(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体（４ａ）用の噴射弁（２）の噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを測定するための装置（１）であって、この式中、ｍ（ｔ）が、前記流体（４ａ）の、時間ｔに依存する噴射量であって、全面的に閉鎖されかつ試験液（４）で満たされた測定体積（３）と、前記測定体積（３）の壁部（５）に設けられた、前記噴射弁（２）を受けるための開口（５ａ）とを有しており、それによって、前記噴射弁（２）は取り付け状態で少なくとも１つの噴射孔（２ａ）で以って前記測定体積（３）内に突入するようになっており、また、前記測定体積（３）内に配置された圧力センサ（６）を有している形式のものにおいて、
前記噴射孔（２ａ）から発して前記試験液（４）を通って伝播する圧力波（１２）が圧力センサ（６）に達するまでの所要時間を決定するための、並びに前記所要時間を考慮して、測定された前記噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔに修正するための修正手段（８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ）が設けられていることを特徴とする、噴射率を測定するための装置。
【請求項２】
前記修正手段（８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ）が、少なくとも１回の噴射中に前記噴射孔（２ａ）から前記圧力センサ（６）までの区間（１１）における平均的な音速ｃｍを決定するために構成されていることを特徴とする、請求項１記載の装置（１）。
【請求項３】
前記修正手段（８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ）が特性マップ（８ａ）を含有しており、該特性マップ（８ａ）が、前記噴射孔（２ａ）から前記圧力センサ（６）までの区間（１１）における平均的な音速ｃｍを、
ａ．前記測定体積（３）内の温度Ｔおよび／または
ｂ．前記噴射弁（２）内に侵入する前の前記流体（４ａ）の圧力ｐｒａｉｌおよび／または温度Ｔｒａｉｌに関連した噴射量と
組み合わせて、前記測定体積（３）内の圧力ｐの関数として提供する、
ことを特徴とする請求項２記載の装置（１）。
【請求項４】
前記圧力センサ（６）の測定値からノイズをフィルタリングするための評価ユニット（７）が、前記圧力センサ（６）と前記修正手段（８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ）との間に介在されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項５】
前記修正手段（８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ）が、フィルタリングによって生ぜしめられた、前記圧力センサ（６）の測定値の時間のずれを少なくとも部分的に補正するために構成されていることを特徴とする、請求項４記載の装置（１）。
【請求項６】
前記調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔから前記噴射弁（２）の液圧の噴射開始ｔＳ，ｈｙｄｒを決定するための追加的な手段（１５）が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項７】
前記試験液（４）内の平均的な音速ｃｍ，ｍｅｓｓを決定するための追加的な少なくとも１つの超音波センサ（１０）が、前記測定体積（３）内の噴射の前および／または後に配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項８】
請求項３から７までのいずれか１項記載の装置（１）を製造するための方法において、
前記噴射孔（２ａ）から前記圧力センサ（６）までの少なくとも１つの区間（１１）を有する前記測定体積（３）の部分体積内で、時間および位置に依存する局所的な音速ｃ（ｔ，ｘ）の流体ダイナミックシミュレーションにより、前記特性マップ（８ａ）を決定し、前記流体ダイナミックシミュレーションが前記測定体積（３）内の圧力ｐおよび／または噴射量ｍのための少なくとも１つの時間に依存する周辺条件を前提としていることを特徴とする、請求項３から７までのいずれか１項記載の装置（１）を製造するための方法。
【請求項９】
