JP2007501909A - 圧力センサとして形成されたグローピンを有するシース形グロープラグ - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関のためのシース形グロープラグであって、このシース形グロープラグが、主にプラグケーシングとこのプラグケーシング内に配置された接続ピンとこの接続ピンにコンタクト可能なグローピンとから成っており、この場合にグローピン（３）は圧力に関係した電気的な特性を有しており、圧力センサとして使用可能であり、この場合に圧力によるグローピン（３）の変形が測定装置（１１）により検出可能である。

Description

本発明は、内燃機関のためのシース形グロープラグであって、このシース形グロープラグが、主にプラグケーシングとこのプラグケーシング内に配置された接続ピンとから成っており、この接続ピンがコンタクトエレメントを介してセラミックのグローピンに電気的に接続されている形式のものに関する。前記グローピンは、例えば有機ケイ素の重合体をベースとして製造されていてよく、異なった割合の１つ又は複数の充填材を含有している。

従来技術
ディーゼルエンジンは、低温時の良好な始動及び暖機運転特性のために熱源を必要としており、この熱源は、混合ガス、吸込空気又は燃焼室を前加熱する。このためには一般にシース形グロープラグの使用が提案される。これらのシース形グロープラグは、プラグケーシングと、このプラグケーシングから突出した、セラミック材料から成るグローピンとから成っており、このグローピンは、組み付けられた状態では内燃機関の燃焼室内に突入している。一般にシース形グロープラグのグローピンは４ｍｍだけ内燃機関の燃焼室内に突入しており、ディーゼル・空気混合物を加熱する。この場合、得られたグロー温度及びシース形グロープラグのアフターグロー時間は内燃機関の排ガス特性及び燃料消費に著しい影響を有している。

さらに燃料を節約し、エミッションを低減するという設定目標をめぐって次第に高まる関心事は、燃焼経過に関する情報をエンジンの燃焼室から直接に伝達することができる安価なセンサを開発することである。前記情報に基づき、例えば噴射量制御を行うことができる。燃焼室内部の圧力の追跡は、例えば燃焼室からの局部的な情報のみを伝達するイオン電流測定に対して重要な利点を有するであろう。なぜならば、圧力測定値若しくはこの圧力測定値の変化がより大きく、それ故、簡単に検出可能だからである。

圧力センサがシース形グロープラグに、又はシース形グロープラグ内に配置されているセンサ組込みコンセプトは、内燃機関の燃焼室内の圧力を測定するためのこれまでに公知のセンサコンセプトに対して、内燃機関内に付加的な穿孔部が設けられている必要がないという利点を有している。現在の内燃機関では付加的なセンサを取り付けるための構成スペースが著しく制限されているので、この利点はますます増大する。

従来技術につき、圧電式のエレメントをケーシングと、シース形グロープラグのシリンダに設けられたねじ止め継手との間に設ける解決手段が提案されており、このことは、例えばヨーロッパ特許庁特許公開第１０９６１４１号明細書につき公知である。さらに国際公開第９７０９５６７号パンフレットでは、シース形グロープラグ内の付加的な圧力センサが提案されており、この圧力センサは、シース形グロープラグのボディ内の固定エレメントとシリンダ圧力吸収エレメントとの間に中間配置されている。

発明の課題
本発明の課題は、シース形グロープラグをさらに改良し、これにより、簡単な形式で内燃機関の燃焼室内の圧力測定が可能であるようにすることである。

課題の解決手段
前記課題の解決手段は、グローピンが圧力に関係した電気的な特性を有しており、圧力センサとして使用可能であり、この場合に圧力によるグローピンの特性の変化が測定装置により検出可能になっていることである。

発明の利点
本発明の主な利点の１つは、これまでセラミックのシース形グロープラグ内に配置されていた構成エレメントの特性が利用されることである。これにより、さらなる構成部材を省略することができる。

特にこれまでのシース形グロープラグのジオメトリが保持される。このことは、内燃機関の新たな構成変更が不可欠にならないこと及びこれまでのシース形グロープラグが極めて簡単な形式で、圧力測定装置を有する本発明によるシース形グロープラグと代替可能であることをもたらす。

