EP1805489A1 - Messeinrichtung zur bestimmung der abgegeben brennstoffmenge in einem einspritzventil - Google Patents

Messeinrichtung zur bestimmung der abgegeben brennstoffmenge in einem einspritzventil

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Publication number
EP1805489A1
EP1805489A1 EP05791834A EP05791834A EP1805489A1 EP 1805489 A1 EP1805489 A1 EP 1805489A1 EP 05791834 A EP05791834 A EP 05791834A EP 05791834 A EP05791834 A EP 05791834A EP 1805489 A1 EP1805489 A1 EP 1805489A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
injection valve
fuel injection
measuring device
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05791834A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Becker
Guenter Veit
Thomas Pauer
Felix Landhaeusser
Roger Busch
Marc Uhl
Oliver Becker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1805489A1 publication Critical patent/EP1805489A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0614—Actual fuel mass or fuel injection amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus

Definitions

  • the invention relates to a measuring device for determining the amount of fuel delivered upon actuation of a fuel injection valve. Specifically, the invention relates to a measuring device for use in air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • a fuel injection system with a fuel injection valve for a fuel injection system for an internal combustion engine, in particular for a diesel engine known.
  • the fuel is conveyed by means of a high-pressure pump into a common rail and injected via fuel injection valves into associated combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the high pressure pump generates a pressure of up to 2000 bar (200 MPa).
  • Fuel injector can vary considerably. To avoid this disadvantage, on the one hand, a precise production with tight tolerance specifications can be performed. On the other hand, in the context of mass production under given conditions, the at an operation of the
  • Fuel injector are performed.
  • this conceivable measurement method only provides information about the new condition of the fuel injection valve, so that especially age-related as well as gradually occurring changes in the Abspritz s lead to different injection quantities.
  • an adjustment made in the manufacture of the fuel injector takes into account only existing tolerances of the components of the fuel injector and not those of the entire fuel injection system.
  • the measuring device with the features of claim 1 has the advantage that during operation of the fuel injection valve, a determination of the output on actuation of the fuel injection valve amount of fuel can be done.
  • a volumetric flask in a fuel line section can be arranged and slidable in this.
  • a detection device of the measuring device detects a displacement of the volumetric flask upon actuation of the fuel injection valve and determines a fuel quantity value according to this displacement. This can be done by pressing the Fuel injection valve discharged or ejected amount of fuel can be accurately determined.
  • the measuring device is part of the fuel injection valve, wherein the measuring piston is arranged in a fuel line provided in the fuel injection valve. It is also advantageous that the volumetric flask is arranged in the fuel line downstream of a hydraulic Hubüber derssupervised.
  • the metering device may be located with respect to the intervening fuel line near where the fuel is injected, so that the accuracy of the particular fuel amount value is improved. If the fuel injection valve is a hydraulic
  • the fuel injection valve has an electrical supply line by means of which an actuation device of the fuel injection valve for actuation of the fuel injection valve can be acted upon by an actuation voltage, that the detection device outputs the fuel quantity value to a selection device connected to the electrical supply line and that the selection device during a time period, in which the fuel injection valve is not acted upon by an actuation voltage, outputs the fuel quantity value obtained by the detection device via the electrical supply line.
  • the selector selects this period of time within the time interval between successive actuations of the actuator. In this way, the fuel quantity can be performed over the existing electrical supply line from the fuel injection valve, so that the cost in the production of the fuel injection valve can be significantly reduced.
  • the detection device detects the displacement of the volumetric flask in the
  • the detection device can also have a laser diode and detect the displacement of the measuring piston by means of an interference measurement.
  • the detection device may also have a coil, which preferably in the region of the volumetric flask laterally on the fuel line section or to the
  • Fuel line section is arranged around to detect this shift by taking advantage of the change in the magnetic flux in a displacement of the volumetric flask.
  • the change in the inductive resistance of the coil can be measured.
  • the volumetric flask is preferably made of a ferromagnetic material.
  • a compression spring which acts on the measuring piston to a starting position with a restoring force. It is also advantageous that a contact surface is provided, against which the measuring piston rests in the starting position. As a result, a defined initial position for the volumetric flask can be specified. In this case, it may be sufficient that the detection means detects only the end position of the volumetric flask after the successful actuation of the fuel injection valve to determine the amount of fuel delivered. In addition, the volumetric flask is held by the compression spring and possibly the contact surface in a certain region of the fuel line section, so that the functionality of the measuring device over the life of the fuel injection valve is ensured.
  • the volumetric flask has a passage opening which, at a return movement of the volumetric flask caused by the restoring force of the pressure spring Flow of fuel allows.
  • the passage opening is preferably designed such that upon actuation of the fuel injection valve, in which fuel is sprayed for a short time, at least substantially no flow of fuel through the passage opening occurs, so that the measuring piston is carried along by the fuel transported through the fuel line. After closing the fuel injection valve no transport of the fuel takes place in the fuel line.
  • the passage opening is preferably formed so large that during the time between two successive ignitions of the injected fuel into the internal combustion engine with respect to the restoring force of the compression spring a provision of the volumetric flask in its initial position is at least substantially possible.
  • a single ignition can be represented by several actuations of the fuel injection valve, namely by one or more pilot injections, main injections and / or post-injections.
  • a stop element which limits the displacement of the volumetric flask downstream to specify a maximum displacement of the volumetric flask in the fuel line section. Failure of the fuel injector may result in excessive fuel delivery. By specifying a maximum displacement of the volumetric flask, the amount of fuel delivered can be limited or a shutdown of the fuel injection valve can be achieved.
  • a possible malfunction of the fuel injection valve is a clamping of a valve needle, so that the fuel injection valve is opened even in the unactuated state. drawing
  • Fig. 1 is a partially cutaway view of a measuring device according to the invention as part of a fuel injection valve.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a measuring device 1 according to the invention as part of the fuel injection valve 2, wherein the measuring device 1 and the fuel injection valve 2 are shown partially in section.
  • Fuel injection valve 2 can be configured in particular as an injector for air-compressing, self-igniting internal combustion engines. To simplify the illustration, the measuring device 1 is separated in the drawing from the remaining parts of the fuel injection valve 2 and shown enlarged.
