(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によって発熱するとともに、自身の温度変化に応じて自身の抵抗値が変化するグロープラグについて、前記グロープラグの抵抗値が所定の目標抵抗値と一致するように通電を制御する抵抗値制御方式によって、前記グロープラグへの印加電圧を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
前記グロープラグの取付けられた内燃機関の駆動中、前記グロープラグを通電加熱する保温通電手段と、
前記保温通電手段による通電後に、前記内燃機関の駆動中において、前記グロープラグへの通電を再開する中間昇温手段とを備え、
前記中間昇温手段は、
前記グロープラグの抵抗値を取得する抵抗値取得手段と、
前記抵抗値取得手段により取得された前記グロープラグの抵抗値と前記目標抵抗値との差分を算出する差分算出手段と、
前記目標抵抗値から、前記差分に対応したオフセット値を減算して、中間目標抵抗値を設定する中間値設定手段と、
前記グロープラグに対する通電時間の経過に伴って前記中間目標抵抗値を徐々に増加させ、最終的に前記中間目標抵抗値を前記目標抵抗値に一致させる中間値更新手段とを備え、
前記グロープラグの抵抗値が前記中間目標抵抗値と一致するように、前記グロープラグへの印加電圧を制御することを特徴とするグロープラグの通電制御装置。
【請求項２】
前記オフセット値は、前記グロープラグの抵抗値と前記目標抵抗値との差分が大きいほど、大きな値に設定されることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの通電制御装置。
【請求項３】
前記グロープラグの抵抗値、及び、前記目標抵抗値の差分が予め設定された最大差分以上であるとき、前記オフセット値が所定の最大オフセット値とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のグロープラグの通電制御装置。
【請求項４】
前記中間目標抵抗値と前記目標抵抗値との差分が小さいほど、前記中間値更新手段による前記中間目標抵抗値の単位時間当たりの増加量が小さなものとされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグロープラグの通電制御装置。
【請求項５】
前記目標抵抗値は、前記グロープラグに温度変化をもたらす外乱の変化量の情報に基づいて更新されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のグロープラグの通電制御装置。
【請求項６】
前記グロープラグが使用される環境に応じた環境温度の情報を取得する環境温度取得手段を備えるとともに、前記環境温度の情報に基づいて、前記目標抵抗値が設定され、
少なくとも前記グロープラグに対する通電再開の直後から予め設定された所定期間の間において、前記目標抵抗値は、前記環境温度の情報に基づく変動を除いて、固定値とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のグロープラグの通電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの予熱などに使用するグロープラグの通電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジンの始動補助や安定駆動等のために、通電によって発熱するグロープラグが用いられている。グロープラグは、例えば、発熱抵抗体（発熱コイルやセラミックヒータなど）、発熱抵抗体へ供給される電力の経路となる制御コイルや中軸、主体金具等を備えて構成される。
【０００３】
このようなグロープラグは、通電制御装置により、その発熱が制御される。例えば、エンジンキーがオンとされたときには、エンジンを始動させるのに十分な温度にグロープラグを昇温させるべく、グロープラグに対して短期間に大電力が投入される。このようなグロープラグの急速昇温は、一般にプリグローやプリグローステップと呼ばれる。また、グロープラグが上記温度に到達し、エンジンが始動した後には、所定時間に亘って、グロープラグの温度を所定の温度に維持するように、グロープラグに対して電力が供給される。このようなグロープラグの保温通電は、一般にアフターグローやアフターグローステップと呼ばれる。
【０００４】
さらに近年では、燃焼室内が冷えた状態で急にエンジンを高回転や高出力の状態とした場合における黒煙の発生等、アフターグロー後における燃焼室内の温度低下に起因する不具合を防止すべく、アフターグローの終了後、エンジンの駆動中において、グロープラグに対して再通電を行い、グロープラグを再加熱する（中間昇温させる）技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術について詳述すると、まず、第１中間昇温手段により、グロープラグの目標温度に対応した目標抵抗値に基づいて、Ｄｕｔｙ比が計算され、当該Ｄｕｔｙ比によりグロープラグへの通電がＰＷＭ制御される。また、第１中間昇温手段に続いて、第２中間昇温手段により、バッテリからグロープラグへと印加される電圧値に基づいて、Ｄｕｔｙ比が計算され、当該Ｄｕｔｙ比によりグロープラグへの通電がＰＷＭ制御される。このような第１中間昇温手段と第２中間昇温手段とを設けることで、中間昇温の初期段階において、グロープラグを急速に昇温することができ、また、グロープラグの温度が目標温度に近づいた状態では、グロープラグの温度を目標温度に安定して維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バッテリからグロープラグへと印加される電圧値に基づいてＤｕｔｙ比を算出するため、エンジン回転数や負荷（スロットル開度）、水温の変化等による外乱に伴ってグロープラグの発熱抵抗体が冷却された場合など、グロープラグが外部からの温度影響を受けた場合に、温度を一定に維持することが難しい。ここで、温度を一定に維持するためには、例えばＥＣＵからエンジンの回転数や負荷等の情報を得るとともに、当該情報に基づいて印加する実効電圧を制御する必要があるが、エンジン回転数や負荷、水温等の各種パラメータの変化に応じて印加すべき実効電圧を算出することは処理負担の増大を招いてしまうおそれがある。これに対して、処理負担の軽減を図るべく、前記各種パラメータ及び目標温度から印加すべき実効電圧を一義的に決定可能なマップを作成し、当該マップに基づいて通電制御をすることが考えられる。ところが、マップとしては、上述した各種パラメータを種々変更させることで、あらゆる状態において実効電圧を一義的に決定可能なものを作成しておく必要がある。そのため、マップ作成に要する処理負担の増大や、工期の長期化等を招いてしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、グロープラグの抵抗値に基づいた制御のみにより、グロープラグの通電制御を行うことが考えられる。ところが、グロープラグの抵抗値として計測される値は、発熱抵抗体の抵抗値だけでなく、発熱抵抗体の抵抗値に、制御コイルや中軸、グロープラグに接続される電力供給用のハーネスの抵抗値、さらに、主体金具の抵抗値をも加えた値となる。また、前記目標抵抗値としては、グロープラグの温度が目標温度にて飽和した際（つまり、制御コイルや中軸等の温度も飽和した際）のグロープラグの抵抗値が設定される。従って、グロープラグの抵抗値がこの目標抵抗値と一致するように抵抗値制御を行った場合、中間昇温の初期段階（制御コイルや中軸等の温度が飽和していない段階）においては、グロープラグの抵抗値に占める発熱抵抗体の抵抗値の割合が比較的大きいため、本来制御コイル等の昇温に用いられるべき電力が発熱抵抗体の加熱に用いられてしまい、発熱抵抗体が一気に加熱されてしまう。そのため、グロープラグ（発熱抵抗体）のオーバーシュート（過昇温）が生じてしまうおそれがある。また、その後には、発熱抵抗体の温度が徐々に制御コイルや中軸等に伝わっていくため、グロープラグの抵抗値に占める発熱抵抗体の抵抗値の割合は減少していく。そのため、目標抵抗値を一定として通電制御を行うと、発熱抵抗体の温度が目標温度よりも低下してしまう。つまり、グロープラグの温度が、一旦過昇温した後、今度は下降することとなり、目標温度付近での温度バラツキが大きくなるとともに、グロープラグの温度が目標温度にて安定するまでに比較的長期間を要してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、グロープラグの抵抗値が所定の目標抵抗値と一致するように通電を制御する抵抗値制御方式により、グロープラグの通電制御を行うグロープラグの通電制御装置であって、中間昇温時において、グロープラグの急速昇温を可能としつつ、グロープラグの温度バラツキやオーバーシュートの発生をより確実に防止し、グロープラグを短期間で目標温度にて安定して発熱させることができるグロープラグの通電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【００１０】
