KR20020035596A - Sheathed element glow plug - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
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- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
Abstract
본 발명은 내연 기관의 연소실 내로 돌출하는 전기 가열 소자 및 전류 부싱을 구비하고, 상기 전류 부싱에 의해 가열 소자를 위한 가열 전류가 연소실의 개구를 통해 안내되는, 자기 점화식 내연 기관용 시이드형 글로우 플러그에 관한 것이다. 전류 부싱 영역에 스위치가 배열되며 상기 스위치의 개폐를 통해 가열 전류는 제어될 수 있다.The present invention relates to a sheath-type glow plug for a self-ignition internal combustion engine, comprising an electric heating element and a current bushing protruding into a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein heating current for the heating element is guided through the opening of the combustion chamber by the current bushing. will be. A switch is arranged in the current bushing region and the heating current can be controlled by opening and closing the switch.
Description
글로우 플러그는 예를 들어 DE-OS 28 02 625에 공지되어 있다. 상기와 같은 시이드형 글로우 플러그는 외부 원주에 나사산을 갖는 튜브형 금속 하우징으로 구성되며, 시이드형 글로우 플러그는 상기 나사산에 의해 실린더에서 조여진다. 상기 시이드형 글로우 플러그의 하우징의 연소실측 단부에서 글로우 핀은 하우징에 의해 지지대 없이 둘러싸이므로, 상기 핀은 시이드형 글로우 플러그가 엔진 내에 구성될 경우 연소실 내로 돌출한다. 글로우 핀에는 가열 장치가 배열되며, 상기 가열 장치는 연소실측에서 접지 접속을 위해 글로우 핀의 폐쇄된 베이스와 접촉되고 연소실 반대편 측에서는 콘택 볼트에 의해 공급 전압과 접촉된다. 또한 연소실 내로 돌출한 부분이 세라믹으로 구성된 세라믹 글로우 플러그도 공지되어 있다. 상기의 공지된 글로우 시스템의 경우, 전류는 글로우 시간 제어 장치로부터 제어 장치 내의 스위치(릴레이, 파워 트랜지스터)를 통해 가열 장치에 의해 스위치 온 또는 스위치 오프된다.Glow plugs are known, for example, from DE-OS 28 02 625. Such a sheathed glow plug consists of a tubular metal housing having threads on its outer circumference, and the sheathed glow plug is tightened in the cylinder by said threads. At the combustion chamber side end of the sheathed glow plug the glow pin is enclosed without a support by the housing, so that the pin projects into the combustion chamber when the sheathed glow plug is configured in the engine. The glow pin is arranged with a heating device, which is in contact with the closed base of the glow pin for ground connection at the combustion chamber side and with the supply voltage on the opposite side of the combustion chamber by contact bolts. Also known are ceramic glow plugs in which portions projecting into the combustion chamber are made of ceramic. In the above known glow system, the current is switched on or switched off by the heating device from the glow time control device via a switch (relay, power transistor) in the control device.
본 발명은 자기 점화식 내연 기관을 위한, 제어 장치 및 글로우 플러그로 구성된 글로우 시스템에 사용되기 위한 시이드형 글로우 플러그에 관한 것이다.The present invention relates to a sheathed glow plug for use in a glow system consisting of a control device and a glow plug for a self-ignition internal combustion engine.
도 1은 제 1 실시예를 도시한 도면.1 shows a first embodiment;
도 2는 제 2 실시예를 도시한 도면.2 shows a second embodiment;
도 3은 제 3 실시예를 도시한 도면.3 shows a third embodiment;
도 4는 제 4 실시예를 도시한 도면.4 shows a fourth embodiment;
도 5는 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 제 5 실시예를 도시한 도면.5 shows a fifth embodiment of the sheathed glow plug according to the invention;
도 6, 8은 본 발명에 따른 글로우 플러그를 갖는 글로우 시스템의, 본 발명에 따른 구성의 블록도.6, 8 are block diagrams of a configuration according to the invention of a glow system with a glow plug according to the invention;
도 7, 9는 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그를 위한 전기 등가 회로도.7 and 9 are electrical equivalent circuit diagrams for a sheathed glow plug according to the invention.
