JPH036869Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、内燃機関の燃焼室における燃焼状
態を検出する装置とりわけ光ケーブルを用いた燃
焼状態検出装置に関する。

従来の技術 周知のように自動車用内燃機関にあつては、所
定の運転条件下において発生する所謂ノツキング
対策が大きな問題となつている。このノツキング
は、燃焼室内での正常な火炎伝播が完了するまえ
に燃焼ガスによつて末端に残つている混合気が圧
縮され、瞬間的に燃焼して急激に圧力が上昇する
現象であり、これによつて多量の熱が無益にシリ
ンダやピストン等に移行し出力の低下やさらには
機関の損傷・破壊を招く。したがつて、このノツ
キングの防止対策の１つとして点火時期の遅角制
御等が行なわれているが、まずノツキング状態を
早期かつ適確に検出することが必要である。

そこで、例えば第１３図に示すように、ノツキ
ングの際に生じる振動を光学的に検出する検出装
置が提供されている（特開昭56−106123号公報参
照）。概略を説明すれば、機関のシリンダヘツド
１及びシリンダブロツク２間に配設されるガスケ
ツト３上に、光フアイバ等からなる光ケーブル４
が配設されており、その入射側一端面５が燃焼室
６内に配置されている。そして、この一端面５か
ら入射する火炎光によつて燃焼室６の光学的情報
が光ケーブル４を介して図外のコントロールシス
テムに伝達され、ノツキングを検出するようにな
つている。尚、図中７は複数のピストンリング８
を備えたピストン、９は点火栓である。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の装置にあつては、光
ケーブル４の先端面５が、燃焼室６内に露出して
おり、何らその先端面５を清掃するような工夫が
なされていないため、機関の運転に伴いカーボン
等の付着物が一端面５を覆つてしまう。したがつ
て、光ケーブル４に入射される光量が少なくな
り、燃焼室６内の光学的情報が安定かつ正確に伝
達できず、ひいては、確実なノツキング抑制効果
が得られないといつた問題がある。

問題点を解決するための手段 この考案は、上記従来装置の問題点に鑑み案出
されたもので、シリンダ内のピストンの外側の一
部に、シリンダ内壁面を摺接する摺接部材を設
け、一方光ケーブルの一端面を、ピストンの上死
点近傍位置における上記摺接部材に対応したシリ
ンダ内に配置すると共に、シリンダ内壁面と同一
面に配置したことを特徴としている。

作 用 上記構成を有するこの考案にあつては、ピスト
ンの往復運動に伴い、摺接部材が光ケーブルの一
端面を摺接するため、燃焼時に発生して、一端面
に付着したカーボン等が奇麗に掻き落される。こ
の結果、一端面は、常時正常な入光状態となり、
安定且つ正確な光学的情報により、常時高精度な
機関制御が可能となる。

実施例 以下この考案の各実施例を図面に基づいて詳述
する。尚、上記第１３図に示すものと共通の構成
個所には同一符号を付して説明する。

第１図はこの考案の第１実施例を示し、１は機
関のシリンダヘツド、２はシリンダブロツク、３
は上記両者１，２間に配設されたガスケツト、４
は耐熱性を有するガラスフアイバー製の光ケーブ
ルであつて、この光ケーブル４は一端面５がシリ
ンダブロツク２をシリンダ１０の軸心方向に貫通
している。そして、この一端面５は、ピストン７
の外側上端面１５つまり上死点位置における摺接
部材としての最上側ピストンリング８が位置する
シリンダ内壁面１１に配置されていると共に、こ
のシリンダ内壁面１１と略同一面になるように配
置されている。また、光ケーブル４の他端は図外
の光−電気変換手段に接続されている。したがつ
て、上記光ケーブル４の一端面５から入射した燃
焼室６の火炎光等の光学的情報は、上記光−電気
変換手段に入力され、そこで電気信号に変換され
た後に機関の各種制御装置例えば点火栓９の点火
時期制御装置に出力するようになつている。

尚、シリンダブロツク２と光ケーブル４の間
は、耐熱性及び耐圧性を有するシール部材によつ
て気密性が保持されている。また、図中１２はコ
ンロツド、１３はクランクシヤフトである。

上記構成を有するこの実施例によれば、第２図
に示すようにピストン７の往復運動に伴い、その
上死点付近でピストンリング８が光ケーブル４の
一端面５上を摺接するため、燃焼時に該一端面５
に付着したカーボン等の付着物が奇麗に掻き取ら
れる。これにより、一端面５は、常時正常な入光
状態が維持され、光ケーブル４を介して得られる
燃焼室６内の光学的情報が安定且つ正確に検出で
きる。したがつて、例えば点火時期の正確な遅角
制御によりノツキングが確実に防止される。

また、一端面５の位置が、シリンダヘツド１付
近であるため、燃焼室６の光学的情報をより長い
クランク角範囲で検出できる。

第３図はこの考案の第２実施例を示し、この実
施例では光ケーブル４の一端面５の配置個所等は
第１実施例の場合と同様であるが、第４図・第５
図にも示すようにピストン７の上部つまり光ケー
ブル４の一端面５の位置付近に対応したピストン
７の上部に、外周のピストンリング８上付近から
中心にかけて上り傾斜状の切欠部１４が形成され
ている。

