JP2001336464A - 内燃機関およびインジェクタ情報読み取り装置 - Google Patents
内燃機関およびインジェクタ情報読み取り装置Info
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Abstract
報を有する識別パターンを作業性良好に読み取れるよう
にすることである。 【解決手段】 シリンダヘッド22の上に動弁機構3
5,36が設けられるとともに、シリンダヘッド22を
貫通する取り付け孔22aにインジェクタ41が挿入さ
れてシリンダヘッド22の上面から突出するインジェク
タ突出部412がクランプ43で保持される構成におい
て、シリンダヘッド22に覆着されるヘッドカバー5
を、クランプ43保持位置よりも上方のインジェクタコ
ネクタ部415が露出する構造とするとともにコネクタ
部415の表面に識別パターン61を形成することで、
内燃機関の組立が完了してからでも動弁機構35,36
やクランプ43に邪魔されることなく識別パターン61
の読み取りを可能にする。
Description
ばらつきの低減に関する。
内燃機関では、燃料噴射用のインジェクタは、制御信号
に応じて開閉してインジェクタに供給された供給燃料の
噴射を行うようになっている。前記制御信号はインジェ
クタの開弁時期および開弁時間を規定し、開弁時期およ
び開弁時間は、電子制御ユニットが指令噴射時期および
指令噴射量に基づいて算出している。近年の排ガス低減
要請等に対応すべく、インジェクタの表面にインジェク
タ個々の噴射特性に対応したバーコード等の識別パター
ンを形成し、これをバーコードリーダー等を用いて読み
取って前記制御信号の補正情報を電子制御ユニットに記
憶させ、前記開弁時期および開弁時間を算出する際にイ
ンジェクタの個体差を吸収するようにしたものがある
(特表2000−501155)。
情報密度の高い識別パターンを用いることで、より精密
にインジェクタ個々の噴射特性を燃料噴射制御に反映さ
せることができる。
表2000−501155のような、インジェクタに個
々の噴射特性を記憶しておく技術では、内燃機関の気筒
とインジェクタとを1対1に対応させることが必要にな
るため、内燃機関へのインジェクタの組付けとインジェ
クタに付された識別パターンの読み取りには注意を要す
る。インジェクタの組付けに先立って予め読み取りをし
ておけばよいが、別途、組付け先を指定するラベルを貼
付する必要が生じる。
めて実装密度が高い装置で、インジェクタの周囲が吸気
バルブや排気バルブの動弁機構等で複雑にレイアウトさ
れており、その上、インジェクタ自体は直径が1cm程
度の細い棒状体に過ぎないことを考えると、内燃機関の
製造工程において識別パターンの読み取りを行う機会は
必ずしも多くはない。インジェクタの組付け時に識別パ
ターンの読み取り作業を行うことが考えられるが、組付
け工程の中に識別パターンの読み取り工程が割って入る
ことになり、生産ライン全体を大きく見直す必要が生じ
る。
用等の内燃機関においてインジェクタを組付ける作業者
が逐一、識別パターンの読み取りとインジェクタの組付
けとを行うことになり、作業性が低下する。インジェク
タの組付けに先立ち気筒数分まとめて読み取っておくと
すれば、記憶密度の高い上記バーコードのように一見し
て他の識別パターンと区別をつけにくい識別パターンの
場合、気筒とインジェクタの対応関係について作業者に
過度の注意負担を強いることになる。
インジェクタ表面に形成された識別パターンを作業性良
好に読み取ることのできる内燃機関および識別パターン
を読み取るインジェクタ情報読み取り装置を提供するこ
とを目的とする。
は、シリンダヘッドの上に吸気バルブの動弁機構および
排気バルブの動弁機構を設けるとともに、シリンダヘッ
ドを貫通する取り付け孔にインジェクタを挿入して前記
シリンダヘッドの上面から突出する前記インジェクタの
突出部を前記取り付け孔にクランプにより保持してな
り、前記シリンダヘッドの下方に形成された燃焼室内に
前記インジェクタが制御信号に応じて開閉して燃料を噴
射するとともに、前記動弁機構の作動により前記吸気バ
