SK3532002A3

SK3532002A3 - Sheathed element glow plug

Info

Publication number: SK3532002A3
Application number: SK353-2002A
Authority: SK
Inventors: Hans-Peter Bauer; Albrecht Geissinger; Johannes Locher; Werner Teschner; Jochen Neumeister
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1999-09-15
Filing date: 2000-08-12
Publication date: 2002-12-03
Also published as: KR20020035596A; HUP0202564A2; PL195184B1; DE50008442D1; JP2003509652A; PL353996A1; JP4605735B2; SK286219B6; DE19944193A1; CZ2002845A3; EP1216384B1; BR0014006A; EP1216384A1; HU224254B1; WO2001020229A1; KR100709910B1

Abstract

The invention relates to a sheathed element glow plug for self-ignited internal combustion engines with an electric heating element that protrudes into a combustion chamber of the internal combustion engine and with a bushing by means of which a heating current for the heating element is supplied through an opening in the combustion chamber. A switch is arranged in the area of the bushing. The heating current can be controlled by opening and closing the switch.

Description

Vynález sa týka žeraviacej sviečky s žeraviacim kolíkom pre zápalové motory, s elektrickým vykurovacím článkom vyčnievajúcim do spaľovacieho priestoru spaľovacieho motora, s priechodkou na prúd, ktorou je žeraviaci prúd na vykurovací článok vedený otvorom do spaľovacieho priestoru.The invention relates to a glow plug with a heater pin for internal combustion engines, with an electric heater projecting into the combustion chamber of an internal combustion engine, with a current passage through which the heater current for the heater is guided through an opening into the combustion chamber.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Žeraciace sviečky sú známe napríklad zo spisu DE-OS 28 02 625. Jedna taká žeraviaca sviečka pozostáva z rúrkového kovového telesa, ktoré nesie na svojom vonkajšom obvode závit, pomocou ktorého sa žeraviaca sviečka zaskrutkuje do valca. Na konci telesa žeraviacej sviečky na strane spaľovacieho priestoru vyčnieva z telesa voľne žeraviaci kolík,ktorý teda pri žeraviacej sviečke umiestnenej do spaľovacieho je na v motore vyčnieva V žeraviacom kolíku zariadenie, ktoré usporiadané strane pri priestoru. vykurovacie spaľovacom priestore v kontakte s uzatvoreným dnom žeraviaceho kolíku na pripojenie na kostru a na strane vzdialenej od spaľovacieho priestoru je prostredníctvom kontaktnej skrutky spojené s napájacím napätím. Ďalej sú známe ešte keramické žeraviace sviečky, ktorých časť vyčnievajúca do spaľovacieho priestoru je vyrobená z keramického žeraviacich systémoch materiálu. je prúdGlow plugs are known, for example, from DE-OS 28 02 625. One such glow plug consists of a tubular metal body which carries a thread on its outer periphery by means of which the glow plug is screwed into a cylinder. At the end of the glow plug body on the combustion chamber side, a free heater pin protrudes from the body, which means that, when the glow plug is placed in the combustion chamber, there is a device in the glow plug projecting in the engine. the heating combustion chamber in contact with the closed bottom of the heater pin for connection to ground and on the side remote from the combustion chamber is connected to the supply voltage by means of a contact screw. Furthermore, ceramic glow plugs are known whose portion projecting into the combustion chamber is made of ceramic glowing material systems. is the current

Pri známych prechádzajúci vykurovacím zariadením zapínaný a vypínaný v riadiacom prístroji prostredníctvom spínača (relé, výkonového tranzistora) umiestneného v tomto riadiacom prístroji.In the prior art, passing through the heating device is switched on and off in the control device by means of a switch (relay, power transistor) located in the control device.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje žeraviaca sviečka so žeraviacim kolíkom pre zápalové motory, s elektrickým vykurovacím článkom vyčnievajúcim do spaľovacieho priestoru motora, s priechodkou na prúd, ktorou je žeraviaci prúd pre vykurovací článok vedený otvorom do spaľovacieho priestoru, podľa vynálezu ktorého podstatou je, že v oblasti priechodky pre prúd je usporiadaný spínač riadený signálom, pričom žeraviaci prúd je ovládaný vypínaním a zapínaním tohto spínača.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a glow plug with a glow plug for internal combustion engines, with an electric heater projecting into the combustion chamber of the engine, with a current passage through which the heater current for the heater is guided through the combustion chamber opening. A current-controlled switch is provided with a signal-controlled switch, the heater current being controlled by switching the switch on and off.

