JP2010127487A - ヒータの通電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗値制御方式によって通電を制御するヒータが有する発熱抵抗体の個々の特性の違いに対し、精度よく補正することができるヒータの通電制御装置を提供する。
【解決手段】抵抗値が温度変化に応じ正の相関をもって変化する発熱抵抗体に対する保温通電（Ｓ７３）をＰＩ制御によって行う上で、制御目標となる発熱抵抗体の目標抵抗値を算出するのに必要な補正前抵抗値を、エンジンが停止しているときに（Ｓ４１：ＮＯ）取得する。これにより、取得される補正抵抗値はエンジン駆動に伴う外乱の影響を受けないものとなり、補正抵抗値と水温情報とに基づき算出（Ｓ７１）される目標抵抗値を用いた発熱抵抗体の通電制御を行えば、発熱抵抗体の温度を精度よく目標温度に維持することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、通電によって発熱する発熱抵抗体を有するヒータへの通電を制御するヒータの通電制御装置に関する。

従来、自動車には、例えば、エンジンの始動補助および安定駆動のためや車室内の暖房のためなどに、通電によって発熱する発熱抵抗体を有したヒータが使用されている。その発熱抵抗体には、自身の温度の上昇にともない抵抗値が大きくなる正の相関関係を有したものが広く用いられている。このような発熱抵抗体に対し通電を行う場合、通電の初期においては、発熱抵抗体の温度が低いため抵抗値も小さく、比較的大きな電流が流れる。そして、発熱抵抗体の温度の上昇にともない抵抗値が大きくなれば、発熱抵抗体を流れる電流も小さくなる。そこで近年では、発熱抵抗体の抵抗値をさらに小さくし、より大きな電流が流れるようにして急速に昇温できるようにしたものが開発されている。

このような発熱抵抗体を有するヒータへの通電の制御方式として、定電力制御方式や抵抗値制御方式が知られている。定電力制御方式は、発熱抵抗体に印加した電圧および流した電流から投入した電力を求め、さらにこれを積分して求めた積算電力量が所定の電力量となるようにヒータへの通電を行う制御方式である。定電力制御方式によれば、投入された電力量に応じ発熱抵抗体が発熱するため、所定の電力量を投入すれば発熱抵抗体の温度を所定の温度とすることができ、発熱抵抗体の温度管理を行いやすい。これは発熱抵抗体の発熱量（つまり温度）が、発熱抵抗体を構成する材料の材質によるところが大きく、発熱抵抗体の材質の均一化については工業的に図りやすいことによる。定電力制御方式は、特に発熱抵抗体への通電初期において過昇温を防止するのに好適であるが、例えば外乱により発熱抵抗体が冷却された場合など、発熱抵抗体が外部から温度影響を受けた場合に、その温度を維持することが難しい。

一方、抵抗値制御方式は、上記のように発熱抵抗体の温度と抵抗値とが正の相関関係を有することを利用し、発熱抵抗体の抵抗値が昇温目標となる温度に対応した目標抵抗値に近づくように、発熱抵抗体への通電を制御する方式である。抵抗値制御方式によれば、発熱抵抗体が外乱による温度変化の影響を受けても、容易に発熱抵抗体の温度を一定に保つことができるという利点がある。しかし、発熱抵抗体の抵抗値は、発熱抵抗体を構成する材料の材質が同一であっても、製品の公差による発熱抵抗体の断面積や密度などの微少な変化によって特性差が生じうる。このため、たとえ同一品番の発熱抵抗体であっても、温度と抵抗値との相関関係において、個々の特性の違いによる差（ばらつき）が生じる。

そこで、例えば、ディーゼルエンジンに用いられるグロープラグの通電制御装置は、外乱の変動が少ないエンジン始動時にはグロープラグの通電制御を定電力制御方式で行い、発熱抵抗体（抵抗発熱ヒータ）の温度を目標とする温度に昇温させている。そして昇温後は抵抗値制御方式に切り替えて、発熱抵抗体の目標温度を維持することにより、グロープラグの通電制御を行っている（例えば特許文献１参照。）。

