WO2021069373A1 - Verfahren zum betrieb eines förder-dosiersystems für ein fluid, förder-dosiersystem und kraftfahrzeug mit einem derartigen förder-dosiersystem - Google Patents

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a feed-metering system for a fluid, preferably a feed-metering system for a reducing agent for exhaust gas aftertreatment.
  • the invention also relates to a corresponding feed-metering system and a motor vehicle with such a feed-metering system.
  • a reducing agent e.g. ammonia and / or aqueous urea solution
  • a metering device which then reduces the nitrogen oxides contained in the exhaust gas to nitrogen in the downstream SCR catalytic converter.
  • a metering valves To meter the reducing agent, it is usually conveyed from a storage tank to one or more metering valves via a pump and also brought to a predetermined metering pressure. This can be determined, for example, as a function of an operating variable of the internal combustion engine (eg the current speed) and / or a parameter of the exhaust gas (eg the current exhaust gas temperature).
  • the solution described here follows the approach of using a dynamic, i.e. H. to use a time-varying setpoint pressure value that is changed as a function of actuation of a metering device.
  • a targeted adaptation of the setpoint pressure value to pressure changes in the system and the resulting smaller deviation between the actual and setpoint pressure value should advantageously avoid major interventions in the controlled system.
  • This procedure is particularly practicable, since the disruptions (dosing events) that primarily occur during the operation of a conveying / dosing system are usually limited in time or regularly, ie. H. predeterminable occur.
  • 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.
  • a reducing agent for exhaust gas aftertreatment such as ammonia and / or an ammonia-releasing substance, e.g. B. aqueous urea solution.
  • the method according to the invention is suitable for any fluids, i. H. Gases, liquids, gas-liquid mixtures and / or liquids with a low solids content I. B. can also be used in connection with the operation of a feed-metering system for oil, fuel or cooling water.
  • the feed-metering system which can also be referred to as a feed and metering system, comprises a pump (e.g. an impeller pump) for pumping the fluid and a metering device (e.g. a metering valve) that is connected to the pump via a Pressure line is fluidically connected.
  • a line such as 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.
  • a fluid pressure fiuid of the fluid in the pressure line to a desired fluid pressure value p soii be regulated.
  • the regulation of the fluid pressure p fiuid can - in a manner known per se - a detection of the controlled variable (fluid pressure p fiuid or fluid pressure value), for example via a sensor device arranged on the pressure line (e.g. a pressure sensor), a determination of the deviation of the Control variable from the reference variable (setpoint fluid pressure value p soii ) and a setting of a manipulated variable (e.g.
  • the setpoint fluid pressure value p soii should be a dynamic setpoint value which is varied on the basis of an actuation of the metering device.
  • Opening and / or closing the metering device can thus “trigger” a change in the setpoint fluid pressure value p SOii , this change also being able to take place with a time delay.
  • the change in the setpoint fluid pressure value p soii preferably reduces the control deviation between p fiuid and p so n, whereby a corresponding counter-control of the pump and thus fluctuations in the operating mode of the pump can be avoided in an advantageous manner.
  • the change can include lowering the setpoint fluid pressure value p so n after opening the metering device and / or increasing the setpoint fluid pressure value p so n after closing the metering device.
  • the lowering is intended to lower the target fluid pressure value p so n to a comparatively smaller target fluid pressure value p so n and the raising of the target fluid pressure value p so n to increase the target fluid pressure value pson to a comparatively larger target value.
  • fluid pressure value p so n Denote fluid pressure value p so n.
  • the lowering and / or raising should take place after the opening or closing, it being possible for this to take place immediately afterwards or with a time delay.
  • the changing thus preferably includes a temporary lowering of the setpoint fluid pressure value P soii after opening the metering device, e.g. B. until the next closing of the metering device, and / or a temporary increase in the target fluid pressure value p so n after closing the metering device, z. B. for a predetermined time interval.
  • the change can take place on the basis of a rate of change of the fluid pressure p fiuid in the pressure line, which is preferably caused by withdrawal.
  • the variable “rate of change”, which can also be referred to as the rate of change of the fluid pressure p fiuid, is intended to denote a change in the fluid pressure p fiuid over time .
  • the method or the step of changing p so n can react to the speed at which the fluid pressure p fluid is currently changing. This is advantageous because a current change in the fluid pressure p fiuid can be used to extrapolate its future course — quasi in a forward-looking manner.
  • the method can include determining a rate of change in the fluid pressure p fiuid - z. B. in the case of a withdrawal-related decrease in the fluid pressure p fiuid with the metering device open - and changing the setpoint fluid pressure value p so n based on the rate of change.
  • the latter can, for. B. be proportional to the rate of change of the fluid pressure p fiuid .
  • the method according to a further aspect of the invention can include adapting a first fluid pressure gradient estimator Gi and changing the setpoint fluid pressure value p Soii on the basis of this first fluid pressure gradient estimator Gi.
  • the term “adapt” can mean adapting a denote existing output value for the fluid pressure gradient estimator Gi to changing circumstances.
  • a previous or previous value of the variable to be adapted also flows into the adaptation.
  • the latter can, for. B. be determined on the basis of a pressure drop of p fiu w resulting from opening the metering device.
  • the method can include an adaptation of the first fluid pressure gradient estimator Gi to a decrease in the fluid pressure p fluid, preferably caused by the withdrawal, when the metering device is open.
  • the aforementioned adaptation can also take place several times during a, preferably predetermined, opening period of the metering device.
  • the first fluid pressure gradient estimator Gi should be adapted at least twice to a fluid pressure p fluid that changes over time as a result.
  • a better adaptation to changing pressure conditions can thereby be achieved in an advantageous manner.
  • the multiple adaptations during the opening period for. B. at fixed time intervals (z. B. every 0.1 s). Since the opening duration of the metering device (valve opening duration) to achieve a certain injection quantity of reducing agent is mostly predetermined, ie previously set, the time interval or the number of adaptation processes per opening duration can be set in advance or adapted to the opening duration.
  • the adaptation can also include a normalization of the withdrawal-related drop in relation to a, preferably predetermined, metering period T.
  • the term "dosing period” is intended to denote the time interval between two successive dosing events or reducing agent injections, the dosing period being divided into a "first" period ti with the dosing device open and a “second" period t2 with the dosing device closed.
  • a standardized change in p tiuid over time can advantageously be provided, which then in turn - as explained in more detail below - can also be used to calculate an increase in the setpoint fluid pressure value p SOii .
  • the first fluid pressure gradient estimator Gi can also be checked for plausibility. It can be checked whether Gi meets a predetermined plausibility criterion, e.g. B. in the form of a predetermined threshold value and / or a specific range of values is sufficient to thereby be able to preferably determine whether a meaningful or suitable estimated value for the fluid pressure gradient is present.
