DE102019216102A1 - Fuel injector with an electrical connector - Google Patents

Abstract

Kraftstoffinjektor (1) zur Hochdruckeinspritzung eines Kraftstoffs, mit einem Sensor (13), der einen ersten elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, und mit einem elektrischen Aktor (12), der einen dritten elektrischen Anschluss aufweist, und wobei alle drei elektrischen Anschlüsse mit jeweils einem Anschlusspin (15a; 15b; 15c) in einem Anschlussstecker (10) verbunden sind, der an der Außenseite des Kraftstoffinjektors (1) angeordnet ist. Der Anschlusspin (15c) des dritten elektrischen Anschlusses ist auf der Mittelsenkrechten (16) einer gedachten Verbindungslinie (17) zwischen den beiden Anschlusspins (15a; 15b) des ersten und zweiten elektrischen Anschlusses angeordnet.Fuel injector (1) for high-pressure injection of a fuel, with a sensor (13), which has a first electrical connection and a second electrical connection, and with an electrical actuator (12), which has a third electrical connection, and wherein all three electrical connections are each connected to a connection pin (15a; 15b; 15c) in a connection plug (10) which is arranged on the outside of the fuel injector (1). The connection pin (15c) of the third electrical connection is arranged on the perpendicular (16) of an imaginary connecting line (17) between the two connection pins (15a; 15b) of the first and second electrical connection.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zur Hochdruckeinspritzung eines Kraftstoffs, der einen elektrischen Anschlussstecker aufweist.The invention relates to a fuel injector for high-pressure injection of a fuel, which has an electrical connector.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Kraftstoffinjektoren zur Hochdruckeinspritzung von Kraftstoff bekannt, die vorzugsweise verwendet werden, um Kraftstoff unter hohem Druck in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzubringen. Ein solcher Injektor ist beispielsweise aus der DE 10 2011 081 534 A1 bekannt und weist ein Gehäuse auf, in dem eine längsbewegliche Düsennadel angeordnet ist. Die Düsennadel öffnet und schließt durch ihre Längsbewegung einen oder mehrere Einspritzöffnungen, durch die Kraftstoff unter hohem Druck, der im Kraftstoffinjektor anliegt, eingespritzt werden kann. Die Bewegung der Düsennadel geschieht mit Hilfe eines elektrischen Steuerventils, das über zwei elektrische Anschlüsse verfügt. Diese elektrischen Anschlüsse sind mit zwei Anschlusspins an der Außenseite des Kraftstoffinjektors verbunden, die dort Teil eines Anschlusssteckers sind. An diesen Anschlussstecker kann ein elektrisches Steuergerät angeschlossen werden, das durch entsprechende Steuerspannungen das elektrische Steuerventil und damit die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffinjektors steuert. Falls einer der beiden elektrischen Anschlüsse dauerhaft auf Masse gelegt ist, kann auch einer der beiden Anschlüsse entfallen und entsprechend einer der Anschlusspins. Der Rückfluss des Ansteuerstroms zum Steuergerät erfolgt dann über das Injektorgehäuse und den Motorblock zum damit verbundenen Minuspol der Bordnetzbatterie und von dort zurück zum Steuergerät.Fuel injectors for high-pressure injection of fuel are known from the prior art, which are preferably used to introduce fuel under high pressure into a combustion chamber of an internal combustion engine. Such an injector is for example from the DE 10 2011 081 534 A1 known and has a housing in which a longitudinally movable nozzle needle is arranged. The nozzle needle opens and closes one or more injection openings through its longitudinal movement, through which fuel can be injected under the high pressure that is present in the fuel injector. The nozzle needle is moved with the help of an electrical control valve that has two electrical connections. These electrical connections are connected to two connection pins on the outside of the fuel injector, which are part of a connector there. An electrical control device can be connected to this connector, which controls the electrical control valve and thus the fuel injection of the fuel injector by means of corresponding control voltages. If one of the two electrical connections is permanently connected to ground, one of the two connections can also be omitted and, accordingly, one of the connection pins. The control current then flows back to the control unit via the injector housing and the engine block to the associated negative pole of the on-board power supply battery and from there back to the control unit.

