JP4843559B2 - グロープラグ断線検知装置及び断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、グロープラグのヒータに、複数のヒータリード線を通じて通電するグロープラグ通電システムにおいて、ヒータの断線の有無を検知するグロープラグ断線検知装置、及び、このようなグロープラグ断線検知装置を備えた断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置に関する。

一般にディーゼルエンジンでは、外気の温度が低く冷えた状態になると、シリンダ内の空気を圧縮してもシリンダ内の温度が燃料着火温度まで達しないこともある。このため、ディーゼルエンジンを搭載する自動車等では、グロープラグによりシリンダ内の空気を高温に加熱して、エンジンの始動補助を行っている。具体的には、１本のヒータリード線を通じてグロープラグのヒータに通電し、このヒータを発熱させている。上述の自動車等の中には、このようなグロープラグ通電システムにおけるグロープラグのヒータ及びヒータリード線等について、断線の有無を検知するグロープラグ断線検知装置を搭載することがある。（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−８１５７８号公報

この特許文献１には、グロープラグに１本のヒータリード線を接続して、電源からの通電を行うにあたり、通電スイッチ手段（例えば、ＦＥＴ等のスイッチ素子）１つを用いて、１つのグロープラグを通電制御するグロープラグ通電制御システムが記載されている。さらに、グロープラグのヒータ及び１本のヒータリード線についての断線検知が可能なグロープラグ断線検知装置が開示されている。

しかしながら、グロープラグの構造上、複数のヒータリード線を用いてヒータに通電するため、ヒータリード線を複数延出させた構造のグロープラグにせざるを得ない場合がある。あるいは、電流容量の小さなスイッチ素子を複数用いることにより、電流容量の大きなスイッチ素子を１つ用いて、グロープラグの通電制御を行う場合よりも安価になるため、複数のヒータリード線を用いたい場合もある。
複数のヒータリード線を有するグロープラグでは、あるいは、グロープラグの通電端子に複数のヒータリード線を接続する場合には、ヒータリード線のいずれかのみが断線する場合があり得る。この場合、たとえ一部のヒータリード線が断線した場合でも、他のヒータリード線によって、電源とヒータとの通電が行われるので、グロープラグ（ヒータ）への通電を一応確保することができる。
ところが、断線したヒータリード線が存在している分、残りのヒータリード線による抵抗が高くなるので、グロープラグ（ヒータ）における発熱が適切に行い得ない虞が生じる。また一方で、残りのヒータリード線を流れる電流が増加するため、このヒータリード線が発熱し易く、ヒータリード線の被覆の劣化、溶損や更なる断線を生じる虞もある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ヒータに通電するヒータリード線を複数有するグロープラグに、あるいは、グロープラグのヒータの通電端子に並列に接続した複数のヒータリード線を通じてヒータに通電する場合に適したグロープラグ断線検知装置を提供することを目的とする。また、このようなグロープラグ断線検知装置を備えた断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置を提供することを目的とする。

その解決手段は、通電によって発熱するヒータ及び上記ヒータの一端に電気的に並列に接続する複数のヒータリード線を有するグロープラグ、または、通電によって発熱するヒータ及び上記ヒータの一端に電気的に接続する通電端子を有するグロープラグ及び上記通電端子に電気的に並列に接続する複数のヒータリード線と、上記グロープラグの上記ヒータに、電源から上記複数のヒータリード線を通じて流す電流を、上記ヒータリード線毎に断続する複数の通電スイッチ手段を備えるグロープラグ通電制御装置と、を備えるグロープラグ通電システムについての、上記ヒータの断線の有無を検知するグロープラグ断線検知装置であって、各々の上記ヒータリード線の断線の有無をも検知する断線検知手段を備えるグロープラグ断線検知装置である。

本発明のグロープラグ断線検知装置では、各々のヒータリード線の断線の有無をも検知する断線検知手段を備えているので、各々のヒータリード線の断線を適切に検知することができる。したがって、警告を発する等、ヒータリード線の断線に対する適切な処理を促すことができる。

なお、断線検知手段としては、例えば、各ヒータリード線に対応した複数の個別断線検知手段を有するものが挙げられる。また、単一あるいはヒータリード線の数より少数の個別断線検知手段と、検知するヒータリード線との接続を切り換える切換手段を有するものが挙げられる。
また、ヒータとしては、単一の発熱線（例えば、発熱コイル）で構成されるもののほか、発熱コイルとこれに流れる電流を制御する制御コイルとを直列に接続した自己制御型ヒータなど、複数の発熱線（コイル等）を直列あるいは並列に接続したヒータを含む。

さらに、上述のグロープラグ断線検知装置であって、前記断線検知手段は、各々の前記ヒータリード線と一対一に対応した、上記ヒータリード線の断線の有無を検知する複数の個別断線検知手段を有するグロープラグ断線検知装置とすると良い。

本発明のグロープラグ断線検知装置では、断線検知手段は、各々のヒータリード線と一対一に対応した個別断線検知手段を有しているので、各々の個別断線検知手段の結果を集積することで、１つの個別断線検知手段を切り換えて用いる場合に比して、どのヒータリード線が断線したかを容易に把握できる。