  • the measuring device 1 can be used in particular in a fuel injection system for air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the measuring device 1 can, as shown in FIG. 1, be part of the fuel injection valve 2 or be integrated into the supply line to the fuel injection valve 2 or otherwise integrated into the fuel injection system for at least indirectly determining the amount of fuel delivered upon actuation of the fuel injection valve 2 ,
  • the fuel injection valve 2 has a valve housing 3, which is connected to a valve seat body 4. On the valve seat body 4, a valve seat surface 5 is formed, which cooperates with a valve closing body 6 to a sealing seat.
  • the valve closing body 6 is integrally formed with a valve needle 7, which is guided in particular by a valve needle guide 8 of the valve housing 3.
  • valve needle 7 is acted upon by a valve spring 9 in the direction of the sealing seat formed by the valve closing body 6 and the valve seat surface 5 with a closing force.
  • valve housing 3 has a fuel inlet nozzle 10, to which a fuel line (not shown) for supplying fuel into the fuel injection valve 2 can be connected.
  • the fuel flows via a schematically illustrated fuel line section 11, a fuel line section 12 and a fuel line section 13 into a fuel chamber 14 within the valve housing 3.
  • Fuel line sections 11, 12 and 13 form a fuel line 11, 12, 13 of the fuel injection valve 2.
  • a schematically illustrated fuel line 15 the fuel to a provided in the valve housing 3 hydraulic Hubüber GmbHs worn 16, depending on the application as a way - or power amplifier can be formed leads.
  • the hydraulic stroke transmission device 16 comprises a control chamber 20 which can be filled with fuel via a throttle 21 connected to the fuel line 15.
  • an actuator 30 formed as a solenoid-operated valve is provided, which comprises a magnetic coil 22, an armature 23 and in opposite directions to the armature 23 acting springs 24 and 25.
  • the solenoid coil 22 is connected by an electrical line 26, an electrical line 27 and a provided between the electrical lines 26, 27 selector 28 with a terminal contact 29 to which an actuation voltage for actuating the fuel injection valve 2 can be applied.
  • the electrical lines 26, 27 form an electrical supply line 31.
  • Fuel injection valve 2 therefore, the pressure of the present in the control chamber 20 fuel is reduced, so that the valve needle 7 is adjusted due to the pressure of the fuel in the fuel space 14 against the force of the valve spring 9, whereby formed between the valve closing body 6 and the valve seat 5 sealing seat is opened and fuel from the fuel chamber 14 on the Spray opening 41 is sprayed from the fuel injector 2.
  • the amount of fuel delivered upon actuation of the fuel injection valve does not only depend on the course of the actuation voltage applied to the connection contact 29. Due to component tolerances in the re-manufacturing of the parts of the fuel injector 2, aging and wear of components, temperature-related changes in the characteristics of the fuel injector 2, the individual characteristics of the other parts of the fuel injection system, in particular the pressure of fuel introduced via the fuel inlet port 10 Influence, and for other reasons, the hosed Fuel quantity differ from the intended or predetermined amount of fuel.
  • the measuring device 1 according to the invention makes it possible to compensate the said effects in order to actually spray off the intended quantity of fuel when actuating the fuel injection valve 2 within the scope of a predetermined accuracy.
  • the measuring device 1 comprises a measuring piston 42, which is arranged in the fuel line section 12 and in this upstream, ie in a direction 43, and downstream, ie in a direction 44, is displaceable.
  • the volumetric flask 42 has in this embodiment on its inside a cylindrical portion 45 and a cylindrical portion 46 which has a smaller diameter than the cylindrical portion 45, wherein between the cylindrical portions 45, 46, a conical portion 47 is provided.
  • the volumetric flask 42 also has a pin-shaped part 48, which is partially cylindrical in shape and has a conical end portion 49.
  • the pin-shaped part 48 is formed with a reduced diameter, so that between this and the surrounding inner wall of the fuel line section 12, an annular gap 50 is formed.
  • a default setting element 56 is provided in the fuel line section 12, which is secured against displacement in the direction 43 or the direction 44, for example by connecting to the fuel line section 12 by means of welding or soldering.
  • an annular bearing surface 57 is formed, against which the measuring piston 42 abuts in the initial position with an end face 58. This will be the default of the measuring piston 42 bounded by the compression spring 55 in the direction 43.
  • the default setting element 56 has a cylindrical recess 59, which is adapted to the cylindrical portion 45 of the measuring piston 42.
  • fuel Upon actuation of the fuel injection valve 2, fuel is discharged from the fuel chamber 14 via the injection opening 41 into a (not shown) combustion chamber of an internal combustion engine. Due to the high pressure of the fuel at the same time fuel from the fuel line section 13 and thus nachge felicitt from the fuel line section 12. In this case, fuel flows from the annular gap 50 in the region 60 of the fuel line section 12.
  • the volumetric flask 42 is at least approximately proportional to the amount of fuel transported through the fuel line section 13 and the region 60 of the fuel line section 12 entrained, i. shifted in the fuel line section 12.
  • the measuring device 1 comprises a detection device 65, which detects the displacement of the measuring piston 42 in the fuel line section 12.
  • the distance between the detection device 65 and the measuring piston 42 in particular a surface 66, which is formed within the peg-shaped part 48 and oriented perpendicular to the direction 44, can be measured by means of an ultrasound measurement. Since the displacement of the measuring piston 42 taking place upon actuation of the fuel injection valve 2 takes place counter to the force of the compression spring 55, the distance in the arrangement shown in FIG. 1 increases.
  • the detection device 65 can also be arranged downstream of the volumetric flask 42. In this case, the detection means 65 detects a decrease in the distance.
  • the detection device 65 can detect the entire movement of the measuring piston 42.
  • the measuring device 1 is designed so that at least during normal operation always a provision of the measuring piston 42 in the predetermined by the contact surface 57 starting position, a repetitive determination of the starting position is not required, so that apart from an initial and possibly repeated at certain intervals Einmessvorgang, only the end position can be detected.
