(57)【要約】【課題】筒内圧センサを一体に有する場合において、発熱体への制御信号の送信と筒内圧の検出信号の送信を、単一の信号線を介して行うことができ、それにより、製造コストを削減することができるグロープラグの制御装置を提供する。【解決手段】発熱体１２と、筒内圧センサ１３とを一体に有するグロープラグ１０の制御装置であって、発熱体１２を制御するための制御信号ＳＣを生成する第１制御ユニット２と、生成された制御信号ＳＣに基づいて発熱体１２を制御するとともに、筒内圧センサ１３から検出信号が入力される第２制御ユニット２０と、信号線８を介して、第１制御ユニットから第２制御ユニットに制御信号ＳＣを、および第２制御ユニットから第１制御ユニットに検出信号を、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間ＳＳＣＴ，ＳＳＶＴで送信する送信切替手段２ａ，２ｂ，２１，２２と、を備える。【選択図】図３
2008232094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内を加熱するための発熱体と、前記気筒内に発生する筒内圧を表す検出信号を出力する筒内圧センサとを一体に有するグロープラグの制御装置であって、
前記発熱体を制御するための制御信号を生成する第１制御ユニットと、
当該生成された制御信号に基づいて前記発熱体を制御するとともに、前記筒内圧センサから前記検出信号が入力される第２制御ユニットと、
前記第１制御ユニットと前記第２制御ユニットに接続された信号線と、
当該信号線を介して、前記第１制御ユニットから前記第２制御ユニットに前記制御信号を、および前記第２制御ユニットから前記第１制御ユニットに前記検出信号を、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間で送信する送信切替手段と、
を備えることを特徴とするグロープラグの制御装置。
【請求項２】
前記筒内圧センサは、前記筒内圧に応じた量の電荷を前記検出信号として出力する圧電素子を有し、
前記筒内圧センサから出力された前記電荷を蓄えるコンデンサを有し、当該電荷の量に応じた信号を前記第２制御ユニットに出力するチャージアンプをさらに備え、
前記第１制御ユニットは、前記コンデンサに蓄えられた電荷を放電する放電タイミングを設定するとともに、当該設定された放電タイミング情報を含むリセット信号を生成し、前記信号線を介して前記第２制御ユニットに送信し、
当該第２制御ユニットは、前記リセット信号に含まれた前記放電タイミング情報に基づいて、前記電荷の放電を制御し、
前記送信切替手段は、前記信号線を介して、前記第１制御ユニットと前記第２制御ユニットの間で、前記制御信号、前記検出信号および前記リセット信号を、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間で送信することを特徴とする、請求項１に記載のグロープラグの制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段をさらに備え、
前記第１制御ユニットは、前記検出された前記内燃機関の運転状態に応じて、前記コンデンサの前記放電タイミングを設定することを特徴とする、請求項２に記載のグロープラグの制御装置。
【請求項４】
前記検出信号に応じて、前記第２制御ユニットの故障を判定する故障判定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２または３に記載のグロープラグの制御装置。
【請求項５】
前記第２制御ユニットは、前記グロープラグに内蔵されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のグロープラグの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒内に発生する筒内圧を検出する筒内圧センサを一体に有するグロープラグの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のグロープラグの制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このグロープラグは、発熱体を有するプラグ本体と、プラグ本体に一体に取り付けられた筒内圧センサを備えている。筒内圧センサは、気筒内に発生した筒内圧を表す検出信号をコネクタに出力する。コネクタには、チャージアンプや増幅回路などで構成されたＩＣチップが内蔵されており、筒内圧センサからの検出信号は、ＩＣチップに出力され、各種の回路で所定の演算処理が施された後、信号線を介してＥＣＵに出力される。
