(57)【要約】【課題】  燃焼室内の温度分布に対して及ぼす影響を小さくしながら、燃焼室内の温度分布を測定することが可能な燃焼室温度測定装置を提供すること。【解決手段】  この温度測定装置においては、ピストン３０は、上面がピストンの頂面を構成する略円盤状のピストン頂部構成体３２と、ピストンの下方部分を構成するとともに上面に同ピストン頂部構成体が固定された略円筒状のピストン下部構成体３１と、からなる。ピストン頂部構成体には、その下面に開口部を有するように複数の凹部３２ｄが形成されている。各凹部とピストン下部構成体の上面とにより形成された空間には抵抗器６１が収容されている。以上により、各抵抗器の上方の燃焼室７０内の温度に応じた熱が抵抗器に伝達され、抵抗器の温度を変化させる。温度測定装置は、この温度の変化を検出することにより、燃焼室内の温度分布を測定する。【選択図】  図２
2006030078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、前記シリンダの壁面と前記ピストンの頂面とにより燃焼室が形成されてなる内燃機関の燃焼室温度測定装置であって、
前記ピストンは、同ピストンの前記燃焼室側の部分を構成するとともに上面が同ピストンの頂面を構成し且つ下面に開口部を有するように形成された凹部を複数有してなる略円盤状のピストン頂部構成体と、同ピストンの同燃焼室と反対側の部分を構成するとともに前記コネクティングロッドが連結され且つ上面に同ピストン頂部構成体が固定された略円筒状のピストン下部構成体と、からなり、
前記ピストン頂部構成体の凹部と前記ピストン下部構成体の上面とにより構成される複数の空間のそれぞれに収容されるとともに同各空間の前記燃焼室側の壁面に接触するように配置され同ピストン頂部構成体を介して同燃焼室から伝達された熱量に基づく物理量を示す独立した複数の温度測定素子と、前記温度測定素子が示す物理量を検出し同検出した物理量を前記内燃機関の外部へ伝達する電気回路部と、を備えてなる
内燃機関の燃焼室温度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃焼室温度測定装置において、
前記電気回路部は、
前記ピストン又は前記コネクティングロッドに固定されるとともに、
前記検出した物理量を表す無線信号を前記内燃機関の外部へ送信する送信部と、前記送信部に供給される電力を前記シリンダ内における前記ピストンの往復運動に基づいて生成する発電部と、を備える
内燃機関の燃焼室温度測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃焼室温度測定装置において、
前記ピストン下部構成体は、アルミニウムからなり、
前記ピストン頂部構成体は、窒化アルミニウムからなり、
前記空間は、接着剤により充填されてなる内燃機関の燃焼室温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内の温度を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、着火時期、燃焼温度及び燃焼期間等の燃焼の特性を制御することができれば、排ガス中の有害物質が低減され、燃費が向上すると考えられている。この燃焼の特性は、燃焼室内の温度分布に依存して変化することが知られている。例えば、燃焼室内に形成された混合ガスを圧縮して自着火させる予混合圧縮自着火燃焼（自着火燃焼）を行う内燃機関においては、混合ガスの自着火する時期が燃焼室内の温度分布に依存して大きく変化する。従って、燃焼の特性を制御するためには、燃焼室内の温度分布を制御することが有効であると考えられる。
【０００３】
