(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動前後の期間に、バッテリから上記エンジンに設置されたグロープラグの抵抗発熱ヒータへの通電を制御するグロープラグ通電制御装置であって、
上記エンジンのクランキングの開始後、上記エンジンが始動したことを示す始動情報に基づき、上記グロープラグに通電する始動後グロー手段を有し、
上記始動後グロー手段は、
上記エンジンの回転安定性を評価する安定評価手段と、
所定レベル以上の回転安定性が得られていると評価された場合に、上記抵抗発熱ヒータを所定の第１始動後制御パターンで通電制御する低温始動後グロー手段と、
上記所定レベルの回転安定性が得られていないと評価された場合に、上記抵抗発熱ヒータを上記低温始動後グロー手段により通電制御した場合よりも、上記抵抗発熱ヒータの温度が高くなる第２始動後制御パターンで通電制御する高温始動後グロー手段と、を含み、
上記安定評価手段は、
外部から通信により取得した各時点でのエンジンの回転数に関する回転数情報を用いて、上記エンジンの上記回転安定性を評価する回転数安定評価手段であり、
上記回転数安定評価手段は、
上記回転数情報を用いて、回転数の移動標準偏差を算出する移動標準偏差算出手段と、
上記移動標準偏差が、所定値よりも大きい場合に、上記所定レベルの回転安定性が得られていないと判断する判断手段と、を含む
グロープラグ通電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のグロープラグ通電制御装置であって、
前記低温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの温度が第１目標温度となり、これを維持するように、上記抵抗発熱ヒータへの通電を制御する
グロープラグ通電制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のグロープラグ通電制御装置であって、
前記低温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの抵抗値に基づいて、前記グロープラグに印加する電圧波形のデューティ比Ｄa1を算出し、このデューティ比Ｄa1により、上記抵抗発熱ヒータへの通電をＰＷＭ制御する
グロープラグ通電制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のグロープラグ通電制御装置であって、
前記高温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの温度が、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度となり、これを維持するように、上記抵抗発熱ヒータへの通電を制御する
グロープラグ通電制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のグロープラグ通電制御装置であって、
前記高温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの抵抗値に基づいて、前記グロープラグに印加する電圧波形のデューティ比Ｄa2を算出し、このデューティ比Ｄa2により、上記抵抗発熱ヒータへの通電をＰＷＭ制御する
グロープラグ通電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動を補助する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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
グロープラグは、抵抗発熱ヒータを用いるものが一般的である。このグロープラグは、抵抗発熱ヒータを主体金具に取り付けて構成され、抵抗発熱ヒータの先端が燃焼室内に位置するように、ディーゼルエンジンのエンジンブロックに取り付けて使用される。
このようなグロープラグへの通電を制御する装置として、グロープラグ通電制御装置が知られている。従来のグロープラグ通電制御装置では、キースイッチがオン位置とされると、抵抗発熱ヒータの温度がエンジンを始動させるのに十分な目標温度（例えば１０００℃）に向けて上昇するように、グロープラグへの通電を制御して、グロープラグに大電力を供給する。このようなステップは、一般にプリグローやプリグローステップなどと呼ばれている。急速加熱が可能なグロープラグでは、数秒間のうちに抵抗発熱ヒータこの目標温度にまで昇温させることができる。次に、抵抗発熱ヒータの温度が目標温度に達した後は、所定期間中（例えば１８０秒間）、抵抗発熱ヒータの温度が目標温度（例えば９００℃）を維持するように、グロープラグへの通電を制御して、グロープラグに相対的に小電力を供給する。このようなステップは、一般にアフターグローやアフターグローステップなどと呼ばれている。エンジン始動前は、エンジンをいつでも始動できるように、抵抗発熱ヒータの温度を十分に高い温度に維持すると共に、エンジン始動後は、エンジンの燃焼室内の暖気を促進させ、また、ディーゼルノックの発生を防止し、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出などを抑制することができる。
このような技術に関連する文献として、例えば、特許文献１及び特許文献２が挙げられる。
【０００３】
さらに、プリグローステップからアフターグローステップに移行した直後に、一旦、抵抗発熱ヒータの温度が維持すべき第２目標温度よりも落ち込んでしまう現象や、アフターグローステップ中に、キースイッチがスタート位置とされ、エンジンのクランキングが開始されると、この場合も、抵抗発熱ヒータの温度が維持すべき第２目標温度よりも落ち込んでしまうという現象がある。
これらに対応すべく、プリグローステップと遷移グローステップとクランキンググローステップと始動後グローステップの４つのステップを含み、クランキンググローステップ中にグロープラグに投入する電力をそれ以前よりも大きくするように制御する特許文献３の技術も知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１２９７６３号公報
【特許文献２】特開昭６０−６７７７５号公報
【特許文献３】特開２００４−２３２９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、低温環境下では、クランキングによりエンジンが始動しても、一部の気筒で失火が起こり、回転数が安定しないと共に、エンジンに大きな振動が生じるいわゆるラフアイドルが長く継続することがある。この状態が継続すると、振動や騒音により運転者等に不快感を与えるほか、未燃ガスが排出されるなどの不具合も生じる。
【０００６】
一方、このような現象を低減するためには、クランキング終了後（始動後グローステップの期間）に、グロープラグの抵抗発熱ヒータの温度を高く維持し、着火補助を行って失火を抑制することが好ましいが、抵抗発熱ヒータの温度を高く維持し続けると、抵抗発熱ヒータの耐久性が低下する。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、エンジン始動後の回転数が不安定な期間を縮小でき、しかも、グロープラグ（抵抗発熱ヒータ）の耐久性にも考慮したグロープラグ通電制御装置、及び、グロープラグ通電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その解決手段は、エンジンの始動前後の期間に、バッテリから上記エンジンに設置されたグロープラグの抵抗発熱ヒータへの通電を制御するグロープラグ通電制御装置であって、上記エンジンのクランキングの開始後、上記エンジンが始動したことを示す始動情報に基づき、上記グロープラグに通電する始動後グロー手段を有し、上記始動後グロー手段は、上記エンジンの回転安定性を評価する安定評価手段と、所定レベル以上の回転安定性が得られていると評価された場合に、上記抵抗発熱ヒータを所定の第１
始動後制御パターンで通電制御する低温始動後グロー手段と、上記所定レベルの回転安定性が得られていないと評価された場合に、上記抵抗発熱ヒータを上記低温始動後グロー手段により通電制御した場合よりも、上記抵抗発熱ヒータの温度が高くなる第２
始動後制御パターンで通電制御する高温始動後グロー手段と、を含み、上記安定評価手段は、外部から通信により取得した各時点でのエンジンの回転数に関する回転数情報を用いて、上記エンジンの上記回転安定性を評価する回転数安定評価手段であり、上記回転数安定評価手段は、上記回転数情報を用いて、回転数の移動標準偏差を算出する移動標準偏差算出手段と、上記移動標準偏差が、所定値よりも大きい場合に、上記所定レベルの回転安定性が得られていないと判断する判断手段と、を含むグロープラグ通電制御装置である。
【０００８】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、エンジンの始動後、始動後グロー手段により、グロープラグの抵抗発熱ヒータに通電してこれを加熱する。これにより、始動直後のエンジンの回転安定性を高め、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出などを抑制することができる。
具体的には、この始動後グロー手段は、エンジンの回転安定性が所定レベルに達している場合には、低温始動後グロー手段で、第１始動後制御パターンにより通電制御し、グロープラグの抵抗発熱ヒータを比較的低温とする。エンジンの回転安定性があるレベルにまで達しているので、グロープラグの抵抗発熱ヒータの温度をあまり高くしなくとも、着火補助のほか、ノック騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出などの抑制は可能だからである。また、グロープラグの抵抗発熱ヒータが高い温度に維持される期間が短くなるので、グロープラグ（抵抗発熱ヒータ）の耐久性が向上し、より長期間にわたりグロープラグを使用することができるようになる。また不要な電力（エネルギー）消費も抑えることができる。
【０００９】
一方、エンジンの回転安定性が所定レベルに達していない場合（ラフアイドルの場合）には、高温始動後グロー手段で第２始動後制御パターンにより、低温始動後グロー手段による場合に比して、抵抗発熱ヒータの温度を高くする。これにより、低温下での始動時など、一部の気筒で失火が生じるなどにより、エンジンが始動しても、回転安定性のレベルが低くなりがち（ラフアイドルになりがち）で、エンジンの回転が安定するまでに時間がかかる場合でも、抵抗発熱ヒータを高温化させて、着火を補助することにより、早期にエンジンの回転安定性を高めることができる。これにより、エンジンの不快な振動や騒音を早期に収束させ、未燃ガスの排出も抑制することができる。
【００１０】
なお、始動情報としては、エンジンが始動したことを判別できる情報で有れば良い。例えば、エンジンの回転数が所定回転数を上回ったとの情報、オルタネータで発電をしているか否かの情報、あるいはこれの発電電圧、発電電力等が所定値を上回ったか否かの情報、運転者がキースイッチをスタートからＯＮに戻したことを知らせる情報などが挙げられる。これらを組み合わせて、エンジン始動を判別する始動情報とすることもできる。
