JPS6345526B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光方向センサ、より一般的には太陽
の方向を検出するための太陽光方向センサに係
り、特に、太陽光エネルギーを収集する装置に搭
載し、該太陽光エネルギー収集装置を太陽の移動
に正確に追従させるのに好適な太陽光方向センサ
に関する。

近時、省エネルギー時代を迎え、各方面で太陽
光エネルギーの効果的利用について研究開発が行
われているが、太陽光エネルギーを効果的に利用
するためには、まず、太陽光エネルギーを効果的
に収集することが肝要であり、そのためには、太
陽光エネルギー収集装置を太陽の移動に追従させ
て常に最も効率のよい状態で太陽光エネルギーを
収集する必要がある。

本発明は、上述のごとき要請に鑑みてなされた
もので、特に、太陽光エネルギー収集装置に搭載
して該太陽光エネルギー収集装置を太陽の移動に
自動追尾させるのに好適な太陽光方向センサに関
する。

フアイバから成る光ケーブルを用いて検出する
センサが提案されている。

ドイツ連邦共和国特許出願第3011569.6号明細
書にも既に冒頭に述べた形式のセンサが提案され
ており、この場合燃焼室側に窓が設けられてお
り、この窓は尖端部ないし角に輪郭づけられた表
面を有していて、そこを燃焼室内の燃焼室ガスが
通過することにより、尖端部および／または角の
汚れが除去される。

ドイツ連邦共和国特許出願第3011570.9号明細
書にも既に冒頭に述べた形式のセンサが提案され
ており、この場合、受光素子が燃焼室の壁にねじ
込み結合できる、ユニツトに形成されており、こ
のユニツトの燃焼室側に配置されている前置室の
底部が透光性の窓によつて閉じられていて、その
窓の後に受光素子が直接または光導波体を介して
配置されている。

特許請求の範囲第１項記載の特徴を有する本発
明のセンサ装置は、センサを機械的に振動させる
ことによりセンサに付着した汚れを落とすように
した点で有利である。

受光素子の汚染度に相応する信号は、いずれに
せよ存在する信号を利用することによつて得ら
れ、その際付加すべきことは、クランク軸回転角
度の基準値を検出することだけであり、しかもこ
れはいずれにせよ点火装置に必要なことである。
さらに、機械的振動を、内燃機関に短時間にノツ
ク現象を引起すことによつて発生させれば、殊に
優れた効果が得られる。その際このノツク現象は
いずれにせよ設けられている内燃機関のノツク制
御部を操作することによつて引起すことができ
る。

さらにまた、受光素子の汚染度が短時間のノツ
ク現象の後も所望の程度に減少しなかつたときに
それに応答する指示素子が設けられている。

次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

内燃機関のノツクの際、燃焼室には衝撃波、即
ち輝度の変動を伴なう激しい燃焼ガスの振動が現
われる。この輝度の変動を燃焼室に配置された光
センサによつて測定することができる。この種の
センサは公知のドイツ連邦共和国特許出願第
3001711.9号、第3011569.6号および第3011570.9号
明細書に記載されている。

ノツク検出用の光センサ装置の難点は一般に、
運転中に燃焼室側のセンサ部分、例えばガラス窓
に汚れが付着して、センサ装置内の光電素子に入
射する光の量が減少することである。これにより
測定値に誤差が生じ、極端な場合は汚れにより透
過光量が僅かになり測定不能となる。

クランク軸が一定の回転角度の間にセンサに入
射する光量Liを測定し、内燃機関の噴射期間dti
に関して積分値∫Lidtをもとめると、第１図の１
で示すようなほぼ放物線状の関係が得られる。こ
の関係が所定の内燃機関にとつて既知であれば、
入射光内の量のクランク軸角に関する積分値を測
定し、この値を重みづけされた噴射期間と比較す
ることになり、センサに規定光量が入射している
かどうか、あるいはセンサに付着した汚れによつ
て既に光が吸収されていないかどうかが判明す
る。第１図の曲線１の下に、予め定められたセン
サの許容限界汚染度に対応する限界曲線２が示さ
れる。第１図に相応して積分された光量と重みづ
けした噴射期間とを比較したとき、座標点が第１
図の３で示す斜線の領域に達していることが確認
されれば、それはセンサの汚染度が許容限界を上
回つてることを意味する。本発明ではこの確認信
号によりセンサの機械的振動を開始させ、これに
より、センサの汚れを振り落すようにする。