構成１．本構成のグロープラグの通電制御装置は、通電によって発熱するとともに、自身の温度変化に応じて自身の抵抗値が変化するグロープラグについて、前記グロープラグの抵抗値が所定の目標抵抗値と一致するように通電を制御する抵抗値制御方式によって、前記グロープラグへの印加電圧を制御するグロープラグの通電制御装置であって、
前記グロープラグの取付けられた内燃機関の駆動中、前記グロープラグを通電加熱する保温通電手段と、
前記保温通電手段による通電後に、前記内燃機関の駆動中において、前記グロープラグへの通電を再開する中間昇温手段とを備え、
前記中間昇温手段は、
前記グロープラグの抵抗値を取得する抵抗値取得手段と、
前記抵抗値取得手段により取得された前記グロープラグの抵抗値と前記目標抵抗値との差分を算出する差分算出手段と、
前記目標抵抗値から、前記差分に対応したオフセット値を減算して、中間目標抵抗値を設定する中間値設定手段と、
前記グロープラグに対する通電時間の経過に伴って前記中間目標抵抗値を徐々に増加させ、最終的に前記中間目標抵抗値を前記目標抵抗値に一致させる中間値更新手段とを備え、
前記グロープラグの抵抗値が前記中間目標抵抗値と一致するように、前記グロープラグへの印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１１】
尚、「内燃機関の駆動中」とあるのは、エンジンキー（イグニッション）がオンとされた状態であり、内燃機関が始動していない状態を含む。すなわち、エンジンキーがオンとされ、内燃機関が始動している状態で、保温通電手段等によりグロープラグの通電加熱が行われる場合もあるし、エンジンキーがオンとされた一方で、内燃機関を始動させていない状態で、保温通電手段等によりグロープラグの通電加熱が行われる場合もある。
【００１２】
また、「グロープラグの抵抗値」とあるのは、上述の通り、発熱抵抗体の抵抗値のみを示すものではなく、当該抵抗値に、発熱抵抗体への通電経路上に位置する部品（例えば、ハーネスや中軸、制御コイル等）などの抵抗値を加えたものである。加えて、目標抵抗値は、グロープラグの温度が目標温度にて飽和した際（つまり、制御コイルや中軸等の温度も飽和した際）のグロープラグの抵抗値である。
【００１３】
上記構成１によれば、中間昇温において、抵抗値制御方式によりグロープラグの通電制御が行われる。そのため、バッテリからグロープラグへの印加電圧に基づいて通電制御を行う場合に懸念される前述の処理負担の増大等を招くことなく、グロープラグを比較的急速に昇温させることができる。
【００１４】
一方で、抵抗値制御方式によりグロープラグの通電を制御した場合には、グロープラグの温度バラツキやオーバーシュートや、目標温度にて安定するまでに長期間を要すること等が懸念されるが、上記構成１によれば、まず、目標抵抗値から、グロープラグの抵抗値と目標抵抗値との差分に対応したオフセット値を減算した値が、中間目標抵抗値として設定される。そして、通電時間の経過に伴って、最終的に目標抵抗値と一致するように中間目標抵抗値を徐々に増加させつつ、グロープラグの抵抗値と中間目標抵抗値とが一致するようにグロープラグの通電が制御される。すなわち、中間昇温の初期（グロープラグの過昇温が特に懸念される段階）において、本来の目標抵抗値よりも低い抵抗値を中間的な目標抵抗値としてグロープラグの通電制御を行うことで、過昇温の発生をより確実に防止しつつ、グロープラグを急速に昇温させる。そして、グロープラグの温度低下が懸念される段階においては、その中間的な目標抵抗値を徐々に増加させることで、グロープラグの温度低下を招くことなく、グロープラグの温度を最終的に目標温度へと到達させる。このように目標抵抗値よりも低い中間目標抵抗値に基づいて通電制御を行うとともに、徐々にその中間目標抵抗値を増加させることで、グロープラグのオーバーシュートをより確実に防止することができるとともに、目標温度付近におけるグロープラグの温度バラツキを効果的に抑制することができる。その結果、短期間のうちに、グロープラグを目標温度にて安定的に発熱させることができる。
【００１５】
尚、一般にグロープラグは、構成部品の製造公差に起因して発熱温度や耐熱温度にバラツキを持ち得る。このバラツキを考慮して、目標温度に対して多少の過熱が生じた際に、グロープラグの温度がグロープラグの耐熱温度を超えてしまうことがないよう、グロープラグの目標温度はその耐熱温度以下となる十分に小さな値（例えば、耐熱温度との差が７５℃以上となるよう）に設定される。この点、上記構成１によれば、目標温度（目標抵抗値）を踏まえて中間目標抵抗値を設定するとともに、その中間目標抵抗値を順次増加させる更新を行っているため、昇温速度を過度に低下させてしまうことなく、目標温度付近におけるグロープラグの温度バラツキを抑制することができる。これにより、グロープラグの目標温度をグロープラグの耐熱温度により近づける（例えば、耐熱温度との差が５０℃以内となるように目標温度を設定する）ことができる。このため、グロープラグの有する耐熱温度の極近傍に目標温度を設定することができるようになる。従って、グロープラグ自体を従前のグロープラグよりも高い耐熱温度を有するグロープラグに変更することなく、高い目標温度（例えば、１２００℃以上）を設定して、更なるエミッションの低減を図ることができる。
【００１６】
構成２．本構成のグロープラグの通電制御装置は、上記構成１において、前記オフセット値は、前記グロープラグの抵抗値と前記目標抵抗値との差分が大きいほど、大きな値に設定されることを特徴とする。
【００１７】
上記構成２によれば、グロープラグの抵抗値と目標抵抗値との差分が大きいほど、オフセット値として大きな値が設定される。すなわち、目標温度に対するグロープラグの温度の低下量が比較的大きい場合に、中間目標抵抗値として十分に小さな値が設定される。そのため、グロープラグのオーバーシュートをより一層確実に防止することができ、より短期間のうちにグロープラグを目標温度にて一層安定した状態で発熱させることができる。
【００１８】
構成３．本構成のグロープラグの通電制御装置は、上記構成１又は２において、前記グロープラグの抵抗値、及び、前記目標抵抗値の差分が予め設定された最大差分以上であるとき、前記オフセット値が所定の最大オフセット値とされることを特徴とする。
【００１９】
上記構成２のように、グロープラグの抵抗値と目標抵抗値との差分が大きいと、グロープラグのオーバーシュートが生じやすい。しかし、グロープラグの抵抗値と目標抵抗値との差分が非常に大きい場合、つまり、グロープラグが目標温度よりも遥かに低温である場合には、グロープラグに大きな電圧を印加したとしても、グロープラグのオーバーシュートは生じにくくなる。
【００２０】
この点を鑑みて、上記構成３によれば、グロープラグの抵抗値と目標抵抗値との差分が所定の最大差分以上である場合、オフセット値が所定の最大オフセット値とされる。すなわち、グロープラグの温度と目標温度との差が十分に大きく、比較的大きな電圧を印加したとしてもグロープラグのオーバーシュートが生じにくい場合には、中間目標抵抗値が低くされ過ぎることなく、中間目標抵抗値として一定の値が設定される。このため、グロープラグをより急速に昇温させることができ、昇温に要する時間をより短縮することができる。
【００２１】
構成４．本構成のグロープラグの通電制御装置は、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記中間目標抵抗値と前記目標抵抗値との差分が小さいほど、前記中間値更新手段による前記中間目標抵抗値の単位時間当たりの増加量が小さなものとされることを特徴とする。
【００２２】
尚、「中間値更新手段による中間目標抵抗値の単位時間当たりの増加量」は、中間目標抵抗値と目標抵抗値との差分の減少に対応して、連続的に小さくなるものであってもよいし、段階的に小さくなるものであってもよい。
【００２３】
