JP2001108556A - Pressure sensor for internal combustion engine and pressure signal processor - Google Patents

Pressure sensor for internal combustion engine and pressure signal processor

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JP2001108556A
JP2001108556A JP28876799A JP28876799A JP2001108556A JP 2001108556 A JP2001108556 A JP 2001108556A JP 28876799 A JP28876799 A JP 28876799A JP 28876799 A JP28876799 A JP 28876799A JP 2001108556 A JP2001108556 A JP 2001108556A
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JP
Japan
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pressure
injector
fuel injection
pressure sensor
internal combustion
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JP28876799A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Kikuchi
智志 菊池
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable one internal combustion engine pressure sensor disposed on the cylinder head of an internal combustion engine to simultaneously sense combustion pressure and detect abnormalities in a fuel injection system to thereby simplify an arrangement about the cylinder head, relating to the pressure sensor and a pressure signal processor for processing pressure signals output from the internal combustion engine pressure sensor. SOLUTION: A pressure sensor 30 is disposed integrally with an injector 10 mounted on a cylinder head 12 while facing a combustion chamber 13 in an internal combustion engine 11, and pressure within the combustion chamber 13 and vibration resulting from the injection of fuel from the injector 10 are sensed by the pressure sensor 30, which in turn outputs pressure signals.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用圧力セン
サ及び圧力信号処理装置に係り、特に内燃機関のシリン
ダヘッドに配設される内燃機関用圧力センサ、及びこの
内燃機関用圧力センサから出力される圧力信号を処理す
る圧力信号処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor and a pressure signal processing device for an internal combustion engine, and more particularly to a pressure sensor for an internal combustion engine disposed on a cylinder head of the internal combustion engine and a signal output from the pressure sensor for the internal combustion engine. The present invention relates to a pressure signal processing device for processing a pressure signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、点火時期を進めたり、圧
縮比を上げた内燃機関(以下、エンジンという)、及び
過給機を備えたエンジンでは、全負荷付近で圧縮圧力が
高くなり、ノッキングを発生しやすい。このノッキング
の発生を抑制するノック制御では、エンジン振動を検出
することにより、また燃焼室内の燃焼圧力を検出するこ
とによりエンジンで発生するノッキングを検知し、検知
された場合には点火時期を遅角する等によりノッキング
の発生を抑制する構成とされている。
2. Description of the Related Art As is well known, in an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) with advanced ignition timing or a higher compression ratio, and an engine equipped with a supercharger, the compression pressure increases near the full load. Knocking easily occurs. In knock control that suppresses the occurrence of knocking, knocking that occurs in the engine is detected by detecting engine vibration and by detecting combustion pressure in the combustion chamber, and if detected, retards the ignition timing. By doing so, the occurrence of knocking is suppressed.

【0003】このため、ノック制御を行なうためには、
エンジンにノックセンサ或いは燃焼圧センサを設ける必
要がある。特に、燃焼圧センサをエンジンに配設する場
合、燃焼圧センサは燃焼室の圧力を直接測定するもので
あるため、燃焼室に臨ませてシリンダヘッドに設ける必
要がある。しかるに、近年ではエンジンに対し燃費の向
上,高出力化,及びエミッションの向上が望まれてお
り、これに対応するためエンジンは多バルブ化する傾向
にある。これに伴い、シリンダヘッドには多数の吸気及
び排気バルブを配設する必要があり、またその上部には
各バルブを駆動するカム機構が複雑に配設されることと
なる。このため、燃焼圧センサを単独でシリンダヘッド
に配設する構成では、シリンダヘッドに取付孔を設ける
必要があるため、シリンダヘッド周りに配設される他の
構成要素の配設位置がこれにより制限を受けてしまう。
Therefore, in order to perform knock control,
It is necessary to provide a knock sensor or a combustion pressure sensor in the engine. In particular, when a combustion pressure sensor is provided in an engine, since the combustion pressure sensor directly measures the pressure in the combustion chamber, it must be provided on the cylinder head so as to face the combustion chamber. However, in recent years, it has been desired to improve the fuel efficiency, the output, and the emission of the engine, and the engine tends to be multi-valve in order to cope with the demand. Along with this, it is necessary to arrange a large number of intake and exhaust valves in the cylinder head, and a cam mechanism for driving each valve is complicatedly arranged above the intake and exhaust valves. For this reason, in the configuration in which the combustion pressure sensor is disposed alone on the cylinder head, it is necessary to provide a mounting hole in the cylinder head, and thus the arrangement position of other components disposed around the cylinder head is limited by this. Receive.

【0004】そこで、これを解決するために燃焼圧セン
サを内蔵したスパークプラグが提案されている(特開平
6−140125号公報)。同公報に開示された技術に
よれば、燃焼圧センサがスパークプラグに一体的に内蔵
されているため、シリンダヘッドに燃焼圧センサの取付
孔を設ける必要がなくなり、シリンダヘッド周りに配設
される他の構成要素の配設位置の自由度を確保すること
ができる。
To solve this problem, a spark plug incorporating a combustion pressure sensor has been proposed (JP-A-6-140125). According to the technique disclosed in the publication, since the combustion pressure sensor is integrated into the spark plug, it is not necessary to provide a mounting hole for the combustion pressure sensor in the cylinder head, and the combustion pressure sensor is disposed around the cylinder head. It is possible to ensure the degree of freedom of the arrangement position of other components.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
は安全性の向上を図るため、各種診断装置(ダイアグノ
ーシス)が設けられており、その一つとしてインジェク
タに関するダイアグノーシスがある。このインジェクタ
のダイアグノーシスでは、インジェクタの作動確認や、
燃料噴射状態の正常性が診断される。具体的には、イン
ジェクタに作動の有無及び燃料噴射状態を検出しうるセ
ンサを設け、このセンサの出力信号に基づきインジェク
タの診断を行なう構成とされている。
The internal combustion engine is provided with various diagnostic devices (diagnosis) in order to improve safety, and one of them is a diagnosis relating to an injector. In the diagnosis of this injector, the operation of the injector is checked,
The normality of the fuel injection state is diagnosed. Specifically, the injector is provided with a sensor capable of detecting the presence or absence of operation and the fuel injection state, and the injector is diagnosed based on the output signal of the sensor.

【0006】しかるに従来では、上記のようにスパーク
プラグに燃焼圧センサを内蔵することによりある程度の
シリンダヘッド周りのコンパクト化は図れるものの、イ
ンジェクタのダイアグノーシス用のセンサはシリンダヘ
ッドに別個に配設する必要があった。このため、十分な
シリンダヘッド周りのコンパクト化を図ることができ
ず、やはりシリンダヘッド周りに配設される他の構成要
素の配設位置がインジェクタのダイアグノーシス用セン
サにより制限を受けてしまうという問題点があった。
Conventionally, however, the combustion pressure sensor is built in the spark plug as described above, so that the cylinder head can be made compact around the cylinder head to some extent. However, a sensor for diagnosis of the injector is separately provided in the cylinder head. Needed. For this reason, it is not possible to sufficiently reduce the size around the cylinder head, and the arrangement position of other components also arranged around the cylinder head is limited by the diagnosis sensor of the injector. There was a point.

【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、内燃機関用圧力センサを燃料噴射装置に配設する
ことにより、一つの内燃機関用圧力センサで燃焼圧の検
知と燃料噴射装置の異常検出を可能とし、これによりシ
リンダヘッド周りの構成の簡単化を図った内燃機関用圧
力センサ及び圧力信号処理装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and by arranging a pressure sensor for an internal combustion engine in a fuel injection device, the detection of the combustion pressure and the fuel injection device can be performed with one pressure sensor for the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a pressure sensor and a pressure signal processing device for an internal combustion engine, which are capable of detecting an abnormality of the internal combustion engine, thereby simplifying the configuration around the cylinder head.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。請求項1記載の発明に係る内燃機関
用圧力センサは、内燃機関の本体に取り付けられる燃料
噴射装置に、一体的に配設されたことを特徴とするもの
である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized by taking the following means. The pressure sensor for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention is characterized by being integrally provided with a fuel injection device attached to a main body of the internal combustion engine.

