(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有し、
前記グロープラグを除く他の負荷機器は複数存在しており、
前記再生時通電手段は、
前記再生処理実行時の通電制御を、前記グロープラグを含む複数の負荷機器に対して実行するとともに、
前記高温異常時には複数の前記他の負荷機器への通電量を、同時に正常時に比べて増加させることを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項２】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有し、
前記グロープラグを除く他の負荷機器は複数存在しており、
前記再生時通電手段は、
前記再生処理実行時の通電制御を、前記グロープラグを含む複数の負荷機器に対して実行するとともに、
前記高温異常時には、複数の前記他の負荷機器のいずれか一方への通電量を増加させるよう、複数の前記他の負荷機器への通電量を交互に増加させることを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項３】
前記再生時通電手段は、前記再生処理実行時であっても前記正常時には前記他の負荷機器への通電を禁止す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制御装置。
【請求項４】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有し、
前記グロープラグを除く他の負荷機器は複数存在しており、
前記再生時通電手段は、
前記再生処理実行時の通電制御を、前記グロープラグを含む複数の負荷機器に対して実行するとともに、
前記他の負荷機器への通電量を、前記高温異常時には正常時に比べて増加させ、
前記再生処理実行時であっても前記正常時には前記他の負荷機器への通電を禁止することを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項５】
前記再生時通電手段は、前記高温異常時には、正常時に比べて前記負荷機器の通電時間を長くすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項６】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有し、
前記再生時通電手段は、前記高温異常時には、正常時に比べて前記負荷機器の通電時間を長くすることを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項７】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有し、
前記高温異常時には、前記再生処理の実行を延期することを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項８】
前記通電制御装置は、指令制御装置から出力される指令信号に基づき前記スイッチング素子の作動を制御するとともに、前記指令信号の指令内容に反して前記通電制限手段による通電制限を実行した場合には、その実行の旨を通知するダイアグ信号を前記指令制御装置に出力することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項９】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有し、
前記通電制御装置は、指令制御装置から出力される指令信号に基づき前記スイッチング素子の作動を制御するとともに、前記指令信号の指令内容に反して前記通電制限手段による通電制限を実行した場合には、その実行の旨を通知するダイアグ信号を前記指令制御装置に出力することを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項１０】
前記内燃機関の複数気筒の各々に前記グロープラグは設けられており、
前記通電制御装置は、前記グロープラグの各々について前記ダイアグ信号を出力することを特徴とする請求項８又は９に記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１１】
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子を備え、
前記再生処理実行に伴い前記グロープラグへ通電を開始する時には、前記スイッチング素子への通電のデューティ比を徐々に増加させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１２】
内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備える内燃機関に適用され、
捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段と、
前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、
を備え、
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電され、
前記再生処理実行に伴い前記グロープラグへ通電を開始する時には、前記スイッチング素子への通電のデューティ比を徐々に増加させることを特徴とするグロープラグ制御装置。
【請求項１３】
前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、
前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有することを特徴とする請求項１２に記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１４】
前記再生時通電手段は、
前記再生処理実行時の通電制御を、前記グロープラグを含む複数の負荷機器に対して実行するとともに、
前記グロープラグを除く他の負荷機器への通電量を、前記高温異常時には正常時に比べて増加させることを特徴とする請求項６，７，９，１３のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１５】
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記判定手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づき前記高温異常の状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１６】
前記通電制限手段は、前記スイッチング素子への通電を遮断する、或いは通電のデューティ比を小さくすることで、前記通電量を制限することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１７】
前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時の初期着火性をアシストするよう通電されるとともに、前記内燃機関の始動後期間中にも燃焼を安定させるよう通電されることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置。
【請求項１８】
前記グロープラグ及び前記フィルタ装置と、
請求項１〜１７のいずれか１つに記載のグロープラグ制御装置と、
を備えることを特徴とするグロープラグ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグへの通電を制御するグロープラグ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジン（内燃機関）から排出される粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集するＤＰＦ装置が従来より知られている。このＤＰＦ装置では、捕集したＰＭが所定量を超えた時にＰＭを燃焼させるための再生処理が必要となる。そこで特許文献１等には、燃料を噴射するにあたりメイン噴射後にポスト噴射を行うことで、排気を強制的に昇温させて、捕集ＰＭを強制的に燃焼除去する燃料噴射制御が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５２８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そして本発明者は、上記ポスト噴射の実行とは別に、メイン噴射量を増量することで排気を昇温させることを検討した。この検討によれば、単純にメイン噴射量を増量させるとエンジン回転速度（以下、「ＮＥ」と呼ぶ）が上昇するので、運転者に違和感を与えてしまうことが分かった。特に、アイドル運転時等のＮＥ低速時には、ＮＥ上昇により与える違和感が大きい。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＤＰＦ装置の再生処理実行時にエンジン回転速度の上昇を抑制させるグロープラグ制御装置及びグロープラグ制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００７】
