JP3896231B2

JP3896231B2 - 加熱及びイオン電流測定用システム並びにそのイオン電流測定用グロープラグ

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Authority: JP
Inventors: ウールギュンター
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイオン電流測定用グロープラグ、加熱用システム、及びこのようなグロープラグを用いるイオン電流の測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダーの燃焼空間中のイオン電流測定は燃焼の進行に関する種々のデーターをもたらす。数個のシリンダーを有するエンジンにおいては、このイオン電流測定は一個のシリンダーまたは幾つかもしくは全てのシリンダーについて行うことができる。加熱及びイオン電流測定用のシステムは加熱工程を制御するのみならず、グロープラグに印加することのできる補助電圧Ｕ_Ｈを利用可能としイオン電流測定を行う特別のグロープラグ及び特別の制御装置を必要とする。グロープラグは、少なくともグロープラグ先端の領域においては補助電圧Ｕ_Ｈを印加できる測定用電極の役目を行うように作製されていなければならない。そして、この電圧は該電極とシリンダーの内壁との間に印加される。かくして、イオンが燃焼工程によって生成した場合、電流が流れる。この挙動によりシリンダー中における燃焼工程についての判定を行うことができる。グロープラグは、シリンダー中に突き出たヒーターの部分が電極として使用できるように構成することが好ましい。即ち、ヒーターと電極とは互いに電気的に結合されている。
【０００３】
以下、説明のために、従来技術のシステムを図１を用いて述べる。なお、参照番号（１）は電気絶縁されたヒーターを有するグロープラグ、（２）はイオン電流測定用電極（密閉管として形成することが出来、ヒーター（３）を含んでいてもよい）、（３）は片面において電極（２）と何れかの位置で電気的に接続されたヒーター、（４）は電極（２）に対し電気的に絶縁されたプラグ本体、（５）は電気絶縁材、（６）は強電流の接点である電気端子、（１０）は制御装置、（１１）は供給電圧端子Ｕ_Ｂ（電力供給）、（１２）は接地端子（電力除去）、（１３）はグロープラグ端子（グロープラグへの電流の流入）、（１４）はグロープラグ端子（グロープラグからの電流の戻り）、（１５）は制御ユニット、（１６）はグロー電流Ｉ_ＧＫのスイッチング装置、（１７）はイオン電流測定用のスイッチング装置、（１８）は「加熱」機能のための制御信号、（１９）は「イオン電流測定」機能のための制御信号、（２０）は補助電圧Ｕ_Ｈ発生装置である。
【０００４】
従来技術の双極式イオン電流測定用グロープラグは図３に示すように下記の特徴を有する。すなわち、グロープラグは二つの電気端子（６）を有し、電極（２）とヒーター（３）とは絶縁素子（５）を含むプラグ本体（４）によってエンジンブロックに対し電気的に絶縁されており、電極（２）は何れかの場所でヒーター（３）の二つの端子の一つに接続されており、グロー電流は二つの端子（６）を経て流れ、イオン電流測定のためには、補助電圧Ｕ_Ｈを二つの端子（６）の一つに印加し、他の端子は結線しないでおく。
【０００５】
公知のシステム(図１)はＮ_Ｚ個のグロープラグ（１）と制御装置（１０）とを有する。Ｎ_Ｚは各エンジンのシリンダーの数である。イオン電流測定に一つの、数個の、或いは全てのＮ_Ｚ個のグロープラグ（１）を使用可能にするには、電極(２)とヒーター（３）とがプラグ本体（４）に対して電気的に絶縁された特別のイオン電流測定用グロープラグが必要となる。これらのグロープラグは該グロープラグを制御装置（１０）に接続する二つの端子（６）を有する。
【０００６】
