JP2014118820A - Fuel injection valve with cylinder internal pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼室に直接噴射する直噴式の内燃機関に用いられ、前記燃焼室内の筒内圧を検出可能なセンサを有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁に関する。 The present invention relates to a fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor that is used in a direct injection internal combustion engine that directly injects into a combustion chamber and has a sensor that can detect the in-cylinder pressure in the combustion chamber.
従来から、内燃機関における燃焼室の筒内圧を検出する目的で、燃料噴射弁の先端に内圧センサを装着したものが知られている。この内圧センサは、燃料噴射弁の先端と内燃機関を構成するシリンダヘッドの取付孔との間に配置され、該内圧センサには、検出した筒内圧を出力信号として外部へ伝達するためにリード線が接続されている。そして、このリード線が、例えば、電子制御ユニットに接続され、筒内圧が出力信号として前記電子制御ユニットに出力されることにより前記筒内圧に基づいた制御等が行われる(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal pressure sensor is known at the tip of a fuel injection valve for the purpose of detecting the in-cylinder pressure of a combustion chamber in an internal combustion engine. This internal pressure sensor is disposed between the tip of the fuel injection valve and the mounting hole of the cylinder head constituting the internal combustion engine. The internal pressure sensor has a lead wire for transmitting the detected in-cylinder pressure as an output signal to the outside. Is connected. The lead wire is connected to, for example, an electronic control unit, and the in-cylinder pressure is output to the electronic control unit as an output signal, whereby control based on the in-cylinder pressure is performed (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、上述した燃料噴射弁に装着される内圧センサでは、該内圧センサと電子制御ユニットとを接続しているリード線が燃料噴射弁の外部に露出しているため、例えば、前記内圧センサを燃料噴射弁と共にシリンダヘッドへ組み付ける際や組み付け状態において、前記リード線に負荷がかかることで断線してしまう恐れがあり、該断線によって筒内圧を検出できないことが懸念される。 However, in the internal pressure sensor attached to the fuel injection valve described above, the lead wire connecting the internal pressure sensor and the electronic control unit is exposed to the outside of the fuel injection valve. When assembled to the cylinder head together with the injection valve or in the assembled state, the lead wire may be disconnected due to a load, and there is a concern that the in-cylinder pressure cannot be detected due to the disconnection.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、燃焼室の筒内圧を検出可能なセンサと信号端子とを接続する信号伝達部を保護することで断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、その接続作業を容易に行うことが可能な筒内圧センサ付き燃料噴射弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and prevents disconnection and the like reliably by protecting a signal transmission unit that connects a sensor capable of detecting the in-cylinder pressure of a combustion chamber and a signal terminal. An object of the present invention is to provide a fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor that can realize a stable connection and can easily perform the connection operation.
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の燃焼室に対して燃料を直接噴射する燃料噴射弁の端部に燃焼室内の筒内圧を検出するセンサを有した筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
前記燃焼室内に配置され、前記燃料の噴射状態を切り換える弁体を有したバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの先端に装着されるセンサと、
前記バルブハウジングの外周側に設けられ、前記筒内圧に基づいた信号を外部へ出力する信号端子と前記センサとを接続する信号伝達部と、
前記信号伝達部の外周側に設けられ、該信号伝達部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に形成され、前記信号伝達部と前記センサとの接続部位に臨むように開口した開口部と、
を備え、
前記開口部には、該開口部を閉塞する閉塞部材が装着されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel with an in-cylinder pressure sensor having a sensor for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber at the end of a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine. In the injection valve,
A valve housing that is disposed in the combustion chamber and has a valve body that switches an injection state of the fuel;
A sensor attached to the tip of the valve housing;
A signal transmission unit that is provided on the outer peripheral side of the valve housing and connects the sensor to a signal terminal that outputs a signal based on the in-cylinder pressure to the outside;
A cover member provided on an outer peripheral side of the signal transmission unit and covering the signal transmission unit;
An opening formed on the cover member and opened to face a connection portion between the signal transmission unit and the sensor;
With
The opening is provided with a closing member that closes the opening.
