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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzgerät, das Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor einspritzt.
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Bei einem herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystem wird ein Leitungsdruck durch einen Drucksensor erfasst, und der erfasste Druck des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs wird an eine Motor-ECU gesendet. Genauer genommen, ist der Drucksensor an einem Common-Rail bzw. einer Sammelleitung vorgesehen, die einem Kraftstoffeinspritzgerät unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zuführt, oder der Drucksensor ist zwischen der Sammelleitung und dem Kraftstoffeinspritzgerät vorgesehen. Der Leitungsdruck zeigt auch den Druck des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs an, der dem Kraftstoffeinspritzgerät zugeführt wird.
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Das Kraftstoffeinspritzgerät weist ebenso eine Drucksteuereinrichtung auf, die das Öffnen und Schließen einer Düse durch Steuerung eines an der Düsennadel der Düse anliegenden Drucks in Übereinstimmung mit elektrischen Signalen steuert, die von einer Motor-ECU empfangen werden. Die Drucksteuereinrichtung führt somit eine Steuerung zur Einspritzung von Kraftstoff durch (siehe z.B.
JP-A-2008-240544 ).
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Allerdings ist es bei dem oben stehenden Kraftstoffeinspritzsystem erforderlich, die Motor-ECU mit einer Kabelverbindung zu einem Drucksensor zu versehen, der den Druck des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs erfasst, der in das Kraftstoffeinspritzgerät eingeleitet wird. Ferner ist es ebenso erforderlich, die Motor-ECU mit einer Kabelverbindung zu einer Drucksteuerungseinrichtung zu versehen, die das Öffnen und Schließen der Nadel durch Steuerung des an der Düsennadel anliegenden Drucks steuert. Demzufolge kann sich die Handhabung bei der Montage des Kraftstoffeinspritzgeräts an dem Fahrzeug in nachteilhafter Weise verschlechtern. Demzufolge kann eine Messeinrichtung für physikalische Größen, wie z.B. ein Drucksensor, zur Erfassung einer physikalischen Größe eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs an das Kraftstoffeinspritzgerät montiert werden, und die Messeinrichtung für physikalische Größen wird verwendet, um die physikalische Größe eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs zu erfassen, der in das Kraftstoffeinspritzgerät eingeleitet wird. Allerdings kann bei dem oben stehenden Fall, bei dem die Messeinrichtung für physikalische Größen neu an dem Kraftstoffeinspritzgerät montiert wird, das ursprünglich keine Messeinrichtung aufweist, die Größe des Kraftstoffeinspritzgeräts auf nachteilhafte Weise ansteigen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben stehenden Nachteile gemacht, und dabei ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messeinrichtung für physikalische Größen an einem Kraftstoffeinspritzgerät zu montieren, während das Ansteigen einer physikalischen Abmessung des Kraftstoffeinspritzgeräts begrenzt wird.
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Kraftstoffeinspritzgerät vorgeschlagen, das einen Körper, eine Düse, eine Drucksteuereinrichtung und eine Messeinrichtung für physikalische Größen umfasst. Der Körper weist eine Kraftstoffeinlassöffnung und einen Hochdruck-Kraftstoffkanal auf. Unter Hochdruck stehender Kraftstoff wird durch die Kraftstoffeinlassöffnung eingeleitet. Der Hochdruck-Kraftstoffkanal steht in Verbindung mit der Kraftstoffeinlassöffnung. Die Düse weist eine Einspritzöffnung auf, die ein Einspritzen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff durch dieselbe ermöglicht, wenn die Düse geöffnet ist, und unter Hochdruck stehender Kraftstoff wird aus der Kraftstoffeinlassöffnung über den Hochdruck-Kraftstoffkanal an der Düse eingeleitet. Die Drucksteuereinrichtung steuert das Öffnen und Schließen der Düse, durch Steuerung eines an der Düsennadel der Düse anliegenden Drucks in Übereinstimmung mit einem elektrischen Signal, das von außerhalb empfangen wird. Die Kraftstoffeinlassöffnung steht in einer radial nach außen weisenden Richtung aus dem Körper hervor. Der Körper umfasst eine Kraftstoffauslassöffnung, die an einer lateralen Seite einer Längsachse des Körpers gegenüberliegend von der Kraftstoffeinlassöffnung positioniert ist, und die Kraftstoffauslassöffnung ermöglicht es, überschüssigen Kraftstoff innerhalb des Kraftstoffeinspritzgeräts abzuleiten. Die Messeinrichtung für physikalische Größen ist zwischen der Kraftstoffeinlassöffnung und der Kraftstoffauslassöffnung vorgesehen, und die Messeinrichtung für physikalische Größen misst eine physikalische Größe des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, der aus der Kraftstoffeinlassöffnung eingeleitet wird.