【０００３】
発熱体は、コネクティングバーを介して電源に接続されており、電源から電力が供給されることによって発熱し、気筒内での着火を補助する。また、特許文献１には開示されていないが、発熱体への電力の供給は、通常、ＥＣＵからの制御信号によって制御され、ＥＣＵと発熱体の間には、この制御信号をＥＣＵから発熱体に送信するための信号線が設けられている。以上のように、従来のグロープラグでは、ＥＣＵと筒内圧センサの間で検出信号を送受信するための信号線と、ＥＣＵと発熱体の間で制御信号を送受信するための信号線が別個に必要になるため、その分、配線が煩雑になるとともに、製造コストが増大する。同じ理由から、信号線が接続されるＥＣＵの端子の数が増える分、端子の設置スペースが拡大する。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、筒内圧センサを一体に有する場合において、発熱体への制御信号の送信と筒内圧の検出信号の送信を、単一の信号線を介して行うことができ、それにより、製造コストを削減することができるグロープラグの制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４１３７２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内燃機関３の気筒３ａ内を加熱するための発熱体１２と、気筒３ａ内に発生する筒内圧を表す検出信号（実施形態における（以下、本項において同じ）電荷Ｑ）を出力する筒内圧センサ１３とを一体に有するグロープラグ１０の制御装置であって、発熱体１２を制御するための制御信号ＳＣを生成する第１制御ユニット（ＥＣＵ２）と、生成された制御信号ＳＣに基づいて発熱体１２を制御するとともに、筒内圧センサ１３から検出信号が入力される第２制御ユニット（ＧＣＵ２０）と、第１制御ユニットと第２制御ユニットに接続された信号線８と、信号線８を介して、第１制御ユニットから第２制御ユニットに制御信号ＳＣを、および第２制御ユニットから第１制御ユニットに検出信号を、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間（制御信号送信区間ＳＳＣＴ、電圧信号送信区間ＳＳＶＴ）で送信する送信切替手段（第１ＣＡＮトランシーバ２ａ、第１ＣＡＮコントローラ２ｂ、第２ＣＡＮトランシーバ２１、第２ＣＡＮコントローラ２２）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このグロープラグの制御装置によれば、第１制御ユニットと第２制御ユニットに信号線が接続されている。第１制御ユニットは、気筒内を加熱する発熱体を制御するための制御信号を生成し、信号線を介して第２制御ユニットに送信する。この制御信号に基づいて、第２制御ユニットが発熱体を制御する。また、筒内圧センサで検出された、気筒内に発生する筒内圧を表す検出信号は、第２制御ユニットに入力され、さらに、第２制御ユニットから信号線を介して第１制御ユニットに送信される。これらの制御信号および検出信号は、第１制御ユニットと第２制御ユニットの間で、送信切替手段によって、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間で送信される。
【０００８】
