JP3809919B2 - シリンダ内圧検出装置 - Google Patents
シリンダ内圧検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3809919B2 JP3809919B2 JP12161696A JP12161696A JP3809919B2 JP 3809919 B2 JP3809919 B2 JP 3809919B2 JP 12161696 A JP12161696 A JP 12161696A JP 12161696 A JP12161696 A JP 12161696A JP 3809919 B2 JP3809919 B2 JP 3809919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- internal pressure
- cylinder internal
- fuel injection
- injection valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 40
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 39
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
- F02M57/005—Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/10—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by pressure-sensitive members of the piezoelectric type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼限界制御や失火診断などを行うために、シリンダ内圧(燃焼圧力)を計測するシリンダ内圧検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリンダ内圧検出装置としては、例えば図5に示すようなものがある(実公平3−18906号公報参照)。
図5に示すシリンダ内圧検出装置は、点火プラグ41の座金として形成されるシリンダ内圧センサ42により機関のシリンダ内圧を検出するものであり、このシリンダ内圧センサ42は圧電素子により構成されている。
【0003】
また、点火プラグ41とシリンダ内圧センサ42との間には、銅系材料によって形成されるガスケット43が介装されている。シリンダ内圧センサ42とガスケット43とは点火プラグ41の締付けにより点火プラグ41とシリンダヘッド44との間に挟持されて固定される。
燃焼時にシリンダ内で圧力が発生すると、その圧力により点火プラグ41が微小に変位するため、これを前記シリンダ内圧センサ42により検出し、リード線45を介して外部の計測回路に信号を出力する。このようにして機関シリンダ内の燃焼状態の監視を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシリンダ内圧検出装置では、シリンダ内圧センサ及び出力用リード線を取付るために、シリンダヘッドの点火プラグ取付け用の凹部を拡大加工する必要があるものの、この点火プラグ取付け用の凹部は燃焼室と冷却用ウォータジャケットとに挟まれたところに位置するために、空間的な余裕に乏しく、加工が難しいという問題点があった。
【0005】
また、シリンダ内圧センサは点火プラグの微小な変位を検出しているが、検出S/N比が取り難いうえ、点火プラグの強力な点火エネルギーによるノイズの影響を受けやすく、対策としてシリンダ内圧センサ及び出力用リード線にシールドを施さなければならないという問題点もあった。
さらに、シリンダ内圧センサを機関のメンテナンス上交換を前提とする点火プラグとシリンダヘッドとの間に介装しているため、ユーザーによる点火プラグの交換後には初期設定(締付圧力等)を維持し難く、市場における特性保証が困難であるといった問題点もあった。
【0006】
本発明は上記のような問題点に鑑み、取付け加工が容易で、耐ノイズ特性及び保守性の優れたシリンダ内圧検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、シリンダ内に臨ませて燃料噴射弁を設けた直噴式内燃機関において、圧電素子によりシリンダ内圧を検出するシリンダ内圧センサを座金状に形成して、前記シリンダ側が小径となるようにシリンダヘッドに形成された段付形状の燃料噴射弁取付孔の座面と前記燃料噴射弁のハウジング先端部との間に介装し、前記燃料噴射弁取付孔の小径部内周面と前記ハウジング先端部に連結されるノズルボディ外周面との間に位置しつつ、前記シリンダ内に連通する円環断面形状の空隙を介して、シリンダ内圧を直接検出するようにした。
【0008】
このような構成とすることにより、シリンダ内圧センサの取付け部に空間的な余裕を生じる。また、シリンダ内圧センサを強力なノイズ源である点火プラグから離して設置することにより電気的ノイズの影響を受け難くなる。さらに、燃料噴射弁は、点火プラグと違い、ユーザー自身によって交換されることがないため、締付圧力等の初期設定を維持することができる。
【0009】
このとき、シリンダ内圧センサは、燃料噴射弁取付孔の小径部内周面とハウジング先端部に連結されるノズルボディ外周面との間に位置しつつ、シリンダ内に連通する円環断面形状の空隙を介して、シリンダ内圧を直接検出するため、シリンダ内圧がより高精度に検出されることとなる。
【0010】