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Zusammen mit den zusätzlichen Zielen, Merkmalen und Vorteilen derselben, wird die Erfindung am besten verständlich mit der nachfolgenden Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen, bei denen:
- 1 eine Schnittdarstellung ist, die ein Kraftstoffeinspritzgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet;
- 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teils II in 1 ist; und
- 3 ein Blockschaltbild ist, das eine Einspritzsteuerung eines Kraftstoffeinspritzgeräts abbildet.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung, die einen allgemeinen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet. 2 ist ebenso eine vergrößerte Darstellung, die einen Teil II aus 1 schematisch abbildet. Zum Beispiel können sich Skalierungen einiger Teile aus 2 von übereinstimmenden Skalierungen in 1 unterscheiden. Das Kraftstoffeinspritzgerät der vorliegenden Ausführungsform wird auf einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt), oder genauer gesagt eines Dieselmotors, montiert. Das Kraftstoffeinspritzgerät spritzt ebenso unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der in einer Sammelleitung (nicht dargestellt) angesammelt ist, in einem Zylinder des Verbrennungsmotors ein.
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Wie in 1 dargestellt, weist das Kraftstoffeinspritzgerät einen Körper 1 auf, der durch Schmieden und spanende Bearbeitung eines metallischen Materials, wie z.B. einer Eisenlegierung, hergestellt wird. Der Körper 1 weist eine Kraftstoffeinlassöffnung 11, einen Hochdruck-Kraftstoffkanal 12, ein Montageloch 13, einen Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14, eine Kraftstoffauslassöffnung 15, ein Niederdruck-Kraftstoffkanal 16, eine Aufnahme-Bohrung 17 und ein Anschlusskabel-Loch 18 auf. Die Kraftstoffeinlassöffnung 11 ist ein Kanal, der unter Hochdruck stehenden Kraftstoff von der Sammelleitung aufnimmt. Der Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 führt den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, der durch die Kraftstoffeinlassöffnung 11 eingeleitet wird, zu einer Düse 1 (spätere Beschreibung), die an einem Längsende (erstes Längsende) des Körpers 1 positioniert ist (unteres Ende des Körpers 1 in 1). Das Montageloch 13 ist gegenüberliegend der Düse 2 an dem anderen Längsende (zweites Längsende) des Körpers 1 (oberes Ende des Körpers 1 in 1, siehe 2) ausgebildet. Der Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 zweigt von dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 ab, um sich zu dem Montageloch 13 hin zu erstrecken. Die Kraftstoffauslassöffnung 15 ist ein Kanal, der es ermöglicht Kraftstoff zu einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) abzuleiten. Der Niederdruck-Kraftstoffkanal 16 führt überschüssigen Kraftstoff in dem Kraftstoffeinspritzgerät zu der Kraftstoffauslassöffnung 15. Die Aufnahmebohrung 17 weist eine zylindrische Gestalt auf und nimmt ein Stellglied bzw. Aktor 4 (spätere Beschreibung) in sich auf. Das Anschlusskabel-Loch 18 weist eine zylindrische Gestalt auf und ermöglicht ein erstrecken der Anschlusskabel 411 des Aktors 4 durch dasselbe zu der Außenseite (siehe 2). Es ist zu beachten, dass die Kraftstoffeinlassöffnung 11 zu dem Körper 1 hervorstehend ausgebildet ist, und der Körper 1 weist eine Kraftstoffauslassöffnung 15 auf, die an einer lateralen Seite einer Längsachse des Körpers 1 gegenüberliegend von der Kraftstoffeinlassöffnung 11 positioniert ist. Der Körper 1 weist, wie oben genannt, eine Y-Form auf, die die Kraftstoffeinlassöffnung 11 und die Kraftstoffauslassöffnung 15 aufweist, die im Allgemeinen symmetrisch in Relation zu der Achse des Körpers 1 vorgesehen sind. Zum Beispiel steht die Kraftstoffeinlassöffnung 11 hervor bzw. erstreckt sich von dem länglichen Teil des Körpers 1 in einer ersten radial nach außen weisenden Richtung des Körpers 1 (rechter Hand in 1). Ebenso steht die Kraftstoffauslassöffnung 15 hervor bzw. erstreckt sich von dem länglichen Teil des Körpers 1 in einer zweiten radial nach außen weisenden Richtung des Körpers 1 (linker Hand in 1), diese zweite Richtung verläuft im Allgemeinen entgegengesetzt zu der ersten radial nach außen weisenden Richtung.
