JP2722562B2

JP2722562B2 - エンジン燃焼室内の火炎位置検知装置

Info

Publication number: JP2722562B2
Application number: JP63293436A
Authority: JP
Inventors: 哲朗石田; 弘光安東
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH02138833A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自動車等のエンジンの燃焼室内で発生する
火炎の位置を検知するための装置に関する。

［従来の技術］従来、自動車等のエンジンの燃焼室内で発生する燃焼
光（火炎）を検知する装置としては、第12図に示すよう
なものがある。この装置では、指向性のない広角の球面
レンズ100が燃焼室内の壁面上に設けられ、この球面レ
ンズ100後方に光の有無を検知するフォトダイオード101
が配置されており、フォトダイオード101からの受光信
号が、計測器102により表示出力されるようになってい
る。

このような装置が光を感知する領域は第12図に斜線で
示すような範囲であり、この領域内で燃焼光が発生する
と、その燃焼光の存在が、球面レンズ100を通してフォ
トダイオード101により検知される。

そして、従来、上述のような燃焼光検知装置により得
られた計測結果に基づきエンジンの最適点火時期，最適
燃料量等を得る燃焼光処理装置（特開昭62−214272号公
報）や、上述のような燃焼光検知装置により燃焼室内の
燃焼光の発光期間を計測して燃焼の速度を予想し吸気加
熱制御の判断基準とする装置（実開昭62−154264号公
報）などが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上述した従来の燃焼光検知装置では、燃焼
室内において発光を生じたか板かの検知は行なえるが、
その発光の位置、つまり燃焼光の元である火炎の位置を
連続的に検知し、燃焼室内における火炎の存在位置の変
化を検知することは不可能である。

エンジンの燃焼室内においては、通常、点火プラグ付
近にて着火して生じた火炎体は、その着火点から燃焼室
壁面に向かって伝播している。このような火炎伝播の状
態、つまり火炎の位置を連続的に検知し、燃焼室内にお
ける火炎の存在位置の変化を検知することは、エンジン
の燃焼状態（火炎伝播期間，燃焼期間，火炎帯の幅等）
を理解する上で、また、よりきめ細かいエンジン制御
（ノッキング制御等）を行なっていく上で極めて重要で
あり、燃焼室内で発生する火炎位置を検知する装置を実
現することが望まれている。

なお、その他、エンジン燃焼室内の燃焼光検知装置と
して、例えば特開昭61−55312号公報に開示された技術
も提案されているが、この技術も、火炎の位置を連続的
に検知し、燃焼室内における火炎の存在位置の変化を検
知することはできない。

本発明は、上述のような課題を解決しようとするもの
で、燃焼室内の火炎位置の連続的な検知を可能にして、
燃焼状態を詳細に把握できるとともにきめの細かいエン
ジン制御を実現できるようにした、エンジン燃焼室内の
火炎位置検知装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］このため、請求項（１）記載の本発明のエンジン燃焼
室内の火炎位置検知装置は、エンジンの燃焼室内で発生
する火炎の像を同火炎の存在位置に応じた上記燃焼室外
の適当な位置に結像しうる凸レンズを、上記燃焼室の壁
部に設け、この凸レンズにより上記燃焼室外に結像され
る上記火炎の像の位置を上記燃焼室内における上記火炎
の存在位置として連続的に検知し、上記燃焼室内におけ
る火炎の存在位置の変化を検知する検知手段を設けたこ
とを特徴としている。

また、請求項（１）記載の本発明のエンジン燃焼室内
の火炎位置検知装置は、エンジンの燃焼室内で発生する
火炎の像を同火炎の存在位置に応じた上記燃焼室外の適
当な位置に結像しうる凸レンズが上記燃焼室の壁部に設
けられるとともに、上記凸レンズから所定の距離の位置
に上記凸レンズの光軸に対して交叉するように設けられ
且つ２次元的拡がりをもった面上に複数の受光素子を配
置された受光手段を用いて上記火炎の像の拡がり位置を
連続的に検知し、この火炎の像の拡がり位置を上記燃焼
室内における上記火炎の存在位置として連続的に検知
し、上記燃焼室内における火炎の存在位置の変化を検知
する検知手段が設けられたことを特徴としている。