そして、シリンダ内圧センサの具体的な構造としては、請求項2に係る発明のように、燃料噴射弁の座金として形成される金属製の中空環状のケース内に、環状の中心電極板と、該中心電極板を挟む一対の環状圧電素子と、各圧電素子の外側にそれぞれ配される環状の接地電極板とを挿入し、中心電極板の内周部および外周部とケースとの間に絶縁体を設けたものが考えられる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明のシリンダ内圧検出装置を取付けた内燃機関の一例を示す断面図である。
この例に用いた内燃機関は、シリンダ1内に吸気弁2を介して吸入された空気に対し、シリンダヘッド3に取り付けられた燃料噴射弁4から燃料を直接噴射し、そこで生じた混合気にシリンダヘッド3の中心部に設置された点火プラグ5によって着火することにより燃焼・爆発が起きる構成となっている。
【0013】
シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔座面と燃料噴射弁4との間には、座金状に形成されたシリンダ内圧センサ6を介装する。
シリンダヘッド3の点火プラグ5が取り付けられた位置は、燃焼室であるシリンダ1とウォータジャケット(図示せず)とに囲まれているため、シリンダ内圧センサ6を取り付けるための空間を確保するのが困難であるが、燃料噴射弁4の取付け部位付近には空間的な余裕があり、シリンダ内圧センサ6を取付けるための加工も比較的容易に行うことが可能である。
【0014】
図2は燃料噴射弁4とシリンダ内圧センサ6との拡大断面図である。
燃料噴射弁4は、弁体としてのニードルバルブ11を摺動自由に嵌挿保持するノズルボディ12と、該ノズルボディ12を先端部に連結保持する筒状のハウジング13と、該ハウジング13内に保持されてニードルバルブ11を駆動する電磁コイル14等を備えている。また、ハウジング13の後端開口部には鉄心15が接続されている。
【0015】
そして、燃料ポンプからの配管を、鉄心15の後端部に設けられたコネクタ部16に接続して燃料の供給を受け、電磁コイル14への通電のON/OFFに応じて鉄心15に生じる磁気吸引によってニードルバルブ11がノズルボディ12内を移動して開弁/閉弁動作を行い、燃料の噴射を制御するように構成されている。
上記のような燃料噴射弁4では、ニードルバルブ駆動用電磁コイル14の微弱な逆起ノイズ等があるものの、点火エネルギーによる強力なノイズ発生をともなう点火プラグ5とは異なり、シリンダ内圧センサ6及び出力用リード線17に対する電気的ノイズの影響が少ない。このため、シリンダ内圧センサ6を燃料噴射弁4の座金の位置に装着する場合には、電気的なノイズに対する特別な対策を講じる必要がなく、構造を簡素にできる。
【0016】
シリンダ内圧センサ6は、燃料噴射弁4の座金状に形成されており、燃料噴射弁4の先端に形成された噴口部18をシリンダヘッドに貫挿する際、図3に示すように、シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔座面と燃料噴射弁4との間に介装される。シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔内周とハウジング13の外周とに設けたネジにより、燃料噴射弁4を所定のトルクで締付・固定することで、シリンダ内圧センサ6は所定の圧力が加えられた状態で固定される。
【0017】
このシリンダ内圧センサ6の詳細な構造は例えば図4のようなものである。
燃料噴射弁4の座金として形成される金属製の中空環状のケース21内に、環状の中心電極板(リードプレート)22と、該中心電極板22を挟む一対の環状圧電素子23、23と、各圧電素子23、23の外側にそれぞれ配される環状の接地電極板24、24とを挿入してある。また、ケース21の内面と中心電極板22の内周部との間には環状の絶縁チューブ25を配してある。そして、ケース21内の隙間にはシリコンレジン等のシール剤26を充填してある。このシール剤26は、ケース21と中心電極板22の外周部との間の絶縁体としての機能も果たす。27はケース21の一部に固着されたリード線引出し用パイプであり、出力用リード線17は中心電極板22に接続されてパイプ27を通じて引き出される。
【0018】
一方、シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔内周と燃料噴射弁4先端部のノズルボディ12外周との間にシリンダ1内に連通する円環断面形状の空隙30を設け、シリンダ1内の圧力の増加がシリンダ内圧センサ6を圧縮する方向に働くようにする。
シリンダ内圧センサ6は、シリンダ1内における混合気の燃焼・爆発による圧力変化を、直接検出する。すなわち、シリンダ1内の圧力が増加すると、シリンダ内圧センサ6には、シリンダ1内に連通する空隙30を介して、圧力変化量に応じた圧縮力が作用する。シリンダ内圧センサ6は、圧力の変化量に応じた信号をリード線17を介して外部の計測回路(図示せず)に伝達し、この信号に基づいて内燃機関の燃焼限界制御や失火診断が行なわれる。このような構成では、シリンダ内圧センサ6がシリンダ1内の圧力を直接検出するので、より高精度な検出が可能となる。
【0021】
尚、本実施例では、燃料噴射弁をシリンダ内(主燃焼室)に直接臨ませているが、副室を有して、この副室に燃料噴射弁を臨ませるようにしたものにも本発明を適用可能である。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明では、シリンダ内圧センサの取付け加工を容易に行うことができる。また、シリンダ内圧センサ及びリード線に対する電気的ノイズの影響を避けることができるので正確な検知が可能になるとともに、構造を簡素にできるという効果もある。さらに、製品が市場に出てからも、締付圧力等の初期設定を維持できるというメリットがある。
【0023】
このとき、シリンダ内の圧力変化をシリンダ内圧センサが直接検出するので、より高精度な検出ができるという効果がある。
【0024】