  • a predetermined plausibility criterion e.g. B. in the form of a predetermined threshold value and / or a specific range of values is sufficient to thereby be able to preferably determine whether a meaningful or suitable estimated value for the fluid pressure gradient is present.
  • the plausibility check can also be referred to as validating and / or checking.
  • the plausibility criterion can also characterize the functionality of the delivery / metering system.
  • a plausibility check of the first fluid pressure gradient estimator Gi can thus take place in order to check the functionality of the delivery / metering system.
  • the presence of a clogged metering device can be deduced on the basis of a fluid pressure gradient estimator Gi that is too low.
  • Failure to meet predetermined plausibility criteria can advantageously quickly identify errors in the delivery / metering system and / or a fundamental suitability of Gi for adapting the setpoint fluid pressure value p SOii.
  • changing the setpoint fluid pressure value p so n can include both lowering the setpoint fluid pressure value p SOii based on the first fluid pressure gradient estimator Gi and increasing the setpoint fluid pressure value p SOii based on the first fluid pressure gradient estimator Gi.
  • the fluid pressure gradient estimator Gi previously determined or adapted on the basis of a drop in the fluid pressure p fiu w can be used both for reducing the setpoint fluid pressure value p so n, preferably with the metering device open, and for increasing the setpoint fluid pressure value Pson, preferably at closed metering device.
  • the method according to a further aspect of the invention can also include adapting a second fluid pressure gradient estimator G 2 to a, preferably pump-related, increase in fluid pressure p fiu w when the metering device is closed.
  • a second fluid pressure gradient estimator G 2 to a, preferably pump-related, increase in fluid pressure p fiu w when the metering device is closed.
  • new G 2.a u + r
  • G2 new represents the newly adapted value of the previous value (G2, ait) of G 2 , the taking into account a unitless learning factor h and the deviation between G 2.a u and a, preferably currently determined, actual fluid pressure gradient (Gtat) of the fluid pressure pfiuid is determined.
  • G2 should be determined on the basis of a pressure increase in the fluid pressure P fiuid resulting from the delivery of the pump after the metering device has been closed, or due to a pressure increase caused by this.
  • the adaptation is preferably carried out several times during a, preferably predetermined, closing period of the metering device.
  • the method can in turn also include a plausibility check of the second fluid pressure gradient estimator G2, preferably to check the functionality of the delivery / metering system, whereby the methods mentioned above in connection with the plausibility check of G 1 can again be used here.
  • the setpoint fluid pressure value p so n can thus be changed on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 .
  • the method can have the variant that changing the setpoint fluid pressure value p SOii both an increase in the setpoint fluid pressure value p so n, preferably with the metering 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 so n, preferably with the metering device open, on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 .
  • the fluid pressure gradient estimator G 1 previously determined or adapted on the basis of a decrease in p fluid can be used to calculate a lowering of the target fluid pressure value p so n when the metering valve is open and the fluid pressure gradient estimator previously determined or adapted on the basis of an increase in p fluid G 2 can be used to calculate an increase in the setpoint fluid pressure value p so n when the metering valve is closed.
  • this makes it possible, in an advantageous manner, to adapt the setpoint fluid pressure value p so n as optimally as possible in the various operating phases.
  • the adaptation can take place with a regulated fluid pressure P fiuid and / or during operation of the pump.
  • the adaptation can take place during normal operation of the conveyor / metering system and not in a special calibration mode in which, for. B. certain functions such as the pump, the control and / or the metering device are deactivated.
  • the adaptation can take place quasi continuously, whereby a period of the immediate opening and / or closing process of the metering device and / or particularly short or long opening times of the metering device can preferably be excluded from the adaptation to avoid possible instabilities.
  • the adaptation can comprise a first adaptation in a first dosing process of the dosing device and at least a second adaptation in a second dosing process of the dosing device.
  • the method can include an adaptation in different metering processes, the adaptation preferably taking place in each metering process.
  • the adaptation should be able to refer to the adaptation of G 1 and / or G 2 .
  • the method can thus also or alternatively also a multiple adaptation with several dosing processes, z. B.
  • a fluid pressure gradient estimator that is as current as possible can be provided over the entire operation, and thus a reaction can also be made to changing operating conditions.
  • the adapting i. H. the adaptation of Gi and / or G2 can be influenced via a variable learning factor h.
  • h the adapting, i. H. the adaptation of Gi and / or G2
  • the strength of the adaptation or the degree of adaptation can be varied in an advantageous manner.
  • h can be fixed or it can be varied and z.
  • B Assume values between 0 ⁇ h ⁇ 1. In this way, the adaptation process can advantageously be influenced and, overall, a more robust operating behavior of the delivery / metering system can be achieved.
  • the setpoint fluid pressure value p so n can fluctuate around a constant base setpoint fluid pressure value po.
  • the resulting setpoint fluid pressure value p so n can change starting from po to both higher and lower setpoint fluid pressure values, this being preferably symmetrical, ie to the same extent to higher and lower setpoint fluid pressure values, and / or alternating, ie alternating at times to higher and lower target fluid pressure values takes place.
  • an adjustment of p so n that is as balanced as possible can advantageously be achieved.
  • the setpoint fluid pressure value p so n can be changed on the basis of a, preferably temporally, linear model.
  • the method can comprise a, preferably continuous, calculation of p so n, the time t not being included in powers greater than 1 in the calculation of p s oii.
  • the setpoint fluid pressure value p so n can describe a linear function in terms of time.
  • the setpoint fluid pressure value p so n can be described in segments by functions of the form m-t + b, where m and b are real numbers.
  • the fluid pressure p fiu w of the fluid can be regulated to a setpoint fluid pressure value p so n by varying the speed of the pump.
  • a “speed variation” is understood to mean changing a size of the pump that specifies the number of pump revolutions in a certain time.
  • 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 piston pump).
  • speed can also denote a frequency.
  • the fluid pressure p fiu w of the fluid can also be regulated to the setpoint fluid pressure value p so n by means of PI regulation.
  • other control methods known in the prior art including e.g. B. P control or PI D control can be used and / or other manipulated variables can be used for control, including z. B. a guide vane position and / or a throttle setting.
  • 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.
  • a reducing agent for exhaust gas aftertreatment such as ammonia and / or an ammonia-releasing substance, e.g. B. aqueous urea solution.
  • the corresponding delivery / metering system is suitable for any fluids, ie gases, liquids, gas-liquid mixtures and / or liquids with a low solid content.
  • the feed-metering system comprises a pump (e.g.
  • the delivery / metering system can furthermore comprise a sensor device (e.g. a pressure sensor), preferably arranged on the pressure line, which is designed to detect the fluid pressure p fiuid of the fluid in the pressure line (fluid pressure value).
