DE4130394A1 - Einspritzmengenmessgeraet - Google Patents
EinspritzmengenmessgeraetInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen der
Menge eines mittels einer Einspritzvorrichtung eingespritz
ten Fluids und insbesondere eines mittels einer Einspritz
pumpe eingespritzten Brennstoffs.
Nach dem Stand der Technik wird die Menge eines mittels
einer Einspritzpumpe eingespritzten Brennstoffs dadurch
gemessen, daß der aus einer Einspritzdüse in einen bestimm
ten Behälter eingespritzte Brennstoff gesammelt und das
Volumen des gesammelten Brennstoffs mittels eines Differenz
transformators oder Hubsensors gemessen wird. Nach diesem
herkömmlichen Verfahren zum Messen des Volumens eines Fluids
wie des Brennstoffs kann keine schnelle automatische Messung
ausgeführt werden, da lange Zeit bis zum Beruhigen des
Volumens des eingespritzten Fluids vergehen muß.
Wenn die Brennstoffeinspritzpumpe einen Voreinspritzmecha
nismus hat, folgt einer Voreinspritzung nahezu unmittelbar
eine Haupteinspritzung, so daß daher die Einspritzmengenmeß
vorrichtung ein schnelles Ansprechvermögen haben muß, jedoch
ist es unmöglich, die beiden Einspritzmengen gesondert zu
messen, da keine herkömmliche Vorrichtung zum Messen des
Volumens eines eingespritzten Fluids mit hoher Geschwindig
keit bekannt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Lösung der bei
dem Stand der Technik auftretenden Probleme ein Einspritz
mengenmeßgerät zu schaffen, mit dem eine Einspritzmenge an
Fluid mit hoher Geschwindigkeit automatisch und richtig
gemessen werden kann.
Dieses Gerät ermöglicht eine automatische, einzelne und
genaue Messung einer Voreinspritzmenge und einer Hauptein
spritzmenge einer Einspritzpumpe mit einem Voreinspritzme
chanismus für das Einspritzen von Fluid wie beispielsweise
von Brennstoff, wobei irgendein ein Einfluß der Temperatur
abgeschwächt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Einspritzmengen
meßgerät mit den im Patentanspruch 1, 4 oder 10 aufgeführten
Merkmalen gelöst.
Demgemäß wird mit dem erfindungsgemäßen Gerät während des
Einspritzvorgangs der Druck des von der Einspritzpumpe zu
jeder Einspritzzeit eingespritzten Fluids genau und schnell
gemessen. Ferner wird mit dem erfindungsgemäßen Gerät wäh
rend des Einspritzvorgangs das Volumen des von der Ein
spritzpumpe eingespritzten Fluids genau und schnell gemes
sen, wobei an den Meßwerten vorbestimmte Aufbereitungen
ausgeführt werden, um genau die Menge des bei jeder Ein
spritzzeit eingespritzten Fluids während des Einspritzvor
gangs der Einspritzpumpe zu berechnen, bei einer Vielzahl
von Einspritzvorgängen gemessen wird und eine mittlere
Einspritzmenge des Fluids ermittelt wird, um dadurch die
Meßgenauigkeit zu verbessern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Geräts
sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des
Einspritzmengenmeßgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das verschiede
nerlei in dem Einspritzmengenmeßgerät verwendete Signale
zeigt.
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung des
Zusammenhangs zwischen der Anzahl wiederholter Meßvorgänge
und der Verschiebung eines Kolbens in dem Einspritzmengen
meßgerät.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Druckbe
hälters des Einspritzmengenmeßgeräts.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das ein
Beispiel für eine Recheneinrichtung des Einspritzmengenmeß
geräts zeigt.
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das das erfin
dungsgemäße Verfahren zum Messen der Menge eines einge
spritzten Fluids veranschaulicht.
Das erfindungsgemäße Einspritzmengenmeßgerät ist für irgend
eine Flüssigkeit anwendbar, jedoch insbesondere für das
Messen der Menge von Brennstoff geeignet, der mittels einer
Einspritzpumpe eingespritzt wird, welche in einem Brenn
stoffzuführsystem einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird.
