JPS59211835A - Apparatus for detecting internal pressure of cylinder - Google Patents
Apparatus for detecting internal pressure of cylinderInfo
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- JPS59211835A JPS59211835A JP8579583A JP8579583A JPS59211835A JP S59211835 A JPS59211835 A JP S59211835A JP 8579583 A JP8579583 A JP 8579583A JP 8579583 A JP8579583 A JP 8579583A JP S59211835 A JPS59211835 A JP S59211835A
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は筒内圧検出装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a cylinder pressure detection device.
気筒内における燃焼状態が直接反映される筒内圧を検出
することにより、エンジンの点火時期等運転状態に関連
する要素を制御することは広く知られており、この種の
筒内圧検出に用いられるセンサには、例えば、点火栓の
座金取付は位置に設けるようにした圧電素子によるりオ
ン社製のＫＲセンサ（商品名）がある。It is widely known that elements related to engine operating conditions, such as ignition timing, can be controlled by detecting the in-cylinder pressure, which directly reflects the combustion state in the cylinder.This type of sensor is used to detect in-cylinder pressure. For example, there is a KR sensor (trade name) manufactured by Rion Co., Ltd., which uses a piezoelectric element to attach a washer to a spark plug.
しかしながら、この種のふ金型筒内圧センナによるもの
は、点火栓をシリンダヘッドに螺着するときに点火枠の
締着座とシリンダヘッドの取付は座との間にセンサ全挟
持させる状態で取着させるようにして、点火栓の締着座
に発生する圧力変化によシ筒内圧を検出するようになっ
ているので、点火栓を螺着させるそのねじ部のばね定数
やねじ部の加工精度に起因するガス抜けの程度等によっ
ては、センサにより検知される圧力が実際の筒内圧とは
相異してくる虚があった。However, with this type of cylinder pressure sensor using a metal cylinder, when the spark plug is screwed onto the cylinder head, the sensor is completely sandwiched between the ignition frame's tightening seat and the cylinder head. Since the pressure inside the cylinder is detected by the pressure change that occurs in the tightening seat of the ignition plug, it is possible to detect the internal pressure due to the spring constant of the threaded part to which the ignition plug is screwed and the processing accuracy of the threaded part. Depending on the degree of gas leakage, etc., the pressure detected by the sensor may differ from the actual cylinder pressure.
また、センサからのリード線が点火栓の近くから導かれ
るので出力信号に点火ノイズが重畳する外、運転条件が
異なると、 −１−ンサ自体の温間が変化することによ
ってその出力特性が影響を受けたり、更に、多気筒エン
ジンの場合にけ各気筒にセンサを設けるので、センサご
とに第１々な条件で出力特性が異なること等により燃焼
室相互間の圧力の比較を行うことができない。In addition, since the lead wire from the sensor is led from near the spark plug, ignition noise is superimposed on the output signal, and when operating conditions vary, the output characteristics are affected by changes in the temperature of the sensor itself. In addition, in the case of a multi-cylinder engine, since a sensor is provided for each cylinder, it is not possible to compare the pressures between combustion chambers because each sensor has different output characteristics under various conditions. .
更にまた、狭隘な場所にセンサを取付けねばならず、そ
れも点火栓と共に着脱するので、その作業も容易でない
。Furthermore, the sensor must be installed in a narrow space, and the sensor must be attached and removed together with the ignition plug, which is not an easy task.
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、各気筒の点
火栓とは関係々い位置に設けたセンサにより、安定し／
こ出力特性が保持できて気筒ごとの筒内圧が正しく検出
できる筒内圧検出装置を提供することにある。In view of these problems, an object of the present invention is to provide a stable and stable system using a sensor installed in a position unrelated to the ignition plug of each cylinder.
It is an object of the present invention to provide a cylinder pressure detection device that can maintain this output characteristic and accurately detect the cylinder pressure of each cylinder.
本発明の更に他の目的は、上述の目的に加え、各気筒の
イ１５内圧を共通の検出手段によシ検知してこれらの筒
内圧を相互に比較することのできる部内ＩＩ三検出装置
Ｌ″Ｉ’を提供することにある。Still another object of the present invention, in addition to the above-mentioned objects, is to provide an internal detection device L that can detect the internal pressure of each cylinder by a common detection means and compare these cylinder internal pressures with each other. The goal is to provide "I".
