JP4661821B2 - 圧力センサの取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃焼室の筒内圧を計測する圧力センサの取り付け構造に関する。

エンジンの筒内圧を圧力センサで計測し、この計測値を利用してエンジンの点火時期制御や吸入空気量の計算等が行われている。特許文献１、２は、圧力センサを内蔵した点火プラグを開示している。
特開２００４−１０８２６４号公報 特開２００４−１２４９１１号公報

ところで、圧力センサの計測波形には各種の外部ノイズ（例えば、点火ノイズ、設備ノイズ、各種計測器ノイズ等）がのりやすい。ノイズがのった計測波形を利用して点火時期制御や吸入空気量の計算等を行うと、精密な制御が難しく、また、計算値に誤差が含まれてしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、計測波形に含まれるノイズを低減できる圧力センサの取り付け構造を提供することにある。

本発明に係る圧力センサの取り付け構造は、エンジンの筒内圧を測定する圧力センサの取り付け構造であって、前記圧力センサを保持する保持部材と前記圧力センサとの間が電気的に絶縁されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、保持部材と圧力センサとを電気的に絶縁することにより、ノイズを低減する効果が得られる。

上記構成において、前記保持部材がアルミニウム合金で形成され、前記保持部材に形成された前記圧力センサの取り付け孔の内壁に酸化アルミニウム層が形成されている、構成を採用できる。
この構成によれば、保持部材をアルミニウム合金で形成することにより、電気絶縁性の酸化アルミニウム層を容易に形成できる。また、保持部材としてアルミニウム合金を用いることにより放熱性が高まり、圧力センサの熱影響を抑制できる。さらに、圧力センサを酸化アルミニウム層で支持するため、堅固に支持することができる。

上記構成において、前記保持部材に形成された前記圧力センサの取り付け孔と前記圧力センサとの間に電気絶縁性部材が介在している、構成を採用できる。
この構成によれば、樹脂等の電気絶縁性部材を用いて圧力センサと保持部材とを電気的に絶縁できる。

本発明によれば、計測波形に含まれるノイズを低減できる圧力センサの取り付け構造が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧力センサの取り付け構造を示す断面図である。
図１において、１０は圧力センサ、２０は保持部材、４０は酸化アルミニウム層、５０は点火プラグを示している。

保持部材２０は、アルミニウム合金で形成されており、圧力センサ１０を取り付けるための取り付け孔２１と、点火プラグ５０を取り付けるための取り付け孔２５が形成されている。また、保持部材２０は、その外周面に図示しないシリンダヘッドにねじ込まれるねじ部２７が形成されている。図示しないシリンダヘッドにねじ込まれることにより、点火プラグ５０及び圧力センサ１０が燃焼室を臨むように配置される。

酸化アルミニウム層４０は、取り付け孔２１の内壁に全面的に形成されており、取り付け孔２１の先端側の段差部に環状部４２が形成されている。

圧力センサ１０は、その中途部にねじ部１１が形成されており、このねじ部１１は、酸化アルミニウム層４０に形成されたねじ部４１にねじ込まれている。また、圧力センサ１０の先端の受圧面１３は、酸化アルミニウム層４０の環状部４２に密着しており、燃焼室で発生する燃焼ガスが取り付け孔２１内に侵入するのを防ぐシールの役割を果たしている。
このように、圧力センサ１０は、保持部材２０に形成された取り付け孔２１との間に電気絶縁性の酸化アルミニウム層４０、４２が介在しているので、圧力センサ１０は、保持部材２０と電気的に絶縁されている。

尚、点火プラグ５０は、その中途部にねじ部５１が形成されており、このねじ部５１は、取り付け孔２５に形成されたねじ部２６にねじ込まれている。これにより、点火プラグ５０は、保持部材２０に固定されている。

次に、上記の取り付け構造による圧力センサ１０のノイズ特性を図２に示す。
図２において、グラフ（１）は図１の取り付け構造により測定した筒内圧波形であり、グラフ（２）は鉄製の保持部材に圧力センサ１０を直接保持した場合の筒内圧波形である。
図２からわかるように、本実施形態に係るグラフ（１）は、グラフ（２）と比べてノイズが大幅に低減されているのが分かる。

図３は、本発明の他の実施形態に係る圧力センサの取り付け構造を示す断面図である。尚、図３において、図１と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図３において、２０Ａは保持部材、３０は圧力センサ、５０は点火プラグ、６０は電気絶縁性樹脂、７０はガスケット、８０は固定プレートである。

保持部材２０Ａは、鉄等の金属で形成されており、圧力センサ３０を取り付けるための取り付け孔２１と点火プラグ５０を取り付けるための取り付け孔２５とを備える。

電気絶縁性樹脂６０は、環状に形成され、取り付け孔２１の上端部に固着されており、内周に圧力センサ３０のねじ部３１がねじ込まれるねじ部が形成されている。

ガスケット３３は、酸化アルミニウムにより環状に形成され、取り付け孔２１の先端部に設けられ、圧力センサ３０の先端の受圧面３３が密着している。ガスケット３３は、取り付け孔２１内に燃焼ガスが侵入するのを防ぐ。

固定プレート８０は、点火プラグ５０を保持部材２０Ａにねじ込んで固定することにより、保持部材２０Ａの上端面に固定される。これにより、圧力センサ３０は、固定プレート８０により抜け止めされる。

本実施形態では、圧力センサ３０は、電気絶縁性樹脂６０及びガスケット７０により保持部材２０Ａと電気的に絶縁される。この結果、圧力センサ３０の計測する筒内波形のノイズは大幅に低減する。

上記実施形態では、酸化アルミニウム層４０を取り付け孔２１に全面的に形成した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、必要な部分にのみ形成してもよい。

上記実施形態では、酸化アルミニウムあるいは電気絶縁性樹脂を用いて圧力センサと保持部材との間を電気的に絶縁した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、例えば、フッ素系絶縁物質等を用いることも可能であり、圧力センサと保持部材とを電気的に絶縁できればよい。

上記実施形態では、圧力センサを点火プラグを保持する保持部材で共通に保持する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、圧力センサ専用の保持部材を設けてもよいし、圧力センサをシリンダヘッドに直接的に設けることも可能である。

本発明の一実施形態に係る圧力センサの取り付け構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る圧力センサにより計測した筒内圧波形の一例を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る圧力センサの取り付け構造を示す断面図である。

符号の説明

１０…圧力センサ
２０，２０Ａ…保持部材
３０…圧力センサ
４０…酸化アルミニウム層
４１…ねじ部
４２…環状部
５０…点火プラグ
６０…電気絶縁性樹脂
７０…ガスケット
８０…固定プレート

Claims (3)

1. エンジンの筒内圧を測定する圧力センサの取り付け構造であって、前記圧力センサを保持する保持部材と前記圧力センサとの間が電気的に絶縁されている圧力センサの取り付け構造であって、
   前記保持部材は、アルミニウム合金で形成され、かつ、点火プラグを取り付けるための取り付け孔および前記圧力センサを取り付けるための取り付け孔が形成され、
   前記保持部材に形成された前記圧力センサの取り付け孔の内壁に全面的に電気絶縁性の酸化アルミニウム層が形成されている、ことを特徴とする圧力センサの取り付け構造。
2. 前記圧力センサの先端の受圧面が前記酸化アルミニウム層の環状部に密着するように、前記圧力センサは取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサの取り付け構造。
3. 前記圧力センサは、前記酸化アルミニウム層に形成されたねじ部にねじ込まれることで、取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサの取り付け構造。

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