JP5459136B2

JP5459136B2 - Glow plug energization control system

Info

Publication number: JP5459136B2
Application number: JP2010174275A
Authority: JP
Inventors: 規生加藤; 幸治安藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: JP2012031833A

Description

本発明は、複数の気筒を有するディーゼル燃焼機関の気筒毎に設けたグロープラグへの通電を個別のグロープラグ通電制御装置で制御するグロープラグ通電制御システムに関する。 The present invention relates to a glow plug energization control system that controls energization to a glow plug provided for each cylinder of a diesel combustion engine having a plurality of cylinders by using an individual glow plug energization control device.

従来、ディーゼル燃焼機関の着火を補助するグロープラグの通電を制御するグロープラグ通電制御装置（以下、ＧＣＵと称す。）として、グロープラグと電源との間にスイッチング素子を設け、機関の運転状況に応じてエンジン制御装置（同、ＥＣＵ）から発信される駆動信号にしたがって、スイッチング素子を開閉してグロープラグへの通電を制御するものが知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。 Conventionally, as a glow plug energization control device (hereinafter referred to as GCU) that controls energization of a glow plug that assists ignition of a diesel combustion engine, a switching element is provided between the glow plug and a power source to control the operation status of the engine. In response to this, there is known one that controls energization to the glow plug by opening and closing the switching element in accordance with a drive signal transmitted from the engine control device (same ECU). .

近年、大電流を供給して早期の昇温を可能とする、低定格のセラミックグロープラグが用いられるようになっており、これに伴い、グロープラグへの通電を制御するスイッチング素子の発熱量も増加する傾向にある。
ところが従来のＧＣＵでは、１つのＧＣＵ内に複数のスイッチング素子を設けて複数のグロープラグを制御している。このため、複数のスイッチング素子から発生する熱の影響を互いに少なくするためには、放熱性を良好にする必要があり、装置が大型化する虞がある。 In recent years, low-rated ceramic glow plugs that supply a large current and enable rapid temperature rise have been used. With this, the amount of heat generated by the switching elements that control the energization of the glow plugs has also increased. It tends to increase.
However, in the conventional GCU, a plurality of switching elements are provided in one GCU to control a plurality of glow plugs. For this reason, in order to reduce the influence of heat generated from a plurality of switching elements, it is necessary to improve heat dissipation, and the apparatus may be increased in size.

また、ディーゼル燃焼機関には、運転状況を検出する運転状況検出手段として、バッテリ電圧、エンジン水温センサ、回転計等が設けられており、これらのセンサ類からの情報に基づいて運転状況に応じたグロープラグへの通電を制御すべく、ＥＣＵからＧＣＵへ駆動信号（ＳＩ）が発信されている。
一方、ＧＣＵには、グロープラグやＧＣＵの異常を検出して、ＥＣＵに異常を知らせる故障診断装置が設けられており、ＧＣＵからＥＣＵへ自己診断信号（ＤＩ）が発信されている。
さらに、始動時の着火性向上のためのプレグローのみならず、排気浄化性能を向上すべく、ディーゼル燃焼機関の運転中にもグロープラグへの通電を行うアフターグローが行われており、グロープラグ個々に状況に応じた、より高精度のグロープラグへの通電制御や、長時間通電制御が望まれている。
このため、複数のグロープラグの異常を早期に検出しようとすると、処理すべきデータ量が膨大となり、ＧＣＵに用いられるマイクロコンピュータの性能を高度なものとする必要も生じてくる。 In addition, the diesel combustion engine is provided with a battery voltage, an engine water temperature sensor, a tachometer, and the like as an operation state detection means for detecting an operation state, and according to the operation state based on information from these sensors. A drive signal (SI) is transmitted from the ECU to the GCU in order to control energization to the glow plug.
On the other hand, the GCU is provided with a failure diagnosis device that detects an abnormality of the glow plug or GCU and notifies the ECU of the abnormality, and a self-diagnosis signal (DI) is transmitted from the GCU to the ECU.
Furthermore, not only the pre-glow for improving the ignitability at start-up, but also an after-glow that energizes the glow plug during operation of the diesel combustion engine to improve exhaust purification performance. Therefore, more accurate energization control to the glow plug and long-time energization control according to the situation are desired.
For this reason, if it is attempted to detect abnormalities in a plurality of glow plugs at an early stage, the amount of data to be processed becomes enormous, and it becomes necessary to improve the performance of the microcomputer used in the GCU.

そこで、このような要請に対して、複数の気筒からなるディーゼル燃焼機関の気筒毎に設けたグロープラグに対して個別にＧＣＵを設けることにより、ＧＣＵ毎の発熱量の低減による装置の小型化や、制御の高度化を図ることが考えられる。
特許文献１には、各気筒に設けたグロープラグの頭部にスイッチング素子が設けられ、ＥＣＵからの駆動信号によりスイッチング素子を開閉してグロープラグへの通電を制御する技術が開示されている。
特許文献２には、直流電源と各グロープラグ又は各グロープラグの組とを接続する回路をそれぞれ開閉する複数のスイッチングデバイスと、上記各制御信号入力端子に接続され、上記グロープラグのプリグロー期間開始時に、上記スイッチングデバイスをそれぞれターンオンさせるターンオン信号を上記各制御信号入力端子間で互いに微少時間ずつ異ならせて出力し、上記直流電源から上記複数のグロープラグ又はグロープラグの組に流れる総電流量を複数段の階段状に増加させる制御信号発生回路と、を有することを特徴とするグロープラグ制御装置が開示されている。 Therefore, in response to such a request, by providing a GCU individually for each glow plug provided for each cylinder of a diesel combustion engine composed of a plurality of cylinders, it is possible to reduce the size of the apparatus by reducing the heat generation amount for each GCU. It is conceivable to improve the control.
Patent Document 1 discloses a technique in which a switching element is provided at the head of a glow plug provided in each cylinder, and the energization to the glow plug is controlled by opening and closing the switching element by a drive signal from the ECU.
In Patent Document 2, a plurality of switching devices that open and close a circuit that connects a DC power source and each glow plug or each glow plug set, and each control signal input terminal are connected, and a pre-glow period of the glow plug is started. Sometimes, a turn-on signal for turning on each of the switching devices is output with a slight time difference between the control signal input terminals, and the total amount of current flowing from the DC power source to the plurality of glow plugs or a set of glow plugs is calculated. There is disclosed a glow plug control device comprising a control signal generation circuit that increases in a plurality of steps.

ところが、特許文献１の図３にあるように、従来のグロープラグへの通電システムでは、ＥＣＵの一つの出力ポートから出力された駆動信号がそれぞれのスイッチング素子に分配されており、全ての気筒のグロープラグへの通電が同時に行われることになり、一時に大電流が流れることがある。このため、ＥＣＵと各グロープラグとを繋ぐ通電線の容量を大きくする必要がある。
また、複数のグロープラグへの通電が同時に開始されるため通電開始直後の突入電流が極めて大きく、電源として用いられるバッテリの負荷が過剰となり、低温始動時等のバッテリ容量が低下している場合にはグロープラグの昇温速度が低下し、始動が困難となる虞もある。
さらに、特許文献２にあるようなグロープラグ通電制御装置では、信号発生源とスイッチング素子との間を繋ぐ駆動信号線が気筒の数だけ必要となり、特許文献１にあるようなグロープラグへの通電制御システムでは、過電流や断線等の各グロープラグの異常を検出するための信号線は気筒の数だけ必要となる。
したがって、従来のグロープラグ通電制御システムでは、ＥＣＵの多ポート化、配線の複雑化を招き、装置の小型化が困難となったり、製造コストの増大を招いたりする虞がある。 However, as shown in FIG. 3 of Patent Document 1, in the conventional energization system for the glow plug, the drive signal output from one output port of the ECU is distributed to each switching element, so that all cylinders Energization of the glow plug is performed simultaneously, and a large current may flow at a time. For this reason, it is necessary to enlarge the capacity | capacitance of the energization line which connects ECU and each glow plug.
Also, when energization to multiple glow plugs is started at the same time, the inrush current immediately after energization is extremely large, the load of the battery used as a power source becomes excessive, and the battery capacity is reduced at low temperature start etc. In this case, the temperature rise rate of the glow plug is lowered, which may make starting difficult.
Further, in the glow plug energization control device as disclosed in Patent Document 2, as many drive signal lines as the number of cylinders are required to connect between the signal generation source and the switching element. In the control system, as many signal lines as the number of cylinders are required for detecting abnormalities of each glow plug such as overcurrent and disconnection.
Therefore, in the conventional glow plug energization control system, the number of ECUs is increased and the wiring is complicated, which may make it difficult to reduce the size of the apparatus or increase the manufacturing cost.

