(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸入空気通路を構成する吸気系、前記吸気系に配設されて運転状況や温度条件などを検知するためのセンサ類と、前記吸気系に配置され前記センサ類の検知により吸入空気量及び燃料供給量などを制御するアクチュエータ類と、前記センサ類の検知出力を入力して演算しアクチュエータ類を駆動する制御ユニットとからなる制御機器、これらの制御機器間を接続して信号や駆動電力を伝達する配線と、この配線を他の機器と接続するためのターミナルを有するコネクタを備え、前記吸気系は内壁部と外壁部とからなる二重構成とされ、前記配線は前記吸気系の内壁部と外壁部との間に配置されると共にコネクタは外壁部と一体構成され、上記制御機器の少なくとも一部が上記吸気系の内壁部と一体化構成されたことを特徴とする内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項２】
吸気系の内壁部と一体化される制御機器が、センサ類とアクチュエータ類の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項３】
吸気系の内壁部と一体化される制御機器は、センサ類とアクチュエータ類の少なくとも一部、および、制御ユニットの一部であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項４】
吸気系の内壁部と一体化される制御機器は、センサ類とアクチュエータ類の少なくとも一部、および、制御ユニットであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項５】
前記内壁部と前記外壁部とが樹脂成形品により構成され、配線が、裸撚り線にて構成されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項６】
吸気系の外壁部と一体化されたコネクタのターミナルは、外壁部の壁面上に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項７】
配線は、ターミナルの切り欠きを貫通後、圧着、ハンダ、溶接、もしくは、ワイヤボンディングの何れかでターミナルに接続されたことを特徴とする請求項６記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項８】
配線は、保持部材とターミナルとの間のターミナル近傍で屈曲されたことを特徴とする請求項６または請求項７記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項９】
吸気系の内壁部と一体化されるセンサ類、アクチュエータ類、制御ユニットが吸気系の内壁部に固定され、固定部以外がゲル化樹脂により覆われたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【請求項１０】
吸気系の内壁部と一体化されるセンサ類、アクチュエータ類、制御ユニットに放熱板を設け、放熱板が外壁部の外部または内壁部の内部に露出するように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の内燃機関の吸気系制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気系統の制御に使用される制御用電気装置の取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、内燃機関の吸気系に使用される各電気部品の系統図の一例、図１４は、これらの電気部品の取付状態を示す縦方向及び横方向の側面図である。
図１４に示すように、内燃機関１の吸気系はエアクリーナ２、スロットルボディ３、インテークマニホルド４などにより構成され、これらの吸気系にはスロットルセンサ５、水温センサ６、圧力センサ７をはじめとして図示しないエアフローセンサや吸気温センサなどのセンサ類と、インジェクタ８、アイドル回転制御バルブ（ＩＳＣバルブ）９ａ、及び、図１４には図示しない排気ガス再循環バルブ（ＥＧＲバルブ）９ｂなどのアクチュエータ類が個別に装備され、図１３に示す制御ユニット１０が一般的には車室内に設置され、これらのセンサ類の出力信号を入力としてアクチュエータ類を駆動制御するように構成されている。そして、これらの間を多数の信号線や電力供給線が信号の授受や駆動用電力供給のために配線されている。
