DE3128238C2

DE3128238C2 - Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der eingespritzten Kraftstoffmenge

Info

Publication number: DE3128238C2
Application number: DE3128238A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 4060 Viersen Baumgartner; Eckehart Dipl.-Ing. 4050 Mönchengladbach Schmitz; Rainer Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Südbeck
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1986-11-06
Also published as: FR2509855A1; DE3128238A1; GB2104157A; GB2104157B; FR2509855B1; IT8248813A0; IT1148356B

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zum Bestimmen der mittels einer über eine Nockenwelle angetriebenen Kolben-Einspritzpumpe für selbstzündende Brennkraftmaschinen eingespritzten Kraftstoffmenge werden die im auslaßseitigen Druckstrang der Einspritzpumpe während des einspritzwirksamen Förderhubes auftretenden Druckimpulse bezüglich ihrer Impulsdauer und ihrer Impulsabstände direkt oder indirekt erfaßt. Jedem Wertepaar dieser Größen kann über eine bekannte Pumpenhubkurve ein bestimmter Einspritzhub bzw. eine bestimmte Einspritzmenge je Arbeitskraft pumpenspezifisch zugeordnet und abgespeichert sowie bei Bedarf abgerufen werden. Diese taktbezogene Einspritzmenge kann benutzt werden, um ggfs. unter Zuhilfenahme weiterer Größen, wie der aus den Impulsabständen herleitbaren Drehzahl oder eines Geschwindigkeitssignals, den zeitbezogenen oder streckenbezogenen, evtl. zeitlich gemittelten, Kraftstoffverbrauch oder auch den Gesamtverbrauch zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen der bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mittels einer über eine Nockenwelle angetriebenen Kolben-Einspritzpumpe pingespritzten Kraftstoffmenge.
Zum Bestimmen der eingespritzten Kraftstoffmenge bzw. des Kraftstoffverbrauchs ist es grundsätzlich möglich, eine Durchflußmengenmessung durchzuführen. Diese ist jedoch insbesondere bei Diesel-Einspritzsystemen nachteilig und ungenau, da zwei Durchflußmengenmessungen für die Vorlaufmenge sowie die Rücklaufmenge und eine anschließende Differenzbildung durchgeführt werden nassen. Da bei Dieselsystemen besonders große Rücklaufmengen vorliegen, führt dieses Meßverfahren zu relativ ungenauen Ergebnissen.
Über Nockenwellen angetriebene Kolben-Einspritzpumpen für selbstzündende Brennkraftmaschinen haben im allgemeinen einen stets konstanten Kolbenhub und einen von der jeweiligen Kolbendrehposition abhängigen wirksamen Förderhub. Diese Drehposition bzw. der Förderhub ist mittels einer Regelstange veränderbar. Je nach Lage der Steuerkante eines Pumpenkolbens der Einspritzpumpe fällt der Beginn oder das Ende des Förderhubes mit einer bestimmten Stellung der antreibenden Nockenwelle zusamn^n, während das Ende bzw. der Anfang des Förderhubes entsprechend der Stellung der Regelstange variabel ist Grundsätzlich wäre es daher möglich, die Größe des jeweils wirksamen Förderhubes durch Eingriff in die Einspritzpumpe zu erfassen, indem die jeweilige Stellung der Regelstange beispielsweise mittels eines Potentiometers erfaßt wird.

Das DE-GM 18 61 307 beschreibt eine Vorrichtung zum Prüfen der Spritzverstellung. Dabei werden Druckimpulse eines zeitlichen Kraftstoffdruckverlaufs erfaßt und zur Steuerung eines Stroboskops durch Triggerung desselben während des Einspritzvorgangs benutzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der genannten Art so zu gestalten, daß mit relativ einfachen Maßnahmen, ohne Eingriff in die Einspritzpumpe und unabhängig vom Regel- und/oder Funktionsprinzip derselben ein genaues Bestimmen der Einspritzmenge je Arbeitstakt möglich ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei -einem Verfahren der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Ermittlung des Wertepaares der Einspritzdauer Te und der Periodendauer 7>je Arbeitstakt der Einspritzpumpe die Druckimpulse des zeitüchen Brennstoffdruckverlaufs hinter dem Auslaß der Einspritzpumpe direkt oder indirekt meßtechnisch erfaßt werden, daß jedem der so gebildcten Wertepaare in einer zentralen Speichereinheit, wie einem Mikroprozessor mit angeschlossenem ROM-Speicher, die Einspritzmenge je Arbeitstakt entsprechend den abgespeicherten pumpenspezifischen Kenn-