制御装置（１０）は全ての機能を制御する制御ユニット（１５）を含んでおり、ここではマイクロプロセッサーの使用が好ましい。制御装置（１０）には、Ｎ_Ｚ個のグロープラグ（１）を接続することができる。各グロープラグ（１）には、グロー電流Ｉ_ＧＫのためのスイッチング装置(16)があり、さらに、イオン電流をグロープラグで測定する場合のイオン電流測定用のスイッチング装置（１７）がある。イオン電流測定用にも使用される各グロープラグは二つの端子（１３）及び（１４）を介して二つのスイッチング装置（１６）及び（１７）に接続される。各スイッチング装置は「加熱」機能のための制御信号（１８）又は「イオン電流測定」機能のための制御信号（１９）によって作動される。イオン電流測定の間、「加熱」機能は作動しない。スイッチング装置（１６）はグロープラグ（１）を電気的に供給電圧端子（１１）及び接地端子（１２）から分離すると同時に、イオン電流測定用の補助電圧Ｕ_Ｈがスイッチング工程（１７）を介して測定用電極として接続されたグロープラグ（１）に印加され、イオン電流測定が行われる。
【０００７】
加熱工程の間、電流Ｉ_ＧＫが各スイッチング装置（１６）及び各グロープラグ（１）中を流れる。図１に示す回路については、電流の流路は、例えば次の通りである：（１１）→（１６）→（１３）→（６）→（３）→（２）→（６）→（１４）→（１６）→（１２）。
【０００８】
このことから、主として、全てのグロープラグ（１）をイオン電流測定に使用している間、多重電流Ｉ_ＧＫ、具体的には、シリンダーの数であるファクターＮ_Ｚによって増大した電流Ｎ_Ｚ＊Ｉ_ＧＫが供給電圧端子（１１）及び接地端子（１２）を流れることがわかる。この結果、これら二つの端子に非常に高い電流負荷がかかる。例えば、８個のシリンダーのエンジンでグロープラグ電流Ｉ_ＧＫ＝３０Ａの場合、二つの端子(１１)及び（１２）の合計電流は２４０Ａとなる。
【０００９】
上記の加熱及びイオン電流測定用の従来のシステム構造には幾つかの重大な欠点がある。すなわち、イオン電流測定に使用するグロープラグは双極式に接続しなければならず、グロープラグに新しいコネクタシステムが必要となる。また、各プラグコネクタは二つの強電流接点を持たねばならず、単極式のものよりも明らかに高価となる。また、エンジンブロックに搭載されたグロープラグへ双極式嵌め合わせコネクタを差込むことは、回転体である対称形プラグの挿入よりも複雑である。また、グロープラグ電流を制御装置に戻すには、制御装置上に対応するプラグ接続を持つ大きなケーブル断面を有する別の強電流ラインが必要となり、制御装置及び追加のケーブルによる追加の費用がかかる。さらに、上記の別の強電流ライン及びそれに伴う追加の接点により不用な接点抵抗が増え、グロープラグへの電圧が減少する。さらに、制御装置において、通常スクリュー端子として用いられている正極ライン（電流負荷：全グロープラグ電流の合計）の既存の強電流端子の他に、別の負極ラインの強電流端子が必要となる。即ち、装備に追加の費用と追加の手間が必要となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主要な目的は従来技術の欠点を解消したイオン電流測定用グロープラグ、及びこのグロープラグを使用した加熱及びイオン電流測定用のシステムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、燃焼空間に向けられた加熱管に配置される発熱体のグロー電流のための電気端子を有するイオン電流測定用グロープラグであって、前記加熱管はプラグハウジング中にこれから絶縁されて配置されており、該プラグハウジングはエンジンブロックに電気的に接続され、プラグの端子側領域に一体化またはモジュールとして設けられたソリッドステートスイッチを有し、前記スイッチは制御信号によって作動され、発熱体の第二の端子をプラグハウジングを介してエンジンブロック（接地）に切り換えるものであるグロープラグによって達成される。
【００１２】