도 10은 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 제 6 실시예를 도시한 도면.10 shows a sixth embodiment of the sheathed glow plug according to the invention;
독립항의 특징을 갖는 시이드형 글로우 플러그는 공지된 구성에 비해, 글로우 전류를 스위치 온/오프 하기 위한 스위치가 시이드형 글로우 플러그의 하우징에 집적되는 장점을 갖는다. 상기 스위치는 개별 플러그의 전류만을 스위칭하기 때문에 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 플러그 나사산에 가깝게 구성되고 또한 이로써 실린더 헤드에 양호하게 커플링됨으로써, 시동 전 엔진이 냉각되었을 경우 및 워밍 업 단계 중에도 플러그의 작동을 위해 양호한 냉각이 보장될 수 있다. 중간 글로우 시 엔진의 느린 드러스트 작동 중에 플러그 나사산의 온도는 엔진의 수냉에 의해 확실히 제한된다.Seed glow plugs having the features of the independent claim have the advantage that a switch for switching on / off the glow current is integrated in the housing of the seed glow glow plug compared to the known configuration. The switch can be made relatively small since it only switches the current of the individual plug. By being configured close to the plug threads and thereby good coupling to the cylinder head, good cooling can be ensured for the operation of the plug even when the engine is cooled before starting and during the warm up phase. During slow glow operation of the engine during medium glow, the temperature of the plug threads is certainly limited by the water cooling of the engine.
종속항에 제시된 방법을 통해, 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 또 다른 변형예가 가능하다. 시이드형 글로우 플러그를 위한, 횡단면이 큰 케이블링의 비용은 현저히 줄어든다. 파워 스위치와 함께 하나의 직접 회로 부품, 예를 들어 스마트 파워 칩이 사용되면, 필요한 전체 전기 라인의 수도 줄어든다. 별도의 글로우 시간 제어 장치는 경우에 따라 완전히 생략될 수 있거나 또는 컴팩트한 구성도 가능하다. 시이드형 글로우 플러그의 하우징에 제어가 집적될 경우, 글로우 온도가 장소에 의해 직접 검출되고 평가되는 또 다른 가능성도 있다. 이로써 작동 조건의 변화에 대해 매우 신속하고 양호하게 반응될 수 있다. 마지막으로, 글로우 시간 제어 장치가 글로우 온도를 조절하면 시이드형 글로우 플러그에서는, 그 포지티브 저항 계수에 의해 글로우 온도가 허용되지 않는 높은 값에 이르지 않게 하는 조절 나선이 없어도 된다. 또 다른 장점은 반도체-칩을 스위칭 수단으로서 사용함으로써 얻어진다. 상기 칩은 시이드형 글로우 플러그의 하우징 내에 구성됨으로써외부 영향에 대해 충분히 보호되므로, 반도체 스위치를 시이드형 글로우 플러그 내에 구성할 경우 통상적 트랜지스터 하우징은 생략될 수 있으며 이로써 비용이 줄어들 수 있다.Through the method set forth in the dependent claims, another variant of the seeded glow plug according to the invention is possible. For sheathed glow plugs, the cost of large cross-section cabling is significantly reduced. When one integrated circuit component, for example a smart power chip, is used in conjunction with a power switch, the total number of electrical lines required is reduced. The separate glow time control device may be omitted in some cases or may be of a compact construction. When control is integrated in the housing of the sheathed glow plug, there is another possibility that the glow temperature is directly detected and evaluated by the location. This makes it possible to respond very quickly and well to changes in operating conditions. Finally, if the glow time control device adjusts the glow temperature, the seeded glow plug may be free of adjustment spirals such that its positive resistance coefficient does not allow the glow temperature to reach unacceptable high values. Another advantage is obtained by using a semiconductor chip as a switching means. Since the chip is sufficiently protected against external influences by being configured in the housing of the sheathed glow plug, the conventional transistor housing can be omitted when the semiconductor switch is constructed in the sheathed glow plug, thereby reducing the cost.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 하기의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다.Embodiments of the invention are shown in the drawings and described in more detail in the detailed description that follows.
도 1 내지 도 5는 각각 자기 점화식 내연 기관용 시이드형 글로우 플러그를단면도로 도시하며, 이때 도 1 내지 도 5의 모든 실시예에서 기본 구성은 동일하므로 기본적 구성은 한 번만 설명된다. 도 1 내지 도 5의 실시예에서 다양하게 나타난, 집적된 스위치 유닛의 본 발명에 따른 구성은 각각의 도면과 직접 연결되어 설명되어야 한다.1 to 5 respectively show in cross section a sheath-type glow plug for a self-ignition internal combustion engine, wherein the basic configuration is the same in all the embodiments of FIGS. The configuration according to the invention of the integrated switch unit, which is variously shown in the embodiment of FIGS. 1 to 5, should be explained in direct connection with the respective figures.
