(57)【要約】内燃機関において電気信号をルーティングする一体型マニホルド組立体が開示される。この組立体は、新鮮な空気を内燃機関中へ引き込む吸気マニホルド（５０６）と、内燃機関の吸気マニホルド（５０６）に固定可能な主回路部分（５０８）と、主回路部分（５０８ ）から延びていて、主回路部分（５０８）と複数のエンジンコンポーネント（５１２，５１４）を互いに接続する複数の回路ランナー部分（５１０）と、主回路部分（５０８）及び複数の回路ランナー部分（５１０）のうち少なくとも一方に接触した状態で吸気マニホルド（５０６）に取り付けられていて、回路ランナー部分中で生じた熱を消散させるヒートシンク（５１７）とを有している。
2004505208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において電気信号をルーティングする一体型マニホルド組立体であって、新鮮な空気を内燃機関中へ引き込む吸気マニホルドと、内燃機関の吸気マニホルドに固定可能な主回路部分と、主回路部分から延びていて、主回路部分と複数のエンジンコンポーネントを互いに接続する複数の回路ランナー部分と、主回路部分及び複数の回路ランナー部分のうち少なくとも一方に接触した状態で吸気マニホルドに取り付けられていて、回路ランナー部分中で生じた熱を消散させるヒートシンクとを有していることを特徴とする組立体。
【請求項２】
吸気マニホルドは実質的に、プラスチックで構成されていることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項３】
ヒートシンクは、熱伝導性材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項４】
主回路部分は、電気導体及び電気装置を支持する可撓性基板を更に有していることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項５】
主回路部分は、可撓性基板及び電気導体及び電気装置を支持する剛性基板を更に有していることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項６】
主回路部分は、吸気マニホルドに取り付けられているヒートシンクと接触していることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項７】
複数の回路ランナー部分は、吸気マニホルドに取り付けられたヒートシンクと接触していることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項８】
主回路部分及び複数の回路ランナー部分は、吸気マニホルドに取り付けられたヒートシンクと接触していることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項９】
複数の電気導体及び複数の電気装置を更に有し、複数の電気装置は、主回路部分に取り付けられ、複数の電気導体は、主回路部分及び複数の回路ランナー部分に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項１０】
複数の電気導体及び複数の電気装置を更に有し、複数の電気装置及び複数の電気導体は、主回路部分及び複数の回路ランナー部分全体にわたって取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の分野〕
本発明は、一体型パワートレイン制御システムが取り付けられた車両パワートレインに関する。
【０００２】
〔背景技術〕
代表的にはエンジン、例えば、内燃機関は、図１に示すようにエンジン３０の外部から空気を引き込んでこの空気を各エンジンシリンダ３２内へ差し向ける吸気マニホルド５０を有している。外気は、吸気ダクト５６を通って中央空気シリンダ内に流れ、そして、次にここから、個々のランナー又はチャネル５４内に差し向けられ、そして、個々のエンジンシリンダの各々の中に差し向けられてここで燃焼が生じる。
【０００３】
一般に、燃焼は、ガソリンエンジンのシリンダ３２内の点火（スパーク）プラグから火花を生じさせ又はディーゼルエンジンのシリンダ内の予熱（グロー）プラグの作動により容易になる。かかる作動は一般に、パルス化又は連続した電気信号又は電力フィード量を点火プラグ又は予熱プラグに供給することによって達成される。これら電気信号又は電力フィードは、中央ディストリビュータ又は各シリンダのところの個々の点火コイル３４から得られる。燃料噴射式エンジンでは、個々の電子燃料噴射器（ＥＦＩ）９４を各シリンダの近くに設け、燃料レール３６から給電されるようにすることが望ましく、またこれらＥＦＩでは、典型的にはマイクロプロセッサ制御式サブシステム３８からの信号又は電力フィードが必要である。
【０００４】
