JP4243239B2

JP4243239B2 - Combustion pressure detector

Info

Publication number: JP4243239B2
Application number: JP2004314553A
Authority: JP
Inventors: 孝文溝呂木; 新溝田; 勝則中村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: JP2006125293A

Description

本発明は、内燃機関に取り付けられ、燃焼室内の圧力を検出する燃焼圧検出装置に関する。 The present invention relates to a combustion pressure detection device that is attached to an internal combustion engine and detects the pressure in a combustion chamber.

従来の燃焼圧検出装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この検出装置は、シリンダヘッドに形成されたプラグホールにスパークプラグとともに設けられている。プラグホールは、吸気ポートと排気ポートの間を上下方向に延びており、プラグホールの底部には、プラグホールよりも小さな径を有する取付け孔が形成されている。スパークプラグは、その取付け金具を、取付け孔にねじ込むことによって取り付けられており、その下端部は燃焼室に臨んでいる。 As a conventional combustion pressure detection device, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. This detection device is provided with a spark plug in a plug hole formed in the cylinder head. The plug hole extends vertically between the intake port and the exhaust port, and a mounting hole having a smaller diameter than the plug hole is formed at the bottom of the plug hole. The spark plug is attached by screwing its attachment fitting into the attachment hole, and its lower end faces the combustion chamber.

プラグホールと取付け孔との境の段部には、リング状の圧力センサ素子が設けられており、この圧力センサ素子は、取付け金具の外周面に形成されたつば状のセンサ支持部とシリンダヘッドとの間に狭持されている。また、プラグホール内にはプラグチューブが設けられており、このプラグチューブの内面には、その長さ方向に延びる溝部が形成されている。また、圧力センサ素子には、センサ出力リード線が接続されており、このセンサ出力リード線は、プラグホールの溝部を通ってプラグホールの外部まで延びている。 A ring-shaped pressure sensor element is provided at a step portion between the plug hole and the mounting hole. The pressure sensor element is formed of a collar-shaped sensor support portion and a cylinder head formed on the outer peripheral surface of the mounting bracket. It is held between. Further, a plug tube is provided in the plug hole, and a groove portion extending in the length direction is formed on the inner surface of the plug tube. In addition, a sensor output lead wire is connected to the pressure sensor element, and the sensor output lead wire extends to the outside of the plug hole through the groove of the plug hole.

このような構成によれば、燃焼室内の圧力（以下「燃焼圧」という）が変化するのに応じて、スパークプラグを介して圧力センサ素子に作用する荷重が変化する。圧力センサ素子は、この荷重の変化を燃焼圧の変化として検出し、検出信号としてセンサ出力リード線を介して出力する。 According to such a configuration, the load acting on the pressure sensor element via the spark plug changes as the pressure in the combustion chamber (hereinafter referred to as “combustion pressure”) changes. The pressure sensor element detects this change in load as a change in combustion pressure, and outputs it as a detection signal via a sensor output lead wire.

しかし、上述した特許文献１の燃焼圧検出装置には、以下のような問題がある。すなわち、センサ出力リード線が、プラグホール内を通っていることにより、その長さが長くなってしまうので、例えば組立てやメンテナンスの際の取扱い性が低下してしまう。また、燃焼室内での燃焼に伴って発生する熱により、シリンダヘッドは高温になりやすい。特に、プラグホールは、通常、シリンダヘッドの高温の排ガスが通過する排気ポートに隣接する位置に形成されているので、排ガスの熱の影響を受けやすい。そして、センサ出力リード線が、このようなプラグホール内にその長さ方向に沿って延びているので、センサ出力リード線の高温にさらされやすい部分の長さが大きくなり、熱の影響を受けやすくなることで、燃焼圧を正確に検出できなくなるおそれがある。 However, the above-described combustion pressure detection device of Patent Document 1 has the following problems. That is, when the sensor output lead wire passes through the plug hole, the length of the sensor output lead wire becomes long. For example, handling at the time of assembly or maintenance is deteriorated. Also, the cylinder head is likely to become hot due to the heat generated by the combustion in the combustion chamber. In particular, since the plug hole is usually formed at a position adjacent to the exhaust port through which the high-temperature exhaust gas of the cylinder head passes, it is easily affected by the heat of the exhaust gas. And since the sensor output lead wire extends along the length direction in such a plug hole, the length of the portion of the sensor output lead wire that is easily exposed to high temperature is increased, and is affected by heat. As a result, the combustion pressure may not be detected accurately.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、排気ポートからの熱の影響を低減することにより、センサ素子からの検出信号を出力するためのケーブルの寿命を延ばすことができる燃焼圧検出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and extends the life of a cable for outputting a detection signal from a sensor element by reducing the influence of heat from an exhaust port. An object of the present invention is to provide a combustion pressure detecting device capable of

特開２００２−１６８７２２号公報（第３〜６頁、第１，２図）JP 2002-168722 A (pages 3 to 6, FIGS. 1 and 2)

