JPS60177226A - 内燃機関の着火時期センサ - Google Patents
内燃機関の着火時期センサInfo
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- JPS60177226A JPS60177226A JP59032683A JP3268384A JPS60177226A JP S60177226 A JPS60177226 A JP S60177226A JP 59032683 A JP59032683 A JP 59032683A JP 3268384 A JP3268384 A JP 3268384A JP S60177226 A JPS60177226 A JP S60177226A
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- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/02—Checking or adjusting ignition timing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は内燃機関の着火時期を検出する着火時期センサ
に関し、特に光ガイドを用いて燃焼室内の火炎の光を検
知して着火時期を検出する方式の着火時期センサにおけ
る火炎センサ部の改良構造に関するものである。
に関し、特に光ガイドを用いて燃焼室内の火炎の光を検
知して着火時期を検出する方式の着火時期センサにおけ
る火炎センサ部の改良構造に関するものである。
技術の背景
近年、特に自動車用のディーゼルエンジンあるいはガソ
リンエンジンにおいては出力ならびに燃費の向上が重要
な課題となっている。これを実現する有効な手段の１つ
は着火時期を適正に制御することである。しかるに着火
時期の適正制御のためにはまず着火時期の正確な検出が
必要である。
リンエンジンにおいては出力ならびに燃費の向上が重要
な課題となっている。これを実現する有効な手段の１つ
は着火時期を適正に制御することである。しかるに着火
時期の適正制御のためにはまず着火時期の正確な検出が
必要である。
このような着火時期の高精度の検出を可能とする簡便な
センサが本出願人によって既に提案されている（特願昭
５８−１２１４９６）。この着火時期センサは、概略的
には、屈折率分布を有する棒状の耐熱性光ガイド部材を
円筒状の耐熱性筐体の芯部に挿入固定して構成され且つ
先端部が内燃機関の燃焼室内へ挿入される火炎センサ部
と、該火炎センサ部の後端部からの出力光を検知する光
検知部とを具備し、燃焼室内の火炎の光を検知して１火
時期を検出するように構成されたものである。
センサが本出願人によって既に提案されている（特願昭
５８−１２１４９６）。この着火時期センサは、概略的
には、屈折率分布を有する棒状の耐熱性光ガイド部材を
円筒状の耐熱性筐体の芯部に挿入固定して構成され且つ
先端部が内燃機関の燃焼室内へ挿入される火炎センサ部
と、該火炎センサ部の後端部からの出力光を検知する光
検知部とを具備し、燃焼室内の火炎の光を検知して１火
時期を検出するように構成されたものである。
この着火時期センサ自体は小形で構造も簡単であるなど
多くの利点を有する。しか口ながら、この着火時期セン
サには次のような問題があシ、その対策が要望されてい
る。
多くの利点を有する。しか口ながら、この着火時期セン
サには次のような問題があシ、その対策が要望されてい
る。
従来技術と問題点
第１図は上記のような着火時期センサの従来例をディー
ゼルエンジンに適用した例を示す。図中、符号１はディ
ーゼルエンジンのシリンダヘッド、２は主燃焼室、３は
副燃焼室、４は燃料噴射ノズル、５は噴射燃料、１０は
本発明による着火時期センサを示す。
ゼルエンジンに適用した例を示す。図中、符号１はディ
ーゼルエンジンのシリンダヘッド、２は主燃焼室、３は
副燃焼室、４は燃料噴射ノズル、５は噴射燃料、１０は
本発明による着火時期センサを示す。
まず、着火時期センサ１０の全体構成および作用につい
て説明する。着火時期センサｌＯは基本的には火炎セン
サ部■１と光検知部２１とから構成されている。火炎セ
ンサ部１１は基本的には第２図に示すように円筒状の筐
体１２の芯部に棒状の光ガイド部材１３を挿入固定した
構造を有し、光ガイド部材１３にその先端（第２図で右
端）から入射した光がその中を伝搬してその後端（第２