これら種々の信号及び（又は）電力フィードを容易に得るのに必要な配電系統は従来通り、ワイヤ４２、ケーブル、ハーネス、コネクタ、締結具、ブラケット、絶縁体、応力除去装置及びこれらの要素を全て配置し、ルーティングし、そして支持する１以上の支持フレームから成る相当複雑なネットワークを必要としている。さらに、今日、大抵のエンジンは、種々の他の電気的エンジンサブシステム４４、例えば、エンジン制御モジュール、空気質量流量センサ、センサモジュール、アンチロックブレーキ制御モジュール等を更に必要としている。これらサブシステムは各々、それに関連したワイヤ、ハーネス、コネクタ、ハウジング、締結具等を必要としており、これにより、エンジンの回転及びルーティング系統が一段と多くなる。これら種々のサブシステムは全て必要であり、これらの各々により、エンジンの総重量、スペース、複雑さ及びコストが増大する場合がある。
【０００５】
したがって、エンジンの総重量、スペース的要件、コスト及び複雑さを軽減することによりエンジンシステムの種々の信号及び電力フィードに関する要望に適合する幾つかの手段を提供することが望ましい。
【０００６】
〔発明の概要〕
本発明は、車両パワートレインの作動を制御するシステムを提供することにより従来方式の欠点を解決する。このシステムは、複数のパワートレイン動作信号を受け取り、動作信号を処理し、そして車両パワートレインを制御する複数のパワートレイン制御信号を出力するパワートレイン回路及び車両パワートレインのエンジンに固定でき、パワートレイン制御回路を受け入れるようになった吸気マニホルドを有している。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、パワートレイン回路は、フラットワイヤフレキシブル回路である。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、フラットワイヤフレキシブル回路は、パワートレイン回路外部装置又は回路に電気的に結合するフラットワイヤ導線を有している。
【０００９】
本発明の更に別の実施形態によれば、内燃機関において電気信号をルーティングする一体型マニホルド組立体が提供される。この組立体は、新鮮な空気を内燃機関中へ引き込む吸気マニホルドと、内燃機関の吸気マニホルドに固定可能な主回路部分と、主回路部分から延びていて、主回路部分と複数のエンジンコンポーネントを互いに接続する複数の回路ランナー部分と、主回路部分及び複数の回路ランナー部分のうち少なくとも一方に接触した状態で吸気マニホルドに取り付けられていて、回路ランナー部分中で生じた熱を消散させるヒートシンクとを有している。
【００１０】
本発明の更に別の実施形態によれば、吸気マニホルドは実質的に、プラスチックで構成されている。
【００１１】
本発明の更に別の実施形態によれば、ヒートシンクは、熱伝導性材料で構成されている。
【００１２】
本発明の更に別の実施形態によれば、主回路部分は、電気導体及び電気装置を支持する可撓性基板を更に有している。
【００１３】
本発明の更に別の実施形態によれば、主回路部分は、吸気マニホルドに取り付けられているヒートシンクと接触している。
【００１４】
本発明の更に別の実施形態によれば、主回路部分は、電気導体及び電気装置を支持する可撓性基板及び剛性基板を更に有していること特徴とする更に有している。
【００１５】
本発明の更に別の実施形態によれば、複数の回路ランナー部分は、吸気マニホルドに取り付けられたヒートシンクと接触している。
【００１６】
本発明の更に別の実施形態によれば、複数の回路ランナー部分は、吸気マニホルドに取り付けられたヒートシンクと接触している。
【００１７】
本発明の更に別の実施形態によれば、主回路部分及び複数の回路ランナー部分は、吸気マニホルドに取り付けられたヒートシンクと接触している。
【００１８】
本発明の更に別の実施形態によれば、上記組立体は、複数の電気導体及び複数の電気装置を更に有し、複数の電気装置は、主回路部分に取り付けられ、複数の電気導体は、主回路部分及び複数の回路ランナー部分に取り付けられている。
【００１９】
本発明の更に別の実施形態によれば、上記組立体は、複数の電気導体及び複数の電気装置を更に有し、複数の電気装置及び複数の電気導体は、主回路部分及び複数の回路ランナー部分全体にわたって取り付けられている。
【００２０】
本発明の更に別の実施形態によれば、内燃機関において電気信号をルーティングする一体型吸気及び回路組立体が提供される。この組立体は、新鮮な空気を内燃機関中へ引き込む吸気マニホルドと、吸気マニホルドと流体連通した状態で吸気マニホルドに取り付けられていて、内燃機関内への導入空気量を調節するスロットル（絞り）本体と、スロットル本体に固定可能な主回路部分と、主回路部分から延びていて、主回路部分と複数のエンジンコンポーネントを互いに接続する複数の回路ランナー部分と、主回路部分及び複数の回路ランナー部分のうち少なくとも一つに接触した状態でスロットル本体に取り付けられていて、回路ランナー部分中で生じた熱を消散させるヒートシンクとを有している。
【００２１】