【0009】上記請求項1の構成によれば、内燃機関用
圧力センサを燃料噴射装置に一体的に取り付けたことに
より、この内燃機関用圧力センサにより燃料噴射装置が
燃料を噴射する際に発生する振動を検知することが可能
となる。このように、燃料噴射装置の作動状態を検知で
きることにより、内燃機関用圧力センサの出力する圧力
振動に基づき燃料噴射装置が正常に作動しているかどう
かを判定することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the pressure sensor for the internal combustion engine is integrally attached to the fuel injection device, the pressure sensor is generated when the fuel injection device injects fuel by the pressure sensor for the internal combustion engine. Vibration can be detected. Thus, by being able to detect the operating state of the fuel injection device, it is possible to determine whether the fuel injection device is operating normally based on the pressure oscillation output from the internal combustion engine pressure sensor.

【0010】また、請求項2記載の発明に係る内燃機関
用圧力センサは、内燃機関の本体に燃焼空間に臨ませて
取り付けられる燃料噴射装置に一体的に配設された構成
とされており、前記燃焼空間内の圧力と前記燃料噴射装
置の燃料噴射に伴う振動を検知して圧力信号を出力する
ことを特徴とするものである。
The pressure sensor for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention is configured so as to be integrally provided in a fuel injection device mounted on a main body of the internal combustion engine so as to face a combustion space, A pressure signal is output by detecting a pressure in the combustion space and a vibration accompanying the fuel injection of the fuel injection device.

【0011】上記請求項2の構成によれば、内燃機関用
圧力センサを内燃機関の本体に燃焼空間に臨ませて取り
付けられた燃料噴射装置に一体的に配設したことによ
り、一つの内燃機関用圧力センサにより、燃料噴射装置
が燃料を噴射する際に発生する振動と、燃焼空間(燃焼
室)内の燃焼圧力とを共に検知することが可能となる。
このように、一つの内燃機関用圧力センサにより、二つ
の内燃機関の状態検出ができるため、シリンダヘッド周
りの構成を簡単化することができる。
According to the second aspect of the present invention, the pressure sensor for the internal combustion engine is provided integrally with the fuel injection device attached to the main body of the internal combustion engine so as to face the combustion space. With the use pressure sensor, it is possible to detect both the vibration generated when the fuel injection device injects the fuel and the combustion pressure in the combustion space (combustion chamber).
As described above, since the state of two internal combustion engines can be detected by one internal combustion engine pressure sensor, the configuration around the cylinder head can be simplified.

【0012】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載の内燃機関用圧力センサが出力する圧力信号を信号処
理する圧力信号処理手段とを有する圧力信号処理装置で
あって、前記圧力信号処理手段は、前記内燃機関用圧力
センサが出力する圧力信号の内、前記燃料噴射装置の噴
射に伴う振動信号成分を抽出する構成とされていること
を特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pressure signal processing device having pressure signal processing means for processing a pressure signal output by the internal combustion engine pressure sensor according to the second aspect, The processing means is characterized in that a vibration signal component accompanying the injection of the fuel injection device is extracted from the pressure signal output by the internal combustion engine pressure sensor.

【0013】上記請求項3の構成によれば、圧力信号処
理手段により、内燃機関用圧力センサが出力する圧力信
号から燃料噴射装置の噴射に伴う振動信号成分が抽出さ
れるため、この噴射に関する信号成分を別に利用するこ
とが可能となる。また、請求項4記載の発明は、請求項
3記載の圧力信号処理装置において、更に、前記圧力信
号処理手段で抽出された前記振動信号成分に基づいて、
前記燃料噴射装置の異常判定を行なう燃料噴射装置異常
判定手段を設けたことを特徴とするものである。
According to the third aspect of the present invention, the vibration signal component accompanying the injection of the fuel injection device is extracted from the pressure signal output from the pressure sensor for the internal combustion engine by the pressure signal processing means. The components can be used separately. According to a fourth aspect of the present invention, in the pressure signal processing device according to the third aspect, further based on the vibration signal component extracted by the pressure signal processing means,
A fuel injection device abnormality determining means for performing abnormality determination of the fuel injection device is provided.

【0014】上記請求項4の構成によれば、燃料噴射装
置異常判定手段により燃料噴射装置の異常判定を行なう
ことができる。即ち、圧力信号処理手段で抽出される燃
料噴射装置の振動信号成分は、燃料噴射装置の状態を反
映した信号である。仮に、燃料噴射装置への噴射の指令
信号が出力されている場合に、振動信号成分が抽出され
なかったとすると、燃料噴射装置が作動していないと判
定するとができる。また、振動信号成分が抽出されて
も、その振動信号が正常時に出力される振幅よりも大き
い或いは小さい場合には、燃料噴射装置の作動が正常で
はないと判定することができる。よって、燃料噴射装置
異常判定手段は、圧力信号処理手段で抽出された振動信
号成分に基づき、燃料噴射装置の異常判定を行なうこと
が可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the abnormality determination of the fuel injection device can be performed by the fuel injection device abnormality determination means. That is, the vibration signal component of the fuel injection device extracted by the pressure signal processing means is a signal reflecting the state of the fuel injection device. If the vibration signal component is not extracted when the command signal for injection to the fuel injection device is output, it can be determined that the fuel injection device is not operating. In addition, even if the vibration signal component is extracted, if the amplitude of the vibration signal is larger or smaller than the amplitude output in the normal state, it can be determined that the operation of the fuel injection device is not normal. Therefore, the fuel injection device abnormality determination unit can determine the abnormality of the fuel injection device based on the vibration signal component extracted by the pressure signal processing unit.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図1は本発明の一実施例である
内燃機関用圧力センサ30(以下、単に圧力センサとい
う)及び圧力信号処理装置50を示しており、本実施例
ではこの圧力センサ30及び圧力信号処理装置50を燃
料噴射装置10(以下、インジェクタという)のダイア
グノーシスに適用した例を示している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a pressure sensor 30 for an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as a pressure sensor) and a pressure signal processing device 50 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the pressure sensor 30 and the pressure signal processing device 50 are shown. Is applied to a diagnosis of a fuel injection device 10 (hereinafter, referred to as an injector).

【0016】尚、以下の説明においては、内燃機関(以
下、エンジンという)としてガソリンを燃料とするガソ
リンエンジン11を例に挙げて説明するが、本発明は軽
油を燃料とするディーゼルエンジンに対しても適用でき
るものである。本発明では、圧力センサ30をインジェ
クタ10に一体的に配設したことを特徴ととしている。
先ず、圧力センサ30が一体的に配設されるインジェク
タ10の構成について、図1及び図2を用いて説明す
る。
In the following description, a gasoline engine 11 using gasoline as an example of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) will be described. However, the present invention relates to a diesel engine using light oil as fuel. Is also applicable. The present invention is characterized in that the pressure sensor 30 is provided integrally with the injector 10.
First, the configuration of the injector 10 in which the pressure sensor 30 is integrally provided will be described with reference to FIGS.

【0017】本実施例に係るインジェクタ10は、図2
に示すように、エンジン11のシリンダヘッド12に直
接配設された構成とされている。即ち、インジェクタ1
0は、エンジン11の燃焼空間となる燃焼室13に臨ま
せてシリンダヘッド12に取り付けられた構成となって
いる。このインジェクタ10は、図1に示すように、大
略するとハウジング15,ホルダ16,バルブボデー1
7,コイルアセンブリ20,ニードルバルブ22,噴射
口23,及びスプリング24等により構成されている。
The injector 10 according to this embodiment is similar to the injector 10 shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the engine 11 is arranged directly on the cylinder head 12 of the engine 11. That is, the injector 1
Reference numeral 0 denotes a configuration in which the engine is mounted on the cylinder head 12 so as to face a combustion chamber 13 which is a combustion space of the engine 11. As shown in FIG. 1, the injector 10 roughly includes a housing 15, a holder 16, and a valve body 1.
7, a coil assembly 20, a needle valve 22, an injection port 23, a spring 24, and the like.