【０００３】
また、図１３に示すように、制御ユニット１０は、各センサ類の信号入力により各アクチュエータ類を制御するマイクロコンピュータを含むＣＰＵ１０ａと、各センサ類とＣＰＵ１０ａとのインターフェース回路であるセンシング回路１０ｂと、各アクチュエータ類とＣＰＵ１０ａとのインターフェイス回路である出力・駆動回路１０ｃと、アクチュエータ類に出力・駆動回路１０ｃを介して電力を供給したり、センサ類やＣＰＵ１０ａ自体に所定の電力を供給する電源回路１０ｄとにより構成されている。
これらのセンサ類やアクチュエータ類、及び、制御ユニットは、内燃機関の運転状況に応じて吸入空気と燃料の供給を制御し、排気ガスやドライバビリティを制御するためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、内燃機関の吸気系の制御は、吸入空気と燃料供給とを内燃機関の運転状況に応じて制御する制御機器と排気ガス再循環システムのＥＧＲバルブを含んでおり、システム中に多数のセンサ類とアクチュエータ類を有するものである。これらの各部品は、単品での機能確認の後、内燃機関の吸気系の組立工程において順次装着されて行くが、制御内容の増加と共に部品の種類が増加し、組立工程の煩雑化と、組立後に機能の再確認を行う再確認工程の煩雑化とを招いている。特に信号線や電力供給線などの配線の増加は接続作業の工数の増加と誤接続に伴う信頼性の低下につながるものであり、また、制御ユニットに関しては、電子部品の小型化が図れても周辺機器との接続に要するコネクタ、もしくは、ワイヤーハーネスの増加により、その取り扱いが困難になるものであった。
【０００５】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、吸気系を構成する例えばスロットルボディなどの部品に、センサ類やアクチュエータ類と配線との少なくとも一部を、あるいは、制御ユニットの機能の一部または制御ユニット自体を一体化すること
により、組み付けや配線接続の工数低減と信頼性の向上を図ることを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる内燃機関の吸気系制御装置は、内燃機関の吸入空気通路を構成する吸気系と、吸気系に配設されて運転状況や温度条件などを検知するためのセンサ類と吸気系に配置されセンサ類の検知により吸入空気量及び燃料供給量などを制御するアクチュエータ類とセンサ類の検知出力を入力して演算しアクチュエータ類を駆動する制御ユニットとからなる制御機器と、これらの制御機器間を接続して信号や駆動電力を伝達する配線と、この配線を他の機器と接続するためのターミナルを有するコネクタとを備え、吸気系は内壁部と外壁部とからなる二重構成とされ、配線は吸気系の内壁部と外壁部との間に配置されると共にコネクタは外壁部と一体構成され、上記制御機器の少なくとも一部が上記吸気系の内壁部と一体化構成されたものである。
【０００７】
また、吸気系の内壁部と一体化される制御機器が、センサ類とアクチュエータ類の少なくとも一部であるように構成したものである。
さらに、吸気系の内壁部と一体化される制御機器は、センサ類とアクチュエータ類の少なくとも一部、および、制御ユニットの一部であるように構成したものである。
また、吸気系の内壁部と一体化される制御機器は、センサ類とアクチュエータ類の少なくとも一部、および、制御ユニットであるように構成したものである。
【０００８】
さらに、内壁部と外壁部とが樹脂成形品により構成され、配線を、裸撚り線にて構成したものである。
また、吸気系の外壁部と一体化されたコネクタのターミナルを、外壁部の壁面上に形成するようにしたものである。
さらに、配線が、ターミナルの切り欠きを貫通後、圧着、ハンダ、または、溶接、もしくは、ワイヤボンディングの何れかでターミナルに接続されるようにしたものである。
さらにまた、配線がその保持部材とターミナルの間のターミナル近傍で屈曲され、応力の低減を図るようにしたものである。
【０００９】
また、吸気系の内壁部と一体化されるセンサ類、アクチュエータ類、制御ユニットが吸気系の内壁部に固定され、固定部以外がゲル化樹脂により覆われるようにしたものである。