この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、一方の側面および他方の側面にそれぞれ開口する吸気ポート７および排気ポート８を有するシリンダヘッド４に、燃料を噴射するためのインジェクタ９および燃焼室６内の混合気に着火するためのスパークプラグの一方とともに設けられ、内燃機関（実施形態における（以下、本項において同じ）エンジン２）の燃焼室６内の圧力を燃焼圧として検出するための燃焼圧検出装置１であって、シリンダヘッド４には、吸気ポート７に対して排気ポート８と反対側かつ吸気ポート７の下方の位置に、インジェクタ９およびスパークプラグの一方を取り付けるための、センサ取付け凹部１０ｃを有する取付け孔１０が、燃焼室６側から外側に向かって斜め上方に貫通するように形成されるとともに、取付け孔１０のセンサ取付け凹部１０ｃの下端部から排気ポート８と反対方向にほぼ水平に延びるケーブル導出溝（ハーネス導出溝１１）が形成されており、センサ取付け凹部１０ｃに設けられ、燃焼室６内の圧力を検出するためのセンサ素子２１と、センサ素子２１に接続され、ケーブル導出溝を通り、排気ポート８と反対側に向かってシリンダヘッド４の外部に延び、センサ素子２１からの検出信号を出力するケーブル（ハーネス２５）と、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve this object, an invention according to claim 1 of the present invention is for injecting fuel into a cylinder head 4 having an intake port 7 and an exhaust port 8 which are opened on one side surface and the other side surface, respectively. The pressure in the combustion chamber 6 of the internal combustion engine (the engine 2 in the embodiment (hereinafter the same in this section)) is provided as one of the spark plug for igniting the air-fuel mixture in the injector 9 and the combustion chamber 6 . The cylinder head 4 is provided with one of an injector 9 and a spark plug at a position opposite to the exhaust port 8 and below the intake port 7 with respect to the intake port 7. for attaching, mounting holes 10 having a sensor mounting recess 10c is formed so as to penetrate obliquely upward outwardly from the combustion chamber 6 side Together are cable lead grooves extending substantially horizontally from the lower end portion of the sensor mounting recess 10c of the mounting hole 10 in the direction opposite to the exhaust port 8 (harness lead groove 11) is formed, provided in the sensor mounting recess 10c, a combustion chamber 6 is connected to the sensor element 21, passes through the cable lead-out groove , extends to the outside of the cylinder head 4 toward the opposite side of the exhaust port 8, and is detected from the sensor element 21. And a cable (harness 25) for outputting a signal.

この燃焼圧検出装置によれば、シリンダヘッドに形成された取付け孔に、燃料を噴射するためのインジェクタ、または燃焼室内の混合気に着火するためのスパークプラグが取り付けられ、このインジェクタまたはスパークプラグとともにセンサ素子が取付け孔のセンサ取付け凹部に設けられている。取付け孔は、吸気ポートに対して排気ポートと反対側かつ吸気ポートの下方の位置に、すなわち、排気ポートから遠い位置に配置されており、燃焼室側から外側に向かって斜め上方に延びるようにシリンダヘッドを貫通している。また、シリンダヘッドには、センサ取付け凹部の下端部に、排気ポートと反対方向にほぼ水平に延びるケーブル導出溝が形成されている。センサ素子に接続されたケーブルは、このケーブル導出溝を通って、排気ポートと反対側に向かってシリンダヘッドの外部に延びている。センサ素子は、燃焼室内の圧力を燃焼圧として検出し、センサ素子からの検出信号は、ケーブルを介して出力される。 According to this combustion pressure detecting device, an injector for injecting fuel or a spark plug for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber is attached to a mounting hole formed in the cylinder head, and together with this injector or spark plug A sensor element is provided in the sensor mounting recess of the mounting hole . The mounting hole is disposed at a position opposite to the exhaust port and below the intake port with respect to the intake port, that is, at a position far from the exhaust port, and extends obliquely upward from the combustion chamber side toward the outside. It penetrates the cylinder head . In the cylinder head, a cable lead-out groove extending substantially horizontally in the direction opposite to the exhaust port is formed at the lower end of the sensor mounting recess. The cable connected to the sensor element extends outside the cylinder head through the cable lead-out groove toward the side opposite to the exhaust port. The sensor element detects the pressure in the combustion chamber as the combustion pressure, and a detection signal from the sensor element is output via a cable.

このような構成によれば、従来のプラグホールのように、吸気ポートと排気ポートの間を上下方向に延ばす必要がないので、取付け孔を、従来のプラグホールよりも短くすることができる。ケーブルは、このような取付け孔からケーブル導出溝を介して排気ポートと反対方向に延びているので、従来のようにプラグホール内をその長さ方向に沿って延びる場合よりも短くすることができる。それにより、組立てやメンテナンスなどの際のケーブルの取扱い性を向上させることができる。また、取付け孔が排気ポートから遠い位置に配置されるとともに、この取付け孔のセンサ取付け凹部の下端部からケーブル導出溝から、ケーブルが排気ポートと反対方向に延びているので、ケーブルに排ガスの熱の影響が及び難い。その結果、ケーブルが高温にさらされ難くなることによって、その寿命を延ばすことができる。 According to such a configuration, unlike the conventional plug hole, it is not necessary to extend between the intake port and the exhaust port in the vertical direction, so that the mounting hole can be made shorter than the conventional plug hole. Since the cable extends from the mounting hole in the opposite direction to the exhaust port through the cable lead-out groove, it can be made shorter than the case where the cable extends in the length direction in the plug hole as in the prior art. . Thereby, the handleability of the cable at the time of assembly or maintenance can be improved. In addition, the mounting hole is arranged at a position far from the exhaust port, and the cable extends from the lower end of the sensor mounting recess of the mounting hole from the cable lead-out groove in the opposite direction to the exhaust port. It is difficult to influence. As a result, the cable is less likely to be exposed to high temperatures, thereby extending its life.

