(57)【要約】【課題】ヒータ素子４０の一部の抵抗値を高精度に測定してヒータ素子４０全体の抵抗値を正確に推定するとともに、抵抗値の測定の際の消費電力を大幅に低減することが可能な加熱装置を提供すること。【解決手段】駆動端子４０ｃおよび接地端子４０ｄ間に直列接続された第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂを備えるヒータ素子４０と、駆動端子４０ｃに選択的に接続される第１電源Ｂａｔと、第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂの間に設けられたテスト端子４０ｅに選択的に接続される第２電源Ｂｅｃと、ヒータ素子４０に直列接続された電流検出回路３１と、テスト端子４０ｅを第２電源に接続した際の電流検出回路３１の出力に基づいてヒータ素子４０の電気抵抗の値を推定し、この推定値に基づいてヒータ素子４０を駆動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動端子および接地端子間にて互いに直列に接続された第１ヒータ部分および第２ヒータ部分を備えるヒータ素子と、
前記駆動端子に所定のタイミングで接続される第１電源と、
前記第１ヒータ部分および前記第２ヒータ部分の間に設けられたテスト端子に選択的に接続される第２電源と、
前記ヒータ素子に直列に接続された電流検出回路と、
前記テスト端子を前記第２電源に接続した際の前記電流検出回路の出力に基づいて前記ヒータ素子の電気抵抗の値を推定し、この推定値に基づいて前記駆動端子を前記第１電源に接続して前記ヒータ素子の通電量を制御する制御部とを備えることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記第２ヒータ部分の電気抵抗の値は前記第１ヒータ部分の電気抵抗の値以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記第２電源の電圧は前記第１電源の電圧よりも低く設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第１ヒータ部分の電気抵抗の値をＲ１、
前記第２ヒータ部分の電気抵抗の値をＲ２、
前記第１電源の電源電圧をＶ１、
前記第２電源の電源電圧をＶ２、
抵抗比率α＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）とするとき、
前記抵抗比率αが、
Ｖ２２／Ｖ１２＜α＜Ｖ２／Ｖ１
の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記ヒータ素子は内燃機関に搭載され、
前記制御部は、
前記電流検出回路の出力を前記内燃機関の暖機時に測定し、この測定結果に基づいて前記ヒータ素子の電気抵抗の値を推定し、前記内燃機関の冷機時において、推定した電気抵抗の値に基づいて前記駆動端子を前記第１電源に接続する期間の長さを決定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記ヒータ素子は、前記内燃機関の複数の気筒にそれぞれ設けられ、前記気筒に供給される燃料を加熱することを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
互いに直列に接続された第１ヒータ部分および第２ヒータ部分とで構成されるヒータ素子であって、
前記ヒータ素子を駆動する際に第１電源と接続される駆動端子と、
前記第１ヒータ部分および前記第２ヒータ部分の間に接続され、前記ヒータ素子の電気抵抗の値を推定する際に第２電源と接続されるテスト端子とを備えることを特徴とするヒータ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を加熱する加熱装置および加熱装置に使用されるヒータ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁を用いて燃料を噴射する内燃機関には、低温時にも円滑な始動を可能とするために、燃料噴射弁に供給される燃料を温めるものがある。そこで、燃料供給管にヒータを設け、ヒータで温めた燃料を燃料噴射弁に供給するようにした加熱装置が知られている。
【０００３】
このような加熱装置の例として、少なくとも１つの燃料噴射装置と加熱可能なアダプタとを備えた燃料噴射システムであって、アダプタが燃料レールおよび燃料噴射システムの燃料噴射弁に接続されている形式のものにおいて、燃料レール内にサーモスイッチが設けられていて、このサーモスイッチが、外部の接点を形成する装置と加熱可能なアダプタに接続されている燃料噴射システムが開示されている（特許文献１）。特許文献１によれば、サーモスイッチによって検出された燃料レールの温度に基づいて加熱エレメントで燃料を加熱することで、燃料の完全な燃焼が保証されるとしている。
【０００４】
また、他の例として、燃料のアルコール濃度に基づいてエンジンが始動可能か否かを判別する手順と、この判別する手順で始動不能と判別したとき、スタータモータへの通電を禁止するとともに燃料噴射を禁止し、燃料を気化させるためのヒータへ通電する手順と、通電する手順に従ってヒータへ通電して所定時間が経過した後、ヒータの消費電流に基づいてヒータの加熱完了を判別する手順と、ヒータの加熱完了を判別する手順で加熱完了と判別したとき、スタータモータへ通電するとともに燃料噴射を許可する手順とを備えたＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）用エンジンの始動制御方法が開示されている（特許文献２）。特許文献２によれば、ヒータへ通電して所定時間が経過した後にヒータの消費電流に基づいてヒータの加熱完了が判別され、これによってヒータ加熱完了の誤判定を防止することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５０３３５２号公報
【特許文献２】特開平４−２３１６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、燃料レールが比較的大きな熱容量を有することから、加熱エレメントが設けられたアダプタの熱が燃料レールを介してサーモスイッチに伝達するまでに遅延が生じ、加熱制御の精度が低下するといった課題がある。また、特許文献１では複数の燃料噴射装置を備えるが、これに対してサーモスイッチは共通化されており、個々の燃料噴射装置に供給される燃料の温度管理が適切にできないといった課題がある。
【０００７】