Výhodu žeraviacej sviečky podľa vynálezu so znakmi uvedenými v hlavnom patentovom nároku je, že spínač na zapínanie a vypínanie žeraviaceho prúdu je integrovaný do telesa žeraviacej sviečky. Pretože' tento spínač spína iba prúd jednej jedinej sviečky, môže byť vytvorený relatívne malý. Jeho usporiadaním v blízkosti závitu sviečky a teda jeho dobrým pripojením na hlavu valcov je na prevádzku sviečky pri studenom motore pred štartom alebo v horúcom stave pri činnosti motora zaručené aj dobré chladenie. Pri žeravení v mezidobí v priebehu dlhšej prevádzky motora je teplota závitu sviečky bezpečne obmedzená vodným chladením motora.The advantage of the glow plug according to the invention with the features set forth in the main claim is that the switch for switching the heater current on and off is integrated into the glow plug body. Since this switch only switches the current of one single candle, it can be made relatively small. Its arrangement close to the spark plug thread and thus its good connection to the cylinder head also ensures good cooling for the spark plug operation before the engine is cold or hot when the engine is running. When glowing in the meantime during prolonged engine operation, the spark plug thread temperature is safely limited by the water cooling of the engine.

Prostredníctvom opatrení uvedených v závislých patentových nárokoch sú umožnené ďalšie výhodné uskutočnenia a vylepšenia žeraviacej sviečky podľa vynálezu. Náklady na kábly s veľkými prierezmi vedenými k žeraviacim sviečkam sa podstatne znížia. Ak je s výkonovým spínačom vstavaný integrovaný spínací diel, napríklad výkonový čip SMART, zmenší sa aj počet všetkých potrebných elektrických vedení. Zvláštny riadiaci prístroj na ovládanie doby žeravenia môže za určitých okolností úplne odpadnúť alebo bude mať kompaktnejšie uskutočnenie. Pri integrácii ovládnia do telesa žeraviacej sviečky existuje ďalej možnosť priameho zisťovania žeraviacej teploty a jej vyhodnocovania. Preto je možné velmi rýchlo a čo najlepšie reagovať na zmeny prevádzkových podmienok. Konečne je , možné, keď riadiaci prístroj doby žeravenia zaručuje reguláciu žeraviacej teploty, upustiť od regulačnej špirály v žeraviacej sviečke, ktorá na základe svojho kladného, súčiniteľa odporu zaisťuje, aby žeraviaca teplota nedosahovala žiadnych neprípustné vysokých hodnôt. Ďalšia výhoda vznikne použitím polovodičového čipu ako spínacieho prostriedku. Svojim vstavaním do telesa žeraviacej sviečky je čip dostatočne chránený pred vonkajšími .vplyvmi, takže pri vstavaní polovodičového spínača do žeraviacej odpadnúť bežné teleso ' tranzistora, cena.Further advantageous embodiments and improvements of the glow plug according to the invention are possible by means of the measures set forth in the dependent claims. The cost of cables with large cross-sections leading to glow plugs will be significantly reduced. If an integrated switchgear, such as a SMART power chip, is integrated with the power switch, the number of all necessary power lines is also reduced. A special control device for controlling the heater time may, in certain circumstances, be completely omitted or of a more compact design. When integrated into the glow plug body, there is also the possibility of directly determining the glowing temperature and evaluating it. Therefore, it is possible to respond very quickly and in the best possible way to changes in operating conditions. Finally, when the heater time controller guarantees the heater temperature control, it is possible to dispense with the control coil in the glow plug which, by virtue of its positive resistance coefficient, ensures that the heater temperature does not reach any unacceptably high values. A further advantage arises from the use of a semiconductor chip as a switching means. By incorporating it into the glow plug body, the chip is sufficiently protected from external influences, so that when the semiconductor switch is installed in the glow plug, the conventional transistor body, cost, is eliminated.

sviečky môže čím sa znížiCandles can thereby reduce

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príkladoch uskutočnenia podľa priložených výkresoch, na ktorých:The invention will be further elucidated with reference to the accompanying drawings, in which:

Obr.l znázorňuje prvé príkladné uskutočnenie,Fig. 1 shows a first exemplary embodiment,

Obr.2 druhé príkladné uskutočnenie,2 shows a second exemplary embodiment,

Obr.3 tretie príkladné uskutočnenie,3 shows a third exemplary embodiment,

Obr.4 štvrté príkladné uskutočnenie a4 a fourth exemplary embodiment a

Obr.5 piate príkladné uskutočnenie žeraviacej sviečky podľa vynálezu,5 shows a fifth embodiment of a glow plug according to the invention,

Obr.6 a 8 blokovú schému usporiadania žeraviaceho systému so žeraviacimi sviečkami podlá vynálezu,6 and 8 show a block diagram of an embodiment of a glow plug heater system according to the invention,

Obr. 7 a 9 elektrickú náhradnú schému žeraviacej sviečky podlá vynálezu aFig. 7 and 9 show an electrical replacement scheme of a glow plug according to the invention; and

Obr.10 šieste príkladné uskutočnenie žeraviacej sviečky podľa vynálezu.10 shows a sixth embodiment of a glow plug according to the invention.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr.l až 5 znázorňujú vždy v.reze žeraviacou sviečkou pre zápalové spaľovacie motory, pričom základná konštrukcia je pri všetkých príkladných uskutočeniach na obr.l až 5 rovnaká, takže princíp vytvorenia bude objasnený iba jedenkrát. Uskutočnenie podľa vynálezu integrovanej spínacej jednotky, ktorá je v príkladných uskutočneniach podľa obr.l až 5 rôzna, bude potom priamo opísané v spojení s príslušným obrázkom.1 to 5 show, in cross-section, a glow plug for internal combustion engines, the basic structure being the same in all the embodiments of FIGS. 1 to 5, so that the principle of construction will be explained only once. An embodiment of the invention of the integrated switching unit, which is different in the exemplary embodiments of Figures 1 to 5, will then be described directly in connection with the corresponding figure.