また、センサ素子のケーブルは、シリンダヘッドに形成されたケーブル導出溝を通って、シリンダヘッドの外部に延びている。このケーブル導出溝は、センサ取付け凹部から排気ポートと反対側に向かってほぼ水平に延びている。これにより、ケーブルを、ケーブル導出溝を介して排気ポートと反対方向にケーブルの位置ずれ等を生じることなく安定して導くことができる。したがって、ケーブルを熱の影響が及び難い状態に維持することができる。さらに、ケーブル導出溝はセンサ取付け凹部の下端部から延びており、このケーブル導出溝をケーブルが通ってシリンダヘッドの外部まで延びている。このように、ケーブル導出溝は吸気ポートからも遠い位置に配置されているので、吸気ポートが邪魔になることなく、ケーブルの取り回しを容易に行うことができる。また、排気ポートとの間の間隔を、より大きく確保することができるので、排気ポートからの熱の影響を、より抑制することができる。 The sensor element cable extends outside the cylinder head through a cable lead-out groove formed in the cylinder head. The cable lead-out groove extends substantially horizontally from the sensor mounting recess toward the side opposite to the exhaust port. As a result, the cable can be stably guided through the cable lead-out groove in the direction opposite to the exhaust port without causing a displacement of the cable. Therefore, the cable can be maintained in a state where it is difficult to be affected by heat. Furthermore, the cable lead-out groove extends from the lower end portion of the sensor mounting recess, and the cable extends through the cable lead-out groove to the outside of the cylinder head. Thus, since the cable lead-out groove is disposed at a position far from the intake port, the cable can be easily routed without the intake port becoming an obstacle. Moreover, since the space | interval between exhaust ports can be ensured more largely, the influence of the heat from an exhaust port can be suppressed more.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の燃焼圧検出装置１において、取付け孔１０には、インジェクタ９およびスパークプラグの一方を支持するための支持部材（インジェクタプレート２４）がインジェクタ９およびスパークプラグの一方とシリンダヘッド４との間に挟持されるように設けられるとともに、支持部材との間に所定の間隙Ｇ１，Ｇ２を存し、センサ素子２１を固定するためのインジェクタシート２２が設けられており、支持部材には、ケーブル導出溝に臨む部分に、ケーブルを逃がすための逃げ部２４ａが形成されていることを特徴とする。 Invention, the combustion pressure detecting apparatus 1 according to claim 1, the mounting hole 10, the support member (injector plate 24) for supporting one of the injectors 9 and spark plug injector 9 and according to claim 2 An injector seat 22 for fixing the sensor element 21 is provided with a predetermined gap G1, G2 between the spark plug and the cylinder head 4 and a predetermined gap G1, G2. The support member is formed with an escape portion 24a for releasing the cable at a portion facing the cable lead-out groove.

この燃焼圧検出装置によれば、取付け孔には、インジェクタまたはスパークプラグを支持するための支持部材が設けられており、インジェクタまたはスパークプラグは、支持部材に支持された状態で、取付け孔に取り付けられている。取付け孔には、支持部材との間に所定の間隙を存してインジェクタシートが設けられており、センサ素子は、このインジェクタシートによって取付け孔に固定されている。また、支持部材のケーブル導出溝に臨む部分に形成された逃げ部によって、ケーブルを逃がすことができるので、例えば、ケーブルを支持部材に寄せて配置した場合でも、ケーブルが、支持部材に接触したり擦れたりし難いため、ケーブルに傷が付き難い。したがって、ケーブルの配置の自由度を向上させることができるとともに、ケーブルの寿命を延ばすことができる。 According to this combustion pressure detecting device, the attachment hole is provided with a support member for supporting the injector or the spark plug, and the injector or the spark plug is attached to the attachment hole while being supported by the support member. It has been. The attachment hole is provided with an injector sheet with a predetermined gap between it and the support member, and the sensor element is fixed to the attachment hole by the injector sheet. In addition, since the cable can be released by the escape portion formed in the portion of the support member facing the cable lead-out groove, for example, even when the cable is arranged close to the support member, the cable may contact the support member. The cable is hard to be scratched because it is difficult to rub. Therefore, the degree of freedom of cable arrangement can be improved and the life of the cable can be extended.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による燃焼圧検出装置１、およびこれを設けた内燃機関（以下「エンジン」という）２を示している。このエンジン２は、例えば車両（図示せず）に搭載された直列４気筒の直噴式エンジンであり、シリンダヘッド４およびシリンダブロック１２を有している。シリンダブロック１２には、４つのシリンダ３（１つのみ図示）が並設されており、シリンダヘッド４は、シリンダブロック１２の上面に取り付けられ、両者４，１２は互いに強固に接合されている。シリンダヘッド４と各シリンダ３内のピストン５との間には、燃焼室６が形成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a combustion pressure detecting device 1 according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 2 provided with the same. The engine 2 is an in-line 4-cylinder direct injection engine mounted on a vehicle (not shown), for example, and includes a cylinder head 4 and a cylinder block 12. Four cylinders 3 (only one is shown) are arranged side by side in the cylinder block 12, and the cylinder head 4 is attached to the upper surface of the cylinder block 12, and both 4 and 12 are firmly joined to each other. A combustion chamber 6 is formed between the cylinder head 4 and the piston 5 in each cylinder 3.

シリンダヘッド４は、例えばアルミ合金によって構成されており、図２に示すような複雑な形状を有していて、様々な構成部品が取り付けられている。シリンダヘッド４の４つのシリンダ３にはそれぞれ、シリンダヘッド４の一方の側面および他方の側面にそれぞれ開口する吸気ポート７および排気ポート８が、図１の左右方向に並ぶように形成されている。これらの吸・排気ポート７、８には、吸・排気弁（図示せず）がそれぞれ設けられている。また、吸気ポート７と排気ポート８の間には、上下方向に延びる筒状のスパークプラグ取付け部１３が設けられている。このスパークプラグ取付け部１３の内部が、プラグホール１３ａになっており、その底部に形成されたプラグ取付け孔に、燃焼室６内の混合気に着火するためのスパークプラグ（ともに図示せず）が取り付けられていて、その下端部が燃焼室６に臨んでいる。また、シリンダヘッド４の上方には、スパークプラグ取付け部１３の両側の位置に、吸・排気カムシャフト（図示せず）が設けられている。 The cylinder head 4 is made of, for example, an aluminum alloy, has a complicated shape as shown in FIG. 2, and has various components attached thereto. The four cylinders 3 of the cylinder head 4 are respectively formed with an intake port 7 and an exhaust port 8 that open on one side surface and the other side surface of the cylinder head 4 so as to be aligned in the left-right direction in FIG. These intake / exhaust ports 7 and 8 are respectively provided with intake / exhaust valves (not shown). Between the intake port 7 and the exhaust port 8, a cylindrical spark plug attachment portion 13 extending in the vertical direction is provided. The inside of the spark plug mounting portion 13 is a plug hole 13a, and a spark plug (both not shown) for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is formed in the plug mounting hole formed at the bottom thereof. It is attached and its lower end faces the combustion chamber 6. An intake / exhaust camshaft (not shown) is provided above the cylinder head 4 at positions on both sides of the spark plug attachment portion 13.

