DE4130394C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer während eines Einspritzvorgangs in einer bestimmten Mengenverteilung eingespritzten Fluidmenge und deren Verteilung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren 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.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 32 45 148 A1 bekannt, bei der das einzuspritzende Fluid so lange, d. h. mit einer entsprechenden Zahl von Einspritzvorgängen in einen ge­ schlossenen Druckbehälter eingespritzt wird, bis der Druck in dem geschlossenen Druckbehälter einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Das bis zum Erreichen des Solldrucks in den Druckbehälter einzuspritzende, theoretisch ermittelte Volumen wird durch die benötigte Anzahl der Einspritzvorgänge bis zum Erreichen des Solldrucks im Druckbehälter geteilt, so daß ein Mittelwert für die während jedes Einspritzvorgangs eingespritzte Fluidmenge erhalten wird.

Ferner zeigt die Druckschrift DE 32 32 405 A1 eine Vorrichtung zur Messung der während eines Einspritzvorgangs insgesamt eingespritzten Fluidmenge, in der die Fluidmenge durch Verschieben eines federbelasteten Kolbens erfaßt wird. In der beschriebenen Vorrichtung wird ein Drucksignal lediglich zur Erkennung der jeweils einspritzenden Einspritzdüse verwendet. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der US 4 333 338 bekannt, in der ein Durchflußmeßgerät zur Bestimmung des eingespritzten Fluidvolumens verwendet wird.

Ferner ist aus der US 4 461 169 eine Vorrichtung zum Messen der während eines Einspritzvorgangs eingespritzten Fluidmenge bekannt, bei der ein federbelasteter Kolben entsprechend dem eingespritzten Fluidvolumen verschoben wird und die Verschiebung des Kolbens gemessen wird.

Wenn die Brennstoffeinspritzpumpe einen Voreinspritzmechanismus hat, folgt einer Voreinspritzung nahezu unmittelbar eine Haupteinspritzung, so daß daher die Einspritzmengenmeßvorrichtung ein schnelles Ansprechvermögen haben muß, jedoch ist es unmöglich, die beiden Einspritzmengen gesondert zu messen, da keine der herkömmlichen Vorrichtungen zum Messen des Volumens eines eingespritzten Fluids mit hoher Geschwindigkeit geeignet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung von Einzelheiten eines Einspritzvorgangs mit hoher Genauigkeit zu schaffen.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 und mit der Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen 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 Einfluß der Temperatur abgeschwächt ist.

Erfindungsgemäß wird während des Einspritzvorgangs der Druck des von der Einspritzpumpe zu jeder Einspritzzeit eingespritzten Fluids genau und schnell gemessen. Ferner wird 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 und wobei eine Vielzahl von Einspritzvorgängen gemessen wird und eine mittlere Einspritzmenge des Fluids ermittelt wird, um dadurch die Meßgenauigkeit zu verbessern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung 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 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 Ermitteln 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.

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 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 des 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 Verfahren zur Bestimmung einer Einspritzmenge und eine Vorrichtung beschrieben, die 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 Einrichtung 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. Diese Vorrichtung 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 (12)

1. Verfahren zur Bestimmung einer während eines Einspritz­ vorgangs in einer bestimmten Mengenverteilung über die Zeit in einer vorbestimmten Zeitspanne eingespritzten Fluidmenge und deren Verteilung,
bei dem die Fluidmenge zunächst in einen geschlossenen Druckbehälter (1) eingespritzt, und die damit verbundene Druckerhöhung mehrfach während der vorbestimmten Zeitspanne gemessen wird,
bei dem anschließend das während der vorbestimmten Zeitspanne in den Druckbehälter (1) eingespritzte Volumen in einer Volumenmeßeinrichtung (15) gemessen und mittels einer Recheneinrichtung (16) die entsprechende Fluidmenge bestimmt wird, und
bei dem die Proportionalverteilung der so bestimmten Fluidmenge in Antwort auf die Vielzahl der einzelnen, während der vorbestimmten Zeitspanne erfaßten Druckmeßwerte ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszustand einer das Fluid einspritzenden Einspritzpumpe (6) mit einem Drehmelder (9) erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckbehälter (1) ein vorbestimmter Gegendruck (PK) eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegendruck (PK) im Druckbehälter (1) mittels eines Solenoidventils (3) eingestellt wird, das zwischen dem Druckbehälter (1) und einem Gegendruckventil (4) angeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßeinrichtung (15) über ein Richtungssteuerventil (10, 10′) mit dem Gegendruckventil (4) verbunden ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzvorgang in eine Voreinspritzung (P) und eine Haupteinspritzung (M) unterteilt wird.

7. Einspritzmengenmeßgerät zur Bestimmung einer Einspritzmenge und deren Mengenverteilung in einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, mit
einer Einspritzpumpe (6) zum Einspritzen eines Fluids mit einer bestimmten Mengenverteilung über die Zeit innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne während eines Einspritzvorgangs,
einem geschlossenen Druckbehälter (1) mit einem vorbestimmten Volumen zur vorübergehenden Speicherung einer von der Einspritzpumpe (6) in diesen eingespritzten Fluidmenge,
einer Druckmeßeinrichtung (2) zum mehrfachen Messen eines Fluiddrucks in dem geschlossenen Druckbehälter (1) während der vorbestimmten Zeitspanne,
einer Volumenmeßeinrichtung (15) und einer Recheneinrichtung (16) zur Bestimmung der während einer vorbestimmten Zeitspanne in den geschlossenen Druckbehälter (1) eingespritzten Fluidmenge und zur Ermittlung der Verteilung der während der vorbestimmten Zeitspanne in den Druckbehälter (1) eingespritzten Fluidmenge.

8. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Drehmelder (9) aufweist, der einen Antriebszustand einer das Fluid einspritzenden Einspritzpumpe (6) erfaßt.

9. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) ein Gegendruckventil (4) zum Halten eines vorbestimmten Gegendrucks (PK) aufweist.

10. Einspritzmengenmeßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckbehälter (1) und dem der Gegendruckventil (4) ein Solenoidventil (3) vorgesehen ist.

11. Einspritzmengenmeßgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Volumenmeßeinrichtung (15) ein Richtungssteuerventil (10, 10′) vorgesehen ist.

12. Einspritzmengenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (6) einen in eine Voreinspritzung (P) und eine Haupteinspritzung (M) unterteilten Einspritzvorgang ausführt.