筒内圧センサは、通常、内燃機関の気筒内において燃焼により発生した筒内圧を検出するために用いられる。また、筒内圧は、燃焼サイクル中、圧縮行程の開始時付近から膨張行程の終了時付近までのクランク角度区間（以下、単に「区間」という）で変化するため、筒内圧の検出が必要な区間は、圧縮行程の開始時から膨張行程の終了時までの区間に限られる。このため、例えばそのような区間を、筒内圧センサの検出信号の送信区間として設定し、その他の区間を、制御信号の送信区間として設定することによって、第１制御ユニットと第２制御ユニットの間で、単一の信号線を介して、必要な筒内圧データを得ながら、制御信号および検出信号の送受信を支障なく行うことが可能になる。それにより、両信号の送信を単一の信号線で行えるので、その配線を容易に行え、製造コストを削減することができる。同じ理由から、第１制御ユニットの端子の数を減らし、端子の設置スペースを縮小することによって、第１制御ユニットの小型化を図ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のグロープラグ１０の制御装置において、筒内圧センサ１３は、筒内圧に応じた量の電荷Ｑを検出信号として出力する圧電素子を有し、筒内圧センサ１３から出力された電荷Ｑを蓄えるコンデンサ１４ｂを有し、電荷Ｑの量に応じた信号（電圧信号ＳＶ）を第２制御ユニットに出力するチャージアンプ１４をさらに備え、第１制御ユニットは、コンデンサ１４ｂに蓄えられた電荷を放電する放電タイミングを設定するとともに、設定された放電タイミング情報を含むリセット信号ＳＲを生成し、信号線８を介して第２制御ユニットに送信し、第２制御ユニットは、リセット信号ＳＲに含まれた放電タイミング情報に基づいて、電荷の放電を制御し、送信切替手段は、信号線８を介して、第１制御ユニットと第２制御ユニットの間で、制御信号ＳＣ、検出信号およびリセット信号ＳＲを、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間（制御信号送信区間ＳＳＣＴ、電圧信号送信区間ＳＳＶＴ、リセット信号送信区間ＳＳＲＴ）で送信することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、筒内圧センサは、圧電素子を有し、この圧電素子に発生した筒内圧に応じた量の電荷は、検出信号として出力され、チャージアンプのコンデンサに蓄えられる。チャージアンプは、蓄えられた電荷の量に応じた信号を第２制御ユニットに出力し、この信号は、第２制御ユニットから第１制御ユニットに送信される。また、第１制御ユニットは、コンデンサに蓄えられた電荷を放電するタイミングを設定するとともに、設定した放電タイミング情報を含むリセット信号を生成し、信号線を介して第２制御ユニットに送信する。第２制御ユニットは、リセット信号に含まれた放電タイミング情報に基づいて、コンデンサに蓄えられた電荷の放電を制御する。この放電は、圧電素子が焦電性を有することで、筒内圧センサの検出信号が実際の筒内圧に対してドリフトすることによる筒内圧の検出精度の低下を回避するために行われるものである。
【００１１】
本発明によれば、放電タイミング情報を含むリセット信号についても、前述した制御信号および検出信号とともに、燃焼サイクルに応じた互いにずれた所定の送信区間で送信される。このため、例えばリセット信号の送信区間を、制御信号の送信区間内の所定の区間に設定することによって、第１制御ユニットと第２制御ユニットの間で、制御信号および検出信号に加えてリセット信号を、単一の信号線によって送信することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のグロープラグ１０の制御装置において、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ３１）をさらに備え、第１制御ユニットは、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、コンデンサ１４ｂの放電タイミングを設定することを特徴とする。
【００１３】