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Die Düse 2 ist an einem Längsende des Körpers 1 vorgesehen, und spritzt Kraftstoff ein, wenn die Düse 2 geöffnet ist. Die Düse 2 weist einen Düsenkörper 21, eine Düsennadel 22 und eine Düsenfeder 23 auf. Der Düsenkörper 21 weist im Allgemeinen eine hohle zylindrische Gestalt auf, und der Düsenkörper 21 lagert die Düsennadel 22 verschiebbar in sich. Die Düsenfeder 23 drängt die Düsennadel 22 zum Schließen der Düse 2 in eine Ventil-Schließrichtung.
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Der Düsenkörper 21 weist an einem Längsende eine Einspritzöffnung 24 auf, und die Einspritzöffnung 24 steht durch den Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 mit der Kraftstoffeinlassöffnung 11 in Verbindung. Durch die Einspritz-Auslassöffnung 24 wird unter Hochdruck stehender Kraftstoff in einen Zylinder des Verbrennungsmotors eingespritzt. Ein konischer Ventilsitz 25 ist in Flussrichtung des Kraftstoffs stromaufwärts an der Einspritzöffnung 24 ausgebildet, und die Düsennadel 22 weist an einem Ende derselben einen Sitz-Abschnitt auf. Der Sitz-Abschnitt der Düsennadel 22 wird mit dem Ventilsitz 25 in Eingriff und außer Eingriff gebracht, um die Einspritzöffnung 24 zu schließen und zu öffnen. Der andere Endabschnitt der Düsennadel 22 gegenüberliegend der Einspritz-Auslassöffnung 24 definiert eine Steuerkammer 26 ab, in der sich der Druck des Kraftstoffs zwischen Hochdruck und Niederdruck verändert. Die Düsennadel 22 wird in die Ventil-Schließrichtung gedrängt, um die Düse 2 durch Druck des Kraftstoffs in der Steuerkammer 26 zu schließen. Im Gegensatz dazu, wird die Düsennadel 22 in eine Ventil-Öffnungsrichtung gedrängt, um die Düse 2 durch unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zu öffnen, der von der Kraftstoffeinlassöffnung 11 über den Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 an der Einspritz-Auslassöffnung 24 eingeleitet wird.
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Ein Steuerventil 3 ist zwischen dem Körper 1 und der Düse 2 vorgesehen, und es steuert den Druck in der Steuerkammer 26. Das Steuerventil 3 umfasst eine erste Platte 31, eine zweite Platte 32 und ein Ventilelement 34. Die erste und zweite Platte 31, 32 grenzen zwischen sich eine Ventilkammer 33 ab, und die Ventilkammer 33 nimmt das Ventilelement 34 in sich auf. Es ist zu beachten, dass der Körper 1, die Düse 2, die erste Platte 31 und die zweite Platte 32 durch eine Haltemutter 43 verbunden sind.
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Die Ventilkammer 33 steht mit der Steuerkammer 26 ständig in Verbindung. Es ist ebenso möglich, eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 33 und dem Niederdruck-Kraftstoffkanal 16 sowie zwischen der Ventilkammer 33 und dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 vorzusehen. Insbesondere öffnet und schließt (ermöglicht und verhindert) das Ventilelement 34 die Verbindung zwischen der Ventilkammer 33 und dem Niederdruck-Kraftstoffkanal 16 und die Verbindung zwischen der Ventilkammer 33 und dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12.
