(57)【要約】  燃料インジェクタは、該燃料インジェクタ内の燃料を迅速に加熱するために構造体に熱を誘導生成する誘導加熱器を有する。誘導加熱器にワイヤが接続されており、該ワイヤは燃料流路の外側に配置されている。
2009530547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料インジェクタアセンブリにおいて、
燃料流路の近傍に設けられた構造体と、
信号に応答して該構造体を誘導加熱するための磁界を生成するように構成された誘導加熱器
とを有することを特徴とする、燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項２】
磁極部材とアクチュエータとが設けられており、
該アクチュエータは、第２の信号に応答して該磁極部材を移動するための第２の磁界を生成するように構成されている、請求項１記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項３】
前記アクチュエータおよび誘導加熱器はシェルに収容されており、
該アクチュエータと該誘導加熱器とにワイヤが接続されており、
該ワイヤは、前記燃料流路の外側であって該シェル内に収容されている、請求項２記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項４】
前記構造体は少なくとも部分的に、燃料流路を形成する、請求項１記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項５】
前記磁極部材は前記構造体内に配置された可動子管を有し、該構造体と該可動子管とが環状の燃料流路を形成する、請求項４記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項６】
前記信号はＡＣ信号であり、前記第２の信号はＤＣ信号である、請求項２記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項７】
前記アクチュエータと前記誘導加熱器とは相互に同軸であり、かつ、該アクチュエータおよび誘導加熱器は前記構造体と同軸である、請求項２記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項８】
前記アクチュエータと接続されている第１のドライバと、前記誘導加熱器と接続されている第２のドライバとを有し、該第１のドライバおよび第２のドライバは該ＡＣ信号およびＤＣ信号を供給する、請求項６記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項９】
燃料インジェクタアセンブリにおいて、
燃料流路を選択的に遮断するために開弁位置と閉弁位置との間で可動な磁極部材を収容するシェルと、
該開弁位置と閉弁位置との間で該磁極部材を選択的に移動するように構成されたアクチュエータと、
該燃料流路内の燃料を加熱するように構成された加熱器
とを有し、
該加熱器には、加熱信号を供給するためにワイヤが接続されており、
該ワイヤは該シェル内に、該燃料流路の完全に外側に配置されていることを特徴とする、燃料インジェクタアセンブリ。
【請求項１０】
前記加熱器は、燃料を加熱するための加熱信号に応答して前記燃料流路の近傍の構造体を加熱するために磁界を印加するように構成された誘導加熱器であることを特徴とする、請求項９記載の燃料インジェクタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００６年３月２２日に提出された米国仮出願第６０／７８４１９９号に係る優先権を主張する。
【０００２】
本発明の背景
本願は一般的に、燃焼機関用の燃料インジェクタに関する。より詳細には本発明は、燃焼プロセスを支援するために燃料を加熱する燃料インジェクタに関する。
【０００３】
燃焼機関の製造者は常に、排出および燃焼性能を改善する努力をしている。排出および燃焼性能の双方を改善する１つの手法に、燃焼室内に入る前に燃料を加熱または蒸発することを含む手法がある。燃焼機関の始動では排出量が不所望に高くなることが多い。というのも、燃焼機関は未だ最適な運転温度に到達していないからである。燃料の加熱によって高温のエンジンの運転が再現され、性能が改善される。さらに、エタノール等の代替燃料の性能は低温条件では低いので、このような代替燃料の性能も燃料の予熱によって改善することができる。
【０００４】
燃料を燃料インジェクタにおいて加熱する種々の手法が使用されている。このような手法には、セラミックヒータを使用する手法、または燃料が通過するキャピラリ管が抵抗加熱される手法が含まれる。別の例では、正温度係数（ＰＴＣ）加熱素子が使用される。このような装置の１つの欠点は、燃料を迅速に加熱しないか、または始動時に所望の作用を有するには十分に高温でないことである。従来技術の燃料インジェクタヒータの別の欠点は、ヒータまでのワイヤは燃料流路にある場合が多いことであり、このことはワイヤ周辺の絶縁が欠落している場合に望ましくない。このようなワイヤもまた、付加的な燃料漏れ経路を形成するおそれがある。
【０００５】
本発明の課題は、付加的な燃料漏れ経路を形成しないと同時に燃料の迅速な加熱および蒸発を実現するヒータを備えた燃料インジェクタを提供することである。
【０００６】
要約
燃料インジェクタは、開弁位置と閉弁位置との間で磁極部材を移動するために構成されたアクチュエータを含む。磁極部材に所属する可動子がアクチュエータによって移動される場合、該磁極部材はたとえば開弁位置で、燃料を燃焼室へ供給する。誘導加熱器は、磁極部材および／またはバルブボディに熱を誘導することにより、燃料インジェクタ内の燃料を加熱するように構成されている。この磁極部材およびバルブボディは、１つの例では一緒に燃料流路を形成する。誘導された熱は燃料インジェクタ内の燃料を迅速に加熱することにより、燃料インジェクタから放出される熱の霧化が改善される。