燃焼サイクル間の時間間隔は、内燃機関の運転状態に応じて異なる。本発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて、コンデンサの放電タイミングを設定するので、燃焼サイクル間の時間間隔の変化に応じた適切なタイミングで電荷を放電できる。その結果、筒内圧センサの検出信号のドリフトを適切に回避でき、筒内圧の検出精度を高めることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載のグロープラグ１０の制御装置において、検出信号に応じて、第２制御ユニットの故障を判定する故障判定手段（故障判定回路２４、図７のステップ６〜８）をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、筒内圧センサからの検出信号に応じて、第２制御ユニットの故障を判定する。圧電素子は、焦電性を有するため、発熱体を制御する第２制御ユニットに故障が発生したために、例えば発熱体が常に発熱しているような場合には、圧電素子が加熱されることで、筒内圧センサの検出信号は電荷の放電直後から大きく変化（ドリフト）する。したがって、筒内圧センサの検出信号に応じて、第２制御ユニットの故障を適切に判定できる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のグロープラグ１０の制御装置において、第２制御ユニットは、グロープラグ１０に内蔵されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第２制御ユニットがグロープラグに内蔵されることによって、グロープラグ周りのスペースを確保できる。また、第２制御ユニットと筒内圧センサとの距離を短くでき、検出信号へのノイズの混入を抑制できる結果、筒内圧の検出精度をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による制御装置、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。エンジン３は、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有する直列４気筒のディーゼルエンジンであり、車両（図示せず）に搭載されている。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｅが形成されている。
【００１９】
シリンダヘッド３ｃには、吸気管４および排気管５が接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６およびグロープラグ１０が、燃焼室３ｅに臨むように取り付けられている。インジェクタ６の燃料噴射量および燃料噴射時期は、後述するＥＣＵ２（第１制御ユニット）によって制御される。
【００２０】
図２および図３に示すように、グロープラグ１０は、ケース１１、発熱体１２、筒内圧センサ１３、チャージアンプ１４、ケース１１の上端部に取り付けられたカプラ１５、およびグロープラグ１０専用のコントロールユニット（以下「ＧＣＵ」という）２０（第２制御ユニット）を備えている。
【００２１】
発熱体１２は、例えば電熱線を内蔵したセラミックで構成され、棒状に形成されており、そのほぼ上半部がケース１１に収容されている。発熱体１２は、電極を介してバッテリ（いずれも図示せず）に接続されており、バッテリから供給される電力によって発熱し、気筒３ａ内を加熱する。発熱体１２への電力の供給タイミングおよび供給時間は、ＧＣＵ２０からの後述する発熱体制御信号ＳＣＨによって制御される。
【００２２】
筒内圧センサ１３は、所定の厚さを有する環状の圧電素子で構成されており、発熱体１２に通された状態でケース１１に収容されている。圧電素子は一般に、外力が加わると、外力の大きさに応じて分極の大きさが変化する。このため、筒内圧センサ１３は、筒内圧に応じた量の電荷Ｑを発生し、チャージアンプ１４に出力する。
【００２３】
チャージアンプ１４は、ケース１１に収容されており、図４に示すように、オペアンプ１４ａと、コンデンサ１４ｂを備えている。オペアンプ１４ａは、反転入力端子が筒内圧センサ１３に、非反転入力端子がアースに接続されている。コンデンサ１４ｂは、オペアンプ１４ａの反転入力端子と出力端子に並列に接続されている。このような構成により、筒内圧センサ１３から出力された電荷Ｑはコンデンサ１４ｂに蓄電され、この蓄電された電荷量に比例する電圧信号ＳＶが、オペアンプ１４ａからＧＣＵ２０の後述する第２ＣＡＮコントローラ２２に出力される。また、コンデンサ１４ｂに蓄電された電荷は、ＧＣＵ２０からの後述する電荷リセット信号ＳＲＣに応じて放電される。
