JP5657172B2

JP5657172B2 - 自動車のオンボード診断ユニット

Info

Publication number: JP5657172B2
Application number: JP2014504168A
Authority: JP
Inventors: マティアス・ヴィートマン; ベルント・シェルコプフ; カール‐ヨルク・アーヘンバッハ
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-04-16
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: JP2014517788A; EP2699833A1; EP2699833B1; US20140032041A1; DE102011017324A1; CN103477141B; CN103477141A; WO2012143026A1

Description

本発明は請求項１の前段に記載するオンボード診断ユニットに関する。

既に特許文献１によって機械的締結の緩みを検知するための診断ユニットが知られている。この診断ユニットは、少なくとも１つの第１の接触要素と、軸方向に離間した少なくとも１つの第２の接触要素を有し、接触要素の少なくとも１つが、少なくとも１つの機械的締結の締結部において少なくとも接触するために、少なくとも実質的に弾性変形されるようになっている。

独国特許出願公開第１９８３１３７２Ａ１号明細書

本発明は、特にコスト上有利なオンボード診断ユニットの提供を課題としている。この課題は請求項１に記載する発明の特徴によって解決される。別の実施形態は従属請求項に記載される。

本発明は、少なくとも２つの流体通路間の機械的締結の緩みを検知するための自動車用オンボード診断ユニットに関する。このオンボード診断ユニットは、少なくとも１つの電気伝導体からなる第１の接触要素と、軸方向に離間した少なくとも１つの電気伝導体からなる第２の接触要素を有し、接触要素のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの機械的締結の締結部において少なくとも接触するために、実質的に弾性変形するようになっている。

オンボード診断ユニットは、少なくとも１つの電気伝導体からなる第３の接触要素を有し、第３の接触要素は、第２の接触要素とは軸方向に離間して配置され、締結部において接触要素と接触するために弾性変形され、それによって電流が第１の接触要素から第２の接触要素を経て、第３の接触要素まで流れることができるように形成されている。そのために、単純でコスト上有利なオンボード診断ユニットを用意することができ、それによって２つの流体通路の互いからの分離を容易に診断することが可能となる結果、自動車の流体通路の緩みを確実に検知し、特にブローバイガスの漏出を確実に検知する簡単な診断システムの提供が可能となる。特に複数からなる締結の監視を、特に簡単で確実に行い、それをもって複数の締結部の監視を同時に別々に行うことが実現される。このようにして、コスト上有利なオンボード診断ユニットの提供が可能となり、オンボード診断の要求を満たすことができる。「オンボード診断ユニット」とは、特に欠陥、ここでは締結の緩みを自動車の運転者及び／又はメカニックに、例として運転者及び／又はメカニックの視界にあるウォーニングランプで、欠陥を直ちに知らせるユニットと解される。「接触要素」とは、特に電気伝導体と解され、望ましくは金属からなるものである。「締結部」とは、特に２つの流体通路が、特に形状結合及び／又は圧力ばめによって互いに締結されている部位、及び／又は２つの流体通路が、特に形状結合及び／又は圧力ばめによって締結されるための少なくとも１つの締結要素の受け入れが準備されている部位と解される。「少なくとも実質的に弾性」とは、この関連において、特に純粋な弾性変形の歪が、特に２０％より小さい、望ましくは１０％より小さい、特に望ましくは５％より小さいと解される。「軸方向に離間して」とは、この関連において、締結部に関する、同時に締結要素に関する、特に２つの接触要素の間の軸方向の距離と解される。表記「第１、第２及び第３」とは、この関連において、特に電気を伝える順番に配置された接触要素の順序を示していて、１つの締結部における接触要素を見れば、この順序で少なくとも３つの接触要素に電流が流れ、特に第１の接触要素は電流に沿って第２の接触要素の前に配置される接触要素であり、第２の接触要素は電流に沿って第３の接触要素の前に配置される接触要素である。「１つの締結部における接触要素を見る」とは、特に以下のように解される。すなわち、どの締結部を見るかによって接触要素の表記は変わる。電流に関して次の締結部を見れば、第３の接触要素は第１の接触要素になり、従ってある締結部における第１の接触要素と別の締結部における第３の接触要素は同一体であり、すなわち１つの同じ部品から形成されている。「準備した」とは、特別に並置した、装備した及び／又は配置したと解される。

