JP5817214B2 - グロープラグ通電制御システムとその制御方法 - Google Patents

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及びその制御方法に関するものである。

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と略す）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ＥＣＵから発信される駆動指令信号にしたがって、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）。

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、複数のグロープラグを１つのＧＣＵ内に複数のスイッチング素子を設けて制御しており、放熱性を良好にして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装置が大型化する虞がある。

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、エンジン制御装置（以下、ＥＣＵと略す）からＧＣＵへ駆動指令信号（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。
また、従来、ＫＷＰ（Ｋｅｙ Ｗｏｒｄ Ｐｒｏｔｃｏｌ）やトークン方式などの通信プロトコルによって気筒毎に通信を実施するため、通信レスポンスに時間がかかったり、システム構成が複雑になったりするという問題があった。

そこで、これらの課題に対して、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。

ところが、従来のＧＣＵの構成をそのまま各グロープラグに設けたのでは、ＥＣＵ側の通信ポートの数を増やす必要が生じ、配線の複雑化を招き、製造コストの増大を招く虞がある。
加えて、一つのＧＣＵによって複数のグロープラグへの通電を制御する場合には、ＧＣＵによって各グロープラグの位置を認識することができるが、従来のＧＣＵと同じような構成のまま、ＧＣＵをそれぞれのグロープラグに、又は、その近傍に設けて個別に制御しようとすると、各ＧＣＵがどの気筒に設けられたものであるかを認識できなくなり、気筒別の通電制御や異常診断ができなくなる虞もある。

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、各グロープラグ通電制御装置が自身の気筒位置を認識して気筒別の通電制御と自己診断とを可能とするグロープラグ通電制御システムとその制御方法を提供することを目的とする。

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駆動指令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を具備し、該グロープラグ通電制御装置は、少なくとも、上記駆動指令信号に基づいて上記スイッチング手段を開閉制御する駆動制御部と、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定手段と、上記グロープラグの異常を検出し自己診断信号を発信する自己診断部と、を具備し、上記気筒位置判定手段として、上記エンジン制御装置と各グロープラグ通電制御装置との間を繋ぎ上記駆動指令信号を伝達する通信配線経路上、上記駆動制御部の内側、又は、通信配線と上記駆動制御部とを繋ぐコネクタの内側のいずれかに気筒判別用抵抗を介装したことを特徴とする（請求項１）。

第１の発明によれば、気筒位置に応じて変化する上記気筒判別用抵抗の抵抗値によって自己の気筒位置を認識することが可能となり、気筒別に設けた上記グロープラグ通電制御装置によって個々のグロープラグの製造上の固体差や劣化状況の差に対応した個別の制御が可能となり、また、異常が検出された際に、気筒位置を特定して自己診断を実施し、異常の発生している気筒を特定し、自己診断結果を利用することが可能となる。

第２の発明では、上記機関の気筒毎に設けた上記グロープラグ通電制御装置から発信する自己診断信号を、プルアップ抵抗を介して電源電圧に繋がれたワイヤードオア回路によって互いに接続し、上記気筒位置判定手段によって認識した自己の気筒に応じて、それぞれの自己診断信号の出力ビットを変えて出力し、上記ワイヤードオア回路によって合成した一群のデータフレームとして、上記エンジン制御装置へ発信する（請求項２）。

第２の発明によれば、上記エンジン制御装置に発信される自己診断信号は、各グロープラグ通電制御装置がそれぞれ独立に異常診断を行いその結果のみを上記気筒位置判定手段によって認識した自己の気筒位置に応じたタイミングで発信したときに、それぞれの自己診断信号が対応するビットに出力され、上記ワイヤードオア回路によって、一つのまとまったデータに合成されてエンジン制御装置に伝達されるため、上記グロープラグ通電制御装置から上記エンジン制御装置に送られるデータの大きさを最小限にしながら、どの気筒で異常が発生しているか否かを確実に伝達することができる。

より具体的には、第３発明では、上記気筒位置判定手段は、所定の抵抗値を有する複数の抵抗器を具備し、上記エンジン制御装置との間に抵抗はしご回路を形成して、該抵抗はしご回路で検出される所定位置の電圧と電圧差とから自己の気筒位置を判定する（請求項３）。

第３の発明によれば、上記気筒位置判定手段に設けた抵抗器によって抵抗はしご回路が形成されたときに、気筒位置が上記エンジン制御装置から離れるほど、抵抗はしご回路に接続される抵抗器の数が増えるので、上記所定位置で検出される上記電圧と上記電圧差とは気筒位置が上記エンジン制御装置から離れるほど小さくなる。

したがって、検出された上記電圧と上記電圧差とから自己の気筒位置を判定することが可能となり、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気筒別の通電制御と自己診断とが可能となる。

第４の発明では、上記グロープラグ通電制御装置は、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定モードと上記グロープラグへの通電制御を行う駆動モードとを切り換えるモード切換手段を具備する（請求項４）。

第４の発明のように、上記モード切換手段によって、上記気筒位置判定モードと上記駆動モードとを切換可能とすることにより、上記グロープラグへの通電を開始する前に、自己の気筒位置の特定を完了させ、その結果を駆動モードに切り換えてグロープラグへの通電を開始したときに利用できる。

また、上記切換手段によって上記気筒位置判定モードと上記駆動モードを切換可能とすることにより、自己の気筒位置を判定するためにエンジン制御装置のポートを増やす必要がない。

より具体的には、第５の発明のように、上記エンジン制御装置から上記グロープラグ通電制御装置へ上記駆動指令信号を送信する駆動指令信号線と、上記グロープラグ通電制御装置から上記エンジン制御装置へ自己診断信号を送信する自己診断信号線とを用いて、複数の上記グロープラグ通電制御装置を上記エンジン制御装置の一の入力ポート及び一の出力ポートを介して連結すると共に、上記モード切換手段は、上記気筒位置判定モードにおいて、上記駆動指令信号線と上記自己診断信号線とを介して、上記抵抗はしご回路を形成する（請求項５）。

第５の発明によれば、上記駆動指令信号線と上記自己診断信号線とを利用して、上記エンジン制御装置と複数のグロープラグ通電制御装置とを連結して、自己の気筒位置を判定するためにエンジン制御装置のポートを増やすことなく、抵抗はしご回路を形成して、各グロープラグに個別に設けられたグロープラグ通電制御装置が自己の気筒位置を認識することができる。

第６発明では、上記駆動指令信号を発信し、上記自己診断信号を受信する上記エンジン制御装置のインターフェースにおいて、上記駆動指令信号線を上記エンジン制御装置の側で接地すると共に、上記自己診断信号線を上記エンジン制御装置の側で電源電圧に吊り上げる（請求項６）。

第６の発明によれば、気筒位置を判定するための抵抗はしご回路を形成する際に上記グロープラグ通電制御装置を接地するための新たなポートを設ける必要がなく、また、上記エンジン制御装置の自己診断信号を安定的に受信するための電源電圧と上記エンジン制御装置の接地との間の電圧を上記抵抗はしご回路によって分圧して、各グロープラグ通電制御装置の気筒位置を判定することができる。

さらに、エンジン制御装置から発信される駆動指令信号のオンオフを上記電圧検出手段からの検出結果の取り込みや上記電圧差検出手段からの検出結果の取り込みの切換に利用できる。

より具体的には、第７の発明のように、気筒位置判定手段は、気筒位置判定モードにおいて、上記エンジン制御装置と各グロープラグ通電制御装置との間で各グロープラグ通電制御装置の内側に設けた複数の抵抗器の一方が直列に連結され、他方が並列に連結されたときに、並列に連結された抵抗器によって検出される電圧と直列に連結された抵抗器の両端の電圧差とから自己の気筒位置を判定する（請求項７）。

