JP4843560B2 - 断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置 - Google Patents
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Description
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、複数のヒータリード線の一部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。
しかも、一部通電手段は、このグロープラグ通電制御装置が備える複数の通電スイッチ手段のうち、「一部の通電スイッチ手段」のみをオンするようにすることで実現できる。また、断線検知手段では、ヒータの一端に生じる電位を、「一部のヒータリード線」以外のヒータリード線(以下、「他のヒータリード線」ともいう。)を通じて検知することで断線を検知するので、簡単な回路構成で足りる。従って、安価、簡易な構成で、断線検知機能を有する断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置とすることができる。また、断線の検知によって、警告を発する等、適切な措置を促すことができる。
すなわち、「一部のヒータリード線」の少なくともいずれかが断線していない場合には、これを通じてヒータに電流が流れるので、ヒータの一端は、通電スイッチ手段による電圧降下等が見込まれるものの、概略電源電圧に近い電位となる。この場合において、検査対象のヒータリード線が断線していなければ、これを通じて、この電源電圧に近い電位を検知できる。
一方、検査対象のヒータリード線が断線している場合には、ヒータの一端の電位(電源電圧に近い電位)は、検知できない。例えば、測定点が抵抗分圧回路を介して接地している場合には、ほぼ接地電位となる。このように、検査対象のヒータリード線が断線しているか否かによって、測定できる電位が異なるからである。
なお、この場合には、例えば、適宜のしきい値を設定した上で、コンパレータにより、検査対象のヒータリード線を通じて測定できる電位としきい値との大小判断を行うことで、断線の有無に対応した信号を得ることができる。
また、検査対象のヒータリード線を通じてヒータの一端の電位が電源電圧に近い電位になっていることが測定できたときには、「一部のヒータリード線」のうち、少なくともいずれかも断線していないと判断できる。
また、複数の通電スイッチ手段のうち、「一部の通電スイッチ手段」としては、通電スイッチ手段が1つの場合のほか、複数の場合を含む。従って、「一部のヒータリード線」も、通電スイッチ手段に対応して、1つの場合のほか複数の場合も含む。
なお、ヒータの一端に生じる電位そのものを上述の測定点で測定しても良いが、その後の処理の都合などにより、測定点での電位(測定点の電位と接地電位との電位差)を、直列に接続した抵抗(ヒータ等より十分高い抵抗値をもつ抵抗)で抵抗分圧して、適宜の大きさとした上で、その大きさを測定しても良い。
また、測定の手法としては、前述したようにコンパレータを用いて断線の有無に応じてハイ/ローとなる信号を得るほか、A/Dコンバータ等を用いて、電位の大きさをデジタル値として取得するものも挙げられる。
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。
かくして、この結果と併せて、「一部のヒータリード線」以外のヒータリード線について、より確実に、断線の有無を検知することができる。
かくして、この結果と併せて、「一部のヒータリード線」以外のヒータリード線について、より確実に、断線の有無を検知することができる。
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)10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、後述する一部通電回路(一部通電手段)42A,42B,42Cを有するグロープラグ通電制御装置40及び断線検知回路(断線検知手段)60を備える(図1参照)。このGCU10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、ヒータリード線23A,23B,23Cの断線検知を行う。即ち、このGCU10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11をなしている。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。
このグロープラグ通電システム11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。一方、ヒータ21の他端21Sは、接地している。
