ES2260872T3 - Sistema para el calentamiento y la medicion de la corriente de iones y bujias de incandescencia para este sistema. - Google Patents
Sistema para el calentamiento y la medicion de la corriente de iones y bujias de incandescencia para este sistema.Info
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Abstract
La bujía del calentador de medición de corriente de ionización con conexión eléctrica para la corriente de calentamiento del lado del elemento de calentamiento dispuesto en la cámara de combustión en un tubo incandescente aislado en una bujía. La bujía del calentador de medición de corriente de ionización está diseñada con un conmutador semiconductor (8) integrado o modular dispuesto en la región del lado de la conexión de la bujía. El cual se controla mediante una señal de control y conecta la segunda conexión del elemento de conexión al bloque motor (tierra) a través del alojamiento de la bujía (4).
Description
Sistema para el calentamiento y la medición de
la corriente de iones y bujías de incandescencia para este
sistema.
La invención se refiere a una bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones para un motor de
combustión interna de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1 de la patente.
Se conoce a partir del documento
EP-A-0 834 652 una bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones de este tipo y
comprende, como conmutador de semiconductores, un transistor
externo, a través del cual las conexiones de la bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones están conectadas
con una batería.
La medición de la corriente de iones en la
cámara de combustión de un cilindro proporciona diferentes
informaciones sobre el desarrollo de la combustión. En un motor con
varios cilindros, se puede llevar a cabo esta medición de la
corriente de iones en uno, en varios o en todos cilindros. Un
sistema para el calentamiento y la medición de la corriente de iones
necesita bujías de incandescencia especiales y un aparato de control
especial, que no sólo controla, como hasta ahora, el proceso de
incandescencia, sino que pone a disposición también una tensión
auxiliar U_{H}, que se puede aplicar en las bujías de
incandescencia, y se realiza la medición de la corriente de iones.
Las bujías de incandescencia deben estar configuradas de tal forma
que representan al menos en la zona de la punta de las bujías de
incandescencia un electrodo de medición, en el que se puede aplicar
una tensión auxiliar U_{H}. Esta tensión se encuentra entonces
entre el electrodo y la pared interior del cilindro. Si se generan
ahora iones a través del proceso de combustión, se produce un flujo
de corriente. Su desarrollo permite sacar conclusiones sobre el
proceso de la combustión en el cilindro. De una manera preferida, la
bujía de incandescencia se forma de tal manera que partes del
radiador, que se proyectan en el cilindro, pueden ser utilizadas
también como electrodo. Es decir, que el radiador y el electrodo
están acoplados eléctricamente entre sí.
Para la explicación se describe a continuación
un sistema del estado de la técnica y el sistema de acuerdo con la
invención con la ayuda de las figuras 1 y 2, en el que los signos de
referencia tienen el siguiente significado:
- (1)
- Bujía de incandescencia con radiador aislado eléctricamente
- (2)
- Electrodo para la medición de la corriente de iones, que puede estar configurado como tubo cerrado y puede contener el radiador (3).
