JPH02157628A - 筒内圧センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はエンジンのシリンダ内の圧力を検出する筒内
圧センサの改良に関する。

（従来の技術） 一般に、エンジン本体にシリンダ内の圧力を検出する筒
内圧センサを装着し、この筒内圧センサからの検出信号
にもとづいて例えばエンジン本体のノック状態を検出す
る構成のものが開発されている。この場合、従来構成の
ものにあっては例えばシリンダヘッドにおける燃焼室お
よびその周辺部位に筒内圧センサ取付は用のセンサ装着
部を機械加工によって形成し、このセンサ装着部に筒内
圧センサを取付けるようにしていた。しかしながら、エ
ンジン本体の各燃焼室を多バルブ化させたり、勘弁機構
を例えばＤＯＨＣ（ダブルオーバーヘッドカムシャフト
）化させることにより、エンジン本体の高出力化を図る
場合にはシリンダヘッドにおける燃焼室およびその周辺
部位の構造が複雑化するので、シリンダヘッドにおける
燃焼室およびその周辺部位に筒内圧センサ取付は用のス
ペースを設けることは困難なものとなる問題があった。

さらに、シリンダヘッドにおける燃焼室およびその周辺
部位に筒内圧センサ取付は用のセンサ装着部を形成する
ようにしているので、この筒内圧センサを取付けるため
に燃焼室の形状に制約が生じる問題があった。また、エ
ンジン本体の構成部品数が増加するので、エンジン本体
全体の構成の簡略化を図るうえでも問題があった。

そこで、エンジン本体の各燃焼室に装着される点火プラ
グの座金に圧電素子によって形成される筒内圧センサを
取付けることが考えられているが、この場合にもシリン
ダヘッドにおける点火プラグの装着部の周辺部位には筒
内圧センサ取付は用のスペースおよびこの筒内圧センサ
のリード線配設用の余分なスペースが必要になる問題が
あった。

そのため、この場合にもエンジン本体の各燃焼室を多バ
ルブ化したり−、動弁機構をＤＯＨＣ化させてエンジン
本体の高出力化を図る場合にスペース的な問題が発生す
るおそれがあった。

（発明が解決しようとする課題） 従来構成のものにあってはエンジン本体の各燃焼室を多
バルブ化させたり、動弁機構を例えばＤＯＨＣ（ダブル
オーバーヘッドカムシャフト）化させることにより、エ
ンジン本体の高出力化を図る場合にはシリンダヘッドに
おける燃焼室およびその周辺部位の構造が複雑化するの
で、シリンダヘッドにおける燃焼室およびその周辺部位
に筒内圧センサ取付は用のスペースを設けることは困難
なものとなる問題があるとともに、筒内圧センサを取付
けるために燃焼室の形状に制約が生じる問題があった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、エンジ
ン本体のシリンダヘッドにおける燃焼室およびその周辺
部位の構造が複雑化した場合であっても簡単にエンジン
本体に装着することができるとともに、エンジン本体の
構成部品数の増加を防止してエンジン本体全体の構成の
簡略化を図ることができる筒内圧センサを提供すること
を目的とするものである。

【発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明はシリンダヘッドガスケットの内部に圧電素子
を配設させるとともに、このシリンダヘッドガスケット
の外周面に配設されるカバー部材によって圧電素子の負
電極、シリンダヘッドガスケットの内部に配設される芯
金によって圧電素子の正信号出力の導通路をそれぞれ形
成し、シリンダヘッドガスケットによってエンジンのシ
リンダ内の圧力変化を検出する筒内圧センサ本体を形成
させたものである。

（作用） シリンダヘッドガスケットによってエンジンのシリンダ
内の圧力変化を検出する筒内圧センサ本体を形成させ、
エンジン本体のシリンダヘッドにおける燃焼室およびそ
の周辺部位に筒内圧センサ本体取付は用の格別な機械加
工を省略することにより、エンジン本体のシリンダヘッ
ドにおける燃焼室の周辺部位の構造が複雑化した場合で
あっても簡単にエンジン本体に装着できるようにすると
ともに、エンジン本体の構成部品数の増加を防止してエ
ンジン本体全体の構成の簡略化を図るようにしたもので
ある。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照し
て説明する。第１図は例えば４気筒のエンジン本体１の
要部の概略構成を示すもので、２はシリンダブロック、
３はシリンダヘッド、４はこれらのシリンダブロック２
とシリンダヘッド３との間に介設されたシリンダヘッド
ガスケットである。また、５はシリンダブロック２内に
形成されたシリンダ、６はこのシリンダ５内に配設され
たピストン、７はシリンダヘッド３内に形成された燃焼
室である。この場合、シリンダヘッドガスケット４には
第２図に示すようにシリンダ５と対応する部分にシリン
ダ５の内径寸法と略同径の筒穴８・・・が形成されてい
るとともに、シリンダヘッド３の図示しない固定ボルト
の挿通孔９・・・および冷却水または潤滑油の流通穴１
０・・・がそれぞれ形成されている。