  • one or more passage openings 67, 68 are provided in the peg-shaped part 48 of the measuring piston 42.
  • the passage openings 67, 68 act in each case as a throttle, wherein the throttle effect is determined so as to ensure an at least approximately resetting of the measuring piston 42 in its initial position with respect to the restoring force of the compression spring 55 in normal operation, but with a displacement of the measuring piston 42nd in the direction 44 in the actuation of the fuel injection valve 2 to prevent a falsification of the fuel quantity value determined by the detection device due to the displacement of the volumetric flask, a subsequent flow of fuel through the passage openings 67, 68 at least largely avoided.
  • the measuring device 1 also has a stop element 69, which is arranged in the fuel line section 12 and is secured in accordance with the default setting element 56 against displacement in the fuel line section 12.
  • the stop element 69 has a conical stop surface 70, which is adapted to a pin-shaped part 48 also formed conical surface 71.
  • a cylindrical portion 72 and a flow-expanding conical section 73 are provided, which are formed so that an influence of the fuel flow is largely avoided.
  • the distance between the peg-shaped part 48 and the stop element 69 is predetermined so that in normal operation unimpeded transport of the fuel from the annular gap 50 in the region 60 of
  • Fuel line section 12 is possible.
  • fuel can be discharged continuously or for an abnormally long period of time via the injection opening 41.
  • the measuring piston 52 is adjusted in one or more steps in the direction 44 until the surface 71 of the pin-shaped part 48 abuts against the conical stop surface 70 of the stop element 69.
  • the detection device 65 detects the displacement of the measuring piston 42 and determines a fuel quantity value according to the detected displacement.
  • Fuel quantity value indicates the amount of fuel transported by the displacement of the measuring piston 42 through the fuel line section 12, which in the exemplary embodiment illustrated is equal to the quantity of fuel discharged via the injection opening 41.
  • the detection device 65 outputs the determined fuel quantity value via an electrical line 74 to a selection device 28.
  • the selector 28 selects a period of time from a time interval in which no actuation voltage is applied to the terminal contact 29, and outputs the fuel quantity value to the terminal contact 29 obtained by the detector during this period.
  • the fuel quantity can be output via the already existing electrical supply line of the fuel injection valve 2.
  • the fuel injection valve 2 is shown in simplified form in FIG. 1.
  • the selection device 28 and the measuring device 1 can be arranged within the valve housing 3 of the fuel injection valve 2.
  • the fuel injection valve 2, the selector 28 and the measuring device 1 can also be configured as a composite assembly. Depending on the resolution or dynamics of the measuring device 1 different requirements can be met.
  • the measuring device can sequentially detect both a pre-injection with, for example, 1 to 2 mm 3 , a main injection with, for example, up to 80 mm 3 and a post-injection of, for example, 10 to 15 mm 3 , and determine the corresponding fuel quantity values.
  • the fuel quantity value can be determined from the fuel volume displaced on the side of the annular gap 50 during displacement of the measuring piston 42 become. However, corrections can still be made if the measuring piston 42 is arranged above the hydraulic stroke transmission device 16.
  • a closed flow control circuit can be realized within the fuel injection system.
  • the actuator 30 may also be formed by a piezoelectric actuator, in which case a suitably adapted Hubcken GmbHs worn 16 is used to implement the Aktorhubes used.
  • the measuring piston 42 may be configured and modified in the context of the invention as defined by the claims.

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Abstract

Eine Messeinrichtung (1) zur zumindest mittelbaren Bestimmung der bei einer Betätigung eines Brennstoff einspritzventils (2) abgegebenen Brennstoff menge umfasst einen Messkolben (42) und eine Erfassungseinrichtung (65). Der Messkolben (42) ist in einem Brennstoff leitungsabschnitt (12) anordenbar und in diesem verschiebbar. Die Erfassungseinrichtung (65) dient zur Erfassung einer Verschiebung des Messkolbens (42) in dem Brennstoff leitungsabschnitt (12) bei der Betätigung des Brennstoff einspritzventils (2) und bestimmt entsprechend der erfassten Verschiebung des Messkolbens (42) einen Brennstoff mengenwert . Dabei gibt der Brennstoffmengenwert zumindest näherungsweise eine mit der Verschiebung des Messkolbens (42) durch den Brennstoff leitungsabschnitt (12) transportierte Brennstoff menge an. Der Messkolben (42) wird durch ein Druckfeder (55) zu einer Ausgangsstellung hin mit einer Rückstellkraft beaufschlagt und weist eine als Drossel wirkende Durchgangsöffnung (67,68) auf, die bei einem Durchströmen von Brennstoff eine Rückstellbewegung des Messkolbens (42) ermöglicht.

Description

MESSEINRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG DER ABGEGEBEN BRENNSTOFFMENGE IN EINEM EINSPRITZVENTIL
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Bestimmung der bei einer Betätigung eines Brennstoffeinspritzventils abgegebenen Brennstoffmenge. Speziell betrifft die Erfindung eine Messeinrichtung zur Anwendung bei luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 198 43 940 Al ist ein Brennstoffeinspritzsystem mit einem Brennstoffeinspritzventil für eine Brennstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, bekannt. Bei dem bekannten Brennstoffeinspritzsystem wird der Brennstoff mittels einer Hochdruckpumpe in ein Common-Rail gefördert und über Brennstoffeinspritzventile in zugeordnete Brennkammern der Brennkraftmaschine eingespritzt. Im Betrieb des Brennstoffeinspritzsystems erzeugt die Hochdruckpumpe einen Druck von bis zu 2000 bar (200 MPa) .