図で左端）から出力するように構成されている。
て説明する。着火時期センサｌＯは基本的には火炎セン
サ部■１と光検知部２１とから構成されている。火炎セ
ンサ部１１は基本的には第２図に示すように円筒状の筐
体１２の芯部に棒状の光ガイド部材１３を挿入固定した
構造を有し、光ガイド部材１３にその先端（第２図で右
端）から入射した光がその中を伝搬してその後端（第２
図で左端）から出力するように構成されている。
第１図に示すように、火炎センナ部１１はシリンダヘッ
ド１にその先端部が副燃焼室３内の燃料５の噴射経路の
近傍位置まで挿入された状態で装着される。一方、光検
知部２１は光検知器２２と、この光検知器２２を火炎セ
ンサ部１１に接続する光フアイバコード２３とを有して
いる。光フアイバコード２３は火炎センサ部１１の後端
に光コネクタ２４によって着脱自在に接続される。さて
、エンジン運転時、ノズル４から燃料５が噴射され、自
己着火により火炎が発生すると、その光が火炎センサ部
１１で検出され、更に光コネクタ２４、光フアイバコー
ドを経て伝搬され、光検知器２２によって検知される。
ド１にその先端部が副燃焼室３内の燃料５の噴射経路の
近傍位置まで挿入された状態で装着される。一方、光検
知部２１は光検知器２２と、この光検知器２２を火炎セ
ンサ部１１に接続する光フアイバコード２３とを有して
いる。光フアイバコード２３は火炎センサ部１１の後端
に光コネクタ２４によって着脱自在に接続される。さて
、エンジン運転時、ノズル４から燃料５が噴射され、自
己着火により火炎が発生すると、その光が火炎センサ部
１１で検出され、更に光コネクタ２４、光フアイバコー
ドを経て伝搬され、光検知器２２によって検知される。
これによって着火時期が検出される。そしてこの検出結
果に基づいて次の燃料噴射時期を調整することによシ着
火時期を適正に制御することができる。
果に基づいて次の燃料噴射時期を調整することによシ着
火時期を適正に制御することができる。
エンジン運転時、火炎センサ部１１は燃焼室内に挿入さ
れた先端部で約９００℃、シリンダヘッドの外側に突き
出た後端部でも最高１５０℃程度の温度となる。このた
め火炎センサ部１１の筐体１２は耐熱材料、例えば５Ｕ
Ｓ３１０Ｓや、「ヘインズアロイ」の商品名の合金（Ｃ
ｏ ５１％、Ｃｒ２１％。
れた先端部で約９００℃、シリンダヘッドの外側に突き
出た後端部でも最高１５０℃程度の温度となる。このた
め火炎センサ部１１の筐体１２は耐熱材料、例えば５Ｕ
Ｓ３１０Ｓや、「ヘインズアロイ」の商品名の合金（Ｃ
ｏ ５１％、Ｃｒ２１％。
Ｗ１５％、その他）などの金属材料、もしくはセラミッ
ク材料から形成される。筐体１２の外周面にはオネジ１
４及び角形断面の工具掛部１５を形成してあり、これに
よって火炎センサ部１１を前述したようにシリンダヘッ
ドｌに螺着することができる。一方、光ガイド部材１３
は耐熱温度の高い石英ガラスから形成され、第３図に示
すようにコア１３ａとクラッド１３ｂから構成されてい
てそれらの屈折率ｎ。＋”ｌは図示の如くステップ形分
布となっている。尚、コア１３ａの直径は約１ｍ、クラ
ッド１３ｂの外径りは約２朋程度である。
ク材料から形成される。筐体１２の外周面にはオネジ１
４及び角形断面の工具掛部１５を形成してあり、これに
よって火炎センサ部１１を前述したようにシリンダヘッ
ドｌに螺着することができる。一方、光ガイド部材１３
は耐熱温度の高い石英ガラスから形成され、第３図に示
すようにコア１３ａとクラッド１３ｂから構成されてい
てそれらの屈折率ｎ。＋”ｌは図示の如くステップ形分
布となっている。尚、コア１３ａの直径は約１ｍ、クラ
ッド１３ｂの外径りは約２朋程度である。
また、エンジンの燃焼室は高い気密性が要求される。従
って火炎センサ部１１は、筐体１２と光ガイド部材１３
との間が気密封止された気密構造とする必要がある。こ
の場合、筺体１２と光ガイド部材１３とを全長に亘って
密着接合するのが理想的である。しかしながら、筐体１
２と光ガイド部材１３とは熱膨張率に非常に大きな差が
あ夛、前記のような高温では両者の熱膨張差が極めて大
きくなるので、全長に亘る密着接合構造では種々の不具
合が生じる。このような問題を解決するため、この従来
例では光ガイド部材１３の後端部にほぼ球形状の膨径部
１６を形成し、この膨径部１６及びその前後部分を例え
ば耐熱温度が２８０〜３６０℃のポリイミド樹脂などの
耐熱性樹脂１７を介して筺体１２に固定封止しである。
