JP2016133067A - Fuel injection valve with in-cylinder pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関における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 type internal combustion engine that directly injects into a combustion chamber of the internal combustion engine and has a sensor capable of detecting 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。そのため、例えば、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、前記リード線に対して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. Therefore, for example, when the internal pressure sensor is assembled to the cylinder head together with the fuel injection valve or in the assembled state, there is a risk of disconnection due to a load applied to the lead wire, and the in-cylinder pressure cannot be detected due to the disconnection. Concerned.
そこで、例えば、内圧センサと電子制御ユニットとを接続するためのリード線を燃料噴射弁の内部に収納することが考えられるが、該リード線を収納した分だけ燃料噴射弁の外径が大型化してしまうという問題がある。 Thus, for example, it is conceivable to store a lead wire for connecting the internal pressure sensor and the electronic control unit inside the fuel injection valve. However, the outer diameter of the fuel injection valve is increased by the amount that the lead wire is stored. There is a problem that it ends up.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、径方向に大型化させることなく、信号伝達部材を内部に収納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-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor that can accommodate a signal transmission member therein without increasing the size in the radial direction. .
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、コイルを含むコイル組立体への通電作用下に弁体を駆動させる筒内圧センサ付き燃料噴射弁において、
コイル組立体は、磁路を構成する円筒状のハウジングに覆われ、ハウジングには、内周面から径方向外側に拡幅され、センサで検出された筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材の収納される収納部が設けられることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a sensor that detects the in-cylinder pressure in a combustion chamber at the end of a fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, and includes a coil. In the fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor for driving the valve body under the energization action to the assembly,
The coil assembly is covered with a cylindrical housing constituting a magnetic path, and the housing is widened radially outward from the inner peripheral surface of the signal transmission member for transmitting the in-cylinder pressure detected by the sensor as a detection signal. It is characterized in that a storage section for storing is provided.
本発明によれば、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、ハウジングの内部には、その内周面に対して径方向外側へ拡幅した収納部が設けられ、収納部にはセンサで検出された筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材が収納される。 According to the present invention, in the fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor having a sensor for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber, the housing is provided with a storage portion that is widened radially outward with respect to the inner peripheral surface thereof. A signal transmission member that transmits the in-cylinder pressure detected by the sensor as a detection signal is stored in the storage unit.
従って、信号伝達部材をハウジングの内部において、径方向外側に拡幅させた収納部内に好適に収めることができるため、ハウジングが径方向に大型化してしまうことがない。 Therefore, since the signal transmission member can be suitably accommodated in the housing portion widened radially outward in the housing, the housing does not increase in size in the radial direction.
その結果、ハウジングを径方向に大型化させることなく、信号伝達部材をハウジングの内部へ好適に収納することができ、センサからの検出信号を内部に収納された信号伝達部材を通じて外部へと出力することが可能となる。また、ハウジングは磁路回路として機能するが、ハウジングの一部のみが収納部として構成されるため、磁路回路の機能が確実に確保され吸引力の低下が防止される。 As a result, the signal transmission member can be suitably housed inside the housing without enlarging the housing in the radial direction, and the detection signal from the sensor is output to the outside through the signal transmission member housed inside. It becomes possible. Moreover, although the housing functions as a magnetic circuit, since only a part of the housing is configured as a storage portion, the function of the magnetic circuit is reliably ensured and a reduction in attractive force is prevented.
また、収納部は、ハウジングの内周面を部分的に拡径させることで形成するとよい。 Further, the storage portion may be formed by partially expanding the inner peripheral surface of the housing.
さらに、収納部を、ハウジングにおいて信号伝達部材からの検出信号が出力される信号端子側となる位置に形成するとよい。 Further, the storage portion may be formed at a position on the signal terminal side where the detection signal from the signal transmission member is output in the housing.
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、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、ハウジングの内部には、その内周面に対して径方向外側へ拡幅した収納部が設けられ、収納部にセンサで検出された筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材が収納されるため、ハウジングの径方向への大型化を防止しつつ、信号伝達部材を内部へ好適に収納することが可能となる。また、ハウジングは磁路回路として機能するが、ハウジングの一部のみが収納部として構成されるため、磁路回路の機能が確実に確保され吸引力の低下が防止される。 That is, in a fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor having a sensor for detecting an in-cylinder pressure in a combustion chamber, a housing portion that is widened radially outward with respect to the inner peripheral surface is provided inside the housing. Since the signal transmission member that transmits the in-cylinder pressure detected by the sensor as a detection signal is housed in the housing, the signal transmission member can be suitably housed inside while preventing the housing from being enlarged in the radial direction. Become. Moreover, although the housing functions as a magnetic circuit, since only a part of the housing is configured as a storage portion, the function of the magnetic circuit is reliably ensured and a reduction in attractive force is prevented.
