine Impellerpumpe) zur Förderung des Fluids sowie eine Dosiereinrichtung (z. B. ein Dosierventil), die mit der Pumpe über eine Druckleitung fluidisch verbunden ist. Als „Druckleitung“ kann dabei eine Leitung, wie z. B. eine Rohr- und/oder Schlauchleitung, zum Transports des Fluids verstanden werden, welche für einen Überdruck im Inneren der Leitung gegenüber einem atmosphärischen Druck außerhalb der Leitung ausgelegt ist.The delivery metering system, which can also be referred to as a delivery and metering system, includes a pump (e.g. an impeller pump) for delivering the fluid and a metering device (e.g. a metering valve) that is connected to the pump via a Pressure line is fluidly connected. A "pressure line" can be a line, e.g. B. a pipe and / or hose line, to be understood for the transport of the fluid, which is designed for an overpressure inside the line compared to an atmospheric pressure outside the line.
Ferner soll bei dem vorgenannten Förder-Dosiersystem über die Pumpe, vorzugsweise über eine Drehzahlvariation der Pumpe, ein Fluiddruck pfluid des Fluids in der Druckleitung auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt werden. Dazu kann das Regeln des Fluiddrucks pfluid - in an sich bekannter Weise - ein Erfassen der Regelgröße (Fluiddruck pfluid bzw. Fluiddruckwert), beispielsweise über eine an der Druckleitung angeordnete Sensoreinrichtung (z. B. ein Drucksensor), ein Ermitteln der Abweichung der Regelgröße von der Führungsgröße (Soll-Fluiddruckwert psoll) und ein Festlegen einer Stellgröße (z. B. Pumpendrehzahl) auf Basis der ermittelten Abweichung zwischen Regelgröße und Führungsgröße umfassen. Hierbei können klassische Regelungsverfahren, wie z. B. P-Regelung, PI-Regelung oder PID-Regelung, verwendet werden. Anstelle einer, bei derartigen Systemen zumeist verwendeten, Regelung auf einen zeitlich konstanten Soll-Fluiddruckwert psoll erfolgt hier jedoch ein, vorzugsweise dynamisches, Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll in Abhängigkeit einer Betätigung (z. B. einem Öffnen und/oder Schließen) der Dosiereinrichtung. Mit andern Worten soll der Soll-Fluiddruckwert psoll ein dynamischer Sollwert sein, der auf Basis einer Betätigung der Dosiereinrichtung variiert wird. Ein Öffnen und/oder Schließen der Dosiereinrichtung kann somit eine Änderung des Soll-Fluiddruckwerts psoll „triggern“, wobei diese Änderung auch zeitlich verzögert erfolgen kann. Bevorzugt verringert dabei die Änderung des Soll-Fluiddruckwerts Psoll die Regelabweichung zwischen pfluid und psoll, wodurch auf vorteilhafte Weise ein entsprechendes Gegensteuern der Pumpe und damit Schwankungen in der Betriebsweise der Pumpe vermieden werden können.Furthermore, in the above-mentioned delivery-metering system, a fluid pressure p fluid of the fluid in the pressure line should be regulated to a target fluid pressure value p setpoint via the pump, preferably via a speed variation of the pump. For this purpose, the regulation of the fluid pressure p fluid can - in a manner known per se - a detection of the controlled variable (fluid pressure p fluid or fluid pressure value), for example via a sensor device (e.g. a pressure sensor) arranged on the pressure line, a determination of the deviation of the Include controlled variable from the reference variable (nominal fluid pressure value p desired ) and setting a manipulated variable (e.g. pump speed) on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable. Here, classic cal control procedures, e.g. B. P control, PI control or PID control can be used. Instead of a regulation to a time-constant setpoint fluid pressure value p setpoint , which is mostly used in such systems, the setpoint fluid pressure value p setpoint is changed, preferably dynamically , as a function of an actuation (e.g. an opening and/or closing) the dosing device. In other words, the setpoint fluid pressure value p setpoint should be a dynamic setpoint value that is varied on the basis of an actuation of the dosing device. Opening and/or closing the dosing device can thus “trigger” a change in the setpoint fluid pressure value p setpoint , with this change also being able to take place with a time delay. The change in the setpoint fluid pressure value P setpoint preferably reduces the control deviation between p fluid and p setpoint , as a result of which a corresponding counter-control of the pump and thus fluctuations in the operating mode of the pump can be avoided in an advantageous manner.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung kann das Ändern dabei ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung und/oder ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts Psoll nach einem Schließen der Dosiereinrichtung umfassen. Dabei soll das Absenken ein Herabsetzen des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf einen im Vergleich dazu kleineren Soll-Fluiddruckwert psoll und das Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll ein Erhöhen des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf einen im Vergleich dazu größeren Soll-Fluiddruckwert psoll bezeichnen. Weiterhin soll das Absenken und/oder Anheben zeitlich nach dem Öffnen bzw. Schließen erfolgen, wobei dies unmittelbar anschließend oder aber zeitlich verzögert erfolgen kann. Bevorzugt umfasst das Ändern somit ein zeitweises Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung, z. B. bis zum nächsten Schließen der Dosiereinrichtung, und/oder ein zeitweises Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll nach einem Schließen der Dosiereinrichtung, z. B. für ein vorbestimmtes Zeitintervall. Da die vorgenannten Betätigungen (Öffnen/Schließen) der Dosiereinrichtung im üblichen Betrieb eines Förder-Dosiersystems zumeist das oben genannte Verhalten des Fluiddruck pfluid induzieren und in der Regelstrecke zudem oftmals eine gewisse Trägheit vorhanden ist, kann durch ein entsprechendes Absenken bzw. Anheben von psoll auf vorteilhafte Weise die Regelabweichung reduziert werden und damit eine starke Variation der Stellgröße (z. B. Pumpendrehzahl) vermieden werden. Im Vergleich zu dem bislang meist üblichen Vorgehen, bei dem eine auftretende Regeldifferenz vorrangig durch ein entsprechendes Gegensteuern durch Variation der Stellgröße verringert wird, soll hier das Reduzieren der Regeldifferenz auch ein entsprechendes Anpassen des Sollwerts an die Regelgröße umfassen.According to a first aspect of the invention, the change can include lowering the target fluid pressure value p setpoint after opening the metering device and/or raising the target fluid pressure value P setpoint after closing the metering device. In this case, the lowering is intended to lower the setpoint fluid pressure value p setpoint to a setpoint fluid pressure value p setpoint that is smaller by comparison, and the raising of the setpoint fluid pressure value p setpoint is intended to increase the setpoint fluid pressure value p setpoint to a setpoint fluid pressure value p that is larger by comparison shall denote. Furthermore, the lowering and/or raising should take place after the opening or closing, and this can take place immediately afterwards or with a time delay. The change thus preferably includes a temporary lowering of the target fluid pressure value p set after the metering device has been opened, e.g. B. until the next closing of the metering device, and / or a temporary increase in the target fluid pressure value p is after closing the metering device, z. B. for a predetermined time interval. Since the aforementioned actuations (opening/closing) of the dosing device usually induce the above-mentioned behavior of the fluid pressure p fluid in normal operation of a delivery dosing system and a certain inertia is also often present in the controlled system, a corresponding lowering or raising of p The aim is to reduce the system deviation in an advantageous manner and thus avoid a strong variation in the manipulated variable (e.g. pump speed). In comparison to the procedure that has been the norm up to now, in which an occurring error is primarily reduced by appropriate countermeasures by varying the manipulated variable, the reduction of the error here should also include a corresponding adjustment of the setpoint to the controlled variable.