  • a sensor device e.g. a pressure sensor
  • control device can be designed to determine a deviation of the detected fluid pressure value from the setpoint fluid pressure value p so n and to determine it on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable of a manipulated variable (e.g. pump speed).
  • a delivery / metering system is thereby provided overall, by means of which fluctuations in particular that increase wear can be avoided in the operation of the pump.
  • a motor vehicle which has a delivery / metering system as described in this document.
  • the motor vehicle is preferably a utility vehicle.
  • the motor vehicle can be a vehicle which, due to its design and device, is used to transport people, can be designed for the transport of goods or for pulling trailers.
  • the motor vehicle can be a truck, an omnibus and / or an articulated truck.
  • FIG. 1 A schematic representation of a delivery / metering system for a fluid according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 an exemplary measurement of the course of the fluid pressure p fiu w in a conveying / metering system as a function of time with various controls;
  • FIG. 3 A schematic representation of a motor vehicle with a conveyor / metering system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a conveying / metering system 10 for a fluid 1, ie a system for conveying and metering a fluid 1, according to an embodiment of the invention.
  • the fluid 1 is a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, such as. B. aqueous urea solution.
  • the delivery / metering system 10 has a pump 2 for delivering the reducing agent stored in the present case in a fluid container 7 (e.g. a tank).
  • the feed-metering system 10 comprises a metering device 3 in the form of a metering valve, which is fluidically connected to the pump 2 via a pressure line 4 and via which the reducing agent can be introduced or sprayed into an exhaust tract 9 in the present case.
  • the two arrows in FIG. 1 are intended to mark the direction of flow of the exhaust gas in the exhaust tract 9.
  • To set the corresponding dosing parameters such as B. amount, spray jet shape, etc., is - in addition to the design of the metering device 3 itself - especially the fluid pressure p fiu w of the reducing agent applied to the metering device 3.
  • p SOii a setpoint fluid pressure value
  • the feed-metering system 10 can furthermore comprise a control device 5, to which a current fluid pressure p fiu w or a corresponding fluid pressure signal (cf. FIG. 2) is provided, the fluid pressure signal being both an actual fluid pressure and / or can be a variable from which the fluid pressure of the reducing agent can be derived.
  • the delivery / metering system 10 can comprise a sensor device 6 which is arranged on the output side of the pump 2 and is designed to detect and provide the fluid pressure p fiu w of the reducing agent in the pressure line 4.
  • control device 5 can also be designed to determine a deviation between p fiu w and the setpoint fluid pressure value p soii and to set it on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable of a manipulated variable (e.g. pump speed) in order to thereby control the reducing agent pressure regulate.
  • control methods known per se in the prior art including, for. B. PI control can be used.
  • the reducing agent pressure can also be regulated via an optional return line - shown here - to the tank 6 with a throttle 8 arranged there.
  • P associated with the regulation of fluid pressure fiuid of the reducing agent is provided that, instead of a, usually used in such systems, time-constant desired fluid pressure value p so n, a dynamic target fluid pressure p is introduced so n, the function of a control ( z. B. opening and / or closing) the metering device 3 is to be changed.
  • p so n is calculated, preferably continuously, actuations of the metering device 3 triggering a corresponding adjustment of the setpoint fluid pressure value p SOii , which will be discussed in more detail below with reference to FIG.
  • FIG. 2 shows an exemplary measurement of the course of the fluid pressure p fiuid in a conveying / metering system 10 as a function of time t with various controls.
  • a PI control takes place using a dynamic setpoint fluid pressure value p so n, while the dynamic variation of p so n was subsequently deactivated and a constant setpoint fluid pressure value p SOii is set.
  • p SOii constant setpoint fluid pressure value
  • the dosing processes D are determined by a dosing period T, each of which is subdivided into a first period ti with the dosing device 3 open and a second period t2 with the dosing device 3 closed, whereby in FIG. 2 only the opening of the dosing device 3 is indicated by the dashes "D “Is highlighted.
  • the target fluid pressure value p so n does not assume a constant value here, but varies dynamically depending on an actuation of the metering device 3. Except for a short adaptation phase when the metering device is opened for the first time 3 (by approx. 1 s), after the metering device 3 is opened, the target fluid pressure value p so n is lowered and after the metering device 3 is closed, the target fluid pressure value p so n is increased p fiuid and p so n can be reduced and thus a strong variation of the pump speed N p can be avoided. This is also evident in the significantly smaller fluctuations in N p compared to the constant setpoint fluid pressure value p so n. Correspondingly, in the case of the dynamic target Fluid pressure value p SOii a smoother running behavior of the pump 2, which in turn counteracts wear of the pump 2.
  • the above-described continuous calculation or adjustment of p so n can be performed depending on an actuation of the metering device 3 z. B. be made on the basis of linear changes in p so n over time.
  • the setpoint fluid pressure value p so n can z with the metering device 3 open.
  • the fluid pressure gradient estimator should denote a fixed value for the fluid pressure gradient, the fluid pressure gradient should describe the change in the fluid pressure ⁇ p fiuid in a, preferably predetermined, time interval ⁇ t and / or the derivative of the fluid pressure p fiu w after time t.
  • p s tan and Gi can be fixed, in particular if the system behavior is known or the expected fluctuations are predictable; however, these parameters should preferably be adjusted, preferably continuously, to the current conditions during operation of the conveyor / metering system 10.
  • the first fluid pressure gradient estimator Gi can be adapted to a decrease in the fluid pressure p fiuid, preferably caused by the withdrawal, when the metering device 3 is open. To do this, Gi z. B.
  • Gi, ne u Gi, ait + n (Gi, a it-Gtat), where Gi, ne u represents the newly adapted value of the previous value (Gi, a it) of Gi, which under Taking into account a unitless learning factor h and the deviation between Gi , ait and a, preferably currently determined, actual fluid pressure gradient (Gtat) of the fluid pressure P fiuid is determined.
  • the fluid pressure gradient estimator Gi In contrast to a pure determination of the fluid pressure gradient estimator Gi, its previous or previous value also flows into its adaptation here, wherein a basic estimator for Gi can be specified at the beginning of the adaptation process. In order to achieve the best possible adaptation to changing pressure conditions during the opening period L of the metering device 3, the adaptation can also take place several times (e.g. every 0.1 s) with the metering device 3 open. Furthermore, in a preferred embodiment, the actual fluid pressure gradient Gtat, ie the preferably current, temporal change in pfiuid, can be a normalized actual fluid pressure gradient Gtat, which is based on the known period L with the metering device 3 open and the known metering period T is normalized via the factor T / (T-ti).
  • the first fluid pressure gradient estimator Gi can also be referred to as a normalized first fluid pressure gradient estimator Gi, in which case a corresponding denormalization should then be carried out to calculate the setpoint fluid pressure value p SOii with the metering device 3 open, ie
  • Psoll (t) Pstart + Gl -t- (T-ti) / T.