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、エンジン制御装置の多ポート化や配線の複雑化を招くことなく、複数の気筒を有するディーゼル燃焼機関の気筒毎に設けたグロープラグへの通電を制御する個別のグロープラグ通電制御装置によって行うに際して、簡易な構造で各グロープラグへの通電時期に時間差を設けて制御可能とすると共に、異常の発生したグロープラグを特定可能とするグロープラグ通電制御システムを目的とする。 Therefore, in view of such a situation, the present invention controls energization to a glow plug provided for each cylinder of a diesel combustion engine having a plurality of cylinders without increasing the number of ports of an engine control device or complicating wiring. A glow plug energization control system that makes it possible to control the time of energizing each glow plug with a simple structure when performing it with an individual glow plug energization control device, and to identify an abnormal glow plug. Objective.

第１の発明では、ディーゼル燃焼機関の気筒毎に設けられたグロープラグと電源との間に設けたスイッチング手段を上記機関の運転を制御するエンジン制御装置から発信される通電信号に基づいて開閉駆動して、上記グロープラグへの通電を制御するグロープラグ通電制御システムであって、上記グロープラグへの通電をそれぞれ個別に制御する複数のグロープラグ通電制御装置が数珠繋ぎに連結され、それぞれのグロープラグへの通電を制御する自機通電信号を発生する自機通電信号生成回路と、上記自機通電信号から所定時間だけ遅延させて、他のグロープラグ通電制御装置によって通電制御されるグロープラグへの通電を制御する他機通電信号を発生する他機通電信号生成回路とを具備することを特徴とする（請求項１）。 In the first invention, switching means provided between a glow plug provided for each cylinder of a diesel combustion engine and a power source is opened and closed based on an energization signal transmitted from an engine control device that controls the operation of the engine. A glow plug energization control system for controlling energization to the glow plug, wherein a plurality of glow plug energization control devices for individually controlling energization to the glow plugs are connected in a daisy chain, A self-energization signal generation circuit for generating a self-energization signal for controlling energization of the power supply to a glow plug that is delayed by a predetermined time from the self-energization signal and is controlled by another glow plug energization control device. And an other-device energization signal generation circuit for generating an other-device energization signal for controlling energization (claim 1).

第１の発明によれば、上記自記通電信号と上記他機通電信号とが数珠繋ぎに接続された複数のグロープラグ通電制御装置間で順送りに同期されるので、特別に自己認識手段を設けることなく、簡単な構成で各グロープラグへの通電をそれぞれのグロープラグ通電制御装置が上記所定時間だけ時間差を設けて通電制御することが可能となる。
加えて、個々のグロープラグを独立したグロープラグ通電制御装置によって通電制御するため、グロープラグ通電制御の部品点数及び、発熱量を減らすことが可能となり、搭載性、信頼性に優れたグロープラグ通電制御システムが実現できる。 According to the first invention, the self-recording energization signal and the other-device energization signal are synchronized with the forward feed among the plurality of glow plug energization control devices connected in a daisy chain, so that no special self-recognizing means is provided. The glow plug energization control device can control energization of each glow plug with a simple structure with a time difference provided for the predetermined time.
In addition, since each glow plug is energized and controlled by an independent glow plug energization control device, the number of glow plug energization control parts and the amount of heat generated can be reduced, and the glow plug energization is excellent in mountability and reliability. A control system can be realized.

第２の発明では、上記グロープラグ通電制御装置は、それぞれの制御するグロープラグと自身の異常を検出する異常検出手段と、該異常検出手段の検出結果に基づいて異常を判定し、上記自機通電信号に同期して上記エンジン制御装置に自己診断信号を発信するダイアグ発生回路を具備する（請求項２）。 In the second invention, the glow plug energization control device determines the abnormality based on a detection result of the abnormality detecting means for detecting the abnormality of the glow plug to be controlled and its own abnormality, and A diagnosis generating circuit for transmitting a self-diagnosis signal to the engine control device in synchronization with the energization signal is provided.

第２の発明によれば、気筒毎の異常をそれぞれ独立して検出し、その自己診断結果のみを上記ダイアグ発生回路から上記エンジン制御装置へ発信するため、自己診断信号の簡素化をすることが可能で、極めて容易に異常の発生した気筒の特定をすることができる。 According to the second invention, the abnormality for each cylinder is detected independently, and only the self-diagnosis result is transmitted from the diagnosis generation circuit to the engine control device, so that the self-diagnosis signal can be simplified. It is possible, and the cylinder in which an abnormality has occurred can be identified very easily.

より具体的には、第３の発明のように、上記グロープラグ通電制御装置は、上記エンジン制御装置から発信される上記通電信号、又は、他のグロープラグ通電制御装置から発信される他機通電信号のいずれかを入力通電信号とし、該入力通電信号に同期して、上記エンジン制御装置から発信された通電信号の発信周期の気筒数分の１の周期、又は、それ以下の周期だけ遅延させて該入力通電信号と同波形の他機通電信号を出力信号として発信する（請求項３）。 More specifically, as in the third aspect of the invention, the glow plug energization control device is configured such that the energization signal transmitted from the engine control device or the other machine energization transmitted from another glow plug energization control device. Any one of the signals is used as an input energization signal, and in synchronization with the input energization signal, the energization signal transmitted from the engine control device is delayed by a period equal to or less than one cycle of the number of cylinders. Then, another device energization signal having the same waveform as the input energization signal is transmitted as an output signal.

第３の発明によれば、上記複数のグロープラグへの通電開始が上記発振周期の気筒分の１の周期、又は、それ以下の周期で遅延されるので、電源への過剰な負荷を回避することができる。
また、各グロープラグ通電制御装置から発信される自己診断信号が気筒数分の１周期、又は、それ以下の周期だけずれるので、１周期内にそれぞれの自己診断信号が順を追って発信されることとなる。
このため、上記エンジン制御装置側で特別に気筒位置を判定せずとも容易に異常の発生した気筒位置を特定できる。
したがって、上記エンジン制御装置の演算負荷を低減させ、さらに信頼性の高いグロープラグ通電制御システムを実現することができる。 According to the third invention, since the start of energization to the plurality of glow plugs is delayed by a period equal to or less than one cycle of the cylinder of the oscillation period, an excessive load on the power supply is avoided. be able to.
In addition, since the self-diagnosis signals transmitted from each glow plug energization control device are shifted by a cycle equal to or less than the cycle of the number of cylinders, each self-diagnosis signal is sequentially transmitted within one cycle. It becomes.
Therefore, it is possible to easily identify the cylinder position where the abnormality has occurred without specially determining the cylinder position on the engine control device side.
Therefore, the calculation load of the engine control device can be reduced, and a more reliable glow plug energization control system can be realized.

本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御システム全体の概要を示す構成図The block diagram which shows the outline | summary of the whole glow plug energization control system in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御装置の詳細を示すブロック図。The block diagram which shows the detail of the glow plug electricity supply control apparatus in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御システムの通電方法を示すタイムチャート。The time chart which shows the electricity supply method of the glow plug electricity supply control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の効果として各ＧＣＵの通電制御信号と各グロープラグに流れるグロー電流の変化並びにバッテリ電流の変化を示す特性図。The characteristic view which shows the change of the energization control signal of each GCU, the glow current which flows into each glow plug, and the change of a battery current as an effect of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御システムの異常診断方法を示すタイムチャート。The time chart which shows the abnormality diagnosis method of the glow plug energization control system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御装置及びグロープラグの概要を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は、断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The outline | summary of the glow plug electricity supply control apparatus and glow plug in the 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 本発明の第２の実施形態におけるグロープラグ通電制御システムの概要を示す構成図。The block diagram which shows the outline | summary of the glow plug electricity supply control system in the 2nd Embodiment of this invention.

図１を参照して、本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御システム１の構成全体の概要について説明する。
本発明のグロープラグ通電制御システム１は、ディーゼル燃焼機関２の気筒毎に搭載されたグロープラグ１０_{（１〜ｎ）}への通電をスイッチング手段の開閉駆動により個別に制御するグロープラグ通電制御装置（ＧＣＵ＃１〜＃ｎ）１００_（１）〜１００_（ｎ）と、バッテリ電圧＋Ｂ、エンジン水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ等の内燃機関２の運転状況を検出するエンジン状態検出手段４からの情報に基づいて、各グロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）の通電を制御するための基礎となる通電信号ＳＩを発信すると共に、各グロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）及びＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）の異常の有無を検出して各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）から発信された自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎからなる自己診断信号ＤＩを受信するエンジン制御装置（ＥＣＵ）３とによって構成されている。 With reference to FIG. 1, an outline of the entire configuration of the glow plug energization control system 1 in the first embodiment of the present invention will be described.
The glow plug energization control system 1 of the present invention is a glow plug energization control device that individually controls energization to the glow plugs 10 _{(1 to n)} mounted in each cylinder of the diesel combustion engine 2 by opening / closing driving of switching means ( GCU # 1 to #n) 100 _{(1) to} 100 _(n) and information from the engine state detecting means 4 for detecting the operating state of the internal combustion engine 2 such as the battery voltage + B, the engine water temperature TW, and the engine speed NE. Based on this, an energization signal SI which is a basis for controlling energization of each glow plug 10 ₍₁₎ to 10 _(n) is transmitted, and each glow plug 10 ₍₁₎ to 10 _(n) and GCU 100 ₍₁₎ are transmitted. examination self consisting self diagnostic signal _DI # 1 _{-DI #n} transmitted from 100 to detect the presence or absence of an abnormality of _(n) each _GCU100 ₍₁₎ _~100 _(n) It is comprised by the engine control apparatus (ECU) 3 which receives the disconnection signal DI.