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Der Aktor 4 betätigt das Ventilelement 34, um den Druck in der Steuerkammer 26 derart zu steuern, dass die Düse 2 gesteuert (bzw. geöffnet und geschlossen) wird. Der Aktor 4 umfasst einen zylindrischen Piezo-Aktor 41 und einen Überträger bzw. Geber 42. Der Piezo-Aktor 4 weist eine Vielzahl an Piezoelementen auf, die übereinander gestapelt sind, und er dehnt sich aus bzw. zieht sich zusammen, durch elektrisches Laden bzw. Entladen des Piezo-Aktors 41. Der Geber 42 übermittelt den Stellweg des Piezo-Aktors 41, der durch das Ausdehnen und Zusammenziehen des Piezo-Aktors 41 an dem Ventilelement 34 verursacht ist. Es ist zu berücksichtigen, dass das Steuerventil 3 und der Aktor 4 eine Drucksteuereinrichtung bilden.
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Wie in 2 dargestellt, wird elektrische Leistung für den Piezo-Aktor 41 über eine piezoelektrische Steuerschaltung 130 bereit gestellt. Die piezoelektrische Steuerschaltung 130 ist dazu ausgelegt eine Spannung zu steuern, die an dem Piezo-Aktor 41 anliegt, um einen Ausdehnungsbereich des Piezo-Aktors 41 zu verändern. Eine elektronische Steuerschaltung 140 (nachstehend als ECU bezeichnet) steuert durch die piezoelektrische Steuerschaltung 130 die Spannung, die an dem Piezo-Aktor 41 anliegt und steuert durch die piezoelektrische Steuerschaltung 130 den Zeitablauf der Erregung des Piezo-Aktors 41.
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Die ECU 140 umfasst einen bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen EEPROM und einen RAM (welche nicht dargestellt sind), und führt Berechnungsprozesse durch, die auf Programmen basieren, die in dem Mikrocomputer gespeichert sind. Die ECU 140 empfängt ebenfalls Signale von verschiedenen Sensoren (nicht dargestellt), die z.B. eine Lufteinlassmenge, einen Betrag der Betätigung eines Gaspedals, eine Drehzahl des Motors und einen Druck des Kraftstoffs in der Sammelleitung erfassen.
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Als nächstes wird der Betrieb des Kraftstoffeinspritzgeräts beschrieben. Wenn der Piezo-Aktor 41 elektrisch geladen wird, dehnt sich der Piezo-Aktor 41 zuerst aus, und dabei betätigt der Piezo-Aktor 41 über den Geber 42 das Ventilelement 34 in Richtung der Einspritz-Auslassöffnung 24 (oder in Abwärtsrichtung bei 1). Dadurch wird, wenn das Ventilelement 34 wie obenstehend betätigt wird, die Verbindung zwischen der Ventilkammer 33 und dem Niederdruck-Kraftstoffkanal 16 ermöglicht, und ebenso die Verbindung zwischen der Ventilkammer 33 und dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 verhindert.
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Infolgedessen ist die Steuerkammer 26 über die Ventilkammer 33 mit dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 verbunden und dadurch steigt ein Druck in der Steuerkammer 26 an. Demzufolge steigt eine Kraft an, die die Düsennadel 22 in die Ventil-Schließrichtung drängt, und dadurch bewegt sich die Düsennadel 22 in die Ventil-Schließrichtung. Folglich berührt der Sitzabschnitt der Düsennadel 22 den Ventilsitz 25, und dadurch wird die Einspritzöffnung 24 geschlossen, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.
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Das Kraftstoffeinspritzgerät der vorliegenden Ausführungsform weist einen Verbinder-Abschnitt 5 auf, der an dem anderen Längsende des Körpers 1, entfernt von der Düse 2 positioniert ist. Der Verbinder-Abschnitt 5 umfasst in sich einen Drucksensor, der einen Druck des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs aus der Sammelleitung erfasst.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst der Verbinder-Abschnitt 5 einen Drucksensor 50, ein Abdeckelement 54 und ein Positionierungselement 55, die ganzheitlich bzw. integriert mit einem Kunststoffmaterial umspritzt sind. Mit anderen Worten sind der Drucksensor 50, das Abdeckelement 54 und das Positionierungselement 55 umspritzt, um den Verbinder-Abschnitt 5 auszubilden. Es ist zu beachten, dass der Verbinder-Gehäuse-Abschnitt 56 ein Teil des Verbinder-Abschnitts 5 ist.
