(57)【要約】  燃料噴射器のためのヘッダであって、このヘッダは、燃料噴射器主本体に接続可能であり、ヘッダは、燃料噴射器の使用の際の燃料噴射器の１つ以上のパラメータを測定するように形成されたセンサを含んでいる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射器のためのヘッダであって、該ヘッダは燃料噴射器主本体に接続可能であり、
前記ヘッダは、その動作の際に、前記燃料噴射器の１つ以上のパラメータを測定するように形成されたセンサを含み、
該センサは、前記ヘッダ内の搭載ブッシュ内にまたは当該搭載ブッシュと一体に配置されており、前記搭載ブッシュは、前記噴射器主本体に前記ヘッダを配置するように形成されていることを特徴とするヘッダ。
【請求項２】
前記センサは、加速度計または振動センサであることを特徴とする請求項１に記載のヘッダ。
【請求項３】
前記センサは、前記燃料噴射器主本体のためのヘッダの界面に、または当該界面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッダ。
【請求項４】
前記センサは、前記搭載ブッシュ内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッダ。
【請求項５】
前記センサは、ワッシャ形状要素として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のヘッダ。
【請求項６】
前記センサまたはブッシュは、前記ヘッダの主本体内に収容されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のヘッダ。
【請求項７】
前記ヘッダは、前記センサからのデータを処理するように形成された、前記センサに接続された処理回路を含んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のヘッダ。
【請求項８】
前記ヘッダは、燃料噴射器の特性データ、生のまたは処理されたセンサデータを格納するためのメモリ格納手段を含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のヘッダ。
【請求項９】
前記ヘッダは接続手段を含み、処理されたまたは生のセンサデータをエンジン制御ユニットまたはエンジン診断ユニットに供給することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のヘッダ。
【請求項１０】
燃料噴射器主本体に連結された、請求項１〜９のいずれか一項に記載のヘッダを含んだ燃料噴射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、自動車用エンジンシステムのための燃料噴射器に関する。燃料噴射器の動作のパラメータを提供するためのセンサを使用することは、専用的な適用ではないが特別に燃料噴射器に応用されている。これらの測定されたパラメータは処理され且つ解析されて、燃料噴射器の動作または状態および他の特性の診断を提供する。代替的に、パラメータは処理され且つ解析されて、引き続き燃料噴射器の動作を制御するために使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射器は、「ノック」センサ、圧力センサ、および温度センサのような多様なセンサを備えているとして知られており、それらのセンサは燃料噴射器上またはその内側に配置されて、多様なパラメータを測定する。いわゆるノック（または振動）センサは、効果的に圧電素子を備えた加速度計であり、燃料噴射器の動作を解明するためのデータを提供することに特に役立ち、バルブ事象のタイミングのようなデータを提供することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのような燃料噴射器は、そのようなセンサおよびそれらの接続を提供するように設計される必要がある。通常は、データは例えばエンジンＥＣＵによって処理される。このことは、センサを統合した場合に、燃料噴射器の設計上の制約があることを意味している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様によれば、燃料噴射器のためのヘッダが提供され、このヘッダは燃料噴射器主本体に接続可能であり、このヘッダは、燃料噴射器の動作の際の燃料噴射器の１つ以上のパラメータを測定するように形成されたセンサを含んでいる。
【０００５】
センサは、加速度計または振動センサであってよい。
【０００６】