Das aus der DE 198 43 940 Al bekannte Brennstoffeinspritzsystem hat den Nachteil, dass die von einem Brennstoffeinspritzventil abgespritzte Brennstoffmenge aufgrund von Bauteiltoleranzen der Bauteile des
Brennstoffeinspritzventils erheblich variieren kann. Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann einerseits eine präzise Fertigung mit engen Toleranzvorgaben durchgeführt werden. Andererseits kann bereits im Rahmen der Serienfertigung unter vorgegebenen Bedingungen die bei einer Betätigung des
Brennstoffeinspritzventils abgegebene Brennstoffmenge gemessen werden, und auf Grundlage dieser Messung ein Einspritzmengenabgleich für das spezielle
Brennstoffeinspritzventil durchgeführt werden. Dieses denkbare Messverfahren gibt jedoch nur Auskunft über den Neuzustand des Brennstoffeinspritzventils, so dass speziell alterungsbedingte sowie nach und nach auftretende Veränderungen des Abspritzverhaltens zu abweichenden Einspritzmengen führen. Außerdem berücksichtigt ein bei der Herstellung des Brennstoffeinspritzventils erfolgender Abgleich nur bestehende Toleranzen der Bauteile des Brennstoffeinspritzventils und nicht die des gesamten Brennstoffeinspritzsystems.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Messeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils eine Bestimmung der bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils abgegebenen Brennstoffmenge erfolgen kann. Hierfür ist ein Messkolben in einem Brennstoffleitungsabschnitt anordenbar und in diesem verschiebbar. Eine Erfassungseinrichtung der Messeinrichtung erfasst eine Verschiebung des Messkolbens bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils und bestimmt entsprechend dieser Verschiebung einen Brennstoffmengenwert. Dadurch kann die bei der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils abgegebene bzw. abgespritzte Brennstoffmenge genau bestimmt werden. Da diese Bestimmung während des normalen Betriebs des Brennstoffeinspritzventils erfolgt, können sowohl alterungsbedingte Änderungen des Abspritzverhaltens des Brennstoffeinspritzventils als auch in Zusammenwirkung mit dem übrigen Brennstoffeinspritzsystem bedingte Variationen der abgegebenen Brennstoffmenge erfasst und entsprechend berücksichtigt werden. Außerdem wird die Serienfertigung des Brennstoffeinspritzventils erleichtert, da eine Messung des Abspritzverhaltens während der Serienfertigung nicht erforderlich ist und bestehende enge Toleranzvorgaben gegebenenfalls auch gelockert werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Messeinrichtung möglich.
In vorteilhafter Weise ist die Messeinrichtung Teil des Brennstoffeinspritzventils, wobei der Messkolben in einer in dem Brennstoffeinspritzventil vorgesehenen Brennstoffleitung angeordnet ist. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass der Messkolben in der Brennstoffleitung stromabwärts von einer hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung angeordnet ist. Durch die Integration in das Brennstoffeinspritzventil kann die Messeinrichtung in Bezug auf die dazwischenliegende Brennstoffleitung nahe an der Stelle, wo der Brennstoff abgespritzt wird, angeordnet sein, so dass die Genauigkeit des bestimmten Brennstoffmengenwerts verbessert ist. Sofern das Brennstoffeinspritzventil eine hydraulische
Hubübersetzungseinrichtung aufweist, wird in der Regel ein Teil des durch die Brennstoffleitung fließenden Brennstoffs in die hydraulische Hubübersetzungseinrichtung abgezweigt, ohne abgespritzt zu werden, da dieser Teil zurück in den Brennstofftank geführt wird. Stromaufwärts der hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung stimmt die transportierte Brennstoffmenge daher nicht mit der beim Einspritzen abgegebenen Brennstoffmenge des Brennstoffeinspritzventils überein. Dies kann zwar zum Teil rechnerisch korrigiert werden, die Anordnung des Messkolbens stromabwärts der hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung ermöglicht aber eine höhere Genauigkeit, ohne dass eine rechnerische Korrektur erforderlich ist.
Vorteilhaft ist es, dass das Brennstoffeinspritzventil eine elektrische Zuleitung aufweist, mittels der eine Betätigungseinrichtung des Brennstoffeinspritzventils zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils mit einer Betätigungsspannung beaufschlagbar ist, dass die Erfassungseinrichtung den Brennstoffmengenwert an eine mit der elektrischen Zuleitung verbundene Wähleinrichtung ausgibt und dass die Wähleinrichtung während eines Zeitabschnitts, in dem das Brennstoffeinspritzventil mit keiner Betätigungsspannung beaufschlagt ist, den von der Erfassungseinrichtung erhaltenen Brennstoffmengenwert über die elektrische Zuleitung ausgibt. Die Wähleinrichtung wählt dabei diesen Zeitabschnitt innerhalb des Zeitintervalls zwischen aufeinanderfolgenden Betätigungen der Betätigungseinrichtung. Auf diese Weise kann der Brennstoffmengenwert über die bereits bestehende elektrische Zuleitung aus dem Brennstoffeinspritzventil geführt werden, so dass der Aufwand bei der Herstellung des Brennstoffeinspritzventils erheblich verringert werden kann.
In vorteilhafter Weise erfasst die Erfassungseinrichtung die Verschiebung des Messkolbens in dem
Brennstoffleitungsabschnitt mittels einer Ultraschallmessung. Dadurch kann die Endstellung und gegebenenfalls auch die Anfangsstellung des Messkolbens auf einfache Weise erfasst werden. Alternativ kann die Erfassungseinrichtung auch eine Laserdiode aufweisen und mittels einer Interferenzmessung die Verschiebung des Messkolbens erfassen. Ferner kann die Erfassungseinrichtung auch eine Spule aufweisen, die vorzugsweise im Bereich des Messkolbens seitlich an dem Brennstoffleitungsabschnitt oder um den
Brennstoffleitungsabschnitt herum angeordnet ist, um durch Ausnutzen der Änderung des Magnetflusses bei einer Verschiebung des Messkolbens diese Verschiebung zu erfassen. Beispielsweise kann die Änderung des induktiven Widerstands der Spule gemessen werden. In diesem Fall besteht der Messkolben vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material.