第７の発明によれば、自己の気筒位置を判定可能なグロープラグ通電制御装置が実現できる。

第８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駆動指令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の制御方法であって、
上記グロープラグ通電制御システムは、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を具備し、該グロープラグ通電制御装置は、少なくとも、上記駆動指令信号に基づいて上記スイッチング手段を開閉制御する駆動制御部と、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定手段と、上記グロープラグの異常を検出し自己診断信号を発信する自己診断部と、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定モードと上記グロープラグへの通電制御を行う駆動モードとを切り換えるモード切換手段と、を具備し、上記気筒位置判定手段として、上記エンジン制御装置と各グロープラグ通電制御装置との間を繋ぎ上記駆動指令信号を伝達する通信配線経路上、上記駆動制御部の内側、又は、通信配線と上記駆動制御部とを繋ぐコネクタの内側のいずれかに気筒判別用の抵抗を介装したものであり、
少なくとも、上記グロープラグへの通電に先立って、上記モード切換手段を上記気筒位置判定モードに設定し、上記グロープラグ通電制御装置の設けられた気筒位置を判定する気筒位置判定行程を具備する（請求項８）。

第８の発明によれば、各グロープラグへ通電を開始する前に、自己の気筒位置の確認がなされるので、従来の一つのグロープラグ通電制御装置で行っているのと同様の気筒別の通電制御、気筒別の故障診断が可能となる。

第９の発明では、上記気筒位置判定行程によって自己の気筒位置が特定された後に、上記モード切換手段を駆動モードに設定する駆動モード切換行程を具備し、上記グロープラグへの通電制御を開始したときには、駆動指令信号を駆動モードにおける所定の周波数に設定し、駆動モードにおいてグロープラグ及びグロープラグ通電制御装置の異常が検出されたときには、上記モード切換手段を個別気筒故障判定モードに設定する個別気筒故障判定モード切換行程を具備し、駆動指令信号を個別気筒故障判定モードにおける所定の周波数とすると共に、異常が検出されているグロープラグ通電制御装置にのみ受信可能なデューティ比で発信する（請求項９）。

第９の発明によれば、グロープラグ毎に設けたグロープラグ通電制御装置に異常が発生した場合に、異常の発生しているグロープラグ通電制御装置の故障の状態をより詳細に判定することが可能となる。

第１０の発明では、各気筒に設けた上記グロープラグ通電制御装置から出力される自己診断信号の出力同期を図る自己診断信号同期モードを具備する（請求項１０）。

第１０の発明によれば、各気筒に設けた上記グロープラグ通電制御装置殻発信される自己診断信号の出力タイミングのズレによるエンジン制御装置の側での誤認識を防止し、信頼性の高い異常検出を行うことができる。

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全体概要を示す構成図。 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を構成する各部の概要を示し、（ａ）は、駆動モードにおける制御部の概要を示す回路図、（ｂ）は、判定モードにおける気筒判定手段の概要を示す回路図、（ｃ）は、駆動モードにおける異常診断部の概要を示す回路図 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モード切換を可能とする構成を示す回路図 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に用いられる気筒判定方法を示すフローチャート 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気筒位置判定方法を示し、（ａ）は等価回路図、（ｂ）は、閾値との関係を示す出力波形図 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判定モードに用いられる閾値を決定するための、（ａ）は気筒位置と電圧との関係を示す特性図、（ｂ）は、気筒位置と電圧差との関係を示す特性図、（ｃ）は、電圧差と電圧との関係から総気筒数を特定するためのマップ。 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に用いられる駆動時の異常判定方法を示すフローチャート。 図７に続くフローチャート。 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駆動時における等価回路図。 （ａ）は、駆動モードにおける正常時の自己診断信号を示すタイムチャート、（ｂ）は、駆動モードにおける正常時の自己診断信号の一例を示すタイムチャート。 個別故障判定モードにおける故障診断結果の一例を示すタイムチャート。 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全体概要を示す構成図。 本発明の第３の実施形態におけるグロープラグ通電制御システムの全体概要を示す構成図。 図１３の実施形態における気筒位置判別方法を示すブロック図。 本発明の第４の実施形態におけるグロープラグ通電制御システムの全体概要を示す構成図。 図１５の実施形態における気筒位置判別方法を示すブロック図。 （ａ）は、正常時の自己診断信号を示すタイムチャート、（ｂ）は、異常発生時の自己診断信号の一例を示すタイムチャート。 駆動モードと自己診断信号同期モードとの切り換え方法を示すタイムチャート図。

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、詳述略の複数（ｎ気筒）の気筒を有するディーゼル燃焼機関２の気筒毎に設けたグロープラグ１０_{（１〜ｎ）}への通電を各グロープラグ通電制御装置（ＧＣＵ）１００_{（１〜ｎ）}によって個別に制御している。

エンジン制御装置（ＥＣＵ）３は、機関２の運転状況を検出する運転状況検出手段４からの情報に基づいて、運転状況に応じた駆動指令信号ＳＩを算出し、駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩを経由して各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に発信すると共に、自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩを経由して各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}から発信された自己診断信号ＤＩを受信している。

本実施形態においては、ＥＣＵ３のインターフェースＩ／Ｆ３０に設けられた一の出力ポートＰ_ＳＩと複数のＧＣＵ１００_（１）〜１００_（ｎ）とが駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩを介して直接接続され、一の入力ポートＰ_ＤＩとＥＣＵ３に最も近いＧＣＵ１００（１）とが接続され、さらに他のＧＣＵ１００_{（２〜ｎ）}は、ＧＣＵ１００_（１）から自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩを用いて各ＧＣＵ１００_{（２〜ｎ）}の出力ポートＰ_ＤＩ、Ｐ_ＤＩ０を介してそれぞれ順に数珠つなぎに接続されている。

各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}は、それぞれ、駆動制御部（ＤＣＵ）１１０_{（１〜ｎ）}、気筒位置判定手段（ＩＤＵ）１２０_{（１〜ｎ）}、自己診断部（ＤＩＵ）１３０_{（１〜ｎ）}とこれらをロジック又はプログラム制御する制御部（ＰＲＧ）１４０_{（１〜ｎ）}とによって構成されている。
ＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}は、駆動指令信号ＳＩに基づいて、後述する制御方法によってスイッチング手段１１６を開閉制御して各グロープラグ１０_{（１〜ｎ）}への通電を制御する。
ＩＤＵ１２０は、後述する気筒位置判定方法によって、それぞれのＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の設けられた気筒位置を判定する。
ＤＩＵ１３０は、各グロープラグ１０_{（１〜ｎ）}及び、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に発生する異常を後述する判定方法によって検出し、自己診断信号ＤＩを発信する。

図２を参照して、本実施形態におけるＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}を構成するＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}、ＤＩＵ１３０_{（１〜ｎ）}のより具体例な構成について説明する。
なお、本発明においては、気筒位置を判定する気筒判定モードと通常の駆動制御を行う駆動モードとにおいてモード切換手段として設けられた所定のスイッチ（１１２、１２１、１２６、１３１）の切り換えによって、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}を構成する各部ＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}、ＤＩＵ１３０_{（１〜ｎ）}の構成を変化させてモードの切り換えを行うことを特徴としているため、先ず、各モードにおける各部ＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}、ＤＩＵ１３０_{（１〜ｎ）}の構成について説明する。

図２（ａ）に示すように、駆動モードにおけるＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}は、プルアップ抵抗１１１、第１の駆動モードスイッチ１１２、コンパレータ１１３、定電圧電源１１５、パルス調整ロジック１１４、スイッチング素子１１６を含むドライバによって構成されている。
ＥＣＵ３のＩ／Ｆ３０には、ＥＣＵ３側で接地されるトランジスタ３０１が設けられ、ＥＣＵ３とＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}とを接続し駆動指令信号ＳＩを伝達する駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩは、駆動モードにおいては、第１の駆動モードスイッチ１１２が閉じられているので、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}側で、電源電圧として供給されるバッテリ電圧＋Ｂに切換ＳＷ１１２及びプルアップ抵抗１１１を介してプルアップされている。

定電圧電源１１５は、コンパレータ１１３にバッテリ電圧＋Ｂを分圧した基準電位Ｖ_ＳＤを与えている。
コンパレータ１１３には、駆動指令信号ＳＩに応じて開閉されるバッテリ電圧＋Ｂと基準電位Ｖ_ＳＤとが入力され、これらの比較によって、出力電圧のＨＩ、ＬＯが切り換えられるので電圧の変動の影響を受けることなく確実に駆動指令信号ＳＩがＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}側に伝達される。

