JPH03528Y2 - - Google Patents

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JPH03528Y2
JPH03528Y2 JP11981984U JP11981984U JPH03528Y2 JP H03528 Y2 JPH03528 Y2 JP H03528Y2 JP 11981984 U JP11981984 U JP 11981984U JP 11981984 U JP11981984 U JP 11981984U JP H03528 Y2 JPH03528 Y2 JP H03528Y2
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light
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は、内燃機関の着火時期センサに係り、
特に、先端がエンジン燃焼室内に臨むよう配置さ
れる石英ガラス等の光導体からなる導光ロツド
と、前記導光ロツドの後端に臨んで配設される受
光素子と、を有し、前記導光ロツドによつて導か
れる燃焼光の状態から前記受光素子を介して着火
時期を検出するための内燃機関の着火時期センサ
の改良に関する。
The present invention relates to an ignition timing sensor for an internal combustion engine,
In particular, the light guide includes a light guide rod made of a light guide such as quartz glass, the tip of which is arranged so as to face into the combustion chamber of the engine, and a light receiving element arranged so as to face the rear end of the light guide rod. The present invention relates to an improvement in an ignition timing sensor for an internal combustion engine for detecting ignition timing from the state of combustion light guided by a light rod via the light receiving element.

【従来の技術】[Conventional technology]

近年、特に自動車のデイーゼルエンジン、ガソ
リンエンジンにおいては、出力、燃費あるいは排
気ガス浄化性能の向上が重要な課題となつてい
る。 これを実現するための手段の一つとして、燃料
噴射時期制御に際して、エンジン燃焼室内の燃焼
光を検出するための着火時期センサを設け、該着
火時期センサ出力から着火時期を検出し、この検
出結果に応じて、例えばタイミング制御弁をフイ
ードバツク制御することが提案されている。 このような燃料噴射時期制御における着火時期
の検出に際して、燃焼光の状態をエンジン燃焼室
内から外部に取出すための手段としては、例え
ば、石英ガラス棒からなる導光ロツドを、燃焼室
内を外気から遮断した状態でエンジンのシリンダ
ヘツド等に取付け保持することが考えられる。 ここで、この導光ロツドを介して取出された燃
焼室燃焼室内の燃焼光は、該導光ロツドの後端に
臨んで取付けられた受光素子、又は、オプチカル
フアイバを介して、離れて配置された受光素子に
受光され、ここで電気信号に変換される。 前記導光ロツドの材料としての石英ガラスは、
耐熱性、コスト、耐化学性から用いられている
が、エンジン燃焼室内における燃焼ガス中のアル
カリ成分P、Ca等により腐食され易く、光学的
失透を生じ、これによつて着火時期センサの性能
が大幅に低下してしまうという問題点がある。
In recent years, improvements in output, fuel efficiency, or exhaust gas purification performance have become important issues, particularly in diesel engines and gasoline engines for automobiles. As one means to achieve this, when controlling the fuel injection timing, an ignition timing sensor is provided to detect combustion light in the engine combustion chamber, and the ignition timing is detected from the output of the ignition timing sensor. Accordingly, it has been proposed, for example, to perform feedback control on timing control valves. When detecting the ignition timing in such fuel injection timing control, as a means for extracting the state of combustion light from the engine combustion chamber to the outside, for example, a light guide rod made of a quartz glass rod is used to isolate the inside of the combustion chamber from the outside air. It is conceivable to attach and hold it to the cylinder head of the engine, etc. in this state. Here, the combustion light extracted from the combustion chamber through the light guide rod is transmitted through a light receiving element mounted facing the rear end of the light guide rod, or via an optical fiber, and is placed at a distance. The light is received by a light-receiving element, where it is converted into an electrical signal. The quartz glass as the material of the light guiding rod is
Although it is used for its heat resistance, cost, and chemical resistance, it is easily corroded by alkali components such as P and Ca in the combustion gas in the engine combustion chamber, causing optical devitrification, which impairs the performance of the ignition timing sensor. There is a problem in that the value decreases significantly.