本発明のこれらの及びその他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照して下記の説明を考慮すれば明らかとなるであろう。なお、図面は例示のためだけのものであり、本発明の態様を幾つか示すものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下の説明においては、対比を容易にするため、図１及び図３の従来のシステム及びグロープラグに関して用いたものと同じ参照番号を本発明の態様に関しても用いた。
【００１４】
本発明の加熱及びイオン電流測定のためのシステムは、制御装置（１０）及びＮ_Ｚ個のグロープラグからなり、Ｎ_Ｚは各エンジンのシリンダーの数である。一つ、数個或いは全てのグロープラグは一体化した電子スイッチまたはグロープラグに差し込んだモジュール中に含まれる電子スイッチを有する特別のイオン電流測定用グロープラグ（１）である。この特別のイオン電流測定用グロープラグは制御装置（１０）に単に単極式に接続されているだけである。
【００１５】
各グロープラグ（１）の態様を更に詳細に説明する。基本的に、これらの特別のイオン電流測定用グロープラグ（１）は、電極（２）及びヒーター（３）がプラグ本体（４）に対して電気絶縁されるように構成される。また、これらはソリッドステートスイッチ（７）及び電圧測定回路（８）を含む。これらのグロープラグは制御装置（１０）に接続するためのただ一つの電気端子（６）を有する。この電気端子は、発熱体の第１の端子を介して該発熱体に接続されている。電圧測定回路（８）は振幅又は時間(例えば、フランクの上昇又は下降)に関する端子（６）での電圧Ｕ_ＧＫの変化を測定し、ソリッドステートスイッチ（７）を作動させる。
【００１６】
制御装置（１０）はすべての機能を制御する制御ユニット（１５）を含み、ここでは、好ましくは、マイクロプロセッサーが使用される。Ｎ_Ｚ個のグロープラグ（１）を制御装置（１０）に接続することが出来る。各グロープラグ（１）毎に、グロー電流Ｉ_ＧＫに対するスイッチング装置(16)が存在し、さらに、イオン電流もグロープラグで測定できるように、イオン電流測定のためのスイッチング装置(1７)が存在する。各グロープラグ（１）はイオン電流測定にも使用されるように端子（１３）を介して二つのスイッチング装置（１６）及び（１７）に接続されている。各スイッチング装置は「加熱」機能のための制御信号（１８）又は「イオン電流測定」機能のための制御信号（１９）によって作動される。一つの機能から他の機能にスイッチングする場合、グロープラグ端子（１３）において、振幅又は時間(例えば、フランクの上昇又は下降)に関する電圧Ｉ_ＧＫの変化が生じ、次に、これらの変化はグロープラグ（１）の電圧測定回路（８）によって測定される。イオン電流測定については、電極（２）及びヒーター（３）はソリッドステートスイッチ（７）によって接地端子（９）から電気的に分離され、スイッチング装置（１７）により供給電圧端子（１１）から電気的に分離される。同時に、イオン電流測定用の補助電圧U_Hがスイッチング装置（１７）を介して測定用電極として接続されたグロープラグ（１）に印加され、イオン電流測定が行われる。
【００１７】
加熱工程の間、電流Ｉ_ＧＫは各スイッチング装置（１６）から各グロープラグ（１）に流れ、ここから、接地電位にあるエンジンブロックに流れる。図２に示す回路については、電流の流路は、例えば、次の通りである：（１１）→（１６）→（１３）→（６）→（２）→（３）→（７）→（４）→（９）。
【００１８】
このことは制御装置（１０）では多重電流Ｉ_ＧＫ、具体的には、シリンダーの数であるファクターＮ_Ｚによって増大した電流Ｎ_Ｚ＊Ｉ_ＧＫが供給電圧端子（１１）を流れる。この結果、この端子に非常に高い電流負荷がかかる。例えば、８個のシリンダーのエンジンでグロープラグ電流Ｉ_ＧＫ＝３０Ａの場合、一つの端子(１１)を介する合計電流は２４０Ａとなる。端子(１２)はこの電流によって負荷されない。
【００１９】