さらに、ＥＣＵ３から通電信号ＳＩを出力する通電信号出力ポート３０１は、複数のＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の内の１つのＧＣＵ１００_（１）の通電信号入力ポート１０１と、通電信号線ＷＩＲ_ＳＩを介して接続され、ＥＣＵ３に自己診断信号ＤＩを入力する自己診断信号入力ポート３０２は、複数のＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の内の１つのＧＣＵ１００_（１）の自己診断信号出力ポート１０３と、自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩを介して接続されている。
ＥＣＵ３に接続されたＧＣＵ１００_（１）と他のＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）とは、通電信号線ＷＩＲ_ＳＩ、自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩを介して、順に数珠繋ぎに接続されている。 Further, the energization signal output port 301 that outputs the energization signal SI from the ECU 3 is connected to the energization signal input port 101 of one GCU100 ₍₁₎ of the plurality of GCU100 ₍ 1 to _n) and the energization signal line WIR _SI. The self-diagnosis signal input port 302 that is connected and inputs the self-diagnosis signal DI to the ECU 3 includes a self-diagnosis signal output port 103 of one GCU 100 ₍₁₎ of the plurality of GCUs 100 ₍ 1 to _n) , and a self-diagnosis signal line. Connected via WIR _DI .
The GCU 100 ₍₁₎ connected to the ECU 3 and the other GCUs 100 _{(2) to} 100 _(n) are connected in a daisy chain in order via the energization signal line WIR _SI and the self-diagnosis signal line WIR _DI .

さらに、ＥＣＵ３に直接接続されたＧＵＣ１００_（１）は、入力通電信号ＳＩ_ＩＮとして、ＥＣＵ３から送信された通電信号ＳＩ_＃１を基に、ＧＣＵ１００_（１）に接続されたグロープラグ１０_（１）への通電を制御する自機通電信号ＳＩ_＃１を生成し、自機通電信号ＳＩ_＃１から、グロープラグ１０_（１）への通電を制御するグロープラグ駆動信号ＧＬ_＃１を形成すると共に、自機通電信号ＳＩ_＃１に同期して、他のグロープラグへの通電を制御する他機通電信号ＳＩ_ＯＵＴとして、ＧＣＵ１００_（２）の通電を制御する他機通電信号ＳＩ_＃２を入力通電信号ＳＩ_＃１の立ち下がりから所定時間ｔだけ遅延させて自機通電信号ＳＩ_＃１と同波形で生成し、通電信号出力ポート１０２から発信する。
なお、遅延時間ｔは、通電信号ＳＩの発信周期の気筒数分の１の周期とするのが望ましい。
また、ＧＣＵ１００_（１）の自己診断信号出力ポート１０３からは、自身の制御するグロープラグ１０_（１）の異常の有無に応じた自己診断信号ＤＩ_＃１を、他のＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）の自己診断信号出力ポート１０４から出力され、自己診断信号入力ポート１０３から入力された自己診断信号ＤＩ_＃２〜ＤＩ_＃ｎと共に、自己診断信号出力ポート１０４からＥＣＵ３の自己診断信号入力ポート３０２へ自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤを介して出力している。 Further, the GUC 100 ₍₁₎ directly connected to the ECU 3 is connected to the glow plug 10 ₍₁₎ connected to the GCU 100 ₍₁₎ based on the energization signal SI _{# 1} transmitted from the ECU 3 as the input energization signal SI _IN . Self-energization signal SI _{# 1} for controlling the energization of the power supply, and a glow plug drive signal GL _{# 1} for controlling the energization to the glow plug 10 ₍₁₎ is formed from the self-energization signal SI _{# 1} and In synchronization with the machine energization signal SI _{# 1} , the other machine energization signal SI _{# 2} for controlling the energization of the GCU100 ₍₂₎ is used as the input energization signal SI as the other machine energization signal SI _OUT for controlling the energization to other glow plugs. _{It is} delayed by a predetermined time t from the fall of _{# 1} and is generated with the same waveform as the own device energization signal SI _{# 1,} and transmitted from the energization signal output port 102.
Note that the delay time t is preferably set to a cycle of one-cylinder number of the transmission cycle of the energization signal SI.
Further, from the self-diagnosis signal output port 103 of the GCU 100 _(1), the self-diagnosis signal DI _{# 1} corresponding to the presence or absence of abnormality of the glow plug 10 ₍₁₎ controlled by the GCU 100 ₍ 1 ₎ is sent to the other GCUs 100 ₍ _{2) to} 100 _{( n)} self-diagnosis signal output port 104 and self-diagnosis signal DI _{# 2 to} DI _#n inputted from self-diagnosis signal input port 103 together with self-diagnosis signal input port 302 of ECU 3 from self-diagnosis signal output port 104 To self-diagnosis signal line WIR _ID .

さらに、他のＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）は、最初のＧＣＵ１００_（１）と全く同じ構成が繰り返されており、各ＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）の一つ前のＧＣＵ１００_（１）〜１００_{（ｎ−１）}から発信される他機通電信号ＳＩ_ＯＵＴを入力通電信号ＳＩ_ＩＮとして、自機通電信号ＧＬ_＃２〜ＧＬ_＃ｎを生成し、それぞれのＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）に接続されたグロープラグ１０_{（２〜ｎ）}への通電を制御すると共に、入力通電信号ＳＩ_ＩＮを基に、次のＧＣＵ_（３）〜１００_{（ｎ＋１）}の通電制御を行う他機通電信号ＳＩ_＃３〜ＳＩ_＃ｎ＋１を所定時間ｔだけ遅延させて生成し、出力信号ＳＩ_ＯＵＴとして通電信号出力ポート１０２から発信している。
また、各ＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）では、それぞれが通電制御するグロープラグ１０_（２）〜１０_（ｎ）の異常の有無に応じて生成された自己診断信号ＤＩ_＃２〜ＤＩ_＃ｎを自己診断信号出力ポート１０４から一つ前のＧＣＵ１００_（１）〜１００_{（ｎ―１）}の自己診断信号入力ポート１０３へ自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤを介して出力している。 Furthermore, other _GCU100 ₍₂₎ _~100 _(n) are repeated first GCU100 ₍₁₎ and the same structure is, each _GCU100 ₍₂₎ _~100 _(n) previous to GCU100 ₍₁₎ ˜100 _(n−1) as another input energization signal SI _OUT as input energization signal SI _IN , self-device energization signals GL _{# 2 to} GL _#n are generated, and each GCU100 _{(2) to} 100 _(n controls the energization to the glow plug _{10 (2- through n)} the connected _to), based on an input current signal _{SI iN,} following _{_{GCU (3) ~100 (n +}} 1) another apparatus energization signal for energization control of the SI _{# 3 to} SI _# _{n + 1} are generated by being delayed by a predetermined time t and transmitted from the energization signal output port 102 as the output signal SI _OUT .
Further, in each of the GCUs 100 _{(2) to} 100 _(n) , the self-diagnosis signals DI _{# 2 to} DI _#n generated according to the presence / absence of abnormality of the glow plugs 10 ₍₂₎ to 10 _(n) that are respectively controlled to be energized. Is output from the self-diagnosis signal output port 104 to the previous self-diagnosis signal input port 103 of the GCUs 100 _{(1) to} 100 _(n-1) via the self-diagnosis signal line WIR _ID .