Die Fig. 1 zeigt die Gestaltung des Einspritzmengenmeßgeräts
gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Einspritzmengenmeßgerät
enthält eine Einspritzpumpe 6 zum mehrmaligen Einspritzen
eines Fluids während eines Einspritzvorgangs, einen ge
schlossenen Druckbehälter 1, eine an den Druckbehälter
angebaute und an die Einspritzpumpe angeschlossene Ein
spritzdüse 7, eine an dem Druckbehälter angebrachte Druck
meßvorrichtung 2, ein Solenoidventil 3 und ein Gegendruck
ventil 4, die an den Druckbehälter 1 angeschlossen sind, um
das Fluid aus dem Druckbehälter abzulassen und in dem Druck
behälter einen vorbestimmten Gegendruck aufrecht zu erhal
ten, einen Codierer bzw. Drehmelder 9 zum Ermitteln des
Antriebszustands der Einspritzpumpe und eine Recheneinrich
tung 16 zum Messen einer Druckänderung in dem Druckbehälter
gemäß von dem Drehmelder 9 und der Druckmeßvorrichtung 2
abgegebenen Informationen sowie zum Speichern der Meßergeb
nisse.
Die Einspritzpumpe 6 und die Einspritzdüse 7 sind miteinan
der durch ein Einspritzrohr 8 verbunden, über das ein in der
Einspritzpumpe 6 mit Druck beaufschlagtes Fluid zu der
Einspritzdüse 7 geleitet wird und aus der Einspritzdüse 7 in
den Druckbehälter 1 eingespritzt wird.
Zum Messen der Einspritzmenge an Fluid wird der Druckbehäl
ter geschlossen gehalten, wenn ein Druck in dem Druckbehäl
ter gemessen wird. Andernfalls wird durch das Solenoidventil
3 und das Gegendruckventil 4, die an den Druckbehälter
angebaut sind, das in den Druckbehälter eingespritzte Fluid
abgelassen und in dem Druckbehälter ein vorbestimmter Gegen
druck aufrecht erhalten.
Das Solenoidventil ist vorzugsweise ein Solenoidventil mit
zwei Öffnungen und zwei Stellungen und mit schnellem Anspre
chen und schließt bei dem Messen des Drucks in dem Druckbe
hälter denselben, während es andernfalls das in den Druckbe
hälter eingespritzte Fluid abläßt.
Das Solenoidventil 3 öffnet und schließt im Ansprechen auf
ein Befehlssignal aus der Recheneinrichtung, was nachfolgend
erläutert wird.
Das Gegendruckventil 4 kann irgendeine beliebige Gestaltung
haben, mit welcher in dem Druckbehälter ein vorbestimmter
Druck aufrecht erhalten werden kann.
Die in dem Meßgerät verwendete Fluid-Druckmeßvorrichtung 2
kann durch irgendeinen Drucksensor gebildet sein, jedoch ist
im Hinblick auf die Aufgabe der Erfindung ein schnell an
sprechender Sensor wie ein Quarz-Drucksensor vorzuziehen.
In dem Einspritzmengenmeßgerät ist an das Gegendruckventil 4
über ein Richtungssteuerventil 10 eine Fluid-Volumenmeßvor
richtung 15 angeschlossen. Die Recheneinrichtung enthält
eine Einrichtung zum Messen des Volumens des aus dem Druck
behälter 1 abgelassenen Fluids gemäß Informationen aus der
Volumenmeßvorrichtung 15 und dem Drehmelder 9 und zum Spei
chern der Meßergebnisse.
Das Richtungssteuerventil 10 ändert die Strömungsrichtung
des Fluids, wenn das Fluid aus dem Druckbehälter in die
Volumenmeßvorrichtung 15 abgelassen wird bzw. das gemessene
Fluid aus der Volumenmeßvorrichtung 15 nach außen abgelassen
wird. Ein weiteres Richtungssteuerventil 10′ wirkt gegenläu
fig zu dem Richtungssteuerventil 10. Wenn beispielsweise das
Richtungssteuerventil 10 zum Ablassen des Fluids aus dem
Druckbehälter in die Volumenmeßvorrichtung 15 geschaltet
ist, ist das Richtungssteuerventil 10′ zum Ablassen des
Fluids aus der Volumenmeßvorrichtung 15 nach außen geschal
tet.