また、始動後グロー手段の開始のタイミングは、クランキングの開始後において、始動情報に基づいて判断すれば良い。具体的には、ｉ）エンジンが始動した後、クランキング終了の前、ii)エンジンが始動した後で、クランキング終了時（運転者がキースイッチをオンに戻した時など、クランキングの指示が中止された時）、iii)エンジンが始動した後で、クランキング終了時（運転者がキースイッチをオンに戻した時など、クランキングの指示が中止された時）よりも後、などのタイミングが挙げられる。
【００１１】
また、エンジンの回転安定性の評価の手法としては、エンジンの回転安定性をリアルタイムで評価できる手法であればいずれも採用できる。例えば、各時点でのエンジンの回転数に関する回転数情報を用いて、各時点での、現時点のエンジンの回転数と前回に得たエンジン回転数との差分（回転数差分値）を算出し、この差分値が、ある期間にわたり所定値を下回る場合には、エンジンの回転数が安定していると判断し、所定値を上回ることがある場合には、エンジンの回転数が安定していないと判断する手法が挙げられる。また例えば、各時点でのエンジンの回転数の移動標準偏差値を用い、この移動標準偏差値が、所定値を下回る場合には、エンジンの回転数が安定していると判断し、所定値を上回る場合には、エンジンの回転数が安定していないと判断する手法が挙げられる。なお、移動標準偏差値は、各時点でのエンジンの回転数を所定回数（例えば、５０回）過去分蓄積して得た回転数の群について算出した標準偏差の値を指す。
【００１２】
回転数情報としては、エンジンの回転数に関する情報であり、ＥＣＵ等が回転数センサ、クランク角センサなどの出力から割り出した、各時点でのエンジンの回転数そのものが挙げられる。また、各時点でのエンジンの回転数を所定回数蓄積して得た回転数の移動平均値も挙げられる。この回転数情報は、通信により、ＥＣＵなどから送信された回転数情報をグロープラグ通電制御装置で受信すると良い。そのほか、クランク角センサ等の出力を、直接、定期的にグロープラグ通電制御装置に取り込んで、回転数を割り出すようにしても良い。
また、エンジンの回転安定性の評価については、エンジンの回転安定性が低い場合（一部の気筒で失火している場合など）に生じる振動の大きさ、振動に含まれる特定の周波数成分などを検知して、評価する手法を採用することもできる。
【００１３】
さらに、高温始動後グロー手段としては、第１始動制御パターンでの低温始動後グロー手段による場合より、グロープラグの抵抗発熱ヒータの温度を、高温とする第２始動後制御パターンで制御する手段であればよく、抵抗発熱ヒータに投入する電力が大きくなるように通電制御する手段であればよい。例えば具体的には、抵抗発熱ヒータに投入する電力を、デューティ比制御（ＰＷＭ制御）する場合には、低温始動後グロー手段を用いた場合のデューティ比Ｄa1よりも大きいデューティ比Ｄa2により、グロープラグへの通電をＰＷＭ制御する手段が挙げられる。
【００１５】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、安定評価手段として、エンジンの回転数に関する回転数情報を用いて、エンジンの回転安定性を評価する回転数安定評価手段を用いる。回転安定性を評価するのに、エンジンの回転数に関する回転数情報を用いれば、直接的に評価できるので、確実で正確に評価することができる。
しかも、本発明のグロープラグ通電制御装置では、回転数情報を外部から通信により取する。ＥＣＵ等では、回転数センサ、クランク角センサなどの出力から割り出して、各時点でのエンジンの回転数を示す情報を得ている場合が多い。従って、このようにＥＣＵ等によって既に得ている情報を回転数情報として、ＥＣＵ等から通信により取得すれば、容易に得られる。また、グロープラグ通電制御装置での処理も容易である。
なお、外部から取得する回転数情報としては、各時点でのエンジンの回転数や、各時点でのエンジンの回転数を所定回数蓄積して得た回転数の移動平均値が挙げられる。
【００１７】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、移動標準偏差算出手段で、回転数情報を用いて回転数の移動標準偏差を算出する。この回転数の移動標準偏差が大きい場合には、各時点での回転数の値が時間的にばらついている、つまり、エンジンの回転安定性が低いことを示している。従って、この移動標準偏差を用いることで、判断手段において回転安定性が所定レベルに達しているか否かを適切に評価することができる。
【００１８】
回転数の差分値（現在の回転数と１つ過去の回転数との差）を用いても、回転安定性の評価を行いうるが、差分値は、ラフアイドルが継続している期間では、時間と共に激しく変化する（乱高下する）傾向があるので、回転安定性の評価を適切に行いにくい。
これに対し、移動標準偏差は、多数（例えば５０ヶ）分の過去の回転数を用いて算出することにより、一時的な回転数の変動では急変しなくなる。一方、各気筒のミスファイアが減少しエンジンの回転が安定してくると、移動標準偏差は徐々に低下するという傾向を示すので、回転安定性を評価する指標としてより適切である。
【００１９】
なお、移動標準偏差を算出するに当たって、用いる回転数情報の数は、このグロープラグ通電制御装置が外部から受け取る回転数情報の頻度にもよるが、０．３秒〜５．０秒程度の期間にわたる回転数情報を反映させ得る数とすると良い。例えば、回転数情報を１０msec毎に得る場合には、３０ヶ〜５００ヶ（０．３秒〜５．０秒間）の回転数情報を用いて、移動標準偏差を算出すると良い。短すぎると移動標準偏差の値が安定しない可能性がある。一方、長すぎると回転数の変化が反映されにくくなり、適切な制御が行いにくくなるからである。
【００２０】
また、クランキングを開始した後、エンジンの始動の前後では、エンジンの回転数が、クランキングによるごく低い回転数から、例えば数１００ｒｐｍの値にまで急変化する。このため、移動標準偏差を算出しても有用な値を得ることができない虞がある。そこで、エンジンの回転数が所定の値（例えば数１００ｒｐｍ）を超えるなどエンジンが始動してから、所定期間内（例えば数秒間）に得られた回転数情報は、移動標準偏差を算出するのに用いない処理を行うのが好ましい。
【００２１】
さらに、上述のグロープラグ通電制御装置であって、前記低温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの温度が第１
目標温度となり、これを維持するように、上記抵抗発熱ヒータへの通電を制御するグロープラグ通電制御装置とすると良い。
【００２２】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、安定評価手段により、所定レベル以上の回転安定性が得られていると評価され、低温始動後グロー手段によって抵抗発熱ヒータが通電制御される場合に、抵抗発熱ヒータの温度が第１目標温度となり、これを維持するように、グロープラグへの通電を制御する。これにより効果的に、エンジンの燃焼室内の暖気を促進させ、また、ディーゼルノックの発生を防止し、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出などを抑制することができる。
【００２３】
さらに、上述のグロープラグ通電制御装置であって、前記低温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの抵抗値に基づいて、前記グロープラグに印加する電圧波形のデューティ比Ｄa1を算出し、このデューティ比Ｄa1により、上記抵抗発熱ヒータへの通電をＰＷＭ制御するグロープラグ通電制御装置とすると良い。
【００２４】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、低温始動後グロー手段は、抵抗発熱ヒータの抵抗値に基づいて、グロープラグに印加する電圧波形のデューティ比Ｄa1を算出し、これによりグロープラグへの通電をＰＷＭ制御する。ＰＷＭ制御は、デューテイ比によりグロープラグへの投入電力を簡単に調整できる利点がある。ここで、低温始動後グロー手段による制御期間中は、燃焼噴霧やスワールなどの外的な要因により、抵抗発熱ヒータの温度が低下することがあるため、これを見込んで抵抗発熱ヒータを安定加熱する必要がある。一方、低温始動後グロー手段による制御期間中における抵抗発熱ヒータの抵抗値は、その温度に対応した定常状態にあるので、即ち、抵抗発熱ヒータの抵抗値とその温度との間で相関があるので、その抵抗値に基づいて算出したデューティ比Ｄa1を利用すれば、ヒータ温度をより正確に第１目標温度とし、これを安定に維持することができる。
なお、各々の抵抗値に応じたデューティ比Ｄa1を予め定めておけば、簡単な制御形態により、ヒータ温度を制御することができる。
【００２５】
さらに、前２項のいずれかに記載のグロープラグ通電制御装置であって、前記高温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの温度が、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度となり、これを維持するように、上記抵抗発熱ヒータへの通電を制御するグロープラグ通電制御装置とすると良い。
【００２６】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、安定評価手段により、所定レベル以上の回転安定性が得られていないと評価され、高温始動後グロー手段によって抵抗発熱ヒータが通電制御される場合に、抵抗発熱ヒータの温度が、第１目標温度よりも高い第２目標温度となり、これを維持するように、グロープラグへの通電を制御する。このようにしてエンジン始動後も抵抗発熱ヒータの温度をより高い第２目標温度とし、これを維持するので、エンジンの回転安定性が低い状態においても、確実にエンジンの燃焼室内の暖気を促進させ着火を補助して失火を抑制し、ディーゼルノックの発生を防止し、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出などを抑制することができる。
【００２７】
さらに、上述のグロープラグ通電制御装置であって、前記高温始動後グロー手段は、前記抵抗発熱ヒータの抵抗値に基づいて、前記グロープラグに印加する電圧波形のデューティ比Ｄa2を算出し、このデューティ比Ｄa2により、上記抵抗発熱ヒータへの通電をＰＷＭ制御するグロープラグ通電制御装置とすると良い。
【００２８】
本発明のグロープラグ通電制御装置では、高温始動後グロー手段は、抵抗発熱ヒータの抵抗値に基づいて、グロープラグに印加する電圧波形のデューティ比Ｄa2を算出し、これによりグロープラグへの通電をＰＷＭ制御する。ＰＷＭ制御は、デューテイ比によりグロープラグへの投入電力を簡単に調整できる利点がある。そして、高温始動後グロー手段による制御期間中における抵抗発熱ヒータの抵抗値は、その温度に対応した定常状態にあるので、即ち、抵抗発熱ヒータの抵抗値とその温度との間に相関があるので、その抵抗値に基づいて算出したデューティ比Ｄa2を利用すれば、ヒータ温度をより正確に第２目標温度とし、これを安定に維持することができる。
なお、各々の抵抗値に応じたデューティ比Ｄa2を予め定めておけば、簡単な制御形態により、ヒータ温度を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明のグロープラグ通電制御装置１０１を含むグロープラグ通電制御システム１００について、図１を参照して説明する。このグロープラグ通電制御システム１００は、グロープラグ通電制御装置１０１のほか、バッテリＢＴ、キースイッチＫＳＷ、エンジン制御ユニット２０１（Engine Control Unit：以下、ＥＣＵとも言う。）、及びオルタネータ２１１から構成されている。