도 1에 따른 시이드형 글로우 플러그의 기본 구성은 튜브형 금속 하우징으로 구성되며, 상기 하우징의 종방향 보어에는 글로우 핀(11)이 그 길이의 일부가 밀봉되도록 삽입된다. 상기 글로우 핀(11)은 연소실측 단부가 폐쇄된 글로우 튜브(12)로 구성되며 상기 글로우 튜브에서는, 연소실측에 배열된 가열 나선(14) 및 연소실에서 떨어져서 배열된 조절 나선(15)으로 구성된 가열 장치가 축방향으로 뻗어 있다. 공지된 상기 가열 나선은 단순화를 위해 여기서 저항으로서 도시된다. 상기 가열 장치는 절연 재료(16) 내에 삽입되고 글로우 튜브(12)의 벽에 대해서 절연된다. 상기와 같은 시이드형 글로우 플러그의 구성 및 작동은 서두에 언급된 종래 기술에 이미 충분히 공지되어 있으며 여기서는 상세하게 설명되지 않는다. 기능적으로 가열 나선(14)과 함께 글로우 튜브(12)는, 연소실 내로 돌출한 가열 소자이다. 하우징(10)은 절연 재료(16) 및 조절 나선(15)과 함께, 연소실 내로 전기 에너지를 공급하기 위한 전기 부싱이다. 도 1 내지 도 5에는 시이드형 글로우 플러그의 동일한 구성이 도시되기 때문에, 동일한 부품에는 동일한 도면 부호가 제공된다.The basic configuration of the sheathed glow plug according to FIG. 1 consists of a tubular metal housing, in which a glow pin 11 is inserted such that part of its length is sealed. The glow pin 11 is composed of a glow tube 12 with a combustion chamber side end closed and in the glow tube a heating spiral 14 arranged on the combustion chamber side and a control spiral 15 arranged away from the combustion chamber. The device extends in the axial direction. The known heating helix is shown here as a resistor for the sake of simplicity. The heating device is inserted into the insulating material 16 and insulated against the wall of the glow tube 12. The construction and operation of such a sheathed glow plug is already well known in the prior art mentioned at the outset and is not described here in detail. Functionally, the glow tube 12 together with the heating spiral 14 is a heating element that protrudes into the combustion chamber. The housing 10, together with the insulating material 16 and the regulating spiral 15, is an electrical bushing for supplying electrical energy into the combustion chamber. Since the same configuration of the seed glow plug is shown in FIGS. 1 to 5, the same parts are provided with the same reference numerals.
도 1의, 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 경우 하우징(10)에서 연소실 반대편 측으로 스위치 유닛(300)이 배열된다. 상기 스위치 유닛(300)에는 스위치가 제공되며 상기 스위치를 통해 흐르는 전류 흐름은 가열 장치(13)를 통해 스위치 온 또는 스위치 오프될 수 있다. 스위치 유닛(300)은 콘택 플러그(301)를 거쳐서 공급 라인(19)와 연결되며, 공급 전압 및, 여기에 도시되지 않은 제어 장치의 신호는 상기 공급 라인을 통해 공급된다. 실제적으로, 하우징(10)의 내부는 반도체 회로를 사용하기에 적합한 온도이다. 이는 상기 하우징이 내연 기관의 실린더의 벽을 통하는 전류 부싱이고 상기와 같은 실린더가 일반적으로 수냉에 의해 냉각됨으로써 얻어진다. 하우징이 실린더의 벽과 직접 접촉하기 때문에, 하우징(10) 및 하우징의 내부 공간은 냉각된다. 이로써 본 발명에 따른 스위치용 반도체 회로는 하우징의 영역 또는 하우징의 내부 공간에서 사용될 수 있다.In the case of the sheathed glow plug according to the invention of FIG. 1, the switch unit 300 is arranged on the side opposite to the combustion chamber in the housing 10. The switch unit 300 is provided with a switch, and the current flow flowing through the switch can be switched on or off through the heating device 13. The switch unit 300 is connected to the supply line 19 via a contact plug 301, and a supply voltage and a signal of a control device not shown here are supplied through the supply line. In practice, the interior of the housing 10 is a temperature suitable for using a semiconductor circuit. This is achieved by the housing being a current bushing through the wall of the cylinder of the internal combustion engine and such a cylinder being generally cooled by water cooling. Since the housing is in direct contact with the wall of the cylinder, the housing 10 and the interior space of the housing are cooled. The semiconductor circuit for switches according to the invention can thus be used in the region of the housing or in the interior space of the housing.