あるいは、請求項１に記載のグロープラグ断線検知装置であって、前記断線検知手段は、単一のまたは前記ヒータリード線の数より少数で、上記ヒータリード線の断線の有無を検知する個別断線検知手段と、この個別断線検知手段で検知する上記ヒータリード線との接続を切り換える切換手段と、を有するグロープラグ断線検知装置とすると良い。

本発明のグロープラグ断線検知装置では、断線検知手段は、個別断線検知手段とヒータリード線との接続を切り換える切換手段を有しているので、個別断線検知手段の数を、各々のヒータリード線と一対一に対応させた場合に必要な個別断線検知手段の数よりも減らすことができる。これにより、当該グロープラグ断線検知装置を、より小型化、安価とすることができる。

また、請求項２または請求項３に記載のグロープラグ断線検知装置であって、前記個別断線検知手段は、前記電源から前記グロープラグの前記ヒータへ、いずれの前記通電スイッチ手段を通じても通電を行っていないときに、検査対象の前記ヒータリード線または上記ヒータにおける断線の有無を検知するグロープラグ断線検知装置とすると良い。

ところで、ヒータリード線またはヒータにおける断線の有無を検知するにあたり、電源からグロープラグ（ヒータ）へ通電を行っている期間に、検査対象のヒータリード線またはヒータが断線しているか否かを判断することも考えられる。この場合、断線の検知を行い得る時期は、例えば、エンジン始動時のプリグロー期間やアフターグロー期間等に限定され、ヒータリード線やヒータにおける断線の検知が適切に行うことができない虞がある。また、ヒータリード線やヒータの断線の検知を実施するのに、わざわざ、グロープラグ（ヒータ）への通電の制御を行う必要もある。

これに対し、本発明のグロープラグ断線検知装置では、電源からグロープラグのヒータへの通電を行っていない期間に、個別断線検知手段により、検査対象のヒータリード線またはヒータにおける断線の有無を検知するので、断線の検知を行い得る時期の自由度を大きくすることができる。
なお、プリグロー期間やアフターグロー期間等においても、グロープラグ（ヒータ）を、例えば、デューティ制御（ＰＷＭ制御）等により発熱させている場合には、すなわち連続して通電していない場合には、通電期間同士の間の通電していない期間に、ヒータリード線やヒータの断線の検知を行うことができる。

また、上述のグロープラグ断線検知装置であって、前記個別断線検知手段は、前記電源から前記グロープラグの前記ヒータへ、いずれの前記通電スイッチ手段を通じても通電を行っていないときに、検査対象の前記ヒータリード線及び上記ヒータに通電して、上記検査対象のヒータリード線または上記ヒータが断線していた場合に、当該ヒータリード線に生じる断線時電圧、及び、上記検査対象のヒータリード線及び上記ヒータが導通していた場合に、当該ヒータリード線に生じる非断線時電圧、のいずれが生じるかにより、上記検査対象のヒータリード線または上記ヒータにおける断線の有無を検知するグロープラグ断線検知装置とすると良い。

本発明のグロープラグ断線検知装置では、検査対象のヒータリード線またはヒータに対し、個別断線検知手段によって、断線時電圧及び非断線時電圧のいずれが生じるかにより断線の有無を検知しているので、検査対象が断線しているか否かの判断が容易にできる。

さらに、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のグロープラグ断線検知装置と、前記グロープラグ通電制御装置と、を備える断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置とすると良い。

本発明の断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置は、前述のグロープラグ断線検知装置及びグロープラグ通電制御装置を備えた構成となっている。
これにより、ヒータに通電するヒータリード線を複数有した形態、あるいは、ヒータの通電端子に並列に接続した複数のヒータリード線を通じてヒータに通電する形態のグロープラグに対し、ヒータへの通電のほか、このヒータまたはヒータリード線の断線の検知を適切に行うことができる。

以下、本発明の実施形態及び変形形態を、図面を参照しつつ説明する。

（実施形態）
本実施形態に係るＧＣＵ（断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置）２は、ディーゼルエンジン搭載の自動車（図示しない）に搭載され、後述するグロープラグ通電制御装置４０及びグロープラグ断線検知装置６０を備える（図１参照）。このＧＣＵ２は、ヒータ２１とこの一端に、電気的に並列に接続する３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃとを有するグロープラグ２０の通電制御のほか、ヒータ２１やヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの断線検知を行う。即ち、このＧＣＵ２は、このグロープラグ２０とで断線検知機能付きグロープラグ通電システム１をなしている。また、この断線検知機能付きグロープラグ通電システム１のうち、グロープラグ通電制御装置４０とグロープラグ２０とは、後述するグロープラグ通電システム１０をなしている。この断線検知機能付きグロープラグ通電システム１は、エンジン等を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９０と電気的に接続している。

はじめに、グロープラグ通電システム１０について説明する。
このグロープラグ通電システム１０は、グロープラグ２０及びグロープラグ通電制御装置４０からなる。
このグロープラグ２０は、通電によって発熱するヒータ２１（抵抗値Ｒｈ）、及び、このヒータ２１の一端２１Ｎに電気的に並列に接続する３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを有している。なお、ヒータ２１の他端２１Ｓは、接地されている。

