JP2003262145A - 一体形制御及び燃料供給システム - Google Patents

一体形制御及び燃料供給システム

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JP2003262145A JP2003024277A JP2003024277A JP2003262145A JP 2003262145 A JP2003262145 A JP 2003262145A JP 2003024277 A JP2003024277 A JP 2003024277A JP 2003024277 A JP2003024277 A JP 2003024277A JP 2003262145 A JP2003262145 A JP 2003262145A
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Lakhi N Goenka
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Mark D Miller
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Andrew Z Glovatsky
ゼット グロヴァトスキー アンドリュー
David J Steinert
ジェイ スタイナート デイヴィッド
Harvinder Singh
シング ハーヴィンダー
Jeff J Klas
ジェイ クラス ジェフ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 部品数を少なくすると共に軽量化を達成する
一体形制御及び燃料供給システムを提供する。 【解決手段】 一体形制御及び燃料供給システム（１０
０）は、空気流の一部を受け入れてこれをエンジンに送
るインテークマニホルド（１０４）及びインテークマニ
ホルドからの空気を受け入れる燃料スペーサ（１０２）
を有している。燃料スペーサは、ワイヤリングハーネス
（１０６）を有している。制御モジュールが、エンジン
のインテークマニホルドに隣接して燃料スペーサ上に設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は一般に、内燃機関用の燃料供給
システムに関する。特に、本発明は、多機能型燃料供給
システムに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】自動車等で用いられる内燃機関（以
下、「エンジン」ともいう）は、パワートレイン制御モ
ジュール回路と連絡関係をなして種々のセンサ及びアク
チュエータを利用する複雑精巧なエンジン制御技術を採
用している。これらシステムによって行われるエンジン
制御は、性能を向上させ、排出ガスを減少させ、しかも
自動車の作動における信頼性を高くすることができる。
【０００３】パワートレイン制御モジュール（ＰＣＭ）
回路は、かかる回路をエンジンの高温部品から遠ざけて
安全に取り付けると共に乗客室内の運転手用計器類との
連絡を可能にするよう自動車の防火壁の近くに配置され
る場合がある。
【０００４】ＰＣＭは、エンジンに取り付けられ又はこ
の近くに設けられた種々のセンサ、例えば、空気質量流
量センサ、エンジン温度センサ、スロットル位置セン
サ、エンジン速度センサ及びクランクシャフト位置セン
サと連絡関係にある。ＰＣＭは、これらセンサ信号を受
け取ると、燃料噴射器、点火コイル等を制御するのに用
いられるアクチュエータ信号を出力する。
【０００５】燃料供給システム組立体の多くは、互いに
近接してエンジンに剛結される場合が多く、種々のシス
テムの種々の部品相互間には多くの剛性連結部が形成さ
れる。したがって、１つのシステム組立体に接近するに
は、多くの剛性連結部の困難な切離し作業や所望の部品
への接近のための多数の部品の取外し作業が必要な場合
が多い。
【０００６】
【発明の概要】本発明の一特徴は、空気流の一部を受け
取り、空気をエンジンに送るインテークマニホルドと、
空気をインテークマニホルドから受け取る燃料スペーサ
とを有する一体形制御及び燃料供給システムに関する。
燃料スペーサは、ワイヤリングハーネスを有する。制御
モジュールが、エンジンのインテークマニホルドに隣接
して燃料スペーサ上に設けられる。
【０００７】本発明の別の特徴は、エンジン及び空気流
の一部を受け取るインテークマニホルドを有する乗物用
の一体形制御及び燃料供給システムに関する。一体形制
御及び燃料供給システムは、鋳物と、鋳物に接続された