以下に、前述のシステムに使用することの出来るイオン電流測定用のグロープラグ及びそれに適合させた前記システムの制御装置と組み合わせて同様な目的に使用することの出来るグロープラグを図４乃至図１２を用いて説明する。なお、図中、参照番号（１）は電気絶縁されたヒーターを有するグロープラグ、（２）は密閉管として形成することが出来、ヒーター（３）を含んでいてもよいイオン電流測定用電極、（３）は片面において何れかの位置で電極（２）と電気的に接続されたヒーター、（４）は電極（２）に対し電気的に絶縁されたプラグ本体、（５）は電気絶縁材、（６）は電気端子（電流の供給）、（７）は電気端子（制御信号）、（８）はソリッドステートスイッチ、たとえば、ｎ−チャンネルＭＯＳ−ＦＥＴトランジスター、（９）は電圧測定回路、（１０）レジスター、（１１）はソリッドステートスイッチ、（１２）はスイッチ、（１３）はスイッチ、（１４）はレジスター、（１５）はソリッドステートスイッチ（８）を有するスイッチモジュール、（１６）は電流供給用ライン、（１７）は制御信号用ラインである。
【００２０】
グロープラグをイオン電流測定用にも用いる場合、グロープラグの先端の領域において、補助電圧Ｕ_Ｈが印加される測定用電極も必要となる。この電圧はDC又はAC電圧の何れでもよい。そして、この電圧Ｕ_Ｈは該電極とシリンダーの内壁との間に印加される。ここで、イオンが燃焼工程によって生成した場合、電流が流れ、そして、この挙動によりシリンダー内における燃焼工程について判定することができる。グロープラグは、シリンダー中に突き出たヒーターの部分が電極としても使用できるように構成することが好ましい。即ち、ヒーターと電極とはお互いに電気的に結合されている。
【００２１】
イオン電流測定用グロープラグは二つのラインによって適当な制御装置に接続されなければならない。グロープラグの作動電流は両ラインを流れる。この電流は非常に強く、代表的には３０−４０Aであるので、ライン及び接続手段はそれに応じて大きくなければならず、従って、高価である。
【００２２】
本発明においては、ソリッドステートスイッチは、グロープラグの作動電流が一つのラインを流れるように、グロープラグと一体的に結合されているか、または、グロープラグに差し込まれたモジュールと一体的に結合されており、従来のグロープラグと同様に、グロープラグの接続に単一のラインのみを用いることが可能である。
【００２３】
一方、図４に示すように、一体化電子スイッチを有する本発明の双極式イオン電流測定用グロープラグの一態様は下記の特徴を有する。すなわち、グロープラグ（１）は二つの電気端子（６）及び（７）を有する。電極（２）とヒーター（３）とは絶縁素子（５）を含むプラグ本体（４）によって、エンジンブロックに対し電気的に絶縁されている。また、電極（２）は何れかの位置でヒーター（３）の二つの端子の一つに接続されている。また、グロー電流はただ一つの端子（６）を経て流れ、第二の電気端子（７）はソリッドステートスイッチ（８）を作動させるただ一つの制御信号を運び、これはヒーター（３）の第二の端子をエンジンブロック（＝接地）にプラグ本体（４）を介してスイッチする。
【００２４】
差込電子スイッチを有する本発明の双極式イオン電流測定用グロープラグの別の態様は図５に示すように下記の特徴を有する。すなわち、グロープラグ（１）は三つの電気端子（６）を有する。二つのライン（一つは電力供給(１６)用、もう一つは制御信号（１７）用）を持つ電子スイッチ（８）と発熱体の第１の端子を含む端子群（６）と噛み合うコネクタ（１８）とを有し、グロープラグ（１）に差込むことのできるスイッチングモジュール（１５）を備えている。そして、電極（２）とヒーター（３）とは絶縁素子（５）を含むプラグ本体（４）によって、エンジンブロックに対し電気的に絶縁されている。電極（２）は何れかの位置でヒーター（３）の二つの端子の一つに接続されている。そして、グロー電流はただ一つの電気ライン（１６）を経て流れる。第二の電気ライン（１７）はソリッドステートスイッチ（８）を作動させるただ一つの制御信号を運び、これはヒーター（３）の第二の端子をエンジンブロック（＝接地）にプラグ本体（４）を介してスイッチする。