- (3)
- Radiador, conectado eléctricamente con el electrodo (2), en un lado en un lugar discrecional
- (4)
- Cuerpo de radiador, aislado eléctricamente con respecto al electrodo (2)
- (5)
- Aislamiento eléctrico
- (6)
- Conexión eléctrica, contacto de alta corriente
- (7)
- Conmutador de semiconductores, por ejemplo transistor MOS-FET de canal n
- (8)
- Circuito de evaluación de la tensión
- (9)
- Conexión de masa del cuerpo de la bujía (4) con el bloque del motor
- (10)
- Aparato de control
- (11)
- Conexión de la tensión de alimentación U_{B}, alimentación de la corriente
- (12)
- Conexión de masa, salida de corriente
- (13)
- Conexión de la bujía de incandescencia, corriente hacia la bujía de incandescencia
- (14)
- Conexión de la bujía de incandescencia, reflujo de la corriente desde la bujía de incandescencia
- (15)
- Unidad de control
- (16)
- Fase de conmutación para corriente de incandescencia I_{GK}
- (17)
- Fase de conmutación para la medición de la corriente de iones
- (18)
- Señal de control para la función de "incandescencia"
- (19)
- Señal de control para la función "medición de la corriente de iones"
- (20)
- Generación de la corriente auxiliar U_{H}
Un sistema habitual conocido anteriormente
(figura 1) está constituido por un número N_{z} de bujías de
incandescencia (1) y por un aparato de control (10); N_{z} es el
número de los cilindros del motor respectivo. Para poder emplear
una, varias o todas N_{z} bujías de incandescencia (1) para la
medición de la corriente de iones, se necesitan bujías de
incandescencia especiales de medición de la corriente de iones, en
las que el electrodo (2) y el radiador (3) están aislados
eléctricamente con respecto al cuerpo de la bujía (4). Tales bujías
de incandescencia presentan dos conexiones (6), con las que las
bujías de incandescencia son conectadas con un aparato de control
(10).
El aparato de control (10) contiene una unidad
de control (15), que controla todas las funciones; de una manera
preferida se emplea aquí un microprocesador. En el aparato de
control (10) se pueden conectar N_{z} bujías de incandescencia
(1). Para cada bujía de incandescencia (1) está prevista una fase de
conmutación para la corriente de incandescencia I_{GK} (16) y
adicionalmente, cuando debe realizarse con la bujía de
incandescencia también una medición de la corriente de iones, está
prevista una fase de conmutación para la medición de la corriente de
iones (17), Cada bujía de incandescencia (1) empleada también para
la medición de la corriente de iones se conecta a través de dos
conexiones (13) y (14) en las dos fases de conmutación (16) y (17).
Cada fase de conmutación es activada a través de una señal de
control para la función de "incandescencia" (18) o bien a
través de una señal de control para la función "medición de la
corriente de iones" (19). Durante la medición de la corriente de
iones, la función de "incandescencia" está inactiva. La fase de
conmutación (16) separa la bujía de incandescencia (1)
galvánicamente de la conexión de la tensión de alimentación (11) y
de la conexión de masa (12); al mismo tiempo se aplica a través de
la fase de conmutación (17) una tensión auxiliar U_{H} para la
medición de la corriente de iones en la bujía de incandescencia (1)
conectada como electrodo de medición y se lleva a cabo la medición
de la corriente de
iones.
iones.
Durante el proceso de incandescencia, fluye la
corriente I_{GK} a través de cada fase de conmutación (16) y a
través de cada bujía de incandescencia (1). Para el circuito
representado en la figura 1 resulta, por ejemplo, la siguiente vía
de la corriente:
(11) \rightarrow (16)
\rightarrow (13) \rightarrow (6) \rightarrow (3) \rightarrow
(2) \rightarrow (6) \rightarrow (14) \rightarrow (16)
\rightarrow
(12)
Sobre todo cuando todas las bujías de
incandescencia (1) se emplean también para la medición de la
corriente de iones, esto significa que a través de la conexión de la
tensión de alimentación (11) y la conexión de masa (12) fluye un
múltiplo de la corriente I_{GK}, a saber, una corriente N_{z} *
I_{GK} elevada en la medida del factor N_{z}, número de
cilindros. De ello resulta una carga de la corriente muy alta de
estas dos conexiones. Por ejemplo, para un motor de 8 cilindros con
una corriente de las bujías de incandescencia I_{GK} = 30 A
resulta una corriente total de 240 A a través de las dos conexiones
(11) y (12).
La estructura del sistema convencional descrita
anteriormente para calentamiento y medición de la corriente de iones
presencia varias deficiencias graves:
- -
- Las bujías de incandescencia utilizadas para la medición de la corriente de iones deben conectarse en dos polos; en la bujía de incandescencia se requiere un nuevo sistema de enchufe. Un conector de enchufe correspondiente debe presentar dos contactos de alta corriente y de esta manera es claramente más caro que la forma de realización de un polo.