ワイヤリングハーネスと、燃料レールと、鋳物、ワイヤ
リングハーネス及び燃料レールに結合された一体成形品
とを備えた燃料スペーサを有する。燃料スペーサは、イ
ンテークマニホルドと、園児との間に設けられる。一体
形制御及び燃料供給システムは、インテークマニホルド
によって受け入れられる空気流中に位置した状態で燃料
スペーサ上に設けられたＰＣＭを更に有する。ＰＣＭ
は、ワイヤリングハーネスと通信又は連絡関係にある。
【０００８】別の特徴では、鋳物、燃料レール及びワイ
ヤリングハーネスを射出成形ツール内に配置することに
より一体成形燃料スペーサを製造する方法が提供され
る。射出成形ツールは、鋳物、燃料レール及びワイヤリ
ングハーネスをガラス繊維入りナイロン材料と一体成形
する。
【０００９】本発明の各特徴により、部品数が少なくな
り、軽量化が図られるという利点が得られる。加うる
に、ＰＣＭを「オンエンジン（on-engine）」場所に移
動することにより、乗物用ワイヤリングハーネスのコス
ト及び複雑さが軽減される。本発明の追加の特徴及び利
点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明及び特許
請求の範囲の記載を読むと明らかになろう。
【００１０】
【好ましい実施形態の詳細な説明】図１Ａは、一体形パ
ワートレイン制御システム（ＩＰＣＳ）１００の実施形
態の断面図である。ＩＰＣＳ１００は、燃料スペーサ１
０２及び燃料スペーサ１０２上に設けられたパワートレ
イン制御モジュール１０３（ＰＣＭ）を有している。好
ましい実施形態では、燃料スペーサ１０２は、図４に示
すように１以上のシリンダを備えたエンジン４０１に取
り付けられている。燃料スペーサ１０２は、シリンダの
上方に取り付けられている。上側インテークマニホルド
１０４が、燃料スペーサ１０２の頂部に取り付けられて
いて、ＰＣＭ１０３が上側インテークマニホルド１０４
と上側インテークマニホルド１０４によって受け入れら
れた空気流の両方に隣接して位置するようになってい
る。上側インテークマニホルド１０４の近くには多くの
部品が存在する。単一システム中に統合することによ
り、部品の数を減少させることができると共に最終の組
立てを簡単にすることができる。図１Ｂは、図１ＡのＩ
ＰＣＳ１００の斜視図である。図１Ｂに示すように、Ｐ
ＣＭ１０３は、ワイヤリングハーネスコネクタ１１１を
有している。
【００１１】図２は、本発明の燃料スペーサ１０２の実
施形態の分解図である。燃料スペーサ１０２は、鋳物２
２０、燃料レール１０５、鋳物２２０に接続されたワイ
ヤリングハーネス１０６及び鋳物２２０及びワイヤリン
グハーネス１０６に結合される一体成形品（オーバーモ
ールド）２２１を有している。
【００１２】鋳物２２０は、エアキャリヤ（air-carrie
r ）部材２２２及びボルト穴２２３を有している。鋳物
２２０は、上側インテークマニホルド１０４（図１Ｂ）
を介するエンジンブロックへの空気流の出し入れを容易
にするのに用いられる。鋳物２２０は又、熱をＰＣＭ１
０３から消散させるのに用いられる。代表的には、鋳物
２２０は、アルミニウム鋳物である。ただし、鋳鉄又は
他の鋳物を用いてもよい。アルミニウムは、熱伝導率が
高いという理由で用いられている。かくして、アルミニ
ウム鋳物２２０をヒートシンクとして用いることができ
る。
【００１３】ワイヤリングハーネス１０６は、点火コイ
ルコネクタ１０７、燃料噴射器コネクタ２０８及びＰＣ
Ｍコネクタ２２４を有している。本発明では、点火コイ
ルコネクタ１０７、燃料噴射器コネクタ１０８及びＰＣ
Ｍコネクタ２２４は、一体形コネクタであり、これにつ
いては以下に詳細に説明する。ワイヤリングハーネス１
０６をワイヤリングハーネス１０６上に設けられたクリ
ップ又は他のコネクタにより鋳物２２０の下面に接続す
るのがよい。本発明では、ワイヤリングハーネス１０６
は、以下に説明する射出成形法によって鋳物の下面に接
続されている。ワイヤリングハーネス１０６は、種々の
他形式の部品、例えば標準型ワイヤリングハーネスに取
り付けられた部品への接続のための他のコネクタを更に
有するのがよい。ワイヤリングハーネス１０６は、ワイ
ヤリングハーネスコネクタ１１１をＰＣＭコネクタ２２
４に接続することにより点火コイル１１０及び燃料噴射
器１０９をＰＣＭ１０３に電気的に接続しているが、ワ
イヤリングハーネス１０６を直接ＰＣＭ１０３に配線
し、それによりワイヤリングハーネスコネクタ１１１及
びＰＣＭコネクタ２２４を不要にしてもよい。図１Ｂ
は、６つの点火コイル１１０、６つの燃料噴射器１０９