そこで１本発明では、シリンダヘッドやシリンダブロッ
ク等の外殻構ηｉ部から例えば冷却水通路等を介して、
Ｊ！／４ （７，Ｑ 、’ｉ’：頭部やシリンダライナ
等の内殻構造体重での間に筒内圧検出手段を設け、この
検出手段により内外構造体の筒内圧に比例した変位を適
切に検出する７、
史にこ、本発明の他の形態では、上述した各気筒の検出
手段数個位置に内＊２構造体の変位を伝達する）−１へ
利を１ｒｌＺけ、更にこの変位伝達部材と内殻構造体と
の間に共ｉ４１の変位検出部材として一本の例えは光フ
ァイバまたは感圧部材を挿設し、変位伝達手段から得ら
れる変位を変位検出部材に入力させて各気筒の質感つの
変位検出部材から適切に取出す。Therefore, in the present invention, from the outer shell structure ηi of the cylinder head, cylinder block, etc., for example, through a cooling water passage, etc.,
J! /4 (7, Q, 'i': A cylinder pressure detection means is provided between the weight of the inner shell structure such as the head and cylinder liner, and this detection means appropriately detects the displacement proportional to the cylinder pressure of the inner and outer structures. Detecting 7. In other embodiments of the present invention, the displacement of the inner *2 structure is transmitted to several positions of the above-mentioned detection means of each cylinder. For example, an optical fiber or a pressure sensitive member is inserted between the member and the inner shell structure as the displacement detection member of i41, and the displacement obtained from the displacement transmission means is inputted to the displacement detection member to detect each cylinder. Appropriately take out the texture from the two displacement detection members.
以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below based on the drawings.
第７図（２）および■は本発明の一実施例を示す。FIG. 7(2) and (2) show an embodiment of the present invention.
ここで７は燃焼室頭部コが形成されているシリンダヘッ
ドであり、その頭部壁２Ａと外Ｍ ／Ａとの間には冷却
水通路３が設けられている９≠はシリンダブロックであ
り、シリンダブロックｑとシリンダヘッドｌとはガスケ
ットＳを介して図示しないタイボルトにより強固に結合
されていて、その頂部に燃焼室６を構成している。更に
、７はウォータジャケットであり、冷却水通路３に連用
している。Here, 7 is a cylinder head in which a combustion chamber head is formed, and a cooling water passage 3 is provided between the head wall 2A and the outside M/A. 9≠ is a cylinder block. , the cylinder block q and the cylinder head l are firmly connected via a gasket S by a tie bolt (not shown), and a combustion chamber 6 is formed at the top thereof. Further, 7 is a water jacket, which is connected to the cooling water passage 3.
このような構成のエンジンにおいて、本発明では各気筒
ごとに、そのシリンダヘッドｌの外殻／Ａに筒内圧検出
センサｌθを装着する。し７かして、センサ１０の感圧
部ｌ／を、上面が平坦に形成しである燃焼室頭部壁２Ａ
の突出座２Ｂと接触を保たせるようにする。／２は各セ
ンサ１０に発生する電気信号を導くリード線である。In the engine having such a configuration, in the present invention, an in-cylinder pressure detection sensor lθ is attached to the outer shell /A of the cylinder head l for each cylinder. 7. The pressure sensing portion l/ of the sensor 10 is formed on the combustion chamber head wall 2A having a flat upper surface.
contact with the protruding seat 2B. /2 is a lead wire that guides electrical signals generated in each sensor 10.
第２図（才検出センサ１０の構成を示し、ここで、１Ｏ
ＡｆＪ締着のためのねじ部１０Ｂを有する支持本体であ
り、本体ＩＯＡは圧力等による変形量の少ない硬質の金
属部材を用いて形成されていて、上述したねじ部１０Ｂ
を介してシリンダヘッドｌ側に接地される。FIG. 2 (shows the configuration of the age detection sensor 10, where 1O
It is a supporting body having a threaded portion 10B for fastening AfJ, and the main body IOA is formed using a hard metal member that is less deformed due to pressure etc., and has the threaded portion 10B mentioned above.
It is grounded to the cylinder head l side via.
／／Ａおよび／／Ｂは感圧部／／に設けた薄膜状の圧電
素子であり、これらの圧電素子／／Ａおよび／ｌＢは例
えばピエゾ半導体などで形成されていて、圧力を受ける
と歪を生じ、そのφ量に対応した電荷を発生する。//A and //B are thin film piezoelectric elements provided in the pressure sensitive part //. These piezoelectric elements //A and /lB are made of, for example, a piezo semiconductor, and become distorted when subjected to pressure. , and a charge corresponding to the amount of φ is generated.
／３Ａ 、 ｉａＢおよび／３Ｇは電極であシ、これら
の／３Ａと／、７Ｂとの間に圧電素子／／Ａが、更にｉ
ａＢと／３Ｃとの間に圧電素子／／Ｂが挾持された状態
に配置される。／ｌは発生電圧を出力する端子であり、
端子／’ｉｎと’ｌｉｔ極／３Ｂとはリード線１５によ
って後続されていて、プラス電極としたｉａＢからの電
圧をこのリード線１５によって端子／４’に導く。/3A, iaB and /3G are electrodes, and a piezoelectric element //A is connected between /3A, /, and 7B;
A piezoelectric element //B is placed between aB and /3C. /l is a terminal that outputs the generated voltage,
The terminal /'in and the 'lit pole /3B are connected by a lead wire 15, and the voltage from the positive electrode iaB is guided to the terminal /4' by this lead wire 15.