Die Volumenmeßvorrichtung 15 kann ein Kolben-Volumendurch
flußmesser sein, der die Menge des aus dem Druckbehälter 1
abgelassenen Fluids durch Ändern der Lage eines Kolbens 12
des Volumendurchflußmessers mißt.
Die Volumenmeßvorrichtung hat einen Zylinder 11, den Kolben
12 und eine mit dem Kolben 12 verbundene Stange 13. Die
Stange 13 ist auch mit einer Versetzungsmeßvorrichtung wie
einem fotoelektrischen Wegmesser 14 verbunden.
In der Fig. 1 ist mit 5 eine Antriebsvorrichtung wie ein
Motor für den Antrieb der Einspritzpumpe bezeichnet, dessen
Drehung durch den Drehmelder 9 erfaßt wird, der entsprechen
de Impulssignale erzeugt.
Die Recheneinrichtung 16 nimmt die Impulssignale aus dem
Drehmelder 9, die Informationen aus der Druckmeßvorrichtung
2 und die Informationen aus der Volumenmeßvorrichtung 15
auf, führt vorbestimmte Rechenprozesse bezüglich der Menge
des eingespritzten Fluids aus und steuert ferner das Öffnen
und Schließen des Solenoidventils 3.
Es wird nun die Funktion dieses Einspritzmengenmeßgeräts
erläutert:
Zunächst wird das Solenoidventil 3 gemäß Fig. 1 geschlossen, in den Druckbehälter 1 ein Fluid wie ein Brennstoff einge füllt und der Druckbehälter durch das Gegendruckventil 4 mit einem Gegendruck PK beaufschlagt. Wenn der Motor 5 einge schaltet wird, setzt die Einspritzpumpe 6, die einen Vorein spritzmechanismus hat, das Fluid unter Druck, welches dann über das Einspritzrohr 8 geleitet und aus der Einspritzdüse 7 in den geschlossenen Druckbehälter 1 eingespritzt wird.
Zunächst wird das Solenoidventil 3 gemäß Fig. 1 geschlossen, in den Druckbehälter 1 ein Fluid wie ein Brennstoff einge füllt und der Druckbehälter durch das Gegendruckventil 4 mit einem Gegendruck PK beaufschlagt. Wenn der Motor 5 einge schaltet wird, setzt die Einspritzpumpe 6, die einen Vorein spritzmechanismus hat, das Fluid unter Druck, welches dann über das Einspritzrohr 8 geleitet und aus der Einspritzdüse 7 in den geschlossenen Druckbehälter 1 eingespritzt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, während des
Einspritzvorgangs der Einspritzpumpe das Fluid nicht einma
lig, sondern mehrmalig einzuspritzen, um die Menge an einge
spritztem Fluid genauer zu messen. Die Einspritzpumpe ist
bei dem Ausführungsbeispiel daher derart ausgelegt, daß das
Fluid während des Einspritzvorgangs mindestens zweimalig
eingespritzt wird. Vorzugsweise sind die während des Ein
spritzvorgangs eingespritzten Fluidmengen voneinander derart
verschieden, daß die Fluidmenge bei einer ersten Einsprit
zung geringer als diejenige bei einer zweiten Einspritzung
ist. Im allgemeinen wird die erste Einspritzung als Vorein
spritzung bezeichnet, während die zweite Einspritzung als
Haupteinspritzung bezeichnet wird. Bei dem erfindungsgemäßen
Einspritzmengenmeßgerät kann die Anzahl der Einspritzungen
während eines einzelnen Einspritzvorgangs größer als zwei
sein und die Fluid-Einspritzmengen können bei jeder Ein
spritzung gleich sein. Wenn das Fluid in den Druckbehälter 1
eingespritzt wird, steigt proportional zu der Menge an
eingespritztem Fluid der Druck in dem Druckbehälter 1 an,
wobei diese Druckänderung durch die Druckmeßvorrichtung,
nämlich den Drucksensor erfaßt wird und die Menge des einge
spritzten Fluids gemäß einer nachfolgend erläuterten Ver
hältnisgleichung (1) berechnet wird.