ルブおよび前記排気バルブが開閉して前記燃焼室の吸排
気を行う内燃機関に次の構成を具備せしめる。前記シリ
ンダヘッドに覆着されるヘッドカバーを、少なくとも前
記インジェクタの前記クランプの保持位置よりも上方の
部分が露出する構造とする。露出する前記インジェクタ
の前記上方部分の表面に、前記インジェクタの噴射特性
に対応した識別パターンを形成する。
インジェクタの組付けが完了していても、識別パターン
がインジェクタ取り付け穴やクランプやヘッドカバーに
よって隠れてしまうことがないので、部品の組付け工程
の中に識別パターンの読み取り工程が割って入ることな
く、内燃機関を構成する各部品が組付けられた後に識別
パターンの読み取りを行うことができる。しかも、識別
パターンの読み取りは、既にインジェクタが組付けられ
た状態で行うことができるので、作業性もよい。
た識別パターンの情報を消失した場合にも内燃機関を分
解することなく識別パターンを再読み取りが可能で、メ
インテナンス性に優れる。
ドカバーは、請求項2記載の発明のように、前記吸気バ
ルブ動弁機構を覆う第1のカバー体と前記排気バルブ動
弁機構を覆う第2のカバー体とで構成し、前記インジェ
クタ突出部が、前記ヘッドカバーの非覆着位置で前記シ
リンダヘッドの上面から突出する構成とする。
ドカバーは、請求項3記載の発明のように、単一のカバ
ー体で前記吸気バルブ動弁機構と前記排気バルブ動弁機
構とを共に覆う構成とし、かつ、前記ヘッドカバーの天
井部に開口部を形成するとともに該開口部の外縁部を前
記シリンダヘッド上面に達する高さの筒状として前記イ
ンジェクタ突出部および前記クランプを囲む構成とす
る。
ドカバーは、請求項4記載の発明のように、単一のカバ
ー体で前記吸気バルブ動弁機構と前記排気バルブ動弁機
構とを共に覆う構成とするとともに、前記インジェクタ
が前記ヘッドカバーの天井部を貫通し前記インジェクタ
上方部分が前記天井部から突出する構成とする。
4の発明の構成において、前記識別パターンを覆う保護
部材を設ける。
識別パターンの再読み取り時に正確に補正情報を出力し
得る。
1ないし5の発明の内燃機関の前記インジェクタ各々の
前記識別パターンを読み取るインジェクタ情報読み取り
装置であり、光学像を取り込む気筒数分の光学検出部
と、該光学検出部を前記内燃機関における前記インジェ
クタの配置と同じ配置にて互いに結合せしめる結合部材
とからなる検出ユニットを具備する。前記検出ユニット
を前記内燃機関の上方に配置して前記複数の前記光学検
出部を前記複数の前記インジェクタ上方部分に形成した
前記識別パターンと1対1に近接せしめたとき、前記光
学検出部の検出面の各々が近接する前記識別パターンと
対向する向きに前記光学検出部を前記結合部材に取り付
ける。
るので、確実に気筒とインジェクタとが1対1に対応す
るようにインジェクタ情報を収集することができる。し
かも実質的に複数気筒のインジェクタの識別情報を一時
に読み取ることができるので、能率がよい。
1(B)に本発明の第1実施形態になる内燃機関の要部
の構成を示す。内燃機関1は、シリンダブロック21の
上方にシリンダヘッド22が覆着されてなり、シリンダ
ブロック21に形成されたシリンダ21a内にピストン
23が摺動自在に保持されている。ピストン23とシリ
ンダヘッド22との間に燃焼室200が形成される。シ
リンダヘッド22には吸気マニホールドと連通する吸気
ポート201および排気マニホールドと連通する排気ポ
ート202が形成され、吸気ポート201とシリンダ2
1aとの連通と遮断とを切り換える吸気バルブ31およ
び排気ポート202とシリンダ21aとの連通と遮断と
を切り換える排気バルブ32が設けられている。
状のステム312とからなり、ステム312が吸気ポー
ト201の上壁部を貫通して設けられた筒状のガイド3
3により摺動自在に保持されている。吸気バルブ31は
外開式の弁であり、後退位置でヘッド311がシリンダ
21aに通じる吸気ポート201の開口部を閉鎖し、前
進位置でヘッド311が吸気ポート201の開口部を開
く。一方、排気バルブ32も吸気バルブ31と同様にス
