(57)【要約】本発明は、燃料をアキュムレータ（７）から内燃機関（１）の燃焼室へインジェクタ（５）によって噴射するためのアキュムレータ型噴射システムであって、インジェクタ（５）が完全に内燃機関（１）のシリンダヘッド（３）の内部に配置されている形式のものに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料をアキュムレータ（７）から内燃機関（１）の燃焼室へインジェクタ（５）によって噴射するためのアキュムレータ型噴射システムにおいて、インジェクタ（５）が完全に内燃機関（１）のシリンダヘッド（３）の内部に配置されていることを特徴とする、シリンダヘッドに組み込まれた、オイルセンサを備えたディーゼル噴射システム。
【請求項２】
アキュムレータ（７）が内燃機関（１）のシリンダヘッド（３）の内部に配置されている、請求項１記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項３】
アキュムレータ（７）が内燃機関（１）のシリンダヘッド（３）のすぐ上に配置されているか、又は該シリンダヘッドに直接に接して配置されている、請求項１記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項４】
エンジンオイル（１６）の品質を検出するオイルセンサ（１４）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項５】
オイルセンサ（１４）がエンジンオイル（１６）の液面レベル（１７）を検出する、請求項１から４までのいずれか１項記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項６】
オイルセンサ（１４）が内燃機関（１）のオイルパン（１３）に配置されている、請求項４又は５記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項７】
オイルセンサ（１４）が、エンジンオイル（１６）の誘電性に基づいてオイルの品質及び／又は液面レベル（１７）を規定する、請求項４から６までのいずれか１項記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項８】
エンジンオイルの液面レベル（１７）の変化及び／又はエンジンオイル（１６）の品質の変化を表示するための表示装置が設けられている、請求項４から７までのいずれか１項記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項９】
漏れ導管若しくは燃料戻し導管（２０）がシリンダヘッド（３）の内部に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のアキュムレータ型噴射システム。
【請求項１０】
アキュムレータ型噴射システムがディーゼルエンジン用のコモンレール噴射システムである、請求項１から９までのいずれか１項記載のアキュムレータ型噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、燃料噴射用のアキュムレータ型噴射システムに関する。
【０００２】
燃料をアキュムレータ（レール）から内燃機関の燃焼室へインジェクタによって噴射するためのアキュムレータ型噴射システムは、種々様々な構成で公知である。これらのアキュムレータ型噴射システムは従来、インジェクタがエンジンブロック若しくはシリンダヘッドの外部に配置されており且つレールからインジェクタに通じる供給導管が外部に延在しているように構成されている。アキュムレータ型噴射システムの場合、燃料はレール内及びインジェクタに通じる供給導管内の高圧下にあるので、特に個々の構成部材間の接続部において、しばしば漏れが発生する。この流出燃料は、エンジンルームから滴下すると、一方では環境を負荷し且つ他方では、これにより比較的高温が支配する可能性のあるエンジンルーム内での火災の危険性を高める。
【０００３】
更に、従来アキュムレータ型噴射システムでは、少量の燃料しか外部に流出しない特に小さな非シール性を検出することは不可能である。大きな非シール性は、例えばレール内の合う力の偏差に基づいて規定することができる。但し、比較的少量の燃料漏れは、しばしばその流出箇所で蒸発してしまうので、検出し難い若しくは検出不能である。
【０００４】
従って、本発明の課題は、漏れに際してできるだけ環境汚染を惹起せず、特に比較的少量の漏れの場合も検出可能なアキュムレータ型噴射システムを提供することである。
