(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料消費測定システムであって、
タンク（１０）からの燃料を送ることができる第１燃料ポンプ（１２）を消費装置（１６）に流体的に接続可能である燃料送り管路（１４）と、
前記燃料送り管路（１４）に配置されている燃料消費測定装置（２８）と、
前記消費装置（１６）から分岐しておりかつ前記燃料消費測定装置（２８）と前記消費装置（１６）との間で前記燃料送り管路（１４）に接続している第１燃料戻し管路（２６）と、
前記第１燃料ポンプ（１２）と前記燃料消費測定装置（２８）との間で前記燃料送り管路（１４）から分岐しておりかつ前記タンク（１０）に接続している第２燃料戻し管路（５０）と、
前記第２燃料戻し管路（５０）の前記燃料に、前記第１燃料戻し管路（２６）の燃料の熱を伝える熱交換器（５２）と、を有する燃料消費測定システムにおいて、
前記第１燃料戻し管路（２６）及び前記第２燃料戻し管路（５０）には手段（５４、５６、６２）が配置されており、当該手段（５４、５６、６２）を用いて、前記燃料送り管路（１４）への前記第１燃料戻し管路（２６）の合流部（５３）において、及び、前記燃料送り管路（１４）から前記第２燃料戻し管路（５０）への分岐部（５８）において、同じ体積流量に調整可能となっている、ことを特徴とする燃料消費測定システム。
【請求項２】
前記燃料送り管路（１４）から前記第２燃料戻し管路（５０）に、及び、前記第１燃料戻し管路（２６）から前記燃料送り管路（１４）に、同じ体積流量を生ぜしめる手段として、各１つの流量測定器（５４、５６）が、前記第２燃料戻し管路（５０）と前記第１燃料戻し管路（２６）にそれぞれ配置されており、
２つの前記流量測定器（５４、５６）が体積流量制御ユニット（６０）に電気的に接続されている、
請求項１に記載の燃料消費測定システム。
【請求項３】
前記各燃料戻し管路（２６、５０）に同じ体積流量を生ぜしめる手段として、前記第２燃料戻し管路（５０）に制御弁（６２）が配置されており、
当該制御弁（６２）は、前記流量測定器（５４、５６）に接続されている前記体積流量制御ユニット（６０）を用いて駆動制御可能である、
請求項２に記載の燃料消費測定システム。
【請求項４】
前記第１燃料戻し管路（２６）に第２燃料ポンプ（６４）が配置されている、
請求項３に記載の燃料消費測定システム。
【請求項５】
前記第２燃料ポンプ（６４）は、圧力制御ユニット（６８）に電気的に接続されており、
該圧力制御ユニット（６８）は、圧力センサ（６６）に電気的に接続されており、
該圧力センサ（６６）は、前記第１燃料戻し管路（２６）において前記熱交換器（５２）の上流側に配置されている、
請求項４に記載の燃料消費測定システム。
【請求項６】
前記第２燃料ポンプ（６４）は、一定の回転数で動作させられ、かつ、制御弁（７０）を備えた回路に接続されており、
前記制御弁（７０）及び前記第１流量測定器（５４）は、圧力制御ユニット（６８）に接続されている、
請求項４に記載の燃料消費測定システム。
【請求項７】
前記第２燃料ポンプ（６４）は、前記熱交換器（５２）の上流側に配置されており、かつ、前記制御弁（７０）が回路管路（７２）に配置されており、
当該回路管路（７２）は、前記熱交換器（５２）の下流側において前記燃料戻し管路（２６）から分岐しており、かつ、前記流量測定器（５４）の下流側かつ前記燃料ポンプ（６４）の上流側で再度、前記燃料戻し管路（２６）に接続されている、
請求項６に記載の燃料消費測定システム。
【請求項８】
前記第１流量測定器（５４）及び前記第２燃料ポンプ（６４）は、前記第１燃料戻し管路（２６）において前記熱交換器（５２）の下流側に配置されており、
前記第２流量測定器（５６）及び前記制御弁（６２）は、前記第２燃料戻し管路（５０）において前記熱交換器（５２）の上流側に配置されている、
請求項４又は５に記載の燃料消費測定システム。
【請求項９】
前記第２流量測定器（５６）は、前記第２燃料戻し管路（５０）において前記熱交換器（５２）の下流側に配置されている、
請求項６又は７のいずれか１項に記載の燃料消費測定システム。
【請求項１０】