なお、ここで、圧′市素子／／Ａおよび／／Ｂを配置す
るにあたっては、加圧されたときに、その電極／３Ｂ１
則に正電荷が、また電極／３Ａおよび／、３Ｃ側に負電
荷が発生するようにしておく。In addition, in arranging the pressure elements //A and //B, when pressurized, the electrodes /3B1
As a general rule, positive charges are generated on the electrodes /3A and/or 3C, and negative charges are generated on the electrodes /3A and/or 3C.
／乙は端子／４’と本体ＩＯＡとの間に設けた筒状の絶
縁体であり、端子ｌりはこの絶縁体／乙を介して本体Ｉ
ＯＡに保持されてしる。更に／７は樹脂製の封止材であ
り、図に示すようにモールド成形することによって、こ
の感圧部／／を形成して圧電素子／／Ａ。/B is a cylindrical insulator provided between the terminal /4' and the main body IOA, and the terminal l is connected to the main body I through this insulator /B.
It is retained by OA. Further, /7 is a resin sealing material, which is molded as shown in the figure to form this pressure sensitive part //A to form the piezoelectric element //A.
／／Ｂおよび電極／、？Ａ〜／３Ｇをこの状態に保持す
ると共にセンサ１０の内部に気体や流体の浸入するのを
防止している。//B and electrode/,? A~/3G is maintained in this state and gas or fluid is prevented from entering the inside of the sensor 10.
次に、このように構成し、た筒内圧検出装置の筒内圧検
出動作について説明する。第３図は一般のこの種エンジ
ンにおいてその燃焼室乙に発生する筒内圧の変化を示す
もので、横軸を行程、縦軸を筒内圧とすると、図示の如
く、グサイクルエンジンでは圧縮上死点時の近傍に一つ
の大きい圧力ピークが発生する。Next, the cylinder pressure detection operation of the cylinder pressure detection device configured as described above will be explained. Figure 3 shows the changes in the cylinder pressure generated in the combustion chamber of a general engine of this type.If the horizontal axis is the stroke and the vertical axis is the cylinder pressure, as shown in the figure, in a high-cycle engine, compression One large pressure peak occurs near the point.
しかして、燃焼室６を構成している燃焼室頭部壁２Ａや
シリンダブロック弘のシリンダライナ壁＋Ａでは、上述
した筒内圧の変化に対応して外方に、すなわち頭部壁２
Ａでは冷却水通路３側に。Therefore, the combustion chamber head wall 2A constituting the combustion chamber 6 and the cylinder liner wall +A of the cylinder block 6 are moved outwardly in response to the above-mentioned change in cylinder pressure.
In A, on the cooling water passage 3 side.
また、ライナｙ ＜ｚＡではジャケット７側に変位が発
生する。Further, when liner y < zA, displacement occurs on the jacket 7 side.
そこで、本検出装置にあっては、センサ１０の感圧部／
／が頭部壁、２Ａに生じる変位を受圧し、圧電素子／／
Ａおよび／／Ｂを重重せることによって発生する電荷を
電極／’３ Ｂからリード線／左を介して端子／９に導
くことができる。かくして、端子／’／からの電気信号
をぞれぞれのシリンダヘッド／カラリード線／２によっ
て取出すことができる。Therefore, in this detection device, the pressure sensitive part of the sensor 10/
/ receives the pressure generated in the head wall, 2A, and the piezoelectric element //
Charges generated by overlapping A and //B can be led from electrode /'3B to terminal /9 via lead wire /left. Thus, the electrical signal from the terminal /'/ can be taken out by each cylinder head/color lead wire /2.
第９図は本発明の他の実施例を示し、本例は、シリンダ
ブ１コツクグの外弱壁グＢにセンサ１０を装置するよう
にしたものである。ここでは、センサ１０の感圧部／／
をシリンダライナ壁、ＬＡに接触させるようにすること
によって、ライナ壁１の変位を検出させる。なお、セン
サ１０を設置するにあたってはできるだけ燃焼室６近傍
の外殻壁ｌＩＢを選定するようになす。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention, in which the sensor 10 is installed on the outer weak wall B of the cylinder tube 1. Here, the pressure sensitive part of the sensor 10 //
By bringing the cylinder liner wall LA into contact with the cylinder liner wall LA, the displacement of the liner wall 1 is detected. In addition, when installing the sensor 10, the outer shell wall IIB near the combustion chamber 6 is selected as much as possible.
その他の構成については第１図面および■の場合と同様
であり、その動作についても変りがないのでその説明を
省略する。第Ｓ図は第を図の例に使用するセンサ／θの
形態を示すもので、センサ１０全体の高さをこの部のシ
リンダブロック弘の形状に合わせて短縮している。更に
本図ではセンサ／θの内部に水が浸入するのを防止する
ために、モールド／７の内側にリイグ型バッキング／ｇ
を設けている以外は、第２図に示す描造と同様にする。The other configurations are the same as those in the first drawing and (2), and the operation is also the same, so a description thereof will be omitted. Fig. S shows the form of the sensor /θ used in the example shown in Fig. S, in which the height of the entire sensor 10 is shortened to match the shape of the cylinder block in this part. Furthermore, in this figure, in order to prevent water from entering inside the sensor/θ, a lig-type backing/g is placed inside the mold/7.