グロープラグ通電制御装置４０は、ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ、スイッチ回路４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ及びマイクロコンピュータ８０を備えている。このうち、マイクロコンピュータ８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等公知の構成を有し、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムをＣＰＵにロードすることにより、所定の動作、例えば、スイッチ回路４２Ａ等の駆動や、後述する個別断線検知回路６１Ａ等の駆動、ＥＣＵ９０との通信等を行う。
また、ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、グロープラグ２０のヒータ２１に、バッテリ電位（例えば１５Ｖ）を有する電池５０からグロープラグ２０の各々のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを通じて流す電流を、ヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ毎に断続する通電スイッチ手段である。
具体的には、各ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、電池５０から延びる接続配線５１の第１接続点５２で並列に分岐し、各ヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃとそれぞれ接続する３本の接続配線４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ内にそれぞれ設けられている。各ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、スイッチ回路４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃによってオンオフが切り換えられる。

このスイッチ回路４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、いずれも、トランジスタ４３及び抵抗４４，４５からなり、実質的に同じ接続形態の回路である。
したがって、スイッチ回路４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの説明は、スイッチ回路４２Ａを代表して詳述し、スイッチ回路４２Ｂ，４２Ｃの説明を省略または簡単に行う。

スイッチ回路４２Ａでは、トランジスタ４３のベース端子は、マイクロコンピュータ８０の第１出力部８１に接続し、このトランジスタ４３のエミッタ端子は接地している。このトランジスタ４３のコレクタ端子は、直列に接続した抵抗４４，４５を介して電池５０に接続している。抵抗４４と抵抗４５との間の第２接続点４６Ａは、ＦＥＴ４１Ａのゲート端子に接続している。
このスイッチ回路４２Ａでは、マイクロコンピュータ８０の第１出力部８１から出力されるグロー通電信号ｓｉｇ１１をハイレベルとすると、トランジスタ４３がオン状態になり、抵抗４５及び抵抗４４を通じてトランジスタ４３に電流が流れる。これにより、抵抗４５で電圧降下が生じ、ＦＥＴ４１Ａにおけるソース端子とゲート端子との間に電位差が生じて、ＦＥＴ４１Ａはオン状態になる。これにより、電池５０から接続配線４７Ａ、ＦＥＴ４１Ａ、グロープラグ２０のヒータリード線２３Ａを通じて、ヒータ２１に電流を流すことができる。なお、マイクロコンピュータ８０の第１出力部８１をローレベルとすれば、これとは逆に、ＦＥＴ４１Ａをオフ状態にし、ヒータ２１への通電を停止することができる。

同様に、スイッチ回路４２Ｂでも、マイクロコンピュータ８０の第２出力部８２から出力されるグロー通電信号ｓｉｇ１２をハイレベルとすると、ＦＥＴ４１Ｂがオン状態になり、上述のＦＥＴ４１Ａ等とは並列に、接続配線４７Ｂ、ＦＥＴ４１Ｂ、ヒータリード線２３Ｂを通じて、ヒータ２１に電流を流すことができる。

さらに、スイッチ回路４２Ｃでも、マイクロコンピュータ８０の第３出力部８３から出力されるグロー通電信号ｓｉｇ１３をハイレベルとすると、ＦＥＴ４１Ｃがオン状態になり、上述のＦＥＴ４１Ａ等とは並列に、接続配線４７Ｃ、ＦＥＴ４１Ｃ、ヒータリード線２３Ｃを通じて、ヒータ２１に電流を流すことができる。

かくして、グロープラグ通電制御装置４０では、マイクロコンピュータ８０によって各ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃをオンオフさせることで、各ヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを通じて並列にヒータ２１への通電制御が可能となっている。なお、本実施形態では、ヒータ２１の温度を適切に調整するため、各ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１ＣをオンオフさせてＰＷＭ制御を行うこともある（図５（ａ）参照）。

次に、グロープラグ断線検知装置６０について説明する。
このグロープラグ断線検知装置６０も、マイクロコンピュータ８０を含む。また、このグロープラグ断線検知装置６０は、図１〜図４に示すように、グロープラグ２０のヒータ２１における断線の有無を検知するほか、３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃについて、各々の断線の有無をも検知する断線検知回路６１（断線検知手段）を備えている。
この断線検知回路６１はさらに、本実施形態では、３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと一対一に対応した３つの個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ（個別断線検知手段）を有している。具体的には、個別断線検知回路６１Ａは、ヒータリード線２３Ａの断線の有無を検知する。個別断線検知回路６１Ｂは、ヒータリード線２３Ｂの断線の有無を検知する。個別断線検知回路６１Ｃは、ヒータリード線２３Ｃの断線の有無を検知する。

これらの個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃは、いずれも、トランジスタ６２，６３、ダイオード６４、抵抗６５，６６，６７からなり、いずれも同じ接続形態の回路である。
したがって、個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの説明は、個別断線検知回路６１Ａを代表して説明し、個別断線検知回路６１Ｂ，６１Ｃについては説明を簡単に行う。