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Ändern auf Basis einer, vorzugsweise entnahmebedingten, Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfluid in der Druckleitung erfolgen. Hierbei soll die Größe „Änderungsgeschwindigkeit“, welche auch als Änderungsrate des Fluiddrucks pfluid bezeichnet werden kann, eine zeitliche Änderung des Fluiddrucks pfluid bezeichnen. Mit anderen Worten kann das Verfahren bzw. der Schritt des Änderns von psoll auf die Geschwindigkeit reagieren, mit der sich der Fluiddruck pfluid gerade verändert. Dies ist vorteilhaft, da aus einer aktuellen Änderung des Fluiddrucks pfluid - quasi vorrausschauend - dessen zukünftiger Verlauf extrapoliert werden kann. So führt etwa eine momentan große Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks Pfluid mit hoher Wahrscheinlichkeit im nachfolgenden Zeitabschnitt ebenfalls zu einer deutlichen Änderung von Pfluid, sodass durch eine Berücksichtigung dieser Größe auf vorteilhafte Weise eine entsprechende Anpassung von psoll erfolgen kann. Hierzu kann das Verfahren ein Bestimmen einer Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfluid - z. B. im Fall eines entnahmebedingten Absinkens des Fluiddrucks pfluid bei geöffneter Dosiereinrichtung - und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts Psoll auf Basis der Änderungsgeschwindigkeit umfassen. Letzteres kann dabei z. B. proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfluid erfolgen.According to a further aspect of the invention, the change can take place on the basis of a rate of change of the fluid pressure p fluid in the pressure line, which is preferably caused by extraction. In this case, the “rate of change” variable, which can also be referred to as the rate of change in the fluid pressure p fluid , is intended to denote a change in the fluid pressure p fluid over time. In other words, the method or the step of changing p setpoint can react to the speed at which the fluid pressure p fluid is currently changing. This is advantageous since a current change in the fluid pressure p fluid can be used to extrapolate its future progression—quasi anticipatingly. For example, a momentarily high rate of change in the fluid pressure P fluid will most likely also lead to a significant change in P fluid in the subsequent time segment, so that by taking this variable into account, a corresponding adjustment of p setpoint can advantageously take place. For this purpose, the method can determine a rate of change of the fluid pressure p fluid - z. B. in the case of a withdrawal-related drop in the fluid pressure p fluid with the metering device open - and changing the target fluid pressure value P should include on the basis of the rate of change. The latter can z. B. proportional to the rate of change of the fluid pressure p fluid .
Um dabei auf vorteilhafte Weise robuster gegenüber kurzzeitigen Schwankungen bzw. Rauschen des Fluiddrucks pfluid zu sein, kann das Verfahren erfindungsgemäß ein Adaptieren eines ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis dieses ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 umfassen. Gemäß dem üblichen Verständnis kann hierbei der Ausdruck „Adaptieren“ ein Anpassen eines bestehenden Ausgangswertes für den Fluiddruckgradientenschätzer G1 an sich verändernde Begebenheiten bezeichnen. Im Gegensatz zu einem reinen „Bestimmen“ fließt beim Adaptieren somit auch ein bisheriger bzw. vorheriger Wert der zu adaptierenden Größe mit ein. Beispielsweise kann das Adaptieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 über den Zusammenhang G1,neu = G1,alt + η·(G1,alt-Gtat) erfolgen, wobei G1,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (G1,alt) von G1 darstellt, der unter Berücksichtigung eines einheitenlosen Lernfaktors η und der Abweichung zwischen G1,alt und einem, vorzugsweise aktuell bestimmten, tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfluid ermittelt wird. Letzterer kann dabei z. B. an Hand eines sich durch ein Öffnen der Dosiereinrichtung ergebenden Druckabfalls von pfluid bestimmt werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren ein Adaptieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 an ein, vorzugsweise entnahmebedingtes, Absinken des Fluiddrucks pfluid bei geöffneter Dosiereinrichtung umfassen.In order to be more robust against short-term fluctuations or noise in the fluid pressure p fluid , the method according to the invention can include adapting a first fluid pressure gradient estimator G 1 and changing the setpoint fluid pressure value p set on the basis of this first fluid pressure gradient estimator G 1 . According to the usual understanding, the term “adapt” can denote an adaptation of an existing starting value for the fluid pressure gradient estimator G 1 to changing circumstances. In contrast to a pure "determination", a previous or previous value of the variable to be adapted is also included in the adaptation. For example, the first fluid pressure gradient estimator G 1 can be adapted via the relationship G 1,new = G 1,old + η (G 1,old -G tat ), where G 1,new is the newly adapted value of the previous value (G 1 ,old ) of G 1 which is determined taking into account a unitless learning factor η and the deviation between G 1,old and a preferably currently determined actual fluid pressure gradient (G tat ) of the fluid pressure p fluid . The latter can z. B. on the basis of an opening of the metering device resulting pressure drop of p fluid can be determined. In other words, the method can include adapting the first fluid pressure gradient estimator G 1 to a, preferably extraction-related tes, drop in the fluid pressure p fluid when the dosing device is open.
Dabei kann das vorgenannte Adaptieren während einer, vorzugsweise vorbestimmten, Öffnungsdauer der Dosiereinrichtung auch mehrfach erfolgen. Mit anderen Worten soll der erste Fluiddruckgradientenschätzer G1 bei geöffneter Dosiereinrichtung zumindest zweimal an einen sich dadurch zeitlich verändernden Fluiddruck pfluid adaptiert werden. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch eine bessere Anpassung an sich verändernde Druckverhältnisse erzielt werden. Dabei kann das mehrfache Adaptieren während der Öffnungsdauer z. B. in festen zeitlichen Abständen (z. B. alle 0.1 s) erfolgen. Da die Öffnungsdauer der Dosiereinrichtung (Ventilöffnungsdauer) zur Erzielung einer bestimmten Einspritzmenge an Reduktionsmittel zumeist vorbestimmt, d. h. zuvor festgelegt, ist, kann der zeitliche Abstand bzw. die Anzahl der Adaptationsvorgänge pro Öffnungsdauer im Vorfeld festgelegt bzw. an die Öffnungsdauer angepasst sein.The aforementioned adaptation can also take place several times during a preferably predetermined opening period of the dosing device. In other words, when the dosing device is open, the first fluid pressure gradient estimator G 1 should be adapted at least twice to a fluid pressure p fluid that changes over time as a result. In this way, better adaptation to changing pressure conditions can be achieved in an advantageous manner. The multiple adaptation during the opening period z. B. at fixed time intervals (e.g. every 0.1 s). Since the opening duration of the dosing device (valve opening duration) to achieve a specific injection quantity of reducing agent is usually predetermined, ie previously specified, the time interval or the number of adaptation processes per opening duration can be specified in advance or adapted to the opening duration.