上記構成４によれば、中間目標抵抗値と目標抵抗値との差分が小さいほど、すなわち、グロープラグの温度が目標温度に近くなるほど、中間目標抵抗値の単位時間当たりの増加量が小さくされる。従って、グロープラグの過昇温を抑制しつつ、目標温度に達した後に、グロープラグをより一層安定的に目標温度にて発熱させることができる。
【００２４】
また、中間目標抵抗値の更新タイミングは一定間隔とする必要はなく、例えば、前記差分の減少に対応して、連続的に、或いは、段階的に短い間隔としてもよい。この場合には、グロープラグの抵抗値が目標抵抗値に近づくにつれて（換言すれば、オーバーシュートの懸念が高まるにつれて）、中間目標抵抗値の増加量がより細かく設定されることとなり、オーバーシュートをより一層確実に防止することができる。
【００２５】
構成５．本構成のグロープラグの通電制御装置は、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記目標抵抗値は、前記グロープラグに温度変化をもたらす外乱の変化量の情報に基づいて更新されることを特徴とする。
【００２６】
燃焼室内においては、スワールや燃料噴射等の外乱の影響によってグロープラグの発熱抵抗体が冷却され得る。そのため、グロープラグをより確実に目標温度に到達させるためには、外乱による影響の分だけグロープラグに対する投入電力を増加させることが好ましい。
【００２７】
この点を鑑みて、上記構成５によれば、目標抵抗値が、グロープラグに温度変化をもたらす外乱の変化量の情報に基づいて更新される（例えば、スワール等の影響による発熱抵抗体の冷却分を補うことができるように目標抵抗値が増加させられる）。従って、目標抵抗値がより適切に設定されることとなり、グロープラグの温度をより確実に、かつ、より正確に目標温度に到達させることができ、また、グロープラグをより一層安定して目標温度にて発熱させることができる。
【００２８】
尚、「温度変化をもたらす外乱の変化量の情報」とは、前述のスワールの強さが変化する要因ともなる吸排気バルブの開口タイミング、（エアフローセンサ等によって検出される）空気の流速、燃料噴射量の変化等の、グロープラグの配置された燃焼室に変化を与えるあらゆる外乱のうち、少なくとも１つの外乱の変化量を表す情報を意味する。
【００２９】
構成６．本構成のグロープラグの通電制御装置は、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記グロープラグが使用される環境に応じた環境温度の情報を取得する環境温度取得手段を備えるとともに、前記環境温度の情報に基づいて、前記目標抵抗値が設定され、
少なくとも前記グロープラグに対する通電再開の直後から予め設定された所定期間の間において、前記目標抵抗値は、前記環境温度の情報に基づく変動を除いて、固定値とされることを特徴とする。
【００３０】
尚、「所定期間」は、中間昇温の初期段階において、特にグロープラグにオーバーシュートが生じやすい期間であり、グロープラグや内燃機関の特性に応じて変動し得るが、例えば、内燃機関の停止時から、グロープラグの急速昇温（プリグロー）に要する時間と同程度の時間とすることができる。
【００３１】
上記構成６によれば、目標抵抗値を設定する際に、水温や油温の変化等を示す環境情報が参酌される。そのため、目標抵抗値をより一層適切に設定することができ、グロープラグの温度をより一層確実に、かつ、より一層正確に目標温度に到達させることができる。また、グロープラグの温度を目標温度にて一層安定した状態で維持することができる。
【００３２】
一方で、グロープラグに対する通電再開の直後から前記所定期間の間は、環境温度の情報に基づく変動を除いて、目標抵抗値が固定値とされている。すなわち、前記所定期間の間においては、上記構成５のような外乱に対する目標抵抗値の補正が行われないようになっている。従って、中間昇温の初期段階（グロープラグの抵抗値が比較的低い場合）において、目標抵抗値ひいては中間目標抵抗値がやや低めに抑えられることとなる。このため、グロープラグのオーバーシュートをより一層確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ＧＣＵによってグロープラグへの通電を制御するシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】水温補正式の例を示すグラフである。
【図３】スワール補正式の例を示すグラフである。
【図４】通電時間の経過に伴う、中間目標抵抗値やグロープラグの抵抗値等の推移を示すグラフである。
【図５】ＧＣＵ動作プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図６】エンジンキーがオンとされたときに行われる通電制御を示すフローチャートである。
【図７】中間昇温が行われる際の処理を示すフローチャートである。
【図８】中間目標抵抗値の初期値の設定処理を示すフローチャートである。
【図９】目標抵抗値の設定処理を示すフローチャートである。
【図１０】中間目標抵抗値の更新処理を示すフローチャートである。
【図１１】従来手法により中間昇温を行った際のグロープラグの温度推移を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は、グロープラグの一部破断正面図であり、（ｂ）は、グロープラグ先端部の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。通電制御装置としてのグロー制御装置（ＧＣＵ）２１は、グロープラグ１の通電を制御し、自動車のディーゼルエンジン（以下、「エンジン」と称す）ＥＮの始動補助及び駆動安定性の向上のために用いられるものである。
【００３５】
まず、ＧＣＵ２１の説明に先立って、ＧＣＵ２１によって制御されるグロープラグ１の概略構成を説明する。
【００３６】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、グロープラグ１は、筒状の主体金具２と、主体金具２に装着されたシースヒータ３とを備えている。
【００３７】
主体金具２は、軸線ＣＬ１方向に貫通する軸孔４を有するとともに、その外周面には、エンジンＥＮへの取付用のねじ部５と、トルクレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部６とが形成されている。
【００３８】
シースヒータ３は、チューブ７と中軸８とが軸線ＣＬ１方向に一体化されて構成されている。
【００３９】
チューブ７は、鉄（Ｆｅ）又はニッケル（Ｎｉ）を主成分とする先端部が閉じた筒状チューブであり、前記チューブ７の後端は、中軸８との間で環状ゴム１６により封止されている。加えて、前記チューブ７の内側には、チューブ７先端に接合される発熱コイル９と、当該発熱コイル９の後端に直列接続された制御コイル１０とが酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末等の絶縁粉末１１とともに封入されている。
【００４０】
発熱コイル９は、例えば、Ｆｅ−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）系合金からなる抵抗発熱線により構成されている。一方で、制御コイル１０は、例えばＮｉを主成分とする抵抗発熱線により構成されている。尚、発熱コイル９、及び、制御コイル１０のうち少なくとも発熱コイル９は、自身の温度変化に対して自身の抵抗値が正の相関をもって変化するものである。
【００４１】
加えて、チューブ７には、スウェージング加工等によって、その先端部に発熱コイル９等を収容する小径部７ａが形成されるとともに、その後端側において小径部７ａよりも径の大きな大径部７ｂが形成されている。そして、この大径部７ｂが、主体金具２の軸孔４に形成された小径部４ａに対し圧入接合されることにより、チューブ７が主体金具２の先端より突出した状態で保持されている。
【００４２】
中軸８は、自身の先端がチューブ７内に挿入され、制御コイル１０の後端と電気的に接続されるとともに、主体金具２の軸孔４に挿通されている。中軸８の後端は主体金具２の後端から突出しており、この主体金具２の後端部においては、ゴム製等のＯリング１２、樹脂製等の絶縁ブッシュ１３、絶縁ブッシュ１３の脱落を防止するための押さえリング１４、及び、通電用のケーブル接続用のナット１５が先端側からこの順序で中軸８に嵌め込まれた構造となっている。
【００４３】