【００２５】
差込電子スイッチを有する本発明の単極式イオン電流測定用グロープラグの別の態様は図６に示すように下記の特徴を有する。すなわち、グロープラグは一つの電気端子（６）を有する。電極（２）とヒーター（３）とは絶縁素子（５）を含むプラグ本体（４）によって、エンジンブロックに対し電気的に絶縁されている。電極（２）は何れかの位置でヒーター（３）の二つの端子の一つに接続されている。電気端子（６）の電圧を測定し、ソリッドステートスイッチ（８）を作動させて、ヒーターの第二の端子をエンジンブロック（＝接地）にプラグ本体（４）を介してスイッチする。
【００２６】
差込電子スイッチを有する本発明の単極式イオン電流測定用グロープラグの別の態様は図７に示すように下記の特徴を有する。すなわち、グロープラグ（１）は三つの電気端子（６）を有する。スイッチングモジュール（１５）はグロープラグ（１）に差込むことができ、電力供給（１６）用の一つのラインを持つ電子スイッチ（８）と、発熱体の第１の端子を含む端子群（６）に噛み合うコネクタ（１８）とを備えている。電極（２）とヒーター（３）とは絶縁素子（５）を含むプラグ本体（４）によって、エンジンブロックに対し電気的に絶縁されている。電極（２）は何れかの位置でヒーター（３）の二つの端子の一つに接続されている。そして、電気端子（１６）における電圧を測定し、ソリッドステートスイッチ（８）を作動させてヒーターの第二の端子をエンジンブロック（＝接地）にプラグ本体（４）を介してスイッチする。
【００２７】
以下に、電子スイッチを有する本発明の双極式イオン電流測定用グロープラグの電気的挙動を図８を用いて説明する。
【００２８】
電圧Ｕ_Ｓｔを端子(７)又は（１７）に印加し、これがソリッドステートスイッチ（８）を入れるのに十分なもの(例えば、Ｕ_Ｓｔ＝５．．．１０Ｖ)であった場合、電圧Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｂが端子(６)又は（１６）にかかっていると、端子(６)又は（１６）から電極（２）及びヒーター（３）、及びソリッドステートスイッチ（８）を通じて接地プラグ本体（４）に電流が流れることができる（図８参照）。ソリッドステートスイッチ（８）を切ると、電圧Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｈ（例えば、Ｕ_Ｈ＞Ｕ_Ｂ）をイオン電流測定用に端子（６）又は（１６）に印加する事が出来る。電圧Ｕ_ＨはＤＣ電圧でもＡＣ電圧でもよく、加熱工程でない限り、イオン電流の測定が可能である。
【００２９】
次に、本発明の単極式イオン電流測定用グロープラグの電気的挙動を図９を用いて説明する。
【００３０】
バージョン１：Ｕ_Ｈ＞Ｕ_Ｂ
イオン電流測定のため、補助電圧Ｕ_Ｈを用いる。この補助電圧は自動車電気系統電圧Ｕ_Ｂよりも明らかに高いものであり、例えば、Ｕ_Ｂ＝１４V,Ｕ_Ｈ＝４０Vとされる。電圧Ｕ_ＨはＤＣ電圧でもＡＣ電圧でもよい。作動しきい値Ｕ_Ｓのしきい検出器（コンパレーター）を含む電圧測定回路（９）は、ソリッドステートスイッチ（８）の上流に接続され、ソリッドステートスイッチ（８）を端子（６）又は（１６）及びプラグ本体（４）にかかる電圧Ｕ_ＧＫに応じて強制的に入れる（Ｕ_ＧＫ≒Ｕ_Ｂ）か、または切る（Ｕ_ＧＫ≒Ｕ_Ｈ）。Ｕ_ＨがＡＣ電圧の場合、振幅又は電圧の有効値を測定するのが好ましい。作動点Ｕ_ＳはＵ_Ｂよりも大きく、Ｕ_Ｈよりも小さくなるように、すなわち、Ｕ_Ｂ＜Ｕ_Ｓ＜Ｕ_Ｈとなるように選ばれる。
【００３１】