前記測定体積（３）の前記部分体積が前記測定体積（３）の壁部（５）まで達していて、前記シミュレーションが、前記噴射孔（２ａ）から発する圧力波（１２）の、前記壁部（５）における少なくとも部分的な反射を考慮することを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記シミュレーションにおいて、前記試験液（４）内のキャビテーションの存在および／または形成を考慮することを特徴とする、請求項８または９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記シミュレーションにおいて、前記試験液（４）の体積弾性率および／または粘性の圧力依存性および／または温度依存性、および／または前記試験液（４）内の音速の圧力依存性および／または温度依存性を考慮することを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
流体（４ａ）用の噴射弁（２）の噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを測定するための方法であって、この式中、ｍ（ｔ）が時間に依存する噴射量であって、全面的に閉鎖されかつ試験液（４）で満たされた測定体積（３）を使用し、前記測定体積（３）が、前記噴射弁（２）を受けるための開口（５ａ）を壁部（５）内に有しており、それによって、前記噴射弁（２）は取り付け状態で少なくとも１つの噴射孔（２ａ）で以って前記測定体積（３）内に突入するようになっており、また、前記測定体積（３）内に配置された圧力センサ（６）を有しており、前記圧力センサ（６）によって、前記測定体積（３）内の圧力の経時変化が、前記噴射弁（２）の制御の時間プログラムｌ（ｔ）に対する反応として測定される方法において、
修正手段（８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ）によって前記噴射孔（２ａ）から出て前記試験液（４）を通って伝播する圧力波（１２）の、前記圧力センサ（６）に達するまでの所要時間を決定し、前記所要時間の影響分だけ、測定された前記噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔに調整することを特徴とする、流体（４ａ）用の噴射弁（２）の噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを測定するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に車両燃料用の噴射弁の機能検査および品質管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料が精確な時間プログラムに従って燃焼室内に噴射されれば、ディーゼルエンジンの燃費特性および環境特性は著しく改善され得る。特に、多くの燃料を高速の連続で相次いで噴射することが望まれている。
【０００３】
時間プログラムを正確に制御できるようにするために、時間伝達関数を知ることが望まれており、この時間伝達関数によって、噴射弁（インジェクタ）が電気制御を燃料の質量流量に変換する。この場合、特に電気制御の開始（電気的な噴射開始）と質量流量の開始（液圧的な噴射開始）との間の時間遅れに関心がある。
【０００４】
このような形式の測定のために、液圧式の圧力上昇分析器が非常に有効であることが実証されている。このような機器は例えば特許文献１および特許文献２により公知である。このような特徴を有する噴射弁を介して、試験液は圧力下で、同様に検査液で満たされた閉鎖された測定体積内に噴射される。これによって、測定体積内の圧力が上昇し、この圧力がセンサを介して記録される。圧力の経時変化から直接に、噴射された質量が得られ、時間微分によって噴射率が質量流量として得られる。このことから、特に液圧の噴射開始を読み取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２４９７５４号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０５６１５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、公知の液圧式の圧力上昇分析器をさらに改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この課題は、独立請求項に記載した装置、このような装置を製造するための並列請求項に記載した方法、並びに別の並列請求項に記載した測定方法によって解決される。そのほかの好適な実施態様は、これらを引用する従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明の枠内で、流体のための噴射弁の噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを測定するための装置が開発されている。ｍ（ｔ）は、この流体の、時間ｔに依存する噴射量である。この装置は、全面的に閉鎖されかつ試験液で満たされた測定体積を有している。測定体積の壁部に、噴射弁を受けるための開口が設けられており、従って、噴射弁は取り付け状態で少なくとも１つの噴射孔で以って測定体積内に突入する。測定体積内に圧力センサが配置されている。