本発明によれば、信号伝達部の外周側にカバー部材を設けることで該信号伝達部を保護し、断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、センサと信号伝達部との接続部位の接続作業をカバー部材の開口部を介して外部から容易且つ確実に行うことができる。また、接続作業が完了した後に、閉塞部材で開口部を閉塞することで燃料噴射弁の外部から開口部を通じて内部へ水分等が浸入してしまうことを確実に阻止することが可能となる。 According to the present invention, by providing a cover member on the outer peripheral side of the signal transmission unit, the signal transmission unit can be protected, disconnection and the like can be prevented, and a reliable and stable connection can be realized. It is possible to easily and reliably perform the connecting operation of the connecting portion from the outside through the opening of the cover member. In addition, after the connection work is completed, it is possible to reliably prevent moisture and the like from entering the inside through the opening from the outside of the fuel injection valve by closing the opening with the closing member.
さらに、信号伝達部は、バルブハウジングの軸方向に沿って配置される導線とするとよい。 Furthermore, the signal transmission unit may be a conducting wire disposed along the axial direction of the valve housing.
さらにまた、閉塞部材は、円筒体を軸方向に沿って分割した分割体からなり、前記分割体を合わせるように前記カバー部材に対して装着して連結することにより、容易且つ確実に開口部を閉塞し、外部からの水分等の浸入を防止することが可能となる。 Furthermore, the closing member is composed of a divided body obtained by dividing the cylindrical body along the axial direction. By attaching and connecting to the cover member so as to match the divided bodies, the opening can be easily and reliably formed. It becomes possible to block and prevent entry of moisture and the like from the outside.
またさらに、分割体は、互いの接合面がカバー部材の周方向において開口部に対して離間した位置に配置することにより、例えば、接合面同士を溶接等によって互いに連結する際、その熱が開口部を介して接続部位に影響を及ぼすことを回避できる。 Still further, the split bodies are arranged at positions where their joint surfaces are separated from the opening in the circumferential direction of the cover member. For example, when the joint surfaces are connected to each other by welding or the like, the heat is opened. It is possible to avoid affecting the connection site via the part.
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、先端にセンサを有した燃料噴射弁において、バルブハウジングの外周側に信号端子とセンサとを接続する信号伝達部を設け、且つ、該信号伝達部の外周側をカバー部材によって覆うと共に、該カバー部材において信号伝達部とセンサとの接続部位に臨む位置に開口部を形成している。これにより、開口部を介してカバー部材の外部から接続部位の接続作業を容易且つ確実に行うことができると共に、外周側に設けられた前記カバー部材によって前記信号伝達部を保護し、断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できる。また、接続作業が完了した後に、閉塞部材で開口部を閉塞することで燃料噴射弁の外部から開口部を通じて水分等が内部へ浸入してしまうことを確実に阻止できる。 That is, in a fuel injection valve having a sensor at the tip, a signal transmission part for connecting the signal terminal and the sensor is provided on the outer peripheral side of the valve housing, and the outer peripheral side of the signal transmission part is covered with a cover member, An opening is formed in the cover member at a position facing the connection portion between the signal transmission unit and the sensor. Thereby, it is possible to easily and reliably perform the connection work of the connection portion from the outside of the cover member through the opening, and the signal transmission unit is protected by the cover member provided on the outer peripheral side, and disconnection or the like is performed. A reliable and stable connection can be realized. In addition, after the connection work is completed, the opening portion is closed by the closing member, so that moisture or the like can be reliably prevented from entering the inside through the opening portion from the outside of the fuel injection valve.