図２に示すように、個別断線検知回路６１Ａでは、トランジスタ６２のベース端子は、マイクロコンピュータ８０の第４出力部８４に接続し、このトランジスタ６２のエミッタ端子は接地している。また、このトランジスタ６２のコレクタ端子は、抵抗６５を介してトランジスタ６３のベース端子に接続している。このトランジスタ６３のコレクタ端子は、直列に接続した抵抗６６及び抵抗６７を介して接地している。一方、このトランジスタ６３のエミッタ端子は、基準電位Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）を有する検知用電源５５に接続している。
また、この個別断線検知回路６１Ａでは、抵抗６６と抵抗６７との間の検知接続点６８Ａは、ダイオード６４のアノードと接続しており、このダイオード６４のカソードは、接続配線４７Ａのうち、ＦＥＴ４１Ａよりもヒータリード線２３Ａ側の検知ノード６９Ａに接続している。
ダイオード６４は、ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃがそれぞれオン状態のときに、検知ノード６９Ａから検知接続点６８Ａに向けて、逆方向の電流が流れるのを防止するために設けられている。
さらに、検知接続点６８Ａは、マイクロコンピュータ８０の第１入力部８７に接続している。これにより、この検知接続点６８Ａの電位Ｖ１をマイクロコンピュータ８０で検知することができる。
なお、抵抗６６の抵抗値Ｒ１及び抵抗６７の抵抗値Ｒ２は、ヒータ２１の抵抗値Ｒｈよりも十分に大きく（Ｒ１，Ｒ２≫Ｒｈ）にしておく。本実施形態ではさらに、Ｒ１＝Ｒ２としてある。

この個別断線検知回路６１Ａでは、マイクロコンピュータ８０の第４出力部８４から出力する断線検知信号ｓｉｇ２１をハイレベルとすると、トランジスタ６２及びトランジスタ６３がオン状態になる。すると、検知用電源５５からトランジスタ６３を通じて抵抗６６及び抵抗６７に電流が流れる。

ここで、ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃによる通電を行っていない時期に、マイクロコンピュータ８０の第４出力部８４から出力する断線検知信号ｓｉｇ２１をハイレベルにして、トランジスタ６３をオンさせた場合を考える。
もし、グロープラグ２０のヒータ２１及びヒータリード線２３Ａが断線していない場合には、ヒータ２１の抵抗値Ｒｈよりも抵抗６７の抵抗値Ｒ２の方が十分に大きくしてあるので、トランジスタ６３を流れる電流の大半は、ダイオード６４を通じてヒータ２１に流れる。したがって、検知接続点６８Ａの検知電位Ｖ１は、ほぼグランド電位に近い値（非断線時電圧Ｖｓ）となる。
一方、グロープラグ２０のヒータ２１あるいはヒータリード線２３Ａが断線している場合には、トランジスタ６３を流れる電流は、ダイオード６４を流れることなく抵抗６７を流れる。したがって、検知接続点６８Ａの検知電位Ｖ１は、基準電位Ｖｃｃを、抵抗値Ｒ１とＲ２とで分圧した値、本実施形態では、Ｖｃｃ／２（＝約２．５Ｖ：断線時電圧Ｖｔ）となる。
このように、グロープラグ２０のヒータ２１及びヒータリード線２３Ａが断線しているか否かによって、検知接続点６８Ａの検知電位Ｖ１が大きく異なることから、マイクロコンピュータ８０の第１入力部８７を通じて、検知接続点６８Ａの検知電位Ｖ１をモニタすることによって、グロープラグ２０のヒータ２１あるいはヒータリード線２３Ａの断線を検知することができる。なお、第１入力部８７に入力されたアナログ電圧をＡ／Ｄコンバータを用いてデジタル値とし、これを用いて断線の有無を判断する。

同様に、ＦＥＴ４１Ｂにおいても、ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃによる通電を行っていない時期に、マイクロコンピュータ８０の第５出力部８５から出力する断線検知信号ｓｉｇ２２をハイレベルにして、トランジスタ６３をオンさせ、マイクロコンピュータ８０の第２入力部８８を通じて、検知接続点６８Ｂの検知電位Ｖ２をモニタすることによって、グロープラグ２０のヒータ２１あるいはヒータリード線２３Ｂの断線を検知することができる（図３参照）。
また同様に、ＦＥＴ４１Ｃにおいても、ＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃによる通電を行っていない時期に、マイクロコンピュータ８０の第６出力部８６から出力する断線検知信号ｓｉｇ２３をハイレベルにして、トランジスタ６３をオンさせ、マイクロコンピュータ８０の第３入力部８９を通じて、検知接続点６８Ｃの検知電位Ｖ３をモニタすることによって、グロープラグ２０のヒータ２１あるいはヒータリード線２３Ｂの断線を検知することができる（図４参照）。

なお、グロープラグ２０のヒータ２１が断線したか、あるいは、各ヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃいずれかが断線したのかは、３つの検知電位Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を総合判断することによって、決めることができる。すなわち、３つの検知電位Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれもが、断線時電圧Ｖｔ（≒Ｖｃｃ／２）となり、断線を示している場合には、３つのヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが同時に断線する可能性は低いことから、グロープラグ２０のヒータ２１が断線したと判断する。一方、３つの検知電位Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれかが、非断線時電圧Ｖｓ（グランド電位に近い値）を示した場合には、ヒータ２１は断線しておらず、ヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのうち、断線時電圧Ｖｔとなった検知接続点６８Ａ等に対応するものが断線していると判断できる。