次に、本発明の特徴であるグロープラグの制御制御装置（ＧＣＵ）２１について説明する。
【００４４】
図１は、ＧＣＵ２１によってグロープラグ１への通電制御を行うシステムの概略構成を示すブロック図である。尚、図１では、グロープラグ１を１つのみ示しているが、実際のエンジンＥＮには複数の気筒が設けられており、各気筒に対応してグロープラグ１や後述のスイッチ３９が設けられる。また、ＧＣＵ２１による通電制御は、各グロープラグ１に対して独立で行われるが、制御方法は同一である。従って、以下においては、任意のひとつのグロープラグ１に対してＧＣＵ２１が行う通電制御について説明する。
【００４５】
ＧＣＵ２１は、バッテリＶＡから供給される電力によって動作するものであり、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータ３１を備えている。
【００４６】
マイクロコンピュータ３１は、通電制御プログラム等の各種プログラムを実行するものであり、エンジンキーＥＫがオン又はオフの状態であることを示す信号が入力されるように構成されている。また、前記ＣＰＵの起動時にはイニシャライズ（例えば、内部レジスタやＲＡＭのクリア、各種フラグやカウンタへの初期値の設定など、いわゆる初期化処理）が行われる。
【００４７】
加えて、ＧＣＵ２１には、スイッチ３９が設けられている。ここで、ＧＣＵ２１によるグロープラグ１への通電制御は、ＰＷＭ制御により行われ、スイッチ３９は、マイクロコンピュータ３１からの指示に従い、グロープラグ１への通電のオン・オフが切り替えられるようになっている。
【００４８】
さらに、マイクロコンピュータ３１は、グロープラグ１の抵抗値（尚、「グロープラグ１の抵抗値」は、発熱コイル９の抵抗値に、制御コイル１０や中軸８、グロープラグ１に接続される電力供給用のハーネスの抵抗値、また、主体金具２の抵抗値をも加えた値である）を測定するための抵抗値取得手段３２を備えている。本実施形態において、グロープラグ１の抵抗値は次のようにして取得される。すなわち、前記スイッチ３９は、電流検知機能を有するＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を、ＮＰＮ型トランジスタ等を介して動作させるように構成されており、また、グロープラグ１の電力供給用の端子に対して、分圧抵抗４０，４１を介して、マイクロコンピュータ３１が接続されている。従って、マイクロコンピュータ３１は、ＦＥＴからグロープラグ１に流れる電流を取得できるとともに、グロープラグ１に印加される電圧を分圧した電圧を取得できる。抵抗値取得手段３２は、マイクロコンピュータ３１に入力された電圧に基づいてグロープラグ１への印加電圧を算出し、当該印加電圧とグロープラグ１に流れる電流とからグロープラグ１の抵抗値を得ることができる。
【００４９】
尚、スイッチ３９として、電流検知機能を備えない比較的低廉なＦＥＴを用いることとしてもよい。この場合には、例えば、スイッチ３９及びグロープラグ１間にシャント抵抗を設け、当該シャント抵抗を流れる電流を測定することにより、グロープラグ１の抵抗値を測定することとしてもよい。また、スイッチ３９に対して並列に電流検知用の抵抗を設け、グロープラグ１への通電がオフのときに所定の電流を流し、得られる分圧に基づいて、グロープラグ１の抵抗値を算出することとしてもよい。
【００５０】
加えて、ＧＣＵ２１は、所定の通信手段（例えば、ＣＡＮ等）を介して自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）４２と接続されている。ＥＣＵ４２には、エンジンＥＮの冷却水の水温を測定する水温センサＳＥの測定値が入力されており、ＧＣＵ２１は、環境温度の情報としてＥＣＵ４２から冷却水の水温（水温情報）を取得する。尚、ＧＣＵ２１は、ＥＣＵ４２から水温情報を取得することなく、水温センサＳＥから水温情報を直接取得することとしてもよい。尚、水温センサＳＥが、本発明における「環境温度取得手段」に相当する。
【００５１】
さらに、ＧＣＵ２１は、グロープラグ１の交換を検知する機能を備えている。尚、グロープラグ１の交換は、次のようにして検知される。すなわち、エンジンＥＮの停止時において、グロープラグ１側へと短時間（例えば、２５ｍｓ）ごとに通電を行い、そのときに印加された電圧と流された電流とから、グロープラグ１側の抵抗値を定期的に取得する。そして、取得された抵抗値が所定の閾値（交換判定値）よりも大きいか否かを比較する。グロープラグ１がエンジンＥＮから取外されている場合には、グロープラグ１が存在しないため、電流は流れず、その結果、取得された抵抗値が非常に大きなものとなる。従って、グロープラグ１の抵抗値が交換判定値よりも大きければ、グロープラグ１が取外された、すなわちグロープラグ１が交換されたものと判定され、交換フラグが成立される。一方で、通電抵抗値が交換判定値以下の場合には、グロープラグ１は交換されていないものと判定される。尚、グロープラグ１の交換検知手法はこれに限定されるものではなく、他の手法（例えば、利用者が所定の入力手段により、ＧＣＵ２１に対してグロープラグ１が交換されたことを示す信号を入力する手法など）を用いることとしてもよい。
【００５２】
また、上記のように構成されるＧＣＵ２１においては、グロープラグ１への通電制御を行う上で、グロープラグ１の温度と抵抗値との相関関係に対し、キャリブレーション（補正／調整）を行って、グロープラグ１についての補正前目標抵抗値Ｒ0を得ている。尚、「補正前目標抵抗値Ｒ0」は、後述するグロープラグ１の通電制御において、グロープラグ１の目標温度に対応するグロープラグ１の抵抗値（目標抵抗値ＲTAR）を算出する上で、そのもととなる抵抗値をいう。
【００５３】
グロープラグ１のキャリブレーションは、グロープラグ１の交換が検知された場合や、補正前目標抵抗値Ｒ0がクリアである場合に行われる。そして、燃焼室内で生じるスワールや燃料噴射による冷却などの外乱の影響を避けるため、エンジンＥＮの非駆動時に行われる。また、キャリブレーションでは、グロープラグ１をエンジンＥＮの始動時における温度と同程度に加熱するため、電力の消費量が大きい。従って、エンジンＥＮが駆動され、次いで停止されたとき、つまり、バッテリＶＡの充電がなされたことが見込まれるときにキャリブレーションが行われるようになっている。
【００５４】
また、キャリブレーションは次のようにして行われる。すなわち、個々のグロープラグ１の抵抗値には、諸要因によるばらつきがあり、同一品番のものであっても、温度と抵抗値との関係は、そのばらつきの影響を受けるが、投入電力の積算量と発熱量との関係は、グロープラグ１の発熱抵抗体（発熱コイル９）の材質によるものであり、ばらつきが比較的小さい。そこで、基準となる発熱抵抗体に通電し、その温度上昇を、制御目標とする温度（目標温度）で飽和するように通電し、そのときの投入電力の積算量（積算電力量）を予め求めておく。そして、キャリブレーションにおいては、この積算電力量を、キャリブレーションの対象とするグロープラグ１に投入し、このとき（前記積算電力量を投入したとき）のグロープラグ１の抵抗値を各グロープラグ１ごとに補正前目標抵抗値Ｒ0として求めている。それぞれの補正前目標抵抗値Ｒ0に基づいて各グロープラグ１の抵抗値制御を行えば、複数のグロープラグ１同士の固体間のバラツキが無くなるように補正されることとなる。尚、本実施形態では、こうして求めた抵抗値を補正前目標抵抗値Ｒ0として用いているが、キャリブレーションの方法はこの方法のみに限定されるものではない。
【００５５】
また、マイクロコンピュータ３１には、配線等の断線や過電流等の異常を検知する機能が設けられている。そして、マイクロコンピュータ３１により、配線等の断線やスイッチ３９に流れる電流が非常に大きい場合等の異常が検知された場合には、構成部品（例えば、スイッチ３９のＦＥＴ等）の破損防止を図るべく、スイッチ３９が制御され、グロープラグ１に対する通電が停止されるようになっている。尚、ＧＣＵ２１の回路構成により、断線等の異常を検知する機能を実現することとしてもよい。
【００５６】
さらに、マイクロコンピュータ３１は、急速昇温手段３３と、保温通電手段３４と、中間昇温手段３５とを備えている。
【００５７】
急速昇温手段３３は、エンジンキーＥＫがオンとされたときに、グロープラグ１に大電力を供給し、グロープラグ１を所定の目標温度（本実施形態では、１２００℃）へと急速に昇温させるものである。
【００５８】