前記燃料消費測定装置（２８）に回転式押し退け器（３０）が備えられており、かつ、当該回転式押し退け器（３０）に対する迂回管路（３４）に測定室（３８）が設けられており、
該測定室（３８）には、ピストン（４０）が配置されており、
前記回転式押し退け器（３０）は、前記ピストン（４０）の変位に依存して駆動可能である、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の燃料消費測定システム。
【請求項１１】
前記第１燃料戻し管路（２６）にバイパス弁（４６）が配置されており、
当該バイパス弁（４６）によって、前記燃料を前記第１燃料戻し管路（２６）から選択的に、前記燃料送り管路（１４）に又は前記タンク（１０）に戻すように供給可能である、
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の燃料消費測定システム。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の燃料消費測定システムを備えた、内燃機関の燃料消費を測定する方法であって、
第１燃料ポンプ（１２）によって、燃料をタンク（１０）から消費装置（１６）に送り、
燃料消費測定装置（２８）により、前記送られる燃料の体積流量を測定する、方法において、
前記燃料消費の前記測定中に、前記消費装置（１６）と前記燃料消費測定装置（２８）の間の燃料送り管路（１４）に前記消費装置（１６）から燃料を還流させる第１燃料戻し管路（２６）において、及び、前記燃料送り管路（１４）から前記タンク（１０）に燃料を戻す第２燃料戻し管路（５０）において、前記体積流量を同じ測定値になるように制御する、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記第１燃料戻し管路（２６）における加熱された燃料と、前記第２燃料戻し管路（５０）における加熱されていない燃料とを、熱交換器（５２）の熱交換媒体として使用することによって、前記第１燃料戻し管路（２６）における前記燃料の温度を、前記燃料送り管路（１４）への前記合流部の上流側において、前記タンク（１０）内の前記燃料の温度付近まで冷却する、
請求項１２に記載の、内燃機関の燃料消費を測定する方法。
【請求項１４】
圧力センサ（６６）を介して、前記第１燃料戻し管路（２６）における前記燃料の圧力を測定し、
圧力制御ユニット（６８）によって、前記第１燃料戻し管路（２６）の合流部（５３）の上流側の第２燃料ポンプ（６４）を、前記第１燃料戻し管路（２６）において一定の圧力が生ずるように制御する、
請求項１２又は１３に記載の、内燃機関の燃料消費を測定する方法。
【請求項１５】
前記第１燃料戻し管路（２６）における前記燃料の圧力を、回転数一定の第２燃料ポンプ（６４）を備えた回路管路（７２）に配置されている制御弁（７０）により、かつ、圧力制御ユニット（６８）に基づいて、前記第１燃料戻し管路（２６）の前記合流部（５３）の領域において一定の圧力が生ずるように制御する、
請求項１２又は１３のいずれか１項に記載の、内燃機関の燃料消費を測定する方法。
【請求項１６】
第１流量測定器（５４）によって前記第１燃料戻し管路（２６）における前記燃料の前記体積流量を測定し、第２流量測定器（５６）によって前記第２燃料戻し管路（５０）における前記燃料の前記体積流量を測定し、
体積流量制御ユニット（６０）によって、前記第２燃料戻し管路（５０）における制御弁（６２）を制御して、当該第２燃料戻し管路（５０）における前記体積流量を前記第１燃料戻し管路（２６）における前記体積流量と同じ値に制御する、
請求項１２から１５までのいずれか１項に記載の、内燃機関の燃料消費を測定する方法。
【請求項１７】
測定時間外にはバイパス弁（４６）によって、前記熱交換器（５２）を迂回して前記第１燃料戻し管路（２６）から前記タンク（１０）に燃料流を戻し、
前記制御弁（６２）によって前記第２燃料戻し管路（５０）を閉じる、
請求項１６に記載の、内燃機関の燃料消費を測定する方法。
【請求項１８】
前記測定時間中、前記第１燃料戻し管路（２６）における圧力を、当該測定時間外の圧力に一定に制御する、