また、特許文献２に開示された技術では、燃料のアルコール濃度に基づいてエンジンが始動可能か否かを判別する手順が存在するものの、既に暖機が行われてエンジンを直ちに始動可能な状態であっても所定期間にわたってヒータへの通電が実行されることになり、消費電力が大きくなるといった課題がある。消費電力を小さくするために、所定期間行われる通電の初期の段階で、ヒータの消費電流（あるいは抵抗値）を測定し、測定した消費電流に応じてヒータへの通電期間を決定する構成も考えられる。このように消費電流を測定するための予備通電期間を設けることで消費電力は低減されうるが、消費電流を測定することはヒータを発熱させることに他ならず、測定それ自体が電力を消費するため低消費電力化には限界がある。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するべく案出されたものであり、その主な目的は、ヒータ素子の一部について抵抗値を高精度に測定してヒータ素子全体の抵抗値を正確に推定するとともに、抵抗値の測定の際の消費電力を低減することが可能な加熱装置およびヒータ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するためになされた本発明は、駆動端子（４０ｃ）および接地端子（４０ｄ）間にて互いに直列に接続された第１ヒータ部分（４０ａ）および第２ヒータ部分（４０ｂ）を備えるヒータ素子（４０）と、前記駆動端子に所定のタイミングで接続される第１電源（Ｂａｔ）と、前記第１ヒータ部分および前記第２ヒータ部分の間に設けられたテスト端子（４０ｅ）に選択的に接続される第２電源（Ｂｅｃ）と、前記ヒータ素子に直列に接続された電流検出回路（３１）と、前記テスト端子を前記第２電源に接続した際の前記電流検出回路の出力に基づいて前記ヒータ素子の電気抵抗の値を推定し、この推定値に基づいて前記駆動端子を前記第１電源に接続して前記ヒータ素子の通電量を制御する制御部（２３ａ）とを備える加熱装置である。
【００１０】
これによって、ヒータ素子の一部である第２ヒータ部分に大きな電流を流して第２ヒータ部分の抵抗値を高精度に測定することで、ヒータ素子全体の抵抗値を正確に推定するとともに、ヒータ素子の一部である第２ヒータ部分の抵抗値を測定することで、測定の際の消費電力を大幅に低減することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、前記第２ヒータ部分（４０ｂ）の電気抵抗の値は前記第１ヒータ部分（４０ａ）の電気抵抗の値以下とされているものである。
【００１２】
これによって、第２ヒータ部分の電気抵抗の値を測定する際は、より低抵抗の第２ヒータ部分にのみ電流を流すことで、電気抵抗の値を高精度に測定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、前記第２電源（Ｂｅｃ）の電圧は前記第１電源（Ｂａｔ）の電圧よりも低く設定されているものである。
【００１４】
これによって、第２ヒータ部分の電気抵抗の値を測定する際は、より低電圧の第２電源が使用されることで消費電力を低減することが可能となる。
【００１５】
また、本発明は、前記第１ヒータ部分（４０ａ）の電気抵抗の値をＲ１、前記第２ヒータ部分（４０ｂ）の電気抵抗の値をＲ２、前記第１電源（Ｂａｔ）の電源電圧をＶ１、前記第２電源（Ｂｅｃ）の電源電圧をＶ２、抵抗比率α＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）とするとき、前記抵抗比率αが、Ｖ２２／Ｖ１２＜α＜Ｖ２／Ｖ１の範囲に設定されているものである。
【００１６】
これによって、ヒータ素子全体に通電する場合と比較して、第２ヒータ部分の電気抵抗の値を測定する際に第２ヒータ部分を流れる電流を大きくして測定精度を向上させ、かつ測定時の消費電力を低減することが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、前記ヒータ素子（４０）は内燃機関（Ｅ）に搭載され、前記制御部（２３ａ）は、前記電流検出回路（３１）の出力を前記内燃機関の暖機時に測定するとともに、この測定結果に基づいて前記ヒータ素子の電気抵抗の値を推定し、前記内燃機関の冷機時において、推定した電気抵抗の値に基づいて前記駆動端子（４０ｃ）を前記第１電源（Ｂａｔ）に接続する期間の長さを決定するようにしたものである。
【００１８】
これによって、暖機時に取得したデータに基づいて、冷機時に燃料を加熱する時間が決定されるため、冷機時において内燃機関を始動可能な状態にするまでの時間を短縮することが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、前記ヒータ素子（４０）は、前記内燃機関（Ｅ）の複数の気筒にそれぞれ設けられ、前記気筒に供給される燃料を加熱するものである。
【００２０】
これによって、気筒のそれぞれについて温度が異なっている場合であっても、気筒毎に最適な時間だけ燃料が加熱されることで、トータルの消費電力を低減することが可能となる。
【００２１】
また、本発明は、互いに直列に接続された第１ヒータ部分（４０ａ）および第２ヒータ部分（４０ｂ）とで構成されるヒータ素子（４０）であって、前記ヒータ素子を駆動する際に第１電源（Ｂａｔ）と接続される駆動端子（４０ｃ）と、前記第１ヒータ部分および前記第２ヒータ部分の間に接続され、前記ヒータ素子の電気抵抗の値を推定する際に第２電源（Ｂｅｃ）と接続されるテスト端子（４０ｅ）とを備えるヒータ素子である。
【００２２】
これによって、ヒータ素子の一部である第２ヒータ部分に駆動端子を介して大きな電流を流して第２ヒータ部分の抵抗値を高精度に測定することで、ヒータ素子全体の抵抗値を正確に推定するとともに、ヒータ素子の一部である第２ヒータ部分の抵抗値をテスト端子を用いて測定することで、ヒータ素子の全抵抗値を推定する際の消費電力を大幅に低減すことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
このように本発明によれば、ヒータ素子の一部である第２ヒータ部分に大きな電流を流して第２ヒータ部分の抵抗値を高精度に測定することで、ヒータ素子全体の抵抗値を正確に推定するとともに、ヒータ素子の一部である第２ヒータ部分の抵抗値を測定することで、測定の際の消費電力を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る加熱装置を搭載した燃料供給装置の全体概要図
【図２】燃料加熱ユニットの構成を示す斜視図
【図３】ＥＣＵの機能を示すブロック図
【図４】加熱装置の電気的構成を示すブロック図
【図５】燃料加熱制御部に設けられた演算／制御部による処理内容を説明する説明図
【図６】ヒータ素子の抵抗比率αの設定について説明する説明図
【図７】（ａ）は、内燃機関の第１始動モードを示す説明図、（ｂ）は、内燃機関の第２始動モードを示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面に示された一実施形態を参照して本発明に係る加熱装置７について詳細に説明する。なお、以降の説明において、上流および下流の用語は実際の燃料の流れ方向に基づくものではなく、燃料タンク２から燃料噴射弁４へ至る燃料供給系の上流および下流に基づいて定めるものとする。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る加熱装置７を搭載した燃料供給装置１の全体概要図である。図１に示すように、燃料供給装置１は、エタノール燃料もしくはガソリンおよびエタノールの混合燃料を用いる直列４気筒のＦＦＶ用エンジン（以下、「内燃機関Ｅ」と呼称する）に対して設けられ、燃料タンク２に貯留された燃料を気筒Ｓごとに設けられた４つの燃料噴射弁４に供給する。燃料供給装置１は、燃料タンク２と燃料噴射弁４とを接続する燃料供給路５の上流端に設けられた燃料ポンプ６と、燃料ポンプ６よりも下流側に燃料噴射弁４ごとに設けられ、それぞれ燃料を加熱する４つの燃料加熱部１４とを備えている。