【0018】ハウジング15は、第1乃至第3のハウジ
ング15A〜15Cにより構成されている。第1のハウ
ジング15Aは、中央部に図中上下方向(図中、矢印A
1,A2方向)に貫通する燃料通路18が形成されてい
る。この燃料通路18の上端部には燃料ポンプから圧送
される燃料が供給されると共に、その内部には磁性体よ
りなるパイプ21が図中矢印A1,A2方向に移動可能
に配設されている。
The housing 15 is constituted by first to third housings 15A to 15C. The first housing 15A is located at the center in the vertical direction in the figure (arrow A in the figure).
(A1, A2 direction) is formed. A fuel pumped from a fuel pump is supplied to an upper end of the fuel passage 18, and a pipe 21 made of a magnetic material is disposed inside the fuel passage 18 so as to be movable in the directions of arrows A1 and A2 in the figure.

【0019】また、第1のハウジング15Aの上部外周
には、配線コネクタ19が配設されている。この配線コ
ネクタ19には、後述するエンジンコントロールユニッ
ト40(以下、ECUという)に接続されたケーブル
(図示せず)が接続される。また、配線コネクタ19
は、第1のハウジング15Aの気化部外周に配設された
コイルアセンブリ20に接続されている。よって、EC
U40からインジェクタ駆動信号が出力されると、この
インジェクタ駆動信号は配線コネクタ19を介してコイ
ルアセンブリ20に供給され、コイルアセンブリ20は
励磁する構成となっている。
A wiring connector 19 is provided on the outer periphery of the upper portion of the first housing 15A. To the wiring connector 19, a cable (not shown) connected to an engine control unit 40 (hereinafter, referred to as ECU) described later is connected. In addition, the wiring connector 19
Are connected to a coil assembly 20 arranged on the outer periphery of the vaporizing portion of the first housing 15A. Therefore, EC
When the injector drive signal is output from U40, the injector drive signal is supplied to the coil assembly 20 via the wiring connector 19, and the coil assembly 20 is configured to be excited.

【0020】前記したように、燃料通路18内に配設さ
れたパイプ21は磁性体材料により形成されている。ま
た、パイプ21は、燃料通路18内において矢印A1,
A2方向に移動可能な構成となっている。このため、コ
イルアセンブリ20が励磁することにより、パイプ21
は図中矢印A1,A2方向に移動する。一方、第2のハ
ウジング15Bは、コイルアセンブリ20の周りを覆う
ように第1のハウジング15Aに固定されている。この
第2のハウジング15Bの下端部には、ホルダ16を介
してバルブボデー17が固定されている。この固定状態
において、バルブボデー17の上部に形成されたフラン
ジ部28は、スペーサ25を介して第1のハウジング部
15Aと接合された状態となっている。
As described above, the pipe 21 provided in the fuel passage 18 is made of a magnetic material. In addition, the pipe 21 has arrows A1,
It is configured to be movable in the A2 direction. Therefore, when the coil assembly 20 is excited, the pipe 21
Moves in the directions of arrows A1 and A2 in the figure. On the other hand, the second housing 15B is fixed to the first housing 15A so as to cover around the coil assembly 20. A valve body 17 is fixed to a lower end of the second housing 15B via a holder 16. In this fixed state, the flange part 28 formed on the upper part of the valve body 17 is in a state of being joined to the first housing part 15A via the spacer 25.

【0021】また、バルブボデー17の内部には、ニー
ドルバルブ22が配設されている。このニードルバルブ
22は、前記したパイプ21の下端部に一体的に接合し
た構成とされている。よって、上記のようにECU40
からインジェクタ駆動信号が出力されてパイプ21が図
中矢印A1,A2方向に移動すると、これに伴いニード
ルバルブ22も図中矢印A1,A2方向に移動する。更
に、ニードルバルブ22の上部にはコイルスプリング2
4がパイプ21を挿通するよう配設されており、このコ
イルスプリング24はニードルバルブ22を下方向(矢
印A2方向)に付勢する構成とされている。
A needle valve 22 is provided inside the valve body 17. The needle valve 22 is configured to be integrally joined to the lower end of the pipe 21 described above. Therefore, as described above, the ECU 40
When the injector 21 outputs an injector drive signal and the pipe 21 moves in the directions of arrows A1 and A2 in the figure, the needle valve 22 also moves in the directions of arrows A1 and A2 in the figure. Further, a coil spring 2 is provided above the needle valve 22.
The coil spring 24 urges the needle valve 22 downward (in the direction of arrow A2).

【0022】ニードルバルブ22の下端部は、バルブボ
デー17の下端部に形成された噴射口23を開閉する構
成とされている。即ち、ニードルバルブ22が図中矢印
A2方向に移動するとニードルバルブ22の先端は噴射
口23を閉弁し、またニードルバルブ22が図中矢印A
1方向に移動するとニードルバルブ22の先端は噴射口
23を開弁する。
The lower end of the needle valve 22 opens and closes an injection port 23 formed at the lower end of the valve body 17. That is, when the needle valve 22 moves in the direction of arrow A2 in the figure, the tip of the needle valve 22 closes the injection port 23, and the needle valve 22 moves in the direction of arrow A2 in the figure.
When moved in one direction, the tip of the needle valve 22 opens the injection port 23.

【0023】ECU40から駆動信号が供給されていな
い状態では、コイルアセンブリ20は励磁されていない
ため、パイプ21及びニードルバルブ22はコイルスプ
リング24の弾性力により矢印A2方向に変位し、よっ
て噴射口23は閉弁した状態となっている。一方、EC
U40から駆動信号が供給されると、コイルアセンブリ
20は励磁され、この磁力によりパイプ21及びニード
ルバルブ22はコイルスプリング24の弾性力に抗して
矢印A1方向に変位し、よって噴射口23は開弁した状
態となる。噴射口23が開弁することにより、燃料ポン
プから供給された燃料は、燃料通路18を通り噴射口2
3から燃焼室13内に噴射される。
When the drive signal is not supplied from the ECU 40, since the coil assembly 20 is not excited, the pipe 21 and the needle valve 22 are displaced in the direction of arrow A2 by the elastic force of the coil spring 24. Is in a closed state. Meanwhile, EC
When the drive signal is supplied from U40, the coil assembly 20 is excited, and the magnetic force causes the pipe 21 and the needle valve 22 to be displaced in the direction of the arrow A1 against the elastic force of the coil spring 24, so that the injection port 23 is opened. It will be in the valved state. When the injection port 23 is opened, the fuel supplied from the fuel pump passes through the fuel passage 18 and the injection port 2
3 is injected into the combustion chamber 13.

【0024】第3のハウジング15Cは、前記した第2
のハウジング15Bの外周位置に固定されている。この
第3のハウジング15Cの外周部には固定ネジ部26が
形成されている。更に、第3のハウジング15Cの外周
部には、本発明の要部となる圧電センサ30が配設され
ている。圧電センサ30は、例えば環状構造とされたピ
エゾ圧電素子であり、第3のハウジング15Cの外周部
を囲繞するよう配設されている。この圧電センサ30は
センサ用固定ホルダ31に固定されており、更にセンサ
用固定ホルダ31は第3のハウジング15Cの外周部に
固定されている。よって、圧電センサ30は、センサ用
固定ホルダ31を介して第3のハウジング15C(即
ち、インジェクタ10)に一体的に固定された構成とな
っている。
The third housing 15C is provided with the second housing 15C.
Is fixed to the outer peripheral position of the housing 15B. A fixing screw portion 26 is formed on an outer peripheral portion of the third housing 15C. Further, a piezoelectric sensor 30 which is a main part of the present invention is provided on the outer peripheral portion of the third housing 15C. The piezoelectric sensor 30 is, for example, a piezoelectric element having an annular structure, and is disposed so as to surround an outer peripheral portion of the third housing 15C. The piezoelectric sensor 30 is fixed to a sensor fixed holder 31, and the sensor fixed holder 31 is fixed to the outer peripheral portion of the third housing 15C. Therefore, the piezoelectric sensor 30 is configured to be integrally fixed to the third housing 15C (that is, the injector 10) via the sensor fixing holder 31.