größen zugeordnet ist und daß die so ermittelte Einspritzmengen-Kenngröße zur Anzeige des Brennstoffverbrauchs oder als Motorsteuergröße benutzt wird Somit wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Tatsache ausgenutzt, daß in der Förderleitung bzw. im Druckstrang der Einspritzpumpe zwischen dieser und der nachgeschalteten Einspritzdöse während des wirksamen Förderhubes der Einspritzpumpe ein impulsförmiger Druckanstieg über einen geeignet gewählten Schwelldruck auftritt. Während dieses Druckimpulses sind der Rücklauf von der Einspritzdüse zum Kraftstofftank gesperrt und eine kalibrierte Düsenöffnung der Einspritzdüse freigegeben. Der Druckanstieg ergibt sich dadurch, daß der Kraftstoff durch die kalibrierte Düsenöffnung gepreßt und in den Arbeitsraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Da sich die Impulsbzw. Einpritzdauer zur Impuls- bzw. Periodendauer wie der Einspritzwinkel zwischen dem Beginn sowie dem Ende des wirksamen Förderhubes zum Gesamtwinkel einer Nockenwellenumdrehung der Kolben-Einspritzpumpe verhält, !äßt sich über die aus den Drackimpu!- sen erhaltenen Werte der Einspritzdauer wwie der Periodendauer und mittels der für jede Einspritzpumpe bekannten Förderhubkurve sowie der jeweiligen Pumpenkolbenfläche das wirksame Fördervolumen bzw. die Einspritzmenge je Arbeitstakt bestimmen. Da ausschließlich die Druckzustände bzw. hiervon abgeleitete Größen hinter der Einspritzpumpe berücksichtigt werden, kann der Meßvorgang in sehr einfacher Weise und ohne jeglichen Eingriff in die Einspritzpumpe durchgeführt werden.

Vorzugsweise werden die Druckimpulse in der auslaßseitigen Förderleitung der Einspritzpumpe direkt erfaßt. Stattdessen ist es jedoch grundsätzlich auch möglich, daß die Druckimpulse durch Bestimmen von Durchmesser- und/oder Längenänderungen der auslaßseiligen Förderleitung der Einspritzpumpe oder durch Bestimmen der Öffnungsvorgänge einer der Einspritzpumpe nachgeschalteten, mit einem in Schließrichtung vorgespannten Schließkörper versehenen Einspritzdüse indirekt erfaßt werden. In allen diesen Fällen lassen sich die Einspritzdauer und die Einspritzperiodendauer aus den Druckimpulsen hinreichend genau ableiten.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ferner eine Einrichtung der genannten Art erfindungsgemaß durch einen an ein Einspritzsystem hinter dessen Einspritzpumpe anzuschließenden Sensor zum Erzeugen von den auslaßseiligen Kraftstoff-Druckimpulsen der Einspritzpumpe direkt oder indirekt entsprechenden ersten Signalen, ferner durch Mittel zum Erzeugen von der jeweiligen EinsDritzdauer Te sowie Periodendauer 7>je Arbeitstakt entsprechenden zweiten Signalen aus den ersten Signalen und durch eine zentrale Speicher-Rechner-Einheit aus, wie einen Mikroprozessor mit angeschlossenem ROM-Speicher, die bzw. der aus den zweiten Signalen und abgespeicherten pumpenspezifischen Kenngrößen die Einspritzmengen pro Arbeitstakt und/oder die Einspritzmengen pro Zeiteinheit als, gegebenenfalls zeitlich gemittelt, dritte Signale bestimmt. Eine solche Einrichtung ist ausgesprochen einfach sowie preiswert und ermöglicht ohne Eingriff in die Einspritzpumpe ein sehr genaues Erfassen der jeweiligen Einspritzmengen unter Zuhilfnahme nur eines hinter der Einspritzpumpe anzuschließenden Sensors. Während die Speicher-Rechner-Einheit grundsätzlich weitgehend beliebig aufgebaut sein kann, ist die Verwendung eines Mikroprozessors mit angeschlossenem ROM-Speicher besonders vorteilhaft und preiswert.