この急速昇温通電では、グロープラグ１に投入する電力と経過時間との関係を示す曲線を、予め作成した基準となる曲線に一致させることで、グロープラグ１の特性によらずグロープラグ１を急速に（例えば約２．０秒で）目標温度まで昇温させる。具体的には、予め定めた上記基準とする曲線を示す関係式又はテーブルを用い、通電開始からの経過時間に応じた各時点においての投入すべき電力を求める。グロープラグ１に流れる電流と、その時点においての投入すべき電力の値との関係から、グロープラグ１に印加すべき電圧を求め、ＰＷＭ制御により、グロープラグ１に印加する電圧を制御する。これにより、基準とする曲線と同じカーブを描くようにして電力の投入が行われ、昇温過程の各時点までに投入された電力の積算量に応じ、グロープラグ１が発熱する。従って、上記基準とする曲線に沿った電力の投入が完了すれば、グロープラグ１は基準曲線通りの時間で目標温度に到達する。
【００５９】
保温通電手段３４は、グロープラグ１が前記目標温度に到達した後に、所定時間の間、グロープラグ１を目標温度にて維持するように、グロープラグ１に対する保温通電（アフターグローとも呼ばれる）を行うものである。グロープラグ１の保温通電を行うことで、エンジンＥＮの始動前においては、エンジンＥＮをいつでも始動可能な状態とすることができる。また、エンジンＥＮの始動後においては、エンジンの燃焼室内の暖気が促進されるため、ディーゼルノックの発生を防止でき、騒音や白煙の発生、ＨＣ成分の排出抑制を図ることができる。
【００６０】
加えて、保温通電においては、グロープラグ１の現在の抵抗値Ｒと目標抵抗値ＲTARとの差分に基づいて、グロープラグ１に対する通電が制御される。尚、「目標抵抗値ＲTAR」は、キャリブレーションにより得られたグロープラグ１の補正前目標抵抗値Ｒ0に対して、水温の変動やスワール等の外乱の影響を補正したものである。本実施形態における保温通電では、ＰＩ制御により、前記差分（ＲTAR−Ｒ）に基づいた制御実効電圧Ｖ1が設定される。そして、設定された前記制御実効電圧Ｖ1と、ＧＣＵ２１からグロープラグ１への出力電圧（コントローラ出力電圧）とに基づいて、Ｄｕｔｙ比が計算され、当該Ｄｕｔｙ比に基づいてグロープラグ１への通電が制御される。尚、Ｄｕｔｙ比を算出するに当たっては、ＧＣＵ２１からの出力電圧に代えて、バッテリＶＡの供給電圧を用いてＤｕｔｙ比を計算することとしてもよい。
【００６１】
本実施形態において、制御実効電圧Ｖ1は、「Ｖ1＝Ｖ0＋Ｋ×｛（ＲTAR−Ｒ）＋（ＴS／ＴI）×Σ（ＲTAR−Ｒ）｝」の式に基づいて設定される（尚、Ｖ0は基準実効電圧、Ｋは比例項係数，ＴIは積分項係数、ＴSはサンプリング時間であり、本実施形態では、前記係数Ｋ，ＴI、及び、時間ＴSが所定の数値に予め設定されている）。また、基準実効電圧Ｖ0は、外乱のない状態におけるグロープラグ１の温度と当該温度に到達させるためにグロープラグ１へと印加すべき実効電圧との関係式（電圧温度関係式）から、設定された目標温度に基づいて取得される。尚、電圧温度関係式は、グロープラグの温度と基準実効電圧Ｖ0とについてほぼ一次の相関を有するものであり、本実施形態では予め用意されている。
【００６２】
尚、急速昇温通電後、保温通電前において、所定期間（例えば、２０秒）後に、グロープラグ１の抵抗値が目標抵抗値ＲTARにて飽和するように、グロープラグ１へと電力を投入することとしてもよい。これにより、グロープラグ１の温度をより安定して目標温度にて維持することができる。
【００６３】
中間昇温手段３５は、エンジンＥＮの駆動中において、グロープラグ１への再通電を行うことで、グロープラグ１を再度昇温させる（中間昇温を行う）ものである。中間昇温においては、前記保温通電と同様に、ＰＩ制御により、グロープラグ１の現在の抵抗値Ｒと後述する中間目標抵抗値ＲMIDとの抵抗値の差分（Ｒ−ＲMID）に基づいて、グロープラグ１に印加すべき制御実効電圧Ｖ1が算出される。そして、算出された制御実効電圧Ｖ1と前記コントローラ出力電圧とによりＤｕｔｙ比が計算され、当該Ｄｕｔｙ比に基づいてグロープラグ１への通電が制御される。尚、中間通電は、保温通電手段３４による通電後、グロープラグ１の再加熱が必要な場合や、異常発生に伴いグロープラグ１への通電を停止した状態において、異常状態から復帰し、通電を再開する場合に行われる。
【００６４】
前記中間昇温手段３５は、差分算出手段３６と、中間値設定手段３７と、中間値更新手段３８とを備えている。
【００６５】
差分算出手段３６は、抵抗値取得手段３２により得られたグロープラグ１の抵抗値Ｒと目標抵抗値ＴTARとの差分ΔＸを算出するものである。当該差分ΔＸは、いわばグロープラグ１の温度が目標温度に対してどの程度低いものとなっているかを示すものである。
【００６６】
尚、目標抵抗値ＲTARは、保温通電時と同様に、グロープラグ１の補正前目標抵抗値Ｒ0に対して、水温変化による影響の分や、スワール等の外乱の影響の分だけ補正された値が設定される。
【００６７】
ここで、水温変化に対する補正は、次のようにして行われる。すなわち、水温と補正値との関係を示す、予め設定された補正式（水温補正式）に基づいて、水温センサＳＥにより計測された水温とキャリブレーション時に保存された水温との差分から水温変化分補正値Ｒ1を導出する。そして、導出した水温変化分補正値Ｒ1を補正前目標抵抗値Ｒ0に対して合算することで、水温変化の影響が補正された目標抵抗値ＲTARが得られる。尚、水温補正式は、各型式のエンジンごとに特定可能であり（換言すれば、プラグの種類によっては変化しないものであり）、例えば、図２に示すように、水温と水温変化分補正値とが所定の一次の相関を有するものである。
【００６８】
また、本実施形態において、スワール等の外乱に対する補正は次のように行われる。すなわち、予め設定されたスワール補正式に基づいて、所定時間内においてグロープラグ１に印加された実効電圧の平均値（平均実効電圧）と、グロープラグ１を目標温度にするにあたり、印加すべき実効電圧としてグロープラグの種類（品番）ごとに設定された標準実効電圧との差分から、スワール分補正値Ｒ2を導出する。そして、導出したスワール分補正値Ｒ2を補正前目標抵抗値Ｒ0に対して合算することで、スワール等の外乱の影響が補正された目標抵抗値ＲTARが得られる。
【００６９】
尚、スワール補正式は、机上試験において、エンジン回転数や負荷、水温等を種々変更してエンジン単体を駆動させることで予め求められており、図３に示すように、平均実効電圧から標準実効電圧を減じて得た差分（実効電圧差分）と、当該差分に対応するスワール分補正値Ｒ2（つまり、エンジン駆動時のグロープラグの抵抗値と、エンジン非駆動時のグロープラグの抵抗値との差分に相当する）との関係式である。特に本実施形態では、実効電圧差分とスワール分補正値Ｒ2とがほぼ一次の相関を有するものと経験的に認められることを鑑みて、平均実効電圧が標準実効電圧と等しいときにスワール分補正値Ｒ2が０となる点を基準点とした上で、エンジン回転数や負荷等を変更して得られた実効電圧差分とスワール分補正値Ｒ2との関係を示す数点の座標を用いて一次式を導出し、当該一次式を補正式として用いている。尚、当該補正式は、各グロープラグ１の通電制御を行うにあたって共通に用いられる。また、本実施形態では、標準実効電圧として、グロープラグ１の種類に対応した値が予め設定されている。
【００７０】
また、本実施形態では、中間昇温の開始から予め設定された所定期間Ｔ1（例えば、２．０秒）が経過するまでの間、補正前目標抵抗値Ｒ0に対して、スワール等の外乱に対する補正が行われず、水温変化に対する補正のみが行われる。そして、前記所定期間Ｔ1の経過後に、補正前目標抵抗値Ｒ0に対して、水温変化に対する補正に加えて、スワール等の外乱に対する補正が行なわれる。
【００７１】
前記中間値設定手段３７は、差分算出手段３６により算出された差分ΔＸに基づいて、中間昇温において、グロープラグ１を抵抗値制御する際の目標となる抵抗値である中間目標抵抗値ＲMIDの初期値を設定する。中間目標抵抗値ＲMIDの初期値は、前記差分ΔＸに対応したオフセット値ＲOFFを目標抵抗値ＲTARから減算することで得られる。
【００７２】
ここで、オフセット値ＲOFFは、差分ΔＸごとに予め設定されており、本実施形態では、差分ΔＸが大きいほど（すなわち、グロープラグ１の温度が目標温度から離れているほど）大きな値が設定されている。但し、差分ΔＸが、予め設定された所定の最大差分ＸMAX（例えば、８００ｍΩ）よりも大きい場合、前記オフセット値ＲOFFは、所定の最大オフセット値ＲOFFMAX（例えば、２００ｍΩ）とされている。
【００７３】