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成を有するアキュムレータ型噴射システムによって解決される。本発明の有利な改良は従属請求項に記載されている。
【０００６】
燃料をアキュムレータから内燃機関の燃焼室へ噴射するための本発明によるアキュムレータ型噴射システムは、該アキュムレータ型噴射システムにおける非シール性は環境を負荷しないという利点を有している。それというのも、外部に漏れ出ないからである。このことは本発明に基づいて、インジェクタが完全に内燃機関のシリンダヘッドの内部に配置されていることによって達成される。これにより、インジェクタ若しくはインジェクタに通じる供給導管における漏れは外部に流出せずに、例えばガス交換弁のための１つ又は複数のカムシャフトが配置されていてよい内燃機関のシリンダヘッドの内部に残留する。更に、インジェクタは完全にシリンダヘッド内に配置されているので、シリンダヘッド内でのインジェクタの密封が行われ、これにより、インジェクタノイズの著しい減少が達成される。更に、エンジンデザインの改良が達成され得る。それというのも、内燃機関の特にコンパクトな構成が、従来は外部に突出していたインジェクタ無しで達成されるからである。
【０００７】
更に、本発明の有利な構成では、アキュムレータも内燃機関のシリンダヘッドの内部に配置されている。これにより、燃料の環境への流出に対するより大きな安全性が達成される。それというのも、アキュムレータ型噴射システムのコンポーネントの大部分がシリンダヘッドの内部に配置されているからである。更にこれにより、特に短い導管距離を有する構造が可能であり、このことは対応する液圧的な利点、特に比較的少ない流れ損失を可能にする。
【０００８】
本発明の別の有利な構成では、アキュムレータ型噴射システムのアキュムレータが、内燃機関のシリンダヘッドのすぐ上に配置されているか、又は該シリンダヘッドに直接に接して配置されている。この配置形式によっても、特に短い導管距離が達成され得るが、但しシリンダヘッド内にアキュムレータを配置することと比べると、アキュムレータに漏れが存在した場合に燃料が環境へ流出する危険がやや大きい。
【０００９】
インジェクタ若しくはこれらのインジェクタ又はレールに通じる供給導管を内燃機関のシリンダヘッド内に配置した場合に、アキュムレータ型噴射システムにおける漏れ発生時のオイル品質の悪化に関する欠点を回避するためには、有利にはエンジンオイルの品質を検出するオイルセンサが設けられている。つまり、アキュムレータ型噴射システムの１つ又は複数の構成部材をシリンダヘッド内に配置した場合、燃料漏れに際して燃料はシリンダヘッドの内部に流出し、延いてはエンジンオイルを燃料によって汚染する。これにより、燃料によるエンジンオイルの希薄化が生ぜしめられる。従って、エンジンオイルの品質を規定するためのオイルセンサを設けることは、燃料によるエンジンオイルの希薄化の規定に基づいたアキュムレータ型噴射システムにおける漏れの規定を可能にする。これにより、希薄化されたエンジンオイルに基づく内燃機関の重大な損傷を防止することができる。
【００１０】
更に有利には、エンジンオイルの液面レベルを検出するオイルセンサが設けられている。エンジンオイル内へ燃料が漏れると液面レベルは上がるので、これにより例えばアキュムレータ型噴射システムにおける漏れの冗長的な規定が可能になる。勿論、液面レベル用のオイルセンサは、慣例の形式でエンジンオイルの不足を検出するためにも使用することができる。特に有利には、オイルセンサは同時にエンジンオイルの品質も液面レベルも検出可能であるように構成されている。これにより、１つのオイルセンサしか必要ないので、機械的な構成を最小にすることができる。
【００１１】
有利には、前記オイルセンサはエンジンオイルの誘電率に基づいて、エンジンオイルの品質及び／又は液面レベルを検出する。
【００１２】
特に有利には、エンジンオイルの液面レベルの変化及び／又はエンジンオイルの品質の変化を表示することのできる表示装置が設けられている。この場合、オイルセンサによって送られた信号が制御・調整ユニットで評価され、例えば予めメモリされた値と比較され、規定された値だけ相違する場合は適当な表示が行われる。
【００１３】
有利には、漏れ導管若しくは燃料戻し導管はシリンダヘッドの内部に配置されているので、特にコンパクトな構成が実現される。
【００１４】