請求項１７に記載の、内燃機関の燃料消費を測定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクからの燃料を送ることができる第１燃料ポンプを消費装置に流体的に接続可能である燃料送り管路と、この燃料送り管路に配置されている燃料消費測定装置と、消費装置において分岐しておりかつ燃料消費測定装置と消費装置との間で燃料送り管路に通じている第１燃料戻し管路と、第１燃料ポンプと燃料消費測定装置との間で燃料送り管路から分岐しておりかつタンクに通じている第２燃料戻し管路と、第２燃料戻し管路の燃料が、第１燃料戻し管路の燃料から熱を取り込む熱交換器と、を有する燃料消費測定システムに関しており、ならびに、上記のような燃料消費測定システムによって内燃機関の燃料消費を測定する方法とに関しており、ここでは、第１燃料ポンプを介して、燃料がタンクから消費装置に送られ、燃料消費測定装置により、送られる燃料の体積流量が測定される。
【０００２】
このようなシステムは一般的に、燃料流を実際に測定するモジュールから構成され、また燃料戻りを有する測定システムでは、付加的にコンディショニングモジュールから構成され、ここではこのコンディショニングモジュールを介し、原動機から戻った燃料が、流量測定装置の下流で送り管路に戻されるように調整される。燃料消費測定装置は特に、独国特許出願公告第１７９８０８０号明細書（DE-AS 1 798 080）に記載されているように流量測定装置から構成される。この流量測定装置は、入口及び出口を備えた電子制御の流量測定装置であり、入口と出口との間には、ギアポンプの形態の回転式押し退け器と、この押し退け器に並列な管路の測定室内にピストンとが配置されている。流量を求めるため、測定室におけるピストンの変位が光センサによって測定される。ギアポンプの回転数は、この信号によって連続的に再調整され、しかも、ピストンが可能な限りにつねにその出発位置に戻るように再調整される。これにより、コーダを介して測定される、ギアポンプの１回転もしくは部分回転の数から、及び１回転時のギアポンプの既知の送り容積から、あらかじめ定められた時間内の流量が計算される。原動機から到来するリターン流は、このようなシステムでは測定することができない。
【０００３】
コンディショニング装置を備えたこの燃料消費測定システムは、例えば複数の噴射弁を備えたコモンレールシステムの燃料高圧ポンプの前段に配置される。ここでこれは、閉じた循環路である。択一的には戻し管路をタンクに設けて、このタンクに第２流量測定器を配置し、これによって２つの流量測定器の差分から燃料消費を計算できるようにすることも基本的には考えられる。しかしながら判明したのは、場合によっては燃料消費のほぼ１０倍、また極端な場合には１００倍までになる極めて大きな戻り量に起因して、このようなシステムによっては、十分な精度を有する結果が得られないことである。
【０００４】
このような理由から、複数の燃料消費測定システムが公知になっており、これらは、例えば独国特許発明第１９７８１７９５号明細書（DE 197 81 795 T1）に開示されている。しかしながらここに記載されているシステムは、タンクから消費装置に至る送り管路に配置されている流量測定器しか有していない。流量測定器の前で１つの管路は分岐しており、この管路はタンクに戻っており、かつ、この管路には圧力制御軽減弁が配置されており、この圧力制御軽減弁を介して戻し管路における圧力を調整することができる。第１戻し管路は、消費装置の直前で分岐しており、流量測定器の後ろで再び送り管路に通じている。２つの戻し管路は１つの熱交換器に戻り、これによって第１戻し管路からのより高温の燃料が、第２戻し管路からのより低温の燃料によって冷却されるため、第１戻し管路から戻される燃料の温度は、送り管路における燃料の温度にほぼ等しくなる。送り管路には、第１戻し管路の合流部の前、かつ流量測定器の後ろに付加的に減圧器が設けられている。第１戻し管路の合流部の後ろには別の送りポンプが配置されている。第２戻り回路及び第１戻り回路における燃料圧力及び温度はほぼ同じに維持できるため、上記の流量測定器により、燃料消費が良好な正確さで測定される。
【０００５】
相当する解決手段は、欧州特許出願公開第０１２２１０５号明細書（EP0122105A2）及び国際公開第２００５／００５９３５号（WO2005/005935A1）にも示されている。
【０００６】