更に少なくとも１つの第１の接触要素は、少なくとも１つの第３の接触要素と、周方向の間隔を置いて相対して配置されることを提案する。それによって、第１の接触要素と第２の接触要素は構造上、容易に互いに絶縁することができるので、特に少なくとも１つの締結部を、とりわけ容易に監視することができる。「周方向の間隔」とは、この関連において、特に２つの接触要素の間の締結部の軸周りの間隔、従って締結要素の軸周りの間隔と解され、ここで２つの接触要素は特に同一平面上に配置されている。

更にオンボード診断ユニットは、軸方向に離間した接触要素の間にそれぞれ部分的に配置され、それによって軸方向に離間した接触要素を互いに電気的に絶縁する少なくとも１つの絶縁要素を有することを提案する。それによって、軸方向に離間した接触要素は構造上容易に互いに絶縁されることが可能である。「絶縁要素」とは、特に電気絶縁体と解される。「軸方向に離間した接触要素の間に配置」とは、特に軸方向に離間した接触要素の間に、軸方向に配置すること解される。

以下の図面にて、更なる利点を説明する。図面には、本発明の１つの実施形態を例示している。図面、記述、請求項は組み合わせとなった多数の特徴を含む。当業者は、これらの特徴を目的に応じて個々に考慮して、更なる有意義な組み合わせとするであろう。

流体通路に配置されるオンボード診断ユニットを示す図である。検出ユニットを含めたオンボード診断ユニットを示す概略図である。オンボード診断ユニットの部分拡大図である。２つの流体通路の間に配置されたオンボード診断ユニットの部分拡大図である。

図１から図４は、少なくとも２つの流体通路１０、１１の間の機械的締結の緩みを検知する自動車用オンボード診断ユニットを示す。流体通路１０、１１は、ブローバイガスを自動車の内燃機関から外部に誘導するためのものである。この流体通路にブローバイガスが流れる。２つの流体通路１０、１１は、詳細を図示しない機械的締結のための締結要素によって密接して互いに締結されている。３つの締結要素が、機械的に締結されるそれぞれの締結部１６、１７、１８に作用している。これらは通路１１と一体で形成されている３つ穴フランジに作用している。締結要素はネジからなっている。従って、この機械的締結は螺合による。流体通路１１はオイルフィラネックとして形成され、流体通路１０はバルブカバーとして形成されている。基本的に、この機械的締結はリベット接合または類似の手段であっても良い。

オンボード診断ユニットは、４つの接触要素１２、１３、１４、１５を有する。接触要素１２、１３、１４を接触要素１５から絶縁するために、接触要素１２、１３、１４は、接触要素１５とは軸方向に離間して配置されている。接触要素１２、１３、１４は、接触要素１５から軸方向に間隔２３、すなわちブローバイガスの流れ方向に沿った間隔を持って離れている。接触要素１２、１３、１４は共通の平面上に配置されている。接触要素１２、１３、１４に沿った電気回路を遮断するために、隣接する接触要素１２、１３、１４は、それぞれ周方向間隔１９を持って相対して配置されている。周方向間隔１９は、隣接する接触要素１２、１３、１４の間の間隔として、ブローバイガスの流れの周りに設けられていて、それゆえそれぞれの締結部１６、１７、１８の締結要素の軸の周りに設けられている。周方向２２に沿って、すなわちブローバイガスの流れの周りの方向に沿って、隣接する接触要素１２、１３、１４は、周方向２２に沿ったそれぞれの間隔を持って相対している。隣接する接触要素１２、１３、１４の周方向間隔１９は、それぞれ締結部１６、１７、１８に配置されている。接触要素１３、１４の間の周方向間隔１９は締結部１６に配置され、接触要素１２、１４の間の周方向間隔１９は締結部１７に配置され、接触要素１２、１３の間の周方向間隔１９は締結部１８に配置されている。