また、シリンダヘッドガスケット４の外周面には第３図
に示すように例えば金属等の導体によって形成されたカ
バー部材１１が配設されている。

このカバー部材１１の内部には一対の圧電素子１２ａ、
１２ｂが配設されている。これらの圧電素子１２ａ、１
２ｂは第４図に示すようにシリンダヘッドガスケット４
の内部全体に亙り配設されている。さらに、このシリン
ダヘッドガスケット４の内部に配設される芯金１３は圧
電索子１２ａ。

１２ｂ間に介設されている。そして、シリンダヘッドガ
スケット４の外周面に配設されるカバー部材１１によっ
て圧電素子１２ａ、１２ｂの負電極、シリンダヘッドガ
スケット４の内部に配設される芯金１３によって圧電素
子１２ｇ、１２ｂの正信号出力の導通路がそれぞれ形成
されており、このシリンダヘッドガスケット４によって
エンジン本体１のシリンダ５内の圧力変化を検出する筒
内圧センサ本体が形成されている。

また、シリンダヘッドガスケット４の筒穴８の周縁部位
には下側の圧電素子１２ｂの外周面を覆うカバー部材１
１の両穴８側の端縁部位を−Ｆ方向に向けて屈曲させた
フランジ状の屈曲部１４が形成されている。この屈曲部
１４の先端部１４ａは上側の圧電素子１２ａの外周面を
覆うカバー部材１１における筒穴８の周縁部位に重合状
態で接合されている。そして、圧電素子１２ａ、１２ｂ
における両穴８側の端縁部位は下側の圧電素子１２ｂの
外周面を覆うカバー部材１１の両穴８側の端縁部位に形
成された屈曲部１４によって被覆されており、この屈曲
部１４によって圧電素子１２ａ、１２ｂにおける両穴８
側の端縁部位がシリンダ５内の直火にさらされることを
防止するボアグロメットが形成されている。

さらに、シリンダヘッドガスケット４の芯金１３によっ
て形成される圧電素子１２ａ、１２ｂの正信号出力の導
通路には外部のリード線１５が接続されている。このリ
ード線１５の先端部にはコネクタ１６が接続されており
、このコネクタ１６に接続されるリード線１７を介して
例えばノックコントロールシステム用のマイクロコンピ
ュータおよびその周辺回路によって形成される制御部１
８に接続されている。

次に、上記構成の作用について説明する。

まず、エンジン本体１の組立て時にはシリンダヘッド３
は図示しない固定ボルトによって所定の締付は圧力状態
でシリンダヘッドガスケット４を介してシリンダブロッ
ク２側に締付は固定されている。この場合にはシリンダ
ヘッドガスケット４内の圧電素子１２ａ、１２ｂは通常
の締付は圧力状態で押圧された基準状態で保持される。

また、エンジン本体１の動作中は各シリンダ５内の爆発
燃焼圧力によってシリンダヘッド３にはシリンダブロッ
ク２側から離間する方向への押圧力が作用する。そして
、このシリンダヘッド３に作用する押圧力によってシリ
ンダヘッド３とシリンダブロック２との間のシリンダヘ
ッドガスケット４のシール面圧が変動するので、このシ
リンダヘッドガスケット４のシール面圧変動に応じてシ
リンダヘッドガスケット４内の圧電素子１２ａ。

１２ｂから電気信号が出力される。このシリンダヘッド
ガスケット４内の圧電索子１２ａ、］、２ｂからの出力
信号はシリンダヘッドガスケット４の芯金１３によって
形成される正信号出力の導通路、リード線１５、コネク
タ１６、リード線１７を順次介して制御部１８に人力さ
れ、この制御部１８によって各シリンダ５内の圧力変動
が検出される。