Mit derartigen elektronischen Bauteilen lassen sich die notwendigen Daten in großem Umfang, sehr schnell und genau bei kleinstem Raumbedarf zuverlässig verarbeiten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Drucksensor mit der auslaßseitigen Förderleitung der Einspritzpumpe verbunden. Dadurch können die Druckschwankungen direkt und schnell erfaßt werden.

Stattdessen kann auch ein mit der auslaßseitigen Förderleitung der Einspritzpumpe verbundener Dehnungsmeßstreifen benutzt werden, der die Druckimpulse durch Erfassen von Durchmesser- und/odei Längenänderungen der Förderleitung indirekt bestimmt. Bei einer weiteren indirekt arbeitenden Meßeinrichtung wird vorteilhaft ein Wegsensor zum Erfassen der Öffnungsbewegung eines in Schließrichtung vorgespannten Schließkörpers einer der Einspritzpumpe nachgeschalteten Einspritzdüse benutzt In diesem Zusammenhang kann ein. induktiver arbeitender Wegsensor eingeset'ü werden. Der Schließkörper der h .-kannten Einspritzdüsen wird durch den sich während ίΐε·; wirkHamen Förderhubes der Einspritzpumpe aufbauenden Druck in Öffnungsrichtung bewegt, so daß die Bewegung des Schließkörpers ebenfalls zur Bestimmung der Druckimpulse- herangezogen werden kann. Bei induktiver Arbeitsweise des Wegsensors werden !mechanische Reibungseinflüsse sowie Abnutzungserscheinungen vollständig vermieden.

In weiterer Ausgestaltung ist es bevorzugt, einen an eine Getriebeausgangswelle angekoppelten 5>ensor zum Erzeugen von geschwindigkeitsproportionalen Signalen und durch hierauf ansprechende Mittel, wie die zentrale Speicher-Rechner-Einheit selbst, zum Umrechnen der Einspritzmenge pro Zeiteinheit in einen streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch zu benutzen. Dadurch ergibt cf»h

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i vielseitigen Bestimmen aller erwünschter Kraftstoffverbrauchsdaten.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiele naiver erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einem Zeitdiagramm den zeitlichen Druckverlauf des Kraftstoffs im auslaßseitigen Druckstrang der Einspritzpumpe,

F i g. 2 in einem Diagramm die Abhängigkeit der Hubkurve der Kolben-Einspritzpumpe von dem Drehwinkel der antreibenden Nockenwelle,

Fig.3 in einer schematischen Gesamtansicht eine Ausfübrungsform einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

F i g. 4 in einem Blockschaltbild eine bei der erfj_ndungsgemäßen Einrichtung verwendbare Auswerteschill ung und

F i g. 5 in einer schematischen Teilansicht einen Wegsensor zum indirekten Erfassen von Druck; jnpulsen.

Beim Drehen der Nockenwelle einer Kolben-Einspritzpumpe, also beim zeitlichen Verändern; des Nokkenwellen-Wirjkels φ, ändert sich der tatsächliche Hub h des Pumpenkolbens beispielsweise gemäß der in F i g. 2 dargestellten Hubkurve zwischen nicht näher bezeichneten Minimal- sowie Maximalwerten. Der fcigentliche Förderhub beginnt stets bei einem bestimmten Nocke.iwellen-Winkel φο und endet je nach gewünschter Leistungsabgabe des Motors, zum Beispiel in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrpedalstellung, bei einem variablen Nockenwellen-Winkel φ\. Demnach erfolgt die wirksame Kraftstofförderung im Bereich des Einspritzwinkels ψΕ- Je nach Drehposition des Pumpenkolbens,

die durch eine Regelstange eingestellt und beispielsw8ise durch die Fahrpedalstellung gesteuert werden kann, ist der wirksame Einspritzwinkel φε kleiner oder größer.