- -
- La conexión de un conector opuesto de dos polos sobre la bujía de incandescencia montada en el bloque del motor es más costosa que la conexión de un conector simétrico rotatorio.
- -
- La conducción de retorno de la corriente de las bujías de incandescencia hacia el aparato de control requiere una segunda línea de alta corriente con una sección transversal del cable grande con una conexión de enchufe correspondiente en el aparato de control: se producen sobrecostes en el aparato de control y a través del cable adicional.
- -
- La segunda línea de alta corriente eleva, junto con los puntos de contacto adicionales resultantes, las resistencias de paso no deseadas y reduce de esta manera la tensión en la bujía de incandescencia.
- -
- En el aparato de control, adicionalmente a la conexión de alta corriente que está presente ya siempre en la línea positiva (carga de la corriente: suma de todas las corrientes de las bujías de incandescencia), que está realizada la mayoría de las veces como conexión roscada, es necesaria otra conexión de alta corriente en la línea negativa: resultan más costes y un sobregasto en el montaje.
Estos inconvenientes son superados a través de
la estructura de acuerdo con la invención según la reivindicación 1
de la patente. Esta estructura se describe con la ayuda de la forma
de realización preferida según la figura 2.
El sistema está constituido por un aparato de
control (10) y por un número N_{z} de bujías de incandescencia;
N_{z} es al número de los cilindros del motor respectivo. Una,
varias o todas las bujías de incandescencia son bujías de
incandescencia especiales de medición de la corriente de iones (1)
con conmutador electrónico integrado, que se conectan solamente en
un polo con el aparato de control (10). El conmutador electrónico
puede estar contenido también en un módulo, que se enchufa sobre la
bujía de incandescencia.
La configuración según la invención de las
bujías de incandescencia (1) correspondientes se describe en
particular a continuación; en principio, estas bujías de
incandescencia especiales de medición de la corriente de iones (1)
están constituidas de tal forma que el electrodo (2) y el radiador
(3) están aislado eléctricamente con respecto al cuerpo de las
bujías (4). Además, contienen un conmutador de semiconductores (7) y
un circuito de evaluación de la tensión (8). Estas bujías de
incandescencia presentan solamente una conexión eléctrica (6) para
la conexión con el aparato de control (10). El circuito de
evaluación de la tensión (8) evalúa las modificaciones de la tensión
U_{GK} en la conexión (6) con relación a la amplitud o bien con
relación a la modificación temporal (por ejemplo, flanco ascendente
o descendente) y activa de una manera correspondiente el conmutador
de semiconductores (7).
El aparato de control (10) contiene una unidad
de control (15), que controla todas las funciones; de una manera
preferida se emplea aquí un microprocesador. En el aparato de
control (10) se pueden conectar N_{z} bujías de incandescencia
(1). Para cada bujía de incandescencia (1) está prevista una fase de
conmutación para la corriente de incandescencia I_{GK} (16) y
adicionalmente, cuando debe realizarse con la bujía de
incandescencia también una medición de la corriente de iones, está
prevista una fase de conmutación para la medición de la corriente de
iones (17), Cada bujía de incandescencia (1) empleada también para
la medición de la corriente de iones se conecta a través de una
conexión (13) en las dos fases de conmutación (16) y (17). Cada fase
de conmutación es activada a través de una señal de control para la
función de "incandescencia" (18) o bien a través de una señal
de control para la función "medición de la corriente de iones"
(19). Durante la conmutación de una a otra función, se provocan en
la conexión de las bujías de incandescencia (13) modificaciones de
la tensión U_{GK} con respecto a la amplitud o bien con respecto a
la modificación temporal (por ejemplo, flanco ascendente o
descendente), que son evaluadas entonces por el circuito de
evaluación de la tensión (8) de la bujía de incandescencia (1).