  • the metering device 3 is closed after the time period ti, as a result of which the fluid pressure p fiuid in the pressure line 4 rises again.
  • the setpoint fluid pressure value p SOii should be increased again , starting from the setpoint fluid pressure end value p end when the metering device 3 is closed. This can z. B.
  • the fluid pressure gradient estimator Gi 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 so n.
  • the original output fluid pressure can generally be achieved again by continuing to convey the pump 2 after the metering device 3 has been closed.
  • it is advantageous to take this into account using a corresponding correction factor Ci - (T-ti) / T.
  • the metering device 3 opens again and a further calculation cycle for p so n for the next metering period T starts.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a motor vehicle 20 with a conveying / metering system 10 according to an embodiment of the invention.
  • the motor vehicle 20 is a semitrailer motor vehicle, ie a combination of a tractor unit and a semitrailer.
  • the delivery / metering system 10 arranged in the motor vehicle 20 comprises a pump 2 for delivering a fluid 1 and a metering device 3 which is fluidically connected to the pump 2 via a pressure line 4.
  • the delivery / metering system 10 comprises a regulating device 5 which is designed to adjust a fluid pressure p fiu w of the fluid 1 in the pressure line 4 to a setpoint fluid pressure value p via a control of the pump 2, preferably via a control of a speed of the pump 2 SOii to regulate as described above.
  • the setpoint fluid pressure value p soii should be changed as a function of actuation of the metering device 3.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Förder-Dosiersystems (10) für ein Fluid (1), wobei es sich bei dem Fluid (1) vorzugsweise um ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung handelt. Dabei soll das Förder-Dosiersystem (10) eine Pumpe (2) zur Förderung des Fluids (1) sowie eine Dosiereinrichtung (3), die mit der Pumpe (2) über eine Druckleitung (4) fluidisch verbunden ist, umfassen. Weiterhin soll über die Pumpe (2) ein Fluiddruck pfluid des Fluids (1) in der Druckleitung (4) auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt werden. Anstelle einer, bei derartigen Systemen bislang 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 der Dosiereinrichtung (3). Mit andern Worten basiert das Verfahren auf einem dynamischen Sollwert, der in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung (3) variiert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Förder-Dosiersystem (10) sowie ein Kraftfahrzeug (20) mit einem derartigen Förder-Dosiersystem (10).

Description

Verfahren zum Betrieb eines Förder-Dosiersystems für ein Fluid, Förder-Dosiersystem und Kraftfahrzeug mit einem derartigen Förder-Dosiersystem
Beschreibung
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.
Um die NOx-Emissionen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Diesel- Brennkraftmaschinen, 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.
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. 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.
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.
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.
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.
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 Feststoffantei I. So kann das Verfahren z. B. auch im Zusammenhang mit dem Betrieb eines Förder-Dosiersystems für Öl-, Kraftstoff- oder Kühlwasser Anwendung finden.
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.
Ferner soll bei dem vorgenannten Förder-Dosiersystem über die Pumpe, vorzugsweise über eine Drehzahlvariation der Pumpe, ein Fluiddruck pfiuid des Fluids in der Druckleitung auf einen Soll-Fluiddruckwert pSOii geregelt werden. Dazu kann das Regeln des Fluiddrucks pfiuid - in an sich bekannter Weise - ein Erfassen der Regelgröße (Fluiddruck pfiuid 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 psoii) 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 pson erfolgt hier jedoch ein, vorzugsweise dynamisches, Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pSOii in Abhängigkeit einer Betätigung (z. B. einem Öffnen und/oder Schließen) der Dosiereinrichtung. Mit andern Worten soll der Soll- Fluiddruckwert psoii 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 pSOii „triggern“, wobei diese Änderung auch zeitlich verzögert erfolgen kann. Bevorzugt verringert dabei die Änderung des Soll- Fluiddruckwerts psoii die Regelabweichung zwischen pfiuid und pson, wodurch auf vorteilhafte Weise ein entsprechendes Gegensteuern der Pumpe und damit Schwankungen in der Betriebsweise der Pumpe vermieden werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung kann das Ändern dabei ein Absenken des Soll- Fluiddruckwerts pson nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung und/oder ein Anheben des Soll- Fluiddruckwerts pson nach einem Schließen der Dosiereinrichtung umfassen. Dabei soll das Absenken ein Herabsetzen des Soll-Fluiddruckwerts pson auf einen im Vergleich dazu kleineren Soll-Fluiddruckwert pson und das Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson ein Erhöhen des Soll- Fluiddruckwerts pson auf einen im Vergleich dazu größeren Soll-Fluiddruckwert pson 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 Psoii nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung, z. B. bis zum nächsten Schließen der Dosiereinrichtung, und/oder ein zeitweises Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson 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 pfiuid induzieren und in der Regelstrecke zudem oftmals eine gewisse Trägheit vorhanden ist, kann durch ein entsprechendes Absenken bzw. Anheben von pson 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.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Ändern auf Basis einer, vorzugsweise entnahmebedingten, Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfiuid in der Druckleitung erfolgen. Hierbei soll die Größe „Änderungsgeschwindigkeit“, welche auch als Änderungsrate des Fluiddrucks pfiuid bezeichnet werden kann, eine zeitliche Änderung des Fluiddrucks pfiuid bezeichnen. Mit anderen Worten kann das Verfahren bzw. der Schritt des Änderns von pson auf die Geschwindigkeit reagieren, mit der sich der Fluiddruck pfiuid gerade verändert. Dies ist vorteilhaft, da aus einer aktuellen Änderung des Fluiddrucks pfiuid - quasi vorrausschauend - dessen zukünftiger Verlauf extrapoliert werden kann. So führt etwa eine momentan große Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfiuid mit hoher Wahrscheinlichkeit im nachfolgenden Zeitabschnitt ebenfalls zu einer deutlichen Änderung von pfiuid, sodass durch eine Berücksichtigung dieser Größe auf vorteilhafte Weise eine entsprechende Anpassung von pson erfolgen kann. Hierzu kann das Verfahren ein Bestimmen einer Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfiuid - z. B. im Fall eines entnahmebedingten Absinkens des Fluiddrucks pfiuid bei geöffneter Dosiereinrichtung - und Ändern des Soll- Fluiddruckwerts pson auf Basis der Änderungsgeschwindigkeit umfassen. Letzteres kann dabei z. B. proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfiuid erfolgen.