しかしながら、戻される燃料流が、送られる燃料流よりも多い複数の動作状態において複数の問題が発生する。このような状態は、例えばディーゼル機関の始動時又は全負荷からアイドリングへの移行時にも発生し得る。送り管路に配置される減圧器により、タンクの方向への逆流が阻止され、これによって戻し管路における不所望の圧力上昇が発生する。これは、内燃機関の出力に影響を及ぼし、ユニットの損傷に結び付いてしまうことさえある。
【０００７】
さらに今日の内燃機関では、エネルギを節約するため、予想される燃料消費に送り量を適合させるポンプ制御を使用することが一般的である。
【０００８】
しかしながらポンプの制御は、送り管路における圧力変化に結び付く。ここでは圧力制御弁は同時に、測定中に、送り管路及び戻し管路において一定の圧力を形成しようと試みる。これは、結果的に内燃機関の圧力制御との重なりになり得る、内燃機関の作用に結び付き、これは原動機管理におけるエラーに結び付き得る。
【０００９】
したがって本発明において設定される課題は、燃料消費測定システム及び内燃機関の燃料消費を測定する方法を提供し、このシステム及び方法により、上記の問題が回避できるようにすることである。これに対応し、システムにおける圧力を一定に保つ必要なしに正確な燃料測定を実行できるようにする。また流量測定器による逆流が許容されるようにする。
【００１０】
この課題は、請求項１に記載した特徴的構成を備えた燃料消費測定システムと、請求項１２に記載した特徴的構成を備えた、内燃機関の燃料消費を測定する方法とによって解決される。
【００１１】
燃料消費測定システムについては、第１燃料戻し管路及び第２燃料戻し管路に手段が配置されており、この手段によって、燃料送り管路への第１燃料戻し管路の合流部において、及び、燃料送り管路から第２燃料戻し管路への分岐部において、同じ体積流量に調整可能である。
【００１２】
燃料消費を測定する方法については、燃料消費の測定中に、消費装置と燃料消費測定装置との間で燃料が消費装置から送り管路に戻って流れる第１燃料戻し管路において、及び、送り管路からタンクに戻るように燃料が送られる第２燃料戻し管路において、体積流量を同じ測定値に制御する。これにより、上記のシステムが、燃料供給と原動機との間の連係に、特に内燃機関の出力及び制御にもはや影響を及ぼさないようになる。このことが意味するのは、上記の測定が、あたかも測定システムが使用されていない場合と同じ内燃機関における条件下で行われることである。これに対応し、ポンプの制御による圧力変化に、この測定システムの制御が重なることがない。流量測定器を通る逆流も同様に可能であり、検出可能である。流量測定器の後ろに後続の制御ユニットは不要であるため、この流量測定器を消費装置の近傍に配置することができ、これによって外部の液圧的な容積が低減され、このことによっても測定結果が改善される。
【００１３】
有利には、燃料送り管路から第２燃料戻し管路に、及び、第１燃料戻し管路から燃料送り管路に複数の同じ体積流量を形成する手段として、１つずつの流量測定器が、第２燃料戻し管路及び第１燃料戻し管路に配置されており、２つの流量測定器が体積流量制御ユニットに電気的に接続されている。これらの２つの流量測定器によってチェックできるのは、上記の複数の体積流量が、２つの戻し管路において同じ値に調整されたか否かであり、これにより、燃料測定が実際の瞬時の燃料消費に影響を及ぼさないことが保証される。
【００１４】
付加的には、複数の燃料戻し管路に複数の同じ体積流量を形成する手段として、第２燃料戻し管路に制御弁が配置されており、この制御弁は、流量測定器に接続されている体積流量制御ユニットを介して駆動制御可能である。上記の方法では、第１燃料戻し管路における燃料の体積流量を第１流量測定器によって測定し、第２燃料戻し管路における燃料の体積流量を、第２流量測定器によって測定し、体積流量制御ユニットによって、第２燃料戻し管路における制御弁を制御して、第２燃料戻し管路における体積流量を、第１燃料戻し管路における体積流量と同じ値に制御する、ようにする。このことが意味するのは、上記の制御弁が、流量測定器の測定値に依存して、第１戻し管路と同じ体積流量に、第２戻し管路における体積流量を制御し、これによって簡単な手段で、送り管路に供給される体積流量と、この送り管路から取り出される体積流量との間でバランスがとれることである。これに対応して、流量測定装置において実際の燃料消費が測定される。このようなコンディショニングモジュールは簡単に作製可能である。