【０００９】
流体は、液体または気体であってよい。試験液は同様に液体または気体であってよい。流体は、噴射弁が噴射しようとする流体とは異なっていてよいが、本発明の好適な実施態様では、噴射弁が噴射しようとする流体と同じであってもよい。
【００１０】
本発明によれば、噴射孔から発して試験液を通って伝播する圧力波が圧力センサに達するまでの所要時間を決定するための、並びにこの所要時間を考慮して、測定された前記噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔに修正するための修正手段が設けられている。
【００１１】
予め、平均的な一定の所要時間を考慮することによって、並びに好適には圧力センサによって提供された測定値からノイズ除去する、場合によっては存在する低域フィルタのフィルタリング効果を修正することによって、時間軸に沿った、測定された時間に依存する噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔのシステマティックなずれが減少される。発明者はさらに、この所要時間が一定ではないことを認識している。この所要時間は、噴射孔から圧力センサまでの区間に沿った試験液内の局所的な音速によって決定される。この局所的な音速は圧力および温度に依存している。噴射孔から発する圧力波は試験液内を伝播し、噴射孔の位置において測定体積に局所的なエネルギが供給されるので、試験液の温度および圧力は測定体積内で不均一に分布し、特に噴射孔から圧力センサまでの区間に沿って一定ではない。特に、噴射中の局所的な音速は、噴射前後の局所的な音速とは異なる。従って、本発明の好適な実施態様では、修正手段が、少なくとも１回の噴射中に噴射孔から圧力センサまでの区間における平均的な音速ｃｍを決定するために構成されている。
【００１２】
平均的な音速ｃｍを決定するために、本発明の特に好適な実施態様によれば、修正手段は、特に特性マップを含有しており、この特性マップが、噴射孔から圧力センサまでの区間における平均的な音速ｃｍを、別の値と組み合わせて測定体積内の圧力ｐの関数として提供する。この別の値は、測定体積内の温度Ｔであってよい。しかしながら、この温度Ｔは、別の値によって表してもよい。温度Ｔは、例えば噴射弁内に侵入する前の流体の圧力ｐｒａｉｌおよび／または温度Ｔｒａｉｌに関連した噴射量から得られる。従って、特性マップは、平均的な音速ｃｍを、ｐおよびＴの関数としてだけではなく、例えばｐ，ｍおよびＴｒａｉｌの関数としても、またはｐ，ｍおよびｐｒａｉｌの関数としても提供することができる。前記値と平均的な音速との間の関数関係は、それぞれ測定体積のジオメトリによっておよび試験液の材料特性によってあらかじめ設定されている。所定の測定体積を有する所定の装置において、測定体積のジオメトリは明確である。試験液は、非常に狭い公差を有する、より精密な規格に従って製造されるので、試験液の材料特性は、同様に限定されたものとみなすことができる。特に、このような形式の試験液の密度の、圧力および温度に対する関数関係は公知である。従って、測定体積の所定のジオメトリおよび所定の試験液のために特性マップを前もって演算することができ、従って、この試験液と組み合わせてこの測定体積で実施されたすべての測定のために有効性を有している。
【００１３】
この場合、特性マップによる平均的な音速ｃｍが依存する値の選択は、好適にはどの時間分解能でそれぞれの値が提供されるかに左右される。噴射過程はダイナミックな過程であるので、噴射孔から圧力センサまでの区間における局所的な音速は、場所だけではなく、時間と共に変化する。従って、噴射の開始時および終了時における所要時間修正に関連した、時間に依存する測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔが、実際の噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔを演算するための時間に依存した平均的な音速ｃｍ（ｔ）に応じて様々な時間ずれを有するようになり得る。