The drawing is the same as that shown in FIG. 2, except that .
第６図（２）および■は本発明の他の形ｊ黒による一実
施例を示し、本例は各気筒の筒内圧を共通の検出手段に
よシ検知するものでめる。すなわち、ここで２０は、筒
内圧を変位として検出するその共通の検出部材で必シ、
部材〃としては一本の光ファイバ若しくは水や油等の液
体を密封した弾性のある硬質管を使用する。FIGS. 6(2) and (2) show an embodiment of another form of the present invention, in which the in-cylinder pressure of each cylinder is detected by a common detection means. That is, here, 20 is the common detection member that detects the cylinder pressure as a displacement;
As the member, a single optical fiber or an elastic hard tube sealed with a liquid such as water or oil is used.
しかして、この部材Ｊは燃焼室頭）゛■壁２Ａの突出座
２Ｂから更に上方に突設した保詩部２／によって突出座
２Ｂの平坦面に沿うように各気筒ごとの位置で保持され
ている。Therefore, this member J is held at a position for each cylinder along the flat surface of the protruding seat 2B by the retaining portion 2/ provided further upwardly from the protruding seat 2B of the combustion chamber head). ing.
いま、第７図によって、部材Ｉを元ファイバとしたとき
の例について説明すると、各気筒の保持部、２／によっ
て保持された光ファイバコθの両端部ハシリンダ−・ソ
ドｌの前後部を貫通してその外部に導かれ、その端部に
それぞれ発光素子２コおよび受光素子コ、？が設けられ
る。Ｊは貫通部を密封するバッキング、バは受光素子コ
３から信号を導くリード紳である。Now, referring to FIG. 7, to explain an example in which the member I is the original fiber, both ends of the optical fiber θ held by the holding portion 2/ of each cylinder penetrate the front and rear of the cylinder rod 1. 2 light-emitting elements and 2 light-receiving elements, respectively, are placed at its ends. is provided. J is a backing that seals the penetration part, and B is a lead that guides the signal from the light receiving element 3.
史に、シリンダヘッドｌの外殻／Ａには燃焼室頭部壁コ
Ａの変位量、すなわち突出座２Ｂに赴ける変位量を捕捉
するだめのピックアップ２６が螺着してあり、その端部
はブ０ファイバ、２０と接触を保つ。Historically, a pickup 26 is screwed onto the outer shell/A of the cylinder head L to capture the amount of displacement of the combustion chamber head wall A, that is, the amount of displacement that reaches the protruding seat 2B. maintains contact with the fiber 20.
第ｇ図はピックアップコロの一例を示し、本ψりではピ
ックアップ、２６はねじ部、２７Ａを有する固着部２７
と、先端にリイフエツジ２Ｎ、が形成され固着部２７に
回動自在に嵌合わされたピックアップ部２ｇとで構成さ
れている。FIG.
and a pickup portion 2g having a leaf edge 2N formed at its tip and rotatably fitted into the fixed portion 27.
２７ｆ３は固着部２７の頂部に設けたレンチ孔であシ。27f3 is a wrench hole provided at the top of the fixed portion 27.
このレンチ孔２７’ｆ３によって固着部２７をシリンダ
ヘッド外殻／Ａに螺着すると共に、ピックアップ部２ｇ
のナイフェツジ２ｇｋを第６図（２）、■に示すように
部材〃の上部から接触させるように保持部コ／に遊嵌さ
せる。The fixed part 27 is screwed onto the cylinder head outer shell/A through this wrench hole 27'f3, and the pickup part 2g
The knife 2gk is loosely fitted into the holding part so that it comes into contact with the upper part of the member as shown in FIG. 6(2), (2).
々お、ここで、固着部２７およびビツクアツ７部コはそ
れ自体の変形を防止するために、硬質の材料とするのが
好適である。Here, it is preferable that the fixed part 27 and the fixed part 7 be made of a hard material in order to prevent deformation of themselves.
ピックアップ２６を・螺着するにあたっては、そのナイ
フェツジ２ｇｋが部材２０と直交するようになして、そ
の締付はトルクが部１．４Ｊに何を使用するかによって
好適な接触圧に保たれ、かつその接触圧が各部で均一に
なるようにする。When screwing the pickup 26, the knife screw 2gk should be perpendicular to the member 20, and the tightening torque should be maintained at a suitable contact pressure depending on the part 1.4J used. Make sure that the contact pressure is uniform at each part.
このように構成した筒内圧検出装置に、ちっては。What about the cylinder pressure detection device configured in this way?
筒内圧の変化が突出座２Ｂの変位としてピックアップ２
Ａのナイフエッジ二ｇＡを介して信号取出部材Ｊに伝達
される。よって、部材〃が光ファイバの場合、光ファイ
バＪがナイフェツジ２Ａ’Ａによってその変位に対応し
た分だけ歪まされるので、この光ファイバ〃を通過する
光はかかる変位部分で光ファイバＩのコア外に散乱され
、変位の大きさに比例して＠を図■に示すように減衰変
化する。The change in cylinder pressure is picked up as a displacement of the protruding seat 2B.