【００１５】
有利には第１燃料戻し管路に第２燃料ポンプがさらに配置されている。この燃料ポンプにより、第１戻し管路における圧力を、測定システムがない場合の値に等しい値に調整することができる。
【００１６】
ここでは有利には第２燃料ポンプは、圧力制御ユニットに電気的に接続されており、この圧力制御ユニットは、圧力センサに電気的に接続されており、この圧力センサは、第１燃料戻し管路において熱交換器の上流側に配置されている。これにより、上記の方法についていうと、第１燃料戻し管路における燃料の圧力は、圧力センサによって測定され、圧力制御ユニットにより、熱交換器の下流側かつ第１燃料戻し管路の合流部の上流側にある第２燃料ポンプが制御され、これによって第１燃料戻し管路に一定の圧力が加わる。これにより、測定中に第１戻し管路内にある圧力は、測定時間外の第１戻し管路内の平均圧力に制御されるため、測定中には戻し管路内につねに一定の圧力が加わり、これによって送り管路において複数の圧力変動が重なることがない。
【００１７】
本発明の択一的な実施形態では、第２燃料ポンプは、一定の回転数で動作させられ、かつ、制御弁を備えた回路に接続されており、ここでこの制御弁及び第１流量測定器は、上記の圧力制御ユニットに接続されている。特に流量が少ない場合、このように構成することにより、圧力制御ないしは体積流量制御が格段に簡単になる。さらにこのような連続的に制御可能ではないポンプは、格段にコスト的に有利に作製可能である。
【００１８】
ここでは有利には、第２燃料ポンプが熱交換器の上流側に配置されており、制御弁が回路管路に配置されており、ここでこの回路管路は、熱交換器の下流側において燃料戻し管路から分岐しており、かつ、流量測定器の下流側かつ燃料ポンプの上流側で再度、燃料戻し管路に通じている。この場合に燃料の圧力は有利には、第１燃料戻し管路において、回転数一定の第２燃料ポンプを備えた回路管路に配置されている制御弁によって、かつ、圧力制御ユニットによって制御され、これによって第１燃料戻し管路の合流部の領域において一定の圧力が生ずるようになる。測定中の第１戻し管路の合流部の領域における圧力は、この実施形態においても、測定時間外の第１戻し管路における平均圧力に制御され、これによって測定中、この戻し管路においてつねに一定の圧力が加わるようになり、これによって送り管路において複数の圧力変動が重なることがない。
【００１９】
特に有利であるのは、第１流量測定器及び第２燃料ポンプが、第１燃料戻し管路の熱交換器の下流側に配置されており、かつ、第２流量測定器及び制御弁が、第２燃料戻し管路の熱交換器の上流側に配置されている場合である。これにより、体積流量を制御する複数の手段は、ほぼ同じ温度となる熱交換器の低温側に設けられ、これにより、温度が上記の制御に与える影響が格段に少なくなる。
【００２０】
択一的な実施形態において、第２流量測定器は、第２燃料戻し管路において熱交換器の下流側に配置されている。この実施形態において、体積流量を制御する複数の手段は共に熱交換器の高温側に設けられているため、ここでも温度の影響はわずかである。
【００２１】
本発明の有利な実施形態において、燃料消費測定装置に回転式押し退け器が形成されており、かつ、この回転式押し退け器に対する迂回管路に測定室が形成されており、この測定室にはピストンが配置されており、ここでこの回転式押し退け器は、ピストンの変位に依存して駆動可能である。このような流量測定器は、極めて正確に動作し、かつ、一時的な消費変化も正確に表す。
【００２２】
上記の燃料消費測定と、内燃機関の通常動作との間で、可能な限りに簡単に切り換えができるようにするため、かつ、上記のシステムを走行中の車両においてインラインで利用できるようにするため、第１燃料戻し管路にバイパス弁を配置し、このバイパス弁を介して、燃料を第１燃料戻し管路から選択的に、熱交換器に、又はバイパスチャネルを介してタンクに戻すように供給可能である。上記の方法が意味するのは、測定時間外には上記のバイパス弁を介し、熱交換器を迂回して第１燃料戻し管路からバイパス管路を介してタンクに燃料流を戻し、制御弁によって第２燃料戻し管路を閉じることである。