接触要素１５に沿った電気回路を遮断するために、接触要素１５は３つの絶縁部２４、２５、２６を有し、これら絶縁部は周方向２２に沿って接触要素１５をそれぞれ絶縁している。絶縁部２４は周方向２２に沿って締結部１６と１７の間に配置され、絶縁部２５は締結部１７と１８の間に配置され、絶縁部２６は締結部１６と１８の間に配置されている。接触要素１２、１３、１４、１５はそれぞれ帯状体で形成されていて、それらの幅より実質的に長い主要長手方向を有している。接触要素１２、１３、１４、１５はそれぞれ主要長手方向を有していて、その長さはそれぞれの幅の少なくとも５倍か、望ましくは１０倍、特に望ましくは２０倍である。接触要素１２、１３、１４、１５はそれぞれ接触板から形成されている。本実施形態における接触要素１２、１３，１４，１５のそれぞれの厚さ、すなわち軸方向に延びる高さは０．１ｍｍである。基本的に接触要素１５は、電気回路を遮断するために、接触要素１２、１３、１４と同様に複数部材で形成しても良く、複数部材からなる接触要素１５にあっては、同様に、隣接するそれぞれの単一部材の間に周方向の間隔を設けることになろう。それらの間隔は締結部１６、１７、１８の内の２つの間にそれぞれ配置されることになろう。

軸方向に離間した接触要素１５との接触のために、接触要素１２、１３、１４は、それぞれ機械的締結のための締結部１６，１７，１８において、弾性変形されるようになっている。接触要素１５との接触のために、これらの接触要素は、周方向間隔１９の領域において弾性変形されるようになっている。接触要素１２、１３、１４は、螺合で形成される機械的締結による締結力によって、すなわち締結要素によって、それぞれの端部において弾性変形し、端部が接触要素１５に押圧されることにより、接触要素１５と接触する。もちろん、複数部材からなる接触要素１５を形成する単一部材を、短い接触要素として形成しても良い。その場合は、隣接した接触要素１２、１３、１４の周方向間隔１９に、その単一部材を軸方向に離間して配置し、その主要長手方向の長さを、弾性変形によって接触要素１２、１３、１４が、複数部材からなる接触要素１５の相当する単一部材に接触する最適な長さとする。上述した帯状の接触要素１５の構成は、もちろん強度上の理由から好ましい。

軸方向の間隔２３を形成するために、オンボード診断ユニットは、３つの絶縁要素２０，２１を有するが、このうちの１つは図３と図４では見ることができない。軸方向に離間して配置されている接触要素１２、１３、１４、１５の電気的絶縁のために、軸方向に離間した接触要素１２、１３、１４、１５の間に部分的に絶縁要素２０、２１が配置されている。絶縁要素２０は接触要素１５と接触要素１２の間の軸方向に配置され、絶縁要素２１は接触要素１５と接触要素１４の間の軸方向に配置され、図示しない絶縁要素が接触要素１５と接触要素１３の間の軸方向に配置されている。絶縁要素２０、２１は、接触要素１２、１３、１４と同様に、周方向の間隔を有し、絶縁要素２０、２１の周方向の間隔は周方向間隔１９より大きく形成されている。絶縁要素２０、２１における周方向の間隔は、それぞれ締結部１６、１７、１８に配置されていて、したがって接触要素１２、１３、１４の周方向間隔１９に配置されているので、機械的締結の締結力によって、接触要素１２，１３，１４は、その端部を以て接触要素１５と接触することができる。絶縁要素２０、２１はそれぞれ軸方向に離間した接触要素１２、１３、１４、１５の間に接合される。絶縁要素２０、２１は弾性体からなる。それらはそれぞれエラストマーで形成されている。基本的に、絶縁要素２０、２１は、それぞれの接触要素１２、１３、１４、１５の間に注入しても良い。この実施形態では、絶縁要素２０、２１はそれぞれ厚さ、すなわち軸方向に延びる高さは０．２ｍｍである。無負荷状態では絶縁要素２０、２１は、接触要素１２、１３、１４を、接触要素１５から０．２ｍｍの軸方向の間隔２３を持って保持している。