【００３０】
このうち、図１に破線で示すグロープラグ通電制御装置１０１は、主制御部１１１、ｎ個のスイッチング素子１０５１〜１０５ｎ、電源回路１０３、インターフェイス回路１０４，１０６を含んでいる。このうち、主制御部１１１は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータ、Ａ／Ｄコンバータを有している。また、電源回路１０３は、バッテリＢＴからキースイッチＫＳＷ及び端子１０１Ｂを介して受電し、信号処理のための安定した動作電圧を主制御部１１１に供給する。具体的には、運転者が、キースイッチＫＳＷをオン位置及びスタート位置にすると、バッテリＢＴから電源回路１０３を通じて主制御部１１１に電力が供給され、主制御部１１１が作動する。一方、キースイッチＫＳＷをオフ位置にすると、電源回路１０３及び主制御部１１１への電力供給が途絶え、主制御部１１１は動作を停止する。
【００３１】
また、各スイッチング素子１０５１〜１０５ｎは、本実施形態では、パワーＭＯＳＦＥＴを含むスイッチング素子である。具体的には、各スイッチング素子１０５１〜１０５ｎは、自身のドレイン−ソース間を流れる電流の大きさを電流信号として出力できる電流検知機能付きＦＥＴ（Infineon Technologies AG 社製ＰＲＯＦＥＴ（登録商標））である
。このスイッチング素子１０５１〜１０５ｎからは、主制御部１１１へ電流信号がそれぞれ出力される。スイッチング素子１０５１〜１０５ｎには、具体的にはそのうちＦＥＴのドレインには、バッテリ端子１０１Ｆを介して、バッテリＢＴからの電力が供給される。各ＦＥＴのソースは、各グロー端子１０１Ｇ１〜１０１Ｇｎを介して、ｎ個のグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎにそれぞれ接続している。また、このスイッチング素子１０５１〜１０５ｎのうち各ＦＥＴのゲートには、主制御部１１１からのスイッチング信号が入力されている。従って、主制御部１１１からのスイッチング信号により、ドレイン−ソース間を流れる電流のスイッチング制御、従って、各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの通電がＯＮ／ＯＦＦ制御が可能となっている。
【００３２】
さらに主制御部１１１には、グロー端子１０１Ｇ１〜１０１Ｇｎの電圧、従って、各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの印加電圧Ｖ１〜Ｖｎがそれぞれ入力される。従って、主制御部１１１では、各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの印加電圧Ｖ１〜Ｖｎ、及び各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎに流れる電流Ｉ１〜Ｉｎの大きさを知ることができる。つまり、各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎに投入した電力の大きさを知ることができる。
なお、主制御部１１１に入力されたグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎへの印加電圧Ｖ１〜ＶｎとグロープラグＧＰ１〜ＧＰｎを流れる通電電流Ｉ１〜Ｉｎの大きさは、図示しないＡ／Ｄコンバータによりデジタル化され、主制御部１１１内の図示しないマイクロコンピュータで、後述する処理プログラムに従って処理される。
【００３３】
さらに、グロープラグ通電制御装置１０１では、インターフェイス回路１０４を通じて、主制御部１１１において、運転者がキースイッチＫＳＷをスタート位置としたか否かを知ることができるようにされている。
また、主制御部１１１は、インターフェース回路１０６を介して、外部のＥＣＵ２０１と相互に通信可能とされており、このＥＣＵ２０１から、このＥＣＵ２０１が別途取得した図示しないエンジンの回転数Ｎのデータを定期的に受信している。また、主制御部１１１は、オルタネータ２１１の駆動信号を、インターフェイス回路１０６を介して受信可能に構成されている。
【００３４】
ついで、このグロープラグ通電制御装置１００で通電制御されるグロープラグＧＰ（ＧＰ１〜ＧＰｎ）の構造について説明する。図２は、グロープラグＧＰの部分破断断面図である。また、図３は、グロープラグＧＰをディーゼルエンジンのエンジンブロックＥＢに設置した状態を示す説明図である。このグロープラグＧＰは、抵抗発熱ヒータとして構成されたシーズヒータ２と、その外側に配置された筒状の主体金具３とを備える。シーズヒータ２は、図３に示すように、先端が閉じたシーズチューブ１１の内側に、複数の、本実施形態においては２つの抵抗線コイル、即ち、先端側（図中、右側）に配置された発熱コイル２１と、その後端に直列接続された制御コイル２３とを有し、絶縁材料としてのマグネシア粉末２７と共に封入されている。図２に示すように、シーズチューブ１１のうち、発熱コイル２１及び制御コイル２３を収容している本体部１１ａは、その先端側（図２中、下方）が主体金具３から突出している。図３に示すように、発熱コイル２１は、その先端においてシーズチューブ１１と導通しているが、発熱コイル２１及び制御コイル２３の外周とシーズチューブ１１の内周面とは、マグネシア粉末２７の介在により絶縁された状態となっている。また、シーズチューブ１１のうち、基端側（図２中、上方）は、本体部１１ａよりも径大の大径部１１ｂとされている。
【００３５】
発熱コイル２１は、例えば、２０℃での電気比抵抗Ｒ20が８０μΩ・ｃｍ以上２００μΩ・ｃｍ以下、１０００℃での電気比抵抗をＲ1000としたとき、比Ｒ1000／Ｒ20が０．８以上３以下の材料、具体的には、Ｆｅ−Ｃｒ合金、あるいは、Ｎｉ−Ｃｒ合金等により構成されている。一方、制御コイル２３は、例えば、２０℃での電気比抵抗Ｒ20が５μΩ・ｃｍ以上２０μΩ・ｃｍ以下、１０００℃での電気比抵抗をＲ1000としたとき、比Ｒ1000／Ｒ20が６以上２０以下の材料、具体的には、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ合金、あるいは、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等により構成されている。
【００３６】
また、図３に示すように、シーズチューブ１１内には、その基端側（図３中、左方）から棒状の通電端子軸１３が挿入され、その先端は制御コイル２３の後端に溶接等により接続されている。他方、図２に示すように、通電端子軸１３の後端部分には、雄ねじ部１３ａが形成されている。また、主体金具３は、軸方向に貫通する貫通孔４を有する筒状であり、この貫通孔４内には、シーズチューブ１１の先端側を主体金具３の先端３ｂから所定長突出させた状態で、シーズヒータ２が挿入され固定されている。さらにこの主体金具３の外周面には、グロープラグＧＰをディーゼルエンジン（エンジンブロックＥＢ）に取り付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための六角断面形状の工具係合部９が形成されており、その先端側（図中、下方）には取付用の取付ねじ部７が形成されている。
【００３７】
主体金具３の貫通孔４は、シーズチューブ１１が突出する先端開口端３ｂ側に位置する比較的小径の小径部４ａと、この基端側（図２中、上方）に続く大径部４ｂと、主体金具３の基端３ａに至る座ぐり部４ｃとからなっている。このうち、小径部４ａにはシーズチューブ１１の大径部１１ｂが圧入固定されている。他方、貫通孔４の座ぐり部４ｃには、通電端子軸１３に挿通されたゴム製のＯリング１５とリング状の絶縁ブッシュ１６（例えばナイロン製のもの）とがはめ込まれている。そして、そのさらに基端側（図中、上方）において、通電端子軸１３には、絶縁ブッシュ１６の脱落を防止するための押さえリング１７が装着されている。この押さえリング１７は、加締め加工により縮径されて通電端子軸１３に固定されている。また、このグロープラグＧＰでは、押さえリング１７との結合力を高めるため、通電端子軸１３のうち、押さえリング１７の内側に位置する部分は、その表面がローレット加工されたローレット部１３ｂとされている。通電端子軸１３のうち、ローレット部１３ｂより基端側（図中、上方）には、通電用のケーブルの端子をこの通電端子軸１３に固定するためのナット１９が螺入されている。
【００３８】
このグロープラグＧＰは、図３に示すように、主体金具３の取付ねじ部７によりディーゼルエンジンのエンジンブロックＥＢに設けられたプラグホールＨＰ内に取り付けられている。これにより、シーズチューブ１１の本体部１１ａのうち先端側の部分は、エンジン燃焼室ＣＲ内に一定長突出した形態に配置される。例えば、図３に示す本実施形態では、シーズヒータ２のうち、発熱コイル２１はその全体が、また制御コイル２３もそのほぼ全体がエンジン燃焼室ＣＲ内に位置するように配置される。
【００３９】
次いで、このグロープラグ通電制御システム１００（グロープラグ通電制御装置１０１）によるグロープラグＧＰの通電制御について、図４〜図１３に示したフローチャート、及び図１４の各グラフを参照しつつ説明する。
このグロープラグ通電制御装置１０１により、以下の通電制御を行う。即ち、運転者（操作者）がオフ位置であったキースイッチＫＳＷをオン位置にすると、前述したように、バッテリＢＴから、キースイッチＫＳＷ、電源端子１０１Ｂ、電源回路１０３を介して、主制御部１１１に駆動電圧が印加される。これにより、主制御部１１１が所定の手順で作動し始め、予め記憶されていたプログラムに従って、各グロープラグＧＰ１〜ＧＰｎについて、概略以下の通電制御を行う。
【００４０】
即ち、まず、プリグロー手段により制御されるプリグローステップを実行する。即ち、バッテリＢＴの電圧をグロープラグＧＰに直接印加して、シーズヒータ２を短時間で昇温させてプリグロー目標温度（例えば、ＴＧ＝１０００℃）まで昇温させる。その後、遷移グロー手段により制御される遷移グローステップに移行する。即ち、グロープラグＧＰの印加電圧Ｖ１等に基づいて、グロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御して、シーズヒータ２の温度ＴＧの落ち込みを抑制する。この遷移グローステップ中に、操作者がキースイッチＫＳＷをスタート位置にすると、エンジンのクランキングを開始すると共に、クランキンググロー手段により制御されるクランキンググローステップに移行する。即ち、クランキング中のグロープラグＧＰの印加電圧Ｖ１等に基づいて、グロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御して、この期間におけるシーズヒータ２の温度ＴＧの落ち込みを抑制し、エンジンの始動性を向上させる。さらに、エンジン始動後は、始動後グロー手段により制御される始動後グローステップに移行する。具体的には、始動後のエンジンの回転安定性を評価し、回転安定性が或るレベルに達している場合には、低温始動後グロー手段により低温始動後グローステップを実行し、所定時間（例えば１８０秒間）にわたり、シーズヒータ２の温度ＴＧを始動後第１目標温度（例えばＴＧ＝９００℃）に維持する。一方、回転安定性が或るレベルに達していない場合には、高温始動後グロー手段により高温始動後グローステップを実行し、回転安定性が或るレベルに達するまでシーズヒータ２の温度ＴＧを始動後第１目標温度よりも高い始動後第２目標温度（例えばＴＧ＝１０００℃）とし、これを維持し、失火を防止し、早期にエンジンの回転を安定にさせる。