本発明のグロープラグ通電制御システム１では、各気筒に設けられたグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）が、それぞれに接続されたＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）によって個別に通電制御されるが、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）の自機通電信号ＧＬ_{（１〜ｎ）}は、ＥＣＵ３から発信された通電信号ＳＩ、又は、一つ前のＧＣＵ_（１）〜１００_{（ｎ−１）}のから発信された他機通電信号_{ＳＩＯＵＴ}を基に所定時間ｔだけ遅延されて生成されているので、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）に、特別な自己認識手段を設けなくても、各グロープラグ１０_（１）〜１００_（ｎ）への通電開始が同時とならないので、駆動電源ＢＡＴＴの負荷を少なくすることができる。
さらに、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）が通電制御するグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）の自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎが各ＧＣＵの自機通電信号ＧＬ_＃１〜ＧＬ_＃ｎに同期して発信されるので、グロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）への通電周期に同期してＥＣＵ３に伝達されるので、ＥＣＵ３で容易に異常の発生しているＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）及びグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）を特定することができる。 In the glow plug energization control system 1 of the present invention, the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 _(n) provided in each cylinder are individually energized and controlled by the GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 _(n) connected thereto. However, each GCU 100 _{(1) to} 100 _(n) has its own energization signal GL _{(1 to n)} transmitted from the ECU 3 or the previous GCU _{(1) to} 100 _{(n− 1)} is generated by being delayed by a predetermined time t based on the other-device energization signal _SIOUT transmitted from ₁₎ , so that no special self-recognizing means is provided in each of the GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 _(n). Since energization of the glow plugs 10 _{(1) to} 100 _(n) is not started at the same time, the load on the drive power supply BATT can be reduced.
Further, the self-diagnosis signals DI _{# 1 to} DI _{#n of} the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 _(n) controlled by the GCUs 100 _{(1) to} 100 _(n) are self-energized signals GL _{# 1} to GL _{# 1} to GCUs. Since it is transmitted in synchronization with GL _#n , it is transmitted to ECU 3 in synchronization with the energization cycle to glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 _(n), and therefore GCU 100 _{( 1) to} 100 _(n) and glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 _(n) can be specified.

図２を参照して、より具体的なＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）の構成について説明する。なお、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）は、全て同じ構成の繰り返しとなっている。
ＥＣＵ３は入出力インターフェース３０として、ＥＣＵ３側で接地され、通電信号線ＷＩＲ_ＳＩによってＧＣＵ１００_（１）の通電信号入力ポート１０１に接続され、ＧＣＵ１００_（１）側のプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられ、ＧＣＵ１００_（１）に通電信号ＳＩを伝達するスイッチング素子３１と、ＥＣＵ３の自己診断信号入力ポート３０２接続された自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤによって、ＧＣＵ１００_（１）側で接地されたスイッチング素子１５１の出力と接続され、ＥＣＵ３側でプルアップ抵抗３２を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられた自己診断信号ＤＩを入力とし、基準電圧３４との比較により、自己診断信号ＤＩを伝達するコンパレータ３３とを具備する。 With reference to FIG. 2, more specific configurations of GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 _(n) will be described. The GCUs 100 _{(1) to} 100 _(n) all have the same configuration.
The ECU 3 is grounded on the ECU 3 side as the input / output interface 30, connected to the energization signal input port 101 of the GCU 100 ₍₁₎ by the energization signal line WIR _SI , and the power supply voltage + B via the pull-up resistor 111 on the GCU 100 ₍₁₎ side. lifted to a switching element 31 for transmitting the current signal SI to GCU100 _(1), the self-diagnosis signal input port 302 connected to the self-diagnosis signal line _{WIR ID} of ECU 3, the switching element is grounded with GCU100 ₍₁₎ side A comparator 33 that is connected to the output of 151 and receives the self-diagnosis signal DI that is raised to the power supply voltage + B via the pull-up resistor 32 on the ECU 3 side, and transmits the self-diagnosis signal DI by comparison with the reference voltage 34; It comprises.

本実施形態において、ＧＣＵ１００_（１）は、自機通電信号生成回路１１０、他機通電信号生成回路１２０、通電駆動手段１３０、異常検出回路１４０、ダイアグ生成回路１５０によって構成されている。
自機通電信号生成回路１１０は、ＥＣＵ３から発信され、通電信号入力ポート１０１に入力された通電信号ＳＩを、プルアップ抵抗１１１によってバッテリ電圧＋Ｂに吊り上げて、コンパレータ１１３に入力し、基準電圧１１２との比較によって安定化した状態で伝達させパルス調整回路１１４によって入力信号ＳＩ_ＩＮと等しい波形の自機通電信号ＳＩ_＃１を形成する。
他機通電信号生成回路１２０は、パルス調整回路１２１、インバータ１２２、１２３、スイッチング素子１２４からなり、自機通電信号ＳＩ_＃１に同期して、例えば、４気筒エンジンの場合には、通電信号ＳＩの周期の１／４の周期に相当する所定時間ｔだけ遅延させて、自機通電信号ＳＩ_＃１と等しい波形の他機通電信号ＳＩ_＃２を出力通電信号ＳＩ_ＯＵＴとして、他機通電信号出力ポート１０２から次に連結されているＧＣＵ１００_（２）に発信する。
通電駆動手段１３０は、駆動回路１３１と、スイッチング手段として設けられたパワーＭＯＳＦＥＴ等の大容量パワーデバイスからなるスイッチング素子１３２とによって構成され、駆動回路１３１は、自機通電信号ＳＩ_＃１にしたがって、スイッチング１３２を開閉する駆動信号ＧＬ_＃１を発生する。
スイッチング素子１３２は、駆動電源ＢＡＴＴに接続されており、スイッチング素子１３２の開閉によってグロープラグ１０_（１）に駆動信号ＧＬ_＃１にしたがったデューティ比で通電が行われる。 In the present embodiment, the GCU 100 ₍₁₎ is constituted by the own device energization signal generation circuit 110, the other device energization signal generation circuit 120, the energization drive means 130, the abnormality detection circuit 140, and the diagnosis generation circuit 150.
The own device energization signal generation circuit 110 lifts the energization signal SI transmitted from the ECU 3 and input to the energization signal input port 101 to the battery voltage + B by the pull-up resistor 111, inputs it to the comparator 113, and the reference voltage 112 The self-energization signal SI _{# 1} having a waveform equal to the input signal SI _IN is formed by the pulse adjustment circuit 114 by the pulse adjustment circuit 114.
The other unit energization signal generation circuit 120 includes a pulse adjustment circuit 121, inverters 122 and 123, and a switching element 124. In synchronization with the own unit energization signal SI _{# 1} , for example, in the case of a four-cylinder engine, the energization signal SI. and delayed by a predetermined time t corresponding to a quarter of the period of the cycle, the other machine energization signal SI # ₂ of its own energizing signal SI # ₁ equal to the waveform as an output energization signal SI _OUT, other machine energization signal output A call is transmitted from the port 102 to the GCU 100 ₍₂₎ connected next.
The energization driving means 130 includes a drive circuit 131 and a switching element 132 made of a large-capacity power device such as a power MOSFET provided as a switching means. The drive circuit 131 follows the self-energization signal SI _{# 1} . A drive signal GL _{# 1} for opening and closing the switching 132 is generated.
The switching element 132 is connected to the drive power supply BATT, and energization is performed to the glow plug 10 ₍₁₎ with a duty ratio according to the drive signal GL _{# 1} by opening and closing the switching element 132.

異常検出手段１４１は、グロープラグ１０_（１）とＧＣＵ１００_（１）との通電経路における過電流、断線等の異常を検出する。
異常検出手段１４１として、公知の異常検出手段を適宜用いることができるが、具体的には、例えば、グロープラグ１０_（１）とＧＣＵ１００_（１）との通電経路に所定の抵抗値を有するシャント抵抗を設けたり、センスＭＯＳ等の電流検出手段を設けたりして、グロープラグ１０_（１）に流れるプラグ電流を検出したり、グロープラグ１０_（１）に印加されるプラグ電圧を検出する電圧検出手段等を用いることができる。
ダイアグ発生回路（ＤＩＵ）１５０は、異常判定手段１４１とスイッチング素子１４２とによって構成されている。
異常判定手段１４１は、異常検出手段１３０によって検出された、プラグ電流やプラグ電圧等の検出結果から、閾値判定など公知の方法により異常の有無を判定し、スイッチング素子１５２を開閉して、自己診断情報（ダイアグ）ＤＩ_＃１を生成することができる。なお、異常判定手段１５１は、自己通電信号ＳＩ_＃１に同期して異常検出手段１４０からのデータの読み込みを行い、異常判定を実施する The abnormality detection means 141 detects abnormalities such as overcurrent and disconnection in the energization path between the glow plug 10 ₍₁₎ and the GCU 100 ₍₁₎ .
As the abnormality detection unit 141, a known abnormality detection unit can be used as appropriate. Specifically, for example, a shunt resistor having a predetermined resistance value in the energization path between the glow plug 10 ₍₁₎ and the GCU100 _(1). the may be provided, and may be provided a current detector such as a sense MOS, and detect the plug current flowing through the glow plug 10 _(1), voltage detecting means for detecting a plug voltage applied to the glow plug 10 ₍₁₎ Etc. can be used.
The diagnosis generation circuit (DIU) 150 includes an abnormality determination unit 141 and a switching element 142.
The abnormality determination unit 141 determines the presence / absence of an abnormality by a known method such as threshold determination from the detection result of the plug current or the plug voltage detected by the abnormality detection unit 130, opens and closes the switching element 152, and performs self-diagnosis. Information (diag) DI _{# 1} can be generated. The abnormality determination unit 151 reads the data from the abnormality detection unit 140 in synchronization with the self-energization signal SI _{# 1} , and performs the abnormality determination.