第１の発明では、内燃機関の燃焼室に設けられたグロープラグ、及び排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）を備える内燃機関に適用されることを前提とする。そして、捕集された粒子状物質を前記フィルタ装置から除去するよう排気温度を上昇させる再生処理実行時に、前記内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御する再生時通電手段を備え、前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時に通電されるとともに、前記負荷機器として前記再生処理実行時にも通電されることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、再生処理実行時に、内燃機関を駆動源として充電されるバッテリへの電気負荷を上昇させるよう負荷機器を通電制御するので、メイン噴射量を増量させる等の再生処理を実行した場合であっても、ＮＥ上昇を抑制させることができる。
【０００９】
さらに本発明では、グロープラグを、内燃機関の始動時に通電するとともに再生処理実行時にも通電させる。つまり、グロープラグの本来の用途は、燃焼室を予熱することで、内燃機関の始動時の初期着火性をアシストすることであるが、この用途とは別に、フィルタ装置の再生処理実行時における負荷機器としてグロープラグを利用する。例えば本発明に反し、負荷機器として車両のヘッドランプを利用した場合には、車両運転中に運転者の意図に反して再生処理実行に伴いヘッドランプが点灯することとなり、運転者に違和感を与えてしまうとの問題が生じる。これに対し本発明では、上述の如くグロープラグを負荷機器として利用するので、車両運転中に再生処理実行に伴いグロープラグが作動しても運転者に違和感を与えることがないので、上記問題を回避しつつ再生処理実行時のＮＥ上昇を抑制できる。
【００１０】
ところで、グロープラグへの通電は大電流であるため、その通電をオン・オフするスイッチング素子は発熱する（特開２００６−１５３２９３号公報等参照）。そのため、スイッチング素子が過剰に発熱して損傷してしまうことが懸念される。しかも、上述の如くＤＰＦの再生処理時に負荷機器としてグロープラグへ通電すると、このようなＤＰＦの再生処理ではスイッチング素子の雰囲気温度が極めて高くなる。よって、上記第１の発明を実施しようとすると、スイッチング素子の熱損傷の懸念が顕著になるとの知見を本発明者は得た。
【００１１】
この知見に基づき、第２の発明では、前記グロープラグへの通電をオン・オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子の作動を制御する通電制御装置と、前記スイッチング素子の温度が予め設定された所定温度以上となった高温異常の状態であるか否かを判定する判定手段と、を備え、前記通電制御装置は、前記判定手段により前記高温異常と判定された時に、前記グロープラグへの通電量を制限する通電制限手段を有することを特徴とする。これによれば、高温環境下でグロープラグを通電することによるスイッチング素子の熱損傷を回避でき、好適である。
【００１２】
ここで、高温異常の状態であるか否かを判定するにあたり、スイッチング素子に流れる電流を計測し、計測した電流値が閾値を超えた場合に高温異常であると判定しようとすると、次の問題が生じる。すなわち、スイッチング素子の雰囲気温度が高ければ、計測した電流値が同じであってもスイッチング素子の温度（以下「素子温度」と呼ぶ）は高くなる。つまり、スイッチング素子を流れる電流値からは正確な素子温度を想定することができない。よって、上述の電流値に基づく判定では、想定される最大の雰囲気温度でも発熱故障しないように、耐熱性能に余裕を持たせてスイッチング素子を選定することを要する。よって、耐熱性能の低い安価なスイッチング素子を選定できない。或いは、高い放熱能力を持つヒートシンク等の放熱手段が要求される。特に、ＤＰＦの再生処理時に負荷機器としてグロープラグへ通電すると、雰囲気温度が極めて高い状態でスイッチング素子に電流を流すこととなるので、スイッチング素子を流れる電流値から高温異常を判定しようとすると、耐熱性能に極めて大きな余裕を持たせてスイッチング素子を選定せざるを得なくなる。
【００１３】
この問題に対し、第３の発明では、前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出手段を備え、前記判定手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づき前記高温異常の状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
これによれば、温度検出手段によりスイッチング素子の温度（素子温度）を直接検出するので、スイッチング素子を流れる電流値から高温異常を判定する場合に比べて、正確な素子温度を取得できる。よって、スイッチング素子に要求される耐熱性能に余裕を持たせることを不要にできるので、その耐熱性能の低減、或いはヒートシンク等の放熱手段に要求される放熱能力の低減を図ることができる。
【００１５】
第４の発明では、前記再生時通電手段は、前記再生処理実行時の通電制御を、前記グロープラグを含む複数の負荷機器に対して実行するとともに、前記グロープラグを除く他の負荷機器への通電量を、前記高温異常時には正常時に比べて増加させることを特徴とする。これによれば、複数の負荷機器により電気負荷を増大させるので、１つの負荷機器により電気負荷を増大させる場合に比べて、ＮＥ上昇の抑制を十分に図ることができる。
【００１６】
また、他の負荷機器が複数存在している場合の通電制御の具体例として、前記高温異常時には複数の前記他の負荷機器への通電量を同時に増加させること（第５の発明）や、前記高温異常時には、複数の前記他の負荷機器のいずれか一方への通電量を増加させるよう、複数の前記他の負荷機器への通電量を交互に増加させること（第６の発明）が挙げられる。これらによれば、高温異常によりグロープラグへの通電が制限された場合であっても、他の負荷機器への通電により再生処理時の電気負荷上昇を、好適に補うことができる。
【００１７】
ここで、他の負荷機器の具体例として、燃焼室へ吸入される吸気を過熱する電気ヒータ（インテークヒータ）、車両の助手席シートを加熱する電気ヒータ（シートヒータ）、リヤウインドシールドに取り付けられた電気ヒータ（ウインドシールドヒータ）、ラジエータの電動ファン等が挙げられる。再生処理時にこれらの負荷機器を作動させると、運転者の意に反して例えばヘッドランプが点灯作動することとなるので、運転者に違和感を与えてしまう。そこで第７の発明では、前記再生時通電手段は、前記再生処理実行時であっても前記正常時には前記他の負荷機器への通電を禁止することを特徴とする。これによれば、再生処理時に他の負荷機器が作動する機会を低減できるので、上述の如く違和感を与える機会を低減できる。なお、グロープラグを負荷機器として作動させても、運転者に違和感を与えることはない。
【００１８】
第８の発明では、前記再生時通電手段は、前記高温異常時には正常時に比べて前記負荷機器の通電時間を長くすることを特徴とする。これによれば、高温異常によりグロープラグへの通電が制限された場合であっても、負荷機器への通電時間を長くするので、再生処理時の電気負荷上昇を好適に補うことができる。
【００１９】
第９の発明では、前記高温異常時には、前記再生処理の実行を延期することを特徴とする。これによれば、グロープラグへの通電が制御された状態で再生処理時の電気負荷上昇を行うことを回避できる。
【００２０】
グロープラグへの通電量を制限することの具体例として、第１０の発明の如く、前記スイッチング素子への通電を遮断する、或いは通電のデューティ比を小さくすることが挙げられる。これによれば、通電量をゼロにする、或いは低減することを容易に実現できる。
【００２１】
第１１の発明では、前記通電制御装置は、指令制御装置から出力される指令信号に基づき前記スイッチング素子の作動を制御するとともに、前記指令信号の指令内容に反して前記通電制限手段による通電制限を実行した場合には、その実行の旨を通知するダイアグ信号を前記指令制御装置に出力することを特徴とする。これによれば、再生処理時に負荷機器へ通電するにあたり、ダイアグ信号に適した負荷機器への通電制御を実行できる。
【００２２】
さらに第１２の発明では、前記内燃機関の複数気筒の各々に前記グロープラグは設けられており、前記通電制御装置は、前記グロープラグの各々について前記ダイアグ信号を出力することを特徴とするので、ダイアグ信号に適した負荷機器への通電制御をきめ細かくできる。すなわち、高温異常で停止しているグロープラグの本数に応じて、他の負荷機器で消費させる電力を調整することができる。もしくは、高温異常停止していないグロープラグへの通電量をグロープラグが故障しない範囲で増加させて、グロープラグで消費させる電力を調整することも可能である。