なお、本実施形態における始動後第１目標温度は、本発明の第１目標温度に、始動後第２目標温度は、本発明の第２目標温度に対応している。
【００４１】
では、以下で通電制御の詳細について説明する。図４に示すように、運転者がキースイッチＫＳＷをオン位置にすると、まず、ステップＳ１において、主制御部１１１のプログラムの初期化を行う。例えば、グロープラグＧＰへの積算電力量ＧｗはＧｗ＝０とされる。また、プリグロー中フラグ（プリグローステップ中であることを意味するフラグ）がセットされる。一方、プリグロー終了フラグ（プリグローステップが終了したことを意味するフラグ）、スタート信号フラグ（キースイッチＫＳＷがスタート位置とされたことを意味するフラグ）、始動後グロー中フラグ（始動後グローステップ中であることを意味するフラグ）、及び始動フラグ（エンジンが始動したことを意味するフラグ）は、それぞれクリアされる。
【００４２】
次に、ステップＳ２において、図１に示すように、グロー端子１０１Ｇ１〜１０１Ｇｎを通じてグロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１〜Ｖｎと、各スイッチング素子１０５１〜１０５ｎを通じて各グロープラグＧＰに流される電流値Ｉ１〜Ｉｎを、それぞれ主制御部１１１に取り込む。そして、これらの電圧値Ｖ１〜Ｖｎと電流値Ｉ１〜Ｉｎより、各シーズヒータ２の現在の抵抗値Ｒ１〜Ｒｎをそれぞれ算出する。
【００４３】
次に、ステップＳ３において、スタート信号の入力処理を行う。具体的には、図５に示すスタート信号入力処理のサブルーチンに進む。ここではまず、ステップＳ３１において、プリグローステップが終了し、かつ、始動後グローステップ中でないか否かを判断する。即ち、プリグロー終了フラグがセットされ、かつ、始動後グロー中フラグがクリアされているか否かを判断する。ここで、ＹＥＳ、即ち、プリグローステップが終了し、かつ、始動後グローステップ中でない場合には、ステップＳ３２に進む。つまり、遷移グローステップ中あるいはクランキンググローステップ中である場合には、ステップＳ３２に進む。一方、ＮＯ、即ち、プリグローステップが終了していないか、あるいは、始動後グローステップ中である場合には、そのままメインルーチンに戻る。
【００４４】
ステップＳ３２では、インターフェイス回路１０４を通じて、キースイッチＫＳＷがスタート位置とされたこをと示すスタート信号を取り込む。そして、ステップＳ３３に進み、スタート信号の入力が０．１ｓｅｃ連続してオンか否か、具体的には、スタート信号の入力が８周期連続してオンか否かを判断する。０．１ｓｅｃ連続していることを条件とするのは、ノイズ等によるスタート信号の誤入力を排除するためである。ここで、ＹＥＳの場合には、ステップＳ３４に進み、スタート信号フラグをセットする。そして、メインルーチンに戻る。一方、ＮＯ、即ち、スタート信号の入力が０．１ｓｅｃ連続してオンでない場合（キースイッチＫＳＷがスタート位置とされていない場合）には、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、スタート信号入力が０．１ｓｅｃ連続してオフか否か、具体的には、スタート信号の入力が８周期連続してオフか否かを判断する。即ち、キースイッチＫＳＷがスタート位置にないかどうかを判断する。ここで、ＹＥＳ、即ち、スタート信号入力が０．１ｓｅｃ連続してオフの場合（キースイッチＫＳＷがスタート位置にない、つまり、オン位置にある場合）には、ステップＳ３６でスタート信号フラグをクリアし、メインルーチンに戻る。一方、ＮＯ、即ち、スタート信号入力が０．１ｓｅｃ連続してオフでない場合には、そのままメインルーチンに戻る。
【００４５】
ついで、図４のメインルーチンのステップＳ４において、遷移グローステップ中のＰＷＭ制御におけるデューティ比Ｄｈと、クランキンググローステップ中のＰＷＭ制御におけるデューティ比Ｄｋとを、それぞれ算出する。具体的には、遷移グローステップに関しては、グロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１〜Ｖｎに基づいて、このグロープラグＧＰに印加するパルス波形のデューティ比Ｄｈを算出する。同様に、クランキンググローステップに関しても、グロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１等に基づいて、グロープラグＧＰに印加するパルス波形のデューティ比Ｄｋを算出する。
なお、このステップＳ４を実行する毎に、算出式を用いてこれらを算出しても良いが、例えば、グロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１等とデューティ比ＤｈあるいはＤｋとの関係を示すテーブルを用意しておき、これを参照してデューティ比Ｄｈ，Ｄｋを決定するとよい。
【００４６】
また、デューティ比ＤｋとＤｈとは、デューティ比Ｄｋは、遷移グローステップ中にグロープラグＧＰに印加される電圧値が、クランキンググローステップ中にグロープラグＧＰに印加される電圧値と同一であると仮定したときに、遷移グローステップで算出されるデューティ比Ｄｈよりも大きくなるように、算出式あるいはテーブルを調整しておく。
これにより、遷移グローステップからクランキンググローステップに移行した後に、シーズヒータ２の温度が落ち込むのを抑制できる。
【００４７】
次に、ステップＳ５において、始動後グローステップのうち、低温始動後グローステップ中のＰＷＭ制御におけるデューティ比Ｄａ１を算出する。即ち、図６に示すサブルーチンに進む。ここでは、まず、ステップＳ５１において、シーズヒータ２の抵抗値の目標値からの誤差ΔＲ１を算出する。具体的には、シーズヒータ２の現在の抵抗値をＲ、シーズヒータ２が始動後第１目標温度（例えばＴＧ＝９００℃）となったときの抵抗値をＲｔ１としたとき、抵抗値の誤差ΔＲ１を、ΔＲ＝Ｒｔ１−Ｒにより算出する。次に、ステップＳ５２に進み、制御実効電圧値Ｖｃを算出する。具体的には、制御実効電圧値Ｖｃを、Ｖｃ＝Ｋ0＋Ｋ1ΔＲ１＋Ｋ2∫ΔＲ１ｄｔの式を用いて算出する。なお、Ｋ0、Ｋ1、Ｋ2は定数で、Ｋ0、Ｋ1、Ｋ2＞０である。続いて、ステップＳ５３に進み、デューティ比Ｄａ１を算出する。具体的には、デューティ比Ｄａ１を、Ｄａ１＝Ｖｃ2／Ｖｂ2に従って算出する。なお、Ｖｂは、ステップＳ２で取り込んだ各グロープラグＧＰの電圧値Ｖ１〜Ｖｎである。その後メインルーチンに戻る。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、始動後グローステップのうち、高温始動後グローステップ中のＰＷＭ制御におけるデューティ比Ｄａ２を算出する。即ち、図７に示すサブルーチンに進む。ここでは、まず、ステップＳ６１において、シーズヒータ２の抵抗値の目標値からの誤差ΔＲ２を算出する。具体的には、シーズヒータ２の現在の抵抗値をＲ、シーズヒータ２が始動後第１目標温度より高い始動後第２目標温度（例えばＴＧ＝１０００℃）となったときの抵抗値をＲｔ２としたとき、抵抗値の誤差ΔＲ２を、ΔＲ＝Ｒｔ２−Ｒにより算出する。次に、ステップＳ６２に進み、制御実効電圧値Ｖｄを算出する。具体的には、制御実効電圧値Ｖｄを、Ｖｄ＝Ｋ3＋Ｋ4ΔＲ２＋Ｋ5∫ΔＲ２ｄｔの式を用いて算出する。なお、Ｋ3、Ｋ4、Ｋ5は定数で、Ｋ3、Ｋ4、Ｋ5＞０である。続いて、ステップＳ６３に進み、デューティ比Ｄａ２を算出する。具体的には、デューティ比Ｄａ２を、Ｄａ２＝Ｖｄ2／Ｖｂ2に従って算出する。その後メインルーチンに戻る。
【００４９】
ついで、ステップＳ７において、エンジンの回転数Ｎの移動標準偏差σａを算出する。具体的には、図８に示すサブルーチンを実行する。まず、ステップＳ７１において、ＥＣＵ２０１からインターフェイス回路１０６を通じて、エンジンの回転数Ｎについての情報を取得する。本実施形態では、エンジンの回転数Ｎに応じた信号を出力するクランク角センサ（図示しない）の出力を、ＥＣＵで取得した現時点での回転数Ｎのデータを、このＥＣＵから受信している。ついで、ステップＳ７２では、エンジンが始動したこと示す始動フラグがセットされているかどうかを判断する。ここでＹＥＳ、つまりエンジンが始動している場合には、ステップＳ７３でタイマをスタートさせてから、ステップＳ７４に移行する。一方、ＮＯ、即ち、エンジンがまだ始動していない場合には、ステップＳ７３をスキップして、ステップＳ７４に進む。
【００５０】
ステップＳ７４では、タイマがスタートしてから２秒以上経過したか否かを判断する。ここでＹＥＳ、つまりエンジン始動から２秒以上経過している場合には、ステップＳ７５に進み、ＥＣＵ２０１から受信したエンジンの現在の回転数Ｎのデータを記憶してから、ステップＳ７６に移行する。一方、ＮＯ、即ち、エンジン始動から所定時間経過していない場合には、ステップＳ７５をスキップして、ステップＳ７６に進む。
エンジン始動の前後は、ごく低速のクランキングから数１００ｒｐｍまで回転数Ｎが急上昇する。また始動の直後は、回転数Ｎ自身が安定しない。このため、エンジン始動前後の期間を含む期間について、回転数Ｎの標準偏差σａを算出すると、極めて大きな値となることが予測される。そこで、エンジン始動の直後、具体的には後述するステップＳ９２でＹＥＳと判断されてから、２秒程度の適当な期間経過するまでは、たとえＥＣＵ２０１から回転数データを受信していたとしても、これを用いないのが好ましいからである。
【００５１】
ステップＳ７６では、記憶した回転数Ｎのデータが５０ヶ溜まったか否かを判断する。ここでＹＥＳ、つまり、回転数データが５０ヶ溜まった場合には、ステップＳ７７に進み、移動標準偏差σａを算出する。ついで、ステップＳ７８で、記憶されている５０ヶの回転数データのうち、最も古い（５０回分過去に取得した）回転数データを削除する。次回に新たな回転数データを記憶するためである。その後、メインルーチンに戻る。
一方、ステップＳ７６でＮＯと判断された場合、つまり、記憶された回転数データが５０ヶに満たない場合（記憶が行われていない場合も含む）には、ステップＳ７７，Ｓ７８をスキップして、メインルーチンに戻る。
【００５２】
なお、ステップＳ７６における移動標準偏差σａは、以下のようにして算出する。ステップＳ７５で記憶された回転数Ｎのデータのうち、現在（最新）の回転数データをＮ0、前回（１回過去）に取得した回転数データをＮ1とし、４９回過去に取得した回転数データをＮ49とし、これらの移動平均値をＤＡとしたとき、移動標準偏差σａを、下記式（１）により取得する。
σａ＝√〔｛(Ｎ0−ＤＡ)2＋(Ｎ1−ＤＡ)2＋・・・＋(Ｎ49−ＤＡ)2｝／５０〕    (1)
なお、移動平均値ＤＡは、下記式（２）で与えられる。
ＤＡ＝(Ｎ0＋Ｎ1＋Ｎ2＋・・・＋Ｎ49)／５０    (2)
【００５３】
次に、ステップＳ８において、現在、クランキング中か否かを判断する。即ち、スタート信号フラグがセットされているか否かを判断する。ここで、ＹＥＳ、即ち、クランキング中の場合（スタート信号入力フラグがセットされている場合）には、ステップＳ９のクランキンググロー処理のサブルーチンに進む。一方、ＮＯの場合には、ステップＳＢに進む。