In vorteilhafter Weise ist eine Druckfeder vorgesehen, die den Messkolben zu einer Ausgangsstellung hin mit einer Rückstellkraft beaufschlagt. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass eine Anlagefläche vorgesehen ist, an der der Messkolben in der Ausgangsstellung anliegt. Dadurch kann eine definierte Ausgangsstellung für den Messkolben vorgegeben werden. In diesem Fall kann es genügen, dass die Erfassungseinrichtung lediglich die Endstellung des Messkolben nach der erfolgten Betätigung des Brennstoffeinspritzventils erfasst, um die abgegebene Brennstoffmenge zu ermitteln. Außerdem wird der Messkolben durch die Druckfeder und gegebenenfalls die Anlagefläche in einem gewissen Bereich des Brennstoffleitungsabschnitts gehalten, so dass die Funktionsfähigkeit der Messeinrichtung über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist es, dass der Messkolben eine Durchgangsöffnung aufweist, die bei einer durch die Rückstellkraft der Druckfeder bedingten Rückstellbewegung des Messkolbens ein Durchströmen von Brennstoff ermöglicht. Die Durchgangsöffnung ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils, bei der für kurze Zeit Brennstoff abgespritzt wird, zumindest im wesentlichen kein Durchströmen von Brennstoff durch die Durchgangsöffnung auftritt, so dass der Messkolben von dem durch die Brennstoffleitung transportierten Brennstoff mitgenommen wird. Nach dem Schließen des Brennstoffeinspritzventils erfolgt kein Transport des Brennstoffs in der Brennstoffleitung. Die Durchgangsöffnung ist vorzugsweise so groß ausgebildet, dass während der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündungen des in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffs in Bezug auf die Rückstellkraft der Druckfeder eine Rückstellung des Messkolbens in seine Ausgangslage zumindest im wesentlichen ermöglicht wird. Eine Einzelzündung kann durch mehrere Betätigungen des Brennstoffeinspritzventils dargestellt sein, nämlich durch jeweils eine oder mehrere Voreinspritzungen, Haupteinspritzungen und/oder Nacheinspritzungen.
In vorteilhafter Weise ist ein Anschlagelement vorgesehen, das zur Vorgabe einer maximalen Verschiebung des Messkolbens in dem Brennstoffleitungsabschnitt die Verschiebbarkeit des Messkolbens stromabwärts begrenzt. Bei einer Fehlfunktion des Brennstoffeinspritzventils kann es zu einer übermäßigen Abgabe von Brennstoff kommen. Durch die Vorgabe einer maximalen Verschiebung des Messkolbens kann die abgegebene Brennstoffmenge begrenzt bzw. ein Abschalten des Brennstoffeinspritzventils erreicht werden. Eine mögliche Fehlfunktion des Brennstoffeinspritzventils ist ein Klemmen einer Ventilnadel, so dass das Brennstoffeinspritzventil auch im unbetätigten Zustand geöffnet ist. Zeichnung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine auszugsweise geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung als Teil eines Brennstoffeinspritzventils .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1 als Teil des Brennstoffeinspritzventils 2, wobei die Messeinrichtung 1 und das Brennstoffeinspritzventil 2 teilweise geschnitten dargestellt sind. Das
Brennstoffeinspritzventil 2 kann insbesondere als Injektor für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen ausgestaltet sein. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Messeinrichtung 1 in der Zeichnung von den übrigen Teilen des Brennstoffeinspritzventils 2 getrennt und vergrößert dargestellt.
Die Messeinrichtung 1 kann insbesondere bei einer Brennstoffeinspritzanlage für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen. Die Messeinrichtung 1 kann dabei, wie in der Fig. 1 dargestellt, Teil des Brennstoffeinspritzventils 2 sein oder in die Zufuhrleitung zum Brennstoffeinspritzventil 2 integriert werden oder auf andere Weise in das Brennstoffeinspritzsystem zum zumindest mittelbaren Bestimmen der bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2 abgegebenen Brennstoffmenge integriert werden. Das Brennstoffeinspritzventil 2 weist ein Ventilgehäuse 3 auf, das mit einem Ventilsitzkörper 4 verbunden ist. An dem Ventilsitzkörper 4 ist eine Ventilsitzfläche 5 ausgebildet, die mit einem Ventilschließkörper 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Dabei ist der Ventilschließkörper 6 einstückig mit einer Ventilnadel 7 ausgebildet, die insbesondere von einer Ventilnadelführung 8 des Ventilgehäuses 3 geführt ist. Die Ventilnadel 7 wird von einer Ventilfeder 9 in Richtung des durch den Ventilschließkörper 6 und die Ventilsitzfläche 5 gebildeten Dichtsitzes mit einer Schließkraft beaufschlagt. Außerdem weist das Ventilgehäuse 3 einen Brennstoffeinlassstutzen 10 auf, an den eine (nicht dargestellte) Brennstoffleitung zum Zuführen von Brennstoff in das Brennstoffeinspritzventil 2 anschließbar ist.
Von dem Brennstoffeinlassstutzen 10 fließt der Brennstoff über einen schematisch dargestellten Brennstoffleitungsabschnitt 11, einen Brennstoffleitungsabschnitt 12 und einen Brennstoffleitungsabschnitt 13 in einen Brennstoffräum 14 innerhalb des Ventilgehäuses 3. Die
Brennstoffleitungsabschnitte 11, 12 und 13 bilden eine Brennstoffleitung 11, 12, 13 des Brennstoffeinspritzventils 2. Außerdem zweigt von dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 eine schematisch dargestellte Brennstoffleitung 15 ab, die Brennstoff zu einer in dem Ventilgehäuse 3 vorgesehenen hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung 16, die je nach Anwendungsfall als Weg- oder Kraftverstärker ausgebildet sein kann, führt. Die hydraulische Hubübersetzungseinrichtung 16 umfasst einen Steuerraum 20, der über eine mit der Brennstoffleitung 15 verbundene Drossel 21 mit Brennstoff befüllbar ist. Außerdem ist eine als ein magnetisch betätigbares Ventil ausgebildete Betätigungseinrichtung 30 vorgesehen, die eine Magnetspule 22, einen Anker 23 sowie in entgegengesetzte Richtungen auf den Anker 23 einwirkende Federn 24 und 25 umfasst. Die Magnetspule 22 ist durch eine elektrische Leitung 26, eine elektrische Leitung 27 und eine zwischen den elektrischen Leitungen 26, 27 vorgesehene Wähleinrichtung 28 mit einem Anschlusskontakt 29 verbunden, an den zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2 eine Betätigungsspannung anlegbar ist. Die elektrischen Leitungen 26, 27 bilden eine elektrische Zuleitung 31. Bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils wird die Magnetspule 22 mit Strom durchflössen, wodurch der Anker 23 in Richtung der Magnetspule 22 entgegen der Kraft der Feder 24 bewegt wird. Ein mit dem Anker 23 verbundener Ventilschließkörper 35, der mit einer innerhalb des Ventilgehäuses 3 ausgebildeten Ventilsitzfläche 36 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt, hebt dadurch von der Ventilsitzfläche 36 zum Öffnen des Dichtsitzes ab und gibt eine mit dem Steuerraum 20 verbundene Drossel 37 frei, so dass Brennstoff aus dem Steuerraum 20 über die Drossel 37 in einen druckentlasteten Raum 38 fließen kann. Aus dem druckentlasteten Raum 38 kann der Brennstoff über eine Bohrung 39 zu einem Brennstoffabflussstutzen 40 fließen, der im montierten Zustand des Brennstoffeinspritzventils 2 mit dem Brennstofftank verbunden ist.