Ｕ_ＧＫ＜Ｕ_Ｓの場合、ソリッドステートスイッチ（８）を強制的に入れると、電流は端子（６）又は（１６）から電極（２）及びヒーター（３）、及び、ソリッドステートスイッチ（８）を経て接地プラグ本体（４）に流れることが出来る(図９参照)。ソリッドステートスイッチ（８）を切ると（Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｈ）、電圧Ｕ_Ｈがイオン電流測定用の端子（６）又は（１６）にかかる。即ち、着火が無い場合いつでもイオン電流の測定が可能となる。
【００３２】
バージョン２：Ｕ_Ｈ＞Ｕ_Ｂ
イオン電流測定のため、補助電圧Ｕ_Ｈを用いる。この補助電圧は自動車電気系統電圧Ｕ_Ｂよりも明らかに高いものであり、例えば、Ｕ_Ｂ＝１４V,Ｕ_Ｈ＝４０Vとされる。電圧Ｕ_ＨはＤＣ電圧でもＡＣ電圧でもよい。Ｕ_ＧＫの電圧変化を測定する電圧測定回路（９）をソリッドステートスイッチ（８）の上流に接続する。この回路は端子（６）又は（１６）及びプラグ本体（４）の電圧Ｕ_ＧＫの変化に応じてソリッドステートスイッチ（８）を強制的に入れる。Ｕ_ＨがＡＣ電圧の場合、振幅又は電圧の有効値を測定するのが好ましい。Ｕ_ＧＫが高電圧Ｕ_Ｈから電圧Ｕ_Ｂに変化したら、ソリッドステートスイッチ（８）を強制的に入れる（図１０参照）。Ｕ_ＧＫがＵ_Ｂのレベルに達し、Ｕ_Ｇが電圧値ΔＵ（例えば、ΔＵ≒０．５V）だけ低下すると、ソリッドステートスイッチ（８）が切れる。その結果、電圧Ｕ_ＧＫは再びＵ_Ｈに上昇する。
【００３３】
ソリッドステートスイッチ（８）を強制的に入れると、電流は端子（６）又は（１６）から電極（２）及びヒーター（３）、及び、ソリッドステートスイッチ（８）を経て接地プラグ本体（４）に流れることが出来る。ソリッドステートスイッチ（８）を切ると（Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｈ）、電圧Ｕ_Ｈがイオン電流測定用の端子（６）又は（１６）にかかる。即ち、着火が無い場合いつでもイオン電流の測定が可能となる。
【００３４】
バージョン３：Ｕ_Ｈ＝Ｕ_Ｂ
イオン電流測定のため、高い補助電圧Ｕ_Ｈは不要であり、自動車電気系統電圧Ｕ_ＢすなわちＵ_Ｈ＝Ｕ_Ｂを用いることが出来る。電圧Ｕ_ＢはＤＣ電圧でもＡＣ電圧でもよい。電圧Ｕ_Ｂは低抵抗又はスイッチ（１３）及びレジスター（１４）を介してグロープラグの端子（６）又は（１６）にスイッチすることが出来る（図１１参照）。作動点Ｕ_Ｓのしきい検出器（コンパレーター）、レジスター（１０）及び別のソリッドステートスイッチ（１１）を含む電圧測定回路（９）をソリッドステートスイッチ（８）の上流に接続する。ソリッドステートスイッチ（１１）が導電性となった場合、レジスター（１０）は接地と端子（６）又は（１６）との間に接続される。
【００３５】
スイッチ（１２）又は（１３）を介して、電圧Ｕ_Ｂをグロープラグ（１）の端子（６）又は（１６）に接続すると、先ず第一に、ソリッドステートスイッチ（１１）は導電の状態となる。スイッチ（１２）を入れると、端子（６）又は（１６）の電圧Ｕ_ＧＫは電圧Ｕ_Ｂと等しくなる。逆に、スイッチ（１３）を入れると、レジスター（１０）及び（１４）は電圧デバイダーを形成し、端子（６）又は（１６）の電圧Ｕ_ＧＫは電圧Ｕ_Ｂよりも低くなる。例えば、レジスター（１０）及び（１４）に同じ値を選ぶと、端子（６）又は（１６）の電圧はＵ_ＧＫ＝Ｕ_Ｂ／２となる。
【００３６】
作動点Ｕ_Ｓはレジスター（１０）及び（１４）によって形成された電圧デバイダーによって決まる電圧と電圧Ｕ_Ｂとの間となるように選ばれる。レジスター（１０）がレジスター（１４）と等しい態様として、Ｕ_ＳはＵ_Ｓ＝３／４＊Ｕ_Ｂを満たすように選ばれることが好ましい。
【００３７】
端子（６）又は（１６）に電圧を印加すると直ちに電圧測定回路（９）は電圧Ｕ_ＧＫを測定し、ソリッドステートスイッチ（８）及び（１１）を作動させる（図１２参照）。
【００３８】
ケース１：Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｂ／２
ソリッドステートスイッチ（８）は切ったままとし、端子（６）又は（１６）の電圧の測定後、ソリッドステートスイッチ（１１）を切る。