オンボード診断ユニットの接触要素１２、１３、１４、１５と絶縁要素２０、２１は同等の経路を有している。接触要素１２、１３、１４、１５と絶縁要素２０、２１は、通路１０と１１の間に配置されている。それらは周方向２２に沿って、３つのすべての締結部１６、１７、１８の周りに延びている。それらは３つ穴フランジの外側に延びている。接触要素１２、１３、１４、１５と絶縁要素２０、２１は、締結部１６、１７、１８を取り囲んでいる。基本的に、接触要素１２、１３、１４、１５と絶縁要素２０、２１は、通路１０、１１のどちらか一方と締結要素との間に配置しても良い。

３つのすべての締結部１６、１７、１８を個々に監視して、緩みや欠陥や誤って取り付けられた機械的締結の締結要素を検知するために、オンボード診断ユニットは検知ユニット２７を有する。検知ユニット２７は、電流を生成するために、接触要素１２、１３、１４のうちの１つのみに測定電圧を印加する。この実施形態では、検知ユニット２７は接触要素１２のみに測定電圧を印加する。そのために検知ユニット２７は、２つの電極２８、２９を有し、これら電極は接触要素１２と電気的に接続されている。両電極２８、２９の間に直接の電流の流入を回避するため、接触要素１２は両電極２８、２９の間に電気的絶縁手段３０を有する。機械的締結の締結力によって接触要素１２、１３、１４の全ての端部が接触要素１５に接触し、それとともにネジからなるすべての締結要素が締め付けられることによって、電流の閉回路が形成された時のみ、当を得た電流が流れることができる。接触要素１５は、その時それぞれ隣接する２つの接触要素１２、１３、１４の電気的架橋として利用され、周方向の間隔１９によって隔てられた接触要素１２、１３、１４のそれぞれ２つの端部を互いに電気的に接続する。このように電流は接触要素１２、１３、１４の１つから接触要素１５に流れ、また接触要素１５から別の相当する隣接した接触要素１２、１３、１４に流れる。

接触要素１２、１３、１４の端部のうち１つでも接触要素１５から離れて接触しなくなると、電極２８、２９の間の電流回路が遮断されて解放され、これによって検知ユニット２７が締結の緩みを検知する。検知ユニット２７は締結の緩みを、自動車の車室に取り付けられたオンボード診断ユニットのウォーニングランプを通して知らせ、これにより締結の欠陥を早期に検知でき、損害を減らすことができる。このようにして、オイルフィラネックからなる通路１１とバルブカバーからなる通路１２の締結状態が監視され、その結果、ブローバイガスの漏出が防止され、正しい組み付けをチェックすることができる。基本的には、両電極２８、２９の間への電流の直接流入を回避するために、接触要素１２を２つの部材で構成し、両電極２８、２９の間に周方向の間隔を配置し、それを以て絶縁手段３０に変えても良い。

以下に締結部１７におけるオンボード診断ユニットの機能を詳細に説明する（特に図３を参照のこと）。オンボード診断ユニットは、２つの流体通路１０、１１の間の締結部１７におけるネジによって形成された締結要素の緩みを検知するために、第１の接触要素１２と、第１の接触要素１２に対して軸方向に離間した第２の接触要素１５を有し、接触要素１２は接触要素１５と接触するために、締結部１７において、締結要素によって、それとともに機械的締結の締結力によって弾性変形されるようになっている。オンボード診断ユニットは、別に第３の接触要素１４を含み、接触要素１４は第２の接触要素１５に対して、軸方向に離間して配置されている。第１の接触要素１２と第３の接触要素１４は同一平面に配置されている。第３の接触要素１４は、同様に締結部１７において接触要素１５と接触するために、機械的締結の締結要素によって弾性変形され、これによって電流が第１の接触要素１２から、第２の接触要素１５を経て、第３の接触要素１４に流れることができる。電流の流れは、流れ方向３１に示されている。第２の接触要素１５は電気的架橋として利用され、電流回路を接続するために、周方向間隔１９をもって離れた接触要素１２、１４の２つの端部を電気的に接続する。「第１」、「第２」及び「第３」の表記は、電流の流れる方向を表しており、電流はまず第１の接触要素１２に沿って流れ、次に第２の接触要素１５に沿って流れ、続いて第３の接触要素１４に沿って流れる。