燃焼室内の温度分布を制御するためには、内燃機関の設計又は開発の工程において、同温度分布を測定する必要がある。燃焼室内の温度を測定するための温度センサの一例としては、白金電極と炭化珪素繊維とからなる温度測定素子により、燃焼室内の温度を炭化珪素繊維の抵抗値の変化として検出する温度センサが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】実開平５−１９９３０号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の温度センサにおいては、温度測定素子が燃焼室内に臨むように設置されるので、測定される燃焼室内の温度は、同温度測定素子が設置されていない場合の実際の温度から変化してしまうという問題がある。この問題は、燃焼室内の温度分布を求めるために複数の位置に温度測定素子を設置する場合に、一層顕著となる。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的は、燃焼室内の温度分布に対して及ぼす影響を小さくしながら、同燃焼室内の温度分布を測定することが可能な燃焼室温度測定装置を提供することにある。
【０００６】
かかる目的を達成するため本発明の燃焼室温度測定装置は、シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、前記シリンダの壁面と前記ピストンの頂面とにより燃焼室が形成されてなる内燃機関に適用される。
【０００７】
本発明の燃焼室温度測定装置において、前記ピストンは、同ピストンの前記燃焼室側の部分を構成するとともに上面が同ピストンの頂面を構成し且つ下面に開口部を有するように形成された凹部を複数有してなる略円盤状のピストン頂部構成体と、同ピストンの同燃焼室と反対側の部分を構成するとともに前記コネクティングロッドが連結され且つ上面に同ピストン頂部構成体が固定された略円筒状のピストン下部構成体と、からなる。
【０００８】
本発明の燃焼室温度測定装置は、前記ピストン頂部構成体の凹部と前記ピストン下部構成体の上面とにより構成される複数の空間のそれぞれに収容されるとともに同各空間の前記燃焼室側の壁面に接触するように配置され同ピストン頂部構成体を介して同燃焼室から伝達された熱量に基づく物理量を示す独立した複数の温度測定素子と、前記温度測定素子が示す物理量を検出し同検出した物理量を前記内燃機関の外部へ伝達する電気回路部と、を備えてなる。
【０００９】
これによれば、ピストン頂面近傍の内部に形成された複数の空間のそれぞれに収容された各温度測定素子の上方（直上）の燃焼室内の温度に応じた熱が同燃焼室からピストン頂部構成体の燃焼室側部分を介して同各温度測定素子に伝達され、それにより変化する同各温度測定素子が示す物理量が検出されることにより同燃焼室内の温度分布が測定される。このとき、温度測定素子は、ピストン頂部構成体の凹部とピストン下部構成体の上面とにより構成される空間に収容されている。従って、温度測定素子は燃焼室に露呈していないので、温度測定素子が燃焼室内の温度分布に及ぼす影響は極めて小さくなる。この結果、本温度測定装置は、実際の内燃機関（燃焼室内の温度分布を測定する対象である内燃機関であって本温度測定装置が設置されていない内燃機関）の燃焼室内の温度分布に極めて近しい温度分布を測定することができる。
【００１０】
更に、本温度測定装置によれば、ピストン頂部構成体の上面（ピストン下部構成体と反対側の面）の形状を比較的自由な形状にすることが可能である。従って、ピストン頂部構成体の上面を実際の内燃機関のピストン頂面と同一形状にすれば、本温度測定装置は実際の内燃機関の燃焼室内の温度分布により一層近しい温度分布を測定することができる。
【００１１】
また、温度測定素子は、ピストン頂部構成体により被覆されているため、火炎の熱に直接さらされない。これにより、温度測定素子を熱的な破壊から保護することができる。加えて、ピストン頂部構成体は燃焼ガスの膨張により生じる圧力波の衝撃を吸収するので、温度測定素子を機械的な破壊から保護することができる。
【００１２】
この場合、前記電気回路部は、
前記ピストン又は前記コネクティングロッドに固定されるとともに、