ＧＣＵ１００_（１）の他機自己診断信号入力ポート１０４には、他のＧＣＵ１００_（２）〜１００_（ｎ）から順送りに送信された自己診断信号ＤＩ_＃２〜ＤＩ_＃ｎが入力され、ＧＣＵ１００_（１）で形成された自己診断信号ＤＩ_＃１と共に自己診断情報ＤＩとして自己診断情報出力ポート１０３から自機駆動信号ＧＬ_＃１の発信周期に同期してＥＣＵ３の自己診断信号入力ポート３０２に発信される。
なお、自己診断信号ＤＩは、例えば、マイコン通信に広く用いられているＵＡＲＴ通信に対応し、発信周波数として通電信号ＳＩの１０倍〜１００倍程度の速度で通信が十分可能であることから、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）に対して、それぞれ最初の１０ビットがアイドルビット（Ｉｄｌｅ）としてＨｉ出力となり、Ｌｏ出力をスタートビット（ＳＴＲ）とし、データビット（ＤＡＴＡ）として３ビットが割り当てられ、Ｈｉ出力をストップビット（ＳＴＰ）とし、通電信号ＳＩの１周期に対して、各ＧＣＵ_（１）〜ＧＣＵ_（ｎ）の自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎが発信されている。
本発明では、それぞれのグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）、ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）の異常を各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）で、それぞれ独立して検出するので、各ＧＣＵ間の異常を考慮する必要がなくダイアグコードを単純化でき、３ビット程度のデータビットでも、高精度に気筒別の異常判定を実施できる。 GCU100 other machine self-diagnosis signal input port 104 _(1), the self-diagnosis signal _DI # 2 _{-DI #n} transmitted from another _GCU100 ₍₂₎ _~100 _(n) to forward is input, GCU100 _{(1 The} self-diagnosis signal DI _{# 1} and the self-diagnosis information DI are transmitted from the self-diagnosis information output port 103 to the self-diagnosis signal input port 302 of the ECU 3 in synchronization with the transmission cycle of the self-machine drive signal GL _{# 1.} .
The self-diagnosis signal DI corresponds to, for example, UART communication widely used for microcomputer communication, and can sufficiently communicate at a speed about 10 to 100 times the energization signal SI as a transmission frequency. For GCU100 _{(1) to} 100 _(n) , the first 10 bits are Hi output as idle bits (Idle), Lo output is start bit (STR), and 3 bits are assigned as data bits (DATA). , Hi output is a stop bit (STP), and self-diagnosis signals DI _{# 1 to} DI _{#n of} GCU _{(1) to} GCU _(n) are transmitted for one cycle of the energization signal SI.
In the present invention, abnormalities of the respective glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 _(n) and GCU100 _{(1) to} 100 _(n) are detected independently by the respective GCU100 _{(1) to} 100 _(n) . It is not necessary to consider the abnormality between the GCUs, the diagnosis code can be simplified, and the abnormality determination for each cylinder can be performed with high accuracy even with about 3 data bits.

上記実施形態においては、４気筒エンジンを想定して、自機通電信号ＳＩ_＃１と他機通電信号ＳＩ_＃２との遅延時間ｔを１／４周期とし、自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎの発信周波数を通電信号ＳＩの１００倍程度とした場合を例に説明したが、気筒数ｎに応じて、遅延時間ｔはｎ分の１周期とすることにより、通電信号ＳＩの１周期内に全ての気筒の自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎをＥＣＩに伝達することができ、また、特別な高速通信手段を使用することなく充分な通信速度が確保できる。 In the above embodiment, assuming four-cylinder engine, the ship energization signal _{SI # 1} and another machine energization signal _{SI #} delay time t between ₂ and 1/4 cycle, the self-diagnosis signal _DI # 1 -DI _{# The case where} the transmission frequency of _n is set to about 100 times the energization signal SI has been described as an example. However, the delay time t is set to 1 / n cycle according to the number of cylinders n, so that it is within one cycle of the energization signal SI. In addition, the self-diagnosis signals DI _{# 1 to} DI _#n of all the cylinders can be transmitted to the ECI, and a sufficient communication speed can be secured without using any special high-speed communication means.

図３を参照して、本発明のグロープラグ通電制御装置１を４気筒エンジンに採用した場合の各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）のタイムチャートについて説明する。
本図（ａ）に示すように、ＥＣＵ３から、機関４の運転状況に応じて周期Ｔ、デューティ時間ｔｄの通電信号ＳＩが、ＥＣＵ３に直接接続されたＧＣＵ１００_（１）に発信されると、本図（ｂ）に示すように、ＧＣＵ１００_（１）では、入力通電信号ＳＩ_ＩＮとして、通電信号ＳＩに等しい自機通電信号ＳＩ_＃１が生成される。
さらに、本図（ｃ）に示すように、自機通電信号ＳＩ_＃１から、例えば、１／４Ｔだけ遅延して反転出力としてＧＬ_＃１が発信され、グロープラグ１０_（１）へ通電信号ＳＩと同じデューティ比で通電がなされる。
同時に本図（ｄ）に示すように、自機通電信号ＳＩ_＃１から１／４Ｔだけ遅延して自機通電信号ＳＩ_＃１と同じ波形で他機通電信号ＳＩ_＃２がＧＣＵ１００_（１）からＧＣＵ１００_（２）へ発信さる。
さらに、ＧＣＵ１００_（２）では、本図（ｅ）に示すように、ＧＣＵ１００_（１）から発信された他機通電信号ＳＩ_＃２を自機電信号ＳＩ_＃２とし、本図（ｆ）に示すように、自機通電信号ＳＩ_＃２から１／４Ｔだけ遅延して反転出力としてＧＬ_＃２が発信され、グロープラグ１０_（２）へ通電信号ＳＩと同じデューティ比で通電がなされる。
同時に本図（ｇ）に示すように、自機通電信号ＳＩ_＃２から１／４Ｔだけ遅延して自機通電信号ＳＩ_＃２と同じ波形で他機通電信号ＳＩ_＃３がＧＣＵ１００_（２）からＧＣＵ１００_（３）へ発信さる。
本図（ｈ）から（ｍ）に示すように、ＧＣＵ１００_（３）、ＧＣＵ１００_（４）でも同様に、順に１／４Ｔだけ遅延して、それぞれのグロープラグ１０_（３）、１０_（４）への通電が実施される。
なお、最終機となるＧＣＵ１００_（４）の出力信号ＳＩ_５は、通電信号出力ポート１０２に何も接続されていないので、オープン出力又は不安な出力信号となる。
本実施形態においては、１／４周期だけずらした構成について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、気筒数分の１周期、又は、それ以下の周期で自機通電信号ＳＩ_ＩＮに対して順送りに他機通電信号ＳＩ_ＯＵＴを遅延させれば、複数のＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）を気筒判定せずとも順送りに制御できる。 With reference to FIG. 3, the time chart of each GCU100 ₍₁₎ -100 _{(4) at} the time of employ | adopting the glow plug electricity supply control apparatus 1 of this invention for a 4-cylinder engine is demonstrated.
As shown in this figure (a), when an energization signal SI having a period T and a duty time td is transmitted from the ECU 3 to the GCU 100 ₍₁₎ directly connected to the ECU 3 according to the operating state of the engine 4, As shown in FIG. 5B, the GCU 100 ₍₁₎ generates a self-energization signal SI _{# 1} equal to the energization signal SI as the input energization signal SI _IN .
Further, as shown in FIG. 4C, GL _{# 1} is transmitted as an inverted output with a delay of, for example, 1 / 4T from the own device energization signal SI _{# 1,} and the energization signal SI is sent to the glow plug 10 ₍₁₎ . Is energized at the same duty ratio.
As shown in the (d) of FIG simultaneously, other devices energization signal _{SI # 2} is delayed from the ship energization signal _{SI # 1} by 1 / 4T by the own apparatus energization signal _{SI # 1} and the same waveform from GCU100 ₍₁₎ Call to GCU100 ₍₂₎ .
Furthermore, in GCU100 ₍₂₎ , as shown in this figure (e), as other equipment energization signal SI _{# 2} transmitted from GCU100 ₍₁₎ is made into own machine electric signal SI _{# 2} , as shown in this figure (f) Then, GL _{# 2} is transmitted as an inverted output with a delay of ¼ T from the self-energization signal SI _{# 2} , and the glow plug 10 ₍₂₎ is energized with the same duty ratio as the energization signal SI.
As shown in the figure (g) at the same time, the other machine energization signal _{SI # 3} by the own apparatus energization signal _{SI # 2} from 1 / 4T delayed to ship energization signal _{SI # 2} the same waveform from GCU100 ₍₂₎ Call to GCU100 ₍₃₎ .
As shown in (h) to (m) of this figure, GCU100 ₍₃₎ and GCU100 ₍₄₎ are similarly delayed by ¼T in order, and are transferred to the respective glow plugs 10 ₍₃₎ and 10 ₍₄₎ . Is energized.
The output signal SI ₅ of the GCU 100 ₍₄₎ as the final machine is an open output or an uneasy output signal because nothing is connected to the energization signal output port 102.
In the present embodiment, the configuration shifted by a quarter cycle has been described. However, the present invention is not limited to the present embodiment, and the own device is operated at a cycle equal to or less than the cycle of the number of cylinders. If the other unit energization signal SI _OUT is delayed in the forward direction with respect to the energization signal SI _IN , the plurality of GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 _(n) can be controlled in the forward direction without performing cylinder determination.