また、図３に示すように、シリンダヘッド４には、吸気ポート７に対して排気ポート８と反対側かつ吸気ポート７の下方の位置に、吸気ポート７に隣接してインジェクタ９を取り付けるための取付け孔１０が形成されている。この取付け孔１０に、インジェクタ９とともに燃焼圧検出装置１が取り付けられている。 As shown in FIG. 3, the cylinder head 4 is provided with an injector 9 adjacent to the intake port 7 at a position opposite to the exhaust port 8 and below the intake port 7 with respect to the intake port 7. A mounting hole 10 is formed. The combustion pressure detection device 1 is attached to the attachment hole 10 together with the injector 9.

取付け孔１０は、シリンダヘッド９を斜めに貫通しており（図３の一点鎖線よりも燃焼室６側の部分）、その軸線方向の燃焼室６側から順に、互いに同心状のシート取付け部１０ａ、センサ取付け凹部１０ｃ、およびプレート取付け凹部１０ｄで構成されている。シート取付け部１０ａは、取付け孔１０の軸線方向の長さのほぼ半分を占めており、所定の径を有し、その内周面にねじ１０ｂが形成されている。また、センサ取付け凹部１０ｃは、シート取付け部１０ａよりも大きな径と、後述するような所定の深さ（軸線方向の長さ）を有している。プレート取付け凹部１０ｄは、センサ取付け凹部１０ｃよりもさらに大きな径を有している。 The mounting hole 10 obliquely penetrates the cylinder head 9 (a portion closer to the combustion chamber 6 than the one-dot chain line in FIG. 3), and the seat mounting portions 10a are concentric with each other in order from the combustion chamber 6 side in the axial direction. The sensor mounting recess 10c and the plate mounting recess 10d. The seat attachment portion 10a occupies almost half of the length of the attachment hole 10 in the axial direction, has a predetermined diameter, and has a screw 10b formed on the inner peripheral surface thereof. The sensor mounting recess 10c has a larger diameter than the seat mounting portion 10a and a predetermined depth (length in the axial direction) as will be described later. The plate mounting recess 10d has a larger diameter than the sensor mounting recess 10c.

また、シリンダヘッド４には、ハーネス導出溝１１（ケーブル導出溝）が形成されている。このハーネス導出溝１１は、後述するセンサ素子２１のハーネス２５をシリンダヘッド４の外部に取り出すためのものであり、取付け孔１０の下方に配置されていて、図３の右方に、すなわち排気ポート８と反対方向に、センサ取付け凹部１０ｃの下端部から延びている。取付け孔１０が斜めに延びているのに対し、このハーネス導出溝１１の円弧状の底面は、ほぼ水平に延びている。それにより、ハーネス導出溝１１の深さ（底面からの高さ）は、シリンダヘッド４の外方に向かうに従って高くなっており、図４に示すように、シリンダヘッド４の外面にＵ字形に開口している。また、ハーネス導出溝１１の底面の水平方向の長さは、前述したプラグホール１３ａの深さよりも短くなっている。 The cylinder head 4 is formed with a harness lead-out groove 11 (cable lead-out groove). The harness lead-out groove 11 is for taking out a harness 25 of the sensor element 21 described later to the outside of the cylinder head 4 and is disposed below the mounting hole 10. 8 extends in the opposite direction from the lower end of the sensor mounting recess 10c. The mounting hole 10 extends obliquely, whereas the arc-shaped bottom surface of the harness lead-out groove 11 extends substantially horizontally. Thereby, the depth (height from the bottom surface) of the harness lead-out groove 11 becomes higher toward the outside of the cylinder head 4 and opens in a U shape on the outer surface of the cylinder head 4 as shown in FIG. is doing. The horizontal length of the bottom surface of the harness lead-out groove 11 is shorter than the depth of the plug hole 13a described above.

燃焼圧検出装置１は、センサ素子２１、センサ素子２１を固定するためのインジェクタシート２２、およびインジェクタ９を支持するためのインジェクタプレート２４（支持部材）などによって構成されている。センサ素子２１は、リング状に形成され、例えば圧電素子によって構成されており、これに作用する荷重に応じて検出信号を出力する。また、センサ素子２１の上下には、リング状のガスケット２３，２３がそれぞれ積層されており、これらのセンサ素子２１およびガスケット２３，２３は、センサ取付け凹部１０ｃに収容されている。 The combustion pressure detection device 1 includes a sensor element 21, an injector sheet 22 for fixing the sensor element 21, an injector plate 24 (support member) for supporting the injector 9, and the like. The sensor element 21 is formed in a ring shape, for example, is configured by a piezoelectric element, and outputs a detection signal according to a load acting on the sensor element 21. Further, ring-shaped gaskets 23 and 23 are laminated on the upper and lower sides of the sensor element 21, respectively. The sensor element 21 and the gaskets 23 and 23 are accommodated in the sensor mounting recess 10c.

また、センサ素子２１には、ハーネス２５（ケーブル）が接続されている。このハーネス２５は、センサ素子２１からの検出信号を出力するためのものであり、前述したセンサ導出溝４ａの底部付近をほぼ水平に通り、排気ポート８と反対側に向かって、シリンダヘッド４の外部に延びている。各センサ素子２１からシリンダヘッド４の外部に取り出された計４本のハーネス２５は、図２に示すように、シリンダヘッド４の側部に沿って、ほぼ水平に互いに同じ方向に延びている。４本のハーネス２５は、互いに束ねられており（図２においては、便宜上、互いに隙間があるように図示）、コネクタ（図示せず）に接続されていて、各ハーネス２５は、このコネクタを介して、制御装置（図示せず）に接続されている。センサ素子２１によって検出された検出信号は、対応するハーネス２５を介して出力され、制御装置に入力される。 A harness 25 (cable) is connected to the sensor element 21. The harness 25 is for outputting a detection signal from the sensor element 21, and passes through the vicinity of the bottom of the sensor lead-out groove 4 a substantially horizontally and toward the opposite side of the exhaust port 8 of the cylinder head 4. It extends to the outside. A total of four harnesses 25 taken out from the sensor elements 21 to the outside of the cylinder head 4 extend substantially horizontally in the same direction along the side of the cylinder head 4 as shown in FIG. The four harnesses 25 are bundled with each other (in FIG. 2, for the sake of convenience, there is a gap between them) and connected to a connector (not shown), and each harness 25 is connected via this connector. And connected to a control device (not shown). The detection signal detected by the sensor element 21 is output via the corresponding harness 25 and input to the control device.