【００２３】
一般的に、初期着火性アシストの用途でグロープラグへ通電する場合には、デューティ比をステップ状に急上昇させる（図１９（ｂ）参照）。この時、グロープラグへの突入電流によりグロープラグでの消費電力が数秒の間上昇する（図１９（ａ）参照）。しかしながら、上述の如く再生処理実行時にグロープラグへ通電する場合には、突入電流に起因して消費電力が上昇すると、電気負荷の大きさが変動することとなるため、再生処理実行時のＮＥ上昇を抑制するにあたりＮＥの変動を招いてしまう。
【００２４】
この点を鑑み、第１３の発明では、前記再生処理実行に伴い前記グロープラグへ通電を開始する時には、前記スイッチング素子への通電のデューティ比を徐々に増加させる（図１９（ｄ）参照）ことを特徴とする。そのため、突入電流に起因してグロープラグでの消費電力が数秒間上昇することを回避できる（図１９（ｃ）参照）。よって、再生処理実行時にグロープラグへ通電する際に電気負荷の大きさが変動することを回避でき、上述したＮＥ変動の問題を解消できる。
【００２５】
第１４の発明では、前記グロープラグは、前記内燃機関の始動時の初期着火性をアシストするよう通電（始動時グロー）されるとともに、前記内燃機関の始動後期間中にも燃焼を安定させるよう通電（アフターグロー）されることを特徴とする。
【００２６】
ここで、スイッチング素子を流れる電流値から素子温度を想定する従来制御を行おうとすると、高温異常を判定する電流閾値を高く取る必要があることは先述した通りであるが、この従来制御において上記アフターグローを実施すると、前記電流閾値よりも少し低い電流が長期（始動後期間）に亘って連続して流れることが懸念され、この場合には高温異常と判定されないもののスイッチング素子等の劣化を招くおそれがある。このような懸念に対し、上記第１４の発明によれば、素子温度を直接検出するので、このようなアフターグロー時においても高温異常を正確に判定でき、グロープラグへの通電量を好適に制限できる。
【００２７】
ちなみに、上記アフターグローを実施するケースとしては、低圧縮比の内燃機関に適用させる場合や、空気の薄い高地で内燃機関を運転させる場合が挙げられる。これらの場合には、始動時グローにより内燃機関が始動しても、その後のアフターグローを実施しなければ失火してしまうおそれがあるからである。
【００２８】
なお、アフターグロー時に高温異常を判定した場合の対応としては、スイッチング素子への通電遮断よりも、通電のデューティ比を小さくことの方が望ましい。通電を遮断すると失火のおそれがあるからである。また、高温異常時には、燃焼の安定化を図るように燃料の噴射タイミングを変更させることが望ましい。また、高温異常の有無に拘わらず、アフターグローによるグロープラグへの通電量を始動時グローによる通電量よりも少なくすることで、燃焼安定性を図りつつ高温異常回避を図ることが望ましい。
【００２９】
第１５の発明は、前記グロープラグ及び前記フィルタ装置の少なくとも一方と、上記グロープラグ制御装置と、を備えることを特徴とするグロープラグ制御システムである。このグロープラグ制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態のエンジンシステムを説明するための図。
【図２】図１に示すＧＤＵの機能を説明する図。
【図３】図１に示すＧＤＵのハード構成を説明する図。
【図４】第１実施形態にかかる高温異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる高温異常判定処理の手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態による指令デューティ及び通電信号を示すタイミングチャート。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる複数の負荷機器を示すブロック図。
【図８】第３実施形態による指令デューティ及びダイアグ信号を示すタイミングチャート。
【図９】第３実施形態において、各負荷機器に対応する指令信号、通電信号及びダイアグ信号を示すタイミングチャート。
【図１０】第３実施形態において、各負荷機器の通電状態を制御する手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第４実施形態において、各負荷機器に対応する指令信号、通電信号及びダイアグ信号を示すタイミングチャート。
【図１２】第４実施形態において、各負荷機器の通電状態を制御する手順を示すフローチャート。
【図１３】本発明の第５実施形態において、各負荷機器に対応する指令信号、通電信号及びダイアグ信号を示すタイミングチャート。
【図１４】第５実施形態において、各負荷機器の通電状態を制御する手順を示すフローチャート。
【図１５】本発明の第６実施形態において、各負荷機器に対応する指令信号、通電信号及びダイアグ信号を示すタイミングチャート。
【図１６】第６実施形態において、各負荷機器の通電状態を制御する手順を示すフローチャート。
【図１７】本発明の第７実施形態において、各負荷機器に対応する指令信号、通電信号及びダイアグ信号を示すタイミングチャート。
【図１８】第７実施形態において、各負荷機器の通電状態を制御する手順を示すフローチャート。
【図１９】本発明の第８実施形態における制御手法を説明するタイムチャート。
【図２０】本発明の第９実施形態におけるＧＤＵの機能を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、車両に搭載されたディーゼル機関を主体とするエンジンシステムとして本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。はじめに、図１に基づいて本実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を説明する。
【００３３】
図１に示すディーゼル機関１０の吸気通路１１は、吸気バルブ１２の開動作によって、シリンダブロック１３及びピストン１４で区画される燃焼室１５に連通するようになっている。燃焼室１５には燃料噴射弁１６の先端部が突出して配置され、燃焼室１５に燃料の噴射供給が可能となっている。燃料噴射弁１６により燃焼室１５に噴射された燃料が同燃焼室１５において圧縮されると、燃料が自己着火してエネルギが発生する。このエネルギは、ピストン１４を介して、ディーゼル機関１０の出力軸（クランク軸）１７の回転エネルギとして取り出される。一方、燃焼に供された気体は、排気バルブ１８の開動作によって排気通路１９に排出される。排気通路１９には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ装置（ＤＰＦ装置１９ａ）が備えられている。
【００３４】
また、燃焼室１５には、グロープラグ２０の先端が突出して配置されている。そして、グロープラグ２０にはグロープラグ駆動ユニット（以下「ＧＤＵ」という）３０が接続され、ＧＤＵ３０は、バッテリ２１からグロープラグ２０への通電を断続する。そして、ディーゼル機関１０の冷間始動時には、グロープラグ２０へ通電して発熱させることで燃焼室１５を予熱する。これにより、燃焼室１５での混合気の初期着火性を向上させる。なお、本実施形態のディーゼル機関１０は複数気筒を有しており、グロープラグ２０は各々の気筒に対して設けられている。
【００３５】
クランク軸１７近傍には同クランク軸１７の回転角度を検出するクランク角センサ２４が設けられ、シリンダブロック１３にはディーゼル機関１０の冷却水の温度を検出するための水温センサ２５が設けられている。上記燃料噴射弁１６、クランク角センサ２４、水温センサ２５及びＧＤＵ３０は、ＥＣＵ４０（再生時通電手段）に接続されている。
【００３６】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、メモリ等を備えた周知のマイクロコンピュータ（マイコン）を主体とする電子制ユニットであり、メモリは各種のプログラムやパラメータを記憶し、ＣＰＵはメモリに記憶されたプログラムを実行することによりディーゼル機関１０の各部を制御する。例えば、燃料噴射弁１６の作動を制御することで、燃料噴射量、噴射時期、及び１燃焼サイクル当たりに複数回噴射する多段噴射を行う場合における噴射段数、等の燃料噴射形態を制御する。また、後に詳述するようにグロープラグ２０の作動を制御する。
【００３７】
次に、図２に基づいてＧＤＵ３０の構成を説明する。なお、図２ではＧＤＵ３０以外の構成を一点鎖線で示している。ＧＤＵ３０は、制御ＩＣ３１（通電制御装置）、及びパワー素子ＴＲ（スイッチング素子）を備えている。パワー素子ＴＲの具体例としては、パワーＭＯＳＦＥＴや絶縁ゲートバイポーラトランジスタＩＧＢＴ等のパワートランジスタが挙げられる。制御ＩＣ３１にはＥＣＵ４０（指令制御装置）から出力された指令信号が入力される。この指令信号はグロープラグ２０をデューティ制御するためのデューティ信号であり、制御ＩＣ３１では、ＥＣＵ４０からの指令信号を増幅して通電信号を生成する。パワー素子ＴＲは、制御ＩＣ３１から出力された通電信号に基づき、バッテリ２１からグロープラグ２０への電力供給経路を開閉することで、グロープラグ２０への通電を制御する。