Para la medición de la corriente de iones se separan el electrodo
(2) y el radiador (3) a través del conmutador de semiconductores (7)
galvánicamente de la conexión de masa (9) y a través de la fase de
conmutación (16) se separa de la conexión de la tensión de
alimentación (11). Al mismo tiempo se aplica a través de la fase de
conmutación (17) una tensión auxiliar U_{H} para la medición de la
corriente de iones en la bujía de incandescencia (1) conectada como
electrodo de medición y se lleva a cabo la medición de la corriente
de iones.
Durante el proceso de calentamiento fluye a
través de cada fase de conmutación (16) la corriente I_{GK} hacia
las bujías de incandescencia (1) individuales y desde allí de nuevo
hacia el bloque motor que se encuentra en potencial de masa. Para el
circuito representado en la figura 2 resulta, por ejemplo, la
siguiente vía de la corriente:
(11) \rightarrow (16)
\rightarrow (13) \rightarrow (6) \rightarrow (2) \rightarrow
(3) \rightarrow (7) \rightarrow (4) \rightarrow
(9)
Esto significa que en el aparato de control (10)
solamente a través de la conexión de la tensión de alimentación (11)
fluye un múltiplo de la corriente I_{GK}, a saber, una corriente
N_{z} * I_{GK} elevada en la medida del factor N_{z}, número
de cilindros. De ello resulta una carga de la corriente muy alta
para esta conexión. Por ejemplo, para un motor de 8 cilindros con
una corriente de las bujías de incandescencia I_{GK} = 30 A
resulta una corriente total de 240 A a través de la conexión (11).
La conexión (12) no se carga con esta corriente.
A continuación se describen bujías de
incandescencia para la medición de la corriente de iones, que se
pueden emplear en el sistema descrito anteriormente y aquéllas, que
se pueden utilizar en combinación con un aparato de control adaptado
de una manera correspondiente del sistema descrito para la misma
finalidad. A este respecto, para la explicación se utilizan las
figuras 3 a 12, en las que los signos de referencia tienen el
siguiente significado:
- (1)
- Bujía de incandescencia con radiador aislado eléctricamente
- (2)
- Electrodo para la medición de la corriente de iones, que puede estar configurado como tubo cerrado y puede contener el radiador (3).
- (3)
- Radiador, conectado eléctricamente con el electrodo (2), en un lado en un lugar discrecional
- (4)
- Cuerpo de radiador, aislado eléctricamente con respecto al electrodo (2)
- (5)
- Aislamiento eléctrico
- (6)
- Conexión eléctrica, contacto de alta corriente
- (7)
- Conexión eléctrica, señal de control
- (8)
- Conmutador de semiconductores, por ejemplo transistor MOS-FET de canal n
- (9)
- Circuito de evaluación de la tensión
- (10)
- Resistencia
- (11)
- Conmutador de semiconductores
- (12)
- Conmutador
- (13)
- Conmutador
- (14)
- Resistencia
- (15)
- Módulo de conmutación con conmutador de semiconductores (8)
- (16)
- Línea para la alimentación de corriente
- (17)
- Línea para la señal de control
Si debe utilizarse una bujía de incandescencia
también para la medición de la corriente de iones, entonces se
necesita en la zona de la punta de la bujía de incandescencia
adicionalmente un electrodo de medición, en el que se aplica una
tensión auxiliar U_{H}. Esta tensión puede ser una tensión
continua o una tensión alterna. La tensión U_{H} se encuentra
entonces entre el electrodo y la pared interior del cilindro. Si se
generan ahora iones a través del proceso de la combustión, entonces
se produce un flujo de corriente. Este desarrollo permite sacar
conclusiones sobre el proceso de la combustión en el cilindro. De
una manera preferida, la bujía de incandescencia se configura de tal
forma que partes del radiador, que se proyecta dentro del cilindro,
se pueden utilizar también como electrodo. Es decir, que el radiador
y el electrodo están acoplados eléctricamente entre sí.