インジェクタシート２２は、例えばＳＵＳ材によって構成されており、円筒状のシート本体２２ａと、シート本体２２ａの上部から突出するつば部２２ｂを有している。つば部２２ｂは、シート本体２２ａの上端（燃焼室６と反対側の端）から燃焼室６側に所定の距離だけ離れた位置に設けられており、円板状に形成されている。また、シート本体２２ａの下部の外周面には、ねじ部２２ｃが形成されている。また、つば部２２ｂの外径は、前述したセンサ取付け凹部１０ｃの径よりもわずかに小さくなるように設定されている。また、その厚さと、前述したセンサ素子２１および２つのガスケット２３，２３の厚さとの和は、センサ取付け凹部１０ｃの深さよりも小さくなるように設定されている。このようなインジェクタシート２２は、シート本体２２ａを、リング状のセンサ素子２１およびガスケット２３，２３に上方から通し、ねじ部２２ｃをシート取付け部１０ａのねじ１０ｂにねじ込むことにより、シリンダヘッド４に取り付けられている。 The injector sheet 22 is made of, for example, SUS material, and includes a cylindrical sheet main body 22a and a flange portion 22b protruding from the upper portion of the sheet main body 22a. The collar portion 22b is provided at a position away from the upper end (the end opposite to the combustion chamber 6) of the seat body 22a by a predetermined distance toward the combustion chamber 6, and is formed in a disc shape. Further, a threaded portion 22c is formed on the outer peripheral surface of the lower portion of the seat body 22a. The outer diameter of the collar portion 22b is set to be slightly smaller than the diameter of the sensor mounting recess 10c described above. Further, the sum of the thickness and the thickness of the sensor element 21 and the two gaskets 23, 23 described above is set to be smaller than the depth of the sensor mounting recess 10c. Such an injector seat 22 is attached to the cylinder head 4 by passing the seat body 22a through the ring-shaped sensor element 21 and the gaskets 23 and 23 from above and screwing the screw portion 22c into the screw 10b of the seat attachment portion 10a. It has been.

この取付け状態では、インジェクタシート２２は、そのつば部２２ｂのほぼ全面により、ガスケット２３を介してセンサ素子２１を下方に押圧しており、それによる荷重がセンサ素子２１に常時、作用する。すなわち、センサ素子２１は、シリンダヘッド４とつば部２２ｂの間に狭持されており、インジェクタシート２２をねじ込んで取り付ける際の締め付け強度によって、センサ素子２１に作用する初期荷重が設定される。また、シート本体２２ａは燃焼室６まで延びており、その下端部が燃焼室６に臨んでいる。さらに、上記のような寸法関係から、つば部２２ｂの上面は、センサ取付け凹部１０ｃの上端よりも若干、低い状態になっている。 In this attached state, the injector sheet 22 presses the sensor element 21 downward through the gasket 23 by almost the entire surface of the collar portion 22b, and the load caused thereby acts on the sensor element 21 at all times. That is, the sensor element 21 is sandwiched between the cylinder head 4 and the flange portion 22b, and an initial load acting on the sensor element 21 is set by a tightening strength when the injector seat 22 is screwed and attached. Further, the seat main body 22 a extends to the combustion chamber 6, and the lower end thereof faces the combustion chamber 6. Furthermore, from the dimensional relationship as described above, the upper surface of the collar portion 22b is slightly lower than the upper end of the sensor mounting recess 10c.

インジェクタプレート２４は、プレート取付け凹部１０ｄに取り付けられている。このインジェクタプレート２４は、例えばＳＵＳ材によって構成されており、所定の厚さを有するリング状に形成されている。また、インジェクタプレート２４は、前述したプレート取付け凹部１０ｄの径よりも若干、小さな外径を有するとともに、シート本体２２ａの外径よりも大きな内径を有している。また、インジェクタプレート２４の外周面と底面の間の角部には、周方向にわたってＲが形成されており、そのようにＲを形成した部分が、ハーネス２５を逃がすための逃げ部２４ａになっている。 The injector plate 24 is attached to the plate attachment recess 10d. The injector plate 24 is made of, for example, a SUS material, and is formed in a ring shape having a predetermined thickness. The injector plate 24 has an outer diameter slightly smaller than the diameter of the plate mounting recess 10d described above and an inner diameter larger than the outer diameter of the seat body 22a. In addition, an R is formed in the circumferential direction between the outer peripheral surface and the bottom surface of the injector plate 24, and the portion where the R is formed as such is an escape portion 24 a for allowing the harness 25 to escape. Yes.

このようなインジェクタプレート２４は、シート本体２２ａの上端部と、プレート取付け凹部１０ｄの周壁との間に嵌合させることにより、シリンダヘッド４に取り付けられている。この状態では、インジェクタプレート２４は、その下面が、プレート取り付け凹部１０ｄとセンサ取付け凹部１０ｃの境の段部に当接し、センサ取付け凹部１０ｃを覆うとともに、センサ素子２１と軸線方向に並設された状態になっている。また、前述した寸法関係から、インジェクタシート２２のつば部２２ｂよりも上側の部分とインジェクタプレート２４の間には間隙Ｇ１が、つば部２２ｂとインジェクタプレート２４の間には間隙Ｇ２が、それぞれ形成されており、両者２２，２４は互いに分離されている。また、シート本体２２ａの上端は、インジェクタプレート２４の上端よりも燃焼室６側に位置している。また、この取付け状態では、インジェクタプレート２４の逃げ部２４ａが、ハーネス導出溝１１に上方から臨んでいる。 Such an injector plate 24 is attached to the cylinder head 4 by being fitted between the upper end portion of the seat main body 22a and the peripheral wall of the plate mounting recess 10d. In this state, the lower surface of the injector plate 24 is in contact with the stepped portion between the plate mounting recess 10d and the sensor mounting recess 10c, covers the sensor mounting recess 10c, and is arranged in parallel with the sensor element 21 in the axial direction. It is in a state. Further, due to the dimensional relationship described above, a gap G1 is formed between the portion above the collar portion 22b of the injector sheet 22 and the injector plate 24, and a gap G2 is formed between the collar portion 22b and the injector plate 24. Both 22 and 24 are separated from each other. Further, the upper end of the seat body 22 a is located closer to the combustion chamber 6 than the upper end of the injector plate 24. In this attached state, the escape portion 24a of the injector plate 24 faces the harness lead-out groove 11 from above.

