(57)【特許請求の範囲】
【請求項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グロープラグ通電制御システム。
【請求項２】
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１のグロープラグ通電制御システム。
【請求項３】
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１又は２に記載のグロープラグ通電制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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）。
【０００９】
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。
【００１０】
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）。
【００１１】
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。
【００１２】
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）。
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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ＷＩＲＳＩ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ＷＩＲＤＩ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ＷＩＲＳＩ、自己診断信号線ＷＩＲＤＩを介して、順に数珠繋ぎに接続されている。
【００１７】
さらに、ＥＣＵ３に直接接続されたＧＵＣ１００（１）は、入力通電信号ＳＩＩＮ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ＳＩＯＵＴ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ＷＩＲＩＤを介して出力している。
【００１８】
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ＳＩＯＵＴを入力通電信号ＳＩＩＮ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ＳＩＩＮ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ＳＩＯＵＴ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ＷＩＲＩＤを介して出力している。
【００１９】
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。
【００２０】
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ＷＩＲＳＩ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ＷＩＲＩＤ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。
【００２１】
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ＳＩＩＮ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ＳＩＯＵＴ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。
【００２２】
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
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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ＳＩＩＮ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ＳＩ５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ＳＩＩＮに対して順送りに他機通電信号ＳＩＯＵＴ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ＳＩＯＵＴ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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（ＭｏＳｉ２）及び二硅化タングステン（ＷＳｉ２）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Ｓｉ３Ｎ４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。
【００３１】
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。
【００３２】
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ＷＩＲＧＬ、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ＷＩＲＩＤ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。
【００３３】
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。
【符号の説明】
【００３４】
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）
３０  ＥＣＵ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
ＳＩ  ＥＣＵ発信通電信号
ＳＩＩＮ  入力通電信号（ＳＩ＃１〜ＳＩ＃ｎ）
ＧＬ＃１〜ＧＬ＃ｎ  自機通電信号
ＳＩＯＵＴ  他機通電信号（ＳＩ＃２〜ＳＩ＃ｎ＋１）
ＤＩ  自己診断信号
ＷＩＲＳＩ  駆動信号線
ＷＩＲＤＩ  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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２００８−６３９６７号公報
【特許文献２】特開２００８−３１９７９号公報
【図１】
0005459136.tif 000002
【図２】
0005459136.tif 000003
【図３】
0005459136.tif 000004
【図４】
0005459136.tif 000005
【図５】
0005459136.tif 000006
【図６】
0005459136.tif 000007
【図７】
0005459136.tif 000008