JP2002276524A

JP2002276524A - 故障検出回路

Info

Publication number: JP2002276524A
Application number: JP2001076504A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Takamatsu; 邦彦高松; Isao Igarashi; 功五十嵐
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】グロープラグの故障を検出することができ、
かつ、安価な構成の故障検出回路を提供すること。【解決手段】グロープラグ駆動回路１１の故障を検出
する故障検出回路１は、グロープラグ１３、ハーネス１
５と直列に接続する第１抵抗３３を有する。また、第１
抵抗３３、ハーネス１５、グロープラグ１３からなる第
１直列回路３１と電源１７との間にトランジスタ５５を
有する。また、電源１７の電圧Ｖの大きさに応じた基準
電位（２−３接続点４４の電位）Ｖ₂₃を生成する基準電
位生成回路を有する。さらに、第１抵抗３３とハーネス
１５との１−Ｈ接続点３４の電位Ｖ _1Hと基準電位Ｖ₂₃と
の高低を比較する比較回路を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の始動を
補助するグロープラグの故障を検出する故障検出回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にディーゼル自動車等においては、
外気の温度が低くてエンジンが冷却されているような場
合には、シリンダ内の空気を圧縮しても燃料着火温度ま
で達しないため、これを補助する目的からグロープラグ
が取り付けられている。つまり、このグロープラグを高
温加熱した後に、空気を圧縮して燃料を吹き付けること
により、シリンダ内の燃料に着火して、エンジンの始動
を補助するものである。従って、エンジンの始動性を向
上させるには、グロープラグを短時間のうちに高温まで
加熱することが要求されるので、グロープラグに大きな
負荷が掛かる。このため、エンジン始動を繰り返すと、
グロープラグが断線したり短絡するなどの故障を生じる
ことがある。このような故障を生じると、エンジンの始
動性が悪くなるなどの不具合が生じるので、故障を検出
する必要がある。

【０００３】グロープラグの故障を検出するため、従来
より、いくつかの提案がなされている。例えば、特公昭
６１−５１１５２には、定電流をグロープラグに流しグ
ロープラグの抵抗値を検知することでグロープラグの断
線を検出する断線検出装置が開示されている。また、特
公平３−７７３８４には、グロープラグの通電時に電流
制限抵抗を利用した回路によりグロープラグの断線を検
出する断線検出装置が開示されている。また、特開平４
−８１５７８には、別電源である低電圧電源をを利用し
てグロープラグの断線・短絡等の故障を検出する故障診
断装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ものは、いずれも下記のような問題点を有している。即
ち、特公昭６１−５１１５２の断線検出装置は、回路構
成が複雑で高価である。また、特公平３−７７３８４の
断線検出装置は、グロープラグへの通電中に故障検出を
するため、電流制限抵抗による損失が大きい。また、グ
ロープラグの短絡の検出が不可能である。さらに、回路
部品のバラツキの影響による不具合が生じやすい。ま
た、特開平４−８１５７８の故障診断装置は、低電圧電
源やこれで駆動される回路が別途必要であり高価であ
る。

【０００５】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
であって、グロープラグの故障を検出することができ、
かつ、安価な構成の故障検出回路を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】その解決
手段は、１または並列に接続された複数のグロープラグ
と、このグロープラグと電源との接続をオン・オフする
第１スイッチ手段とを有するグロープラグ駆動回路にお
ける故障を検出する故障検出回路であって、上記グロー
プラグと直列に、かつ、上記第１スイッチ手段と並列に
接続する第１抵抗と、上記グロープラグと第１抵抗とを
接続する接続配線と、上記第１スイッチ手段と並列に接
続し、上記第１抵抗、接続配線及びグロープラグに上記
電源から流す電流をオン・オフする第２スイッチ手段
と、上記電源の電圧に応じた基準電位を生成する基準電
位生成回路と、上記第１抵抗と接続配線との１−Ｈ接続
点における電位と上記基準電位との高低を比較する比較
回路と、を備える故障検出回路である。

【０００７】この故障検出回路は、グロープラグ及び接
続配線に直列に接続する第１抵抗を有するので、第１抵
抗と接続配線との１−Ｈ接続点の電位（モニタ電位）を
とることができる。一方、基準電位生成回路により電源
電圧に応じた適切な基準電位を生成することができる。
そして、比較回路によりモニタ電位（１−Ｈ接続点電
位）と基準電位を比較することができる。従って、基準
電位を適切な値にすると、第１スイッチ手段のオフ時に
第２スイッチ手段をオンしたときに、グロープラグが正
常なときと断線または短絡したときとで、比較回路の大
小判定が反転する。このため、グロープラグの断線また
は短絡のいずれかの故障を検出することができる。

【０００８】また、電源電圧の大きさに応じて基準電位
を生成しているので、電源電圧の変動があっても、その
電源電圧に応じて１−Ｈ接続点電位及び基準電位の両者
が生成されることになり、グロープラグの断線や短絡等
を的確に検出することができる。具体的には、基準電位
には、電源電圧を抵抗分圧したもの等、電源電圧に比例
した基準電位などが挙げられる。なお、抵抗分圧によっ
て基準電位を生成すると、別途電源が不要な点でも好ま
しい。また、本発明の故障検出回路には、第１スイッチ
手段とグロープラグとの間に電流制限抵抗を設けなくて
も済むので、第１スイッチ手段のオン時におけるグロー
プラグへの通電ロスを抑制することができる。第１，第
２スイッチ手段としては、リレースイッチの他、トラン
ジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ、ＧＴＯ等の
スイッチング素子、あるいは、これらを含むスイッチ回
路が挙げられる。

【０００９】また、他の解決手段は、１または並列に接
続された複数のグロープラグと、このグロープラグと電
源との接続をオン・オフする第１スイッチ手段とを有す
るグロープラグ駆動回路における故障を検出する故障検
出回路であって、上記グロープラグと直列に、かつ、上
記第１スイッチ手段と並列に接続する第１抵抗と、上記
グロープラグと第１抵抗とを接続する接続配線と、上記
第１抵抗、接続配線及びグロープラグからなる第１直列
回路と並列に接続し、第２抵抗と第３抵抗とが直列に接
続する第２直列回路と、上記第１スイッチ手段と並列に
接続し、上記第１直列回路及び第２直列回路を含む回路
と上記電源との接続をオン・オフする第２スイッチ手段
と、上記第１抵抗と接続配線との１−Ｈ接続点における
電位と上記第２抵抗と第３抵抗との２−３接続点におけ
る電位との高低を比較する比較回路と、を備える故障検
出回路である。

【００１０】この故障検出回路は、グロープラグ及び接
続配線に直列に接続する第１抵抗を有するので、第１抵
抗と接続配線との１−Ｈ接続点の電位（モニタ電位）を
とることができる。一方、第２抵抗と第３抵抗とが直列
に接続する第２直列回路を有するので、第２抵抗と第３
抵抗との２−３接続点の電位（基準電位）をとることが
できる。そして、比較回路によりモニタ電位（１−Ｈ接
続点電位）と基準電位（２−３接続点電位）を比較する
ことができる。従って、簡単な回路でありながら、基準
電位（２−３接続点電位）を適切な値にすると、第１ス
イッチ手段のオフ時に第２スイッチ手段をオンしたとき
に、グロープラグが正常なときと断線または短絡したと
きとで、比較回路の大小判定が反転する。このため、グ
ロープラグの断線または短絡のいずれかの故障を検出す
ることができる。また、グロープラグを駆動する電源を
利用して、第２抵抗と第３抵抗によりグロープラグの故
障判断に用いる基準となる電位（２−３接続点電位）を
生成しているので、別途電源が不要であり、電源電圧の
変動があっても、その電源電圧に応じて１−Ｈ接続点電
位及び２−３接続点電位が生成されることになり、グロ
ープラグの断線や短絡等を的確に検出することができ
る。