テム322にて、排気ポート202の上壁部を貫通して
設けられた筒状のガイド34により摺動自在に保持さ
れ、ヘッド321が前後動してシリンダ21aに通じる
排気ポート202の開口部を開閉する。
閉駆動はシリンダヘッド22の上に設けられた動弁機構
35,36によりなされる。吸気バルブステム312は
基端部がシリンダヘッド22から突出し、ステム312
の外周でシリンダヘッド22とステム312の外周に固
定されたスプリングキャップ352との間にスプリング
351が介設されている。ステム312と隣接してラッ
シュアジャスタ353が設けてあり、そのボディ353
1内に配設されたプランジャ3532の上端部からロッ
カーアーム354が伸びその先端部がステム312の基
端面と当接している。
方向にカムシャフト355が配設され、カムシャフト3
55の回転に同期してカム356がロッカーアーム35
4を下方に押圧して吸気バルブ31を押し下げ開弁す
る。
様の構成を有し、スプリングキャップ362とシリンダ
ヘッド22との間に介設されたスプリング361により
排気バルブ32に閉弁方向の付勢力を発生するととも
に、ラッシュアジャスタ363のボディ3631内から
突出するプランジャ3632の先端部からロッカーアー
ム364がステム322に橋渡しされてカムシャフト3
65の回転に同期してカム366がロッカーアーム36
4を介して排気バルブ32を駆動する。これらカムシャ
フト355,365は、図略のクランクシャフトから伝
達される動力で回転する。
ー5が覆着される。ヘッドカバー5は、前記カムシャフ
ト356,365の軸方向に長い2つのカバー体51,
52からなり、一方のカバー体51は吸気バルブ動弁機
構35を覆い、他方のカバー体52は排気バルブ動弁機
構36を覆っている。
機構36で挟まれた前記ヘッドカバー5によって覆われ
ないシリンダヘッド22の中央部には、上下方向に貫通
孔22aが形成されてインジェクタ41を取り付ける取
り付け孔22aとしてある。取り付け孔22aは下端部
が小径の段付き形状となっており、インジェクタ41を
取り付け孔22aに挿入したとき、取り付け孔22aの
段部22bにてインジェクタ41を位置決めするように
なっており、取り付け孔22aの小径部をインジェクタ
41のノズル部411のみが挿通する。また、取り付け
孔22aの大径部の最底部にはガスケット42が配設さ
れて燃焼室200の気密を保持している。
で、シリンダヘッド22の上面22cから突出する突出
部412をクランプ43により保持されている。クラン
プ43は厚肉の板状部材で、インジェクタ41に隣接し
てシリンダヘッド上面22cから突設された支軸431
から水平に伸びており、該支軸431とインジェクタ4
1との間を橋渡ししている。クランプ43はインジェク
タ41側の端部が音叉状の二股に成形され、その間にイ
ンジェクタ41を挟むようになっている。インジェクタ
41の側面はクランプ43による保持位置にて二面取り
されており、三日月状の段面41aにクランプ43の音
叉状端部が押し付けられてインジェクタ41がシリンダ
ヘッド22に固定される。
ためのインレット部413および余剰燃料の回収用のリ
ターン部414が側方へ伸びており、最上部にはコネク
タ部415が設けてある。コネクタ部415は樹脂モー
ルド等の成形品で、側方に接続口4151が突出してお
り、電子制御ユニットの駆動回路から伸びるワイヤの端
部に設けられたプラグを受けるようになっている。前記
駆動回路は、インジェクタ41がピエゾスタックにより
ニードルが着座または離座するインジェクタであればピ
エゾスタックを充放電し、ソレノイドによりニードルが
着座または離座するインジェクタであればソレノイドへ
の電圧印加をオンオフする。
ンであるQRコード61が形成してある。QRコード6
1は二次元コードの一つであり、レーザマーカ等を用い
て印字される。また、QRコード61は後述するように
光学スキャナにより読み取り可能である。
の噴射特性の違いを前記電子制御ユニットの燃料噴射制
御において相殺するための補正情報が書き込まれる。補
正情報は、例えば、燃料噴射の噴射開始時期および噴射