Zudem oder alternativ kann das Adaptieren auch ein Normieren des entnahmebedingten Absinkens bezüglich einer, vorzugsweise vorbestimmten, Dosierperiode T umfassen. Der Ausdruck „Dosierperiode“ soll dabei das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Dosierereignissen bzw. Reduktionsmitteleinspritzungen bezeichnen, wobei sich die Dosierperiode sich in einen „ersten“ Zeitraum t1 mit geöffneter Dosiereinrichtung und einen „zweiten“ Zeitraum t2 mit geschlossener Dosiereinrichtung unterteilt. Durch das Normieren des entnahmebedingten Absinkens und/oder des daraus ermittelten tatsächlichen Fluiddruckgradienten Gtat, beispielsweise über den Normierungsfaktor T/(T-t1), kann auf vorteilhafte Weise eine standardisierte zeitliche Änderung von pfluid bereitgestellt werden, die dann wiederum - wie nachfolgend noch genauer ausgeführt - auch zur Berechnung eines Anstiegs des Soll-Fluiddruckwerts psoll verwendet werden kann.In addition or as an alternative, the adaptation can also include a standardization of the removal-related decrease with respect to a preferably predetermined dosing period T. The term "metering period" is intended to denote the time interval between two consecutive metering events or reducing agent injections, with the metering period being divided into a "first" time period t 1 with the metering device open and a "second" period t 2 with the metering device closed. By normalizing the drop caused by extraction and/or the actual fluid pressure gradient G tat determined therefrom, for example using the normalization factor T/(Tt 1 ), a standardized change in p fluid over time can be provided in an advantageous manner, which in turn can then be described more precisely as follows executed - can also be used to calculate an increase in the setpoint fluid pressure value p setpoint .
Zudem oder alternativ kann auch ein Plausibilisieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 erfolgen. Dabei kann überprüft werden, ob G1 einem vorbestimmten Plausibilitätskriterium, z. B. in Form eines vorgegebenen Schwellenwerts und/oder eines bestimmten Wertebereichs, genügt, um dadurch bevorzugt festzustellen zu können, ob ein sinnvoller bzw. geeigneter Schätzwert für den Fluiddruckgradienten vorliegt. Entsprechend kann das Plausibilisieren auch als ein Validieren und/oder ein Überprüfen bezeichnet werden. Zudem oder alternativ kann das Plausibilitätskriterium dabei auch eine Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems charakterisieren. Anders ausgedrückt kann somit ein Plausibilisieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems erfolgen. Beispielsweise kann auf Basis eines zu geringen Fluiddruckgradientenschätzers G1 auf das Vorliegen einer verstopften Dosiereinrichtung geschlossen werden. Durch das Nicht-Erfüllen vorbestimmter Plausibilitätskriteriums können auf vorteilhafte Weise Fehler im Förder-Dosiersystem und/oder eine prinzipielle Eignung von G1 zum Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts psoll schnell erkannt werden.In addition or as an alternative, the first fluid pressure gradient estimator G 1 can also be checked for plausibility. It can be checked whether G 1 a predetermined plausibility criterion, z. B. in the form of a predetermined threshold value and / or a specific range of values, is sufficient to be able to preferably determine whether there is a meaningful or suitable estimated value for the fluid pressure gradient. Correspondingly, the plausibility check can also be referred to as a validation and/or a check. In addition or as an alternative, the plausibility criterion can also characterize the functionality of the delivery and metering system. In other words, a plausibility check of the first fluid pressure gradient estimator G 1 can be carried out to check the functionality of the delivery and metering system. For example, on the basis of a fluid pressure gradient estimator G 1 that is too low, it can be concluded that a metering device is clogged. If predetermined plausibility criteria are not met, errors in the delivery/dosing system and/or a basic suitability of G 1 for adjusting the setpoint fluid pressure value p setpoint can advantageously be quickly detected.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts Psoll sowohl ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 als auch ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 umfassen. Mit anderen Worten kann der zuvor auf Basis eines Absinkens des Fluiddrucks Pfluid ermittelte bzw. adaptiere Fluiddruckgradientenschätzer G1 sowohl für ein Herabsetzen des Soll-Fluiddruckwerts psoll, vorzugsweise bei geöffneter Dosiereinrichtung, als auch ein Erhöhen des Soll-Fluiddruckwerts psoll, vorzugsweise bei geschlossener Dosiereinrichtung, verwendet werden. Letzteres, auf den ersten Blick nicht intuitive, Verwenden eines bei einem Absinken von pfluid adaptierten Gradienten zur Berechnung eines Anstiegs des Soll-Fluiddruckwerts psoll bei geschlossenem Dosierventil resultiert hierbei daraus, dass in der Regel nach dem Schließen der Dosiereinrichtung der ursprüngliche Ausgangsfluiddruck durch das Weiterfördern der Pumpe wieder erreicht werden kann, ggf. jedoch verglichen zum Druckabfall mit veränderter Steigung. Folglich kann der ersten Fluiddruckgradientenschätzer G1 prinzipiell auch zur Berechnung eines Anstiegs des Soll-Fluiddruckwerts psoll verwendet werden, wobei hier mitunter ein Korrekturfaktor c1 zur Berücksichtigung unterschiedlicher Öffnungs- bzw. Schließzeiten (t1 bzw. t2) miteinfließen kann. Beispielsweise kann dies über den Faktor c1 = -t2/T erfolgten. Der Vorteil dieser Variante liegt somit darin, dass auf Basis lediglich „einer“ Adaption während des Absinkens des Fluiddrucks pfluid in einer Dosierperiode T der Soll-Fluiddruckwert Psoll für die gesamte Dosierperiode T berechnet werden kann.According to a further aspect of the invention, changing the target fluid pressure value P target can include both a reduction in the target fluid pressure value p target based on the first fluid pressure gradient estimator G 1 and an increase in the target fluid pressure value p target based on the first fluid pressure gradient estimator G 1 . In other words, the fluid pressure gradient estimator G 1 previously determined or adapted on the basis of a drop in the fluid pressure P fluid can be used both to reduce the setpoint fluid pressure value p setpoint , preferably when the dosing device is open, and to increase the setpoint fluid pressure value p setpoint , preferably when closed dosing device. The latter, at first glance not intuitive, using a gradient adapted when p fluid falls to calculate an increase in the setpoint fluid pressure value p setpoint with the metering valve closed results from the fact that, as a rule, after the metering device has been closed, the original output fluid pressure is Further delivery of the pump can be achieved again, if necessary, however, compared to the pressure drop with a changed slope. Consequently, the first fluid pressure gradient estimator G 1 can in principle also be used to calculate an increase in the setpoint fluid pressure value p set , with a correction factor c 1 sometimes also being included here to take account of different opening and closing times (t 1 and t 2 ). For example, this can be done using the factor c 1 = -t 2 /T. The advantage of this variant is that the target fluid pressure value P soll can be calculated for the entire metering period T on the basis of just “one” adaptation during the drop in the fluid pressure p fluid in a metering period T.