【００３８】
なお、本実施形態では複数気筒の各々にグロープラグ２０が設けられており、これらのグロープラグ２０に対応してパワー素子ＴＲが設けられているが、図２では１つのグロープラグ２０及びパワー素子ＴＲを示しており、他のグロープラグ２０及びパワー素子ＴＲは図示を省略している。
【００３９】
次に、図３に基づいてＧＤＵ３０のハード構成を説明する。複数のパワー素子ＴＲ及び制御ＩＣ３１は、金属板３３の上に取り付けられており、ワイヤボンディングにより電気接続されている。金属板３３には、ＧＤＵ３０に備えられた各種端子Ｔ１〜Ｔ５のうち端子Ｔ２がワイヤボンディングにより電気接続されている。また、パワー素子ＴＲには端子Ｔ３がワイヤボンディングにより電気接続されている。そして、端子Ｔ２にはバッテリ２１が接続され、端子Ｔ３の各々にはグロープラグ２０が接続されている。したがって、バッテリ２１から供給される電力は、端子Ｔ２、金属板３３、パワー素子ＴＲ、端子Ｔ３を通じて、各々のグロープラグ２０に供給される。なお、端子Ｔ５はバッテリ２４からの電力を制御ＩＣ３１に供給するものである。
【００４０】
なお、板部材３３は、パワー素子ＴＲ及び制御ＩＣ３１にて発熱した熱を放熱する放熱板としても機能しており、板部材３３のうち制御ＩＣ３１と反対側（図３の紙面裏側）の面に、図示しないヒートシンク（放熱手段）を取り付けるようにしてもよい。
【００４１】
制御ＩＣ３１にはワイヤボンディングにより端子Ｔ１及び端子Ｔ４と電気接続されている。ＥＣＵ４０からの指令信号は端子Ｔ１を通じて制御ＩＣ３１に入力され、制御ＩＣ３１からのダイアグ信号は端子Ｔ４からＥＣＵ４０に出力される。
【００４２】
また、パワー素子ＴＲのチップ上には、パワー素子ＴＲの温度を検出する感温素子３２（温度検出手段）が取り付けられている。感温素子３２の具体例としては、サーマルダイオードやサーミスタ等が挙げられる。各々の感温素子３２は、ワイヤボンディングにより制御ＩＣ３１と電気接続されている。
【００４３】
パワー素子ＴＲ、制御ＩＣ３１、金属板３３及び感温素子３２の全体と、端子Ｔ１〜Ｔ５の一部とは、樹脂部材３４によりボンディングされている。図３では、ハッチングを付した断面部分で樹脂部材３４を切断した状態を示している。この樹脂部材３４により、ボンディングされた各々の部品が水分や異物等の付着により短絡することを防止している。
【００４４】
以上の構成により、ディーゼル機関１０の冷間始動時には、グロープラグ２０を通電させるようＥＣＵ４０は指令信号を出力する。以下、このように冷間始動時の初期着火性をアシストするためのグロープラグ２０への通電を、冷間アシスト通電と呼ぶ。そして、以下に説明するＤＰＦ再生処理時におけるグロープラグ２０への通電を、ＤＰＦ再生時通電と呼ぶ。なお、ＤＰＦ再生時通電は３０分程度実行されることを想定している。
【００４５】
ここで、ＤＰＦ装置１９ａでは、捕集したＰＭが所定量を超えた時にＰＭを燃焼させるための再生処理が必要となる。そこで、燃料を噴射するにあたりメイン噴射後にポスト噴射を行うことで、排気を強制的に昇温（例えば５００℃〜６５０℃）させて、捕集ＰＭを強制的に燃焼除去する燃料噴射制御を行っている。なお、メイン噴射及びポスト噴射とは、１燃焼サイクル中に複数回噴射されるうちの１つであり、メイン噴射は出力軸１７の回転駆動に寄与する噴射であり、ポスト噴射とは、メイン噴射の後に噴射して排気の昇温に寄与する噴射のことである。
【００４６】
本実施形態の再生処理では、このようなポスト噴射の実行とは別に、メイン噴射量を増量することで排気を昇温させている。しかしながら、単純にメイン噴射量を増量させるとエンジン回転速度（ＮＥ）が上昇するので、運転者に違和感を与えてしまう。特に、アイドル運転時等のＮＥ低速時には、ＮＥ上昇により与える違和感が大きい。
【００４７】
そこで本実施形態では、バッテリ２１は出力軸１７を駆動源として充電されるものであることに着目するとともに、バッテリ２１への電気負荷を上昇させれば、メイン噴射量を増量させつつもＮＥ上昇を抑制できる点に着目している。すなわち、メイン噴射量を増量させる再生処理時には、グロープラグ２０を駆動させてバッテリ２１への電気負荷を上昇させることで、メイン噴射量を増量させつつもＮＥ上昇を抑制させている。なお、このように再生処理実行時に、バッテリ２１への電気負荷を上昇させるようグロープラグ２０を通電制御するＥＣＵ４０のマイコンは、「再生時通電手段」に相当する。
【００４８】
しかしながらこのような再生処理時には燃焼室１５の温度が高いため、グロープラグ２０への通電によりパワー素子ＴＲが発熱すると、パワー素子ＴＲの温度が耐熱温度を超えてしまうことが懸念される。そこで本実施形態では、パワー素子ＴＲの発熱による損傷を回避すべく、図４に示すようにパワー素子ＴＲが高温異常になっているか否かの判定処理を実行している。
【００４９】
この判定処理は、制御ＩＣ３１或いはＧＤＵ３０に設けられたマイコンにより所定周期（例えば制御ＩＣ３１の演算処理周期）で繰り返し実行される処理であり、まずステップＳ１０において、パワー素子ＴＲに通電中であるか否かを、制御ＩＣ３１からパワー素子ＴＲに出力される通電信号に基づき判定する。通電中と判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）にはステップＳ２０（判定手段）に進み、感温素子３２から制御ＩＣ３１に入力された検出温度信号に基づき、パワー素子ＴＲの温度が予め設定された閾値（所定温度）を超えて高温になったか否かを判定する。
【００５０】
閾値を超えたと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）にはステップＳ３０（判定手段）に進み、閾値を超えた時間が予め設定された所定時間tfil（フィルタ時間）以上継続したか否かを判定する。所定時間tfil以上継続したと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、パワー素子ＴＲが高温異常状態であると判定してステップＳ４０（通電制限手段）に進み、パワー素子ＴＲへの通電を停止するよう通電信号を強制的にオフに切り替える。なお、ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０の判定処理は複数のパワー素子ＴＲのそれぞれについて実行される処理であり、ステップＳ４０では該当するチャンネルのパワー素子ＴＲについてのみ通電を停止させる。
【００５１】
続くステップＳ５０では、指令信号に反して通電信号をオフに切り替えている旨のダイアグ信号を、制御ＩＣ３１からＥＣＵ４０に出力する。その後、ステップＳ６０において、パワー素子ＴＲの温度が閾値を下回ったか否かを判定する。閾値を下回ったと判定された場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）にはステップＳ７０に進み、強制的に通電停止させていたチャンネルのパワー素子ＴＲへの通電を再開するとともに、続くステップＳ８０において通電再開した旨のダイアグ信号を、制御ＩＣ３１からＥＣＵ４０に出力する。
【００５２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５３】
（１）パワー素子ＴＲの温度（素子温度）を感温素子３２により直接検出するので、パワー素子ＴＲを流れる電流値から素子温度を想定する従来制御に比べて、正確な素子温度を取得できる。よって、パワー素子ＴＲに要求される耐熱性能に余裕を持たせることを不要にできるので、耐熱性能の低減、或いはヒートシンク等の放熱手段に要求される放熱能力の低減を図ることができる。
【００５４】
特に、本実施形態の如く、冷間始動時のみならずＤＰＦ再生処理時にもグロープラグ２０に通電させる場合には、雰囲気温度が極めて高い状態でパワー素子ＴＲに電流を流してグロープラグ２０に通電させることとなるので、パワー素子ＴＲの高温異常が懸念される。よって、上述の如く、要求される耐熱性能及び放熱能力を低減できる、といった上記効果が好適に発揮される。
【００５５】
（２）グロープラグ２０のように突入電流が大きく流れる場合には、パワー素子ＴＲを流れる電流値から素子温度を想定する従来制御を行おうとすると、高温異常を判定する電流閾値を突入電流にあわせて高く取る必要がある。しかしながら、この閾値よりも少し低い電流が連続して流れるような故障（レアショート等）が生じている場合には、電流検出では高温異常と判定されないものの、パワー素子ＴＲが高温による故障に至る可能性がある。このようなレアショート故障の問題に対し、本実施形態では素子温度を直接検出するので、レアショートの故障が発生していても、パワー素子ＴＲの高温異常を正確に判定して通電を停止させることができる。
【００５６】
（３）パワー素子ＴＲの温度が閾値を超えた場合に、閾値を超えた時間が所定時間tfil以上継続してはじめてパワー素子ＴＲが高温異常状態であると判定する。よってノイズによりパワー素子ＴＲの温度が閾値を超えたことによる誤判定を回避できる。