また、請求項2に係る発明では、燃料噴射弁の座金の内部に圧電素子を用いた高感度な圧力センサをコンパクトに組み込むことができ、シリンダ内の圧力変化を鋭敏に検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示すシリンダ内圧検出装置を取付けた内燃機関の断面図
【図2】 燃料噴射弁とシリンダ内圧センサとの拡大断面図
【図3】 燃料噴射弁およびシリンダ内圧センサのシリンダヘッドへの取付け方を説明する図
【図4】 シリンダ内圧センサの詳細な構造を示す断面図
【図5】 従来のシリンダ内圧検出装置の取付け例を示す断面図
【符号の説明】
1 シリンダ
2 吸気弁
3 シリンダヘッド
4 燃料噴射弁
5 点火プラグ
6 シリンダ内圧センサ
21 ケース
22 中心電極板
23 圧電素子
24 接地電極板
25 絶縁チューブ
26 シール剤
30 空隙
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼限界制御や失火診断などを行うために、シリンダ内圧(燃焼圧力)を計測するシリンダ内圧検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリンダ内圧検出装置としては、例えば図5に示すようなものがある(実公平3−18906号公報参照)。
図5に示すシリンダ内圧検出装置は、点火プラグ41の座金として形成されるシリンダ内圧センサ42により機関のシリンダ内圧を検出するものであり、このシリンダ内圧センサ42は圧電素子により構成されている。
【0003】
また、点火プラグ41とシリンダ内圧センサ42との間には、銅系材料によって形成されるガスケット43が介装されている。シリンダ内圧センサ42とガスケット43とは点火プラグ41の締付けにより点火プラグ41とシリンダヘッド44との間に挟持されて固定される。
燃焼時にシリンダ内で圧力が発生すると、その圧力により点火プラグ41が微小に変位するため、これを前記シリンダ内圧センサ42により検出し、リード線45を介して外部の計測回路に信号を出力する。このようにして機関シリンダ内の燃焼状態の監視を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシリンダ内圧検出装置では、シリンダ内圧センサ及び出力用リード線を取付るために、シリンダヘッドの点火プラグ取付け用の凹部を拡大加工する必要があるものの、この点火プラグ取付け用の凹部は燃焼室と冷却用ウォータジャケットとに挟まれたところに位置するために、空間的な余裕に乏しく、加工が難しいという問題点があった。
【0005】
また、シリンダ内圧センサは点火プラグの微小な変位を検出しているが、検出S/N比が取り難いうえ、点火プラグの強力な点火エネルギーによるノイズの影響を受けやすく、対策としてシリンダ内圧センサ及び出力用リード線にシールドを施さなければならないという問題点もあった。
さらに、シリンダ内圧センサを機関のメンテナンス上交換を前提とする点火プラグとシリンダヘッドとの間に介装しているため、ユーザーによる点火プラグの交換後には初期設定(締付圧力等)を維持し難く、市場における特性保証が困難であるといった問題点もあった。
【0006】
本発明は上記のような問題点に鑑み、取付け加工が容易で、耐ノイズ特性及び保守性の優れたシリンダ内圧検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、シリンダ内に臨ませて燃料噴射弁を設けた直噴式内燃機関において、圧電素子によりシリンダ内圧を検出するシリンダ内圧センサを座金状に形成して、前記シリンダ側が小径となるようにシリンダヘッドに形成された段付形状の燃料噴射弁取付孔の座面と前記燃料噴射弁のハウジング先端部との間に介装し、前記燃料噴射弁取付孔の小径部内周面と前記ハウジング先端部に連結されるノズルボディ外周面との間に位置しつつ、前記シリンダ内に連通する円環断面形状の空隙を介して、シリンダ内圧を直接検出するようにした。
【0008】
このような構成とすることにより、シリンダ内圧センサの取付け部に空間的な余裕を生じる。また、シリンダ内圧センサを強力なノイズ源である点火プラグから離して設置することにより電気的ノイズの影響を受け難くなる。さらに、燃料噴射弁は、点火プラグと違い、ユーザー自身によって交換されることがないため、締付圧力等の初期設定を維持することができる。
【0009】
このとき、シリンダ内圧センサは、燃料噴射弁取付孔の小径部内周面とハウジング先端部に連結されるノズルボディ外周面との間に位置しつつ、シリンダ内に連通する円環断面形状の空隙を介して、シリンダ内圧を直接検出するため、シリンダ内圧がより高精度に検出されることとなる。
【0010】
そして、シリンダ内圧センサの具体的な構造としては、請求項2に係る発明のように、燃料噴射弁の座金として形成される金属製の中空環状のケース内に、環状の中心電極板と、該中心電極板を挟む一対の環状圧電素子と、各圧電素子の外側にそれぞれ配される環状の接地電極板とを挿入し、中心電極板の内周部および外周部とケースとの間に絶縁体を設けたものが考えられる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明のシリンダ内圧検出装置を取付けた内燃機関の一例を示す断面図である。
この例に用いた内燃機関は、シリンダ1内に吸気弁2を介して吸入された空気に対し、シリンダヘッド3に取り付けられた燃料噴射弁4から燃料を直接噴射し、そこで生じた混合気にシリンダヘッド3の中心部に設置された点火プラグ5によって着火することにより燃焼・爆発が起きる構成となっている。
【0013】
シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔座面と燃料噴射弁4との間には、座金状に形成されたシリンダ内圧センサ6を介装する。
シリンダヘッド3の点火プラグ5が取り付けられた位置は、燃焼室であるシリンダ1とウォータジャケット(図示せず)とに囲まれているため、シリンダ内圧センサ6を取り付けるための空間を確保するのが困難であるが、燃料噴射弁4の取付け部位付近には空間的な余裕があり、シリンダ内圧センサ6を取付けるための加工も比較的容易に行うことが可能である。