【００１４】
本発明の特に好適な実施態様によれば、圧力センサの測定値からノイズをフィルタリングするための評価ユニットが、圧力センサと修正手段との間に介在されている。この評価ユニットは特に低域フィルタを有していてよい。このような低域フィルタは、測定値を時間軸においてずらす。従って、修正手段は、本発明の特に好適な別の実施態様によれば、フィルタリングによって生ぜしめられた、圧力センサの測定値の時間ずれを少なくとも部分的に補正するために構成されている。この補正の強さは、例えば噴射量ｍ、流体が噴射弁内に侵入する前の温度Ｔｒａｉｌ、または流体が噴射弁に侵入する前の圧力ｐｒａｉｌに依存していてよい。
【００１５】
好適には、調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔから前記噴射弁の液圧の噴射開始ｔ’Ｓ，ｈｙｄｒを決定するための追加的な手段が設けられている。この手段は、例えば、調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔのための値からノイズをフィルタで除去するために、またはこの調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔのばらついた値による補正曲線を提供するために構成されていてよい。このような形式で、噴射弁の特性化において最も重要な測定値である液圧の噴射開始ｔＳ，ｈｙｄｒを決定する際の誤差を減少させることができる。
【００１６】
好適には、試験液内の平均的な音速ｃｍ，ｍｅｓｓを決定するための追加的な少なくとも１つの超音波センサが、測定体積内の噴射の前および／または後に配置されている。この超音波センサは、特に、測定体積の向かい合っている壁部で反射される音波のための送信器として、また同時に音波のための受信器として構成されていてよい。平均的な音速ｃｍ，ｍｅｓｓによって、噴射されたすべての流体の質量と、それによって生ぜしめられた測定体積内の圧力ｐの変化との間で換算が行われる。この関係は、バランス方程式の形を有している。
【００１７】
本発明の枠内で、特性マップを有する本発明による装置を製造するための方法も開発されている。この方法において、特性マップが、噴射孔から圧力センサまでの少なくとも１つの区間を有する、測定体積の部分体積内で時間および位置に依存する局所的な音速ｃ（ｔ，ｘ）の流体ダイナミックシミュレーションにより決定される。このシミュレーションは、測定体積内の圧力ｐおよび／または噴射量ｍのための少なくとも１つの時間に依存する周辺条件を前提としている。噴射孔から圧力センサへの区間に沿ったすべての位置ｘに亘って積分することによって、このシミュレーションからこの区間における平均的な音速ｃｍが算出される。
【００１８】
具体的な試験液と組み合わせて測定体積のジオメトリのための特性マップを算出するための費用は１回だけ生じることが知られている。次いで、測定体積が同じジオメトリを有する装置を、任意の量の大量生産により製造することができる。一度算出された特性マップは、この大量生産のすべての装置に同じ形状で組み込むことができる。測定体積のジオメトリは運転中は変化せず、常に同じ特性を有する試験液の補給が提供されるようにもなっているので、通常は装置の運転中に測定マップを計算し直す必要はない。
【００１９】
好適には、時間および位置に依存する局所的な音速ｃ（ｔ，ｘ）が内部で決定される、測定体積の部分体積は、測定体積の壁部まで達している。この場合、シミュレーションが、この壁部における噴射孔から発した圧力波の少なくとも部分的な反射を考慮する。このような形式で、噴射孔から圧力センサに通じる区間における噴射孔から発した圧力波が、これらの圧力波自体の１回または複数回の反射により建設的および／または破壊的に干渉し合うことが考慮され得る。
【００２０】
本発明の別の特に好適な実施態様によれば、シミュレーションが、試験液内のキャビテーションの存在および／または形成を考慮する。例えば、特に燃料が再び膨張されるときに、液体状の燃料の流れ経路に沿って所定の箇所にキャビテーション若しくは気泡が発生することがある。このような燃料が測定体積内に噴射される際に局所的に圧力変動が発生し、この場合、局所的な最小圧力の範囲内に別の気泡が発生し得る。さらに、測定体積内への噴射の際に局所的な渦流も発生し、この渦流がせん断層キャビテーションの経路内で別の気泡を発生させることがある。
【００２１】