Die Darstellung aus F i g. 2 gilt für eine Einspritzpumpe, bei der der Pumpenkolben eine untenliegende Steuerkante hat, wodurch der Kraftstoff-Rücklauf der Einspritzpumpe nach dem Schließen bei φο in Abhängigkeit von der Drehstellung des Pumpenkolbens variabel bei φ\ geöffnet wird. Im Falle einer Einspritzpumpe mit obenlieg8nder Steuerkante des Pumpenkolbens treten umgekehrte Verhältnisse auf, so daß der Kraftstoff-Rücklauf der Einspritzpumpe in Abhängigkeit von der Kolbendrehung bei einem variablen φο geschlossen und bei einem festen φι wieder geöffnet wird.

Wie es aus F i g. 2 ersichtlich ist, führt der Pumpenkolben während des Einspritzwinkels φε einen wirksamen Förderhub Ηε aus, der sich aus der Differenz zwischen ατά variablen .~3x:ms!en mud «., sm t:r;3pr;izcr;Gc uns dem festen minimalen Hub Ho am Einspritzanfang ergibt. Ein solcher Einspritzhub Ηε tritt während jeder Periode φρ des Nockenwelten-Winkels einmal auf. Dieser Winkel φρ wird zwischen zwei festen Anfangs- oder Endpunkten der aufeinanderfolgenden Förderhubphasen gemessen, im vorliegenden Fall jeweils zwischen den Anfängen zweier aufeinanderfolgender Förderhubphasen.

Während der Förderhubphasen der Einspritzpumpe ist deren Kraftstoffrücklauf geschlossen, so daß der Kraftstoff in die auslaßseitige Förderleitung gelangt, um aus dieser über eine kalibrierte Einspritzdüse eingespritzt zu werden. Deshalb baut sich in der Förderleitung während der wirksamen Förderhubphasen ein Überdruck auf, wie es in F i g. 1 dargestellt ist. Der Druckverlauf p(t) zeigt immer dann über einen Schwelldruck ps ansteigende Druckimpulse, wenn die wirksame Förderhubphase der Einspritzpumpe vorliegt. Gemäß F i g. 1 erfolgt der Beginn des Druckimpulses zum Zeitpunkt ίο, und der Druckimpuls endet nach einer variablen Einspritzdauer Τε zum Zeitpunkt i|. Demnach fallen die Zeiten to und fi mit dem Auftreten der Nockenweilen-Winkel φο und φ\ zusammen. Entsprechend der periodischen Hubkurve aus Fig.2 mit dem periodischen Nockenwellen-Winkel φρ treten die Druckimpulse ebenfalls periodisch mit der Periodendauer Tp auf. Diese wird bei Verwendung einer Einspritzpumpe mit jeweils festliegend8m Einspritzbeginn bei φο zwischen den anfänglichen bzw. ansteigenden Impulsflanken zweier aufeinanderfolgender Druckimpulse gemessen. Bei Verwendung einer Einspritzpumpe mit festliegen- azm Einspritzende bei φ\ erfolgt die Messung der Periodendauer Tp zwischen den endseitigen bzw. abfallenden Flanken aufeinanderfolgender Druckimpulse, wie es in F i g. 1 durch einen gestrichelten Doppelpfeil dargestellt ist

Die pro Arbeitstakt der Einspritzpumpe eingespritzte Kraftstoffmenge ergibt sich aus dem Produkt der Pumpenkolbenfläche und dem wirksamen Förder- bzw. Einspritzhub H_E. Dieses gilt für alle Kolben-Einspritzpumpen mit unten- oder obenliegender Steuerkante des Pumpenkolbens.