本発明に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁を示す。
The fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments. In FIG. 1,
この筒内圧センサ付き燃料噴射弁10(以下、単に燃料噴射弁10という)は、図1に示されるように、ハウジング12と、該ハウジング12の先端に設けられるソレノイド部14と、前記ソレノイド部14の先端に設けられる燃料噴射部16と、前記ハウジング12の基端に設けられ燃料の供給される燃料供給部18と、前記燃料噴射部16の先端に装着されるセンサ20と、図示しない電子制御ユニット(ECU)に接続された信号端子22と前記センサ20とを電気的に接続して出力信号を伝達する信号伝達部24とを含む。
As shown in FIG. 1, the
なお、以下、燃料噴射弁10における燃料供給部18側を基端側(矢印A方向)、燃料噴射部16側を先端側(矢印B方向)として説明する。
Hereinafter, the
ハウジング12は、本体部26と、該本体部26の基端から側方に突出したカプラ28とを有し、前記本体部26の基端に燃料供給部18が設けられる。燃料供給部18は、例えば、内部に燃料の供給される供給通路(図示せず)を有し、図示しない燃料配管を通じて供給された燃料を前記供給通路から燃料噴射部16側へと供給する。また、カプラ28には、図示しない電子制御ユニットに接続されたコネクタ(図示せず)が着脱自在に装着される。
The
ソレノイド部14は、円筒状のコイルハウジング30と、前記コイルハウジング30の内部に収納されるボビン32と、前記ボビン32に巻回されるコイル34と、前記コイル34の励磁作用下に変位する可動コア(図示せず)とを有し、前記コイルハウジング30の基端がハウジング12の先端に対して連結される。
The
ボビン32の基端側(矢印A方向)には端子支持部36が形成され、一対の給電端子38と信号端子22の先端がそれぞれ保持される。これにより、給電端子38は、端子支持部36を介してコイル34と電気的に接続される。一方、給電端子38及び信号端子22の基端側は、カプラ28の内部において内壁面から突出し、その一部が外部に露出している。
A
そして、図示しないコネクタがカプラ28に接続されることで、各給電端子38及び信号端子22と電子制御ユニットとが接続され、該電子制御ユニットから前記給電端子38に通電されることによりコイル34が励磁して磁力が生じる。これにより、コイル34の励磁作用下に可動コアがボビン32の内部で変位し、燃料噴射部16に設けられた弁体(図示せず)を吸引して開弁させる。
Then, by connecting a connector (not shown) to the
燃料噴射部16は、ソレノイド部14の先端に連結されるバルブハウジング40と、該バルブハウジング40の先端に内蔵された弁体(図示せず)とを備え、前記バルブハウジング40の内部には燃料供給部18から燃料が供給され、弁体がソレノイド部14の励磁作用下に基端側(矢印A方向)へと移動することにより、先端から燃料が所定圧力で燃焼室内へと噴射される。
The
このバルブハウジング40は、例えば、金属製材料から形成され、ソレノイド部14の先端を閉塞する第1フランジ部42と、該第1フランジ部42から先端側(矢印B方向)に向かって一直線上に延在する第1筒部44とを有し、前記第1筒部44の先端には、その外周側に円筒状のセンサ20が圧入され嵌合される。
The
また、第1フランジ部42及び第1筒部44の外周面には、該第1フランジ部42の基端側から前記第1筒部44の先端側(矢印B方向)に向かって延在する配線溝46が形成され、信号伝達部24を構成する信号導線54(後述する)が内部に収納される。
Further, the outer peripheral surfaces of the
センサ20は、例えば、その内部に圧電素子(図示せず)を備え、該圧電素子に接続された接続端子48が基端側(矢印A方向)へと延在している。接続端子48は、例えば、耐熱性の樹脂製材料からなる絶縁体50によって被覆され、バルブハウジング40における第1筒部44の軸方向に沿った略中央近傍まで延在し、図3に示されるように、その基端側に形成された接続部52が外部に露出して前記信号導線54の先端と接続される。
The
また、センサ20の外周面には、後述するカバー部材56の保持部62が当接する。
Further, a holding
そして、センサ20は、例えば、その先端内周側が前記バルブハウジング40に対して全周溶接によって結合される。
For example, the inner peripheral side of the tip of the
信号伝達部24は、信号端子22とセンサ20とを電気的に接続する信号導線54からなり、その先端が、図2及び図3に示されるように、バルブハウジング40の第1筒部44とカバー部材56の第2筒部58との間に形成された空間内において前記センサ20における接続端子48の接続部52に接続され、一方、図1に示されるように、前記信号導線54の他端部は、コイルハウジング30の内部において信号端子22の先端に接続される。これにより、信号導線54を介してセンサ20と信号端子22とが電気的に接続されることとなる。なお、信号導線54の先端は、第1筒部44の軸方向に沿った中央近傍まで延在している。 そして、信号伝達部24を覆うように、バルブハウジング40の外周側にカバー部材56が装着される。なお、信号導線54は、外部が被覆されているため、絶縁体50などで絶縁する必要がなく、単にバルブハウジング40の配線溝46に収納するだけでよい。
The
カバー部材56は、例えば、金属製材料から円筒状に形成され、バルブハウジング40の形状に対応し、第1筒部44の外周側を覆うように円筒状に形成された第2筒部58と、前記第2筒部58に対して拡径して基端側(矢印A方向)に形成され、第1フランジ部42の外周側を覆う第2フランジ部60とを備える。
The
このカバー部材56の先端には、図1及び図2に示されるように、センサ20の基端側の外周面を保持する保持部62が形成され、一方、第2筒部58の外周面には、該第2筒部58の内部まで貫通した作業用窓部(開口部)64が形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a holding