【0014】
図2は燃料噴射弁4とシリンダ内圧センサ6との拡大断面図である。
燃料噴射弁4は、弁体としてのニードルバルブ11を摺動自由に嵌挿保持するノズルボディ12と、該ノズルボディ12を先端部に連結保持する筒状のハウジング13と、該ハウジング13内に保持されてニードルバルブ11を駆動する電磁コイル14等を備えている。また、ハウジング13の後端開口部には鉄心15が接続されている。
【0015】
そして、燃料ポンプからの配管を、鉄心15の後端部に設けられたコネクタ部16に接続して燃料の供給を受け、電磁コイル14への通電のON/OFFに応じて鉄心15に生じる磁気吸引によってニードルバルブ11がノズルボディ12内を移動して開弁/閉弁動作を行い、燃料の噴射を制御するように構成されている。
上記のような燃料噴射弁4では、ニードルバルブ駆動用電磁コイル14の微弱な逆起ノイズ等があるものの、点火エネルギーによる強力なノイズ発生をともなう点火プラグ5とは異なり、シリンダ内圧センサ6及び出力用リード線17に対する電気的ノイズの影響が少ない。このため、シリンダ内圧センサ6を燃料噴射弁4の座金の位置に装着する場合には、電気的なノイズに対する特別な対策を講じる必要がなく、構造を簡素にできる。
【0016】
シリンダ内圧センサ6は、燃料噴射弁4の座金状に形成されており、燃料噴射弁4の先端に形成された噴口部18をシリンダヘッドに貫挿する際、図3に示すように、シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔座面と燃料噴射弁4との間に介装される。シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔内周とハウジング13の外周とに設けたネジにより、燃料噴射弁4を所定のトルクで締付・固定することで、シリンダ内圧センサ6は所定の圧力が加えられた状態で固定される。
【0017】
このシリンダ内圧センサ6の詳細な構造は例えば図4のようなものである。
燃料噴射弁4の座金として形成される金属製の中空環状のケース21内に、環状の中心電極板(リードプレート)22と、該中心電極板22を挟む一対の環状圧電素子23、23と、各圧電素子23、23の外側にそれぞれ配される環状の接地電極板24、24とを挿入してある。また、ケース21の内面と中心電極板22の内周部との間には環状の絶縁チューブ25を配してある。そして、ケース21内の隙間にはシリコンレジン等のシール剤26を充填してある。このシール剤26は、ケース21と中心電極板22の外周部との間の絶縁体としての機能も果たす。27はケース21の一部に固着されたリード線引出し用パイプであり、出力用リード線17は中心電極板22に接続されてパイプ27を通じて引き出される。
【0018】
一方、シリンダヘッド3の燃料噴射弁取付孔内周と燃料噴射弁4先端部のノズルボディ12外周との間にシリンダ1内に連通する円環断面形状の空隙30を設け、シリンダ1内の圧力の増加がシリンダ内圧センサ6を圧縮する方向に働くようにする。
シリンダ内圧センサ6は、シリンダ1内における混合気の燃焼・爆発による圧力変化を、直接検出する。すなわち、シリンダ1内の圧力が増加すると、シリンダ内圧センサ6には、シリンダ1内に連通する空隙30を介して、圧力変化量に応じた圧縮力が作用する。シリンダ内圧センサ6は、圧力の変化量に応じた信号をリード線17を介して外部の計測回路(図示せず)に伝達し、この信号に基づいて内燃機関の燃焼限界制御や失火診断が行なわれる。このような構成では、シリンダ内圧センサ6がシリンダ1内の圧力を直接検出するので、より高精度な検出が可能となる。
【0021】
尚、本実施例では、燃料噴射弁をシリンダ内(主燃焼室)に直接臨ませているが、副室を有して、この副室に燃料噴射弁を臨ませるようにしたものにも本発明を適用可能である。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明では、シリンダ内圧センサの取付け加工を容易に行うことができる。また、シリンダ内圧センサ及びリード線に対する電気的ノイズの影響を避けることができるので正確な検知が可能になるとともに、構造を簡素にできるという効果もある。さらに、製品が市場に出てからも、締付圧力等の初期設定を維持できるというメリットがある。
【0023】
このとき、シリンダ内の圧力変化をシリンダ内圧センサが直接検出するので、より高精度な検出ができるという効果がある。
【0024】
また、請求項2に係る発明では、燃料噴射弁の座金の内部に圧電素子を用いた高感度な圧力センサをコンパクトに組み込むことができ、シリンダ内の圧力変化を鋭敏に検出することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示すシリンダ内圧検出装置を取付けた内燃機関の断面図
【図2】 燃料噴射弁とシリンダ内圧センサとの拡大断面図
【図3】 燃料噴射弁およびシリンダ内圧センサのシリンダヘッドへの取付け方を説明する図
【図4】 シリンダ内圧センサの詳細な構造を示す断面図
【図5】 従来のシリンダ内圧検出装置の取付け例を示す断面図
【符号の説明】
1 シリンダ
2 吸気弁
3 シリンダヘッド
4 燃料噴射弁
5 点火プラグ
6 シリンダ内圧センサ
21 ケース
22 中心電極板
23 圧電素子
24 接地電極板
25 絶縁チューブ
26 シール剤
30 空隙
Claims (2)
- シリンダ内に臨ませて燃料噴射弁を設けた直噴式内燃機関において、