Um dabei auf vorteilhafte Weise robuster gegenüber kurzzeitigen Schwankungen bzw. Rauschen des Fluiddrucks pfiuid zu sein, kann das Verfahren gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Adaptieren eines ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pSoii auf Basis dieses ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi umfassen. Gemäß dem üblichen Verständnis kann hierbei der Ausdruck „Adaptieren“ ein Anpassen eines bestehenden Ausgangswertes für den Fluiddruckgradientenschätzer Gi 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 Gi über den Zusammenhang Gi ,neu = Gi ,ait + n (Gi ,ait-Gtat) erfolgen, wobei Gi ,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (Gi ,ait) von Gi darstellt, der unter Berücksichtigung eines einheitenlosen Lernfaktors h und der Abweichung zwischen Gi ,ait und einem, vorzugsweise aktuell bestimmten, tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfiuw ermittelt wird. Letzterer kann dabei z. B. an Hand eines sich durch ein Öffnen der Dosiereinrichtung ergebenden Druckabfalls von pfiuw bestimmt werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren ein Adaptieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi an ein, vorzugsweise entnahmebedingtes, Absinken des Fluiddrucks pfiuid bei geöffneter Dosiereinrichtung umfassen.
Dabei kann das vorgenannte Adaptieren während einer, vorzugsweise vorbestimmten, Öffnungsdauer der Dosiereinrichtung auch mehrfach erfolgen. Mit anderen Worten soll der erste Fluiddruckgradientenschätzer Gi bei geöffneter Dosiereinrichtung zumindest zweimal an einen sich dadurch zeitlich verändernden Fluiddruck pfiuid 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.
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 ti 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-ti), kann auf vorteilhafte Weise eine standardisierte zeitliche Änderung von ptiuid bereitgestellt werden, die dann wiederum - wie nachfolgend noch genauer ausgeführt - auch zur Berechnung eines Anstiegs des Soll-Fluiddruckwerts pSOii verwendet werden kann.
Zudem oder alternativ kann auch ein Plausibilisieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi erfolgen. Dabei kann überprüft werden, ob Gi 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 Gi zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems erfolgen. Beispielsweise kann auf Basis eines zu geringen Fluiddruckgradientenschätzers Gi 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 Gi zum Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts pSOii schnell erkannt werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pson sowohl ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts pSOii auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi als auch ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pSOii auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi umfassen. Mit anderen Worten kann der zuvor auf Basis eines Absinkens des Fluiddrucks pfiuw ermittelte bzw. adaptiere Fluiddruckgradientenschätzer Gi sowohl für ein Herabsetzen des Soll-Fluiddruckwerts pson, vorzugsweise bei geöffneter Dosiereinrichtung, als auch ein Erhöhen des Soll-Fluiddruckwerts Pson, vorzugsweise bei geschlossener Dosiereinrichtung, verwendet werden. Letzteres, auf den ersten Blick nicht intuitive, Verwenden eines bei einem Absinken von pfiuid adaptierten Gradienten zur Berechnung eines Anstiegs des Soll-Fluiddruckwerts pson 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 Gi prinzipiell auch zur Berechnung eines Anstiegs des Soll-Fluiddruckwerts pson verwendet werden, wobei hier mitunter ein Korrekturfaktor Ci zur Berücksichtigung unterschiedlicher Öffnungs- bzw. Schließzeiten (ti bzw. t2) miteinfließen kann. Beispielsweise kann dies über den Faktor Ci = -WX erfolgten. Der Vorteil dieser Variante liegt somit darin, dass auf Basis lediglich „einer“ Adaption während des Absinkens des Fluiddrucks pfiuw in einer Dosierperiode T der Soll-Fluiddruckwert pSoii für die gesamte Dosierperiode T berechnet werden kann.
Um dabei allerdings das Ändern bzw. Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts pson bei einem Druckanstieg, z. B. nach einem Schließen der Dosiereinrichtung, zu verbessern, kann das Verfahren gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung auch ein Adaptieren eines zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 an einen, vorzugsweise pumpenbedingten, Anstieg des Fluiddrucks pfiuw 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.au + r|-(G2,ait-Gtat) erfolgen, wobei G2,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (G2,ait) von G2 darstellt, der unter Berücksichtigung eines einheitenlosen Lernfaktors h und der Abweichung zwischen G2.au und einem, vorzugsweise aktuell bestimmten, tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfiuid 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 Pfiuid 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.
Unabhängig davon, ob ein Plausibilisieren des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 erfolgt oder nicht, kann somit ein Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pson 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 pSOii sowohl ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson, vorzugsweise bei geschlossener Dosiereinrichtung, auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 als auch ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts pson, vorzugsweise bei geöffneter Dosiereinrichtung, auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 umfasst. Anders ausgedrückt kann der zuvor auf Basis eines Anstiegs des Fluiddrucks pfiuid ermittelte bzw. adaptiere Fluiddruckgradientenschätzer G2 somit sowohl für ein Erhöhen als auch Herabsetzen des Soll-Fluiddruckwerts pson verwendet werden, wobei hier wiederum ggf. ein Korrekturfaktor C2, z. B. in der Form C2 = -h/T, zur Berücksichtigung unterschiedlicher Öffnungs- bzw. Schließzeiten miteinfließen kann.
Besonders vorteilhaft ist hierbei allerdings, falls sowohl G1 als auch G2 vorliegen, dass - nach einem weiteren Aspekt der Erfindung - das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pson ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts pson auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 und ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pSOii auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G1 umfassen kann. Auf vorteilhafte Weise kann so der zuvor auf Basis eines Absinkens von p fiuid ermittelte bzw. adaptierte Fluiddruckgradientenschätzer G1 zur Berechnung eines Absenkens des Soll-Fluiddruckwerts pson bei geöffnetem Dosierventil und der zuvor auf Basis eines Anstiegs von pfiuid ermittelte bzw. adaptierte Fluiddruckgradientenschätzer G2 zur Berechnung eines Anhebens des Soll-Fluiddruckwerts pson bei geschlossenem Dosierventil verwendet werden. Insgesamt kann dadurch auf vorteilhafte Weise ein möglichst optimales Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts pson in den verschiedenen Betriebsphasen ermöglicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Adaptieren bei geregeltem Fluiddruck Pfiuid 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.
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.
Zudem oder alternativ kann das Adaptieren, d. h. das Adaptieren von Gi und/oder G2, über einen veränderbaren Lernfaktor h 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 h hierbei über den Zusammenhang Gi/2,neu = Gi/2,ait + h · (Gi/2,ait-Gtat) bei der Adaption miteinfließen, wobei Gi/2,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (Gi/2,ait) von G1/2 darstellt, der unter Berücksichtigung der Abweichung zwischen Gi/2,ait und einem tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks pfiuw ermittelt wird. Dabei kann h fest vorgegeben sein oder aber variierbar sein und z. B. Werte zwischen 0 < h < 1 annehmen. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch Einfluss auf den Adaptionsprozess genommen werden und insgesamt ein robusteres Betriebsverhalten des Förder-Dosiersystems erreicht werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Soll-Fluiddruckwert pson um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert po schwanken. Anders ausgedrückt kann sich der resultierende Soll-Fluiddruckwert pson ausgehend von po 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 pson erreicht werden.