Demnach können aus den Druckimpulsen im Druckstrang hinter der Einspritzpumpe für jeden Arbeitstakt die Einspritzdauer Τε und die Periodendauer Tp bestimmt werden. Zwischen diesen Werten und den Nokkenwellen-Winkeln besteht folgender Zusammenhang:

JL = JL.

9>p ¹Pt

Hieraus ergibt sich der Einspritzwinkel zu

T Ve = ψρ· -~r-

¹P

Da der periodische Nockenwellen-Winkel <pp bekannt ist und beispielsweise 360° beträgt, kann mit dem ermittelten Verhältnis Τε/Τρder Einspritzwinkel ^ermittelt werden. Da andererseits der Einspritzbeginn bei φο festliegt, ergibt sich aus der pumpenspezifischen Hubkurvc h mit dem ermittelten φε ein bestimmter Einspritzhub Ηε, dem über eine bestimmte Pumpenkolbenfläche eine bestimmte Einspritzmenge pro Arbeitstakt zugeordnet ist. Es ist demnach möglich, jedem Verhältnis 7yT/'eine bestimmte Einspritzmenge pro Arbeitstakt zuzuordnen. Gleichzeitig kann aus der ermittelten Periodendauer 7> durch Bilden des Reziprokwertes die Drehzahl η be-

Gemäß Fig.3 ist ein Kraftstofftank 10 über eine Saugleitung 12 mit einer Vorförderpumpe 14 verbunden, deren auslaßseitige Druckleitung 16 über einen Kraftstoffilter 18 an eine Saugleitung 20 einer Einspritzpumpe 22 angeschlossen ist. Die auslaßseitige Druckbzw. Förderleitung 24 der Einspritzpumpe 22 ist mit einem Drucksensor 26 mit einer Signalleitung 28 versehen und führt zum Einlaß einer bekannten Einspritzdüse 30, die ihrerseits den Kraftstoff während des wirksamen Förderhubes der Einspritzpumpe 22 in den Arbeitsraum einer selbstzündenden Brennkraftmaschine 34 einspritzt Eine Kraftstoff-Rücklaufleitung 36 verbindet die Einspritzdüse 30 mit dem Kraftstofftank 10.

Die Einspritzdüse 30 enthält in bekannter, nicht dargestellter Weise eine unter Federvorspannung stehenden, beweglichen Schließkörper, der während des wirksamen Förderhubes bzw. des Einspritzhubes /feder Einspritzpumpe 22 eine kalibrierte Düsenöffnung freigibt und die Rücklaufleitung 36 verschließt. Für den Fall, daß der bewegliche Schließkörper mit einem dessen Öffnungsbewegung erfassenden Wegsensor beispielsweise induktiv gekoppelt ist kann auf den Drucksensor 26 mit der Signalleitung 28 verzichtet werden, und es wird stattdessen eine mit dem Wegsensor verbundene sowie in F i g. 3 gestrichelt dargestellte Signalleitung 32 benutzt In jedem Falle repräsentieren die elektrischen Signale an der Signalleitung 28 oder 32 die in F i g. 1 dargestellten Druckimpulse.

Die ermittelten Druckimpulse werden einer zentralen Speicher-Rechner-Einheit 38 eingegeben, die hieraus die Einspritzdauer Τε und die Periodendauer Tp bestimmt In der bereits geschilderten Weise kann daraus der Einspritzwinkel φ_Ε berechnet werden, der seinerseits über abgespeicherte Funktionswerte der Hubkurve eine Ermittlung des jeweiligen Einspritzhubes /feund damit der Einspritzmenge pro Arbeitstakt ermöglicht Auf einem Anzeigeinstrument 40 kann beispielsweise die Einspritzmenge pro Arbeitstakt, die Einspritzmenge pro Zeiteinheil oder die bisher insgesamt eingespritzte Kraftstoffmenge angezeigt werden. Desgleichen ist über das Anzeigeinstrument 40 oder ein weiteres entsprechenden Instrument eine Anzeige der Drehzahl η als Reziprokwert der Periodendauer Tp möglich.