って火炎センサ部１１は、筐体１２と光ガイド部材１３
との間が気密封止された気密構造とする必要がある。こ
の場合、筺体１２と光ガイド部材１３とを全長に亘って
密着接合するのが理想的である。しかしながら、筐体１
２と光ガイド部材１３とは熱膨張率に非常に大きな差が
あ夛、前記のような高温では両者の熱膨張差が極めて大
きくなるので、全長に亘る密着接合構造では種々の不具
合が生じる。このような問題を解決するため、この従来
例では光ガイド部材１３の後端部にほぼ球形状の膨径部
１６を形成し、この膨径部１６及びその前後部分を例え
ば耐熱温度が２８０〜３６０℃のポリイミド樹脂などの
耐熱性樹脂１７を介して筺体１２に固定封止しである。
光ガイド部材１３の中央部及び先端部は筺体１２に接合
させずに相互に伸縮自在な状態としである。これによシ
筐体１２と光ガイド部材１３の伸縮に伴う問題ならびに
気密封止の問題の双方が解決される。
させずに相互に伸縮自在な状態としである。これによシ
筐体１２と光ガイド部材１３の伸縮に伴う問題ならびに
気密封止の問題の双方が解決される。
しかるに、かかる従来構造においては、光ガイド部材１
３にコア１３ａとクラッド１３ｂとの屈折率差をもたせ
る方法として、石英にゲルマニウム、リン等を添加する
のが一般的である。このため光ガイド部材の耐熱性の劣
化及び燃焼ガス成分との反応による光ガイド部材の品質
劣化（腐食）等、火炎センサ部の耐久性の低下が懸念さ
れる。
３にコア１３ａとクラッド１３ｂとの屈折率差をもたせ
る方法として、石英にゲルマニウム、リン等を添加する
のが一般的である。このため光ガイド部材の耐熱性の劣
化及び燃焼ガス成分との反応による光ガイド部材の品質
劣化（腐食）等、火炎センサ部の耐久性の低下が懸念さ
れる。
かかる問題の対策として、光ガイド部材として耐熱性及
び耐食性の高いサファイヤ棒などを用いることが考えら
れるが、この場合はコストが高くなるという欠点がある
。
び耐食性の高いサファイヤ棒などを用いることが考えら
れるが、この場合はコストが高くなるという欠点がある
。
発明の目的
本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、耐久性に優れ且
つ安価な前記の如き着火時期センサを提供することにあ
る。
つ安価な前記の如き着火時期センサを提供することにあ
る。
発明の構成
本発明による着火時期センサは、概略的には、前述の如
き着火時期センサにおいて、前記火炎センサ部の燃焼室
内に挿入される部分における少なくとも光ガイド部材の
露出面に、耐熱性及び耐食性の透光性物質の薄膜をコー
ティングしたことを特徴とするものである。かかる構成
によシ、光ガイド部材はコーティング薄膜によシ火炎の
高温及び燃焼生成物との反応から保臘され、耐久性の向
上が実現される。
き着火時期センサにおいて、前記火炎センサ部の燃焼室
内に挿入される部分における少なくとも光ガイド部材の
露出面に、耐熱性及び耐食性の透光性物質の薄膜をコー
ティングしたことを特徴とするものである。かかる構成
によシ、光ガイド部材はコーティング薄膜によシ火炎の
高温及び燃焼生成物との反応から保臘され、耐久性の向
上が実現される。
また本発明の好適実施例として、更に火炎センサ部の燃
焼室挿入部分における筐体の露出面にも前記薄膜をコー
ティングすることにより、筐体の耐熱性及び耐食性を増
大させ、更に耐久性の向上を図ることができる。
焼室挿入部分における筐体の露出面にも前記薄膜をコー
ティングすることにより、筐体の耐熱性及び耐食性を増
大させ、更に耐久性の向上を図ることができる。
発明の実施例
以下本発明の実施例につき図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第４図は本発明による着火時期センサの一実施例の火炎
センサ部の略示縦断面図である。尚、火炎センサ部１１
．筐体１２、光ガイド部材の基本構造は第２図に示す従
来のものと同様であシ、同符号で示しである。
センサ部の略示縦断面図である。尚、火炎センサ部１１
．筐体１２、光ガイド部材の基本構造は第２図に示す従
来のものと同様であシ、同符号で示しである。
本実施例の特徴は、火炎センサ部１１のエンジン燃焼室
３内に挿入されている部分における光ガイド部材１３の
先端露出面ならびに筐体１２の露出表面に、例えばＡｈ
０３ ｔ ＴＩ Ｏｔ ｒ Ｓｌ ０２等の耐熱性且
