DE102019007085A1 - Method for operating a conveyor-metering system for a fluid, conveyor-metering system and motor vehicle with such a conveyor-metering system - Google Patents

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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 pfluiddes Fluids (1) in der Druckleitung (4) auf einen Soll-Fluiddruckwert psollgeregelt werden. Anstelle einer, bei derartigen Systemen bislang zumeist verwendeten, Regelung auf einen zeitlich konstanten Soll-Fluiddruckwert psollerfolgt hier jedoch ein, vorzugsweise dynamisches, Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psollin 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).The invention relates to a method for operating a delivery / metering system (10) for a fluid (1), the fluid (1) preferably being a reducing agent for exhaust gas aftertreatment. The delivery / metering system (10) should include a pump (2) for delivering the fluid (1) and a metering device (3) which is fluidically connected to the pump (2) via a pressure line (4). Furthermore, a fluid pressure of fluid (1) in the pressure line (4) is to be regulated to a setpoint fluid pressure value p setpoint via the pump (2). Instead of a regulation to a time-constant setpoint fluid pressure value psetpoint, which has hitherto mostly been used in such systems, however, a preferably dynamic change of the setpoint fluid pressure value psetup takes place here as a function of actuation of the metering device (3). In other words, the method is based on a dynamic setpoint value which is varied as a function of actuation of the metering device (3). The invention also relates to a corresponding feed-metering system (10) and a motor vehicle (20) with such a feed-metering system (10).

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 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.

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, nowadays mostly SCR catalytic converters are used 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 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).

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.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 by varying the pump speed accordingly. Such a regulation of the hydraulic pressure in the metering system to a predetermined, usually constant, setpoint pressure value is, as a rule, subject to a number of dynamic disruptive influences, e.g. B. bounce effects when the metering valve is actuated and / or pump-induced pressure oscillations. However, the metering processes that usually take place regularly influence the pressure in the metering system to a particular extent. Thus, a reducing agent withdrawal caused by opening the metering valve z. B. a pressure drop in the system, which the control tries to compensate for 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 previous systems, this countermeasure results in considerable fluctuations in the pump speed, which can sometimes be heard as a “pulsation” 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 operating a conveyor / metering system which is improved in comparison to the known methods and with which the above-mentioned disadvantages 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 achieved by a method, a conveyor / 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 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. In particular, 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.

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. So the method can e.g. B. can also be used in connection with the operation of a feed-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, 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 fluidly 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.

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 should be provided via the pump, preferably via a speed variation of the pump p fluid of the fluid in the pressure line to a target fluid pressure value p should be managed. This can be done by regulating the fluid pressure p fluid - 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, determining the deviation of the controlled variable from the reference variable (setpoint fluid pressure value p should ) and the definition of a manipulated variable (e.g. pump speed) on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable. Classic control methods such as B. P control, PI control or PID control can be used. Instead of a regulation to a setpoint fluid pressure value that is constant over time, which is mostly used in systems of this type p should However, a preferably dynamic change in the setpoint fluid pressure value takes place here p should depending on an actuation (e.g. opening and / or closing) of the metering device. In other words, the target fluid pressure value should be p should be a dynamic setpoint that is varied on the basis of an actuation of the metering device. Opening and / or closing the metering device can therefore result in a change in the setpoint fluid pressure value p should “Trigger”, whereby this change can also take place with a time delay. Preferably, the change in the setpoint fluid pressure value is reduced p should the control deviation between p fluid and p should , whereby a corresponding counter-control of the pump and thus fluctuations in the mode of operation 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 p'',>11 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 be a lowering of the setpoint fluid pressure value p should after opening the metering device and / or increasing the setpoint fluid pressure value p should after closing the metering device. The lowering is intended to reduce the setpoint fluid pressure value p ″, > 11 to a setpoint fluid pressure value that is smaller in comparison therewith p should and increasing the desired fluid pressure value p should increasing the desired fluid pressure value p should to a setpoint fluid pressure value that is larger in comparison therewith p should describe. Furthermore, 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 should 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 should after closing the metering device, e.g. B. for a predetermined time interval. Since the aforementioned actuations (opening / closing) of the metering device in the normal operation of a conveyor-metering system mostly the aforementioned behavior of the fluid pressure p fluid and there is often a certain inertia in the controlled system, can be achieved by lowering or increasing p should the control deviation can be reduced in an advantageous manner and thus a strong variation in the manipulated variable (e.g. pump speed) can be avoided. In comparison to the previously usual procedure, in which a control difference that occurs is primarily reduced by appropriate countermeasures by varying the manipulated variable, reducing the control difference 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 be made on the basis of a rate of change in the fluid pressure, which is preferably caused by extraction p fluid take place in the pressure pipe. Here, the variable "rate of change", which is also called the rate of change of the fluid pressure p fluid can be referred to as a change in fluid pressure with time p fluid describe. In other words, the method or the step of changing p should respond to the rate at which the fluid pressure is increasing p fluid just changed. This is advantageous because it is based on a current change in the fluid pressure p fluid - quasi looking ahead - whose future course can be extrapolated. For example, there is a momentary large rate of change in the fluid pressure p fluid with a high probability of also leading to a significant change in in the subsequent period of time p fluid , so that by taking this variable into account, a corresponding adjustment of p should can be done. For this purpose, the method can include determining a rate of change in the fluid pressure p fluid - For example, in the event of a decrease in fluid pressure due to withdrawal p fluid with the metering device open - and changing the target fluid pressure value p should based on the rate of change. The latter can, for. B. proportional to the rate of change of fluid pressure p fluid respectively.

