CN1273728C - 用于测量喷射嘴的喷射量的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于测量特别是用于汽车中的喷射系统(32,33)的喷射量的方法,特别是用于生产检验中,其中,由喷射系统(32,33)将检测流体喷射到一个测量腔(45)内。由感测装置(68)感测至少区域性地限定测量腔(45)的活塞(40)的运动。该装置提供一个相应的测量信号。为了提高计算所喷射检测流体质量时的精度,建议,感测测量腔(45)内的检测流体压力(p)并且在考虑所感测的压力(p)的情况下处理(80)测量信号。
Description
技术领域
本发明首先涉及一种用于测量喷射系统、特别是用于汽车中的喷射系统的喷射量的方法,并且特别是在生产检验中的测量,其中,由一个喷射系统将一种检测流体喷射到一个测量腔内,并且,由一个感测装置感测一个至少区域性(Bereichsweise)地限定该测量腔的活塞由喷射所引起的运动,该感测装置给出一个测量信号。本发明还涉及一种用于测量喷射系统、特别是用于汽车中的喷射系统的喷射量的装置。
背景技术
这种方法在市场上已被大家熟悉。这种方法的应用通过使用一种被称为EMI(喷射量指示器)的装置实现。它由一个内部装有活塞的壳体组成。壳体的内腔和活塞限定一个测量腔。测量腔具有一个开口,在该开口上可以压力密封地装上一个喷射系统,例如一个带有喷射嘴的喷射器。如果喷射系统将燃料喷射到测量腔内,则处于测量腔内的流体被排挤。活塞因此运动,这被一个位移传感器感测到。根据活塞的位移可以推断出测量腔或保留在其中的流体的体积变化并由此推断出所喷射的燃料量。
在已知的喷射量指示器中,借助一个由测量杆和感应式位移测量系统组成的装置测量活塞的运动。测量杆作为探头构成或者与活塞固定连接。这样,在活塞运动时测量杆也被置于运动中,最后,测量杆的运动被感测到,一个相应的信号被传递给一个分析计算单元。
该已知方法就被感测的测量杆运动方面而言已经具有很高的精度。但根据该运动计算出的所喷射检测流体的质量和同样据此计算出的所喷射燃料的体积在精度方面低于位移测量。活塞的运动越小、就是说喷射的检测流体量越少,该问题就越突出。而现在和将来的喷射嘴恰好必须能够可靠地喷射这样的少量检测流体。
发明内容
由此,本发明的任务是,开发一种如开头所述类型的方法和装置,使得用这种方法和装置能够更精确地确定所喷射的检测流体质量和所喷射的检测流体体积。
该任务被如下解决,即:
按照本发明,提出了一种用于测量喷射系统的喷射量的方法,其中,由一个喷射系统将一种检测流体喷射到一个测量腔内并且由一个感测装置感测一个至少区域性地限定该测量腔的活塞的由喷射所引起的运动,该感测装置提供一个测量信号,其中,感测测量腔内的检测流体的压力并且在考虑所感测的压力的情况下处理该测量信号。
按照本发明,还提出了一种用于测量喷射系统的喷射量的装置,具有一个测量腔,通过一个喷射系统可以将一种检测流体喷入该测量腔内,具有一个活塞,该活塞至少区域性地限定一个测量腔,具有一个感测装置,它感测活塞的运动并提供一个相应的测量信号,其中,它具有一个用于感测测量腔内的检测流体的压力的感测装置以及包括一个处理单元,在该处理单元内,在考虑所感测的压力的情况下对测量信号进行处理。
通过这一措施能够达到,在喷射检测流体时以更高的精度确定实际喷射的流体质量。根据本发明得知,一定体积的质量取决于在该体积内的密度。而一个体积内的密度也取决于在该体积内的压力。
通过按照本发明感测处于测量腔内的检测流体的压力,能够准确地确定测量腔内的检测流体的特性从而也能根据所测得的体积精确地计算出相应的喷射质量。此外,通过考虑实际作用在测量腔内的压力能够将在一定压力下测得的喷射体积换算成一定的比较值(例如1bar)。以这种方式能够非常好地对不同的喷射或不同的喷射系统进行比较,因为所测量的喷射量是基于相同的环境条件的。
这样,通过本发明方法能够更准确地确定被喷入测量腔内的检测流体的质量并且此外能够计算与一定环境条件相关的体积,这又使得能够更好地对不同的喷射系统进行比较。