Zur präzisen Steuerung der Einspritzung kann es vorgesehen sein, einen Sensor innerhalb eines Kraftstoffinjektors anzuordnen. Dieser Sensor ist ein Druck- oder Dehnungssensor, der dazu verwendet wird, Druckänderungen im Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors direkt oder indirekt zu detektieren. Öffnet die Düsennadel die Einspritzöffnungen und tritt Kraftstoff unter hohem Druck aus dem Injektor aus, so ändert sich der Druck im Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors. Entsprechendes gilt, wenn die Düsennadel wieder schließt und die Einspritzung endet. Mit dem Sensor können die Zeitpunkte, zu denen die Düsennadel tatsächlich öffnet oder schließt, präzise bestimmt werden, was eine wichtige Eingangsgröße für die exakte Steuerung der Kraftstoffeinspritzung ist. Je genauer eine Kraftstoffeinspritzung in einen Brennraum zeitlich erfolgt, desto schadstoff- und geräuschärmer kann die Verbrennung ablaufen.For precise control of the injection, provision can be made to arrange a sensor within a fuel injector. This sensor is a pressure or strain sensor that is used to directly or indirectly detect changes in pressure in the high pressure area of the fuel injector. If the nozzle needle opens the injection openings and fuel emerges from the injector under high pressure, the pressure in the high-pressure area of the fuel injector changes. The same applies when the nozzle needle closes again and the injection ends. With the sensor, the times at which the nozzle needle actually opens or closes can be precisely determined, which is an important input variable for the exact control of the fuel injection. The more precisely a fuel injection into a combustion chamber takes place in terms of time, the less pollutants and less noise the combustion can take place.

Der Sensor verfügt über zwei elektrische Anschlüsse, die entsprechend mit zwei Anschlusspins verbunden sind, die ebenfalls im Anschlussstecker angeordnet werden. Durch eine Kunststoffumspritzung sind die vier Anschlusspins gegeneinander elektrisch isoliert, so dass einerseits der elektrische Aktor und andererseits der Sensor getrennt kontaktiert werden können. Hierbei ist jedoch eine deutliche Spannungsdifferenz zwischen den Anschlusspins vorhanden: Die Steuerspannung, mit der der elektrische Aktor - entweder ein Magnetaktor oder ein Piezoaktor - angesteuert wird, ist relativ hoch und kann bis zu 200 Volt betragen. Demgegenüber sind die Spannungen am Sensor sehr gering und betragen nicht mehr als einige Volt. Da stets Kriechströme im Bereich des Anschlusssteckers auftreten, können diese Kriechströme zwischen den Anschlusspins des elektrischen Aktors und den Anschlusspins des Sensors zu einer Verfälschung des Sensorsignals führen und damit eine präzise Steuerung der Kraftstoffeinspritzung behindern.The sensor has two electrical connections, which are correspondingly connected to two connection pins, which are also arranged in the connection plug. The four connection pins are electrically insulated from one another by a plastic encapsulation, so that on the one hand the electrical actuator and on the other hand the sensor can be contacted separately. However, there is a significant voltage difference between the connection pins: The control voltage with which the electrical actuator - either a magnetic actuator or a piezo actuator - is controlled is relatively high and can be up to 200 volts. In contrast, the voltages on the sensor are very low and do not exceed a few volts. Since leakage currents always occur in the area of the connector, these leakage currents between the connection pins of the electrical actuator and the connection pins of the sensor can lead to a corruption of the sensor signal and thus impede precise control of the fuel injection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der Erfindung.Advantages of the invention.

Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor zur Hochdruckeinspritzung eines Kraftstoffs weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine exakte Steuerung der Kraftstoffeinspritzung ohne Störungen zwischen den Anschlusspins des elektrischen Aktors und des Sensors ermöglicht wird. Dazu weist der Kraftstoffinjektor einen Sensor mit einem ersten elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrischen Anschluss auf und einen elektrischen Aktor mit einem dritten elektrischen Anschluss. Alle drei elektrische Anschlüsse sind mit jeweils einem Anschlusspin verbunden, die in einem Anschlussstecker angeordnet sind, welcher an der Außenseite des Kraftstoffinjektors ausgebildet ist. Dabei ist der Anschlusspin des dritten elektrischen Anschlusses, der mit dem elektrischen Aktor verbunden ist, auf einer Mittelsenkrechten zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen den beiden Anschlusspins des ersten und zweiten elektrischen Anschlusses angeordnet, also der beiden Anschlusspins, die mit dem Sensor verbunden sind.In contrast, the fuel injector according to the invention for high-pressure injection of a fuel has the advantage that precise control of the fuel injection is made possible without interference between the connection pins of the electrical actuator and the sensor. For this purpose, the fuel injector has a sensor with a first electrical connection and a second electrical connection and an electrical actuator with a third electrical connection. All three electrical connections are each connected to a connection pin which is arranged in a connector plug which is formed on the outside of the fuel injector. The connection pin of the third electrical connection, which is connected to the electrical actuator, is arranged on a perpendicular perpendicular to an imaginary connecting line between the two connection pins of the first and second electrical connection, i.e. the two connection pins that are connected to the sensor.