パルス調整ロジック１１４は、コンパレータ１１３の出力電圧を後述する気筒判定方法によって特定された気筒位置に応じた個別の駆動指令信号に変換する。
パルス調整ロジック１１４から発信された駆動指令信号によって、ドライバに設けられたスイッチング素子１１６が開閉され駆動電圧ＢＡＴＴの通電と停止が制御され、所定のデューティ比でグロープラグ１０に電力が供給される。
スイッチング素子１１６には、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の半導体パワーデバイスが用いられている。

各ＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}の入力ポートは、各ＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}に分配するように接続された駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩによってＥＣＵ３の一の出力ポートＰ_ＳＩにそれぞれ接続されており、各ＤＣＵ_{（１〜ｎ）}に駆動指令信号ＳＩが直接伝達され、それぞれのＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}に設けられたパルス調整ロジック１１４によって、気筒位置に応じた位相の調整が図られる。
例えば、各ＤＣＵ_{（１〜ｎ）}に同時に入力された駆動指令信号ＳＩに対して、パルス調整ロジック１１４によって、認識された自己の気筒位置に応じて、気筒順に１周期ずつ遅らせたり、１／４周期ずつ遅らせたりすることができる。

図２（ｂ）に示すように、気筒判定モードにおいて、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}は、第１の判定モードスイッチ１２１、電圧差検出用抵抗器１２２、第２の判定モードスイッチ１２６、電圧差検出手段１２４、電圧検出用抵抗器１２７、電圧検出手段１２３、気筒判定ロジック１２５によって構成されている。
また、気筒判定モードにおいては、第１の判定モードスイッチ１２１及び第２の判定モードスイッチ１２６が閉じられ、ＥＣＵ３のバッテリ電圧＋Ｂと接地とが、プルアップ抵抗３０２、自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤ、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}、駆動指令信号線ＷＩ_ＳＩ、トランジスタ３０１を介して接続された状態となる。

電圧差検出手段１２４は、所定位置として、ＧＣＵ１００のＤＩ端子とＤＩ０端子との間に接続される電圧差検出用抵抗器１２２（抵抗値Ｒ_１２２Ω）の両端の電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}を検出し、電圧検出手段１２３は、バッテリ電圧＋Ｂをプルアップ抵抗３０２（抵抗値Ｒ_３０２Ω）と電圧検出用抵抗器１２７（抵抗値Ｒ_１２２Ω）とによって案分された電圧差検出用抵抗器１２２（抵抗値Ｒ_１２２Ω）の上流側の所定位置として、ＧＣＵ１００のＤＩ端子に入力される電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}を検出する。
気筒位置判定手段１２５は、検出された電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}と電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}とから、気筒の位置を判定し、その結果を自己診断信号ＤＩとして出力し、その結果は、上述の駆動モードにおいて、個別の駆動指令信号を発信するのに利用される。

各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に設けられた複数のＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}が駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩ及び自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤを介してエンジン制御装置の一の入力ポート及び一の出力ポートとに接続されているため、気筒の位置によって接続される電圧差検出用抵抗器１２２及び電圧検出用抵抗器１２７の数が異なるので、それぞれの電圧差検出手段１２４と電圧検出手段１２３とによって、検出された電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}と電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}とから、それぞれの気筒の位置を判定することができる。
気筒判定モードにおいて、電圧検出用抵抗器１２７は、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に対して並列となるように設けられ、電圧差検出用抵抗器１２２は、各ＧＣＵ１００（１〜ｎ）に対して、気筒順に直列となるように設けられている。

図２（ｃ）に示すように、駆動モードにおけるＤＩＵ１３０_{（１〜ｎ）}は、第２の駆動モードスイッチ１３１、プラグ電流検出・プラグ電圧検出回路１３２、異常判定手段１３５、スイッチング手段（ＭＯＳＦＥＴ）１３６によって構成されている。
各ＤＩＵ１３０_{（１〜ｎ）}のプラグ電流検出・プラグ電圧検出回路１３２には、公知のプラグ電流検出、プラグ電圧検出回路が適宜採用できる。
プラグ電流検出回路、プラグ電圧検出回路によって検出されたプラグ電流ＩＧＬ及びプラグ電圧ＶＧＬによってＧＣＵ（１〜ｎ）の駆動補助及び異常診断に利用されている。
異常判定手段１３５は、プラグ電流Ｉ_ＧＬとプラグ電圧Ｖ_ＧＬとから、断線、劣化、短絡等の各グロープラグ_{（１〜ｎ）}及びＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の異常の有無を判定し、その結果を自己診断信号ＩＤとして発信する。

スイッチング手段１３６のドレインは、自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤ、プルアップ抵抗３０２を介してＥＣＵ３側でバッテリ電圧＋Ｂにプルアップされており、スイッチング手段１３６のソースは、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}側で接地されている。
異常判定手段１３５の出力はてスイッチング手段１３６のゲートに接続され、自己診断信号ＩＤの高低に応じてスイッチング手段１３６が開閉され、自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩを介してＥＣＵ３側に伝達されている。
駆動モードにおいては、第２の駆動モードスイッチ１３１が閉じられているので、各グロープラグ１０_{（１〜ｎ）}に設けた複数のＩＤＵ１３０が並列してＩ／Ｆ３０を介してＥＣＵ３に接続されることとなる。

図３を参照して本実施形態におけるグロープラグ通電制御システム１の判定モードと駆動モードとを切り換えを可能とする構成例について説明する。
本発明においては、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}が自身の位置を判定する判定モードと、グロープラグ１_{（１〜ｎ）}への通電を制御する駆動モードとを切り換えることにより、ＥＣＵ３とＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}とを繋ぐ駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩ及び自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤを、判定モードでは、気筒位置を特定するための分圧抵抗はしご回路の形成に用い、駆動モードでは、駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩ及び自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤを、それぞれの本来の用途である駆動指令信号ＳＩの伝達及び自己診断信号ＤＩの伝達に用いている。

図３に示すように、駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩには、駆動モードにおいて駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩとバッテリ電圧とをプルアッププルアップ抵抗１１１を介して接続するための駆動モードスイッチ１１２と、判定モードにおいて駆動指令信号線ＷＩＲＳＩと分圧電圧検出用抵抗器１２７を介して自己診断信号ＷＩＲ_ＤＩとを繋ぐための第１の判定モードスイッチ１２６とが接続されている。
第１の駆動スイッチ１１２と第１の判定モードスイッチ１２６とは、互いに排他的に作動し、一方が閉じられたときには他方が開放されるように構成されている。

さらに、自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩには、駆動モードにおいて、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}のＤＩ端子とＤＩ０端子とを短絡する第２の駆動モードスイッチ１３１と、判定モードにおいてＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}のＤＩ端子とＤＩ０端子との間に電圧差検出用抵抗器１２２を介装するための第２の判定モードスイッチ１２１とが接続されている。
第２の判定モードスイッチ１２１と第２の駆動モードスイッチ１３１とは、互いに排他的に作動し、一方が閉じられたときには他方が開放されるように構成されている。本実施形態に示すように、それぞれを別のスイッチで構成しても良いし、一つのスイッチで二者択一的に切換られるように構成しても良い。
なお、本実施形態において、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}は、全く同じ構成で良いため、本図においては、ＧＣＵ１００_{（２〜ｎ）}の内部の構成を省略して記載してある。

判定モードにおいては、第１の判定モードスイッチ１２６と第２の判定モードスイッチ１２１とが閉じられ、第１の駆動モードスイッチ１１２と第２の駆動モードスイッチ１３１とが開放され、上述した、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}が形成される。
また、駆動モードにおいては、第１の判定モードスイッチ１２６と第２の判定モードスイッチ１２１とが開放され、第１の駆動モードスイッチ１１２と第２の駆動モードスイッチ１３１とが閉じられ、上述した、ＤＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}とＤＩＵ１３０_{（１〜ｎ）}とが形成される。