Um dabei auf vorteilhafte Weise robuster gegenüber kurzzeitigen Schwankungen bzw. Rauschen des Fluiddrucks pfluid zu sein, kann das Verfahren gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Adaptieren eines ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis dieses ersten Fluiddruckgradientenschätzers G, umfassen. Gemäß dem üblichen Verständnis kann hierbei der Ausdruck „Adaptieren“ ein Anpassen eines bestehenden Ausgangswertes für den Fluiddruckgradientenschätzer G, 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 brief fluctuations or noise in the fluid pressure in an advantageous manner p fluid to be, the method according to a further aspect of the invention may include adapting a first fluid pressure gradient estimator G 1 and changing the setpoint fluid pressure value p should based on this first fluid pressure gradient estimator G include. According to the usual understanding, the term “adapt” can denote an adaptation of an existing output value for the fluid pressure gradient estimator G to changing circumstances. In contrast to a pure “determination”, a previous or previous value of the variable to be adapted also flows into the adaptation. For example, the adaptation of the first fluid pressure gradient estimator G 1 via the relationship G 1, new = G 1, old + η · (G 1, old -G tat ), where G 1, new represents the newly adapted value of the previous value (G 1, old ) of G 1 , the taking into account a unitless learning factor η and the deviation between G 1, old and a, preferably currently determined, actual fluid pressure gradient (Gtat) of the fluid pressure p fluid is determined. The latter can, for. B. on the basis of a pressure drop resulting from an opening of the metering device p fluid to be determined. In other words, the method can adapt the first fluid pressure gradient estimator G 1 to a decrease in the fluid pressure, preferably caused by the withdrawal p fluid include when the metering 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 metering device. In other words, when the metering device is open, the first fluid pressure gradient estimator G 1 is intended to respond to a fluid pressure that changes over time as a result p fluid be adapted. 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.

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 be a normalization of the withdrawal-related drop in relation to a, preferably predetermined, metering period T include. The term “dosing period” is intended to denote the time interval between two successive dosing events or reducing agent injections, the dosing period being in a “first” period t 1 with the dosing device open and a "second" period t 2 divided with closed metering device. By normalizing the withdrawal-related drop and / or the actual fluid pressure gradient Gtat determined therefrom, for example via the normalization factor T / (T- t 1 ), a standardized change over time of p fluid are provided, which in turn - as explained in more detail below - also for calculating an increase in the setpoint fluid pressure value p should can be used.

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 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. Correspondingly, the plausibility check can also be referred to as validating and / or checking. In addition or as an alternative, the plausibility criterion can also characterize the functionality of the delivery / metering system. In other words, a plausibility check of the first fluid pressure gradient estimator G 1 can thus take place in order to check the functionality of the delivery / metering system. For example, on the basis of a fluid pressure gradient estimator G 1 that is too low, the presence of a clogged metering device can be deduced. Failure to meet predetermined plausibility criteria can advantageously result in errors in the delivery / metering system and / or a fundamental suitability of G 1 for adapting the setpoint fluid pressure value p should can be recognized quickly.

