(57)【要約】      （修正有）【課題】オットー機関内の燃焼光をレンズからスパーク・プラグを通り解析システムへ導くこと。【解決手段】スパーク・プラグは、オットー機関内の燃焼プロセスを検知するための光学窓を有する。光学窓は、スパーク・プラグの中央電極内に配置され、燃焼室に露出される少なくとも１つのレンズ、並びに光をレンズからスパーク・プラグを通り解析システムへ導くことができる少なくとも１つの可撓性光ファイバを有し、前記光学窓は、二重レンズ系を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オットー機関内の燃焼プロセスを検知するための光学窓を有するスパーク・プラグであって、前記光学窓は、前記スパーク・プラグの中央電極内に配置され、前記光学窓は、燃焼室に露出される少なくとも１つのレンズ、並びに光を前記レンズから前記スパーク・プラグを通り解析システムへ導くことができる少なくとも１つの可撓性光ファイバを有し、
前記光学窓は、二重レンズ系を備えることを特徴とする、
スパーク・プラグ。
【請求項２】
前記スパーク・プラグは、空気表面ギャップ・スパーク・プラグであることを特徴とする請求項１に記載のスパーク・プラグ。
【請求項３】
前記スパーク・プラグは、直列スパーク・プラグであることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパーク・プラグ。
【請求項４】
前記二重レンズ系は、少なくとも１つの本質的に平凹レンズ及び二重凹レンズからなり、前記平凹レンズの平表面が、前記燃焼室に露出されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
【請求項５】
前記二重レンズ系の到達角度は、少なくとも１２０°、好ましくは少なくとも１３５°、特に最大１４０°であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
【請求項６】
少なくとも１つのレンズは、サファイヤ又は石英ガラスから作られることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
【請求項７】
前記光学窓は、前記中央電極として機能するシースによって囲まれることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
【請求項８】
前記シースは、本質的に白金、金、又はそれらの合金で作られることを特徴とする請求項７に記載のスパーク・プラグ。
【請求項９】
前記スパーク・プラグは、６００℃の永続する温度負荷及び９００℃の一時的な温度負荷に耐えることができることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オットー（Ｏｔｔｏ）機関内の燃焼プロセスを検知するための光学窓を有するスパーク・プラグに関し、光学窓は、スパーク・プラグの中央電極内に配置される。
【背景技術】
【０００２】
オットー機関内の燃焼の間にノッキングを検査するために、例えば、光学センサが用いられる。それら光学センサは、燃焼室内の輝度を測定し、且つこのように燃焼の間の事象の時間シーケンスに関する手がかりを提供する。この目的のために、例えば光学センサが、スパーク・プラグ内に配置される。しかしながら、これら光学センサは、短い時間の後で汚れが蓄積される傾向を有する。その理由は、光学センサは、時にはセンサの中央電極内に搭載されるからである。点火の間、表面は、高い温度に晒され、それによって、表面上に蓄積されたすすが熱によって燃焼されるために、表面は清浄にされる。
【０００３】
冒頭で述べたタイプのスパーク・プラグが知られている。Ｒｏｂｅｒｔ  Ｂｏｓｃｈ  ＧｍｂＨによる独国特許第３００１７１１号は、例えば、サファイヤ・ロッド、又は光ファイバの束が使用される様々な実施例を詳しく記載する。これらの構成の欠点は、サファイヤ・ロッドが、非常に狭い開口角度を有することと、加えて、光ファイバ束が、正確な位置に割り当てられることができないことである。
【０００４】
ノッキングを検査するために、スパーク・プラグ周囲の広い表面積が、解析されなけばならないことを指摘されるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許発明第３００１７１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、スパーク・プラグ周囲の広い領域にわたって光放出を検知でき、且つ任意選択で方向に依存する解析を可能にする、光学センサを有するスパーク・プラグを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、光学窓が、燃焼室に露出される少なくとも１つのレンズ、並びに光をレンズからスパーク・プラグを通り解析システムへ導くことができる少なくとも１つの可撓性光ファイバを有する事実によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるスパーク・プラグの先端の概略図である。