グロープラグ断線検知装置６０では、電池５０からヒータ２１に、いずれのヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを通じても通電を行っていないときに、各個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを用いて断線検知を行う。例えば、エンジンにおいてグロープラグ２０（ヒータ２１）による加熱を要しない場合、具体的には、エンジンが十分暖まった状態となった場合が挙げられる。
なお、アフターグロー期間等グロープラグ２０による加熱を行う期間であっても、ＦＥＴ４１Ａ等をオンオフさせて、デューティ制御（ＰＷＭ制御）を行っている場合（図５（ａ）参照）には、図５（ｂ）に示すように、マイクロコンピュータ８０の第１出力部８１（第２出力部８２，第３出力部８３）から出力するグロー通電信号ｓｉｇ１１（ｓｉｇ１２，ｓｉｇ１３）がローレベル、つまりＦＥＴ４１Ａ（ＦＥＴ４１Ｂ，ＦＥＴ４１Ｃ）がオフ状態の期間に、マイクロコンピュータ８０の第４出力部８４（第５出力部８５，第６出力部８６）から出力する断線検知信号ｓｉｇ２１（ｓｉｇ２２，ｓｉｇ２３）をハイレベルとして断線検知を行う。

次に、グロープラグ断線検知装置６０において、マイクロコンピュータ８０により、グロープラグ２０のヒータ２１及びヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの断線の有無を検知する処理手順について、図６を用いて説明する。
まずステップＳ１において、断線の有無に関する情報のリセット、その他各種の初期設定を行う。またここで、検知カウンタＮをＮ＝１と設定しておく。

次いで、ステップＳ２では、断線検知のタイミングであるか否かを判断する。このタイミングとしては、例えば、エンジンの始動から所定の時間毎、エンジンが暖気されてグロープラグ２０による加熱を行っていない期間、エンジンのキーオフした直後など、適宜のタイミングを予め設定しておくことができる。また、ＥＣＵ９０から、エンジンの状態を勘案して、断線検知を許可する信号を送信するようにし、この許可信号に基づいて、断線検知を行う、つまり、許可信号が入力されている期間を断線検知のタイミングとすることもできる。

さらに、ステップＳ３では、検知カウンタＮは３より大きい（Ｎ＞３）であるか否かを判断する。本実施形態では、ヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのうち、どれが測定対象であるかを特定するのに、この検知カウンタＮを用いる。具体的には、Ｎ＝１のときはヒータリード線２３Ａを検査対象とする。同様に、Ｎ＝２のときはヒータリード線２３Ｂを、Ｎ＝３のときはヒータリード線２３Ｃを、それぞれ検査対象とする。
そして、後述するように、ステップＳ１２において、検知カウンタＮをインクリメントする。そこで、このステップＳ３で、Ｙｅｓ（Ｎ＞３）と判断された場合、つまり３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのいずれかについても断線検知を終了した場合には、再度の断線検知に備えるべく、ステップＳ１に戻る。

一方、Ｎｏ（Ｎ≦３）の場合には、ステップＳ４に進み、グロー通電信号ｓｉｇ１１，ｓｉｇ１２，ｓｉｇ１３が、いずれもローレベル、つまりＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１のいずれもがオフしており、ヒータ２１に電池５０から通電していないことを確認する。
ここで、Ｙｅｓ（非通電）の場合には、ステップＳ５に進む。なお、Ｎｏ（通電中）の場合には、ステップＳ４を繰り返し、Ｙｅｓ（非通電）となるまで待って、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、Ｎ番目の断線検知信号ｓｉｇ２Ｎ（ｓｉｇ２１，ｓｉｇ２２，ｓｉｇ２３）をハイレベルにする。これにより、個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃのうち、このＮ番目の断線検知信号ｓｉｇ２Ｎに対応した回路が作動し、その検知接続点６８Ａ等の検知電位ＶＮが、ヒータ２１あるいはヒータリード線２３Ａ等の断線の有無に応じて異なった値（ＶｔまたはＶｓ）となる。
そこで、ステップＳ６において、この検知電位ＶＮ（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）を、マイクロコンピュータ８０の第１入力部８７等を通じて読み込む。

さらに、ステップＳ７では、検知電位ＶＮが閾値電圧Ｖｔｈ（本例では１．５Ｖ）以上（ＶＮ≧Ｖｔｈ）であるか否かを調べる。
ここで、Ｎｏ（ＶＮ＜Ｖｔｈ）の場合には、検知カウンタＮに対応するヒータリード線には断線がないと判断して、ステップＳ８において、ＥＣＵ９０に向けて、Ｎ番目のヒータリード線には断線がない旨の信号を送信し、ステップＳ１２に進む。

一方、Ｙｅｓ（ＶＮ≧Ｖｔｈ）の場合には、検知カウンタＮに対応するヒータリード線は断線していると判断して、ステップＳ９において、ＥＣＵ９０に向けて、Ｎ番目のヒータリード線が断線している旨の信号を送信し、ステップＳ１２に進む。
次いで、ステップＳ１０において、３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのいずれもが断線であるとされたか否かを判断する。３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのいずれもが断線であると判断された場合には、ヒータリード線２３Ａ等の断線ではなく、ヒータ２１自身が断線している可能性が高いからである。
ここで、Ｎｏ、つまり、まだ、３本のヒータリード線２３Ａ等について断線検知を終わっていない場合、及び、３本のヒータリード線２３Ａ等について断線検知は終了したが、少なくともいずれかのヒータリード線については、断線してないことが判明した場合には、ステップ１２に進む。
一方、ステップＳ１０でＹｅｓ、つまり、３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのいずれもが断線であると判断された場合には、ステップＳ１１に進み、ＥＣＵ９０に向けて、ヒータ２１自身が断線している旨の信号を送信し、その後ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、検知カウンタＮをインクリメントして、ステップＳ３に戻る。ステップＳ３では、前述したように、次のヒータリード線について断線検知を行う（Ｙｅｓ）か、３本のヒータリード線２３Ａ等について断線検知を終えたので、ステップ１に戻る（Ｎｏ）かが判断される。