このために、例えば第２図に示す装置が設けら
れている。その際１０は燃焼室に設置された光セ
ンサを示し、このセンサは光導波体１１を介して
光電素子、例えばホトトランジスタ１２に接続さ
れている。ホトトランジスタの出力信号は、クラ
ンク軸角発振器１４によつて制御される積分器１
３に送られる。積分器１３の出力信号はコンパレ
ータ１５のプラス入力側に送られ、コンパレータ
のマイナス入力側には、噴射期間発生器１６が特
性曲線段１７を介して接続されている。コンパレ
ータ１５の出力側は単安定マルチバイブレータ１
８のダイナミツク入力側に接続されており、マル
チバイブレータの出力側は点火装置１９と作動接
続されている。単安定マルチバイブレータ１８の
入、出力側は各々NORゲート２０の入力側に接
続されており、NORゲートの出力側は指示素子
２１に接続されている。

次に第２図に示す装置の動作を説明する。

クランク軸角発信器１４は積分器１３の作動の
ための例えばクランク軸の１回転に関しての時間
マークを供給する。この時間マークによつて定め
られる積分時間に積分器１３が、受光素子１０か
ら送られてくる、受光素子に入射した光量Liに相
応する電気信号を積分する。このようにして得ら
れた積分値はコンパレータ１５において噴射期間
tiに相応する信号と比較される。その際この噴射
期間に相応する信号は比較する前に特性曲線段１
７において重みづけされる。特性曲線段１７、例
えばPROMに記憶された関数は第１図の関数２
に相応する。従つて噴射期間に相応する信号の重
みづけの際、各噴射期間ごとに、関数２に相応す
る座標値が調べられる。２つの値をコンパレータ
１５において比較することにより、各動作点が第
１図の曲線２の上にあるか下にあるかが検出され
る。センサの汚れが所定の程度を越えると、コン
パレータ１５の出力が０電位になる。単安定マル
チバイブレータ１８のダイナミツク入力側は、入
力電位が１から０に転移するときに、単安定マル
チバイブレータをセツトするように構成されてい
る。これによりマルチバイブレータ１８の出力側
に予め定められた期間、点火装置１９に早め点火
調整を行なう制御信号が生じる。これにより内燃
機関に意図的にノツク現象が引起され、センサが
機械的に振動するので、センサに付着した汚れが
振り落とされる。単安定マルチバイブレータ１８
の準安定期間が過ぎると、その出力が再び零電位
に戻つて点火装置１９への影響、つまり早め点火
が終了し、これにより引起されていたノツク現象
も終了する。

引起されたノツク現象が、センサに付着してい
た汚れを落とすのに不十分だつたとき、コンパレ
ータ１５の出力は零電位にとどまる。しかしこれ
により単安定マルチバイブレータ１８は入力側が
ダイナミツクに形成されているため、新たにセツ
トされない。コンパレータ１５の出力が再びプラ
ス電位に切換わつた後（つまり汚れを除去され
た）後に、初めて単安定マルチバイブレータ１８
は再びセツトされる。引起されたノツク現象が汚
れを取り除くのに不十分であつたことを指示する
ために、NORゲート２０と、これに接続された
指示素子２１とが設けられている。つまりこの場
合、上述したように、コンパレータ１５の出力が
零電位にとどまり、単安定マルチバイブレータ１
８の出力も準安定期間の後零電位に戻る。これは
NORゲート２０の両入力側に零電位が加わるこ
とを意味し、これにより指示素子２１が動作す
る。こうして指示素子は、センサの汚染度が許容
度を上回つており、内燃機関のノツク制御が正常
に機能するように調整するには別の処理を行わな
ければならないということを示す。