つ耐食性の透光性物質からなる薄膜３０をコーティング
した構造にある。薄膜３０のコーティングは例えば真空
蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法などによって可能であ
り、その厚さは１μｍ以下で十分である。
３内に挿入されている部分における光ガイド部材１３の
先端露出面ならびに筐体１２の露出表面に、例えばＡｈ
０３ ｔ ＴＩ Ｏｔ ｒ Ｓｌ ０２等の耐熱性且
つ耐食性の透光性物質からなる薄膜３０をコーティング
した構造にある。薄膜３０のコーティングは例えば真空
蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ法などによって可能であ
り、その厚さは１μｍ以下で十分である。
かかる本発明構成によれば、光ガイド部材１３への光入
射が損われることもなく、シかも光ガイド部材１３及び
筐体１２の燃焼室内挿入部分が薄膜３０によって高温及
び腐食から保護され、耐久性の向上を実現できる。従っ
てまた、光ガイド部材１３として普通のガラス棒のよう
な耐熱性及び耐食性の乏しいものを使用でき、コスト低
減を図ることが可能である。
射が損われることもなく、シかも光ガイド部材１３及び
筐体１２の燃焼室内挿入部分が薄膜３０によって高温及
び腐食から保護され、耐久性の向上を実現できる。従っ
てまた、光ガイド部材１３として普通のガラス棒のよう
な耐熱性及び耐食性の乏しいものを使用でき、コスト低
減を図ることが可能である。
尚、図示実施例では光ガイド部材１３と筐体１２の両方
共に薄膜３０をコーティングしであるが、筐体１３は耐
熱性及び耐食性の比較的高い材料で形成されることが多
く、このような場合には光ガイド部材１３の先端面にの
み薄膜３０をコーティングするだけで十分所期の効果、
目的を実現可能である。
共に薄膜３０をコーティングしであるが、筐体１３は耐
熱性及び耐食性の比較的高い材料で形成されることが多
く、このような場合には光ガイド部材１３の先端面にの
み薄膜３０をコーティングするだけで十分所期の効果、
目的を実現可能である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、火炎センザ部の少なくと
も光ガイド部先端面に保護薄膜をコーティングしたこと
によシ、構造が簡単で、耐久性に優れ、安価な着火時期
センサを実現可能である。
も光ガイド部先端面に保護薄膜をコーティングしたこと
によシ、構造が簡単で、耐久性に優れ、安価な着火時期
センサを実現可能である。
第１図から第３図は従来の着火時期センサの一例を示す
図で第１図はディーゼルエンジンに装着した状態の要部
断面略示図、第２図は火炎センサ部の縦断面図、第３図
が光ガイド部材の断面構成及び屈折率分布を示す図であ
シ、第４図は本発明による着火時期センサの一実施例の
火炎センナ部の一部破断縦断面図である。 １・・・エンジンシリンダヘッド、２・・・主燃焼室、
３・・・副燃焼室、４・・・燃料噴射ノズル、５・・・
噴射燃料、１０・・・着火時期センサ、１１・・・火炎
センサ部、１２・・・筐体、１３・・・光ガイド部材、
１３ａ・・・コア、１３ｂ・・・クラッド、１４・・・
オネジ、１５・・・工具掛部、１６・・・膨径部、１７
・−・樹脂、２１・・・光検知部、２２・・・光検知器
、２３・・・光フアイバケーブル、２４・・・光コネク
タ、３０・・・薄膜。 第２０ １１ 第３図 第・図 １
図で第１図はディーゼルエンジンに装着した状態の要部
断面略示図、第２図は火炎センサ部の縦断面図、第３図
が光ガイド部材の断面構成及び屈折率分布を示す図であ
シ、第４図は本発明による着火時期センサの一実施例の
火炎センナ部の一部破断縦断面図である。 １・・・エンジンシリンダヘッド、２・・・主燃焼室、
３・・・副燃焼室、４・・・燃料噴射ノズル、５・・・
噴射燃料、１０・・・着火時期センサ、１１・・・火炎
センサ部、１２・・・筐体、１３・・・光ガイド部材、
１３ａ・・・コア、１３ｂ・・・クラッド、１４・・・
オネジ、１５・・・工具掛部、１６・・・膨径部、１７
・−・樹脂、２１・・・光検知部、２２・・・光検知器
、２３・・・光フアイバケーブル、２４・・・光コネク
タ、３０・・・薄膜。 第２０ １１ 第３図 第・図 １
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、屈折率分布を有する棒状の耐熱性光ガイド部材を円