The signal is transmitted to the signal extraction member J via the knife edge 2gA of A. Therefore, when the member is an optical fiber, the optical fiber J is distorted by the knife 2A'A by an amount corresponding to its displacement, so that the light passing through this optical fiber is distorted outside the core of the optical fiber I at such a displaced portion. is scattered, and @ changes attenuation in proportion to the magnitude of the displacement as shown in Figure ■.
なお、第９図（ト）は四気筒エンジンでの各気筒ごとに
その四行程に従って発生する筒内圧の変化を一例として
示したもので、第９図面ではこれら各筒毎に発生する筒
内圧の変化がそのピックアップ２乙によって捕捉され、
光ファイバ〃に伝達された状態を示す。したがって、第
９図［Ｆ］）では第９図（１）に示した四つの曲線が合
成され、かつ、反転された曲線となっている。すなわち
、圧力のピークごとに光のｈυ過が妨げられることを示
す。Figure 9 (g) shows an example of the change in cylinder pressure that occurs in each cylinder in a four-cylinder engine according to its four strokes. The change is captured by its pickup 2,
This shows the state transmitted to the optical fiber. Therefore, in FIG. 9 [F]), the four curves shown in FIG. 9 (1) are combined and inverted. In other words, it is shown that the passage of light through hυ is blocked at each pressure peak.
しかして、本例に示したように四気筒ダサイクルの場合
であれば、爆発膨張のタイミングがこのように気筒によ
って異なるが、かかることにかかわシなく各気筒におけ
る筒内圧を一つの検出手段で次々に検出することができ
る。However, in the case of a four-cylinder da-cycle as shown in this example, the timing of explosion and expansion differs depending on the cylinder, but regardless of this, the in-cylinder pressure in each cylinder can be measured one after another using a single detection means. can be detected.
次に、このような光ファイバＪによる場合の筒内圧検出
装置の検出回路について説明する。第１０図において、
３１は発光素子ｎの電源であシ、バッテリ自体あるいは
バッテリから給電される安定化電源とする。なお、発光
素子二としては発光ダイオードやランプ等を用いるが、
波長は光ファイバ、２０の透過波長などの条件によシ決
定され、例えば明視光でなくともよい。また発光素子−
と光ファイバ、１ｌ）１ピツクアツプ２６と光ファイバ
〃とは光学的に結合される。Next, a detection circuit of an in-cylinder pressure detection device using such an optical fiber J will be explained. In Figure 10,
Reference numeral 31 is a power source for the light emitting element n, which is the battery itself or a stabilized power source supplied from the battery. Note that a light emitting diode, a lamp, etc. is used as the light emitting element 2, but
The wavelength is determined depending on conditions such as the transmission wavelength of the optical fiber and 20, and does not need to be clear vision light, for example. Also, the light emitting element
and the optical fiber, 1l) The pick-up 26 and the optical fiber are optically coupled.
３コは受光素子コ３に接続した反転増幅器であり。3 is an inverting amplifier connected to light receiving element 3.
光ファイバーθから受光素子３に入射する光出力は第９
図面に示したように筒内圧を反転させた形態となってい
るので、この反転増幅器３２ｔ／Ｃより受光素子Ｎから
の出力信号を反転させる。The light output entering the light receiving element 3 from the optical fiber θ is the 9th
As shown in the drawing, since the cylinder pressure is inverted, the output signal from the light receiving element N is inverted by the inverting amplifier 32t/C.
３３はバイパスフィルタ、３ダは増幅器であシ、発光素
子ノｄからの発光強度は電諒篭圧の微小変動によって変
動するので、例えば／ Ｈｚ以下の周波数の変動部分を
バイパスフィルタ３３により除去し、これを次段の図示
しない回路に供給するために、増幅器３ｔにより増幅す
る。33 is a bypass filter, and 3 is an amplifier. Since the intensity of light emitted from the light emitting element d fluctuates due to minute fluctuations in the voltage, the bypass filter 33 removes the fluctuating portion of the frequency below, for example, /Hz. , and is amplified by an amplifier 3t in order to supply it to the next-stage circuit (not shown).
そこで１発光素子２２より出力される光の強度は、光フ
ァイバ〃を通過する際に、ピックアップコロのナインエ
ツジ２ｇＡを介しての筒内圧に対応した変位によシ変調
され、光変調された状態で受光素子刀に入力し、ここで
電気信号に変換されて、反転増幅器、ｕ 、バイパスフ
ィルタ３３および増幅器３１Ｉヲ介して出力される。Therefore, the intensity of the light output from one light emitting element 22 is modulated by the displacement corresponding to the cylinder pressure via the nine edges 2gA of the pickup roller when passing through the optical fiber, and the light is in an optically modulated state. The signal is input to the light receiving element, where it is converted into an electrical signal, and output via the inverting amplifier, the bypass filter 33, and the amplifier 31I.