【００２３】
燃料消費測定のための上記の方法の有利な実施形態において、第１燃料戻し管路における燃料の温度を、燃料送り管路への合流部の上流側において、タンク内の燃料の温度にほぼ冷却し、ここでは、第１燃料戻し管路における加熱された燃料と、第２燃料戻し管路における加熱されていない燃料とを、熱交換器の熱交換媒体として使用することによって上記の冷却を行う。これにより、送り管路を出た燃料の温度と、送り管路に戻る燃料の温度とがほぼ同じ値に調整されるため、異なる温度に起因する質量流差が発生することがない。付加的には送り管路又はタンクにおける燃料の加熱が回避される。
【００２４】
したがって本発明では、燃料消費測定システム及び燃料消費を測定する方法が提供され、このシステムないしは方法により、時間的に関連する流量変化を高い精度でかつ連続して求めることができる。ここでは、流量の振動が発生しかつポンプの送り量が均一でないか又は場合によって逆流に結び付く大きな脈動がある場合、流量データ計算におけるエラーも回避される。これらのすべてにもかかわらず、ここでは外部データを求めるか又は伝送するための付加的なセンサは不要である。したがってこのシステムは、自立的に動作する。
【００２５】
本発明による燃料消費測定システムは、複数の図面に示されており、以下ではこれらの図面に基づき、この燃料消費測定システムを説明し、また対応する燃料消費測定方法も同様に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による燃料消費測定システムのフロー図である。
【図２】燃料消費測定システムに有利に使用される燃料消費測定システムの概略図である。
【図３】図１に比べてやや変更した本発明による燃料消費測定装置のフロー図である。
【００２７】
図１に示した燃料消費測定システムは、燃料が蓄積されているタンク１０からなる。このタンク１０からは、第１燃料ポンプ１２により、燃料送り管路１４に燃料がポンピングされる。燃料送り管路１４は、この実施例ではコモンレール噴射システムを備えた内燃機関１８として構成されている消費装置１６に通じている。これに対応して燃料送り管路１４は、高圧ポンプ２０に通じており、この高圧ポンプを介してコモンレール分配管２２に燃料が送られて加圧される。分配管２２は、流体的に複数の噴射弁２４に接続されており、これらの噴射弁を介して内燃機関１８の燃料室に燃料が噴射される。
【００２８】
一般的にこれらのシステムでは、実際に噴射弁２４によって噴射されるよりも多くの燃料量が送られるため、分配管２２からは第１燃料戻し管路２６が分岐しており、この第１燃料戻し管路は、タンク１０に戻っている。ここでは戻る燃料量は、噴射される燃料量の数倍になり得る。
【００２９】
燃料の消費を測定するため、燃料送り管路１４には燃料消費測定装置２８が配置されている。この燃料消費測定装置は特に、図２に示したように構成することが可能である。
【００３０】
燃料送り管路１４には、測定のため、例えば２重ギアポンプの形態の回転式押し退け器３０が配置されている。回転式押し退け器３０は、クラッチ又は変速機を介して駆動モータ３２によって駆動される。
【００３１】
回転式押し退け器３０の上流側において、燃料送り管路１４から迂回管路３４が分岐しており、この迂回管路３４は、回転式押し退け器３０の下流側において再度、燃料送り管路１４に通じている。この迂回管路３４には、測定室３８において自由に移動可能に配置されかつ測定流体、すなわち燃料と同じ比重を有するピストン４０が設けられているため、このピストンは、迂回線路３４に存在する体積流量に対応し、燃料と共に慣性なしに運動する。測定室３８は、円筒形に形成されており、かつ、ピストン４０の外径に実質的に等しい内径を有する。体積流量変化が燃料送り管路１４に発生すると、これはまず結果的にピストン４０を変位させる。この変位は、変位センサ４２によって測定され、これらの測定値が制御ユニット４４に供給され、この制御ユニットは、変位センサ４２のこれらの値を取り入れて、対応する複数の制御信号を駆動モータ３２に伝達する。ここでこの駆動モータは、ピストン４０がつねにその所定の出発位置に戻るように駆動制御され、すなわち相応の体積流量が、可能な限りに正確に、つねに回転式押し退け器３０を介して排出される。このことが意味するのは、ピストン４０が右に変位した際には、この変位の大きさに依存して、回転式押し退け器３０の回転数が増大し、またこの逆が行われる。このために、ピストン４０の変位ないしはこれによって押し退けられる測定室３８の容積は、伝達関数によって、回転式押し退け器３０の所望の送り容積ないしは駆動モータ３２の回転数に換算され、この駆動モータ３２には対応して、電流が流される。