本発明の上記利点及び特徴並びに他の利点及び特徴は、添付の図面、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲の記載から明らかになろう。
【００２２】
〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
次に図面を参照すると、図３及び図４は、複数のシリンダ及び吸気マニホルド５０を備えた内燃機関（図示せず）における電子信号をルーティングする本発明の実施形態１００、即ち、フレキシブル又はフレックス回路を示している。この実施形態は、（１）本体部分１０４及び本体部分から外方に延びる少なくともｎ個のアーム部分１０６を備えていて、本体部分が吸気マニホルド５０の頂面５２と形状が全体として一致し、各アーム部分が全体としてそれぞれのシリンダの近くに配置されたフレキシブル回路基板１０２、（２）本体部分１０４の少なくとも１つの表面及び各アーム部分１０６の少なくとも１つの表面の近くに（即ち、その下又はその内部に）配置された複数の導電性回路トレース１０８、及び（３）外部信号源、外部電力源、外部信号行き先及び外部電力行き先（これらまとめて、参照符号７０で示されている）のうちの少なくとも１つに接続され、基板１０２に取り付けられると共に回路トレース１０８のうちの少なくとも１つに電気的に接続される入出力コネクタ１１０を有している。この実施形態では、各アーム部分１０６によって支持された各回路トレースは、少なくとも１つの電気的エンジン要素９０、例えば、点火コイル、電子燃料噴射器、点火プラグ及び（又は）予熱プラグと電気的に接続可能な端子１０８ｔで終端している。さらに、この実施形態は、マニホルド５０に固定されていて、燃料噴射器９４に供給する燃料レール６０を有するのがよい。
【００２３】
基板１０２は好ましくは、実質的に可撓性の基板、例えば、フレックス回路を構成するのに用いられるポリエーテルイミド、ポリエステル又は他の材料のフィルム、シート又は積層品である。変形例として、基板１０２は、絶縁性、導電性及び（又は）誘電性材料の１以上の層が選択的に被着された（例えば、積層法、エッチング法又は他の追加法又は削減（除去）法により）１以上の金属箔又は金属シート（板金）から成っていてもよい。基板１０２は好ましくは全体として可撓性であるが、本体部分１０４は変形例として、残りの可撓性本体部分及び（又は）アーム部分に作動的に連結された少なくとも１つの剛性基板部分１１８（例えば、ＦＲ−４ドーターボード）を有していてもよい。これと同様に、本体部分１０４全体は、可撓性基板アーム部分１０６が作動的に取り付けられた剛性基板であってもよい。
【００２４】
基板１０２は、これに設けられた回路トレース１０８に作動的に取り付けられた複数の電子部品１１４を有するのがよい。これら電子部品１１４は好ましくは、表面実装コンポーネント、例えば集積回路（ＩＣ）チップ、導線なしチップコンポーネント（ＬＣＣ）、例えば抵抗及びキャパシタ、電力デバイス、相互連結装置、マイクロプロセッサ等である。他の別個の電子制御モジュール（これらモジュールとしては、エンジン制御モジュール、空気質量流量センサモジュール、アンチロックブレーキ制御モジュール、速度制御モジュール、スロットル制御モジュール、ヒューズボックスモジュール、排気ガス戻し（ＥＧＲ）弁制御モジュール、エンジン温度センサ制御モジュールが挙げられるが、これらには限定されない）からコンポーネントを取得して、これらコンポーネントをこの実施形態のフレックス基板１０２上に集積することが可能である。これにより、もしそのようにしなければ個々のモジュール各々について必要な種々のハウジング、ワイヤ、ケーブル、ハーネス、バス、相互接続部、締結具等が不要であり、これらのうちから必要な部品（例えば、電子コンポーネント）だけをフレックス基板１０２上に設けることができ、これにより、パワートレインシステム全体についてのコスト、重量、スペース及び複雑さが減少するという利点が得られる。かくして、本発明は、パワートレイン制御エレクトロニクス（ＰＣＥ）がパワートレインと一体の状態で、より詳細に説明すると、エンジンの吸気マニホルド内にパッケージ化されたパワートレインの作動を制御するシステム及び方法を提供する。
【００２５】
基板１０２は、その本体部分１０４に設けられた穴１１６を更に有するのがよく、吸気マニホルド５０の頂部又は吸気マニホルドダクト５６の端部が、この穴を貫通することができる。基板１０２は又、吸気マニホルド５０の頂面５２に着脱自在に取付け可能であるのがよい。これは、例えば、基板をマニホルドに当接保持するための締結具を挿入できる穴を基板１０２に設けることにより、或いは、マニホルドに直接取り付けられる締結具（例えば、押しピン）を基板と一体に設けることにより達成できる。
【００２６】
各アーム部分１０６は、その端部に設けられた剛性基板部材１２０を有するのがよく、この場合、各アーム部分１０６の各回路トレース１０８の端子は、図５に示すように剛性基板部材１２０上に設けられる。また、各アーム部分１０６の各回路トレース端子１０８ｔは、雄型プラグコネクタ１２２ｍ、雌型ソケットコネクタ１２２ｆ又は全体として平らな接触パッド１２２ｃｐを有するのがよい。これらプラグコネクタ１２２ｍ／１２２ｆを各アーム部分１０６の端部の剛性基板部材１２０に取り付けてもよく、或いはこれと一体に形成してもよいが、このようにするかどうかは任意である。