図４を参照して、本発明のグロープラグ通電制御システム１を４気筒エンジンに適用した場合の、各グロープラグ１０_（１）〜１０_（４）に流れるプラグ電流Ｉ＃１〜Ｉ_＃４の変化とバッテリ電流Ｉｂの変化について説明する。
本発明によれば、本図（ａ）から（ｄ）に示すように、各グロープラグ１０_（１）〜１０_（４）は、それぞれに設けられたＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）から発信された駆動信号ＧＬ_＃１〜ＧＬ_＃４にしたがって通電され、本図（ｆ）〜（ｈ）に示すようなプラグ電流Ｉ_＃１〜Ｉ_＃４が流れる。 Referring to FIG. 4, the plug currents I # 1 to I _{# 4} flowing through the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ when the glow plug energization control system 1 of the present invention is applied to a four-cylinder engine. The change and the change of the battery current Ib will be described.
According to the present invention, as shown in the drawings (a) to (d), each of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ is transmitted from the GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 ₍₄₎ provided therein. The drive signals GL _{# 1 to} GL _# _{4 are} energized, and plug currents I _{# 1 to} I _{# 4} as shown in FIGS.

例えば、低定格グロープラグにおいては、通電開始直後のグロープラグ１０_（１）〜１０_（４）の温度が上昇していないプリグロー時間ｔｐにおいては、グロープラグ１０_（１）〜１０_（４）の抵抗値が低く、早期の昇温を図るべく、本図（ａ）〜（ｄ）に示すように、１００％又はそれに近いデューティ比で通電されるので、本図（ｅ）〜（ｈ）に示すように大きな突入電流が流れるが、それぞれのグロープラグ１０_（１）〜１０_（４）は、それぞれに設けられたＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）によって個々に制御されるので各グロープラグ１０_（１）〜１０_（４）と駆動電源とを繋ぐ配線の容量を低くできる。
また、各ＧＣＵ１００_（２）〜１００_（４）は、一つ前のＧＣＵ１００_（１）〜１００_（３）から発信された他機通電信号ＳＩ_ＯＵＴを順送りにして１／４Ｔづつ遅延してそれぞれのグロープラグ１０_（１）〜１０_（４）への通電が同時期に開始されることがない。このため、本図（ｉ）に示すように、バッテリ電流Ｉｂの最大ピーク電流の重なりが１／４Ｔづつずれるため、バッテリに対する負荷を緩和することができる。 For example, in the low rated glow plug, the resistance of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ is applied during the pre-glow time tp when the temperature of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ is not increased immediately after the start of energization. Since the value is low and energization is performed at a duty ratio of 100% or close to it as shown in FIGS. (A) to (d) in order to increase the temperature quickly, as shown in (e) to (h) of this figure. However, since each of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ is individually controlled by the GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 ₍₄₎ provided therein, each glow plug 10 _{( 1)} -10 ₍₄₎ and the capacity | capacitance of the wiring which connects drive power supply can be made low.
In addition, each GCU 100 _{(2) to} 100 ₍₄₎ is delayed by 1 / 4T with the forward transmission of the other unit energization signal SI _OUT transmitted from the previous GCU 100 ₍ ₁ ) to 100 ₍₃₎ . Energization of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ is not started at the same time. For this reason, as shown in this figure (i), since the overlap of the maximum peak current of the battery current Ib shifts by 1 / 4T, the load on the battery can be reduced.

図５を参照して、本発明のグロープラグ通電制御システム１の自己診断方法について４気筒エンジンの場合を例に説明する。
本図（ａ）に示すように、例えば３０Ｈｚの発信周期でＥＣＵ３から発信された駆動信号ＳＩ_＃１〜ＳＩ_＃４の立ち下がりに同期して、それぞれのＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）で、自機の制御するグロープラグ１０_（１）〜１０_（４）の異常を検出して、それぞれの自己診断情報ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃４が発信される。
各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）の自機通電信号ＳＩ_＃１〜ＳＩ_＃４は、１／４Ｔづつ遅延されているので、本図（ｂ）に示すように、それぞれの立ち下がりに同期して発信される自己診断信号もＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃４も１／４Ｔづつ遅延されて発信される。
最初の通電信号ＳＩが発信されてから３周期目までは、自己診断信号ＤＩが全気筒分揃っていないため、ＥＣＵ３側で無視させ、４周期目からの自己診断信号ＤＩによって異常の有無を判定する。
各自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃４は、本図（ｃ）に示すように１４ビットのデータで構成され、最初の１０ビットはアイドルビットとなっており、最初のＬｏ出力がスタートビットＳＴＲとなり、これに続く３ビットが情報ビットとなり、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）で行われた異常診断の結果がデータとして取り込まれ、これに続くＨｉ出力がストップビットＳＴＰとなっている。
なお、本実施形態に示すように、例えば、自機通電信号ＳＩ_＃１〜ＳＩ_＃４を、１／４Ｔづつ遅延させる場合には、自己診断信号ＤＩの発振周波数は、１２０Ｈｚとなり、１／８Ｔづつ遅延させる場合には、自己診断信号ＤＩの発振周波数は、２４０Ｈｚとなる。
ＥＣＵ３の読み取り安定性を考慮して自己診断信号の発振周波数は３００Ｈｚ以下にするのが望ましい。このような発振周波数で出力すれば、特に高速の通信手段を用いなくても、必要な自己診断信号ＤＩをＥＣＵ３へ伝達させることができる。
本図（ｅ）に示すように、正常モードでは、データビットが全てＬｏ出力となった自己診断信号ＤＩがＥＣＵ３に送信される。
例えば、２気筒目に異常が発生している場合、本図（ｆ）に示すように、異常モードとして、２気筒目の自己診断信号ＤＩ_＃２のデータビットの一部がＨｉ出力となり、２気筒目に異常が発生していることがＥＣＵ３に伝達される。
このように、本発明によれば、ＥＣＵ３側で特別な解析をしなくても、各ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）の異常発生箇所を特定できるため、ＥＣＵ３の演算負荷を小さくできる。 With reference to FIG. 5, the self-diagnosis method of the glow plug energization control system 1 of the present invention will be described by taking the case of a four-cylinder engine as an example.
As shown in FIG. 5A, for example, each GCU 100 ₍ _{1) to} 100 ₍₄₎ is synchronized with the falling edge of the drive signals SI _{# 1 to} SI _{# 4} transmitted from the ECU 3 at a transmission period of 30 Hz. The abnormality of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ controlled by the own device is detected, and the respective self-diagnosis information DI _{# 1 to} DI _{# 4} is transmitted.
The own unit energization signals SI _# 1 to SI _# ₄ of the GCUs 100 _{(1) to} 100 ₍₄₎ are delayed by ¼T, so that they are synchronized with the respective falling edges as shown in FIG. Thus, the self-diagnosis signals and DI _{# 1 to} DI _{# 4} transmitted are delayed by 1 / 4T and transmitted.
Since the self-diagnosis signal DI is not available for all cylinders until the third cycle after the first energization signal SI is transmitted, it is ignored on the ECU 3 side, and the presence or absence of abnormality is determined by the self-diagnosis signal DI from the fourth cycle. To do.
Each of the self-diagnosis signals DI _{# 1 to} DI _# ₄ is composed of 14-bit data as shown in FIG. 5C, the first 10 bits are idle bits, and the first Lo output is the start bit STR. The subsequent 3 bits are information bits, the results of the abnormality diagnosis performed in each GCU 100 _{(1) to} 100 ₍₄₎ are taken in as data, and the subsequent Hi output is the stop bit STP.
As shown in the present embodiment, for example, when the own device energization signals SI _# 1 to SI _# ₄ are delayed by 1 / 4T, the oscillation frequency of the self-diagnosis signal DI is 120 Hz, which is 1 / 8T. When the delay is performed one by one, the oscillation frequency of the self-diagnosis signal DI is 240 Hz.
In consideration of the reading stability of the ECU 3, it is desirable that the oscillation frequency of the self-diagnosis signal is 300 Hz or less. By outputting at such an oscillation frequency, the necessary self-diagnosis signal DI can be transmitted to the ECU 3 without using a particularly high-speed communication means.
As shown in FIG. 4E, in the normal mode, a self-diagnosis signal DI in which all data bits are Lo output is transmitted to the ECU 3.
For example, when an abnormality occurs in the second cylinder, as shown in FIG. 5F, a part of the data bits of the self-diagnosis signal DI _{# 2} of the second cylinder becomes Hi output as an abnormal mode, as shown in FIG. The ECU 3 is informed that an abnormality has occurred in the cylinder.
As described above, according to the present invention, it is possible to specify the abnormality occurrence location of each of the GCUs 100 ₍ _{1) to} 100 ₍₄₎ without performing any special analysis on the ECU 3 side, so that the calculation load on the ECU 3 can be reduced.