【考案が解決しようとする問題点】[Problem that the invention attempts to solve]

この考案は、上記問題点に鑑みてなされたもの
であつて、導光ロツド先端のエンジン燃焼室内の
燃焼ガスに臨む部分が、燃焼ガス中のアルカリ成
分によつて腐食あるいは浸蝕され難いようにした
内燃機関の着火時期センサを提供することを目的
とする。
This idea was made in view of the above problems, and is designed to prevent the part of the tip of the light guiding rod that faces the combustion gas in the engine combustion chamber from being corroded or eroded by the alkaline components in the combustion gas. An object of the present invention is to provide an ignition timing sensor for an internal combustion engine.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この考案は、先端がエンジン燃焼室内に臨むよ
う配置される光導体からなる導光ロツドを有し、
該導光ロツドによつて導かれる燃焼光の状態から
受光素子を介して着火時期を検出するための内燃
機関の着火時期センサにおいて、前起導光ロツド
の先端に、耐アルカリ腐食性金属膜をコーテイン
グすることにより上記目的を達成するものであ
る。
This device has a light guide rod consisting of a light guide arranged so that its tip faces into the engine combustion chamber,
In an ignition timing sensor for an internal combustion engine for detecting ignition timing from the state of combustion light guided by the light guide rod via a light receiving element, an alkali corrosion-resistant metal film is coated on the tip of the front light guide rod. The above purpose is achieved by coating.

【作用】[Effect]

この考案によれば、燃焼ガス中のアルカリ成分
によつて腐食されない物質、例えばCr等の金属
をコーテイングすることによつて、導光ロツド先
端の腐食を防止でき、従つて、該導光ロツドの光
学的失透を防止することができる。
According to this invention, by coating the tip of the light guide rod with a substance that is not corroded by alkaline components in the combustion gas, such as metal such as Cr, corrosion of the tip of the light guide rod can be prevented. Optical devitrification can be prevented.