センサは、ヘッダを燃料噴射器本体に接続するための手段に隣接して、またはその手段と一体に配置され得る。
【０００７】
センサは、ヘッダと燃料噴射器主本体との界面に、またはその界面に隣接して配置され得る。
【０００８】
センサは搭載ブッシュ内に配置されるか、または搭載ブッシュと一体とされてもよく、搭載ブッシュは、ヘッダを噴射器主本体に位置決めするように形成されている。
【０００９】
センサは、搭載ブッシュ内に収容され得る。
【００１０】
センサは、ワッシャ形状要素として形成され得る。
【００１１】
センサまたはブッシュは、ヘッダの主本体内に収容され得る。
【００１２】
ヘッダは、センサからのデータを処理するように形成された、センサに接続された処理回路を含み得る。
【００１３】
ヘッダは、燃料噴射器の特性データ、生のまたは処理されたセンサデータを格納するためのメモリ格納手段を含み得る。
【００１４】
ヘッダは接続手段を含み、処理されたまたは生のセンサデータをエンジン制御ユニットまたはエンジン診断ユニットに供給し得る。
【００１５】
さらなる態様において、前述のいずれか１つに記載されたヘッダを含んだ燃料噴射器を提供している。
【００１６】
したがって、別の態様においては、噴射器主本体に接続されたまたは接続可能なヘッダ部を含んだ燃料噴射器が提供されており、このヘッダ部はセンサを含み、動作の際の燃料噴射器の１つ以上のパラメータを測定する。
【００１７】
センサは、加速度計または振動センサであってよい。
【００１８】
センサは、ヘッダ部を主本体に接続するための手段に隣接して、またはその手段と一体に配置され得る。
【００１９】
センサは、ヘッダと燃料噴射器主本体との界面に、またはその界面に隣接して配置され得る。
【００２０】
センサは搭載ブッシュ内に配置されるか、または搭載ブッシュと一体とされてもよく、ヘッダ部は、搭載ブッシュを介して主本体に固定されるように形成され得る。
【００２１】
センサは、搭載ブッシュ内に収容され得る。
【００２２】
センサは、ワッシャ形状要素として形成され得る。
【００２３】
センサまたはブッシュは、ヘッダの主本体内に収容され得る。
【００２４】
ヘッダは、センサからのデータを処理するように形成された、センサに接続された処理回路を含み得る。
【００２５】
ヘッダは、燃料噴射器の特性データ、生のまたは処理されたセンサデータを格納するためのメモリ格納手段を含み得る。
【００２６】
ヘッダは接続手段を含み、処理されたまたは生のセンサデータをエンジン制御ユニットまたはエンジン診断ユニットに供給し得る。
【００２７】
本発明は、例を用いておよび以下の図を参照して、ここに記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】燃料噴射器を概略的に表した図である。
【図１Ｂ】燃料噴射器のヘッダを示した図である。
【図２】燃料噴射器のヘッダを示した図である。
【図３】本発明の例による燃料噴射器ヘッダを示した図である。
【図４】本発明のさらなる例による燃料噴射器ヘッダを示した図である。
【図５Ａ】図４の内部部品を示した図である。
【図５Ｂ】図４の内部部品を示した図である。
【図６Ａ】本発明の例によるヘッダのデザインの例を示した図である。
【図６Ｂ】本発明の例によるヘッダのデザインの例を示した図である。
【図６Ｃ】本発明の例によるヘッダのデザインの例を示した図である。
【図７Ａ】本発明の例によるヘッダのデザインの例を示した図である。
【図７Ｂ】本発明の例によるヘッダのデザインの例を示した図である。
【図７Ｃ】本発明の例によるヘッダのデザインの例を示した図である。
【図８Ａ】図６の例のオーバーモールドデザインを示した断面図である。
【図８Ｂ】図６の例のオーバーモールドデザインを示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
先行技術
図１Ａは、燃料噴射器１の概略を示した図である。燃料噴射器は、アクチュエータのための筐体およびバルブ部品（図示略）を含んだ主部（例えば本体部）３を含んでいる。一般的には、電磁作動式または圧電作動式アクチュエータのような電気アクチュエータが噴射機本体内に配置され、バルブ部品を作動させて、加圧下の燃料を燃焼空間内に噴射するためにバルブ部品を開閉させる。アクチュエータには、例えばピンまたは他の接続手段を通じて、例えばヘッド部２に接続可能なリード線を通じてパルスのような電気制御（作動）信号が供給される。ヘッダ部２は、主本体内に配置されたソケット内へのスロットに適合されたピン１３（図２参照）を経由して、燃料噴射器主本体とさらなる導電性を有する。ヘッダは、ネジまたはボルト手段６を用いて、フランジ５を通じて噴射機に機械的に固定されてもよく、フランジはブッシュ部／タッピング部７を含んでおり、それは図２により詳細に示されている。