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 can p should both a lowering of the desired fluid pressure value p should on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 as well as an increase in the setpoint fluid pressure value p should based on the first fluid pressure gradient estimator G 1 . In other words, it can be previously based on a decrease in the fluid pressure p fluid determined or adapt fluid pressure gradient estimator G 1 both for a lowering of the setpoint fluid pressure value p should , preferably with the metering device open, as well as increasing the setpoint fluid pressure value p should , preferably with the dosing device closed. The latter, not intuitive at first glance, use one when the p fluid adapted gradient for calculating an increase in the target fluid pressure value p should When the metering valve is closed, the result is that, after the metering device has been closed, the original output fluid pressure can usually be achieved again by continuing to convey the pump, but possibly compared to the pressure drop with a different gradient. 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 should can be used, with a correction factor c 1 to take into account different opening and closing times ( t 1 or. t 2 ) can be included. For example, this can be done using the factor C 1 = - t 2 / T took place. The advantage of this variant is that it is based on only “one” adaptation during the drop in fluid pressure p fluid in one dosing period T the desired fluid pressure value p should for the entire dosing period T can be calculated.

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 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung 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 + 1l''(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 change or adapt the setpoint fluid pressure value p should at a Pressure increase, e.g. B. after closing the metering device, the method according to a further aspect of the invention can also adapt a second fluid pressure gradient estimator G 2 to a, preferably pump-related, increase in the fluid pressure p fluid when the metering 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 + 1l '' (G2, old-Gtat), where G 2, new represents the newly adapted value of the previous value (G 2, old ) of G 2 , taking into account a unitless learning factor η and the deviation between G 2, old and a, preferably currently determined, actual fluid pressure gradient (Gtat) of the fluid pressure p fluid is determined. In contrast to G 1 , however, G 2 should be based on a pressure increase in the fluid pressure resulting from the delivery of the pump after the metering device has been closed or due to a pressure increase caused by this p fluid to be determined. The adaptation is preferably carried out several times during a, preferably predetermined, closing period of the metering device. Furthermore, the method can in turn also include a plausibility check of the second fluid pressure gradient estimator G 2 , 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.

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.Regardless of whether the second fluid pressure gradient estimator G 2 is checked for plausibility or not, the setpoint fluid pressure value can thus be changed p should take place on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 . As a mirror image of 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 should both an increase in the desired fluid pressure value p should , preferably with the metering device closed, on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 as well as a lowering of the setpoint fluid pressure value p should , preferably with the metering device open, based on the second fluid pressure gradient estimator G 2 . In other words, the may previously based on an increase in the fluid pressure p fluid thus determined or adapt fluid pressure gradient estimator G 2 both for increasing and decreasing the setpoint fluid pressure value p should can be used, with a correction factor c 2 , z. B. in the form 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.In this case, 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 should a decrease in the desired fluid pressure value p should based on the first fluid pressure gradient estimator G 1 and an increase in the setpoint fluid pressure value p should based on the second fluid pressure gradient estimator G 1 . In an advantageous manner, the previously based on a decrease in p fluid determined or adapted fluid pressure gradient estimator G 1 for calculating a lowering of the setpoint fluid pressure value p should when the metering valve is open and previously based on an increase in p fluid determined or adapted fluid pressure gradient estimator G 2 for calculating an increase in the setpoint fluid pressure value p should can be used with the dosing valve closed. Overall, this advantageously enables the setpoint fluid pressure value to be adapted as optimally as possible p should be made possible 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 adapting can take place with regulated fluid pressure p fluid and / or take place during operation of the pump. In other words, 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.

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.In addition or as an alternative, 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. In other words, the method can include an adaptation in different metering processes, the adaptation preferably taking place in each metering process. Here, the adaptation should be able to refer to the adaptation of G 1 and / or G 2 . In addition to the multiple adaptations already described above during a dosing process, e.g. B. a multiple adaptation during the opening period of a (first) dosing process, the method can thus also or alternatively also a multiple adaptation with several dosing processes, z. B. an adaptation for each opening duration of a first, second, third, etc. dosing process include. In an advantageous manner, 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.

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. By means of this parameter, preferably without a unit, the strength of the adaptation or the degree of adaptation can be varied in an advantageous manner. Only as an example, the learning factor η can be included in the adaptation via the relationship G 1/2, new = G 1/2, old + η · (G 1/2, old -G tat ), where G 1/2, new denotes represents the newly adapted value of the previous value (G 1/2 , old ) of G 1/2, which, taking into account the deviation between G 1/2, old and an actual fluid pressure gradient (Gtat) of the fluid pressure p fluid is determined. Here, η can be fixed or it can be varied and z. B. Assume values between 0 <η ≤ 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.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Soll-Fluiddruckwert psoll um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert po 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 target fluid pressure value p should fluctuate around a constant base target fluid pressure value po. In other words, the resulting target fluid pressure value can be p should starting from p 0 change both to higher and lower setpoint fluid pressure values, this preferably taking place symmetrically, ie to the same extent to higher and lower setpoint fluid pressure values, and / or alternating, ie alternately at times to higher and lower setpoint fluid pressure values. In this way, an adjustment of p should can be achieved.