インジェクタ９は、基本的に周知の構成のものであり、燃料タンク（図示せず）の燃料は、制御装置による制御により、高圧燃料ポンプによって高圧に昇圧された後、インジェクタ９に送られ、インジェクタ９から燃焼室６に噴射される。このインジェクタ９は、インジェクタ本体９ａと、このインジェクタ本体９ａから延び、シート本体２２ａの内径よりも若干、小さな径を有するノズル部９ｂを有している。また、両者９ａ，９ｂの境界には、円板状のつば部９ｃが形成されていて、その外径は、前述したインジェクタプレート２４の外径とほぼ同じに設定されている。 The injector 9 basically has a well-known configuration, and fuel in a fuel tank (not shown) is boosted to a high pressure by a high-pressure fuel pump under the control of a control device, and then sent to the injector 9, where the injector 9 9 is injected into the combustion chamber 6. The injector 9 includes an injector main body 9a and a nozzle portion 9b extending from the injector main body 9a and having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the sheet main body 22a. A disc-shaped collar portion 9c is formed at the boundary between the two 9a and 9b, and the outer diameter thereof is set to be substantially the same as the outer diameter of the injector plate 24 described above.

インジェクタ９のノズル部９ｂは、インジェクタシート２２に挿入され、その下端部は燃焼室６に臨んでいる。また、インジェクタ９は、つば部９ｃの全面をインジェクタプレート２４に当接させ、これを強く押圧した状態で、取付け部材１４を介してボルト１５をシリンダへッド４にねじ込むことによって、シリンダヘッド４に取り付けられている。すなわち、インジェクタプレート２４は、インジェクタ９とシリンダヘッド４との間に狭持されており、インジェクタ９はインジェクタプレート２４によって支持されている。また、ノズル部９ｂの径が、シート本体２２ａの内径よりも若干、小さいため、両者９ｂ，２２ａの間に若干の間隙Ｇ３が形成され、且つ、前述したようにシート本体２２ａの上端が、インジェクタプレート２４よりも燃焼室６側に位置していることにより、インジェクタ９は、インジェクタシート２２の上部との間の間隙Ｇ４を介して、これと分離した状態で取り付けられている。 The nozzle portion 9 b of the injector 9 is inserted into the injector sheet 22 and its lower end faces the combustion chamber 6. In addition, the injector 9 makes the cylinder head 4 by screwing the bolt 15 into the cylinder head 4 via the mounting member 14 in a state where the entire surface of the collar portion 9c is brought into contact with the injector plate 24 and pressed strongly. Is attached. That is, the injector plate 24 is sandwiched between the injector 9 and the cylinder head 4, and the injector 9 is supported by the injector plate 24. Further, since the diameter of the nozzle portion 9b is slightly smaller than the inner diameter of the sheet main body 22a, a slight gap G3 is formed between the both 9b and 22a, and the upper end of the sheet main body 22a is the injector as described above. By being located on the combustion chamber 6 side with respect to the plate 24, the injector 9 is attached in a state of being separated from the upper portion of the injector sheet 22 via a gap G4.

以上のような燃焼圧検出装置１では、エンジン２の停止状態においては、燃焼圧が発生しないので、センサ素子２１には、インジェクタシート２２による初期荷重のみが作用している。エンジン２の運転が開始されると、吸・排気や燃焼などに伴い、燃焼室６内に燃焼圧が発生し、周期的に変動する。前述したように、燃焼圧の変動に伴い、燃焼室６に臨むインジェクタシート２２の下端に作用する圧力が増減することにより、インジェクタシート２２全体が軸線方向に変位する。 In the combustion pressure detecting device 1 as described above, since the combustion pressure is not generated when the engine 2 is stopped, only the initial load from the injector seat 22 acts on the sensor element 21. When the operation of the engine 2 is started, combustion pressure is generated in the combustion chamber 6 along with intake / exhaust, combustion, etc., and fluctuates periodically. As described above, as the combustion pressure fluctuates, the pressure acting on the lower end of the injector sheet 22 facing the combustion chamber 6 increases or decreases, whereby the entire injector sheet 22 is displaced in the axial direction.

それにより、燃焼圧が増大する際には、つば部２２ｂが燃焼室６と反対側に変位することによって、センサ素子２１に作用する荷重が減少し、センサ素子２１が伸びる。逆に、燃焼圧が減少する際には、つば部２２ｂが燃焼室６側に変位することにより、センサ素子２１に作用する荷重が増大し、センサ素子２１が縮む。このように、センサ素子２１は、それに作用する荷重の増減に応じて伸縮することにより、燃焼圧の変化量を表す検出信号を、ハーネス２５を介して出力する。この検出信号は、制御装置に入力され、入力された検出信号に基づき、制御装置において、シリンダ３ごとに燃焼圧が算出される。 As a result, when the combustion pressure increases, the flange 22b is displaced to the side opposite to the combustion chamber 6, whereby the load acting on the sensor element 21 is reduced and the sensor element 21 is extended. Conversely, when the combustion pressure decreases, the flange 22b is displaced to the combustion chamber 6 side, whereby the load acting on the sensor element 21 increases and the sensor element 21 contracts. Thus, the sensor element 21 outputs a detection signal representing the amount of change in the combustion pressure via the harness 25 by expanding and contracting according to the increase and decrease of the load acting on the sensor element 21. This detection signal is input to the control device, and the combustion pressure is calculated for each cylinder 3 in the control device based on the input detection signal.