【００１１】さらに、上記の故障検出回路であって、前
記グロープラグの数をｎ（ｎ＝１，２，３，…）とし、
前記グロープラグの正常時の標準的抵抗値をＲｇとし、
前記接続配線の抵抗値をＲｈとし、前記第１抵抗の抵抗
値をＲ１とし、前記第２抵抗の抵抗値をＲ２とし、前記
第３抵抗の抵抗値をＲ３としたとき、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））＜Ｒ３／（Ｒ２
＋Ｒ３）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））／（Ｒ１＋
Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））である故障検出回路とす
ると良い。

【００１２】本発明の故障検出回路では、まず、グロー
プラグの抵抗値Ｒｇ及び接続配線の抵抗値Ｒｈに対し
て、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）よりも小さくなるよう
に、第１〜第３抵抗の抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を選択す
る。これにより、いずれのグロープラグも断線せず正常
なときには、モニタ電位となる１−Ｈ接続点の電位が、
基準電位となる２−３接続点の電位よりも低くなる。さ
らに、この回路では、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））
／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））がＲ３／（Ｒ
２＋Ｒ３）よりも大きくなるように、第１〜第３抵抗の
抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を選択する。これにより、いず
れかのグロープラグが断線しているときには、モニタ電
位（１−Ｈ接続点電位）が基準電位（２−３接続点電
位）よりも高くなる。従って、第１スイッチ手段をオフ
した状態で第２スイッチ手段をオンすると、グロープラ
グが断線しているときには、グロープラグが正常なとき
と比べ、比較回路の大小判定が反転するので、グロープ
ラグの断線を検出することができる。

【００１３】さらに、前記の故障検出回路であって、前
記グロープラグの数をｎ（ｎ＝１，２，３，…）とし、
前記グロープラグの正常時の標準的抵抗値をＲｇとし、
前記接続配線の抵抗値をＲｈとし、前記第１抵抗の抵抗
値をＲ１とし、前記第２抵抗の抵抗値をＲ２とし、前記
第３抵抗の抵抗値をＲ３としたとき、Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒ
ｈ）＜Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））
／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））である故障検出回路と
すると良い。

【００１４】本発明の故障検出回路では、まず、グロー
プラグの抵抗値Ｒｇ及び接続配線の抵抗値Ｒｈに対し
て、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）よりも大きくなるよう
に、第１〜第３抵抗の抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を選択す
る。これにより、いずれのグロープラグも短絡せず正常
なときには、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）が基準電
位（２−３接続点電位）よりも高くなる。さらに、この
回路では、Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒｈ）がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ
３）よりも小さくなるように、第１〜第３抵抗の抵抗値
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を選択する。これにより、いずれかの
グロープラグが短絡しているときには、モニタ電位（１
−Ｈ接続点電位）が基準電位（２−３接続点電位）より
も低くなる。従って、第１スイッチ手段をオフした状態
で第２スイッチ手段をオンすると、グロープラグが短絡
しているときには、グロープラグが正常なときと比べ、
比較回路の大小判定が反転するので、グロープラグの短
絡を検出することができる。

【００１５】また、他の解決手段は、１または並列に接
続された複数のグロープラグと、このグロープラグと電
源との接続をオン・オフする第１スイッチ手段とを有す
るグロープラグ駆動回路における故障を検出する故障検
出回路であって、上記グロープラグと直列に、かつ、上
記第１スイッチ手段と並列に接続する第１抵抗と、上記
グロープラグと第１抵抗とを接続する接続配線と、上記
第１抵抗、接続配線及びグロープラグからなる第１直列
回路と並列に接続し、第２抵抗と第３抵抗と第４抵抗と
が直列に接続する第２直列回路と、上記第１スイッチ手
段と並列に接続し、上記第１直列回路及び第２直列回路
を含む回路と上記電源との接続をオン・オフする第２ス
イッチ手段と、上記第１抵抗と接続配線との１−Ｈ接続
点における電位と上記第２抵抗と第３抵抗との２−３接
続点における電位との高低を比較する第１比較回路と、
上記１−Ｈ接続点における電位と上記第３抵抗と第４抵
抗との３−４接続点における電位との高低を比較する第
２比較回路と、を備え、上記グロープラグの数をｎ（ｎ
＝１，２，３，…）とし、上記グロープラグの正常時の
標準的抵抗値をＲｇとし、上記接続配線の抵抗値をＲｈ
とし、上記第１抵抗の抵抗値をＲ１とし、上記第２抵抗
の抵抗値をＲ２とし、上記第３抵抗の抵抗値をＲ３と
し、上記第４抵抗の抵抗値をＲ４としたとき、（Ｒｈ＋
（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））＜（Ｒ
３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／
（ｎ−１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−
１）））であり、かつ、Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒｈ）＜Ｒ４／
（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ
１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））である故障検出回路である。

【００１６】この故障検出回路は、グロープラグ及び接
続配線に直列に接続する第１抵抗を有するので、第１抵
抗と接続配線との１−Ｈ接続点の電位（モニタ電位）を
とることができる。一方、第２抵抗と第３抵抗とが直列
に接続する第２直列回路を有するので、第２抵抗と第３
抵抗との２−３接続点の電位（第１基準電位）をとるこ
とができる。そして、第１比較回路によりモニタ電位
（１−Ｈ接続点電位）と第１基準電位（２−３接続点電
位）を比較することができる。その上、この故障検出回
路では、まず、グロープラグの抵抗値Ｒｇ及び接続配線
の抵抗値Ｒｈに対して、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ
１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））が（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋
Ｒ３＋Ｒ４）よりも小さくなるように、第１〜第４抵抗
の抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を選択する。これによ
り、いずれのグロープラグも断線せず正常なときには、
モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）が、第１基準電位（２
−３接続点電位）よりも低くなる。さらに、この回路で
は、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋
（Ｒｇ／（ｎ−１）））がＲ３＋Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋
Ｒ４）よりも大きくなるように、第１〜第４抵抗の抵抗
値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を選択する。これにより、い
ずれかのグロープラグが断線しているときには、モニタ
電位（１−Ｈ接続点電位）が基準電位（２−３接続点電
位）よりも低くなる。従って、第１スイッチ手段をオフ
した状態で第２スイッチ手段をオンすると、グロープラ
グが断線しているときには、グロープラグが正常なとき
に比べ、第１比較回路の大小判定が反転するので、グロ
ープラグの断線を検出することができる。

【００１７】また、この故障検出回路の第２直列回路
は、第２，第３抵抗の他に第４抵抗も直列に接続してい
るので、第３抵抗と第４抵抗との３−４接続点の電位
（第２基準電位）もとることができる。そして、第２比
較回路によりモニタ電位（１−Ｈ接続点電位）とこの第
２基準電位（３−４接続点電位）を比較することもでき
る。その上、まず、グロープラグの抵抗値Ｒｇ及び接続
配線の抵抗値Ｒｈに対して、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／
（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））がＲ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋
Ｒ４）よりも大きくなるように、第１〜第４抵抗の抵抗
値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を選択する。これにより、い
ずれのグロープラグも短絡せず正常なときには、モニタ
電位（１−Ｈ接続点電位）が第２基準電位（３−４接続
点電位）よりも高くなる。さらに、この回路では、Ｒｈ
／（Ｒ１＋Ｒｈ）がＲ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）よりも
小さくなるように、第１〜第４抵抗の抵抗値Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４を選択する。これにより、いずれかのグ
ロープラグが短絡しているときには、モニタ電位（１−
Ｈ接続点電位）が第２基準電位（３−４接続点電位）よ
りも低くなる。従って、第１スイッチ手段をオフした状
態で第２スイッチ手段をオンすると、グロープラグが断
線しているときには、グロープラグが正常なときに比
べ、第２比較回路の大小判定が反転するので、グロープ
ラグの短絡を検出することができる。