尚、最大オフセット値ＲOFFMAXは、次のようにして決められている。すなわち、グロープラグ１の抵抗値Ｒと目標抵抗値ＲTARとの差分がある一定値以上のものとなると、グロープラグ１をＰＩ制御した際に、Ｄｕｔｙ比が最大（１００％；尚、過昇温等の防止を図るべく、Ｄｕｔｙ比の最大が９８％程度に制限されることもある）となる。換言すれば、グロープラグ１の抵抗値Ｒが、目標抵抗値ＲTARに対してある一定値以上離れている場合には、Ｄｕｔｙ比を最大としても、グロープラグ１にオーバーシュート（過昇温）を生じさせることなく、グロープラグ１を加熱できる。
【００７４】
この点を考慮して、本実施形態では、Ｄｕｔｙ比を最大とする前記差分のうち、最も小さな値（前記ある一定値）が最大オフセット値ＲOFFMAXとされている。このように最大オフセット値ＲOFFMAXを設定することで、目標抵抗値ＲTARから当該最大オフセット値ＲOFFMAXを減じて得た中間目標抵抗値ＲMIDに基づいてグロープラグ１をＰＩ制御したときに、グロープラグ１への投入電力が、グロープラグ１にオーバーシュートが生じない程度に抑制されることとなる。
【００７５】
一方で、最大オフセット値ＲOFFMAXは、前記差分のうち最小の値とされているため、中間目標抵抗値ＲMIDの最小値（ＲTAR−ＲOFFMAX）は比較的大きな値となる。そのため、中間昇温の初期段階であって、グロープラグ１の温度と目標温度との差が比較的大きな場合において、グロープラグ１の急速昇温性を向上させることができる。尚、最大オフセット値ＲOFFMAXは、制御するグロープラグの種類（例えば、発熱コイル９や制御コイル１０を構成する素材の相違）や、エンジンの種類（例えば、エンジン動作中における冷却量の相違）等に基づいて個別的に設定することができる。
【００７６】
中間値更新手段３８は、通電時間の経過に伴って、中間目標抵抗値ＲMIDを徐々に増加させ、中間目標抵抗値ＲMIDを更新するものである。本実施形態では、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値ＲTARとの差分が小さくなるほど、単位時間当たりの中間目標抵抗値ＲMIDの増加量が段階的に小さくなるように構成されている。
【００７７】
具体的には、図４のグラフ１，２（尚、図４において、中間目標抵抗値ＲMIDを太線にて示す）に示すように、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値ＲTAR（例えば、１．２Ω）との差分が、予め設定された所定の第１閾値Ｄ1（本実施形態では、０．１３Ω）以上であるとき、単位通電時間当たりにα1（ｍΩ／ｓ）の割合（本実施形態では、通電時間５０ｍｓごとに１ｍΩの割合）で中間目標抵抗値ＲMIDが増加させられる。また、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値ＲTARとの差分が、前記第１閾値Ｄ1と所定の第２閾値Ｄ2（本実施形態では、０．０５Ω）との間にあるとき、単位通電時間当たりにα2（ｍΩ／ｓ）の割合（本実施形態では、通電時間８０ｍｓごとに１ｍΩずつの割合）で中間目標抵抗値ＲMIDが増加させられる。さらに、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値ＲTARとの差分が、前記第２閾値Ｄ2未満であるとき、単位通電時間当たりにα3（ｍΩ／ｓ）の割合（本実施形態では、通電時間５００ｍｓごとに１ｍΩずつの割合）で中間目標抵抗値ＲMIDが増加させられる。そして最終的に、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値Ｒとの差分が極めて小さくなったとき（前記差分が予め設定された所定の第３閾値Ｄ3以下となったとき）、中間目標抵抗値ＲMIDが目標抵抗値ＲTARと等しい値に設定される。尚、中間昇温開始からの通電時間ｔnは図示しないタイマによって計測される。また、図４のグラフ１，２は、目標抵抗値ＲTARを一定とした場合における中間目標抵抗値ＲMIDなどの推移を示しており、目標抵抗値ＲTARの変動に従って中間目標抵抗値ＲMIDなどの推移は変化する。尚、本実施形態において、中間目標抵抗値ＲMIDの更新は、一定間隔で行われるようになっている。
【００７８】
次に、ＧＣＵ２１がグロープラグ１に対して行う通電制御の具体例について、図５〜図１０のフローチャートに従って説明する。図５は、ＧＣＵ動作プログラムのメインルーチンであり、図６は、エンジンキーＥＫがオンのときに割り込んで行われる通電制御を示すフローチャートである。また、図７は、中間昇温が行われる際の処理を示すフローチャートである。加えて、図８は、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値の設定処理を示すフローチャートであり、図９は、目標抵抗値ＲTARの設定処理を示すフローチャートである。さらに、図１０は、中間目標抵抗値ＲMIDの更新処理を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、図５に示すように、Ｓ１において、ＧＣＵ２１にバッテリＶＡが接続され（例えば、車両が組立てられ、ＧＣＵ２１とバッテリＶＡが接続されたときや、グロープラグ１の交換時にバッテリＶＡを一度取外して再度着け直したときなど）、ＧＣＵ２１が起動すると、Ｓ２において、ＲＡＭのリセットや補正前目標抵抗値Ｒ0のリセット等、マイクロコンピュータ３１の初期化処理が行われる。
【００８０】
次いで、Ｓ３において、マイクロコンピュータ３１が待機モード（省電力モード）に設定される。この待機モード（Ｓ３）においてはグロープラグ１の交換検知が行われており、交換が検知された後であって、エンジンキーＥＫがオンからオフとされたときに、キャリブレーションが行われ、グロープラグ１の補正前目標抵抗値Ｒ0が得られるようになっている。尚、本実施形態では、キャリブレーションが既に行われ、補正前目標抵抗値Ｒ0が取得されているものとする。
【００８１】
待機モード（Ｓ３）においては、エンジンキーＥＫがオンとされたことによる割り込み信号がマイクロコンピュータ３１に入力されるまで、その状態が維持される。
【００８２】
エンジンキーＥＫがオンとされ、マイクロコンピュータ３１に割り込み信号が入力されると、通常モードに移行し、図６に示すように、エンジンキーＥＫに接続されたマイクロコンピュータ３１の端子電圧から、エンジンキーＥＫがオンであるか否かが確認される（Ｓ１１）。このとき、エンジンキーＥＫがオンに操作されているときには、Ｓ１２に進む。
【００８３】
そして、Ｓ１２において、初回フラグのチェックが行われる。「初回フラグ」は、通電制御プログラムにおいて、エンジンキーＥＫがオンの場合に繰り返し実行される一連の処理の中で、特定の初期設定処理（後述するＳ１３，Ｓ１４）の実行を、エンジンキーＥＫがオフからオンとされた時にのみ実行させるため、その判定条件に用いられるフラグである。初回フラグは初期状態では０とされている。
【００８４】
初回フラグが非成立（０）である場合（Ｓ１２；Ｎｏ）、次回以降のＳ１２ではスキップしてＳ１５に進むことができるように、Ｓ１３で初回フラグが１にセットされる。そして、補正前目標抵抗値Ｒ0の読み出し（値の参照）が行われる（Ｓ１４）。
【００８５】
次いで、グロープラグ１への通電を開始してからグロープラグ１の温度を所定の目標温度とするまでの間（Ｓ１５；Ｎｏ）、グロープラグ１の温度を速やかに上昇させるための通電（急速昇温通電）が行われる（Ｓ１６）。
【００８６】
その後Ｓ１１に戻り、急速昇温通電が終了するまでの間、Ｓ１１〜Ｓ１６の処理を繰り返して、グロープラグ１の急速昇温通電を継続する。尚、Ｓ１３において初回フラグが成立されているので、その後Ｓ１２では、Ｓ１３，Ｓ１４の処理を行うことなく、Ｓ１５に進むこととなる。
【００８７】
また、本実施形態では、Ｓ１５における急速昇温通電の終了時期が以下の３つの条件のうち、いずれかが成立した場合とされている。１つ目は、急速昇温通電の開始からの経過時間が所定時間（例えば３．３秒）に達した場合である。２つ目は、グロープラグ１に投入された積算電力量が所定電力量（例えば約２１４Ｊ）となった場合である。これらの場合には、グロープラグ１の温度が目標温度に到達していると考えられるため、急速昇温通電を終了する。３つ目は、マイクロコンピュータ３１によって測定されるグロープラグ１の抵抗値Ｒが、所定の抵抗値となった場合である。すなわち、グロープラグ１への電力の投入が開始された時点でグロープラグ１の温度が既にある程度高い場合（例えば、前回の通電停止後、十分に冷却されることなく再度の通電が行われた場合など）には、グロープラグの抵抗値Ｒが所定の抵抗値に達したときに電力の投入が停止される。これにより、グロープラグ１の過昇温を防止することができる。