Principiálne vytvorenie žeraviacej sviečky podľa obr.l až 5 zahŕňa teleso 10 v tvare rúrky vyrobenej z kovu, v ktorého pozdĺžnom otvore je časťou svojej dĺžky utesnene umiestnený žeraviaci kolík 11. Tento žeraviaci kolík 11 pozostáva zo žeraviacej rúrky 12 uzatvorenej na konci privrátenom na spaľovací priestor, v ktorom je v axiálnom smere usporiadané vykurovacie zariadenie, ktoré pozostáva zo žeraviacej špirály 14 usporiadanej na strane spaľovacieho pristoru a z regulačnej špirály 15 vzdialenej od spaľovacieho priestoru. Známe vykurovacie špirály sú tu na zjednodušenie znázornené ako odpory. Vykurovacie zariadenie je zaliate v izolačnom materiáli 16 a tak izolované voči stene žeraviacej rúrky 12. Uskutočnenie a spôsob činnosti takej žeraviacej sviečky sú už dostatočne známe z vyššie uvedeného doterajšieho stavu techniky, takže tu nemusí byť podrobne opisované. Funkčne predstavuje žeraviaca rúrka 12 so žeraviacimi špirálami 14 vykurovací článok vyčnievajúci do spaľovacieho priestoru. Teleso 10 tvorí s izolačným materiálom 16 a s regulačnou špirálou 15 elektrickú priechodku na prívod elektrickej energie do spaľovacieho priestoru. Pretože sa na obr.l až 5 vycházda z rovnakého základného uskutočnenia žeraviacej sviečky, boli rovnaké súčasti opatrené rovnakými vzťahovými značkami.In principle, the glow plug according to FIGS. 1 to 5 comprises a tube-shaped body 10 made of metal, in which a longitudinal opening is a sealed heater pin 11, part of its length. This heater pin 11 consists of a heater tube 12 closed at the end facing the combustion chamber. in which an heating device is provided in the axial direction, which consists of a heating coil 14 arranged on the side of the combustion chamber and a control coil 15 remote from the combustion chamber. Known heating coils are shown here as resistors for simplicity. The heating device is embedded in the insulating material 16 and thus insulated from the wall of the heater tube 12. The embodiment and method of operation of such a glow plug are already sufficiently known from the aforementioned prior art, so it need not be described in detail here. Functionally, the heater tube 12 with the heater spirals 14 is a heating element projecting into the combustion chamber. The body 10 forms, with the insulating material 16 and the control coil 15, an electrical bushing for supplying electrical energy to the combustion chamber. Since the same basic embodiment of the glow plug is based on FIGS. 1 to 5, the same components have been provided with the same reference numerals.

Pri žeraviacej sviečke podľa vynálezu, znázornenej na obr.l, je v telese 10 na strane odvrátenej od spaľovacieho priestoru usporiadaná spínacia jednotka 300. V spínacej jednotke 300 je upravený spínač, ktorým je možné vypínať a zapínať prietok prúdu vykurovacím zariadením. Spínacia jednotka 300 je prostredníctvom nástrčných kontaktov 301 spojená s prívodnými vedeniami 19, ktorými je privádzané napájacie napätie a signály neznázorneného riadiaceho prístroja. Podstatné pritom je, že vo vnútri telesa 10 panuje teplota vhodná na použitie polovodičových spínačov. To sa dosiahne tým, že teleso 10 tvorí priechodku na prúd stenou valca spaľovacieho motora, pričom valce sú chladené, spravidla vodným chladením. Pretože teleso 10 je v bezprostrednom kontakte so stenou valca, bude ako toto teleso 10, tak aj jeho vnútorný priestor, k chladené. Preto môžu byť použité polovodičové spínače ako spínače podlá vynálezu v oblasti, poprípade vo vnútornom priestore telesa 10.In the glow plug of the invention shown in FIG. 1, a switch unit 300 is provided in the housing 10 on the side facing away from the combustion chamber. A switch is provided in the switch unit 300 by which the flow of current through the heating device can be switched on and off. The switching unit 300 is connected via the push-in contacts 301 to the supply lines 19 through which the supply voltage and the signals of the control device (not shown) are supplied. It is essential that there is a temperature inside the body 10 suitable for the use of semiconductor switches. This is achieved in that the body 10 forms a bushing for the current through the wall of the cylinder of the internal combustion engine, the cylinders being cooled, generally by water cooling. Since the body 10 is in direct contact with the cylinder wall, both the body 10 and its interior space will be cooled. Therefore, semiconductor switches can be used as switches according to the invention in the region or in the interior of the body 10.