従って圧力信号（内燃機関の燃焼室からシース形グロープラグ内へ到達する圧力）の変化は直接にシース形グロープラグの内部で得られ、それ故、燃焼室（シース形グロープラグの周辺）は不変に維持することができ、シリンダヘッドの付加的な孔は不可欠とはならない。

ここで提案された本発明では、グローピンの、圧力下で変化する特性を基礎とすることが可能である。これらの特性は、グローピンが、対応した充填材若しくはその割合、例えば、ＭｏＳｉ_２，ＣｒＳｉ_２，ＭｏＣ_２，黒鉛，Ｆｅ，Ｓｉ，ＳｉＣ，Ａｌ_２Ｏ_３を含有していることにより最適化することができる。

さらに圧力感応性の層がグローピンに被着されていてもよく、この層は、場合によっては別の層により燃焼室大気から保護される。

別の有利な構成が以下の説明並びに請求項から明らかである。

実施例の説明
本発明は、例えば図１に示した、セラミックのシース形グロープラグ１に関する。このシース形グロープラグ１は、プラグケーシング２並びにセラミックのグローピン３から成っている。このセラミックのグローピン３は電気的に伝導性の層４と電気的に絶縁性の層５とを有している。絶縁性及び伝導性のセラミックは有機ケイ素の重合体をベースとして製造されており、この重合体は異なった割合の１つ又は複数の充填材、例えばＭｏＳｉ_２，ＣｒＳｉ_２，ＭｏＣ_２，黒鉛，Ｆｅ，Ｓｉ，ＳｉＣ，Ａｌ_２Ｏ_３を含有している。コンタクトを形成するためには付加的に接続ピン６が設けられており、この接続ピン６はグローピン３に接続されている。例えばこのためにはコンタクトエレメント７が設けられていてよく、このコンタクトエレメント７はスリーブ１０内に埋め込まれており、プラグケーシングに対して電気的に絶縁されている。

燃焼室内の圧力に基づき、この圧力は同様に燃焼室内に位置するグローピンに直接に作用する。前記圧力に基づき、グローピンの抵抗が変化し、この抵抗は測定装置１１により検出することができる。抵抗変化の測定可能な大きさは、グローピン３内の充填材の割合及び種類に対応して調整することができる。

前記測定装置１１は、グローピン３の抵抗器１２と測定装置１４（図２）とから成っている。評価電子機構が、部分的にはシース形グロープラグのケーシング内、シリンダヘッド又はＥＤＣ内に位置していてよい。

本発明によるシース形グロープラグの概略的な部分断面図である。 燃焼室内部の圧力を突きとめるための測定装置の電気的な回路の概略図である。

Claims (8)

1. 内燃機関のためのシース形グロープラグであって、該シース形グロープラグが、主にプラグケーシングと、該プラグケーシング内に配置された接続ピンと、該接続ピンにコンタクト可能なグローピンとから成っている形式のものにおいて、グローピン（３）が、圧力に関係した電気的な特性を有しており、圧力センサとして使用可能であり、圧力によるグローピン（３）の特性の変化が、測定装置（１１）により検出可能であることを特徴とする、内燃機関のためのシース形グロープラグ。
2. セラミックのグローピン（３）が、有機ケイ素の重合体をベースとしており、グローピンが充填材を含有している、請求項１記載のシース形グロープラグ。
3. 請求項１記載のグローピンの使用法において、グローピン（３）が、付加的に１つ又は複数の充填材の割合を有しているようにし、該充填材が、圧力下に抵抗を変化させる特性を有しているようにすることを特徴とする、請求項１記載のグローピンの使用法。
4. 充填材が、弾性的なプラスチックの変形特性を有している、請求項２記載のシース形グロープラグ。
5. 内燃機関のための、有機ケイ素の重合体から形成された、セラミックのシース形グロープラグのグローピン（３）を圧力センサとして使用することを特徴とする、有機ケイ素の重合体から形成された、セラミックのシース形グロープラグのグローピン（３）の使用法。
6. 請求項１記載のグローピンの使用法において、１つ又は複数の圧力感応性の層をセラミックのグローピン（３）に被着することを特徴とする、請求項１記載のグローピンの使用法。
7. 前記圧力感応性の層を、別の層により燃焼室大気から保護する、グローピンの、請求項６記載の使用法。
8. 保護層が、ガラスから成っているようにする、グローピンの、請求項７記載の使用法。

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