時間を規定する噴射信号の補正値として与えられ、噴射
開始時期の増減量と噴射時間の増減量からなる。QRコ
ード61から得られる補正情報は後述するように前記電
子制御ユニットのROMに書き込まれて噴射信号に反映
される。
図中、基準の噴射信号は、指令噴射開始時期および指令
噴射時間に対応し、補正噴射信号は前記補正情報により
補正された噴射信号である。基準の噴射信号にてインジ
ェクタ41を開閉すると、インジェクタ41個々の噴射
特性の違いにより、噴射率のプロファイルは図中破線の
ようになり、図中実線で示す目標値からずれる。これに
対して補正噴射信号ではインジェクタ41個々の噴射特
性によらず目標値に近づく。前記補正値は、インジェク
タ41個々の噴射信号に対する開弁時期の応答時間や噴
射量のずれ量を予め実験的に確認しておき、噴射率のプ
ロファイルが目標プロファイルに近似するように設定す
る。なお、実噴射量と噴射時間の関係において、実噴射
量の噴射時間に対する傾きやリニアリティのずれ方がイ
ンジェクタ41により異なるので、複数の指令噴射時間
に対して補正値を与えて補正をより精密なものとするの
もよい。
が組立を完了し最終検査工程に払い出される状態になっ
てから行われ、これを図3により説明する。図中、内燃
機関1は説明の便宜のためインジェクタ41以外の部分
については殆ど省略している。先ず光学スキャナ81に
よりインジェクタコネクタ部415の頂面に形成したQ
Rコード61を読み取りコード信号に変換して、制御装
置82に送信する。制御装置82はコンピュータやRO
Mライタ等からなり、例えばCRTに気筒番号を表示し
て作業者にQRコード61を読み込むべきインジェクタ
41を指示する。読み込まれた全気筒のQRコード61
の情報は一旦、制御装置82の記憶装置に記憶される。
次いでQRコード61の情報に対応するインジェクタ4
1の補正情報が電子制御ユニット7のROMに書き込ま
れる。
動弁機構35,36、インジェクタ41が組付けられ、
ヘッドカバー5が覆着された状態でも、QRコード61
が形成されたインジェクタコネクタ部415が露出して
いるから、内燃機関1が組立を完了し最終検査工程に払
いだされる状態になってから作業性良好に識別コード6
1を読み取ることができる。しかも、読み取りはインジ
ェクタ41が組付けられた状態で行うから気筒とインジ
ェクタ41の対応関係を誤るおそれは殆どない。
走行に供されるようになってから電子制御ユニット7の
故障等で読み取った補正情報が消失しても、内燃機関1
を分解することなくQRコード61の再読み取りが可能
であり、メイテナンス性にも優れる。
と次第にQRコード61の形成面に汚れが付着する。か
かる汚れに対して前記QRコード61ではある程度の復
元機能を有しているが、拭いた時に汚れが落ちやすいよ
うに、QRコード61の形成面は滑面とするのがよい。
また、車両が使用される環境によっては、図4に示すよ
うに、QRコード61の形成面に保護部材である透明な
樹脂膜62をコーティングしたり、図5に示すように、
保護部材であるキャップ63によりコネクタ部415を
覆うようにしてもよい。なお、キャップ63はインジェ
クタ41に予め被せておいて読み取り時に一旦外すので
もよいし、キャップ63のない状態で製造ラインを流し
QRコード61の読み取り完了後に被せるのでもよい。
なお、図例のようにキャップ63の内周にOリング64
を設けてコネクタ部415とキャップ63との間をシー
ルし、より防塵性を高めるのもよい。
施形態を示す。図中、第1実施形態と同じ番号を付した
部分は第1実施形態と実質的に同じ作動をするので、第
1実施形態との相違点を中心に説明する。内燃機関1A
のヘッドカバー5Aは、シリンダヘッド22と略同じ平
面形状の単一のカバー体で、シリンダヘッド上面22c
全体すなわち吸気バルブ動弁機構35と排気バルブ動弁
機構36とを共に覆っている。
ジェクタ取り付け孔22aの上方が広く開口しており、
開口部501の外縁部54は下方に伸びて筒状としてあ
る。この筒状外縁部54はシリンダヘッド上面22cに
達する高さのもので、環状下端面54aがシリンダヘッ