je spínacia tranzistroom,is a switching transistroom,

Kontaktovanie regulačnej špirály 15 je uskutočnené na strane odvrátenej od spaľovacieho pristoru kovovým spojovacím elementom 120. Na obr.l je znázornený iba jeden takýto kovový spojovací element 120, ktorým na strane žeraviacej sviečky odvrátenej od spaľovacieho priestoru, to znamená smerom na pripojovacie vedenia 19, obsahuje sploštenú časť. Na tejto sploštenej časti je usporiadaná spínacia jednotka 300, ktorá je spojená kovovou vodivou vrstvou, napríklad páj kou alebo vodivým lepidlom, so sploštenou elementu 120. Pri príkladnom jednotka 300 ktorý má na kovovoú kolektorovú prípojku a dva nástrčné kontakty 301, ktoré sú potom spojené s emitorom a hradlom tranzistora. Okrem čistého tranzistora je však samozrejme možné použiť každú kombináciu polovodičového spínača (tranzistora) s „inteligentným obvodom. Výhodná takejto zapuzdrenej konštrukčnej súčiastky spočíva v tom, že s týmito konštrukčnými súčiastkami je možné pri výrobe žeraviacich sviečok ľahko manipulovať.The control coil 15 is contacted on the side facing away from the combustion chamber by a metal connecting element 120. In FIG. 1, only one such metallic connecting element 120 is shown, which on the side of the glow plug facing away from the combustion chamber, i.e. towards the connecting lines 19. flattened part. On this flattened portion a switching unit 300 is provided, which is connected by a metallic conductive layer, for example a solder or a conductive adhesive, to a flattened element 120. In an exemplary unit 300 having a metal collector connection and two push-on contacts 301, emitter and transistor gate. However, in addition to a pure transistor, it is of course possible to use any combination of a semiconductor switch (transistor) with an "intelligent circuit". An advantage of such an encapsulated component is that these components are easy to handle in the manufacture of the glow plugs.

stranou spojovacieho uskutočnení podľa obr.l zjednodušene tvorená svojej spodnej strane1 of the coupling embodiment of FIG

Na obr.2 je znázornené druhé príkladné uskutočnenie, pri ktorom je spínacia jednotka vytvorená ako nezapuzdrený polovodičový napríklad kremíkový, čip 302. Polovodičový čip 302 je usporiadaný na izolačnej vrsteve 304, takže spodná strana polovodičového čipu 302 je voči zsloštenej časti spaľovacieho elementu 120 elektricky izolovaná. Spojenie s prívodnými vedeniami 19 je uskutočnené spojovacími drôtmi 303. Takisto elektrické spojenie hornej strany kremíkového čipu 302 so spojovacím elementom 120 je uskutočnené spojovacími drôtmi 303. Výhodou pri tomto uskutočnení je, že nezapuzdrené kremíkové elementy sú spravidla konštrukčné súčiastky, teleso 10 žeraviacej predstavuje dostatočné zapuzdrenie čip 302.Referring to Fig. 2, a second exemplary embodiment is shown in which the switching unit is formed as an unencapsulated semiconductor chip such as a silicon chip 302. The semiconductor chip 302 is disposed on the insulating layer 304 so that the underside of the semiconductor chip 302 is electrically insulated from the composite portion of the combustion element 120. . The connection to the supply lines 19 is provided by the connecting wires 303. Also, the electrical connection of the top side of the silicon chip 302 to the connecting element 120 is provided by the connecting wires 303. The advantage in this embodiment is that unencapsulated silicon elements are generally structural components. chip 302.

zapuzdrené miesta a lacnejšie ako zaberajú menej sviečky samotnej pre polovodičovýencapsulated and cheaper than occupying less candle alone for semiconductor

Na obr.3 je znázornené tretie príkladné uskutočnenie žeraviacej sviečky podľa vynálezu. Spojovací element 120 je pritom vytvorený tak, ako už bolo opísané podľa obr.l s kruhovou časťou na kontaktovanie regulačnej špirály 15 a so smerom dozadu sploštenou časťou,na ktorej je bez telesa podľa obr.3 umiestnený polovodičový čip 302. Kontaktovanie prívodného vedenia 19 je aj pri tomto uskutočnení uskutočnené spojovacími drôtmi 303, ktoré sú upevnené na hornej strane polovodičového čipu 302 a tvoria tak spojenie s prívodnými vedeniami 19. Elektrický kontakt s kovovým spojovacím elementom 120 sa jednoducho vytvorí tak, že polovodičový čip 302 sa svojou zadnou stranou umiestni na smerom dozadu sploštenú časť kovového spojovacieho elementu 120. Polovodičový čip 302 obsahuje výkonový tranzistor, ktorého kolektorová prípojka je tvorená zadnou stranou polovodičového čipu 302.Figure 3 shows a third exemplary embodiment of a glow plug according to the invention. The connecting element 120 is formed as described in FIG. 1 with a circular part for contacting the control coil 15 and with a rearwardly flattened part on which the semiconductor chip 302 is disposed without the body according to FIG. in this embodiment, the connection wires 303 are fastened to the upper side of the semiconductor chip 302 to form a connection to the supply lines 19. The electrical contact with the metal connection element 120 is simply formed by placing the semiconductor chip 302 with its rear side rearward The semiconductor chip 302 comprises a power transistor whose collector connection is formed by the back of the semiconductor chip 302.

