JP2006514211A - 燃料噴射弁および内燃機関 - Google Patents

Abstract

光学式文字での文字記入のための少なくとも１つの文字記入領域（１０）と、読み出し装置によって読み出し可能なデータを記憶するための装置を有するバルブヘッド（２）を伴う、内燃機関用の燃料噴射弁（１）において、本発明では、データを記憶するための装置はトランスポンダ（１５）として構成されており、当該トランスポンダは電磁的（非光学的）な信号によって無線で応答可能であり、前記トランスポンダは前記バルブヘッド（２）のプラスチック射出成形被覆体（５）内に配置されており、前記トランスポンダ（１５）は電気的に読み出し可能でありかつ書き込み可能な記憶部（１６）を有している。利点は、汚れが、トランスポンダのデータの読み出しおよび記憶に対して重要でないことである。

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載された燃料噴射弁に基づく。この種の燃料噴射弁は殊にインジェクターである。このインジェクターには蓄圧部から燃料が高圧（例えば１６００ｂａｒ）で供給される。ここでインジェクターは、内燃機関の燃焼室内で噴射を形成するために燃料噴射弁の噴射ノズルを解放状態または阻止状態にする。燃料噴射弁は例えばいわゆるポンプ−ノズルユニットであってもよい。ポンプ−ノズルユニットには燃料が噴射に不十分な圧力で供給され、ポンプ−ノズルユニットは噴射に必要な高い圧力を形成し、噴射過程を実行する。既知のこのような燃料噴射弁の文字記載領域には光学式文字（Klarschrift）で、すなわち人間の目に読めるように多くの表示がなされている。これらの表示には、種類の表示、使用に関する表示、製造年月日等が属する。デジタルデータを、黒および白の領域から成る矩形マトリックスの形式で記憶することも公知である。ここでこのような矩形マトリックスは人間の目によって認識可能であるがデータは有利には機械によってしか評価可能でない。例えばカメラ、殊にビデオカメラまたは他の電気的カメラによる撮影の例では、撮影画像は電気的に評価される。このようなデジタルデータおよび光学式文字用の面積は限られている。また上述したデータの読みやすさは次のことによって制限されている。すなわち射出成形で被覆体を形成する時にプラスチックが供給される射出ポイントが、プラスチック射出成形被覆体の表面で不規則に目立つことによって制限されている。これによって読みやすさが制限される、または読まれるべき表示用の面積領域が低減されてしまう。読みやすさはさらに、汚れおよび場合によっては存在し得る読みとり前にまずは取り除かれなければならない部分（例えば留められた燃料線路または電気的線路）またはデータを妨害する固定手段、例えばクランプ湾曲部（Klemmbuegel）上が妨げなく見えることによって制限されてしまう。

発明の利点
請求項１に記載された本発明に相応する燃料噴射弁の利点は、非常に大きな容量を有する電子的な記憶部がトランスポンダに装備されているので、多くのデータを電気的に記憶することができるということである。従って上述した公知のマトリックス記憶部をもはや必要としないので、この場所を文字記入に使用することができる。従って、カメラによるデジタルマトリックス記憶部の読み出し時の、例えばカメラの位置が傾斜していることが原因である読み出しエラーも生じない。トランスポンダ内では記憶されたデータはインジェクターの全ての特徴および技術的なパラメータを含む。これには殊に次のような測定値が属する。すなわちこのような特別な燃料噴射弁に対して、製造過程または修復後に測定された測定値が属する。後者の場合には、もはや必要ではないトランスポンダ内のデータは、トランスポンダ用の書き込み装置によって消去され、最新の値によって上書きされる。製品内にデータが記憶される場合には、処理の体制に応じて、インジェクター（以降では容易にするために、上述したように技術的には異なる噴射装置が発明に該当する場合でさえも、燃料噴射弁をしばしばインジェクターと称する）の個々の部分の製造時にも重要なデータ、例えば機械的な寸法、処理ステーションの番号、製造データまたは電荷数がトランスポンダ内に記憶される。これによってエラーの原因を見付け出すのが容易になる。トランスポンダはインジェクターヘッドの形態を変化させず、かつインジェクターヘッド内部に収容されているので、インジェクターまたはインジェクターヘッドを取り付けラインの様々なステーションに保持する加工品支持部の変化は必要ではない。かなりの程度まで可視であるべきである光学式文字での文字記入部分はより良好に位置付けされる。汚れは、トランスポンダのデータの読み出しおよび書き込みに対して意味をなさない。

トランスポンダのエネルギー供給のために、本発明の実施形態ではこれはバッテリーによって給電される；しかし有利にはこれは誘導コイルを含む。この誘導コイルは読み出し機器ないし書き込み機器（または読み出し装置ないし書き込み装置）による読み出し時および書き込み時に、ここから送出された無線波または電磁的な低周波数領域をキャッチし、ここからトランスポンダおよび送信装置および受信装置を作動させる電気的なエネルギーを得る。トランスポンダ内に読み込まれたデータを送信するために同じように上述したコイルが用いられる。