ところで、発熱抵抗体における温度と抵抗値との相関関係について、個々の発熱抵抗体ごとに補正を行えば、個々の特性の違いによらず、温度と抵抗値との相関関係を一定とすることができる。つまり、抵抗値制御方式を用いても、発熱抵抗体を目標温度に昇温することが容易となる。補正するためには定電力制御方式を用い、発熱抵抗体の温度が所定の温度となるように電力を投入し、そのときの発熱抵抗体の抵抗値を測定する。さらに外乱による温度変化に対する条件を同一とするため、例えば水温や外気温など、環境温度の情報を取得する。そして、同一の環境温度で予め測定した発熱抵抗体の抵抗値と温度との相関関係に一致させるよう、現在の発熱抵抗体の特性に対する補正を行うとよい。上記のように、エンジン始動時にグロープラグの昇温が定電力制御方式で行われるので、昇温中に補正のための条件を取得し、取得した条件から補正値を算出すれば、その補正値を昇温後の抵抗値制御に用いることができる。
特開２００４−４４５８０号公報

しかしながら、昇温中にエンジンそのものの始動（クランキング）が開始された場合、燃焼室内に生ずるスワールや噴射される燃料によって、グロープラグの発熱抵抗体が部分的に冷却される場合がある。このような場合、発熱抵抗体の抵抗値には変化を生ずるが、環境温度の情報には変化を生じないことがあり、昇温中に測定する発熱抵抗体の抵抗値をもって現在の発熱抵抗体の特性に対する補正を行っても、精度が得られない虞があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、抵抗値制御方式によって通電を制御するヒータが有する発熱抵抗体の個々の特性の違いに対し、精度よく補正することができるヒータの通電制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るヒータの通電制御装置は、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正の相関をもって変化する発熱抵抗体を有するヒータについて、前記発熱抵抗体の抵抗値が目標抵抗値に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発熱抵抗体に対する通電を制御するヒータの通電制御装置であって、前記ヒータが取り付けられる内燃機関の駆動が停止されているときに、前記発熱抵抗体に通電して前記発熱抵抗体の第１抵抗値を取得する第１取得手段と、前記第１抵抗値を取得する際に、前記ヒータ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情報取得手段と、前記第１抵抗値および前記環境温度の情報に基づいて、前記目標抵抗値を算出する算出手段と、前記内燃機関の駆動時に、前記算出手段によって算出された前記目標抵抗値に一致するように、前記発熱抵抗体への通電を制御する通電制御手段とを備えている。

本発明によれば、目標抵抗値の算出に用いる第１抵抗値の取得を、内燃機関の駆動が停止されているときに行うので、発熱抵抗体が、内燃機関の駆動時に生じ得る外乱の影響（例えばスワールや燃料噴射による発熱抵抗体の冷却など）を受けることによって、発熱抵抗体の温度、ひいてはその抵抗値が一時的に変化してしまうという状況を招くことがない。よって、取得される第１抵抗値の精度は高く、この第１抵抗値と環境温度の情報とに基づき算出される目標抵抗値に一致するように発熱抵抗体への通電を行うことで、発熱抵抗体の温度を目標温度に維持する制御を精度よく行うことができる。

また、本発明に係るヒータの通電制御装置は、前記内燃機関に取り付けられた前記ヒータが交換されたか否かを判定する判定手段を備えてもよい。そして、前記判定手段によって前記ヒータが交換されたと判定され、かつ、前記内燃機関の駆動が停止されているときに、前記第１取得手段が、前記発熱抵抗体の前記第１抵抗値を取得してもよい。第１抵抗値を取得するには、発熱抵抗体への通電を行わなければならず、その通電は内燃機関の駆動が停止されているときに行われるので、内燃機関の駆動時に蓄積されたエネルギーの消費を伴うことになる。そこで本発明のように、ヒータが交換されたときだけ第１抵抗値の取得を行えば、エネルギーの消費を抑制することができる。

また、本発明に係るヒータの通電制御装置において、前記判定手段によって前記ヒータが交換されたと判定された後、初めて、前記内燃機関が駆動され、その後、前記内燃機関の駆動が停止された場合に、前記第１取得手段が、前記発熱抵抗体の前記第１抵抗値を取得してもよい。つまり、第１抵抗値の取得時期を、ヒータ交換後の初めて内燃機関の駆動停止後とすることで、上記のように外乱に影響されないタイミングのうち、ヒータ交換後の最も早い時期に、第１抵抗値を得ることができる。