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 efficiently and quickly calculate the target fluid pressure value in an advantageous manner p should to enable, according to a further aspect of the invention, changing the setpoint fluid pressure value p should take place on the basis of a, preferably temporal, linear model. For this purpose, the method can include, preferably continuously, calculating p should include, where when calculating p should the time t is not included in any higher powers than 1. In addition or as an alternative, the setpoint fluid pressure value can be p should Describe a linear function in terms of time. In other words, the target fluid pressure value may be p should 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 via a speed variation of the pump to a target fluid pressure value p should be managed. Here, a “speed variation” should be 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). In other words, the term speed can also denote a frequency. In addition or as an alternative, the fluid pressure p fluid of the fluid to the target fluid pressure value also by means of PI control p should be managed. Alternatively, other control methods known in the prior art, including e.g. B. P control or PID 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.

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 / 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 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. an impeller pump) for pumping 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 via a control of a speed of the pump, a fluid pressure p fluid of the fluid in the pressure line according to a method as described in this document. For this purpose, the delivery / metering system can furthermore comprise a sensor device (for example a pressure sensor) which is preferably arranged on the pressure line and which is designed for the fluid pressure p fluid to detect the fluid in the pressure line (fluid pressure value). Furthermore, the regulating device can be designed to detect a deviation of the detected fluid pressure value from the setpoint fluid pressure value p should to be determined and determined on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable of a manipulated variable (e.g. pump speed). In an advantageous manner, 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.

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 utility vehicle. In other words, the motor vehicle can be a vehicle which, due to its design and device, can be designed to transport people, transport goods or pull trailers. For example, the motor vehicle can be a truck, an omnibus and / or an articulated 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.
The aspects and features of the invention described above can be combined with one another as desired. More details and benefits of the Invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 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 course of the fluid pressure p fluid in a conveyor-metering system as a function of time with various controls; and
  • 3 : A schematic representation of a motor vehicle with a conveyor / 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 in some cases are not described separately.

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 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 pfluid des Reduktionsmittels entscheidend. Entsprechend ist bei dem vorliegenden Förder-Dosiersystem 10 eine Regelung von pfluid auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll vorgesehen, wobei dies z. B. eine entsprechende Variation einer aktuellen Drehzahl der Pumpe 2 erfolgen kann. 1 shows a schematic representation of a conveyor-metering system 10 for a fluid 1 , ie a system for conveying and metering a fluid 1 , according to an embodiment of the invention. In the present case it is the fluid 1 around a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, such as. B. aqueous urea solution. The conveyor dosing system 10 has a pump 2 for the promotion of the present in a fluid container 7th (e.g. a tank) stored reducing agent. Furthermore, the conveyor-metering system includes 10 a metering device 3 in the form of a metering valve that comes with the pump 2 via a pressure line 4th is fluidly connected and via the present the reducing agent in an exhaust tract 9 can be introduced or sprayed. The two arrows in 1 the direction of flow of the exhaust gas in the exhaust tract 9 to mark. To set the corresponding dosing parameters, such as B. amount, spray shape, etc., is - in addition to the design of the metering device 3 itself - especially the one on the metering device 3 applied fluid pressure p fluid of the reducing agent is crucial. The same is true of the present conveyor / metering system 10 a scheme of p fluid to a desired fluid pressure value p should provided, this z. B. a corresponding variation of a current speed of the pump 2 can be done.

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. 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 pfluid des Reduktionsmittels in der Druckleitung 4 zu erfassen und bereitzustellen. Hierbei kann die Regeleinrichtung 5 weiterhin ausgebildet sein, eine Abweichung zwischen pfluid und dem Soll-Fluiddruckwert psoll 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.For this scheme of p fluid can the conveyor-dosing system 10 furthermore a control device 5 include the current fluid pressure p fluid or a corresponding fluid pressure signal (cf. 2 ) is provided, wherein the fluid pressure signal can be both an actual fluid pressure and / or a variable from which the fluid pressure of the reducing agent can be derived. The conveyor-metering system 10 one on the output side of the pump 2 arranged sensor device 6th comprise, which is formed, the fluid pressure p fluid of the reducing agent in the pressure line 4th to record and provide. Here, the control device 5 continue to be designed, a discrepancy between p fluid and the desired fluid pressure value p should to determine and on the basis of the determined deviation between the controlled variable and the reference variable of a manipulated variable (e.g. pump speed) to regulate the reducing agent pressure. In this context, control methods known per se in the prior art, including, for. B. PI control can be used. In addition, the reducing agent pressure can also be regulated via an optional return line to the tank - shown here 6th with a throttle arranged there 8th respectively.