図４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に用いられる気筒位置判定方法について説明する。
なお、本判定方法を実施するためのプログラム若しくはロジックは、図１に示したＰＲＧ１４０_{（１〜ｎ）}のそれぞれに記憶され各グロープラグ１００_{（１〜ｎ）}においてそれぞれ独立して実施される。
ディーゼル燃焼機関２の運転を開始すべく、図略のキースイッチが投入されると、判定モードを実施すべく、図４に示したフローチャートにしたがって各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の制御対象となる気筒位置の判定が開始される。

ステップＳ１００の判定モードセット行程では、グロープラグ１０への通電開始に先立って、自己の気筒位置を判定するためにＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}を判定モードに設定すべく、第１の判定モードスイッチ１２６及び第２の判定モードスイッチ１２６が閉じられ、第１の駆動モードスイッチ１１２及び第２の駆動モードスイッチが開放される。
次いで、ステップＳ１１０の電圧検出行程では、電圧検出手段１２３によって、各ブロープラグ１００_{（１〜ｎ）}のＤＩ端子における電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}の絶対値がモニタされる。

続いて、ステップＳ１２０の電圧差検出行程では、電圧差検出手段１２４によって、電圧差検出用抵抗器１２２の両端の電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}がモニタされる。
次いでステップＳ１３０の気筒数Ｎ判定行程では、検出された電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}及び電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}を気筒判定手段１２５内に設けたマップデータ等の閾値と比較し、ディーゼル燃焼機関２の総気筒数Ｎを判別する。

気筒数ｎによって、判定モードにおいて、ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}に接続される電圧差検出用抵抗器１２２及び電圧検出用抵抗器１２７の数が増し、各電圧差検出用抵抗器１２２_{（１〜ｎ）}及び電圧検出用抵抗器１２７_{（１〜ｎ）}に流れる電流が小さくなり、各ＩＤＵ１２０において検出される電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}及び電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}が小さくなる。
これを予め用意したマップデータ等の閾値と比較することによって、燃焼機関２の総気筒数Ｎを判定できる。

ステップＳ１３０の気筒数Ｎ判定行程で、電圧差検出に何らかの異常が発生し、総気筒数Ｎの特定ができない場合には、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１１０に戻り再度気筒数Ｎの判定が行われる。
総気筒数Ｎの特定が完了した場合には、判定Ｙｅｓとなり、ステップＳ１４０〜ステップＳ１７０の自己気筒判定行に進む。

ステップＳ１４０の自己気筒判定行程では、検出した電圧値Ｖ_{（１〜ｎ）}を、Ｎ気筒目である場合の電圧閾値（Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ）Ｌ}〜Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ）Ｈ}）との比較によって閾値判定する。
例えば、電圧値Ｖ_{（１〜ｎ）}が、Ｎ気筒目である場合の電圧閾値Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ）Ｌ}より大きくよりＶ_{ＲＥＦ（Ｎ）Ｈ}小さければ、自己気筒がＮ気筒目であることが特定され、判定Ｙｅｓとなり、判定が終了し、電圧値Ｖ_{（１〜ｎ）}が、電圧閾値Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ）Ｌ}以下であり、自己気筒の位置が特定されなければ、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１５０に進み、Ｎ―１気筒目である場合の閾値（Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ−１）Ｌ}〜Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ−１）Ｈ}）との比較によって、閾値判定する。

自己気筒がＮ−１気筒目であることが特定されれば、判定Ｙｅｓとなり、判定が終了し、自己気筒の位置が特定されなければ、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１６０に進み、Ｎ―２気筒目である場合の閾値（Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ−２）Ｌ}〜Ｖ_{ＲＥＦ（Ｎ−２）Ｈ}）との比較によって、閾値判定する。比較する気筒の位置を減らしながら閾値判定を繰り返し、２気筒目である場合の閾値（Ｖ_{ＲＥＦ２Ｌ}〜Ｖ_{ＲＥＦ２Ｈ}）と電圧値Ｖ_{（１〜ｎ）}との比較によって、自己気筒が２気筒目か１気筒目かが特定されれば、全ての判定が終了する。
また、Ｎ気筒目のＤＩ_０端子はＯＰＥＮとなっているので、電圧差検出用抵抗器１２２の両端に電圧差が生じず、ΔＶ_（ｎ）＝０ｖとなるので、直ちにＮ気筒目であることが判定できる。

図５を参照して、本実施形態における具体的な気筒判定方法について４気筒の場合を例に説明する。
図５（ａ）に示すように、判定モードにおいては、ＥＣＵ３側に設けたＩ／Ｆ３０のプルアップ抵抗３０２を介して接続されるバッテリ電圧＋ＢとＥＣＵ３側に設けたＩ／Ｆ３０のトランジスタ３０１を介して接続される接地との間に、ＧＣＵ１００_{（１〜４）}に設けた電圧差検出用抵抗器１２２と電圧検出用抵抗器１２７とが連結され、各ＧＣＵ_{（１〜４）}に設けた電圧検出手段１２３、電圧差検出手段１２４で検出される電圧Ｖ及び電圧差ΔＶは、それぞれ気筒位置によって、Ｖ_１〜Ｖ_４、ΔＶ_１〜ΔＶ_４に変化する。

ＥＣＵ３から駆動指令信号ＳＩが発信され、ＥＣＵ３のトランジスタ３０１が開閉されると、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}で検出される電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}は、本図（ｂ）のように、気筒位置によって変化する。
具体的な、電圧閾値電圧Ｖ_{ＲＥＦ（１〜ｎ）}の一例として、例えば、バッテリ電圧＋Ｂが１２ｖ、プルアップ抵抗３０２の抵抗値Ｒ_３０２が１ｋΩ、電圧差検出用抵抗器１２２の抵抗値Ｒ_１２２が１０ｋΩ、電圧検出用抵抗器１２７の抵抗値Ｒ_１２７が１ｋΩであるとき、±５％の閾値を設定した場合、１気筒目に対しては、Ｖ_{ＲＥＦ（１）}＝８．７〜９．６ｖが閾値として与えられ、２気筒目に対しては、Ｖ_{ＲＥＦ（２）}＝６．９〜７．６ｖが閾値として与えられ、３気筒目に対しては、Ｖ_{ＲＥＦ（３）}＝５．８〜６．４ｖが閾値として与えられ、４気筒目に対しては、ΔＶ＝０又は、Ｖ_{ＲＥＦ（４）}＝４．８〜６．４ｖが与えられる。
例えば、３気筒目に設けられたＧＣＵ１００_（３）の場合、電圧検出手段１２３によって６．１１ｖが検出された場合、ステップＳ１４０で６．１１ｖ＞４．７〜５．４ｖであるので、判定Ｎｏとなり、ステップＳ１５０に進み、ステップＳ１５０で５．８ｖ＜６．１１ｖ＜６．４ｖであるので、判定Ｙｅｓとなり、３気筒目であることが特定される。

図６を参照して、気筒位置判定モードで用いられる最大気筒数Ｎを決定するための閾値及び気筒位置を判定するための閾値の決定方法について説明する。
本図（ａ）に示すように、電圧検出手段１２３で検出される各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}のＤＩ端子における電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}は、総気筒数Ｎが多い程、また、気筒位置がＥＣＵ３から離れる程、バッテリ電圧＋Ｂと接地との間で、複数のＧＣＵ間で並列に接続される電圧検出用抵抗器１２７の数と直列に接続される電圧差検出用抵抗器１２２の数とが増え、電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}が下がり、本図（ｂ）に示すように、電圧差検出手段１２４によって検出されるＤＩ端子とＤＩ_０端子との間の電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}も下がる。
本図（ｃ）に示すように、予め電圧差ΔＶ_{（１〜ｎ）}と電圧Ｖ_{（１〜ｎ）}との関係をマップデータ化しておけば、任意の電圧差ΔＶ_（ｉ）と電圧Ｖ_（ｉ）に対して総気筒数Ｎを決定できる。

図７、図８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に用いられる駆動モードへの切換と駆動モードでの異常検出方法及び、異常検出時の個別気筒故障判定モードにおける個別故障判定方法について説明する。
なお、本実施形態においては、４気筒の場合を例として説明する。