Die Fig. 4 zeigt die Gestaltung des Druckbehälters 1 bei dem
Ausführungsbeispiel. Der Druckbehälter 1 weist die Ein
spritzdüse 7, den Drucksensor 2 und das Solenoidventil 3
auf. Wenn das Solenoidventil 3 durch einen Befehl aus der
Recheneinrichtung 16 geschlossen wird, wird der Druckbehäl
ter abgeschlossen und aus der Einspritzdüse 7 das Fluid in
den Druckbehälter 1 eingespritzt. Dabei wird gemäß der
vorangehenden Beschreibung das Fluid während eines einzelnen
Einspritzvorgangs gesondert bei einer Voreinspritzung P und
einer Haupteinspritzung M eingespritzt. Hierbei wird die
während der Voreinspritzung eingespritzte Fluidmenge als
Voreinspritzungsmenge und die während der Haupteinspritzung
eingespritzte Menge als Haupteinspritzungsmenge bezeichnet.
Wenn in dem Meßgerät nach Fig. 1 das Fluid gemäß einer in
Fig. 2(a) dargestellten Kurvenform eingespritzt wird, erge
ben sich eine Menge Δq des eingespritzten Fluids und eine
Druckänderung ΔP in dem Druckbehälter folgendermaßen:
ΔP = (K/V)Δq (1)
wobei K ein Volumenkoeffizient ist und V der Rauminhalt des
Druckbehälters ist.
Die Druckänderung ΔP in dem Druckbehälter 1 wird mittels des
Drucksensors 2 gemessen, der ein Drucksignal mit einer
Kurvenform gemäß Fig. 2(b) abgibt. Mit dem Drucksignal
werden eine durch die Voreinspritzung verursachte Druckände
rung ΔPP und eine durch die Haupteinspritzung verursachte
Druckänderung ΔPM gemessen.
Gemäß der Kurvenform nach Fig. 2(b) ist P0 der Gegendruck in
dem Druckbehälter 1 vor der Voreinspritzung P und der Druck
in dem Druckbehälter ist nach der Voreinspritzung auf PP und
nach der Haupteinspritzung von PP auf PM angestiegen. Daher
ist die durch die Voreinspritzung P verursachte Druckände
rung ΔPP folgendermaßen gegeben:
ΔPP = PP-P0 (2)
während die auf die Haupteinspritzung M zurückzuführende
Druckänderung ΔPM die folgende ist:
ΔPM = PM-PP (3)
Gemäß den Gleichungen (1), (2) und (3) können jeweils die
bei der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung einge
spritzten Fluidmengen berechnet werden. Nach dem Beenden des
Einspritzvorgangs öffnet die Recheneinrichtung 16 das Sole
noidventil 3, um über das Gegendruckventil 4 eine der in den
Druckbehälter eingespritzten Fluidmenge entsprechende Fluid
menge abzulassen, wobei durch das Gegendruckventil der Druck
im Druckbehälter auf dem vorbestimmten Gegendruck PK gehal
ten wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Anfangsdruck P0
gleich dem Gegendruck PK und das aus dem Druckbehälter
abgelassene Fluid strömt in den in Fig. 1 gezeigten Zylinder
11, um durch den Druck des Fluids den Kolben 12 zu bewegen.
Eine Versetzung bzw. ein Weg l Kolbens wird an einer
Skala einer geeigneten Anzeigevorrichtung wie beispielsweise
des fotoelektrischen Wegmessers 14 angezeigt, der über die
Stange 13 mit dem Kolben 12 verbunden ist.