【0025】更に、圧電センサ30の下部には、センサ
用スペーサ32が配設されている。このセンサ用スペー
サ32は、インジェクタ10がシリンダヘッド12に配
設された状態において、シリンダヘッド12と圧電セン
サ30との間に介装されるものである。また、センサ用
スペーサ32は、例えば環状の金属製ワッシャであり、
圧電センサ30が直接シリンダヘッド12に当接するの
を防止する機能を奏している。
Further, a sensor spacer 32 is provided below the piezoelectric sensor 30. The sensor spacer 32 is interposed between the cylinder head 12 and the piezoelectric sensor 30 in a state where the injector 10 is disposed on the cylinder head 12. The sensor spacer 32 is, for example, an annular metal washer,
The function of preventing the piezoelectric sensor 30 from directly contacting the cylinder head 12 is provided.

【0026】上記構成とされたインジェクタ10は、シ
リンダヘッド12に形成されている開口部14に取り付
けられる。開口部14の形状は、インジェクタ10の外
形と対応する形状とされている。また、開口部14の内
壁上部の所定部分にはネジ部14Aが形成されており、
このネジ部14Aにはインジェクタ10の第3のハウジ
ング15Cに形成された固定ネジ部26が螺合する構成
とされている。
The injector 10 having the above structure is attached to an opening 14 formed in the cylinder head 12. The shape of the opening 14 is a shape corresponding to the outer shape of the injector 10. Further, a screw portion 14A is formed at a predetermined portion of the upper portion of the inner wall of the opening portion 14,
A fixing screw 26 formed on the third housing 15C of the injector 10 is screwed into the screw 14A.

【0027】よって、固定ネジ部26をネジ部14Aに
螺着することにより、インジェクタ10はシリンダヘッ
ド12に固定される。このインジェクタ10がシリンダ
ヘッド12に固定された状態において、インジェクタ1
0の下端部(図中、矢印A2方向端部)は開口部14よ
り燃焼室13に臨んだ状態となる。また、この固定に状
態において、圧力センサ30はセンサ用スペーサ32を
介してシリンダヘッド12に圧接される。
Accordingly, the injector 10 is fixed to the cylinder head 12 by screwing the fixing screw 26 to the screw 14A. In a state where the injector 10 is fixed to the cylinder head 12, the injector 1
The lower end of 0 (the end in the direction of arrow A <b> 2 in the figure) is in a state facing the combustion chamber 13 through the opening 14. In this fixed state, the pressure sensor 30 is pressed against the cylinder head 12 via the sensor spacer 32.

【0028】従って、燃焼室13内の燃焼圧はインジェ
クタ10に印加され、ニードルバルブ22及びハウジン
グ15を介してこの燃焼圧は圧力センサ30に印加され
る。よって、本実施例の構成によれば、インジェクタ1
0に取り付けられた圧力センサ30により、燃焼室13
内の燃焼圧を検出することが可能となる。一方、上記の
ようにインジェクタ10は、ECU40から駆動信号が
供給されることによりニードルバルブ22が移動し燃料
を噴射する構成とされている。この燃料噴射時には、噴
射口23から高圧の燃料が噴射されるため、インジェク
タ10には燃料噴射に起因した振動(以下、この振動を
噴射時振動という)が発生する。
Accordingly, the combustion pressure in the combustion chamber 13 is applied to the injector 10, and the combustion pressure is applied to the pressure sensor 30 via the needle valve 22 and the housing 15. Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the injector 1
0 by the pressure sensor 30 attached to the combustion chamber 13.
It becomes possible to detect the combustion pressure in the inside. On the other hand, as described above, the injector 10 is configured such that the needle valve 22 moves to inject fuel when a drive signal is supplied from the ECU 40. At the time of this fuel injection, high-pressure fuel is injected from the injection port 23, and therefore, the injector 10 generates vibration (hereinafter, referred to as injection vibration) due to the fuel injection.

【0029】この噴射時振動は、当然のことながら燃料
を噴射していない時には発生することはない。また、こ
の噴射時振動は、噴射口23から噴射される燃料の噴射
圧(以下、これを燃料噴射圧PI と示す)に相関するこ
とが知られている。従って、圧力センサ30をインジェ
クタ10に一体的に取り付けることにより、この圧力セ
ンサ30によりインジェクタ10の作動状態(即ち、燃
料噴射を行なっているか、或いは燃料噴射を行なってい
ないか)を検知することができ、また燃料噴射を行なっ
ている場合には、上記噴射時振動と燃料噴射圧との相関
関係を利用して、燃料噴射圧PI を検知することが可能
となる。更に、前記したように、圧力センサ30は燃焼
室13内の燃焼圧をも検出することができる。
This injection vibration does not occur when fuel is not being injected. Further, when the injection vibration, injection pressure of fuel injected from the injection port 23 (hereinafter, referred to as fuel injection pressure P I) is known to correlate to. Therefore, by integrally attaching the pressure sensor 30 to the injector 10, it is possible to detect the operating state of the injector 10 (that is, whether fuel injection is performed or not) by the pressure sensor 30. can, and when doing the fuel injection, by utilizing the correlation between the injection time of the vibration and the fuel injection pressure, it is possible to detect the fuel injection pressure P I. Further, as described above, the pressure sensor 30 can also detect the combustion pressure in the combustion chamber 13.

【0030】即ち、本実施例によれば一つの圧力センサ
30により、インジェクタ10の作動状態、燃料噴
射圧PI ,燃焼室13内の燃焼圧を検知することが可
能となる。このように、一つの圧力センサ30により、
上記した〜の状態検出ができるため、個々の状態検
出用のセンサを別個に配設する構成に比べ、シリンダヘ
ッド12周りの構成を簡単化することができる。
That is, according to the present embodiment, the operating state of the injector 10, the fuel injection pressure P I , and the combustion pressure in the combustion chamber 13 can be detected by one pressure sensor 30. Thus, by one pressure sensor 30,
Since the above-mentioned state detection can be performed, the configuration around the cylinder head 12 can be simplified as compared with a configuration in which sensors for detecting the individual states are separately provided.

【0031】続いて、上記構成とされた圧力センサ30
が接続される圧力信号処理装置50について、主に図1
及び図3を用いて説明する。圧力信号処理装置50は、
大略するとECU40とアラーム41とにより構成され
ている。ECU40は、圧力センサ30が出力する上記
〜の状態検出情報を含む信号(以下、この信号を圧
力信号という)を信号処理する圧力信号処理手段を構成
するものである。
Subsequently, the pressure sensor 30 having the above-described structure is used.
Is mainly connected to the pressure signal processing device 50 to which FIG.
This will be described with reference to FIG. The pressure signal processing device 50
In brief, it is constituted by the ECU 40 and the alarm 41. The ECU 40 constitutes pressure signal processing means for processing a signal including the above-described state detection information output from the pressure sensor 30 (hereinafter, this signal is referred to as a pressure signal).

【0032】このECU40は、図3に示すようにロー
パスフィルタ42(以下、LPFという),ハイパスフ
ィルタ43(以下、HPFという),中央演算処理装置
44(以下、CPUという),及びリードオンリーメモ
リ45(以下、ROMという)等により構成されてい
る。また、アラーム41は、後述するECU40が実施
するインジェクタ10の異常判定処理において、異常判
定がされた場合に警告を発生するものである。尚、警告
の手段は特定されるものではなく、例えば運転席のイン
ストルメントパネルにアラームランプを配設してこれを
点灯させる構成としてもよく、また警報音を発生させる
構成等としてもよい。
As shown in FIG. 3, the ECU 40 includes a low-pass filter 42 (hereinafter referred to as LPF), a high-pass filter 43 (hereinafter referred to as HPF), a central processing unit 44 (hereinafter referred to as CPU), and a read-only memory 45. (Hereinafter referred to as a ROM). The alarm 41 is for issuing a warning when an abnormality is determined in an abnormality determination process of the injector 10 performed by the ECU 40 described later. The warning means is not specified. For example, an alarm lamp may be provided on an instrument panel in the driver's seat to light it, or a warning sound may be generated.