【００２７】
導電性回路トレース１０８は、従来型剛性ＰＣＢ及びフレックス回路に見受けられるもの、例えば、金属被覆又はかかる基板の平らな両側のうち一方又は両方に被着された銅又は導電性インキの経路と類似したものであるのがよい。トレース１０８は、基板１０２の表面に付着され、或いは、埋め込まれ、成形され又は基板の表面の下（即ち、基板の内部）に配置されたワイヤ又は他の電気導体であってもよい。
【００２８】
１以上の基板回路トレース１０８（代表的には、多数のトレース）を１以上の外部電気要素７０に接続するために入出力（Ｉ／Ｏ（ｉ／Ｏとも表記する））コネクタ１１０が用いられている。エンジンの電気系統内の電気の流れに関する斜視図から、これら外部要素７０は各々、Ｉ／Ｏコネクタ１１０に関して「上流側」源又は「下流側」行き先（又はこれら両方）であるのがよい。Ｉ／Ｏコネクタが接続されているこれら外部要素の各々への電気の流れ又はこれからの電気の流れは、「信号」強度（例えば、ミリアンペア、ミリボルト）又は「電力」強度（例えば、１＋アンペア、１＋ボルト）として表示できる。かくして、外部「電力源」は、１２ボルト電池であり、「電力行き先」は、数アンペア／ボルトが作動するのに数アンペア／ボルトを必要とするソレノイドであり、「信号源」は、マイクロプロセッサから出力された１５０ミリボルトであり、「信号行き先」はこのマイクロプロセッサに入力される１５０ミリボルトである。さらに、Ｉ／Ｏコネクタ１１０に出入りする電気の流れは常時連続であってもよく、完結的／パルス化されたものであってもよく、或いはこれらの両方であってもよい。Ｉ／Ｏコネクタ１１０はそれ自体、可撓性の半剛性／剛性且つ可撓性、或いは剛性の基板１０２に作動的に連結できる当該技術分野で知られている多種多様なＩ／Ｏコネクタ形態のうちの任意のものであってよい。
【００２９】
この実施形態は、図４に示すように、本体部分１０４の実質的に全て及び各アーム部分１０６の少なくとも一部を覆うことができるカバー１５２を更に有するのがよい。このカバー１１２は、プラスチック、金属、ガラス繊維等（又は、これらの組合せ）で作られたものであるのがよく、吸気マニホルド５０に着脱自在に取付け可能であり、そして、下に位置する基板、トレース等の保護カバーとして役立つ。カバー１１２にはほぼ密封可能な穴を設けるのがよく、マニホルドの頂部又は吸気ダクトの端部が、この穴を通って延びることができる。
【００３０】
この実施形態１００は、その最も基本的な形態では、電気信号をルーティングしてこれらを配分し、エンジンの点火コイル、ＥＦＩ、点火プラグ、予熱プラグ及び（又は）他の電気的エンジン要素９０並びに車両の変速機を制御するための従来型パワートレイン制御システムで用いられているワイヤ、ケーブル、ハーネス、支持フレーム、パワートレイン制御回路及び他の関連要素に取って代わるように使用でき、かくして、エンジンシステム全体のコスト、スペース、重量及び複雑さが軽減される。上述したような１以上のエンジン制御モジュールから電子コンポーネントをさらに設けることにより、一段の軽減を達成することができる。さらに、本発明により可能になる上記の節約及び軽減は、パワートレインシステムの初期製造及び組立に関するだけでなく、パワートレインシステムの保守及び寿命にも関連している。この実施形態の使用の仕方に関する一例として、フレックス回路１００は、（１）Ｉ／Ｏコネクタ１１０を介して信号及び電力を種々の外部源から取り入れ、（２）信号／電力を処理すると共に（或いは）これをフレックス回路それ自体の中で再ルーティングし、次に（３）Ｉ／Ｏコネクタ１１０とアーム部分回路トレースの両方を通って信号／電力フィードを種々の外部信号／電力行き先（例えば、ソレノイド入力、電動機接点、点火プラグ、点火コイル、予熱プラグ、ＥＦＩ等）に送ってパワートレインの作動を制御することができるように電子コンポーネント（マイクロプロセッサ及び他の集積回路を含む）及び相互接続部を有する。
【００３１】
この実施形態に関し、４つのシリンダ（即ち、ｎ＝４）を有するエンジンについて図６ａ〜図６ｃに示されるように多くの形態を想到できる。第１の例として、図６ａに示すように、基板１０２は、各アーム部分１０６上又はその内部に設けられた回路トレース（図示せず）が、各アーム部分１０６のそれぞれのシリンダと関連した点火コイル、ＥＦＩ、点火プラグ及び（又は）予熱プラグと電気的に接続可能な端子を有している正確に４つのアーム部分１０６（即ち、各シリンダについて１つずつ）を有するのがよい。この例では、各アーム部分１０６はそれぞれのシリンダと関連したランナー頂面５４と形状がほぼ一致するのがよく、この場合、アーム部分は、それぞれのランナーの頂部に置かれ（そして、任意的にこれに取り付けられ）、そしてマニホルド５２及びランナー５４の頂部に置かれている本体及びアーム部分１０４／１０６と全体形状が一致したカバー１１２で覆われたものであるのがよい。