【００３０】
標準的なヘッダそのままが、図２に示されている。この図は、フランジ５およびブッシュ部／タッピング部７を示している。
【００３１】
発明の詳細な記載
図３は本発明の例を示している。その図は再度ヘッダ２を示しており、ヘッダは、接続ボルト／ネジを受容するためのブッシュ７を備えたフランジを含んでいる。ヘッダには振動センサ（加速度計）、またはいわゆる「ノックセンサ」８ａが配置されている。センサは、リード線を通じて例えばヘッダ電気コネクタソケット１０に接続部されている。このソケットは、（ヘッダに関する）内部ピン１３を通じて主本体内のアクチュエータに駆動パルスを供給するために、（図示されていないコネクタを通じて）ＥＣＵ／駆動パルス回路に接続するための２つの通常のピン１１ａ（アクチュエータ端子）を通常は備えている。
【００３２】
本発明の一例においては、ソケットには（ピン１１ｂを通じた）さらなる接続手段が設けられ、これによりノックセンサを自動車のＥＣＵ、または他の適切なコントローラ／デバイスに接続する。
【００３３】
ヘッダにはＰＣＢ１４が設けられ、このＰＣＢには端子ピン１１ｂ（随意的に１１ａ）およびノックセンサの両方が電気的に接続され得る。ＰＣＢは、センサからＥＣＵに信号を供給するように、またはタイプによりセンサに電力を供給するように形成された（例えば増幅器のような）回路を含み得る。
【００３４】
好適に、加速度計／ノックセンサ８は、ヘッダ内部に収容されている。センサは、ヘッダと噴射機本体との界面に好適に配置されている（センサ８ｂ）か、および／またはブッシュに（８ａ）もしくは他の接続手段に隣接して好適に配置されている。
【００３５】
図示された実施形態においては、４つのピン１１がソケット内に存在している。前述の２つのピン１１ａは電気駆動パルスを噴射機アクチュエータに供給することを目的としており、他の２つは、ノックセンサ／加速度計からの（ＰＣＢの回路を介した）端子ピン１１ｂである。
【００３６】
代替的に実施形態においては、４つ（１１ａおよび１１ｂの組）ではなく２つのみのピンが設けられて、両方がＥＣＵ／コントローラからの動作信号を受け取り、且つＥＣＵへ加速度計／センサのデータを送信してもよい。適切なラッチ回路またはスイッチ回路がピンを、したがってＥＣＵを、噴射機アクチュエータまたは加速度計のいずれかに選択的且つ随意的に接続するように設けられてもよい。ＥＣＵにおいて、加速度計信号は解析されて、診断情報を提供するかまたは噴射機を順応して制御するために使用されることが可能である。
【００３７】
振動センサ／加速度計は、多数の目的のために使用され得る。１つの特別の応用においては、センサからのデータは、ノズルバルブ事象、ノズル制御、バルブ排出計測、排気バルブの検出および計測のようなバルブ事象、ならびに切り替え事象の検出のために使用可能である。他のエンジン事象（例えば燃焼、誤燃焼、ノック）も、センサ波形から特定可能であり、エンジン状態の監視が、追加のノックセンサを必要とすることなく、前述のＥＣＵへ送信されるデータと共に噴射機により実行されることが可能である。
【００３８】
好適に、振動センサ／加速度計は、図３のオプション８ａおよび８ｂに示されたようなブッシュまたは座面と一体にもしくはそれらに隣接して配置されている。
【００３９】
温度センサのような他のセンサも、ヘッダに配置され得る。
【００４０】
改良された実施形態においては、ヘッダは、電子チップおよび任意の関連した回路のようなマイクロプロセッサおよび／またはメモリも含んでいる。そのようなマイクロプロセッサは、センサデータを解析／処理／格納し、このことはこれ以降により詳細に記載されている。
【００４１】
図４は、一例による燃料噴射器ヘッダ２のヘッダを示している。破線はヘッダの外形を示しており、残りの内部部品１２はヘッダ内部の内部部品を概略的に示している。内部部品はヘッダ主ブロック内に好適に収容されており、ヘッダ主ブロックはプラスチック、セラミック、または他の材料から形成され得る。
【００４２】
内部機器（部品）が、図５ａおよび図５ｂに別個に示されており、それらは内部部品１２の平面図および等角図を示している。内部部品は、噴射機アクチュエータに駆動パルスを供給するために、噴射機本体内の個々の端子に接続するための２つのアクチュエータ電気接続ピン１３を具備している。これら２つの接続ピンは、端子ピン１１ａに接続されている。２つのさらなる端子ピン１１ｂが存在しており、これらのうちの一方は、（例えばＰＣＢを介して）ブッシュ１６と一体にもしくはその一部を形成した加速度計／ノックセンサに接続され、他方は、（ＰＣＢを介して）接地ブッシュ１５に接続されている。