Der Vorgang des Messens einer eingespritzten Fluidmenge mit
dem Einspritzmengenmeßgerät wird unter Bezugnahme auf das
Ablaufdiagramm in Fig. 6 erläutert, während ein Blockschalt
bild in Fig. 5 die Recheneinrichtung zeigt. Der Codierer
bzw. Drehmelder 9 nach Fig. 1 erfaßt die Drehung des Motors
5 und erzeugt zweierlei Drehungssignale RTS1 und RTS2, von
denen das Signal RTS1 aus einem Impuls je Umdrehung des
Motors besteht (1 Impuls/Umdrehung), während das Signal RTS2
aus 720 Impulsen je Umdrehung des Motors besteht (720 Impul
se/Umdrehung). D.h., das Signal RTS1 liefert einen Impuls je
volle Umdrehung des Drehmelders, nämlich je volle Umdrehung
der Einspritzpumpe, so daß daher dieses Signal zum Erfassen
einer absoluten Drehstellung herangezogen wird. Der Abstand
zwischen zwei Impulsen des Drehungssignals RTS1 entspricht
einem Zyklus des Einspritzvorgangs. Ferner liefert das
Drehungssignal RTS2 720 Impulse für eine Umdrehung der
Einspritzpumpe. Die Impulse dieses Signals werden als Zeit
steuerimpulse für das Erzeugen von Auslöseimpulsen TRG1,
TRG2 und TRG3 herangezogen, welche die Zeitpunkte für das
Erfassen und Speichern der Werte des jeweiligen Drucks in
dem Druckbehälter vor der Voreinspritzung, um eine
vorbestimmte Zeitspanne nach der Voreinspritzung bzw. um
eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Haupteinspritzung
bestimmen. Bei dem Meßgerät ist die Anzahl der Impulse des
Drehungssignals RTS2 nicht auf 720 Impulse/Umdrehung be
schränkt, sondern kann irgendeine beliebige Anzahl sein.
Die Drehungssignale RTS1 und RTS2 werden von der Rechenein
richtung 16 aufgenommen, in welcher ein Zeitsteuersignalge
nerator 29 auf den Empfang des Signals RTS1 hin das Zählen
der Impulse des Signals RTS2 beginnt und zu vorbestimmten
Zeitpunkten die Auslösesignale TRG1, TRG2 und TRG3 sowie ein
Ablaßsignal H abgibt. Die Zeitpunkte der Auslösesignale und
des Ablaßsignals werden wahlweise von außen eingestellt. Das
Auslösesignal TRG1 mit einer Kurvenform gemäß Fig. 2(e) wird
zu einem geeigneten Zeitpunkt unmittelbar vor der Vorein
spritzung erzeugt, während das Auslösesignal TRG2 gemäß Fig.
2(f) zu einem geeigneten Zeitpunkt zwischen der Voreinsprit
zung P und der Haupteinspritzung M erzeugt wird und das
Auslösesignal TRG3 zu einem geeigneten Zeitpunkt nach der
Haupteinspritzung M erzeugt wird. Das Ablaßsignal H wird
nach dem Auslösesignal TRG3 erzeugt. Die Breite des Ablaß
signals wird auf eine Zeitdauer eingestellt, die für das
Ablassen des Fluids aus dem Druckbehälter 1 erforderlich
ist.
Nach dem Anlaufen der Einspritzpumpe 6 wird zuerst zu dem
festgesetzten Zeitpunkt das Auslösesignal TRG1 erzeugt und
von einem Zwischenspeicher 21 aufgenommen. Daraufhin spei
chert der Zwischenspeicher 21 ein von dem Drucksensor 2
erzeugtes Druckmeßsignal, bis dieses von einem Computer 27
in der Recheneinrichtung 16 abgerufen wird. Entsprechend dem
Auslösesignal TRG1 speichert der Zwischenspeicher 21 den
Druck P0 in dem Druckbehälter 1 vor der Einspritzung. Danach
speichert entsprechend dem Auslösesignal TRG2 ein Zwischen
speicher 22 den Druck PP nach der Voreinspritzung P und
entsprechend dem Auslösesignal TRG3 ein Zwischenspeicher 23
den Druck PM nach der Haupteinspritzung M. Die gespeicherten
analogen Druckwerte werden durch Analog/Digital-Wandler 24
bis 26 in digitale Werte umgesetzt, die von dem Computer 27
aufgenommen werden. Die in dem Computer gespeicherten Infor
mationen werden entsprechend einem geeigneten Befehl richtig
aufbereitet oder nicht aufbereitet und auf Anforderung an
einer Anzeigevorrichtung 28 angezeigt. Der Computer be
rechnet gemäß den Gleichungen (2) und (3) die durch die
Voreinspritzung verursachte Druckänderung zu ΔPP=PP-P0
und die durch die Haupteinspritzung verursachte Druckände
rung zu ΔPM=PM-PP.
Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Auslösesignal TRG3
wird das Ablaßsignal H erzeugt, das eine Treiberstufe 30
schaltet, welche das Solenoidventil 3 öffnet, so daß das
Fluid über das Gegendruckventil 4 aus dem Druckbehälter 1
abgelassen wird. Das Fluid wird fortgesetzt abgelassen, bis
der Druck in dem Druckbehälter 1 den durch das Gegendruck
ventil 4 bestimmten Druck PK erreicht, so daß infolgedessen
eine Fluidmenge abgelassen wird, die gleich der eingespritz
ten Fluidmenge, nämlich gleich der Voreinspritzungsmenge
zuzüglich der Haupteinspritzungsmenge ist.
Das abgelassene Fluid strömt in den Zylinder 11 und bewegt
den Kolben 12, wobei der mit dem Kolben 12 über die Stange
13 verbundene fotoelektrische Wegmesser 14 proportional zu
der Versetzung bzw. dem Weg l des Kolbens 12 Impulse er
zeugt. Die Impulse werden durch einen Zähler 20 in der
Recheneinrichtung 16 gezählt, aus dem der Computer 27 einen
den Kolbenweg l darstellenden digitalen Wert aufnimmt. Aus
dem Weg l des Kolbens 12 und einer Querschnittsfläche A des
Kolbens 12 ergibt sich eine Menge Q0 des während eines
Zyklus des Einspritzvorgangs eingespritzten Fluids folgen
dermaßen:
Q0 = A×l (4)
D.h., die Menge des während des Einspritzvorgangs einge
spritzten Fluids wird in ein Volumen umgesetzt. Die Fluid-
Einspritzmenge Q0 wird proportional entsprechend einem
Verhältnis der Druckänderungen bei der Voreinspritzung P und
der Haupteinspritzung M nach folgenden Gleichungen in eine
Voreinspritzungsmenge QP und eine Haupteinspritzungsmenge QM
aufgeteilt:
QP = {PP/(PP+PM)}×Q0 (5)
QM = {PM/(PP+PM)}×Q0 (6)
Dies stellt eine Prozedur zum Erhalten der gesamten Ein
spritzmenge und der Einspritzmengen zu den jeweiligen Ein
spritzzeitpunkten für das Fluid während des Einspritzvor
gangs der Einspritzpumpe dar.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, diese Meßprozedur mehr
mals zu wiederholen und einen Mittelwert der Meßwerte zu
ermitteln, um die Menge an eingespritztem Fluid genauer zu
messen. Die Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren
zum n-maligen Wiederholen dieser Meßprozedur und zum Berech
nen einer gemittelten Einspritzmenge veranschaulicht. Zuerst
wird die Anzahl n der Wiederholungen der Einspritzmengenmes
sung eingestellt (Schritt a), wonach eine Stellung Ls des
Kolbens 12 zu Beginn der Messung ermittelt wird (Schritt b).
Bei einem nächsten Schritt c werden im Ansprechen auf die
Auslösesignale TRG1 bis TRG3 jeweils die Drücke P0, PP bzw.
PM gemessen, die Druckänderungen ΔPP und ΔPM berechnet und
diese gespeichert. Diese Prozesse werden wiederholt, bis die
Anzahl der Wiederholungen der Messung "n" erreicht (Schritt
d).
Wenn die Anzahl der Wiederholungen der Messung "n" erreicht,
wird eine Stellung Le des Kolbens 12 ermittelt (Schritt e).
Danach wird aus der Anfangsstellung Ls und der Endstellung
Le des Kolbens 12 ein Weg L=Le-Ls des Kolbens 12 gemäß
Fig. 3 ermittelt. Gleichartig zu dem vorangehend beschriebe
nen Fall wird die gesamte Einspritzmenge an Fluid aus der
Querschnittsfläche A des Kolbens und dem Gesamtweg L des
Kolbens erhalten. Durch Teilen der gesamten Einspritzmenge
durch die Anzahl n der Umdrehungen der Einspritzpumpe wird
eine mittlere Einspritzmenge für eine Umdrehung der
Einspritzpumpe nach folgender Gleichung erhalten:
Diese Berechnung wird in einem Schritt f ausgeführt, wonach
in einem Schritt g gemäß den in dem Computer gespeicherten
Informationen eine Summe ΣΔPP der durch die Voreinspritzun
gen verursachten Druckänderungen und eine Summe ΣΔPM der
durch die Haupteinspritzungen verursachten Druckänderungen
für die n-malige Messung berechnet werden. Bei einem Schritt
h werden eine mittlere Voreinspritzungsmenge und eine
mittlere Haupteinspritzungsmenge für die n-malige Messung
nach folgenden Proportionalverteilungsausdrücken ermittelt:
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß unter Heranziehen der
Drücke eine schnelle Messung ausgeführt. Es wird ein Ver
hältnis der in den kurzen Zeitspannen der Voreinspritzung
und der Haupteinspritzung erzeugten Drücke sowie eine Kombi
nation aus einem Druck und einem Volumen angewandt, um eine
Brennstoffeinspritzmenge genau zu messen, während Tempera
tureinflüsse abgeschwächt bzw. unterdrückt sind.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei dem Ausfüh
rungsbeispiel ein Kolben-Volumendurchflußmesser zum Messen
der Menge des während des Einspritzvorgangs eingespritzten
Fluids verwendet. Es kann jedoch auch eine andere Durchfluß
mengenmeßvorrichtung wie ein Zahnradpumpen-Durchflußmesser
verwendet werden.