第２の例では、図６ｂに示すように、基板１０２は、ちょうど４つのアーム部分１０６を有するのがよく、各アームは、さらに第１の枝部１０６′と第２の枝部１０６″にさらに分かれている。この場合、各第１の枝部１０６′上又はその内部に設けられた回路トレース（図示せず）は、点火コイルと電気的に接続可能な端子（例えば、雄型プラグコネクタ又は雌型ソケットコネクタ）を有し、各第２の枝部１０６″上又はその内部に設けられた回路トレースは、ＥＦＩと電気的に接続可能な端子を有している。第３の例では、図６ｃに示すように、基板１０２は、２ｎ個のアーム部分１０６を有し、この場合、各アーム部分１０６の近くに位置する回路トレースは、点火コイル、ＥＦＩ、点火プラグ及び予熱プラグのうちの１つに電気的に接続可能な端子を有している。本発明の範囲に属する他の多くの形態も実施可能である。何れの場合においても、一般に、フレックス回路基板１０２をマニホルド５０の頂面５２に予張りし、また、任意的に取り付けるのがよく、次に、上述したようなカバー１１２をフレックス回路１０２上に配置してマニホルド５０に取り付けるのがよい。
【００３２】
本発明の別の実施形態は、パワートレインを制御するための電気信号をルーティングする吸気マニホルドカバー２００に関し、この場合、パワートレインは、図７〜図９に示すように、ｎ個のシリンダ及び吸気マニホルド５０を備えた内燃機関３０を有している。この実施形態は、（１）吸気マニホルド５０の頂面５２と形状がほぼ一致していて、これに着脱自在に取付け可能な全体として剛性ハウジング２３０（図２に示す）、（２）ハウジング２３０から外方に延びる状態でハウジング２３０に取り付けられた少なくともｎ個のキャリヤ部材２４０（この場合、各キャリヤ部材は、それぞれのエンジンシリンダとほぼ近接した関係に配置されている）、（３）ハウジング２３０の表面２３２の上又はその下であって各キャリヤ部材２３０の上又はその内部に配置された複数の導電性回路トレース２０８、及び（４）外部信号源、外部パワー源、外部信号行き先及び外部電力行き先（これらはまとめて符号７０で示されている）のうち少なくとも１つに接続可能な少なくとも１つの入出力コネクタ２１０を有し、各入出力コネクタ２１０は、ハウジング２３０に取り付けられると共に回路トレース２０８のうちの少なくとも１つに電気的に接続されている。実施形態２００では、各キャリヤ２４０によって支持された各回路トレース２０８は、少なくとも１つの電気的エンジン要素９０、例えば、点火コイル、ＥＦＩ、点火プラグ及び（又は）予熱プラグに電気的に接続可能な端子２０８ｔで終端している。
【００３３】
実施形態２００は、実施形態１００のフレックス基板１０２及びカバー１１２の特徴部の多くを組み合わせたものであるが、これら２つの要素を単に組み合わせただけのものではない。例えば、第１の実施形態１００は、フレックス回路基板１０２を有しているが、この実施形態２００は、必ずしもフレックス基板を有する必要はない。その代わりとして、本実施形態２００のトレース２０８（及び電子コンポーネント２１４、例えば、集積回路及びこれに作動的に接続されたマイクロプロセッサ）をハウジング２３０の表面２３２（好ましくは、上面）に直接接続してもよく、それにより、フレックス基板が不要になる。当然のことながら、所望ならば可撓性基板及び（又は）剛性基板又は基板部分）を設けてもよく、トレース２０８及び電子コンポーネント２１４をフレックス回路基板に取り付けてもよく、この場合、この基板は、ハウジング２３０の下面又は他の表面２３２に取り付けられ、或いは、フレックス回路基板をまず最初に上面又は他の面２３２に取り付け、次に、トレース／コンポーネント２０８／２１４をこれに取り付けてもよい。
【００３４】
全体として剛性のハウジング２３０は、幾分可撓性であってもよい（好ましくは可撓性である）。これは、取扱いの際（例えば、製造及び取付け中）その形状を全体として維持することができるが、例えば大抵の熱成形プラスチック部品の場合と同様に、幾分かの保有の可撓性を示すことができるので「全体として」剛性とのように記載してある。
【００３５】
実施形態１００と同様、実施形態２００は、多くの互いに異なるが関連した形態をとることができる。例えば、図７に示すように、各キャリヤ部材２４０は、１以上の回路トレース２０８が被着され又は収納された電気絶縁性可撓性基板であってもよい。フレックス基板材料はこの場合、可撓性エラストマー、例えば、シリコーンであってもよく、或いは、ポリエステル、ポリエーテルイミド又は他の適当な材料で作られたものであってもよい。これらキャリヤ部材２４０を、ハウジング２３０の横方向縁部及び（又は）下面又は他の表面に接着剤、機械的締結具、鋳込み法等で取り付けるのがよく、これらキャリヤ部材は、信号／電力を少なくともＩ／Ｏコネクタ２１０と電気的エンジン要素９０、例えば点火コイル、ＥＦＩ、点火プラグ及び（又は）予熱プラグとの間で伝えるのに役立つ。例えば、各キャリヤ部材２４０は、Ｉ／Ｏコネクタ２１０及び（又は）任意的に用いられるエレクトロニクス２１４から信号／電力を、キャリヤ部材のそれぞれのシリンダと関連した点火コイル及び（又は）ＥＦＩに伝えるのに役立つことができる。