【００５７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では高温異常を判定した場合にパワー素子ＴＲへの通電信号をオフさせて通電を遮断させることで、グロープラグ２０への通電量を制限しているが、本実施形態では、高温異常を判定した場合には、ＥＣＵ４０から制御ＩＣ３１へ出力される指令信号のデューティ（指令デューティ）に反し、制御ＩＣ３１からパワー素子ＴＲへ出力される通電信号のデューティ（通電デューティ）を小さくして通電量を小さくすることで、単位時間当りに通電される量が所定値以内となるよう制限している。
【００５８】
具体的には、図４の判定処理手順を図５の手順に変更している。すなわち、まずは図４のステップＳ１０〜Ｓ３０と同様にして、パワー素子ＴＲに通電中であるか否かの判定（ステップＳ１０）、パワー素子ＴＲの温度が閾値を超えたか否かの判定（ステップＳ２０）、及び閾値を超えた時間が所定時間tfil以上継続したか否かの判定（ステップＳ３０）を順に実行する。
【００５９】
次に、所定時間tfil以上継続したと判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、パワー素子ＴＲが高温異常状態であると判定してステップＳ５０に進み、高温異常を判定した旨のダイアグ信号を、制御ＩＣ３１からＥＣＵ４０に出力する。続くステップＳ６１（通電制限手段）では、高温異常と判定された該当チャンネルのパワー素子ＴＲへの通電デューティ（図６（ｂ）参照）を、指令信号に基づくデューティである基本デューティ（図６（ａ）参照）よりも減少させる。なお、図６中の符号ｔ１０は、高温異常と判定された時点を示す。
【００６０】
続くステップＳ６２では、パワー素子ＴＲの温度が閾値を下回ったか否かを判定する。閾値を下回っていない場合（Ｓ６２：ＮＯ）にはステップＳ６１に戻り、通電デューティをさらに減少させる。閾値を下回ったと判定された場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）にはステップＳ６３に進み、高温異常と判定された該当チャンネルのパワー素子ＴＲへの通電デューティを、現在の通電デューティよりも増加させる。
【００６１】
続くステップＳ６４では、パワー素子ＴＲの温度が閾値を超えて高くなったか否かを判定する。閾値を越えていると判定された場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）にはステップＳ６１に戻り、高温異常と判定された該当チャンネルのパワー素子ＴＲへの通電デューティを再び減少させる。一方、閾値を越えていないと判定された場合（Ｓ６４：ＮＯ）には、ステップＳ６５において、減少させていた通電デューティが指令信号の基本デューティまで戻ったか否かを判定し、戻ったと判定された場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）には、高温異常状態ではなく正常である旨のダイアグ信号を制御ＩＣ３１からＥＣＵ４０に出力する。
【００６２】
以上により、高温異常時にはパワー素子ＴＲへの通電デューティを小さくする本実施形態においても、パワー素子ＴＲの温度を感温素子３２により直接検出するので、上記第１実施形態と同様の効果が発揮される。
【００６３】
（第３実施形態）
上記各実施形態では、ＤＰＦ再生処理時におけるバッテリ２１への電気負荷として、グロープラグ２０のみを通電させることを想定している。これに対し、図７に示す本実施形態では、グロープラグ２０を第１負荷機器とし、さらに第２負荷機器２０２及び第３負荷機器２０３をもＤＰＦ再生処理時に通電させている。第２負荷機器２０２及び第３負荷機器２０３の具体例としては、燃焼室へ吸入される吸気を過熱する電気ヒータ（インテークヒータ）、車両の助手席シートを加熱する電気ヒータ（シートヒータ）、リヤウインドシールドに取り付けられた電気ヒータ（ウインドシールドヒータ）、ラジエータの電動ファン等が挙げられる。
【００６４】
なお、図７中の第１制御ＩＣ３１は図２に記載の制御ＩＣ３１と同じものであり、第２及び第３制御ＩＣ３０２，３０３は、ＥＣＵ４０からの指令信号に基づき第２及び第３負荷機器２０２，２０３の通電を制御する通電信号を第２及び第３負荷機器２０２，２０３に出力するものである。
【００６５】
図８（ａ）は、ＥＣＵ４０から第１制御ＩＣ３１に入力される指令デューティの状態変化を示し、図８（ｂ）は、第１制御ＩＣ３１からＥＣＵ４０に出力されるダイアグ信号の詳細を示す。図８（ｂ）に示すようにダイアグ信号は１つのシリアル信号中に４つのグロープラグ２０に対する信号が含まれており、ビット番号０はスタートビット、ビット番号９はストップビットを表し、スタートビット直後から順に４つのパワー素子ＴＲについての高温異常信号が割り当てられている。図８（ｂ）に示す例では、ビット番号１〜４がハイレベルとなっているため、４つのパワー素子ＴＲ全てが高温異常状態であると判定されていることが分かる。
【００６６】
ここで、上記各実施形態では、高温異常状態が検出された場合には、指令信号に反して通電信号をデューティ減少又はオフさせているが、図８（ａ）に示すように指令信号についてデューティ減少又はオフさせるようにしてもよい。図８（ａ）の例ではダイアグ信号中のビット番号１〜４のハイレベルに基づき、次回の指令信号についてデューティを減少させている。
【００６７】
図９（ｂ）（ｅ）（ｇ）は、第１〜第３負荷機器２０，２０２，２０３に対して第１〜第３制御ＩＣ３１，３０２，３０３から出力された通電信号を示し、図９（ａ）（ｄ）（ｆ）は、第１〜第３制御ＩＣ３１，３０２，３０３に対してＥＣＵ４０から出力された指令信号を示し、図９（ｃ）は、第１制御ＩＣ３１からＥＣＵ４０に出力されたダイアグ信号中の高温異常信号を示す。なお、以降の各実施形態の説明に用いる図１１，１３，１５，１７の（ａ）〜（ｇ）についても図９と同様に指令信号、通電信号及びダイアグ信号を示す。また、図９，１１，１３，１５，１７中の点線は、高温異常状態が検出されなかった場合における、ＤＰＦ再生処理時の負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を示す。
【００６８】
本実施形態では、図９に示すように、ＤＰＦ再生処理を開始したｔ０の時点において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３を通電オンさせるよう指令信号を通電オフ状態からオン状態に切り替える。その後、第１負荷機器であるグロープラグ２０のパワー素子ＴＲについて、先述の高温異常状態が検出されると、ｔ１０時点においてダイアグ信号中に異常信号が立てられる（図９（ｃ）参照）。
【００６９】
そして、高温異常が検出されると、該当するパワー素子ＴＲに対する通電デューティを減少させる（図９（ｂ）参照）と同時に、その減少分を補うべく、第２及び第３負荷機器２０２，２０３に対する指令デューティを増大させる。これにより、ＤＰＦ再生処理に伴いメイン噴射量を増大させた時の、ＮＥ上昇を抑制するのに十分な電気負荷量を確保できる。その後、ＤＰＦ再生処理を終了するｔ２０の時点において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３を通電オフさせるよう指令信号を通電オフ状態に切り替える。
【００７０】
なお、図９中の点線は、高温異常状態が検出されなかった場合における、ＤＰＦ再生処理時の負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を示す。
【００７１】
次に、負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を上述の如く制御するにあたり、その制御手順について図１０のフローチャートに基づき説明する。
【００７２】
図１０の処理は、ＥＣＵ４０に設けられたマイコンにより所定周期で繰り返し実行される処理であり、まずステップＳ１００において、ＤＰＦ再生時通電を実施する期間中であるか否かを判定する。ＤＰＦ再生時通電期間中であると判定した場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、続くステップＳ１０１において、グロープラグ２０へ通電させる旨の指令信号（以下、「通電指令」と呼ぶ）を第１制御ＩＣ３１へ送信する。
【００７３】
続くステップＳ１０５では、パワー素子ＴＲが高温異常になっているか否かを判定する。この判定は、感温素子３２から制御ＩＣ３１に入力された検出温度信号をＥＣＵ４０が取得して、ＥＣＵ４０のマイコンが前記検出温度信号に基づき高温異常を判定してもよい。或いは、第１制御ＩＣ３１が前記検出温度信号に基づき高温異常を判定してダイアグ信号としてＥＣＵ４０へ送信し、ＥＣＵ４０のマイコンが、ダイアグ信号に含まれる高温異常の判定結果を取得するようにしてもよい。
【００７４】
高温異常でないと判定された場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、続くステップＳ１１０において、予め設定された正常時用の通電量で第２負荷機器２０２へ通電させる旨の、通常の通電指令を第２制御ＩＣ３０２へ送信する。また、ステップＳ１１１において、予め設定された正常時用の通電量にて第３負荷機器２０３へ通電させる旨の、通常の通電指令を第３制御ＩＣ３０３へ送信する。