また、本発明に係るヒータの通電制御装置は、前記判定手段によって前記ヒータが交換されたと判定された後において、前記通電制御手段による前記発熱抵抗体への初めての通電の制御が開始される前までに、前記第１抵抗値に初期値を設定する設定手段を備えるとよい。ヒータ交換後、初めて内燃機関が駆動される際には、新たな発熱抵抗体に対応させた第１抵抗値が取得されていないが、その第１抵抗値に初期値を設定することによって、第１抵抗値をもとに算出される目標抵抗値を用いて制御される発熱抵抗体への通電を、過昇温を防止した安全範囲内で行うことができる。すなわち初期値としては、発熱抵抗体への通電を制限し、個々の発熱抵抗体の特性の違いによらず過昇温を防止可能となる抵抗値が望まれる。第１抵抗値への初期値の設定は、ヒータ交換後において、初めて発熱抵抗体への通電の制御が開始される前、つまりは目標抵抗値を用いた通電制御（抵抗値制御）が行われる前までに完了していればよい。よって、ヒータ交換後であれば、内燃機関の非駆動時（例えば交換直後）に初期値の設定が行われてもよいし、あるいはヒータの初めての使用時（例えばエンジンキーをＯＮにしたとき）や、発熱抵抗体の目標温度へ向けた昇温中に、初期値の設定が行われてもよい。また、内燃機関の製造後の初回出荷の際に、予め、初期値を設定しておいてもよい。

また、本発明に係るヒータの通電制御装置は、前記発熱抵抗体に通電し、前記発熱抵抗体の第２抵抗値を取得する第２取得手段と、前記第２抵抗値に基づき前記発熱抵抗体の劣化を検知する劣化検知手段とを備えてもよい。そして、前記劣化検知手段によって前記発熱抵抗体の劣化が検知された場合、前記内燃機関の駆動が停止されるたびに、前記第１取得手段が前記第１抵抗値を取得し、前記算出手段が前記目標抵抗値を算出するとよい。発熱抵抗体の劣化が検知された以後は、内燃機関の駆動が停止されるたびに第１抵抗値を取得して目標抵抗値を算出すれば、発熱抵抗体の劣化の度合いに応じて発熱抵抗体の抵抗値が変動しても、それに追従させた精度のよい目標抵抗値を用い、発熱抵抗体の通電制御を行うことができる。

また、本発明に係るヒータの通電制御装置において、前記第１取得手段による前記発熱抵抗体への通電を、前記発熱抵抗体に投入する電力の積算電力量を所定の電力量とする定電力制御方式によって行うとよい。積算電力量は、発熱抵抗体に印加する電圧および流す電流から算出される電力を積分することによって得られる電力量である。よって、発熱抵抗体の特性の違いによって抵抗値にばらつきがあっても、同一条件下（外乱がなく水温等から得られる環境温度が一定であるなどの同一条件が揃った場合）であれば、発熱抵抗体に投入した積算電力量に応じた発熱量が得られる。つまり、個々の発熱抵抗体に対して投入する積算電力量が同一であれば、個々の発熱抵抗体の温度も同一となる。したがって、個々の発熱抵抗体の温度と抵抗値との関係を導き目標抵抗値を算出する上で、発熱抵抗体への通電に定電力制御方式を採用することは好ましい。

なお、前記ヒータが、前記内燃機関に取り付けられて使用されるグロープラグの発熱部をなしてもよい。

以下、本発明を具体化したヒータの通電制御装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施の形態では、ヒータの一例として、自動車のディーゼルエンジン（以下では単に「エンジン」ともいう。）１の始動補助および駆動安定性の向上のために用いられるグロープラグ２０を挙げ、そのグロープラグへの通電を制御するグロー制御装置（ＧＣＵ）３０を、通電制御装置の一例として説明する。

まず、図１を参照し、ＧＣＵ３０によってグロープラグ２０への通電制御を行うシステムの概略的な構成について説明する。図１は、ＧＣＵ３０によってグロープラグ２０への通電制御を行うシステムの電気的な構成を示す図である。

なお、図１では、ＧＣＵ３０に通電制御されるグロープラグ２０を、一つのみ、示すが、実際の内燃機関には複数の気筒が設けられており、グロープラグやそれに対応するスイッチは、気筒の数だけ設けられている。ＧＣＵ３０による通電制御は、各グロープラグに対してそれぞれ独立に行われるが、制御方法は同一である。したがって本実施の形態の説明では、任意の一のグロープラグ２０に対してＧＣＵ３０が行う通電制御について、以下の説明を行うものとする。

図１に示す、ＧＣＵ３０は、内燃機関の一例としての自動車のエンジン１の始動補助および駆動安定性の向上のために用いられるグロープラグ２０に対する通電を制御する装置であり、バッテリ４から電力を投入されて駆動する。ＧＣＵ３０は、公知のＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３およびＲＡＭ３４を有するマイクロコンピュータ３１を搭載し、ＣＰＵ３２の実行する各種プログラムにしたがって、グロープラグ２０への通電を制御する。