【００４３】
センサを統合したブッシュ１６は、例えばタッピング７に統合することにより、ヘッダの噴射機本体への接続手段と好適に同心に配置／搭載されている。センサ８は、ワッシャ形状の圧電素子として、ブッシュ内に統合され得る。機械的接続手段と一体にまたはそれに隣接して搭載することにより、噴射機本体との直接的な接続性のために、振動がより良好に感知されることに寄与している。これにより、バルブ事象に起因した、噴射機本体内の振動の検出が改良されている。
【００４４】
接地端子１５はブッシュとして形成されてもよく、噴射機本体を通じて、振動センサおよびＰＣＢのようにこれ以降説明されている関連した任意の他の回路のための接地を提供するために使用されている。
【００４５】
前述の機器においては、センサからの信号は解析のためにエンジンＥＣＵに提供され得る。
【００４６】
図６および図７は、センサの代替的なデザイン、およびそれらがどのようにしてヘッダハウジング内に統合されているかを示している。図６Ａおよび図７Ａは、内部機器の２つのオプションを示しており（それらは図５Ｂに類似している）、アクチュエータ電気接続ピン１３が端子ピン１１ａに接続され、接地ブッシュ１５、およびノックセンサを統合／具備したブッシュ１６が、これら１１ａのためのピン／端子を含み、そこに接続された接地ブッシュおよびセンサのための接続を提供していることを示している。
【００４７】
図６Ｂおよび図７Ｂは、ブッシュ（構造）１６内に統合されたノックセンサを、２つの変形においてより詳細に示している。ノックセンサは、ワッシャ形状の圧電素子１７として形成され、接続タブ１８を含み、タブ１８は電気接続のためにブッシュから突出し得る。素子はブッシュ内で電気的に絶縁され得る。図６Ｂにおいては、センサはブッシュ１６内にオーバーモールドされ、これにより、センサはブッシュ内に収容されている。図７Ｂは収容されていないセンサ素子を示しており、このセンサは同様にワッシャ形状の圧電素子１７として形成され、絶縁ディスクの間に挟まれており、これらのアセンブリはブッシュの一部を形成している。
【００４８】
図６Ｃおよび図７Ｃは、図６Ａおよび図７Ａのアセンブリ全体がどのようにオーバーモールドされて、実質的にヘッダの主本体を提供するかを示している。
【００４９】
図８は、図６および図７の例のオーバーモールドデザインの断面図および平面図を示している。
【００５０】
改良された実施形態においては、機器はＰＣＢ１６も含み、ＰＣＢには電子チップ１７（図３参照）を含んだ回路が配置されてもよく、電子チップは回路基板上でメモリおよび／または処理機能を有し得る。さらに、これは燃料噴射器ヘッダに取り付けられているか、または一体化されている。これにより、チップは、ヘッダのハウジングにまたはハウジング内部に適切に取り付けられた印刷回路基板に取り付けられ得る。
【００５１】
チップは噴射機に関連したデータを格納してもよく、センサのためのトリム特性のような個別の噴射機データを格納してもよい。
【００５２】
代替的におよび／または追加的に、チップは処理能力を備えていてもよく、マイクロプロセッサを具備して、センサデータが処理されることを可能にし得る。これにより、センサによりチップに提供された処理されるためのデータは、これまでに詳述したように、一実施形態においてはＥＣＵにより実行される処理と類似の方法により処理される。
【００５３】
ＰＣＢには（ＲＡＭのような）メモリ格納デバイスも配置されてもよく、サービス、再加工、または保証調査に使用するための診断データを提供するために、データ（処理されたまたは生データ）がＥＣＵに書き込まれまたはＥＣＵから書き込まれることを可能にし得る。噴射機構築履歴がそのメモリに格納されて、同様にこれが噴射機ヘッダに配置されてもよい。
【００５４】
生データまたは処理されたデータ（例えばヘッダチップにより処理された）は、ヘッダ内の電子回路（チップ）から適宜エンジンＥＣＵに送信されてよく、続いてＥＣＵは、生または処理されたデータによりバルブアクチュエータの動作を制御してもよい。したがって、センサは噴射機のためのフィードバック制御を提供するために使用され得る。
【００５５】
これらの測定されたパラメータは、チップ１７により処理され且つ解析されて、動作または状態の診断および燃料噴射器の特性を提供することが可能である。代替的に、パラメータは処理され且つ解析されて、燃料噴射器の動作を制御するために使用され得る。
【００５６】