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の外周側に設けられる樹脂モールド部14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16と、前記ハウジング12の先端に設けられる燃料噴射部18と、前記燃料噴射部18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検出信号を伝達する信号伝達部(信号伝達部材)24とを含む。
As shown in FIG. 1, the
なお、以下、図1に示されるように燃料噴射弁10における燃料供給部16側を基端側(矢印A方向)、燃料噴射部18側を先端側(矢印B方向)として説明する。
Hereinafter, as shown in FIG. 1, the
ハウジング12は、燃料噴射弁10を駆動させるソレノイド部として構成され、その中心に設けられる固定コア26と、該固定コア26の外周側に設けられコイル28を保持するボビン30と、前記ボビン30のさらに先端外周側に設けられる円筒状のホルダ(ハウジング)32と、前記コイル28の励磁作用下に変位する可動コア(図示せず)とを有している。
The
固定コア26は、ホルダ32の基端に対してさらにハウジング12の基端側(矢印A方向)へと延在し、後述する樹脂モールド部14の中心に配置されると共に、その外周面には後述する樹脂モールド部14の係合される環状の第1溝部34が形成される。また、固定コア26の基端側(矢印A方向)には燃料供給部16が設けられている。
The
ボビン30は、図1〜図3に示されるように、例えば、円筒状に形成され、固定コア26とホルダ32の間に設けられ、その基端側(矢印A方向)には増幅部材36の他端部に係合される係合ピン38が形成される。また、ボビン30の外周側には、半径内方向に窪んだ凹部にコイル28が巻回され、図3に示されるように、径方向外側へと膨出した膨出部30aには、コイル28の外周側となるように後述する信号伝達部24を構成する第2信号伝達部材70が設けられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
一方、ボビン30の内周側には固定コア26との間に円筒状の非磁性部材40が設けられている(図3参照)。
On the other hand, a cylindrical
コイル28は、その端部がボビン30の基端側(矢印A方向)へと延在し、一対の駆動端子42の端部へとそれぞれ接続され、図示しないコネクタから駆動端子42を通じてコイル28へと通電されることで励磁して磁力が生じる。これにより、ハウジング12においてコイル28の励磁作用下に可動コアがボビン30の内部で変位し、該可動コアに連結されたニードル44を基端側(矢印A方向)へと変位させることで燃料噴射部18に設けられた弁体(図示せず)が開弁して燃料が噴射される。
The ends of the
ホルダ32は、例えば、中空状に形成され、その外周面が略一定の直径で形成されると共に、基端側となる外周面には半径内方向に窪んだ環状の第2溝部46が形成される。そして、この第2溝部46に対して後述する樹脂モールド部14が係合されることで、ホルダ32が樹脂モールド部14に対して固定される。
The
また、図2及び図3に示されるように、ホルダ32の内部にはボビン30が収納され、その断面略円形状に形成された内周面から半径外方向に拡幅した収納部48が形成される。この収納部48は、例えば、所定幅を有し半径外方向へ延在すると共に、後述する樹脂モールド部14のカプラ部52側となる位置に形成される。そして、収納部48の内部には、該収納部48に対応したボビン30の膨出部30aを介して信号伝達部24を構成する第2信号伝達部材70が収納される。換言すれば、ホルダ32は、収納部48を有した部位のみが径方向厚さD(図3参照)が薄く形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、収納部48の径方向外側への拡幅量は、少なくとも内部に収納される第2信号伝達部材70がコイル28と接触することがないように設定される。
Further, the amount of widening outward of the
樹脂モールド部14は、図1に示されるように、例えば、樹脂製材料から成形によってハウジング12の外周側に形成され、円筒状に形成された本体部50と、該本体部50の基端から側方に突出したカプラ部52と、前記本体部50とカプラ部52とを接続する接続部54とを有している。そして、樹脂製材料によって樹脂モールド部14を成形することで、本体部50の中心に設けられた固定コア26の第1溝部34と、該本体部50の先端側に設けられたホルダ32の第2溝部46へそれぞれ溶融した樹脂製材料が入り込み、前記樹脂モールド部14の中央及び先端に対してハウジング12が固定される。
As shown in FIG. 1, the
カプラ部52は、例えば、断面長方形状に形成され本体部50の軸方向(矢印A、B方向)に対して所定角度だけ傾斜するように斜め上方に向かって突出している。また、カプラ部52は、その端部が開口して内部に空間を有し、後述する増幅部材36の電源端子58及び信号端子22と、コイル28へ通電を行うための一対の駆動端子42とがそれぞれ露出するように設けられる。
The
増幅部材36は、例えば、樹脂モールド部14の内部に設けられ、基板56と、該基板56に対して電気的に接続された電源端子58及び信号端子22と、前記基板56の全体を覆うように形成された封止部60とを含み、センサ20で検出された検出値(検出信号)を増幅させ前記信号端子22から外部へと出力する目的で設けられる。
For example, the amplifying
電源端子58及び信号端子22は、例えば、基板56の幅方向に沿った略中央に信号端子22が配置され、該信号端子22の両側に一対の電源端子58が配置された状態で、その一端部が半田等によって前記基板56に対して電気的に接続される。
The
封止部60は、例えば、樹脂製材料から形成され、基板56に対して電源端子58及び信号端子22の先端が接続された状態で、前記基板56、電源端子58及び信号端子22の先端を覆うように形成される。これにより、電源端子58及び信号端子22の基板56に対する接続が封止部60によって強固に保持される。
The sealing