Um auf vorteilhafte Weise eine effiziente und schnelle Berechnung des Soll-Fluiddruckwert Pson zu ermöglichen, kann gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung das Ändern des Soll- Fluiddruckwerts pson auf Basis eines, vorzugsweise zeitlich, linearen Modells erfolgen. Dazu kann das Verfahren ein, vorzugsweise fortwährendes, Berechnen von pson umfassen, wobei bei der Berechnung von pSoii die Zeit t in keinen höheren Potenzen als 1 miteinfließt. Zudem oder alternativ kann der Soll-Fluiddruckwert pson zeitlich eine abschnittsweise lineare Funktion beschreiben. Mit anderen Worten kann der Soll-Fluiddruckwert pson zeitlich abschnittsweise durch Funktionen der Form m-t+b beschrieben werden, wobei m und b reelle Zahlen sind.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Fluiddruck pfiuw des Fluids über eine Drehzahlvariation der Pumpe auf einen Soll-Fluiddruckwert pson geregelt werden. Hierbei soll io 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 pfiuw des Fluids auch mittels PI-Regelung auf den Soll-Fluiddruckwert pson geregelt werden. Alternativ dazu können auch andere im Stand der Technik bekannte Regelungsverfahren, darunter z. B. P-Regelung oder PI D-Regelung verwendet werden und/oder andere Stellgrößen zur Regelung verwendet werden, darunter z. B. eine Leiterschaufelstellung und/oder eine Drosseleinstellung.
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 übereine 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 pfiuid 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 pfiuid des Fluids in der Druckleitung (Fluiddruckwert) zu erfassen. Weiterhin kann die Regeleinrichtung ausgebildet sein, eine Abweichung des erfassten Fluiddruckwerts vom Soll-Fluiddruckwert pson 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.
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.
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:
Figur 1 : Eine schematische Darstellung eines Förder-Dosiersystems für ein Fluid gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2: Eine exemplarische Messung des Verlaufs des Fluiddrucks pfiuw in einem Förder- Dosiersystem als Funktion der zeit bei verschiedenen Regelungen; und
Figur 3: Eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Förder- Dosiersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind dabei in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und zum Teil nicht gesondert beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Förder-Dosiersystems 10 für ein Fluid 1 , d. h. ein System zur Förderung und Dosierung eines Fluids 1 , gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Vorliegend handelt es sich bei dem Fluid 1 um ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung, wie z. B. wässrige Harnstofflösung. Das Förder-Dosiersystems 10 weist dabei eine Pumpe 2 zur Förderung des vorliegend in einem Fluidbehälter 7 (z. B. einem Tank) gelagerten Reduktionsmittels auf. Weiterhin umfasst das Förder-Dosiersystem 10 eine Dosiereinrichtung 3 in Form eines Dosierventils, das mit der Pumpe 2 über eine Druckleitung 4 fluidisch verbunden ist und über das vorliegend das Reduktionsmittel in einen Abgastrakt 9 eingeleitet bzw. eingesprüht werden kann. Dabei sollen die beiden Pfeile in Figur 1 die Strömungsrichtung des Abgases im Abgastrakt 9 markieren. Zum Einstellen der entsprechenden Dosierparameter, wie z. B. Menge, Sprühstrahlform etc., ist dabei - neben der Ausgestaltung der Dosiereinrichtung 3 selbst - vor allem auch der an der Dosiereinrichtung 3 anliegende Fluiddruck pfiuw des Reduktionsmittels entscheidend. Entsprechend ist bei dem vorliegenden Förder-Dosiersystem 10 eine Regelung von pfiuid auf einen Soll-Fluiddruckwert pSOii vorgesehen, wobei dies z. B. eine entsprechende Variation einer aktuellen Drehzahl der Pumpe 2 erfolgen kann. Für diese Regelung von pfiuw kann das Förder-Dosiersystem 10 ferner eine Regeleinrichtung 5 umfassen, der ein aktueller Fluiddruck pfiuw bzw. ein entsprechendes Fluiddrucksignal (vgl. Figur 2) bereitgestellt wird, wobei das Fluiddrucksignal sowohl ein tatsächlicher Fluiddruck und/oder eine Größe sein kann, aus der der Fluiddruck des Reduktionsmittels ableitbar ist. Zum Bereitstellen dieser Größe kann das Förder-Dosiersystems 10 eine ausgangsseitig der Pumpe 2 angeordnete Sensoreinrichtung 6 umfassen, die ausgebildet ist, den Fluiddruck pfiuw des Reduktionsmittels in der Druckleitung 4 zu erfassen und bereitzustellen. Hierbei kann die Regeleinrichtung 5 weiterhin ausgebildet sein, eine Abweichung zwischen pfiuw und dem Soll- Fluiddruckwert psoii zu ermitteln und auf Basis der ermittelten Abweichung zwischen Regelgröße und Führungsgröße einer Stellgröße (z. B. Pumpendrehzahl) festzulegen, um dadurch den Reduktionsmitteldruck zu regulieren. In diesem Zusammenhang können an sich im Stand der Technik bekannte Regelungsverfahren, darunter z. B. PI-Regelung, verwendet werden. Zusätzlich kann eine Regulierung des Reduktionsmitteldruckes auch über eine optionale - vorliegend dargestellte - Rückleitung zum Tank 6 mit einer dort angeordneten Drossel 8 erfolgen.
Im Zusammenhang mit der Regelung des Fluiddrucks pfiuid des Reduktionsmittels ist dabei vorgesehen, dass anstelle eines, bei derartigen Systemen zumeist verwendeten, zeitlich konstanten Soll-Fluiddruckwerts pson ein dynamischer Soll-Fluiddruck pson 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 pson, wobei Betätigungen der Dosiereinrichtung 3 ein entsprechendes Anpassen des Soll-Fluiddruckwerts pSOii triggern, auf das im Folgenden unter Bezugnahme auf Figur 2 näher eingegangen werden soll.
Figur 2 zeigt eine exemplarische Messung des Verlaufs des Fluiddrucks pfiuid in einem Förder- Dosiersystem 10 als Funktion der Zeit t bei verschiedenen Regelungen. In den ersten etwa 16 Sekunden erfolgt hierbei eine PI-Regelung unter Verwendung eines dynamischen Soll- Fluiddruckwerts pson, während anschließend das dynamische Variieren von pson deaktiviert wurde und damit ein konstanter Soll-Fluiddruckwert pSOii eingestellt ist. Bevor hierbei im Detail auf das konkrete Ändern bzw. Berechnen des Soll-Fluiddruckwerts pson, im dynamischen Fall eingegangen werden soll, sollen zunächst grundlegende Unterschiede der beiden Regelungsarten herausgestellt werden.