及びＰＣＭ１０３にワイヤリングハーネスコネクタ１１
１を介して電気的に接続されたワイヤリングハーネス１
０６を示しているが、本発明は、任意の数の点火コイル
１１０及び燃料噴射器１０９に対応するよう設計でき
る。燃料噴射器１０９及び点火コイル１１０の個数とエ
ンジン４０１内のシリンダの個数には１対１の対応関係
がある。代表的には、ワイヤリングハーネス１０６は、
一体成形シリコーン被覆ワイヤリングハーネスである
が、他形式のワイヤリングハーネス、例えば一体成形ウ
レタン被覆ワイヤリングハーネス、標準型ワイヤリング
ハーネス、将来開発されるワイヤリングハーネスを用い
ることができる。点火コイル１１０、燃料噴射器１０９
及び燃料レール１０５は、周知の仕方で動作する。
【００１４】図３は、燃料スペーサ１０２の最終組立体
の実施形態を示す図である。燃料スペーサ１０２は、成
形法を用いて組み立てられる。成形法は、アルミニウム
鋳物２２０、燃料レール１０５及びシリコーン被覆成形
ワイヤリングハーネス１０６を射出成形ツール内へ配置
する工程と、この組立体を一体成形品２２１と一体成形
する工程とを有する。代表的には、２つの燃料レール１
０５を射出成形ツール内に配置する。代表的には、一体
成形品２２１は、ガラス繊維入りナイロン材料で作られ
るが、一体成形品２２１を耐熱性ポリマー又は他の材料
で作ってもよい。
【００１５】燃料噴射器コネクタ１０８、点火コイルコ
ネクタ１０７及びＰＣＭコネクタ２２４は、一体形コネ
クタである。一体形コネクタを用いることにより、エン
ジンブロックへの容易な組付け及び適当な部品への容易
な連結が可能になる。一体形コネクタは又、信頼性を向
上させる。というのは、燃料スペーサ１０２の据え付け
の際に適当な部品への電気的接続が行われるからであ
る。また、他のコネクタ、例えば標準型ワイヤリングハ
ーネスに取り付けられたコネクタを用いてもよい。
【００１６】成形法の実施中、ＰＣＭ１０３の取付けの
ためにアルミニウム鋳物２２０の一部を空けたままにす
ることにより、ヒートシンク領域３０１を燃料スペーサ
１０２の上部に形成する。ＩＰＣＳ１００の最終組立て
につき以下に説明する。図１Ａ、図１Ｂ、図３及び図４
を参照して説明すると、燃料スペーサ１０２をエンジン
４０１のシリンダ上に配置してエアキャリヤ部材２２２
が全体としてそれぞれ対応関係にあるシリンダに近接し
て配置され、かくして空気がマニホルド１０４、燃料ス
ペーサ１０２を通ってエンジン４０１のシリンダの各々
の中へ流入することができるようにする。インテークマ
ニホルド１０４を燃料スペーサ１０２の頂部上に配置す
る。ボルトをインテークマニホルド１０４、ボルト穴２
２３を通してエンジンにねじ込むことにより上側インテ
ークマニホルド１０４及び燃料スペーサ１０２をエンジ
ンにボルト止めする。代表的には、エアキャリヤ部材２
２２１つに付き２つのボルト穴２２３が設けられる。ボ
ルト穴２２３は、上側インテークマニホルド１０４及び
燃料スペーサ１０２をエンジン４０１に連結するのに用
いられる締結用ボルトを受け入れる。ガスケットを燃料
スペーサ１０２とエンジン４０１との間に挿入するのが
よいので、締結用ボルトは適切なシールを構成するが、
他のボルトを用いてもよい。
【００１７】ＰＣＭ１０３は、ヒートシンク領域３０１
上の燃料スペーサ１０３に取り付けられる。ＰＣＭ１０
３は、車両中に設けられ又はエンジン制御と関連した電
気装置を制御する。ＰＣＭ１０３は代表的には、ねじ締
結具を用いて取り付けられる。４つの締結具は、ＰＣＭ
１０３とヒートシンク領域１０１の良好な面接触を行う
が、これよりも少ない又は多い数の締結具を用いてもよ
い。加うるに、熱伝導性テープをＰＣＭ１０３とヒート
シンク領域３０１との間に用いて良好な熱伝導性を一段
と保証するのがよい。ＩＰＣＳ１００は、可撓性フラッ
トワイヤ基材、厚いフィルム基材、例えばＦＲ４又はセ
ラミックを用いるより従来方式のＰＣＭか、他の現在知
られ又は将来改良開発される基材かの何れかのスーパー
インテグレーション（super-integration ）方式を用い
るよう設計されたものであるのがよい。
【００１８】ＰＣＭ１０３は、回路基板、能動又は受動
式集積回路、例えばマイクロプロセッサ又は特定用途向
け集積回路を有するのがよい。ＰＣＭ１０３は代表的に
は、金属又は耐熱性プラスチックで覆われる。
【００１９】好ましい実施形態では、ＰＣＭ１０３は、
上側インテークマニホルド１０４に隣接して配置されて
いる。ＰＣＭ１０３は、一体形アルミニウム鋳物１２０
がヒートシンクとして働くので、上側インテークマニホ