さらに、吸気系の内壁部と一体化されるセンサ類、アクチュエータ類、制御ユニットに放熱板を設け、放熱板が外壁部の外部または内壁部の内部に露出するように構成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の基礎となる技術を示すもので、図１Ａは、吸気系の構成を示す説明図、図１Ｂは、コネクタ部の平面図である。図において３０は、内燃機関の吸気系統を構成する部品、例えば、スロットルボディ、インテークマニホルドなど、吸入空気の通路を構成する部品の外壁を示すもので、樹脂成形品により構成され、外壁３０には、センサ、または、アクチュエータの吸気制御用の制御機器２１が外気側から外壁２０を貫通して吸入空気通路側に機能部分が突出するように取り付けられ、制御機器２１の端子２１ａから配線２２が吸気系構成部品の外壁３０に一体化されるようにクリップ２３により固定され、外壁３０に一体化構成されて他の部品と接続されるターミナル２４に接続されている。ターミナル２４の周囲には外壁３０と一体にコネクタ２５が形成され、ターミナル２４はコネクタ２５の一部を貫通する配線２２と接続された上、樹脂２６により外壁３０に一体固定されるように構成されている。また、配線２２とターミナル２４との接続部においては配線２２は所定の曲率で屈曲され、接続部に加わる応力を排除するように構成されている。
【００１１】
このように構成された図１の内燃機関の吸気系制御装置によれば、配線２２とターミナル２４とが吸気系構成部品の外壁３０に一体化され、外壁３０に複数のセンサ、または、アクチュエータなどの制御機器２１が設置される場合には、図１Ｂのように、コネクタ２５を多極化し、それぞれの制御機器２１からのそれぞれの配線２２を一箇所のコネクタ２５に集約し、他の部品と接続することにより、最終工程での接続作業が容易となり、多数のコネクタを個々に接続処理することに伴う誤接続が回避できて信頼性の向上が図れ、また、制御機器２１の不具合発生時には従来と同様に端子２１ａ部分より切り離しができるため、制御機器２１の交換が可能な構成となるものである。
【００１２】
実施の形態１．
図２は、この発明の実施の形態１の構成を示すものである。図２は、吸気系構成部品の外壁２０を樹脂成形にて構成する場合を示し、外壁２０は吸入空気通路側の内壁部２０ａと外気側の外壁部２０ｂとの二重構成とされ、配線２２は内壁部２０ａと外壁部２０ｂとの間に保持され、ターミナル２４が外壁部２０ｂにてインサート成形されると共に、コネクタ２５が外壁部２０ｂと一体に成形されている。この構成は、例えば、配線２２をターミナル２４に圧着もしくはハンダなどにより接続の上、配線２２を覆うように、内壁部２０ａの上に外壁部２０ｂを二重成形することにより得られる。
なお図３は、この発明の参考例であって、吸気系構成部品の外壁２０が金属製の場合を示し、外壁２０には凹部２０ｅが形成され、配線２２は凹部２０ｅに収納されて樹脂３６により固定される。
この構成によれば、配線２２は外壁２０ｂにより保護固定され、外壁２０内に埋め込まれた構成になるので外力に対して高い信頼性が得られると共に、配線、接続作業の容易化を図ることができるものである。
【００１３】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２の構成を示し、図５は、この実施の形態のターミナルの構成を示すものである。この実施の形態は、実施の形態１と同様に配線２７を内壁部２０ａと外壁部２０ｂとの間に保持すると共に、配線２７は、例えば、裸撚り線など絶縁被覆のない電線を使用し、ターミナル２４は、図５Ａの平面図、図５Ｂの断面図に示すように、複数個が基板２８上に成形保持され、配線２７が切り欠き２４ａを通して基板２８上に設けられた接続部２４ｂに接続されるように構成したものである。また、基板２８は、外壁部２０ｂの成形により保持され、配線２７との接続部は樹脂２６により保護固定されている。配線２７は外壁２０ｂにより保護固定されるため、裸撚り線など絶縁被覆のない電線を使用することによるコスト低減が可能となり、またターミナル２４を基板２８により一体に構成し、接続部２４ｂを基板２８上に設けたので、配線２７との接続は、ハンダ、溶接、ワイヤボンディングなど、構成に最適の方法を選択することができ、生産性の向上が可能になるものである
【００１４】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３の構成を示すもので、吸気系構成部品の外壁２０を、吸入空気通路側の内壁部２０ａと外気側の外壁部２０ｂとの二重構成とし、センサ、または、アクチュエータの吸気制御用の制御機器２１を内壁部２０ａに取り付け、配線２７およびターミナル２４と共に外壁部２０ｂにより覆うように二重成形して固定し、外壁部２０ｂと共にコネクタ２５を成形するようにしたものである。この構成では吸気制御用の制御機器２１が配線２７と共に吸気系構成部品と一体に構成されるため、内燃機関の組み付け時における組み付け部品が減少して組み付けと配線が容易となり、制御機器２１などの機能確認も総合的に実施できるなどの効果を有するものである。
