JPS61152967A - 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

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Publication number
JPS61152967A
JPS61152967A JP59273195A JP27319584A JPS61152967A JP S61152967 A JPS61152967 A JP S61152967A JP 59273195 A JP59273195 A JP 59273195A JP 27319584 A JP27319584 A JP 27319584A JP S61152967 A JPS61152967 A JP S61152967A
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JP
Japan
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guide member
light guide
ignition timing
gas
combustion engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP59273195A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Mita
三田 二三夫
Sadaji Nakamura
中村 貞治
Seiji Terai
寺井 清司
Masao Sonoda
園田 眞夫
Tokuta Inoue
井上 悳太
Koichi Hasegawa
光一 長谷川
Keiji Aoki
啓二 青木
Shinji Ikeda
愼治 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS61152967A publication Critical patent/JPS61152967A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/1455Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means by using a second control of the closed loop type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 B)  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、%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
る光ガイドの改良構造に関するものである。
(ロ)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。
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、析略
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、核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。しかしながら、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。
e→ 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
ゼルエンジンに寅舊した例を示す。図中、符号1はディ
ーゼルエンジンのシリンダヘッド、成されている。火炎
センサ部11は基本的には籍−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、火炎センサ部11はシリンダヘッ
ド1にその先端部が剛燃焼室3内の燃料各の噴射経路の
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)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K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。
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(
Co51%+ Cr 21%。
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。筺体12の外周面にはオネジ1
4及び角形断面の工具掛部15を形成してアシ、これK
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IK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n61 nlは図示の如くステップ形
分布となっている。尚、コア13mの直径dは約1諺、
クラッド13bの外径りは約21111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、筐体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
12と光ガイド部材13とは熱膨張率に非常に大きな差
があり、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、との膨径部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を介して筐体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筐体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。
しかしながら、このような従来構造においては光ガイド
部材13にコア13&とクラッド13bとの屈折率差を
吃たせる方法として、石英にr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13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
)等によ勺、火炎センサ部11の耐久性の低下が懸念さ
れる。
また、この従来例の着火時期センサにおいては、火炎セ
ンサ部11の先端部に露呈している光ガイド部材13の
先端面13c(第2図参照)に燃焼生成物(例えば、煤
)等の異物が付着し、光ガイド部材への入射光量が低減
化されるという問題があった。
に)発明の目的 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、光ガイ
ド部材への燃焼生成物の付着を防止すると共に光ガイド
部材の腐食を防止して、入射光量の低減化を防止し得る
高品質の着火時期センサを提供することにある。
(ホ)発明の構成 そして、上記目的を達成するために、本発明に依れば、
耐熱性を有する透光材料から成る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着火時期センサに
おいて、前記光ガイド部材の外周面に沿って軸方向に連
続しかつ該光ガイド部材先端部に対向する噴出口を有す
る気体噴出通路を設け、前記円筒状筐体の後端側に、前
記気体噴出通路の後端部に連通する気体導入路を設け、
該気体導入路を介して圧縮気体を、前記気体噴出通路に
導くと共に前記光ガイド部材先端部を経由して前記噴出
口から噴出させるように構成したことを特°徴とする内
燃機関の着火時期センサが提供される。
(へ)発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
第4図から第7図は本発明の着火時期センサの実施例を
説明するための図である。尚、これらの図において、前
出の第1,2及び3図と同一部分又は相当部分は同一符
号をもって示してあル、また、本発明の着火時期センサ
の全体構成図及びシリンダヘッドへの組込み図は、前出
の第1図及び第2図と基本的に同様であるため省略され
、本発明の要部が示されている。
第4図は本発明の第1実施例の要部を示す図であって、
火炎センサ部11の軸線方向に沿った縦断面図、第5図
は第4図の矢印入方向からみ九端面図、第6図は第4図
のB −B’線断面図である。
尚、この場合、第4図に向かって、右手側を火炎センサ
部11の前方側、左手側を後方側と呼ぶことにする。光
ガイド部材13は、この場合、石英ガラス等の透光性材
料から屈折率が均一の円柱状に形成され、かつその先端
部(受光部)13Cが球面状に形成されている。このよ
うに均一屈折率の材料から形成することによ)、光ガイ
ド部材13のコストを低減化することができる。尚、こ
の光ガイド部材13としては、勿論、前出の第3図に示
すようなコア13a(屈折率no)とクラッド(屈折率
nl : nl)nl )とからなる光ガイド部材を使
用してもよい。但し、この場合は、上述の均一屈折率の
光ガイド部材よシも光の伝搬性能は若干良好であるが、
その反面、コスト高になる。
円筒状筺体12は、この場合、光ガイド部材13を収容
する穴の内径D!が光ガイド部材13の外径D!よルも
若干大きく形成され、かつ、先端12mが内側に若干す
ほめられて形成きれている。
このように光ガイド部材13の外径り、と円筒状筐体1
2の内径D2 とをIh>Dtとなるように形成するこ
とによシ、光ガイド部材13の外周に沿って軸方向に連
続しかつ光ガイド部材13の先端部13cに対向する噴
出口30a(筐体12の先端開口に相当する)を有する
環状の空気の噴出通路(気体噴出通路)30が形成され
る。円筒状筐体12の後端側に、空気噴出通路30の後
端部に対応して導入管31が設けられ、この導入管31
によって空気導入路32が空気噴出通路30の後端部に
連通して形成されている。この空気導入路32は、管路
33を介して開閉電磁弁36に接続され、開閉電磁弁3
6は管路34を介して空気タンク37に接続され、さら
に、空気タンク37は管路35を介し、てエア・コンプ
レッサー(空気圧縮機)38に接続される。尚、燃焼時
(爆発時)における電磁弁36への空気の逆流を防止す
るため、管路33の途中に逆止め弁を配設してもよい。
エア・コンプレッサー38は、この場合、内燃機関の駆
動転に動力伝達機構(図示なし)を介して機械的に接続
されて駆動される。また、開閉電磁弁36は内燃機関の
電子制御回路(図示なし)の信号によって開閉動作を行
なう。エア・コンプレッサ38によって作成された圧縮
空気は空気タンク37に蓄積され、開閉電磁弁36の開
閉動作によって空気導入路32に導入される。空気導入
路32に導入された圧縮空気は空気噴出通路30を経由
し、引きつづき光ガイド部材13の先端部13cを経由
して噴出口30mから光ガイド部材13の軸方向前方(
第4図、矢印C方向)に噴出される。さて、この場合の
噴出圧縮空気は噴射燃料5(第1図参照)の噴射時期に
同期して、かつ主燃焼室2(第1図参照)の内部圧力よ
シも高めの圧力で噴出される。これによシ、光ガイド部
材13の先端部13eに対する噴射燃料5の微粒子の付
着を防止することができ、この結果、先端部13aへの
燃焼生成物の付着を最少限に抑制することができ、入射
光量の低減化を防止することができると共に、先端部1
3cの燃焼ガスとの反応による品質劣化(腐食)を最少
限に抑制することができる。また、この噴出圧縮空気に
よって火炎センサ部11の先端部が冷却されるため、火
炎センサ部11の耐久性を向上させることができる。
尚、上記空気噴出通路30は、上述の如く必ずしも環状
空間でなければならないことはなく、円筒状筐体12の
内周面に、光ガイド部材13の外周面に対向して軸方向
に延びる1本ないしは複数本の長溝を設けて形成しても
よい。また、本実施例では噴出気体として空気を用いた
場合について述べ九が、空気の代〕に不燃性気体(例え
ば、窒素)を用いてもよく、この場合は、さらに良好な
効果が得られる。
第7図は、本発明の第2実施例の要部を示す図であって
、火炎センサ部11の先端側の縦断面図である。本実施
例は、基本的には前出の第1実施例と同様に構成された
ものであるが、図示の如く、光ガイド部材13の先端部
13cの前方部に空気溜め室39を設けた点が第1実施
例と異なる点である。このような空気溜め室39を設け
ることによシ、光ガイド部材1.3の先端部13cと噴
出口30mとの間に空気層を形成することができ、噴射
燃料5(第1図)の微粒子の付着をさらに良好に防止す
ることができるという利点がある。そして、本実施例の
その他の作用、効果は前出の第1実施例と同様でらる◎ 尚、本発明は゛、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の主旨に基づいて形成される他の滑々の変形例
にも、勿論適用可能である。
(ト)  発明の効果 以上、詳細に設明したように、本発明の着火時期センサ
は、火炎センサ部11の光ガイド部材13の外周面に沿
りて軸方向に連続する気体噴出通路を設け、この気体噴
出通路から光ガイド部材先端部を経由して噴出口から圧
縮気体を噴出させることにより、光ガイド部材先端部(
受光部)への燃焼生成物の付着を最少限に抑制すること
を可能とし、入射光量の低減化を防止すると共に、前記
先端部の燃焼ガスとの反応による品質劣化(腐食)を最
少限に抑制することができ、またこの噴出圧縮気体に火
炎センサ部の先端部を冷却して火炎センサ部の耐久性を
向上させることができるといり九効果大なるものが1り
、着火時期センサの品質の向上、信頼性の向上に寄与す
るものである。
【図面の簡単な説明】
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
図であって、第1図はディーゼルエンジfイド部材13
の断面構成及び屈折率分布を示す図であ)、第4図から
第7図は本発明の着火時期センサの実施例を説明するた
めの図であって、第4図は第1実施例の要部すなわち火
炎センサ部(11)の縦断i1図、第5図は第4図の矢
印A方向からみた端面図、第6図は第4図のB−B’線
断面図、第7図は第2実施例の要部すなわち火炎センサ
部(11)の先端側の縦断面図である。 l・・・エンジンシリンダヘッド、2・・・主燃焼室、
12・・・円筒状筐体、12m・・・円筒状筐体の先端
、13・・・光ガイド部材、13龜・・・コア、13b
・・・クラッド、13c・・・先端部、14−・・オネ
ジ、15・・・角形断面工具掛部、16・・・膨径部、
17・・・耐熱性樹脂、21・・・光検知部、22・・
・光検知器、23・・・光フアイバコード、24・・・
光コネクタ、3o・・・空気噴出通路(気体噴出通路)
、30m・・・噴出口、31・・・導入管、32・・・
空気導入路(気体導入路〕、33.34.35・・・管
路、36・・・開閉電磁弁、37・・・空気タンク(気
体タンク)、38・・・エア・コンプレッサー(空気圧
縮機)、39・・・空気溜め室。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.耐熱性を有する透光材料から成る光ガイド部材を円
    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着火時期セン
    サにおいて、前記光ガイド部材の外周面に沿って軸方向
    に連続しかつ該光ガイド部材先端部に対向する噴出口を
    有する気体噴出通路を設け、前記円筒状筐体の後端側に
    、前記気体噴出通路の後端部に連通する気体導入路を設
    け、該気体導入路を介して圧縮気体を、前記気体噴出通
    路に導くと共に前記光ガイド部材先端部を経由して前記
    噴出口から噴出させるように構成したことを特徴とする
    内燃機関の着火時期センサ。
  2. 2.前記気体噴出通路が前記光ガイド部材の外周面に沿
    って軸方向に連続する環状に形成された特許請求の範囲
    第1項に記載の内燃機関の着火時期センサ。
  3. 3.前記気体噴出通路は前記光ガイド部材先端と前記噴
    出口との間に気体溜め室を有している特許請求の範囲第
    1項又は第2項に記載の内燃機関の着火時期センサ。
JP59273195A 1984-12-26 1984-12-26 内燃機関の着火時期センサ Pending JPS61152967A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0186977A2 (en) * 1984-11-30 1986-07-09 Sankyo Company Limited Renin-inhibitory dipeptides, their preparation and use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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