この作業用窓部64は、図2及び図3に示されるように、第2筒部58の軸方向(矢印A、B方向)に沿って所定長さで、且つ、周方向に沿って所定幅となるように略長方形状に開口し、第2筒部58の先端と基端との中間となる位置で、且つ、信号導線54とセンサ20の接続部52との接続部位に臨む位置に形成される。すなわち、図2に示されるように、バルブハウジング40に対してカバー部材56が装着された状態で、作業用窓部64を通じて信号導線54とセンサ20の接続部52との接続部位が外部に露呈した状態となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the working
また、カバー部材56の第2筒部58には、作業用窓部64を閉塞するように閉塞部材66が装着される。この閉塞部材66は、図4に示されるように、例えば、金属製材料から円筒体を2分割した分割体66a、66bからなり、その内周径が前記第2筒部58の外周径と略同一で形成される。そして、2分割された分割体66a、66bを第2筒部58の外周面に対して当接させて覆うことで閉塞部材66によって作業用窓部64が閉塞される。
In addition, a closing
本発明の実施の形態に係る燃料噴射弁10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、信号伝達部24の信号導線54とセンサ20の接続端子48とを接続する場合について説明する。なお、信号導線54が前記バルブハウジング40における第1筒部44の外周側に配置された状態を初期状態として説明する。
The
先ず、この初期状態において、バルブハウジング40の外周側にカバー部材56を挿入し、その後、カバー部材56とバルブハウジング40との間となるように、その先端側から該バルブハウジング40の第1筒部44に対してセンサ20を圧入することにより、前記センサ20が前記第1筒部44の先端に対して外周側、且つ、保持部62の内周側となる位置に嵌合される。その際、接続端子48と信号導線54との接続部位は作業用窓部64に臨むように配置される。すなわち、作業用窓部64を通じて接続端子48と信号導線54との接続部位が外部から視認できるようにセンサ20を装着する(図3参照)。
First, in this initial state, the
次に、図示しない作業者が、作業用窓部64を通じてカバー部材56の外部から信号導線54の先端を接続端子48の接続部52に接触させた状態で半田等によって電気的に接続する。これにより、センサ20の接続端子48と信号導線54とが接続部52を介して互いに接続され、それに伴って、前記センサ20と信号端子22とが接続される。
Next, an operator (not shown) is electrically connected by solder or the like with the tip of the
最後に、センサ20の接続端子48と信号導線54との接続をカバー部材56の外部から作業用窓部64を介して確認した後、図4に示されるように、閉塞部材66を構成する分割体66a、66bによって前記作業用窓部64を閉塞するように第2筒部58の外周面に装着する(図2参照)。そして、一方の分割体66aの接合面68a(図4参照)と他方の分割体66bの接合面68b(図4参照)とを当接させた状態で、例えば、図示しない溶接装置によって接合面68a、68b同士を溶接する。これにより、分割された分割体66a、66bが閉塞部材66として一体的に連結され、しかも、作業用窓部64を閉塞した状態でカバー部材56に対して固定される。その結果、作業用窓部64が閉塞部材66によって完全に覆われて閉塞し、外部からカバー部材56の内部を視認することができず、しかも、該カバー部材56の外部から内部への水分等の浸入が確実に阻止される。
Finally, after confirming the connection between the
この場合、閉塞部材66の接合面68a、68bが、作業用窓部64に臨むことなく、該作業用窓部64に対して周方向にオフセットした位置でカバー部材56に対して固定される。これにより、接合面68a、68bと作業用窓部64とを所定距離だけ離間させた状態で閉塞部材66の溶接が行われることとなるため、前記接合面68a、68bを溶接する際に生じる熱が、その内部の接続部位に影響を及ぼすことが回避される。
In this case, the joining
このように、カバー部材56の外周面に作業用窓部64を形成し、該カバー部材56をバルブハウジング40の外周側に装着した際に、センサ20の接続端子48と信号導線54との接続部位に臨む位置に開口させることにより、前記バルブハウジング40の外周側をカバー部材56によって覆った後でも、該カバー部材56の外部から接続端子48の接続部52と信号導線54との接続作業を容易且つ確実に行うことが可能となる。その結果、信号導線54の外周側にカバー部材56を設けて保護することで断線等を防止して確実且つ安定的な接続を実現できると共に、前記作業用窓部64を通じた接続作業が完了した後、閉塞部材66によって該作業用窓部64を閉塞することでカバー部材56の内部への水分等の浸入を確実に阻止することができ、防水性も確保することが可能となる。
As described above, when the working
次に、上述したように組み付けられた燃料噴射弁10の動作について簡単に説明する。
Next, the operation of the
内燃機関の運転中において、図示しない電子制御ユニットからの制御信号によって燃料噴射弁10の給電端子38からコイル34に通電がなされ、前記コイル34が励磁することで燃料噴射部16の弁体が開弁し、燃料供給部18の供給通路に供給された高圧の燃料が燃料噴射部16を介して前記内燃機関の燃焼室内へと直接噴射される。この際、センサ20は、燃焼室内の圧力(筒内圧)が付与されることで、該圧力に応じて圧電素子が電圧を発生して出力信号として出力する。この出力信号は、センサ20の接続端子48、信号導線54及び信号端子22を介して電子制御ユニットへと出力され、例えば、燃焼室の圧力に基づいた燃焼制御等に利用される。
During operation of the internal combustion engine, the
また、閉塞部材66は、上述した円筒体を2分割した分割体66a、66bに限定されるものではなく、例えば、作業用窓部64より大きめに形成されたシート状のものでもよいし、該作業用窓部64に充填されるものでもよい。すなわち、接続作業の終了後に作業用窓部64を確実に閉塞し、外部からの水分等の浸入を防止可能な構成であれば、特にその形状等は限定されるものではない。