【００２７】
燃料ポンプ６は、燃料タンク２内に設けられ、燃料タンク２に貯留された燃料を図示しないストレーナを介して汲み上げ、燃料噴射弁４へ向けて圧送する。詳細な図示は省略するが、自動車にはイグニッションスイッチ３５（図３参照）が設けられており、操作者によってイグニッションスイッチ３５がイグニッションポジション（以下、「ＩＧポジション」と呼称する）に操作されると、燃料ポンプ６が駆動され、所定の圧力をもって燃料を圧送する。
【００２８】
４つの燃料加熱部１４および４つの燃料噴射弁４は、燃料ケース１７とともにベース板１９によって一体化され、１つの燃料加熱ユニット３を構成している。燃料加熱ユニット３における燃料供給系の上流端には燃料ケース１７が位置しており、燃料供給路５がこの燃料ケース１７に接続されている。
【００２９】
図２は、燃料加熱ユニット３の構成を示す斜視図である。図２に示すように、燃料加熱ユニット３は、燃料供給管１８と、燃料供給管１８の下流端に接続された燃料ケース１７と、燃料ケース１７に形成された４つの流出口にそれぞれ接続された燃料加熱部１４と、ベース板１９を介してそれぞれ燃料加熱部１４の下流側に接続された燃料噴射弁４とを備えている。
【００３０】
燃料ケース１７は、内部に燃料を貯めて４つの流出口から均等な圧力で燃料を各燃料加熱部１４に分配する。燃料加熱部１４は、加熱室を画定して燃料供給路５を構成するヒータハウジング１５と、先端側にヒータ素子４０（図４参照）とを有し、ヒータ素子４０が加熱室に収容される態様でヒータハウジング１５に挿着され、ヒータ素子４０への通電がＥＣＵ（Electric Control Unit）２０（図３参照）によって制御されることにより、加熱室内の燃料を適宜に加熱する。
【００３１】
燃料噴射弁４は、ＥＣＵ２０により駆動制御される電磁弁を内蔵し、電磁弁の開閉によって所定時期に所定量の燃料を内燃機関Ｅ（図１参照）の燃焼室に向けて噴射する。なお、全ての燃料加熱部１４および燃料噴射弁４がベース板１９によって一体化された燃料加熱ユニット３を構成することにより、内燃機関Ｅへの組み付けが容易にされるとともに、内燃機関Ｅに対する燃料噴射弁４の組み付け精度を高められるようになっている。
【００３２】
詳細な図示は省略するが、内燃機関Ｅには始動時にクランクシャフトを回転駆動するスタータモータ２８（図３参照）が設けられている。このスタータモータ２８もＥＣＵ２０によって通電を制御される。なお、内燃機関Ｅのスタート操作は、イグニッションスイッチ３５をＩＧポジションから更にスタートポジションにキーで回動させる方式で行われる。また、本実施形態の内燃機関Ｅでは、後述するようにイグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作されると燃料加熱部１４による燃料の加熱が開始される。
【００３３】
図３は、ＥＣＵ２０の機能を示すブロック図である。以降、図３を参照して、燃料供給装置１を制御するＥＣＵ２０について説明する。ＥＣＵ２０は、内燃機関Ｅの冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ３２、排気ガス中に含まれるエタノールの残留濃度を検出して燃料中に含まれるエタノール濃度を把握するためのＬＡＦセンサ３４、燃料加熱部１４に設けられたヒータ素子４０を流れる電流の値を測定する電流検出回路３１等からの検出信号、並びにイグニッションスイッチ３５の状態信号が入力する入力インタフェース２１と、それぞれ各センサ等の信号に基づいて、燃料噴射弁４を駆動制御する燃料噴射弁制御部２４と、燃料ポンプ６を駆動制御する燃料ポンプ制御部２２と、ヒータ素子４０を駆動制御する燃料加熱制御部２３と、スタータモータ２８を駆動制御するスタータモータ制御部２５と、出力インタフェース２７とを備えている。
【００３４】
図４は、加熱装置７の電気的構成を示すブロック図、図５は、燃料加熱制御部２３に設けられた演算／制御部２３ａによる処理内容を説明する説明図である。なお、図４では説明を簡単にするために、燃料加熱ユニット３に含まれる燃料加熱部１４は１つのみを描いている。また、図５に示す矢印は、演算／制御部２３ａから見たときの各要素とのアクセス方向を示しており、演算／制御部２３ａに向かう矢印は演算／制御部２３ａのリード動作、演算／制御部２３ａから出る矢印はライト動作であることを示している。
【００３５】
図４に示すように、加熱装置７は、燃料加熱制御部２３と燃料加熱ユニット３と電流検出回路３１とで構成される。燃料加熱制御部２３はＥＣＵ２０に設けられ、実質的な制御部として機能する演算／制御部２３ａと第１スイッチ２３ｃと第２スイッチ２３ｄと記憶部２３ｅとで構成される。演算／制御部２３ａは、ここでは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、ＣＰＵは図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）とシステムバス２３ｆで結合されて、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて動作する。もちろん演算／制御部２３ａは、ハードウェア化された他の論理回路を含んでいてもよいし、燃料ポンプ制御部２２（図３参照）等と共用可能に構成されていても構わない。
【００３６】
記憶部２３ｅは、ここではＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）で構成され、演算／制御部２３ａはシステムバス２３ｆを介して記憶部２３ｅにアクセスする。なお、ハードウェア構成上、記憶部２３ｅは演算／制御部２３ａに含まれていてもよい。
【００３７】
図５に示すように、記憶部２３ｅには、ヒータ素子４０全体の電気抵抗の値（以降、「全抵抗値Ｒａ」と呼称する）とヒータ素子４０の温度ＴＨとの関係を記述した第１ＬＵＴ（Look Up Table）５０ａ、水温センサ３２（図３参照）によって検出された冷却水温度ＴＷとヒータ素子４０の温度ＴＨとの関係を記述した第２ＬＵＴ５０ｂ、およびヒータ素子４０の温度ＴＨとヒータ素子４０による加熱時間ＴＭＨとの関係を記述した第３ＬＵＴ５０ｃが格納されている。なお、本実施形態では各ＬＵＴは配列として定義されている。ここでは各配列の要素数は２５６個であり、配列インデックスは０〜２５５の値をとるものとする。
【００３８】
演算／制御部２３ａは、ヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを配列インデックスとして第１ＬＵＴ５０ａを参照することで、ヒータ素子４０の温度ＴＨを取得することができ、冷却水温度ＴＷを配列インデックスとして第２ＬＵＴ５０ｂを参照することで、ヒータ素子４０の温度ＴＨを取得することができ、ヒータ素子４０の温度ＴＨを配列インデックスとして第３ＬＵＴ５０ｃを参照することでヒータ素子４０を駆動すべき加熱時間ＴＭＨを取得することができる。なお、第１ＬＵＴ５０ａないし第３ＬＵＴ５０ｃは、実験等を行うことによって予め作成されて記憶部２３ｅに格納される。ＥＥＰＲＯＭに記憶された第１ＬＵＴ５０ａおよび第２ＬＵＴ５０ｂの内容は演算／制御部２３ａによって更新することが可能となっている。