圧電素子によりシリンダ内圧を検出するシリンダ内圧センサを座金状に形成して、前記シリンダ側が小径となるようにシリンダヘッドに形成された段付形状の燃料噴射弁取付孔の座面と前記燃料噴射弁のハウジング先端部との間に介装し、前記燃料噴射弁取付孔の小径部内周面と前記ハウジング先端部に連結されるノズルボディ外周面との間に位置しつつ、前記シリンダ内に連通する円環断面形状の空隙を介して、シリンダ内圧を直接検出するようにしたことを特徴とするシリンダ内圧検出装置。 - 前記シリンダ内圧センサは、前記燃料噴射弁の座金として形成される金属製の中空環状のケース内に、環状の中心電極板と、該中心電極板を挟む一対の環状圧電素子と、各圧電素子の外側にそれぞれ配される環状の接地電極板とを挿入し、前記中心電極板の内周部および外周部と前記ケースとの間に絶縁体を設けたものであることを特徴とする請求項1記載のシリンダ内圧検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12161696A JP3809919B2 (ja) | 1995-06-09 | 1996-05-16 | シリンダ内圧検出装置 |
DE19622651A DE19622651B4 (de) | 1995-06-09 | 1996-06-05 | Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7-142899 | 1995-06-09 | ||
JP14289995 | 1995-06-09 | ||
JP12161696A JP3809919B2 (ja) | 1995-06-09 | 1996-05-16 | シリンダ内圧検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0953483A JPH0953483A (ja) | 1997-02-25 |
JP3809919B2 true JP3809919B2 (ja) | 2006-08-16 |
Family
ID=26458924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12161696A Expired - Fee Related JP3809919B2 (ja) | 1995-06-09 | 1996-05-16 | シリンダ内圧検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3809919B2 (ja) |
DE (1) | DE19622651B4 (ja) |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19827287A1 (de) * | 1998-06-19 | 1999-12-23 | Bosch Gmbh Robert | Brennstoffeinspritzventil-Drucksensor- Kombination |
JP2001123930A (ja) * | 1999-10-27 | 2001-05-08 | Denso Corp | グロープラグの取付構造 |
AT3988U1 (de) * | 2000-01-20 | 2000-11-27 | Avl List Gmbh | Zylinderkopf für eine brennkraftmaschine |
DE10127932A1 (de) * | 2001-06-08 | 2002-12-19 | Bosch Gmbh Robert | Ventil zum Steuern von Fluiden sowie Verfahren zur Bestimmung von Drücken |
DE10129375B4 (de) * | 2001-06-20 | 2005-10-06 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Injektor mit Piezo-Aktuator |
GB0306658D0 (en) * | 2003-03-22 | 2003-04-30 | Scion Sprays Ltd | A fluid injector |
AT413303B (de) * | 2003-05-05 | 2006-01-15 | Avl List Gmbh | Einrichtung zur messung des brennraumdruckes |
DE10341335B4 (de) * | 2003-09-08 | 2013-07-11 | Continental Automotive Gmbh | Anordnung mit Einspritzventil und einer Hülse als Druckübertragungsmittel |
DE102004022371A1 (de) * | 2004-05-06 | 2005-12-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzventils |
DE102005004492B4 (de) * | 2005-02-01 | 2008-12-11 | Audi Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Zylinderdrucks eines Verbrennungsmotors |
GB0609519D0 (en) * | 2006-05-12 | 2006-06-21 | Delphi Tech Inc | Fuel injector |
DE102006037235A1 (de) * | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Drucks im Brennraum einer Brennkraftmaschine |
WO2012115036A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 本田技研工業株式会社 | 燃料直噴式内燃機関の筒内圧検出装置 |