Es wird ein Einspritzmengenmeßgerät angegeben, das eine
Einspritzpumpe zum Einspritzen eines Fluids während eines
Einspritzvorgangs, einen geschlossenen Druckbehälter mit
einem vorbestimmten Volumen für das vorübergehende Aufnehmen
des eingespritzten Fluids, eine Druckänderungsmeßvorrichtung
zum Messen einer Druckänderung des aufgenommenen Fluids und
eine Vorrichtung zum Messen der Menge des während des Ein
spritzvorgangs eingespritzten Fluids aufweist. Die Ein
spritzpumpe ist zum mehrmaligen Einspritzen des Fluids
während des Einspritzvorgangs ausgelegt und eine Rechenein
richtung ist zum einzelnen Messen einer Druckänderung in dem
Druckbehälter bei jedem Einspritzen des Fluids aus der
Einspritzpumpe sowie zum Verarbeiten der Meßergebnisse
vorgesehen. Dieses Gerät ermöglicht das automatische, ein
zelne und genaue Messen einer Voreinspritzungsmenge und
einer Haupteinspritzungsmenge aus einer Einspritzpumpe mit
einem Voreinspritzmechanismus für das Einspritzen eines
Fluids wie eines Brennstoffs, wobei Temperatureinflüsse
abgeschwächt sind.
Claims (13)
1. Einspritzmengenmeßgerät, das eine Einspritzpumpe für das
Einspritzen eines Fluids während eines Einspritzvorgangs,
ein geschlossenes Druckgefäß mit einem vorbestimmten Volumen
zum vorübergehenden Speichern des aus der Einspritzpumpe
eingespritzten Fluids, eine Druckänderungsmeßvorrichtung zum
Messen einer Druckänderung des Fluids in dem geschlossenen
Druckbehälter und eine Einrichtung zum Messen der Menge des
während des Einspritzvorgangs eingespritzten Fluids gemäß
einem Ausgangssignal der Druckänderungsmeßvorrichtung auf
weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (6)
zum mehrmaligen Einspritzen des Fluids während des Ein
spritzvorgangs ausgelegt ist und daß eine Recheneinrichtung
(16) bei jeder Fluideinspritzung aus der Einspritzpumpe eine
einzelne Messung einer Druckänderung in dem Druckbehälter
(1) ausführt und die Meßergebnisse aufbereitet.
2. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Recheneinrichtung (16) bei jeder der von
der Einspritzpumpe (6) ausgeführten mehreren Fluideinsprit
zungen gesondert eine Druckänderung in dem Druckbehälter (1)
mißt und die Menge des zu diesem Zeitpunkt eingespritzten
Fluids berechnet.
3. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Innere des Druckbehälters (1) auf
einen vorbestimmten Gegendruck (PK) eingestellt ist.