なお、制御部１８には図示しないクランク角センサから
の検出信号が入力されており、このクランク角センサか
らの検出信号とシリンダヘッドガスケット４内の圧電素
子１２ａ、１２ｂからの出力信号とにもとづいて制御部
１８によって各シリンダ５毎の圧力変動状態を検出する
こともできる。

そこで、上記構成のものにあってはシリンダヘッドガス
ケット４によってエンジン本体１のシリンダ５内の圧力
変化を検出する筒内圧センサ本体を形成させたので、従
来のようにエンジン本体１のシリンダヘッド３における
燃焼室７およびその周辺部位に筒内圧センサ本体取付は
用の格別な機械加工を省略することができる。そのため
、エンジン本体１のシリンダヘッド３における燃焼室７
の周辺部位の構造が複雑化した場合であっても簡単にエ
ンジン本体１に装着することができる。さらに、エンジ
ン本体１の構成部品数の増加を防止することができるの
で、エンジン本体１全体の構成の簡略化を図ることがで
きる。また、エンジン本体−１の動作中は各シリンダ５
内の爆発燃焼圧力を直接、またはシリンダヘッド３に作
用する押圧力によってシリンダヘッド３とシリンダブロ
ック２との間のシリンダヘッドガスケット４のシール面
圧変動に応じてシリンダヘッドガスケット４内の圧電素
子１２ａ、１２ｂによって検出させることができるので
、各シリンダ５内の圧力変動の検出データのＳ／Ｎ比を
高めることができ、ノックコントロール等の精度を高め
ることができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、第５図に示すようにシリンダヘッドガスケッ
ト４の外周面のカバー部材１１における釣人８の周縁部
位にシリンダブロック２側およびシリンダヘッド３側に
向けて突設させたビード部２１ａ、２１ｂをそれぞれ形
成し、シリンダヘッドガスケット４とシリンダブロック
２側およびシリンダヘッド３側との間の釣人８の周縁部
位の面圧をこれらのビード部２１ａ、２１ｂによって局
部的に増大させることにより、シール製を高める構成に
してもよい。

また、シリンダヘッドガスケット４のカバー部材１１の
外周面に例えばフッ素ゴム等のコーティングを施すこと
により、シール製を高める構成にしてもよい。この場合
、カバー部材１１の外周面の一部にはコーティング層を
施していない導電部が形成されており、圧電素子１２ａ
、１２ｂの負電極がこの導電部を介してエンジン本体１
側に接続されるようになっている。

さらに、その他この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形実施できることは勿論である。

［発明の効果］ この発明によればシリンダヘッドガスケットの内部に圧
電素子を配設させるとともに、このシリンダヘッドガス
ケットの外周面に配設されるカバー部材によって圧電素
子の負電極、シリンダヘッドガスケットの内部に配設さ
れる芯金によって圧電素子の正信号出力の導通路をそれ
ぞれ形成し、シリンダヘッドガスケットによってエンジ
ンのシリンダ内の圧力変化を検出する筒内圧センサ本体
を形成させたので、エンジン本体のシリンダヘッドにお
ける燃焼室およびその周辺部位の構造が複雑化した場合
であっても簡単にエンジン本体に装着することができる
とともに、エンジン本体の構成部品数の増加を防止して
エンジン本体全体の構成の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図はエンジン本体の要部の概略構成を示す縦断面図
、第２図はシリンダヘッドガスケットを示す要部の平面
図、第３図は第２図の■−■線断面図、第４図はシリン
ダヘッドガスケット内の圧電素子の配設状態を示す横断
面図、第５図は別の実施例を示す要部の縦断面図である
。 １・・・エンジン本体、４・・・シリンダヘッドガスケ
ット、５・・・シリンダ、１１・・・カバー部材、１２
ａ。 １２ｂ・・・圧電素子、１３・・・芯金。 第４図 第５図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッドガスケットの内部に圧電素子を配設させ
   るとともに、このシリンダヘッドガスケットの外周面に
   配設されるカバー部材によって前記圧電素子の負電極、
   前記シリンダヘッドガスケットの内部に配設される芯金
   によって前記圧電素子の正信号出力の導通路をそれぞれ
   形成し、前記シリンダヘッドガスケットによってエンジ
   ンのシリンダ内の圧力変化を検出する筒内圧センサ本体
   を形成させたことを特徴とする筒内圧センサ。