［作用］上述の請求項（１）記載の本発明のエンジン燃焼室内
の火炎位置検知装置では、凸レンズが、この凸レンズと
光源との距離および焦点距離に応じて光源の像を光源と
は反対側の適当な位置に結像させる特性を有しているこ
とを利用しており、燃焼室の壁部に設けた凸レンズによ
って、燃焼室内で発生する火炎の像が燃焼室外に取り出
される。燃焼室外に結像される火炎の像の位置は燃焼室
内における火炎の存在位置に対応しているので、検知手
段にて火炎の結像位置を連続的に検知することにより、
燃焼室内の火炎位置の変化を検知することが可能にな
る。

また、請求項（２）記載の本発明のエンジン燃焼室内
の火炎位置検知装置では、凸レンズが、この凸レンズと
光源との距離および焦点距離に応じて光源の像を光源と
は反対側の適当な位置に結像させる特性を有しているこ
とを利用しており、燃焼室の壁部に設けた凸レンズによ
って、燃焼室内で発生する火炎の像が燃焼室外に取り出
される。燃焼室外に結像される火炎の像の拡がり位置は
燃焼室内における火炎の存在位置に対応しているので、
凸レンズから所定の距離の位置に凸レンズの光軸に対し
て交叉するように設けられ且つ２次元的拡がりをもった
面上に複数の受光素子を配置された受光手段を用いて火
炎の像の拡がり位置を連続的に検知し、検知手段にて燃
焼室内における火炎の存在位置の変化を検知することに
より、燃焼室内の火炎位置の検知が可能になる。

［実施例］以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１〜５図は本発明の第１実施例としてのエンジン燃
焼室内の火炎位置検知装置を示すもので、第１図はその
概略構成図、第２図は本実施例の装置により検知した火
炎存在位置を筒内圧および熱発生率と対応させて示す
図、第３〜５図はいずれもその具体的な利用例を説明す
るためのフォトダイオード受光信号のタイミングチャー
トである。

本実施例の装置では、第１図に示すように、自動車の
エンジンの燃焼室８の壁部１に形成された適当な径の開
口1aに凸レンズが２が嵌め込まれている。この凸レンズ
２は、燃焼室８内で発生する火炎の像をこの火炎の存在
位置に応じた燃焼室８外の適当な位置に結像しうるもの
であり、凸レンズ２の光軸Ｌは、水平に、且つ、光軸Ｌ
上に燃焼室８内の点火プラグ６の着火点（第１図の鎖線
参照）もしくは着火点の近傍（第１図の実線参照）に位
置するように配置されている。また、凸レンズは点火プ
ラグ６からなるべく遠い壁部１に配置される。

なお、凸レンズ２は、燃焼室８内の燃焼に伴う高熱に
耐えうるいように耐熱性の材質で形成されている。ま
た、第１図においては、開口1aや凸レンズ２が点火プラ
グ６の大きさに対し拡大して示されており、実際には、
強度上問題がなく且つ火炎の像を確実にとらえることが
できる大きさに形成される。

そして、燃焼室８外において、凸レンズ２の光軸Ｌ上
には、半透明ロッド３およびマスク７が配置されてい
る。

半透明ロッド（半透明媒質）３は、凸レンズ２の光軸
Ｌ上で燃焼室８内の火炎の像が結像されうる範囲に配置
され、燃焼室８内の火炎の像が結像され光が集中すると
その部分で光を散乱光に変えるものである。このような
半透明ロッド３は、例えば、セラミックファイバや、透
明な材質中に多数の疲労破壊面，アルミ箔を設けたもの
などで形成される。