本发明进一步的优点通过以下措施给出。
在本发明的第一个方案中建议,感测测量腔内的检测流体的温度并且在考虑该检测流体温度的情况下处理测量信号。通过这种方案可以考虑到,处于测量腔内的检测流体的特性不只取决于压力、而且还取决于测量腔内检测流体所具有的温度。由此进一步改善了检测参数的精确度和可比较性。
此外建议,在考虑所测量的压力和在需要时考虑所测量的温度的情况下求出测量腔内检测流体的密度,由此确定在一定比较压力下和在需要时一定比较温度下的一个比较体积。这是一种简单并且非常精确的用于求出一个能够用来精确比较不同喷射系统质量的参数的方法。
按照本发明方法的另一个方案,感测在喷射期间的压力变化并且在考虑所感测的压力变化的情况下处理测量信号。由此能够考虑到测量腔内的压力在喷射过程中可能发生变化的情况。
本发明此外还建议,当测量腔内的检测流体的压力处于一个极限值之外时,进行故障通报。对于测量精度相当重要的是,测量腔内的检测流体的压力处于一定的数值范围内。测量腔内过高的压力与过低的压力一样会导致测量结果的失真。通过本方案可以考虑到这一点。
这里特别优选,当测量腔内的检测流体的压力高于一个极限值时,启动一个安全装置,该安全装置使测量腔内检测流体的压力降低。这样例如可能发生活塞的运动被卡死。在这种情况下测量腔内在喷射时的压力可能升高到一个测量装置临界水平。这可以通过压力测量识别到并可以采取相应的对抗措施。
本发明还涉及一种计算机程序,当在计算机上实施该方法时,该程序适合于进行上述方法。在此特别优选,该计算机程序存储在一个存储器上,特别是一个快速存储器(Flash-Memory)上。
本发明此外还涉及一种用于测量特别是用于汽车中的喷射系统的喷射量的装置,特别是用在生产检验中,具有一个测量腔,可以由一个喷射系统将一种检测流体喷射到该测量腔内,具有一个活塞,该活塞至少区域性地限定一个测量腔,并且具有一个感测装置,该感测装置感测活塞的运动并且提供一个相应的测量信号。
为了提高在确定喷射流体质量时的精度并且能够改善对在不同喷射中测得的喷射量和喷射体积的比较,本发明建议,该装置具有一个用于感测测量腔内的检测流体压力的检测装置以及一个处理单元,在该处理单元中在考虑所感测的压力的情况下处理测量信号。
在此特别优选,该装置的处理单元设置有一个上述的计算机程序。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明的一个实施例。图示为:
图1用于测量喷射嘴喷射量的装置的一个实施例的一个剖视图,和
图2用于运行图1所示装置的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中,一个用于测量喷射系统喷射量的装置整体用参考标号10表示。它包括一个安置在中间的壳体12,该壳体固定在一个套筒14上,该套筒又直立在一个底板16上。在底板16上实现对装置10的固定。
在中心壳体12中加工有一个基本上对中心的阶梯孔18。在该阶梯孔最上面的区段中装入了一个圆柱形的嵌入件20,它以一个凸缘22支承在中心壳体12的上侧面上。一个头部24压力密封地装在嵌入件20上,在头部24内同样加工有一个阶梯孔26,该阶梯孔在图1所示的装配好的状态下与阶梯孔18同轴线地延伸。在阶梯孔26中从上面装入一个转接器28并且通过O形环30相对于阶梯孔26密封。一个喷射系统、这里是一个喷射器32,以其喷射嘴33装在该转接器28中。喷射器32又与一个高压检测流体供给源(没有示出)连接。在头部24的阶梯孔26的下部区域内装入了一个喷射缓冲器34。
在嵌入件20内同样有一个孔38,该孔在图1所示安装位置中与阶梯孔18以及与阶梯孔26共轴线地延伸。在孔38中,一个活塞40被滑动导向。活塞40被一个螺旋弹簧42向上压,该螺旋弹簧支承在一个测量发送器容纳装置44上。由活塞40的上侧面、喷射缓冲器34无螺纹的下部区域和阶梯孔26的下部区域限定一个测量腔45。活塞40作为封闭的空心体构成。