ステップＳ２００の始動行程で、キースイッチが投入されると、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に電圧が供給され、上述した、ステップＳ１００の判定モード切換行程を経て、ステップＳ１１０〜Ｓ１７０の気筒位置判定行程が開始され、総気筒数Ｎが判定され、さらに各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の気筒位置の判定が行われる。
気筒位置が判定されると、ステップＳ２１０の駆動モード切換行程において、第１の判定モードスイッチ１２２、第２の判定モードスイッチ１２６が開放され、第１の駆動モードスイッチ１１２、第２の駆動モードスイッチ１３１が閉じられる。

次いでステップＳ２２０のグロープラグ通電行程において、グロープラグ１０への通電が開始される。
このとき、ＥＣＵ３において算出された駆動指令信号ＳＩは、周波数３０Ｈｚのパルス信号として、伝達され、機関２の運転状況に応じて算出された所定のデューティ比で各ＧＵＣ１００_{（１〜ｎ）}に設けたそれぞれのスイッチング素子１１６をパルス調整手段１１４で調整されたタイミングで開閉駆動する。

ステップＳ２３０の通電時故障判定行程では、グロープラグ１０_{（１〜ｎ）}への通電中に、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に設けたプラグ電流検出手段１３２及び、プラグ電流検出回路１３３によって各グロープラグ１００_{（１〜ｎ）}に流れるプラグ電流ＩＧＬが検出され、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に設けたプラグ電圧検出回路１３４によって各グロープラグに印加されるプラグ電圧Ｖ_ＧＬが検出され、プラグ電流Ｉ_ＧＬとプラグ電圧Ｖ_ＧＬとから、各グロープラグ１０_{（１〜ｎ）}及びＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}について通電中常時故障の有無が異常判定手段１３５によって判定される。
このとき、５周期毎に、正常かいずれかの気筒に異常があるかが判定され、自己診断信号ＤＩが出力される。

ステップＳ２３０で故障がなければ、故障なし判定となり、正常であることを示す自己診断信号ＤＩが発信され、ステップＳ２４０の通電動作継続行程に進み、通常の通電動作が継続される。この時ダイアグ信号として、正常モード出力が成される。
ステップＳ２３０で故障が検出されると、故障あり判定となり、ステップＳ２５０の故障診断信号出力行程に進む。この時ダイアグ信号として、異常モード出力が成される。

ステップＳ２５０の故障診断信号出力行程では、各ＧＣＵ１１０_{（１〜ｎ）}から、故障診断信号（ダイアグ）ＤＩが出力され、ＥＣＵ３へ伝達される。
ステップＳ２６０のＥＣＵ気筒判定行程では、ＥＣＵ３側でＤＩの出力されたＤＩの読み取りによって故障している気筒について故障フラグを立てるなどにより特定し、故障した気筒の特定に成功すれば、判定Ｙｅｓとなり、ステップＳ２７０の通電動作停止行程に進む。

ステップＳ２５０のＥＣＵ気筒判定行程で、ＤＩの読み取りエラー等により、故障した気筒の特定ができない場合には、判定Ｎｏとなり、ステップＳ２３０に戻り、故障判定を繰り返す。
ステップＳ２７０の通電動作停止行程では、各グロープラグ１０_{（１〜４）}の内故障と判定されたグロープラグへの通電を停止する。

次いで、ステップＳ２８０の個別気筒故障判定モード切換行程では、ＥＣＵ３からの駆動指令信号ＳＩの発信周期を駆動モードにおける駆動モード周期Ｔ_ＤＲＶ（例えば、３０Ｈｚ）から、個別判定モードにおける個別判定モード周期Ｔ_ＪＤＧ（例えば、６０Ｈｚ）に切り換える。
故障の発生しているＧＣＵ１００_{（１〜４）}にのみ駆動指令信号ＳＩを伝達するため、グロープラグ１０_{（１〜４）}又はＧＣＵ１００_{（１〜４）}に故障が発生している気筒が気筒＃１〜＃４の内、１気筒目の場合には、ステップＳ２９０に示すように駆動指令信号ＳＩの２０％デューティで出力し、２気筒目の場合には、ステップＳ３００に示すように駆動指令信号ＳＩの４０％デューティで出力し、３気筒目の場合には、ステップＳ３１０に示すように駆動指令信号ＳＩの６０％デューティで出力し、４気筒目の場合には、ステップＳ３２０に示すように駆動指令信号ＳＩの８０％デューティで出力する。

ステップＳ３３０の個別自己診断信号ＤＩ出力行程では、各ＧＣＵ１００_{（１〜４）}は、自身の気筒位置に応じたデューティ比の駆動指令信号ＳＩのみを受信し、詳細な異常の内容について診断を行う。
このとき、対象とするＧＣＵ以外は無応答となり、所定のデューティ比の駆動指令信号ＳＩを受信したＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}が個別の故障モードを表す自己診断信号ＤＩを出力する。

図９を参照して、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の駆動モードにおける、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}の構成について説明する。
なお、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}内部の構成は、全て共通の構成であるので、ＧＣＵ１００_（１）以外は、内部の構成を省略してある。

図９に示すように、駆動モードでは、第１の駆動モードスイッチ１１２と第２の駆動モードスイッチ１３１が閉じられている。
ＥＣＵ３側で接地されたトランジスタ３０１に接続された駆動指令信号線ＷＩＲ_ＳＩは、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}側でプルアップ抵抗１１１を介してバッテリ電圧＋Ｂにプルアップされている。

ＥＣＵ３から発信された駆動指令信号ＳＩにしたがってコンパレータ１１３の入力の高低が切り替わり、コンパレータ１１３に入力された基準電位との比較によって電圧変動等の影響が排除され、Ｈｉ、Ｌｏの安定した２値出力となってコンパレータ１１３から出力される。
パルス調整ロジック１１４では、コンパレータ１１３の出力電圧を上述の気筒判定モードにおいて特定された気筒位置に応じた個別の通電信号Ｇ_{（１〜ｎ）}に変換し、スイッチング素子１１６を開閉駆動する。

スイッチング素子１１６の開閉駆動により、スイッチング素子１１６に入力された駆動電圧ＢＡＴＴが、ＥＣＵ３によって算出された駆動指令信号ＳＩに対応する所定のデューティ比でグロープラグ１０へ供給される。
一方、各ＧＵＣ１００_{（１〜ｎ）}のＤＩ端子及び、ＤＩ_０端子は、自己診断信号線ＷＩＲ_ＩＤを介してＥＣＵ３の一の入力ポートＰ_ＤＩに連結され、さらにＥＣＵ３側でプルアップ抵抗３０２を介してバッテリ電圧＋Ｂにプルアップされ、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}のＤＩ端子及び、ＤＩ_０端子は、順に連結されている。

グロープラグ１０とスイッチング素子１１６との間には、電流検出手段１３２が設けられ、電流検出手段１３３及び電圧検出手段１３４によって、駆動時にグロープラグ１０に流れるプラグ電流Ｉ_ＧＬ及びプラグ電圧Ｖ_ＧＬを検出し、異常判定手段１３５によって、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}が制御するグロープラグ１０_{（１〜ｎ）}の過昇温、劣化、断線等の異常及び、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}とグロープラグとの間に発生する過電流、短絡、断線等の異常を検出している。
本実施形態においては、機関２の気筒毎に設けたＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}のそれぞれから発信する自己診断信号ＤＩは、プルアップ抵抗３０２を介して電源電圧＋Ｂに繋がれ、ワイヤードオア回路を形成するよう互いに接続されている。 気筒位置判定手段ＩＤＵ１２０_{（１〜ｎ）}によって認識した自己の気筒に応じて、それぞれの自己診断信号の出力ビットを変えて出力し、ワイヤードオア回路で合成した一群のデータフレームとして、エンジン制御装置３へ発信する。

異常判定手段１３５によって異常が検出さると、自己診断信号ＤＩが発信され、ＭＯＳＦＥＴ１３６が開閉駆動され、ＥＣＵ３側に２値のシリアルデータとして送信される。
上述したように、駆動モードにおいて、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}のそれぞれの自己診断信号ＩＤが、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}に設けられたパルス調整ロジック１１４によって調整された駆動指令信号ＳＩの開閉タイミングに合わせて発信され、それが一本の自己診断信号線ＷＩＲ_ＤＩによって合一され、ＥＣＵ３側に送信されている。