Die unvermeidlichen Kriechströme zwischen dem Anschlusspin des elektrischen Aktors und den Anschlusspins des Sensors verlaufen vom dritten Anschlusspin zum ersten bzw. zweiten Anschlusspin. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Anschlusspins ist der Leitungspfad zwischen dem dritten Anschlusspin und dem ersten Anschlusspin und der Leitungspfad zwischen dem dritten Anschlusspin und dem zweiten Anschlusspin gleich lang. Dies bewirkt, dass auch die Kriechströme vom dritten Anschlusspin zum ersten und zum zweiten Anschlusspin annähernd gleich groß sind, so dass keine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Anschlusspin durch die Kriechströme induziert wird. Damit ist eine störungsfreie Auswertung des Sensors am ersten und zweiten Anschlusspin möglich und entsprechend eine präzise Steuerung der Einspritzung mit Hilfe der Sensormesswerte.The unavoidable leakage currents between the connection pin of the electrical actuator and the connection pins of the sensor run from the third connection pin to the first or second connection pin. Due to the arrangement of the connection pins according to the invention, the line path between the third connection pin and the first connection pin and the line path between the third connection pin and the second connection pin are of the same length. This has the effect that the leakage currents from the third connection pin to the first and the second connection pin are approximately the same, so that no voltage difference is induced between the first and second connection pin by the leakage currents. This enables a trouble-free evaluation of the sensor at the first and second connection pin and, accordingly, a precise control of the injection with the aid of the sensor measured values.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlusspin des Aktors der Pluspol, von dem die Kriechströme ausgehen, so dass eine Symmetrie bezüglich dieses Pluspols erreicht wird. Die ersten und zweiten Anschlusspins, die mit dem Sensor verbunden sind, haben keine Grundspannung gegeneinander, wenn der Sensor als Piezosensor ausgebildet ist, sondern es bildet sich nur dann eine Spannung zwischen den beiden Anschlusspins, wenn der Piezosensor deformiert wird.In an advantageous embodiment of the invention, the connection pin of the actuator is the positive pole from which the leakage currents originate, so that symmetry with respect to this positive pole is achieved. The first and second connection pins, which are connected to the sensor, do not have a basic voltage against each other if the sensor is designed as a piezo sensor; instead, a voltage is only formed between the two connection pins when the piezo sensor is deformed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der elektrische Aktor einen weiteren elektrischen Anschluss auf, der mit einem zusätzlichen, vierten Anschlusspin im Anschlussstecker verbunden ist. Der elektrische Aktor kann zwar auch mit nur einem Anschlusspin bzw. nur einem elektrischen Anschluss betrieben werden, wenn der andere elektrische Anschluss dauerhaft auf Masse gelegt ist, jedoch lässt sich durch einen zweiten elektrischen Anschluss am elektrischen Aktor die Steuergeräteendstufe für Mehrzylindermotoren vorteilhafter gestalten. In vorteilhafter Weise ist dieser vierte Anschlusspin dabei ebenfalls auf der Mittelsenkrechten der gedachten Verbindungslinie des ersten und zweiten Anschlusspins angeordnet, so dass die Kriechströme zwischen dem dritten und vierten Anschlusspin die Symmetrie im Anschlussstecker nicht stören und somit kein Störsignal zwischen dem ersten und zweiten Anschlusspin induziert wird.In a further advantageous embodiment, the electrical actuator has a further electrical connection which is connected to an additional, fourth connection pin in the connection plug. The electrical actuator can also be operated with only one connection pin or only one electrical connection if the other electrical connection is permanently connected to ground, but the control unit output stage for multi-cylinder engines can be designed more advantageously through a second electrical connection on the electrical actuator. Advantageously, this fourth connection pin is also arranged on the mid-perpendicular of the imaginary connecting line of the first and second connection pins, so that the leakage currents between the third and fourth connection pin do not disturb the symmetry in the connection plug and thus no interference signal is induced between the first and second connection pin .