【００７５】
ここで、図１０に示す本処理とは別に、図５に示す処理が第１制御ＩＣ３１により実行されている。したがって、高温異常の発生時には、図５のステップＳ６１の処理により、グロープラグ２０への通電デューティが指令信号に基づく基本デューティよりも減少されていることとなる。そして、本処理において高温異常であると判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０において、基本デューティに対して減少させているその減少量を、第１制御ＩＣ３１から取得する。例えば、前記減少量を第１制御ＩＣ３１がダイアグ信号としてＥＣＵ４０に送信することで、ＥＣＵ４０は前記減少量を取得できる。
【００７６】
続くステップＳ１２１では、ステップＳ１２０で取得した通電減少量に基づき、第２負荷機器２０２及び第３負荷機器２０３に対する通電増加量を算出する。この通電増加量は、通電減少量を補うべく過不足なく設定される。例えば、前記通電増加量を、全てのグロープラグ２０への通電量がゼロになったことを想定して、１００Ｗ〜４００Ｗの範囲又は２５Ｗ〜４００Ｗの範囲で設定することが望ましい。
【００７７】
続くステップＳ１３０では、正常時用の通電量に対して前記通電増加量の分だけ増加させた通電量で第２負荷機器２０２へ通電させる旨の増加通電指令を、第２制御ＩＣ３０２へ送信する。また、ステップＳ１３１では、正常時用の通電量に対して前記通電増加量の分だけ増加させた通電量で第３負荷機器２０３へ通電させる旨の増加通電指令を、第３制御ＩＣ３０３へ送信する。
【００７８】
次に、ステップＳ１７０において、ＤＰＦ再生処理を終了してＤＰＦ再生時通電を終了させるタイミングであるか否かを判定する。ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングであると判定されれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８０において、各負荷機器２０，２０２，２０３への通電を停止させる通電停止指令を、各制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。なお、ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングでないと判定された場合（Ｓ１７０：ＮＯ）、又はステップＳ１００にてＤＰＦ再生時通電期間でないと判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１００の処理へ戻る。
【００７９】
以上により、本実施形態によれば、上記各実施形態と同様の効果が発揮されるとともに、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生した場合にグロープラグ２０への通電量を減少させるので、高温環境下でグロープラグ２０を通電することによるパワー素子ＴＲの熱損傷を回避できる。また、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生してグロープラグ２０への通電量を減少させた場合に、その減少分を、他の負荷機器２０２，２０３の通電量を増大させることで補うので、ＤＰＦ再生処理時のＮＥ上昇抑制を十分に図ることができる。
【００８０】
（第４実施形態）
上記第３実施形態では、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生してグロープラグ２０への通電量を減少させた場合に、その減少分を、負荷機器２０２，２０３の通電量を増大させることで補うにあたり、複数の負荷機器２０２，２０３通電量を同時に増大させている。これに対し本実施形態では、第２及び第３負荷機器２０２，２０３への通電量増加を交互に行っている。
【００８１】
図１１を用いてより具体的に説明すると、まず、ＤＰＦ再生処理を開始したｔ０の時点において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３を通電オンさせるよう指令信号を通電オフ状態からオン状態に切り替える。その後、第１負荷機器であるグロープラグ２０のパワー素子ＴＲについて、先述の高温異常状態が検出されると、ｔ１０時点においてダイアグ信号中に異常信号が立てられる（図１１（ｃ）参照）。
【００８２】
そして、高温異常が検出されると、該当するパワー素子ＴＲに対する通電デューティを減少させる（図１１（ｂ）参照）と同時に、その減少分を補うべく、第２負荷機器２０２に対する指令デューティを増大させる。その後ｔ１１の時点で、第２負荷機器２０２に対する指令デューティを通常の値に戻すとともに、第３負荷機器２０３に対する指令デューティを増大させる。これにより、ＤＰＦ再生処理に伴いメイン噴射量を増大させた時の、ＮＥ上昇を抑制するのに十分な電気負荷量を確保できる。その後、ＤＰＦ再生処理を終了するｔ２０の時点において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３を通電オフさせるよう指令信号を通電オフ状態に切り替える。
【００８３】
次に、負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を上述の如く制御するにあたり、その制御手順について図１２のフローチャートに基づき説明する。
【００８４】
図１２の処理は、ＥＣＵ４０に設けられたマイコンにより所定周期で繰り返し実行される処理であり、まずステップＳ１００〜Ｓ１２１において図１０と同様の処理を実行する。つまり、ＤＰＦ再生時通電期間であると判定されると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、グロープラグ２０へ通電させる旨の通電指令を第１制御ＩＣ３１へ送信する（Ｓ１０１）。そして、高温異常状態でないと判定された場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、通常の通電指令を第２制御ＩＣ３０２及び第３制御ＩＣ３０３へ送信する（Ｓ１１０，Ｓ１１１）。一方、高温異常であると判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、グロープラグ２０に対する通電減少量を取得し（Ｓ１２０）、取得した通電減少量に基づき、第２負荷機器２０２及び第３負荷機器２０３に対する通電増加量を算出する（Ｓ１２１）。
【００８５】
次に、ステップＳ１２５において、第２負荷機器２０２への通電を増加させる期間として設定された、第２制御ＩＣ３０２への通電増加期間であるか否かを判定する。第２制御ＩＣ３０２への通電増加期間であると判定されれば（Ｓ１2５：ＹＥＳ）、続くステップＳ１３０において、正常時用の通電量に対して前記通電増加量の分だけ増加させた通電量で第２負荷機器２０２へ通電させる旨の増加通電指令を、第２制御ＩＣ３０２へ送信する。一方、第２制御ＩＣ３０２への通電増加期間でないと判定されれば（Ｓ１2５：ＮＯ）、続くステップＳ１３１において、正常時用の通電量に対して前記通電増加量の分だけ増加させた通電量で第３負荷機器２０３へ通電させる旨の増加通電指令を、第３制御ＩＣ３０３へ送信する。
【００８６】
次に、ステップＳ１７０において、ＤＰＦ再生処理を終了してＤＰＦ再生時通電を終了させるタイミングであるか否かを判定し、する。ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングであると判定されれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８０において、各負荷機器２０，２０２，２０３への通電を停止させる通電停止指令を、各制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。なお、ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングでないと判定された場合（Ｓ１７０：ＮＯ）、又はステップＳ１００にてＤＰＦ再生時通電期間でないと判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１００の処理に戻る。  以上により、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生した場合にグロープラグ２０への通電量を減少させるので、高温環境下でグロープラグ２０を通電することによるパワー素子ＴＲの熱損傷を回避できる。また、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生してグロープラグ２０への通電量を減少させた場合に、その減少分を、他の負荷機器２０２，２０３の通電量を交互に増大させることで補うので、ＤＰＦ再生処理時のＮＥ上昇抑制を十分に図ることができる。
【００８７】
（第５実施形態）