Štvrté príkladné uskutočnenie podľa obr.4 sa líši od tretieho príkladného uskutočnenia podlá obr.3 iba tým, že posledná časť prívodných vedení 19 je vytvorená tak,že môže byť upevnená priamo na povrchu polovodičového čipu 302. To sa môže dosiahnuť napríklad tým, že posledné časti prívodných vedení 19 sú vytvorené ako tenké plechy, ktoré môžu byť prostredníctvom pájky 305 spájané priamo s povrchom polovodičového čipu 302.The fourth exemplary embodiment of FIG. 4 differs from the third exemplary embodiment of FIG. 3 only in that the last part of the supply lines 19 is formed such that it can be mounted directly on the surface of the semiconductor chip 302. This can be achieved, for example, by the last the portions of the supply lines 19 are formed as thin sheets which can be soldered directly to the surface of the semiconductor chip 302 by solder 305.

Na obr.5 je použitý spojovací element 120, ktorý je celkom rotačné symetrický a na strane odvrátenej od spaľovacieho priestoru je celkom plochý. Na tejto plochej strane je umiestnený polovodičový čip 302, takže znovu sa vytvorí elektrický kontakt medzi spodnou stranou polovodičového čipu 302 a spojovacím elementom 120. Na hornej strane polovodičového čipu 302 sú opäť upravené guľôčky pájky 305, ktoré slúžia na kontaktovanie prívodných vedení 19.In Fig. 5, a connecting element 120 is used which is completely rotationally symmetrical and is completely flat on the side facing away from the combustion chamber. The semiconductor chip 302 is disposed on this flat side so that electrical contact is re-established between the underside of the semiconductor chip 302 and the coupling element 120. On the upper side of the semiconductor chip 302, solder balls 305 are again provided to contact the supply lines 19.

Na obr.6 je znázornená bloková schéma celého žeraviaceho systému pozostávajúceho z riadiaceho prístroja 60 a žeraviacich sviečok 61. Riadiaci prístroj 60 je pritom so žeraviacimi sviečkami 61 spojený spoločným prívodným vedením 19. Pomocou ďalších prívodných vedení 19 sú žeraviace sviečky 61 spojené so svorkou 200 napájacieho vedenia.6 shows a block diagram of the entire heater system consisting of a control device 60 and a glow plug 61. The control device 60 is connected to the glow plugs 61 by a common supply line 19. By means of further supply lines 19, the glow plugs 61 are connected to the supply terminal 200. management.

Na obr.7 je znázornená náhradná schéma žeraviacej sviečky 61 z obr.6. Spínač 70 je spojený prípojkou so svorkou 200 napájacieho napätia a na druhej strane je zapojený v rade s regulačnou špirálou 15 a so žeraviacou špirálou 14 k uzemňovacej svorke. Spínač 70 je prostredníctvom príslušného vedenia z riadiaceho obvodu 73 zapínaný a vypínaný, pričom riadiaci obvod 73 prijíma signály z riadiaceho prístroja 60 prostredníctvom prívodného vedenia 19. Riadiaci obvod 73 prijíma zo svorky 200 napájacieho napätia aj prevádzkový prúd.Fig. 7 shows a substitute scheme of the glow plug 61 of Fig. 6. The switch 70 is connected via a connection to the power supply terminal 200 and, on the other hand, is connected in series with the control coil 15 and the heater coil 14 to the ground terminal. The switch 70 is switched on and off via the appropriate line from the control circuit 73, the control circuit 73 receiving signals from the control device 60 via the supply line 19. The control circuit 73 also receives operating current from the supply voltage terminal 200.

Ako je znázornené na obr.6, sú všetky žeraviace sviečky 61 spojené prívodným vedením 19 s riadiacim prístrojom 60. Cez toto spoločné spojenie však môžu byť žeraviace sviečky 61 ovládané riadiacim prístrojom 60 jednotlivo príslušne kódovanými sledmi bitov, frekvenčnými signálmi atď. keď je to potrebné v jednotlivých prevádzkových stavoch alebo za účelom diagnózy.V normálnej prevádzke sú však žeraviace sviečky 61 ovládané spravidla spoločne.As shown in FIG. 6, all of the glow plugs 61 are connected by a lead 19 to the control device 60. However, through this common connection, the glow plugs 61 can be controlled by the control device 60 respectively by individually encoded bit sequences, frequency signals, and so on. however, in normal operation, however, the glow plugs 61 are generally operated together.