【００１８】このように、本発明の故障検出回路は、簡
単な回路でありながら、１つの故障検出回路により、グ
ロープラグの断線と短絡の２つの故障モードを検出する
ことができる。また、グロープラグを駆動する電源を利
用して、第２抵抗と第３抵抗と第４抵抗によりグロープ
ラグの故障判断に用いる基準となる各電位（２−３接続
点電位、３−４接続点電位）を生成しているので、別途
電源が不要であり、電源電圧の変動があっても、その電
源電圧に応じて１−Ｈ接続点電位、２−３接続点電位及
び３−４接続点電位が生成されることになり、グロープ
ラグの断線及び短絡等を的確に検出することができる。

【００１９】さらに、上記のいずれかに記載の故障検出
回路であって、０．６＜Ｒ１／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜
１．５である故障検出回路とすると良い。

【００２０】第１直列回路の１−Ｈ接続点電位は、第１
抵抗の抵抗値Ｒ１と接続配線及びグロープラグの合成抵
抗値Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎとの比で決まる。ここで、第１抵抗
の抵抗値Ｒ１を接続配線とグロープラグの合成抵抗値Ｒ
ｈ＋Ｒｇ／ｎよりも極端に大きくあるいは小さくする
と、グロープラグが故障したときの１−Ｈ接続点の電位
の変化が少なくなる。このため、グロープラグの抵抗値
Ｒｇ、接続配線の抵抗値Ｒｈ及び第１抵抗の抵抗値Ｒ１
のバラツキ、比較回路のオフセットバラツキ等の影響が
大きくなる等により、グロープラグの故障を正確に検出
することができない場合がある。

【００２１】これに対し、本発明では、第１抵抗の抵抗
値Ｒ１と接続配線及びグロープラグの合成抵抗値Ｒｈ＋
Ｒｇ／ｎとをほぼ等しい値、具体的には、０．６＜Ｒ１
／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５の範囲としている。この
ため、グロープラグの故障の有無で１−Ｈ接続点電位が
大きく変化する。従って、グロープラグの抵抗値Ｒｇ、
接続配線の抵抗値Ｒｈ及び第１抵抗の抵抗値Ｒ１のバラ
ツキ、比較回路のオフセットバラツキ等を見込んでも、
上式の範囲内であれば、グロープラグの断線や短絡を正
確に検出することができる。

【００２２】さらに、上記のいずれかに記載の故障検出
回路であって、前記電源と前記２−３接続点との間に、
第３スイッチ手段とこれに直列に接続する第６抵抗とを
備える故障検出回路とすると良い。

【００２３】まれではあるが、グロープラグではなく、
第１スイッチ手段がショート故障（常時導通故障）とな
ることがある。本発明によれば、この常時導通故障をも
判別することができる。即ち、グロープラグの断線、第
１スイッチ手段の常時導通故障のいずれの場合も、第２
スイッチ手段だけをオンした状態では、モニタ電位（１
−Ｈ接続点電位）が基準電位（２−３接続点電位）より
も高くなり、比較回路の大小判定が反転する。

【００２４】そこで、さらに第３スイッチ手段をオンに
して、基準電位（２−３接続点電位）を電源電位から第
６抵抗の抵抗値分だけ降下した電位まで引き上げる。こ
こで、もしグロープラグの断線の場合には、モニタ電位
（１−Ｈ接続点電位）が引き上げられた基準電位（２−
３接続点電位）よりも低くなるので、比較回路の大小判
定は再度反転して元に戻る。一方、第１スイッチ手段の
常時導通故障の場合には、モニタ電位（１−Ｈ接続点電
位）が引き上げられた基準電位（２−３接続点電位）よ
りも高くなるので、比較回路の大小判定は反転を維持す
る。従って、本発明の故障検出回路では、グロープラグ
の断線か第１スイッチ手段の常時導通故障かをも判別す
ることができる。

【００２５】また、グロープラグ駆動回路は、第１スイ
ッチ手段が正常に導通しない常時オープン故障となるこ
ともあるが、本発明によれば、この常時オープン故障を
も判別することができる。即ち、第１スイッチ手段をオ
ンさせた後、第３スイッチ手段をオンさせると、第１ス
イッチ手段が正常に導通すれば、モニタ電位（１−Ｈ接
続点電位）は、電源電位から第６抵抗の抵抗値分だけ降
下した基準電位よりも高くなるので、第３スイッチ手段
をＯＮさせた前後で、比較回路の大小判定は変わらな
い。一方、第１スイッチ手段が常時オープン故障の場
合、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）が基準電位よりも
低くなるので、第３スイッチ手段をＯＮさせた前後で、
比較回路の大小判定が反転する。従って、本発明の故障
検出回路では、第１スイッチ手段の常時オープン故障の
有無をも検出することができる。

【００２６】さらに、上記のいずれかに記載の故障検出
回路であって、並列に接続された前記第１直列回路及び
第２直列回路に直列に接続し、前記電源に接続する第５
抵抗を備え、前記第２スイッチ手段は、上記第１直列回
路、第２直列回路及び第５抵抗を含む回路と上記電源と
の接続をオン・オフする故障検出回路とすると良い。

【００２７】本発明では、第１，第２直列回路に直列に
接続する第５抵抗を有する。この第５抵抗によって、第
２スイッチ手段をオンしたときに、第１，第２直列回路
に掛かる電圧を低減することができるので、グロープラ
グ駆動回路の故障検出に要する電流（電力）を低減する
ことができる。

【００２８】さらに、上記の故障検出回路であって、前
記第５抵抗の抵抗値は、前記第１直列回路及び第２直列
回路の合成抵抗値よりも大きい故障検出回路とすると良
い。

【００２９】第５抵抗の抵抗値が、第１，第２直列回路
の合成抵抗値よりも大きいため、第１，第２直列回路に
掛かる電圧をさらに低くすることができ、グロープラグ
駆動回路の故障検出に要する電流（電力）をさらに低減
することができる。特に、第５抵抗の抵抗値が、第１，
第２直列回路の合成抵抗値の１０倍以上である場合に
は、バッテリの電圧（例えば、１２Ｖ）に対して、第
１，第２直列回路に掛かる電圧を約１Ｖ以下に抑えるこ
とができ、グロープラグ駆動回路の故障検出に要する電
流（電力）を十分抑制することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、本発明の実
施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に本実施
形態の故障検出回路１の回路図を示す。この故障検出回
路１は、グロープラグ１３を駆動させるグロープラグ駆
動回路１１の故障を検出する回路である。グロープラグ
駆動回路１１は、並列に２本並んだグロープラグ１３
（正常時の標準的抵抗値Ｒｇ）が電源１７（電源電圧
Ｖ）に接続されている。また、グロープラグ１３と電源
１７との接続をオン・オフするリレースイッチ（第１ス
イッチ手段）１９を有する。従って、リレースイッチ１
９をオンすることにより、グロープラグ１３を高温加熱
することができる。