【実施例】【Example】

以下図面を参照して、本考案の着火時期センサ
をデイーゼルエンジンに適用した場合の実施例を
詳細に説明する。 本実施例は、第1図に示す如く、デイーゼルエ
ンジン10の燃焼室10A内の燃焼光を検出する
ための、デイーゼルエンジン10のシリンダヘツ
ド10Bに挿入固定される着火時期センサ12
と、信号線16を介して入力される前記着火時期
センサ12の出力を処理して着火時期を検出し、
該検出された着火時期に応じて、例えば燃料噴射
時期を制御する電子制御ユニツト(以下ECUと
称する)20とを有している。第1図において、
22は、燃料噴射用ノズル、24はグローブラ
グ、26はピストン、をそれぞれ示す。 前記着火時期センサ12は、第2図に詳細に示
す如く、先端30Aがエンジン燃焼室10A内に
臨むように配置される、例えば石英ガラ製の光導
体からなる導光ロツド30と、燃焼室10A内を
外気から遮断した状態で前記導光ロツド30を保
持する、耐熱性の高い金属あるいはセラミツクス
製の筒状ケース32と、前記導光ロツド30の後
端30Bに臨んで配置され、前記導光ロツド30
によつて導かれる燃焼光を受光して電気信号に変
換するための、例えばシリコンホトトランジスタ
からなる受光素子34と、を有し、前記導光ロツ
ド30によつて導かれる燃焼光の状態から前記受
光素子34を介して着火時期を検出するようにさ
れると共に、前記導光ロツド30の先端に例えば
Crからなる耐アルカリ腐食性金属膜36をコー
テイングしたものである。 図の符号40は導光ロツド30の抜け止め用膨
出部30C及びその前後の周囲を筒状ケース32
の内側に接着するための接着剤をそれぞれ示す。 ここで、前記筒状ケース32の先端は、第1図
に示されるように、シリンダヘツド10Bへの取
付け状態で、その先端が、エンジン燃焼室10A
の内周壁よりも3乃至5mmシリンダヘツド10B
の壁内に引込んで位置されるように取付けられて
いる。 ここで、耐アルカル腐食性金属膜36として、
Crを選択したのは、実験により最も石英ガラス
製の導光ロツド30に馴染んだこと、に基づくも
のである。 上記のように、耐アルカル腐食性金属膜36と
して、Crを100乃至200Åの膜厚でコーテングし
た場合、自動車の走行距離と、着火時期センサ1
2のセンサ光量比(走行距離0のとき1.0)との
関係、即ちセンサの劣化特性は、第4図において
実線で示されるようになつた。破線は従来のコー
テイング無しの着火時期センサの場合を示す。 ここで、Cr等の金属膜を導光ロツド30の先
端にコーテイングすると、導光ロツド30を透過
するエンジン燃焼室10A内の燃焼光の絶対値が
第5図において横軸に示されるように、Cr膜厚
が200Åの場合は約0.5、100Åの場合は約0.7に低
下する。 しかしながら、入力される光量が少なくても、
光の波形は変化しないので、受光素子34からの
出力信号のための処理回路のアンプのゲインを初
期から大きくすることによつて充分な応答性及び
信頼性が得られる。但し、充分な応答性及び信頼
性を得るためには光透過率40%以上は必要であ
る。 これに対して、センサ劣化による光量の減衰
は、入力光の立上がり自体が狂い、又減衰量を正
確に検出して補正するのは困難なために、着火時
期の正確な検出はできないことになる。 ここで、前記Crのコーテイング膜厚を、100乃
至200Åとした理由は、第5図に示されるように、
膜厚が厚過ぎると、熱応力によつて剥離が生じ、
このためガラス先端付着量比が減少し、且つ、光
量の絶対値の減少が過大になり、又、膜厚が薄過
ぎると、経時劣化により導光ロツド30の先端が
腐食され易くなるからである。 又、上記実施例において、筒状ケース32の先
端はエンジン燃焼室10A内周壁面面から3乃至
5mm引んだ位置に取付けられているので、導光ロ
ツド30先端の平均温度は、該先端をエンジン燃
焼室10Aに突出させて取付けた場合と比較して
低くなり、そお最大値が約500℃となつた。 従つて、Crのコーテイングはこの500℃の温度
に充分耐えることができ、石英ガラスである導光
ロツド30の先端に対する付着力も充分となる。 ここで、Crのガラス先端付着量と自動車の走
行距離との関係は、第6図において実線で示され
るようになつた。 同図において一点鎖線はC膜、破線はAu膜の
場合をそれぞれ示す。 なお、上記実施例は、耐アルカリ腐食性金属膜
36をCr膜としたものであるが、本考案はこれ
に限定されるものでなく、石英ガラス製の導光ロ
ツド30に馴染み易く、且つエンジン燃焼室10
A内における燃焼ガスのアルカリ成分に対して耐
腐食性があればよい。 従つて、他の金属膜、例えばAu膜であつても
よい。 但し、Au膜の場合は、第6図に示されるよう
に、石英ガラス先端への付着性能がCrと比較し
て劣るので、この場合は、例えば第7図に示され
るように、石英ガラス製の導光ロツド30の先
端、まずCr膜をコーテイングし、その上にAu膜
をコーテイングするとよい。 これらの場合の膜厚は何れも100Å程度とする
とよい。 第7図に示される実施例の場合は、Cr膜の石
英ガラス製の導光ロツド30への付着性能が高
く、且つAu膜が燃焼ガスに対する耐食性能が高
いので、より確実に導光ロツド30先端の失透を
防止することができる。 又、上記実施例において、Cr膜あるいはAu膜
は単にコーテイングとのみ説明したが、このコー
テイング手段は、スパツタ、イオンビーム、真空
蒸着方式等の手段による。 又、膜厚は、均一の膜厚さがよい。膜厚が不均
一となると熱応力により剥離し易くなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the ignition timing sensor of the present invention is applied to a diesel engine will be described in detail below with reference to the drawings. In this embodiment, as shown in FIG. 1, an ignition timing sensor 12 is inserted and fixed into a cylinder head 10B of a diesel engine 10 for detecting combustion light in a combustion chamber 10A of a diesel engine 10.
and detects the ignition timing by processing the output of the ignition timing sensor 12 inputted via the signal line 16,
It has an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 that controls, for example, fuel injection timing according to the detected ignition timing. In Figure 1,
22 is a fuel injection nozzle, 24 is a globe lug, and 26 is a piston. As shown in detail in FIG. 2, the ignition timing sensor 12 includes a light guide rod 30 made of, for example, a quartz glass light guide, which is disposed so that its tip 30A faces into the engine combustion chamber 10A, and a light guide rod 30 that is made of a light guide made of quartz glass, for example. A cylindrical case 32 made of highly heat-resistant metal or ceramics holds the light guide rod 30 in a state where the inside is shielded from the outside air, and a cylindrical case 32 is disposed facing the rear end 30B of the light guide rod 30, Rod 30
and a light receiving element 34 made of, for example, a silicon phototransistor, for receiving the combustion light guided by the light guiding rod 30 and converting it into an electric signal. The ignition timing is detected through the light receiving element 34, and the tip of the light guide rod 30 has a
It is coated with an alkali corrosion-resistant metal film 36 made of Cr. Reference numeral 40 in the figure indicates the bulge 30C for preventing the light guide rod 30 from coming off, and the cylindrical case 32 surrounding the bulge 30C in front and rear thereof.
The adhesive used to adhere to the inside of each is shown. Here, the tip of the cylindrical case 32 is attached to the cylinder head 10B as shown in FIG.