【００３６】
ハウジング２３０は、本体部分２３０ｂ及び本体部分から外方に延びる少なくともｎ個のアーム部分２３０ａを有するのがよく、この場合、本体部分は、マニホルド５０の頂面５２と形状が全体として一致しており、各アーム部分２３０ａは、図７に示すカバーの左側側部上に示されているようにそれぞれのシリンダと全体として近接した関係に配置される。変形例として、ハウジング２３０は、今説明したばかりの本体部分２３０ｂ及び図８に示すカバーの右側の側部上に示されたように本体部分の一方の側縁部又は両方の側縁部のところで本体部分から外方に延びる少なくとも１つのシュラウド部分２３０ｓを有していてもよい。これら２つの形態のハウジングのいずれにおいても、アーム部分／シュラウド部分２３０ａ／２３０ｓは好ましくは、本体部分２３０ｓと一体に作られ、かくして、成形を容易に行うことができる単一部品が構成される。これら２つの形態では、各キャリヤ部材２４０は好ましくは、これに対応したアーム部分２３０ａ又はシュラウド部分２３０ｓに取り付けられるが、変形例として、これを本体部分２３０ｂに取り付けてもよい。
【００３７】
各キャリヤ部材２４０及び（又は）（もし設けられていれば）各アーム部分２３０ａを、それぞれのシリンダに全体として適合するよう構成するのがよい。変形例として、別個に設けないで幾何学的に類似したアーム部分２３０ａとキャリヤ部材２４０を設ける代わりに、これら両方の特徴を、各キャリヤ部材２４０がハウジング２３０の外方に延びる一体アーム部分である形態を構成するよう組み合わせてもよい。即ち、回路トレースを支持し又は収納したキャリヤ部材を別々の対応関係をなすアーム部分２３０ａ又はシュラウド部分２３０ｓに取り付けないで、回路トレースを各アーム又はシュラウド部分２３０ａ／２３０ｓの下面（又は他の表面）上又はその内部に設けてもよく、各アーム／シュラウド部分は両方とも、本体部分２３０ｂから外方に延び、図９に示すようにアーム部分及びそれぞれのシリンダと関連した回路トレース２０８のキャリヤとして役立つ。
【００３８】
本発明の別の実施形態３００においても、吸気マニホルドカバー３０２は、図１０に断面で示されており、この吸気マニホルドカバーは、（１）吸気マニホルド５０の頂面５２と形状が全体と一致していて、これに着脱自在に取付け可能であり、全体として各シリンダ上に延びる全体として剛性のハウジング３３０、（２）ハウジングの下面又は他の表面上又はその内部に配置されていて、各シリンダと全体として近接して延びる複数の導電性回路トレース３０８、（３）外部信号源、外部電力源、外部信号行き先及び外部電力行き先のうち少なくとも１つに接続可能であり、回路トレース３０８のうち少なくとも１つに電気的に接続された状態でハウジング３３０に取り付けられた少なくとも１つの入出力コネクタ、及び（４）ハウジング３３０内に鋳込み成形された少なくともｎ個の電気コネクタ３５０を有し、各コネクタ３５０は、回路トレース３０８のうち少なくとも１つに接続されていて、ハウジング３３０を吸気マニホルド５０に取り付けると、電気的エンジン要素、例えば電子燃料噴射器９４に直接接続可能にハウジング３３０内に配置されている。各シリンダ上に延びるハウジング部分は、図９と類似した一体アーム又はシュラウド部分を有するのがよい。
【００３９】
図１０に示すように、吸気マニホルドカバー３０２は、ハウジング３３０と一体の少なくとも１つの燃料レール３６０を更に有するのがよく、各燃料レールは、燃料レールとこれに接続可能な各ＥＦＩとを密封可能に流体連通させるよう少なくとも１つの電子燃料噴射器９４に直接且つ密封自在に連結できる。このましくは、カバー３０２は、形成プラスチックで作られ、このカバーは、傾斜（スラント）型又はインライン型エンジンのための１つの燃料レール３６０又はＶ型エンジンのための２つの燃料レール３６０のいずれかを有している。燃料レール３６０は、ハウジング３３０内に成形されたインサートである従来型金属製燃料レールであってもよく、或いは（図１０に示すように）ロストコア（ｌｏｓｔ−ｃｏｒｅ ）又は他の成形方法によりハウジング３３０内に形成された金属被覆又は非金属被覆チャネルであってもよい。
【００４０】
本実施形態のマニホルドカバー３０２は、ハウジング３３０内に設けられたｎ個の電気コネクタ３５０を有するのがよい。各コネクタ３５０は、ハウジング３３０を例えば吸気マニホルド５０の頂部に配置してこれに取り付けると、関連の電子燃料噴射器９４の対をなす相手方の電気コネクタ部分９４ｃと直接連結可能である。
【００４１】
少なくとも回路トレース３０８のサブセットを、ハウジング３３０内に鋳込み成形してもよく、この回路トレースサブセットは、金属打抜き材、フレックス回路又はハウジング内の網状ワイヤであるのがよい。好ましくは、このトレースサブセットは各々、少なくともｎ個の電気コネクタ３５０に作動的に接続される。