【００２４】
また、エンジン３の排気管５には、フィルタ７が設けられている。このフィルタ７は、排ガス中の煤などのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）を捕集することによって、大気中に排出されるＰＭの量を低減する。また、フィルタ７は、その表面に酸化触媒（図示せず）を担持しており、酸化触媒の酸化反応でフィルタ７の温度が高められることにより、ＰＭが燃焼され、フィルタ７が再生される。このフィルタ７の再生動作は、ＥＣＵ２によって制御され、燃焼室３ｅに燃料を付加的に噴射するとともに、発熱体１２を発熱させることによって行われる。
【００２５】
エンジン３のクランクシャフト３ｄには、クランク角センサ３１が設けられている（図３参照）。クランク角センサ３１（運転状態検出手段）は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、ピストン３ｂが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定のクランク角度位置にあることを表す信号である。
【００２７】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ（いずれも図示せず）、第１ＣＡＮトランシーバ２ａおよび第１ＣＡＮコントローラ２ｂなどを備えている。前述したクランク角センサ３１からの検出信号や、各種のセンサ（図示せず）からの検出信号は、ＣＰＵに出力される。
【００２８】
ＣＰＵは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、燃料噴射制御を含むエンジン制御を実行する。ＣＰＵは、エンジン３の始動時またはフィルタ７の再生中には、エンジン回転数ＮＥに応じて、発熱体１２への電力の供給タイミングおよび供給時間を設定するとともに、設定したこれらの供給タイミングおよび供給時間の情報を含むパルス信号を制御信号ＳＣとして生成し、第１ＣＡＮコントローラ２ｂに出力する。
【００２９】
また、ＣＰＵは、エンジン回転数ＮＥに基づいて、コンデンサ１４ｂの電荷を放電するタイミングを設定するとともに、設定した放電タイミング情報を含むパルス信号をリセット信号ＳＲとして生成し、第１ＣＡＮコントローラ２ｂに出力する。
【００３０】
さらに、ＣＰＵは、ＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号に基づいて、現在のクランク角ＣＡを算出し、第１ＣＡＮコントローラ２ｂに出力する。クランク角ＣＡは、ＴＤＣ信号の発生時に値０にリセットされ、１°ごとに出力されるＣＲＫ信号が発生するごとにインクリメントされる。したがって、クランク角ＣＡは、吸気行程開始時のＴＤＣ位置で０°、圧縮行程開始時のＢＤＣ位置で１８０°、膨張行程開始時のＴＤＣ位置で３６０°、排気行程開始時のＢＤＣ位置で５４０°になる（図６参照）。
【００３１】
第１ＣＡＮトランシーバ２ａ（送信切替手段）は、信号線８を介して、ＧＣＵ２０との間で、制御信号ＳＣおよびリセット信号ＳＲの送信と、電圧信号ＳＶの受信とを、ＣＡＮ通信によって行うためのものである。
【００３２】
第１ＣＡＮコントローラ２ｂ（送信切替手段）は、クランク角ＣＡに基づいて、第１ＣＡＮトランシーバ２ａによる信号の送受信を制御する。具体的には、第１ＣＡＮコントローラ２ｂは、図６に示すように、吸気行程の開始時から終了時までの区間（以下「リセット信号送信区間」という）ＳＳＲＴにおいて、リセット信号ＳＲを第１ＣＡＮトランシーバ２ａに出力し、このリセット信号ＳＲは、第１ＣＡＮトランシーバ２ａから信号線８を介して、ＧＣＵ２０に送信される（図３参照）。同様に、第１ＣＡＮコントローラ２ｂは、排気行程の開始時から終了時までの区間（以下「制御信号送信区間」という）ＳＳＣＴにおいて、制御信号ＳＣを第１ＣＡＮトランシーバ２ａに出力し、この制御信号ＳＣは、第１ＣＡＮトランシーバ２ａから信号線８を介して、ＧＣＵ２０に送信される（図３参照）。
【００３３】