【００３９】
以降、図４に戻って説明を続ける。第１スイッチ２３ｃおよび第２スイッチ２３ｄはスイッチング素子であり、例えば電力用ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を好適に用いることができる。演算／制御部２３ａの出力は第１スイッチ２３ｃおよび第２スイッチ２３ｄのゲートに接続されており、演算／制御部２３ａの出力によって第１スイッチ２３ｃおよび第２スイッチ２３ｄはオンまたはオフに制御される。
【００４０】
第１スイッチ２３ｃのソースは第１電源としてのバッテリ電源Ｂａｔに接続されている。ここでは、バッテリ電源Ｂａｔは直流電源であって、その電源電圧は１２［ｖ］とされている。第２スイッチ２３ｄのソースは第２電源としてのＥＣＵ電源Ｂｅｃに接続されている。ここでＥＣＵ電源Ｂｅｃは直流電源であり、その電源電圧は５［ｖ］とされている。なお、ＥＣＵ電源Ｂｅｃについては、直流の出力電圧が常に一定の値になるように制御された安定化電源で構成されている。もちろん、バッテリ電源Ｂａｔを安定化電源で構成してもよい。
【００４１】
燃料加熱ユニット３は、ヒータ素子４０を含む燃料加熱部１４とヒータリレー４１とで構成される。ヒータ素子４０はここでは電熱線によって構成され、駆動端子４０ｃと接地端子４０ｄとの間に互いに直列に接続された第１ヒータ部分（以降、「第１ヒータ４０ａ」と呼称する）と第２ヒータ部分（以降、「第２ヒータ４０ｂ」と呼称する）とを含む。後述するように、第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２は第１ヒータ４０ａの電気抵抗の値Ｒ１以下、例えばＲ１＝８．６［Ω］、Ｒ２＝５．８［Ω］に設定されている。
【００４２】
ヒータリレー４１はマグネットリレーで構成されている。一般に、マグネットリレーは接点抵抗が小さく大電流を導通可能で電力損失が少ないことから電力操作器として好適に用いられる。ヒータリレー４１を構成するコイル４１ａに電流を流すことで接点４１ｂ、４１ｂの間が電気的に接続される。なおマグネットリレーに代えてゼロクロスＳＳＲ（ソリッドステートリレー）を用いてもよい。
【００４３】
図示するように、ヒータ素子４０の駆動端子４０ｃは、ヒータリレー４１を介してバッテリ電源Ｂａｔと接続されている。演算／制御部２３ａが第１スイッチ２３ｃのゲートに所定電位を印加すると、ヒータリレー４１のコイル４１ａはバッテリ電源Ｂａｔに接続され、コイル４１ａが駆動されて接点４１ｂ、４１ｂ間が導通して、ヒータ素子４０の駆動端子４０ｃがバッテリ電源Ｂａｔに接続される。即ち、駆動端子４０ｃはヒータリレー４１を介してバッテリ電源Ｂａｔに選択的に接続される。
【００４４】
また、第１ヒータ４０ａと第２ヒータ４０ｂとの間にはテスト端子４０ｅが設けられ、テスト端子４０ｅは第２スイッチ２３ｄのドレインに接続されている。演算／制御部２３ａが第２スイッチ２３ｄのゲートに所定電位を印加すると、テスト端子４０ｅがＥＣＵ電源Ｂｅｃに接続される。即ち、テスト端子４０ｅは第２スイッチ２３ｄを介してＥＣＵ電源Ｂｅｃに選択的に接続される。
【００４５】
ここで、演算／制御部２３ａは第１スイッチ２３ｃおよび第２スイッチ２３ｄを次のいずれかの状態となるように制御する。
第１状態：第１スイッチ２３ｃがオンで、かつ第２スイッチ２３ｄがオフ
第２状態：第１スイッチ２３ｃがオフで、かつ第２スイッチ２３ｄがオン
第３状態：第１スイッチ２３ｃがオフで、かつ第２スイッチ２３ｄがオフ
なお、以降の説明では、演算／制御部２３ａが第１スイッチ２３ｃおよび第２スイッチ２３ｄを制御して第１状態を選択することを、「第１状態に遷移する」のように記載する（第２状態、第３状態についても同じ）。
【００４６】
第１状態は、バッテリ電源Ｂａｔを用いてヒータ素子４０の全体を駆動し、燃料加熱部１４において燃料を加熱する状態である。即ち、第１スイッチ２３ｃがオン、かつ第２スイッチ２３ｄがオフに制御されることで、ヒータリレー４１の接点４１ｂ、４１ｂ間が導通されてヒータ素子４０の駆動端子４０ｃがバッテリ電源Ｂａｔに接続され、その一方で第２スイッチ２３ｄのドレインに接続されたテスト端子４０ｅはＥＣＵ電源Ｂｅｃから切り離される。これによって互いに直列に接続された第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂにはヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａに応じて電流ｉ１が流れる。
【００４７】
第２状態は、ＥＣＵ電源Ｂｅｃを用いて第２ヒータ４０ｂを駆動し、この際に第２ヒータ４０ｂを流れる電流ｉ２の値を検出することで、第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を測定する状態である。即ち、第１スイッチ２３ｃがオフ、かつ第２スイッチ２３ｄがオンに制御されることで、ヒータリレー４１の接点４１ｂ、４１ｂ間が開放されてヒータ素子４０の駆動端子４０ｃはバッテリ電源Ｂａｔから切り離され、その一方で第２スイッチ２３ｄのドレインに接続されたテスト端子４０ｅはＥＣＵ電源Ｂｅｃに接続される。これによって第２ヒータ４０ｂには、第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２に応じて電流ｉ２が流れる。
【００４８】
第３状態は、ヒータ素子４０（その部分である第２ヒータ４０ｂを含む）に通電しない状態である。即ち、第１スイッチ２３ｃがオフ、かつ第２スイッチ２３ｄもオフに制御されることで、駆動端子４０ｃはバッテリ電源Ｂａｔから切り離され、テスト端子４０ｅもＥＣＵ電源Ｂｅｃから切り離される。なお、ＥＣＵ２０が動作を開始した時点で演算／制御部２３ａは第３状態に遷移する。
【００４９】
電流検出回路３１はＥＣＵ２０に設けられ、電流検出抵抗３１ａとオペアンプ３１ｂとＡ／Ｄ変換器３１ｃとで構成される。電流検出抵抗３１ａは、一般に数１０［ｍΩ］程度の電気抵抗Ｒｓを有する固定抵抗器である。電流検出抵抗３１ａの一端はヒータ素子４０の接地端子４０ｄと接続され、他端は接地されている。なお、電流検出抵抗３１ａの電気抵抗の値は、上述した第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値よりも遥かに小さいから（通常、１／１００以下）、接地端子４０ｄは実質的に接地されているとみなしてよい。
【００５０】
オペアンプ３１ｂは、電流が電流検出抵抗３１ａを流れることで電流検出抵抗３１ａの両端に発生する電位差Ｖｒを増幅する。Ａ／Ｄ変換器３１ｃは、オペアンプ３１ｂによって増幅されたアナログレベル信号としての電位差をディジタルデータに変換して出力する。そしてＡ／Ｄ変換器３１ｃの出力は演算／制御部２３ａに入力される。上述した第２状態において、第２ヒータ４０ｂを流れる電流ｉ２の値は電流検出回路３１によって検出される。これに加えて第１状態においてヒータ素子４０全体を流れる電流ｉ１の値を検出してもよい。もっとも、第２状態において電流ｉ２が流れる経路長（ハーネス長）は、第１状態において電流ｉ１が流れる経路長よりも短くされており、ハーネス抵抗が相対的に小さいため、第２状態はより高精度に電流ｉ２の値を検出することができる。