以上のように、本実施形態の燃焼圧検出装置１では、ハーネス２５をシリンダヘッド４の外部に導くハーネス導出溝１１の長さが、プラグホール１３ａの深さよりも短いので、ハーネス２５を、従来のようにプラグホール１３ａ内をその長さ方向に沿って延びる場合よりも短くすることができる。それにより、エンジン２の組立てやメンテナンスなどの際のハーネス２５の取扱い性を向上させることができる。また、取付け孔１０が排気ポート８から遠い位置に配置されるとともに、この取付け孔１０から、ハーネス２５が、排気ポート８と反対方向に延びているので、ハーネス２５に排ガスの熱の影響が及び難い。その結果、ハーネス２５が高温にさらされ難くなることによって、その寿命を延ばすことができる。 As described above, in the combustion pressure detecting device 1 of the present embodiment, the length of the harness lead-out groove 11 that guides the harness 25 to the outside of the cylinder head 4 is shorter than the depth of the plug hole 13a. Thus, the inside of the plug hole 13a can be made shorter than the case of extending along the length direction. Thereby, the handleability of the harness 25 at the time of assembly or maintenance of the engine 2 can be improved. In addition, the mounting hole 10 is disposed at a position far from the exhaust port 8, and the harness 25 extends from the mounting hole 10 in the direction opposite to the exhaust port 8. hard. As a result, the life of the harness 25 can be extended by being hardly exposed to high temperatures.

また、センサ素子２１のハーネス２５は、シリンダヘッド４に形成されたハーネス導出溝１１を通って、シリンダヘッド４の外部に延びるとともに、ハーネス導出溝１１は、取付け孔１０から排気ポート８と反対方向に延び、シリンダヘッド４の外面に開口している。これにより、ハーネス２５をハーネス導出溝１１を介して排気ポート８と反対方向に、ハーネス２５の位置ずれ等を生じることなく安定して導くことができる。したがって、ハーネス２５を、熱の影響が及び難い状態に維持することができる。 The harness 25 of the sensor element 21 extends outside the cylinder head 4 through the harness lead-out groove 11 formed in the cylinder head 4, and the harness lead-out groove 11 extends in the direction opposite to the exhaust port 8 from the mounting hole 10. Extending to the outer surface of the cylinder head 4. As a result, the harness 25 can be stably guided through the harness lead-out groove 11 in the direction opposite to the exhaust port 8 without causing a positional shift of the harness 25 or the like. Therefore, it is possible to maintain the harness 25 in a state where it is difficult to be affected by heat.

また、シリンダ３ごとに形成されたハーネス導出溝１１により、４本のハーネス２５が、シリンダヘッド４の外部の同じ側に取り出されていることによって、それらを、互いに束ねるなど容易に取り回すことができる。 Further, since the four harnesses 25 are taken out to the same side outside the cylinder head 4 by the harness lead-out grooves 11 formed for each cylinder 3, they can be easily routed such as bundled together. it can.

また、インジェクタプレート２４のハーネス導出溝１１に臨む部分に形成された逃げ部２４ａによって、ハーネス２５を逃がすことができるので、例えば、ハーネス２５をインジェクタプレート２４に寄せて配置した場合でも、ハーネス２５が、インジェクタプレート２４に接触したり擦れたりし難い。また、接触したとしても、逃げ部２４ａにはＲが形成されており、曲面形状を有しているので、ハーネス２５に傷が付き難い。したがって、ハーネス２５の配置の自由度を向上させることができるとともに、ハーネス２５の寿命を延ばすことができる。 Further, since the harness 25 can be released by the escape portion 24a formed in the portion of the injector plate 24 facing the harness lead-out groove 11, for example, even when the harness 25 is arranged close to the injector plate 24, the harness 25 The injector plate 24 is unlikely to come into contact with or be rubbed. Moreover, even if it contacts, since R is formed in the escape part 24a and it has a curved surface shape, the harness 25 is hard to be damaged. Therefore, the degree of freedom of the arrangement of the harness 25 can be improved and the life of the harness 25 can be extended.

また、ハーネス導出溝１１は、センサ取付け凹部１０ｃ下端部から延びており、吸気ポート７からも遠い位置に配置されているので、吸気ポート７が邪魔になることなく、ハーネス２５を容易に取り回すことができる。また、ハーネス導出溝１１の上記のような配置により、排気ポート８との間の間隔が、より大きく確保されているので、排気ポート８からの熱の影響を、より抑制することができる。 Further, since the harness lead-out groove 11 extends from the lower end of the sensor mounting recess 10c and is disposed at a position far from the intake port 7, the harness 25 can be easily routed without the intake port 7 being in the way. be able to. Moreover, since the space | interval with the exhaust port 8 is ensured more largely by the above arrangement | positioning of the harness extraction groove | channel 11, the influence of the heat from the exhaust port 8 can be suppressed more.

さらに、ハーネス導出溝１１の長さが短いため、その内部にあるハーネス２５の状態を、外部から目視で容易に確認することができるので、燃焼圧検出装置１のメンテナンス性を向上させることができる。 Further, since the length of the harness lead-out groove 11 is short, the state of the harness 25 inside the harness can be easily confirmed visually from the outside, so that the maintainability of the combustion pressure detecting device 1 can be improved. .