Wenn es erwünscht ist können in der zentralen Speicher-Rechner-Einheit auch weitere Betriebsparameter A berücksichtigt werden, wie beispielsweise ein Temperatur- und/oder Drucksignal. Außerdem können das oder die Ausgangssignale der Speicher-Rechner-Einheit 38 einer zusätzlichen Signalverarbeitungseinrichtung 42 zugeleitet werden, die beispielsweise ein Ausgangssi-

gnal B für Motorsteuerungszwecke oder dergleichen mehr erzeugt.

Für eine streckenbezogene Verbrauchsanzeige eines von der selbstziindenden Brennkraftmaschine 34 angetriebenen Fahrzeugs ist es erforderlich, der zentralen s Speicher-Rechner-Einheit 38 ein geschwindigkeitsproportionales Signal zuzuleiten. Zu diesem Zweck kann an eine <victriebeausgangswelle 44 der Maschine ein Drehsensor 46 angekoppelt sein, der der zentralen Speicher-Rechner-Einheit 33 über eine Signalleitung 48 ein geschwindigkeitsproportionales Signal zulu!et. Durch Bilden des Quotienten zwischen der pro Zeiteinzeit eingespritzten Kraftstoffmenge und der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit kann der momentane Streckenverbrauch ermittelt und angezeigt werden. is

Fig.4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform für die zentrale Speicher-Rechner-Einheit 38 aus Fig. 3. Das Drucksignal p(t) aus Fig. 1 wird in einem Sensor 50 in Λ-.«ιiitTuiutx.uK.1 uiigjjlgiiuiv. /»£ uiiu ■*"*/* ui ■ tgl. WuHuw ti die eine nachgeschaltete Zählereinheit 52 dazu veranlassen, ausgangsseitig Zählsignale Ne and Np zu erzeugen, die der Einspritzdauer Tf und der Periodendauer Tp entsprechen. Diese Zählsignale werden einem Mikroprozessor 54 zugeführt, der mit einem ROM-Speicher 56 gekoppelt ist. Während der Mikroprozessor verschiedene Umrechnungsvorgänge durchführen kann, wie beispielsweise eine Bestimmung der Drehzahl η aus dem Zählsignal Np bzw. der Periodendauer Tp, sind im ROM-Speicher 56 Funktionszusammenhänge zwischen der jeweiligen Einspritzmenge Ve und den Größen Te sov, ,e Tp sowie gegebenenfalls η pumpenspezifisch abgespeichert. Nach dem Abfragen des ROM-Speichers 56 kann der Mikroprozessor 54 ausgangsseitig die jeweilige Einspritzmenge Vf als elektrisches Signal abgeben, wobei im vorliegenden Fall auch die Drehzahl η als elektrisches Signal zur Verfügung gestellt wird. Die Einspritzmenge Vf kann wiederum takt-, zeit- oder strekkenbezogen sowie gegebenenfalls zeitlich gemittelt sein, wobei mit /dem Prozessor eine Information über die Gesamtübersetzung zwischen Motordrehzahl und Raddrehzah! zugeleitet wird. Außerdem kann der Kraftstoff-Gesamtverbrauch angegeben werden. Je nach Anwendungsfall müssen oder können weitere Parameter in den Mikroprozessor 54 eingegeben und gegebenenfalls im Kennfeld des ROM-Speichers 56 berücksichtigt sein.

Statt einer Abspeicherung von verschiedenen Wertepaaren Tf sowie Tp entsprechenden Einspritzmengen ist es grundsätzlich auch möglich, aus einer abgespeicherten Hubfunktion Λ mittels der Größen Te, 7>den Einspritzhub He und hieraus über die Pumpkolbenfläche die Einspritzmenge Vf zu berechnen.