第１／図は検出回路の他の実施例を示す。ここで、２２
Ａは二本の光ファイバ〃および２０Ａに同時に光を供給
する一つの光源を有する。しかして光ファイバ２ＯＡは
ピックアップムとは接触しないようにしである。FIG. 1 shows another embodiment of the detection circuit. Here, 22
A has two optical fibers and one light source that simultaneously supplies light to 20A. The optical fiber 2OA is thus prevented from coming into contact with the pickup.
かくして、光ファイバ〃および２ＯＡからそれぞれの受
光素子２３および２３Ａに入力された光信号は、ここか
ら電気信号にして、差動増幅器３Ｓに供給される。差動
増幅器ではこれらの二つの電気信号により電源変動等に
基づく光強度の同相変動部分を除去し、これを反転増幅
器３乙に供給して、反転増幅器３６から次段の回路にそ
の出力を供給する。In this way, the optical signals input from the optical fiber and the 2OA to the respective light receiving elements 23 and 23A are converted into electrical signals and supplied to the differential amplifier 3S. The differential amplifier uses these two electrical signals to remove the in-phase fluctuation portion of the optical intensity due to power fluctuations, etc., and supplies this to the inverting amplifier 3B, which then supplies its output to the next stage circuit. do.
なお、以上の説明では変位検出部材〃を光ファイバとし
た場合の例について述べたが、光ファイバにかえて液体
を密封した弾性硬管とすることもでき、この場合はこの
管の端部に圧力検知用の手段を設け、ピックアップ２乙
のナイフェツジ、２ＯＡにより管を変形させたときに管
内に生じる圧力変化を圧力検知手段により検知させる。In the above explanation, an example was given in which an optical fiber was used as the displacement detection member, but instead of an optical fiber, it is also possible to use an elastic hard tube sealed with a liquid, and in this case, the end of the tube A pressure detecting means is provided, and the pressure detecting means detects the pressure change that occurs inside the pipe when the pipe is deformed by the knife of the pickup 2B and the 2OA.
以上ｉ説明してきたように、本発明によれば、内燃機関
のシリンダヘッドまたはシリンダブロックにおいで、燃
焼室が構成される燃焼室壁とその外殻壁との間に、筒内
圧による燃焼室壁の変位を検出する部材と、変位を信号
にして取出す信号取出部材とを一体化した筒内圧検出手
段を設け、該筒内圧検出手段を外殻壁に取付けて、その
変位検出部材を燃焼室壁と接触を保たせるようになして
、燃焼室壁の変位を変位検出部材を介して信号取出部材
に伝達させ、信号取出部材からの取出信号により検知す
るようにしたので１点火栓に取付けて用いる座金型筒内
圧センサの場合のようにその取着状態の如何によって正
確な検出値が得られなかったり、着脱時にかかわる種々
な問題がなくなる。As described above, according to the present invention, in the cylinder head or cylinder block of an internal combustion engine, between the combustion chamber wall forming the combustion chamber and its outer shell wall, the combustion chamber wall is A cylinder pressure detection means is provided which integrates a member for detecting the displacement of the engine and a signal extraction member for outputting the displacement as a signal. The displacement of the combustion chamber wall is transmitted to the signal output member via the displacement detection member, and the signal output from the signal output member is used to detect the displacement of the combustion chamber wall. This eliminates various problems such as the inability to obtain accurate detection values depending on how the washer-type cylinder pressure sensor is attached and the various problems associated with attaching and detaching the sensor.
更にまた、本発明では装置が冷却水通路に配設されるの
で、信号取出部である感圧部材が冷却水によってほぼ一
定の温度に保たれることになり、温度変化によって出力
特性に変動をきたすようなことがない。Furthermore, in the present invention, since the device is disposed in the cooling water passage, the pressure sensitive member, which is the signal extraction section, is kept at a substantially constant temperature by the cooling water, so that the output characteristics do not fluctuate due to temperature changes. Nothing will happen to me.
特に、第を図に示した例のようにシリンダブロックの外
殻からシリンダヘッドに向けて装着する場合は、一層に
着脱、点検が容易であるのみならず、リード線の導設が
容易となる。In particular, when mounting from the outer shell of the cylinder block toward the cylinder head, as in the example shown in figure 1, it is not only easier to install, remove, and inspect, but also easier to install lead wires. .
更に、本発明の他の形態によれば、変位検出部材を各気
筒の検出位置で接触を保つ一本の光ファイバまたは管状
の感圧部材となして、この変位検出部材に各変位伝達部
材からの変位を入力させるようにしたので、各燃焼室に
おける筒内圧が比較対照できる状態で検出することがで
き、特に第１／図に示した実施例では検出部に使用する
電源変動によって検出出力が影響を受けるのを防止する
ことができる。Furthermore, according to another embodiment of the present invention, the displacement detecting member is formed as a single optical fiber or a tubular pressure sensitive member that maintains contact at the detection position of each cylinder, and the displacement detecting member is connected to each displacement transmitting member. By inputting the displacement of can be prevented from being affected.