【００８８】
Ｓ１１〜Ｓ１６が繰り返されて急速昇温通電が継続されるうちに、上述した終了条件のいずれが満たされ、急速昇温通電が終了したと判断された場合（Ｓ１５；Ｙｅｓ）、グロープラグ１への急速昇温通電が停止される（Ｓ１７）。急速昇温通電後、本実施形態では、保温通電（いわゆるアフターグロー）が行われる。
【００８９】
保温通電においては、上述したように、目標抵抗値ＲTARから得られた制御実効電圧Ｖ1とＧＣＵ２１からグロープラグ１への出力電圧（コントローラ出力電圧）とに基づいて、Ｄｕｔｙ比が計算され、当該Ｄｕｔｙ比に基づいてグロープラグ１への通電が制御される。以降、保温通電の終了条件が満たされる（すなわち、Ｓ１８が「Ｙｅｓ」となる）までの間、保温通電（Ｓ１９）が継続される。
【００９０】
保温通電が継続された後、保温通電が終了したと判断された場合（Ｓ１８；Ｙｅｓ）、グロープラグ１への電力の投入が停止される（Ｓ２０）。尚、保温通電の終了条件としては、例えば、保温通電の開始から所定時間（例えば、１８０ｓ）が経過したときとすることができる。
【００９１】
保温通電（アフターグロー通電）の終了後、中間昇温信号が入力されると（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、グロープラグ１を再度発熱させるべく、中間昇温（Ｓ２２）が行われる。中間昇温については、後に詳述する。
【００９２】
エンジンキーＥＫがオフに操作され、エンジンＥＮの駆動が停止されると（Ｓ１１；Ｎｏ）、次回のエンジンＥＮの駆動時にＳ１３等の処理が行われるように、初回フラグがリセットされる（Ｓ２３）。そして、エンジンキーＥＫがオフとされたときに、グロープラグ１に対する急速昇温通電、保温通電、又は、中間昇温が行われている最中であった場合には（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、グロープラグ１への通電が停止され（Ｓ２５）、マイクロコンピュータ３１が待機モード（省電力モード）へと移行する。
【００９３】
次いで、中間昇温における通電制御について説明する。
【００９４】
中間昇温においては、図７に示すように、まず、Ｓ３１において、中間昇温初回フラグがチェックされる。「中間昇温初回フラグ」は、中間昇温において、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値の設定を、中間昇温の初回時にのみ実行させるため、その判定条件に用いられるフラグである。中間昇温初回フラグは初期状態では０とされている。
【００９５】
中間昇温初回フラグが非成立（０）である場合（Ｓ３１；Ｎｏ）、次回以降のＳ３１ではスキップしてＳ３７に進むことができるように、Ｓ３２で中間昇温初回フラグが１にセットされる。次いで、グロープラグ１の抵抗値Ｒが取得される（Ｓ３３）とともに、目標抵抗値ＲTARが設定される（Ｓ３４）。このとき、中間昇温の開始から所定期間Ｔ1が経過していないものと考えられるため、目標抵抗値ＲTARとしては、補正前目標抵抗値Ｒ0に水温変化分補正値Ｒ1を合算したものが設定される。
【００９６】
その後、グロープラグ１の抵抗値Ｒと設定された目標抵抗値ＲTARとの差分ΔＸが算出される（Ｓ３５）。そして、Ｓ３６において、得られた差分ΔＸに基づいて、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値が設定される。
【００９７】
すなわち、図８に示すように、差分ΔＸが前記最大差分ＸMAX以上である場合には（Ｓ３６１；Ｙｅｓ）、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値として目標抵抗値ＲTARから最大オフセット値ＲOFFMAXを減じた値が設定される（Ｓ３６２）。一方で、差分ΔＸが最大差分ΔＸよりも小さい場合には（Ｓ３６１；Ｎｏ）、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値として目標抵抗値ＲTARから前記差分ΔＸに対応するオフセット値ＲOFFだけ減じた値が設定される（Ｓ３６３）。
【００９８】
次いで、Ｓ３７において、中間昇温の開始からの経過時間に応じた目標抵抗値ＲTARが設定される。すなわち、図９に示すように、中間昇温の開始から予め設定された所定期間Ｔ1が経過するまでの間（Ｓ３７１；Ｎｏ）は、補正前目標抵抗値Ｒ0に対して水温変化分補正値Ｒ1を合算した値が、目標抵抗値ＲTARとして設定される（Ｓ３７２）。一方で、中間昇温の開始から予め設定された所定期間Ｔ1が経過したときには（３７１；Ｙｅｓ）、補正前目標抵抗値Ｒ0に対して、水温変化分補正値Ｒ1とスワール分補正値Ｒ2とを加えた値が、目標抵抗値ＲTARとして設定される（Ｓ３７３）。
【００９９】
次いで、Ｓ３８において、通電時間の経過に伴って中間目標抵抗値ＲMIDが徐々に増加させられることで、中間目標抵抗値ＲMIDが更新される。すなわち、図１０に示すように、設定された目標抵抗値ＲTARと中間目標抵抗値ＲMIDとの差分が前記第１閾値Ｄ1よりも大きい場合には（Ｓ３８１；Ｙｅｓ）、中間目標抵抗値ＲMIDが、前記α1（ｍΩ／ｓ）に、今回の更新時において計測された通電時間ｔnと、前回の更新時において計測された通電時間ｔn-1との差分（Δｔ）を乗じた値だけ増加された値に更新される（Ｓ３８２）。
【０１００】
目標抵抗値ＲTARと中間目標抵抗値ＲMIDとの差分が前記第１閾値Ｄ1以下である場合（Ｓ３８１；Ｎｏ）、目標抵抗値ＲTARと中間目標抵抗値ＲMIDとの差分が前記第２閾値Ｄ2以上であるか否かがチェックされる（Ｓ３８３）。ここで、前記差分が第２閾値Ｄ2以上である場合（Ｓ３８３；Ｙｅｓ）には、中間目標抵抗値ＲMIDが、前記α2（ｍΩ／ｓ）にΔｔを乗じた値だけ増加された値に更新される（Ｓ３８４）。
【０１０１】
目標抵抗値ＲTARと中間目標抵抗値ＲMIDとの差分が第２閾値Ｄ2未満である場合（Ｓ３８３；Ｎｏ）、前記差分が前記第３閾値Ｄ3以下であるか否かがチェックされる（Ｓ３８５）。ここで、前記差分が第３閾値Ｄ3よりも大きい場合には（Ｓ３８５；Ｎｏ）、中間目標抵抗値ＲMIDが、前記α3（ｍΩ／ｓ）にΔｔを乗じた値だけ増加された値に更新される（Ｓ３８６）。
【０１０２】
一方で、目標抵抗値ＲTARと中間目標抵抗値ＲMIDとの差分が第３閾値Ｄ3以下である場合（Ｓ３８５；Ｙｅｓ）、中間目標抵抗値ＲMIDが目標抵抗値ＲTARと等しい値に設定される（Ｓ３８７）。
【０１０３】
中間目標抵抗値ＲMIDの更新後、Ｓ３９において、中間目標抵抗値ＲMIDとグロープラグ１の抵抗値Ｒとに基づいて、グロープラグ１に印加すべき制御実効電圧Ｖ1が設定される。そして、制御実効電圧Ｖ1とＧＣＵ２１からグロープラグ１に対する出力電圧（コントローラ出力電圧）とに基づいて、Ｄｕｔｙ比が計算され（Ｓ４０）、当該Ｄｕｔｙ比に従ってグロープラグ１への通電が制御される。以降、中間通電信号の入力がなくなる（Ｓ２１が「Ｎｏ」となる）まで、又は、エンジンキーＥＫがオフとなるまで（Ｓ１１が「Ｎｏ」となるまで）の間、中間昇温が行われる。
【０１０４】
以上詳述したように、本実施形態によれば、中間昇温において、抵抗値制御方式によりグロープラグ１の通電制御が行われる。そのため、グロープラグ１への印加電圧に基づいて通電制御を行う場合に懸念される処理負担の増大等を招くことなく、グロープラグ１を比較的急速に昇温させることができる。
【０１０５】