このマイクロコンピュータ３１は、駆動モードとして、発振周波数の高い動作クロックで駆動する通常モードと、通常モードよりも低い発振周波数の動作クロックで駆動する省電力モードとを有する。マイクロコンピュータ３１は、エンジン１の駆動が停止した状態（エンジンキー６がＯＦＦの状態）において、省電力モードへ移行される。省電力モードにおいて、マイクロコンピュータ３１は各種プログラムの実行を停止し、割込信号の入力待ちを行う。そして、割込信号が入力されると、これを機にマイクロコンピュータ３１は通常モードへ復帰し、各種プログラムを実行する。一般に、ＣＰＵ３２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、ポートやドライバ等のリセット、割込時の処理プログラムのアドレス設定、フラグやカウンタなど各種初期値の設定など、いわゆる初期化処理）が行われる。本実施の形態のマイクロコンピュータ３１では、こうした省電力モードを搭載することにより、通常モードへ移行する際に、ＣＰＵ３２がイニシャライズを省略して速やかな駆動（プログラムの実行等）を行うことができる。

そして本実施の形態では、マイクロコンピュータ３１が割込タイマ３６を内蔵しており、割込タイマ３６から定期的（本実施の形態では６０秒ごと）に発せられる信号が、割込信号として、ＣＰＵ３２に入力される。さらにマイクロコンピュータ３１には、エンジンキー６がＯＮまたはＯＦＦの状態を報せる信号（電圧）が入力されるように構成されており、この信号も、省電力モードにおいて割込信号として機能する。

また、ＧＣＵ３０には、スイッチ３７が設けられている。ＧＣＵ３０によるグロープラグ２０への通電制御はＰＷＭ制御により行われ、スイッチ３７は、マイクロコンピュータ３１の指示に従い、グロープラグ２０の発熱抵抗体２１への通電のＯＮ・ＯＦＦの切り換えを行う。
なお、本実施の形態では発熱抵抗体２１の抵抗値を算出するため、このスイッチ３７は、電流検知機能を有するＦＥＴ（Infineon Technologies AG社製 PROFET（登録商標））を、ＮＰＮ型トランジスタを介して駆動するよう構成している。もちろん、スイッチ３７には電流検知機能を有さないＦＥＴを用いてもよい。このような場合、例えば発熱抵抗体２１に直列接続したシャント抵抗に流れる電流を算出して電流検知を行えばよい。あるいは、ＰＷＭ制御における通電ＯＦＦのときに、スイッチ３７とは並列に接続した電流検知用の抵抗に電流を流し、得られる分圧をもとに、発熱抵抗体２１の抵抗値を直接算出するなど公知の手法を用いて行えばよい。

このＧＣＵ３０は、自動車の電子制御装置（ＥＣＵ）１０と、ＣＡＮを用いた通信によって接続されている。ＥＣＵ１０にはエンジン１の冷却水の水温を測定する水温センサ５の測定値が入力されており、ＧＣＵ３０はＣＡＮを介し、ＥＣＵ１０から水温の測定結果（水温情報）を取得する。本実施の形態では、後述する環境温度の情報として、このように、ＥＣＵ１０を介して得られる水温センサ５の測定結果（水温情報）を用いているが、水温センサ５から直接水温情報を得られるようにしてもよい。また、環境温度の情報は水温情報に限定するものではなく、例えば排気温や油温、エンジン１付近の外気温、エンジン１そのものの温度など、エンジンの駆動状態に応じて変化を示す温度の情報を用いてもよい。なお、ＥＣＵ１０には、上記したエンジンキー６のＯＮ・ＯＦＦの状態を報せる信号も入力されている。

次に、グロープラグ２０は、例えば、Ｆｅ−Ｃｒ合金やＮｉ−Ｃｒ合金などを用いて形成される発熱コイルを発熱抵抗体２１として用いたヒータ２２を発熱部として構成し、エンジン１への取り付けねじが形成された取り付け金具２５で保持したものである。この発熱抵抗体２１は、自身の温度の上昇にともない抵抗値が増加する正の相関関係を有する（換言すると、抵抗温度係数が正の値を有する）ものである。グロープラグとしては、絶縁セラミックからなる基体にタングステンやモリブデン等の高融点材料を用いて形成した発熱パターンを埋設し、焼成することで形成されるヒータを発熱部として構成したタイプのものも使用できる。発熱抵抗体の温度と抵抗値との関係が正の相関関係を有すればよい。なお、グロープラグについては公知であるため、詳細についての説明は省略する。