前記検出した物理量を表す無線信号を前記内燃機関の外部へ送信する送信部と、前記送信部に供給される電力を前記シリンダ内における前記ピストンの往復運動に基づいて生成する発電部と、を備えてなることが好適である。
【００１３】
これによれば、ピストン又はコネクティングロッドに固定された電気回路部の発電部により電力が生成されるとともに、同電気回路部の送信部により、温度測定素子が示した物理量を表す無線信号が内燃機関の外部へ送信される。従って、本温度測定装置を内燃機関の外部と配線により接続しなくとも、同物理量を内燃機関の外部にて取得させることができる。この結果、断線により故障する可能性が小さい燃焼室温度測定装置が提供される。
【００１４】
この場合、
前記ピストン下部構成体は、アルミニウムからなり、
前記ピストン頂部構成体は、窒化アルミニウムからなり、
前記空間は、接着剤により充填されてなることが好適である。
【００１５】
これによれば、ピストン下部構成体は、実際の内燃機関のピストンと同一材質であるアルミニウムからなり、ピストン頂部構成体は、熱伝導率がアルミニウムの熱伝導率と略等しい窒化アルミニウムからなる。これにより、ピストン全体の熱伝導率が実際の内燃機関のピストンの熱伝導率と略等しくなる。この結果、本温度測定装置は実際の内燃機関の燃焼室内の温度分布により一層近しい温度分布を測定することができる。
【００１６】
また、窒化アルミニウムはアルミニウムと同様に耐熱性材料であるから、火炎の熱によりピストン頂部構成体が破壊されることはない。更に、窒化アルミニウムはアルミニウムに比較して加工しやすいので、ピストン頂部構成体の上面形状や同ピストン頂部構成体の凹部を容易に形成することができる。
【００１７】
加えて、前記空間は接着剤により充填されている。従って、振動又は衝撃により、温度測定素子が前記空間内を移動することはない。これにより、温度測定素子と前記空間の燃焼室側の壁面（ピストン頂部構成体）との接触状態を確実に維持することができる。この結果、耐久性の高い燃焼室温度測定装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼室温度測定装置を使用した燃焼室温度測定システムについて、図面を参照しながら説明する。このシステムは、概略構成図である図１に示したように、燃焼室温度測定装置が適用された内燃機関１０と、同内燃機関１０の外部に配置されたデータ処理装置９０とを備える。
【００１９】
この内燃機関１０は、同内燃機関１０の部分断面図である図２に示したように、シリンダ２０、シリンダ２０内において往復運動するピストン３０、図示しないクランク軸、ピストン３０とクランク軸とを連結し同ピストン３０のシリンダ２０内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッド４０、シリンダヘッド部５０及び燃焼室温度測定装置６０を含んでいる。シリンダ２０のボア壁面（シリンダ２０の側壁面）と、シリンダヘッド部５０により形成されるシリンダ２０のヘッド下面（シリンダヘッド下面）と、ピストン３０の頂面（ピストン上面）と、は燃焼室７０を構成している。図示しないクランク角センサ８１はクランク軸の回転角度（クランク角）を検出し、検出信号を出力するようになっている。
【００２０】
ピストン３０は、図２に示したように、ピストン３０の下方部分（燃焼室７０と反対側の部分）を構成する略円筒状のピストン下部構成体３１と、ピストン下部構成体３１の上方（燃焼室７０側）に配置されピストン３０の上方部分（燃焼室７０側の部分）を構成する略円盤状のピストン頂部構成体３２と、ピストン下部構成体３１及びピストン頂部構成体３２を固定するための略円環状の固定部材３３と、を備えている。ピストン３０は、実際の内燃機関（燃焼室内の温度分布を測定する対象である内燃機関であって本温度測定装置が設置されていない内燃機関）のピストンと実質的に同一の形状を有している。従って、ピストン頂部構成体３２の燃焼室７０側の面（上面）は、実際の内燃機関のピストン頂面と実質的に同一の形状を有している。