【００３１】故障検出回路１は、２本のグロープラグ１
３と直列に、かつ、リレースイッチ１９と並列に接続す
る第１抵抗３３（抵抗値Ｒ１）を有し、この第１抵抗３
３とグロープラグ１３との間にハーネス（接続配線）１
５（抵抗値Ｒｈ）を有する。また、第１抵抗３３、ハー
ネス１５及び２本のグロープラグ１３からなる第１直列
回路３１と並列に接続し、第２抵抗４３（抵抗値Ｒ２）
と第３抵抗４５（抵抗値Ｒ３）とが直列に接続する第２
直列回路４１を有する。また、これら並列に接続された
第１直列回路３１及び第２直列回路４１に直列に接続
し、他方で電源１７に接続する第５抵抗５１（抵抗値Ｒ
５）を有する。そして、第１直列回路３１、第２直列回
路４１及び第５抵抗５１からなる回路には、この回路と
電源１７との接続をオン・オフするため、電源１７側を
アノードとするダイオード５３と共にトランジスタ（第
２スイッチ手段）５５が直列に接続されている。なお、
ダイオード５３は、電源１７（バッテリ）を逆接続した
ときの故障防止用に挿入されている。また、トランジス
タ５５の保護用に、ツェナーダイオード５７がトランジ
スタ５５と並列に接続されている。

【００３２】また、故障検出回路１は、第１抵抗３３と
ハーネス１５との１−Ｈ接続点３４における電位（モニ
タ電位）Ｖ_1Hと、第２抵抗４３と第３抵抗４５との２−
３接続点４４における電位（基準電位）Ｖ₂₃との高低を
比較するためのコンパレータ６１を有する。つまり、こ
のコンパレータ６１の一方の端子（非反転入力端子）
は、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hを検知するた
め１−Ｈ接続点３４に接続され、他方の端子（反転入力
端子）は、基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃を検知す
るため２−３接続点４４に接続されている。また、コン
パレータ６１の出力端子は、この故障検出回路１を制御
すると共に、コンパレータ６１の出力を用いて運転者に
故障を警告するランプを点灯させるなど所定の制御を行
うコントローラ７１に接続されている。

【００３３】なお、本実施形態では、グロープラグ１３
の正常時の標準的抵抗値Ｒｇは０．５Ω、ハーネス１５
の抵抗値Ｒｈは０．２Ωである。また、第１抵抗３３の
抵抗値Ｒ１は０．５Ω、第２抵抗４３の抵抗値Ｒ２は１
ｋΩ、第３抵抗４５の抵抗値Ｒ３は１．１５ｋΩ、第５
抵抗５１の抵抗値Ｒ５は２４Ωにしてある。

【００３４】このような故障検出回路１は、次のように
作動する。即ち、トランジスタ５５がオフの状態でリレ
ースイッチ１９をオンにすると、グロープラグ駆動回路
１１のみが作動する。つまり、電源１７からリレースイ
ッチ１９を介して各グロープラグ１３に電流が流れ、各
グロープラグ１３が加熱される。このため、エンジン始
動時の着火補助等に用いることができる。

【００３５】一方、リレースイッチ１９がオフの状態で
トランジスタ５５をオンすると、グロープラグ駆動回路
１１は停止した状態で、故障検出回路１が作動する。つ
まり、電源１７からトランジスタ５５を介して第５抵抗
５１に電流が流れる。そして一方では、第１抵抗３３、
ハーネス１５及びグロープラグ１３（第１直列回路３
１）に電流が流れ、また一方では、第２抵抗４３及び第
３抵抗４５（第２直列回路４１）に電流が流れる。その
際、第５抵抗５１によって、第１，第２直列回路３１，
４１に掛かる電圧が低減される。特に、第５抵抗５１の
抵抗値Ｒ５（２４Ω）は、第１直列回路３１及び第２直
列回路４１の合成抵抗値（０．９５Ω）よりも大きく、
具体的には、合成抵抗値の１０倍以上にしてあるので、
第１，第２直列回路３１，４１に掛かる電圧を、電源電
圧Ｖ（約１２Ｖ）に対して約０．４５７Ｖと特に低くす
ることができる。従って、グロープラグ駆動回路１１の
故障検出に要する電流（電力）を十分に低減することが
できる。

【００３６】トランジスタ５５をオンすると、モニタ電
位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hと基準電位（２−３接続点
電位）Ｖ₂₃がコンパレータ６１で比較される。本実施形
態では、グロープラグ１３の正常時の標準的抵抗値Ｒｇ
（０．５Ω）及びハーネス１５の抵抗値Ｒｈ（０．２
Ω）に対して、第１〜第３抵抗３３，４３，４５の抵抗
値Ｒ１（０．５Ω），Ｒ２（１ｋΩ），Ｒ３（１．１５
ｋΩ）が、第１の式である（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／
（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））＜Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）
＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋
（Ｒｇ／（ｎ−１）））を満たしている。従って、グロ
ープラグ１３の断線の有無を検出することができる。な
お、ｎはグロープラグの数（本実施形態ではｎ＝２）で
ある。

【００３７】つまり、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１
＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）よりも
小さいので、いずれのグロープラグ１３も断線していな
いときには、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが基
準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃よりも低くなる。従っ
て、コンパレータ６１の出力は低（Ｌｏｗ）となる。一
方、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋
（Ｒｇ／（ｎ−１）））がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）よりも
大きいので、少なくともいずれかのグロープラグ１３が
断線しているときには、モニタ電位Ｖ_1Hが基準電位Ｖ₂₃
よりも高くなる。従って、コンパレータ６１の出力は高
（Ｈｉ）となる。このように、グロープラグ１３が断線
すると、正常な場合に比してコンパレータ６１の出力が
反転するので、グロープラグ１３の断線を検出すること
ができる。

【００３８】さらに、グロープラグ１３の正常時の標準
的抵抗値Ｒｇ（０．５Ω）及びハーネス１５の抵抗値Ｒ
ｈ（０．２Ω）に対して、第１抵抗３３の抵抗値Ｒ１
（０．５Ω）が、第２の式である０．６＜Ｒ１／（Ｒｈ
＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５をも満たしている。このため、グ
ロープラグ１３の断線の有無でモニタ電位（１−Ｈ接続
点電位）Ｖ_1Hが大きく変化する。従って、グロープラグ
１３の抵抗値Ｒｇ、ハーネス１５の抵抗値Ｒｈ及び第１
抵抗３３の抵抗値Ｒ１のバラツキ、コンパレータ６１の
オフセットバラツキ等を見込んでも、グロープラグ１３
の断線を正確に検出することができる。

【００３９】このように、本実施形態の故障検出回路１
は、簡単な回路でありながら、基準電位（２−３接続点
電位）Ｖ₂₃を適切な値にすることで、リレースイッチ１
９のオフ時にトランジスタ５５をオンしたときに、グロ
ープラグ１３が断線していれば、正常時に比べコンパレ
ータ６１の出力が反転し、グロープラグ１３の断線を検
出することができる。また、第２抵抗４３と第３抵抗４
５を含む基準電位生成回路により、電源電圧Ｖの大きさ
に比例した基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃を生成し
ているので、別途電源が不要であり、電源電圧Ｖに変動
があっても、その電源電圧Ｖの大きさに比例して１−Ｈ
接続点電位Ｖ_1H及び２−３接続点電位Ｖ₂₃が生成される
ことになり、グロープラグ１３の断線を的確に検出する
ことができる。

【００４０】なお、上述の故障検出回路１は、グロープ
ラグ１３の数が２本の場合について述べたが、図１中に
破線で示すように、グロープラグ１３を１本追加して３
本、またはそれ以上としてもよい。３本の場合には、前
述の第１の式にｎ＝３を代入し、この式を満たすよう
に、第１〜第３抵抗３３，４３，４５の抵抗値Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３を選択すると、グロープラグ１３の断線を検出
することができる。例えば、Ｒ１＝０．３９Ω、Ｒ２＝
１ｋΩ、Ｒ３＝１．０５ｋΩとするとよい。さらに、こ
のように抵抗を選択すれば、前述の第２の式である０．
６＜Ｒ１／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５も満たすので、
グロープラグ１３の断線の有無でモニタ電位（１−Ｈ接
続点電位）Ｖ_1Hを大きく変化させることができ、グロー
プラグ１３の断線をより正確に検出することができる。