Um dabei allerdings das Ändern bzw. Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts psoll bei einem Druckanstieg, z. B. nach einem Schließen der Dosiereinrichtung, zu verbessern, kann das Verfahren erfindungsgemäß auch ein Adaptieren eines zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 an einen, vorzugsweise pumpenbedingten, Anstieg des Fluiddrucks pfluid bei geschlossener Dosiereinrichtung umfassen. Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Adaptieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 erwähnt, kann dabei auch das Adaptieren von G2 z. B. über den Zusammenhang G2,neu = G2,alt + η·(G2,alt-Gtat) erfolgen, wobei G2,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (G2,alt) von G2 darstellt, der unter Berücksichtigung eines einheitenlosen Lernfaktors η und der Abweichung zwischen G2,alt und einem, vorzugsweise aktuell bestimmten, tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfluid ermittelt wird. Im Gegensatz zu G1 soll G2 allerdings anhand eines sich nach einem Schließen der Dosiereinrichtung durch das Fördern der Pumpe ergebenden bzw. durch einen hierdurch bedingten Druckanstieg des Fluiddrucks pfluid bestimmt werden. Vorzugsweise erfolgt das Adaptieren mehrfach während einer, vorzugsweise vorbestimmten, Schließdauer der Dosiereinrichtung. Ferner kann das Verfahren wiederum auch ein Plausibilisieren des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2, vorzugsweise zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems, umfassen, wobei hier erneut die vorstehend im Zusammenhang mit dem Plausibilisieren von G1 erwähnten Methoden Verwendung finden können.However, in order to avoid changing or adjusting the target fluid pressure value p if the pressure rises, e.g. B. after closing the dosing device, the method according to the invention can also include an adaptation of a second fluid pressure gradient estimator G 2 to a preferably pump-related increase in the fluid pressure p fluid when the dosing device is closed. As mentioned above in connection with the adaptation of the first fluid pressure gradient estimator G 1 , the adaptation of G 2 z. B. via the relationship G 2,new = G 2,old + η · (G 2,old -G tat ), where G 2,new represents the newly adapted value of the previous value (G 2,old ) of G 2 , considering a units loose learning factor η and the deviation between G 2,old and a preferably currently determined actual fluid pressure gradient (G tat ) of the fluid pressure p fluid is determined. In contrast to G 1 , however, G 2 is to be determined on the basis of a pressure rise in the fluid pressure p fluid that results after the metering device has been closed as a result of the delivery of the pump or as a result of a pressure rise caused by this. The adaptation preferably takes place several times during a preferably predetermined closing period of the dosing device. Furthermore, the method can in turn also include a plausibility check of the second fluid pressure gradient estimator G 2 , preferably for checking the functionality of the delivery and metering system, with the methods mentioned above in connection with the plausibility check of G 1 being able to be used again here.
Unabhängig davon, ob ein Plausibilisieren des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 erfolgt oder nicht, kann somit ein Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 erfolgen. Spiegelbildlich zum Fall des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 kann das Verfahren dabei die Variante aufweisen, dass das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts Psoll sowohl ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll, vorzugsweise bei geschlossener Dosiereinrichtung, auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 als auch ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll, vorzugsweise bei geöffneter Dosiereinrichtung, auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 umfasst. Anders ausgedrückt kann der zuvor auf Basis eines Anstiegs des Fluiddrucks pfluid ermittelte bzw. adaptiere Fluiddruckgradientenschätzer G2 somit sowohl für ein Erhöhen als auch Herabsetzen des Soll-Fluiddruckwerts Psoll verwendet werden, wobei hier wiederum ggf. ein Korrekturfaktor c2, z. B. in der Form c2 = -t1/T, zur Berücksichtigung unterschiedlicher Öffnungs- bzw. Schließzeiten miteinfließen kann.Irrespective of whether the second fluid pressure gradient estimator G 2 is checked for plausibility or not, the setpoint fluid pressure value p soll can therefore be changed on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 . Mirroring the case of the first fluid pressure gradient estimator G 1 , the method can have the variant that changing the setpoint fluid pressure value P setpoint both increases the setpoint fluid pressure value p setpoint , preferably with the dosing device closed, on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 and also a Lowering of the setpoint fluid pressure value p setpoint , preferably with the dosing device open, on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 . In other words, the fluid pressure gradient estimator G 2 previously determined or adapted on the basis of an increase in the fluid pressure p fluid can thus be used both for increasing and decreasing the setpoint fluid pressure value P soll , with a correction factor c 2 , e.g. B. in the form of c 2 = -t 1 / T, to take into account different opening and closing times.
Besonders vorteilhaft ist hierbei allerdings, falls sowohl G1 als auch G2 vorliegen, dass - nach einem weiteren Aspekt der Erfindung - das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 und ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G1 umfassen kann. Auf vorteilhafte Weise kann so der zuvor auf Basis eines Absinkens von pfluid ermittelte bzw. adaptierte Fluiddruckgradientenschätzer G1 zur Berechnung eines Absenkens des Soll-Fluiddruckwerts psoll bei geöffnetem Dosierventil und der zuvor auf Basis eines Anstiegs von pfluid ermittelte bzw. adaptierte Fluiddruckgradientenschätzer G2 zur Berechnung eines Anhebens des Soll-Fluiddruckwerts psoll bei geschlossenem Dosierventil verwendet werden. Insgesamt kann dadurch auf vorteilhafte Weise ein möglichst optimales Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts psoll in den verschiedenen Betriebsphasen ermöglicht werden.However, if both G 1 and G 2 are present, it is particularly advantageous that - according to a further aspect of the invention - changing the setpoint fluid pressure value p setpoint lowers the setpoint fluid pressure value p setpoint on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 and a Raising the target fluid pressure value p target based on the second fluid pressure gradient estimator G 1 may include. Advantageously, the fluid pressure gradient estimator G 1 previously determined or adapted on the basis of a drop in p fluid for calculating a drop in the setpoint fluid pressure value p setpoint when the metering valve is open and the fluid pressure gradient estimator G 2 to calculate an increase in the setpoint fluid pressure value p is to be used when the dosing valve is closed. Overall, this advantageously enables the best possible adaptation of the setpoint fluid pressure value p setpoint in the various operating phases.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Adaptieren bei geregeltem Fluiddruck pfluid und/oder während eines Betriebs der Pumpe erfolgen. Anders ausgedrückt kann das Adaptieren bei normalen Betrieb des Förder-Dosiersystems erfolgen und nicht in einem speziellen Kalibrierungsmodus, in dem z. B. bestimmte Funktionen wie die Pumpe, die Regelung und/oder die Dosiereinrichtung deaktiviert sind. Dabei kann das Adaptieren quasi fortwährend erfolgen, wobei zur Vermeidung möglicher Instabilitäten bevorzugt ein Zeitraum des unmittelbaren Öffnungs- und/oder Schließvorgangs der Dosiereinrichtung und/oder besonders kurze oder lange Öffnungsdauern der Dosiereinrichtung von der Adaption ausgeschlossen sein können.According to a further aspect of the invention, the adaptation can take place with a regulated fluid pressure p fluid and/or during operation of the pump. In other words, the adaptation can take place during normal operation of the conveyor-dosing system and not in a special calibration mode in which z. B. certain functions such as the pump, the control and / or the metering device are disabled. The adaptation can take place more or less continuously, and to avoid possible instabilities, a period of the immediate opening and/or closing process of the dosing device and/or particularly short or long opening durations of the dosing device can be excluded from the adaptation.