筒状の耐熱性筐体の芯部に挿入固定して構成され且つ先
端部が内燃機関の燃焼室内へ挿入される火炎センサ部と
、該火炎センサ部の後端部からの出力光を検知する光検
知部とを具備し、燃焼室内の火炎の光を検知して着火時
期を検出するように構成された内燃機関の人時期センサ
において、前記火炎センサ部の燃焼室内に挿入される部
分における少なくとも光ガイド部拐の露出面に、耐熱性
及び耐食性の透光性物質の薄膜をコーティングしたこと
を特徴とする内燃機関の着火時期センサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の着火時期センサにおい
て、更に前記火炎センサ部の燃焼室内挿入部分における
筐体の露出面にも前記薄膜をコーティングしたことを特
徴とする着火時期センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59032683A JPS60177226A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 内燃機関の着火時期センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59032683A JPS60177226A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 内燃機関の着火時期センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177226A true JPS60177226A (ja) | 1985-09-11 |
Family
ID=12365670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59032683A Pending JPS60177226A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 内燃機関の着火時期センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177226A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015059909A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 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 |
| AT527441A1 (de) * | 2023-07-21 | 2025-02-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Temperatursensor zur messung bei schnell wechselnden temperaturverläufen |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP59032683A patent/JPS60177226A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015059909A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 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 |
| AT527441A1 (de) * | 2023-07-21 | 2025-02-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Temperatursensor zur messung bei schnell wechselnden temperaturverläufen |
| AT527441B1 (de) * | 2023-07-21 | 2025-07-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Temperatursensor zur messung bei schnell wechselnden temperaturverläufen |
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