【００１５】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４の構成を示し、図８及び図９は、この実施の形態、及び、後述する実施の形態５と６におけるインターフェイス回路の取付構造を示すものである。
この実施の形態においては、センサ、または、アクチュエータの吸気制御用の制御機器２１と、センサに対するセンシング回路、もしくはアクチュエータに対する駆動回路よりなるインターフェイス回路２９とを吸気系構成部品の外壁２０を構成する内壁部２０ａに取り付け、配線２７およびターミナル２４と共に、二重成形される外壁部２０ｂにより覆うようにし、さらに、外壁部２０ｂと共にコネクタ２５を成形するようにしたものである。
図８のインターフェイス回路２９の取付構造では、回路部品２９ｂを搭載する回路基板２９ａが、内壁部２０ａのスリット２０ｃに取り付けられ、取付部以外の周囲をゲル化樹脂３０で覆うことにより、電気的、機械的に保護されている。
また、図９の構成では、インターフェイス回路２９は内壁部２０ａの凹部の底面に樹脂３５により接着固定され、接着部以外の周囲がゲル化樹脂３０にて保護されている。
【００１６】
以上のように構成された実施の形態４においては、内燃機関に対する組み付け部品の減少と、配線の容易化が可能となると共に、インターフェイス回路２９を制御機器２１の近辺に設けたので、制御機器２１との総合的な機能確認をより効率的に行うことができるものである。さらに、インターフェイス回路２９を吸気系構成部品と一体化することにより、図１０に示すように制御ユニット１０の構成は単純化され、小型化することが可能になるものである。
なお、このゲル化樹脂３０による保護は、インターフェイス回路２９に限るものでなく、通常は成形材で外装される制御機器２１の外装構造を省略し、ゲル化樹脂で覆った上、外壁部２０ｂにより機械的に保護することにより、制御機器２１の生産性を向上することも可能になるものである。
【００１７】
実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５の構成を示すものである。実施の形態５は、センサ、または、アクチュエータの吸気制御用の制御機器２１と、センサに対するセンシング回路、もしくはアクチュエータに対する駆動回路よりなるインターフェイス回路２９とを吸気系構成部品の外壁２０を構成する内壁部２０ａに取り付け、配線２７およびターミナル２４と共に、二重成形される外壁部２０ｂにより覆うようにし、さらに、外壁部２０ｂと共にコネクタ２５を成形すると共に、制御機器２１とインターフェイス回路２９にそれぞれ放熱板３１、及び、３２を設け、放熱板３１、及び、３２の端面を外壁部２０ｂの外部に露出させるようにしたものである。このように構成することにより、制御機器２１がアクチュエータであり発熱が大きい場合や、インターフェイス回路２９の発熱部品の放熱を効果的に行うことができるものである。なお、放熱板３１、及び、３２の端面を内壁部２０ａの吸入空気通路側に露出させるような構成にすれば、さらに放熱効果を高めることができる。
【００１８】
実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６の構成を示す説明図である。この実施の形態６においては、二重成形にて構成される吸気系構成部品の外壁２０の内壁部２０ａに、センサ、または、アクチュエータよりなる吸気制御用の制御機器２１と、センサに対するセンシング回路、もしくはアクチュエータに対する駆動回路よりなるインターフェイス回路２９と、さらに、これらを制御する制御ユニット１０とが取り付けられ、制御機器２１とインターフェイス回路２９とインターフェイス回路と制御ユニット１０の間を接続する配線２７とを覆うように外壁部２０ｂが成形されている。また、外壁部２０ｂは、制御ユニット１０の収容空間を形成する側壁２０ｄを一体に構成すると共に、配線２７と制御ユニット１０間を接続するためのターミナル３４と外部口出し用のターミナル２４を固定し、さらに、ターミナル２４を接続するためのコネクタ２５を一体に構成している。制御ユニット１０は、各ターミナル２４、及び、３４とは例えばワイヤボンディングなどで接続され、空間にはゲル化樹脂３０が充填された上、カバー３３にて保護されている。