ド上面22cと当接しており、筒状外縁部54で囲まれ
た空間はヘッドカバー5A内と隔てられる。この空間に
はインジェクタ突出部412およびクランプ43が位置
しており、インジェクタ突出部412がヘッドカバー5
Aにより覆われずに露出している。
コード61形成部分であるコネクタ部415が露出し、
作業性よく読み取りを行うことができる。
に本発明の第3の実施形態を示す。図中、第1実施形態
と同じ番号を付した部分は第1実施形態と実質的に同じ
作動をするので、第1実施形態との相違点を中心に説明
する。内燃機関1Bのシリンダヘッド22Aは上面22
eがインジェクタ取り付け孔22d形成位置も動弁機構
35,36設置部と略同じ高さになっており、インジェ
クタ取り付け孔22dも上記各実施形態に比してやや浅
く形成されている。これにより、インジェクタ41Aは
シリンダヘッド上面22eから突出する突出部416が
長く、また、クランプ43はインジェクタ41Aをノズ
ル部411に近い位置で保持している。
Aと略同じ平面形状の単一のカバー体で、シリンダヘッ
ド上面22eの全体すなわち吸気バルブ動弁機構35と
排気バルブ動弁機構36とを共に覆っている。
ジェクタ41Aの取り付け位置に貫通孔502が形成し
てあり、インジェクタ41Aが挿通している。インジェ
クタ41Aは、クランプ43保持位置よりも上方に設け
られたインレット部417よりも上側の部分がヘッドカ
バー5Bから突出し、最上部のコネクタ部418が露出
している。
り、側面にQRコード65が形成してあり、電子制御ユ
ニットとの接続用の接続口4181は上方に突出してい
る。本実施形態では動弁機構35,36およびインジェ
クタ41Aが組付けられた後、ヘッドカバー5Bが覆着
されるからである。
はOリング44が設けられてインジェクタ41Aとヘッ
ドカバー5Bの間をシールしている。
Rコード65形成部分であるコネクタ部418がヘッド
カバー5Bよりも突出して露出する構造となっており、
作業性よく読み取りを行うことができる。
ェクタのQRコードを読み取る本発明のインジェクタ情
報読み取り装置を内燃機関とともに示す。インジェクタ
情報読み取り装置8は第1実施形態の内燃機関1用に構
成されたもので、検出ユニット83、読み込み部84お
よび制御装置85からなり、ECU7のROMの書き込
み機能を備えている。
4)の光学検出部であるCCDカメラ831を備えてお
り、光学像を取り込むようになっている。CCDカメラ
831からの映像信号は読み込み部84に入力し、読み
込み部84において各CCDカメラ831からの映像信
号に基づいてそれぞれコード信号に変換される。
832により互いに結合されている。検出ユニット83
はバー832が水平な状態で用いられ、以下、バー83
2がこの状態に置かれたとして説明する。CCDカメラ
831は直列型内燃機関1のインジェクタ41の設置間
隔と同じ間隔でバー832の下面に固定されており、イ
ンジェクタ41の配置と同じ配置となっている。また、
CCDカメラ831の下端部に設けられたレンズ部83
11は、検出面である対物レンズ面8311aが下方を
向くようになっている。これにより、検出ユニット83
を内燃機関1の上方に配置したとき、気筒数の対物レン
ズ面8311aをインジェクタコネクタ部415の頂面
に形成した気筒数のQRコード61と1対1に対向せし
めることができる。
31からの映像信号を順次切り換える切り換え回路を備
えており、各気筒に1対1に対応してインジェクタ41
のQRコード61を読み取ることができる。
ば、CCDカメラ831と気筒が対応付けされた状態
で、CCDカメラ831がインジェクタ41のQRコー
ド61を読み取るから、気筒と前記補正情報とを正確に
対応付けすることができる。また、作業者において、制
御装置85のCRT画面等により気筒番号を確認する必
要がなく、また、光学スキャナを移動することなく気筒
数分一時に読み取るから読み取り時間を短縮することが
できる。
のインジェクタ41AのようにQRコード65をコネク
タ部418の側面に形成した場合には、CCDカメラの
レンズ部が水平方向を向くように構成すればよい。ここ