かくして、この処理手順によれば、所定の断線検知タイミングで、各ヒータリード線２３Ａ等及びヒータ２１について断線検知を行い、その結果をＥＣＵ９０に送信することができる。

なお、ＥＣＵ９０では、送信された結果に応じて、適宜の処理をすることができる。例えば、ヒータ２１あるいは各ヒータリード線２３Ａ等に断線が検知された場合には、運転者に対して、整備を要する旨の警告を発することができる。

また、上述の処理手順では、ステップ１１において、ＥＣＵ９０に向けて、ヒータ２１自身が断線している旨の信号を送信した。しかし、このステップＳ１１を実行する場合には、その前提として、既にステップＳ９を３回実行することにより、３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃそれぞれが断線している旨の信号が、ＥＣＵ９０に送信されている。したがって、この信号が３つ揃った時点で、ＥＣＵ９０には、ヒータ２１自身が断線している旨の信号をも送信されたと考えることもできる。この場合には、ステップＳ１０，Ｓ１１を省略しても良い。

前述したように、本実施形態に係るＧＣＵ２では、断線検知回路６１を有するグロープラグ断線検知装置６０を備えている。このため、グロープラグ２０のヒータ２１における断線のほか、ヒータ２１に通電するヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ各々の断線を適切に検知することができる。

しかも、このグロープラグ断線検知装置６０では、断線検知回路６１は、各々のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと一対一に対応した個別断線検知回路６１Ａ、個別断線検知回路６１Ｂ及び個別断線検知回路６１Ｃを有している。このため、各々の個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃの検知結果を、マイクロコンピュータ８０から集積してＥＣＵ９０に転送することで、１つの個別断線検知手段を切り換えて用いる場合に比して、どのヒータリード線が断線したかを容易に把握できる。

また、本実施形態に係るＧＣＵ２に備えるグロープラグ断線検知装置６０では、電池５０からグロープラグ２０のヒータ２１への通電を行っていない期間に、各々の個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃにより、検査対象のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃまたはヒータ２１における断線の有無を検知する。このため、ヒータ２１への通電を行っている間に断線検知を行う構成としたものに比して、断線の検知を行い得る時期の自由度を大きくすることができる。

また、本実施形態に係るＧＣＵ２は、グロープラグ断線検知装置６０及びグロープラグ通電制御装置４０を備えた構成となっている。
これにより、ヒータ２１に、並列に接続した３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを通じて通電する形態のグロープラグ２０に対し、ヒータ２１への通電のほか、このヒータ２１またはヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの断線の検知を適切に行うことができる。

なお、本実施形態に係るＧＣＵ２では、図１から容易に理解できるように、グロープラグ通電制御装置４０及びグロープラグ断線検知装置６０で、マイクロコンピュータ８０を共用している。これにより、ＧＣＵ２を安価に構成することができる。また、本実施形態では、グロープラグ通電制御装置４０とグロープラグ断線検知装置６０を一体にとして、ＧＣＵ２を構成したが、グロープラグ通電制御装置４０とグロープラグ断線検知装置６０とは別体として構成しても良い。この場合には、それぞれが別個のマイクロコンピュータを備えるものとして構成することができる。

（変形形態１）
次いで、上述の実施形態の変形形態について、図７を参照して説明する。
上述の実施形態に示した断線検知機能付きグロープラグ通電システム１では、ヒータ２１のほか、このヒータ２１の一端２１Ｎに電気的に並列に接続する３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを備えたグロープラグ２０について、ＧＣＵ２を用いて、ヒータ２１及び各ヒータリード線２３Ａ等の断線検知を行った例を示した。
これに対し、本変形形態１の断線検知機能付きグロープラグ通電システム１０１では、実施形態と同じＧＣＵ２を用いるが、ヒータ１２１を有するグロープラグ１２０、及び、このグロープラグ１２０の通電端子１２２に並列に接続する３本のヒータリード線１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃを検査対象とする点で異なっている。

このように、グロープラグ１２０に、複数（３本）のヒータリード線１２３Ａ等を経由して通電を行う場合でも、ＧＣＵ２（グロープラグ断線検知装置６０）によれば、前述の実施形態と同様にして、３本のヒータリード線１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃの断線検知、及び、ヒータ１２１の断線検知を行うことができる。

（変形形態２）
実施形態の第２の変形形態について、図６及び図８を用いて説明する。
前述の実施形態に係るＧＣＵ２では、そのうちのグロープラグ断線検知装置６０を、各々のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと一対一に対応した個別断線検知回路６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを有する断線検知回路６１により、各々のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの断線検知ができるように構成した。