本発明の別の特に好適な実施態様によれば、シミュレーションが、試験液の体積弾性率および／または粘性の圧力依存性および／または温度依存性、および／または前記試験液内の音速を考慮する。このような現象は、噴射過程中の噴射孔から圧力センサまでの区間における平均的な音速ｃｍが、試験液中の平均的な音速ｃｍ，ｍｅｓｓに対して噴射の前および／または後で変化するための主要な要因である。
【００２２】
前記説明によれば、本発明は、流体のための噴射弁の噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを測定するための方法にも関する。ｍ（ｔ）は時間に依存する噴射量である。この方法は、全面的に閉鎖されかつ試験液で満たされた測定体積から出発する。測定体積は、噴射弁を受けるための開口を測定体積の壁部内に有しており、それによって、噴射弁は取り付けた状態で少なくとも１つの噴射孔が測定体積内に突入するようになっている。また、測定体積内に圧力センサが配置されている。この圧力センサによって、測定体積内の圧力の経時変化が、噴射弁の制御の時間プログラムｌ（ｔ）に対する反応として測定される。
【００２３】
本発明によれば、このために構成された修正手段によって、噴射孔から発して試験液を通って伝播する圧力波の、圧力センサに達するまでの所要時間が決定される。測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔは、この所要時間の影響分だけ、噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔに調整される。
【００２４】
装置のために記載されたすべての開示は、この測定方法のためにも明確に当てはまり、その逆でもある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による装置の実施例を示す図である。
【図２】インジェクタの電気制御の時間プログラムｌ（ｔ）における測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを示す線図である。
【図３】図１に示した装置によって得ることができる、噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを決定する際の測定精度の改善を示す線図である。
【図４】予備噴射装置が前置接続されているディーゼルエンジンにおいて、噴射プロセスを最適化するために本発明による装置を使用するための使用例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を改善するその他の手段を、図面を用いた本発明の好適な実施例の説明と共に以下に詳しく説明する。
【００２７】
図１は、本発明による装置１の一実施例を示す。測定体積３は、冷却通路５ｂを包含する壁部５によって全面的に包囲されている。測定体積３は試験液４で満たされている。測定体積３の壁部５は、検査しようとする噴射弁２を受けるための開口５ａを有している。噴射弁２は取り付け状態で示されており、この取り付け状態で噴射弁２は噴射孔２ａで以って測定体積３内に突入している。噴射弁２に、高圧ポンプ１４を介して噴射しようとする流体４ａが供給される。この実施例では、流体４ａは試験液４と同一である。
【００２８】
測定体積３内に圧力センサ６が配置されており、この圧力センサ６は、測定体積３内の圧力ｐを評価電子回路７に伝達する。評価電子回路７で、生信号がまず増幅され、次いで、ノイズを取り除くために低域フィルタでフィルタリングされる。フィルタ処理された信号は修正ユニット８に伝送される。
【００２９】
修正ユニット８は追加的な入力値として、
・圧力センサ９ａによって測定された、噴射弁２内に侵入する前の流体４ａの圧力ｐｒａｉｌ、
・測定体積３内に配置された温度センサ９ｂによって測定された、測定体積３内の温度Ｔ、
・別の温度センサ９ｃによって測定された、噴射弁２内に侵入する前の流体４ａの温度Ｔｒａｉｌ、
とを含有している。
【００３０】
修正ユニット８は、噴射孔２ａから発して試験液４を通って伝播して圧力センサ６まで達する圧力波１２の所要時間を決定するように構成されている。噴射孔２ａから圧力センサ６までの区間１１における平均的な音速ｃｍを決定するために、修正ユニット８は特性マップ８ａを有しており、この特性マップ８ａは、区間１１における平均的な音速ｃｍを圧力ｐ、ｐｒａｉｌ並びに温度ＴおよびＴｒａｉｌの関数として示す。修正ユニット８は、時間に依存する測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔの、所要時間の影響並びにフィルタリングに依存する時間のずれを取り除き、このように調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔを、液圧の噴射開始ｔＳ，ｈｙｄｒを算出する別の評価ユニット１５に転送する。