そして、増幅部材36は、樹脂モールド部14を成形する際、封止部60にボビン30の係合ピン38が挿入されることで、基板56及び封止部60がそれぞれ接続部54に対応した位置となり、且つ、電源端子58及び信号端子22がカプラ部52に対応する位置となった状態で一体的にモールドされると同時に、基板56に対して信号伝達部24の第2信号伝達部材70が電気的に接続される。
And when the
このカプラ部52に対してコネクタ(図示せず)を接続することで、駆動端子42を通じてハウジング12のコイル28へと電源が供給され、電源端子58を通じて増幅部材36及びセンサ20に通電がなされると共に、センサ20で検出された検出値が信号伝達部24を通じて前記信号端子22から電気信号として外部へ出力される。
By connecting a connector (not shown) to the
燃料供給部16は、図1に示されるように、例えば、固定コア26の内部に燃料の供給される供給通路(図示せず)を有し、燃料噴射弁10の基端側(矢印A方向)に開口した供給通路の端部に図示しない燃料配管が接続される。そして、燃料配管を通じて供給された燃料が供給通路を通じて先端側に設けられた燃料噴射部18側(矢印B方向)へと供給される。
As shown in FIG. 1, the
燃料噴射部18は、ハウジング12の先端に連結されるバルブハウジング62と、該バルブハウジング62の先端に内蔵された弁体(図示せず)とを備える。そして、バルブハウジング62の内部には燃料供給部16から燃料が供給され、弁体がコイル28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62は、図1及び図2に示されるように、例えば、金属製材料から形成され、ハウジング12の先端を閉塞するフランジ部64と、該フランジ部64から先端側(矢印B方向)に向かって一直線上に延在する筒部66とを有し、前記筒部66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。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
センサ20は、図1に示されるように、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が基端側(矢印A方向)で露出している。また、センサ20の外周面には、後述するカバー部材76の保持部78が当接する。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62に対して全周溶接によって結合される。
As shown in FIG. 1, the
信号伝達部24は、バルブハウジング62の外周側に設けられ、センサ20に接続された第1信号伝達部材68と、前記ハウジング12のホルダ32に収納され、前記第1信号伝達部材68と信号端子22とを接続する第2信号伝達部材70とを含む。
The
第1信号伝達部材68は、例えば、樹脂製材料から円筒状に形成され、バルブハウジング62における筒部66の外周側に設けられる絶縁体72と、前記絶縁体72の内部に設けられる第1導電層74とを有する。そして、第1導電層74は、例えば、半田等によってセンサ20の接続端子に対して電気的に接続される。
The first
この絶縁体72は、例えば、耐熱性樹脂等の樹脂製材料から形成され、バルブハウジング62の形状に対応して筒部66及びフランジ部64を覆うように基端側(矢印A方向)が拡径して形成される。この絶縁体72の径方向に沿った厚さ中央には、例えば、メッキ層からなる第1導電層74が形成され、該第1導電層74は、略一定の厚さで前記絶縁体72に沿って円筒状に形成される。なお、絶縁体72の先端は、バルブハウジング62の筒部66と共にセンサ20の内部に圧入される。
The
一方、絶縁体72の外周側には、例えば、金属製材料から円筒状に形成されたカバー部材76が前記絶縁体72を覆うように装着され、前記カバー部材76は、バルブハウジング62の形状に対応して筒部66及びフランジ部64を覆うように基端側(矢印A方向)が拡径して形成される。このカバー部材76の先端には、センサ20の基端側の外周面を保持する保持部78が形成される。
On the other hand, on the outer peripheral side of the
第2信号伝達部材70は、例えば、樹脂製材料から形成され、軸方向(矢印A、B方向)に沿って所定長さを有した板形状からなり、ホルダ32における収納部48へと収納され軸方向(矢印A、B方向)に沿って延在すると共に、その内部には通電可能な材料から形成された第2導電層80が形成される。
The second
第2導電層80は、例えば、メッキ層から形成され、略一定の厚さで第2信号伝達部材70の軸方向(矢印A、B方向)に沿って先端から基端まで延在している。
The second
この第2信号伝達部材70の先端には、図1及び図2に示されるように、軸線と直交する方向に突出した第1接続部82が形成され、該第1接続部82が第1信号伝達部材68の基端に対して半田等によって電気的に接続される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
一方、第2信号伝達部材70の基端には、図1に示されるように、先端側に対して縮径した小径な第2接続部84を有し、前記第2接続部84には、その外周面に沿って第2導電層80の一部が環状に露出している。そして、増幅部材36の基板56に形成された接続孔(図示せず)に第2接続部84が挿入され半田等によって電気的に接続されることにより、第2信号伝達部材70が増幅部材36と電気的に接続される。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the second
これにより、第1及び第2信号伝達部材68、70を介してセンサ20と増幅部材36(信号端子22)とが互いに電気的に接続された状態となる。
Accordingly, the
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、次にその動作並びに作用効果について説明する。
The in-cylinder pressure sensor-equipped
図示しない内燃機関の運転中において、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の駆動端子42からコイル28へ通電がなされ、前記コイル28が励磁することでニードル44が基端側へと移動し、それに伴って、燃料噴射部18の弁体が開弁する。これにより、燃料供給部16の供給通路に供給された高圧の燃料が燃料噴射部18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、圧電素子が前記圧力に応じた電圧を発生して検出信号として出力する。