【００５４】
ステップＳ９では、図９に示すクランキンググロー処理を行う。まずステップＳ９１において、クランキング通電をオンにする。具体的には、ステップＳ４で算出したデューティ比Ｄｋで、グロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御する。さらに、ステップＳ９２では、エンジンが始動したか否かを判定する。具体的には、エンジンが始動すると、回転数Ｎが数１００ｒｐｍにまで上昇するので、ＥＣＵ２０１から得た回転数データにより、エンジンの回転数が所定のしきい値（例えばＮｔｈ＝８００ｒｐｍ）以上の値であると判断された場合に、エンジンが始動したと判断する。ここでＹＥＳ（エンジンが始動した）の場合には、ステップＳ９３において、エンジンが始動したことを示す始動フラグをセットし、メインルーチンに戻る。ステップＳ９２において、ＮＯ（エンジンが未だ始動していない）の場合には、ステップＳ９３をスキップして、メインルーチンに戻る。
【００５５】
一方、ステップＳ８でＮＯと判断され、ステップＳＢに進んだ場合、ここでオルタネータ２１１が発動中か否かを判断する。具体的には、オルタネータ２１１の出力を、インターフェイス回路１０６を通じて取得する。ここで、ＹＥＳ、即ち、エンジンが始動し、オルタネータ２１１が発動中である場合には、始動後グローステップに進む。具体的には、まずステップＳＣに進み、移動標準偏差σａが算出されたか否かを判断する。ステップＳ７の回転数の移動標準偏差算出サブルーチンにおいて、既に説明したように、移動標準偏差σａは、エンジンが始動して２秒以上経過し、さらに、回転数データを５０ヶ分記憶しなければ算出されない。従って、移動標準偏差σａが算出されている場合には、エンジンの始動から或る程度時間が経過し、エンジンの回転安定性を評価できる状態となっていると考えられる。
【００５６】
そこで、このステップＳＣでＹＥＳの場合には、ステップＳＤに進み、回転数Ｎの移動標準偏差σａが、所定のしきい値σｔｈよりも大きいか否かを判定する。σａ＞σｔｈである場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＥに進み、高温始動後グロー処理のサブルーチンを実行する（図１０参照）。回転数Ｎの移動標準偏差σａが未だ大きいことから、エンジンの回転安定性が低く、一部の気筒で失火しているなどによりラフアイドル状態になっていると考えられるからである。
一方、ステップＳＤでＮＯとされた場合（σａ≦σｔｈ）である場合には、ステップＳＦに進み、低温始動後グロー処理のサブルーチンを実行する（図１１参照）。回転数Ｎの移動標準偏差σａがしきい値σｔｈより小さな値となったことから、エンジンの回転安定性が高く、各気筒とも適切に着火していると考えられるからである。
【００５７】
図１０に示すステップＳＥの高温始動後グロー処理サブルーチンでは、まず、ステップＳＥ１において、このサブルーチンにより高温始動後グロー通電を行っている時間が所定の高温維持時間（例えば１８０秒間）を経過したか否かを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、高温始動後グロー通電を開始してから所定の高温維持時間が未だ経過していない場合には、ステップＳＥ２に進む。このステップＳＥ２では、高温始動後グロー通電をオンとし、始動後グロー中フラグをセットする。高温始動後グロー通電は、ステップＳ６で算出したデューティ比Ｄａ２でグロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御して、シーズヒータ２の温度を始動後第２目標温度（例えばＴＧ＝１０００℃）としてこれを維持する。その後は、メインルーチンに戻る。これにより、エンジンの始動後、回転安定性が低い場合（ステップＳＤにおいてＹＥＳ）や、エンジンの始動後、短時間（２．６秒以下）しか経過していない場合には、この高温始動後グロー通電によりシーズヒータ２が比較的高温（例えばＴＧ＝１０００℃）に維持されるので、例えば低温環境下であるためエンジンの一部の気筒で失火が生じラフアイドルとなっている場合でも、シーズヒータ２（グロープラグＧＰ）による着火補助で失火が抑制される。したがって、早期に回転数Ｎが安定となり、回転数Ｎの不安定に伴う振動や騒音、未燃ガスの排出が抑制できる。なお、回転数Ｎが安定になることで、ステップＳ７で算出する移動標準偏差σａの値も早期に小さくなるから、ステップＳＤでＮＯ、つまり、σａ≦σｔｈと判断された後は、このステップＳＥのサブルーチンは実行されず、ステップＳＦの低温始動後グロー処理サブルーチンが実行されることとなる。
【００５８】
一方、ステップＳＥ１において、ＹＥＳ、即ち、高温維持時間を経過した場合には、ステップＳＥ３に進み、高温始動後グロー通電をオフとし、始動後グロー中フラグをクリアして、メインルーチンに戻る。高温維持時間を経過しても、移動標準偏差σａの値があまり低下しない（σａ≦σｔｈとならない）場合には、シーズヒータ２を高温（例えばＴＧ＝１０００℃）に維持しておくことによるグロープラグＧＰの寿命の低下を考慮して、適度な期間でシーズヒータ２への通電を打ち切るためである。
【００５９】
また、図１１に示すステップＳＦの低温始動後グロー処理サブルーチンでは、まず、ステップＳＦ１において、ステップＳＥ及びステップＳＦにより始動グローステップを実行している時間が、所定の始動後グロー時間（例えば１８０秒間）を経過したか否かを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、ステップＳＥあるいはステップＳＦによる通電を開始してから所定の始動後グロー時間が未だ経過していない場合には、ステップＳＦ２に進む。このステップＳＦ２では、低温始動後グロー通電をオンとし、始動後グロー中フラグをセットする。低温始動後グロー通電は、ステップＳ５で算出したデューティ比Ｄａ１でグロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御して、シーズヒータ２の温度を、前述の始動後第２目標温度より低い始動後第１目標温度（例えばＴＧ＝９００℃）としてこれを維持する。その後は、メインルーチンに戻る。これにより、エンジンの始動後、回転安定性が高い場合でも、この低温始動後グロー通電によりシーズヒータ２が或る程度の温度（例えばＴＧ＝９００℃）に維持されるので、エンジンの一部の気筒おける失火を防止し、燃焼の補助を行うことで、さらに回転数Ｎを安定にでき、また、排気ガスを清浄にできる。
【００６０】
一方、ステップＳＦ１において、ＹＥＳ、即ち、ステップＳＥあるいはステップＳＦによる通電を開始してから所定の始動後グロー時間が経過た場合には、ステップＳＦ３に進み、低温始動後グロー通電をオフとし、始動後グロー中フラグをクリアして、メインルーチンに戻る。エンジンの始動後、所定の始動後グロー時間が経過したので、もはやグロープラグＧＰによる着火補助、燃焼補助等は不要であると考えられる。一方、シーズヒータ２を高温（例えばＴＧ＝９００℃）に維持しておくことによるグロープラグＧＰの寿命の低下や電力消費を考慮して、適度な期間でシーズヒータ２への通電を打ち切るためである。
【００６１】
ところで、ステップＳＢで、ＮＯ、即ち、オルタネータ２１１が未だ発動していない場合には、ステップＳＧのプリグロー処理サブルーチン（図１２参照）に進む。ここでは、まず、ステップＳＧ１において、プリグローステップ中であるか否か、具体的には、プリグロー中フラグがセットされているか否かを判断する。ここで、ＹＥＳの場合には、ステップＳＧ２に進み、ステップＳ２で取得した電流値Ｉ１〜Ｉｎ及び電圧値Ｖ１〜Ｖｎを用いて、前回このステップＳＧ２で算出してから今回算出するまでの１サイクル分の期間中に、グロープラグＧＰに投入された電力量（Ｇｗ１）を算出する。次に、ステップＳＧ３に進み、グロープラグＧＰの積算電力量（Ｇｗ）を算出する。即ち、前回までの積算電力量Ｇｗに、それ以降に新たに投入された電力量Ｇｗ１を加算して、新たな積算電力量Ｇｗとする。
【００６２】
次に、ステップＳＧ４において、この積算電力量Ｇｗが、プリグロー目標温度（例えばＴＧ＝１０００℃）に対応する電力の目標投入量を越えたか否かを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、積算電力量Ｇｗが目標投入量を超えていない場合には、ステップＳＧ６に進み、プリグロー通電をオンとする。具体的には、グロープラグＧＰへ連続通電を行う。その後、メインルーチンに戻る。一方、ステップＳＧ４において、ＹＥＳ、即ち、積算電力量Ｇｗが目標投入量を超えた場合には、ステップＳＧ５に進み、プリグロー通電をオフとする。また、プリグロー中フラグをクリアし、一方でプリグロー終了フラグをセットする。その後、メインルーチンに戻る。
なお、ステップＳＧ１の判断において、ＮＯ、即ち、プリグローステップ中ではないと判断された場合（プリグロー中フラグがセットされていない場合）には、そのままメインルーチンに戻る。
【００６３】
メインルーチンのステップＳＡでは、図１３に示す遷移グロー処理サブルーチンを実行する。ここでは、まずステップＳＡ１において、クランキングステップ中か否か、あるいは、始動後グローステップ中か否かを判断する。具体的には、スタート信号フラグがセットされているか、あるいは、始動後グロー中フラグがセットされているかを判断する。ここで、ＹＥＳ、即ち、クランキング中である場合（スタート信号フラグがセットされている場合）、あるいは、始動後グローステップ中である場合（始動後グロー中フラグがセットされている場合）には、ステップＳＡ７に進み、遷移グロー通電をオフとして、メインルーチンに戻る。
【００６４】
一方、ステップＳＡ１において、ＮＯ、即ち、クランキング中でなく（スタート信号フラグがクリアされており）、かつ、始動後グロー中でもない（始動後グロー中フラグもクリアされている）場合には、ステップＳＡ２に進む。このステップＳＡ２では、遷移グロー時間（遷移グローステップを開始してから所定時間）が経過したか否かを判断する。ここで、ＹＥＳ、即ち、遷移グロー時間が経過している場合には、ステップＳＡ６で遷移グロー通電をオフとして、メインルーチンに戻る。一方、ステップＳＡ２において、ＮＯ、即ち、遷移グロー時間が経過していない場合には、ステップＳＡ３に進み、プリグローステップが終了したか否かを判断する。具体的には、プリグロー終了フラグがセットされているかどうかを判断する。ここで、ＮＯ、即ち、プリグローステップが終了していない場合（プリグロー終了フラグがクリアされている場合）には、ステップＳＡ５に進み、遷移グロー通電をオフとした後、メインルーチンに戻る。これに対し、ステップＳＡ３において、プリグローステップが終了している場合（プリグロー終了フラグがセットされている場合）には、ステップＳＡ４に進み、遷移グロー通電をオンとして、メインルーチンに戻る。この遷移グロー通電は、ステップＳ４で算出されたデューティ比Ｄｈに基づいて、グロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御して、プリグローステップ直後のシーズヒータ２の温度の落ち込みを抑制する。
【００６５】