상기 조절 나선(15)은 연소실 반대편에서 금속 연결 소자(120)를 통해 접촉된다. 도 1에는 상기와 같은 금속 연결 소자(120)가 도시되며, 상기 연결 소자는 플러그의 연소실 반대편 측면, 즉 접속 라인(19) 쪽으로 평평한 영역을 포함한다. 상기와 같이 평평한 영역에는 스위치 유닛(300)이 배열되고, 상기 스위치 유닛은 금속 전도층, 즉 연결 소자(120)의 평평해진 면과 예를 들어 납땜 또는 전도성 접착제로 연결된다. 도 1에 따라 스위치 유닛(300)은 단순하게, 하부면에 하나의 금속 드레인 단자와 2 개의 터미널 러그(301)를 포함하는 트랜지스터로 구성되며, 상기 터미널 러그는 트랜지스터의 소스 및 게이트와 연결된다. 순수한 트랜지스터 외에, 반도체 스위치(트랜지스터)와 "지능" 스위치의 조합체가 사용될 수도 있다. 패키지 소자의 장점은, 글로우 플러그를 제조할 시에 상기 부품들이 특히 단순하게 취급되는 것이다.The adjusting spiral 15 is contacted through the metal connecting element 120 opposite the combustion chamber. 1, such a metal connecting element 120 is shown, which comprises a flat area opposite the combustion chamber side of the plug, ie towards the connection line 19. In the flat area as described above, the switch unit 300 is arranged, and the switch unit is connected to the metal conductive layer, that is, the flattened surface of the connecting element 120, for example by soldering or conductive adhesive. According to FIG. 1, the switch unit 300 is simply composed of a transistor including a metal drain terminal and two terminal lugs 301 at a lower surface thereof, the terminal lugs being connected to a source and a gate of the transistor. In addition to pure transistors, combinations of semiconductor switches (transistors) and "intelligent" switches may be used. An advantage of the package device is that the parts are particularly simply handled when producing a glow plug.
도 2에는 제 2 실시예가 도시되고, 상기 실시예에서 스위치 유닛은 캡슐화되지 않은 실리콘 칩(302)으로서 형성된다. 상기 실리콘 칩(302)은 절연층(304) 상에 배열되므로, 실리콘 칩의 하부면은 연결 소자(120)의 평평해진 영역에 대해 절연된다. 접속 라인(19)과의 연결은 본딩 와이어(303)에 의해 실시된다. 마찬가지로 상기 본딩 와이어(303)를 통해 실리콘 칩(302)의 상부면이 연결 소자(120)와 전기적으로 접속된다. 이때 캡슐화되지 않은 실린콘 소자가 일반적으로 패키지 소자보다 저렴하며 더 적은 공간을 필요로 하고, 글로우 플러그의 하우징 자체가 실리콘 칩(302)을 위한 충분한 패키지인 것은 유리하다.2 shows a second embodiment, in which the switch unit is formed as an unencapsulated silicon chip 302. Since the silicon chip 302 is arranged on the insulating layer 304, the bottom surface of the silicon chip is insulated with respect to the flattened area of the connection element 120. The connection with the connection line 19 is performed by the bonding wire 303. Similarly, the upper surface of the silicon chip 302 is electrically connected to the connection element 120 through the bonding wire 303. The unencapsulated silicon element is then generally cheaper and requires less space than the package element, and it is advantageous that the housing of the glow plug itself is a sufficient package for the silicon chip 302.