また、第１ＣＡＮコントローラ２ｂは、圧縮行程の開始時から膨張行程の終了時までの区間（以下「電圧信号送信区間」という）ＳＳＶＴにおいて、電圧信号ＳＶの受信を許可する信号を第１ＣＡＮトランシーバ２ａに出力し、それに応じて、第１ＣＡＮトランシーバ２ａは、ＧＣＵ２０から電圧信号ＳＶを、信号線８を介して受信し、この受信した電圧信号ＳＶを第１ＣＡＮコントローラ２ｂに出力する（図３参照）。第１ＣＡＮコントローラ２ｂは、この電圧信号ＳＶをＣＰＵに出力する。また、第１ＣＡＮコントローラ２ｂは、第２信号線９を介して、クランク角ＣＡをＧＣＵ２０の後述する第２ＣＡＮコントローラ２２に出力する。
【００３４】
ＧＣＵ２０は、カプラ１５に内蔵されており、図５に示すように、第２ＣＡＮトランシーバ２１、第２ＣＡＮコントローラ２２、発熱体制御回路２３、故障判定回路２４、遮断回路２５およびリセット回路２６などで構成されている。
【００３５】
第２ＣＡＮトランシーバ２１（送信切替手段）は、信号線８を介して、ＥＣＵ２との間で、制御信号ＳＣ、リセット信号ＳＲおよび電圧信号ＳＶの送受信を、ＣＡＮ通信によって行うためのものである。
【００３６】
第２ＣＡＮコントローラ２２（送信切替手段）は、第１ＣＡＮコントローラ２ｂから入力されたクランク角ＣＡに基づいて、第２ＣＡＮトランシーバ２１による信号の送受信を制御する。具体的には、第２ＣＡＮコントローラ２２は、電圧信号送信区間ＳＳＶＴにおいて、電圧信号ＳＶを第２ＣＡＮトランシーバ２１に出力し、この電圧信号ＳＶは、第２ＣＡＮトランシーバ２１から信号線８を介して、ＥＣＵ２に送信される。
【００３７】
また、第２ＣＡＮコントローラ２２は、リセット信号送信区間ＳＳＲＴおよび制御信号送信区間ＳＳＣＴにおいて、ＥＣＵ２からのリセット信号ＳＲおよび制御信号ＳＣの受信を許可する信号を第２ＣＡＮトランシーバ２１に出力し、それに応じて、第２ＣＡＮトランシーバ２１は、これらの信号を受信し、第２ＣＡＮコントローラ２２に出力する。また、第２ＣＡＮコントローラ２２は、入力された制御信号ＳＣに含まれる電力の供給タイミングおよび供給時間の情報に基づいて、発熱体１２を制御するための発熱体制御信号ＳＣＨを生成する。
【００３８】
具体的には、図６に示すような制御信号ＳＣの立下りタイミングおよび立下り期間に基づき、マップ（図示せず）を検索することによって、発熱体１２への電力の供給タイミングおよび供給時間を設定する。そして、設定した供給タイミングおよび供給時間に応じたデューティ比を有するパルス信号を、発熱体制御信号ＳＣＨとして生成し、発熱体制御回路２３に出力する。
【００３９】
発熱体制御回路２３は、例えばｎｐｎ接合されたバイポーラトランジスタで構成されており、そのコレクタ、エミッタおよびベースはそれぞれ、遮断回路２５を介してバッテリ（図示せず）、発熱体１２および第２ＣＡＮコントローラ２２に接続されている。発熱体制御回路２３は、第２ＣＡＮコントローラ２２からの発熱体制御信号ＳＣＨに応じてＯＮ／ＯＦＦ作動する。それにより、発熱体１２への電力の供給および停止が制御されるとともに、発熱体制御信号ＳＣＨのデューティ比に応じて発熱体１２の温度が制御される。
【００４０】
故障判定回路２４（故障判定手段）には、第２ＣＡＮコントローラ２２からクランク角ＣＡが、チャージアンプ１４から電圧信号ＳＶが入力され、故障判定回路２４は、この電圧信号ＳＶを用いて、発熱体１２を制御するＧＣＵ２０の発熱体制御回路２３を含む発熱体制御系の故障を判定する。
【００４１】
図７は、発熱体制御系の故障判定処理を示すフローチャートである。本処理は、ＣＲＫ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、発熱体１２の発熱制御中であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、そのまま本処理を終了する。
【００４２】
一方、ステップ１の判別結果がＮＯのときには、クランク角ＣＡが、圧縮行程の開始時付近の第１所定角ＣＡＲＥＦ１（例えば１８０°）に等しいか否かを判別する（ステップ２）。この判別結果がＹＥＳのときには、そのときの電圧信号ＳＶの電圧値を第１電圧値Ｖ１として設定した（ステップ３）後、本処理を終了する。一方、ステップ２の判別結果がＮＯのときには、クランク角ＣＡが、膨張行程終了時付近の第２所定角ＣＡＲＥＦ２（例えば５４０°）に等しいか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する一方、ＹＥＳのときには、そのときの電圧信号ＳＶの電圧値を第２電圧値Ｖ２として設定する（ステップ５）。