【０００７】
燃料インジェクタシェル内のワイヤは、燃料流路の外側の誘導加熱器に接続される。１つの例では、ＤＣドライバはアクチュエータに対してＤＣ信号を供給し、ＡＣドライバは誘導加熱器に対してＡＣ信号を供給する。燃料インジェクタの所望の動作を実現するために、コントローラがＤＣドライバおよびＡＣドライバと通信する。
【０００８】
このようにして燃料インジェクタは、誘導によって迅速な加熱と燃料の蒸発とを行い、このことによって燃料インジェクタ内のワイヤを燃料路に配置する必要性を回避する。
【０００９】
以下の説明および図面から、上記構成と別の構成を良好に理解できる。
【００１０】
図面の簡単な説明
図１    燃料インジェクタの構成体例の断面図である。
図２    燃料インジェクタの構成体例の概略図である。
【００１１】
有利な実施形態の詳細な説明
燃料インジェクタ１０の一例が図１に示されている。典型的には、燃料インジェクタ１０は燃料を燃料レール８から受け取る。燃料インジェクタ１０は、吐出口３６を介して燃料１８を、たとえば気筒ヘッド１１の燃焼室１３へ供給する。典型的には、とりわけコールドスタート条件でより完全な燃焼と排出量の低減とを実現するために、良好に霧化された燃料を吐出口３６から燃焼室１３まで供給するのが望ましい。
【００１２】
燃料インジェクタ１０は、磁極部材１９を開弁位置と閉弁位置との間で動かすための第１のコイル１４を有するアクチュエータを備えている。磁極部材１９は可動子２６を有し、可動子２６は可動子管２２に接続されている。可動子管２２はボール２３を支持し、該ボール２３は、図中に示された閉弁位置に磁極部材１９があるときにシート２２によって受け止められる。戻りばね１７がボール２３を閉弁位置にバイアスする。ボール２３は開弁位置ではシート２１から離隔され、燃料を燃焼室１３へ供給する。
【００１３】
１つの例では、ＤＣドライバ１２はＤＣ信号３０を第１のコイル１４へ供給する。このことは図２に概略的に示されている。１つの例では、ＤＣ信号３０は０〜１４Ｖの間で変調された矩形歯状の波形である。ＤＣ信号３０は第１の磁界を生成し、該第１の磁界は公知のように、可動子２６の軸方向移動を引き起こす。可動子２６と第１のコイル１４との間に第１のバリア３１が設けられており、該第１のコイル１４を燃料インジェクタ１０内の燃料流路から絶縁する。第１のコイル１４と、シェル４２（図１）のコネクタ４０によって形成されるピンとの間に、電気的ワイヤ（図２に示されている）が接続されている。１つの例ではシェル４２は、内側の燃料インジェクタコンポーネントの周辺に配置されるオーバーモールドされたプラスチックである第１の部分４４と第２の部分４６とを有する。
【００１４】
吐出口３６の近傍に第２のコイル１６が配置されており、ここで図示されている実施例では、第１のコイル１４と同軸である。第２のコイル１６は、バルブボディ２０と可動子管２２との間に配置された環状流路２４内の燃料を加熱する。１つの例では、第２のコイル１６はバルブボディ２０および／または可動子管２２を誘導加熱する。この例では、第２のバリア３３は第２のコイル１６を、燃料インジェクタ１０の内部通過部に対して封止する。１つの例では、第２のコイル１６は第２のバリア３３と第２の部分４６との間に配置される。第２のコイル１６からコネクタ４０までのワイヤは、燃料を搬送する燃料インジェクタの内部通過部までは延在せず、むしろ、たとえば環状流路２４の外側のシェル４２内に保持される。
【００１５】
図２を参照すると、ＡＣドライバ１５は第２のコイル１６に接続され、ＡＣ信号３２を該第２のコイル１６へ供給する。このＡＣ信号３２は、たとえば４０ｋＨｚで７０Ｖである。ＡＣ信号３２は、時間的に変化かつ反転する磁界を生成し、この磁界は、該磁界内のコンポーネントを加熱する。バルブボディ２０および／または可動子管２２において、磁界によるヒステリシス損および渦電流損失によって熱が発生する。発生する熱の量は、作用される材料の比抵抗と交番磁束の発生とに応答する。このような時変性の磁界は材料の表面に、方向を交番して熱を発生する磁束流を生成する。材料の抵抗が高いほど、磁界に応答する熱の生成は良好になる。加熱されるバルブボディ２０および／または可動子管２２は、熱を環状流路２４内の燃料に迅速に伝達し、磁極部材１９が開放されている場合には、良好に蒸発して吐出口３６を出る燃料を供給する。
【００１６】
ＤＣドライバ１２およびＡＣドライバ１５とコントローラ５０とは、図中の例では燃料インジェクタ１０の外側にある。ＤＣドライバ１２およびＡＣドライバ１５は、ここで図示されているように別個の構造体および／またはソフトウェアとするか、または相互に、かつ／またはコントローラ５０と統合することができる。
【００１７】
有利な実施形態を開示したが、当業者であれば、幾つかの特定の変更が特許請求の範囲に該当することを認識することができる。そのため、本来の範囲および内容を決定するためには、特許請求の範囲を精査すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】燃料インジェクタの構成体例の断面図である。
【図２】燃料インジェクタの構成体例の概略図である。
【図１】
2009530547.tif 000003
【図２】
2009530547.tif 000004
【国際調査報告】
2009530547.tif 000005
2009530547.tif 000006