【００２１】
ピストン下部構成体３１は、実際の内燃機関のピストンと同一材質であるアルミニウムからなっている。ピストン下部構成体３１は、その中央部に形成された貫通孔を貫通するピストンピン４１によりコネクティングロッド４０と相対回転可能に連結されている。ピストン下部構成体３１には、環状溝３１ａ及び複数の連通孔３１ｂが形成されている。
【００２２】
環状溝３１ａは、ピストン下部構成体３１の燃焼室７０側の面（以下、「ピストン下部構成体３１の上面」と称呼する。）に開口部を有するように形成された一定幅の円環状の溝である。シリンダ２０とピストン３０との境界部分近傍を拡大した断面図である図３に示した環状溝３１ａを構成する外周側壁３１ａ１及び内周側壁３１ａ２は、正面視においてピストン下部構成体３１の外周側壁と同心の円形である。外周側壁３１ａ１の直径は、ピストン下部構成体３１の外周側壁の直径より僅かに小さい。また、内周側壁３１ａ２にはねじ溝が形成されている。
【００２３】
連通孔３１ｂは、図２及び図３に示したように、ピストン下部構成体３１の下面と上面とを連通する孔である。この連通孔３１ｂは、後述する温度測定素子収容空間の各々に対し二つずつ設けられている。各連通孔３１ｂには、絶縁被覆された導線６１ａが配設されている。
【００２４】
ピストン頂部構成体３２は、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックからなっている。ピストン頂部構成体３２は、図２に示したように、ピストン下部構成体３１と同軸に配置される。このピストン頂部構成体３２の外周側壁は、図３に示したように、ピストン下部構成体３１側に位置する大径の側壁３２ａと燃焼室７０側に位置する小径の側壁３２ｂとからなっている。大径の側壁３２ａの直径は、環状溝３１ａの内周側壁３１ａ２の直径と同一である。大径の側壁３２ａには、内周側壁３１ａ２に形成されたねじ溝と同一ピッチのねじ溝が形成されている。小径の側壁３２ｂと大径の側壁３２ａとの間には、ピストン頂部構成体３２の軸線に直交する平面を構成する平坦部３２ｃが形成されている。
【００２５】
ピストン頂部構成体３２には、図２及び図３に示したように、その下面（燃焼室７０と反対側の面であって、ピストン下部構成体３１の上面と接触する面）に開口部を有する直方体状の凹部３２ｄが複数形成されている。複数の凹部３２ｄは、互いに同一の形状を有し、ピストン頂部構成体３２及び固定部材３３の上面の正面図である図４に示したように、略等間隔となるように配列されている。凹部３２ｄは、図３に示したように、ピストン頂部構成体３２が固定部材３３によりピストン下部構成体３１に固定された状態において、ピストン下部構成体３１の上面とともに前述した温度測定素子収容空間を構成する。
【００２６】
固定部材３３は、ピストン頂部構成体３２と同様に、窒化アルミニウムを主成分とするセラミックからなっている。固定部材３３は、図２に示したように、ピストン頂部構成体３２の周囲にピストン頂部構成体３２及びピストン下部構成体３１と同軸的に配置される略円環状の部材である。固定部材３３は、図３に示したように、燃焼室７０側（上面側）に位置する蓋体構成部３３ａとピストン下部構成体３１側（下面側）に位置する縦壁部３３ｂとからなっている。
【００２７】
蓋体構成部３３ａの軸線方向の長さ（厚み）は、ピストン頂部構成体３２の軸線方向の長さと同一である。蓋体構成部３３ａの外周側壁の直径は、ピストン下部構成体３１の外周側壁の直径と同一である。蓋体構成部３３ａの内周側壁は、燃焼室７０側に位置する小径の内周側壁３３ａ１とピストン下部構成体３１側に位置する大径の内周側壁３３ａ２とからなっている。蓋体構成部３３ａの小径の内周側壁３３ａ１の直径及び軸線方向の長さは、ピストン頂部構成体３２の小径の側壁３２ｂの直径及び軸線方向の長さとそれぞれ同一である。蓋体構成部３３ａの大径の内周側壁３３ａ２の直径及び軸線方向の長さは、ピストン頂部構成体３２の大径の側壁３２ａの直径及び軸線方向の長さとそれぞれ同一である。蓋体構成部３３ａの大径の内周側壁３３ａ２には、ピストン頂部構成体３２の大径の側壁３２ａに形成されたねじ溝と螺合するねじ山が形成されている。小径の内周側壁３３ａ１と大径の内周側壁３３ａ２との間には、軸線に直交する平面を構成する平坦部３３ｂが形成されている。