【0033】また、図示しないが、ECU40には回転
数センサやアクセル開度センサ等のエンジン11の運転
状態を検出する種々のセンサが接続されている。そし
て、ECU40は、これらのセンサの出力信号に基づい
てエンジン11の運転状態を検出し、この検出された運
転状態に応じた最適な燃料噴射制御を実施して、インジ
ェクタ10に対し最適燃料噴射を行いうる駆動信号を出
力する。
Although not shown, the ECU 40 is connected to various sensors for detecting the operating state of the engine 11, such as a rotational speed sensor and an accelerator opening sensor. The ECU 40 detects the operating state of the engine 11 based on the output signals of these sensors, performs optimal fuel injection control according to the detected operating state, and performs optimal fuel injection to the injector 10. It outputs a drive signal that can be performed.

【0034】ここで、圧力センサ30から出力される圧
力信号について説明する。上記のように、圧力センサ3
0から出力される圧力信号にはインジェクタ10の作
動状態、燃料噴射圧PI ,燃焼室13内の燃焼圧の
3つの情報が含まれている。この内、及びの情報
は、噴射時に発生するインジェクタ10の振動信号(以
下、この信号をインジェクタ作動信号という)として得
ることができるものであり、またの情報は爆発行程に
おいて発生する燃焼圧信号として得ることができる。
Here, the pressure signal output from the pressure sensor 30 will be described. As described above, the pressure sensor 3
The pressure signal output from 0 includes three pieces of information such as the operating state of the injector 10, the fuel injection pressure P I , and the combustion pressure in the combustion chamber 13. Among them, the information can be obtained as a vibration signal of the injector 10 generated at the time of injection (hereinafter, this signal is referred to as an injector operation signal), and the other information is obtained as a combustion pressure signal generated in the explosion stroke. Obtainable.

【0035】上記のインジェクタ作動信号は、約7kH
z〜12kHzの比較的高い周波数成分の信号であるこ
とが知られている。また、燃焼圧信号は、約5kHz以
下のインジェクタ作動信号の周波数帯域に比べて低い周
波数成分の信号であることが知られている。このよう
に、インジェクタ作動信号と燃焼圧信号は異なる周波数
特性を有しているため、圧力センサ30から出力される
圧力信号をインジェクタ作動信号と燃焼圧信号とを分離
することが可能である。本実施例では、圧力センサ30
から出力される圧力信号をインジェクタ作動信号と燃焼
圧信号とに分離する手段として、前記したLPF42及
びHPF43を用いている。
The above-mentioned injector operation signal is about 7 kHz.
It is known that the signal has a relatively high frequency component of z to 12 kHz. It is known that the combustion pressure signal is a signal having a frequency component lower than the frequency band of the injector operation signal of about 5 kHz or less. As described above, since the injector operation signal and the combustion pressure signal have different frequency characteristics, it is possible to separate the pressure signal output from the pressure sensor 30 into the injector operation signal and the combustion pressure signal. In this embodiment, the pressure sensor 30
The LPF 42 and the HPF 43 described above are used as means for separating the pressure signal output from the ECU into an injector operation signal and a combustion pressure signal.

【0036】具体的には、上記のようにインジェクタ作
動信号は比較的高い周波数成分の信号であるため、HP
F43を通過させることにより圧力信号からインジェク
タ作動信号を分離することができる。また、燃焼圧信号
は低い周波数成分の信号であるため、LPF42を通過
させることにより圧力信号から燃焼圧信号を分離するこ
とができる。このように生成されたインジェクタ作動信
号及び燃焼圧信号はCPU44に送られ、CPU44は
この各信号に基づき後述する所定の処理を実施する。
Specifically, since the injector operation signal is a signal having a relatively high frequency component as described above,
By passing through F43, the injector activation signal can be separated from the pressure signal. Further, since the combustion pressure signal is a signal having a low frequency component, the combustion pressure signal can be separated from the pressure signal by passing through the LPF 42. The injector operation signal and the combustion pressure signal generated in this way are sent to the CPU 44, and the CPU 44 performs predetermined processing described later based on the signals.

【0037】図5は、圧力信号、及びこの圧力信号から
LPF42(遮断周波数1.5kHz)及びHPF43
(遮断周波数2.0kHz)を用いることにより分離さ
れたインジェクタ作動信号及び燃焼圧信号を示してい
る。尚、各図において、縦軸は出力電圧を示しており、
横軸は時間を示している。また、各図には、噴射信号も
合わせて示している。
FIG. 5 shows a pressure signal and the LPF 42 (cutoff frequency 1.5 kHz) and the HPF 43 from the pressure signal.
4 shows the injector activation signal and the combustion pressure signal separated by using (cutoff frequency 2.0 kHz). In each figure, the vertical axis indicates the output voltage,
The horizontal axis indicates time. Each drawing also shows the injection signal.

【0038】図5(A)は、圧力センサ30から出力さ
れた圧力信号を示している。また、図5(B)は、LP
F42を通過させることにより、圧力信号から分離され
た燃焼圧信号を示している。また、同図には別個の燃焼
圧検出装置により検出された燃焼圧信号の波形(参照燃
焼圧信号波形という)も合わせて示している。この参照
燃焼圧信号波形と本実施例で得られた燃焼圧信号の波形
とを対比すると、燃焼圧信号の波形は参照燃焼圧信号波
形と極めて近似しており、よって圧力センサ30をイン
ジェクタ10に取り付けた構成であっても精度の高い燃
焼圧の検出ができることが分かる。
FIG. 5A shows a pressure signal output from the pressure sensor 30. FIG. 5B shows the LP.
Shown is the combustion pressure signal separated from the pressure signal by passing through F42. FIG. 2 also shows a waveform of a combustion pressure signal detected by a separate combustion pressure detection device (referred to as a reference combustion pressure signal waveform). When this reference combustion pressure signal waveform is compared with the combustion pressure signal waveform obtained in the present embodiment, the combustion pressure signal waveform is very similar to the reference combustion pressure signal waveform, and thus the pressure sensor 30 is connected to the injector 10. It can be seen that the combustion pressure can be detected with high accuracy even with the attached structure.

【0039】また、図5(C)は、HPF43を通過さ
せることにより、圧力信号から分離されたインジェクタ
作動信号を示している。前記したように、燃料噴射時に
インジェクタ10に発生する噴射時振動は燃料噴射圧と
相関関係を有しており、よってインジェクタ作動信号と
燃料噴射圧PI も相関関係を有している。即ち、インジ
ェクタ作動信号から燃料噴射圧PI を求めることができ
る。
FIG. 5C shows the injector operation signal separated from the pressure signal by passing through the HPF 43. As described above, when the injection occurring in the injector 10 during fuel injection vibration has a correlation with the fuel injection pressure, thus also the injector actuation signal and the fuel injection pressure P I have the correlation. That is, it is possible to determine the fuel injection pressure P I from the injector actuation signal.