【００３９】
ケース２：Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｂ
ソリッドステートスイッチ（８）を導電の状態にスイッチし、端子（６）又は（１６）の電圧の測定後、ソリッドステートスイッチ（１１）を切る。
【００４０】
Ｕ_ＧＫ＝Ｕ_Ｂ＞Ｕ_Ｓの場合、ソリッドステートスイッチ（８）を強制的に入れると、電流は端子（６）又は（１６）から電極（２）及びヒーター（３）、及び、ソリッドステートスイッチ（８）を経て接地プラグ本体（４）に流れることが出来る(図２参照)。レジスター（１０）を流れる電流はヒーター（３）を流れる電流Ｉ_ＧＫに対して無視することができる。
【００４１】
以上、本発明の種々の態様を説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者に公知の多くの変更及び変形を行うことができる。従って、本発明は本明細書の記載に限定されず、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての変更及び変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱及び電流測定のための従来のシステムの概略図。
【図２】加熱及び電流測定のための本発明システムの概略図。
【図３】従来の双極式イオン電流測定用グロープラグの概略図。
【図４】本発明による一体化電子スイッチを有する双極式イオン電流測定用グロープラグの概略図。
【図５】本発明の一態様による差込電子スイッチを有する双極式イオン電流測定用グロープラグの概略図。
【図６】本発明の別の態様による差込電子スイッチを有する単極式イオン電流測定用グロープラグの概略図。
【図７】本発明のさらに別の態様による差込電子スイッチを有する単極式イオン電流測定用グロープラグの概略図。
【図８】本発明による双極式イオン電流測定用グロープラグの電気的挙動の説明図。
【図９】単極式イオン電流測定用グロープラグの電気的挙動の説明図。
【図１０】ソリッドステートスイッチを強制的に開く条件の説明図。
【図１１】自動車電気系統電圧をイオン電流測定に用いる場合の配列を示す概略図。
【図１２】ソリッドステートスイッチを図１１の配列に用いて作動させる条件の説明図。
【符号の説明】
１グロープラグ
２電極
３ヒーター
４プラグ本体
５電気絶縁素子
６端子
８ソリッドステートスイッチ
９電圧測定回路
１０レジスター
１１ソリッドステートスイッチ
１２スイッチ
１３スイッチ
１４レジスター
１５スイッチモジュール
１６電流供給用ライン
１７制御信号用ライン
１８コネクタ
１９イオン電流測定用制御信号
２０補助電圧Ｕ_Ｈ発生装置

Claims

発熱体（３）用のグロー電流を受け取るための電気端子（６）を有するイオン電流測定用グロープラグ（１）において、
該発熱体（３）は、エンジンブロックの燃焼空間に向けられる加熱管（２）の一端で該加熱管（２）に配置されるとともに第一の端子と第二の端子を備え、
該加熱管（２）はイオン電流測定用の電極を構成するものであって、該発熱体（３）の第一の端子に電気的に連結するとともに前記グロー電流を受け取るために前記電気端子（６）と連結し、さらに、プラグハウジング（４）内にこれから電気的に絶縁されて配置されており、
該プラグハウジング（４）は電気的に接地され、
さらに、ソリッドステートスイッチ（８）が前記グロープラグ（１）の端子末端領域に一体化され又は取り付けられるとともに前記発熱体（３）の第二の端子と前記プラグハウジング（４）との間に連結されており、
前記ソリッドステートスイッチ（８）は、制御信号によって作動されて、前記グロープラグ（１）の加熱時に前記発熱体（３）の第二の端子を前記プラグハウジング（４）を介して接地に切り換え、イオン電流測定時には前記発熱体（３）の第二の端子を前記プラグハウジング（４）から切り離す、イオン電流測定用グロープラグ。