これに対し、本変形形態２では、ＧＣＵ２０２のうちグロープラグ断線検知装置２６０を、リード線切換スイッチ２７０を用いて、単一の断線検知回路２６１（個別断線検知回路２６５）と、いずれかのヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃとを接続可能に構成している。
但し、各々のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ及びヒータ２１の断線の有無を検知する手法や、グロープラグ通電制御装置２４０の構成、グロープラグ断線検知装置２６０のマイクロコンピュータ２８０がＥＣＵ９０と接続している点は、実施形態と同様である。
したがって、実施形態とは異なる部分を中心に説明し、同様な部分は実施形態と同じ符号を用いながら、説明を省略または簡単化して行う。

本変形形態２に係るＧＣＵ２０２は、グロープラグ通電制御装置２４０及びグロープラグ断線検知装置２６０を備える。このＧＣＵ２０２は、マイクロコンピュータ２８０を含んでおり、グロープラグ２０と共に、断線検知機能付きグロープラグ通電システムＧＣＵ２０１をなしている。また、この断線検知機能付きグロープラグ通電システムＧＣＵ２０１のうち、グロープラグ通電制御装置２４０とグロープラグ２０とは、次述するグロープラグ通電システム２１０をなしている。

まず、グロープラグ通電システム２１０について説明する。
このグロープラグ通電システム２１０は、上述したように、グロープラグ２０及びグロープラグ通電制御装置２４０からなる。
このうち、グロープラグ通電制御装置２４０は、マイクロコンピュータ２８０のほか、実施形態のグロープラグ通電制御装置４０と同様の回路構成を有するＦＥＴ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ及びスイッチ回路４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを含む。
なお、マイクロコンピュータ２８０は、実施形態のマイクロコンピュータ８０と同様、グロー通電信号ｓｉｇ１１，ｓｉｇ１２，ｓｉｇ１３を出力する第１出力部８１、第２出力部８２及び第３出力部８３を有している。また、断線検知信号ｓｉｇ２を出力する第４出力部２８４、及び、リード線切換信号ｓｉｇ３を出力する切換指示部２８６を有している。

次に、断線検知装置２６０について説明する。
この断線検知装置２６０は、実施形態の断線検知装置６０と同様に、グロープラグ２０のヒータ２１における断線の有無を検知するほか、このヒータ２１に導通する３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃについて、各々の断線の有無を検知する断線検知回路２６１を備えている。この断線検知回路２６１は、個別断線検知回路２６５と、切換スイッチ２７０とからなる。
このうち、個別断線検知回路２６５は、トランジスタ６２，６３、ダイオード６４、抵抗６５，６６，６７からなり、実施形態における個別断線検知回路６１Ａ等と同一の回路構成とされている。

一方、切換スイッチ２７０（切換手段）は、３本のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃのうち、個別断線検知回路２６５で断線検知を行うヒータリード線を選択するスイッチである。この切換スイッチ２７０は、接続端子２７２との接続を切り換える３つの接続端子２７１Ａ，２７１Ｂ，２７１Ｃを有している。
このうち、接続端子２７１Ａは、接続配線４７Ａのうち、ＦＥＴ４１Ａよりもヒータリード線２３Ａ側の検知ノード２６９Ａで、ヒータリード線２３Ａと接続している。同様に、接続端子２７１Ｂは、接続配線４７Ｂのうち、ＦＥＴ４１Ｂよりもヒータリード線２３Ｂ側の検知ノード２６９Ｂで、ヒータリード線２３Ｂと接続している。さらに、接続端子２７１Ｃは、接続配線４７Ｃのうち、ＦＥＴ４１Ｃよりもヒータリード線２３Ｃ側の検知ノード２６９Ｃで、ヒータリード線２３Ｃと接続している。
また、切換スイッチ２７０の接続端子２７２は、ダイオード６４のカソード側に接続している。
さらに、この切換スイッチ２７０は、マイクロコンピュータ２８０の切換指示部２８６と接続している。この切換スイッチ２７０は、切換指示部２８６から出力されたリード線切換信号ｓｉｇ３により、接続端子２７２と接続端子２７１Ａ，２７１Ｂ，２７１Ｃとの接続を切り換えできるように構成されている。

次いで、このグロープラグ断線検知装置２６０において、マイクロコンピュータ２８０により、グロープラグ２０のヒータ２１及びヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの断線の有無を検知する処理手順について、図６を参照して説明する。
なお、本変形形態２における処理手順は、前述した実施形態における処理手順とは、ステップＳ５に代えて、図６に破線で示すステップＳ２０５を実行する点のみが異なり、他は同様である。そこで、ステップＳ２０５についてのみ説明を行う。

ステップＳ２０５では、マイクロコンピュータ２８０の切換指示部２８６からリード線切換信号ｓｉｇ３を出力する。すると、切換スイッチ２７０は、接続端子２７２と導通する接続端子を、３つの接続端子２７１Ａ，２７１Ｂ，２７１Ｃから選択して切り換える。具体的には、検知カウンタＮの値に対応するヒータリード線に接続している接続端子を選択する。これにより、個別断線検知回路２６５と接続するヒータリード線（検査対象のヒータリード線）が切り換えられる。さらに、マイクロコンピュータ２８０の第４出力部２８４から出力するｓｉｇ２をハイレベルとする。これにより、検知接続点２６８の検知電位ＶＮが、グロープラグのヒータ２１、及び検査対象のヒータリード線の断線の有無により、異なるものとなる。以降は、実施形態と同様に処理を行い、順に、切換スイッチ２７０の接続を切り換えることで、３つのヒータリード線について、断線検知を行うことができる。

前述したように、本変形形態に係るグロープラグ断線検知装置２６０では、個別断線検知回路２６５のほか、切換スイッチ２７０を備えている。
このため、個別断線検知回路２６５の数を、各々のヒータリード線２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと一対一に対応させた場合に必要な個別断線検知手段の数（本例では３ヶ）よりも減らすことができた。これにより、グロープラグ断線検知装置２６０を、より小型化、安価とすることができている。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態１，２に即して説明したが、本発明は上述の実施形態及び変形形態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。

実施形態に係る断線検知機能付きグロープラグ通電システムの回路図である。 実施形態に係る断線検知機能付きグロープラグ通電システムにおける個別断線検知回路６１Ａの説明図である。 実施形態に係る断線検知機能付きグロープラグ通電システムにおける個別断線検知回路６１Ｂの説明図である。 実施形態に係る断線検知機能付きグロープラグ通電システムにおける個別断線検知回路６１Ｃの説明図である。 グロープラグの通電をＰＷＭ制御によって行っている場合のグロー通電信号及び断線検知信号についてのタイミングチャートであり、（ａ）は断線検知信号を、（ｂ）はグロー通電信号及び断線検知信号を示す。 グロープラグ断線検知装置により各々のヒータリード線及びヒータの断線の有無を検知する手法を説明したフローチャートである。 変形形態１に係る断線検知機能付きグロープラグ通電システムの回路図である。 変形形態２に係る断線検知機能付きグロープラグ通電システムの回路図である。

符号の説明

２，２０２ ＧＣＵ（断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置）
１０，１１０，２１０ グロープラグ通電システム
２０，１２０ グロープラグ
２１，１２１ ヒータ
２１Ｎ，１２１Ｎ ヒータの一端
１２２ 通電端子
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ ヒータリード線
４０，２４０ グロープラグ通電制御装置
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ ＦＥＴ（通電スイッチ手段）
５０ 電池（電源）
６０，２６０ グロープラグ断線検知装置
６１，２６１ 断線検知回路（断線検知手段）
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，２６５ 個別断線検知回路（個別断線検知手段）
２７０ リード線切換スイッチ（切換手段）
Ｖｓ 非断線時電圧
Ｖｔ 断線時電圧

Claims (6)

1. 通電によって発熱するヒータ及び上記ヒータの一端に電気的に並列に接続する複数のヒータリード線を有するグロープラグ、または、通電によって発熱するヒータ及び上記ヒータの一端に電気的に接続する通電端子を有するグロープラグ及び上記通電端子に電気的に並列に接続する複数のヒータリード線と、
   上記グロープラグの上記ヒータに、電源から上記複数のヒータリード線を通じて流す電流を、上記ヒータリード線毎に断続する複数の通電スイッチ手段を備えるグロープラグ通電制御装置と、を備えるグロープラグ通電システムについての、
   上記ヒータの断線の有無を検知するグロープラグ断線検知装置であって、
   各々の上記ヒータリード線の断線の有無をも検知する断線検知手段を備える
   グロープラグ断線検知装置。
2. 請求項１に記載のグロープラグ断線検知装置であって、
   前記断線検知手段は、
   各々の前記ヒータリード線と一対一に対応した、上記ヒータリード線の断線の有無を検知する複数の個別断線検知手段を有する
   グロープラグ断線検知装置。
3. 請求項１に記載のグロープラグ断線検知装置であって、
   前記断線検知手段は、
   単一のまたは前記ヒータリード線の数より少数で、上記ヒータリード線の断線の有無を検知する個別断線検知手段と、
   この個別断線検知手段で検知する上記ヒータリード線との接続を切り換える切換手段と、を有する
   グロープラグ断線検知装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のグロープラグ断線検知装置であって、
   前記個別断線検知手段は、
   前記電源から前記グロープラグの前記ヒータへ、いずれの前記通電スイッチ手段を通じても通電を行っていないときに、検査対象の前記ヒータリード線または上記ヒータにおける断線の有無を検知する
   グロープラグ断線検知装置。
5. 請求項４に記載のグロープラグ断線検知装置であって、
   前記個別断線検知手段は、
   前記電源から前記グロープラグの前記ヒータへ、いずれの前記通電スイッチ手段を通じても通電を行っていないときに、検査対象の前記ヒータリード線及び上記ヒータに通電して、
   上記検査対象のヒータリード線または上記ヒータが断線していた場合に、当該ヒータリード線に生じる断線時電圧、及び、
   上記検査対象のヒータリード線及び上記ヒータが導通していた場合に、当該ヒータリード線に生じる非断線時電圧、のいずれが生じるかにより、上記検査対象のヒータリード線または上記ヒータにおける断線の有無を検知する
   グロープラグ断線検知装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のグロープラグ断線検知装置と、
   前記グロープラグ通電制御装置と、を備える
   断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置。

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