【００３２】
回転式押し退け器３０の各回転数には、所定の時間内に送られる体積を対応付けることができるため、対応して、これらの値から燃料消費を計算することができる。この測定装置を介して付加的な圧力差が発生することはなく、この圧力差によって測定に影響が及ぼされることはない。したがって押し退け器３０を介する漏れが発生することもなく、流量に依存する測定エラーは発生しない。
【００３３】
しかしながらここまで説明したシステムでは、戻った燃料も含めた全燃料流が測定されることになる。これを回避するため、かつ、実際に噴射した燃料量だけを燃料消費測定装置２８において測定するため、測定時間中、分離した２つの燃料戻し管路を使用する。まず第１燃料戻し管路２６にバイパス弁４６を配置し、このバイパス弁を介して、第１燃料戻し管路２６から、第１燃料戻し管路２６の第２分岐４８に燃料流が通流できるようにする。この第２分岐４８は、燃料消費測定装置２８の下流側において燃料送り管路１４に通じている。付加的には燃料消費測定装置２８の上流側において燃料送り管路１４から第２燃料戻し管路５０が分岐しており、この第２燃料戻し管路５０は、タンク１０に戻っている。
【００３４】
２つの燃料戻し管路２６、５０の２つの燃料流は互いに、熱交換器５２を介して、熱を交換する接触接続を行っている。このことが意味するのは、消費装置を介して戻りかつ加熱された、第１燃料戻し管路２６からの燃料流は、第２燃料戻し管路５０のより低温の燃料流に熱を放出し、これによって第１燃料戻し管路２６から燃料送り管路１４に到達する燃料流の温度は実質的に、燃料送り管路１４から第２燃料戻し管路５０を介して分岐する燃料流の温度に等しくなる。
【００３５】
さらに２つの燃料戻し管路２６、５０には手段が配置されており、この手段を介して、２つの燃料戻し管路２６、５０における体積流量を同じ測定値に調整することができ、これによって結果的に、燃料消費測定装置２８では、実際に使用される燃料だけが測定される。詳しくいうとこれらの手段は、２つの流量測定器５４、５６からなり、これらの流量測定器のうちの第１流量測定器５４は、第１燃料戻し管路２６において、熱交換器５２と、第１燃料戻し管路２６の合流部５３との間に、また別の第２流量測定器５６は、第２燃料戻し管路５０において、燃料送り管路１４からの分岐部５８と、熱交換器５２との間に配置されている。例えば簡単なタービンカウンタとして構成可能な２つの流量測定器５４、５６は、体積流量制御ユニット６０に電気的に接続されている。この体積流量制御ユニット６０を介して、第２流量測定器５６と、第２燃料戻し管路５０の熱交換器５２との間に配置されている制御弁６２が駆動制御され、これによって２つの燃料戻し管路２６、５０において測定時間中に同じ体積流量が測定される。この制御弁は、例えば圧力制御器又は制御可能なスロットルとして構成可能である。
【００３６】
燃料消費の測定を行わない通常動作に比べて圧力条件が変化しないだけではなく、高圧ポンプ２０又は第１燃料ポンプ１２の制御によって存在する圧力脈動又は変化を上記の測定時間中にも正確に再現することを付加的に保証するため、第１燃料戻し管路２６における圧力が、第１燃料戻し管路２６の第２燃料ポンプ６４により、熱交換器５２と第１流量測定器５４との間で、上記の測定時間外の第１燃料戻し管路２６における圧力の平均値に等しい値に調整される。第２燃料ポンプ６４を対応して駆動制御できるようにするため、第１燃料戻し管路２６においてバイパス弁４６の上流側に、圧力制御ユニット６８に接続されている圧力センサ６６を配置し、この圧力制御ユニットを介して、第２燃料ポンプ６４を制御する。