【００４１】（変形形態１）次いで、上記実施形態１の
変形形態について説明する。なお、上記実施形態１と同
様な部分の説明は、省略または簡略化する。図２に回路
図を示す本変形形態１の故障検出回路１０１は、上記実
施形態１の故障検出回路１とその回路構成は同じであ
る。しかし、第２抵抗１４３と第３抵抗１４５の抵抗値
Ｒ２，Ｒ３の比が上記実施形態１と異なる。これによ
り、本変形形態１では、グロープラグ１３の短絡を検出
することが可能となる。その他の部分は、上記実施形態
１と同様であり、同様の作用・効果を奏する。

【００４２】リレースイッチ１９がオフの状態でトラン
ジスタ５５をオンすると、グロープラグ駆動回路１１は
停止した状態で、故障検出回路１０１が作動する。従っ
て、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hと基準電位
（２−３接続点電位）Ｖ₂₃がコンパレータ６１で比較さ
れる。ここで、本変形形態では、グロープラグ１３の正
常時の標準的抵抗値Ｒｇ（０．５Ω）、ハーネス１５の
抵抗値Ｒｈ（０．２Ω）、第１抵抗３３の抵抗値Ｒ１
（０．５Ω）、及び第５抵抗５１の抵抗値Ｒ５（２４
Ω）は、それぞれ上記実施形態１と同じであるのに対し
て、第２抵抗１４３の抵抗値Ｒ２は１ｋΩ、第３抵抗１
４５の抵抗値Ｒ３は６４９Ωであり、その比が上記実施
形態１とは異なる。

【００４３】これにより、グロープラグ１３の正常時の
標準的抵抗値Ｒｇ（０．５Ω）及びハーネス１５の抵抗
値Ｒｈ（０．２Ω）に対して、第１〜第３抵抗３３，１
４３，１４５の抵抗値Ｒ１（０．５Ω），Ｒ２（１ｋ
Ω），Ｒ３（６４９Ω）が、第３の式であるＲｈ／（Ｒ
１＋Ｒｈ）＜Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））を満たしてい
る。従って、グロープラグ１３の短絡の有無を検出する
ことができる。

【００４４】つまり、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１
＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）よりも
大きいので、いずれのグロープラグ１３も短絡していな
いときには、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが基
準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃よりも高くなる。従っ
て、コンパレータ６１の出力は高（Ｈｉ）となる。一
方、Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒｈ）がＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）より
も小さいので、いずれかのグロープラグ１３が短絡して
いるときには、モニタ電位Ｖ_1Hが基準電位Ｖ₂₃よりも低
くなる。従って、コンパレータ６１の出力は低（Ｌｏ
ｗ）となる。このように、グロープラグ１３が短絡する
と、正常な場合に比してコンパレータ６１の出力が反転
するので、グロープラグ１３の短絡を検出することがで
きる。

【００４５】さらに、上記実施形態１と同様、グロープ
ラグ１３の正常時の標準的抵抗値Ｒｇ（０．５Ω）及び
ハーネス１５の抵抗値Ｒｈ（０．２Ω）に対して、第１
抵抗３３の抵抗値Ｒ１（０．５Ω）が、上記実施形態１
で示した第２の式である０．６＜Ｒ１／（Ｒｈ＋Ｒｇ／
ｎ）＜１．５を満たしている。従って、グロープラグ１
３の短絡の有無でモニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1H
が大きく変化するので、グロープラグ１３の短絡をより
正確に検出することができる。

【００４６】このように、本変形形態１の故障検出回路
１０１は、簡単な回路でありながら、基準電位（２−３
接続点電位）Ｖ₂₃を適切な値にすることで、リレースイ
ッチ１９のオフ時にトランジスタ５５をオンしたとき
に、グロープラグ１３が短絡していれば、正常時に比べ
コンパレータ６１の出力が反転し、グロープラグ１３の
短絡を検出することができる。

【００４７】なお、この故障検出回路１０１において
も、図２中に破線で示すように、グロープラグ１３を１
本追加して３本、またはそれ以上としてもよい。３本の
場合には、前述の第３の式にｎ＝３を代入し、この式を
満たすように、第１〜第３抵抗３３，１４３，１４５の
抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を選択すると、グロープラグ１
３の短絡を検出することができる。例えば、Ｒ１＝０．
３９Ω、Ｒ２＝１ｋΩ、Ｒ３＝７３９Ωとするとよい。
さらに、このように抵抗を選択すれば、第２の式である
０．６＜Ｒ１／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５も満たすの
で、グロープラグ１３の短絡の有無でモニタ電位（１−
Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hを大きく変化させることができ、グ
ロープラグ１３の短絡をより正確に検出することができ
る。

【００４８】（実施形態２）次いで、第２の実施の形態
について説明する。なお、上記実施形態１と同様な部分
の説明は、省略または簡略化する。図３に回路図を示す
本実施形態２の故障検出回路２０１は、上記実施形態１
の故障検出回路１において、さらに、第２トランジスタ
（第３スイッチ手段）２６５を介して、２−３接続点４
４を電源１７に接続してある。また、第２トランジスタ
２６５の保護用に、第２ツェナーダイオード２６７が第
２トランジスタ２６５と並列に接続してある。さらに、
第６抵抗２６９（抵抗値Ｒ６）が第２トランジスタ２６
５と２−３接続点４４とを接続している。なお、第２ト
ランジスタ２６５をオンすると、２−３接続点４４に
は、電源電圧Ｖよりも第６抵抗２６９の電圧降下分低下
した電圧が印加される。その他の部分は、上記実施形態
１と同様であり、同様の作用・効果を奏する。

【００４９】このような故障検出回路２０１は、上記実
施形態１の故障検出回路１で可能なグロープラグ駆動回
路１１の故障検出（断線検出）に加え、リレースイッチ
１９の故障をも判別することができる。即ち、まれでは
あるが、リレースイッチ１９がショート故障（常時導通
故障）になることがある。このような場合、上記実施形
態１では、トランジスタ５５だけをオンしたつもりで
も、リレースイッチ１９が導通しているため、モニタ電
位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが高くなるから、グロープ
ラグ１３が断線しているときと同様に、コンパレータ６
１の出力が通常の場合とは反転してしまう。従って、リ
レースイッチ１９の常時導通故障かグロープラグ１３の
断線かを判別することができない。

【００５０】しかし、本実施形態２では、トランジスタ
５５をオンした状態で、さらに第２トランジスタ２６５
をオンにして、基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃を電
源電圧Ｖから第６抵抗２６９の抵抗値Ｒ６分だけ降下し
た電位まで引き上げる。すると、グロープラグ１３が断
線している場合には、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）
Ｖ_1Hが引き上げられた基準電位（２−３接続点電位）Ｖ
₂₃よりは低くなるので、コンパレータ６１の大小判定
は、第２トランジスタ２６５のオンの前後で変化し、出
力が低（Ｌｏｗ）となる。

【００５１】一方、リレースイッチ１９の常時導通故障
の場合には、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hは高
くなっており、引き上げられた基準電位（２−３接続点
電位）Ｖ₂₃よりもさらに高いため、コンパレータ６１の
大小判定は、第２トランジスタ２６５のオンの前後で変
化せず、出力は高（Ｈｉ）のままである。従って、第２
トランジスタ２６５をオンしたときに、前後のコンパレ
ータ６１の出力から、リレースイッチ１９の常時導通故
障かグロープラグ１３の断線かを判別することができ
る。このように、本実施形態２の故障検出回路２０１
は、グロープラグ１３の断線とリレースイッチ１９の常
時導通故障とを区別して検出することができる。