Zudem oder alternativ kann das Adaptieren ein erstes Adaptieren bei einem ersten Dosiervorgang der Dosiereinrichtung und zumindest ein zweites Adaptieren bei einem zweiten Dosiervorgang der Dosiereinrichtung umfassen. Mit anderen Worten kann das Verfahren ein Adaptieren bei verschiedenen Dosiervorgängen umfassen, wobei das Adaptieren bevorzugt bei jedem Dosiervorgang erfolgt. Hierbei soll sich das Adaptieren sowohl auf das Adaptieren von G1 und/oder G2 beziehen können. Neben dem vorstehend bereits beschriebenen mehrfachen Adaptieren während eines Dosiervorgangs, z. B. ein mehrfaches Adaptieren während der Öffnungsdauer eines (ersten) Dosiervorgangs, kann das Verfahren somit zudem oder alternativ auch ein mehrmaliges Adaptieren bei mehreren Dosiervorgängen, z. B. ein Adaptieren bei jeder Öffnungsdauer eines ersten, zweiten, dritten, etc. Dosiervorgangs, umfassen. Auf vorteilhafte Weise kann so über den gesamten Betrieb ein möglichst aktueller Fluiddruckgradientenschätzer bereitgestellt werden und damit auch auf sich verändernde Betriebsbedingungen reagiert werden.Additionally or alternatively, the adaptation can include a first adaptation during a first dosing process of the dosing device and at least a second adaptation during a second dosing process of the dosing device. In other words, the method can include an adaptation for different dosing processes, with the adaptation preferably taking place for each dosing process. In this case, the adaptation should be able to refer both to the adaptation of G 1 and/or G 2 . In addition to the multiple adaptation already described above during a dosing process, e.g. B. multiple adaptation during the opening time of a (first) dosing process, the method can thus also or alternatively multiple adaptation in several dosing processes, z. B. an adaptation for each opening duration of a first, second, third, etc. dosing process. In this way, a fluid pressure gradient estimator that is as up-to-date as possible can be provided over the entire operation in an advantageous manner, and it is thus also possible to react to changing operating conditions.
Zudem oder alternativ kann das Adaptieren, d. h. das Adaptieren von G1 und/oder G2, über einen veränderbaren Lernfaktor η beeinflussbar sein. Mittels diesem, vorzugsweise einheitenlosen, Parameter kann auf vorteilhafte Weise die Stärke der Adaption bzw. der Grad der Anpassung variiert werden. Lediglich beispielhaft kann der Lernfaktor η hierbei über den Zusammenhang G1/2,neu = G1/2,alt + η·(G1/2,alt-Gtat) bei der Adaption miteinfließen, wobei G1/2,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (G1/2,alt) von G1/2 darstellt, der unter Berücksichtigung der Abweichung zwischen G1/2,alt und einem tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfluid ermittelt wird. Dabei kann η fest vorgegeben sein oder aber variierbar sein und z. B. Werte zwischen 0 < η ≤ 1 annehmen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch Einfluss auf den Adaptionsprozess genommen werden und insgesamt ein robusteres Betriebsverhalten des Förder-Dosiersystems erreicht werden.In addition or as an alternative, the adaptation, ie the adaptation of G 1 and/or G 2 , can be influenced via a changeable learning factor η. The strength of the adaptation or the degree of adaptation can be varied in an advantageous manner by means of this parameter, which is preferably unitless. Merely as an example, the learning factor η can also flow into the adaptation via the relationship G 1/2,new =G 1/2,old +η·(G 1/2,old −G tat ), with G 1/2,new the represents the newly adapted value of the previous value (G 1/2,old ) of G 1/2 , which is determined taking into account the deviation between G 1/2,old and an actual fluid pressure gradient (G tat ) of the fluid pressure p fluid . η can be fixed or variable and z. B. assume values between 0 < η ≤ 1. In this way, the adaptation process can be influenced in an advantageous manner and, overall, a more robust operating behavior of the delivery and metering system can be achieved.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Soll-Fluiddruckwert psoll um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert p0 schwanken. Anders ausgedrückt kann sich der resultierende Soll-Fluiddruckwert psoll ausgehend von p0 sowohl zu höheren als auch niedrigeren Soll-Fluiddruckwerten verändern, wobei dies vorzugsweise symmetrisch, d. h. im gleichen Maße zu höheren wie niedrigeren Soll-Fluiddruckwerten, und/oder alternierend, d. h. abwechselnd zeitweise zu höheren und niedrigeren Soll-Fluiddruckwerten, erfolgt. Auf vorteilhafte Weise kann so eine möglichst ausgeglichene Anpassung von psoll erreicht werden.According to a further aspect of the invention, the setpoint fluid pressure value p setpoint can fluctuate around a constant base setpoint fluid pressure value p 0 . In other words, the resulting setpoint fluid pressure value p setpoint can change from p 0 to both higher and lower setpoint fluid pressure values, preferably symmetrically, ie to the same extent to higher and lower setpoint fluid pressure values, and/or alternately temporarily to higher and lower desired fluid pressure values. In this way, the most balanced possible adaptation of p desired can be achieved in an advantageous manner.