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Der Drucksensor 50 ist zwischen der Kraftstoffeinlassöffnung 11 und der Kraftstoffauslassöffnung 15 vorgesehen und ist an dem anderen Längsende des Körpers 1, entfernt von der Einspritzöffnung 24 angeordnet.
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Der Drucksensor 50 umfasst ein Gewindeelement aus Metall 51, eine Schaltungsplatine 52 und eine Sensorabdeckung aus Metall 53. Die Schaltungsplatine 52 weist Schaltungsbausteine an derselben auf, wie z.B. ein Element°52a zur Erfassung eines Drucks, ein Schaltungschip 52b, einen Anschluss 52c. Die Sensorabdeckung aus Metall 53 ist vorgesehen, um die Schaltungsplatine 52 zu schützen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Schaltungsplatine 52 eine flache Form aufweist und dass die Schaltungsplatine 52 und das Element°52a zur Erfassung eines Drucks an einer oben liegenden Oberfläche des Gewindeelements 51 angefügt sind.
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Das Gewindeelement 51 steht mit dem Montageloch 13 des Körpers 1 in einem Gewindeeingriff, sodass der Drucksensor 50 an dem Körper 1 fixiert ist. Genauer genommen ist das Montageloch 13 ein Gewindeloch, das einen Teil mit Innengewinde aufweist, und das an dem anderen Längsende des Körpers 1 angeordnet ist. An dem Gewindeelement 51 ist ein Teil mit Außengewinde an der Umfangsfläche des Gewindeelements 51 ausgebildet. Das Gewindeelement 51 weist ebenso eine Bohrung 51a in demselben auf, wodurch sich eine rohrförmige Gestalt ergibt. Die Bohrung 51a erstreckt sich von (a) einem Ende (unteres Ende in 2) des Gewindeelements 51, das benachbart zu einer Grundfläche 13a des Montagelochs 13 ausgebildet ist, zu (b) dem druckerfassenden Element 52a, das an der oben liegenden Oberfläche des Gewindeelement 51 ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Bohrung 51a an der oben liegenden Oberfläche (oberes Ende 2) des Gewindeelements 51 geöffnet, und das Element°52a zur Erfassung eines Drucks ist an die oben liegende Oberfläche des Gewindeelements 51, in Übereinstimmung mit der Öffnung der Bohrung 51a an der oben liegenden Oberfläche, angefügt.
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Der Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 zweigt ebenso von dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 ab und erstreckt sich zur Grundfläche 13a der Montagelochs 13.
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Demzufolge erreicht ein unter Hochdruck stehender Kraftstoff, der durch die Kraftstoffeinlassöffnung 11 eingeleitet wird, über den Hochdruck-Kraftstoffkanal 12, das Element°52a zur Erfassung eines Drucks, den Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 und die Bohrung 51 a des Gewindeelements 51.
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Die Schaltungsplatine 52 ist mit Schaltungsbausteinen bestückt, wie z.B. dem Element°52a zur Erfassung eines Drucks, dem Schaltungschip 52b montiert. Typischer Weise werden die Schaltungsbausteine durch Bonddrähte verkabelt.
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Eine Mehrzahl an Elektroden ist an der oben liegenden Oberfläche der Sensorabdeckung 53 vorgesehen, und die Elektroden sind mit durch die Mehrzahl von Anschlüssen 52c mit den Schaltungsbausteinen verbunden. Z.B. sind die Schaltungsbausteine auf der Schaltungsplatine 52 montiert und umfassen das Element°52a zur Erfassung eines Drucks und den Schaltungschip 52b.
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Der Körper 1 weist einen Vorsprungs-Abschnitt 19 auf, der in axialer Richtung des Körpers 1, weg von der Einspritzöffnung 24, hervor steht. An einer Außenseite des Vorsprungs-Abschnitts 19 ist eine Ausnehmung bzw. Nut ausgebildet, und die Nut ist mit einem O-Ring 57 ausgestattet, der Luftdichtigkeit gewährleistet.
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Das Abdeckelement 54 umfasst ein Gewindeloch, ein Anschlusskabelloch und einen Vorsprungs-Abschnitt 54a. Das Gewindeloch nimmt in sich das Gewindeelement 51 des Drucksensors 50 auf, das sich durch das Gewindeloch erstreckt. Das Anschlusskabelloch nimmt die zwei Anschlusskabel 411 in sich auf, die mit dem Piezo-Aktor 41 verbunden sind, um diesen mit elektrischer Leistung zu versorgen. Der Vorsprungs-Abschnitt 54a übernimmt die Funktion der Positionierung des Positionierungselements 55 an einer Position.