なお、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}からの自己診断ＤＩの発信は、駆動指令信号ＳＩに同期しており、駆動指令信号ＳＩの立ち上がりに対して所定の読み取りタイミングで遅延させることも可能である。
上述の如く、故障ありと判定されると、ＥＣＵ３によって、通電動作が停止され、駆動指令信号ＳＩの発信周期を個別気筒故障判定モードに切換られる。

ＥＣＵ３は、故障の発生している気筒位置に合わせたデューティ比の駆動指令信号ＳＩを個別判定モード周期Ｔ_ＪＤＧ（例えば、６０Ｈｚ）によって発信する。
各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}は、デューティ比の違いによって、自己の受け取るべき駆動指令信号ＳＩのみを受信し、詳細な故障診断を行い、故障の発生している気筒のみが自己診断信号ＤＩを発信する。
また、ディーティ比の違いは、ＳＩ入力回路にて周期とＤｕｔｙを検出することによって認識でき、公知の内部ロジック回路にて判定可能である。

図１０を参照して、４気筒の場合の駆動モードにおいて発信される自己診断信号の具体例について説明する。
各ＧＣＵ１００_{（１〜４）}から発信される自己診断信号ＤＩが並列に接続されているので、本図（ａ）に示すように、正常時には、各ＧＣＵ１００_{（１〜４）}の正常であることを示す出力が順に立ち上がるが、一周期ずつずれて出力されるため、互いに打ち消し合い、ＥＣＵ３には、１気筒目から４気筒目までが正常であることを示すように全てのデータビットがＬｏとなり、ＧＣＵ１００_（４）からの自己診断信号ＤＩの立ち下がりに同期して、判定の終了を示す、データビットがＨｉとなった自己診断信号ＤＩが伝達される。

一方、例えば２気筒目に故障がある場合、本図（ｂ）に示すように、各ＧＣＵ１００_{（１〜４）}の内、２気筒目のみ正常であることを示す自己診断信号が立ち上がらないため、ＥＣＵ３に伝達される自己診断信号ＤＩは、１気筒目の自己診断信号の立ち下がりに同期して立ち上がり、３気筒目の自己診断信号の立ち上がりに同期して立ち上がった２気筒目が異常であることを示すデータビットがＨｉとなり、４気筒目の自己診断信号の立ち下がりに同期して、判定の終了を示す、データビットがＨｉとなった自己診断信号ＤＩが伝達される。

図１１を参照して、上述したように何らかの故障が検出された場合の個別気筒判別モードにおける判定結果の具体例について説明する。
個別判定モードでは、本図（ａ）に示すように、故障の検出されたＧＣＵ１００_{（１〜４）}に対応するデューティ比の個別判定モードの駆動指令信号ＳＩが個別判定モード周期Ｔ_ＪＤＧで、ＥＣＵ３から発信される。
各ＧＣＵ１００_{（１〜４）}では、上述の気筒位置判定によって判定された自己の気筒位置に基づいて、個別判定モードにおける受信可能な駆動指令信号ＳＩのデューティ比が設定される。例えば、４気筒の場合、１気筒目は、２０％デューティ、２気筒目は４０％デューティ、３気筒目は６０％デューティ、４気筒目は８０％デューティの駆動指令信号を受信可能となっている。
本図（ｂ）に示すように、４０％デューティ、６０Ｈｚで発信された駆動指令信号に対して、ＧＣＵ１００_（２）で、異常診断がなされ、所定の故障モードに応じた自己診断信号ＤＩが出力され、正常なＧＣＵ１００_{（１、３、４）}は、４０デューティの駆動指令信号を受信しないので、全ての期間に対して自己診断信号は出力されなくなり、全体としては、ＧＣＵ１００_（２）の自己診断信号を反転した信号がＥＣＵ３に伝達される。

図１２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、図１に示すように、グロープラグ１０とＧＣＵ１００とが一体に設けられたグロープラグ通電制御装置１について説明したが、図１２に示すように、各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}を各グロープラグ１０と分離し、その近傍に載置して、通電線ＷＩＲＧＬを介して各ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}と各グロープラグ１０とを接続した構成としても良い。本実施形態においても上記実施形態と同様の効果が発揮される。

図１３、図１４を参照して本発明の第３の実施形態におけるグロープラグ通電制御システム１ｂについて説明する。
上記実施形態においては、気筒一判定手段１２０として、ＧＣＵ１００内に電圧差検出用抵抗器１２２及び電圧検出用抵抗１２７を設けて、ＥＣＵ３との間で抵抗はしご回路を形成することによって、気筒位置に応じて変化する合成抵抗の値から自己の気筒位置を認識する構成を示したが、本実施形態のように、駆動指令信号ＳＩを伝達する通信配線経路上（ハーネスＷＩＲ_ＳＩ）に、気筒位置に応じて異なる抵抗値Ｒ_{１２２（１）}〜Ｒ_{１２２（ｎ−１）}を有する気筒判別用抵抗１２２ｂ_{（１〜ｎ）}を設けた構成としても良い。

本実施形態によれば、図１４（ａ）に示すように、１気筒目の駆動指令信号ＳＩがオンとなったときの電圧ΔＶのＨｉ側の電位は、ＧＣＵ１００ｂ_（１）側でプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられており、Ｌｏ側の電位は、気筒判別用抵抗１２２ｂ_（１）の抵抗値Ｒ_{１２２（１）}と、プルアップ抵抗１１１の抵抗値Ｒ_１１１とによって、電源電圧＋Ｂとフィルタ（コンデンサ）１１５ａとの間の電圧ΔＶを案分した電位Ｖ_１となり、本図（ｂ）に示すように、２気筒目の駆動指令信号ＳＩがオンとなったときの電圧ΔＶのＨｉ側の電位は、ＧＣＵ１００ｂ_（２）側でプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられており、Ｌｏ側の電位は、気筒判別用抵抗１２２ｂ_（２）の抵抗値Ｒ_{１２２（２）}と、プルアップ抵抗１１１の抵抗値Ｒ_１１１とによって、電源電圧＋Ｂとフィルタ（コンデンサ）１１５ａとの間の電圧を案分した電位Ｖ_２となり、本図（ｃ）に示すように、ｎ気筒目の駆動指令信号ＳＩがオンとなったときの電圧ΔＶのＨｉ側の電位は、ＧＣＵ１００ｂ_（ｎ）側でプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられており、Ｌｏ側の電位は、気筒判別用抵抗１２２ｂ_（ｎ）の抵抗値Ｒ_{１２２（ｎ）}と、プルアップ抵抗１１１の抵抗値Ｒ_１１１とによって、電源電圧＋Ｂとフィルタ（コンデンサ）１１５ａとの間の電圧ΔＶを案分した電位Ｖ_ｎとなる。

このとき、本実施形態においては、Ｒ_{１２２（１）}＜Ｒ_{１２２（２）}＜・・・＜Ｒ_{１２２（ｎ）}、又は、Ｒ_{１２２（１）}＞Ｒ_{１２２（２）}＞・・・＞Ｒ_{１２２（ｎ）}となるように設定されているので、エンジン制御装置に近い方から気筒順に気筒判別用抵抗１１２_{（１〜ｎ）}を徐々に大きくした場合には、駆動指令信号ＳＩがオンとなってときのＬｏ側の電位Ｖ_１、Ｖ_２、・・・Ｖ_ｎは徐々に小さくなり、反対に、エンジン制御装置に近い方から気筒順に気筒判別用抵抗１１２_{（１〜ｎ）}を徐々に小さくした場合には、駆動指令信号ＳＩのＬｏ側の電位Ｖ_１、Ｖ_２、・・・Ｖｎは徐々に大きくなる。
したがって、駆動指令信号ＳＩのＬｏ側の電位Ｖ_１、Ｖ_２、・・・Ｖ_ｎを、閾値判定すれば、自己の気筒位置を認識することができる。
なお、本実施形態において、１気筒目の気筒判別用励行１１２（１）は省略しても良い。この場合、駆動指令信号ＳＩがオンとなったときのＬｏ側の電位Ｖ１は、０ｖとなる。