Žeraviace sviečky 61 opísané podľa obr.l až 7 majú preto tri elektrické svorky, pričom uzemňovacia svorka 201 je uskutočnená spravidla telesom 10. Svorka 200 napájacieho napätia poskytuje aj elektrický prúd, ktorý prostredníctvom spínača 70 dodáva elektrickú energiu na ohrev. Stav zôpnutia spínača 70 je konečne určený treťou elektrickou svorkou. Obvykle môžu byť pre spínač 70 použité na trhu bežne dostupné výkonové tranzistory MOSFET s kanálmi typu p alebo n. Riadiaci obvod 73 a spínač 70 sú integrované na polovodičom čipe.The glow plugs 61 described with reference to FIGS. 1 to 7 therefore have three electrical terminals, the ground terminal 201 being generally provided by the body 10. The supply voltage terminal 200 also provides electrical current, which supplies electricity for heating through the switch 70. The closing state of the switch 70 is finally determined by the third electrical terminal. Typically, MOSFETs with p or n channels can be commercially available for switch 70 on the market. The control circuit 73 and the switch 70 are integrated on the semiconductor chip.

Prívodné vedenie 19 medzi riadiacim prístrojom 60 a žeraviacimi sviečkami 61 môže byť tiež použité na spätný tok informácií zo žeraviacich sviečok 61 do riadiaceho prístroja 60. Riadiaci obvod 73 je potom zodpovedajúcim spôsobom vybavený vyššou inteligenciou, to znamená,že musí byť schopný prenášať určité informácie z jednotlivých žeraviacich sviečok 61 späť do riadiaceho prístroja 60. Táto funkcia môže byť aktivovaná napríklad· iba za účelom diagnózy, to znamená, že pri zvláštnom prevádzkovom stave sa uskutoční individuálny dopyt jednotlivých žeraviacich sviečok 61 ohladne ich funkcií.The supply line 19 between the control device 60 and the glow plugs 61 can also be used to return information from the glow plugs 61 to the control device 60. The control circuit 73 is then appropriately equipped with higher intelligence, i.e. it must be able to transmit certain information from the glow plugs. This function can be activated, for example, only for the purpose of diagnosis, that is to say, in a particular operating state, the individual demand of the individual glow plugs 61 takes into account their functions.

Na obr.8 je znázornené ďalšie zapojenie riadiaceho prístroja 60 so žeraviacimi sviečkami 61. V tomto prípade majú žeraviace sviečky 61 iba jednu jedinú svorku, ktorou sú spojené prostredníctvom prívodného vedenia 19 s riadiacim prístrojom 60. Riadiaci prístroj 60 dodáva prostrredníctvom prívodného vedenia 19 prevádzkovú energiu potrebnú na prevádzku žeraviacich sviečok 61. Riadiaci signál na zapojenie sa prídavné namoduluje aj na prívodné vedenie. V tomto prípade je ako spínač 70, tak aj riadiaci, a v tomto prípade aj vyhodnocovací, obvod 73 spojený s prívodným vedením 19. K prívodnému vedeniu 19 je potom pripojené vždy tak velké napätie, ktoré je dostačujúce na prevádzku žeraviacich sviečok 61, pričom prídavnými napäťovými impulzami riadiaci obvod 73 rozpozná, že spínač 70 má byť ovládaný. To sa môže dosiahnuť napríklad sledom bitov alebo frekvenčných signálov, ktoré sú potom riadiacim obvodom 73 rozpoznané. Jednoduchý príklad môže spočívať v tom, že obvyklé napätie sa jednoducho superponuje s vysokofrekvenčným signálom, ktorý je riadiacim obvodom 73 rozpoznaný, a ktorý vedie na zapnutie spínača 70.8 shows a further connection of the control device 60 with the glow plugs 61. In this case, the glow plugs 61 have only one terminal which is connected via the supply line 19 to the control device 60. The control device 60 supplies operating power via the supply line 19. required for the operation of the glow plugs 61. The control signal for the wiring is additionally modulated to the supply line. In this case, both the switch 70 and the control, and in this case also the evaluation, circuit 73 are connected to the supply line 19. The supply line 19 is then always connected with a voltage sufficient for the operation of the glow plugs 61 with additional voltages. the pulse control circuit 73 recognizes that the switch 70 is to be controlled. This can be achieved, for example, by a sequence of bits or frequency signals which are then recognized by the control circuit 73. A simple example may be that the conventional voltage is simply superimposed on a high frequency signal which is recognized by the control circuit 73 and which leads to the switch 70 being switched on.