도 3에는 본 발명에 따른 글로우 플러그의 또 다른 실시예가 도시된다. 연결 소자(120)는 도 1에서 이미 설명된 바와 같이 형성되며, 조절 나선(15)과의 접촉을 위한 둥근 부분과 뒤쪽으로 평평해진 부분이, 도 3에 따른 반도체 칩(302) 상에 하우징 없이 제공된다. 접속 라인(19)은, 반도체 칩(302)의 상부면 상에 고정되고 접속 라인(19)과 연결된 본딩 와이어(303)에 의해 재차 접촉된다. 금속 연결 소자(120)와의 전기적 접촉은, 뒤쪽을 향해 평평해진 금속 연결 소자(120) 상에 반도체 칩(302)의 후면이 직접 제공됨으로써 단순하게 실시된다. 상기 반도체 칩(302)은 파워 트랜지스터를 포함하며 상기 파워 트랜지스터의 드레인 단자는 반도체 칩(302)의 후면으로 형성된다.3 shows another embodiment of a glow plug according to the invention. The connecting element 120 is formed as already described in FIG. 1, in which a rounded portion and a flattened portion for contact with the regulating spiral 15 are arranged without a housing on the semiconductor chip 302 according to FIG. 3. Is provided. The connection line 19 is again contacted by the bonding wire 303 fixed on the upper surface of the semiconductor chip 302 and connected to the connection line 19. The electrical contact with the metal connecting element 120 is performed simply by providing the back surface of the semiconductor chip 302 directly on the metal connecting element 120 flattened toward the back. The semiconductor chip 302 includes a power transistor, and the drain terminal of the power transistor is formed on the rear surface of the semiconductor chip 302.
도 4에 따른 실시예는 공급 라인(19)의 끝부분이 칩(302)의 상부면 상에 직접 고정될 수 있도록 형성되는 것이 도 3에 따른 실시예와 구별된다. 이는 예를 들어, 공급 라인(19)의 끝 부분이 얇은 박판으로 형성됨으로써 이뤄질 수 있으며,상기 박판은 상응된 납땜점(305)를 통해 반도체 칩(302)의 상부면에 직접 납땜될 수 있다.The embodiment according to FIG. 4 is distinguished from the embodiment according to FIG. 3 in that the end of the supply line 19 is formed to be fixed directly on the top surface of the chip 302. This can be done, for example, by the end of the supply line 19 being formed from thin thin plates, which can be soldered directly to the top surface of the semiconductor chip 302 via the corresponding solder points 305.
도 5에서는, 완전히 회전 대칭이고 연소실 반대편 측면 상에 완전히 평평해진 면을 포함하는 연결 소자(120)가 사용된다. 상기와 같이 평평해진, 반도체 칩(302)의 측면은, 반도체 칩(302)의 하부면과 연결 소자(120) 사이가 재차 전기 접촉되도록 형성된다. 상기 반도체 칩(302)의 상부면 상에는 납땜 구(305)가 재차 제공되며, 상기 구는 공급 라인(19)을 접촉하기 위해 사용된다.In FIG. 5, a connecting element 120 is used which is completely rotationally symmetrical and comprises a plane that is completely flat on the side opposite the combustion chamber. The flattened side of the semiconductor chip 302 is formed such that the lower surface of the semiconductor chip 302 and the connecting element 120 are in electrical contact again. Soldering spheres 305 are again provided on the upper surface of the semiconductor chip 302, which spheres are used to contact the supply line 19.
도 6에는 제어 장치(60)와 글로우 플러그(61)로 구성된, 전체 글로우 시스템의 블록도가 도시된다. 상기 제어 장치(60)는 시이드형 글로우 플러그(61)와 공동의 라인(19)을 통해 연결된다. 또한 글로우 플러그는 또 다른 라인(19)에 의해 공급 전압(200)과 연결된다.6 shows a block diagram of the entire glow system, consisting of a control device 60 and a glow plug 61. The control device 60 is connected to the sheathed glow plug 61 via a common line 19. The glow plug is also connected to the supply voltage 200 by another line 19.
도 7은 도 6에 따른 시이드형 글로우 플러그의 등가 회로도를 도시한다. 스위치(70)는 연결부를 통해 공급 전압(7)과 접속되고 다른 쪽에서는 조절 나선(15) 및 가열 나선(14)과 일렬로 접지 접속부(201)에 대해 접속된다. 스위치(70)는 상응하는 라인을 통해 제어 회로(73)에 의해 개폐되며, 상기 제어 회로(73)는 라인(19)을 통해 제어 장치(60)의 신호를 수신한다. 또한 상기 제어 회로(73)는 공급 연결부(200)로부터 작동 전류를 받는다.FIG. 7 shows an equivalent circuit diagram of the sheathed glow plug according to FIG. 6. The switch 70 is connected to the supply voltage 7 via a connection and on the other hand to the ground connection 201 in line with the regulating spiral 15 and the heating spiral 14. The switch 70 is opened and closed by the control circuit 73 via the corresponding line, which receives the signal of the control device 60 via the line 19. The control circuit 73 also receives an operating current from the supply connection 200.