これは、燃料送り管路１４に向かって開放されているシステムであるため、第２燃料戻し管路５０への分岐部５８、及び、第１燃料戻し管路２６の合流部５３において同じ体積流量の他に、実質的に同じ圧力も調整される。これにより、燃料消費測定装置２８の上流側で燃料流が燃料送り管路１４を離れる。この燃料流は、熱交換器５２に基づいて温度も、制御弁６２及び２つの流量測定器５４、５６による制御に基づいて圧力及び体積流量も共に実質的に、第１燃料戻し管路２６を介して燃料消費測定装置２８の下流側において燃料送り管路１４に再度供給される燃料流に等しく、このことから燃料消費測定装置２８の測定値は、上記の供給及び排出によって影響を受けないようになる。
【００３７】
図３には、体積流量及び圧力を対応して制御する択一的な可能性が示されている。図１に示した実施例と比較すると、ここでは、制御できない第２燃料ポンプ６４が使用される。この第２燃料ポンプは、第１流量測定器５４と同様に第１燃料戻し管路２６において、熱交換器５２の上流側に配置されている。これに対応し、第２燃料戻し管路５０に配置される第２流量測定器５６も高温側に、すなわち熱交換器５２の下流側に配置される。制御できない燃料ポンプ６４を用いた場合であっても、分岐部５８において第２燃料戻し管路５０に排出される体積流量と、合流部５３において燃料送り管路１４に供給される体積流量とを同一に維持するため、合流部５３の前で第１燃料戻し管路２６から回路管路７２を分岐させる。この回路管路には、制御弁７０が配置されており、かつ、この回路管路は、第１流量測定器５４と、この下流側にある第２燃料ポンプ６４との間で再度、燃料戻し管路２６に通じている。制御弁７０は、圧力制御ユニット６８に接続されており、この圧力制御ユニット６８を介して、回路管路７２に戻る体積流量が制御可能になり、ひいては燃料戻し管路２６を介して戻る燃料の圧力も制御可能になる。さらに体積流量制御ユニット６０を介し、第２燃料戻し管路５０において、第２流量測定器５６と熱交換器５２との間に配置されている制御弁６２が駆動制御されて、測定時間中に２つの燃料戻し管路２６、５０において同じ体積流量が測定されるようにする。これは、燃料送り管路１４に向かって開放されている系であるため、第２燃料戻し管路５０への分岐部５８において、また第１燃料戻し管路２６の合流部５３において、同じ体積流量の他に、実質的に同じ圧力も調整される。
【００３８】
この実施例においても保証されるのは、測定動作時に、燃料消費の測定のない通常動作に比べて、圧力条件の変化が生じないようにすることであり、しかもここではこれは、第１燃料戻し管路２６における圧力が、圧力制御ユニット６８を介して、回路管路７２の制御弁７０により、測定時間外の第１燃料戻し管路２６における圧力の平均値に等しい値に調整されることによって行われる。
【００３９】
択一的な２つの変形形態において達成されるのは、燃料消費測定装置２８において、実際に使用した燃料流が正確に測定され、しかもこれが、燃料送り管路１４において、圧力損失に結び付き得るか又は別な仕方で上記の流れに影響を及ぼし得るなんらかのコンポーネントを設けることなく行われることである。これに相応して、例えば、燃料消費測定装置２８における逆流も感知される。この逆流は、戻る燃料量が、送られる燃料量を上回ることによって発生し、これは、例えばディーゼル機関の始動時又は原動機の全負荷からアイドリングへの移行時に発生し得る。高圧ポンプの脈動も正確に表される。通常動作における条件と同じ条件が得られるため、測定に起因する内燃機関の出力への影響は回避される。これにより、極めて正確な、時間に関連した、燃料消費の複数の測定値が得られ、これらの測定値は、測定時間外の通常動作における、この内燃機関の燃料消費の実際の測定値に対応する。
【００４０】
本発明が上で説明した実施例に限定されることはなく、請求項１の保護範囲内で種々異なる変形が可能であることは明らかなはずである。特に、２つの燃料戻し管路において同じ燃料質量流を調整する別の手段を使用することも考えられる。別の複数の流量測定器を使用することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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