【００４３】
次に、上記のようにして設定した第１電圧値Ｖ１と第２電圧値Ｖ２との比（Ｖ１／Ｖ２）が、第１所定値ＶＲＥＦＬ（例えば０．９）と第２所定値ＶＲＥＦＨ（例えば１．１）で規定される所定の範囲にあるか否かを判別する（ステップ６）。この判別結果がＹＥＳのときには、ＧＣＵ２０の発熱体制御回路２３を含む発熱体制御系が正常であるとして、故障フラグＦ＿ＣＨＮＧを「０」にセットした（ステップ７）後、本処理を終了する。
【００４４】
一方、ステップ６の判別結果がＮＯで、Ｖ１／Ｖ２値が上記の所定の範囲から外れているときには、常に、発熱体１２に電力が供給され、発熱体１２が発熱しているようなＯＮ故障が発熱体制御系に発生しているとして、そのことを表すために、故障フラグＦ＿ＣＨＮＧを「１」にセットし（ステップ８）、本処理を終了する。圧電素子は焦電性を有するので、発熱体制御系がＯＮ故障している場合には、発熱体１２が常に発熱し、圧電素子が加熱されることで、電圧信号ＳＶは大きくドリフトする。圧縮行程の開始時付近と膨張行程の終了時付近とでは、筒内圧はほぼ同じであるため、発熱体制御系がＯＮ故障していなければ、第１所定角ＣＡＲＥＦ１での第１電圧値Ｖ１と第２所定角ＣＡＲＥＦ２での第２電圧値Ｖ２はほぼ同じになる。したがって、検出された第１電圧値Ｖ１と第２電圧値Ｖ２との比が所定の範囲から外れているときには、発熱体制御系がＯＮ故障していると適切に判定することができる。また、故障判定回路２４は、発熱体制御系がＯＮ故障しているときには、故障信号ＳＦを遮断回路２５に出力する。
【００４５】
遮断回路２５は、例えば常閉式のリレーで構成され、発熱体制御回路２３のコレクタとバッテリとの間に接続されており、故障判定回路２４から故障信号ＳＦが入力されたときに、バッテリと発熱体制御回路２３の間を開放することによって、発熱体１２への電力の供給を停止する。
【００４６】
また、第２ＣＡＮコントローラ２２は、ＥＣＵ２から受信したリセット信号ＳＲに含まれる放電タイミング情報に基づいて、コンデンサ１４ｂの放電タイミングを制御するための電荷リセット信号ＳＲＣを生成する。
【００４７】
具体的には、図６に示すようなリセット信号ＳＲの立下りタイミングに基づき、マップ（図示せず）を検索することによって、コンデンサ１４ｂの放電タイミングを、吸気行程中の検索されたタイミングに設定する。そして、設定した放電タイミングに応じた電荷リセット信号ＳＲＣを生成し、リセット回路２６に出力する。
【００４８】
リセット回路２６は、例えばｎｐｎ接合されたバイポーラトランジスタで構成されており、図４に示すように、コレクタ、エミッタおよびベースはそれぞれ、コンデンサ１４ｂ、アースおよび第２ＣＡＮコントローラ２２に接続されている。リセット回路２６は、第２ＣＡＮコントローラ２２からの電荷リセット信号ＳＲＣが入力されたときに、コレクタ−エミッタ間を導通状態にする。これにより、コンデンサ１４ｂに蓄電された電荷が放電される。この放電は、筒内圧センサ１３の圧電素子が焦電性を有することで、筒内圧センサ１３の電圧信号ＳＶが実際の筒内圧に対してドリフトすることによる筒内圧の検出精度の低下を回避するために行われるものである。
【００４９】
以上のように、本実施形態によれば、図６に示すように、吸気行程に相当するリセット信号送信区間ＳＳＲＴに、リセット信号ＳＲをＥＣＵ２から信号線８を介して、ＧＣＵ２０に送信する。それに続いて、圧縮行程の開始時から膨張行程の終了時までの区間に相当する電圧信号送信区間ＳＳＶＴに、電圧信号ＳＶをＧＣＵ２０から信号線８を介して、ＥＣＵ２に送信する。さらにそれに続いて、排気行程に相当する制御信号送信区間ＳＳＣＴに、制御信号ＳＣをＥＣＵ２から信号線８を介して、ＧＣＵ２０に送信する。
【００５０】