La bujía de incandescencia de medición de la
corriente de iones debe conectarse con dos líneas en un aparato de
control correspondiente. A través de las dos líneas fluye la
corriente de servicio de la bujía de incandescencia. Puesto que esta
corriente es muy alta, estando los valores típicos en el intervalo
entre 30 y 40 A, las líneas y las instalaciones de conexión
correspondientes deben estar configuradas correspondientemente
macizas y, por lo tanto,
caras.
caras.
De acuerdo con la invención, se integra un
conmutador de semiconductores en la bujía de incandescencia o en un
módulo acoplado sobre la bujía de incandescencia, de manera que sólo
fluye todavía a través de una línea la corriente de servicio de la
bujía de incandescencia; incluso es posible, como en las bujías de
incandescencia convencionales, utilizar solamente una única línea
para la conexión de la bujía de incandescencia.
Una bujía de incandescencia de medición de la
corriente de iones de 2 polos conocida anteriormente presenta las
siguientes características de acuerdo con la figura 3:
- -
- bujía de incandescencia con 2 conexiones eléctricas (6)
- -
- el electrodo (2) y el radiador (3) están aislados eléctricamente con respecto al bloque motor a través del cuerpo de la bujía (4), que contiene el elemento de aislamiento (5),
- -
- el electrodo (2) está conectado en un lugar discrecional con una de las dos conexiones del radiador (3)
- -
- a través de las dos conexiones eléctricas (6) fluye la corriente de incandescencia
- -
- para la medición de la corriente de iones se aplica la tensión auxiliar UH en una de las dos conexiones (6), la otra conexión permanece desconectada.
En cambio, de acuerdo con la figura 4, una forma
de realización de acuerdo con la invención de una bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones de 2 polos con
conmutador electrónico integrado se caracteriza por las siguientes
características:
Bujía de incandescencia (1) con 2 conexiones
eléctricas (6) y (7):
- -
- el electrodo (2) y el radiador (3) están aislados eléctricamente frente al bloque motor a través del cuerpo de la bujía (4), que contiene un elemento de aislamiento (5),
- -
- el electrodo (2) está conectado en un lugar discrecional con una de las dos conexiones del radiador (3),
- -
- solamente a través de una conexión eléctrica (6) fluye la corriente de incandescencia
- -
- la segunda conexión eléctrica (7) conduce solamente una señal de control, con la que se activa un conmutador de semiconductores (8), que conecta la segunda conexión del radiador (3) a través del cuerpo de la bujía (4) al bloque motor (= masa).
Otra forma de realización de la bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones de 2 polos de
acuerdo con la invención con conmutador electrónico integrado
presenta, según la figura 5, las siguientes características:
- -
- bujía de incandescencia (1) con 3 conexiones eléctricas (6)
\newpage
- -
- módulo de conmutación (15), que se puede acoplar sobre la bujía de incandescencia (1), con un conmutador electrónico (8) con dos líneas para la alimentación de corriente (16) y para una señal de control (17) y con conectores opuestos (18) para las conexiones (6)
- -
- el electrodo (2) y el radiador (3) están aislados eléctricamente con respecto al bloque motor a través del cuerpo de la bujía (4), que contiene el elemento de aislamiento (5),
- -
- el electrodo (2) está conectado en un lugar discrecional con una de las dos conexiones del radiador (3)
- -
- solamente a través de una línea eléctrica (6) fluye la corriente de incandescencia
- -
- la segunda línea eléctrica (7) solamente conduce una señal de control, con la que se activa un conmutador de semiconductores (8), que conecta la segunda conexión del radiador (3), a través del cuerpo de la bujía (4), en el bloque motor (= masa).
Otra forma de realización de la bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones de 1 polo de
acuerdo con la invención con conmutador electrónico integrado
presenta, según la figura 6, las siguientes características:
- -
- bujía de incandescencia con una conexión eléctrica (6)
- -
- el electrodo (2) y el radiador (3) están aislados eléctricamente con respecto al bloque motor a través del cuerpo de la bujía (4), que contiene el elemento de aislamiento (5),
- -
- el electrodo (2) está conectado en un lugar discrecional con una de las dos conexiones del radiador (3)
- -
- la tensión en la conexión eléctrica (6) es evaluada y se activa un conmutador de semiconductores (8), que conecta la segunda conexión del radiador a través del cuerpo de la bujía (4) en el bloque motor (= masa).