在活塞40和头部24之间形成的测量腔45被填充了检测流体(没有参考标号)。通过一个压力传感器50来测量测量腔45内的该检测流体的压力,该压力传感器安置在图1的剖切面之外,因此在该图中仅用符号象征性表示。压力传感器50通过一个倾斜的通孔(没有示出)被引入到测量腔45内。测量腔45内的检测流体温度通过一个温度传感器46被感测。压力传感器50和温度传感器46与一个控制和处理单元52连接,该控制和处理单元在输出端与一个电磁排出阀53连接,借助该排出阀可以将检测流体从测量腔45中排出。此外,在中心壳体12的左侧示出一个等压阀54,如果可被电磁操作的排出阀53打开,该等压阀使得,即使当在活塞40下面的气体压力很不同相同的情况下,测量腔45的排出率也几乎与活塞40下面的气体压力无关。
在测量发送器容纳装置44内也具有一个阶梯孔56,它在图1所示安装位置中同样与另外的阶梯孔18,26和38同轴线。在测量发送器容纳装置44的下侧面上装有一个带有突起60的弹簧座58。突起60嵌入阶梯孔56内。弹簧座58及其突起60也具有一个同心的阶梯孔62,该阶梯孔向下敞开。
一个螺旋弹簧64支承在弹簧座58内的阶梯孔62的一个台肩上,该螺旋弹簧对传感器座66向上朝着测量发送器容纳装置44的一个径向向内指向的凸缘加载。传感器座66整体呈管状或套筒状,在其上部区域中这样拧入一个涡流式传感器68,使得该涡流式传感器的上端部隔开小的距离位于活塞40下端部的下面。涡流式传感器68的一个连接管路70通过管状的传感器座66和弹簧座58被向外引导并且连接到控制和处理单元52上。
如果在故障情况下,例如由于在两次喷射或喷射循环之间测量腔45的排出量过少,活塞40要向下降低太多,则活塞以其下侧面贴靠到涡流式传感器68的上侧面上。由于传感器座66通过螺旋弹簧64支承,活塞40可以与涡流式传感器68和传感器座66一起进一步向下运动,在这种情况下克服螺旋弹簧64的弹簧预紧力。活塞40可以一直下降到直到检测流体可以通过嵌入件20的阶梯孔38上的一个圆周槽(无参考标号)从测量腔45中溢出。以这种方式可以避免在故障情况下损坏装置10。
在图1中示出的用于测量喷射嘴28的喷射量的装置10按下面的方法工作(参照图2):
检测流体(未示出)通过高压检测流体供给源被输入给喷射系统32及其喷射嘴33并且经过喷射缓冲器34被喷射到同样充有检测流体的测量腔45中。通过喷射缓冲器34避免了喷射流直接冲击到活塞40的上侧面上。喷射流直接冲击到活塞40的上侧面上会使活塞产生振动,这种振动与实际上的喷射过程不相应。通过将检测流体喷入测量腔45中使得测量腔45中的检测流体体积增加。额外到达测量腔45内的该体积使活塞40克服螺旋弹簧42的力和活塞40下面的气体压力向下运动。由此,活塞40下侧面与涡流式传感器68之间的距离发生改变。
活塞40下侧面与涡流式传感器68之间距离的改变导致涡流式传感器68绕组输入端上的复数输入阻抗发生变化。该变化在控制和处理单元52中被按照测量技术进行分析处理并由此确定出活塞40运动过的行程sm(图2中的方框72)。
当在方框71中开始计算之后,根据所测量的行程sm在方框74中求出一个体积Vm。该体积相当于测量腔45由于活塞40的运动而增大的体积。根据被测量的行程sm和活塞40的横截面积计算该体积,该横截面积在方框76中准备好并且被从一个存储器78中调出。
在方框80中,根据也被称为“排挤体积”的该体积Vm计算所喷射的检测流体质量mi。这是通过将该排挤体积Vm与检测流体密度ρ相乘进行的。但处于测量腔45内的检测流体的密度ρ一方面取决于测量腔45内检测流体的温度T(方框82)、另一方面取决于测量腔45内检测流体的压力p(方框84)。该温度和压力由压力传感器50及温度传感器46感测,在方框80中,根据所感测到的值首先确定出在该被感测到的压力p和被感测到的温度T下测量腔45内的检测流体的密度ρ,接着据此确定出所喷射的质量mi。