また、インジェクタシート２２は、インジェクタ９との間に間隙Ｇ１〜Ｇ４を存し、インジェクタ９からの荷重を遮断した状態で設けられているので、インジェクタ９の燃圧変動に起因する荷重の変動を確実に遮断でき、その結果、出力される検出信号は、燃焼圧のみを反映したものになるので、燃焼圧の検出精度を向上させることができる。また、インジェクタ９からの荷重の伝達が遮断されているので、例えばメンテナンスのためにインジェクタ９を着脱・交換したとしても、センサ素子２１の初期荷重を維持でき、したがって燃焼圧の検出精度を保つことができる。また、燃焼圧検出装置１は、既存の構成である取付け孔を利用して設置されるので、全体としてコンパクトに構成することができ、エンジン２の既存の構成・レイアウトをほぼ変更することなく配置することができる。さらに、インジェクタプレート２４とインジェクタ９の間に他の構成部品が存在しないので、両者２４，９間の接触面積を大きく確保することができ、インジェクタ９を安定した状態でシリンダヘッド４に取り付けることができる。 In addition, since the injector seat 22 is provided with gaps G1 to G4 between the injector 9 and the load from the injector 9, the load fluctuation caused by the fuel pressure fluctuation of the injector 9 is reliably ensured. As a result, since the output detection signal reflects only the combustion pressure, the detection accuracy of the combustion pressure can be improved. Further, since the transmission of the load from the injector 9 is interrupted, the initial load of the sensor element 21 can be maintained even if the injector 9 is attached / detached / replaced for maintenance, for example, and thus the detection accuracy of the combustion pressure is maintained. Can do. In addition, since the combustion pressure detecting device 1 is installed using the existing mounting holes, it can be configured compactly as a whole, and the existing configuration and layout of the engine 2 can be arranged without substantially changing. can do. Further, since there are no other components between the injector plate 24 and the injector 9, a large contact area between the two 24 and 9 can be secured, and the injector 9 can be attached to the cylinder head 4 in a stable state. it can.

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、インジェクタプレート２４の周方向の全体にわたってＲを形成することによって、ハーネス２５の逃げ部２４ａを形成しているが、これに限定されることなく、例えば、ハーネス導出溝１１に臨む部分のみに形成してもよい。また、Ｒを形成することに代えて、例えば溝や切欠きを形成してもよい。また、実施形態は、インジェクタ９とともに燃焼圧検出装置１を設けた例として説明したが、これに限定されることなく、例えば、インジェクタ９に代えて、スパークプラグを吸気ポート７に隣接するように配置し、スパークプラグとともに燃焼圧検出装置１を設けてもよい。また、実施形態では、本発明を、直列４気筒のエンジン２に適用した例として説明したが、これに限定されることなく、単気筒、または複数の気筒を有する他のタイプのエンジンに適用することも可能である。 In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the said embodiment described. For example, in the embodiment, the relief portion 24a of the harness 25 is formed by forming R over the entire circumferential direction of the injector plate 24. However, the present invention is not limited to this. You may form only in the part which faces. Further, instead of forming R, for example, a groove or a notch may be formed. Further, although the embodiment has been described as an example in which the combustion pressure detection device 1 is provided together with the injector 9, the present invention is not limited thereto, and for example, instead of the injector 9, a spark plug is adjacent to the intake port 7. The combustion pressure detection device 1 may be provided together with the spark plug. In the embodiment, the present invention has been described as an example applied to the in-line four-cylinder engine 2, but is not limited thereto, and is applied to a single cylinder or another type of engine having a plurality of cylinders. It is also possible.

さらに、本発明は、車両に搭載されたエンジンに限らず、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Further, the present invention is not limited to an engine mounted on a vehicle, and can be applied to various industrial internal combustion engines including an engine for a marine propulsion device such as an outboard motor having a crankshaft arranged in a vertical direction. Of course. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

本発明の実施形態による燃焼圧検出装置およびインジェクタを取り付けた状態のエンジンを示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing an engine in the state where a combustion pressure detecting device and an injector by an embodiment of the present invention were attached. 図１のエンジンのシリンダヘッドを、燃焼圧検出装置およびインジェクタを取り付けた状態において示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cylinder head of the engine of FIG. 1 in the state which attached the combustion pressure detection apparatus and the injector. 図１のインジェクタ付近を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the injector vicinity of FIG. 図２のインジェクタ付近を示す部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view showing the vicinity of the injector of FIG. 2.

Explanation of symbols

１燃焼圧検出装置
２エンジン（内燃機関）
４シリンダヘッド
６燃焼室
７吸気ポート
８排気ポート
９インジェクタ
１０取付け孔
１０ｃセンサ取付け凹部
１１ハーネス導出溝（ケーブル導出溝）
２１センサ素子
２２インジェクタシート
２４インジェクタプレート（支持部材）
２４ａ逃げ部
２５ハーネス（ケーブル）
Ｇ１間隙（所定の間隙）
Ｇ２間隙（所定の間隙）
1 Combustion pressure detection device 2 Engine (internal combustion engine)
4 Cylinder head 6 Combustion chamber 7 Intake port 8 Exhaust port 9 Injector
10 Mounting hole
10c Sensor mounting recess 11 Harness lead-out groove (cable lead-out groove)
21 Sensor element
22 Injector seat 24 Injector plate (supporting member)
24a Escape part 25 Harness (cable)
G1 gap (predetermined gap)
G2 gap (predetermined gap)

Claims

An internal combustion engine provided with one of an injector for injecting fuel and a spark plug for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber in a cylinder head having an intake port and an exhaust port that open on one side surface and the other side surface, respectively A combustion pressure detecting device for detecting the pressure in the combustion chamber as a combustion pressure,
The cylinder head has a mounting hole having a sensor mounting recess for mounting one of the injector and the spark plug at a position opposite to the exhaust port and below the intake port with respect to the intake port . is formed so as to penetrate obliquely upward outwardly from the combustion chamber side Rutotomoni, the sensor mounting recess cable lead-out groove extending substantially horizontally from the lower end portion in a direction opposite to the exhaust port of said mounting hole is formed And
A sensor element provided in the sensor mounting recess for detecting the pressure in the combustion chamber;
A cable connected to the sensor element, passing through the cable lead-out groove , extending to the outside of the cylinder head toward the opposite side of the exhaust port, and outputting a detection signal from the sensor element;
A combustion pressure detecting device comprising:

The mounting hole is provided with a support member for supporting the one of the injector and the spark plug so as to be sandwiched between one of the injector and the spark plug and the cylinder head. There is a predetermined gap between the members, and an injector sheet for fixing the sensor element is provided,
The combustion pressure detecting device according to claim 1 , wherein an escape portion for allowing the cable to escape is formed in the support member at a portion facing the cable lead-out groove .