【0040】ここで、インジェクタ作動信号から燃料噴
射圧PI を求める、具体的な方法について説明する。燃
料噴射圧PI は、図6を用いることにより、インジェク
タ作動信号の振幅(図5(C)に矢印VP で示す)から
求めることができる。図6は、実験により求めたインジ
ェクタ作動信号の最大振幅VP と燃料噴射圧PI との関
係を示す図である。同図に示すように、インジェクタ作
動信号の最大振幅VP と燃料噴射圧PI は略比例関係に
ある。従って、図6に示す最大振幅V P と燃料噴射圧P
I との関係をマップとしてROM45に記憶させておく
ことにより、インジェクタ作動信号から求められる最大
振幅VP から燃料噴射圧PI を演算することが可能とな
る。
Here, the fuel injection from the injector operation signal is performed.
Shot pressure PIThe following describes a specific method for determining Burning
Injection pressure PICan be injected by using FIG.
The amplitude of the operation signal (arrow V in FIG. 5C)PFrom)
You can ask. Fig. 6 shows the experimentally determined indicators.
Maximum amplitude V of the actuator operation signalPAnd fuel injection pressure PIRelationship with
FIG. As shown in the figure, the injector
Maximum amplitude V of motion signalPAnd fuel injection pressure PIIs approximately proportional
is there. Therefore, the maximum amplitude V shown in FIG. PAnd fuel injection pressure P
IIs stored in the ROM 45 as a map.
The maximum required from the injector operation signal
Amplitude VPFrom the fuel injection pressure PICan be calculated
You.

【0041】続いて、上記のようにして求められる最大
振幅VP と燃料噴射圧PI とに基づき実施される、イン
ジェクタ10の異常検出処理について説明する。図4
は、ECU40内のCPU44が実行する異常検出処理
を示すフローチャートである。同図に示す異常検出処理
が起動されると、先ずステップ100において、インジ
ェクタ10が燃料を噴射しているか否かが判別される。
ステップ100での判別処理は、例えば、インジェクタ
10に対してECU40から駆動信号が供給されている
か否かに基づいて行なわれる。
Next, a description will be given of an abnormality detection process of the injector 10 which is performed based on the maximum amplitude VP and the fuel injection pressure P I obtained as described above. FIG.
5 is a flowchart showing an abnormality detection process executed by the CPU 44 in the ECU 40. When the abnormality detection process shown in the figure is started, first, in step 100, it is determined whether or not the injector 10 is injecting fuel.
The determination process in step 100 is performed based on, for example, whether a drive signal is supplied to the injector 10 from the ECU 40.

【0042】その結果、ECU40から駆動信号が供給
されていないと判断されると、インジェクタ10に対す
る異常判定処理が実施できないため、処理をステップ1
02に進め、未処理インジェクタの有無が判定される。
ここで、未処理インジェクタとは、異常判定処理が実施
されていないインジェクタをいう。エンジン11は複数
気筒を有しており、各気筒毎にインジェクタ10が配設
されている。本実施例に係る異常判定処理は、この各イ
ンジェクタ10について実施されるため、ステップ10
2の処理が設けられている。そして、ステップ102の
処理において未処理インジェクタが有ると判断される
と、処理はステップ100に戻り、この未処理インジェ
クタに対してステップ100以降の異常判定処理が実施
される。これに対し、全てのインジェクタ10について
異常判定処理が実施され、よってステップ102の処理
において未処理インジェクタが無いと判断されると本異
常判定処理は終了する。
As a result, when it is determined that the drive signal is not supplied from the ECU 40, the abnormality determination processing for the injector 10 cannot be performed, and therefore the processing is performed in step 1
02, the presence or absence of an unprocessed injector is determined.
Here, the unprocessed injector refers to an injector for which an abnormality determination process has not been performed. The engine 11 has a plurality of cylinders, and an injector 10 is provided for each cylinder. Since the abnormality determination processing according to the present embodiment is performed for each of the injectors 10, Step 10
Two processes are provided. If it is determined in step 102 that there is an unprocessed injector, the process returns to step 100, and the undetermined injector is subjected to abnormality determination processing in step 100 and subsequent steps. On the other hand, the abnormality determination processing is performed for all the injectors 10, and thus, if it is determined in step 102 that there is no unprocessed injector, the abnormality determination processing ends.

【0043】一方、ステップ100において、インジェ
クタ10にECU40から駆動信号が供給されていると
判断された場合には、処理はステップ10に進み、前記
した最大振幅VP の検出処理が行なわれる。即ち、前記
したように、圧力センサ30から出力される圧力信号を
HPF43に通してインジェクタ作動信号を分離し、こ
のインジェクタ作動信号より最大振幅VP を求める。ま
た、続くステップ106では、ステップ104で求めら
れた最大振幅VP に基づき、予めROM45に格納され
ている図6に対応するマップを用いて、燃料噴射圧PI
を算出する。
On the other hand, in step 100, when the driving signal from the ECU40 to the injector 10 is determined to have been supplied, the process proceeds to step 10, the detection process of the maximum amplitude V P of the above-mentioned is performed. That is, as described above, to separate the injector actuation signal through the pressure signal output from the pressure sensor 30 to the HPF 43, determine the maximum amplitude V P from the injector actuation signal. In addition, in subsequent step 106, based on the maximum amplitude V P obtained in Step 104, by using a map corresponding to FIG. 6 which is stored in advance in the ROM 45, the fuel injection pressure P I
Is calculated.

【0044】続いて実施されるステップ108では、ス
テップ104で求められた最大振幅VP が、インジェク
タ10が正常に作動している時に発生する振幅の範囲内
にあるか否かが判断される。前記したようにインジェク
タ10が燃料噴射を行なう場合、インジェクタ10には
振動が発生するが、この振動の大きさは最大振幅VP
比例している。また、運転状態によりインジェクタ10
の燃料噴射量は変化し、これに伴いインジェクタ10で
発生する振動の大きさも変化する。この際、正常にイン
ジェクタ10が作動している時に発生する振動の変化
は、予め実験により求めることが可能である。
[0044] Subsequently in step is performed 108, the maximum amplitude V P obtained in Step 104, whether or not within the range of the amplitude which occurs when the injector 10 is operating normally or not. If the injector 10 as described above performs the fuel injection, the vibration is generated in the injector 10, the magnitude of the vibration is proportional to the maximum amplitude V P. Also, depending on the operating state, the injector 10
Of the fuel injection amount changes, and accordingly, the magnitude of the vibration generated in the injector 10 also changes. At this time, a change in vibration generated when the injector 10 is operating normally can be obtained in advance by an experiment.

【0045】いま、実験により求められた正常にインジ
ェクタ10が作動している時に発生する最大の振動に対
応する最大振幅VP を最大振幅値VMAX とし、正常にイ
ンジェクタ10が作動している時に発生する最小の振動
に対応する最大振幅VP を最小振幅値VMIN とする。ス
テップ108では、ステップ104で求められた現在の
インジェクタ10の最大振幅VP が、上記した最大振幅
値VMAX と最小振幅値VMIN との間の値であるか否かが
判断される(VMIN <VP <VMAX )。
Now, the maximum amplitude V P corresponding to the maximum vibration generated when the injector 10 is operating normally obtained by the experiment is set as the maximum amplitude value V MAX, and when the injector 10 is operating normally. the maximum amplitude V P corresponding to the minimum of the vibration generated to the minimum amplitude value V MIN. In step 108, the maximum amplitude V P of the current injector 10 calculated in step 104, whether a value between the maximum amplitude value V MAX and the minimum amplitude value V MIN described above can be determined (V MIN <V P <V MAX) .

【0046】そして、ステップ108において否定判断
がされた場合、即ち最大振幅VP が最大振幅値VMAX
り大きい或いは最大振幅VP が最小振幅値VMIN より小
さいと判断された場合には、処理はステップ110に進
み、インジェクタ10が正常に作動していないことを示
すアラームを起動する。これにより運転者は、インジェ
クタ10が適正に作動していないことを認知することが
できる。
[0046] Then, if it is a negative determination in step 108, i.e. if the maximum amplitude V P is the maximum amplitude value V MAX is larger than or the maximum amplitude V P is determined to the minimum amplitude value V MIN smaller than the processing Proceeds to step 110 and activates an alarm indicating that injector 10 is not operating properly. This allows the driver to recognize that the injector 10 is not operating properly.