Na obr.9 je znázornené ďalšie výhodné príkladné zapojenie, ktoré vychádza zo svorky 2Q0 napájacieho napätia a z prívodného vedenia 19 na prívod riadiacich signálov z riadiaceho prístroja 60. Riadiaci obvod 73 prijíma pri tomto uskutočnení riadiace signály z riadiaceho prístroja 60 a prevádzkové napájacie napätie zo svorky 200. Spínač 7 0 je pri tomto uskutočnení zapojený v rade so svorkou 200 napájacieho napätia a žeraviacou špirálou 14 a s uzemňovacou svorkou 201.Na rozdiel od vyššie uvedených príkladných uskutočnení tu bola vypustená regulačná špirála a upravená iba jedna žeraviaca špirála 14. Funkcia regulačnej špirály spočíva v obmedzovaní toku prúdu žeraviacou špirálou 14 po určitej ohrievacej perióde. Uskutoční sa to tým, že pre regulačnú špirálu sa zvolí materiál,ktorého odpor vzrastá so zvyšujúcou sa teplotou.Usporiadaním inteligentného riadiaceho obvodu 73 v bezprostrednej blízkosti vlastného vykurovacieho článku môže funkciu regulačnej špirály prevziať riadiaci obvod 73. Pritom môže byť na polovodičovom čipe 302 usporiadaný element·na.meranie teploty, ktorý meria teplotu žeraviacej sviečky 61. Teplota žeraviacej sviečky 61 v mieste polovodičového čipu 302 je závislá od teploty nä špičke žeraviacej sviečky 61, takže z teploty zmeranej na polovodičovom čipe 302 je možné usudzovať na teplotu na špičke žeraviacej sviečky 61. Ďalšie možnosti na určenie teploty žeraviacej sviečky 61 spočívajú v meraní teploty žeraviaceho kolíku 11. Teplota žeraviaceho kolíku 11 sa môže merať vtedy, keď žeraviaci odpor má teplotnú závislosť odporu. Meraním odporu žeraviaceho elementu je možné určiť teplotu žeraviacej sviečky 61. Ďalej môžu byť použité aj iné meracie elementy citlivé na teplotu, ktoré môžu byť usporiadané v oblasti žeraviaceho elementu. Riadiaci obvod 73 sa potom uskutoční tak, aby v závislosti na zmeranej teplote obmedzoval tok prúdu žeraviacou špirálou 14 . To je možné dosiahnuť napríklad moduláciou pomocou impulzov, to znamená, že riadiaci obvod 73 bude v závislosti na priebehu teploty zapínať alebo vypínať spínač 70 na nastavenie požadovanej teploty na žeraviacej špirále 14 . Týmito opatreniami by sa konštrukcia žeraviacej sviečky 61 rozhodujúcim spôsobom zjednodušila. Miesto merania teploty je možné prostredníctvom toku prúdu žeraviacou špirálou 14, prostredníctvom integrovania v čase toku prúdu žeraviacou špirálou 14, prostredníctvom odporu vykurovacej špirály 14 alebo iných metód nepriamo usudzovať na teplotu žeraviacich sviečok 61. Tieto metódy sú preto technicky ekvivalentné.Referring to FIG. 9, a further preferred exemplary circuit is provided, based on the supply voltage terminal 20 and the supply line 19 for supplying control signals from the control device 60. In this embodiment, the control circuit 73 receives control signals from the control device 60 and the operating supply voltage from the terminal. 200. In this embodiment, the switch 70 is connected in series with the power supply terminal 200 and the heater coil 14 and the earth terminal 201. Unlike the above embodiments, the control coil has been omitted and only one heater coil 14 is provided. The function of the control coil is in limiting the flow of the current through the heater spiral 14 after a certain heating period. This is done by selecting a material for the control coil whose resistance increases with increasing temperature. By arranging the intelligent control circuit 73 in the immediate vicinity of the heater itself, the control coil 73 can assume the function of the control coil. Temperature measurement that measures the temperature of the glow plug 61. The temperature of the glow plug 61 at the location of the semiconductor chip 302 is dependent on the temperature at the tip of the glow plug 61 so that the temperature measured at the semiconductor chip 302 can be inferred Further possibilities for determining the temperature of the glow plug 61 include measuring the temperature of the glow plug 11. The temperature of the glow plug 11 can be measured when the glow resistance has a temperature dependence of resistance. By measuring the resistance of the heater element, it is possible to determine the temperature of the glow plug 61. Furthermore, other temperature-sensitive measuring elements that may be arranged in the region of the heater element may be used. The control circuit 73 is then designed to limit the flow of the current through the glow coil 14, depending on the temperature measured. This can be achieved, for example, by pulse modulation, that is, the control circuit 73 will, depending on the temperature course, turn the switch 70 on or off to set the desired temperature on the glow coil 14. By these measures, the design of the glow plug 61 would be decisively simplified. Instead of measuring the temperature, it is possible to infer indirectly to the temperature of the glow plugs 61 by means of the current through the glow coil 14, by integrating it at the time of the current through the glow coil 14, through the resistance of the heating coil 14 or other methods.