Um auf vorteilhafte Weise eine effiziente und schnelle Berechnung des Soll-Fluiddruckwert psoll zu ermöglichen, kann gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis eines, vorzugsweise zeitlich, linearen Modells erfolgen. Dazu kann das Verfahren ein, vorzugsweise fortwährendes, Berechnen von psoll umfassen, wobei bei der Berechnung von psoll die Zeit t in keinen höheren Potenzen als 1 miteinfließt. Zudem oder alternativ kann der Soll-Fluiddruckwert psoll zeitlich eine abschnittsweise lineare Funktion beschreiben. Mit anderen Worten kann der Soll-Fluiddruckwert psoll zeitlich abschnittsweise durch Funktionen der Form m·t+b beschrieben werden, wobei m und b reelle Zahlen sind.In order to enable an efficient and rapid calculation of the setpoint fluid pressure value p setpoint in an advantageous manner, the setpoint fluid pressure value p setpoint can be changed on the basis of a model that is preferably linear over time, according to a further aspect of the invention. For this purpose, the method can include a preferably continuous calculation of p set , with the time t being included in no higher powers than 1 in the calculation of p set. In addition or as an alternative, the setpoint fluid pressure value p setpoint can describe a function that is linear in sections over time. In other words, the setpoint fluid pressure value p setpoint can be described in sections over time by functions of the form m·t+b, where m and b are real numbers.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Fluiddruck pfluid des Fluids über eine Drehzahlvariation der Pumpe auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt werden. Hierbei soll unter einer „Drehzahlvariation“ das Verändern einer Größe der Pumpe verstanden werden, die die Anzahl der Pumpenumdrehungen in einer bestimmten Zeit angibt. Dabei kann der Begriff „Drehzahl“ allgemein sowohl für Drehbewegungen (z. B. im Fall einer Drehschieberpumpe), als auch sonstige periodischen Vorgänge (z. B. im Fall Membranpumpe oder Hubkolbenpumpe) verstanden werden. Mit anderen Worten kann der Begriff Drehzahl auch eine Frequenz bezeichnen. Zudem oder alternativ kann der Fluiddruck pfluid des Fluids auch mittels PI-Regelung auf den Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt werden. Alternativ dazu können auch andere im Stand der Technik bekannte Regelungsverfahren, darunter z. B. P-Regelung oder PID-Regelung verwendet werden und/oder andere Stellgrößen zur Regelung verwendet werden, darunter z. B. eine Leiterschaufelstellung und/oder eine Drosseleinstellung.According to a further aspect of the invention, the fluid pressure p fluid of the fluid can be regulated to a setpoint fluid pressure value p setpoint by varying the speed of the pump. In this context, a “speed variation” is to be understood as changing a size of the pump that indicates the number of pump revolutions in a specific time. In this context, the term "speed" can generally be understood both for rotary movements (e.g. in the case of a rotary vane pump) and other periodic processes (e.g. in the case of a diaphragm pump or reciprocating pump). In other words, the term rotational speed can also designate a frequency. In addition or as an alternative, the fluid pressure p fluid of the fluid can also be regulated to the setpoint fluid pressure value p setpoint by means of PI regulation. Alternatively, other control methods known in the prior art, including e.g. B. P control or PID control are used and / or other manipulated variables are used for control, including z. B. a ladder vane position and / or a throttle setting.
Weiterhin wird ein Förder-Dosiersystem für ein Fluid bereitgestellt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Fluid um ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung, wie beispielsweise Ammoniak und/oder eine ammoniakabspaltende Substanz, z. B. wässrige Harnstofflösung. Grundsätzlich eignet sich das entsprechende Förder-Dosiersystem jedoch für jegliche Fluide, d. h. Gase, Flüssigkeiten, Gas-Flüssigkeits-Gemische und/oder Flüssigkeiten mit geringem Feststoffanteil. Das Förder-Dosiersystem umfasst dabei eine Pumpe (z. B. eine Impellerpumpe) zur Förderung des Fluids, eine Dosiereinrichtung, die mit der Pumpe über eine Druckleitung fluidisch verbunden ist, sowie eine Regeleinrichtung, die ausgebildet ist, über eine Steuerung der Pumpe, vorzugsweise über eine Steuerung einer Drehzahl der Pumpe, einen Fluiddruck pfluid des Fluids in der Druckleitung gemäß einem Verfahren wie in diesem Dokument beschrieben zu regeln. Dazu kann das Förder-Dosiersystem ferner eine, vorzugsweise an der Druckleitung angeordnete, Sensoreinrichtung (z. B. einen Drucksensor) umfassen, die ausgebildet ist, den Fluiddruck pfluid des Fluids in der Druckleitung (Fluiddruckwert) zu erfassen. Weiterhin kann die Regeleinrichtung ausgebildet sein, eine Abweichung des erfassten Fluiddruckwerts vom Soll-Fluiddruckwert psoll zu ermitteln und auf Basis der ermittelten Abweichung zwischen Regelgröße und Führungsgröße einer Stellgröße (z. B. Pumpendrehzahl) festzulegen. Auf vorteilhafte Weise wird dadurch insgesamt ein Förder-Dosiersystem bereitgestellt, mittels dem insbesondere verschleißerhöhende Schwankungen im Betrieb der Pumpe vermieden werden können.Furthermore, a delivery-dosing system for a fluid is provided. The fluid is preferably a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, such as ammonia and/or an ammonia-releasing substance, e.g. B. aqueous urea solution. In principle, however, the corresponding conveying and dosing system is suitable for any fluids, ie gases, liquids, gas-liquid mixtures and/or liquids with a low solids content. The delivery metering system includes a pump (e.g. an impeller pump) for delivering the fluid, a metering device that is fluidically connected to the pump via a pressure line, and a control device that is designed to control the pump, preferably to regulate a fluid pressure p fluid of the fluid in the pressure line by controlling a speed of the pump according to a method as described in this document. For this purpose, the delivery-dosing system can also comprise a sensor device (e.g. a pressure sensor) preferably arranged on the pressure line, which is designed to detect the fluid pressure p fluid of the fluid in the pressure line (fluid pressure value). Furthermore, the control device can be designed to determine a deviation of the detected fluid pressure value from the setpoint fluid pressure value p set and to define a manipulated variable (e.g. pump speed) on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable. In this way, a delivery-metering system is advantageously provided overall, by means of which fluctuations in the operation of the pump, which in particular increase wear, can be avoided.
Ferner wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, das ein Förder-Dosiersystem wie in diesem Dokument beschrieben aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug dabei um ein Nutzfahrzeug. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Fahrzeug handeln, das durch seine Bauart und Einrichtung zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt sein kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Lastkraftwagen, einen Omnibus und/oder einen Sattelzug handeln.Furthermore, a motor vehicle is provided which has a delivery metering system as described in this document. The motor vehicle is preferably a commercial vehicle. In other words, the motor vehicle can be a vehicle that, due to its design and equipment, can be designed for transporting people, for transporting goods, or for towing trailer vehicles. For example, the motor vehicle can be a truck, a bus and/or a trailer truck.
Die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale der Erfindung sind dabei beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
-
1 : Eine schematische Darstellung eines Förder-Dosiersystems für ein Fluid gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 : Eine exemplarische Messung des Verlaufs des Fluiddrucks pfluid in einem Förder-Dosiersystem als Funktion der Zeit bei verschiedenen Regelungen; und -
3 : Eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Förder-Dosiersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 FIG. 1: A schematic representation of a delivery-metering system for a fluid according to an embodiment of the invention; -
2 : An exemplary measurement of the progression of the fluid pressure p fluid in a conveyor Dosing system as a function of time with different regulations; and -
3 : A schematic representation of a motor vehicle with a delivery metering system according to an embodiment of the invention.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind dabei in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und zum Teil nicht gesondert beschrieben.Identical or functionally equivalent elements are denoted by the same reference symbols in all figures and some of them are not described separately.