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Das Abdeckelement 54 weist ein Anschlusskabelloch auf, das eine Kunstharz-Buchsenführung 60 in sich aufnimmt. An der Buchsenführung 60 sind zwei Löcher ausgebildet, um die zwei Anschlusskabel 411 des Piezo-Aktors 41 zu führen. Die zwei Anschlusskabel 411 des Piezo-Aktors 41 werden separat in die zwei entsprechenden Löcher der Buchsenführung 60 eingesetzt, und weisen Endabschnitte auf, die aus dem Abdeckelement 54 hervor stehen. Es ist zu beachten, dass an den zwei Anschlusskabeln 411 des Piezo-Aktors 41, mit Ausnahme der Endabschnitte, elektrische Isolier-Abdeckungen vorgesehen sind.
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Das Positionierungselement 55 fixiert die Anschlüsse 55a, 55b an vorbestimmten Positionen. Das Positionierungselement 55 umfasst eine Mehrzahl an Löchern, die Anschlüsse 55a, 55b und ein Passungsloch 55c. Die Anschlüsse 55a, 55b werden in der Mehrzahl an Löchern des Positionierungselements 55 aufgenommen, und das Passungsloch 55c ist auf den Vorsprungs-Abschnitt 54a des Abdeckelements 54 eingepasst.
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Durch das Einpassen des an dem Abdeckelement 54 vorgesehenen Vorsprungs-Abschnitts 54a in das Passungsloch 55c des Positionierungselements 55, werden die Anschlüsse 55a, 55b an den vorgesehenen Positionen fixiert.
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Obwohl 2 nur drei Anschlüsse 55a zeigt, sind vier Anschlüsse 55a vorhanden. Die vier Anschlüsse 55a (erste Anschlüsse) sind durch Schweißung mit den entsprechenden Elektroden, die an der oben liegenden Oberfläche der Sensorabdeckung 53 vorgesehen sind, verbunden.
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Obwohl 2 nur einen Anschluss 55b zeigt, sind zwei Anschlüsse 55b vorhanden, und die zwei Anschlüsse 55b (zweite Anschlüsse) sind durch Schweißung mit den zwei Anschlusskabeln 411 des Piezo-Aktors 41 verbunden.
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Der Verbinder-Gehäuse-Abschnitt 56 ist Teil eines Formkörpers, der ganzheitlich bzw. integriert aus einem Kunstharz-Material mittels Umspritzen des Drucksensors 50, des Abdeckelement 54 und des Positionierungselements 55 hergestellt wird. Der Verbinder-Gehäuse-Abschnitt 56 übernimmt die Funktion eines Verbinders, und die Anschlüsse 55a, 55b des Positionierungselements 55 übernehmen die Funktion von Verbinderanschlüssen des Verbinders.
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Der Verbinder-Gehäuse-Abschnitt 56 ist durch ein einzelnes Verbindungskabel (nicht dargestellt) mit der ECU 140 verbunden.
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Als nächstes wird die Montage des Drucksensors 50, des Abdeckelements 54 und des Positionierungselements 55 an dem Körper 1 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Zuerst wird der O-Ring 57 an einem Teil der Außenseite des Vorsprungs-Abschnitts 19 des Körpers 1 angefügt, und der Vorsprungs-Abschnitt 19 des Körpers 1 wird in den das Abdeckelement 54 eingepresst, sodass das Abdeckelement 54 den O-Ring 57 abdeckt.
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Als nächstes wird die Buchsenführung 60, die die zwei Anschlusskabel 411 des Piezo-Aktors 41 in sich aufnimmt, von dem einen Längsende des Körpers 1 aus in das Anschlusskabelloch 18 des Körpers 1 eingesetzt. Danach werden die zwei Anschlusskabel 411 des Piezo-Aktors 41 aus dem Anschlusskabelloch des Abdeckelements 54 herausgezogen.