Otra forma de realización de la bujía de
incandescencia de medición de la corriente de iones de 1 polo de
acuerdo con la invención con conmutador electrónico integrado se
caracteriza, según la figura 7, por las siguientes
características:
- -
- bujía de incandescencia (1) con 3 conexiones eléctricas (6)
- -
- módulo de conmutación (15), que se puede acoplar sobre la bujía de incandescencia (1), con un conmutador electrónico (8) con una línea para la alimentación de corriente (16) y con conectores opuestos (18) para las conexiones (6)
- -
- el electrodo (2) y el radiador (3) están aislados eléctricamente con respecto al bloque motor a través del cuerpo de la bujía (4), que contiene el elemento de aislamiento (5),
- -
- el electrodo (2) está conectado en un lugar discrecional con una de las dos conexiones del radiador (3)
- -
- la tensión en la conexión eléctrica (6) es evaluada y se activa un conmutador de semiconductores (8), que conecta la segunda conexión del radiador a través del cuerpo de la bujía (4) en el bloque motor (= masa).
A continuación se describe, con la ayuda de la
figura 8, el comportamiento eléctrico de una bujía de incandescencia
de medición de 2 polos de acuerdo con la invención con conmutador
electrónico:
Si se aplica en las conexiones (7) o (17) una
tensión U_{St}, que es suficiente para conmutar el conmutador de
semiconductores (8) (por ejemplo, U_{St} = 5 ... 10 V), entonces,
cuando existe en la conexión (6) ó (16) una tensión U_{GK} =
U_{s}, puede fluir una corriente desde la conexión (6) o (16) a
través del electrodo (2) y del radiador (3), a través del conmutador
de semiconductores (8), hacia el cuerpo de la bujía (4) que se
encuentra en masa, figura 8. Si el conmutador de semiconductores (8)
está bloqueado, entonces para la medición de la corriente de iones
se puede se puede aplicar en la conexión (6) o (16) una tensión
U_{GK} = U_{H}, por ejemplo con U_{H} > U_{B}. La
tensión U_{H} puede ser una tensión continua o una tensión
alterna. Es decir, que es posible una medición de la corriente de
iones, aunque no se
caliente.
caliente.
A continuación se describe con la ayuda de la
figura 9 el comportamiento eléctrico de una bujía de incandescencia
de medición de la corriente de iones de 1 polo de acuerdo con la
invención:
Para la medición de la corriente de iones se
utiliza una tensión auxiliar U_{H}, que es claramente mayor que la
tensión de la red de a bordo U_{B}, por ejemplo U_{B} = 14 V,
U_{H} = 140 V. La tensión UH puede ser una tensión continua o una
tensión alterna. Delante del conmutador de semiconductores (8) está
conectado un circuito de evaluación de la tensión (9), que contiene
un detector del valor umbral (comparador) con el umbral de
conmutador U_{s}, que conmuta: U_{GK} \approx U_{B} o
bloquea U_{GK} \approx U_{H} el conmutador de semiconductores
(8) en función de la tensión U_{GK} que se aplica en la conexión
(6) o bien en (16) y en el cuerpo de la bujía (4). Si U_{H} es
una tensión alterna, entonces se evalúa de una manera preferida la
amplitud o el valor efectivo de la tensión. El umbral de conmutación
U_{s} se selecciona para que sea mayor que U_{B} y menor que
U_{H}:
U_{B} <
U_{s} <
U_{H}
Para U_{GK} < U_{s} se conmuta al
conmutador de semiconductores (8) y puede fluir una corriente desde
la conexión (6) o bien desde (16) a través del electrodo (2) y el
radiador (3), y el conmutador de semiconductores (8) hacia el cuerpo
de la bujía (4) que se encuentra en masa, figura 9. Si el conmutador
de semiconductores (8) está bloqueado, U_{GK} = U_{s}, entonces
se aplica para la medición de la corriente de iones la tensión
U_{H} en la conexión (6) o (16). Es decir, que es posible una
medición de la corriente de iones, aunque no se caliente.
