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 guide
- light
- guide rod
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Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11981984U JPS6133975U (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 内燃機関の着火時期センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11981984U JPS6133975U (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 内燃機関の着火時期センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6133975U JPS6133975U (ja) | 1986-03-01 |
| JPH03528Y2 true JPH03528Y2 (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=30678683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11981984U Granted JPS6133975U (ja) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | 内燃機関の着火時期センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6133975U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6059625B2 (ja) * | 2013-09-20 | 2017-01-11 | 株式会社島津製作所 | 光学測定用プローブ及びこれを備えた光学測定装置 |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP11981984U patent/JPS6133975U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6133975U (ja) | 1986-03-01 |
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