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Als nächstes wird der Drucksensor 50 mit dem Vorsprungs-Abschnitt 19 des Körpers 1 in Gewindeeingriff gebracht. Genauer genommen wird das Gewindeelement 51 des Drucksensors 50 in Gewindeeingriff mit dem Montageloch 13 gebracht, das an dem Vorsprungs-Abschnitt 19 des Köpers 1 ausgebildet ist, sodass der Drucksensor 50 in Gewindeeingriff mit dem Vorsprungs-Abschnitt 19 des Körpers 1 steht.
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Als nächstes wird das Passungsloch 55c des Positionierungselements 55 mit dem Vorsprungs-Abschnitt 54a eingepasst, der an dem Abdeckelement 54 vorgesehen ist. Danach wird, in dem oben genannten Zustand, jede der an der oben liegenden Oberfläche der Sensorabdeckung 53 vorgesehenen Elektroden mit dem entsprechenden Anschluss 55a verschweißt, und die zwei Anschlusskabel 411 des Piezo-Aktors 41 werden ebenso mit den Anschlüssen 55b verschweißt.
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Als nächstes wird der Verbinder-Abschnitt 5 mittels Umspritzen des Drucksensors 50, des Abdeckelements 54 und des Positionierungselements 55 ganzheitlich aus dem Kunstharz-Material hergestellt. Es ist zu beachten, dass Temperaturbereiche beim Umspritzen zwischen 280 C und 300 C liegen. Auch wird der O-Ring 57 von dem Abdeckelement 54 abgedeckt, sodass der O-Ring 57 während des Umspritzens vor der Wärme geschützt wird. Demzufolge ist der Verbinder-Abschnitt 5, der den Verbinder-Gehäuse-Abschnitt 56 aufweist, an dem anderen Längsende des Körpers 1, entfernt von der Einspritzöffnung 24, ausgebildet.
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So weißt beispielsweise die Kraftstoffeinlassöffnung 11 eine äußeres Ende (rechtes Ende in 1) in der ersten radial nach außen weisenden Richtung des Körpers 1 auf, und die Kraftstoffauslassöffnung 15 weist ein äußeres Ende (linkes Ende in 1) in der zweiten nach außen weisenden Richtung des Körpers 1 auf. Bei dem oben genannten Zustand, ist der Verbinder-Abschnitt 5 zwischen dem äußeren Ende der Kraftstoffeinlassöffnung 11 und dem äußeren Ende des Kraftstoffauslassöffnung 15 vorgesehen, wie in 1 dargestellt.
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In einem vergleichbaren Fall, bei dem ein Drucksensor an einem Kraftstoffeinspritzgerät vorgesehen ist, das ursprünglich keinen Drucksensor aufweist, kann die Baugröße des gesamten Kraftstoffeinspritzgeräts, in Abhängigkeit von der Anordnung des Drucksensors an dem Kraftstoffeinspritzgeräts, sehr groß werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch bedingt dadurch, dass der Drucksensor 50 (Messeinrichtung für physikalische Größen) zur Messung eines Drucks eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, der durch die Kraftstoffeinlassöffnung 11 eingeleitet wird, zwischen der Kraftstoffeinlassöffnung 11 und der Kraftstoffauslassöffnung 15 vorgesehen ist, möglich, ein Ansteigen der Baugröße des Kraftstoffeinspritzgeräts zu begrenzen, während die Messeinrichtung für physikalische Größen in erfolgreicher Weise an dem Kraftstoffeinspritzgerät bereitgestellt wird.
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Das Kraftstoffeinspritzgerät weist ebenso den Verbinder-Gehäuse-Abschnitt 56 auf, der beide von (a) den ersten Anschlüssen 55a, die mit dem Drucksensor 50 verbunden sind und (b) den zweiten Anschlüssen 55b, die mit der Drucksteuereinrichtung 3, 4 verbunden sind, in sich auf. Infolgedessen wird an dem Kraftstoffeinspritzgerät kein zusätzlicher Verbinder zur Verbindung mit dem Drucksensor 50 benötigt, und dadurch ist es möglich, ein Ansteigen der Größe des Kraftstoffeinspritzgeräts zu begrenzen. Gleichzeitig ist es möglich, die Durchführbarkeit der Montage des Kraftstoffeinspritzgeräts an dem Fahrzeug zu verbessern. Es ist zu beachten, dass insbesondere die zweiten Anschlüsse 55b mit den Anschlusskabeln 411 des Piezo-Aktors 41 verbunden sind, der die Drucksteuereinrichtung bildet.