上記第２〜第４実施形態では、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生してグロープラグ２０への通電量を減少させた場合に、その減少分を、負荷機器２０２，２０３の通電量を増大させることで補っている。これに対し本実施形態では、図１３に示すように、高温異常が検出された場合（ｔ１０参照）には、ＤＰＦ再生処理の実行を一旦中止して、全ての負荷機器２０，２０２，２０３への通電をオフさせている（ｔ１２参照）。  以下、負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を上述の如く制御するにあたり、その制御手順について図１４のフローチャートに基づき説明する。
【００８８】
図１４の処理は、ＥＣＵ４０に設けられたマイコンにより所定周期で繰り返し実行される処理であり、まずステップＳ１００において、ＤＰＦ再生時通電を実施する期間中であるか否かを判定する。ＤＰＦ再生時通電期間中であると判定した場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、続くステップＳ１０２において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３について通電させる旨の指令信号（通電指令）を、各々の第１〜第３制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。
【００８９】
そして、続くステップＳ１０５において高温異常状態でないと判定された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）には、続くステップＳ１７０にてＤＰＦ再生時通電の終了タイミングであると判定されるまでステップＳ１０２での通電指令送信を継続し、ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングと判定されると（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８０において、各負荷機器２０，２０２，２０３への通電を停止させる通電停止指令を、各制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。
【００９０】
一方、高温異常であると判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、続くステップＳ１４０において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３について通電を停止させる旨の指令信号（通電停止指令）を、各々の第１〜第３制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。
【００９１】
以上により、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生した場合にグロープラグ２０への通電を停止させるので、高温環境下でグロープラグ２０を通電することによるパワー素子ＴＲの熱損傷を回避できる。しかも、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生した場合には、ＤＰＦ再生処理の実行を一旦中止するので、ＤＰＦ再生処理を継続しつつグロープラグ２０への通電量を減少又は通電停止させた場合に比べて、パワー素子ＴＲの温度（素子温度）を速やかに低下させることができる。
【００９２】
（第６実施形態）
上記第２〜第４実施形態では、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生してグロープラグ２０への通電量を減少させた場合に、その減少分を、負荷機器２０２，２０３の通電量を増大させることで補っている。これに対し、図１５に示す本実施形態では、全ての負荷機器２０，２０２，２０３への通電期間を、高温異常が発生していない場合に比べてｔ２１まで延長させている。
【００９３】
以下、負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を上述の如く制御するにあたり、その制御手順について図１６のフローチャートに基づき説明する。
【００９４】
図１６の処理は、ＥＣＵ４０に設けられたマイコンにより所定周期で繰り返し実行される処理であり、まずステップＳ１００において、ＤＰＦ再生時通電を実施する期間中であるか否かを判定する。ＤＰＦ再生時通電期間中であると判定した場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、続くステップＳ１０２において、全ての負荷機器２０，２０２，２０３について通電させる旨の指令信号（通電指令）を、各々の第１〜第３制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。
【００９５】
そして、続くステップＳ１０５において高温異常状態でないと判定された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）には、続くステップＳ１７０にてＤＰＦ再生時通電の終了タイミングであると判定されるまでステップＳ１０２での通電指令送信を継続し、ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングと判定されると（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８０において、各負荷機器２０，２０２，２０３への通電を停止させる通電停止指令を、各制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。
【００９６】
一方、高温異常であると判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、続くステップＳ１２０において、図１０のステップＳ１２０と同様にしてグロープラグ２０に対する通電減少量を第１制御ＩＣ３１から取得する。続くステップＳ１５０では、ステップＳ１２０で取得した通電減少量に基づき、第２負荷機器２０２及び第３負荷機器２０３に対する通電の延長時間を算出する。そして、ＤＰＦ再生処理を終了してＤＰＦ再生時通電を終了させるタイミングを、算出した延長時間の分だけ遅らせるよう更新する。つまり、ステップＳ１７０での判定に用いる通電終了タイミングを遅延させる。なお、このようにＤＰＦ再生処理時間を延長させる場合には、排気を強制的に昇温させるにあたり、メイン噴射量を減少させる等により昇温量を低下させてパワー素子ＴＲの温度低下を促進させることが望ましい。
【００９７】
以上により、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生した場合にグロープラグ２０への通電量を減少させるので、高温環境下でグロープラグ２０を通電することによるパワー素子ＴＲの熱損傷を回避できる。また、グロープラグ２０への通電量減少に応じてＤＰＦ再生処理時間を延長し、当該延長に伴い他の負荷機器２０２，２０３への通電期間を延長させるので、ＤＰＦ再生処理時のＮＥ上昇抑制を十分に図ることができる。
【００９８】
（第７実施形態）
上記第２〜第６実施形態では、ＤＰＦ再生処理時には、全ての負荷機器２０，２０２，２０３を通電オンさせることでＮＥ増大抑制を図っている。これに対し、図１７に示す本実施形態では、ＤＰＦ再生処理時には、グロープラグ２０に対してのみ通電オンさせて、他の負荷機器２０２，２０３は通電オフさせている。そして、ｔ１０時点において高温異常が検出された場合に、他の負荷機器２０２，２０３への通電をオンさせている。
【００９９】
以下、負荷機器２０，２０２，２０３の通電状態を上述の如く制御するにあたり、その制御手順について図１８のフローチャートに基づき説明する。
【０１００】
図１８の処理は、ＥＣＵ４０に設けられたマイコンにより所定周期で繰り返し実行される処理であり、まずステップＳ１００〜Ｓ１０５，Ｓ１２０，Ｓ１２１において図１０と同様の処理を実行する。つまり、ＤＰＦ再生時通電期間であると判定されると（Ｓ１００：ＹＥＳ）、グロープラグ２０へ通電させる旨の通電指令を第１制御ＩＣ３１へ送信する（Ｓ１０１）。そして、高温異常であると判定された場合には（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、グロープラグ２０に対する通電減少量を取得し（Ｓ１２０）、取得した通電減少量に基づき、第２負荷機器２０２及び第３負荷機器２０３に対する通電量を算出する（Ｓ１２１）。この通電量は、通電減少量を補うべく過不足なく設定される。
【０１０１】
次に、ステップＳ１６０では、ステップＳ１２１で算出した通電量で第２負荷機器２０２へ通電させる旨の通電指令を、第２制御ＩＣ３０２へ送信する。また、続くステップＳ１６１では、ステップＳ１２１で算出した通電量で第３負荷機器２０３へ通電させる旨の通電指令を、第３制御ＩＣ３０３へ送信する。
【０１０２】