然后在方框86中,根据被喷射到测量腔45内的检测流体的实际喷射质量mi计算出一个与一定压力pnorm和一定温度tnorm(方框88)相关的比较体积或标准体积Vnorm。该比较体积或标准体积Vnorm特别适合用于比较不同的喷射或比较不同的喷射系统32。图2中所示的方法在方框92中结束。
这样,借助在图1示出的装置及在图2中给出的方法可以显著提高在确定的标准条件(标准温度和标准压力)下喷射到测量腔45内的体积的计算精度并显著改进对实际喷射的检测流体质量的计算。正是在测量小的喷射量时,这种精度提高的作用特别明显。
在一个没有示出的实施例中,由压力传感器感测到的测量腔内检测流体压力也被用于装置的故障监控或可靠性监控。如果检测流体的压力超出一个确定的极限,可以在系统中输出一个错误,因而进行故障通报。例如当活塞卡死时,测量腔内的压力会急速升高,这会导致装置的损坏。在这种情况下,当测量腔内检测流体的压力高于一个极限时,由控制和处理单元控制电磁排出阀,使得该阀打开并且将检测流体从测量腔内排出,测量腔内的压力下降。因而可靠地避免了由于例如活塞卡死而损坏装置。
Claims (10)
1.用于测量喷射系统的喷射量的方法,其中,由一个喷射系统(32,33)将一种检测流体喷射到一个测量腔(45)内并且由一个感测装置(52)感测一个至少区域性地限定该测量腔(45)的活塞(40)的由喷射所引起的运动,该感测装置提供一个测量信号(sm),其特征在于,感测测量腔(45)内的检测流体的压力(p)并且在考虑所感测的压力(p)的情况下处理(80)该测量信号(sm)。
2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,感测测量腔(45)内的检测流体的温度(T)并且在考虑该被感测温度(T)的情况下处理测量信号(sm)。
3.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在考虑所感测的压力(p)和在需要时所感测的温度(T)的情况下求出测量腔(45)内的检测流体的密度,据此确定在一定比较压力(pnorm)下和在需要时在一定比较温度(Tnorm)下的一个比较体积(Vnorm)。
4.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,感测在喷射期间的压力变化并且在考虑所感测的该压力变化的情况下处理测量信号。
5.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,当测量腔(45)内的检测流体的压力(p)处于一个极限之外时,进行故障通报。
6.按权利要求5所述的方法,其特征在于,当测量腔(45)的内检测流体的压力(p)高于一个极限时,启动一个安全装置(53),该安全装置使测量腔(45)内的检测流体的压力(p)降低。
7.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述喷射系统是用于汽车中的喷射系统。
8.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述测量是用于生产检验中的测量。
9.用于测量喷射系统(32,33)的喷射量的装置,具有一个测量腔(45),通过一个喷射系统(32,33)可以将一种检测流体喷入该测量腔内,具有一个活塞(40),该活塞至少区域性地限定一个测量腔(45),具有一个感测装置(68),它感测活塞(40)的运动并提供一个相应的测量信号(sm),其特征在于,它具有一个用于感测测量腔(45)内的检测流体的压力的感测装置(50)以及包括一个处理单元(52),在该处理单元内,在考虑所感测的压力(p)的情况下对测量信号(sm)进行处理。
10.按权利要求9所述的装置,其特征在于,所述喷射系统是用于汽车中的喷射系统,所述测量是用于生产检验中的测量。
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