In F i g. 5 ist andeutungsweise dargestellt, daß die Einspritzdüse 30 aus Fig.3 im Inneren einen als bewegliche Düsennadel ausgebildeten Schließkörper 58 enthält, der mittels einer Schließfeder 60 in Schließrichtung einer nicht dargestellten Düsenöffnung vorgespannt ist, die in den Motorraum der Brennkraftmaschine 34 mündet Es sei angenommen, daß sich der Schließkörer 58 in dem dargestellten Fall in seiner unteren, die Düsenöffnung verschließenden Position befindet Zu Beginn des wirksamen Förderhubes der Einspritzpumpe 22 wird durch den in die Einspritzdüse 30 eingepreßten Kraftstoff auf den Schließkörper 58 eine in Pfeilrichtung C nach oben wirkende Kraft ausgeübt so daß der Schließkörper 58 entgegen der Vorspannung der Schließfeder 60 unter Freigabe der Düsenöffnung nach oben bewegt wird. Dadurch kann der Kraftstoff über die Düsenöffnung in die Brennkraftmaschine 34 eingespritzt werden.

Am Ende des wirksamen Förder- bzw. Einspritzhubes der Einspritzpumpe 22 drückt die Schließfeder 60 die Düsennadel bzw. den Schlicßkörpcr 58 wieder nach unten, damit die Düsenöffnung in den übrigen Zeiten verschlossen bluibt und VerbriMinungsrückwirkungen vermieden werden. Zum öffnen des Schließkörpers 58 ist ein gewisser Mindestdruck erforderlich, der jedoch kleiner als der Kraftstoff-Arbeitsdruck ist, welcher sich durch das Hindurchpressen des Kraftstoffs durch die kalibrierte Düsenöffnung ergibt. Die in Pfeilrichtung C erfolgende Öffnungsbewegung der Düsennadel bzw. des Schließkörpers 58 erfolgt im wesentlichen gleichzeitig mit dem Auftreten der Druckimpulse aus Fig. 1. Diese können somit auch durch Erfassen der Öffnungsbewegungen des Schließkörpers 58 bestimmt werden. Zu diesem Zweck ist es möglich, der rückwärtigen Stirnseite des Schließkörpers 58 innerhalb der Schließfeder 60 eine einen Eisenkern 64 umgebende, stationäre, elek-

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stand so zuzuordnen, daß sich zwischen der stationären Stirnseite des Eisenkerns 64 und der beweglichen Stirnseite des Schließkörpers 58 ein variabler Abstand einstellt, der maximal gleich Si und minimal gleich S? ist. Durch diesen variablen Abstand bzw. Spalt ändert sich die Induktivität der elektrischen Spule 62, die somit bei geeigneter elektrischer Versorgung den Öffnungsbewegungen des Schließkörpers 58 und somit den Druckimpulsen aus Fi g. 1 entsprechende elektrische Impulse erzeugen kann.

Grundsätzlich könnten die Öffnungsbewegungen des als Düsennadel ausgebildeten Schließkörpers 58 der Einspritzdüse 30 auch in anderer Weise erfaßt werden, beispielsweise kapazitiv oder optisch. Auch lassen sich Dehnungsmeßstreifen benutzen, um beispielsweise Durchmesser- oder Längenänderungen der Förderleitung 24 infolge der Druckimpulse zu bestimmen.

Die Druckimpulse oder hiervon abgeleitete Größen sind lediglich qualitativ bezüglich ihres Impulsanfangs und ihres Impulsendes zu erfassen, um hieraus die Einspritzdauer Ti- und die Feriodendauer Tp bestimmen zv können. Dagegen ist die absolute Größe der Druckimpulse, die sich von Fall zu Fall sehr unterscheiden kann, für die Bestimmung der Einspritzmenge nach dem vorliegenden Verfahren völlig belanglos. Insoweit ist es relativ einfach möglich, die Einspritzmenge je Arbeitstakt sehr genau, schnell und zuverlässig zu bestimmen.