4. Einspritzmengenmeßgerät, das eine Einspritzpumpe für das
Einspritzen eines Fluids während eines Einspritzvorgangs,
ein geschlossenes Druckgefäß mit einem vorbestimmten Volumen
zum vorübergehenden Speichern des aus der Einspritzpumpe
eingespritzten Fluids, eine Druckänderungsmeßvorrichtung zum
Messen einer Druckänderung des Fluids in dem geschlossenen
Druckbehälter und eine Einrichtung zum Messen der Menge des
während des Einspritzvorgangs eingespritzten Fluids gemäß
einem Ausgangssignal der Druckänderungsmeßvorrichtung auf
weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (6)
zum mehrmaligen Einspritzen des Fluids während des Ein
spritzvorgangs ausgelegt ist, daß eine Druckänderungs-
Recheneinrichtung (16) zum einzelnen Messen und Berechnen
einer Druckänderung in dem Druckbehälter (1) bei jeder der
mehreren Fluideinspritzungen durch die Einspritzpumpe vorge
sehen ist, daß eine Einrichtung (3, 4) zum Ablassen einer
Fluidmenge, die der in dem geschlossenen Druckbehälter durch
die Einspritzpumpe eingespritzten Fluidmenge entspricht, aus
dem Druckbehälter vorgesehen ist und daß eine Fluidmengen-
Recheneinrichtung (16) zum Messen des Volumens des während
des Einspritzvorgangs eingespritzten Fluids und zum Berech
nen der bei jeder der während des Einspritzvorgangs vorge
nommenen Fluideinspritzungen eingespritzten Fluidmenge
vorgesehen ist.
5. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung (16) zum Berechnen der bei jeder der
während des Einspritzvorgangs ausgeführten mehreren Fluid
einspritzungen eingespritzten Fluidmenge aus den Rechener
gebnissen der Fluidmengen-Recheneinrichtung und der Druckän
derungs-Recheneinrichtung.
6. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 4 oder 5, gekenn
zeichnet durch eine Einrichtung (16) zum proportionalen
Verteilen der durch die Fluidmengen-Recheneinrichtung gemäß
den Druckänderungen bei den während des Einspritzvorgangs
ausgeführten mehreren Fluideinspritzungen berechneten, bei
dem Einspritzvorgang eingespritzten Fluidmenge und zum
Berechnen der eingespritzten Fluidmenge bei jeder der mehre
ren Fluideinspritzungen.
7. Einspritzmengenmeßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
gekennzeichnet durch eine Verarbeitungseinrichtung (16), die
nach dem Ausführen einer Vielzahl von Einspritzvorgängen
einen Mittelwert der Druckänderungen und der Einspritzmengen
an Fluid für jeden Einspritzzeitpunkt bei dem Einspritzvor
gang bildet.
8. Einspritzmengenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die während des Einspritzvor
gangs ausgeführten mehreren Fluideinspritzungen eine Vorein
spritzung (P) und eine Haupteinspritzung (M) sind.
9. Einspritzmengenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid ein Brennstoff ist.
10. Einspritzmengenmeßgerät, das eine Einspritzpumpe zum
mehrmaligen Einspritzen eines Fluids während eines Ein
spritzvorgangs, einen geschlossenen Druckbehälter mit einer
Einspritzdüse, die an die Einspritzpumpe angeschlossen ist,
und eine Fluiddruck-Meßvorrichtung an dem Druckbehälter
aufweist, gekennzeichnet durch ein Solenoidventil (3) und
ein Gegendruckventil (4) für das Ablassen von Fluid aus dem
Druckbehälter (1) und zum Aufrechterhalten eines vorbestimm
ten Gegendrucks (PK) in dem Druckbehälter, einen Drehmelder
(9) zum Erfassen eines Antriebszustands der Einspritzpumpe
(6) und eine Recheneinrichtung (16) zum Messen einer Druck
änderung in dem Druckbehälter gemäß Informationen aus dem
Drehmelder und der Fluiddruck-Meßvorrichtung (2) und zum
Speichern der Meßergebnisse.
11. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß an das Gegendruckventil (4) über ein
Richtungssteuerventil (10, 10′) eine Fluidvolumen-Meßvor
richtung (15) angeschlossen ist.
12. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (16) eine Einrich
tung zum Messen des Volumens des aus dem Druckbehälter (1)
abgelassenen Fluids gemäß Informationen aus der Fluidvolu
men-Meßvorrichtung (15) und dem Drehmelder (9) und zum
Speichern der Meßergebnisse aufweist.
13. Einspritzmengenmeßgerät nach einem der Ansprüche 10 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß das Solenoidventil (3) durch
die Recheneinrichtung (16) gesteuert ist.
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