During operation of the internal combustion engine (not shown), the
この検出信号は、センサ20、第1信号伝達部材68、第2信号伝達部材70を経て増幅部材36へと出力され、該増幅部材36において前記検出信号が増幅された後、信号端子22を介して電子制御ユニットへと出力される。そして、例えば、電子制御ユニットにおいて、増幅された検出信号から燃焼室の圧力が算出され、該圧力に基づいた燃焼制御等に利用される。
This detection signal is output to the
以上のように、本実施の形態では、燃料噴射弁10を構成するハウジング12において、ボビン30を内部に収納するホルダ32には、その内周面に対して径方向外側へ拡幅し、樹脂モールド部14におけるカプラ部52側となる収納部48が設けられ、該収納部48に信号伝達部24の第2信号伝達部材70が収納されている。そのため、ホルダ32の外径を拡大させることなく、信号伝達部24を該ホルダ32の内部へ好適に収納することができるため大型化を防止しつつ、内部に収納された信号伝達部24を通じてセンサ20からの検出信号を外部へと出力することができる。
As described above, in the present embodiment, in the
また、ホルダ32は磁路回路として機能するが、前記ホルダ32の一部のみが収納部48として構成されるため、磁路回路による磁力が確実に確保され可動コアの吸引力低下が防止される。
Moreover, although the
さらに、ボビン30の内周径を部分的に大きくすることで容易に収納部48を設けることが可能となる。
Furthermore, the
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…樹脂モールド部 16…燃料供給部
18…燃料噴射部 20…センサ
24…信号伝達部 30…ボビン
32…ホルダ 36…増幅部材
48…収納部 52…カプラ部
68…第1信号伝達部材 70…第2信号伝達部材
82…第1接続部 84…第2接続部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記コイル組立体は、磁路を構成する円筒状のハウジングに覆われ、該ハウジングには、内周面から径方向外側に拡幅され、前記センサで検出された前記筒内圧を検出信号として伝達する信号伝達部材の収納される収納部が設けられることを特徴とする筒内圧センサ付き燃料噴射弁。 A sensor for detecting the in-cylinder pressure in the combustion chamber is provided at the end of the fuel injection valve that directly injects fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and the valve body is driven under the energization action of the coil assembly including the coil. In the fuel injection valve with in-cylinder pressure sensor,
The coil assembly is covered with a cylindrical housing that forms a magnetic path, and is expanded in the radial direction from the inner peripheral surface to the housing, and transmits the in-cylinder pressure detected by the sensor as a detection signal. A fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor, characterized in that a storage portion for storing a signal transmission member is provided.
前記収納部は、前記ハウジングの内周面を部分的に拡径させることで形成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 with an in-cylinder pressure sensor according to claim 1,
The fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor, wherein the storage portion is formed by partially expanding the inner peripheral surface of the housing.
前記収納部は、前記ハウジングにおいて前記信号伝達部材からの前記検出信号が出力される信号端子側となる位置に形成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 with an in-cylinder pressure sensor according to claim 1 or 2,
The fuel injection valve with an in-cylinder pressure sensor, wherein the housing portion is formed at a position on a signal terminal side where the detection signal from the signal transmission member is output in the housing.
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WO2017221672A1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Fuel injection valve |
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