本発明は請求項２の上位概念に記載された内燃機関システムにも関する。請求項２の特徴部分に記載された発明は次の利点を有している。すなわち制御機器が、インジェクター内（そのトランスポンダ内）に記憶されたデータを制御のために評価することができるという利点である。これによって例えば制御をインジェクターの値に自動的に微細整合させることが可能になる。これは許容変動領域内にあるが、エンジンの最適な制御のためには個々が考慮されるべきである。

工場内での待機目的の間に、トランスポンダ記憶装置内の内容が読み出し機器によって、可能であれば手動で操作されるべき読み出し機器および書き込み機器によっても、読み出される、ないしはトランスポンダに別の値を書き込むことは有利である。請求項３に記載された実施形態の利点は上述の機器を固定式に構築し、従って、運転中にまたは一般的にはエンジンの作動中にも常に使用可能であるということである。上述した、手動で操作されるべき読み出し機器も、位置固定された読み出し機器も次のように構成されている。すなわちこれが、内燃機関システムの全てのインジェクターをほぼ同時に、またはユーザまたは制御装置によってトリガされた命令で読み出すことができるように構成されている。

請求項６に記載された実施形態では、インジェクターないしは個々のインジェクター内にデータが記憶される。これらのデータは例えば次の目的に使用され得る：すなわち、車両の次の検査時に必要な整備への指示；インジェクターの故障に関与した可能性のある走行条件への示唆。

本発明の構成要件の別の利点および有利な構成は明細書、図面および特許請求の範囲に記載されている。

図面
本発明に相応する燃料噴射弁、すなわちディーゼル燃料用のインジェクターの１つの実施例と、本発明に相応する内燃機関システムの２つの実施例を以下の明細書により詳細に記載する。すなわち：
図１は、インジェクターヘッドの簡単な断面図における噴射されたトランスポンダを有するインジェクターと、トランスポンダと共働する、手動で操作される読み出しおよび書き込み機器である。
図２は、図１に記載されたトランスポンダヘッドの、簡単な縦断面図である。ここではインジェクターの別の部分は非常に簡易化され、取り除かれて示されている。
図３は、複数のインジェクター、制御機器および１つの読み出しおよび書き込み機器並びに複数の読み出しおよび書き込み機器を有する内燃機関システムが示されている。

図１および図２においてインジェクター１は、供給された燃料をディーゼルエンジンの燃焼室内に高圧（約１６００ｂａｒ）で噴射するために、インジェクターヘッド２を有している。このインジェクターヘッドには図２において左側の領域にインジェクター１の別の部分が接続されており、殊に、変位可能に配置されているバルブピストン、並びにインジェクターヘッド２内に配置されている電磁コイル３と共働する磁力弁のアンカーを内部に有する、金属から構成されているハウジングが接続されている。図示されていない装置はインジェクターの従来の構成および装置である。このインジェクターはヘッドを取り囲むように射出成形された、プラスチックから成る被覆体５を外部からの保護のために有している。これはこれらの部分を固定するためにも用いられる。インジェクターヘッド２には漏れ線路用の接続部７と、電磁コイル３を給電するための接続部８が設けられている。燃料は図示されていない場所でインジェクターに供給される。

接続部７を取り囲んでいる、実質的に平坦な文字記入領域１０には光学式文字で記入がなされる。インジェクターヘッド２内にはトランスポンダ１５がプラスチック射出成形被覆体１２内に含まれており、外部影響に対してハーメチックに密封されている。これは、文字記入領域１０の下方の領域内にある。トランスポンダ１５は半導体チップを有している。この半導体チップはデータメモリ１６を構成する。トランスポンダ１５はさらに、信号の送受信のために電子回路１７を含む。並びに分かりやすくするために図示されていないが、それ自体公知のワイヤコイル（実施例では２つの巻回を有する）を送受信のために有する。これは電子回路部１７と接続されており、トランスポンダのエネルギー供給並びに電磁信号の受信および送信のために用いられる。実施例では、信号は無線波領域における信号のことである。本発明による他の実施形態ではトランスポンダはこれに対して、より低い周波数（例えば約１０ｋＨｚ）での信号の送受信用に構成されており、この場合には、これはトランス結合によるデータ伝達および作動エネルギー伝送のことである。

読み出し機器および書き込み機器２０（図１）は送信装置および受信装置並びに実質的にコイルによって構成されたアンテナを有する。このアンテナはトランスポンダ１５からの信号の受信およびトランスポンダ１５への信号の送信に用いられる。さらに機器２０は表示部２２を有しており、並びに自身の内部にデータ記憶部およびインターフェースを有している。このインターフェースは修理駆動のコンピュータと機器２０の結合を可能にする。トランスポンダ１５からのデータの読み出し時には、関連するデータを直接的に表示部２２で見ることができ、付加的にこれは記憶されていた機器からコンピュータに転送される。場合によっては存在する、工場によって求められたエラー原因のうちの幾つかまたはその他のコメントはコンピュータによって、読み出し機器および書き込み機器によって入力され、ここから引き続きトランスポンダ１５内に記憶される。製造者からの引き渡し時にはトランスポンダ１５は製造データおよび測定値を含む。この測定値は製造者でのインジェクター１の検査時に求められ、有利には製造システムまたは測定システムと結合されている送信器によってトランスポンダ内に入力されたものである。