マスク７は、凸レンズ２の近傍に配置されており、凸
レンズ２の中心部付近を部分的に覆うことにより光軸Ｌ
方向の空間分解能を確保している。

また、半透明ロッド３に沿って、８個のフォトダイオ
ード10〜17からなる高指向性１次元フォトダイオードア
レイ４が配置されている。各フォトダイオード10〜17
は、第１図に示すように、それぞれ位置P₀′〜P₇′に半
透明ロッド３と対向するように配置され、各フォトダイ
オード10〜17と対向する半透明ロッド３の部分（位置
P₀′〜P₇′）で火炎の像の結像に伴う散乱光が発生して
いるか否かを検知し、フォトダイオード受光信号S₀〜S₇
として出力するものである。

ここで、位置P₀′〜P₇′は、それぞれ、燃焼室８内に
おける位置P₀〜P₇にて火炎が存在する場合に凸レンズ２
の作用によりその火炎の像が結像する位置に対応してい
る。なお、位置P₀は点火プラグ６の着火位置、位置P₇は
燃焼室８の壁部１側の位置で、各位置P₁〜P₆は位置P₀と
P₇との間を等分割した位置である。

さらに、高指向性１次元フォトダイオードアレイ４に
は計測器５が接続されており、各フォトダイオード10〜
17からのフォトダイオード受光信号S₀〜S₇は計測器５へ
出力され、この計測器５において、フォトダイオード受
光信号S₀〜S₇に基づき、半透明ロッド３からの散乱光を
受光しているフォトダイオード10〜17が識別され、燃焼
室８内の火炎の存在位置（P₀〜P₇）が検知される。つま
り、各位置P₀′〜P₇′におけるフォトダイオード10〜17
からのフォトダイオード受光信号S₀〜S₇がHighレベルで
あれば、それぞれ、半透明ロッド３上の位置P₀′〜P₇′
に火炎の像が結像しており、燃焼室８内の位置P₀〜P₇に
火炎が存在していると判断する。

これらの高指向性１次元フォトダイオードアレイ４お
よび計測器５から、凸レンズ２により燃焼室８外の半透
明ロッド３上に結像された火炎の像の位置を燃焼室８内
における火炎の存在位置として検知する検知手段が構成
されている。

本発明の第１実施例としてのエンジン燃焼室内の火炎
位置検知装置は上述のごとく構成されているので、次の
ように動作する。

燃焼室８内において火炎が発生すると、凸レンズ２
は、この凸レンズ２と燃焼室８内における火炎の存在位
置との距離および凸レンズ２の焦点距離に応じて、燃焼
室８外の半透明ロッド３上の適当な位置に火炎の像を結
像し、燃焼室８内で発生する火炎の像が燃焼室８外に取
り出される。

燃焼室８外で結像された火炎の像の位置P₀′〜P₇′
は、燃焼室８内における実際の火炎の存在位置P₀〜P₇に
対応している。

例えば、燃焼室８内の位置P₃において火炎が存在して
いる場合には、この位置P₃における火炎の像が、凸レン
ズ２の作用により半透明ロッド３上の位置P₃′に結像す
る。半透明ロッド３は、火炎の像が結像するとその結像
位置で散乱光を発するため、高指向性１次元フォトダイ
オードアレイ４のフォトダイオード13により、半透明ロ
ッド３からの散乱光が検知され、Highレベルのフォトダ
イオード受光信号S₃が計測器５へ出力される。これによ
り、半透明ロッド３上の位置P₃′に火炎の像が結像した
こと、即ち、燃焼室８内の位置P₃に火炎が存在している
ことが検知される。燃焼室８内の位置P₃以外の位置P₀〜
P₂,P₄〜P₇に火炎が存在する場合にも、上述と同様にし
て、高指向性１次元フォトダイオードアレイ４および計
測器５により、その位置P₀〜P₂,P₄〜P₇が検知される。

本実施例の装置により、燃焼室８で発生した火炎の存
在位置を検知すると、例えば第２図に示すようになる。
この第２図において、火炎の存在位置は、クランク角に
応じて示されるとともに、燃焼室８内における筒内圧お
よび熱発生率とも対応させて示されている。この第２図
から明らかなように、管内圧上昇および温度上昇に対応
して、火炎は、プラグ６側から燃焼室８の壁部１側へ向
けて伝播していることが判る。