【００５１】
ここで、電流検出抵抗３１ａとして電気抵抗の値Ｒｓが既知の抵抗器を用いれば、第２ヒータ４０ｂを駆動するＥＣＵ電源Ｂｅｃの電源電圧も既知（上述したように５．０［ｖ］）であることから、第２状態において電流検出回路３１で電流ｉ２の値を検出することで、オームの法則（Ｒ＝Ｅ／Ｉ）より第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を測定することができる。この測定結果は演算／制御部２３ａによって記憶部２３ｅに格納される。
【００５２】
本実施形態では第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂは、同一材料で構成され、かつ実質的に燃料加熱部１４の同一位置に配置されることから、ヒータ素子４０全体を駆動した場合に第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂは同一温度となり、またこれら２つのヒータの駆動時間はほぼ同一とみなせるから（上述した第２状態を維持する期間は、第１状態の期間と比較して１／１００程度とされている。詳細は後述する）、結果的に第１ヒータ４０ａの電気抵抗の値Ｒ１と第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２との比率は一定に保たれる。
【００５３】
この特性を利用することで、演算／制御部２３ａは、測定された第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を用いて、第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂの合成抵抗の値、即ちヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを推定する。つまり、Ｒ１：Ｒ２が一定であれば、Ｒ２を実測することで、Ｒ１が定まり、全抵抗値Ｒａ＝Ｒ１＋Ｒ２と計算することができる。
【００５４】
以降、図５を併用して説明する。演算／制御部２３ａは推定した全抵抗値Ｒａを用いて第１ＬＵＴ５０ａを参照しヒータ素子４０の温度ＴＨを取得する。そしてヒータ素子４０の温度ＴＨを用いて第３ＬＵＴ５０ｃを参照し燃料の加熱時間ＴＭＨを取得する。演算／制御部２３ａは、取得した加熱時間ＴＭＨに基づいて上述した第１状態に遷移して燃料を加熱する。なお、本実施形態では、第１状態は取得した加熱時間ＴＭＨに基づいて連続的に維持されるが、ヒータリレー４１としてソリッドステートリレーを採用した場合は、高速なオン／オフ動作が可能であることから、ＰＷＭ（pulse width modulation）駆動を行ってもよい。これによって、ヒータ素子４０に対する通電量が制御される。
【００５５】
本実施形態では、演算／制御部２３ａは、まず上述した第３状態から第２状態へと遷移してヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを推定する。次に演算／制御部２３ａは第２状態から第１状態へと遷移して（実際の制御においては、第１スイッチ２３ｃと第２スイッチ２３ｄとが瞬間的にともにオン状態となるのを回避するため、演算／制御部２３ａは第２状態→第３状態→第１状態の順に遷移させる）、ヒータ素子４０で燃料を加熱する。ヒータ素子４０を構成する電熱線等の抵抗体は、一般に高温になると電気抵抗の値が増大することが知られている（図５に示す第１ＬＵＴ５０ａの特性（実線部分）を参照）が、本実施形態によれば、燃料の加熱に先立ってヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａが推定され、この推定値に基づいて内燃機関Ｅの始動に際して燃料が適切に加熱される。
【００５６】
図６は、ヒータ素子４０の抵抗比率αの設定について説明する説明図である。以降、図６に図４を併用して、ヒータ素子４０を構成する第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂの各電気抵抗の値について詳細に説明する。なお、図６においては、説明を簡単にするために、第１スイッチ２３ｃ、第２スイッチ２３ｄおよび電流検出抵抗３１ａの記載は省略している。
【００５７】
ヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａのうち第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値が占める比率（以降、抵抗比率αまたは単にαと呼称する）をα（０＜α＜１）とすると、
第１ヒータ４０ａの電気抵抗の値Ｒ１は、Ｒ１＝Ｒａ×（１−α）
第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２は、Ｒ２＝Ｒａ×α
と表される。
【００５８】
ここで、駆動端子４０ｃに接続されるバッテリ電源Ｂａｔの電源電圧をＶ１、テスト端子４０ｅに接続されるＥＣＵ電源Ｂｅｃの電源電圧をＶ２とすると、
上述した第２状態において電流は第２ヒータ４０ｂのみを流れ、このときの電流値Ｉ２は、
Ｉ２＝Ｖ２／（α×Ｒａ）・・・（式１）
となる。
【００５９】
一方、上述した第１状態では、電流は互いに直列に接続された第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂの両方を流れ、このときの電流値Ｉ１は、
Ｉ１＝Ｖ１／｛Ｒａ×（１−α）＋Ｒａ×α｝＝Ｖ１／Ｒａ・・・（式２）
となる。
【００６０】
ハーネスの引き回し等によって、電流に一定のノイズ成分が加算的に重畳することを考慮すると、電気抵抗の測定時に電流検出抵抗３１ａを流れる電流を大きくすることで、ノイズ成分が相対的に小さくなって測定精度を向上させることができる。即ち、ヒータ素子４０全体に通電するのではなく、ヒータ素子４０の一部である第２ヒータ４０ｂのみに通電し、この際に電流値Ｉ２をより大きくすることで（ヒータ素子４０全体の全抵抗値Ｒａよりも、その一部である第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２は当然に小さいため、より大きな電流値Ｉ２を確保しやすい）、電流検出回路３１における検出精度が向上する。従ってＩ２＞Ｉ１とすべきである。式１および式２から、
Ｖ２／（α×Ｒａ）＞Ｖ１／Ｒａ・・・（式３）
これをαについて解くと、
α＜Ｖ２／Ｖ１・・・（式４）
【００６１】
第２状態における第２ヒータ４０ｂの消費電力Ｐ２は、
Ｐ２＝Ｖ２２／Ｒ２＝Ｖ２２／（Ｒａ×α）・・・（式５）
第１状態における第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂの消費電力Ｐ１は、
Ｐ１＝Ｖ１２／Ｒａ・・・（式６）
【００６２】