もちろんこの表記を変更しても良く、検知ユニット２７の極性を反転した場合などがその例となる。その場合は電流の流れ方向３１が変更され、それによって接触要素１４は第１の接触要素１４を形成し、接触要素１２は第３の接触要素１２を形成する。他の締結部１６、１８においても機能は同等であり、ここでは「第１」と「第３」の表記がシフトする。電流の流れ方向３１にあっては、締結部１６において、接触要素１４が第１の接触要素１４で形成され、接触要素１３が第３の接触要素１３で形成されている。

Claims

少なくとも２つの流体通路（１０、１１）の間の機械的締結の緩みを検知するための自動車用オンボード診断ユニットであり、電気伝導体からなる少なくとも１つの第１の接触要素（１２、１３、１４）と、電気伝導体からなり軸方向に離間した少なくとも１つの第２の接触要素（１５）とを有し、前記接触要素の少なくとも１つが、少なくとも１つの機械的締結の締結部（１６、１７、１８）において少なくとも接触するために、少なくとも実質的に弾性変形されるオンボード診断ユニットにおいて、
電気伝導体からなる少なくとも１つの第３の接触要素（１２、１３、１４）が前記第２の接触要素（１５）から軸方向に離間して配置され、前記第３の接触要素（１４）は前記締結部（１６、１７、１８）において、前記第２の接触要素（１５）に接触するために弾性変形されるようになっており、電流が前記第１の接触要素（１２）から前記第２の接触要素（１５）を通って、前記第３の接触要素（１４）に流れることが可能となることを特徴とするオンボード診断ユニット。
前記少なくとも１つの第１の接触要素（１２、１３、１４）と前記少なくとも１つの第３の接触要素（１２、１３、１４）は同一平面上に配置され、電気回路の遮断のために、前記少なくとも１つの締結部（１６、１７、１８）の周囲に延びる周方向間隔（１９）を隔てて相対して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のオンボード診断ユニット。
電気絶縁体からなる少なくとも１つの絶縁要素（２０、２１）が、それぞれ軸方向に離間した前記接触要素（１２、１３、１４、１５）の間に部分的に配置されることにより、軸方向に離間した前記接触要素（１２、１３、１４、１５）が互いに電気的に絶縁されることを特徴とする請求項１に記載のオンボード診断ユニット。
前記第１の接触要素（１２、１３、１４）は、前記第３の接触要素（１２、１３、１４）の端部に対向して配置された端部を有し、前記接触要素（１２、１３、１４）は機械的締結の締結力によって、それぞれの端部において弾性変形が可能であり、軸方向に離間した前記第２の接触要素（１５）に向かって押圧されることが可能であることを特徴とする請求項２に記載のオンボード診断ユニット。
前記第２の接触要素（１５）は電気的架橋として用いられ、該架橋は前記電気回路を閉じるため、周方向間隔（１９）だけ離れた前記接触要素（１２、１３、１４）の２つの端部を電気的に接続することを特徴とする請求項４に記載のオンボード診断ユニット。
検知ユニット（２７）が測定電圧を印加するための２つの電極（２８、２９）を有し、１つの前記接触要素（１２）と電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載のオンボード診断ユニット。
前記接触要素（１２、１３、１４）の１つの端部と軸方向に離間した前記第２の接触ユニット（１５）の間の接触が失われて前記電気回路が遮断された場合に、前記検知ユニット（２７）は、締結の緩みを検知することを特徴とする請求項６に記載のオンボード診断ユニット。
前記接触要素（１２、１３、１４、１５）がそれぞれ帯状体から形成されていることを特徴とする請求項２に記載のオンボード診断ユニット。