図１５、図１６を参照して本発明の第４の実施形態におけるグロープラグ通電制御システム１ｃについて説明する。
上記第３の実施形態においては、気筒判別用抵抗１２２ｂ_{（１〜ｎ）}として、気筒位置に応じて徐々に変化する抵抗値Ｒ_{１２２ｂ（１〜ｎ）}のものを配設して気筒位置を判別する構成を示したが、本実施形態においては、駆動指令信号ＳＩを伝達する通信配線経路として設けた駆動信号用ハーネスＷＩＲ_ＳＩ上であって、自身のＧＣＵ１００ｃ_{（１〜（ｎ−１））}と次の気筒に設けられるＧＣＵ１００ｃ_{（２〜ｎ）}との間に一定の抵抗値Ｒ_{１２２ｃ（１〜ｎ）}を有する気筒判別用抵抗１２２_{ｃ（１〜ｎ）}が設けられている。
また、ハーネスＷＩＲ_ＳＩとＧＣＵ１００_{ｃ（１〜ｎ）}とを接続するコネクタの内側に気筒判別用抵抗１２２ｃ_{（１〜ｎ）}を載置しても良い。

このような構成とすることによって、図１６（ａ）に示すように、１気筒目の駆動指令信号ＳＩがオンとなったときの電圧ΔＶのＨｉ側の電位は、ＧＣＵ１００ｃ_（１）側でプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられており、Ｌｏ側の電位Ｖ_１は０ｖとなっており、本図（ｂ）に示すように、２気筒目の駆動指令信号ＳＩがオンとなったときの電圧ΔＶのＨｉ側の電位は、ＧＣＵ１００ｃ_（２）側でプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられており、Ｌｏ側の電位は、気筒判別用抵抗１２２ｃ_（２）の抵抗値Ｒ_{１２２（１）}と、プルアップ抵抗１１１の抵抗値Ｒ_１１１とによって、電源電圧＋Ｂとフィルタ（コンデンサ）１１５ａとの間の電圧を案分した電位Ｖ_２となり、本図（ｃ）に示すように、ｎ気筒目の駆動指令信号ＳＩがオンとなったときの電圧ΔＶのＨｉ側の電位は、ＧＣＵ１００ｃｂ_（ｎ）側でプルアップ抵抗１１１を介して電源電圧＋Ｂに吊り上げられており、Ｌｏ側の電位は、ｎ―１個の気筒判別用抵抗１２２ｃが直列に接続され、抵抗値Ｒ_１２２の（ｎ−１）倍の抵抗値と、プルアップ抵抗１１１の抵抗値Ｒ_１１１とによって、電源電圧＋Ｂとフィルタ（コンデンサ）１１５ａとの間の電圧を案分した電位Ｖ_ｎとなる。

したがって、上記実施形態と同様、駆動指令信号ＳＩがオンとなったときに、Ｌｏ側の電位を閾値判定すれば、自己の気筒位置を認識することができる。
なお、上記実施形態においては、公知の電流検出、電圧検出回路１３２として、電流検出手段として、グロープラグ１０の上流側に既知の抵抗値を有するシャント抵抗等を設けて、その両端の電位を計測して、プラグ電流Ｉ_ＧＰを検出し、スイッチング手段１１６の出力電圧を検出してプラグ電圧Ｖ_ＧＰとし、プラグ電流Ｉ_ＧＰ及びプラグ電圧Ｖ_ＧＰの値から、断線等異常の有無を検出する例を示したが、本実施形態のように、電流検出手段１３２として、半導体スイッチング素子１３５のトランジスタセルの一部を利用してカレントミラー回路を構成し、ミラー電流を検出するようにしても良い。このような構成とすることにより、シャント抵抗による損失を少なくすることもできる。
なお、本実施形態においては、図１５に示したように、電源電圧＋Ｂを伝達する駆動電源用ハーネスＷＩＲ_＋Ｂと、駆動信号用ハーネスＷＩＲ_ＳＩと、自己診断信号用ハーネスＷＩＲ_ＩＤとを一対のコネクタ内でまとめてＧＣＵ１００_{ｃ（１〜ｎ）}側と接続する構成を示したが、電力線（駆動電源用配線ＷＩＲ_＋Ｂ）と信号線（駆動信号用ハーネスＷＩＲ_ＳＩ及び自己診断信号用ハーネスＷＩＲ_ＩＤ）とを分けて配線するようにしても良い。

図１７、図１８を参照して、本発明のグロープラグ通電制御システムに用いられる自己診断信号の他の実施形態について説明する。
図１７（ａ）は、正常時における各気筒に設けられたＤＩＵの自己診断信号ＤＩ（１気筒目〜４気筒目）とワイヤードオア回路によって合成され、ＥＣＵに入力される自己診断ＤＩのデータ構造を示すタイムチャートであり、図１７（ｂ）は、異常時として、２気筒目のＧＣＵ１００（２）に断線異常が発生した場合を例として、示すタイムチャートである。

図１７（ａ）に示すように、各気筒に設けられたＤＩＵ１３０で正常と判定された場合には、自身の気筒位置に対応するデータビットの出力がＬｏとなり、他の気筒に対応するデータビットの出力はＨｉとなっており、ワイヤードオア回路によって合成されたデータは、正常位置に対応するデータビットがＬｏとなってＥＣＵに伝達される。
例えば、本図に示すように、１気筒目のダイアグ信号ＤＩは、スタートビットとして、ビットＮｏ．０がＬｏとなり、続くビットＮｏ．１が１気筒目の判定結果に対応し、正常時には、Ｌｏとなっており、続くデータビットは、全てＨｉとなっている。また、ビットＮｏ．７、８に異常の有無を示すエラービットＥＲ１、ＥＲ２に割り当てられ、ビットＮｏ．９がストップビットとなっている。

同様に、２気筒目に対しては、ビットＮｏ．０がＬｏとなり、スタートビットであることを示し、ビットＮｏ．２が、２気筒目の判定結果に対応し、正常時には、Ｌｏとなっており、前後のデータビットは全てＨｉとなっている。また、１気筒目と同様に、ビットＮｏ．７、８に異常の有無を示すエラービットＥＲ１、ＥＲ２が割り当てられ、ビットＮｏ．９がストップビットとなっている。

以下、３気筒目、４気筒目も、正常には、それぞれ、対応するデータビットがＬｏとなり、他はＨｉとなっている。
１気筒目から４気筒目までのデータをワイヤードオア回路で合成した信号がＥＣＵに伝達される。

正常時には、本図に示すように、ビットＮｏ．１〜４の全てのダイアグ信号ＤＩがＬｏとなっており、全てのエラービットＥＲ１、ＥＲ２は、Ｈｉとなっている。
次いで、本図（ｂ）に示すように、２気筒目に断線異常が発生した場合のデータ構造について説明する。

１気筒目、３気筒目、４気筒目には異常がないので、本図（a）と同様のデータとなる。
２気筒目に断線異常が発生し、プラグ電流検出・プラグ電圧検出回路１３２で断線異常が検出されると、２気筒目のダイアグ信号ＤＩのビットＮｏ．２がＨｉなり、合わせて、エラービットＥＲ１、ＥＲ２がＬｏとなる。
したがって、ＥＣＵ３に伝達される自己診断信号は、本図（ｂ）の最下段に示す様に、ビットＮｏ．２がＨｉとなり、その他のデータビットビットＮｏ．１、３、４がハイとなり、エラービットＥＲ１とＥＲ２とがＬｏとなる。
また、エラーの種類に応じて、例えば、過電圧、過電流の場合にＥＲ１をＬｏ、過電流、ＭＯＳショートの場合に、ＥＲ１をＬｏｔとするようにしたり、過電圧と過電流とを区別して検出することができる場合には、ＥＲ１をＬｏとし、ＥＲ２をＨｉとするなどによって異常原因を区別して発信することもできる。