【００５２】なお、第６抵抗２６９の抵抗値Ｒ６につい
ては、トランジスタ５５と第２トランジスタ２６５とを
オンした状態で、基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃が
電源電位の約２０〜８０％の範囲となるように、選択す
るのが好ましい。本実施形態では、例えば、抵抗値Ｒ６
＝１ｋΩとすればよい。約２０％以上とするのは、グロ
ープラグ１３が断線している場合に、モニタ電位（１−
Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが引き上げた基準電位（２−３接続
点電位）Ｖ₂₃よりは低くなるように、引き上げた基準電
位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃を十分に高い値にしたいか
らである。第５抵抗５１の抵抗値Ｒ５を第１直列回路３
１及び第２直列回路４１の合成抵抗値の１０倍以上とし
ていること等を考慮したものである。一方、約８０％以
下とするのは、リレースイッチ１９の常時導通故障の場
合に、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが引き上げ
た基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃よりもさらに高く
なるように、引き上げた基準電位（２−３接続点電位）
Ｖ₂₃を十分に低い値にしたいからである。リレースイッ
チ１９をオンしたときのグロープラグ１３の通電ロスは
通常１０％以下となるようにしていること等を考慮した
ものである。

【００５３】（変形形態２）次いで、上記実施形態２の
変形形態について説明する。なお、上記各実施形態１，
２及び変形形態１のいずれかと同様な部分の説明は、省
略または簡略化する。図４に回路図を示す本変形形態２
の故障検出回路３０１は、上記実施形態２の故障検出回
路２０１とその回路構成は同じである。しかし、第２抵
抗１４３と第３抵抗１４５の比が、上記実施形態２と異
なり上記変形形態１と同じにされている。これにより、
本変形形態２では、グロープラグ１３の短絡が検出でき
るほか、リレースイッチ１９が正常に導通しない常時オ
ープン故障をも、グロープラグ１３の短絡と区別して検
出することができる。その他の部分は、上記実施形態２
等と同様であり、同様の作用・効果を奏する。

【００５４】グロープラグ駆動回路１１の故障として、
リレースイッチ１９が正常に導通しない常時オープン故
障があり得る。本変形形態２では、グロープラグ１３の
短絡を検出可能とした上記変形形態１の場合に、リレー
スイッチ１９をオンさせた後、第２トランジスタ２６５
をオンさせると、リレースイッチ１９が正常に導通して
いれば、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが基準電
位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃よりも高いので、コンパレ
ータ６１の出力は、グロープラグ１３が短絡していなけ
れば高（Ｈｉ）を維持し、第２トランジスタ２６５のオ
ンの前後で変わらない。

【００５５】一方、リレースイッチ１９が常時オープン
故障の場合、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが基
準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃よりも低くなるので、
コンパレータ６１の出力が、低（Ｌｏｗ）となり、グロ
ープラグ１３が短絡していないときに第２トランジスタ
２６５のオンの前後でコンパレータ６１の出力が反転す
る。よって、リレースイッチ１９の常時オープン故障を
も検出することができる。

【００５６】（実施形態３）次いで、第３の実施の形態
について説明する。なお、上記実施形態１または変形形
態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図
５に回路図を示す本実施形態３の故障検出回路４０１
は、２つのコンパレータ６１，４６３を有し、１つの回
路でグロープラグ１３の断線と短絡の両方を検出するこ
とができる点が、上記実施形態１及び変形形態１と異な
る。その他の部分は、上記実施形態１または変形形態１
と同様であり、同様の作用・効果を奏する。

【００５７】この故障検出回路４０１は、上記実施形態
１等と同様に、リレースイッチ１９に並列に接続する第
１抵抗４３３を有する。そして、第１直列回路４３１
（第１抵抗４３３、ハーネス１５及びグロープラグ１３
からなる回路）と並列に、第２抵抗４４３と第３抵抗４
４５と第４抵抗４４７とからなる第２直列回路４４１が
接続されている。つまり、本実施形態の第２直列回路４
４１には、第２，第３抵抗４４３，４４５に加え、さら
に第４抵抗４４７が接続されている。また、これら並列
に接続された第１直列回路４３１及び第２直列回路４４
１には、上記実施形態１等と同様に第５抵抗５１が接続
され、さらに、ダイオード５３や、トランジスタ５５、
ツェナーダイオード５７が接続されている。

【００５８】また、この故障検出回路４０１は、上記実
施形態１等と同様に、１−Ｈ接続点電位（モニタ電位）
Ｖ_1Hと２−３接続点電位（第１基準電位）Ｖ₂₃との高低
を比較するためのコンパレータ６１を有する。さらに、
本実施形態３では、１−Ｈ接続点電位（モニタ電位）Ｖ
_1Hと、第３抵抗４４５と第４抵抗４４７との３−４接続
点４４６における電位（第２基準電位）Ｖ₃₄との高低を
比較するための第２コンパレータ４６３も有する。この
第２コンパレータ４６３の一方の端子（非反転入力端
子）は、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hを検知す
るため１−Ｈ接続点３４に接続され、他方の端子（反転
入力端子）は、第２基準電位（３−４接続点電位）Ｖ₃₄
を検知するため３−４接続点４４６に接続されている。
また、第２コンパレータ４６３の出力端子は、コントロ
ーラ７１に接続されている。

【００５９】なお、本実施形態３では、グロープラグ１
３の正常時の標準的抵抗値Ｒｇは０．５Ω、ハーネス１
５の抵抗値Ｒｈは０．２Ωである。また、第１抵抗４３
３の抵抗値Ｒ１は０．５Ω、第２抵抗４４３の抵抗値Ｒ
２は１ｋΩ、第３抵抗４４５の抵抗値Ｒ３は３０１Ω、
第４抵抗４４７の抵抗値Ｒ４は８４５Ω、第５抵抗５１
の抵抗値Ｒ５は２４Ωにしてある。

【００６０】このような故障検出回路４０１は、次のよ
うに作動する。即ち、リレースイッチ１９がオフの状態
でトランジスタ５５をオンすると、故障検出回路４０１
のみが作動し、電源１７からトランジスタ５５を介して
第５抵抗５１に電流が流れる。さらに一方では、第１抵
抗４３３、ハーネス１５及びグロープラグ１３（第１直
列回路４３１）に電流が流れ、また他方では、第２抵抗
４４３、第３抵抗４４５及び第４抵抗４４７（第２直列
回路４４１）に電流が流れる。その際、第５抵抗５１に
よって、第１，第２直列回路４３１，４４１に掛かる電
圧が低減される。特に、第５抵抗５１の抵抗値Ｒ５（２
４Ω）は、第１直列回路４３１及び第２直列回路４４１
の合成抵抗値（０．９５Ω）よりも大きく、具体的に
は、合成抵抗値の１０倍以上にしてあるので、第１，第
２直列回路４３１，４４１に掛かる電圧を、電源電圧Ｖ
（約１２Ｖ）に対して約０．４５７Ｖと特に低くするこ
とができる。従って、グロープラグ駆動回路１１の故障
検出に要する電流（電力）を十分に低減することができ
る。

【００６１】故障検出回路４０１が駆動されると、一方
でモニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hと第１基準電位
（２−３接続点電位）Ｖ₂₃がコンパレータ６１で比較さ
れ、他方でモニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hと第２
基準電位（３−４接続点電位）Ｖ₃₄が第２コンパレータ
４６３で比較される。本実施形態３では、グロープラグ
１３の正常時の標準的抵抗値Ｒｇ（０．５Ω）及びハー
ネス１５の抵抗値Ｒｈ（０．２Ω）に対して、第１〜第
４抵抗４３３，４４３，４４５，４４７の抵抗値Ｒ１
（０．５Ω），Ｒ２（１ｋΩ），Ｒ３（３０１Ω），Ｒ
４（８４５Ω）が、第４の式である（Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））＜（Ｒ３＋Ｒ
４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−
１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））を満
たしている。従って、グロープラグ１３の断線の有無を
検出することができる。