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei der dritte Anschlusspin zwischen dem vierten Anschlusspin und der gedachten Verbindungslinie des ersten mit dem zweiten Anschlusspin angeordnet, so dass die Kriechströme zwischen dem dritten und vierten Anschlusspin auf der den ersten und zweiten Anschlusspins abgewandten Seite erfolgen und somit eine mögliche Störung weiter minimiert wird.In a further advantageous embodiment, the third connection pin is arranged between the fourth connection pin and the imaginary connection line between the first and the second connection pin, so that the leakage currents between the third and fourth connection pins occur on the side facing away from the first and second connection pins and thus a possible disruption is further minimized.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Anschlussstecker eine Steckerwand auf, die die Anschlusspins umgibt. Diese Steckerwand dient auch als Halterung für den Anschlussstecker, mit dem der Kraftstoffinjektor mit einem Steuergerät verbunden ist, welches einerseits die Steuerspannung für den elektrischen Aktor zur Verfügung stellt und andererseits das Sensorsignal des Sensors auswertet.In a further advantageous embodiment, the connector has a connector wall that surrounds the connector pins. This plug wall also serves as a holder for the connector with which the fuel injector is connected to a control unit which, on the one hand, provides the control voltage for the electrical actuator and, on the other hand, evaluates the sensor signal from the sensor.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Metallpins als Metallstifte ausgebildet, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Dabei sind die Anschlusspins vorzugsweise als Messerkontakte ausgebildet, so dass auch durch die Ausrichtung der Messerkontakte eine Beeinflussung der Kriechströme erfolgen kann. In vorteilhafterweise sind dabei die Messerkontakte des ersten und zweiten Anschlusspins in Richtung der gedachten Verbindungslinie zwischen diesen beiden Anschlusspins orientiert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Anschlusspins quer zu dieser Verbindungslinie orientiert sind. Je nach Anordnung der Anschlusspins innerhalb des Steckers können so die Kriechströme minimiert werden. Dabei sind vorzugsweise die Anschlusspins des dritten und vierten elektrischen Anschlusses parallel zu dem ersten und zweiten Anschlusspin orientiert.In a further advantageous embodiment, the metal pins are designed as metal pins which are aligned parallel to one another. The connection pins are preferably designed as blade contacts, so that the alignment of the blade contacts can also influence the leakage currents. The blade contacts of the first and second connection pins are advantageously oriented in the direction of the imaginary connecting line between these two connection pins. However, it can also be provided that the connection pins are oriented transversely to this connecting line. Depending on the arrangement of the connection pins within the connector, the leakage currents can be minimized. In this case, the connection pins of the third and fourth electrical connection are preferably oriented parallel to the first and second connection pin.

FigurenlisteFigure list

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors bzw. des Anschlusssteckers dargestellt. Es zeigt

• 1 einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist,
• 2 eine nähere Darstellung des Anschlusssteckers des Kraftstoffinjektors,
• 3 einen Querschnitt durch den Anschlussstecker der 2 entlang der Linie III-III,
• 4 eine schematische Darstellung der auftretenden Kriechströme in der gleichen Darstellung wie 2,
• 5 ein erstes Ausführungsbeispiel und des erfindungsgemäßen Anschlusssteckers und
• 6, 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Anschlusssteckers.

Various exemplary embodiments of the fuel injector according to the invention or the connector plug are shown in the drawing. It shows

• 1 a fuel injector according to the invention as it is known from the prior art,
• 2 a more detailed representation of the connector of the fuel injector,
• 3 a cross section through the connector of the 2 along the line III-III,
• 4th a schematic representation of the leakage currents occurring in the same representation as 2 ,
• 5 a first embodiment and the connector according to the invention and
• 6th , 7th and 8th further embodiments of the connector according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 ist ein Kraftstoffinjektor im Längsschnitt gezeigt, wie er verwendet wird, um Kraftstoff unter hohem Druck in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Ein solcher Kraftstoffinjektor 1 ist aus dem Stand der Technik bekannt und weist ein Gehäuse 2 auf, das einen Düsenkörper 4 umfasst. Im Düsenkörper 4 ist eine kolbenförmige Düsennadel 5 längsverschiebbar angeordnet, die über eine Längsbewegung mehrere Einspritzöffnungen 8 öffnet und schließt, über die Kraftstoff unter hohem Druck ausgespritzt werden kann. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckquelle, beispielsweise einem Kraftstoffhochdruckspeicher, über einen Hochdruckanschluss 3 in den Kraftstoffinjektor 1 eingespeist.In 1 shows a fuel injector in longitudinal section as it is used to inject fuel under high pressure into a combustion chamber of an internal combustion engine. Such a fuel injector 1 is known from the prior art and has a housing 2 on that has a nozzle body 4th includes. In the nozzle body 4th is a piston-shaped nozzle needle 5 Arranged longitudinally displaceable, the several injection openings via a longitudinal movement 8th opens and closes, through which fuel can be ejected under high pressure. The fuel, which is under high pressure, is supplied from a high-pressure fuel source not shown in the drawing, for example a high-pressure fuel reservoir, via a high-pressure connection 3 into the fuel injector 1 fed in.