したがつて、燃焼が開始されたピストン７の上
死点付近において、第６図に示すように燃焼室６
の火炎光（斜線）が切欠部１４を介して光ケーブ
ル４の一端面５から十分に入射される。すなわ
ち、燃焼過程中の最も重要な爆発時の火炎光を切
欠部１４によつて一端面５に入射させることがで
きる。このため、前述のピストンリング８の一端
面５に対する清掃作用による正常な入光状態と相
俟つて、燃焼室６の光学的情報を一層確実に検出
でき、機関制御の精度の向上により、例えばノツ
キング等を速やか且つ確実に防止できる。

第７図はこの考案の第３実施例を示し、この実
施例ではピストン７のピストンリング８上の外側
上端部１５に第８図・第９図にも示すように矩形
状の切欠溝１６が形成されており、この切欠溝１
６内には、ばね部材１７により常時外方向に付勢
されてシリンダ内壁面１１を押圧する矩形状の突
起部材１８が収納されている。

一方、光ケーブル４は、ガスケツト３の下部に
配設されていると共に、この一端面５が第７図・
第８図に示すようにピストン７の上死点位置にお
ける突起部材１８位置に対応したシリンダ１０内
に配置されている。また、この一端面５は、シリ
ンダ内壁面１１と同一面になるように配置されて
いる。

尚、上記切欠溝１６は、燃焼によりピストン７
の損壊を招来しない範囲で、十分上方に形成され
ている。

したがつて、上記実施例によれば、第１０図に
示すようにピストン７の上死点位置で突起部材１
８が光ケーブル４の一端面５上を摺接するため、
カーボン等の付着物が掻き取られ、一端面５の正
常な入光状態が維持される。これによつて、上記
各実施例と同様な効果が得られる。しかも、この
実施では、一端面５が上死点位置のピストン７上
面に十分に近接して配置されているため、燃焼室
６の一層広範囲な光学的情報が安定かつ確実に検
出できる。

第１１図はこの考案の第４実施例を示し、この
実施例では、光ケーブル４の一端面５の清掃作用
を図りつつ、できる限りシリンダヘツド１に近接
させて燃焼過程のより広範囲な光学的情報を得よ
うとするものである。即ち、第１２図にも示すよ
うにピストン７の外側上端部１５に断面矩形状の
切欠溝１９が形成されており、この切欠溝１９内
には、ばね部材２０によりシリンダ内壁面１１を
押圧するＬ字形の突出部材２１が設けられてい
る。この突出部材２１は、垂直外片２１ａがピス
トン７の上面７ａより高くなる長さに形成されて
いる。

一方、光ケーブル４は、一部が薄肉に形成され
たガスケツト３の下部に配設され、その一端面５
がピストン７の上死点位置における上記垂直外片
２１ａの上部と略等しい高さ位置に配置されてい
ると共に、シリンダ内壁面１１と同一面となるよ
うに配置されている。

したがつて、この実施例では、第１１図・第１
２図に示すように突出部材２１が、光ケーブル４
の一端面５上を摺接してカーボン等を掻き落すた
め、一端面５の正常な入光状態が維持されること
は勿論のこと、燃焼室６内のより一層広範囲な光
学的情報が得られる。

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る
燃焼状態検出装置にあつては、ピストンの往復運
動に伴つて、このピストンの摺接部材が光ケーブ
ルの入射側一端面に摺接するため、該一端面に付
着したカーボン等が掻き落される。これにより、
一端面が常時正常な入光状態となり光ケーブルを
介して得られる燃焼室内の光学的情報が安定且つ
正確に検出できる。したがつて、この光学的情報
による機関制御が、高精度に維持され、例えば点
火時期の高精度な遅角制御によりノツキングが確
実に防止される。

尚、この考案は、ガソリン車ばかりかデイーゼ
ル車にも適用できることは勿論であり、また光学
的情報による各種の機関制御に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る燃焼状態検出装置の第
１実施例を示す要部断面図、第２図は同第１実施
例の作用状態を示す断面図、第３図はこの考案の
第２実施例を示す要部断面図、第４図は同実施例
のピストンを示す斜視図、第５図は同実施例の作
用状態を示す断面図、第６図は同実施例における
火炎光の入射範囲を示す断面図、第７図はこの考
案の第３実施例を示す要部断面図、第８図は同実
施例の拡大断面図、第９図は第８図のＡ方向矢視
図、第１０図は同実施例の作動状態を示す断面
図、第１１図はこの考案の第４実施例を示す要部
断面図、第１２図は同実施例の拡大断面図、第１
３図は従来の燃焼状態検出装置を示す要部断面図
である。 １……シリンダヘツド、２……シリンダブロツ
ク、４……光ケーブル、５……一端面、６……燃
焼室、７……ピストン、８……ピストンリング
（摺接部材）、１０……シリンダ、１１……シリン
ダ内壁面、１５……外側上端部、１８……突起部
材（摺接部材）、２１……突出部材（摺接部材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ内に光ケーブルの一端面を配置し、こ
   の一端面から入射した燃焼室内の火炎光により燃
   焼状態を検出する装置において、上記シリンダ内
   のピストンの外側の一部に、シリンダ内壁面を摺
   接する摺接部材を設け、一方上記光ケーブルの一
   端面を、上記ピストンの上死点近傍位置における
   上記摺接部材に対応したシリンダ内に配置すると
   共にシリンダ内壁面と同一面に配置したことを特
   徴とする燃焼状態検出装置。