次に、第３〜５図により、本実施例の装置の具体的な
利用例について説明する。

火炎伝播期間のセンシング第３図に示すように、フォトダイオード10からの受光
信号S₀の立上がり時刻（即ち点火プラグ６の位置で火炎
が発生した時刻）から、最も燃焼室８の壁部１側にある
フォトダイオード17からの受光信号S₇の立上がり時刻ま
での間をタイマでカウントすることにより、火炎の伝播
期間を検出できる。

燃焼期間のセンシング第３図に示すように、フォトダイオード10からの受光
信号S₀の立上がり時刻から、最も燃焼室８の壁部１側に
あるフォトダイオード17からの受光信号S₇の立下がり時
刻までの間をタイマでカウントすることにより、燃焼室
８内の燃焼期間を検出できる。

火炎帯の幅の測定（ａ）フォトダイオード10〜17のうち、連続する複数の
フォトダイオードが同時にHighレベルの受光信号を出力
している場合、その両端のフォトダイオードがそれぞれ
検知する火炎位置の距離から、火炎帯の幅を概ね判定で
きるが、この場合、各フォトダイオード10〜17の配置間
隔つまりセンシング分解能で誤差範囲が左右される。

例えば、第３図においては、フォトダイオード10〜12
からの受光信号S₀〜S₂が連続的に且つほぼ同時にHighレ
ベルになっていることから、燃焼室８内の位置P₀〜P₂に
亘って火炎帯があり、その幅はほぼ▲▼である
と判定できる。

（ｂ）また、上述した両端のフォトダイオードの受光信
号について、火炎前端側（壁部１側）の受光信号の立上
がり時刻と、火炎後端側（点火プラグ６側）の受光信号
の立下がり時刻とをセンシングして、これらの時刻間時
間を求める。一方、両端のフォトダイオードからの受光
信号の立上がり時刻（もしくは立下がり時刻）と、両端
のフォトダイオードに隣接するフォトダイオードからの
受光信号の立上がり時刻（もしくは立下がり時刻）との
時間差に基づいて火炎伝播速度を求める。そして、前述
した時刻間時間および火炎伝播速度により、項目（ａ）
において求めた火炎帯等の幅を補正してもよい。

例えば、第３図においては、受光信号S₂の立上がり時
刻と受光信号S₀の立下がり時刻とをセンシングして、こ
れらの時刻間時間Δt₁を求めるとともに、受光信号S₀の
立下がり時刻と受光信号S₂の立下がり時刻との時間差Δ
t₂と、フォトダイオード10,11に対応する位置間距離▲
▼とから火炎伝播速度を求める。そして、時刻間時間Δt₁および火炎伝播速度
P₀P₁/Δt₂より、項目（ａ）において求めた火炎帯の幅
▲▼を、と補正する。これによって、火炎帯の幅をより精度高く
測定できる。

プレイグニションの判別第４図に示すように、点火信号が発生する以前に、フ
ォトダイオード10〜17の受光信号S₀〜S₇のいずれかがHi
ghレベルになったのを検知した場合に、プレイグニショ
ンが発生したと判断できる。

自着火によるノッキングの判別通常、燃焼室８内の火炎伝播は点火プラグ６から壁部
１側へ向かってし高していくので、フォトダイオード10
〜17の受光信号S₀〜S₇は順に立ち上がっていくが、自着
火によるノッキングが発生すると、例えば、第５図に示
すように、受光信号S₀〜S₇の立上がりに不連続性が認め
られる。これを検知することにより、自着火によるノッ
キングの判別が行なわれる。

このように、本発明の第１実施例の火炎位置検知装置
によれば、燃焼室８内の火炎の存在位置を連続的に検知
することが可能になり、連続的に検知した火炎の存在位
置の変化に求づいて、燃焼室８内の燃焼状態、例えば、
第３図に示すように火炎伝播期間，燃焼期間，火炎帯の
幅などを測定できるようになる。従って、本実施例の装
置は、エンジンの作動状態を試験するための試験装置な
どにおいて有効に利用できる。