【００３１】
測定体積３内にはさらに超音波センサ１０が配置されており、この超音波センサ１０は、矢印で示された経路１０ａに沿って音波を全測定体積３を通って、向かい合っている壁部５まで送信し、この壁部５による反射を同じ経路１０ａにおいて再び受信する。この超音波センサ１０によって、噴射前後の試験液４内の平均的な音速ｃｍ，ｍｅｓｓが算出される。測定体積３はさらに、電磁式に操作可能な放出弁１３を有している。
【００３２】
測定体積３は、８０ｍｍの高さおよび４５ｍｍの直径を有する円柱形である。従って、圧力波１２は、噴射孔２ａから圧力センサ６まで４６．３ｍｍの区間１１を進まなければならない。測定体積３並びにディーゼル燃料若しくはディーゼル噴射弁を検査するために使用される試験液４としてのテストオイル内の、単純化して一定とみなされる平均的な温度Ｔのために、噴射前の測定体積３内の５０ｂａｒの基礎圧力ｐにおいて、ｃ＝１２７７ｍ／ｓの音速が算出される。この場合、圧力波１２は、区間１１を進むためには概ね３７μｓを必要とする。
【００３３】
修正ユニット８が所要時間をより精確に決定できるようにするために、修正ユニット８内に記憶された特性マップ８ａが流体ダイナミックシミュレーションによって算出された。このために、測定体積３から部分体積、つまり、測定体積３と精確に同じ高さで、方位角の方向で噴射孔２ａもまた圧力センサ６も完全にカバーする部分体積が選択された。この部分体積内で、局所的な音速ｃ（ｔ，ｘ）の他に、時間および位置に依存する測定体積３内の圧力の分布ｐ（ｔ，ｘ）、測定体積３内の温度の分布Ｔ（ｔ，ｘ）、測定体積３内のベクトル計算による流速の分布ｖ（ｔ，ｘ）、並びに測定体積３内の試験液４における気体成分の分布ｄ（ｔ，ｘ）が算出された。この値のダイナミックスのための駆動力は、噴射孔２ａの位置において噴射動作によって予め設定された、試験液４の局所的な圧力のための時間プログラムである。演算時に、測定体積３のジオメトリの他に、粘性の圧力および温度依存性、音速および試験液４の体積弾性率も考慮された。噴射弁２は、噴射孔２ａの他にさらに７つの別の噴射孔を有している。８つのすべての噴射孔は回転対称的に噴射弁２の外周面に沿って分配されているので、シミュレーションのためには、１つの噴射孔２ａを観察するだけで十分である。本発明の作用は、噴射孔の具体的な数に束縛されるものではない。従って８つの数は、単にここに図示された実施例の図面による説明として理解されてよい。
【００３４】
シミュレーションは、４０℃〜１８０℃の範囲の温度Ｔで１５回、１００〜３０００ｂａｒの圧力ｐｒａｉｌで３０回実施された。４０℃〜１８０℃の温度範囲は、測定体積３の温度Ｔがこの実施例で変動し得る範囲を表す。従って、修正ユニット８内の特性マップ８ａは、圧力ｐｒａｉｌ並びに温度Ｔから成る４５０の様々な値対のためにそれぞれ、所属の平均的な音速ｃｍ（ｐｒａｉｌ，Ｔ）を含んでいる。１ｍｍ３〜６００ｍｍ３の範囲内の流体４ａの体積に相当し、かつ２０ｍｍ３のステップ幅を有する噴射量ｍが観察された。ｐｒａｉｌおよびＴから、測定体積３内への噴射直前の流体４ａの温度Ｔｒａｉｌが得られる。これによって、測定体積３内に侵入され、かつ圧力ｐｒａｉｌから測定体積３内の比較的低い圧力ｐに放圧された後の、噴射された流体４ａが有する温度Ｔｉｎｊも決定される。最後に、温度Ｔｉｎｊおよび噴射量ｍ（質量の単位）が、噴射による測定体積３内へのエネルギ供給を決定する。
【００３５】
試験液４内のキャビテーションも検出できるようにするために、測定体積３から選択された部分体積は十分細かく離散されたので、特性マップポイントのシミュレーションは、Ｉｎｔｅｌ  ＸＥＯＮ−アーキテクチャに基づく並列化されたＨＰＣシステムで概ね３週間（６０００ＣＰＵ時間）の演算時間を必要とした。シミュレーションは、プログラムＡｎｓｙｓ−ＣＦＸにより実施された。モデルが正しいことを証明するために、液圧式の圧力上昇方式の評価方法に従って、シミュレーションの圧力センサ６における圧力変化から算出された実際の噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔの変化が測定と比較された。
【００３６】