【００１９】
このように構成された実施の形態６の内燃機関の吸気系制御装置においては、吸気系部品である例えばスロットルボディなどの壁面２０上に、センサ類またはアクチュエータ類よりなる制御機器２１の少なくとも一部と、制御ユニット１０と、これらの間の配線２７とを一体に構成したので最終工程における組み付け工数の低減が可能となり、制御系部品の総合検査が事前にできるなどの効果を有し、さらに、ワイヤーハーネスの削減が可能となって接続作業の単純化と信頼性の向上が可能となるものである。また、この実施の形態のようにセンシング回路や駆動回路の一部がインターフェース回路２９として構成される場合には、実施の形態５と同様に制御ユニット１０は小型化され、接続回路数も減少して容易に吸気系構成部品との一体化ができるものである。
【００２０】
【発明の効果】
以上に述べたように、この発明の内燃機関の吸気系制御装置において、請求項１の発明によれば、吸入空気通路を内壁部と外壁部の二重構成とし、配線はこの内壁部と外壁部との間に配置すると共にコネクタを外壁部と一体に構成し、制御機器の少なくとも一部は内壁部と一体化構成としたので、配線は外壁部により保護され車両整備などの扱いに対しても高い信頼性を得ることができるものであり、最終組み立て工程における工数の低減や配線の容易化が可能になるものである。また、請求項２〜４の各発明によれば吸気系に制御機器などを一体化したので最終工程における工数の低減と総合的な機能検査が容易となるものであり、請求項５の発明によればコスト低減が可能になるものである。さらに請求項６の発明では電源など他の装置との接続が容易となり、請求項７〜９の各発明によれば装置の信頼性を向上することが可能になり、請求項１０の発明によれば機器の放熱性を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基礎となる技術を説明するもので、吸気系の構成を示す説明図および平面図である。
【図２】この発明の実施の形態１の構成を示す説明図である。
【図３】この発明の参考例を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２の構成を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２のターミナル部の平面図および断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３の構成を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４の構成を示す説明図である。
【図８】この発明のインターフェイス回路の取付構造図である。
【図９】この発明のインターフェイス回路の取付構造図である。
【図１０】この発明の実施の形態４の吸気制御部品の系統図である。
【図１１】この発明の実施の形態５の構成を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態６の構成を示す説明図である。
【図１３】従来の吸気制御部品の系統図である。
【図１４】吸気制御部品の取付場所を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  制御ユニット、２０ 吸気系構成部品の外壁、２０ａ  内壁部、
２０ｂ  外壁部、２０ｄ  側壁、２１  制御機器、２２、２７  配線、
２４ ターミナル、２５  コネクタ、２９  インターフェイス回路、
３０  ゲル化樹脂、３１、３２ 放熱板、３３  カバー。
【図１】
0003587425.tif 000002
【図２】
0003587425.tif 000003
【図３】
0003587425.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003587425.tif 000009
【図９】
0003587425.tif 000010
【図１０】
0003587425.tif 000011
【図１１】
0003587425.tif 000012
【図１２】
0003587425.tif 000013
【図１３】
0003587425.tif 000014
【図１４】
0003587425.tif 000015