JP2012215153A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Denso Corp | 電子部品装置 |
JP5819220B2 (ja) | 2012-02-29 | 2015-11-18 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP5932401B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2016-06-08 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6008087B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2016-10-19 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
DE112013002844B4 (de) * | 2012-06-08 | 2019-08-22 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Kraftstoffeinspritzeinrichtung |
JP6002565B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2016-10-05 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6025542B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2016-11-16 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6096495B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2017-03-15 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP5996410B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2016-09-21 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP5969373B2 (ja) * | 2012-12-13 | 2016-08-17 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP2014152740A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Keihin Corp | 燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 |
JP6208461B2 (ja) * | 2013-04-22 | 2017-10-04 | 株式会社ケーヒン | 燃料噴射弁 |
EP2806151A1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-11-26 | Perkins Engines Company Limited | Fuel injector |
JP2016133069A (ja) | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP2016133067A (ja) | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6470977B2 (ja) | 2015-01-20 | 2019-02-13 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP2016133071A (ja) | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6503190B2 (ja) | 2015-01-20 | 2019-04-17 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP2016133070A (ja) | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6431385B2 (ja) | 2015-01-20 | 2018-11-28 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP2016133065A (ja) | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社ケーヒン | 筒内圧センサ付き燃料噴射弁 |
JP6543509B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2019-07-10 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
DE102016202842A1 (de) * | 2016-02-24 | 2017-08-24 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzventil |
CN106802210A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-06 | 潍柴动力股份有限公司 | 检测在发动机制动的过程中发动机气缸内的压力的压力传感器工装及检测方法 |