ルド１０４に隣接した領域中の高温から保護される。さ
らに、ＰＣＭ１０３を上側インテークマニホルド１０４
に隣接して配置することにより、ＰＣＭ１０３は、上側
インテークマニホルド１０４に流入する空気流を熱消散
媒体として使用することができる。上述したように、Ｉ
ＰＣＳ１００をこの領域に配置することにより、追加の
センサ／アクチュエータの一体化、例えば、電子スロッ
トル本体、ＥＧＲ、燃料圧力センサ、空気質量流量セン
サ、エンジン温度センサ、エンジン速度センサ及びクラ
ンクシャフト位置センサの一体化が可能になる。
【００２０】上述の詳細な説明は本発明の幾つかの物理
的に構成される実施形態の例示に過ぎない。本明細書に
は完全には記載されていない本発明の物理的に構成され
る変形例は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲
に含まれる。したがって、本明細書における構成要素に
ついての説明は、特許請求の範囲に記載された構成要素
の広義の意味を不当に制限するものではなく、一般的な
説明のために使用されたものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の一体形パワートレイン制御システム
（ＩＰＣＳ）の実施形態の断面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＰＣＳの斜視図である。
【図２】本発明の燃料スペーサの実施形態の分解図であ
る。
【図３】図２の燃料スペーサの斜視図である。
【図４】本発明に従ってエンジンの実施形態とインテー
クマニホルドとの間に配置された図１ＡのＩＰＣＳの正
面図である。
【符号の説明】
１００ 一体形制御及び燃料供給システム １０２ 燃料スペーサ １０４ インテークマニホルド １０６ ワイヤリングハーネス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラキ エヌ ゲンカ アメリカ合衆国 ミシガン州 48103 ア ン アーバー セカンド ストリート 621 (72)発明者 マーク ディー ミラー アメリカ合衆国 ミシガン州 48162 モ ンロー ブルーブッシュ ロード 2881 (72)発明者 アンドリュー ゼット グロヴァトスキー アメリカ合衆国 ミシガン州 48170 プ リモス パートリッジ ドライヴ 44851 (72)発明者 デイヴィッド ジェイ スタイナート アメリカ合衆国 ミシガン州 48188 キ ャントン バッキンガム 684 (72)発明者 ハーヴィンダー シング アメリカ合衆国 ミシガン州 48135 シ ェルビー タウンシップ パターソン ド ライヴ 14289 (72)発明者 ジェフ ジェイ クラス アメリカ合衆国 ミシガン州 48116 ブ ライトン マグナム トレイル 9281 Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AB02 AD10 BA56 BA61 BA63 BA67 CB00 CD26 CE22 3G301 HA01 JA17 LB02 MA11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一体形制御及び燃料供給システムであっ
    て、 空気流の一部を受け取り、空気をエンジンに送るインテ
    ークマニホルドと、 前記インテークマニホルドから前記空気を受け取る燃料
    スペーサとを有し、該燃料スペーサはワイヤリングハー
    ネスを有し、 前記エンジンの前記インテークマニホルドに隣接して前
    記燃料スペーサに配置された制御モジュールを有し、 前記制御モジュールは前記ワイヤリングハーネスに接続
    されている、 前記一体形制御及び燃料供給システム。
  2. 【請求項２】 前記制御モジュールはパワートレイン制
    御モジュールである、請求項１記載の一体形制御及び燃
    料供給システム。
  3. 【請求項３】 前記燃料スペーサは鋳物を有し、前記ワ
    イヤリングハーネスは前記鋳物に接続され、前記燃料ス
    ペーサは前記鋳物及び前記ワイヤリングハーネスに結合
    された一体成形品を有する、請求項１記載の一体形制御
    及び燃料供給システム。
  4. 【請求項４】 前記燃料スペーサは燃料レールを有す
    る、請求項１記載の一体形パワートレイン制御システ
    ム。
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