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 2 näher eingegangen werden soll.In connection with the regulation of the fluid pressure p fluid of the reducing agent, it is provided that instead of a setpoint fluid pressure value that is constant over time, which is mostly used in systems of this type p should a dynamic target fluid pressure p should is introduced, which depends on an actuation (z. B. opening and / or closing) of the metering device 3 should be changed. For this purpose, there is a calculation of, preferably continuously p should , with actuations of the metering device 3 a corresponding adjustment of the target fluid pressure value p should trigger, referred to below with reference to 2 should be discussed in more detail.

2 zeigt eine exemplarische Messung des Verlaufs des Fluiddrucks pfluid 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 psoll , während anschließend das dynamische Variieren von psoll deaktiviert wurde und damit ein konstanter Soll-Fluiddruckwert psoll eingestellt ist. Bevor hierbei im Detail auf das konkrete Ändern bzw. Berechnen des Soll-Fluiddruckwerts psoll , im dynamischen Fall eingegangen werden soll, sollen zunächst grundlegende Unterschiede der beiden Regelungsarten herausgestellt werden. 2 shows an exemplary measurement of the course of the fluid pressure p fluid in a conveyor-metering system 10 as a function of time t for various regulations. In the first 16 seconds or so, a PI control takes place using a dynamic setpoint fluid pressure value p should , while the dynamic variation of p should has been deactivated and thus a constant target fluid pressure value p should is set. Before doing this in detail on changing or calculating the target fluid pressure value p should , is to be discussed in the dynamic case, the fundamental differences between the two types of regulation should first be highlighted.

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 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 pfluid , wohingegen das anschließende Schließen der Dosiereinrichtung 3 durch das „Weiterfördern“ der Pumpe 2 einen Anstieg des Fluiddrucks pfluid bewirkt.Looking at the course of the fluid pressure p fluid with the pump running 2 , it redirects after an initially essentially constant curve p 0 (up to approx. 1 s) a plurality of serrated modulations that are associated with the dosing processes that take place here regularly D. stand. The dosing processes D. are thereby through a dosing period T determined, these each in a first period t 1 with the dosing device open 3 and a second period t 2 with closed dosing device 3 subdivide, where in 2 just opening the dosing device 3 is highlighted by the dashes “D”. In the event that doing the metering 3 is opened, ie fluid 1 is withdrawn, this induces a decrease in the fluid pressure due to the withdrawal p fluid , whereas that subsequent closing of the dosing device 3 by "conveying" the pump 2 an increase in fluid pressure p fluid causes.

Im Falle der im rechten Bildbereich von 2 (ab etwa 16 s) dargestellten PI-Regelung über einen konstanten Soll-Fluiddruckwert psoll , 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 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 pfluid näher am Sollwert psoll 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 2 dargestellte, Regelungsverfahren einen anderen Ansatz.In the case of 2 (from about 16 s) shown PI control over a constant target fluid pressure value p should , the PI control attempts the aforementioned fluctuations or modulations by controlling the pump speed accordingly N p compensate what z. B. at the rashes of the in 2 The course of the pump speed is also shown N p is recognizable. In spite of this considerable countermeasures, the regulation can - at least in the case of the present settings used - those caused by the actuation of the metering device 3 induced fluctuations cannot be fully compensated, so that a “more constant” course of p fluid closer to the target value p should actually even stronger control interventions or faster regulation would be necessary. Since this, however, is accompanied by even greater fluctuations ("pulsing") in the pump speed N p which are sometimes perceived as acoustically annoying or the service life of the pump 2 can shorten, pursues this, here in the left image area of 2 The control procedure presented here takes a different approach.