図１８を参照して、ダイアグ同期モードについて説明する。
駆動指令信号ＳＩのデューティ比を、例えば、ヒータ通電モードでは、６０％とし、ダイアグ信号同期モードでは、デューティ比を２０％に切換え、次の立ち下がりに同期して、ダイアグ信号ＤＩのスタートビットを発生させ、ダイアグの出力同期を実施することができる。
これにより、同じ駆動指令信号ＳＩのタイミングを受信する各気筒のＧＣＵ１００（１〜ｎ）で、他の気筒とのダイアグ信号ＤＩの同期を図ることも可能となる。

なお、ダイアグ同期モードは、必ずしも、最初のダイアグ信号同期モードのデューティ比に合わせる必要はなく、低デューティの出力を複数回行った後に、ダイアグ信号ＤＩの発信タイミングを合わせても良いし、駆動指令信号ＳＩの立ち下がりにスタートビットと以外の情報ビットを同期するようにしても良い。

さらに、内燃機関３の運転状況に対して要求されるグロープラグ１０の目標温度に応じて、例えば、ヒータ通電モードとして、１２００℃を目標温度として、ディーティ比８０％のＰＷＭ制御を行う高温制御モード、１１００℃を目標温度として、デューティ比６０％のＰＷＭ制御を行う中温制御モード、１０００℃を目標温度として、デューティ比４０％のＰＷＭ制御を行う低温制御モードとの３段階に切換可能とし、ディーティ比２０％としたときに、自己診断信号同期モードに切換えるようにしても良い。

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、自己気筒判定手段として、ＧＣＵ１００_{（１〜ｎ）}内に設けた電圧検出用抵抗器１２７と電圧差検出抵抗器１２２とで、抵抗はしご回路を形成して、気筒位置によって変化する抵抗値から、自己の気筒位置を判定したが、キャパシタを含む抵抗はしご回路を形成したものや、メモリ機能により判定するものでも良い。
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。

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〜ｎ）} グロープラグ
１００_{（１〜ｎ）} グロープラグ通電制御装置（ＧＣＵ）
１１０_{（１〜ｎ）} 駆動制御部（ＤＣＵ）
１２０_{（１〜ｎ）} 気筒位置判定手段（ＩＤＵ）
１３０_{（１〜ｎ）} 自己診断部（ＤＩＵ）
１４０_{（１〜ｎ）} 制御部（ＰＲＧ）
３ エンジン制御装置（ＥＣＵ）
３０ ＥＣＵ側インターフェースＩ／Ｆ
４ 運転状況検出手段
ＳＩ 駆動指令信号
ＤＩ 自己診断信号
ＷＩＲ_ＳＩ 駆動指令信号線(駆動指令信号ハーネス)
ＷＩＲ_ＤＩ 自己診断信号線（自己診断信号ハーネス）

特開２００８−６３９６７号公報 特開２００８−３１９７９号公報

Claims (10)

1. 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駆動指令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を具備し、該グロープラグ通電制御装置は、少なくとも、上記駆動指令信号に基づいて上記スイッチング手段を開閉制御する駆動制御部と、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定手段と、上記グロープラグの異常を検出し自己診断信号を発信する自己診断部と、を具備し、
   上記気筒位置判定手段として、上記エンジン制御装置と各グロープラグ通電制御装置との間を繋ぎ上記駆動指令信号を伝達する通信配線経路上、上記駆動制御部の内側、又は、通信配線と上記駆動制御部とを繋ぐコネクタの内側のいずれかに気筒判別用の抵抗を介装したことを特徴とするグロープラグ通電制御システム。
2. 上記機関の気筒毎に設けた上記グロープラグ通電制御装置から発信する自己診断信号を、プルアップ抵抗を介して電源電圧に繋がれたワイヤードオア回路によって互いに接続し、上記気筒位置判定手段によって認識した自己の気筒に応じて、それぞれの自己診断信号の出力ビットを変えて出力し、上記ワイヤードオア回路によって合成した一群のデータフレームとして、上記エンジン制御装置へ発信する請求項１に記載のグロープラグ通電制御システム。
3. 上記気筒位置判定手段は、所定の抵抗値を有する複数の抵抗器を具備し、上記エンジン制御装置との間に抵抗はしご回路を形成して、該抵抗はしご回路で検出される所定位置の電圧と電圧差とから自己の気筒位置を判定する請求項１又は２に記載のグロープラグ通電制御システム。
4. 上記グロープラグ通電制御装置は、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定モードと上記グロープラグへの通電制御を行う駆動モードとを切り換えるモード切換手段を具備する請求項１ないし３のいずれかに記載のグロープラグ通電制御システム。
5. 上記エンジン制御装置から上記グロープラグ通電制御装置へ上記駆動指令信号を送信する駆動指令信号線と、上記グロープラグ通電制御装置から上記エンジン制御装置へ自己診断信号を送信する自己診断信号線とを用いて、複数の上記グロープラグ通電制御装置を上記エンジン制御装置の一の入力ポート及び一の出力ポートを介して連結すると共に、上記モード切換手段は、上記気筒位置判定モードにおいて、上記駆動指令信号線と上記自己診断信号線とを介して、上記抵抗はしご回路を形成する請求項４に記載のグロープラグ通電制御システム。
6. 上記駆動指令信号を発信し、上記自己診断信号を受信する上記エンジン制御装置のインターフェースにおいて、上記駆動指令信号線を上記エンジン制御装置の側で接地すると共に、上記自己診断信号線を上記エンジン制御装置の側で電源電圧に吊り上げる請求項５に記載のグロープラグ通電制御システム。
7. 上記気筒位置判定手段は、気筒位置判定モードにおいて、上記エンジン制御装置と各グロープラグ通電制御装置との間で各グロープラグ通電制御装置の内側に設けた複数の抵抗器の一方が直列に連結され、他方が並列に連結されたときに、並列に連結された抵抗器によって検出される電圧と直列に連結された抵抗器の両端の電圧差とから自己の気筒位置を判定する請求項１ないし６のいずれかに記載のグロープラグ通電制御システム。
8. 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駆動指令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の制御方法であって、
   上記グロープラグ通電制御システムは、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を具備し、該グロープラグ通電制御装置は、少なくとも、上記駆動指令信号に基づいて上記スイッチング手段を開閉制御する駆動制御部と、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定手段と、上記グロープラグの異常を検出し自己診断信号を発信する自己診断部と、自己の気筒位置を判定する気筒位置判定モードと上記グロープラグへの通電制御を行う駆動モードとを切り換えるモード切換手段と、を具備し、上記気筒位置判定手段として、上記エンジン制御装置と各グロープラグ通電制御装置との間を繋ぎ上記駆動指令信号を伝達する通信配線経路上、上記駆動制御部の内側、又は、通信配線と上記駆動制御部とを繋ぐコネクタの内側のいずれかに気筒判別用の抵抗を介装したものであり、
   少なくとも、上記グロープラグへの通電に先立って、上記モード切換手段を上記気筒位置判定モードに設定し、上記グロープラグ通電制御装置の設けられた気筒位置を判定する気筒位置判定行程を具備することを特徴とするグロープラグ通電制御システムの制御方法。
9. 上記気筒位置判定行程によって自己の気筒位置が特定された後に、上記モード切換手段を駆動モードに設定する駆動モード切換行程を具備し、
   上記グロープラグへの通電制御を開始したときには、駆動指令信号を駆動モードにおける所定の周波数に設定し、
   駆動モードにおいてグロープラグ及びグロープラグ通電制御装置の異常が検出されたときには、上記モード切換手段を個別気筒故障判定モードに設定する個別気筒故障判定モード切換行程を具備し、
   駆動指令信号を個別気筒故障判定モードにおける所定の周波数とすると共に、異常が検出されているグロープラグ通電制御装置にのみ受信可能なデューティ比で発信する請求項８に記載のグロープラグ通電制御システムの制御方法。
10. 各気筒に設けた上記グロープラグ通電制御装置から出力される自己診断信号の出力同期を図る自己診断信号同期モードを具備する請求項８又は９に記載のグロープラグ通電制御システムの制御方法。

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