3 to 5 mm from the inner peripheral wall of the cylinder head 10B
It is installed so that it can be recessed into the wall of the building. Here, as the alkali corrosion resistant metal film 36,
Cr was selected based on the fact that it was found to be most compatible with the light guide rod 30 made of quartz glass through experiments. As mentioned above, when Cr is coated with a film thickness of 100 to 200 Å as the alkali corrosion-resistant metal film 36, the mileage of the automobile and the ignition timing sensor 1
The relationship with the sensor light amount ratio of 2 (1.0 when the traveling distance is 0), that is, the deterioration characteristics of the sensor, is now shown by the solid line in FIG. The broken line shows the case of a conventional ignition timing sensor without coating. Here, if a metal film such as Cr is coated on the tip of the light guide rod 30, the absolute value of the combustion light in the engine combustion chamber 10A that passes through the light guide rod 30 will be as shown on the horizontal axis in FIG. When the Cr film thickness is 200 Å, it decreases to about 0.5, and when it is 100 Å, it decreases to about 0.7. However, even if the amount of input light is small,
Since the waveform of the light does not change, sufficient responsiveness and reliability can be obtained by increasing the gain of the amplifier of the processing circuit for the output signal from the light receiving element 34 from the beginning. However, in order to obtain sufficient responsiveness and reliability, a light transmittance of 40% or more is required. On the other hand, when the light intensity attenuates due to sensor deterioration, the rise of the input light itself is distorted, and it is difficult to accurately detect and correct the attenuation amount, making it impossible to accurately detect the ignition timing. . Here, the reason why the Cr coating film thickness was set to 100 to 200 Å is as shown in FIG.
If the film is too thick, it will peel off due to thermal stress.
For this reason, the coating amount ratio at the tip of the glass decreases, and the decrease in the absolute value of the light amount becomes excessive.Also, if the film thickness is too thin, the tip of the light guiding rod 30 will be easily corroded due to deterioration over time. . Furthermore, in the above embodiment, the tip of the cylindrical case 32 is attached at a position 3 to 5 mm away from the inner circumferential wall surface of the engine combustion chamber 10A, so the average temperature at the tip of the light guiding rod 30 is The temperature was lower than when it was installed protruding into the engine combustion chamber 10A, and the maximum value was approximately 500°C. Therefore, the Cr coating can sufficiently withstand this temperature of 500° C., and has sufficient adhesion to the tip of the light guiding rod 30 made of quartz glass. Here, the relationship between the amount of Cr deposited on the tip of the glass and the distance traveled by the vehicle is shown by the solid line in FIG. In the figure, the dashed-dotted line indicates the case of the C film, and the broken line indicates the case of the Au film. In the above embodiment, the alkali corrosion-resistant metal film 36 is a Cr film, but the present invention is not limited to this. Combustion chamber 10
It is sufficient if it has corrosion resistance against the alkaline components of the combustion gas in A. Therefore, other metal films, such as Au films, may be used. However, as shown in Figure 6, in the case of Au film, the adhesion performance to the tip of quartz glass is inferior to that of Cr, so in this case, for example, as shown in Figure 7, quartz glass It is preferable to first coat the tip of the light guide rod 30 with a Cr film, and then coat it with an Au film. The film thickness in these cases is preferably about 100 Å. In the case of the embodiment shown in FIG. 7, the Cr film has a high adhesion performance to the light guide rod 30 made of quartz glass, and the Au film has high corrosion resistance against combustion gas, so that the light guide rod 30 can be attached more reliably. Loss of clarity at the tip can be prevented. Further, in the above embodiments, the Cr film or the Au film was simply described as coating, but the coating means may be sputtering, ion beam, vacuum evaporation, or the like. Further, it is preferable that the film thickness be uniform. If the film thickness becomes non-uniform, it will easily peel off due to thermal stress.