Die Bewegung der Düsennadel 5 wird hydraulisch gesteuert, indem eine Schließkraft, die hydraulisch durch den Kraftstoffdruck in einem Steuerraum 14 auf die Düsennadel in Richtung der Einspritzöffnungen 8 wirkt, mittels eines Elektromagneten 2 moduliert wird. Durch Bestromen oder Nicht-Bestromen des Elektromagneten 12 wird der Druck im Steuerraum 14 geändert, so dass die Düsennadel 5 abhängig von der Bestromung des Elektromagneten 12 öffnet und schließt. Die dabei aus dem Steuerraum 14 abgesteuerte Kraftstoffmenge wird über einen Leckölanschluss 7 zurück in den Kraftstofftank geleitet.The movement of the nozzle needle 5 is hydraulically controlled by a closing force that hydraulically by the fuel pressure in a control room 14th on the nozzle needle in the direction of the injection openings 8th acts by means of an electromagnet 2 is modulated. By energizing or not energizing the electromagnet 12th becomes the pressure in the control room 14th changed so that the nozzle needle 5 depending on the energization of the electromagnet 12th opens and closes. The one from the control room 14th The controlled amount of fuel is supplied via a leakage oil connection 7th fed back into the fuel tank.

Der Kraftstoffinjektor 1 weist einen Sensor 13 auf, der als ein Verformungs- oder Drucksensor ausgebildet ist und an der Außenseite des Gehäuses 2 angeordnet ist. An einem ersten elektrischen Anschluss 115a und einem zweiten elektrischen Anschluss 115b des Sensors 13 ist schon bei einer sehr geringen Verformung des Gehäuses 2 eine elektrische Spannung abgreifbar. Dazu sind die beiden elektrischen Anschlüsse 115a, 115b über in der Zeichnung nicht dargestellte Leitungen mit einem ersten Anschlusspin 15a bzw. einem zweiten Anschlusspin 15b verbunden, welche in einem Anschlussstecker 10 an der Außenseite des Kraftstoffinjektors 1 angeordnet sind. Das Öffnungen und Schließen der Düsennadel 5 führt zu Druckschwankungen innerhalb des Gehäuses 2, was aufgrund des hohen Kraftstoffdruckes zu kleinen Verformungen des Gehäuses 2 führt, die mit dem Sensor 13 erfasst werden können. Aus den Messwerten lässt sich ableiten, wann genau die Düsennadel 5 öffnet und schließt, was eine wichtige Eingangsgröße für eine exakte Steuerung der Einspritzung ist.The fuel injector 1 has a sensor 13th on, which is designed as a deformation or pressure sensor and on the outside of the housing 2 is arranged. At a first electrical connection 115a and a second electrical connection 115b of the sensor 13th is even with a very slight deformation of the housing 2 an electrical voltage can be tapped. The two electrical connections are for this purpose 115a , 115b via lines not shown in the drawing with a first connection pin 15a or a second connection pin 15b connected, which in a connector 10 on the outside of the fuel injector 1 are arranged. The opening and closing of the nozzle needle 5 leads to pressure fluctuations within the housing 2 resulting in small deformations of the housing due to the high fuel pressure 2 leads that with the sensor 13th can be captured. From the measured values it can be deduced when exactly the nozzle needle 5 opens and closes, which is an important input variable for precise control of the injection.

Die Steuerung der Einspritzung über das Bestromen des Elektromagneten 12 wird durch ein externes Steuergerät gesteuert. Dazu weist der Elektromagnet zwei elektrische Anschlüsse, einen dritten und einen vierten elektrischen Anschluss 115c, 115d, auf, die durch in der Zeichnung nicht dargestellte Drähte mit einem dritten Anschlusspin 15c bzw. einem vierten Anschlusspin 15d im Anschlussstecker 10 verbunden sind. Das Steuergerät liefert einerseits die Spannung für die Bestromung des Elektromagneten 12 und andererseits übernimmt es die Auswertung des Sensorsignals. Dazu ist das Steuergerät über einen zum Anschlussstecker 10 passenden Stecker, der alle vier Anschlusspins 15 kontaktiert, sowohl mit dem Sensor 13 als auch mit dem Elektromagneten 12 verbunden.The control of the injection by energizing the electromagnet 12th is controlled by an external control device. For this purpose, the electromagnet has two electrical connections, a third and a fourth electrical connection 115c , 115d , on, by wires not shown in the drawing with a third connection pin 15c or a fourth connection pin 15d in the connector 10 are connected. On the one hand, the control unit supplies the voltage for energizing the electromagnet 12th and on the other hand, it takes over the evaluation of the sensor signal. For this purpose, the control unit is connected to a connector 10 matching plug of all four connection pins 15th contacted, both with the sensor 13th as well as with the electromagnet 12th connected.