Für diese Regelung von pfluid kann das Förder-Dosiersystem 10 ferner eine Regeleinrichtung 5 umfassen, der ein aktueller Fluiddruck pfluid bzw. ein entsprechendes Fluiddrucksignal (vgl.
Im Zusammenhang mit der Regelung des Fluiddrucks pfluid des Reduktionsmittels ist dabei vorgesehen, dass anstelle eines, bei derartigen Systemen zumeist verwendeten, zeitlich konstanten Soll-Fluiddruckwerts psoll ein dynamischer Soll-Fluiddruck psoll eingeführt wird, der in Abhängigkeit einer Betätigung (z. B. einem Öffnen und/oder Schließen) der Dosiereinrichtung 3 geändert werden soll. Dazu erfolgt, vorzugsweise fortwährend, ein Berechnen von psoll, wobei Betätigungen der Dosiereinrichtung 3 ein entsprechendes Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts psoll triggern, auf das im Folgenden unter Bezugnahme auf
Betrachtet man den Verlauf des Fluiddrucks Pfluid bei laufender Pumpe 2, so weist dieser nach einem anfänglich im Wesentlichen konstanten Verlauf um p0 (bis ca. 1 s) eine Mehrzahl zackenförmiger Modulationen auf, die im Zusammenhang mit hier regelmäßig erfolgenden Dosiervorgängen D stehen. Die Dosiervorgänge D werden dabei durch eine Dosierperiode T bestimmt, wobei sich diese jeweils in einen ersten Zeitraum t1 mit geöffneter Dosiereinrichtung 3 und einen zweiten Zeitraum t2 mit geschlossener Dosiereinrichtung 3 unterteilen, wobei in
Im Falle der im rechten Bildbereich von
Wie dazu dem Bereich zwischen 0 und 16 Sekunden zu entnehmen ist, nimmt hier der Soll-Fluiddruckwert psoll keinen zeitlich konstanten Wert an, sondern variiert dynamisch in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung 3. Ausgenommen eine kurze Adaptionsphase im Fall des erstmaligen Öffnens der Dosiereinrichtung 3 (ca. um 1 s) erfolgt hier nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung 3 ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll und nach einem Schließen der Dosiereinrichtung 3 ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch die Regelabweichung zwischen pfluid und psoll verringert werden und so ein starkes Variieren der Pumpendrehzahl Np vermieden werden. Dies zeigt sich auch in den, im Vergleich zum konstanten Soll-Fluiddruckwert psoll, deutlich geringeren Schwankungen von Np. Entsprechend ergibt sich im Fall des dynamischen Soll-Fluiddruckwerts psoll ein ruhigeres Laufverhalten der Pumpe 2, was wiederum einem Verschleiß der Pumpe 2 entgegenwirkt.As can be seen from the range between 0 and 16 seconds, the setpoint fluid pressure value p setpoint does not assume a value that is constant over time, but varies dynamically depending on an actuation of the
Dabei kann das vorstehend beschriebene fortwährende Berechnen bzw. Anpassen von psoll in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung 3 z. B. auf Basis zeitlich linearer Änderungen von psoll erfolgen. So kann der Soll-Fluiddruckwert psoll bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 z. B. über den Zusammenhang psoll(t)=pstart+G1 · t berechnet werden, wobei pstart einen Fluiddruckstartwertschätzer, G1 einen (negativen) „ersten“ Fluiddruckgradientenschätzer und t die Zeit ab Öffnen der Dosiereinrichtung 3 bezeichnen soll. Der Fluiddruckgradientenschätzer soll dabei einen festgesetzten Wert für den Fluiddruckgradienten bezeichnen, wobei der Fluiddruckgradient die Änderung des Fluiddrucks Δpfluid in einem, vorzugsweise vorbestimmten, Zeitintervall Δt und/oder die Ableitung des Fluiddrucks Pfluid nach der Zeit t beschreiben soll.The continuous calculation or adjustment of p set as described above can be carried out as a function of actuation of the
Grundsätzlich können dabei pstart und G1 fest vorgegeben sein, insbesondere falls das Systemverhalten bekannt bzw. die zu erwartenden Schwankungen vorhersehbar sind, bevorzugt soll allerdings ein, vorzugsweise ständiges, Anpassen dieser Parameter an die aktuellen Gegebenheiten beim Betrieb des Förder-Dosiersystems 10 erfolgen. So kann der erste Fluiddruckgradientenschätzer G1 an ein, vorzugsweise entnahmebedingtes, Absinken des Fluiddrucks pfluid bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 adaptiert werden. Dazu kann G1 z. B. über den Zusammenhang G1,neu = G1,alt + η·(G1,alt-Gtat) ermittelt werden, wobei G1,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (G1,alt) von G1 darstellt, der unter Berücksichtigung eines einheitenlosen Lernfaktors η und der Abweichung zwischen G1,alt und einem, vorzugsweise aktuell bestimmten, tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfluid ermittelt wird.In principle, p start and G 1 can be fixed, particularly if the system behavior is known or the fluctuations to be expected are foreseeable. In this way, the first fluid pressure gradient estimator G 1 can be adapted to a drop in the fluid pressure p fluid , preferably due to removal, when the
Im Gegensatz zu einem reinen Bestimmen des Fluiddruckgradientenschätzers G1 fließt hier somit auch dessen bisheriger bzw. vorheriger Wert in dessen Anpassen mit ein, wobei zu Beginn des Adaptionsvorgangs ein Grundschätzer für G1 vorgegeben sein kann. Um auf vorteilhafte Weise eine möglichst gute Anpassung an sich verändernde Druckverhältnisse während der Öffnungsdauer t1 der Dosiereinrichtung 3 zu erhalten, kann das Adaptieren bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 dabei auch mehrfach (z. B. alle 0.1 s) erfolgen. Weiterhin kann es sich in einer bevorzugten Ausführungsform bei dem tatsächlichen Fluiddruckgradienten Gtat, d. h. die, vorzugsweise aktuelle, zeitliche Änderung von pfluid, um einen normierten tatsächlichen Fluiddruckgradienten Gtat handeln, der auf Basis des bekannten Zeitraum t1 mit geöffneter Dosiereinrichtung 3 und der bekannten Dosierperiode T über den Faktor T/(T-t1) normiert wird. Entsprechend kann in diesem Fall der erste Fluiddruckgradientenschätzer G1 auch als normierter erster Fluiddruckgradientenschätzer G1 bezeichnet werden, wobei dann zur Berechnung des Soll-Fluiddruckwerts psoll bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 eine entsprechende Denormierung vorgenommen werden sollte, d. h. Psoll(t)=pstart+G1·t·(T-t1)/T.In contrast to a pure determination of the fluid pressure gradient estimator G 1 , its previous value also flows into its adaptation, it being possible for a basic estimator for G 1 to be specified at the beginning of the adaptation process. In order to advantageously obtain the best possible adaptation to changing pressure conditions during the opening time t 1 of the