【図２】本発明によるスパーク・プラグの先端の概略図の代替実施例を示す図である。
【０００９】
以下において、本発明は、図面を関してより詳細に説明される。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１０】
図面における類似する指定は、同じ説明を言及する。
【００１１】
図１は、本発明によるスパーク・プラグ１の先端の概略図を示す。スパーク・プラグ１は、中央電極２及び測定電極３を備え、これら２つの電極は、絶縁体４によって互いから分離される。点火事象の間、スパークは、２つの電極間に当たる。本明細書に示される実施例において、空気表面ギャップ・スパーク・プラグは、光学窓の視野が、ほとんど損なわれない利点を有することが示された。しかしながら、他のスパーク・プラグも同様に使用されることができる。
【００１２】
しかしながら、利点は、直列スパーク・プラグが使用されることができることである。なぜなら、これら直列スパーク・プラグは、特定目的の製造より準備において非常により価格で有効であるからである。
【００１３】
中央電極２は、管の形状を有し、したがって内側開口を有する。この開口は、燃焼室１０に面するその端部にレンズ５を有する。
【００１４】
レンズ５の軸は、常にスパーク・プラグ軸の方向に延在する。
【００１５】
図１において、レンズ５は、レンズ軸に対して垂直に到来する光Ｌが、レンズ５内へ９０°逸らされるように実現される。レンズ５から出る光ビームは、複数の可撓性光ファイバ６の１つに導かれ、複数の可撓性光ファイバ６は、レンズ５に隣接してその内側表面で円上に配置される。このように、光強度は、隣接する光ファイバが、他のセクタからの光を受けるので、場所に依存する方法で評価されることができる。
【００１６】
レンズ５の好ましい実施例は、図１に示される。このレンズは、本質的に円筒形状を有し、燃焼室１０に面する縁部は、反射相７を有する。この反射相７で、軸Ａに対して垂直方向からレンズ５上に当たる光Ｌは、反対側のへこみ８へ曲折する。このへこみ８は、円筒の側方表面積上の環状形状へ延在する。燃焼室１０とは反対側のその相９は、金属被覆される。この金属被覆された相９上に当たる光ビームは、所望の方向に曲折され、最終的には光ファイバ６に入る。ミラーは、例えば白金又は金で相を被覆することによって達成される。この層は、燃焼室１０に直接露出されないので、機関内の燃焼による損傷の危険は無い。
【００１７】
さらに、他の光ファイバ６’は、レンズに隣接してその内側表面で中央に配置されることができる。有利には、レンズ５の内側表面は、凹状形状で実現される。
【００１８】
図２は、レンズ５’及び５”を有する二重レンズ系を示す。
【００１９】
この二重レンズ系は、少なくとも１つの本質的に平凹レンズ５”及び二重凹レンズ５’からなり、平凹レンズ５”の平表面が、燃焼室に露出される。中央光ファイバ６’は、二重凹レンズ５’と直接連続する。レンズは、二重レンズ系５’、５”の到達角度が、少なくとも１２０°、好ましくは少なくとも１３５°、特に最大１４０°であるように実現されることができる。
【００２０】
この構成は、スパーク・プラグの側方領域から到来する光ビームＬの検出も可能にする。
【００２１】
好ましくは、レンズは、サファイヤ又は石英ガラスから製造される。
【００２２】
レンズ並びに光ファイバは、中央電極２の機能を有するシースによって囲まれる。このシースは、好ましくは、白金又は金或いはそれらの合金から作られる。
【００２３】
一般に、レンズ及び光ファイバを含む光学センサは、２ｍｍ未満、主として１．５ｍｍから１．８ｍｍの間の直径を有する。したがって、中央電極２の中央空洞は、これらの寸法を有さなければならない。
【００２４】
適用範囲に関して、スパーク・プラグは、６００℃の永続する温度負荷及び９００℃の一時的な温度負荷に耐えることができることが重要である。
【００２５】
本発明の利点は、測定システムが、一方では、中央電極２内の光学窓の構成により汚れを蓄積せず、他方では、測定データが、同様に別個に評価されることができる目標とした方法で個別領域で別個に獲得されることができる、このスパーク・プラグを提供することができることである。
【００２６】
さらに、燃焼室全体から光は、中央に配置された光ファイバによって検出されることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  スパーク・プラグ
２  中央電極
３  接地電極
４  絶縁体
５  レンズ
６  光ファイバ、可撓性
７  反射相
８  ノッチ
９  金属被覆された相
１０  燃焼室
Ｌ  当たる光の方向
Ａ  レンズ及びスパーク・プラグ軸
【図１】
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【図２】
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