Para la medición de la corriente de iones se
utiliza una tensión auxiliar U_{H}, que es claramente mayor que la
tensión de la red de a bordo U_{B}, por ejemplo U_{B} = 14 V,
U_{H} = 140 V. La tensión U_{H} puede ser una tensión continua o
una tensión alterna. Delante del conmutador de semiconductores (8)
está conectado un circuito de evaluación de la tensión (9), que
evalúa las modificaciones de la tensión de U_{GK}. Este circuito
conmuta el conmutador de semiconductores (8) en función de las
modificaciones de la tensión U_{GK} que se aplica en la conexión
(6) o en (16) y en el cuerpo de la bujía (4). Si U_{H} es una
tensión alterna, entonces se evalúa de una manera preferida la
amplitud o el valor efectivo de la tensión. Si se modifica U_{GK}
desde la tensión más elevada U_{H} hacia la tensión U_{s},
entonces se conmuta el conmutador de semiconductores (8), ver la
figura 10. Si U_{GK} se encuentra en el nivel de U_{s} y se
reduce entonces U_{GK} en la medida de un valor de la tensión
\DeltaU, por ejemplo \DeltaU \approx 0,5 V, entonces se
bloquea el conmutador de semiconductores (8). Como reacción, se
eleva la tensión U_{GK} a continuación de nuevo al valor
U_{H}.
U_{H}.
Si se conmuta el conmutador de semiconductores
(8), entonces puede fluir una corriente desde la conexión (6) o (16)
a través del electrodo (2) y el radiador (3), a través del
conmutador de semiconductores (8) hacia el cuerpo de la bujía (4)
que se encuentra en masa. Si el conmutador de semiconductores (8)
está bloqueado, U_{GK} = U_{H}, entonces para la medición de la
corriente de iones se aplica la tensión UH en la conexión (6) o
(16). Es decir, que es posible una medición de la corriente de
iones, aunque no se caliente.
Para la medición de la corriente de iones no se
utiliza una tensión auxiliar U_{H}, sino que se puede utilizar la
tensión de la red de a bordo U_{B}, U_{H} = U_{B}. La tensión
U_{B} puede ser una tensión continua o una tensión alterna. La
tensión U_{B} se puede conectar o bien a través del conmutador
(12) de baja impedancia o a través del conmutador (13) y la
resistencia (14) en la conexión (6) o (16) de la bujía de
incandescencia, ver la figura 11. Delante del conmutador de
semiconductores (8) está conectado un circuito de evaluación de la
tensión (9), que contiene un detector del valor umbral (comparador)
con el umbral de conmutación U_{s}, una resistencia (10) y otro
conmutador de semiconductores (11). Si el conmutador de
semiconductores (11) es conductor, entonces la conmuta la
resistencia (10) entre la masa y la conexión (6) o (16).
Si se conecta a través de los conmutadores (12)
ó (13) la tensión U_{B} en la conexión (6) o (16) de la bujía de
incandescencia (1), entonces en primer lugar el conmutador de
semiconductores (11) es conductor. Si se conecta el conmutador (12),
entonces la tensión U_{GK} en la conexión (6) o en la (16) es
igual a la tensión U_{B}. En cambio, si el conmutador (13) está
conectado, entonces las resistencias (10) y (14) forman un divisor
de la tensión y la tensión U_{GK} en la conexión (6) o en la (16)
es menor que la tensión U_{B}. Si se seleccionan, por ejemplo,
valores iguales para las resistencias (10) y (14), entonces resulta
para la tensión en la conexión (6) o en la (16):
U_{GK} =
U_{B} /
2
El umbral de conmutación U_{s} se selecciona
para que se encuentre entre la tensión determinada a través del
divisor de la tensión, que está constituido por las resistencias
(10) y (14), y la tensión U_{B}. Para el diseño ejemplar con
resistencia (10) igual a la resistencia (14) se selecciona para
U_{s} con preferencia:
U_{s} = ¾ *
U_{B}
El circuito de evaluación de la tensión (9)
evalúa la tensión U_{GK} poco después de la aplicación de una
tensión en a conexión (6) o en la (16) y activa de una manera
correspondiente los conmutadores de semiconductores (8) y (11), ver
la figura 12.