その後、ステップＳ１７０において、ＤＰＦ再生処理を終了してＤＰＦ再生時通電を終了させるタイミングであるか否かを判定する。ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングであると判定されれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８０において、各負荷機器２０，２０２，２０３への通電を停止させる通電停止指令を、各制御ＩＣ３１，３０２，３０３へ送信する。なお、ＤＰＦ再生時通電の終了タイミングでないと判定された場合（Ｓ１７０：ＮＯ）、又はステップＳ１００にてＤＰＦ再生時通電期間でないと判定された場合（Ｓ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１００の処理へ戻る。
【０１０３】
一方、ステップＳ１０５において高温異常状態でないと判定された場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１６０，Ｓ１６１の如く第２及び第３制御ＩＣ３０２，３０３へ通電指令を送信することなく、ステップＳ１７０の処理に進む。つまり、高温異常状態でない場合には、ＤＰＦ再生時通電期間であっても第２及び第３負荷機器２０２，２０３への通電を実施しない。
【０１０４】
以上により、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生した場合にグロープラグ２０への通電量を減少させるので、高温環境下でグロープラグ２０を通電することによるパワー素子ＴＲの熱損傷を回避できる。また、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生処理時に高温異常が発生してグロープラグ２０への通電量を減少させた場合に、その減少分を、他の負荷機器２０２，２０３へ通電することで補うので、ＤＰＦ再生処理時のＮＥ上昇抑制を十分に図ることができる。さらに本実施形態によれば、高温異常状態でない場合には、ＤＰＦ再生時通電期間であっても第２及び第３負荷機器２０２，２０３への通電を禁止するので、第２及び第３負荷機器２０２，２０３が乗員の意図しないタイミングで作動することにより運転者に違和感を与えてしまうことを回避できる。
【０１０５】
（第８実施形態）
上記各実施形態では、ＤＰＦ再生処理時にグロープラグ２０を通電オンさせるにあたり、制御ＩＣ３１からパワー素子ＴＲへ出力される通電信号のデューティ比を、例えば図１１（ｂ）のｔ０時点においてステップ状に急上昇させている。そして、このようにデューティ比を急上昇させると（図１９（ｂ）及び参照）、グロープラグ２０への突入電流によりグロープラグ２０での消費電力が数秒の間上昇する（図１９（ａ）参照）。しかしながら、上述の如く再生処理実行時にグロープラグ２０へ通電する場合には、突入電流に起因して消費電力が上昇すると、電気負荷の大きさが変動することとなるため、再生処理実行時のＮＥ上昇を抑制するにあたりＮＥの変動を招いてしまう。
【０１０６】
これに対し本実施形態では、再生処理実行に伴いグロープラグ２０へ通電を開始する時（図１９のｔ０時点）には、パワー素子ＴＲへの通電のデューティ比を徐々に増加させる（図１９（ｄ）参照）。これにより、突入電流に起因してグロープラグ２０での消費電力を通電開始時点ｔ０から通電終了時点ｔ２０まで変動することなく一定値にできる（図１９（ｃ）参照）。なお、上述の如くデューティ比を徐々に増加させるにあたり、グロープラグ２０での消費電力が一定となるよう予め設定したパターンで徐々に増加させるようにしてもよいし、所定の時定数で増加させるようにしてもよい。
【０１０７】
以上により、本実施形態によれば、再生処理実行時にグロープラグ２０へ通電する際に、電気負荷の大きさが変動することを回避でき、上述したＮＥ変動の問題を解消できる。
【０１０８】
（第９実施形態）
上記第１実施形態では、再生処理実行時に、バッテリ２１への電気負荷を上昇させるようグロープラグ２０を通電制御する「再生時通電手段」をＥＣＵ４０が備えるマイコンにより構成している。つまり、ＥＣＵ４０のマイコンが、再生処理実行時にグロープラグ２０へ通電するよう指令する。これに対し、図２０に示す本実施形態では、ＧＤＵ３０に設けられたマイコン３５により再生時通電手段を構成する。つまり、ＧＤＵ３０のマイコン３５が、再生処理実行時にグロープラグ２０へ通電するよう指令する。
【０１０９】
また、上記第１実施形態では、感温素子３２による検出温度信号に基づきパワー素子ＴＲへの通電を停止するよう制御する通電制限手段を、図４のステップＳ４０を実行する制御ＩＣ３１により構成している。そして、このように制限した旨をダイアグ信号としてＥＣＵ４０へ送信している。これに対し、図２０に示すように制御ＩＣ３１に入力された検出温度信号をダイアグ信号としてＧＤＵ３０のマイコン３５が取得し、ＧＤＵ３０のマイコン３５が、取得した検出温度信号に基づきパワー素子ＴＲへの通電を停止するよう指令信号を出力してもよい。
【０１１０】
要するに、上記第１実施形態においてＥＣＵ４０のマイコンが実行していた処理を、本実施形態では、ＧＤＵ３０に設けられたマイコン３５で実行する。
【０１１１】
（他の実施形態）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。また、本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【０１１２】
・上記各実施形態では、感温素子３２をパワー素子ＴＲに取り付けているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば制御ＩＣ３１や金属板３３に取り付けるようにしてもよい。なお、制御ＩＣ３１に感温素子３２を取り付けた場合には、制御ＩＣ３１と感温素子３２とを接続するワイヤボンディングを廃止できる。また、パワー素子ＴＲに感温素子３２を取り付けた場合には、複数のパワー素子ＴＲの各々について高温異常であるか否かの判定を行うことができる。
【０１１３】
・ＤＰＦ再生処理開始時点、又はＤＰＦ再生処理中に高温異常が検出された場合には、ＤＰＦ再生処理を一旦中止して、所定時間が経過してパワー素子ＴＲの温度が低下した後に、再びＤＰＦ再生処理を実行するようにしてもよい。
【０１１４】
・ＤＰＦ再生時の負荷機器２０，２０２，２０３への通電では、ＤＰＦ再生時以外の本来の用途で負荷機器２０，２０２，２０３を用いる場合の通電に比べて、通電量を減少させることが望ましい。これによれば、例えば負荷機器２０２，２０３が電動ファン等である場合において、ＤＰＦ再生時の負荷機器２０２，２０３の作動に伴い生じる騒音低減や、乗員への違和感低減を図ることができる。
【０１１５】
・図１に示す上記実施形態では、浄化装置としてＤＰＦ装置１９ａを適用させているが、ＤＰＦ装置１９ａの他に、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒や排気中のＨＣやＣＯを浄化する酸化触媒等が挙げられる。これらの触媒は高温で活性化した状態で機能するため、再生処理ではなく活性化処理に伴いメイン噴射量を増量させた時のＮＥ上昇抑制として負荷機器２０，２０２，２０３へ通電させることとなる。
【０１１６】
・上記実施形態では、ディーゼル機関１０の始動時の初期着火性をアシストするためのグロープラグ２０への通電（始動時グロー）の他に、再生処理実行時にグロープラグ２０へ通電させているが、再生処理実行時におけるグロープラグ２０への通電の他に、以下に説明するアフターグローを行ってもよい。すなわち、低圧縮比のディーゼル機関１０に適用させる場合や、空気の薄い高地でディーゼル機関１０を運転させる場合には、始動時グローによりディーゼル機関１０が始動しても、その後のグロープラグ２０の作動を停止させると失火してしまうおそれがある。そこで、始動時グローを所定期間（例えば約５分間）実施した後、所定の始動後期間（例えば約５〜１０分間）にも燃焼を安定させるようグロープラグ２０を作動（アフターグロー）させることが望ましい。
【０１１７】
・上記実施形態では、パワー素子ＴＲの温度（素子温度）を感温素子３２により直接検出して、感温素子３２による検出温度信号に基づき高温異常か否かを判定するが、本発明はこのような感温素子３２を備える構成に限定されるものではなく、例えば、グロープラグ２０への通電量を検出する検出回路を備え、検出した前記通電量に基づき高温異常か否かを判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１０…ディーゼル機関（内燃機関）、１５…燃焼室、２０…グロープラグ（第１負荷機器）、３１…制御ＩＣ（通電制御装置）、３２…感温素子（温度検出手段）、４０…ＥＣＵ（指令制御装置、再生時通電手段）、２０２…第２負荷機器（他の負荷機器）、２０３…第３負荷機器（他の負荷機器）、Ｓ２０，Ｓ３０…（判定手段）、Ｓ４０，Ｓ６１…通電制限手段、ＴＲ…パワー素子（スイッチング素子）。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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