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Vb(例えば15V)を有する電池50(電源)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、このヒータリード線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、一部通電回路42A,42B,42Cによってオンオフが切り換えられる。
そこで、一部通電回路42A,42B,42Cの説明は、一部通電回路42Aを代表して詳述し、一部通電回路42B,42Cの説明を省略または簡単に行う。
この一部通電回路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43Aがオン状態になり、抵抗44を通じてトランジスタ43Aに電流が流れる。これにより、抵抗44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FET41A、接続配線47A、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から出力されるグロー通電信号sig11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。
この断線検知回路60は、一部通電回路42A(一部通電回路42B,一部通電回路42C)によって電流を流しているヒータ21のうち、このヒータ21の一端21Nに生じるヒータ一端側電位Vhを、3本のヒータリード線23A,23B,23Cのうち、ヒータ21に電流を流している「一部のヒータリード線」以外のヒータリード線を通じて検知する。これにより、各ヒータリード線23A,23B,23Cについて、断線の有無を検知するのに用いる。例えば、一部通電回路42Aにより、FET41Aをオンさせて、ヒータリード線23Aを通じてヒータ21に電流を流したときには、ヒータリード線23B,23Cを通じて、一端21Nのヒータ一端側電位Vhを検知する。
そこで、個別リード線電位検知回路61A,61B,61Cの説明は、個別リード線電位検知回路61Aを代表して説明し、個別リード線電位検知回路61B,61Cについては説明を簡単に行う。
さらに、抵抗66と抵抗67との間の検知接続点68Aは、A/Dコンバータ62A(62)と接続しており、このA/Dコンバータ62A(62)は、マイクロコンピュータ80の第1入力部84に接続している。これにより、このA/Dコンバータ62A(62)から出力されるデジタル電位信号sig21をマイクロコンピュータ80に入力することにより、この検知接続点68Aの検知電位V1を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)しておく。本実施形態ではさらに、R1=2・R2として、A/Dコンバータ62Aに入力される検知電位V1の範囲を調整している。
ここで、一部通電回路42Aにより、FET41A,41B,41Cのうち、FET41Aのみをオンさせ、3本のヒータリード線23A,23B,23Cのうち、ヒータリード線23Aだけを用いてグロープラグ20のヒータ21に電流を流すと共に、他のヒータリード線23B,23Cを通じて、一端21Nのヒータ一端側電位Vhを検知する場合を考える。
もし、ヒータリード線23Aが断線していない場合には、このヒータリード線23Aを通じてヒータ21に電流が流れる。このとき、このヒータ21の一端21Nに生じるヒータ一端側電位Vhは、バッテリ電位Vbに対し、FET41Aに生じる電圧降下分だけ低い電位となる。したがって、もしヒータリード線23B,23Cがいずれも断線していない場合には、個別リード線電位検知回路61B,61Cの検知接続点68B,68Cに生じる検知電位V2,V3は、いずれもヒータ一端側電位Vhに対応した非断線時電圧Vs(本例では約1/3Vh)となる。なお、この場合、ヒータリード線23Aも断線していないことが判る。このヒータリード線23Aを通じてヒータ21に電流が流せているからである。
なお、ヒータリード線23Aが断線がしている場合には、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ない。したがって、ヒータ一端側電位Vhも検知接続点68B,68Cの検知電位V2,V3も、接地電位となる。
その他、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、3つのFET41A等を同時にオンオフさせている場合(例えば、デューティ制御(PWM制御)を行っている場合。図2(a)参照)には、断線検知を行うことができる。図2(a)に示すように、例えば、本来グロー通電信号sig11,sig12,sig13のいずれもがローレベル、つまりFET41A,41B,41Cのいずれもがオフ状態であるべき期間内において、図2(b)にハッチングにより示すように、グロー通電信号sig11,sig12,sig13のうち、一部のグロー通電信号sig1Nを順にハイレベルとし、このタイミングで順に断線検知を行っても良い。