【００４２】
この実施形態の１つの利点は、カバー３００を上述の電気コネクタ３５０がこれらとそれぞれ対応した関係にある電気的エンジン要素９０に直接装着した状態で、マニホルド５０に装着してこれに取り付けることができるということにある。例えば、カバーにはコネクタ３５０を鋳込み成形することができ、これらコネクタは、カバーをマニホルド５０上に下降させてこれに取り付けると、コイル及びＥＦＩをこれらの電力／信号源に接続するための追加の工程又は相互連結コンポーネント（例えば、ワイヤ、ハーネス又はケーブル）を必要としないで、ｎ個の点火コイル及びｎ個の燃料噴射器の対をなす相手方の電気コネクタ部分と直接同時に嵌合することができる。上述のように燃料レール３６０を加えることにより、複雑さ及び取付け上の労力が一段と軽減される。
【００４３】
次に、図１１を参照すると、従来型吸気マニホルド４００が示されている。当該技術分野で周知のように、吸気マニホルド４００は、スロットル本体４０２、燃料レール４０４及びマニホルドハウジング４０８に取り付けられた複数の燃料噴射器を有している。好ましくは、マニホルドハウジング４０８は、軽量プラスチックで作られている。吸気マニホルド組立体４００は、従来通り、適当な空燃混合気を車両エンジンのシリンダに供給する。電子制御燃料噴射器及びコイル並びにスロットル本体４０２に接続された電源、ハウジング４０８に結合された他のセンサ及び弁は、従来方法でマニホルドワイヤハーネス（図示せず）に相互連結されている。作用を説明すると、外気をマニホルドハウジング４０８内に引き込んで、複数のエンジンシリンダへの種々の空気ダクト及び通路（図示せず）内へ差し向ける。
【００４４】
次に、図１２ａ〜図１２ｃを参照すると、本発明の一体型電子パワートレイン制御マニホルドの好ましい実施形態が示されている。具体的に説明すると、図１２ａは、マニホルドハウジング５０６に結合されている電子基板５０４に取り付けられたパワートレイン制御エレクトロニクス５０２を備えた一体型電子マニホルド組立体５００を示している。制御エレクトロニクス５０２は、集積回路、記憶装置チップ（例えば、読出し専用記憶装置及びランダムアクセス記憶装置）、論理回路（論理デバイス）、プログラム可能論理デバイス、マイクロプロセッサ、別個の電気コンポーネント及びこれらに類似したデバイスを含む。基板５０４は、主部分５０８及びランナー部分５１０を有している。一般に、パワートレイン制御エレクトロニクスは、実質的に主部分５０８上に配置されるが、追加の電子回路及びコンポーネントは、ランナー部分５１０に沿って設けられるのがよい。ランナー部分５１０は、種々の電気装置、例えば燃料噴射器５１２及びコイル相互接続部５１４並びにマニホルドハウジング５０６上又はこれに隣接して設けられた他のセンサ及び電気装置を相互に接続する。
【００４５】
主部分５０８は好ましくは、基板５０４を受け入れるようになった表面５１８を備えるスロットル本体５１６に取り付けられる。スロットル本体５１６の表面５１８は、電気コンポーネント５０２によって放出された熱エネルギを引き込むヒートシンク５１７を有している。かくして、本発明は、過熱を防止するパワートレイン制御エレクトロニクスを冷却するシステムを構成する。マニホルドハウジング５０６は、マニホルドハウジング５０６の頂面５２２に沿って長手方向に延びる支持面５２０を更に有している。支持面５２０は、制御エレクトロニクスを実装したランナー５１０を担持するようになっている。
【００４６】
図１２ｂに示すように、一体型電子マニホルド組立体の変形実施形態が、全体を符号６００で示されている。組立体６００は、スロットル本体６０４に結合されたマニホルドハウジング６０２を有している。本実施形態では、電子基板６０６が、スロットル本体のヒートシンク表面６０８上でスロットル本体６０４に取り付けられている。ヒートシンク表面６０８は一般に、典型的には導電性材料で作られたスロットルハウジング６１０から作られる。基板６０６は、電子コンポーネント、例えば、集積回路、論理デバイス、アナログ及びディジタル回路、メモリーモジュール及び別々のコンポーネントを受け入れ、これらコンポーネントを作動的に相互に接続してこれらの間に電気的な連絡状態を生じさせるように構成されている。例えば、基板６０６は、車両パワートレインの作動を制御する制御エレクトロニクス及び回路構成６１２を有している。本実施形態では、基板６０６は、車両パワートレインを制御するのに用いられる電子装置のすべてを収納した主基板部分６１４を有している。加うるに、基板６０６は、種々の電気コンポーネント及び装置、例えば燃料噴射器６２０内の制御回路６１２と電気信号のやり取りをする電気回路トレース６１８を有するランナー部分６１６を有し、例えばコイル６２２を相互に接続する。かくして、本発明は、中央に位置したパワートレイン制御回路を構成し、遠隔配置される電子装置及びコンポーネントを不要にし、これは、特に自動車環境では望ましい。
【００４７】