Betrachtet man den Verlauf des Fluiddrucks pfiuid bei laufender Pumpe 2, so weist dieser nach einem anfänglich im Wesentlichen konstanten Verlauf um po (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 ti mit geöffneter Dosiereinrichtung 3 und einen zweiten Zeitraum t2 mit geschlossener Dosiereinrichtung 3 unterteilen, wobei in Figur 2 lediglich das Öffnen der Dosiereinrichtung 3 durch die Striche „D“ hervorgehoben ist. Im Fall, dass dabei die Dosiereinrichtung 3 geöffnet wird, d. h. Fluid 1 entnommen wird, induziert dies ein entnahmebedingtes Absinken des Fluiddrucks pfiuid, wohingegen das anschließende Schließen der Dosiereinrichtung 3 durch das „Weiterfördern“ der Pumpe 2 einen Anstieg des Fluiddrucks pfiuid bewirkt.
Im Falle der im rechten Bildbereich von Figur 2 (ab etwa 16 s) dargestellten PI-Regelung über einen konstanten Soll-Fluiddruckwert pson, versucht die PI-Regelung die vorgenannten Schwankungen bzw. Modulationen durch ein entsprechendes Ansteuern der Pumpendrehzahl Np auszugleichen, was z. B. an den Ausschlägen des in Figur 2 mitdargestellten Verlauf der Pumpendrehzahl Np erkennbar ist. Trotz dieses erheblichen Gegensteuerns der Regelung vermag diese - zumindest im Fall der vorliegenden verwendeten Einstellungen - die durch das Betätigen der Dosiereinrichtung 3 induzierten Schwankungen nicht völlig auszugleichen, sodass für einen „konstanteren“ Verlauf von pfiuid näher am Sollwert pSOii eigentlich noch stärkere Regeleingriffe bzw. eine schnellere Regelung vonnöten wäre. Da dies allerdings mit entsprechend noch stärkeren Schwankungen („Pulsieren“) der Pumpendrehzahl Np verbunden wäre, die akustisch mitunter als störend empfunden werden bzw. die Lebensdauer der Pumpe 2 verkürzen können, verfolgt das, vorliegend im linken Bildbereich von Figur 2 dargestellte, Regelungsverfahren einen anderen Ansatz.
Wie dazu dem Bereich zwischen 0 und 16 Sekunden zu entnehmen ist, nimmt hier der Soll- Fluiddruckwert pson 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 pson und nach einem Schließen der Dosiereinrichtung 3 ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson. Auf vorteilhafte Weise kann dadurch die Regelabweichung zwischen pfiuid und pson verringert werden und so ein starkes Variieren der Pumpendrehzahl Np vermieden werden. Dies zeigt sich auch in den, im Vergleich zum konstanten Soll-Fluiddruckwert pson, deutlich geringeren Schwankungen von Np. Entsprechend ergibt sich im Fall des dynamischen Soll- Fluiddruckwerts pSOii ein ruhigeres Laufverhalten der Pumpe 2, was wiederum einem Verschleiß der Pumpe 2 entgegenwirkt.
Dabei kann das vorstehend beschriebene fortwährende Berechnen bzw. Anpassen von pson in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung 3 z. B. auf Basis zeitlich linearer Änderungen von pson erfolgen. So kann der Soll-Fluiddruckwert pson bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 z. B. über den Zusammenhang Psoii(t)=pstart+Grt berechnet werden, wobei Pstart einen Fluiddruckstartwertschätzer, Gi 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 Äpfiuid in einem, vorzugsweise vorbestimmten, Zeitintervall Ät und/oder die Ableitung des Fluiddrucks pfiuw nach der Zeit t beschreiben soll.
Grundsätzlich können dabei pstan und Gi 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 Gi an ein, vorzugsweise entnahmebedingtes, Absinken des Fluiddrucks pfiuid bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 adaptiert werden. Dazu kann Gi z. B. über den Zusammenhang Gi ,neu = Gi ,ait + n (Gi ,ait-Gtat) ermittelt werden, wobei Gi ,neu den neu adaptierten Wert des bisherigen Werts (Gi ,ait) von Gi darstellt, der unter Berücksichtigung eines einheitenlosen Lernfaktors h und der Abweichung zwischen Gi ,ait und einem, vorzugsweise aktuell bestimmten, tatsächlichen Fluiddruckgradienten (Gtat) des Fluiddrucks Pfiuid ermittelt wird.
Im Gegensatz zu einem reinen Bestimmen des Fluiddruckgradientenschätzers Gi fließt hier somit auch dessen bisheriger bzw. vorheriger Wert in dessen Anpassen mit ein, wobei zu Beginn des Adaptionsvorgangs ein Grundschätzer für Gi vorgegeben sein kann. Um auf vorteilhafte Weise eine möglichst gute Anpassung an sich verändernde Druckverhältnisse während der Öffnungsdauer L 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 pfiuid, um einen normierten tatsächlichen Fluiddruckgradienten Gtat handeln, der auf Basis des bekannten Zeitraum L mit geöffneter Dosiereinrichtung 3 und der bekannten Dosierperiode T über den Faktor T/(T-ti) normiert wird. Entsprechend kann in diesem Fall der erste Fluiddruckgradientenschätzer Gi auch als normierter erster Fluiddruckgradientenschätzer Gi bezeichnet werden, wobei dann zur Berechnung des Soll-Fluiddruckwerts pSOii bei geöffneter Dosiereinrichtung 3 eine entsprechende Denormierung vorgenommen werden sollte, d. h.
Psoll(t)=Pstart+Gl -t-(T-ti )/T.
Nachdem über den oben genannten Zusammenhang die zeitliche Veränderung von pSOii während des Offenstehens der Dosiereinrichtung 3 beschrieben wurde, wird nach der Zeitspanne ti die Dosiereinrichtung 3 geschlossen, wodurch der Fluiddruck pfiuid in der Druckleitung 4 erneut ansteigt. Wie vorstehend erwähnt, soll in diesem Zeitraum k bis zum nächsten Öffnen der Dosiereinrichtung 3 der Soll-Fluiddruckwert pSOii - ausgehend von dem Soll-Fluiddruckendwert pend beim Schließen der Dosiereinrichtung 3 - erneut angehoben werden. Dieser kann dabei z. B. über den Zusammenhang pSoii(t)=Pend+G2-(T-t) berechnet werden, wobei G2 einen (positiven) „zweiten“ Fluiddruckgradientenschätzer bezeichnen soll, der analog zu Gi, allerdings an einen, vorzugsweise pumpenbedingten, Anstieg des Fluiddrucks pfiuid bei geschlossener Dosiereinrichtung 3 adaptiert wird. Alternativ dazu kann das Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson auch auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi erfolgen.