Bei den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich lediglich um Ausführungsbeispiele, die vielfältig abgewandelt werden können. Wichtig ist dabei, daß ohne Eingriff in die Einspritzpumpe hinter derselben in ihrem Druckstrang die im Betrieb auftretenden Druckimpulse direkt oder indirekt erfaßt werden, um hieraus die Impulsdauer als Einspritzdauer Tf und den Impulsabstand als Periodendauer Tp bestimmen zu können, damit unter Zuhilfenahme eines abgespeicherten pumpenspezifischen Kennfeides die jeweiligen Einspritzmenge festgestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Methode ist ausgesprochen einfach und läßt sich ohne besonderen baulichen Aufwand auch nachträglich bei bereits bestehenden Einspritzsystemen berücksichtigen. Die zu ergreifenden Einzelmaßnahmen sind vielfältig veränderbar und in weitem Rahmen an die jeweiligen Betriebserfordernisse anzupassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mittels einer über eine Nockenwelle angetriebenen Kolben-Einspritzpumpe eingespritzten Kraftstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Wertepaares der Einspritzdauer Te und der Periodendauer Tp je Arbeitstakt der Einspritzpumpe die Druckimpulse des zeitüchen Brennstoffdruckverlaufs hinter dem Auslaß der Einspritzpumpe direkt oder indirekt meßtechnisch erfaßt werden, daß jedem der so gebildeten Wertepaare in einer zentralen Speichereinheit, wie einem Mikroprozessor mit angeschlossenem ROM-Speicher, die Einspritzmenge je Arbeitstakt entsprechend den abgespeicherten pumpenspezifischen Kenngrößen zugeordnet ist und daß die so ermittelte Einspritzmengen-Kenngröße zvsT Anzeige des Brennstoffverbrauchs oder als Motorsteuergröße benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckimpulse in der auslaßseitigen Förderleitung der Einspritzpumpe direkt erfaßt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckimpulse durch Bestimmen von Durchmesser- und/oder Längenänderungen der auslaßseitigen Förderleitung der Einspritzpumpe oder durch Bestimmen der Öffnungsvorgänge einer der Einspritzpumpe nachgeschalteten, mit einem in Schließrichtung vorgespannten Schließkörper versehenen Einspritzdüse indirekt erfaßt werden.

4. Verfahren nach Ansprui ι 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wertepaar TeITpbestimmt wird.

5. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen an ein Einspritzsystem hinter dessen Einspritzpumpe (22) anzuschließenden Sensor (26; 50; 62, 64, 66) zum Erzeugen von den auslaßseitigen Kraftstoff-Druckimpulsen der Einspritzpumpe (22) direkt oder indirekt entsprechenden ersten Signalen, durch Mittel (52) zum Erzeugen von der jeweiligen Einspritzdauer Te sowie Periodendauer Tp je Arbeitstakt entsprechenden zweiten Signalen aus den ersten Signalen und durch eine zentrale Speicher-Rechner-Einheit (38), wie einen Mikroprozessor (54) mit angeschlossenem ROM-Speicher (56), die bzw. der aus den zweiten Signalen und abgespeicherten pumpenspezifischen Kenngrößen die Einspritzmengen pro Arbeitstakt und/oder die Einspritzmengen pro Zeiteinheit als, gegebenenfalls zeitlich gemittelte, dritte Signale (Ve) bestimmt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen mit der auslaßseitigen Förderleitung (24) der Einspritzpumpe (22) verbundenen Drucksensor (26).

7. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen mit der auslaßseitigen Förderleitung (24) der Einspritzpumpe (22) verbundenen Dehnungsmeßstreifen.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Wegsensor (62,64,66) zum Erfassen der Öffnungsbewegung eines in Schließrichtung vorgespannten Schließkörpers (58) einer der Einspritzpumpe (22) nachgeschalleten Einspritzdüse(30).

9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet

durch einen induktiv arbeitenden Wegsensor (62,64, 66).

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch einen an eine Getriebeausgangswelle (44) angekoppelten Sensor (46) zum Erzeugen von geschwindigkeitsproportionalen Signalen und durch hierauf ansprechende Mittel, wie die zentrale Speicher-Rechi .er-Einheit (38) selbst zum Umrechnen der Einspritzmenge pro Zeiteinheit in einen streckenbezogenen Kraftstoffverbrauch.