Bei der Betätigung der Magnetspule 22 des
Brennstoffeinspritzventils 2 wird daher der Druck des in dem Steuerraum 20 vorhandenen Brennstoffs verringert, so dass die Ventilnadel 7 auf Grund des Druckes des Brennstoffs im Brennstoffräum 14 entgegen der Kraft der Ventilfeder 9 verstellt wird, wodurch der zwischen dem Ventilschließkörper 6 und der Ventilsitzfläche 5 ausgebildete Dichtsitz geöffnet wird und Brennstoff aus dem Brennstoffräum 14 über die Abspritzöffnung 41 aus dem Brennstoffeinspritzventil 2 abgespritzt wird.
Nach der Betätigung der Magnetspule 22 wird der Anker 23 durch die Kraft der Feder 24 entgegen der Kraft der Feder 25 in die in der Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückgestellt, so dass der zwischen dem Ventilschließkörper 35 und der Ventilsitzfläche 36 ausgebildete Dichtsitz wieder geschlossen wird. Dadurch ist die Drossel 37 zur Seite des druckentlasteten Raums 38 hin geschlossen, so dass der Druck des Brennstoffs im Steuerraum über die Drossel 21 angehoben wird. Die auf Grund des Druckes im Steuerraum 20 und der Kraft der Druckfeder 9 auf die Ventilnadel 7 einwirkende Rückstellkraft überwiegt dann die auf Grund des Brennstoffdruckes im Brennstoffräum 14 auf die Ventilnadel 7 entgegen der Kraft der Ventilfeder 9 einwirkende Kraft, so dass die Ventilnadel 7 in die in der Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückgeführt wird, bei der der aus dem Ventilschließkörper 6 und der Ventilsitzfläche 5 gebildete Dichtsitz geschlossen ist.
Die bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils abgegebene Brennstoffmenge hängt nicht nur von dem Verlauf der an dem Anschlusskontakt 29 anliegenden Betätigungsspannung ab. Auf Grund von Bauteiltoleranzen bei der Neuherstellung der Teile des Brennstoffeinspritzventils 2, Alterung und Abnutzung von Bauteilen, temperaturbedingten Änderungen der charakteristischen Eigenschaften des Brennstoffeinspritzventils 2, der individuellen charakteristischen Eigenschaften der weiteren Teile des Brennstoffeinspritzsystems, die insbesondere auf den Druck des über den Brennstoffeinlassstutzen 10 eingeführten Brennstoffes Einfluss haben, und aus weiteren Gründen kann die abgespritzte Brennstoffmenge von der beabsichtigten bzw. vorgegebenen Brennstoffmenge abweichen. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung 1 ermöglicht eine Kompensation der genannten Effekte, um im Rahmen einer vorgegebenen Genauigkeit die beabsichtigte Brennstoffmenge bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2 auch tatsächlich abzuspritzen.
Die Messeinrichtung 1 umfasst einen Messkolben 42, der in dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 angeordnet und in diesem stromaufwärts, d.h. in einer Richtung 43, und stromabwärts, d.h. in einer Richtung 44, verschiebbar ist. Der Messkolben 42 weist in diesem Ausführungsbeispiel an seiner Innenseite einen zylinderförmigen Abschnitt 45 und einen zylinderförmigen Abschnitt 46 auf, der einen kleineren Durchmesser als der zylinderförmige Abschnitt 45 hat, wobei zwischen den zylinderförmigen Abschnitten 45, 46 ein konischer Abschnitt 47 vorgesehen ist. Der Messkolben 42 weist außerdem ein zapfenförmiges Teil 48 auf, das abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet ist und einen konischen Endabschnitt 49 aufweist. Das zapfenförmige Teil 48 ist mit verringertem Durchmesser ausgebildet, so dass zwischen diesem und der umgebenden Innenwand des Brennstoffleitungsabschnittes 12 ein Ringspalt 50 ausgebildet ist. Entgegen der Strömungsrichtung des Brennstoffs, d.h. in die Richtung 43, ist der Messkolben 42 mit einer Rückstellkraft einer Druckfeder 55 beaufschlagt. Dabei ist ein Ausgangsstellungs-Vorgabeelement 56 in dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 vorgesehen, das gegenüber eine Verschiebung in der Richtung 43 oder der Richtung 44 gesichert ist, z.B. durch Verbinden mit dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 mittels Schweißen oder Löten. An dem Ausgangsstellungs- Vorgabeelement 56 ist eine kreisringförmige Anlagefläche 57 ausgebildet, an der der Messkolben 42 in der Ausgangsstellung mit einer Stirnseite 58 anliegt. Dadurch wird die Rückstellung des Messkolbens 42 durch die Druckfeder 55 in der Richtung 43 begrenzt. Um den Brennstofffluss nicht zu behindern, weist das Ausgangsstellungs-Vorgabeelement 56 eine zylinderförmige Aussparung 59 auf, die an den zylinderförmigen Abschnitt 45 des Messkolbens 42 angepasst ist.