【００６２】つまり、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１
＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））が（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ
３＋Ｒ４）よりも小さいので、いずれのグロープラグ１
３も断線していないときには、モニタ電位（１−Ｈ接続
点電位）Ｖ_1Hが第１基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃
よりも低くなる。従って、コンパレータ６１の出力は低
（Ｌｏｗ）となる。一方、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−
１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））が
（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）よりも大きいの
で、少なくともいずれかのグロープラグ１３が断線して
いるときには、モニタ電位Ｖ_1Hが第１基準電位Ｖ₂₃より
も高くなる。従って、コンパレータ６１の出力は高（Ｈ
ｉ）になる。このように、グロープラグ１３が断線する
と、正常な場合に比してコンパレータ６１の出力が反転
するので、グロープラグ１３の断線を検出することがで
きる。

【００６３】また、本実施形態３では、第５の式である
Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒｈ）＜Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＜
（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））も満たしているので、グロープラグ１３の短絡の
有無も検出することもできる。つまり、（Ｒｈ＋（Ｒｇ
／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））がＲ４／（Ｒ
２＋Ｒ３＋Ｒ４）よりも大きいので、いずれのグロープ
ラグ１３も短絡していないときには、モニタ電位（１−
Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが第２基準電位（３−４接続点電
位）Ｖ₃₄よりも高くなる。従って、第２コンパレータ４
６３の出力は高（Ｈｉ）になる。一方、Ｒｈ／（Ｒ１＋
Ｒｈ）がＲ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）よりも小さいの
で、いずれかのグロープラグ１３が短絡しているときに
は、モニタ電位Ｖ_1Hが第２基準電位Ｖ₃₄よりも低くな
る。従って、第２コンパレータ４６３の出力は低（Ｌｏ
ｗ）になる。このように、グロープラグ１３が短絡する
と、正常な場合に比して第２コンパレータ４６３の出力
が反転するので、グロープラグ１３の短絡を検出するこ
とができる。

【００６４】さらに、本実施形態３においても、上記実
施形態１等と同様に、前述した第２の式、０．６＜Ｒ１
／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５をも満たすことになる。
従って、グロープラグ１３の断線や短絡の有無でモニタ
電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ _1Hが大きく変化するので、
グロープラグ１３の断線や短絡を正確に検出することが
できる。

【００６５】このように、本実施形態３の故障検出回路
４０１は、簡単な回路でありながら、第１基準電位（２
−３接続点電位）Ｖ₂₃と第２基準電位（３−４接続点電
位）Ｖ₃₄を適切な値にすることで、リレースイッチ１９
のオフ時にトランジスタ５５をオンしたときに、グロー
プラグ１３が断線している場合には、コンパレータ６１
の出力が反転し、この断線を検出することができる。ま
た、グロープラグが短絡している場合には、第２コンパ
レータ４６３の出力が反転し、この短絡を検出すること
ができる。つまり、一つの故障検出回路でグロープラグ
１３の断線と短絡の２つの故障モードを検出することが
できる。また、第２抵抗４４３と第３抵抗４４５と第４
抵抗４４７を含む基準電位生成回路により、電源電圧Ｖ
の大きさに比例した第１基準電位（２−３接続点電位）
Ｖ₂₃と第２基準電位（３−４接続点電位）Ｖ₃₄を生成し
ているので、別途電源が不要であり、電源電圧Ｖの変動
があっても、その電源電圧Ｖの大きさに比例して１−Ｈ
接続点電位Ｖ_1H、２−３接続点電位Ｖ₂₃及び３−４接続
点電位Ｖ₃₄が生成されることになり、グロープラグ１３
の断線や短絡を的確に検出することができる。

【００６６】なお、上述の故障検出回路４０１は、グロ
ープラグ１３の数が２本の場合について述べたが、図５
中に破線で示すように、グロープラグ１３を１本追加し
て３本、またはそれ以上としても良い。３本の場合に
は、第１〜第４抵抗４３３，４４３，４４５，４４７の
抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を、例えば、Ｒ１＝０．
３９Ω、Ｒ２＝１ｋΩ、Ｒ３＝１８２Ω、Ｒ４＝８６６
Ωとすれば、前述の第４の式及び第５の式を満たすの
で、グロープラグ１３の断線と短絡を検出することがで
きる。さらにこのとき、前述の第２の式である０．６＜
Ｒ１／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５も満たすことにな
る。従って、グロープラグ１３の故障の有無でモニタ電
位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが大きく変化するので、グ
ロープラグ１３の故障を正確に検出することができる。

【００６７】（実施形態４）次いで、第４の実施の形態
について説明する。なお、上記各実施形態１〜３及び各
変形形態１，２のいずれかと同様な部分の説明は、省略
または簡略化する。本実施形態４の故障検出回路５０１
は、上記実施形態３の故障検出回路４０１において、さ
らに、上記実施形態２と同じく、第２トランジスタ（第
３スイッチ手段）２６５を介して２−３接続点４４を電
源１７に接続してある。また、第２トランジスタ２６５
の保護用に、第２ツェナーダイオード２６７が第２トラ
ンジスタ２６５と並列に接続してある。さらに、第６抵
抗２６９が第２トランジスタ２６５と２−３接続点４４
とを接続している。なお、第２トランジスタ２６５をオ
ンすると、２−３接続点４４には、電源電圧Ｖよりも第
６抵抗２６９の電圧降下分低下した電圧が印加される。
その他の部分は、上記各実施形態１〜３及び各変形形態
１，２のいずれかと同様であり、同様の作用・効果を奏
する。

【００６８】このような故障検出回路５０１は、上記実
施形態３の故障検出回路４０１で可能なグロープラグ駆
動回路１１の故障検出に加え、リレースイッチ１９の常
時導通故障と常時オープン故障をも判別することができ
る。即ち、上記実施形態３では、リレースイッチ１９の
常時導通故障が生じた場合、トランジスタ５５だけをオ
ンすると、グロープラグ１３が断線しているときと同様
に、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが第１基準電
位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃よりも高くなり、コンパレ
ータ６１の出力が反転してしまう。従って、リレースイ
ッチ１９の常時導通故障かグロープラグ１３の断線かを
判別することができない。

【００６９】しかし、本実施形態４では、トランジスタ
５５をオンした状態で、さらに第２トランジスタ２６５
をオンにして、第１基準電位（２−３接続点電位）Ｖ₂₃
を電源電圧Ｖから第６抵抗２６９の抵抗値Ｒ６分だけ降
下した電位まで引き上げると、グロープラグ１３の断線
の場合には、コンパレータ６１の出力が、第２トランジ
スタ２６５のオンの前後で変わる。一方、リレースイッ
チ１９の常時導通故障の場合には、コンパレータ６１の
出力が第２トランジスタ２６５のオンの前後で変わらな
いので、リレースイッチ１９の常時導通故障であること
を判別することができる。

【００７０】また、リレースイッチ１９が常時オープン
故障の場合も判別することができる。即ち、リレースイ
ッチ１９をオンさせた後、第２トランジスタ２６５をオ
ンさせると、リレースイッチ１９が正常に導通していれ
ば、モニタ電位（１−Ｈ接続点電位）Ｖ_1Hが第２基準電
位（３−４接続点電位）Ｖ₃₄よりも高くなるので、第２
コンパレータ４６３の出力は、第２トランジスタ２６５
のオンの前後で変わらない。しかし、リレースイッチ１
９が常時オープン故障の場合、モニタ電位（１−Ｈ接続
点電位）Ｖ_1Hが第２基準電位（３−４接続点電位）Ｖ₃₄
よりも低くなるので、第２コンパレータ４６３の出力
が、第２トランジスタ２６５のオンの前後で反転する。
よって、リレースイッチ１９の常時オープン故障をも検
出することができる。