도 6에 도시된 바와 같이, 모든 플러그는 라인(19)에 의해 제어 장치(60)와 연결된다. 상응하게 코드화된 비트 시퀀스, 주파수 신호 등을 통해, 글로우 플러그는 공동의 케이블링에도 불구하고 제어 장치(60)에 의해 개별적으로 제어될 수있으며 이는 개별 작동 상태 또는 진단 목적이 바람직할 경우이다. 그러나 표준적 작동의 경우 글로우 플러그는 일반적으로 모두 공동으로 제어된다.As shown in FIG. 6, all plugs are connected to the control device 60 by line 19. With correspondingly coded bit sequences, frequency signals, etc., the glow plugs can be individually controlled by the control device 60 despite the common cabling, where individual operating conditions or diagnostic purposes are desirable. However, in standard operation the glow plugs are generally all jointly controlled.
따라서 도 1 내지 7에서 설명된 시이드형 글로우 플러그는 3 개의 전기 연결부를 가지며, 접지 접속부(201)는 일반적으로 하우징(10)을 통해서 실현된다. 상기 공급 연결부(200)는 전류를 제공하며, 전류는 가열을 위한 전기 에너지를 스위치(70)를 통해서 전달한다. 상기 스위치(70)의 스위치 상태는 제 3 전기 연결부에 의해 마지막으로 결정된다. 일반적으로 통상적 p- 또는 n- 채널 파워 MOS FET가 스위치(70)를 위해 사용될 수 있다. 제어 회로(73) 및 스위치(70)는 반도체 칩 상에 집적된다.Thus the sheathed glow plugs described in FIGS. 1 to 7 have three electrical connections, and the ground connection 201 is generally realized through the housing 10. The supply connection 200 provides a current, the current transfers electrical energy for heating through the switch 70. The switch state of the switch 70 is finally determined by the third electrical connection. In general, conventional p- or n-channel power MOS FETs may be used for the switch 70. The control circuit 73 and the switch 70 are integrated on the semiconductor chip.
상기 제어 장치(60) 및 시이드형 글로우 플러그(61) 사이의 접속 라인(19)은 글로우 플러그(61)로부터 제어 장치(60)로 정보를 반송하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우 제어 회로(73)에는 상응되게 더 많은 지능이 제공되며, 즉 제어 회로는 상기 스위치의 일정한 정보를 개별 시이드형 글로우 플러그로부터 제어 장치로 다시 전달할 수 있어야 한다. 상기 기능은 예를 들어 검사 목적을 위해서만 실시될 수 있으며, 즉 특별한 작동 상태의 경우, 시이드형 글로우 플러그에 의해 감지되는 기능에 대한 개별 시이드형 글로우 플러그(61)의 개별적 문의가 실시된다.The connection line 19 between the control device 60 and the sheathed glow plug 61 can be used to convey information from the glow plug 61 to the control device 60. In this case the control circuit 73 is correspondingly provided with more intelligence, ie the control circuit must be able to transfer certain information of the switch back from the individual seeded glow plugs to the control device. The function can only be carried out, for example, for inspection purposes, i.e. in the case of a special operating state, an individual inquiry of the individual sheathed glow plugs 61 is carried out for the function detected by the seeded glow plugs.
도 8에는 시이드형 글로우 플러그(61)와 함께 제어 장치(60)의 또 다른 회로 설계가 도시된다. 상기의 경우 시이드형 글로우 플러그(61)는 단 하나의 연결부를 포함하며, 상기 연결부와 함께 라인(19)을 통해 제어 장치(60)와 연결된다. 제어 장치(60)는 라인(19)을 통해, 글로우 플러그(61)를 작동하기 위해 필요한 작동 에너지를 제공한다. 스위칭을 위한 제어 신호는 부가적으로 라인(19)에서 변조된다. 이 경우 스위치(70) 및 제어 회로(73)는 하나의 접속 라인과 연결된다. 상기 라인(19) 상에는 항상 전압 레벨이 인가되며, 상기 전압 레벨은 시이드형 글로우 플러그(61)를 작동시키기에 충분하고, 제어 회로(73)는 스위치(70)가 작동되어야 하는 지를 부가적 전압 펄스를 통해 검출한다. 이는 제어 회로(73)에 의해 검출되는 비트 시퀀스 또는 주파수 신호를 통해 실시될 수 있다. 단순한 실시예는, 일반적 전압 레벨에, 상기 제어 회로(73)에 의해 검출되고 스위치(70)를 폐쇄시키는 고주파 신호가 단순히 오버래핑되는 것으로 구성될 수 있다.8 shows another circuit design of the control device 60 with a seeded glow plug 61. In this case the sheathed glow plug 61 comprises only one connection, which is connected with the control device 60 via the line 19 together with the connection. The control device 60 provides, via line 19, the operating energy required to operate the glow plug 61. The control signal for switching is additionally modulated in line 19. In this case, the switch 70 and the control circuit 73 are connected with one connection line. A voltage level is always applied on the line 19, the voltage level being sufficient to operate the seeded glow plug 61, and the control circuit 73 determines whether the switch 70 should be operated with an additional voltage pulse. Detect through This may be done via a bit sequence or frequency signal detected by the control circuit 73. A simple embodiment may consist of simply overlapping a high frequency signal detected by the control circuit 73 and closing the switch 70 at a general voltage level.