【0047】尚、ここでインジェクタ10の最大振幅V
P が最大振幅値VMAX 以上となる場合は、何らかの理由
により例えばインジェクタ10に対しECU40から過
大な駆動信号が供給された場合等であり、またインジェ
クタ10の最大振幅VP が最小振幅値VMIN 以下となる
場合は、例えば断線等によりインジェクタ10に対しE
CU40から駆動信号が供給されない場合等である。
Here, the maximum amplitude V of the injector 10
If P is equal to or greater than the maximum amplitude value V MAX, a case such as excessive drive signal from the ECU40 to example injector 10 for some reason it has been supplied, and the maximum amplitude V P is the minimum amplitude value V MIN of the injector 10 In the following cases, for example, E
This is the case where no drive signal is supplied from the CU 40.

【0048】一方、ステップ108で肯定判断がされた
場合、即ちインジェクタ10が正常に作動していると判
断された場合には、処理はステップ112に進む。ステ
ップ112では、ステップ106で求められた燃料噴射
圧PI が、所定の圧力範囲内にあるか否かが判断され
る。ステップ108の処理により、インジェクタ10が
正常に作動していると判断された場合であっても、例え
ば燃料ポンプの異常,燃料を搬送するサクションチュー
ブの異常等により、燃料噴射圧PI が既定の燃料圧とな
らない場合がある。ステップ112では、これらの異常
を検知するために設けられている。
On the other hand, if a positive determination is made in step 108, that is, if it is determined that the injector 10 is operating normally, the process proceeds to step 112. In step 112, it is determined whether or not the fuel injection pressure P I obtained in step 106 is within a predetermined pressure range. The processing in step 108, even when it is determined that the injector 10 is operating correctly, for example, abnormality of the fuel pump, the abnormality of the suction tube for transporting the fuel, the fuel injection pressure P I is the default The fuel pressure may not be reached. Step 112 is provided to detect these abnormalities.

【0049】具体的には、CPU44において、ECU
40から出力される駆動信号によりインジェクタ10で
正常に噴射処理が行なわれた場合に発生する最大燃料噴
射圧PMAX と最小燃料噴射圧PMIN を演算しておき、ス
テップ106で求められた現在の燃料噴射圧PI が、上
記した最大燃料噴射圧PMAX と最小燃料噴射圧PMIN
の間の値であるか否かを判断する(PMIN <PI <P
MAX )。
Specifically, in the CPU 44, the ECU
The maximum fuel injection pressure P MAX and the minimum fuel injection pressure P MIN generated when the injector 10 normally performs the injection processing based on the drive signal output from 40 are calculated, and the current fuel injection pressure P MIN obtained in step 106 is calculated. It is determined whether the fuel injection pressure P I is a value between the above-described maximum fuel injection pressure P MAX and the minimum fuel injection pressure P MIN (P MIN <P I <P
MAX ).

【0050】そして、ステップ112において否定判断
がされた場合、即ち現在の燃料噴射圧PI が最大燃料噴
射圧PMAX より大きい、或いは燃料噴射圧PI が最小燃
料噴射圧PMIN より小さいと判断された場合には、処理
はステップ114に進み、燃料噴射圧PI に異常が発生
していることを示すアラームを起動する。これにより運
転者は、燃料噴射圧PI に異常が発生していること(即
ち、燃料ポンプやサクションチューブに異常が発生して
いる可能性があることを)を認知することができる。
If a negative determination is made in step 112, that is, it is determined that the current fuel injection pressure P I is larger than the maximum fuel injection pressure P MAX or that the fuel injection pressure P I is smaller than the minimum fuel injection pressure P MIN. in a case where it is, the process proceeds to step 114, abnormality in the fuel injection pressure P I starts an alarm to indicate that has occurred. This allows the driver to recognize that an abnormality has occurred in the fuel injection pressure P I (that is, there is a possibility that an abnormality has occurred in the fuel pump or the suction tube).

【0051】尚、上記した実施例において、図4に示す
ステップ108〜114の処理が特許請求の範囲に記載
の「燃料噴射装置異常判定手段」に対応する。また、上
記した実施例では特にエンジンの限定はしなかったが、
本発明は各種エンジンに適用可能なものである。即ち、
4気筒ディーゼルエンジン,6気筒ディーゼルエンジ
ン,4気筒ガソリンエンジン,6気筒ガソリンエンジン
等に広く適用できるものである。
In the above-described embodiment, the processing of steps 108 to 114 shown in FIG. 4 corresponds to "fuel injection apparatus abnormality determination means" described in the claims. In the above embodiment, the engine was not particularly limited.
The present invention is applicable to various engines. That is,
It can be widely applied to four-cylinder diesel engines, six-cylinder diesel engines, four-cylinder gasoline engines, six-cylinder gasoline engines, and the like.

【0052】また、上記した実施例では、圧力センサ3
0の配設位置をインジェクタ10のハウジング外周位置
とした。しかるに、圧力センサ30の配設位置はこれに
限定されるものではなく、燃焼圧の検出及びインジェク
タ10に発生する振動を検出可能な位置であれば、他の
位置に配置してもよい。図7は、圧力センサ30を他の
位置に配置した例を示している。図7(A)に示す構成
では、圧力センサ30をバルブボデー17のフランジ部
28の上面とハウジング15との接合位置に配置してい
る。図7(B)に示す構成では、圧力センサ30をバル
ブボデー17のフランジ部28の下面とハウジング15
下端の鍔部29との間に配置している。図7(C)に示
す構成では、圧力センサ30をハウジング15を構成す
る第2のハウジング15Bと第3のハウジング15Cと
の間に配置している。このように、圧力センサ30の配
置位置は種々選定することが可能である。
In the above embodiment, the pressure sensor 3
The arrangement position of 0 is defined as the outer peripheral position of the housing of the injector 10. However, the disposition position of the pressure sensor 30 is not limited to this, and may be disposed at any other position as long as it can detect the combustion pressure and the vibration generated in the injector 10. FIG. 7 shows an example in which the pressure sensor 30 is arranged at another position. In the configuration shown in FIG. 7A, the pressure sensor 30 is arranged at a joint position between the upper surface of the flange portion 28 of the valve body 17 and the housing 15. In the configuration shown in FIG. 7B, the pressure sensor 30 is connected to the lower surface of the flange 28 of the valve body 17 and the housing 15.
It is arranged between the lower end and the flange portion 29. In the configuration shown in FIG. 7C, the pressure sensor 30 is disposed between the second housing 15B and the third housing 15C that constitute the housing 15. As described above, the arrangement position of the pressure sensor 30 can be variously selected.

【0053】また、本実施例では上記にようにインジェ
クタ作動信号にフィルタ処理を行なうことにより圧力信
号をインジェクタ作動信号と燃焼圧信号に分離する構成
としているが、各信号を分離できればフィルタ処理以外
の信号分離手段を用いて各信号の分離処理を行なう構成
としてもよい。また、上記した実施例では、圧力信号か
らインジェクタ作動信号及び燃焼圧信号のみを分離する
構成とした。しかるに、圧力センサ30が検出する圧力
信号には、ノッキングにより発生する振動も含まれてい
る。よって、前記したLPF42,HPF43に加え、
ノッキングの振動を抽出しうる適当な帯域を有するフィ
ルタを更に設けることにより、ノック信号を検知する構
成とすることも可能である。
In this embodiment, the pressure signal is separated into the injector operation signal and the combustion pressure signal by performing the filtering process on the injector operation signal as described above. A configuration may be employed in which each signal is separated using signal separation means. In the above embodiment, only the injector operation signal and the combustion pressure signal are separated from the pressure signal. However, the pressure signal detected by the pressure sensor 30 includes vibration generated by knocking. Therefore, in addition to the LPF 42 and HPF 43 described above,
By further providing a filter having an appropriate band capable of extracting knocking vibration, it is possible to adopt a configuration in which a knock signal is detected.

【0054】また、上記した実施例では、インジェクタ
作動信号から求められる燃料噴射圧PI をインジェクタ
10の異常判定に用いた構成としたが、燃料噴射圧PI
の利用はこれに限定されるものではなく、例えばこの燃
料噴射圧PI に基づき実際にインジェクタ10が噴射し
た燃料量を演算し、これを空燃比制御に反映させる等の
利用を行なうことも可能である。
[0054] Further, in the above embodiment, a configuration using the fuel injection pressure P I obtained from the injector actuation signal to the abnormality determination of the injector 10, the fuel injection pressure P I
The use of the fuel injection method is not limited to this. For example, it is possible to calculate the amount of fuel actually injected by the injector 10 based on the fuel injection pressure P I and reflect the calculated amount in the air-fuel ratio control. It is.