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Ebenso ist das Montageloch 13 an dem anderen Längsende des Köpers 1 ausgebildet, um mit dem Drucksensor 50 fixiert zu werden, und der Körper 1 weist den Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 auf, der von dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 in Richtung des Montagelochs 13 abzweigt. Der Drucksensor 50 ist dazu ausgelegt eine physikalische Größe eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, der durch den Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 in das Montageloch 13 strömt bzw. eingeleitet wird.
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Ebenso definiert das Gewindeelement 51 des Drucksensors 50 mit einer rohrförmigen Gestalt die Bohrung 51a in demselben, und das Gewindeelement 51 steht in Gewindeeingriff mit dem Montageloch 13 des Köpers 1, sodass der unter Hochdruck stehende Kraftstoff durch die Bohrung 51a des Gewindeelements 51 das Element°52a zur Erfassung eines Drucks erreichen kann. Folglich ist es möglich den Drucksensor 50 auf einfache Weise an den Körper 1 anzufügen.
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Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform begrenzt ist, und die vorliegende Erfindung kann basierend auf dem Kern der vorliegenden Erfindung zu einer Vielzahl an Ausführungsformen modifiziert werden.
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Zum Beispiel wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Drucksensor eingesetzt, der als Messeinrichtung für physikalische Größen dient, um als physikalische Größe eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs, einen Druck eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs misst. Die Messeinrichtung für physikalische Größen ist jedoch nicht auf den oben genannten Drucksensor begrenzt. Die Messeinrichtung für physikalische Größen kann z.B. alternativ ein Temperatursensor sein, der eine Temperatur eines unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs misst.
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Ebenso wird bei der oben genannte Ausführungsform ein Kraftstoffeinspritzgerät eingesetzt in dem der Piezo-Aktor 41 als Stellglied zum Öffnen und Schließen der Düse 2 dient. Die vorliegende Erfindung kann jedoch z.B. alternativ auf ein Kraftstoffeinspritzgerät mit Magnetspule angewandt werden, in dem ein Magnetventil (Magnetspulen-Ventil) als Stellglied zum Öffnen und Schließen der Düse 2 dient.
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Ebenso steht der Drucksensor 50 in der oben genannten Ausführungsform mit dem Körper 1 in Gewindeeingriff. Der Drucksensor 50 kann jedoch alternativ auf andere Weise als den oben genannten Gewindeeingriff am dem Körper 1 fixiert werden. Beispielsweise kann alternativ eine Verklebung oder Verschweißung eingesetzt werden.
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Ebenso ist bei der oben genannten Ausführungsform der Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 derart ausgebildet, dass unter Hochdruck stehender Kraftstoff in das Montageloch 13 strömt, das an dem anderen Längsende des Köpers 1, entfernt von der Einspritzöffnung 24, ausgebildet ist. Ebenso ist der Drucksensor 50 an das Montageloch 30 angefügt. Ein unter Hochdruck stehender Kraftstoff muss nicht unbedingt dazu gebracht werden, in das Montageloch 13 zu strömen, an dem der Drucksensor 50 anzufügen ist. Z.B. kann ein unter Hochdruck stehender Kraftstoff den Drucksensor 50 alternativ durch einen anderen Weg erreichen, als den Weg, der durch einen bestimmten Teil des Körpers 1 verläuft, wobei dieser Teil mit dem Drucksensor 50 fixiert ist.
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Ebenso weist der Körper 1 bei der Ausführungsform den Hochdruck-Kraftstoff-Abzweigungskanal 14 auf, der von dem Hochdruck-Kraftstoffkanal 12 abzweigt, um sich zum Montageloch 13 hin zu erstrecken. Ein Kraftstoffkanal kann jedoch z.B. auch alternativ derart ausgebildet sein, das sich der Kraftstoffkanal von der Kraftstoffeinlassöffnung 11 aus direkt zum Montageloch 13 hin erstreckt.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind ohne weiteres für den Fachmann ersichtlich. Die Erfindung im weiteren Sinne ist daher nicht auf die konkreten Einzelheiten, ein repräsentatives Gerät und die veranschaulichenden Beispiele begrenzt, die dargestellt und beschrieben wurden.