実際の噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔは、測定体積３の大きさＶ，測定体積３内の圧力ｐおよび温度Ｔ、並びに測定体積３内の平均的な音速ｃｍに次のように関連しており、
【数１】
0006514361.tif 000002
この式中、ｐ１は噴射開始時の圧力ｐ、ｐ２は時間ｔに対する圧力ｐである。
【００３７】
図２ａには、一例として、電磁式に制御される噴射弁２（インジェクタ）を制御する電流の、時間ｔに亘る経時変化ｌ（ｔ）がグラフで示されている。図２ｂには、同じ時間軸に亘って、任意の単位で測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔがグラフで示されている。この測定において、修正ユニット８は作動停止された。従って、噴射孔２ａから圧力センサ６に達する圧力波１２の所要時間が考慮されなかったということは、一方では、時間軸上の噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔが電流の時間プログラムｌ（ｔ）に対してずらされているという作用を有する。他方では、電流ｌ（ｔ）内のいくつかの迅速な変化は、測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔ内にまったく現れない。何故ならば、試験液４内の局所的な音速ｃ（ｔ，ｘ）は測定体積３内のダイナミックな条件に依存していて、これに対してダイナミックな条件は時間に依存しているからである。しかも、評価電子回路７内の低域フィルタのフィルタ特性も、速度信号における液圧式の噴射開始の状態に影響を及ぼす。従って、測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔは、実際の噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔから、噴射孔２ａから圧力センサ６までの区間１１における所要時間の影響によって得られ、この場合、この区間１１における平均的な音速ｃｍ（ｔ）は時間に依存していて、低域フィルタも測定された所要時間に影響を及ぼす。修正ユニット８によって、時間に依存する音速の所要時間の影響も、また低域フィルタリングの影響も少なくとも部分的に反転され得る。
【００３８】
図３ａは、噴射過程によって全部が測定体積３内にもたらされた、流体４ａの追加的な質量の経時変化を示す。図３ｂには、噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔ（左軸）若しくはｄｍ’（ｔ）／ｄｔ（右軸）の経時変化が、同じ時間軸に亘ってグラフで示されている。曲線ａは、作動停止されている修正ユニット８で評価されていて、測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔを示す。曲線ｂは、作動されている修正ユニット８で評価されていて、調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔを示す。噴射過程は、小さい予備噴射Ｐｌと、それに続く著しく大きい主噴射Ｍｌとを有している。
【００３９】
噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔの測定された経時変化から、部分噴射ＰｌおよびＭｌの開始および終了を読み取ることができる。曲線ａ（修正ユニット８なし）によれば、予備噴射Ｐｌは時点ｔ’Ｓ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）で開始し、時点ｔ’Ｅ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）で終了する。主噴射Ｍｌは、時点ｔ’Ｓ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）で開始し、時点ｔ’Ｅ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）で終了する。
【００４０】
部分噴射ＰｌおよびＭｌの開始および終了は、調整された噴射率ｄｍ’（ｔ）／ｄｔの経時変化からより正確に読み取ることができる。曲線ｂ（修正ユニット８あり）によれば、予備噴射Ｐｌは時点ｔＳ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）で開始し、時点ｔＥ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）で終了する。主噴射Ｍｌは、時点ｔＳ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）で開始し、時点ｔＥ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）で終了する。