Mit anderen Worten kann der zuvor auf Basis eines Absinkens des Fluiddrucks pfiuid ermittelte bzw. adaptiere Fluiddruckgradientenschätzer Gi auch für ein Erhöhen des Soll- Fluiddruckwerts pson 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 (ti bzw. k) ist es jedoch vorteilhaft, dies über einen entsprechenden Korrekturfaktor Ci = -(T-ti)/T mit zu berücksichtigen. Nach Ablauf von k öffnet die Dosiereinrichtung 3 erneut und ein weiterer Berechnungszyklus für pson für die nächste Dosierperiode T startet. Für eine möglichst ausgeglichene Anpassung von pson kann dieser, vorzugsweise symmetrisch, um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert po schwanken, wozu pstart basierend auf dem zu erwartenden Druckeinbruch im Intervall ti als pstan = po+Gr ti/2 festgesetzt werden kann.
Insgesamt kann so auf vorteilhafte Weise die Regelabweichung zwischen pfiuid und pson reduziert werden, wodurch ein starkes Gegensteuern der Pumpe 2 und damit Schwankungen in der Betriebsweise der Pumpe 2 vermieden werden können. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 20 mit einem Förder- Dosiersystem 10 gemäß Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Kraftfahrzeug 20 handelt es sich vorliegend um ein Sattel kraftfahrzeug, d. h. ein Gespann aus einer Sattelzugmaschine und einem Sattelanhänger. Das im Kraftfahrzeugs 20 angeordnete Förder-Dosiersystem 10 umfasst dabei eine Pumpe 2 zur Förderung eines Fluids 1 sowie eine Dosiereinrichtung 3, die mit der Pumpe 2 über eine Druckleitung 4 fluidisch verbunden ist. Ferner umfasst das Förder- Dosiersystem 10 eine Regeleinrichtung 5, die ausgebildet ist, über eine Steuerung der Pumpe 2, vorzugsweise über eine Steuerung einer Drehzahl der Pumpe 2, einen Fluiddruck pfiuw des Fluids 1 in der Druckleitung 4 auf einen Soll-Fluiddruckwert pSOii wie vorstehend beschrieben zu regeln. Mit anderen Worten soll ein Ändern des Soll- Fluiddruckwerts psoii in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung 3 erfolgen.
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 Ausführungsbei spiele 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.
Bezugszeichenliste
1 Fluid
2 Pumpe
3 Dosiereinrichtung 4 Druckleitung
5 Regeleinrichtung
6 Sensoreinrichtung
7 Fluidbehälter
8 Drossel 9 Abgastrakt
10 Förder-Dosiersystem für ein Fluid 20 Kraftfahrzeug D Dosiervorgang Np Pumpendrehzahl po Basis-Soll-Fluiddruckwert
Pfluid Fluiddruck
Psoll Soll-Fluiddruckwert
T Dosierperiode ti Erster Zeitraum t2 Zweiter Zeitraum

Claims

Patentansprüche
1. 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; und wobei über die Pumpe (2), vorzugsweise über eine Drehzahlvariation der Pumpe (2), ein Fluiddruck pfiuid des Fluids (1) in der Druckleitung (4) auf einen Soll-Fluid- druckwert psoii geregelt wird; gekennzeichnet durch ein Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pson in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts pson nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung (3) und/oder ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson nach einem Schließen der Dosiereinrichtung (3) umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern auf Basis einer, vorzugsweise entnahmebedingten, Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfiuid in der Druckleitung (4) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Adaptieren eines ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi an ein, vorzugsweise entnahmebedinges, Absinken des Fluiddrucks pfiuid bei geöffneter Dosiereinrichtung (3) und Ändern des Soll- Fluiddruckwerts pson auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Adaptieren während einer vorbestimmten Öffnungsdauer der Dosierein richtung (3) mehrfach erfolgt; und/oder b) dass das Adaptieren ein Normieren des entnahmebedingen Absinkens bezüglich einer vorbestimmten Dosierperiode T umfasst; und/oder c) dass ein Plausibilisieren des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi erfolgt, vor zugsweise zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersys tems (10).
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Andern des Soll- Fluiddruckwerts psoii sowohl ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts pSOii auf Basis des ers ten Fluiddruckgradientenschätzers Gi als auch ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts pson auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Adaptieren eines zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 an einen, vorzugsweise pumpenbeding ten, Anstieg des Fluiddrucks pfiuw bei geschlossener Dosiereinrichtung (3) und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pSOii auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Plausibilisieren des zweiten Flu iddruckgradientenschätzers G2, vorzugsweise zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems (10).
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, falls rückbezogen auf Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pSOii ein Absenken des Soll- Fluiddruckwerts pson auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers Gi und ein Anhe ben des Soll-Fluiddruckwerts pson auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers Gi umfasst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Adaptieren bei geregeltem Fluiddruck pfiuw und/oder während eines Be triebs der Pumpe (2) erfolgt; und/oder b) dass das Adaptieren ein erstes Adaptieren bei einem ersten Dosiervorgang der Dosiereinrichtung (3) und zumindest ein zweites Adaptieren bei einem zweiten Do siervorgang der Dosiereinrichtung (3) umfasst; und/oder c) dass das Adaptieren über einen veränderbaren Lernfaktor h beeinflussbar ist.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Fluiddruckwert pson um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert po, vorzugsweise symmetrisch und/oder alternierend, schwankt.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts pSOii auf Basis eines zeitlich linearen Modells erfolgt; und/oder der Soll-Fluiddruckwert pson zeitlich eine abschnittsweise lineare Funktion be schreibt.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Fluiddruck pfiuw des Fluids (1) über eine Drehzahlvariation der Pumpe (2) auf einen Soll-Fluiddruckwert pson geregelt wird; und/oder b) dass der Fluiddruck pfiuw des Fluids (1) mittels PI-Regelung auf den Soll-Fluiddruck- wert pson geregelt wird.
14. Förder-Dosiersystem (10) für ein Fluid (1), vorzugsweise ein Förder-Dosiersystem (10) für ein Reduktionsmittel zur Abgasnachbehandlung, umfassend a) eine Pumpe (2) zur Förderung des Fluids (1); b) eine Dosiereinrichtung (3), die mit der Pumpe (2) über eine Druckleitung (4) flui- disch verbunden ist; und c) eine Regeleinrichtung (5), die ausgebildet ist, über eine Steuerung der Pumpe (2), vorzugsweise über eine Steuerung einer Drehzahl der Pumpe (2), einen Fluid druck p fiuid des Fluids (1) in der Druckleitung (4) gemäß einem Verfahren der An sprüche 1 bis 13 zu regeln.
15. Kraftfahrzeug (20), vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend ein Förder-Dosiersystem (10) nach Anspruch 14.
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