また、図１１に示すように、中間昇温の初期からグロープラグ１の抵抗値を目標抵抗値ＲTARと一致するように通電制御した際には、グロープラグ１の温度が過昇温した後に、今度は低下に転じ、グロープラグ１が目標温度にて安定して発熱するまでに比較的長期間を有するところ、本実施形態では、まず、目標抵抗値ＲTARから、グロープラグ１の抵抗値Ｒと目標抵抗値ＲTARとの差分ΔＸに対応したオフセット値ＲOFFを減算した値が、中間目標抵抗値ＲMIDとして設定される。そして、通電時間の経過に伴って、最終的に目標抵抗値ＲTARと一致するように中間目標抵抗値ＲMIDを徐々に増加させつつ、グロープラグ１の抵抗値Ｒと中間目標抵抗値ＲMIDとが一致するようにグロープラグ１の通電が制御される。すなわち、グロープラグ１の過昇温が懸念される段階においては、本来の目標抵抗値ＲTARよりも低い抵抗値を中間的な目標抵抗値ＲMIDとしてグロープラグ１の通電制御を行うことで、過昇温の発生をより確実に防止しつつ、グロープラグ１を急速に昇温させる。そして、グロープラグ１の温度低下が懸念される段階においては、その中間的な目標抵抗値ＲMIDを徐々に増加させることで、グロープラグ１の温度低下を招くことなく、グロープラグ１の温度を最終的に目標温度へと到達させる。このように目標抵抗値ＲTARよりも低い中間目標抵抗値ＲMIDに基づいて通電制御を行うとともに、徐々に中間目標抵抗値ＲMIDを増加させることで、グロープラグ１のオーバーシュートをより確実に防止することができるとともに、目標温度付近におけるグロープラグ１の温度バラツキを効果的に抑制することができる。その結果、短期間のうちに、グロープラグ１を目標温度にてより安定的に発熱させることができる。
【０１０６】
また、目標温度付近におけるグロープラグ１の温度バラツキを抑制することができるため、本実施形態では、グロープラグ１の目標温度をより高温（１２００℃以上）に設定することができる。その結果、エミッションの更なる低減を図ることができる。
【０１０７】
さらに、グロープラグ１の抵抗値Ｒと目標抵抗値ＲTARとの差分ΔＸが大きいほど、オフセット値ＲOFFとして大きな値が設定される。すなわち、目標温度に対するグロープラグ１の温度の低下量が大きく、グロープラグ１のオーバーシュートがより生じやすい場合には、中間目標抵抗値ＲMIDとして十分に小さな値が設定される。そのため、グロープラグ１のオーバーシュートをより一層確実に防止することができる。
【０１０８】
一方で、グロープラグ１の抵抗値Ｒと目標抵抗値ＲTARとの差分ΔＸが所定の最大差分ＸMAX以上である場合には、オフセット値ＲOFFが所定の最大オフセット値ＲOFFMAXとされる。すなわち、グロープラグ１の温度と目標温度との差が十分に大きく、比較的大きな電圧を印加したとしてもグロープラグ１のオーバーシュートが生じにくい場合には、中間目標抵抗値ＲTARが低くされ過ぎることなく、中間目標抵抗値ＲTARとして一定の値が設定される。このため、グロープラグ１をより急速に昇温させることができ、昇温に要する時間をより短縮することができる。
【０１０９】
また、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値ＲTARとの差分が小さいほど、すなわち、グロープラグ１の温度が目標温度に近くなるほど、中間目標抵抗値ＲMIDの単位時間当たりの増加量が小さくされる。従って、グロープラグ１の過昇温を抑制しつつ、目標温度に達した後に、グロープラグ１をより一層安定的に目標温度にて発熱させることができる。
【０１１０】
さらに、目標抵抗値ＲTARが、水温の変化等を示す環境情報と、グロープラグ１に温度変化をもたらす外乱の変化量の情報とに基づいて更新される。従って、目標抵抗値ＲTARをより適切に設定することができ、グロープラグ１の温度をより確実に、かつ、より正確に目標温度に到達させることができる。また、グロープラグ１の温度をより一層安定して目標温度にて維持することができる。
【０１１１】
一方で、中間昇温においては、グロープラグ１に対する通電再開の直後から前記所定期間Ｔ1の間は、環境温度の情報に基づく変動を除いて、目標抵抗値ＲTARが固定値とされている。すなわち、前記所定期間Ｔ1の間においては、外乱に対する目標抵抗値ＲTARの補正が行われないようになっている。従って、中間昇温の初期段階（グロープラグ１の抵抗値Ｒが比較的低い場合）において、目標抵抗値ＲTARひいては中間目標抵抗値ＲMIDをやや低く抑えることができ、グロープラグ１のオーバーシュートをより一層確実に防止することができる。
【０１１２】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【０１１３】
（ａ）上記実施形態では、中間目標抵抗値ＲMIDが段階的に増加するように構成されているが、中間目標抵抗値ＲMIDを連続的に増加させる（通電時間に対して曲線状に変化させる）こととしてもよい。また、中間目標抵抗値ＲMIDの更新は、一定間隔で行われているが、通電時間やグロープラグ１の現在の抵抗値Ｒに基づいて、更新タイミングを変化させることとしてもよい。
【０１１４】
（ｂ）上記実施形態において、ＧＣＵ２１は、水温情報と、グロープラグ１に温度変化をもたらす外乱の変化量の情報とに基づいて、目標抵抗値ＲTARひいては中間目標中間値ＲMIDを設定している。これに対して、環境温度の情報や外乱の変化量の情報を用いることなく、中間目標抵抗値ＲMIDを設定することとしてもよい。この場合には、処理負担の低減を図ることができるとともに、マイクロコンピュータ３１が水温センサＳＥ等から情報を得るための通信手段等を設ける必要がなく、製造コストの抑制を図ることができる。
【０１１５】
（ｃ）上記実施形態において、ＧＣＵ２１は、発熱コイル９を有するグロープラグ１（メタルグロープラグ）の通電を制御するように構成されているが、ＧＣＵ２１による制御の対象は、これに限定されるものではない。例えば、各部材の寸法やコイルの組成等は、ＧＣＵ２１で制御しやすいものに適宜変更可能である。また、グロープラグとしてもメタルグロープラグに限定されるものではない。従って、ＧＣＵ２１が、セラミックヒータを有するセラミックグロープラグの通電を制御するように構成することとしてもよい。
【０１１６】
（ｄ）上記実施形態では、環境温度取得手段として水温センサＳＥが示されているが、環境温度取得手段は、水温センサＳＥのみに限定されるものではない。従って、例えば、吸気温度を測定するセンサや油温センサ等を環境温度取得手段として設け、これらセンサからの情報に基づいて、目標抵抗値ＲTARを設定することとしてもよい。
【０１１７】
（ｅ）上記実施形態では、ＧＣＵ２１及びＥＣＵ４２が個別に設けられているが、ＥＣＵ４２が、前記ＧＣＵ２１の機能を有するように構成し、ＥＣＵ４２の有するＧＣＵの機能によりグロープラグ１の通電制御を行うこととしてもよい。
【０１１８】
（ｆ）上記実施形態では、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値を設定する際（Ｓ３６）に、目標抵抗値ＲTARとグロープラグ１の抵抗値Ｒとの差分ΔＸが最大差分ＸMAX以上となるときは、目標抵抗値ＲTARから最大オフセット値ＲOFFMAXを減じた値が、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値として設定されている。これに対して、差分ΔＸと最大差分ＸMAXとを比較することなく、差分ΔＸに対応するオフセット値ＲOFFを目標抵抗値ＲTARから減ずることで、中間目標抵抗値ＲMIDの初期値を設定することとしてもよい。
【０１１９】
（ｇ）上記実施形態では、Ｓ３７における目標抵抗値ＲTARの設定に際して、中間昇温の開始からの経過時間によって、スワール分補正値Ｒ2を合算するか否かの場合分けがされているが、このような場合分けを設けることなく、目標抵抗値ＲTARの設定を行うこととしてもよい。従って、例えば、中間昇温開始からの経過時間によることなく、スワール分補正値Ｒ2を合算したものを、目標抵抗値ＲTARとして設定することとしてもよい。
【０１２０】
（ｈ）上記実施形態では、中間目標抵抗値ＲMIDを更新する際に（Ｓ３８）、中間目標抵抗値ＲMIDと目標抵抗値ＲTARとの差分が小さいほど、中間目標抵抗値ＲMIDの単位時間当たりの増加量が小さくなるように設定されているが、中間目標抵抗値ＲMIDの更新方法はこれに限定されるものではない。従って、例えば、単位時間当たりの増加量を変動させることなく、中間目標抵抗値ＲMIDを一定の割合で増加させることとしてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１…グロープラグ、２１…ＧＣＵ（通電制御装置）、３２…抵抗値取得手段、３４…保温通電手段、３５…中間昇温手段、３６…差分算出手段、３７…中間値設定手段、３８…中間値更新手段、ＥＮ…エンジン、ＳＥ…水温センサ（環境温度取得手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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】
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