従来のグロープラグ通電制御システムでは、各グロープラグに流れるプラグ電流や各グロープラグに印加されるプラグ電圧を検出して、得られた情報をＡ／Ｄ変換してＥＣＵに伝達し、ＥＣＵで異常の有無を判定するのが一般的であるが、このような方法では、極めて多くの情報をグロープラグからＥＣＵに送信しなければならず、通信速度が遅い場合には、異常の検出が遅れたり、ＥＣＵの演算負荷が大きく、高速処理の可能な高額なＣＰＵを使用する必要があったりしたが、本発明のグロープラグ通電制御システム１では、各グロープラグ１０_（１）〜１０_（４）のそれぞれに設けたＧＣＵ１００_（１）〜１００_（４）が、個別に異常の有無を判定し、異常の発生している気筒を特定して、その結果だけをＥＣＵ３に伝達することができるため、極めて効率が良い。 In the conventional glow plug energization control system, the plug current flowing through each glow plug and the plug voltage applied to each glow plug are detected, and the obtained information is A / D converted and transmitted to the ECU. In such a method, a great amount of information must be transmitted from the glow plug to the ECU, and if the communication speed is slow, the detection of abnormality may be delayed. However, in the glow plug energization control system 1 according to the present invention, each of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 ₍₄₎ is required to use an expensive CPU capable of high-speed processing with a large calculation load on the ECU. _GCU100 provided respectively (1) to 100 _(4), to determine the presence or absence of individual abnormal, identify the occurring cylinder of abnormality, it transmits the result only ECU3 Kill for, extremely efficient.

図６を参照して、本発明の第１の実施形態におけるグロープラグ通電制御システム１に用いられ、放熱性、搭載性を考慮したＧＣＵ１００、及び、グロープラグ１０の実施例について説明する。
本発明に用いられるグロープラグ１０として、通電により発熱するセラミック発熱体５０を備えたセラミックグロープラグについて概説する。
セラミック発熱体５０は、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）、二硅化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）及び二硅化タングステン（ＷＳｉ_２）等の導電性セラミックを用いて射出成形等の公知の方法により略Ｕ字形に形成してある。
さらに、セラミック発熱体５０には、タングステン（Ｗ）等の導電性材料を用いて所定の形状に形成した一対のリード部５１、５２をセラミック発熱体５０の両端部に接続し、さらに、これらを窒化硅素Ｓｉ_３Ｎ_４等の絶縁性セラミック５３によって覆い、ホットプレス等の公知の方法により一体的に焼結した後、切削加工によって絶縁性セラミック５３の内部に埋設されたリード部５１、５２の先端を絶縁性セラミック５３の表面に露出させ、これにメッキ等を施し端子電極を形成し、絶縁性セラミック５３の内部に埋設されたセラミック発熱体５０への通電を可能としている。
絶縁性セラミック５３の基端側に露出したリード部５１には、略環状の接続金具５５を介して、棒状の通電用中軸５６が嵌着されている。
絶縁性セラミック５３の側面に露出したリード部５２には、略筒状の金属製保持部材５４が嵌着され、ロウ付けなどにより接合され導通状態となっている。
さらに、金属製保持部材５４は、略筒状の金属製ハウジング５７に覆われている。
通電用中軸５６は、絶縁部材５９を介して、金属製ハウジング５７に絶縁状態で保持され、金属製ハウジング５７の基端側から端子部５８が露出している。
金属製ハウジング５７は、機関４に固定され、絶縁性セラミック５３に覆われたセラミック発熱体５０の発熱部を燃焼室内に露出させると共に、リード部５２を接地状態としている。 With reference to FIG. 6, an example of the GCU 100 and the glow plug 10 that are used in the glow plug energization control system 1 in the first embodiment of the present invention and that considers heat dissipation and mountability will be described.
As a glow plug 10 used in the present invention, a ceramic glow plug provided with a ceramic heating element 50 that generates heat when energized will be outlined.
The ceramic heating element 50 is formed in a substantially U shape by a known method such as injection molding using a conductive ceramic such as tungsten carbide (WC), molybdenum disilicide (MoSi ₂ ), and tungsten disilicide (WSi ₂ ). It is.
Further, a pair of lead portions 51 and 52 formed in a predetermined shape using a conductive material such as tungsten (W) is connected to both ends of the ceramic heating element 50, and these are further connected to the ceramic heating element 50. After covering with an insulating ceramic 53 such as silicon nitride Si ₃ N ₄ and sintering integrally by a known method such as hot pressing, the lead portions 51 and 52 embedded in the insulating ceramic 53 by cutting are used. The tip is exposed on the surface of the insulating ceramic 53, and plating or the like is applied to this to form a terminal electrode, so that the ceramic heating element 50 embedded in the insulating ceramic 53 can be energized.
The lead portion 51 exposed to the base end side of the insulating ceramic 53 is fitted with a rod-shaped energizing middle shaft 56 via a substantially annular connection fitting 55.
A substantially cylindrical metal holding member 54 is fitted into the lead portion 52 exposed on the side surface of the insulating ceramic 53, and is joined and connected by brazing or the like.
Further, the metal holding member 54 is covered with a substantially cylindrical metal housing 57.
The energizing middle shaft 56 is held in an insulated state by the metal housing 57 via the insulating member 59, and the terminal portion 58 is exposed from the base end side of the metal housing 57.
The metal housing 57 is fixed to the engine 4 and exposes the heat generating portion of the ceramic heating element 50 covered with the insulating ceramic 53 into the combustion chamber, and the lead portion 52 is grounded.

ＧＣＵ１００は、金属又は樹脂製の筐体６０内に載置された例えば、プリント基板６１等の基板上に、上述の機通電信号生成回路１１０、他機通電信号生成回路１２０、通電駆動手段１３０、異常検出回路１４０、ダイアグ生成回路１５０が載置され、コネクタ６２に設けられた信号電圧（＋Ｂ）端子、駆動電圧（ＢＡＴＴ）端子、接地（ＧＮＤ）端子と、通電信号入力ポート１０１、自己診断信号出力ポート１０４、他機通電信号出力ポート１０２、他機自己診断信号入力ポート１０３とによって構成されている。
発熱性の大容量半導体パワーデバイス等のスイッチング素子１３２を含む通電駆動手段１３０は、ヒートシンク等を設けて放熱性を高くすることができる。
また、スイッチング素子１３２の出力端子と、グロープラ１０の通電端子５８とが、バスバー等の放熱性を高くした通電端子接続金具１３２によって接続されている。
また、駆動電圧（ＢＡＴＴ）端子と、スイッチング素子１３２の入力端子とを直結又は放熱性の高いバスバー等を介して接続して、さらに放熱性を高くすることができる。
さらに、プリント基板６１に変えて金属製のリードフレームや、窒化アルミニウム基板、アルミナ基板等の熱伝導性の高い基板に上述スイッチング素子１３２等の回路素子を実装し、所定の入出力ポート（１０１〜１０４）を形成し、これらを筐体６０、又は、筐体６０に変えて樹脂モールドで覆った構成としても良い。
本発明では、一つのグロープラグ１０を一つのＧＣＵ１００で制御するため、ＧＣＵ１００に含まれる部品点数が少なく、発熱量も低くできるので、ＧＣＵ１００の熱暴走による信頼性の低下が起こり難くなっている。
加えて、ＧＣＵ１００の体格を小さくすることができるので、搭載性にも優れている。 The GCU 100 is mounted on a board 60 such as a printed board 61 placed in a metal or resin casing 60, for example, the above-mentioned machine energization signal generation circuit 110, other machine energization signal generation circuit 120, energization drive means 130, An abnormality detection circuit 140 and a diagnosis generation circuit 150 are mounted, and a signal voltage (+ B) terminal, a drive voltage (BATT) terminal, a ground (GND) terminal provided on the connector 62, an energization signal input port 101, a self-diagnosis signal The output port 104, the other device energization signal output port 102, and the other device self-diagnosis signal input port 103 are configured.
The energization driving means 130 including the switching element 132 such as a heat-generating large-capacity semiconductor power device can be provided with a heat sink to enhance heat dissipation.
Further, the output terminal of the switching element 132 and the energization terminal 58 of the glow plug 10 are connected by an energization terminal connection fitting 132 such as a bus bar that has improved heat dissipation.
Moreover, the drive voltage (BATT) terminal and the input terminal of the switching element 132 can be directly connected or connected via a bus bar or the like having a high heat dissipation property to further increase the heat dissipation property.
Further, instead of the printed circuit board 61, circuit elements such as the above-described switching element 132 are mounted on a metal lead frame, an aluminum nitride substrate, an alumina substrate or the like with high thermal conductivity, and predetermined input / output ports (101 to 101) are mounted. 104) may be formed, and these may be replaced with the housing 60 or the housing 60 and covered with a resin mold.
In the present invention, since one glow plug 10 is controlled by one GCU 100, the number of components included in the GCU 100 is small and the amount of heat generation can be reduced. Therefore, the reliability of the GCU 100 is unlikely to deteriorate due to thermal runaway.
In addition, since the physique of the GCU 100 can be reduced, the mountability is also excellent.