第１同値）および色）は本発明筒内圧検出装置の構成の
一例をそれぞれり０度の角度差を持たせて縦割とした状
態で示す断面図、第一図はその検出センサの構成の一例
を示す部分断面図、第３図は一般のエンジン燃焼室にお
ける筒内圧の変化め状態を示す特性曲線図、第７図は本
発明の他の実施例を示す断面図、第Ｓ図はその検出セン
サの構成の一例を示す部分断面図、第６図（２）および
■は本発明の他の形態の筒内圧検出装置の構成の一例を
それぞれ９０ｅの角度差を持たせて縦割とした状態で示
す断面図、第７図はその装置をエンジンに配置した状態
を示す断面図５第ｇ図（２）および（■（オその変位伝
達部材としてのピックアップの構成の一例をそれぞれ９
０度の角度差を持たせて部分的に縦割した状態で示す断
面図、第９図（４）は四気筒弘ザイクルエンジンの場合
の各気筒における筒内圧の変化を対照的に示す特性曲線
図、第９図［Ｆ］）は本発明筒内圧検出装置の変位検出
部材に用いた光ファイバから得られる光の透過率の変化
の状態を示す特性曲線図、第１Ｏ図および第１／図は本
発明の光ファイバを用いる形態の場合の回路構成の二つ
の実施例をそれぞれ示すブロック図である。
ｌ・・・シリンダヘッド、
／Ａ・・・外殻、
コ・燃焼室頭部、
２Ａ・・・頭部壁、
２Ｂ・・・突出座、
３・冷却水通路、
’７ シリンダブロック、
グＡ、グＢ・・壁、
Ｓ・ガスケット、
６・燃焼室、
７・・・ウォータジャケット、
１０・・検出センサ、
／／ 感圧部、
／／Ａ 、 ／／Ｂ 圧電素子、
７．２・・・リード線、
／３Ａ 、 ／３Ｂ、 ／３０・・・電極、／ｌ・・！
ｉ＾１子、
１５ ・・ リ − ド 線 、／６・絶縁体、
／７ 封止材、
１ｇ・・・バッキング、
λθ、２ＯＡ・・・感圧部材（光ファイバ）、２／・・
保持部５
〃、２コＡ・発光素子、
２３．２３Ａ・・・受光素子。
−ｌ・・バッキング、
２り・・・リード線、
２６・・・ピックアップ
２７・・・固着部、
２７Ａ・・ねじ部５
．２７Ｂ・・・レンチ孔、
２ｇ・・・ピックアップ部、
２ｇＡ・・・ナイフェツジ、
３１・・・電源、
３．２・・・反転増幅器。
３３・・・バイパスフィルタ、
３ｔ・・・増幅器、
３Ｓ・・差動増幅器、
３６・・・反転増幅器。
特許出願人 日産自動車株式会社
第２図
第５図1st equivalent value) and color) are cross-sectional views showing an example of the configuration of the in-cylinder pressure detection device of the present invention, each vertically divided with an angular difference of 0 degrees, and Figure 1 shows the configuration of the detection sensor. FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing changes in cylinder pressure in a combustion chamber of a general engine; FIG. 7 is a cross-sectional diagram showing another embodiment of the present invention; FIG. Partial cross-sectional views showing an example of the configuration of a detection sensor, FIGS. 6(2) and 6 show an example of the configuration of a cylinder pressure detection device according to another embodiment of the present invention, each vertically divided with an angular difference of 90e. Fig. 7 is a cross-sectional view showing the state in which the device is installed in the engine, Fig.
A cross-sectional view partially vertically divided with an angle difference of 0 degrees, and Fig. 9 (4) is a characteristic curve contrasting the change in cylinder pressure in each cylinder of a four-cylinder Kosaikle engine. 9 [F]) are characteristic curve diagrams showing changes in light transmittance obtained from the optical fiber used as the displacement detection member of the in-cylinder pressure detection device of the present invention, FIG. 1O and FIG. 1A and 1B are block diagrams respectively showing two embodiments of circuit configurations in the case of using optical fibers according to the present invention. l...Cylinder head, /A...Outer shell, K-Combustion chamber head, 2A...Head wall, 2B...Protruding seat, 3. Cooling water passage, '7 Cylinder block, GA , B...Wall, S...Gasket, 6.Combustion chamber, 7...Water jacket, 10...Detection sensor, //Pressure sensitive part, //A, //B Piezoelectric element, 7.2...・Lead wire, /3A, /3B, /30...electrode, /l...!
i＾1 child, 15... lead wire, /6, insulator, /7 sealing material, 1g... backing, λθ, 2OA... pressure sensitive member (optical fiber), 2/...