したがって、ＥＣＵ２とＧＣＵ２０との間で、単一の信号線８を介して、リセット信号ＳＲ、電圧信号ＳＶおよび制御信号ＳＣの送受信を支障なく行うことができ、それにより、製造コストを削減することができる。同じ理由から、ＥＣＵ２の端子の数を減らすことができ、ＥＣＵ２の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、電圧信号送信区間ＳＳＶＴが、圧縮行程の開始時から膨張行程の終了時までの区間に設定されているので、必要な筒内圧データを得ながら、筒内圧の検出を支障なく行うことができる。
【００５２】
さらに、エンジン回転数ＮＥに応じて、コンデンサ１４ｂの放電タイミングを設定するので、燃焼サイクル間の時間間隔の変化に応じた適切なタイミングで電荷を放電でき、電圧信号ＳＶのドリフトを適切に回避でき、筒内圧の検出精度を高めることができる。
【００５３】
また、ＧＣＵ２０がカプラ１５に内蔵されているので、グロープラグ１０周りのスペースを確保できる。また、筒内圧センサ１３とＧＣＵ２０との距離を短くでき、電圧信号ＳＶへのノイズの混入を抑制できるので、筒内圧の検出精度をさらに高めることができる。
【００５４】
さらに、図７の故障判定処理により、筒内圧センサ１３からの電圧信号ＳＶに応じて、ＧＣＵ２０の発熱体制御回路２３を含む発熱体制御系のＯＮ故障を適切に判定できる。また、発熱体制御系がＯＮ故障していると判定されたときには、遮断回路２５によって発熱体１２への電力の供給が停止されるので、エンジン３の過熱を防止できる結果、排ガス特性を向上させることができる。
【００５５】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、制御信号送信区間ＳＳＣＴを、排気行程に設定しているが、これに限らず、電圧信号送信区間ＳＳＶＴ以外の区間であれば、任意に設定することができる。このことは、リセット信号送信区間ＳＳＲＴについても同様である。また、ＥＣＵ２とＧＣＵ２０との間で送受信する信号が増えた場合には、電圧信号送信区間ＳＳＶＴ以外の送信区間を細分化することによって、ＥＣＵ２とＧＣＵ２０の間で、単一の信号線８を介して信号の送受信を行うことができる。さらに、実施形態では、ＧＣＵ２０がグロープラグ１０に内蔵されているが、グロープラグ１０の外部に設けてもよい。また、実施形態では、発熱体制御回路２３を、トランジスタで構成しているが、これに限らず、例えばリレーで構成してもよい。
【００５６】
さらに、本発明は、車両に搭載された実施形態のエンジンに限らず、クランクシャフトを鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の制御装置を適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】グロープラグの拡大図である。
【図３】制御装置を概略的に示すブロック図である。
【図４】チャージアンプの回路図である。
【図５】図３のＧＣＵを概略的に示すブロック図である。
【図６】リセット信号、電圧信号および制御信号の送信区間の一例を示す図である。
【図７】ＧＣＵの発熱体制御系の故障判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
２  ＥＣＵ（第１制御ユニット）
２ａ  第１ＣＡＮトランシーバ（送信切替手段）
２ｂ  第１ＣＡＮコントローラ（送信切替手段）
３  エンジン
３ａ  気筒
８  信号線
１０  グロープラグ
１２  発熱体
１３  筒内圧センサ
１４ｂ  コンデンサ
２０  ＧＣＵ（第２制御ユニット）
２１  第２ＣＡＮトランシーバ（送信切替手段）
２２  第２ＣＡＮコントローラ（送信切替手段）
２４  故障判定回路（故障判定手段）
３１  クランク角センサ（運転状態検出手段）
Ｑ  電荷（検出信号）
ＳＣ  制御信号
ＳＶ  電圧信号（電荷の量に応じた信号）
ＳＲ  リセット信号
ＳＳＣＴ  制御信号送信区間（所定の送信区間）
ＳＳＶＴ  電圧信号送信区間（所定の送信区間）
ＳＳＲＴ  リセット信号送信区間（所定の送信区間）
ＮＥ  エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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