図７を参照して、本発明の第２の実施形態におけるグロープラグ通電制御システム１ａについて説明する。
上記実施形態においては、ＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）をグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）の頭部に一体的に搭載した実施例を示したが、本実施形態においては、ＧＣＵ１００ａ_（１）〜１００ａ_（ｎ）とグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）とをグロープラグ通電線ＷＩＲ_ＧＬ、又は、バスバーを用いて接続している。
また、上記実施形態においては、ＧＣＵ１００_（１）〜１００_{（ｎ−１）}に他のＧＣＵ１００_（２）〜_（ｎ）から順送りに発信される自己診断信号ＤＩ_＃２〜ＤＩ_＃ｎを入力する自己診断信号入力ポート１０４を設けた実施例を示したが、本実施形態においては、各ＧＣＵ１００ａ_（１）〜１００ａ_（ｎ）は、それぞれの自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎを出力する自己診断信号出力ポート１０３のみを設け、自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤをＧＣＵ１００ａ_（１）〜１００ａ_（ｎ）の外部で連結するように構成しても良い。
本実施形態においても上記実施形態と同様に各ＧＣＵ１００ａ_（１）〜１００ａ_（ｎ）によってグロープラグ１０_（１）〜１０_（ｎ）の通電を制御するに際して通電時期を所定の時間ｔだけずらして駆動することができ、また、それぞれの異常を各ＧＣＵ１００ａ_（１）〜１００ａ_（ｎ）から発信された自己診断信号ＤＩ_＃１〜ＤＩ_＃ｎによって、異常の発生している気筒を特定することができる。 With reference to FIG. 7, a glow plug energization control system 1a according to a second embodiment of the present invention will be described.
In the said embodiment, although the Example which mounted GCU100 ₍₁₎ -100 _(n) integrally on the head of glow plug 10 ₍₁₎ -10 ₍ _n) was shown, in this embodiment, GCU100a _{₍₁₎ ~100a _(n)} glow plugs _{₁₀ (1)} _~10 _(n) and the glow plug electrification wire _{WIR GL,} or are connected with the bus bar.
Further, in the above-described embodiment, the self-diagnosis signals DI _{# 2 to} DI _#n that are transmitted sequentially from the other GCUs 100 ₍₂₎ to _(n) are input to the GCUs 100 _{(1) to} 100 _(n−1). Although an example in which the diagnosis signal input port 104 is provided has been described, in this embodiment, each GCU 100a _{(1) to} 100a _(n) outputs a self-diagnosis signal DI _{# 1 to} DI _#n. Only the signal output port 103 may be provided, and the self-diagnosis signal line WIR _ID may be connected outside the GCUs 100a _{(1) to} 100a _(n) .
Also in this embodiment, when the energization of the glow plugs 10 ₍₁₎ to 10 _(n) is controlled by the GCUs 100a _{(1) to} 100a _(n) as in the above embodiment, the energization timing is shifted by a predetermined time t. In addition, each abnormality can be identified by the self-diagnosis signals DI _{# 1 to} DI _#n transmitted from the GCUs 100a _{(1) to} 100a _(n). .

本発明は上記実施形態に限定するものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、また、本発明は、グロープラグとして、セラミックグロープラグを用いたものとメタルグロープラグを用いたものとのいずれにも適用し得るものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the present invention is applicable to both a glow plug using a ceramic glow plug and a metal glow plug.

１グロープラグ通電制御システム
２ディーゼル燃焼機関
１０_（１）〜１０_（ｎ）グロープラグ
１００_（１）〜１００_（ｎ）グロープラグ通電制御装置（ＧＣＵ）
１１０自機通電信号生成回路
１１１プルアップ抵抗
１１２コンパレータ
１１３基準電圧
１１４パルス調整回路
１２０他機通電信号生成回路
１２１パルス調整回路
１２２、１２３インバータ
１２４スイッチング素子
１３０通電駆動手段
１３１駆動回路
１３２スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）
１４０異常検出回路
１４１異常検出手段
１５０ダイアグ生成回路
１５１異常判定回路
１５２スイッチング素子
３エンジン制御装置（ＥＣＵ）
３０ＥＣＵ側インターフェース
３１スイッチング素子
３２プルアップ抵抗
３３コンパレータ
３４基準電圧
４運転状況検出手段
ＳＩＥＣＵ発信通電信号
ＳＩ_ＩＮ入力通電信号（ＳＩ_＃１〜ＳＩ_＃ｎ）
ＧＬ_＃１〜ＧＬ_＃ｎ自機通電信号
ＳＩ_ＯＵＴ他機通電信号（ＳＩ_＃２〜ＳＩ_＃ｎ＋１）
ＤＩ自己診断信号
ＷＩＲ_ＳＩ駆動信号線
ＷＩＲ_ＤＩ自己診断信号線
＋Ｂバッテリ電圧
ＴＷエンジン水温
ＮＥ回転数 1 Glow plug energization control system 2 Diesel combustion engine 10 ₍₁₎ to 10 _(n) Glow plug 100 _{(1) to} 100 _(n) Glow plug energization control unit (GCU)
110 Self-machine energization signal generation circuit 111 Pull-up resistor 112 Comparator 113 Reference voltage 114 Pulse adjustment circuit 120 Other machine energization signal generation circuit 121 Pulse adjustment circuits 122 and 123 Inverter 124 Switching element 130 Energization drive means 131 Drive circuit 132 Switching element (power MOSFET)
140 Abnormality detection circuit 141 Abnormality detection means 150 Diag generation circuit 151 Abnormality determination circuit 152 Switching element 3 Engine control device (ECU)
30 ECU side interface 31 Switching element 32 Pull-up resistor 33 Comparator 34 Reference voltage 4 Operating condition detection means SI ECU transmission energization signal SI _IN input energization signal (SI _{# 1 to} SI _#n )
GL _{# 1 to} GL _#n own device energization signal SI _OUT other device energization signal (SI _{# 2 to} SI _{# n + 1} )
DI self-diagnosis signal WIR _SI drive signal line WIR _DI self-diagnosis signal line + B Battery voltage TW Engine water temperature NE Speed

特開２００８−６３９６７号公報JP 2008-63967 A 特開２００８−３１９７９号公報JP 2008-31979 A

Claims

A switching means provided between a glow plug provided for each cylinder of a diesel combustion engine and a power source is opened and closed based on an energization signal transmitted from an engine control device that controls the operation of the engine, and the glow plug A glow plug energization control system for controlling energization to
A plurality of glow plug energization control devices that individually control energization of the glow plugs are connected in a daisy chain, and a self-energization signal generation circuit that generates a self-energization signal that controls energization of each glow plug; An other-device energization signal generating circuit that generates an other-device energization signal that controls energization to a glow plug controlled by another glow plug energization control device, delayed by a predetermined time from the own-device energization signal. Glow plug energization control system.

The glow plug energization control device determines each abnormality based on a detection result of the glow plug to be controlled and its own abnormality, a detection result of the abnormality detection means, and synchronizes with the self-energization signal. 2. The glow plug energization control system according to claim 1, further comprising a diagnosis generation circuit for transmitting a self-diagnosis signal to the engine control device.

The glow plug energization control device uses either the energization signal transmitted from the engine control device or another device energization signal transmitted from another glow plug energization control device as an input energization signal. In synchronism with the input energization signal, the other energization signal having the same waveform as the input energization signal is delayed by a period equal to or less than the cycle of the number of cylinders of the energization signal transmitted from the engine control device. The glow plug energization control system according to claim 1 or 2, which is transmitted as an output signal.