In 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Anschlusssteckers 10 der 1 dargestellt. Der Anschlussstecker 10 weist den ersten und einen zweiten Anschlusspin 15a, 15b auf, die mit dem Sensor 13 verbunden sind, und den dritten Anschlusspin 15c und vierten Anschlusspin 15d, die mit der Spule des Elektromagneten 12 verbunden sind. Die Anschlusspins 15a bis 15d sind dabei als Messerkontakte ausgebildet und in einer Kunststoffumspritzung 18 des Anschlusssteckers 10 fixiert, wie in 3 in einem Querschnitt entlang der Linie III-III der 2 dargestellt. Der Anschlussstecker 10 weist eine Steckerwand 11 auf, die einerseits dem mechanischen Schutz der Anschlusspins 15a bis 15d dient und zum anderen der Aufnahme des entsprechenden Steckers des Steuergeräts.In 2 is an enlarged view of the connector plug 10 the 1 shown. The connector 10 has the first and a second connection pin 15a , 15b on that with the sensor 13th are connected, and the third connection pin 15c and fourth connection pin 15d that connected to the coil of the electromagnet 12th are connected. The connection pins 15a to 15d are designed as blade contacts and encapsulated in plastic 18th of the connector 10 fixed as in 3 in a cross section along the line III-III of 2 shown. The connector 10 has a plug wall 11 on the one hand the mechanical protection of the connection pins 15a to 15d serves and on the other hand to accommodate the corresponding connector of the control unit.

Der Sensor 13 ist als Piezosensor ausgebildet, d.h. seine Messsignale beruhen auf dem piezoelektrischen Effekt. Durch die Verformung des Gehäuses 2 verformt sich auch der fest mit dem Gehäuse 2 verbundene Sensor 13, was in diesem eine elektrische Spannung induziert, die über die elektrischen Anschlüsse 115a, 115b an die Anschlusspins 15a und 15b weitergeleitet wird. Diese Spannung ist relativ klein, so dass das Messsignal leicht durch Störspannungen und/oder Kriechströme beeinflusst oder verfälscht werden kann. Bei dem Anschlussstecker 10 ergibt sich die Schwierigkeit, dass an den beiden Anschlusspins 15c und 15d eine relativ hohe Spannung angelegt werden muss. Ist der elektrische Aktor - wie in 1 dargestellt - als Elektromagnet ausgeführt, so bewegen sich die Ansteuerspannung im Bereich bis zu knapp 100 Volt. Der elektrische Aktor 12 kann aber auch als Piezoaktor ausgebildet sein. In diesem Fall wird er mit einer noch höheren Spannung von bis zu 200 Volt versorgt, die in rascher Folge an- und abgeschaltet wird. Durch diese relativ hohe Spannung zwischen dem dritten und vierten Anschlusspin 15c, 15d und der unvermeidlichen Restleitfähigkeit der Kunststoffumspritzung des Anschlusssteckers 10 kommt es zu Kriechströmen 20 innerhalb des Anschlusssteckers 10. Dies ist in 4 illustriert, wobei hier ein aus dem Stand der Technik bekannter Anschlussstecker dargestellt ist. Die Hauptkriechströme treten zwischen dem dritten und vierten Anschlusspin 15c, 15d auf. Durch die Spannungsdifferenz zu dem ersten und zweiten Anschlusspin 15a und 15b, die mit dem Sensor 13 verbunden sind, treten jedoch auch Kriechströme zu diesen Anschlusspins auf, wobei die Kriechströme die beiden Anschlusspins 15a und 15b ungleichmäßig treffen, d.h. dass der zweite Anschlusspin 15b tendenziell größeren Kriechströmen ausgesetzt ist als der erste Anschlusspin 15a, so dass es durch die Kriechströme zu einer zusätzlichen Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Anschlusspin 15a und dem zweiten Anschlusspin 15b kommen kann. Dies verfälscht das Messsignal des Sensors 13, was entsprechend die Präzision der Einspritzsteuerung negativ beeinflusst.The sensor 13th is designed as a piezo sensor, ie its measurement signals are based on the piezoelectric effect. Due to the deformation of the housing 2 also deforms firmly with the housing 2 connected sensor 13th which induces an electrical voltage in it, which is transmitted via the electrical connections 115a , 115b to the connection pins 15a and 15b is forwarded. This voltage is relatively small, so that the measurement signal can easily be influenced or falsified by interference voltages and / or leakage currents. With the connector 10 the difficulty arises that at the two connection pins 15c and 15d a relatively high voltage must be applied. Is the electrical actuator - as in 1 shown - designed as an electromagnet, the control voltage moves in the range up to almost 100 volts. The electric actuator 12th but can also be designed as a piezo actuator. In this case it is supplied with an even higher voltage of up to 200 volts, which is switched on and off in rapid succession. Because of this relatively high voltage between the third and fourth connection pin 15c , 15d and the inevitable residual conductivity of the plastic encapsulation of the connector 10 leakage currents occur 20th inside the connector 10 . This is in 4th illustrated, a connector known from the prior art being shown here. The main leakage currents occur between the third and fourth connection pin 15c , 15d on. Due to the voltage difference to the first and second connection pin 15a and 15b that came with the sensor 13th are connected, however, leakage currents also occur to these connection pins, with the leakage currents affecting the two connection pins 15a and 15b meet unevenly, ie that the second connection pin 15b tends to be exposed to higher leakage currents than the first connection pin 15a so that the leakage currents cause an additional voltage difference between the first connection pin 15a and the second connection pin 15b can come. This falsifies the measuring signal of the sensor 13th which accordingly negatively affects the precision of the injection control.