- Caso 1: U_{GK} = U_{B} / 2
- El conmutador de semiconductores (8) permanece bloqueado, el conmutador de semiconductores (11) se bloquea después de la evaluación de la tensión en la conexión (6) o en la (16).
- Caso 2: U_{s} = ¾ * U_{B}
- El conmutador de semiconductores (8) se conecta conductor, el conmutador de semiconductores (11) se bloquea después de la evaluación de la tensión en la conexión (6) o en la (16).
Para U_{GK} = U_{B} > U_{s} se conmuta
el conmutador de semiconductores (8) y puede fluir una corriente
desde la conexión (6) o desde la (16) a través del electrodo (2) y
el radiador (3), y a través del conmutador de semiconductores (8)
hacia el cuerpo de la bujía (4) que se encuentra en masa, ver
también la figura 2. La corriente que fluye a través de la
resistencia (10) se puede omitir frente a la corriente I_{GK} que
fluye a través del radiador (3).
Claims (5)
1. Bujía de incandescencia de medición de la
corriente de iones para un motor de combustión interna con
- -
- un elemento calefactor (3),
- -
- una conexión eléctrica para la corriente de incandescencia del elemento calefactor (3),
- -
- un tubo de incandescencia (2), en el que está dispuesto el elemento calefactor (3) en el lado de la cámara de combustión,
- -
- una carcasa de bujía (4), en la que está dispuesto el tubo de incandescencia (2) y frente a la cual está aislado eléctricamente, y que se conecta eléctricamente, cuando se emplea la bujía de incandescencia de medición de la corriente de iones, con el bloque motor del motor de combustión interna, y
- -
- un conmutador de semiconductores (8) que, activado por una señal de control, conecta la conexión del lado de la masa del elemento calefactor (3), a través de la carcasa de la bujía (4), en el bloque motor (masa),
caracterizada
porque
- -
- el conmutador de semiconductores (8) está integrado o está dispuesto de forma modular en la zona del lado de la conexión de la bujía de incandescencia de medición de la corriente de iones.
2. Bujía de incandescencia de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque presenta dos
conexiones eléctricas (6) y (7), en la que a través de una de las
conexiones eléctricas (6) se alimenta la corriente de incandescencia
para el elemento calefactor (3), mientras que la segunda conexión
eléctrica (7) solamente conduce una señal de control, con la que se
activa el conmutador de semiconductores (8), que conecta la segunda
conexión del elemento calefactor (3) a través del cuerpo de la bujía
(4) al bloque motor (masa).
3. Bujía de incandescencia de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque el conmutador de
semiconductores (8) está dispuesto en un módulo de conexión (15),
que se puede acoplar sobre la bujía de incandescencia, con una
conexión eléctrica para la corriente de incandescencia y una
conexión eléctrica para la señal de control y con un conector
opuesto (18) para la conexión con las conexiones de la bujía.
4. Bujía de incandescencia de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque solamente está
prevista una conexión eléctrica para la alimentación de la
corriente, estando conectada ésta con un circuito de evaluación de
la tensión (9), a través del cual se activa el conmutador de
semiconductores (8).
5. Bujía de incandescencia de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque el conmutador de
semiconductores (8) y el circuito de evaluación de la tensión (9)
así como una conexión eléctrica están dispuestos en un módulo de
conexión (15) con conectores opuestos (18) para la conexión con las
conexiones de la bujía.
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