図３には、内燃機関システム３０の簡易化された概略図が示されている。エンジン自体からは２つのシリンダまたは燃焼室３１のみが示されている。これら燃焼室にはそれぞれインジェクター１から作動中に燃料が供給される。制御機器４０は制御線路４１を介して電気的な噴射信号をインジェクター１に供給する。各インジェクターには図１および図２に示されたトランスポンダ１５が装備されている。図３に示された第１の実施形態では、各インジェクター１にそれぞれ別個の読み出し機器および書き込み機器５０が割り当てられている。これは内燃機関システム内にそれぞれ固定して組み込まれている。配置は次のようになされる。すなわち、これらの各機器５０がデータを、機器に割当られているトランスポンダだけで交換できるように配置されている。実施例ではこのために機器５０の到達距離とその取り付け位置が適切に選択されている。本発明の他の実施形態では、明確な割当が他の方法で、有利には種々異なるコードおよび／または周波数によって行われる。各機器５０は制御機器４０と接続されている。他の実施形態では複数のトランスポンダに対して、例えば全てのトランスポンダ１に対して、唯一の読み出しおよび書き込み機器６０が設けられている。これは破線で示されている。機器５０はこの別の実施形態では存在しない。機器６０は、制御機器４０と接続されている。機器６０は次のように配置および構成されている。すなわち自身に割り当てられた複数のトランスポンダによってデータ交換が可能であるように配置および構成されている。このためには、無線データ接続部の到達距離を、機器５０よりも大きくすることが必要である。制御機器４０は、機器５０ないし６０によってトランスポンダから読み出されたデータをエンジン駆動の制御に用いる。特別な出来事または通常の作動時には、制御機器４０またはトランスポンダ内に記憶されたプログラムがこれを提示すると、制御機器４０によってデータがトランスポンダ内に記憶される。

インジェクターヘッドの簡単な断面図における噴射されたトランスポンダを有するインジェクターと、トランスポンダと共働する、手動で操作される読み出しおよび書き込み機器。 図１に記載されたトランスポンダヘッドの、簡単な縦断面図であり、ここではインジェクターの別の部分は非常に簡易化され、取り除かれて示されている。 複数のインジェクター、制御機器および１つの読み出しおよび書き込み機器並びに複数の読み出しおよび書き込み機器を有する内燃機関システムを示す図。

Claims (6)

1. 光学式文字での文字記入のための少なくとも１つの文字記入領域（１０）と、読み出し装置によって読み出し可能なデータを記憶するための装置を有するバルブヘッド（２）を伴う、内燃機関用の燃料噴射弁（１）であって、
   データを記憶するための装置はトランスポンダ（１５）として構成されており、当該トランスポンダは電磁的（非光学的）な信号によって無線で応答可能であり、前記トランスポンダは前記バルブヘッド（２）のプラスチック射出成形被覆体（５）内に配置されており、
   前記トランスポンダ（１５）は電気的に読み出し可能かつ書き込み可能な記憶部（１６）を有している、
   ことを特徴とする、内燃機関用の燃料噴射弁。
2. パラメータ：回転数、燃料供給量、噴射時点のうちの少なくとも１つを制御するための制御機器（４０）を有する、請求項１に記載された少なくとも１つの燃料噴射弁（１）を有する内燃機関システム（３０）であって、
   トランスポンダ内に記憶されたデータを読み出すために、前記制御機器（４０）と結合された読み出し装置（５０；６０）が設けられており、
   当該内燃機関システムの制御のために、読み出されたデータを評価する制御機器（４０）が構成されている、
   ことを特徴とする内燃機関システム。
3. 前記読み出し装置は前記内燃機関システム内に固定式に配置されている、請求項２記載の内燃機関システム。
4. 各燃料噴射弁に対して、当該燃料噴射弁に割り当てられた読み出し装置が設けられている、請求項３記載の内燃機関システム。
5. 複数の燃料噴射弁に唯一の読み出し装置が割り当てられており、当該読み出し装置は、全てのトランスポンダからのデータを読み出すように構成されている、請求項３記載の内燃機関システム。
6. 読み出し装置が付加的にトランスポンダ内へのデータの書き込みのために構成されており、判断基準グループ：所定の時点への到達、所定の時間期間の経過、所定数の作動時間への到達、所定数の走行キロメータへの到達、内燃機関システムの作動特性と目標値との偏差の発生、から判断基準が生じた場合にデータを少なくとも１つのトランスポンダ内に記憶するように制御機器が構成されている、請求項２から５までのいずれか１項に記載されている内燃機関システム。

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