また、検知した火炎の存在位置に基づいて、第4,5図
に示すように、プレイグニションや自着火によるノッキ
ングを判別することができ、この判別結果に基づき点火
時期等を制御することで、きめの細かいエンジン制御を
実現できる。

なお、本実施例の装置は、火炎の像が位置P₀′〜P₇′
に結像しているか否かをフォトダイオード10〜17により
検知して火炎位置を検知するものであり、受光レベル
（光強度）と関係ないので、特に凸レンズ２が汚れて完
全に受光不能とならない限り、凸レンズ２の多少の汚れ
が位置検知結果に影響を及ぼすことはない。

次に、第６図により本発明の第２実施例としてのエン
ジン燃焼室内の火炎位置検知装置について説明すると、
第６図はその概略構成図であり、この第２実施例も第１
実施例の装置とほぼ同様に構成されているが、この第２
実施例では、第６図に示すように、半透明ロッド３の位
置P₀′〜P₇′と、各フォトダイオード10〜17との間に、
それぞれ光ファイバ20〜27の束が配設されている。つま
り半透明ロッド３の各位置P₀′〜P₇′において火炎の像
の結像により散乱光が発生すると、その光が、それぞれ
光ファイバ20〜27により受光されてフォトダイオード10
〜17まで案内されるようになっている。

このような構成により、本発明の第２実施例の装置に
よっても、上述した第１実施例と同様の作用効果が得ら
れるほか、この第２実施例では、光ファイバ20〜27は高
指向性を有しているので、第１実施例のように半透明ロ
ッド３からの散乱光をフォトダイオード10〜17により直
接受光するよりも、正確に散乱光の発光位置つまりは火
炎の存在位置を検知できるようになる。また、光ファイ
バ20〜27を用いることで、フォトダイオード10〜17の設
置位置を自由に設定することができる。

また、第７図により本発明の第３実施例としてのエン
ジン燃焼室内の火炎位置検知装置について説明すると、
第７図はその概略構成図であり、この第３実施例では、
第７図に示すように、第1,2実施例の装置における半透
明ロッド３が省略されている。つまり、第３実施例で
は、火炎の結像位置P₀′〜P₇′に、それぞれ球面レンズ
30〜37が配置され、位置P₀′〜P₇′において火炎の像が
結像した際に、その光が、各球面レンズ30〜37により、
高指向性１次元フォトダイオードアレイ４内の各フォト
ダイオード10〜17へ案内されるようになっている。

このような構成により、本発明の第３実施例の装置に
よっても、上述した第１実施例と同様の作用効果が得ら
れる。

そして、第８〜11図により本発明の第４実施例として
のエンジン燃焼室内の火炎位置検知装置について説明す
ると、第８図はその概略構成図、第９図はそのフォトダ
イオードアレイの平面図、第10,11図はいずれもその作
用を説明するためのフォトダイオード出力例を示すグラ
フである。

この第４実施例では、第８図に示すように、燃焼室８
内の位置P₀に火炎が存在する場合に凸レンズ２によりそ
の像が結像される位置P₀′に、第９図に示すような円環
状フォトダイオードアレイ（受光手段）4Aが凸レンズ２
の光軸Ｌに対して直交するように配置されている。

円環状フォトダイオードアレイ4Aは、第９図に示すよ
うに、２次元的拡がりをもった面状に配置された８個の
円環状フォトダイオード（受光素子）40〜47から構成さ
れており、フォトダイオード40が、位置P₀′における凸
レンズ２の光軸Ｌ上に配置されている。