Holding part 5〃, 2 pieces A・Light emitting element, 23.23A... Light receiving element. -l...Backing, 2...Lead wire, 26...Pickup 27...Fixed part, 27A...Threaded part 5. 27B...Wrench hole, 2g...Pickup section, 2gA...Knife gear, 31...Power supply, 3.2...Inverting amplifier. 33... Bypass filter, 3t... Amplifier, 3S... Differential amplifier, 36... Inverting amplifier. Patent applicant Nissan Motor Co., Ltd. Figure 2 Figure 5
Claims (1)
該保持部材によシ保持され、前記内燃機関の燃焼室を構
成する燃焼室壁に接触して、前記燃焼室における筒内圧
によって生じる前記燃焼室壁の変位を検出する変位検出
部材と、前記保持部材内に収容され前記変位検出部材か
らの変位検知信号を取出す信号取出部材とを具え、前記
燃焼室壁の変位を前記変位検出部材を介して前記信号取
出部材に伝達させることによシ前記筒内圧を検出するよ
うにしたことを特、徴とする筒内用検出装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の筒内圧検出装置にお
いて、前記燃焼室壁と前記外殻壁との間の空間を冷却水
通路としたことを特徴とする筒内圧検出装置。 ５）内燃機関の複数の気筒に対して共通に配置され、か
つ、前記複数の気筒の各々の燃焼室壁の外面に接触して
配置された１つの変位検出部材と、前記複数の気筒の各
々に対応して前記内燃機関の外殻壁に取付けられ、前記
変位検出部材にそれぞれ接触し、前記複数の気筒の各々
、の筒内圧によって生じる前記燃焼室壁の変位を前記変
位検出部材に伝達させて前記筒内圧を検出する変位伝達
部材とを具えたことを特徴とする筒内圧検出装置。 ４）特許請求の範囲第３項に記載の筒内圧検出装置にお
いて、前記燃焼室壁と前記外殻壁との間の空間を冷却水
通路としたことを特徴とする筒内圧検出装置。 ５）特許請求の範囲第ダ項に記載の筒内圧検出装置にお
いて、前記変位検出部材は光ファイバであることを、特
徴とする筒内圧検出装置。 ６）特許請求の範囲第ｑ項に記載の筒内圧検出装置にお
いて、前記変位検出部材は流体合封入、した弾性材料に
よる管であることを特徴とする筒内圧検出装置。 ７）特許請求の範囲第５項に記載の筒内圧検出装置にお
いて、前記複数の気筒に対して共通に、かつ前記光ファ
イバと並置された第コの光ファイバを有し、該第コの光
ファイバを前記変位伝達部材に接触させないようになし
、前記コ本の光ファイバからの出力により前記筒内圧を
検出するようにしたことを特徴とする筒内圧検出装置。[Claims] 1) a holding member having one end fixed to an outer shell wall of an internal combustion engine;
a displacement detecting member held by the holding member and in contact with a combustion chamber wall constituting a combustion chamber of the internal combustion engine to detect displacement of the combustion chamber wall caused by cylinder pressure in the combustion chamber; a signal extraction member that is housed in the member and takes out a displacement detection signal from the displacement detection member, and transmits the displacement of the combustion chamber wall to the signal extraction member via the displacement detection member. A cylinder internal detection device characterized by detecting internal pressure. 2. The cylinder pressure detection device according to claim 1, wherein a space between the combustion chamber wall and the outer shell wall is used as a cooling water passage. 5) one displacement detection member disposed in common with the plurality of cylinders of the internal combustion engine and disposed in contact with the outer surface of the combustion chamber wall of each of the plurality of cylinders, and each of the plurality of cylinders; is attached to the outer shell wall of the internal combustion engine in correspondence with the internal combustion engine, contacts the displacement detecting member, and transmits the displacement of the combustion chamber wall caused by the in-cylinder pressure of each of the plurality of cylinders to the displacement detecting member. and a displacement transmitting member for detecting the cylinder pressure. 4) The cylinder pressure detection device according to claim 3, wherein a space between the combustion chamber wall and the outer shell wall is used as a cooling water passage. 5) The cylinder pressure detection device according to claim 1, wherein the displacement detection member is an optical fiber. 6) The cylinder pressure detection device according to claim q, wherein the displacement detection member is a tube made of an elastic material and sealed with fluid. 7) The in-cylinder pressure detection device according to claim 5, further comprising a third optical fiber common to the plurality of cylinders and arranged in parallel with the optical fiber; An in-cylinder pressure detection device characterized in that the in-cylinder pressure is detected by output from the plurality of optical fibers without bringing the fiber into contact with the displacement transmission member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8579583A JPS59211835A (en) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Apparatus for detecting internal pressure of cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8579583A JPS59211835A (en) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Apparatus for detecting internal pressure of cylinder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59211835A true JPS59211835A (en) | 1984-11-30 |
Family
ID=13868816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8579583A Pending JPS59211835A (en) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | Apparatus for detecting internal pressure of cylinder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59211835A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0175449A2 (en) * | 1984-08-15 | 1986-03-26 | General Motors Corporation | Engine combustion chamber pressure sensing |
| WO2011099445A1 (en) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | いすゞ自動車株式会社 | Sensor for detecting in-cylinder pressure |
| WO2012131788A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | シチズンファインテックミヨタ株式会社 | Cylinder internal-pressure sensor for engine |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP8579583A patent/JPS59211835A/en active Pending
Cited By (7)
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