JPS63118623A - 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って透光率が低下
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５８−２５
５８４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においては、燃焼室内の着火
光を受光素子に導くための導光ロフトの先端部は燃焼室
内に露出しているため、燃焼室内で発生するすす等が導
光ロッドの燃焼室の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
等の付着物により光量の低下するのを防止し、着火時期
センサの信頼性を高めようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、上記の問題点を解決するため、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、前記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前方に開口
部を有するケースとよりなり、前記導光ロッドの燃焼室
内に臨む先端前方開口部に、燃焼室内で発生するすす等
の付着物を付着させるじゃま部材を設け、該じゃま部材
には燃焼光を通過させる開口部を設けた着火時期センサ
が提供される。

〔作　用〕

上記構成よりなる本発明によれば、燃焼室内で発生した
すす等の付着物は主としてじゃま部材により捕捉され、
導光ロッド表面への付着は極めて少量となる。

また導光ロッドに導びかれる光量は、じゃま部材の存在
によって使用の初期においては減少するが、導光ロッド
表面へのすす等の付着が少ないので長期の使用中はその
光量の経時的変化が少なく、そのため信頼性に富むセン
サとなる。

〔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、本発明の基礎をなす通常型式の着火時期センサの
構造を第９図及び第１０図を参照して説明する。

着火時期センサをディーゼルエンジンに適用した場合に
ついて説明すると、第１０図に示すとと（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１２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１０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１２は、第９図に示すごとく、先端３０
Ａ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９図の符号３６は、前記導光ロフト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３０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
ックアップリングと、４４はこのバックアップリング４
２の、導光ロフト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Ｏ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Ｏリング３
６とこのＯ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
。

前記バックアップリング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。

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から突出した先端側
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。導光ロッド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、筒状ケース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１０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。

図の符号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、符号３２Ｂ（第１０図）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（第
９図）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１０Ｂ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に取り付はフォトトラ
ンジスタからの出力の経時変化をプロットしたのが第１
１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１１
００Ｏｒｐで１０分ｍ読後２５００ｒｐｍで１０分継続
するモードを繰り返すアンプダウン耐久モードであり、
２００　Ｈｒにわたって連続させた。センサ出力は耐久
時間の増加と共に急激に減少し、石英棒よりなる導光ロ
フトを通過する光量が大幅に減少しているのを第１１図
は示している。この光量低下の原因は導光ロッド先端３
０Ａにすす状の物質が付着するために起こった事が観察
の結果わかった。

本発明によりこのすすの付着が防止され、すす付着によ
って生ずる光量低下が防止される実施例を、以下に説明
する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例の要部を示す
もので、導光ロッド３０の先端前方の中心部分にじゃま
ｖｉ７０を設けである。ただし燃焼光を導光ロッド３０
に導入する必要があるためじゃま板７０には開口部７１
を設けである。このセンサをディーゼルエンジンに取り
付は前述の耐久試験を施した結果が第４図に示されてい
る。このセンサは、じゃま板７０のため初期の導光ロッ
ド３０を透過する光量は、はぼ半減している。しかしな
がら第４図よりわかる様に光量の減少は、極めて少なく
なり耐久後も初期光量のほぼ７０％の値を保っていた。

耐久したセンサの先端部分は第５図に示すようにじゃま
板７０にすす９０が付着しており、導光ロッド３０先端
へのすすの付着がそれによりかなり軽減していることが
判明した。

本実施例に代えて、じゃま板７０は板状のものでなく棒
状（綿状）のものでもよく、また金網状のものでもよい
。

第６図は本発明の第２の実施例を示す。

同図は同実施例の着火時期センサを先端方向から見た図
であり、導光ロッド先端前方に棒８０を１本掛は渡した
ものである。

この棒８０が、第１実施例におけるじゃま板７０と同様
に燃焼室で発生するすす等の付着物が導光ロッド先端に
付着するのを、防止する働きをしている。

第７図は本発明の第３の実施例を示す。

本実施例は棒体として十字形の棒８１を用いたものであ
り、その主な作用は第６図に示す第２実旙例と同様であ
る。

第８図は本発明の第４の実施例を示す。

本実施例は、すす等を付着させるじゃま部材として金網
８２を用いたものである。この金網８２が、前記各実施
例における、じゃま仮７ｏ、棒体８０及び８１と同様に
、すす等の付着物が導光ロッド先端に付着するのを防止
する働きをする。

なお、金ｙ４８２を設けた位置はガス流速が速く停滞が
ない部分であるので、捕集された付着物は即座に取り除
かれ、付着物による光量の低下が防止できる。

ただし金網を使用する場合、あまり細かい目のものはか
えって金網全面にすすが付着し、透光率を低下させるた
め５ｏメツシュ程度が限界となっている。

〔発明の効果〕

本発明は導光ロッドの先端前方にじゃま部材を設け、こ
れが導光ロッド先端表面にすす等が付着するのを阻止す
るので、着火時期センサの使用期間中にこの導光ロッド
に導入される光量の経時変化が少なくなり、そのため長
期にわたって信顛性のある着火時期センサを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部の縦断面図、第２図
は同上横断面図、第３図は同上実施例の先端部の拡大縦
断面図、第４図は同上実施例の導光ロッドの光量の経時
変化を示すグラフ、第５図は同上実施例の作用を示す縦
断面図、第６図は本発明の第２実施例の先端部分の端面
図、第７図は同上第３実施例の先端部分の端面図、第８
図は同上第４実施例の先端部分の端面図、第９図は通常
型式の着火時期センサの縦断面図、第１０図は同上着火
時期センサのエンジン燃焼室への取付は状態を示す縦断
面図、第１１図は従来の着火時期センサにおける導光ロ
フト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、ＩＯＡ・・・燃焼室、
１２・・・着火時期センサ、３０・・・導光ロフト、３
０Ａ・・・導光ロッド先端、３０Ｂ・・・導光ロッド後
端、３２・・・筒状ケース、　　３４・・・受光素子、
７０・・・じゃま板、　　　　７１・・・開口部、８０
・・・棒、　　　　　　８１・・・十字形棒、８２・・
・金網、　　　　　９０・・・すす。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．先端がエンジン燃焼室に臨むように配置された光導
   体よりなる導光ロッドと前記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前方
   に開口部を有するケースとよりなる着火時期センサにお
   いて、前記導光ロッドの燃焼室内に臨む先端前方開口部
   に、燃焼室内で発生するすす等の付着物を付着させるじ
   ゃま部材を設け、該じゃま部材には燃焼光を通過させる
   開口部を設けたことを特徴とする着火時期センサ。
2. ２．前記じゃま部材が金網で構成されている特許請求の
   範囲第１項記載の着火時期センサ。
3. ３．前記じゃま部材が棒体により構成されその周囲に燃
   焼光を通過させる開口部を設けた特許請求の範囲第１項
   記載の着火時期センサ。