ステップＳＡを実行した後は、ステップＳＨに進み、１サイクル分（１２．５ｍｓ）の時間か経過したか否かを判断する。ここで、ＹＥＳ、即ち、１２．５ｍｓが経過した場合には、ステップＳ２に戻る。一方、ＮＯ、即ち、１２．５ｍｓが経過していない場合には、経過するまでステップＳＨを繰り返す。
本実施形態のグロープラグ通電制御装置１０１は、以上のようにしてグロープラグＧＰ（ＧＰ１〜ＧＰｎ）の通電制御を行う。
【００６６】
なお、本実施形態のグロープラグ通電制御装置１０１及びその通電制御では、各ステップを実行する段階における主制御部１１１に含まれる図示しないマイクロコンピュータ等が、それぞれ、始動後グロー手段、低温始動後グロー手段、高温始動後グロー手段、安定評価手段、回転数安定評価手段、移動標準偏差算出手段、及び、判断手段の各手段に対応する。具体的には、ステップＳ７，ＳＤ，ＳＥ及びＳＦは始動後グロー手段に、ステップＳＥは高温始動後グロー手段に、ステップＳＦは低温始動後グロー手段に対応する。また、ステップＳ７及びＳＤは安定評価手段及び回転数安定評価手段に、さらに、ステップＳ７は移動標準偏差算出手段に、ステップＳＤは判断手段に対応する。
【００６７】
（実施例）
次に、具体的な実施例について説明する。本実施例では、低温環境下（例えば、−２０℃、−４０℃などの環境下）において、キースイッチＫＳＷをオン位置とした後、しばらく待ってシーズヒータ２が十分に加熱されてから、キースイッチＫＳＷをスタート位置とした場合のグロープラグ通電制御システム１００（グロープラグ通電制御装置１０１）の通電制御について説明する。図１４に示すグラフのうち、（ａ）はグロープラグＧＰのシーズヒータ２の温度ＴＧの時間変化、（ｂ）エンジン回転数Ｎの時間変化、（ｃ）はエンジン回転数Ｎの移動標準偏差σａの時間変化を示す。また、各グラフのうち、実線は、本実施例のグロープラグ通電制御装置１０１を使用した場合を、一方、破線は、始動後グローステップにおいて、高温始動後グローステップを用いることなく、低温始動後グローステップのみを用いた比較例について示す。
なお、以下では、グロープラグＧＰを、エンジン実機（排気量：2.5L、気筒数：4気筒）に取り付け、環境温度：-20℃の環境下において測定を行った例を示す。
【００６８】
まず、操作者がキースイッチＫＳＷをオン位置とすると、グロープラグ通電制御装置１０１が起動する。まず、時間ｔ０〜ｔ１のプリグローステップにおいて、グロープラグＧＰへの連続通電制御により、シーズヒータ２がプリグロー目標温度（本実施例ではＴＧ＝１０００℃）までほぼ直線的に上昇する（図１４（ａ）参照）。
前述のフローチャート（図４〜図１３）に沿って説明する。キースイッチＫＳＷがオン位置とされると、グロープラグ通電制御装置１０１が起動され、ステップＳ１が実行され、各種フラグ、初期値等が初期化される。続いて、ステップＳ２に進むが、この段階ではまだグロープラグＧＰに通電されていないので、電流値Ｉ１等、抵抗値Ｒ１は算出されない。次に、ステップＳ３のサブルーチンに進む（図５参照）が、ステップＳ３１でＮＯと判断されるので、そのままメインルーチンに戻る。
【００６９】
次に、ステップＳ４に進み、ステップＳ２で取り込んだデューティ比Ｄｈ，Ｄｋを算出する。さらに、ステップＳ５，Ｓ６のサブルーチンでデューティ比Ｄａ１，Ｄａ２を算出する。但し、この時点では、ステップＳ２で抵抗値Ｒ１等を求められなかったので、適切なデューティ比Ｄａ１，Ｄａ２を得ることはできない。
さらに、ステップＳ７に進む（図８参照）が、ステップＳ７２，Ｓ７４，Ｓ７６でいずれもＮｏと判断され、メインルーチンに戻る。続いてステップＳ８に進むが、クランキング中でないので（スタート信号入力フラグがセットされていないので）、ＮＯと判断され、ステップＳＢに進む。
【００７０】
この時点ではオルタネータ２１１は発動していないので、ステップＳＢではＮＯと判断され、ステップＳＧのサブルーチンに進む（図９参照）。ステップＳＧ１では、プリグロー中フラグがセットされているので、ＹＥＳと判断されステップＳＧ２に進む。ステップＳＧ２では、電力量Ｇｗ１を算出する。この段階ではまだグロープラグＧＰへの通電が行われていないため、電力量ＧＷ１＝０とされる。そして、ステップＳＧ３に進む。積算電力量Ｇｗは初期値を０しているので、ステップＳＧ３ではＧｗ＝０とされる。ステップＳＧ４では、積算電力Ｇｗが目標投入量に達していないことから、ＮＯと判断され、ステップＳＧ６に進む。このステップＳＧ６において、プリグロー通電がオンとされる。即ち、時間ｔ＝ｔ０以降、スイッチング素子１０５１等を連続してオン状態とし、バッテリＢＴからグロープラグＧＰ１等へ連続通電を行う。その後、メインルーチンに戻る。
【００７１】
その後、ステップＳＡのサブルーチンに進む（図１３参照）。ここでは、ステップＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３のいずれでもＮＯと判断され、ステップＳＡ５に進む。ステップＳＡ５では、遷移グロー通電をオフとする（オフにしたままとする）。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳＨに進み、１２．５ｍｓ経過した後にステップＳ２に戻る。
【００７２】
次に、再びステップＳ２において、グロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１等及びこれに流れる電流値Ｉ１等が取り込み、シーズヒータ２の現在の抵抗値Ｒ１等を算出する。続いて、ステップＳ３に進むが、上記と同様、ステップＳ３１を経てメインルーチンに戻る。次に、ステップＳ４でデューティ比Ｄｈ，Ｄｋを算出する。但し、これらは、プリグローステップ中であるため使用されない。次に、ステップＳ５，Ｓ６のサブルーチンに進み、デューティ比Ｄａ１，Ｄａ２を算出する。但し、これらも、プリグローステップ中であるため使用されない。次に、ステップＳ７に進むが、前述と同様、ステップＳ７２，Ｓ７４，Ｓ７６でいずれもＮｏと判断され、メインルーチンに戻る。続いてステップＳ８に進むが、ＮＯと判断され、ステップＳＢに進む。
【００７３】
この時点でもオルタネータは発動していないので、ステップＳＢでＮＯと判断され、ステップＳＧのサブルーチンに進む（図１２参照）。ステップＳＧ１では、上記のように、プリグローステップ中であるので、ＹＥＳと判断され、ステップＳＧ２に進む。ステップＳＧ２では、１サイクルの期間中にグロープラグＧＰに投入された電力量ＧＷ１を、ステップＳ２で取得した電圧値Ｖ１等及び電流値Ｉ１等を用いて算出する。続いて、ステップＳＧ３で、前回の積算電力量Ｇｗ（ここでは０）に、新たに投入された電力量Ｇｗ１を加算し、新たな積算電力量Ｇｗとする。次に、ステップＳＧ４において、積算電力量Ｇｗがまだ目標投入量に達していないため、ＮＯと判断され、ステップＳＧ６に進む。そして、ステップＳＧ６において、引き続きプリグロー通電がオンとされる。その後、メインルーチンに戻る。
【００７４】
次に、ステップＳＡのサブルーチンに進む（図１３参照）。ステップＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３のいずれでもＮＯと判断され、ステップＳＡ５に進む。そして、引き続き遷移グロー通電がオフとされる。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳＨで１２．５ｍｓ経過した後に、ステップＳ２に戻る。
【００７５】
その後は、積算電力量Ｇｗが目標投入量以上となるまで（ステップＳＧ４でＹＥＳと判断されるまで）、上述の処理を繰り返す。そして、積算電力量Ｇｗが目標投入量以上となった場合には、ステップＳＧ４でＹＥＳと判断されるので、ステップＳＧ５に進み、プリグロー通電をオフする。また、プリグロー中フラグをクリアし、プリグロー終了フラグをセットする。このとき、シーズヒータ２の温度ＴＧは、図１４に示すように、プリグロー目標温度（ＴＧ＝１０００℃）に到達している。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳＡのサブルーチンに進む（図１３参照）。ステップＳＡ１，ＳＡ２では、前回のサイクルと同様、ＮＯと判断される。一方、プリグロー終了フラグがセットされているので、前回とは異なり、ステップＳＡ３では、ＹＥＳと判断され、ステップＳＡ４に進む。
【００７６】
そして、ステップＳＡ４において、遷移グロー通電をオンとする。これにより、時間ｔ１で、プリグローステップから遷移グローステップに移行する。この遷移グローステップでは、図１４（ａ）に示すように、このステップ中、シーズヒータ２の温度ＴＧを１０００℃に維持し、温度の落ち込みを防止する。この遷移グロー通電は、前述したように、デューティ比Ｄｈに基づいてグロープラグＧＰの通電をＰＷＭ制御する。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳ１３に進み１２．５ｍｓ経過した後に、ステップＳ２に戻る。  
【００７７】
次に、ステップＳ２で電圧値Ｖ１等と電流値Ｉ１等を取り込み、グロープラグＧＰの抵抗値Ｒ１等を算出する。続いて、ステップＳ３のサブルーチンに進む（図５参照）。ステップＳ３１では、プリグロー終了フラグがセットされ、かつ、始動後グロー中フラグがクリアされているので、ＹＥＳと判断されてステップＳ３２に進む。さらに、ステップＳ３２でスタート信号を取り込んだ上でステップＳ３３に進むが、この段階でまだ操作者がキースイッチＫＳＷをスタート位置にしていない場合には、連続したスタート信号入力はないから、このステップＳ３３でＮＯと判断され、ステップＳ３５に進む。このステップＳ３５では、スタート信号入力が８周期連続してオフとされているため、ＹＥＳと判断される。そして、ステップＳ３６でステート信号フラグをクリアする。
なお、スタート信号フラグは、ステップＳ１でクリアされているので、そのクリア状態が維持される。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳ４に進み、デューティ比Ｄｈ，Ｄｋを算出する。次に、ステップＳ５，Ｓ６のサブルーチンに進み、デューティ比Ｄａ１，Ｄａ２を算出する。但し、ここで算出されたデューティ比Ｄｋ，Ｄａ１，Ｄａ２は使用されない。また、ステップＳ７のサブルーチンでもエンジン回転数の移動標準偏差σａは算出されない。
【００７８】
次に、ステップＳ８に進む。この時点ではクランキング中でないので、ＮＯと判断され、ステップＳＢに進む。このステップＳＢでは、オルタネータは発動していないので、ＮＯと判断され、ステップＳＧのサブルーチンに進む（図１２参照）。ステップＳＧ１では、既にプリグロー中フラグがクリアされているので、前回とは異なり、ＮＯと判断され、そのままメインルーチンに戻り、ステップＳＡのサブルーチンに進む（図１３参照）。ステップＳＡ１，ＳＡ２で、前回と同様ＮＯと判断され、ステップＳＡ３に進む。このステップＳＡ３では、プリグローステップが終了しているので、ＹＥＳと判断され、ステップＳＡ４に進み、引き続き遷移グロー通電がオンとされる。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳＨを経由して、ステップＳ２に戻る。
【００７９】