そして、本実施例では、燃焼室８内における火炎の存
在位置を、位置P₀′における火炎の像の拡がり位置とし
て連続的に検知すべく、各円環状フォトダイオード41〜
47が、フォトダイオード40の外周に順次配置されてい
る。外円環状フォトダイオード41〜47の配置される位置
は、燃焼室８内における位置P₁〜P₇にて火炎が発生した
場合に、凸レンズ２の作用により位置P₀′で写し出され
た火炎の像の最縁周位置に対応している。凸レンズ２に
より写し出された火炎の像の最縁周位置が、各円環状フ
ォトダイオード40〜47に到達すると、Highレベルの受光
信号S₀〜S₇が計測器５へ出力される。

計測器５においては、受信信号S₀〜S₇の出力分布に基
づいて円環状フォトダイオードアレイド4A上における火
炎の像の拡がり位置を検知することにより、燃焼室８内
における火炎の存在位置が判別される。つまり、燃焼室
８内の点火プラグ６側に火炎が存在する場合には、受信
信号S₀〜S₇の出力分布は、第10図に示すように、中心の
フォトダイオード40付近に集中する一方、燃焼室８内の
壁部１側に火炎が存在する場合には、受光信号S₀〜S₇の
出力分布は、第11図に示すように、フォトダイオード40
〜47に全体的に拡がる。なお、円環状フォトダイオード
アレイ4Aと計測器５とから検知手段が構成される。

このように、本発明の第４実施例の装置によっても、
検知手段としての円環状フォトダイオードアレイ4Aおよ
び計測器５により燃焼室８内の火炎の存在位置を連続的
に検知することが可能になり、上述した第１実施例と同
様の効果が得られるほか、この第４実施例では、凸レン
ズ２の光軸Ｌ方向に沿って半透明ロッド３等を配置する
必要がなく、位置P₀′に円環状フォトダイオードアレイ
4Aを配置すればよいので、装置の光軸Ｌ方向長さを短く
することができ、スペースの限定される自動車内に搭載
する上で有利である。

なお、上記第２〜４実施例のいずれにおいても、前述
の第１実施例で説明したような本装置の具体的な利用
（火炎伝播期間のセンシング，燃焼期間のセンシング，
火炎帯の幅の測定，プレイグニションの判別，自着火に
よるノッキングの判別等）が可能である。

また、上述したいずれの実施例においても、８個のフ
ォトダイオードを用いて燃焼室８内のP₀〜P₇の８点に火
炎が存在するか否かを検知しているが、フォトダイオー
ドの数は任意に設定でき、その数を増やすことにより火
炎位置の検知精度を向上させることができる。

さらに、上記実施例では、自動車におけるエンジン燃
焼室内の火炎位置を検知する場合について説明したが、
本発明は、これに限定されるものでなく、他の種々のエ
ンジンの燃焼室内の火炎位置を検知する場合にも上述と
同様に適用され上述と同様の作用効果が得られる。

［発明の効果］以上詳述したように、請求項（１）記載のエンジン燃
焼室内の火炎位置検知装置によれば、エンジンの燃焼室
内で発生する火炎の像を同火炎の存在位置に応じた上記
燃焼室外の適当な位置に結像しうる凸レンズを、上記燃
焼室の壁部に設け、この凸レンズにより上記燃焼室外に
結像される上記火炎の像の位置を上記燃焼室内における
上記火炎の存在位置として連続的に検知し、上記燃焼室
内における火炎の存在位置の変化を検知する検知手段を
設けるという極めて簡素な構成により、燃焼室内の火炎
の存在位置を連続的に検知し、燃焼室内における火炎の
存在位置の変化を検知することが可能になり、検知した
火炎の存在位置の変化に基づいて燃焼室内の燃焼状態
（火炎伝播期間，燃焼期間，火炎帯の幅等）を詳細に把
握できるほか、プレイグニションや自着火によるノッキ
ングを判別することも可能で、その判別結果に基づき点
火時期等を制御することにより、きめの細かいエンジン
制御を実現できる効果もある。