自明なことだが、第２図に示されたブロツク図
は本発明のセンサの１つの実施例にすぎず、本発
明はこの実施例に全く限定されない。例えば本発
明の別の有利は実施例として、特性曲線段１７を
積分器１３に後置接続してもよく、その際噴射期
間発生器１６はコンパレータ１５に直接接続す
る。

さらに本発明のセンサ装置は、ノツク制御が行
なえ、その際制御信号を、ノツク信号が予め定め
られた基準値を上回つているかどうかを監視する
ことによつて得る種類の内燃機関に使用すると有
利である。この種のノツク制御の場合、本発明で
は単安定マルチバイブレータ１８の出力を、基準
値発生段に供給し、その際単安定マルチバイブレ
ータ１８がセツトされると、この基準値が引き上
げられるようになつている。その結果、単安定マ
ルチバイブレータ１８の準安定期間にはノツク制
御は、基準値より高いノツク信号が入つたときに
初めて開始される、つまり、準安定期間には、予
め選定された振幅の信号が入つたとき、ノツクが
生ぜしめられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ノツクセンサから所定のクランク軸
回転角度に関して送出される光量と、内燃機関の
噴射時間との関係を表すグラフ、第２図は本発明
のセンサ装置の実施例のブロツク回路図である。 ２……限界曲線、１０……受光素子、１２……
ホトトランジスタ、１３……積分段、１４……ク
ランク軸角度発信器、１５……コンパレータ、１
６……噴射期間発生器、１７……特性曲線段、１
８……単安定マルチバイブレータ、１９……点火
装置、２１……指示素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のノツクの際に生ずる振動を、燃焼
   室に設けた少なくとも１つの受光素子を用いて検
   出するセンサ装置において、受光素子１０が所定
   の汚染度に達したことを検知するための識別・切
   換装置が設けられており、この識別・切換装置に
   よつて内燃機関に特別なノツク過程を意図的に引
   起こすことが可能であり、該特別なノツク過程は
   前記センサ装置を機械的に振動させてそれにより
   センサ装置に付着した汚れを取除くものであるこ
   とを特徴とするセンサ装置。 ２ 燃焼室側に、尖端部および／または角に輪郭
   づけられた表面を有する窓が設けられている特許
   請求の範囲第１項記載のセンサ装置。 ３ 受光素子は燃焼室の壁にねじ込み結合できる
   ユニツトに形成されており、このユニツトの燃焼
   室側に配置されている前置室の底部が透光性の窓
   によつて閉じられていて、該窓の後に受光素子が
   直接または光導波体を介して配置されている特許
   請求の範囲第１項記載のセンサ装置。 ４ 汚染度を検知する回路装置が、内燃機関の噴
   射期間に相応する信号と、受光素子１０の出力信
   号を所定のクランク軸角に関して積分した値に相
   応する信号とを比較するコンパレータ１５を備え
   ている、特許請求の範囲第１項記載のセンサ装
   置。 ５ 噴射期間の信号が特性曲線段１７を介して供
   給される、特許請求の範囲第４項記載のセンサ装
   置。 ６ ノツク信号を基準値との比較において検知
   し、ノツク信号の生じた場合は点火を遅らせるノ
   ツク制御ユニツトが内燃機関に設けられており、
   その際所定の汚染度が検知されたときに該基準値
   が引き上げられる、特許請求の範囲第１項記載の
   センサ装置。 ７ ノツク現象が極く短時間だけ引起こされる、
   特許請求の範囲第１項記載のセンサ装置。 ８ コンパレータ１５に、ダイナミツク入力側を
   有する単安定マルチバイブレータが後置接続され
   ており、該マルチバイブレータの出力は内燃機関
   の点火装置１９の点火角度制御に用いられる、特
   許請求の範囲第７項記載のセンサ装置。 ９ 単安定マルチバイブレータ１８の入力側およ
   び出力側を論理回路に接続して、単安定マルチバ
   イブレータ１８の出力信号が準安定期間の終了後
   に休止状態に戻つても、入力制御信号がなおも加
   わつている場合には指示信号が生じるようにし
   た、特許請求の範囲第８項記載のセンサ装置。