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 target fluid pressure value takes place here p should does not indicate a value that is constant over time, but varies dynamically as a function of an actuation of the metering device 3 . With the exception of a short adaptation phase when the dosing device is opened for the first time 3 (approx. 1 s) takes place here after the dosing device has been opened 3 a decrease in the desired fluid pressure value p should and after closing the metering device 3 an increase in the desired fluid pressure value p should . The system deviation between p fluid and p should are reduced and so a strong variation of the pump speed N p be avoided. This is also shown in the comparison with the constant target fluid pressure value p should , significantly lower fluctuations of N p . This results in a corresponding manner in the case of the dynamic target fluid pressure value p should a smoother running behavior of the pump 2 which in turn causes wear on the pump 2 counteracts.

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 above-described continuous calculation or adaptation of p should depending on an actuation of the metering device 3 z. B. on the basis of linear changes over time p should respectively. So the target fluid pressure value p should with the dosing device open 3 z. To p example of the relationship (t) = p start + t G are calculated 1 × 1, where a fluid pressure pstart starting value estimate, G a (negative) "first" Fluiddruckgradientenschätzer and t is the time from opening of the metering 3 should denote. The fluid pressure gradient estimator is intended to denote a fixed value for the fluid pressure gradient, the fluid pressure gradient being the change in the fluid pressure Δp fluid in a, preferably predetermined, time interval Δt and / or the derivative of the fluid pressure p fluid should describe after the time t.

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.Basically, pstart and G 1 can be fixed, in particular if the system behavior is known or the expected fluctuations are predictable, but preferably a, preferably constant, adjustment of these parameters to the current conditions during operation of the conveyor / metering system 10 respectively. Thus, the first fluid pressure gradient estimator G 1 can be based on a decrease in the fluid pressure, preferably caused by the withdrawal p fluid with the dosing device open 3 be adapted. For this purpose, G 1 z. B. can be determined 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 represents which, taking into account a unitless learning factor η and the deviation between G 1, old and a, preferably currently determined, actual fluid pressure gradient (Gtat) of the fluid pressure p fluid is determined.

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 or previous value also flows into its adaptation here, with a basic estimator for G 1 being able to 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 in an advantageous manner t 1 the dosing device 3 can be adapted with the dosing device open 3 also take place several times (e.g. every 0.1 s). Furthermore, in a preferred embodiment, it can be the actual fluid pressure gradient G tat , ie the, preferably current, change over time in p fluid to be a normalized actual fluid pressure gradient Gtat based on the known time period t 1 with the dosing device open 3 and the known dosing period T about the factor T / (T- t 1 ) is normalized. Correspondingly, in this case the first fluid pressure gradient estimator G 1 can also be referred to as a normalized first fluid pressure gradient estimator G 1 , in which case it is used to calculate the setpoint fluid pressure value p should with the dosing device open 3 a corresponding denormalization should be carried out, i.e. P should (t) = p start + G 1 · t · (T- t 1 ) / T.

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 about the above-mentioned connection the temporal change of p should while the dosing device is open 3 is described after the period of time t 1 the dosing device 3 closed, reducing the fluid pressure p fluid in the pressure line 4th increases again. As mentioned above, this should take place during this period t 2 until the next opening of the dosing device 3 the desired fluid pressure value p should - Based on the target fluid pressure end value p end when closing the metering device 3 - be raised again. This can z. B. via the relationship p should (t) = p end + G 2 · (Tt) can be calculated, where G 2 is to denote a (positive) "second" fluid pressure gradient estimator, which is analogous to G 1 , but to a, preferably pump-related, Increase in fluid pressure p fluid with the dosing device closed 3 is adapted. Alternatively, increasing the desired fluid pressure value can be used p should also take place on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 .

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 po schwanken, wozu pstart basierend auf dem zu erwartenden Druckeinbruch im Intervall t1 als pstart = p0+G1· t1/2 festgesetzt werden kann.In other words, it can be previously based on a decrease in the fluid pressure p fluid determined or adapt fluid pressure gradient estimator G 1 also for an increase in the setpoint fluid pressure value p should be used. This is possible because the original output fluid pressure is generated by the continued delivery of the pump 2 after closing the dosing device 3 can usually be reached again. With different opening and closing times ( t 1 or. t 2 ), however, it is advantageous to take this into account using a corresponding correction factor c 1 = - (Tt 1 ) / T. After t 2 opens the dosing device 3 again and another calculation cycle for p should for the next dosing period T starts. For the most balanced possible adjustment of p should this can fluctuate, preferably symmetrically, around a constant base setpoint fluid pressure value po, for which purpose p start based on the expected pressure drop in the interval t 1 as p start = p 0 + G 1 · t 1 / may be fixed. 2

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 system deviation between p fluid and p should can be reduced, resulting in a strong counter-steering of the pump 2 and thus fluctuations in the operation of the pump 2 can be avoided.