【００２８】
縦壁部３３ｂは、蓋体構成部３３ａから軸線に沿って下方に延設された壁である。縦壁部３３ｂの軸線方向の長さは、ピストン下部構成体３１の環状溝３１ａの軸線方向の長さと同一である。縦壁部３３ｂの内周側壁３３ｂ１の直径は、環状溝３１ａの内周側壁３１ａ２の直径及びピストン頂部構成体３２の大径の側壁３２ａの直径と同一である。縦壁部３３ｂの内周側壁３３ｂ１には、環状溝３１ａの内周側壁３１ａ２に形成されたねじ溝と螺合するねじ山が形成されている。縦壁部３３ｂの外周側壁３３ｂ２の直径は、環状溝３１ａの外周側壁３１ａ１の直径と同一である。
【００２９】
そして、蓋体構成部３３ａの大径の内周側壁３３ａ２及び縦壁部３３ｂの内周側壁３３ｂ１に形成されたねじ山は、ピストン頂部構成体３２の大径の側壁３２ａ及びピストン下部構成体３１の環状溝３１ａの内周側壁３１ａ２に形成されたねじ溝にそれぞれ螺合せしめられる。これにより、ピストン頂部構成体３２は、その平坦部３２ｃが固定部材３３の平坦部３３ｂと当接し、ピストン下部構成体３１の上面上にねじ込み固定される。
【００３０】
燃焼室温度測定装置６０は、図２に示したように、温度測定素子としての抵抗器６１及び電気回路部としてのデータ送信機６２を備える。
【００３１】
抵抗器６１は、熱伝導率が高いために応答性が良好であり、且つ、耐熱性に優れた抵抗体（例えば、白金抵抗体）である。抵抗器６１は、ピストン頂部構成体３２が固定部材３３によりピストン下部構成体３１に固定された状態において、上記温度測定素子収容空間に１つずつ収容されている。抵抗器６１が収容された上記温度測定素子収容空間は接着剤が充填されている。この接着剤により、抵抗器６１は、上記温度測定素子収容空間の燃焼室７０側の壁面（上壁面）に接触するように固定されている。各抵抗器６１の両端はそれぞれ連通孔３１ｂに配設された導線６１ａとハンダにより固定され、この導線６１ａを介してデータ送信機６２と接続されている。
【００３２】
データ送信機６２は、コネクティングロッド４０に固定されている。データ送信機６２は、図１に示したように、検出部６２ａ、送信部６２ｂ及び発電部６２ｃを備える。
【００３３】
検出部６２ａは、定電流生成部、電圧測定部及び抵抗値算出部を備え、抵抗器６１の両端間の電圧の差（電圧降下値）を測定することにより、抵抗器６１が示した物理量としての抵抗値を所定の時間毎に検出するようになっている。
【００３４】
定電流生成部は、供給される電力を利用して所定の定常電流を生成するようになっている。定電流生成部は、抵抗器６１と直列に接続されている。電圧測定部は、定電流生成部により生成された定常電流による抵抗器６１の電圧降下値を所定のサンプリング周波数（例えば、２．５ｋＨｚ）にて（即ち、所定の時間毎に）測定するようになっている。電圧測定部は、抵抗器６１と並列に接続されている。抵抗値算出部は、電圧降下値が抵抗値に比例する関係を利用することにより、測定された電圧降下値に基づいて抵抗値を算出するようになっている。
【００３５】
送信部６２ｂは、検出部６２ａにより検出された抵抗値を表す無線信号を内燃機関１０の外部に送信するようになっている。
【００３６】
発電部６２ｃは、ピストン３０の往復運動に伴うコネクティングロッド４０の揺動に基づいて、図示しないコイル及び磁石を相対移動させることにより、電磁誘導を利用して電力を生成するようになっている。発電部６２ｃは、検出部６２ａ及び送信部６２ｂと接続され、生成した電力を供給するようになっている。
【００３７】