Bei einer Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2 wird Brennstoff aus dem Brennstoffräum 14 über die Abspritzöffnung 41 in einen (nicht dargestellten) Brennraum einer Brennkraftmaschine abgegeben. Aufgrund des hohen Druckes des Brennstoffs wird gleichzeitig Brennstoff aus dem Brennstoffleitungsabschnitt 13 und somit auch aus dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 nachgefördert. Dabei strömt Brennstoff aus dem Ringspalt 50 in den Bereich 60 des Brennstoffleitungsabschnittes 12. Dabei wird der Messkolben 42 zumindest näherungsweise proportional zu der durch den Brennstoffleitungsabschnitt 13 bzw. den Bereich 60 des Brennstoffleitungsabschnittes 12 transportierten Brennstoffmenge mitgenommen, d.h. in dem Brennstoffsleitungsabschnitt 12 verschoben.
Die Messeinrichtung 1 umfasst eine Erfassungseinrichtung 65, die die Verschiebung des Messkolbens 42 in dem Brennstoffsleitungsabschnitt 12 erfasst. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der Erfassungseinrichtung 65 und dem Messkolben 42, insbesondere einer innerhalb des zapfenförmigen Teils 48 ausgebildeten, senkrecht zu der Richtung 44 orientierten Fläche 66, mittels einer Ultraschallmessung gemessen werden. Da die bei der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2 erfolgende Verschiebung des Messkolbens 42 entgegen der Kraft der Druckfeder 55 erfolgt, nimmt der Abstand bei der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung zu. Die Erfassungseinrichtung 65 kann aber auch stromabwärts des Messkolbens 42 angeordnet sein. In diesem Fall erfasst die Erfassungseinrichtung 65 eine Abnahme des Abstands. Die Erfassungseinrichtung 65 kann die gesamte Bewegung des Messkolbens 42 erfassen. Allerdings kann es auch genügen, dass lediglich die Anfangsstellung des Messkolbens 42, z.B. kurz vor oder beim Beginn der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2, und die Endstellung, z.B. bei oder nach der Beendigung der Betätigung, erfasst wird. Sofern die Messeinrichtung 1 so ausgebildet ist, dass zumindest beim regulären Betrieb stets eine Rückstellung des Messkolbens 42 in die durch die Anlagefläche 57 vorgegebene Ausgangsstellung erfolgt, ist eine wiederholende Bestimmung der Ausgangsstellung nicht erforderlich, so dass abgesehen von einem anfänglichen und gegebenenfalls nach gewissen Zeitabständen wiederholten Einmessvorgang, lediglich die Endstellung erfasst werden kann.
Um die Rückstellung des Messkolbens 42 innerhalb einer gewissen Zeit zu ermöglichen, sind eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 67, 68 in dem zapfenförmigen Teil 48 des Messkolbens 42 vorgesehen. Die Durchgangsöffnungen 67, 68 wirken dabei jeweils als Drossel, wobei die Drosselwirkung so bestimmt ist, um in Bezug auf die Rückstellkraft der Druckfeder 55 im regulären Betrieb eine zumindest annäherungsweise Rückstellung des Messkolbens 42 in seine Ausgangsstellung zu gewährleisten, aber bei einer Verschiebung des Messkolbens 42 in der Richtung 44 bei der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2 zur Vermeidung einer Verfälschung des von der Erfassungseinrichtung aufgrund der Verschiebung des Messkolbens bestimmten Brennstoffmengenwertes ein Nachströmen von Brennstoff durch die Durchgangsöffnungen 67, 68 zumindest weitgehend zu vermeiden. Die Messeinrichtung 1 weist außerdem ein Anschlagelement 69 auf, das in dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 angeordnet ist und entsprechend dem Ausgangsstellungs-Vorgabeelement 56 gegen eine Verschiebung in dem Brennstoffleitungsabschnitt 12 gesichert ist. Das Anschlagelement 69 weist eine konische Anschlagfläche 70 auf, die an eine an dem zapfenförmigen Teil 48 ausgebildete ebenfalls konische Fläche 71 angepasst ist. Außerdem ist ein zylinderförmiger Abschnitt 72 und ein sich in Strömungsrichtung erweiternder konischer Abschnitt 73 vorgesehen, die so ausgebildet sind, dass eine Beeinflussung der BrennstoffStrömung weitgehend vermieden wird.