In 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Anschlusssteckers an einem erfindungsgemäßen Injektors gezeigt. Im Gegensatz zu der bereits bekannten Anordnung der Anschlusspins, die in 1 bis 4 zeigt ist, sind der dritte und vierte Anschlusspin 15c, 15d hier auf einer ersten Verbindungslinie 16 angeordnet, die die Symmetrieachse des Anschlusssteckers 10 bildet. Die ersten und zweiten Anschlusspins 15a, 15b, die mit den elektrischen Anschlüssen des Sensors 13 verbunden sind, befinden sich hingegen auf einer zweiten Verbindungslinie 17, die senkrecht zur ersten Verbindungslinie 16 steht, wobei der erste Ansschlusspin 15a und der zweite Anschlusspin 15b von der ersten Verbindungslinie 16 den gleichen Abstand haben. Die erste Verbindungslinie 16 bildet somit gleichzeitig die Mittelsenkrechte der zweiten Verbindungslinie 17 zwischen dem ersten und zweiten Anschlusspin 15a, 15b, die mit den elektrischen Anschlüssen des Sensors 13 verbunden sind.In 5 a first embodiment of a connector plug is shown on an injector according to the invention. In contrast to the already known arrangement of the connection pins, which is shown in 1 to 4th is the third and fourth connector pins 15c , 15d here on a first Connecting line 16 arranged, which is the symmetry axis of the connector 10 forms. The first and second connector pins 15a , 15b that connect to the electrical connections of the sensor 13th are connected, however, are on a second connection line 17th that is perpendicular to the first connecting line 16 stands, the first connection pin 15a and the second connection pin 15b from the first connecting line 16 have the same distance. The first line of communication 16 thus at the same time forms the center perpendicular of the second connecting line 17th between the first and second connection pin 15a , 15b that connect to the electrical connections of the sensor 13th are connected.

In 5 sind die entsprechenden Kriechströme angedeutet. Durch die so gewonnene Symmetrie der ersten und zweiten Anschlusspins 15a, 15b gegenüber dem dritten und vierten Anschlusspin 15c, 15d symmetrisieren sich auch die Kriechströme, so dass die Kriechströme zu den beiden ersten Anschlusspins 15a, 15b gleich groß werden und somit keine Spannungsdifferenz zwischen diesen beiden Anschlusspins induziert wird. Damit ergeben sich keine Verfälschungen des Messsignals, das am Sensor 13 abgegriffen wird.In 5 the corresponding leakage currents are indicated. Due to the symmetry of the first and second connection pins obtained in this way 15a , 15b opposite the third and fourth connection pin 15c , 15d The leakage currents are also symmetrized, so that the leakage currents to the first two connection pins 15a , 15b become the same size and thus no voltage difference is induced between these two connection pins. This means that there are no falsifications of the measurement signal that is sent to the sensor 13th is tapped.

Die 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Anschlusssteckers 10. Die ersten und zweiten Anschlusspins 15a, 15b sind gegenüber den Anschlusspins der 5 um 90° gedreht. Sämtliche Anschlusspins 15a bis 15d sind hier, wie auch schon bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, als sogenannte Messerkontakte ausgebildet, d. h., die Anschlusspins sind als abgeflachte Metallplättchen ausgebildet. Durch diese Anordnung lassen sich die Kriechströme günstig beeinflussen.The 6th shows a further embodiment of the connector according to the invention 10 . The first and second connector pins 15a , 15b are opposite the connection pins of the 5 turned by 90 degrees. All connection pins 15a to 15d are here, as in the previous exemplary embodiments, designed as so-called blade contacts, ie the connection pins are designed as flattened metal plates. This arrangement allows the leakage currents to be influenced favorably.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Anschlusssteckers 10, wobei die ersten und zweiten Anschlusspins 15a und 15b zwar gleich wie in 5 orientiert sind, jedoch sind sie weiter vom ersten bzw. zweiten Anschlusspin 15c, 15d entfernt. Dieser mindert die Kriechströme zusätzlich. Dazu zeigt 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die ersten und zweiten Anschlusspins gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 7 um 90° gedreht sind. 7th shows a further embodiment of the connector according to the invention 10 , the first and second connector pins 15a and 15b same as in 5 are oriented, but they are further from the first or second connection pin 15c , 15d away. This also reduces the leakage currents. To do this shows 8th Another embodiment in which the first and second connection pins compared to the embodiment of FIG 7th rotated by 90 °.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102011081534 A1 [0002]DE 102011081534 A1 [0002]