データは、適当な時間窓において送信され得る。時間窓の始点は、負電圧がバルブ駆動信号の終端において生じる点を使用して設定されることが可能である。一実施形態においては、信号はＥＣＵから直接受信され、窓の始点を決定する。前述のとおり、通信された信号は、アナログまたはデジタル形式のいずれかとされ得る。アナログデータは、ＥＣＵに送信された生のセンサトレース（sensor trace）を含んでいてもよく、それは駆動波形信号間の非アクティブウィンドウの間を好適に通過している。デジタルデータは、ＥＣＵへの送信に先立って、選択的に格納され、コネクタを通じて記述データを処理し得る。
【００５７】
ノック（振動センサ）の場合には、動作データを集める場合と同様に、ノックセンサの使用が、摩耗特性が監視され且つ補正されることを可能にしている。センサの出力は、プロセッサ１７を統合したコネクタにより処理され、燃料噴射器事象、およびノズルバルブ、ノズル制御バルブ、排気弁等の移動または動作、ならびに切り替え事象の検出および測定を可能にしている。これらの事象のタイミングは、噴射器および燃料噴射設備の挙動を精密に特徴づけるために使用されることが可能である。処理されたデータ／特性は、ＥＣＵ内にまたはチップのメモリ格納デバイス内に保持された噴射機データの履歴と比較されて、変化を検出することが可能である。このことは、ＥＣＵから噴射機に提供された駆動波形を調節して、一貫した挙動を確実にすることを可能にしている。最終的に、噴射機バルブ事象をリアルタイムに測定する能力は、噴射機性能の閉ループ「トリミング」を満足し、工場テストおよび較正コストを減少させて、エンジンのシリンダ振動に対してシリンダを改良し得る。
【００５８】
処理されたデータは、ＥＣＵに「早期の警告」を提供するために使用されることが可能であり、それは挙動の変化を検出し、「リンプホームモード」が必要とされる前に、運転者に修理要求の注意を喚起することが可能である。このデータは、アクチュエータ駆動パルス間の非活動期間の間に、有効に送信され得る。
【００５９】
同様に、温度センサまたは実際に任意のセンサがヘッダ内に含まれて、エンジン温度の監視に寄与し得る。
【００６０】
ヘッダにまたはヘッダ内部にセンサを統合／一体化することにより、燃料噴射設備の部品とＥＣＵハーネスコネクタとを嵌合するための電気的接続の配列ならびに方法が維持されることを意味している。ＰＣＢ、ピン、およびセンサの間のすべての追加の電気的接続は、コネクタ内に好適に収容される。押し込み接続は、必要とされる溶接の量を好適に制限する。このことは、新しいアセンブリ、接続、または射出成型技術への出資を必要とすることなく、接続がアセンブリ処理ライン内に導入されることが可能であることを意味している。既存の搭載配列も維持され、エンジンまたは噴射機の設計に影響を与えることなくこの新技術の導入を可能にしている。さらに、既存の噴射機は、他の部品の配列を変化させることなく改善可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ・・・燃料噴射器
２  ・・・ヘッダ部
３  ・・・主部
５  ・・・フランジ
６  ・・・ボルト手段
７  ・・・ブッシュ部／タッピング部
８ａ  ・・・ノックセンサ
１０  ・・・電気コネクタソケット
１１ａ  ・・・ピン
１１ｂ  ・・・端子ピン
１２  ・・・内部部品
１３  ・・・ピン
１４  ・・・ＰＣＢ
１５  ・・・接地ブッシュ
１６  ・・・ブッシュ
１７  ・・・圧電素子
１８  ・・・接続タブ
【図１Ａ】
2018514694.tif 000003
【図１Ｂ】
2018514694.tif 000004
【図２】
2018514694.tif 000005
【図３】
2018514694.tif 000006
【図４】
2018514694.tif 000007
【図５Ａ】
2018514694.tif 000008
【図５Ｂ】
2018514694.tif 000009
【図６Ａ】
2018514694.tif 000010
【図６Ｂ】
2018514694.tif 000011
【図６Ｃ】
2018514694.tif 000012
【図７Ａ】
2018514694.tif 000013
【図７Ｂ】
2018514694.tif 000014
【図７Ｃ】
2018514694.tif 000015
【図８Ａ】
2018514694.tif 000016
【図８Ｂ】
2018514694.tif 000017
【国際調査報告】
2018514694.tif 000018
2018514694.tif 000019
2018514694.tif 000020