特に有利には、本発明はアキュムレータ型噴射システムにおいて使用され、このアキュムレータ型噴射システムはディーゼル噴射システムである。
【００１５】
以下に、本発明によるアキュムレータ型噴射システムを備えた内燃機関の１実施例を図１及び図２に関連して説明する。
【００１６】
図１に示したように、この内燃機関は内部に公知の形式で少なくとも１つのピストン及びクランクシャフトが配置されたエンジンブロック２を有している。このエンジンブロック２の上端部にはシリンダヘッド３が配置されており、このシリンダヘッド３はシリンダヘッドカバー４によって閉鎖される。図１に示したように、シリンダヘッド３内には少なくとも２つのガス交換弁、即ち、吸気弁１１と排気弁１２とが配置されている。この場合、吸気弁１１はカムシャフト９によって操作され、排気弁１２はカムシャフト１０によって操作される。図１から判るように、両カムシャフト９，１０もやはりシリンダヘッド３の内部に配置されている。
【００１７】
更に図１から判るように、シリンダヘッド３内にはアキュムレータ型噴射システムが配置されており、このアキュムレータ型噴射システムは、インジェクタ５、レール７及びこのレール７をインジェクタ５に接続する導管６から成っている。レール７は、公知の形式で高圧下で燃料を貯蔵するための燃料アキュムレータとして使用される。インジェクタ５は、やはりシリンダヘッド３内に配置された電気的なワイヤハーネス８を介して電気的に操作される。この場合、アキュムレータ型噴射システムの構成部材は、カムシャフト９，１０若しくはシリンダヘッド３内に配置された別の構成部材の機能が損なわれないように、シリンダヘッド３内に配置されている。
【００１８】
更に図１から判るように、エンジンブロック２の下部域には、エンジンオイル１６を収容するために役立つオイルパン１３が配置されている。エンジンオイル１６は、公知の形式でフィルタ及び導管を介して、若しくはエンジンオイルポンプ及び対応する導管を介して、例えばピストン又はカムシャフト等のエンジン内の潤滑されるべき箇所に供給される。図１に示したように、オイルパン１３内にはオイルセンサ１４が配置されている。この場合、このオイルセンサ１４はエンジンオイル１６中に浸漬されている。符号１７を以てオイル液面レベルが示されており、このオイル液面レベルはエンジンの運転の通常のオイル液面値を表している。オイルセンサ１４は、電気的な導線１５を介して制御・調整ユニット１８（図２参照）に接続されている。この制御・調整ユニット１８は、オイルセンサ１４によって送られた信号を評価するために役立つ。図２に示したように、制御・調整ユニット１８は、例えば冷却水温度用の温度センサ２３、クランクシャフト位置用のクランクシャフトセンサ２４、カムシャフト位置用のカムシャフトセンサ２５及びレール内の圧力検出用の圧力センサ２６から、更に別の信号を受信する。
【００１９】
インジェクタ５、供給導管６及びレール７をシリンダヘッド３内に配置することによって、前記構成部材５，６，７の内の１つ又は各接続箇所に漏れが存在する場合に、漏れ燃料は最早外部環境へ流出するのではなく、シリンダヘッド３の内室に流入する。これにより、漏れ燃料はエンジンオイルの潤滑回路に流入して、エンジンオイル１６と混じり合う。この場合に生じるエンジンオイルの燃料による希薄化は、オイルセンサ１４によってエンジンオイルの誘電性の変化に基づいて検出することが可能である。この場合、制御・調整ユニット１８において、前記の変化信号が例えばメモリされた値と比較され、延いてはエンジンオイルの希薄化が存在するということが検出され得る。更に、オイルセンサ１４は、シリンダヘッド３内でのアキュムレータ型噴射システムの漏れが持続した場合に、オイル液面レベルライン１７の上昇を検出することが可能である。それというのも、漏れに基づいて常に新しい燃料がオイル回路に供給されるからである。
【００２０】
即ち、制御・調整ユニット１８は、２つの異なる信号に基づいてアキュムレータ型噴射システムにおける漏れを検出することができる。場合によっては、この検出は更に、圧力センサ２６が（少量の漏れにおいて）僅かな圧力損失しか検出することができなくても、圧力センサ２６によって送られるアキュムレータ型噴射装置のレール７内の圧力値と合致させることが可能である。オイルセンサ１４は、エンジンオイルのオイル液面レベル若しくは品質を、例えばキャパシタによって測定することができる。この場合、オイル液面レベルと一緒にキャパシタのキャパシタンスも変化するか、若しくはキャパシタのキャパシタンスは、燃料による希薄化に基づいてエンジンオイルの誘電性が変化する際にも変わる。制御・調整ユニットにメモリされた値と比較することによって、例えばエンジンオイルの水による希薄化も認識可能である。それというのも、希薄化されたエンジンオイルの誘電性は、希薄化のもとである液体、つまり燃料又は水に関連して別の形式で変化するからである。