また、請求項（２）記載の本発明のエンジン燃焼室内
の火炎位置検知装置によれば、エンジンの燃焼室内で発
生する火炎の像を同火炎の存在位置に応じた上記燃焼室
外の適当な位置に結像しうる凸レンズが上記燃焼室の壁
部に設けられるとともに、上記凸レンズから所定の距離
の位置に上記凸レンズの光軸に対して交叉するように設
けられ且つ２次元的拡がりをもった面上に複数の受光素
子を配置された受光手段を用いて上記火炎の像の拡がり
位置を連続的に検知し、この火炎の像の拡がり位置を上
記燃焼室内における上記火炎の存在位置として連続的に
検知し、上記燃焼室内における火炎の存在位置の変化を
検知する検知手段を設けるという極めて簡素な構成によ
り、上述の請求項（１）記載の本発明のエンジン燃焼室
内の火炎位置検知装置と同様に、燃焼室内の火炎の存在
位置を連続的に検知し、燃焼室内における火炎の存在位
置の変化を検知することが可能になり、検知した火炎の
存在位置の変化に基づいて燃焼室内の燃焼状態（火炎伝
播期間，燃焼期間，火炎帯等の幅等）を詳細に把握でき
るほか、プレイグニションや自着火によるノッキングを
判別することも可能で、その判別結果に基づき点火時期
等を制御することにより、きめの細かいエンジン制御を
実現できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明の第１実施例としてのエンジン燃焼
室内の火炎位置検知装置を示すもので、第１図はその概
略構成図、第２図は本実施例の装置により検知した火炎
存在位置を筒内圧および熱発生率と対応させて示す図、
第３〜５図はいずれもその具体的な利用例を説明するた
めのフォトダイオード受光信号のタイミングチャートで
あり、第６図は本発明の第２実施例としてのエンジン燃
焼室内の火炎位置検知装置を示す概略構成図、第７図は
本発明の第３実施例としてのエンジン燃焼室内の火炎位
置検知装置を示す概略構成図、第８〜11図は本発明の第
４実施例としてのエンジン燃焼室内の火炎位置検知装置
を示すもので、第８図はその概略構成図、第９図はその
フォトダイオードアレイの平面図、第10,11図はいずれ
もその作用を説明するためのフォトダイオード出力例を
示すグラフであり、第12図は従来の燃焼光検知装置を示
す概略構成図である。１……燃焼室の壁部、1a……開口、２……凸レンズ、３
……半透明ロッド、４……高指向性１次元フォトダイオ
ードアレイ（検知手段）、4A……円環状フォトダイオー
ドアレイ（受光手段，検知手段）、５……計測器（検知
手段）、６……点火プラグ、７……マスク、８……燃焼
室、10〜17……フォトダイオード、20〜27……光ファイ
バ、30〜37……球面レンズ、40〜47……円環状フォトダ
イオード（受光素子）、Ｌ……光軸。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの燃焼室内で発生する火炎の像を
同火炎の存在位置に応じた上記燃焼室外の適当な位置に
結像しうる凸レンズが上記燃焼室の壁部に設けられると
ともに、上記凸レンズにより上記燃焼室外に結像される上記火炎
の像の位置を上記燃焼室内における上記火炎の存在位置
として連続的に検知し、上記燃焼室内における火炎の存
在位置の変化を検知する検知手段が設けられたことを特
徴とする、エンジン燃焼室内の火炎位置検知装置。
【請求項２】エンジンの燃焼室内で発生する火炎の像を
同火炎の存在位置に応じた上記燃焼室外の適当な位置に
結像しうる凸レンズが上記燃焼室の壁部に設けられると
ともに、上記凸レンズから所定の距離の位置に上記凸レンズの光
軸に対して交叉するように設けられ且つ２次元的拡がり
をもった面上に複数の受光素子を配置された受光手段を
用いて上記火炎の像の拡がり位置を連続的に検知し、こ
の火炎の像の拡がり位置を上記燃焼室内における上記火
炎の存在位置として連続的に検知し、上記燃焼室内にお
ける火炎の存在位置の変化を検知する検知手段が設けら
れたことを特徴とする、エンジン燃焼室内の火炎位置検
知装置。