Na obr.10 je znázornené ďalšie uskutočnenie žeraviacej sviečky podľa vynálezu, pričom na obr.10 je znázornená takzvaná keramická žeraviaca sviečka. Pri tejto keramickej žeraviacej sviečke pozostáva žeraviaca rúrka 11 z prvej vodivej keramickej vrstvy 501 a druhej keramickej vodivej vrstvy 502, medzi ktorými je usporiadaná izolačná keramická vrstva 503. Na špičke žeraviacej rúrky 11 sú elektricky vodivé keramické vrstvy 501 a 502 navzájom spojené stenčenou špičkou 504, takže tok ^: prúdu z prvej elektricky vodivej keramickej vrstvy 501 do druhej elektricky vodivej keramickej vrstvy 502 je umožnený touto stenčenou špičkou 504. Žeraviaca rúrka 11 je opäť upevnená v telese 10 na svojom konci odvrátenom od spaľovacieho priestoru. Ako je na obr.10 znázornené, rozkladá sa prvá elektricky vodivá keramická vrstva 501 v telese 10 ďalej smerom doprava a na tejto časti je potom umiestnený polovodičový, napríklad kermíkový, čip 302, ktorý je prostredníctvom spojovacieho drôtu 303 spojený s prívodným vedením 19. V polovodičom čipe 302 je opäť usporiadaný zvislý tranzistor, ktorý umožňuje tok prúdu z hornej strany polovodičového čipu 302 k spodnej strane polovodičového čipu 302, takže prostredníctvom polovodičového čipu 302 je umožnené privádzať elektrický prúd do prvej elektricky vodivej keramickej vrstvy 501. Všetky keramické vrstvy 501,502,503 sú tu potiahnuté povrchovou tenkou sklenenou vrstvou, ktorá je odstránená iba do oblasti pod polovodičovým čipom 302 a v kontaktnej oblasti 505, v ktorej je vytvorený elektrický kontakt medzi druhou elektricky vodivou keramickou vrstvou 502 a telesom 10.. Na základe technológií použitých na výrobu keramických žeraviacich sviečok sú tieto keramické žeraviace sviečky zvlášť vhodné na umiestnenie kremíkových čipov.10 shows a further embodiment of a glow plug according to the invention, and FIG. 10 shows a so-called ceramic glow plug. In this ceramic glow plug, the heater tube 11 consists of a first conductive ceramic layer 501 and a second ceramic conductive layer 502, between which an insulating ceramic layer 503 is arranged. At the tip of the heating tube 11, the electrically conductive ceramic layers 501 and 502 are connected to each other by a shielded tip 504. so that ^flow: flow of a first electrically conductive ceramic layer 501 to the second electrically conductive ceramic layer 502 is made possible by the thinned tip of the tube 504, the heater 11 is again mounted in the body 10 at its end remote from the combustion chamber. As shown in FIG. 10, the first electrically conductive ceramic layer 501 extends further to the right in the body 10, and a semiconductor, e.g., quartz, chip 302 is placed on this portion and connected to the supply line 19 via a connecting wire 303. the semiconductor chip 302 is again provided with a vertical transistor that allows the current to flow from the top of the semiconductor chip 302 to the bottom of the semiconductor chip 302, so that the semiconductor chip 302 is able to feed electrical current to the first electrically conductive ceramic layer 501. coated with a thin film of glass which is removed only to the area below the semiconductor chip 302 and in the contact area 505 in which electrical contact is made between the second electrically conductive ceramic layer 502 and the body 10. Based on the technologies used to produce ceramic These ceramic glow plugs are particularly suitable for the placement of silicon chips.

Claims

Glow plug with a heater pin for internal combustion engines, with an electric heating element projecting into the combustion chamber of an internal combustion engine, having a current passage (10) which is a heating current for a heating element led through an opening into the combustion chamber. a current-controlled switch is provided with a signal-controlled switch, the heater current being controlled by switching the switch on and off.

The glow plug according to claim 1, characterized in that a control circuit (73) for the switch (70) is provided in the region of the current feedthrough (10), the control circuit (73) generating a signal to switch the switch on and off (73).

The glow plug according to claim 2, characterized in that two supply lines (19) are provided, the first supply line (19) being connectable to the glow current supply terminal (200) and the second supply line (19). 1) is connected to a control circuit (73), and a control signal for the control circuit (73) is supplied via a second supply line (19).

Glow plug according to claim 2, characterized in that an input for the supply line (19) is provided, which input is connected to the switch (70) and the control circuit (73), and is supplied via this input. the operating voltage and at the same time the control signal for the control circuit (73).

A glow plug according to claim 2 to 4, characterized in that the control circuit (73) comprises means for determining the temperature of the heating element, the heating current being controlled in dependence on the signal of the means.

Glow plug according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element is in the form of a metal or ceramic glow plug (11).

Glow plug according to claim 6, characterized in that the heater pin (11) is fastened by means of a body (10) in the combustion chamber opening, wherein the body (10) simultaneously forms a body for the switch (70) or the control circuit (10). 73).

Glow plug according to claim 7, characterized by c. characterized in that the switch (70) and the control circuit (73) are integrated on the chip.

The glow plug according to claim 8, characterized in that the chip is housed in the housing (10) without encapsulation.