【0055】更に、上記した実施例では圧力センサをイ
ンジェクタに配設した構成を示したが、シリンダヘッド
周りのコンパクト化を図る面からは、圧力センサをシリ
ンダヘッドに配設されているバルブに設ける構成とする
ことも考えられる。この構成の場合には、バルブが閉じ
た状態において燃焼圧の検出を行なうこととなる。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the pressure sensor is provided on the injector is shown. However, from the viewpoint of making the area around the cylinder head compact, the pressure sensor is provided on the valve provided on the cylinder head. A configuration is also conceivable. In the case of this configuration, the detection of the combustion pressure is performed with the valve closed.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、次に述べる種々の効果
を実現することができる。 上記請求項1記載の発明に
よれば、内燃機関用圧力センサにより燃料噴射装置が燃
料を噴射する際に発生する振動を検知することが可能と
なるため、内燃機関用圧力センサの出力する圧力振動に
基づき燃料噴射装置が適正に作動しているかどうかを判
定することができる。
According to the present invention, the following various effects can be realized. According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect the vibration generated when the fuel injection device injects the fuel with the pressure sensor for the internal combustion engine, so that the pressure vibration output from the pressure sensor for the internal combustion engine is detected. It can be determined whether the fuel injection device is operating properly based on the following.

【0057】また、請求項2記載の発明によれば、一つ
の内燃機関用圧力センサにより、燃料噴射装置が燃料を
噴射する際に発生する振動と燃焼空間(燃焼室)内の燃
焼圧力とを共に検知することが可能となり、シリンダヘ
ッド周りの構成を簡単化できる。また、請求項3記載の
発明によれば、圧力信号処理手段により、内燃機関用圧
力センサが出力する圧力信号から燃料噴射装置の噴射に
伴う振動信号成分が抽出されるため、この噴射に関する
信号成分を別に利用することが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the vibration generated when the fuel injection device injects the fuel and the combustion pressure in the combustion space (combustion chamber) are determined by one internal combustion engine pressure sensor. Both can be detected, and the configuration around the cylinder head can be simplified. According to the third aspect of the present invention, since the vibration signal component accompanying the injection of the fuel injection device is extracted from the pressure signal output from the pressure sensor for the internal combustion engine by the pressure signal processing means, the signal component related to this injection Can be used separately.

【0058】また、請求項4の発明によれば、圧力信号
処理手段で抽出される燃料噴射装置の振動信号成分は燃
料噴射装置の状態を反映した信号であるため、燃料噴射
装置異常判定手段により燃料噴射装置の異常判定を行な
うことが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the vibration signal component of the fuel injection device extracted by the pressure signal processing means is a signal reflecting the state of the fuel injection device, the fuel injection device abnormality determination means It is possible to determine the abnormality of the fuel injection device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例である圧力センサを設けたイ
ンジェクタ及び圧力信号処理装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an injector provided with a pressure sensor and a pressure signal processing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】内燃機関におけるインジェクタの取り付け位置
を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an attachment position of an injector in an internal combustion engine.

【図3】本発明の一実施例である圧力信号処理装置をの
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a pressure signal processing device according to one embodiment of the present invention.

【図4】圧力信号処理装置で行なわれる処理を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process performed by the pressure signal processing device.

【図5】圧力信号から出力される圧力信号、及び圧力信
号処理装置で生成される燃焼圧信号及びインジェクタ作
動信号を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a pressure signal output from the pressure signal, and a combustion pressure signal and an injector operation signal generated by the pressure signal processing device.

【図6】インジェクタ作動信号の振幅と燃料噴射圧との
関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an amplitude of an injector operation signal and a fuel injection pressure.

【図7】インジェクタに対する圧力センサの取り付け位
置の変形例を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a modification of the mounting position of the pressure sensor with respect to the injector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インジェクタ 11 内燃機関 12 シリンダヘッド 13 燃焼室 15(15A〜15C) ハウジング 17 バルブボデー 20 コイルアセンブリ 22 ニードルバルブ 23 噴射口 24 コイルスプリング 26 固定ネジ部 30 圧力センサ 31 センサ固定ホルダ 32,33 センサ用スペーサ 40 ECU(エンジンコントロールユニット) 41 アラーム 42 LPF(ローパスフィルタ) 43 HPF(ハイパスフィルタ) 44 CPU(中央演算処理装置) 50 圧力信号処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Injector 11 Internal combustion engine 12 Cylinder head 13 Combustion chamber 15 (15A-15C) Housing 17 Valve body 20 Coil assembly 22 Needle valve 23 Injection port 24 Coil spring 26 Fixing screw part 30 Pressure sensor 31 Sensor fixing holder 32, 33 Sensor spacer 40 ECU (Engine Control Unit) 41 Alarm 42 LPF (Low Pass Filter) 43 HPF (High Pass Filter) 44 CPU (Central Processing Unit) 50 Pressure Signal Processing Unit

フロントページの続き Fターム(参考) 2F055 AA21 AA23 BB19 CC55 DD09 EE23 FF28 FF31 GG11 HH03 3G066 AA02 AA07 AB02 AD12 BA67 BA69 CC01 CC06T CC14 CD25 CD26 CD28 DC00 DC04 DC09 DC17 3G084 AA01 AA03 BA03 BA13 BA33 DA13 DA27 EB08 EB22 FA00 FA10 FA21 FA33 Continued on the front page F-term (reference) 2F055 AA21 AA23 BB19 CC55 DD09 EE23 FF28 FF31 GG11 HH03 3G066 AA02 AA07 AB02 AD12 BA67 BA69 CC01 CC06T CC14 CD25 CD26 CD28 DC00 DC04 DC09 DC17 3G084 AA01 AA03 FA33 FA33

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の本体に取り付けられる燃料噴
射装置に、一体的に配設されたことを特徴とする内燃機
関用圧力センサ。
1. A pressure sensor for an internal combustion engine, which is provided integrally with a fuel injection device attached to a main body of the internal combustion engine.
【請求項2】 内燃機関の本体に燃焼空間に臨ませて取
り付けられる燃料噴射装置に一体的に配設された構成と
されており、 前記燃焼空間内の圧力と前記燃料噴射装置の燃料噴射に
伴う振動を検知して圧力信号を出力することを特徴とす
る内燃機関用圧力センサ。
2. A fuel injection device, which is mounted on a main body of an internal combustion engine so as to face a combustion space, and is integrally provided with a fuel injection device. A pressure sensor for an internal combustion engine, which detects accompanying vibration and outputs a pressure signal.
【請求項3】 請求項2記載の内燃機関用圧力センサが
出力する圧力信号を信号処理する圧力信号処理手段とを
有する圧力信号処理装置であって、 前記圧力信号処理手段は、 前記内燃機関用圧力センサが出力する圧力信号の内、前
記燃料噴射装置の噴射に伴う振動信号成分を抽出する構
成とされていることを特徴とする圧力信号処理装置。
3. A pressure signal processing device comprising: a pressure signal processing means for processing a pressure signal output by the pressure sensor for an internal combustion engine according to claim 2; A pressure signal processing device configured to extract a vibration signal component accompanying the injection of the fuel injection device from a pressure signal output by a pressure sensor.
【請求項4】 請求項3記載の圧力信号処理装置におい
て、 更に、前記圧力信号処理手段で抽出された前記振動信号
成分に基づいて、前記燃料噴射装置の異常判定を行なう
燃料噴射装置異常判定手段を設けたことを特徴とする圧
力信号処理装置。
4. The pressure signal processing device according to claim 3, further comprising: a fuel injection device abnormality determination unit that determines abnormality of the fuel injection device based on the vibration signal component extracted by the pressure signal processing unit. A pressure signal processing device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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