【考案の効果】[Effect of the idea]

本考案は、上記のように構成したので、着火時
期センサの応答性、信頼性を損うことなく、該セ
ンサの導光ロツド先端の、燃焼ガス中のアルカリ
成分による腐食を抑制することができるという優
れた効果を有する。
Since the present invention is configured as described above, it is possible to suppress corrosion of the tip of the light guide rod of the ignition timing sensor due to alkaline components in the combustion gas without impairing the responsiveness and reliability of the sensor. It has this excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本考案にかかる内燃機関の着火時期
センサの実施例が用いられている、着火時期検出
装置の全体構成を示す断面図、第2図は、前記実
施例にかかる着火時期センサの構成を示す断面
図、第3図は、同実施例の導光ロツド先端部分を
拡大して示す断面図、第4図は、同実施例におけ
るセンサ劣化特性を示す線図、第5図は、同実施
例におけるCr膜厚と付着力との関係を示す線図、
第6図は、同実施例における耐アルカリ腐食性金
属膜の劣化特性を他のコーテイング材質と比較し
て示す線図、第7図は、本考案の第2実施例を示
す第3図と同様の拡大断面図である。 10A……エンジン燃焼室、12……着火時期
センサ、30……導光ロツド、30A……先端、
30B……後端、34……受光素子、36……耐
アルカリ腐食性金属膜。
FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of an ignition timing detection device in which an embodiment of the ignition timing sensor for an internal combustion engine according to the present invention is used, and FIG. 2 is a sectional view of the ignition timing sensor according to the embodiment. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the tip of the light guiding rod of the same embodiment; FIG. 4 is a diagram showing the sensor deterioration characteristics in the same embodiment; FIG. A diagram showing the relationship between Cr film thickness and adhesion force in the same example,
FIG. 6 is a diagram showing the deterioration characteristics of the alkali corrosion-resistant metal film in the same example in comparison with other coating materials, and FIG. 7 is the same as FIG. 3 showing the second example of the present invention. FIG. 10A...Engine combustion chamber, 12...Ignition timing sensor, 30...Light guide rod, 30A...Tip,
30B... rear end, 34... light receiving element, 36... alkali corrosion resistant metal film.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 先端がエンジン燃焼室内に臨むよう配置される
光導体からなる導光ロツドを有し、該導光ロツド
によつて導かれる燃焼光の状態から受光素子を介
して着火時期を検出するための内燃機関の着火時
期センサにおいて、前記導光ロツドの先端に、耐
アルカリ腐食性金属膜をコーデイングしてなる内
燃機関の着火時期センサ。
An internal combustion engine having a light guide rod made of a light guide arranged so that its tip faces into the engine combustion chamber, and for detecting ignition timing from the state of combustion light guided by the light guide rod via a light receiving element. An ignition timing sensor for an internal combustion engine, wherein the tip of the light guide rod is coated with an alkali corrosion-resistant metal film.
JP11981984U 1984-08-01 1984-08-01 Internal combustion engine ignition timing sensor Granted JPS6133975U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11981984U JPS6133975U (en) 1984-08-01 1984-08-01 Internal combustion engine ignition timing sensor

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JP11981984U JPS6133975U (en) 1984-08-01 1984-08-01 Internal combustion engine ignition timing sensor

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