【００７１】このように、本実施形態４の故障検出回路
５０１では、グロープラグ駆動回路１１に生じる４つの
故障モード、即ち、グロープラグ１３の断線、グロープ
ラグ１３の短絡、リレースイッチ１９の常時導通故障、
及びリレースイッチ１９の常時オープン故障を、１つの
故障検出回路でそれぞれ区別して検出することができ
る。

【００７２】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記各実施形態１〜４及び各変形
形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまで
もない。例えば、上記各実施形態１〜４等では、第１ス
イッチ手段にリレースイッチ１９を、第２スイッチ手段
及び第３スイッチ手段にトランジスタ５５，２６５を使
用したが、各スイッチ手段はこれらに限るものではな
い。例えば、パワーＭＯＳ、ＦＥＴ、ＧＴＯ等のスイッ
チング素子や、これらを含むスイッチング回路とするこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る故障検出回路の回路図であ
る。

【図２】変形形態１に係る故障検出回路の回路図であ
る。

【図３】実施形態２に係る故障検出回路の回路図であ
る。

【図４】変形形態２に係る故障検出回路の回路図であ
る。

【図５】実施形態３に係る故障検出回路の回路図であ
る。

【図６】実施形態４に係る故障検出回路の回路図であ
る。

【符号の説明】

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１故障
検出回路１１グロープラグ駆動回路１３グロープラグ１５ハーネス１７電源１９リレースイッチ（第１スイッチ手段）３１，４３１第１直列回路４１，１４１，４４１第２直列回路３３，４３３第１抵抗４３，１４３，４４３第２抵抗４５，１４５，４４５第３抵抗４４７第４抵抗５１第５抵抗２６９第６抵抗３４１−Ｈ接続点４４２−３接続点４４６３−４接続点５３ダイオード５５トランジスタ（第２スイッチ手段）２６５第２トランジスタ（第３スイッチ手段）６１コンパレータ４６３第２コンパレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１または並列に接続された複数のグロープ
ラグと、このグロープラグと電源との接続をオン・オフ
する第１スイッチ手段とを有するグロープラグ駆動回路
における故障を検出する故障検出回路であって、上記グロープラグと直列に、かつ、上記第１スイッチ手
段と並列に接続する第１抵抗と、上記グロープラグと第１抵抗とを接続する接続配線と、上記第１スイッチ手段と並列に接続し、上記第１抵抗、
接続配線及びグロープラグに上記電源から流す電流をオ
ン・オフする第２スイッチ手段と、上記電源の電圧に応じた基準電位を生成する基準電位生
成回路と、上記第１抵抗と接続配線との１−Ｈ接続点における電位
と上記基準電位との高低を比較する比較回路と、を備え
る故障検出回路。
【請求項２】１または並列に接続された複数のグロープ
ラグと、このグロープラグと電源との接続をオン・オフ
する第１スイッチ手段とを有するグロープラグ駆動回路
における故障を検出する故障検出回路であって、上記グロープラグと直列に、かつ、上記第１スイッチ手
段と並列に接続する第１抵抗と、上記グロープラグと第１抵抗とを接続する接続配線と、上記第１抵抗、接続配線及びグロープラグからなる第１
直列回路と並列に接続し、第２抵抗と第３抵抗とが直列
に接続する第２直列回路と、上記第１スイッチ手段と並列に接続し、上記第１直列回
路及び第２直列回路を含む回路と上記電源との接続をオ
ン・オフする第２スイッチ手段と、上記第１抵抗と接続配線との１−Ｈ接続点における電位
と上記第２抵抗と第３抵抗との２−３接続点における電
位との高低を比較する比較回路と、を備える故障検出回
路。
【請求項３】請求項２に記載の故障検出回路であって、前記グロープラグの数をｎ（ｎ＝１，２，３，…）と
し、前記グロープラグの正常時の標準的抵抗値をＲｇとし、前記接続配線の抵抗値をＲｈとし、前記第１抵抗の抵抗値をＲ１とし、前記第２抵抗の抵抗値をＲ２とし、前記第３抵抗の抵抗値をＲ３としたとき、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））＜Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＜（Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ
−１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））である故障検出回路。
【請求項４】請求項２に記載の故障検出回路であって、前記グロープラグの数をｎ（ｎ＝１，２，３，…）と
し、前記グロープラグの正常時の標準的抵抗値をＲｇとし、前記接続配線の抵抗値をＲｈとし、前記第１抵抗の抵抗値をＲ１とし、前記第２抵抗の抵抗値をＲ２とし、前記第３抵抗の抵抗値をＲ３としたとき、Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒｈ）＜Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＜（Ｒｈ
＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））である故障検出回路。
【請求項５】１または並列に接続された複数のグロープ
ラグと、このグロープラグと電源との接続をオン・オフ
する第１スイッチ手段とを有するグロープラグ駆動回路
における故障を検出する故障検出回路であって、上記グロープラグと直列に、かつ、上記第１スイッチ手
段と並列に接続する第１抵抗と、上記グロープラグと第１抵抗とを接続する接続配線と、上記第１抵抗、接続配線及びグロープラグからなる第１
直列回路と並列に接続し、第２抵抗と第３抵抗と第４抵
抗とが直列に接続する第２直列回路と、上記第１スイッチ手段と並列に接続し、上記第１直列回
路及び第２直列回路を含む回路と上記電源との接続をオ
ン・オフする第２スイッチ手段と、上記第１抵抗と接続配線との１−Ｈ接続点における電位
と上記第２抵抗と第３抵抗との２−３接続点における電
位との高低を比較する第１比較回路と、上記１−Ｈ接続点における電位と上記第３抵抗と第４抵
抗との３−４接続点における電位との高低を比較する第
２比較回路と、を備え、上記グロープラグの数をｎ（ｎ＝１，２，３，…）と
し、上記グロープラグの正常時の標準的抵抗値をＲｇとし、上記接続配線の抵抗値をＲｈとし、上記第１抵抗の抵抗値をＲ１とし、上記第２抵抗の抵抗値をＲ２とし、上記第３抵抗の抵抗値をＲ３とし、上記第４抵抗の抵抗値をＲ４としたとき、（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＜（Ｒ
ｈ＋（Ｒｇ／（ｎ−１）））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
（ｎ−１）））であり、かつ、Ｒｈ／（Ｒ１＋Ｒｈ）＜Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）＜
（Ｒｈ＋（Ｒｇ／ｎ））／（Ｒ１＋Ｒｈ＋（Ｒｇ／
ｎ））である故障検出回路。
【請求項６】請求項３〜請求項５のいずれかに記載の故
障検出回路であって、０．６＜Ｒ１／（Ｒｈ＋Ｒｇ／ｎ）＜１．５である故障検出回路。
【請求項７】請求項２〜請求項６のいずれかに記載の故
障検出回路であって、前記電源と前記２−３接続点との間に、第３スイッチ手
段とこれに直列に接続する第６抵抗とを備える故障検出
回路。
【請求項８】請求項２〜請求項７のいずれかに記載の故
障検出回路であって、並列に接続された前記第１直列回路及び第２直列回路に
直列に接続し、前記電源に接続する第５抵抗を備え、前記第２スイッチ手段は、上記第１直列回路、第２直列
回路及び第５抵抗を含む回路と上記電源との接続をオン
・オフする故障検出回路。
【請求項９】請求項８に記載の故障検出回路であって、前記第５抵抗の抵抗値は、前記第１直列回路及び第２直
列回路の合成抵抗値よりも大きい故障検出回路。