その後は、運転者がキースイッチＫＳＷをスタート位置とすることにより０．１秒以上スタート信号が入力され、ステップＳ３３でＹＥＳと判断されるまで（図５参照）、上記の処理を繰り返す。あるいは、ステップＳＡ２においてＹＥＳつまり、所定の遷移グロー時間が経過するまで、上記の処理を繰り返す（図１３参照）。プリグローの後、運転者がキースイッチＫＳＷをスタート位置とするのを待機していたが、ある程度の時間待っても、運転者の操作がなかった場合には、ステップＳＡ６に進み、遷移グロー通電をオフとする。即ち、遷移グローステップが終了する。運転者がエンジンを指導させる意思を失ったと考えられるからである。その後、メインルーチンに戻り、ステップＳＨを経由してステップＳ２に戻る。
【００８０】
一方、遷移グロー時間が経過する前に、キースイッチＫＳＷが０．１秒間連続してスタート位置とされた場合には、ステップＳ３３でＹＥＳと判断され、ステップＳ３４に進み、スタート信号フラグがセットされる。これにより、本実施例では、時間ｔ２で、遷移グローステップからクランキンググローステップに移行する（図１４参照）。これ以降のクランキンググローステップでは、クランキングのために始動モータに大電流を流すため、バッテリＢＴの電圧（グロープラグＧＰの印加電圧Ｖ１等）が低下するが、シーズヒータ２の温度ＴＧ（ＴＧ＝１０００℃）を維持するように、遷移グローステップの場合より大きなデューティ比Ｄｋで、グロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御する。その結果、図１４（ａ）に示すように、クランキングによるバッテリＢＴの電圧低下やピストンの動作によりシーズヒータ２の冷却が行われているにも拘わらず、シーズヒータ２の温度ＴＧに落ち込みはなく、その温度ＴＧが維持される。
これと共に、キースイッチＫＳＷがスタート位置とされたことにより、エンジンでは、図示しないスタータによりクランキングが行われる。
【００８１】
次に、ステップＳ４で、デューティ比Ｄｈ，Ｄｋを算出する。次に、ステップＳ５，Ｓ６のサブルーチンに進み（図６，図７参照）、デューティ比Ｄａ１，Ｄａ２を算出する。但し、このデューティ比Ｄａ１，Ｄａ２は使用されない。また、ステップＳ７のサブルーチンでもエンジン回転数の移動標準偏差σａは算出されない。
次に、ステップＳ８では、前回と異なり、この段階ではスタート信号フラグがセットされているので、クランキング中（ＹＥＳ）と判断され、ステップＳ９のサブルーチンに進む（図９参照）。これにより、時間ｔ２において、クランキング通電がオンとされる（図１４参照）。このクランキングステップでは、デューティ比Ｄｋに基づいてグロープラグＧＰをＰＷＭ制御する。その後、ステップＳ９２でエンジンが始動したか否かを判断し、始動していない場合には、メインルーチンに戻り、ステップＳＡのサブルーチンに進む（図１３参照）。ステップＳＡ１では、前回とは異なり、スタート信号フラグがセットされているので、ＹＥＳと判断され、ステップＳＡ７に進む。そして、ステップＳＡ７において、遷移グロー通電は引き続きオフとされ、メインルーチンに戻り、ステップＳＨを経由してステップＳ２に戻る。
【００８２】
再びステップＳ２において、電圧値Ｖ１等と電流値Ｉ１等が取り込まれ、グロープラグＧＰの抵抗値Ｒ１が算出される。続いて、ステップＳ３のサブルーチンに進む（図５参照）。ステップＳ３１ではＹＥＳと判断され、ステップＳ３２，Ｓ３３に進む。このステップＳ３３では、スタート信号が０．１秒以上継続して入力されていることから、ＹＥＳと判断され、ステップＳ３４に進み、引き続きスタート信号フラグをセットする。
その後は、エンジンが始動してオルタネータが発動し、運転者がキースイッチＫＳＷをオン位置に戻して、クランキングを停止させるまで、上述のステップによる処理が繰り返される。
【００８３】
一方、エンジンが始動して、図１４（ｂ）に示すように、回転数Ｎがしきい値Ｎｔｈより上昇すると、ステップＳ９（図９参照）のうちステップＳ９２でエンジンが始動したと判断され、始動フラグがセットされる（ステップＳ９３）。また、運転者はキースイッチＫＳＷをスタート位置からオン位置に戻す。これにより、ステップＳ３３でＮＯと判断され、ステップＳ３５でＹＥＳと判断され、ステップＳ３６でスタート信号フラグをクリアする（図５参照）。その後、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６においてデューティ比Ｄｈ，Ｄｋ，Ｄａ１，Ｄａ２を算出する。なお、次述するように、これらのうちデューティ比Ｄａ２のみ使用する。
【００８４】
次いで、ステップＳ７に進む（図８参照）。このうち、始動フラグがセットされているので、ステップＳ７２でＹＥＳと判断されると、タイマがスタートされる（ステップＳ７３）。但し、エンジンが始動してからあまり時間が経過していないので、ステップＳ７４，Ｓ７６はいずれもＮＯと判断され、エンジン回転数Ｎの移動標準偏差σａは、まだ算出されない。その後、ステップＳ８でＮＯ、ステップＳＢでＹＥＳと判断され、ステップＳＣに進む。上述のように、ステップＳ７で移動標準偏差σａが算出されていないので、このステップＳＣではＮＯと判断され、ステップＳＥのサブルーチンに進む（図１０参照）。
【００８５】
このうち、ステップＳＥ１では、前述のように、所定の高温維持時間が経過したか否かを判断する。この時点ではＮＯと判断され、ステップＳＥ２に進み、高温始動後グロー通電をオンとし、始動後グローフラグをセットする。これにより、時間ｔ３で、クランキンググローステップから始動後グローステップに移行する。さらに詳細には、そのうちの高温始動後グローステップに移行する。この高温始動後グローステップでは、デューティ比Ｄａ２でグロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御し、シーズヒータ２の温度ＴＧを、後述する低温始動後グローステップの始動後第１目標温度（本実施例ではＴＧ＝９００℃）よりも高い始動後第２目標温度（本実施例ではＴＧ＝１０００℃）としてこれを維持する。その結果、図１４（ａ）に示すように、シースヒータ２の温度ＴＧは、クランキンググローステップ（時間ｔ３以前）と同じ温度を維持する。
【００８６】
その後、ステップＳＡのサブルーチン（図１３参照）では、ステップＳＡ１でＹＥＳと判断され、ステップＳＡ７で引き続き遷移グロー通電をオフとする。さらに、ステップＳＨを経由して、ステップＳ２に戻る。
【００８７】
その後も上述と同様のステップによる処理を繰り返し、エンジンの始動（時間ｔ３）後、２秒経過（ステップＳ７４でＹＥＳ）し、さらに、回転数Ｎのデータが５０ヶ溜まる（ステップＳ７６でＹＥＳ）だけの時間が経過すると、ステップＳ７７でエンジン回転数Ｎの移動標準偏差σａが算出されるようになる。すると、ステップＳＣでＹＥＳと判断され、ステップＳＤで移動標準偏差σａが、所定のしきい値σｔｈよりも大きいか否かを判断する。ここで、ＹＥＳ（σａ＞σｔｈ）の場合には、ステップＳＥに進み、高温始動後グローステップを維持する。つまり、シースヒータ２の温度ＴＧを、始動後第２目標温度（本実施例ではＴＧ＝１０００℃）に維持する。
【００８８】
一方、ステップＳＤでＮＯ（σａ≦σｔｈ）と判断された場合には、ステップＳＦに進み、時間ｔ４で、低温始動後グローステップに切り換える。
図１１に示すこのステップＳＦでは、ステップＳＦ１において、この低温始動後グローステップ（ステップＳＦ）のみならず、高温始動後グローステップ（ステップＳＥ）による処理も含め、始動後グローステップによる処理が、所定の始動後グロー時間（例えば、３分）を経過したか否かを判断する。未だ経過していない時点（ＮＯ）では、ステップＳＦ２において、低温始動後グロー通電をオンとする。また、始動後グロー中フラグをセットする（セットを維持する）。
【００８９】
この低温始動後グローステップでは、デューティ比Ｄａ１でグロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御し、シーズヒータ２の温度ＴＧを、前述した高温始動後グローステップの始動後第２目標温度（本実施例ではＴＧ＝１０００℃）よりも低い始動後第１目標温度（本実施例ではＴＧ＝９００℃）としてこれを維持する。その結果、図１４（ａ）に示すように、シーズヒータ２の温度ＴＧは、時間ｔ４以降、高温始動後グローステップ（時間ｔ４以前）よりも低い温度に維持される。
シーズヒータ２の温度ＴＧを高く（例えばＴＧ＝１０００℃に）保っておくことが、エンジンの着火補助のためには好ましい。しかし、長時間シーズヒータ２を高温としておくのは、このヒータ２（グロープラグＧＰ）の寿命を低下させる。ヒータ２による消費電力が大きくなる点でも好ましくない。そこで、本実施形態では、エンジン回転数Ｎの移動標準偏差σａが、σａ≦σｔｈとなった場合には、エンジンの回転安定性も高くなり、ヒータ２をあまり高温としなくても、エンジンの着火補助ができる一方、ヒータ２の寿命や消費電力を考慮して、このヒータ２の温度ＴＧを相対的に低くしている。
【００９０】
その後は、ステップＳＡのサブルーチン（図１３参照）で、ステップＳＡ１でＹＥＳと判断され、ステップＳＡ７で引き続き遷移グロー通電をオフとする。さらに、ステップＳＨを経由して、ステップＳ２に戻る。
その後も上述と同様のステップによる処理を繰り返し、シースヒータ２の温度ＴＧを、始動後第１目標温度（本実施例ではＴＧ＝９００℃）に維持する。
【００９１】
その後、ステップＳＦ１（図１１参照）で、始動後グローステップによる処理が、所定の始動後グロー時間（例えば３分）を経過したと判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＦ３で低温始動後グロー通電をオフとし（時間ｔ＝ｔ５）、始動後グロー中フラグをクリアする。すると、ステップＳＡのサブルーチン（図１３参照）において、ステップＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３のいずれでもＮＯと判断され、ステップＳＡ５で遷移グロー通電をオフする（オフを維持する）。これにより、低温始動後グローステップ（ステップＳＦによる処理）を経ることなく、シーズヒータ２への通電を終了する。
【００９２】
なお、ステップＳＤでＮＯ（σａ≦σｔｈ）と判断されないまま、ステップＳＥ１（図１０参照）で、この高温始動後グローステップによる処理が、所定の高温維持時間（例えば３分）を経過したと判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＥ３で高温始動後グロー通電をオフとし、始動後グロー中フラグをクリアする。すると、ステップＳＡのサブルーチン（図１３参照）において、ステップＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３のいずれでもＮＯと判断され、ステップＳＡ５で遷移グロー通電をオフする（オフを維持する）。これにより、低温始動後グローステップ（ステップＳＦによる処理）を経ることなく、シーズヒータ２への通電を終了する。
【００９３】
エンジンは、始動直後は、その回転が安定しない場合が多い（図１４（ｂ）参照）。一部の気筒で失火が起こるためと考えられる。
特に、低温環境下では失火が起きやすく、回転数Ｎの不安定な状態（ラフアイドル状態）が長く継続し、不快な振動や騒音、また、未燃ガスの排出が生じやすい。
具体的には、例えば、図１４（ａ）において破線で示す比較例のように、クランキングスローステップ終了後（時間ｔ３以降）、この高温始動後グローステップを経ることなく、低温始動後グローステップに移行させ、シーズヒータ２の温度ＴＧを、始動後第１目標温度（例えばＴＧ＝９００℃）となるようにする。すると、図１４（ｂ）に破線で示すように、ラフアイドル状態が、長く継続し、なかなかアイドリングの回転数Ｎｉに収まらない。シーズヒータ２の温度ＴＧを相対的に低くしたため、失火が起きやすくなり、エンジン（エンジンブロック）自身の温度も上がらず、ラフアイドル状態が継続したものと考えられる。