第２状態における消費電力を第１状態よりも小さくすることで、消費電力の低減が図られることから、Ｐ２＜Ｐ１とすべきである。従って、式５および式６から、
Ｖ２２／（Ｒａ×α）＜Ｖ１２／Ｒａ・・・（式７）
これをαについて解くと、
α＞Ｖ２２／Ｖ１２・・・（式８）
【００６３】
よって、式４および式８から、
Ｖ２２／Ｖ１２＜α＜Ｖ２／Ｖ１・・・（式９）
の条件となるように抵抗比率αの範囲を定めればよい。
【００６４】
具体的には、本実施形態においてはＶ１＝１２［ｖ］、Ｖ２＝５［ｖ］であるから、式９によって抵抗比率αは、
０．１７４＜α＜０．４１７
の範囲に設定される。
【００６５】
抵抗比率αの下限値（α＝０．１７４）においては、抵抗値Ｒ２を測定する際に第２ヒータ４０ｂを流れる電流ｉ２は最大となって測定精度が最も高くなるが、消費電力はヒータ素子４０の全体を駆動するときとほぼ等しくなる。一方、抵抗比率αの上限値（α＝０．４１７）においては、抵抗値Ｒ２を測定する際に第２ヒータ４０ｂを流れる電流ｉ２はヒータ素子４０の全体を駆動するときとほぼ等しくなるが、消費電力は最も小さくなる。抵抗比率αを、例えば上限値と下限値との中間値（（０．１７４＋０．４１７）／２＝０．２９６）とすることで、第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値の測定精度を高めつつ、測定の際の消費電力を低減することができる。もちろん、測定精度の向上と消費電力の低減とのいずれをより優先するかで、抵抗比率αの範囲は上限値と下限値との間で任意に決定すればよい。もちろん、電流検出回路３１における測定精度が維持できる範囲において、抵抗比率αをより大きく（例えば０．５）設定してもよい。このようにすることで、抵抗値を測定する際の消費電力を一層少なくすることができる。
【００６６】
さて、燃料加熱ユニット３においては、内燃機関Ｅ（図１参照）が置かれる環境温度の範囲や内燃機関Ｅの始動に際して許容される加熱時間等を考慮して、ヒータ素子４０で消費される目標電力が定められる。例えば、ヒータ素子４０の駆動端子４０ｃが接続されたバッテリ電源Ｂａｔの電源電圧を１２［Ｖ］、目標電力を１０［Ｗ］とすると、式６を変形して、
Ｒａ＝Ｖ１２／Ｐ１・・・（式１０）
より、Ｒａ＝１４４／１０＝１４．４［Ω］と計算される。
【００６７】
ヒータ素子４０がこのような全抵抗値Ｒａをもつとき、
例えば、抵抗比率αを上述した中間値（α＝０．２９６）とすると、
第１ヒータ４０ａの電気抵抗の値Ｒ１＝１４．４×（１−０．２９６）＝１０．１４［Ω］
第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２＝１４．４×０．２９６＝４．２６［Ω］
のように決定される。この値に基づいて、例えば第１ヒータ４０ａおよび第２ヒータ４０ｂを構成する電熱線の長さを調整することで、特定の電気抵抗の値を有する２つのヒータ部分を有するヒータ素子４０を容易に実現することができる。
【００６８】
以降、図５に戻って説明を続ける。第１ＬＵＴ５０ａはヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを入力としヒータ素子４０の温度ＴＨを出力とする関数（第１温度推定手段）であり、第２ＬＵＴ５０ｂは冷却水温度ＴＷを入力としヒータ素子４０の温度ＴＨを出力する関数（第２温度推定手段）である。本実施形態においては、演算／制御部２３ａは電流検出回路３１の出力（これから推定した全抵抗値Ｒａ）を用いて第１ＬＵＴ５０ａを参照すること、または水温センサ３２の出力を用いて第２ＬＵＴ５０ｂを参照することのいずれかによってヒータ素子４０の温度ＴＨを推定することが可能である。
【００６９】
なお、第１温度推定手段および第２温度推定手段の出力は８ビット量に正規化され、例えば０ｘ１ｆ→０℃のように配列要素の値とヒータ素子４０の温度ＴＨとの対応は第１ＬＵＴ５０ａと第２ＬＵＴ５０ｂとで同一とされている。
【００７０】
演算／制御部２３ａは、第１ＬＵＴ５０ａおよび第２ＬＵＴ５０ｂを用いたヒータ素子４０の温度ＴＨの推定を、冷機時に互いに近接したタイミングで実行し、例えば図示しない外気温センサの出力と第１、第２温度推定手段の出力とを比較することで、ヒータ素子４０の断線や、水温センサ３２を構成するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）サーミスタの故障等を容易に判定することができる。また、このように複数の温度推定手段を備えることで、不具合が検出された温度推定手段の出力を参照しないようにして、フェールセーフが図られる。
【００７１】
さて、ヒータ素子４０に使用される電熱線等の抵抗体は、長期にわたる駆動によって経年変化が生じ、徐々に電気抵抗の値が大きくなることが知られている。即ち、ヒータ素子４０の経年変化が進むと、全抵抗値Ｒａが大きくなることでヒータ素子４０の温度ＴＨは実際よりも高く観測されることになる。一方、水温センサ３２を構成するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient Thermistor）サーミスタ等の受動素子は、一般に経年変化が非常に小さい。
【００７２】
これらのことから、演算／制御部２３ａは、第１、第２温度推定手段の出力がいずれも正常の範囲であると判断され、かつ両者の出力差の絶対値が所定の閾値よりも大きくなった場合（以降、この条件を「ＬＵＴ更新条件」と呼称する）、第１温度推定手段である第１ＬＵＴ５０ａの内容を更新して、ヒータ素子４０の経年変化を補償する。もちろん、ＬＵＴ更新条件に他の要件、例えば、ＬＵＴ更新条件を複数回満たした場合に、第１ＬＵＴ５０ａの内容を更新するようにしてもよい。
【００７３】
ＬＵＴ更新条件を満たす場合、以下の第１処理手順によって第１ＬＵＴ５０ａの内容が更新される。第１処理手順においては、第２ＬＵＴ５０ｂがリファレンスとして用いられる。
【００７４】
＜第１処理手順＞
（ａ）第２ＬＵＴ５０ｂを用いて、冷却水温度ＴＷからヒータ素子４０の温度ＴＨを推定する。
（ｂ）第１ＬＵＴ５０ａの配列要素から温度ＴＨの値を検索する。
（ｃ）第１ＬＵＴ５０ａにおける温度ＴＨに対応する配列インデックス（以降、温度ＴＨの値を検索して求められた配列インデックスを「ＩＮＤＸ１」と呼称する）を取得する。ヒットしない場合は、温度ＴＨの値に最も近いＩＮＤＸ１を求める。なお、（ｃ）の処理では更新される第１ＬＵＴ５０ａは単調増加（あるいは単調減少）関数であることが前提となる。
【００７５】
（ｄ）上述した第２状態に遷移して、第２ヒータ４０ｂ（図４参照）の電気抵抗の値Ｒ２を測定し、ヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを推定する。
ここで、ヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａは第１ＬＵＴ５０ａの配列インデックス（以降、ヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａに基づく配列インデックスを「ＩＮＤＸ２」と呼称する）そのものである（即ち、第１ＬＵＴ５０ａの入力）。なお、経年変化によってヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａが大きくなっている場合、ＩＮＤＸ２＞ＩＮＤＸ１となっている。