前記グロープラグ（１）が前記制御信号のみを搬送するもう一つの電気端子（７）を有する請求項１に記載のグロープラグ。
前記ソリッドステートスイッチ（８）が前記加熱管（２）と連結するスイッチングモジュール（１５）中に設けられており、該スイッチングモジュール（１５）は、前記グロー電流を受け取るための第一の電気端子（１６）と、前記制御信号のみを搬送する第二の電気端子（１７）と、前記発熱体（３）の第一の端子及び第二の端子並びに前記プラグハウジング（４）のそれぞれに連結するためのコネクタ（１８）と、を有する請求項２に記載のグロープラグ。
前記ソリッドステートスイッチ（８）が、これと直列に接続された電圧測定回路（９）とともにグロープラグ（１）内に配置されており、該グロープラグ（１）は発熱体（３）用のグロー電流を受け取るための単極の電気端子（６）を有し、前記電圧測定回路（９）は前記グロー電流の電圧を測定することにより、制御信号を発生させ、これにより前記ソリッドステートスイッチ（８）は前記発熱体（３）の第２の端子を前記プラグハウジング（４）を介して接地に切り換えるように制御される請求項１に記載のグロープラグ。
前記ソリッドステートスイッチ（８）が前記加熱管（２）と連結するスイッチングモジュール（１５）中に設けられており、該スイッチングモジュール（１５）は、前記グロー電流を受け取るための電気端子（６）と、前記発熱体（３）の第一の端子及び第二の端子並びに前記プラグハウジング（４）のそれぞれに連結するためのコネクタ（１８）と、を有する請求項４に記載のグロープラグ。
発熱体（３）用のグロー電流を受け取るための電気端子（６）を備えるイオン電流測定用グロープラグ（１）を少なくとも一つ作動させるための制御装置であって、
該発熱体（３）はエンジンブロックの燃焼空間に向けられる加熱管（２）の一端で該加熱管（２）に配置されるとともに第一の端子と第二の端子を備え、
該加熱管（２）はイオン電流測定用の電極を構成するものであって、該発熱体（３）の第一の端子に電気的に連結するとともに前記グロー電流を受け取るために前記電気端子（６）と連結し、さらに、プラグハウジング（４）内にこれから電気的に絶縁されて配置されており、
該プラグハウジング（４）は電気的に接地され、
該制御装置は、前記グロープラグ（１）の端子末端領域に一体化され又は取り付けられるソリッドステートスイッチ（８）を備え、
該ソリッドステートスイッチ（８）は、前記発熱体（３）の第二の端子と前記プラグハウジング（４）との間に連結されるとともに、制御信号によって作動されて、前記グロープラグ（１）の加熱時に前記発熱体（３）の第二の端子を前記プラグハウジング（４）を介して接地に切り換え、イオン電流測定時には前記発熱体（３）の第二の端子を前記プラグハウジング（４）から切り離すものである、制御装置。
エンジンブロックの燃焼空間に向けられる加熱管（２）の一端で該加熱管（２）に配置されてなる発熱体（３）と、該発熱体（３）用の制御装置とからなる集成装置であって、該発熱体（３）は第一の端子と第二の端子を備え、
該加熱管（２）はイオン電流測定用の電極を構成するものであって、該発熱体（３）の第一の端子に電気的に連結するとともに前記グロー電流を受け取るために前記電気端子（６）と連結し、さらに、プラグハウジング（４）内にこれから電気的に絶縁されて配置されており、
該プラグハウジング（４）は電気的に接地され、
該制御装置は、前記グロープラグ（１）の端子末端領域に一体化され又は取り付けられるソリッドステートスイッチ（８）を備え、
該ソリッドステートスイッチ（８）は、前記発熱体（３）の第二の端子と前記プラグハウジング（４）との間に連結されるとともに、制御信号によって作動されて、前記グロープラグ（１）の加熱時に前記発熱体（３）の第二の端子を前記プラグハウジング（４）を介して接地に切り換え、イオン電流測定時には前記発熱体（３）の第二の端子を前記プラグハウジング（４）から切り離すものである、加熱及びイオン電流測定用の集成装置。