Claims (11)

Kraftstoffinjektor (1) zur Hochdruckeinspritzung eines Kraftstoffs, mit einem Sensor (13), der einen ersten elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrischen Anschluss aufweist, und mit einem elektrischen Aktor (12), der einen dritten elektrischen Anschluss aufweist, und wobei alle drei elektrischen Anschlüsse mit jeweils einem Anschlusspin (15a; 15b; 15c) in einem Anschlussstecker (10) verbunden sind, der an der Außenseite des Kraftstoffinjektors (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusspin (15c) des dritten elektrischen Anschlusses auf der Mittelsenkrechten (16) einer gedachten Verbindungslinie (17) zwischen den beiden Anschlusspins (15a; 15b) des ersten und zweiten elektrischen Anschlusses (115a; 115b) angeordnet ist.Fuel injector (1) for high-pressure injection of a fuel, with a sensor (13), which has a first electrical connection and a second electrical connection, and with an electrical actuator (12), which has a third electrical connection, and wherein all three electrical connections are each connected to a connection pin (15a; 15b; 15c) in a connection plug (10) which is arranged on the outside of the fuel injector (1), characterized in that the connection pin (15c) of the third electrical connection is on the center vertical (16 ) an imaginary connecting line (17) is arranged between the two connection pins (15a; 15b) of the first and second electrical connection (115a; 115b). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Anschlusspin (15c) mit dem Pluspol des elektrischen Aktors (12) verbunden ist.Fuel injector Claim 1 , characterized in that the third connection pin (15c) is connected to the positive pole of the electrical actuator (12). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktor (12) einen weiteren elektrischen Anschluss aufweist, der mit einem zusätzlichen, vierten Anschlusspin (15d) im Anschlussstecker (10) verbunden ist.Fuel injector Claim 1 or 2 , characterized in that the electrical actuator (12) has a further electrical connection which is connected to an additional, fourth connection pin (15d) in the connection plug (10). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Anschlusspin (15d) ebenfalls auf der Mittelsenkrechten (17) liegt.Fuel injector Claim 3 , characterized in that the fourth connection pin (15d) also lies on the vertical center line (17). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Anschlusspin (15c) zwischen dem vierten Anschlusspin (15d) und der gedachten Verbindungslinie zwischen dem ersten Anschlusspin (15a) und dem zweiten Anschlusspin (15b) angeordnet ist.Fuel injector Claim 4 , characterized in that the third connection pin (15c) is arranged between the fourth connection pin (15d) and the imaginary connecting line between the first connection pin (15a) and the second connection pin (15b). Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstecker (10) eine Steckerwand (11) aufweist, die die Anschlusspins (15a; 15b; 15c; 15d) umgibt.Fuel injector according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the connection plug (10) has a plug wall (11) which surrounds the connection pins (15a; 15b; 15c; 15d). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspins (15a; 15b; 15c; 15d) als Metallstifte ausgebildet sind, die parallel zueinander ausgerichtet sind.Fuel injector Claim 6 , characterized in that the connection pins (15a; 15b; 15c; 15d) are designed as metal pins which are aligned parallel to one another. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspins (15a; 15b; 15c; 15d) als Messerkontakte ausgebildet sind.Fuel injector Claim 7 , characterized in that the connection pins (15a; 15b; 15c; 15d) are designed as blade contacts. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Messerkontakte ausgebildeten ersten und zweiten Anschlusspins (15a; 15b) in Richtung der gedachten Verbindungslinie (17) zwischen dem ersten Anschlusspin (15a) und dem zweiten Anschlusspin (15b) orientiert sind.Fuel injector Claim 8 , characterized in that the first and second connection pins (15a; 15b) designed as blade contacts are oriented in the direction of the imaginary connecting line (17) between the first connection pin (15a) and the second connection pin (15b). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Messerkontakte ausgebildeten ersten und zweiten Anschlusspins (15a; 15b) quer zur gedachten Verbindungslinie (17) zwischen dem ersten und zweiten Anschlusspin (15a; 15b) orientiert sind.Fuel injector Claim 8 , characterized in that the first and second connection pins (15a; 15b) designed as blade contacts are oriented transversely to the imaginary connecting line (17) between the first and second connection pins (15a; 15b). Kraftstoffinjektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Anschlusspin (15c) und der vierte Anschlusspin (15d) parallel zu dem ersten und zweiten Anschlusspin (15a; 15b) orientiert sind.Fuel injector Claim 10 , characterized in that the third connection pin (15c) and the fourth connection pin (15d) are oriented parallel to the first and second connection pin (15a; 15b).

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