データ処理装置９０は、受信部９１及び処理部９２を備える。受信部９１は、データ送信機６２の送信部６２ｂから送信された無線信号を受信するとともに、同無線信号から抵抗値を取り出し、その後、処理部９２に出力するようになっている。
【００３８】
処理部９２は、受信部９１から出力された抵抗値に基づいて、抵抗値と温度との関係を規定するテーブルから温度を推定する。処理部９２は、クランク角センサ８１と接続され、同クランク角センサ８１から出力されるクランク角の検出値を入力できるようになっている。処理部９２は、推定された温度と、その推定された温度の基礎となる抵抗値が検出された時点におけるクランク角とを関連付けたデータを生成し、メモリに格納するようになっている。処理部９２は、その後、メモリに格納したデータに基づいてグラフを作成し同グラフを表示する等の処理を行うことができるようになっている。
【００３９】
上記のように構成されたシステムによれば、実際の内燃機関と同様に運転される内燃機関１０において、燃焼室７０内の温度分布が所定の時間毎に測定される。より具体的に述べると、ピストン３０頂面近傍の内部に形成された複数の空間（上記温度測定素子収容空間）のそれぞれに収容された各抵抗器６１の上方の燃焼室７０内の温度に応じた熱が、同燃焼室７０からピストン頂部構成体３２の燃焼室７０側部分を介して同各抵抗器６１に伝達され、同各抵抗器６１の温度を変化させる。この温度の変化は、各抵抗器６１が示す抵抗値の変化として、データ送信機６２の検出部６２ａにより所定の時間毎に検出される。更に、検出された抵抗値は、データ送信機６２の送信部６２ｂにより無線信号として内燃機関１０の外部に送信される。
【００４０】
そして、送信された無線信号は、データ処理装置９０の受信部９１により受信される。更に、受信部９１により無線信号から抵抗値が取り出され、同抵抗値はデータ処理装置９０の処理部９２に出力される。処理部９２においては、抵抗値に基づいて温度が推定される。更に、推定された温度は、処理部９２により、その推定された温度の基礎となる抵抗値が検出された時点におけるクランク角と関連付けられる。
【００４１】
以上説明したように、本発明による内燃機関の燃焼室温度測定装置の実施形態は、ピストン３０頂面近傍の内部に形成された複数の空間のそれぞれに収容された各抵抗器６１が示す抵抗値を検出することにより、燃焼室７０内の温度分布を測定する。このとき、抵抗器６１は、上記温度測定素子収容空間に収容されている。従って、抵抗器６１は燃焼室７０に露呈していないので、抵抗器６１が燃焼室７０内の温度分布に及ぼす影響は極めて小さくなる。この結果、本実施形態は、実際の内燃機関の燃焼室内の温度分布に極めて近しい温度分布を測定することができる。
【００４２】
また、本実施形態は、ピストン頂部構成体３２の上面（ピストン下部構成体３１と反対側の面）の形状を比較的自由な形状にすることが可能である。従って、ピストン頂部構成体３２の上面を実際の内燃機関のピストン頂面と同一形状にすれば、本実施形態は、実際の内燃機関の燃焼室内の温度分布により一層近しい温度分布を測定することができる。
【００４３】
更に、本実施形態は、ピストン頂部構成体３２により抵抗器６１を被覆している。従って、抵抗器６１は火炎の熱に直接さらされない。これにより、本実施形態は、抵抗器６１を熱的な破壊から保護することができる。加えて、ピストン頂部構成体３２は燃焼ガスの膨張により生じる圧力波の衝撃を吸収する。これにより、本実施形態は、抵抗器６１を機械的な破壊から保護することができる。
【００４４】
加えて、本実施形態は、コネクティングロッド４０に固定されたデータ送信機６２の発電部６２ｃにより電力を生成するとともに、データ送信機６２の送信部６２ｂにより抵抗器６１が示した抵抗値を表す無線信号を内燃機関１０の外部へ送信する。従って、燃焼室温度測定装置６０を内燃機関１０の外部と配線により接続しなくとも、同抵抗値を内燃機関１０の外部にて取得させることができる。この結果、本実施形態は、断線により故障する可能性が小さい燃焼室温度測定装置６０を提供することができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、ピストン下部構成体３１は、実際の内燃機関のピストンと同一材質であるアルミニウムからなり、ピストン頂部構成体３２は、熱伝導率がアルミニウムの熱伝導率と略等しい窒化アルミニウムからなる。これにより、ピストン３０全体の熱伝導率が実際の内燃機関のピストンの熱伝導率と略等しくなる。この結果、本実施形態は、実際の内燃機関の燃焼室内の温度分布により一層近しい温度分布を測定することができる。