次に図１２ｃを参照すると、本発明の一体型電子マニホルド組立体のさらに別の実施形態が示されている。一体型電子吸気マニホルド組立体７００が、スロットル本体７０４に結合されたマニホルドハウジング７０２を有する状態で示されている。先の実施形態の場合と同様、車両パワートレインの作動を制御する電子制御回路及びコンポーネント７０８を受け入れる基板７０６が設けられている。基板７０６は、主部分７１０及びランナー部分７１２を有している。ヒートシンク表面が、マニホルドハウジング７０２と熱的に連絡した状態で基板７０６の下に設けられている。かくして、基板７０６及び電子回路７０８は、マニホルド７０２を通る空気によって冷却される。主部分７１０は、電子コンポーネント及び回路の実質的にすべてを有し、ランナー部分７１２は一般に、主部分７１０及び種々の電気装置と電気信号のやり取りをする回路トレース７１４を有している。かかる装置としては、例えば、燃料噴射器、コイル、弁、スイッチ類等が挙げられる。
【００４８】
本発明の種々の他の設計変更例は疑いもなく、当業者に想到されよう。例えば、Ｖ型エンジンだけが図示されているが、本発明は、傾斜型エンジン、インライン型エンジン、ロータリーエンジン等にも関連している。また、本発明は、ガソリン内燃機関とディーゼル内燃機関の両方に関連すると共にハイブリッド電気／内燃機関に関連している。本発明は、点火プラグ、予熱プラグ又は圧縮点火専用方式のエンジン、キャブレタ、ＥＦＩ又は他の関連システムを有するエンジン、及び中央ディストリビュータ、コイルオンプラグ（ｃｏｉｌ−ｏｎ−ｐｌｕｇ）及び他の関連した火花作動システムを有するエンジンに利用できる。さらに、アーム部分、シュラウド部分及びキャリヤ部材をカバー、ハウジング又は本体部分に連結され又はこれを一体のものとして上述したが、アーム部分、ランナー部分、シュラウド部分及びキャリヤ部材をこれらの関連したカバー、ハウジング又は本体部分に例えば対をなす雄型／雌型電気コネクタを用いることにより着脱自在に接続できることは、本発明の範囲に属する。また、ハウジング又はカバーは、幾分かの量の空気を吸気ダクトから回路トレース及び任意的に用いられる電子コンポーネントを横切って差し向けて作動中これら要素を冷却するのに役立つようにするためのルーバ、羽根等を有してもよい。さらに、アーム部分、ランナー部分及びキャリヤ部材を点火コイル、ＥＦＩ、点火プラグ及び予熱プラグに連結されるものとして種々の形態で説明したが、これら４つの特に取り上げて説明した要素に代えて又はこれに加えて他の電気的エンジン要素、例えば、エンジンセンサ、天候センサ、ソレノイド、スイッチ類等を使用すること、そして信号を本発明に送るにせよこれから受け取るにせよ、いずれにせよこのことは、本発明の範囲に属する。
【００４９】
加うるに、本明細書で種々の形で用いる「信号」という用語は、間欠的なパルス又は連続した非パルス状形態で送るにせよ受け取るにせよ、いずれにせよ、比較的低い電圧／低いアンペア数のトリガ信号と比較的高い電圧／高いアンペア数の電力フィードの両方を含むことは理解されるべきである。最後に、本発明は、上述の実施形態と類似しているが、アーム部分を備えておらず、或いはｎ個未満のアーム部分を有し、また、必ずしも、全体として任意のエンジンシリンダに近接して位置し又はこれと関連した任意の要素を有する必要はないフレックス回路を更に有する。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及びその均等範囲によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来型エンジン吸気及び電気制御システムの分解図である。
【図２】
従来型エンジン吸気及び電気制御システムの平面図である。
【図３】
本発明の実施形態としての種々の自動車システムを制御するフレキシブル／セミフレキシブル回路の平面図である。
【図４】
本発明の実施形態としてのフレキシブル回路及び吸気マニホルド組立体の分解図である。
【図５】
本発明の実施形態のアーム部分及び端子の平面図である。
【図６ａ】
本発明の別の実施形態の平面図である。
【図６ｂ】
本発明の別の実施形態の平面図である。
【図６ｃ】
本発明の別の実施形態の平面図である。
【図７】
本発明の他の実施形態の平面図である。
【図８】
本発明の他の実施形態の平面図である。
【図９】
本発明の他の実施形態の平面図である。
【図１０】
本発明の一体型パワートレイン制御モジュールハウジングが取り付けられた吸気マニホルドの断面側面図である。
【図１１】
従来型吸気マニホルド及びスロットル本体の斜視図である。
【図１２ａ】
吸気マニホルドに固定された本発明の実施形態の斜視図である。
【図１２ｂ】
吸気マニホルドに固定された本発明の実施形態の斜視図である。
【図１２ｃ】
吸気マニホルドに固定された本発明の実施形態の斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004505208.tif 000036