（ｅ）δｐ＝ＩＮＤＸ２−ＩＮＤＸ１を計算する。
（ｆ）第１ＬＵＴ５０ａの配列要素を配列内でδｐだけ右シフトする。
ただし、この処理は配列インデックス＋δｐの値が配列要素数を越えない範囲で行われ、配列インデックスのうち０〜（δｐ−１）に対応する配列要素にはＮＵＬＬが割り付けられる。（ｆ）の処理によって、図５に点線で示すように第１ＬＵＴ５０ａは右に平行移動することになる。そして、演算／制御部２３ａは新たに生成した第１ＬＵＴ５０ａを記憶部２３ｅ（図４参照）に記憶する。
【００７６】
さて、上述の（ａ）〜（ｆ）の処理手順は、ヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａが経年変化することを前提に、第１ＬＵＴ５０ａの内容を更新して経年変化の影響を除去するものである。他方、ヒータ素子４０が駆動されるトータル時間が比較的短く、全抵抗値Ｒａの経年変化を考慮する必要がない場合は、逆に第１ＬＵＴ５０ａをリファレンスとして用いて、第２ＬＵＴ５０ｂの内容を更新してもよい。これによって内燃機関Ｅの状態に合わせて常に第２ＬＵＴ５０ｂの内容が更新される。第２ＬＵＴ５０ｂの内容を更新する場合においてもＬＵＴ更新条件は上述した第１処理手順と同様である。第２ＬＵＴ５０ｂを更新する際の第２処理手順は以下のようになる。
【００７７】
＜第２処理手順＞
（ｇ）第２状態に遷移してヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを推定し、全抵抗値Ｒａを用いて第１ＬＵＴ５０ａを参照して、ヒータ素子４０の温度ＴＨを推定する。
（ｈ）第２ＬＵＴ５０ｂの配列要素から温度ＴＨの値を検索する。
（ｉ）第２ＬＵＴ５０ｂにおける温度ＴＨに対応する配列インデックス（ＩＮＤＸ１）を取得する。なお、ヒットしない場合は、温度ＴＨの値に最も近いＩＮＤＸ１を求める。なお、（ｉ）の処理では第２ＬＵＴ５０ｂは単調増加（あるいは単調減少）関数であることが前提となる。
【００７８】
（ｊ）冷却水温度ＴＷを測定する。
ここで、冷却水温度ＴＷは第２ＬＵＴ５０ｂの配列インデックス（ＩＮＤＸ２）そのものである。
（ｋ）δｐ＝ＩＮＤＸ２−ＩＮＤＸ１を計算する。
（ｌ）δｐが正数である場合は、第２ＬＵＴ５０ｂの配列要素を配列内でδｐだけ右シフトする。δｐが負数である場合は、第２ＬＵＴ５０ｂの配列要素をδｐだけ左シフトする。
そして、演算／制御部２３ａは新たに生成した第２ＬＵＴ５０ｂを記憶部２３ｅ（図４参照）に記憶する。
【００７９】
図７（ａ）は、内燃機関Ｅの第１始動モードを示す説明図、（ｂ）は、内燃機関Ｅの第２始動モードを示す説明図である。より具体的には、図７（ａ）、（ｂ）は各始動モードにおける第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を測定する測定期間ＳＰとヒータ素子４０を駆動する加熱期間ＤＰとの関係を示している。以降、図７（ａ）、（ｂ）に図３、図４、図５を併用して、各始動モードについて説明する。
【００８０】
なお以降の説明にあたって、イグニッションスイッチ３５の状態、水温センサ３２の出力等はＥＣＵ２０（いずれも図３参照）によって検出ないし測定され、所定のイベント情報とともに燃料加熱制御部２３（図３参照）に送信される。燃料加熱制御部２３の演算／制御部２３ａ（図４参照）は、このイベント情報を受信することで、上述した第１状態〜第３状態の遷移を実行し、また燃料の加熱が完了した旨の情報は、所定のイベント情報とともに演算／制御部２３ａからＥＣＵ２０に送信され、これを受信したＥＣＵ２０は、搭乗者等のスタート操作に応じてスタータモータ２８等のアクチュエータを動作させる。
【００８１】
＜第１始動モード＞
第１始動モードは、イグニッションスイッチ３５（図３参照）がＩＧポジションに操作された際に（図７（ａ）には「イグニッションＯＮ」と記載。図７（ｂ）も同じ）、例えばＥＣＵ２０によって測定された冷却水温度ＴＷと図示しない外気温センサの出力との差分が所定の閾値よりも大きい場合、即ち、内燃機関Ｅ（図１参照）が暖機時と冷機時との中間状態、あるいは暖機時である場合に選択される。
【００８２】
第１始動モードでは、図７（ａ）に示すようにイグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作されると、燃料加熱制御部２３の演算／制御部２３ａは、第２状態に遷移して第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を測定し、ヒータ素子４０（いずれも図４参照）の全抵抗値Ｒａを求める。ここで、全抵抗値Ｒａを求める際に第２ヒータ４０ｂに通電がなされる時間（測定期間ＳＰ）は２００ｍｓ程度とされている。そして、演算／制御部２３ａは、第１ＬＵＴ５０ａ（図５参照）を参照してヒータ素子４０の温度ＴＨを推定し、更に第３ＬＵＴ５０ｃ（図５参照）を参照してヒータ素子４０を駆動する加熱時間ＴＭＨを取得する。
【００８３】
演算／制御部２３ａは、所定のタイミングで（ここでは測定期間ＳＰが終了した後）上述した第１状態に遷移し、第１状態を加熱期間ＤＰだけ継続する。即ち、加熱期間ＤＰに応じてヒータ素子４０の通電量が制御されることで燃料が加熱される。上述したように加熱期間ＤＰは、第３ＬＵＴ５０ｃに記述されてヒータ素子４０の温度ＴＨによって期間長が定まる関数であり、数十秒から数分の間とされている。そして加熱期間ＤＰが経過すると、演算／制御部２３ａは第３状態に遷移してヒータ素子４０への通電が停止され、その後、演算／制御部２３ａから加熱完了を示すイベント情報がＥＣＵ２０に送信され、ＥＣＵ２０は操作者の指示に基づいてスタータモータ２８（図３参照）を始動させて内燃機関Ｅの運転が開始される。
【００８４】
第１始動モードのシーケンスでは、イグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作された時点から測定期間ＳＰが開始され、実際に燃料の加熱が開始されるのは、イグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作された後２００ｍｓ程度を経過した後となるが、測定期間ＳＰにおいては上述した第２状態が維持されて、第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を測定する際の消費電力が低く抑えられることになる。なお、ＥＣＵ２０によって車両のドアが開かれたこと、あるいは運転者が着席したこと等を検出し、その際に測定期間ＳＰを設定してもよい。このようにすることで、イグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作された直後から加熱期間ＤＰを開始することが可能となる。
【００８５】