【００４６】
加えて、窒化アルミニウムはアルミニウムと同様に耐熱性材料であるから、火炎の熱によりピストン頂部構成体３２が破壊されることはない。更に、窒化アルミニウムはアルミニウムに比較して加工しやすい。これにより、本実施形態においては、ピストン頂部構成体３２の上面形状や同ピストン頂部構成体３２の凹部３２ｄを容易に形成することができる。
【００４７】
更に、本実施形態は、上記温度測定素子収容空間を接着剤により充填してなる。従って、振動又は衝撃により、抵抗器６１が上記温度測定素子収容空間内を移動することはない。これにより、本実施形態は、抵抗器６１と上記温度測定素子収容空間の燃焼室７０側の壁面（ピストン頂部構成体３２）との接触状態を確実に維持することができる。この結果、本実施形態は、耐久性の高い燃焼室温度測定装置６０を提供することができる。
【００４８】
また、本実施形態は、燃焼室７０内の温度分布を測定し、同測定した温度分布をクランク角と関連付けてメモリに格納する。この結果、燃焼サイクル内の種々のクランク角に対応する燃焼室７０内の温度分布を取得することができるので、着火時期、燃焼温度及び燃焼期間等の燃焼の特性を詳細に調べることができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、抵抗器６１の抵抗値が温度により変化することを利用して温度を測定しているが、熱電対の熱起電力が温度により変化することを利用して温度を測定してもよい。
【００５０】
なお、抵抗器６１が固定された位置から燃焼室７０までのピストン頂部構成体３２の軸線方向の長さは、０．５ｍｍから１．５ｍｍであることが好ましい（更に好ましくは１ｍｍ。）。これによれば、抵抗器６１を熱又は衝撃から十分に保護することができると同時に、燃焼室７０からピストン頂部構成体３２に伝達された熱を迅速に抵抗器６１に伝達することができる。
【００５１】
また、上記実施形態においては、ピストン頂部構成体３２の材質は窒化アルミニウムを主成分とするセラミックであったが、ピストン下部構成体３１と同様に、実際の内燃機関のピストンと同一材質であるアルミニウムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る燃焼室温度測定システムの概略構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る内燃機関の部分断面図である。
【図３】図２に示したシリンダとピストンとの境界の部分拡大断面図である。
【図４】図２に示したピストン頂部構成体及び固定部材の上面の正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…内燃機関、２０…シリンダ、３０…ピストン、３１…ピストン下部構成体、３１ａ…環状溝、３１ｂ…連通孔、３２…ピストン頂部構成体、３２ｄ…凹部、３３…固定部材、４０…コネクティングロッド、４１…ピストンピン、５０…シリンダヘッド部、６０…燃焼室温度測定装置、６１…抵抗器、６１ａ…導線、６２…データ送信機、６２ａ…検出部、６２ｂ…送信部、６２ｃ…発電部、７０…燃焼室、８１…クランク角センサ、９０…データ処理装置、９１…受信部、９２…処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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