Der Abstand zwischen dem zapfenförmigen Teil 48 und dem Anschlagelement 69 ist so vorgegeben, dass im regulären Betrieb ein ungehinderter Transport des Brennstoffs aus dem Ringspalt 50 in den Bereich 60 des
Brennstoffleitungsabschnitts 12 möglich ist. Bei einer Fehlfunktion des Brennstoffeinspritzventils 2, bei der beispielsweise die Ventilnadel 7 nicht mehr in die Schließstellung zurückgeführt wird, kann Brennstoff ununterbrochen oder für einen abnormal langen Zeitraum über die Abspritzöffnung 41 abgegeben werden. In diesem Fall wird der Messkolben 52 in einem oder mehreren Schritten immer weiter in der Richtung 44 verstellt, bis die Fläche 71 des zapfenförmigen Teils 48 an der konischen Anschlagfläche 70 des Anschlagelements 69 anschlägt. Dadurch wird der Brennstofffluss zwischen dem Ringspalt 50 und dem Bereich 60 unterbrochen. Insbesondere bei Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstgezündeten Brennkraftmaschinen kann dadurch ein ungewolltes Hochlaufen der Brennkraftmaschine verhindert werden. Die Erfassungseinrichtung 65 erfasst die Verschiebung des Messkolbens 42 und bestimmt entsprechend der erfassten Verschiebung einen Brennstoffmengenwert. Der
Brennstoffmengenwert gibt dabei die mit der Verschiebung des Messkolbens 42 durch den Brennstoffleitungsabschnitt 12 transportierte Brennstoffmenge an, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleich der über die Abspritzöffnung 41 abgegebenen Brennstoffmenge ist. Die Erfassungseinrichtung 65 gibt den bestimmten Brennstoffmengenwert über eine elektrische Leitung 74 an eine Wähleinrichtung 28 aus. Die Wähleinrichtung 28 wählt aus einem Zeitintervall, in dem an dem Anschlusskontakt 29 keine Betätigungsspannung anliegt, einen Zeitabschnitt aus und gibt während dieses Zeitabschnitts den von der Erfassungseinrichtung erhaltenen Brennstoffmengenwert an den Anschlusskontakt 29 aus. Dadurch kann der Brennstoffmengenwert über die ohnehin bestehende elektrische Zuleitung des Brennstoffseinspritzventils 2 ausgegeben werden. Das Brennstoffeinspritzventil 2 ist in der Fig. 1 vereinfacht dargestellt. Insbesondere können die Wähleinrichtung 28 und die Messeinrichtung 1 innerhalb des Ventilgehäuses 3 des Brennstoffeinspritzventils 2 angeordnet sein. Das Brennstoffeinspritzventil 2, die Wähleinrichtung 28 und die Messeinrichtung 1 können auch als zusammengesetzte Baugruppe ausgestaltet sein. In Abhängigkeit von der Auflösung bzw. Dynamik der Messeinrichtung 1 können unterschiedliche Anforderungen erfüllt werden. Beispielsweise kann die Messeinrichtung sowohl eine Voreinspritzung mit beispielsweise 1 bis 2 mm3, eine Haupteinspritzung mit beispielsweise bis zu 80 mm3 und eine Nacheinspritzung von beispielsweise 10 bis 15 mm3 aufeinanderfolgend erfassen und die entsprechenden Brennstoffmengenwerte bestimmen. Der Brennstoffmengenwert kann aus dem bei der Verschiebung des Messkolbens 42 verdrängten Brennstoffvolumen auf der Seite des Ringspalts 50 bestimmt werden. Allerdings können noch Korrekturen vorgenommen werden, falls der Messkolben 42 oberhalb der hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung 16 angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Messeinrichtung 1 kann innerhalb der Brennstoffeinspritzanlage auch ein geschlossener Mengenregelkreis verwirklicht werden.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann die Betätigungseinrichtung 30 auch durch einen piezoelektrischen Aktor ausgebildet sein, wobei in diesem Fall eine entsprechend angepasste Hubübersetzungseinrichtung 16 zur Umsetzung des Aktorhubes zum Einsatz kommt. Außerdem kann der Meßkolben 42 im Rahmen der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist, modifiziert und abgewandelt ausgestaltet sein.

Claims

Ansprüche
1. Messeinrichtung (1) zur zumindest mittelbaren Bestimmung der bei einer Betätigung eines Brennstoffeinspritzventils (2) abgegebenen Brennstoffmenge mit einem Messkolben (42), der in einem
Brennstoffleitungsabschnitt (12) anordenbar und in diesem verschiebbar ist, einer Erfassungseinrichtung (65), die zur Erfassung einer
Verschiebung des Messkolbens (42) in dem
Brennstoffleitungsabschnitt (12) zumindest bei der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils (2) dient und entsprechend der erfassten Verschiebung des Messkolbens (42) einen
Brennstoffmengenwert bestimmt, wobei der Brennstoffmengenwert zumindest näherungsweise eine mit der Verschiebung des
Messkolbens (42) durch den Brennstoffleitungsabschnitt (12) transportierte Brennstoffmenge angibt.
2. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (1) Teil des
Brennstoffeinspritzventils (2) ist, wobei der Messkolben (42) in einer in dem Brennstoffeinspritzventil (2) vorgesehenen Brennstoffleitung (11, 12, 13) angeordnet ist.
3. Messeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkolben (42) in der Brennstoffleitung (11, 12, 13) stromabwärts von einer hydraulischen Hubübersetzungseinrichtung (16) angeordnet ist.
4. Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gezeichnet, dass der von der Erfassungseinrichtung (65) bestimmte Brennstoffmengenwert zumindest näherungsweise die bei der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils (2) abgegebene Brennstoffmenge angibt.
5. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffeinspritzventil (2) zumindest eine elektrische Zuleitung (31) aufweist, mittels der eine Betätigungseinrichtung (30) des Brennstoffeinspritzventils (2) zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils (2) mit einer Betätigungsspannung beaufschlagbar ist, dass die Erfassungseinrichtung (65) den Brennstoffmengenwert an eine mit der elektrischen Zuleitung (31) verbundene Wähleinrichtung (28) ausgibt und dass die Wähleinrichtung (28) während eines Zeitabschnitts, in dem das Brennstoffeinspritzventil (2) mit keiner Betätigungsspannung beaufschlagt ist, den von der Erfassungseinrichtung (65) erhaltenen Brennstoffmengenwert über die elektrische Zuleitung (31) ausgibt.
6. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (65) die Verschiebung des Messkolbens (42) in dem Brennstoffleitungsabschnitt (12) mittels einer Ultraschallmessung oder einer induktiven Messung erfasst.
7. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckfeder (55) vorgesehen ist, die den Messkolben (42) zu einer Ausgangsstellung hin mit einer Rückstellkraft beaufschlagt.
8. Messeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gezeichnet, dass eine Anlagefläche (57) vorgesehen ist, an der der Messkolben (42) in der Ausgangsstellung anliegt.
9. Messeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (65) zur Erfassung der Verschiebung des Messkolbens (52) die nach der Betätigung des Brennstoffeinspritzventils (2) erreichte Endstellung des Messkolbens (42) erfasst und den Brennstoffmengenwert in Abhängigkeit von der erfassten Endstellung in Bezug auf die vorgegebene Ausgangsstellung bestimmt.
10. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkolben (42) zumindest eine Durchgangsöffnung (67, 68) aufweist, die bei einer durch die Rückstellkraft der Druckfeder (55) bedingten Rückstellbewegung des Messkolbens (42) ein Durchströmen von Brennstoff ermöglicht.
11. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlagelement (69) vorgesehen ist, das zur Vorgabe einer maximalen Verschiebung des Messkolbens (42) in dem Brennstoffleitungsabschnitt (12) die Verschiebbarkeit des Messkolbens (42) stromabwärts begrenzt.
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