で、図7の例のようにQRコード65がカムシャフト3
55,365の軸方向すなわちインジェクタ41Bの配
置方向と直交する方向を向いて形成されている場合はC
CDカメラのレンズ部をバーの長さ方向と直角方向に向
け、QRコード65がカムシャフト355,365の軸
方向を向いて形成されている場合はCCDカメラのレン
ズ部をバーの長さ方向に向くように構成する。
ドはインジェクタのコネクタ部に形成しているが、クラ
ンプの保持位置よりも上方の露出する部分であればよ
い。
他の二次元コードやバーコード等の一次元コードでもよ
いし、また別種のシンボルでもよい。
によりインジェクタの表面に直接印字するのではなく、
識別パターンを印刷したタグを貼付するのでもよい。
の要部の断面図であり、(B)は(A)におけるX矢視
部分図である。
チャートである。
コードの読み取りの様子を示す図である。
る。
断面図である。
の要部の断面図であり、(B)は(A)におけるY矢視
部分図である。
読み取り装置と内燃機関とを示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 シリンダヘッドの上に吸気バルブの動弁
機構および排気バルブの動弁機構を設けるとともに、シ
リンダヘッドを貫通する取り付け穴にインジェクタを挿
入して前記シリンダヘッドの上面から突出する前記イン
ジェクタの突出部を前記取り付け穴にクランプにより保
持してなり、前記シリンダヘッドの下方に形成された燃
焼室内に前記インジェクタが制御信号に応じて開閉して
燃料を噴射するとともに、前記動弁機構の作動により前
記吸気バルブおよび前記排気バルブが開閉して前記燃焼
室の吸排気を行う内燃機関であって、 前記シリンダヘッドに覆着されるヘッドカバーを、少な
くとも前記インジェクタの前記クランプの保持位置より
も上方の部分が露出する構造とし、 露出する前記インジェクタの前記上方部分の表面に、前
記インジェクタの噴射特性に対応した識別パターンを形
成したことを特徴とする内燃機関。 - 【請求項2】 請求項1記載の内燃機関において、前記
ヘッドカバーを、前記吸気バルブ動弁機構を覆う第1の
カバー体と前記排気バルブ動弁機構を覆う第2のカバー
体とで構成し、前記インジェクタ突出部が、前記ヘッド
カバーの非覆着位置で前記シリンダヘッドの上面から突
出する構成とした内燃機関。 - 【請求項3】 請求項1記載の内燃機関において、前記
ヘッドカバーを、単一のカバー体で前記吸気バルブ動弁
機構と前記排気バルブ動弁機構とを共に覆う構成とし、
かつ、前記ヘッドカバーの天井部に開口部を形成すると
ともに該開口部の外縁部を前記シリンダヘッド上面に達
する高さの筒状として前記インジェクタ突出部および前
記クランプを囲む構成とした内燃機関。 - 【請求項4】 請求項1記載の内燃機関において、前記
ヘッドカバーを、単一のカバー体で前記吸気バルブ動弁
機構と前記排気バルブ動弁機構とを共に覆う構成とする
とともに、前記インジェクタが前記ヘッドカバーの天井
部を貫通し前記インジェクタ上方部分が前記天井部から
突出する構成とした内燃機関。 - 【請求項5】 請求項1ないし4いずれか記載の内燃機
関において、前記識別パターンを覆う保護部材を設けた
内燃機関。 - 【請求項6】 複数の気筒を有する前記請求項1ないし
5いずれか記載の内燃機関の前記インジェクタ各々の前
記識別パターンを読み取るインジェクタ情報読み取り装
置であって、 光学像を取り込む気筒数分の光学検出部と、該光学検出
部を前記内燃機関における前記インジェクタの配置と同
じ配置にて互いに結合せしめる結合部材とからなる検出
ユニットを具備し、 前記検出ユニットを前記内燃機関の上方に配置して前記
複数の前記光学検出部を前記複数の前記インジェクタ上
方部分に形成した前記識別パターンと1対1に近接せし
めたとき、前記光学検出部の検出面の各々が近接する前
記識別パターンと対向する向きに前記光学検出部を前記
結合部材に取り付けてなることを特徴とするインジェク
タ情報読み取り装置。
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