さらには、エンジン始動当初等において、ヒータ21を急速昇温させるべく、FET41A,41B,41Cをオンし続ける場合にも、図4中にハッチングで示すように、その前に一部通電回路42A,42B,42Cを用いてFET41A,41B,41Cを短時間だけ順にオンさせ、このタイミングで各ヒータリード線23A,23B,23Cの断線の有無を検知しても良い。
以下の処理手順では、ヒータリード線23A,23B,23Cは、いずれも断線していないか、断線しているとしても、いずれか1本のみである場合を前提とする。また、ヒータ21が断線する場合は考慮しないものとする。さらに、以下の処理手順は、グロープラグ20(ヒータ21)による加熱を要しないために、ヒータ21の通電を要しないタイミングにおいて行うものとする。
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し、断線検知のタイミングとなるまで待つ。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ておき、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。
FET41Aをオンとすると、ヒータリード線23Aが断線していなければ、ヒータ21に電流が流れ、一端21Nのヒータ一端側電位Vhがバッテリ電位Vbに近い値となる。すると、検知接続点68B,68Cの検知電位V2,V3が、ヒータリード線23A等の断線の有無に応じて断線時電圧Vtまたは非断線時電圧Vsとなる。
そこで、ステップS5において、この検知電位V2,V3を、A/Dコンバータ62B,62Cを用いてデジタル電位信号sig22,sig23とし、第2,第3入力部85,86を通じてマイクロコンピュータ80に読み込む。
ここで、Yes、即ちV2≧VthでかつV3≧Vth(V2≧Vth、and、V3≧Vth)の場合には、ヒータリード線23A,23B,23Cのいずれもが断線していないと判断して、ステップS7において、ECU90に向けて、3本のヒータリード線23A,23B,23Cとも断線していない旨の信号を送信し、ステップS1に戻る。
一方、No、即ちV2,V3の少なくともいずれかがVthより小さい(V2<Vth、or、V3<Vth)場合には、ヒータリード線23A,23B,23Cのいずれかに断線があるものと判断して、断線しているヒータリード線を特定するためにステップS8に進む。
ここで、Yes、すなわちV2≧Vth、かつ、V3<Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23A,23Bは断線していない(正常)が、ヒータリード線23Cが断線している(異常)と判断して、ステップS9において、ECU90に向けて、ヒータリード線23A,23Bはいずれも正常であり、ヒータリード線23Cに異常がある旨の信号を送信し、ステップS1に戻る。
一方、No、すなわちV2≧Vth、かつ、V3<Vthの条件を満たさない場合には、ヒータリード線23A,23B,23Cのうち、少なくともいずれかに断線があるものの、断線しているヒータリード線が特定できないので、さらにステップS10に進み、断線検知を継続する。
ここで、Yes、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23A,23Cは断線していない(正常)が、ヒータリード線23Bが断線している(異常)と判断して、ステップS11において、ECU90に向けて、ヒータリード線23A,23Cはいずれも正常であるが、ヒータリード線23Bに異常がある旨の信号を送信し、ステップS1に戻る。
一方、No、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たさない場合(V2<Vth、and、V3<Vth)には、断線しているヒータリード線が、3本のヒータリード線23A,23B,23Cのなかで特定できないので、さらにステップS12に進み、断線検知を継続する。
そこで、ステップS14において、この検知電位V1,V3を、A/Dコンバータ62A,62Cを用いてデジタル電位信号sig21,sig23とし、第1,第3入力部84,86を通じてマイクロコンピュータ80に読み込む。
ここで、Yes、すなわちV1<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23B,23Cは断線していない(正常)が、ヒータリード線23Aが断線している(異常)と判断して、ステップS16において、ECU90に向けて、ヒータリード線23B,23Cはいずれも正常であるが、ヒータリード線23Aに異常がある旨の信号を送信し、ステップS1に戻る。
一方、No、すなわちV1<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たさない場合には、3本のヒータリード線23A,23B,23Cのうち、2本以上が断線している(これ以上の特定はできない)と判断してステップS17に進み、ECU90に向け、2本以上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S1に戻る。
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、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。
しかも、一部通電回路42A,42B,42Cは、このグロープラグ通電制御装置40が備える3つのFET41A,41B,41Cのうち、一部のFETのみをオンすることで実現できる。また、断線検知回路60は、ヒータ一端側電位Vhを、ヒータ21に電流を流す「一部のヒータリード線」以外のヒータリード線を通じて検知すれば良いので、簡単な回路構成で足りる。
したがって、安価、簡易な構成で、断線検知機能を有するGCU10とすることができる。また、断線の検知によって、警告を発する等、適切な措置を促すことができる。
次いで、上述の実施形態1の変形形態1について、図8及び図9を参照して説明する。
前述の実施形態1に係るGCU10では、このうちのグロープラグ通電制御装置40の各FET41A,41B,41Cを、これらに対応した一部通電回路42A,42B,42Cにより、個別にオンオフの切換えができるように構成した。
これに対し、本変形形態1に係るGCU110では、グロープラグ通電制御装置140において、一部通電回路142Aで一つのFET41Aについてオンオフを切り換えるようにしてある一方、一部通電回路142Bでは、二つのFET41B,41Cについて同時にオンオフを切り換えるように構成している。
但し、各々のヒータリード線23A,23B,23Cの断線の有無を検知する手法や、グロープラグ20及び断線検知回路60の構成、GCU110のマイクロコンピュータ180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。
前述したように、FET41Aは、一部通電回路142Aによってオンオフが切り換えられる。一方、FET41B,41Cは、一部通電回路142Bによって同時にオンオフが切り換えられる。
この一部通電回路142A,142Bは、いずれもトランジスタ43(143A,143B)及び抵抗44からなり、実質的に同じ接続形態の回路である。
この一部通電回路142Aでは、マイクロコンピュータ180の第1出力部181から出力されるグロー通電信号sig111をハイレベルとすると、トランジスタ143Aがオン状態となってFET41Aはオン状態になる。これにより、電池50からFET41A、接続配線47A、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180の第1出力部181から出力されるグロー通電信号sig111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。
このため、この一部通電回路142Bでは、マイクロコンピュータ180の第2出力部182から出力されるグロー通電信号sig112をハイレベルとすると、トランジスタ143Bがオン状態になり、FET41B,41Cがいずれもオン状態になる。これにより、上述のFET41A等とは並列に、電池50からFET41B,41C、接続配線47B,47C、グロープラグ20のヒータリード線23B,23Cを通じて、ヒータ21に電流を流すことができる。
なお、グロー通電信号sig112をハイレベルとしたときには、一部通電回路142Bにより、FET41B,41Cがいずれもオンとなり、ヒータリード線23B,23Cを通じてヒータ21に電流が流れるので、ヒータリード線23Aを通じてのみ、一端21Nのヒータ一端側電位Vhを、従って検知電位V1を調べて断線の有無を検知する。
また、本変形形態1に処理手順は、前述した実施形態1における処理手順と同様に、ヒータリード線23A,23B,23Cは、いずれも断線していないか、断線しているとしても、いずれか1本のみである場合を前提とし、ヒータ21が断線する場合は考慮しないものとする。さらに、以下の処理手順は、グロープラグ20(ヒータ21)によるが加熱を要しないため、ヒータ21の通電を要しないタイミングにおいて行うものとする。
次いで、ステップS103では、グロー通電信号sig111をハイレベルにする。これにより、3つのFET41A,41B,41Cのうち、FET41Aのみがオンとなり、電池50からFET41A及びヒータリード線23Aを通じてヒータ21に通電される。ON直後のノイズの影響を避けるため、その後1msec待つ(ステップS104参照)。
FET41Aをオンとすると、ヒータリード線23Aが断線していなければ、ヒータ21に電流が流れ、一端21Nのヒータ一端側電位Vhがバッテリ電位Vbに近い値となる。すると、ヒータリード線23B,23Cにおける検知接続点68B,68Cの検知電位V2,V3が、ヒータリード線23A等の断線の有無に応じて断線時電圧Vtまたは非断線時電圧Vsとなる。
そこで、ステップS105において、この検知電位V2,V3を、A/Dコンバータ62B,62Cを用いてデジタル電位信号sig22,sig23とし、第2,第3入力部85,86を通じてマイクロコンピュータ80に読み込み、ステップS106に進む。
一方、ステップS110で、No、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たさない場合(V2<Vth、and、V3<Vth)には、ヒータリード線23Aが断線しているか、ヒータリード線23B及びヒータリード線23Cの2本が断線している場合であるので、ステップS112に進み、その旨の信号をECU90に向けて送信して、ステップS101に戻る。
なお、実施形態1と異なり、グロー通電信号sig112をハイレベル(グロー通電信号sig111をローレベル)として、ヒータリード線23B,23Cを通じてヒータ21に通電しないのは、このようにしても、ヒータリード線23Aが断線しているか、ヒータリード線23B及びヒータリード線23Cが断線しているかを判断できないからである。
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。
次いで、第2の実施形態について、図10及び図11を参照して説明する。
上述の変形形態1に示したGCU110では、一部通電回路142A,142Bにより、ヒータリード線23A等を通じてグロープラグ20のヒータ21に電流を流し、個別リード線電位検知回路61A,61B,61Cを用いて、各ヒータリード線23Aについて、断線検知を行った例を示した。
これに対し、本実施形態2のGCU210では、変形形態1と同じ一部通電回路142A,142Bを用いるが、断線検知回路260は、実施形態1の個別電位検知回路61Aを有さず、代わりにヒータ電流検知回路(ヒータ電流検知手段)270を備えている点で異なる。
このGCU210は、一部通電回路142A,142Bを有するグロープラグ通電制御装置240、断線検知回路260及びヒータ電流検知回路270を備える(図10参照)。
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、FET41A,41B,41Cを含む。FET41A,41B,41Cのドレイン端子は、接続配線47A,47B,47Cを介してヒータリード線23A,23B,23Cに接続している。なお、マイクロコンピュータ280は、実施形態1等のマイクロコンピュータ80,180と同様、グロー通電信号sig211,sig212を出力する第1出力部281及び第2出力部282を有している。また、デジタル電位信号sig222,sig223を入力する第2入力部286及び第3入力部287を有している。そのほか、マイクロコンピュータ80,180と異なり、スイッチ開閉信号sig214を出力する第4出力部284、及び、電流値検知信号sig224を入力する第4入力部288を有している。
なお、マイクロコンピュータ280の第4出力部284から出力されるスイッチ開閉信号sig214をローレベルとすれば、電流検知対応型FET271のスイッチ部271Aがオフ状態となり、ヒータ21への通電を停止することができる。
なお、以下の処理手順では、ヒータリード線23A,23B,23Cは、いずれも断線していないか、断線しているとしても、いずれか1本のみである場合を前提とする。また、ヒータ21が断線する場合は考慮しないものとする。さらに、以下の処理手順は、グロープラグ20(ヒータ21)による加熱を要しないために、ヒータ21の通電を要しないタイミングにおいて行うものとする。
次いで、ステップS203では、グロー通電信号sig211のみをハイレベルにする。これにより、3つのFET41A,41B,41Cのうち、FET41Aのみがオンとなる。すると、電池50から電流検知対応型FET271、FET41A、接続配線47A及びヒータリード線23Aを通じてヒータ21に通電される。ON直後のノイズの影響を避けるため、その後1msec待つ(ステップS204参照)。
そこで、ステップS205において、この電流Iaに応じた大きさの電圧を有し、電流検知対応型FET271の電流値検知部271Bから出力される電流値検知信号sig224を、第4入力部288を通じてマイクロコンピュータ280に読み込む。なお、第4入力部288に入力されたアナログの電流値検知信号sig224は、内臓しているA/Dコンバータを用いてデジタル値とし、これを用いて電流Iaの大きさを検知する。
ここで、Yes、すなわちIa=I=0の場合には、ヒータリード線23Aまたはヒータ21が断線している(異常)と判断して、ステップS207において、ECU90に向けて、ヒータリード線23Aまたはヒータ21が断線している旨の信号を送信し、ステップS201に戻る。
一方、No、すなわちI=Ia≠0の場合には、ヒータリード線23Aを通じてヒータ21に電流が流れていることから、ヒータリード線23Aは断線していない(正常)と判断して、ステップS208において、ECU90に向けて、ヒータリード線23Aは断線していない(正常)である旨の信号を送信し、ステップS209に進む。
そこで、ステップS209において、この検知電位V2,V3を、A/Dコンバータ62B,62Cを用いてデジタル電位信号sig222,sig223とし、第2,第3入力部286,287を通じてマイクロコンピュータ280に読み込む。
ここで、Yes、即ちV2≧VthでかつV3≧Vth(V2≧Vth、and、V3≧Vth)の場合には、ヒータリード線23Aに加え、ヒータリード線23B,23Cが断線していないと判断して、ステップS211において、ECU90に向けて、3本のヒータリード線23A,23B,23Cとも断線していない旨の信号を送信し、ステップS201に戻る。
一方、No、即ちV2,V3の少なくともいずれかがVthより小さい(V2<Vth、or、V3<Vth)場合には、ヒータリード線23B,23Cのいずれかに断線があるものと判断して、断線しているヒータリード線を特定するためにステップS212に進む。
ここで、Yes、すなわちV2≧Vth、かつ、V3<Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23Aのほか、ヒータリード線23Bも断線していない(正常)が、ヒータリード線23Cが断線している(異常)と判断して、ステップS213において、ECU90に向けて、ヒータリード線23A,23Bはいずれも正常であるが、ヒータリード線23Cに異常がある旨の信号を送信し、ステップS201に戻る。
一方、No、すなわちV2≧Vth、かつ、V3<Vthの条件を満たさない場合には、ヒータリード線23B,23Cの少なくともいずれかに断線があるものの、断線しているヒータリード線が特定できないので、さらにステップS214に進み、断線検知を継続する。
ここで、Yes、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23Aのほか、ヒータリード線23Cも断線していない(正常)が、ヒータリード線23Bが断線している(異常)と判断して、ステップS215において、ECU90に向けて、ヒータリード線23A,23Cはいずれも正常であるが、ヒータリード線23Bに異常がある旨の信号を送信し、ステップS201に戻る。
一方、No、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たさない場合(V2<Vth、and、V3<Vth)には、ヒータリード線23Aは断線していない(正常)が、ヒータリード線23B,23Cの2本が断線している(異常)と判断して、ステップS216において、ECU90に向けて、ヒータリード線23Aは正常であるが、ヒータリード線23B,23Cのいずれも異常がある旨の信号を送信し、ステップS201に戻る。
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。
したがって、このヒータ電流検知回路270及びFET41Aをオンさせた場合、このヒータ電流検知回路270に電流Iが流れる(I=Ia≠0)のであれば、ヒータ21が断線していないことが判るほか、これに接続するヒータリード線23Aが断線していないことが確認できる。一方、ヒータ電流検知回路270に電流Iが流れない(I=Ia=0)のであれば、ヒータ21あるいはヒータリード線23Aが断線していると判断できる。
かくして、この結果も併せて考慮することで、ヒータリード線23A,23B,23Cについて、より確実に、断線の有無を検知することができる。
次いで、上述の実施形態2の変形形態2について、図12及び図13を参照して説明する。
上述の実施形態2に示したGCU210では、例えば、FET41Aをオンとすると共に、電池50と各FET41A,41B,41Cとの間に介在させたヒータ電流検知回路270により、ヒータ21に流れる電流を測定して、各ヒータリード線23A等のほか、ヒータ21についても、断線検知を行った例を示した。
これに対し、本変形形態2のGCU310では、実施形態2と同様の一部通電回路142Bを用いるが、ヒータ電流検知回路270を用いず、また実施形態2のFET41Aに代えて、電流検知対応型FET371を用いることにより、この電流検知対応型FET371の電流値検知部371Bによるスイッチ別ヒータ電流検知手段を備えている点で異なる。
このGCU310は、グロープラグ通電制御装置340、断線検知回路260、及びスイッチ部371Aの電流値検知部371Bを備える(図12参照)。グロープラグ通電制御装置340は、マイクロコンピュータ380のほか、一部通電回路142B、FET41B,41C、及び、電流検知対応型FET371のスイッチ部371Aを含む。
なお、マイクロコンピュータ380は、実施形態2のマイクロコンピュータ280と同様、グロー通電信号sig311,sig312をそれぞれ出力する第1出力部381及び第2出力部382を有している。また、デジタル電位信号sig322,sig323をそれぞれ入力する第2入力部386及び第3入力部387を有している。そのほか、電流値検知信号sig324を入力する第4入力部388を有している。
なお、一部通電回路142B及び断線検知回路260は、前述した実施形態2と同様であるので説明は省略する。
この電流検知対応型FET371のスイッチ部371Aは、前述した実施形態2の電流検知対応型FET271と同様、ソース端子、ゲート端子及びドレイン端子を有しており、ソース端子とゲート端子との間に電位差が生じると、スイッチ部371Aがオン状態となって、ソース端子とドレイン端子との間に電流が流れる。
この電流検知対応型FET371のスイッチ部371Aのうち、ゲート端子は、マイクロコンピュータ380の第1出力部381に接続している。また、ソース端子はグロープラグ通電制御装置340の第1接続点52を通じて電池50に、ドレイン端子はヒータリード線23A(接続配線47A)に、それぞれ接続している。
したがって、電流検知対応型FET371のスイッチ部371Aをオンとすれば、電池50からこの電流検知対応型FET371、接続配線47A、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、グロー通電信号sig311をローレベルとすれば、電流検知対応型FET371のスイッチ部371Aがオフ状態となり、ヒータ21への通電を停止することができる。
なお、以下の処理手順では、ヒータリード線23A,23B,23Cは、いずれも断線していないか、断線しているとしても、いずれか1本のみである場合を前提とする。また、ヒータ21が断線する場合は考慮しないものとする。さらに、以下の処理手順は、グロープラグ20(ヒータ21)による加熱を要しないために、ヒータ21の通電を要しないタイミングにおいて行うものとする。
そこで、ステップS305において、この電流Iaに応じた大きさの電流値検知信号sig324を、第4入力部388を通じてマイクロコンピュータ380に読み込む。なお、第4入力部388に入力されたアナログの電流値検知信号sig324は、内臓しているA/Dコンバータを用いてデジタル値とし、これを用いて電流Iaの大きさを検知する。
ここで、Yes、すなわちIa=0の場合には、ヒータリード線23Aが断線している(異常)と判断して、ステップS307において、ECU90に向けて、ヒータリード線23Aが断線している旨の信号を送信し、ステップS301に戻る。
一方、No、すなわちIa≠0の場合には、ヒータリード線23Aを通じてヒータ21に電流が流れていることから、ヒータリード線23Aは断線していない(正常)と判断して、ステップS308において、ECU90に向けて、ヒータリード線23Aは断線していない(正常)である旨の信号を送信し、ステップS309に進む。
そこで、ステップS309において、この検知電位V2,V3を、A/Dコンバータ62B,62Cを用いてデジタル電位信号sig322,sig323とし、第2,第3入力部386,387を通じてマイクロコンピュータ380に読み込む。
ここで、Yes、即ちV2≧VthでかつV3≧Vth(V2≧Vth、and、V3≧Vth)の場合には、ヒータリード線23Aに加え、ヒータリード線23B,23Cも断線していないと判断して、ステップS311において、ECU90に向けて、3本のヒータリード線23A,23B,23Cとも断線していない旨の信号を送信し、ステップS301に戻る。
一方、No、即ちV2,V3の少なくともいずれかがVthより小さい(V2<Vth、or、V3<Vth)場合には、ヒータリード線23B,23Cのいずれかに断線があるものと判断して、断線しているヒータリード線を特定するためにステップS312に進む。
ここで、Yes、すなわちV2≧Vth、かつ、V3<Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23Aのほか、ヒータリード線23Bも断線していない(正常)が、ヒータリード線23Cが断線している(異常)と判断して、ステップS313において、ECU90に向けて、ヒータリード線23A,23Bはいずれも正常であるが、ヒータリード線23Cに異常がある旨の信号を送信し、ステップS301に戻る。
一方、No、すなわちV2≧Vth、かつ、V3<Vthの条件を満たさない場合には、ヒータリード線23B,23Cの少なくともいずれかに断線があるものの、断線しているヒータリード線が特定できないので、さらにステップS314に進み、断線検知を継続する。
ここで、Yes、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たす場合には、ヒータリード線23Aのほか、ヒータリード線23Cも断線していない(正常)が、ヒータリード線23Bが断線している(異常)と判断して、ステップS315において、ECU90に向けて、ヒータリード線23A,23Cはいずれも正常であるが、ヒータリード線23Bに異常がある旨の信号を送信し、ステップS301に戻る。
一方、No、すなわちV2<Vth、かつ、V3≧Vthの条件を満たさない場合(V2<Vth、and、V3<Vth)には、ヒータリード線23Aは断線していない(正常)が、ヒータリード線23B,23Cの2本が断線している(異常)と判断して、ステップS316において、ECU90に向けて、ヒータリード線23Aは正常であるが、ヒータリード線23B,23Cのいずれも異常がある旨の信号を送信し、ステップS301に戻る。
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。
したがって、この電流検知対応型FET371のスイッチ部371Aをオンさせれば、電流値検知部371Bによりヒータリード線23Aまたはヒータ21の断線の有無が判る。また、電流Iaが流れる(Ia≠0)のであれば、ヒータ21及びヒータリード線23Aが断線していないことも確認できる。
また、この結果を併せて考慮することで、ヒータリード線23A,23B,23Cについて、より確実に、断線の有無を検知することができる。
例えば、実施形態1では、A/Dコンバータ62A等から出力されるデジタル電位信号sig21等をマイクロコンピュータ80に入力することにより、検知接続点68A等の検知電位V1等を検知して、ヒータリード線23A等について断線検知を行った。
しかしながら、断線検知の測定の手法としては、A/Dコンバータ62A等の代わりに、コンパレータを用いることができる。この場合、例えば、適宜のしきい値を設定した上で、コンパレータにより、検査対象のヒータリード線を通じて測定できる電位としきい値との大小判断を行うことで、断線の有無に対応した信号を得ることができる。
20,220 グロープラグ
21,221 ヒータ
21N,221N (ヒータの)一端
Vh ヒータ一端側電位(ヒータの一端に生じる電位)
222 通電端子
23A,23B,23C,223A,223B,223C ヒータリード線
40,140,240,340 グロープラグ通電制御装置
41A,41B,41C FET(通電スイッチ手段)
42A,42B,42C,142A,142B 一部通電回路(一部通電手段)
50 電池(電源)
60,260 断線検知回路(断線検知手段)
270 ヒータ電流検知回路(ヒータ電流検知手段)
371A スイッチ部
371B 電流値検知部(スイッチ別ヒータ電流検知手段)
Claims (3)
- 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に、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、並びに、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に、適用して、
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であって、
上記複数の通電スイッチ手段のうち一部の通電スイッチ手段のみをオンさせて、上記電源から、上記複数のヒータリード線のうち、上記一部の通電スイッチ手段に接続する一部のヒータリード線を通じて、上記グロープラグの上記ヒータに電流を流す一部通電手段と、
上記一部通電手段によって電流を流している上記ヒータのうち、このヒータの上記一端に生じる電位を、上記複数のヒータリード線のうち、上記一部のヒータリード線以外のヒータリード線を通じて検知することにより、上記複数のヒータリード線について、断線の有無を検知する断線検知手段と、を備える
断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置。 - 請求項1に記載の断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置であって、
前記電源と前記複数の通電スイッチ手段との間に介在し、上記電源から前記ヒータに流れる電流を検知するヒータ電流検知手段、を備える
断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置。 - 請求項1に記載の断線検知機能付きグロープラグ通電制御装置であって、
前記一部の通電スイッチ手段を通じて、前記ヒータに流れる電流を、通電スイッチ手段毎に検知するスイッチ別ヒータ電流検知手段、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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