도 9에는 또 다른 바람직한 스위칭 실시예가 도시되며, 상기 실시예는 작동 전압을 위한 연결부(200) 및 제어 장치(60)로부터의 제어 신호를 위한 라인(19)에 관한 것이다. 스위치 유닛(73)은 제어 장치(60)의 제어 신호 및 연결부(200)의 공급 전압을 수신한다. 상기 스위치(70)는 전압 공급부(200)에 일렬로 가열 나선(14) 및 접지 접속부(201)에 대해 일렬로 배열된다. 지금까지의 실시예와는 다르게, 조절 나선의 사용이 생략되며 가열 나선(14) 만이 제공된다. 조절 나선의 기능은 가열 나선(14)을 통해 흐르는 전류 흐름을 일정한 가열 주기에 따라 제한하는 것이다. 이는, 조절 나선을 위한 재료가 선택되고 상기 재료의 저항이 온도가 상승함에 따라 높아짐으로써 이뤄진다. 고유의 가열 소자 바로 가까이에 지능 제어 회로(73)를 직접 배치함으로써, 조절 나선의 기능을 제어 회로(73)가 맡을 수 있다. 반도체 칩 상에는 시이드형 글로우 플러그의 온도를 측정하는 온도 측정 소자가 배열될 수 있다. 반도체 칩 상의 지점에서의 시이드형 글로우 플러그의 온도는 글로우 플러그의 첨두의 온도에 따르므로, 글로우 플러그의 첨두의 온도는 반도체 칩에서 측정된 온도를 통해 추론될 수 있다. 글로우 플러그의 온도를 측정하는 또 다른 가능성은, 가열 핀의 온도를 측정하는 데에 있다. 가열 핀의 온도는, 열저항이 저항의 온도 의존성을 가질 때 측정될 수 있다. 가열 소자의 열저항을 측정함으로써 글로우 플러그의 온도가 측정될 수 있다. 또한 가열 소자의 영역에 배열될 수 있는, 온도에 민감한 또 다른 측정 소자가 제공될 수 있다. 이 경우 제어 회로는, 가열 나선(14)을 통해 흐르는 전류 흐름은 제어 회로가 측정된 온도에 따라 제한하도록 구성된다. 이는 예를 들어 펄스 변조를 통해 실시되며, 즉 제어 회로(73)는 가열 나선(14)에서 소정의 온도를 조정하기 위해 온도 변동에 따라 스위치(70)를 개폐한다. 따라서 상기 방법을 통해 글로우 플러그의 구성은 단순해질 수 있다. 온도 측정 대신에, 시간에 따라 가열 나선을 통해 흐르는 전류 흐름, 열 나선의 저항 또는 다른 방법을 통해서 글로우 플러그의 온도가 간접적으로 추론될 수 있다. 따라서 상기 방법들은 기술적으로 동등하다.Another preferred switching embodiment is shown in FIG. 9, which relates to a connection 200 for the operating voltage and to a line 19 for control signals from the control device 60. The switch unit 73 receives the control signal of the control device 60 and the supply voltage of the connection unit 200. The switch 70 is arranged in a row with respect to the heating spiral 14 and the ground connection 201 in a line with the voltage supply 200. Unlike the previous embodiments, the use of control spirals is omitted and only heating spirals 14 are provided. The function of the regulating spiral is to limit the current flow through the heating spiral 14 by a constant heating cycle. This is done by selecting a material for the regulating helix and increasing its resistance as the temperature rises. By placing the intelligent control circuitry 73 directly near the intrinsic heating element, the control circuitry 73 can assume the function of the regulating spiral. On the semiconductor chip, a temperature measuring element for measuring the temperature of the seed glow plug may be arranged. Since the temperature of the seeded glow plug at the point on the semiconductor chip depends on the temperature of the peak of the glow plug, the temperature of the peak of the glow plug can be inferred from the temperature measured at the semiconductor chip. Another possibility of measuring the temperature of the glow plug lies in measuring the temperature of the heating fins. The temperature of the heating fins can be measured when the thermal resistance has a temperature dependency of the resistance. The temperature of the glow plug can be measured by measuring the thermal resistance of the heating element. Another temperature sensitive measurement element can also be provided, which can be arranged in the region of the heating element. In this case, the control circuit is configured such that the current flow through the heating spiral 14 is limited in accordance with the temperature at which the control circuit is measured. This is done, for example, via pulse modulation, ie the control circuit 73 opens and closes the switch 70 in response to temperature variations in order to adjust the predetermined temperature in the heating spiral 14. Therefore, the configuration of the glow plug can be simplified through the above method. Instead of measuring the temperature, the glow plug's temperature may be indirectly inferred over time through current flow through the heating helix, resistance of the heat helix, or other means. Thus the methods are technically equivalent.