このことは、図１４（ｃ）に破線で示す、ステップＳ７で算出されるエンジン回転数Ｎの移動標準偏差σａが、相対的に長く大きな値を保つことからも判る。逆に、この移動標準偏差σａは、エンジンの回転安定性を評価する指標として適切であることも判る。
【００９４】
これに対し、高温始動後グローステップを備える本実施形態では、エンジンが始動した後（時間ｔ３以降）も、図１４（ａ）に実線で示すように、ヒータ２の温度ＴＧを高く保っている（本実施例ではＴＧ＝１０００℃）。このため、図１４（ｂ）に示すように、始動直後（時間ｔ３以降）は、エンジン回転数Ｎが不安定であるが、比較例（破線）に比して、早期に回転数Ｎが安定になっている。
これは、ヒータ２の温度ＴＧを比較的高温（ＴＧ＝１０００℃）に保ったため、各気筒における着火補助が確実になされ、失火を抑制できたため、早期に回転数Ｎが安定したものと考えられる。
【００９５】
以上で説明したように、本実施形態のグロープラグ通電制御装置１０１は、プリグロー手段、遷移グロー手段、クランキンググロー手段、及び、高温始動後グロー手段と低温始動後グロー手段の２つからなる始動後グロー手段、を備える。
このうち、プリグロー手段は、キースイッチＫＳＷがオン位置とされたときに、シーズヒータ２の温度ＴＧを急速昇温させるべく、グロープラグＧＰへの通電を制御する。具体的には、連続通電を行う。
【００９６】
一方、遷移グロー手段は、プリグロー手段による通電制御に続いて、バッテリＢＴからグロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１等及び電流値Ｉ１等に基づいて、グロープラグＧＰに印加する電圧波形のデューティ比Ｄｈを算出し、このデューティ比ＤｈによりグロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御するものである。この手段により、プリグロー手段による通電制御後に、シーズヒータ２からその周囲への熱引きによる温度ＴＧの低下も見込んで、グロープラグＧＰへの通電を制御する。しかも、ＰＷＭ制御は、デューテイ比ＤｈによりグロープラグＧＰへの投入電力を簡単に調整できる利点がある。従って、シーズヒータ２の温度ＴＧの落ち込みを防止し、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００９７】
クランキンググロー手段は、遷移グロー手段による通電制御中に、キースイッチＫＳＷがスタート位置とされエンジンのクランキングが行われている期間中、バッテリＢＴからロープラグＧＰに印加される電圧値Ｖ１等に基づいて、グロープラグＧＰに印加する電圧波形のデューティ比Ｄｋを算出する。また、この手段は、遷移グロー手段による制御期間におけるバッテリＢＴの電圧値が、この手段による制御期間におけるバッテリＢＴの電圧値と同一であると仮定したときに、遷移グロー手段で算出されるデューティ比よりも大きいデューティ比Ｄｋにより、グロープラグＧＰへの通電をＰＷＭ制御するものである。これにより、クランキング期間中に起こるバッテリＢＴの電圧低下および燃料噴射等によるシーズヒータ２の冷却による温度低下をも見込んで、グロープラグＧＰへの通電を制御することができる。しかも、ＰＷＭ制御は、デューテイ比ＤｋによりグロープラグＧＰへの投入電力を簡単に調整できる利点がある。従って、クランキング期間中であっても、シーズヒータ２の温度ＴＧの落ち込みを防止し、エンジンの始動性を向上させることができる。
【００９８】
始動後グロー手段のうち、低温始動後グロー手段は、エンジンの始動後、次述する高温始動後グロー手段が実行されない場合、及び、回転数Ｎの移動標準偏差σａが、しきい値σｔｈ以下となり回転数Ｎが安定してきた場合に実行される。この低温始動後グロー手段は、プリグロー手段によりグロープラグＧＰへ供給する電力よりも小さい電力をグロープラグＧＰへ供給し、シーズヒータ２を比較的低い始動後第１目標温度にして安定加熱を図る。これにより、エンジン始動後もシーズヒータ２の温度ＴＧを或る程度の高さに維持するので、エンジンの燃焼室内の暖気を促進させ、また、失火、ディーゼルノックの発生を防止し、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出などを抑制することができる。
一方、始動後グロー手段のうち、高温始動後グロー手段は、エンジンの始動後、エンジンの回転数Ｎの移動標準偏差σａが算出されない期間、及び、移動標準偏差σａが所定のしきい値σｔｈよりも大きい場合、つまり回転数が安定しない場合に実行される。この高温始動後グロー手段は、電力をグロープラグＧＰへ供給し、シーズヒータ２を比較的高い始動後第２目標温度（例えばＴＧ＝１０００℃）に維持する。これにより、特に、エンジンの燃焼室内の暖気を促進させ、また、失火、ディーゼルノックの発生を抑制し、騒音や騒音、未燃ガスの排出、白煙発生、ＨＣ成分の排出などを抑制することができ、エンジンの回転数を早期に安定化させることができる。
【００９９】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態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、実施形態で示したグロープラグ通電制御システム１００では、キースイッチＫＳＷを運転者（操作者）が操作して、オン位置やスタート位置とした。しかし、運転者（操作者）の指示（ボタン指示など）により、運転者がキースイッチをオン位置にしたのと同様、プラグローステップを開始させ、遷移グローステップに移行後の適宜の時点で、運転者がキースイッチをスタート位置にしたのと同様、クランキンググローステップに移行させるボタンスタート方式などの自動スタート方式においても、本発明を適用することができる。
【０１００】
また、実施形態においては、エンジンの回転安定性を評価するのに、エンジンの回転数Ｎの移動標準偏差σａを用いたが、回転数Ｎの差分値を用いることもできる。例えば、この差分値が連続して或るしきい値よりも小さくなった場合に、所定の回転安定性が得られたと判断する手法が挙げられる。
また、上述の実施形態では、エンジンの始動後、しばらく移動標準偏差σａが得られないため、ステップＳＣでＮＯと判断され、必ずステップＳＥによる高温始動後グロー手段が実行されることとなっていた。しかし、エンジンの始動後、エンジンの回転安定性を評価する指標（回転数Ｎの移動標準偏差σａや差分値など）により、回転安定性が低いと判断された後に、高温始動後グロー手段を実行するようにしても良い。
【０１０１】
さらに、上述の実施形態では、遷移グローステップ（時間ｔ１〜ｔ２）、クランキンググローステップ（時間ｔ２〜ｔ３）、及び高温始動後グローステップ（時間ｔ３〜ｔ４）において、ヒータ２の温度ＴＧをいずれも同じ１０００℃となるようにしたが、これらは同じでなくても良いことはいうまでもない。従って、例えば、高温始動後グローステップ（時間ｔ３〜ｔ４）におけるヒータ２の温度ＴＧを、クランキンググローステップ（時間ｔ２〜ｔ３）より高くすることもできる。
一方、低温始動後グローステップ（時間ｔ４〜ｔ５）では、ヒータ２の温度ＴＧを、高温始動後グローステップ（時間ｔ３〜ｔ４）より低い９００℃に維持した例を示した。しかし、ヒータ２（グロープラグＧＰ）の耐久性、着火補助等の効果等の大きさを考慮して、高温始動後グローステップ（時間ｔ３〜ｔ４）におけるヒータ２の始動後第２目標温度の値よりも小さな値のうち、適宜の値を始動後第１目標温度として選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置を含むグロープラグ通電制御システムを示す回路図である。
【図２】実施形態で使用するグロープラグの部分破断断面図である。
【図３】グロープラグをエンジンに取り付けた状態を示す説明図である。
【図４】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のメインルーチン流れを示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、スタート信号入力処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、低温始動後グロー中のデューティ比Ｄａ１算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、高温始動後グロー中のデューティ比Ｄａ２算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、回転数の移動標準偏差算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、クランキンググロー処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、高温始動後グロー処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、低温始動後グロー処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、プリグロー処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】実施形態に係るグロープラグ通電制御装置による通電制御のうち、遷移グロー処理サブルーチンについて示すフローチャートである。
【図１４】実施例及び比較例に関し、（ａ）はシーズヒータの温度ＴＧの、（ｂ）はエンジン回転数Ｎの、及び（ｃ）はエンジン回転数Ｎの移動標準偏差σａの時間変化について示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０３】
ＧＰ，ＧＰ１，ＧＰｎ  グロープラグ
２  シーズヒータ（抵抗発熱ヒータ）
３  主体金具
１１  シーズチューブ
２１  発熱コイル
２３  制御コイル
１００  グロープラグ通電制御システム
１０１  グロープラグ通電制御装置
１０４，１０６  インターフェイス回路
１０５１，１０５ｎ  スイッチング素子
１１１    主制御部
２０１  ＥＣＵ
２１１  オルタネータ
ＫＳＷ  キースイッチ
ＢＴ  バッテリ
Ｖ１，Ｖｎ  （グロープラグに印加される）電圧値
Ｉ１，Ｉｎ  （グロープラグに流される）電流値
Ｎ  （エンジンの）回転数（回転数情報）
Ｎｔｈ  しきい値
Ｎｉ  アイドリング回転数
σａ  エンジン回転数の移動標準偏差
ＴＧ  シーズヒータの温度
【図１】
0005475219.tif 000002
【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】
0005475219.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005475219.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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