FR3143687A1 (fr) * | 2022-12-19 | 2024-06-21 | Psa Automobiles Sa | Arrangement d’un moteur thermique et procede de controle d’un tel arrangement |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE746666C (de) * | 1940-05-27 | 1944-08-16 | Versuchsanstalt Fuer Luftfahrt | Indikator |
US3201972A (en) * | 1962-03-15 | 1965-08-24 | Standard Oil Co | Knock detection instrument |
DE3025808A1 (de) * | 1979-01-22 | 1982-02-11 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Sensor |
DE2902305A1 (de) * | 1979-01-22 | 1980-08-07 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur erfassung von klopfschwingungen |
JPS59108244U (ja) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | 日産自動車株式会社 | 座金型圧力センサ |
JPH0318906A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量制御装置 |
CA2013127C (en) * | 1989-08-21 | 1996-07-09 | Mark C. Sellnau | Combustion pressure sensor |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP12161696A patent/JP3809919B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-05 DE DE19622651A patent/DE19622651B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0953483A (ja) | 1997-02-25 |
DE19622651A1 (de) | 1996-12-12 |
DE19622651B4 (de) | 2005-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3809919B2 (ja) | シリンダ内圧検出装置 | |
US6929192B2 (en) | Valve for controlling fluids and method for measuring pressures | |
US6204594B1 (en) | Spark plug with pressure sensor | |
US4408479A (en) | Knocking detecting device for internal combustion engines | |
WO1997009567A1 (fr) | Detecteur de la pression interieure d'un cylindre de moteur diesel et son mode d'utilisation | |
JP2001241372A (ja) | 燃焼圧センサ構造体 | |
US7270099B2 (en) | Pressure gauge for combustion chamber of an internal combustion engine | |
KR20060014022A (ko) | 기관의 연소실 내의 압력을 탐지하기 위한 장치 | |
JPH10318027A (ja) | 内燃機関の燃料噴射弁異常検出装置 | |
US20040173194A1 (en) | Ignition coil,and internal combustion engine ignition device | |
JP4310857B2 (ja) | 燃料噴射ノズル | |
US4462247A (en) | Knock detecting apparatus for internal combustion engines | |
US20040083795A1 (en) | Pressure sense gauge assembly for attachment to automatic spark plug | |
JP4108920B2 (ja) | 内燃機関の始動装置のための電流測定モジュール | |
JP3864871B2 (ja) | 内燃機関用点火装置の検査方法およびその検査装置 | |
US6466876B1 (en) | Measuring device for electrically decoupled function testing of working systems | |
JP2014022048A (ja) | 燃焼センサ | |
JPH08232700A (ja) | 燃焼圧検出装置 | |
JPS6256449B2 (ja) | ||
JPS6239308Y2 (ja) | ||
JPH0465966B2 (ja) | ||
JPH0318904Y2 (ja) | ||
JP3713184B2 (ja) | 電磁波シールドカバー | |
JPH0127586Y2 (ja) | ||
JPH04118643U (ja) | 圧電センサー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060518 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |