JPS63118622A - 着火時期センサ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の着火時期センサに関し、特に着火時
期センサの導光ロッド先端部（燃焼光をセンサ内に導く
部分）に付着するすす等の付着物により透光率の低下す
るのを防止しようとする着火時期センサに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

近年、特に自動車用ディーゼルエンジン、ガソリンエン
ジンにおいては、出力、燃費あるいは排気ガス浄化性能
の向上が重要な課題となっている。

これを実現するための手段の一つとして、燃料噴射時期
制御に際して、エンジン燃焼室内の燃焼光を検出するた
めの着火時期センサを設け、該着火時期センサ出力から
着火時期を検出し、この検出結果に応じて、例えばタイ
ミング制御弁をフィードバック制御することが提案され
ている。

このような燃料噴射時期制御における着火時期の検出に
際して、燃焼光の状態をエンジン燃焼室内から外部に取
出すための手段としては、例えば、特開昭５８−２５５
８４号公報等に記載されるように、光ファイバや石英硝
子棒からなる導光ロッドを、燃焼室内を外気から遮断し
た状態でエンジンのシリンダヘッド等に取付は保持する
ことが考えられる。

この導光ロッドを介して取出されたエンジン燃焼室内の
燃焼光は、該導光ロッドの後端に臨んで取付けられた受
光素子、又は、オプチカルファイバを介して、離れて配
置された受光素子に受光され、ここで電気信号に変換さ
れる。

（発明が解決しようとする問題点〕 上記構成の着火時期センサは、燃焼室内の着火光を受光
素子に導くための導光ロッドの先端部が燃焼室内に露出
しているため、燃焼室内で発生するすす等が導光ロッド
の燃焼室露出表面に付着し、そのため導光ロッドを通過
する光量が減少し、センサ誤動作の原因となるという問
題がある。

本発明は、導光ロッドの燃焼室露出表面に付着するすす
等の付着物をできるだけ減少し、付着物による光量の低
下を防止し、もって着火時期センサの信頼性を向上させ
ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するため、着火時期セン
サにおいて導光ロッドを被覆するケースの、先端開口部
と導光ロッド先端との間の前記ケース側面に貫通孔を設
けた着火時期センサを提供する。すなわち、本発明の構
成は、先端がエンジン燃焼室内に臨むように配置された
光導体よりなる導光ロッドと、該導光ロッドの後端から
の出力光を検知する光検知部と、燃焼室内を外気から遮
断した状態で前記導光ロッドを保持するとともに該導光
ロッドを被覆しかつ該導光ロフトの燃焼室内に臨む先端
の前方に開口部を有するケースよりなる着火時期センサ
において前記ケース開口部と前記導光ロッド先端との間
の前記ケース側面に貫通孔を設けたことを特徴とするも
のである。

〔作　用〕

燃焼室内に発生したすす等の微粒子は、燃焼ガス流の停
滞部分に付着する性質を有するが、本発明によれば、ケ
ース側面に貫通孔を設けているので、燃焼ガス流はケー
ス先端の開口部からケース側面の貫通孔に流れ、そのた
め導光ロッドの先端部にガス流の停滞部が存在しなくな
り、導光ロッドの先端部にすす等が付着することが防止
される。

〔実施例〕

本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明す
る。

まず、本発明の基礎となり、本発明の実施例も本質的に
はこれと共通の構造を有している、一般型式の着火時期
センサの構造について、第４図及び第５図を参照して説
明する。

第５図に示すごとく、ディーゼルエンジン１０の燃焼室
１０Ａ内の燃焼光を検出するために、着火時期センサ１
２はシリンダヘッドＩＯＢに挿入固定されリード線１６
を通して伝達されるセンサの出力を処理して着火時期を
検出し、それにより例えば燃料噴射時期等を制御する構
成となっている。

第５図において、２２は燃料噴射ノズル、２４はグロー
プラグ、２６はピストンをそれぞれさす。

着火時期センサには、第４図に示すごとく、先端３０Ａ
が燃焼室１０Ａ内に臨むように配置される。

例えば石英棒の光導体よりなる導光ロッド３０と、燃焼
室１０Ａ内を外気から遮断した状態で導光ロッド３０を
保持する耐熱性の高い金属の筒状ケース３２と、前記導
光ロッド３０の後端３０Ｂに臨んで配置され、前記導光
ロッド３０によって導びかれる燃焼光を受光して電気信
号に変換するための、例えばシリコンフォトトランジス
タからなる受光素子３４を有している。尚このフォトト
ランジスタは６００〜１ｌ１００ｎの波長の光を検知す
る。

第４図において、３６は、前記導光ロッド３０の外周と
前記筒状ケース３２の内周間に介在され両者間をシール
する０リングである。３８及び４０はこの０リング３６
の導光ロッド先端側位置で、前記筒状ケース３２の内周
に締り嵌めされた第１の銅リング及び前記導光ロッド３
０の外周に締り嵌めされた第２の銅リングである。４２
は前記０リング３６の導光ロッド後端側に隣接して、該
導光ロッド３０外周と筒状ケース３２内周間に配置され
たバックアップリング、４４はこのバックアップリング
４２の、導光ロッド後端方向への抜は止めを構成するス
トッパを、それぞれ示す。

前記０リング３６と第１の銅リング３８との間には第２
のバックアップリング４６が介在されている。

前記第２のバックアップリング４６は、前記０リング３
６とこの０リング３６に隣接する第１の銅リング３８と
の間の導光ロッド軸方向の隙間を埋める幅とされている
。

前記バックアンプリング４２及び４６は、フッ素樹脂、
カーボンの焼結体等の材料から構成され、又、０リング
３６はフッ素ゴムから形成されている。

前記導光ロッド３０の先端側は、前記筒状ケース３２の
先端側内周に溶着されて該筒状ケース３２の一部を構成
するチューブ３２Ａによって先端まで被覆され、これに
より導光ロッド３０の保持及び先端方向への抜止めが形
成されている。チューブ３２Ａの先端には開口部３２Ｄ
が設けられる。

前記導光ロッド３０を保持する筒状ケース３２には、貫
通孔４７が前記チューブ３２Ａと同軸的且つ連続的に筒
状ケース３２の中心を貫通して形成されている。この貫
通孔４７は、筒状ケース３２の後端に取付けられたアダ
プタ４８の先端側一部にまで連続的に形成されている。

前記導光ロッド３０はその先端側部分が筒状ケース３２
の先端から一部が突出した状態で貫通孔４７内に挿入さ
れ接着剤４９を介して保持されている。

導光ロッド３０の、筒状ケース３２から突出した先端部
分の一部は、前記チューブ３２Ａによって先端部分まで
被覆され、保護されている。導光ロフト３０の後端方向
の位置決め及び抜止めは、後端３０Ｂの外周部分に接触
するように、アダプタ４８における貫通孔４７上端に形
成された内周突起４８Ａによって押え込まれることによ
ってなされる。該アダプタ４８は、筒状ケマス３２の後
端にかしめにより取付は固定されている。

前記アダプタ４８は前記受光素子３４を内包する中空室
５０を備えた筒状部材であって、前記受光素子３４は、
基板５２によって支持され、この基板５２は前記アダプ
タ４８における中空室５０の内方に突出する肩部５４に
、アダプタ後端方向から挿入して当接されることによっ
て位置決め保持されている。

前記アダプタ４８の後端側はコネクタボディ５８とされ
、このコネクタボディ５８は、相手側コネクタボディ５
９（第５図）と着脱自在であって、該相手側コネクタボ
ディ５９が後端側から挿入された時、ターミナル６０が
相手側コネクタボディ５９のターミナルと電気的に接続
されるものである。

このターミナル６０は前記基板５２を貫通して、受光素
子３４からのリード線６２と接続され、受光素子３４の
電気出力信号を導出するようにされている。

６６は、コネクタボディ５８に取付けられ、相手側コネ
クタボディ５９との接続時に両者間をシールするための
Ｏリング、６８は該コネクタボディ５８が相手側コネク
タボディ５９と接続される時に両者をロックするロック
ノブをそれぞれ示す。

又、３２Ｂは筒状ケース３２をシリンダヘッド１０Ｂに
螺合させるためのねじ部、３２Ｃは該筒状ケース３２と
一体的に形成され、この筒状ケース３２をシリンダヘッ
ドＩＯＢに対して螺合又は螺脱させる時に使用される６
角ナツト部をそれぞれ示す。

このセンサをディーゼルエンジン１０に取り付はフォト
トランジスタ３４からの出力の経時変化をプロットした
のが第６図である。（初期出力を１．０とし初期出力に
対する割合でプロット）。この耐久試験はエンジン回転
数１１００Ｏｒｐで１０分継続後２５００ｒｐｍで１０
分継続するモードを繰り返すアップダウン耐久モードで
あり２００Ｈｒにわたって連続させた。センサ出力は耐
久時間の増加と共に減少し、２００Ｈｒ後では初期に対
し２０％程度の出力しか示さなくなる。即ち導光ロッド
を通過する光量が耐久と共に大幅に低下していることを
第６図は示している。この光量低下の原因は、導光ロッ
ドの先端３０Ａにすす状の付着物がぺったりと付着する
ために起った事が観察の結果わかった。

本発明による着火時期センサは上述のように、導光ロッ
ド先端部３０Ａにすす等の付着物の付着するのを防止す
るものである。その実施例を説明する。

本発明の実施例は、本質的には上記の一般型式の構造を
有し、ただその先端部分における構造に特殊な創意を施
している。

第１図及び第２図は同上実施例の要部を示すもので、着
火時期センサの先端部を拡大して表わしている。

図示のごとく、導光ロフト３０を保持するケース先端部
のチューブ３２Ａの先端開口部３２Ｄと導光ロッド先端
３０Ａとの間のチューブ３２Ａの側面に貫通孔７０を設
けている。この貫通孔７０により燃焼ガスはケース先端
開口部からチューブ３２Ａ側面の貫通孔７０に流れるた
め、導光ロッド先端３０Ａは比較的速い流速にさらされ
る。従って第４図に示すような構造においては、導光ロ
ッド先端部３０Ａは燃焼ガスの滞留部分となるため、す
す状物質が付着しやすかったのに対し、第１図に示す構
造では燃焼ガスの滞留部がなくなるため、すす状物質の
付着は防がれる。直径１．５ｎの貫通孔７０を４ケチユ
一ブ３２Ａ側面に設は前述の耐久試験を行なった結果を
第３図に示す。

センサ出力は耐久後も初期値に対し６０％弱の値を示し
、すす等の付着の防止作用が第６図に示すような一般型
式の着火時期センサに比べ、優れていることが確認され
た。

〔発明の効果〕

本発明は、導光ロッドを保持するケースの先端開口部と
導光ロッド先端部との間のケース側面に貫通孔を設けた
ことにより、燃料ガス流の導光ロッド先端部における流
速を速め、そのため導光ロッドの先端部にガス流の停滞
部が存在しなくなり、すす状物質が導光ロッド先端部に
付着することが抑制される。そのため、導光ロッドに導
びかれる光量の経時変化は少なく、長期にわたって信頼
性のある着火時期センサが得られるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部の縦断面図、第２図は同上
実施例の先端部拡大縦断面図、第３図は同上実施例の導
光ロッド中の光量の経時変化を示すグラフ、第４図は一
般型式の着火時期センサの縦断面図、第５図は同上セン
サをエンジン本体に取付けた状態の縦断面図、第６図は
同上センサの光量の経時変化を示すグラフである。 １０・・・ディーゼルエンジン、 １０Ａ・・・燻燃室、　　　　　１２・・・着火時期セ
ンサ、３０・・・導光ロッド、　　３０Ａ・・・導光ロ
ッド先端、３０Ｂ・・・導光ロッド後端、３２・・・ケ
ース、３２Ａ・・・チューブ、　　　３４・・・受光素
子７０・・・貫通孔。 ｉｌ　　図　　　　　３０Ａ　　・・導光ロッド先端部
漬　２　図 逃　３　図 １０・ 第ｓ　ｔｍ　　　　　　　　　　１ｏＡ・１２・ ディーゼルエンジン　　　　　　第　６　図・燃焼室 ・着火時期センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．先端がエンジン燃焼室内に臨むように配置された光
   導体よりなる導光ロッドと、該導光ロッドの後端からの
   出力光を検知する光検知部と、燃焼室内を外気から遮断
   した状態で前記導光ロッドを保持するとともに該導光ロ
   ッドを被覆しかつ該導光ロッドの燃焼室内に臨む先端の
   前方に開口部を有するケースよりなる着火時期センサに
   おいて前記ケース開口部と前記導光ロッド先端との間の
   前記ケース側面に貫通孔を設けたことを特徴とする着火
   時期センサ。