【００４１】
各時点の比較は、修正ユニット８が時間軸ｔに沿ったすべての時点の一定のずれだけを修正するのではないことを示す。むしろ、修正ユニット８は、平均的な音速ｃｍの時間依存性ｃｍ（ｔ）、並びに評価電子回路７によるフィルタリング歪みも考慮し、これらの影響を少なくとも部分的に補正するので、噴射パルスＰｌおよびＭｌの汚れおよび広がりも修正される。これは図３ｂでは、例えば一方ではｔ’Ｓ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）とｔＳ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）との間の時間間隔と、他方ではｔ’Ｅ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）とｔＥ，ｈｙｄｒ（Ｐｌ）との間の時間間隔との比較によって読み取ることができる。後者の時間間隔は前者の時間間隔よりも大きい。このような差は、一方ではｔ’Ｓ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）とｔＳ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）との間の時間間隔と、他方ではｔ’Ｅ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）とｔＥ，ｈｙｄｒ（Ｍｌ）との間の時間間隔とを比較すれば、より明確に明らかになる。
【００４２】
逆の推論では、作動されている修正ユニット８によって、より狭い噴射パルスおよび噴射パルス間のより短い間隔を測定することができる。個別の噴射過程は、１０までの部分噴射より成っていてよい。
【００４３】
図３に示した例では、流体４ａは８００ｂａｒの圧力ｐｒａｉｌで噴射弁２に供給された予備噴射Ｐｌを生ぜしめるために、噴射弁２が２２０μｓだけ電磁式に操作された。主噴射Ｍｌを生ぜしめるために、噴射弁２が６２５μｓだけ電磁式に操作された。
【００４４】
図４は、図３で説明された分解能ゲインが、ディーゼルエンジンの制御を最適化するためにどのように使用され得るかを示す。図３ｂと同様に、時間ｔに亘る、測定された噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔがグラフで示されている。曲線ａは、作動停止された修正ユニット８で測定されていて、噴射率ｄｍ（ｔ）／ｄｔのための、これまで一般的であった時間プログラムを示し、この時間プログラムにおいては、予備噴射Ｐｌが１８００μｓだけ主噴射Ｍｌの前方に位置している。曲線ｂ，ｃおよびｄは、今後の時間プログラムを示し、この時間プログラムにおいては、予備噴射Ｐｌが下は２００μｓ（曲線ｄ）までの著しく短い時間間隔だけ主噴射Ｍｌの前方に位置していて、修正ユニット８でより精確に検出することができる。予備噴射Ｐｌを主噴射Ｍｌのできるだけ近くにずらすことは、ディーゼルエンジンの燃焼特性および環境特性を考慮して好適である。流体４ａは８００ｂａｒの圧力ｐｒａｉｌで噴射弁２に供給された。噴射弁２は、予備噴射Ｐｌ若しくはＰｌ’を生ぜしめるためにそれぞれ２２０μｓだけ電磁式に制御された。主噴射Ｍｌのために、噴射弁２がそれぞれ６２５μｓだけ電磁式に制御された。
【符号の説明】
【００４５】
１  装置
２  噴射弁
２ａ  噴射孔
３  測定体積
４  試験液
４ａ  流体
５  壁部
５ａ  開口
６  圧力センサ
７  評価ユニット
８，８ａ，９ａ，９ｂ，９ｃ  修正手段
８  修正ユニット
８ａ  特性マップ
１０  超音波センサ
１１  区間
１２  圧力波
１５  追加的な手段
Ｃｍ  音速
ｃ（ｔ，ｘ）  局所的な音速
ｄｍ（ｔ）／ｄｔ  噴射率
ｄｍ’（ｔ）／ｄｔ  調整された噴射率、実際の噴射率
ｌ（ｔ）  時間プログラム
ｐｒａｉｌ  流体４ａの圧力
ｔＳ，ｈｙｄｒ  液圧の噴射開始
Ｔ  測定体積３内の温度
Ｔｒａｉｌ  流体４ａの温度
【図１】
0006514361.tif 000003
【図２（ａ）】
0006514361.tif 000004
【図２（ｂ）】
0006514361.tif 000005
【図３（ａ）】
0006514361.tif 000006
【図３（ｂ）】
0006514361.tif 000007
【図４】
0006514361.tif 000008