Nachdem über den oben genannten Zusammenhang die zeitliche Veränderung von psoll während des Offenstehens der Dosiereinrichtung 3 beschrieben wurde, wird nach der Zeitspanne t1 die Dosiereinrichtung 3 geschlossen, wodurch der Fluiddruck pfluid in der Druckleitung 4 erneut ansteigt. Wie vorstehend erwähnt, soll in diesem Zeitraum t2 bis zum nächsten Öffnen der Dosiereinrichtung 3 der Soll-Fluiddruckwert psoll - ausgehend von dem Soll-Fluiddruckendwert pend beim Schließen der Dosiereinrichtung 3 - erneut angehoben werden. Dieser kann dabei z. B. über den Zusammenhang psoll(t)=pend+G2·(T-t) berechnet werden, wobei G2 einen (positiven) „zweiten“ Fluiddruckgradientenschätzer bezeichnen soll, der analog zu G1, allerdings an einen, vorzugsweise pumpenbedingten, Anstieg des Fluiddrucks pfluid bei geschlossener Dosiereinrichtung 3 adaptiert wird. Alternativ dazu kann das Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll auch auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 erfolgen.After the change over time in p des while the
Mit anderen Worten kann der zuvor auf Basis eines Absinkens des Fluiddrucks pfluid ermittelte bzw. adaptiere Fluiddruckgradientenschätzer G1 auch für ein Erhöhen des Soll-Fluiddruckwerts psoll verwendet werden. Dies ist möglich, da der ursprüngliche Ausgangsfluiddruck durch das Weiterfördern der Pumpe 2 nach dem Schließen der Dosiereinrichtung 3 in der Regel wieder erreicht werden kann. Bei unterschiedlichen Öffnungs- und Schließzeiten (t1 bzw. t2) ist es jedoch vorteilhaft, dies über einen entsprechenden Korrekturfaktor c1 = -(T-t1)/T mit zu berücksichtigen. Nach Ablauf von t2 öffnet die Dosiereinrichtung 3 erneut und ein weiterer Berechnungszyklus für psoll für die nächste Dosierperiode T startet. Für eine möglichst ausgeglichene Anpassung von psoll kann dieser, vorzugsweise symmetrisch, um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert p0 schwanken, wozu pstart basierend auf dem zu erwartenden Druckeinbruch im Intervall t1 als pstart = p0+G1. t1/2 festgesetzt werden kann.In other words, the fluid pressure gradient estimator G 1 previously determined or adapted on the basis of a drop in the fluid pressure p fluid can also be used to increase the setpoint fluid pressure value p setpoint . This is possible because the original outlet fluid pressure can usually be reached again by the further delivery of the
Insgesamt kann so auf vorteilhafte Weise die Regelabweichung zwischen pfluid und psoll reduziert werden, wodurch ein starkes Gegensteuern der Pumpe 2 und damit Schwankungen in der Betriebsweise der Pumpe 2 vermieden werden können.Overall, the control deviation between p fluid and p setpoint can be reduced in an advantageous manner, as a result of which strong counter-control of the
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.Although the invention has been described with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made and equivalents substituted without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention should not be limited to the disclosed embodiments, but should include all embodiments falling within the scope of the appended claims. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- FluidFluid
- 22
- Pumpepump
- 33
- Dosiereinrichtungdosing device
- 44
- Druckleitungpressure line
- 55
- Regeleinrichtungcontrol device
- 66
- Sensoreinrichtungsensor device
- 77
- Fluidbehälterfluid container
- 88th
- Drosselthrottle
- 99
- Abgastraktexhaust tract
- 1010
- Förder-Dosiersystem für ein FluidConveying dosing system for a fluid
- 2020
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- DD
- Dosiervorgangdosing process
- Npnp
- Pumpendrehzahlpump speed
- p0p0
- Basis-Soll-FluiddruckwertBase target fluid pressure value
- pfluidpfluid
- Fluiddruckfluid pressure
- psollpsoll
- Soll-Fluiddruckwerttarget fluid pressure value
- TT
- Dosierperiodedosing period
- t1t1
- Erster ZeitraumFirst period
- t2t2
- Zweiter Zeitraumsecond period
Claims (13)
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004018221A1 (en) | 2004-04-15 | 2005-11-10 | Robert Bosch Gmbh | Method for introducing a reagent into an exhaust duct of an internal combustion engine and device for carrying out the method |
DE112012003259T5 (en) | 2011-08-05 | 2014-06-05 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Reductant injection control system |
DE102014220150A1 (en) | 2014-10-06 | 2016-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Method for pressure control of an SCR denoxing system of a motor vehicle |
DE112017002054T5 (en) | 2016-07-29 | 2018-12-27 | Robert Bosch Gmbh | SYSTEM AND METHOD FOR FORWARD COUPLING CONTROL OF DIESEL GAS FLUID FEEDING SYSTEMS |
DE112018001905T5 (en) | 2017-04-06 | 2019-12-12 | Cummins Emission Solutions Inc. | Pressure and flow control for constant pumps in a reducing agent dosing system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010030853A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Robert Bosch Gmbh | Method for controlling operations of liquid medium feed pump of urea metering device to control operations of combustion engine of motor car, involves determining characteristics of feed pump using control device |
US10156173B1 (en) * | 2018-05-25 | 2018-12-18 | Cummins Emission Solutions Inc. | Systems and methods for compensating a reductant delivery system in an aftertreatment system of an internal combustion engine |
-
2019
- 2019-10-12 DE DE102019007085.2A patent/DE102019007085B4/en active Active
-
2020
- 2020-10-05 WO PCT/EP2020/077845 patent/WO2021069373A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004018221A1 (en) | 2004-04-15 | 2005-11-10 | Robert Bosch Gmbh | Method for introducing a reagent into an exhaust duct of an internal combustion engine and device for carrying out the method |
DE112012003259T5 (en) | 2011-08-05 | 2014-06-05 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Reductant injection control system |
DE102014220150A1 (en) | 2014-10-06 | 2016-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Method for pressure control of an SCR denoxing system of a motor vehicle |
DE112017002054T5 (en) | 2016-07-29 | 2018-12-27 | Robert Bosch Gmbh | SYSTEM AND METHOD FOR FORWARD COUPLING CONTROL OF DIESEL GAS FLUID FEEDING SYSTEMS |
DE112018001905T5 (en) | 2017-04-06 | 2019-12-12 | Cummins Emission Solutions Inc. | Pressure and flow control for constant pumps in a reducing agent dosing system |
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