도 10에는 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 또 다른 실시예가 도시되며, 소위 세라믹 시이드형 글로우 플러그가 도시된다. 상기와 같은 세라믹 시이드형 글로우 플러그에서 글로우 튜브(11)는 제 1, 제 2 전도성 세라믹층(501, 502)으로 구성되며 상기 층 사이에는 절연 세라믹층(503)이 배열된다. 글로우 튜브(11)의 첨두에서 제 1, 제 2 전도성 세라믹 층(501, 502)은 얇아진 첨두 영역(504)과 서로 연결되므로, 전도성 세라믹층(501)으로부터 얇아진 첨두 영역(504)을 거쳐 제 2 전도성 세라믹층(502)으로까지의 전류 흐름이 가능하다.상기 글로우 튜브(11)는 하우징(10)으로부터 연소실 반대편 단부에 지지된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제 1 세라믹 전도층(501)은 하우징(10)에서 우측으로 연장되며 상기 영역 상에는 본딩 와이어(303)에 의해 라인(19)과 연결되는 칩(302)이 제공된다. 칩(202)에는 상기 칩(202)의 상부면으로부터 하부면으로의 전류 흐름을 가능하게 하는 수직 트랜지스터가 배열되므로, 전류는 칩(202)을 거쳐 제 1 전도층(501)으로 공급될 수 있다. 전체 세라믹층은 표면이 얇은 유리층으로 피복되며, 상기 유리층은 실리콘 칩(302) 하부 및 접촉 영역(505)에서만 제거되고, 상기 접촉 영역에서는 제 2 전도성 세라믹층(502)과 하우징(10) 사이가 전기 접촉된다. 세라믹 시이드형 글로우 플러그를 제조하기 위해 사용되는 기술에 의해서, 상기 플러그들은 실리콘 칩들을 수용하기에 특히 적합하다.In Fig. 10 another embodiment of a seeded glow plug according to the invention is shown, a so-called ceramic seeded glow plug. In the ceramic seed glow plug as described above, the glow tube 11 includes first and second conductive ceramic layers 501 and 502, and an insulating ceramic layer 503 is arranged between the layers. At the peak of the glow tube 11, the first and second conductive ceramic layers 501, 502 are connected to each other with the thinned peak region 504, thus passing through the thinned peak region 504 from the conductive ceramic layer 501. Current flow to the conductive ceramic layer 502 is possible. The glow tube 11 is supported at the end opposite the combustion chamber from the housing 10. As shown in FIG. 10, the first ceramic conductive layer 501 extends to the right in the housing 10, and on this region is provided a chip 302 which is connected with the line 19 by a bonding wire 303. . Since the chip 202 is arranged with a vertical transistor that enables the flow of current from the top surface to the bottom surface of the chip 202, the current may be supplied to the first conductive layer 501 via the chip 202. . The entire ceramic layer is covered with a thin glass layer, the glass layer being removed only under the silicon chip 302 and the contact region 505, where the second conductive ceramic layer 502 and the housing 10 are removed. Is in electrical contact. By the technology used to make ceramic seeded glow plugs, the plugs are particularly suitable for accommodating silicon chips.
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