【００２１】
即ち、制御・調整ユニット１８がエンジンオイル１６の品質の変化若しくはオイル液面レベル１７の変化を検出すると、当該制御・調整ユニット１８は表示ユニットを介して対応する信号を外部に表示し、これにより、重大なエンジン損傷を防止する。
【００２２】
本発明は、特に車両の後付けにも適している。それというのも、１つの付加的なオイルセンサ１４を設けて、これに対応して制御・調整ユニット１８をプログラムし直すだけで済むからである。
【００２３】
更に、インジェクタ５、供給導管６及びレール７の前記配置形式に基づいて、内燃機関１の極めてコンパクトな構成が得られ且つ付加的にインジェクタノイズの著しい減少が得られる。それというのも、インジェクタがシリンダヘッド３の内部に配置されているからである。
【００２４】
更に、シリンダヘッド３内にアキュムレータ型噴射システムコンポーネントを配置することは、極めて短い導管距離と、これに対応した液圧的な利点の実現化を可能にする。
【００２５】
更に、図２に示した高圧供給導管１９は、燃料を高圧ポンプからレール７に供給し且つアキュムレータ型噴射システムの構成部材の内部漏れを導出してタンクに戻す、漏れ導管２０若しくは燃料戻し導管２０を成している。更に、図２には符号２１によって内燃機関１に通じる新鮮空気供給導管が示されており、符号２２によって排気導管が示されている。
【００２６】
図３には、図２に示した噴射システムの別の実施例が示されており、この実施例では、漏れ導管若しくは燃料戻し導管２０がシリンダヘッド３の内部に配置されており、これによって特にコンパクトな構成が実現される。
【００２７】
従って、本発明は驚くほど簡単に、特にガソリンエンジンのための汎用の噴射システムとの比較において高い圧力に基づく漏れによる、特にアキュムレータ型噴射システムに生じる複数の問題を解決する。更に、オイルセンサ１４の使用に基づいて、著しい安全性が得られる。それというのも、燃料によるエンジンオイルの許容できない希薄化に基づくエンジン損傷を防止することができるからである。更に本発明は、例えば既にオイル不足量表示装置若しくはオイル交換表示サービスを有する車両において、後付けに非常に良好に適している。
【００２８】
即ち、本発明は、燃料をアキュムレータ７から内燃機関１の燃焼室へインジェクタ５によって噴射するためのアキュムレータ型噴射システムであって、インジェクタ５が完全に内燃機関１のシリンダヘッド３の内部に配置されている形式のものに関する。
【００２９】
上で説明した本発明の実施例は、図説目的のためだけに使用されるものであり、本発明を限定する目的のためのものではない。本発明の範囲を逸脱すること無しに、本発明の枠内で様々な変更及び変化態様が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の１実施例に基づいた、シリンダヘッドに組み込まれたアキュムレータ型噴射システムの概略断面図である。
【００３１】
【図２】本発明に基づくアキュムレータ型噴射システムの概略的な回路構成図である。
【００３２】
【図３】図２に示したアキュムレータ型噴射システムの別の実施例を示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  内燃機関、  ２  エンジンブロック、  ３  シリンダヘッド、  ４  シリンダヘッドカバー、  ５  インジェクタ、  ６  導管、  ７  レール／アキュムレータ、  ８  ワイヤハーネス、  ９，１０  カムシャフト、  １１  吸気弁、  １２  排気弁、  １３  オイルパン、  １４  オイルセンサ、  １６  エンジンオイル、  １７  オイル液面レベル、  １８  制御・調整ユニット、  １９  高圧供給導管、  ２０  漏れ導管／燃料戻し導管、  ２１  新鮮空気供給導管、  ２２  排気導管、  ２３  温度センサ、  ２４  クランクシャフトセンサ、  ２５  カムシャフトセンサ、  ２６  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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