Further, the closing
なお、本発明に係る筒内圧センサ付き燃料噴射弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 In addition, the fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…筒内圧センサ付き燃料噴射弁 12…ハウジング
14…ソレノイド部 16…燃料噴射部
18…燃料供給部 20…センサ
22…信号端子 24…信号伝達部
38…給電端子 40…バルブハウジング
48…接続端子 50…絶縁体
52…接続部 54…信号導線
56…カバー部材 64…作業用窓部
66…閉塞部材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃焼室内に配置され、前記燃料の噴射状態を切り換える弁体を有したバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの先端に装着されるセンサと、
前記バルブハウジングの外周側に設けられ、前記筒内圧に基づいた信号を外部へ出力する信号端子と前記センサとを接続する信号伝達部と、
前記信号伝達部の外周側に設けられ、該信号伝達部を覆うカバー部材と、
前記カバー部材に形成され、前記信号伝達部と前記センサとの接続部位に臨むように開口した開口部と、
を備え、
前記開口部には、該開口部を閉塞する閉塞部材が装着されることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。 In a fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor having a sensor for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber at the end of the fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine,
A valve housing that is disposed in the combustion chamber and has a valve body that switches an injection state of the fuel;
A sensor attached to the tip of the valve housing;
A signal transmission unit that is provided on the outer peripheral side of the valve housing and connects the sensor to a signal terminal that outputs a signal based on the in-cylinder pressure to the outside;
A cover member provided on an outer peripheral side of the signal transmission unit and covering the signal transmission unit;
An opening formed on the cover member and opened to face a connection portion between the signal transmission unit and the sensor;
With
A fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor, wherein a closing member that closes the opening is attached to the opening.
前記信号伝達部は、前記バルブハウジングの軸方向に沿って配置される導線であることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1, wherein
The fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor, wherein the signal transmission unit is a conducting wire disposed along the axial direction of the valve housing.
前記閉塞部材は、円筒体を軸方向に沿って分割した分割体からなり、前記分割体を合わせるように前記カバー部材に対して装着され連結されることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 1 or 2,
The closing member comprises a divided body obtained by dividing a cylindrical body along an axial direction, and is mounted and connected to the cover member so as to match the divided bodies. .
前記分割体は、互いの接合面が前記カバー部材の周方向において前記開口部に対して離間した位置に配置されることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。 The fuel injection valve according to claim 3, wherein
The fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor, wherein the divided bodies are arranged at positions where their joint surfaces are separated from the opening in the circumferential direction of the cover member.
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