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 Sattelkraftfahrzeug, 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 pfluid des Fluids 1 in der Druckleitung 4 auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll wie vorstehend beschrieben zu regeln. Mit anderen Worten soll ein Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung 3 erfolgen. 3 shows a schematic representation of a motor vehicle 20th with a conveyor-dosing system 10 according to an embodiment of the invention. In the motor vehicle 20th In the present case, it is an articulated vehicle, ie a combination of a tractor unit and a semi-trailer. That in the motor vehicle 20th arranged conveyor-dosing system 10 includes a pump 2 for conveying a fluid 1 as well as a metering device 3 that came with the pump 2 via a pressure line 4th is fluidically connected. Furthermore, the conveyor-metering system comprises 10 a control device 5 which is designed via a control of the pump 2 , preferably via a control of a speed of the pump 2 , a fluid pressure p fluid of the fluid 1 in the pressure line 4th to a desired fluid pressure value p should to be regulated as described above. In other words, changing the target fluid pressure value is intended p should depending on an actuation of the metering device 3 respectively.

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 particular exemplary embodiments, it will be apparent to a person skilled in the art that various changes can be made and equivalents used as replacements without departing from the scope of the invention. Accordingly, it is intended that the invention not be limited to the disclosed embodiments, but that it encompass all embodiments that fall 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.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FluidFluid
22
Pumpepump
33
DosiereinrichtungDosing device
44th
DruckleitungPressure line
55
RegeleinrichtungControl device
66th
SensoreinrichtungSensor device
77th
FluidbehälterFluid container
88th
Drosselthrottle
99
AbgastraktExhaust tract
1010
Förder-Dosiersystem für ein FluidConveyor-dosing system for a fluid
2020th
KraftfahrzeugMotor vehicle
DD.
DosiervorgangDosing process
NpNp
PumpendrehzahlPump speed
p0p0
Basis-Soll-FluiddruckwertBase target fluid pressure value
pfluidplowed
FluiddruckFluid pressure
psollpsoll
Soll-FluiddruckwertTarget fluid pressure value
TT
DosierperiodeDosing period
t1t1
Erster ZeitraumFirst period
t2t2
Zweiter ZeitraumSecond period

Claims (15)