このように、第１始動モードでは、演算／制御部２３ａは、テスト端子４０ｅを第２電源であるＥＣＵ電源Ｂｅｃに接続した際の電流検出回路３１の出力に基づいてヒータ素子４０の電気抵抗の値（全抵抗値Ｒａ）を推定し、この推定値に基づいて駆動端子４０ｃを第１電源であるバッテリ電源Ｂａｔに接続してヒータ素子４０の通電量を制御する。見方を変えれば、演算／制御部２３ａは、駆動端子４０ｃをバッテリ電源Ｂａｔに接続するタイミング、および駆動端子４０ｃをバッテリ電源Ｂａｔから切り離すタイミングを決定する。
【００８６】
＜第２始動モード＞
第２始動モードは、イグニッションスイッチ３５が一旦オフにされ、次にＩＧポジションに操作された際に、例えばＥＣＵ２０によって測定された冷却水温度ＴＷと図示しない外気温センサの出力との差分が、所定の閾値よりも小さい場合に選択される。即ち、内燃機関Ｅが冷機時である場合に第２始動モードが選択される。
【００８７】
第２始動モードでは、図７（ｂ）に示すようにイグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作されると、演算／制御部２３ａは、直ちにヒータ素子４０への通電を開始する。即ち、第２始動モードでは、ヒータ素子４０への通電が開始される所定のタイミングはイグニッションスイッチ３５がＩＧポジションになった直後となる。冷機時のとき、冷却水温度ＴＷとヒータ素子４０の温度ＴＨとは極めて相関が高いことから、演算／制御部２３ａは水温センサ３２で測定された冷却水温度ＴＷを用いて第２ＬＵＴ５０ｂを参照し、ヒータ素子４０の温度ＴＨを取得する。そして温度ＴＨを用いて第３ＬＵＴ５０ｃを参照してヒータ素子４０の加熱時間ＴＭＨを取得する。
【００８８】
演算／制御部２３ａは、取得した加熱時間ＴＭＨに基づいて加熱期間ＤＰを設定して、上述した第１状態に遷移してヒータ素子４０に通電を行う。このように第２始動モードでは、イグニッションスイッチ３５がＩＧポジションに操作されると、第２状態に遷移することなく直ちに第１状態に遷移してヒータ素子４０による燃料の加熱を開始する。これによって、内燃機関Ｅの始動開始までに要する時間が第１始動モードと比較してδｔ（具体的には、２００〜５００ｍｓ程度）だけ短縮される。
【００８９】
さて、第２始動モードでは、内燃機関Ｅの運転中（暖機時）に測定期間ＳＰが設定される。より具体的には、内燃機関Ｅの運転が所定期間継続され、ヒータ素子４０の温度ＴＨ（運転中は、上述した第３状態が維持され、ヒータ素子４０への通電は行われていない）と内燃機関Ｅの冷却水温度ＴＷとが平衡状態となっている時期に測定期間ＳＰが設定される。測定期間ＳＰに測定された第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２は記憶部２３ｅ（図４参照）に記憶される。
【００９０】
そして、演算／制御部２３ａは、記憶部２３ｅに記憶された第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を読み出し、上述した第２処理手順（ｇ）〜（ｌ）に従って第２ＬＵＴ５０ｂを更新し、更新された第２ＬＵＴ５０ｂを記憶部２３ｅに記憶する。そして、更新された第２ＬＵＴ５０ｂを用いて冷却水温度ＴＷからヒータ素子４０の温度ＴＨが推定され、推定された温度ＴＨから加熱時間ＴＭＨが決定され、加熱時間ＴＭＨに基づいてヒータ素子４０の通電量が制御される。
【００９１】
もちろん上述した第１処理手順（ａ）〜（ｆ）に従って第１ＬＵＴ５０ａを更新、記憶するようにしてもよい。これによって、第１ＬＵＴ５０ａはヒータ素子４０の経年変化が補償された最新の状態に保たれる。
【００９２】
このように、第２始動モードでは電流検出回路３１の出力を内燃機関Ｅの暖機時に測定するとともに、この測定結果に基づいてヒータ素子４０の全抵抗値Ｒａを推定し、内燃機関Ｅの冷機時において、推定した全抵抗値Ｒａに基づいて駆動端子４０ｃ（図４参照）をバッテリ電源Ｂａｔに接続する期間の長さを決定している。
【００９３】
第１始動モード、第２始動モードのいずれにおいても、測定期間ＳＰは２００ｍｓ程度の短期間である。このため、測定期間ＳＰ中に第２ヒータ４０ｂの発熱による電気抵抗の変化は微小なものであり、抵抗値の測定精度を低下させることはなく、更に第２ヒータ４０ｂの経年変化が加速されることもない。なお、ヒータ素子４０は気筒毎にそれぞれ設けられているが、上述したように測定期間ＳＰにおける消費電力は小さくされていることから、複数の気筒Ｓについて同時に第２ヒータ４０ｂの電気抵抗の値Ｒ２を測定することが可能である。
【００９４】
また、第３ＬＵＴ５０ｃについては、単一の特性を持つものとして説明したが、互いに異なる特性を記述した複数のＬＵＴを用意しておき、例えばＬＡＦセンサ３４（図３参照）の出力を参照して、燃料中のアルコール濃度に応じて第３ＬＵＴ５０ｃとして使用するＬＵＴを選択するようにしてもよい。
【００９５】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は本実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本実施形態では、本発明に係る加熱装置７を、ＦＦＶ用エンジンに適用したが、軽油やガソリン等、他の成分を燃料とする内燃機関Ｅにも適用可能であり、直列４気筒以外の内燃機関Ｅにも当然に適用可能である。また、ヒータ素子４０はインジェクタに設けられてもよく、燃料供給経路中のコモンレールに設けられてもよい。また、ヒータ素子４０によって内燃機関Ｅに導入される吸気を加熱するように構成してもよい。また、ヒータ素子４０を３個以上のヒータ部分で構成してもよく、少なくとも各ヒータ部分の抵抗比率が既知であれば本発明を容易に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明に係る加熱装置およびヒータ素子は、ヒータ素子の一部について抵抗値を高精度に測定してヒータ素子全体の抵抗値を正確に推定するとともに、抵抗値の測定の際の消費電力を低減することが可能であることから、車両で使用される燃料を加熱する加熱装置等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１    燃料供給装置
３    燃料加熱ユニット
７    加熱装置
１４    燃料加熱部
２０    ＥＣＵ
２３    燃料加熱制御部
２３ａ  演算／制御部（制御部）
２３ｃ  第１スイッチ
２３ｄ  第２スイッチ
２３ｅ  記憶部
３１    電流検出回路
３１ａ  電流検出抵抗
３２    水温センサ
３５    イグニッションスイッチ
４０    ヒータ素子
４０ａ  第１ヒータ（第１ヒータ部分）
４０ｂ  第２ヒータ（第２ヒータ部分）
４０ｃ  駆動端子
４０ｄ  接地端子
４０ｅ  テスト端子
４１    ヒータリレー
５０ａ  第１ＬＵＴ
５０ｂ  第２ＬＵＴ
５０ｃ  第３ＬＵＴ
Ｂａｔ  バッテリ電源（第１電源）
Ｂｅｃ  ＥＣＵ電源（第２電源）
【図１】
2015135069.tif 000003
【図２】
2015135069.tif 000004
【図３】
2015135069.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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