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 pfluid des Fluids (1) in der Druckleitung (4) auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt wird; gekennzeichnet durch ein Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll in Abhängigkeit einer Betätigung der Dosiereinrichtung (3).Method for operating a feed-metering system (10) for a fluid (1), preferably a feed-metering system (10) for a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, wherein the feed-metering system (10) has a pump (2) for pumping the fluid (1 ) and a metering device (3) which is fluidically connected to the pump (2) via a pressure line (4); and wherein via the pump (2), preferably via a speed variation of the pump (2), a fluid pressure p fluid of the fluid (1) in the pressure line (4) is regulated to a setpoint fluid pressure value p setpoint; characterized by changing the setpoint fluid pressure value p soll as a function of actuation of the metering device (3). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern ein Absenken des Soll-Fluiddruckwerts psoll nach einem Öffnen der Dosiereinrichtung (3) und/oder ein Anheben des Soll-Fluiddruckwerts psoll nach einem Schließen der Dosiereinrichtung (3) umfasst.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the changing comprises lowering the target fluid pressure value p soll after opening the metering device (3) and / or increasing the target fluid pressure value p soll after closing the metering device (3). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern auf Basis einer, vorzugsweise entnahmebedingten, Änderungsgeschwindigkeit des Fluiddrucks pfluid in der Druckleitung (4) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the change takes place on the basis of a rate of change of the fluid pressure p fluid in the pressure line (4), which is preferably caused by withdrawal. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Adaptieren eines ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1 an ein, vorzugsweise entnahmebedinges, Absinken des Fluiddrucks pfluid bei geöffneter Dosiereinrichtung (3) und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des ersten Fluiddruckgradientenschätzers G1.Method according to one of the preceding claims, characterized by adapting a first fluid pressure gradient estimator G 1 to a, preferably withdrawal-related, lowering of the fluid pressure p fluid with the metering device (3) open and changing the setpoint fluid pressure value p soll on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 . Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Adaptieren während einer vorbestimmten Öffnungsdauer der Dosiereinrichtung (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 G1 erfolgt, vorzugsweise zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems (10).Procedure according to Claim 4 , characterized in , a) that the adaptation takes place several times during a predetermined opening period of the metering device (3); and / or b) that the adapting comprises normalizing the withdrawal-related decrease with respect to a predetermined dosing period T; and / or c) that a plausibility check of the first fluid pressure gradient estimator G 1 takes place, preferably to check the functionality of the delivery / metering system (10). Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass 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 umfasst.Procedure according to Claim 4 or 5 , characterized in that changing the setpoint fluid pressure value p soll comprises both a lowering of the setpoint fluid pressure value p soll on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 and an increase in the setpoint fluid pressure value p soll on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 . Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Adaptieren eines zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2 an einen, vorzugsweise pumpenbedingten, Anstieg des Fluiddrucks pfluid bei geschlossener Dosiereinrichtung (3) und Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2,Method according to one of the preceding claims, characterized by adapting a second fluid pressure gradient estimator G 2 to a, preferably pump-related, increase in the fluid pressure p fluid with the metering device (3) closed and changing the setpoint fluid pressure value p soll on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 2 , Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Plausibilisieren des zweiten Fluiddruckgradientenschätzers G2, vorzugsweise zur Überprüfung einer Funktionsfähigkeit des Förder-Dosiersystems (10).Procedure according to Claim 7 , characterized by a plausibility check of the second fluid pressure gradient estimator G 2 , preferably to check the functionality of the delivery / metering system (10). Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, falls rückbezogen auf Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass 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 umfasst.Procedure according to Claim 7 or 8th if referenced back to Claim 4 or 5 , characterized in that changing the target fluid pressure value p soll comprises lowering the target fluid pressure value p soll on the basis of the first fluid pressure gradient estimator G 1 and increasing the target fluid pressure value p soll on the basis of the second fluid pressure gradient estimator G 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Adaptieren bei geregeltem Fluiddruck pfluid und/oder während eines Betriebs 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 Dosiervorgang der Dosiereinrichtung (3) umfasst; und/oder c) dass das Adaptieren über einen veränderbaren Lernfaktor η beeinflussbar ist.Method according to one of the Claims 5 to 9 , characterized in , a) that the adaptation takes place with a regulated fluid pressure p fluid and / or during operation of the pump (2); and / or b) that the adaptation comprises a first adaptation in a first metering process of the metering device (3) and at least a second adaptation in a second metering process of the metering device (3); and / or c) that the adaptation can be influenced via a variable learning factor η. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Fluiddruckwert psoll um einen konstanten Basis-Soll-Fluiddruckwert p0, vorzugsweise symmetrisch und/oder alternierend, schwankt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint fluid pressure value p soll fluctuates around a constant base setpoint fluid pressure value p 0 , preferably symmetrically and / or alternately. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Soll-Fluiddruckwerts psoll auf Basis eines zeitlich linearen Modells erfolgt; und/oder der Soll-Fluiddruckwert psoll zeitlich eine abschnittsweise lineare Funktion beschreibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint fluid pressure value p soll is changed on the basis of a model that is linear over time; and / or the setpoint fluid pressure value p is to describe a linear function in terms of time. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Fluiddruck pfluid des Fluids (1) über eine Drehzahlvariation der Pumpe (2) auf einen Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt wird; und/oder b) dass der Fluiddruck pfluid des Fluids (1) mittels PI-Regelung auf den Soll-Fluiddruckwert psoll geregelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a) the fluid pressure p fluid of the fluid (1) is regulated to a setpoint fluid pressure value p soll via a speed variation of the pump (2); and / or b) that the fluid pressure p fluid of the fluid (1) is regulated to the target fluid pressure value p soll by means of PI regulation. 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) fluidisch 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 Fluiddruck pfluid des Fluids (1) in der Druckleitung (4) gemäß einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 13 zu regeln.Feed-metering system (10) for a fluid (1), preferably a feed-metering system (10) for a reducing agent for exhaust gas aftertreatment, comprising a) a pump (2) for pumping the fluid (1); b) a metering device (3) which is fluidically connected to the pump (2) via a pressure line (4); and c) a regulating device (5) which is designed via a control of the pump (2), preferably via a control of a speed of the pump (2), a fluid pressure p fluid of the fluid (1) in the pressure line (4) according to a method of Claims 1 to 13th to regulate. Kraftfahrzeug (20), vorzugsweise Nutzfahrzeug, aufweisend ein Förder-Dosiersystem (10) nach Anspruch 14.Motor vehicle (20), preferably a commercial vehicle, having a conveyor / metering system (10) Claim 14 .
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