発熱抵抗体２１は、一端側が取り付け金具２５およびエンジン１を介して接地されており、他端側が、前述したスイッチ３７を介し、バッテリ４に接続されている。つまり、発熱抵抗体２１への通電は、バッテリ４の電圧をＰＷＭ制御により印加することにより行われる。さらに、発熱抵抗体２１の他端側は、分圧抵抗３８，３９（それぞれ抵抗値Ｒ１，Ｒ２）を介し、マイクロコンピュータ３１に接続されている。この接続により、マイクロコンピュータ３１には、バッテリ４から発熱抵抗体２１に印加されている電圧Ｖｇを分圧した電圧Ｖｅが入力される。マイクロコンピュータ３１では、グロープラグ２０に印加される電圧Ｖｇを、Ｖｇ＝｛（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２｝×Ｖｅにより求めることができる。そして、発熱抵抗体２１を流れる電流Ｉｇは、上記のように、電流検知機能付きのスイッチ３７から得られるので、マイクロコンピュータ３１は、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇを、Ｒｇ＝Ｖｇ／Ｉｇにより得ることができる。なお、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇには、厳密には、グロープラグ２０の内部やグロープラグ２０への通電経路上（例えば通電ケーブルなど）の配線抵抗も含まれるが、便宜上、それぞれの抵抗の区別は行わず、以下では発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇとして説明を行うものとする。

このように構成される、ＧＣＵ３０によってグロープラグ２０への通電制御を行うシステムでは、グロープラグ２０に対する通電制御を行う上で、発熱抵抗体２１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）を行っている。ここで、キャリブレーションの原理について簡単に説明する。

外乱等の影響を受けない場合、発熱抵抗体に一定の電圧を印加すると、発熱抵抗体に電流が流れ、発熱する。そして、発熱抵抗体の温度が上昇するにしたがって抵抗値が大きくなっていくため、発熱抵抗体を流れる電流は、次第に減少する。よって、印加電圧が一定であれば、発熱抵抗体に投入される電力は温度上昇に伴って次第に減少していく。つまり、発熱抵抗体への電力の投入を開始してから、時間の経過に伴い、電力が減少していく曲線が得られる。

電力の投入開始当初は発熱抵抗体の温度が低く抵抗値も小さいので、比較的大きな電流が流れる。そして、発熱抵抗体の温度の上昇にともない抵抗値が大きくなり、流れる電流も次第に抑制される。発熱抵抗体の温度上昇は全長を通じて不均一となる場合が多く、温度上昇の過渡期においては抵抗値の増加具合が安定しないが、温度分布が平衡状態に近づくと抵抗値も略一定となるため、発熱抵抗体の温度が飽和する。

ところで、個々の発熱抵抗体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が、そのばらつきの影響を受ける。しかし、投入電力の積算量と発熱量との関係は発熱抵抗体の材質によるものであり、比較的ばらつきが小さい。したがって、基準とす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）で飽和させ、そのときまでの投入電力の積算量（積算電力量）を求める。この積算電力量を、キャリブレーションの対象とする（別個体の）発熱抵抗体に投入すれば、対象の発熱抵抗体の温度を目標温度とすることができる。ゆえに、このときのキャリブレーション対象の発熱抵抗体の抵抗値を、目標抵抗値に対応した補正前抵抗値として求める。そして、キャリブレーション対象の発熱抵抗体の抵抗値が目標抵抗値となるようにＰＩ制御を行えば、発熱抵抗体の温度を目標温度に維持することができることになる。

もっとも、キャリブレーション対象の発熱抵抗体の抵抗値には、上記したように、グロープラグの内部やグロープラグへの通電経路上の配線抵抗も含まれ、これらの抵抗値も、グロープラグを取り巻く環境温度の変化に応じて変化する。ここで、発明者等によれば、発熱抵抗体への通電開始時の抵抗値や昇温中の任意のタイミングにおける抵抗値と、温度が飽和したときの抵抗値との関係に、環境温度に応じた一定の相関関係があることがわかっている（詳細については特願２００８−１４２４５９号明細書を参照されたい。）。そこで、本実施の形態では、環境温度の情報として水温情報を得ることとし、キャリブレーションを行う際に、対象の発熱抵抗体の補正前抵抗値を取得するとともに、そのときの水温情報も取得している。そして、目標抵抗値を用いたＰＩ制御による保温通電（後述）を行う際に、その時点での水温情報を取得し、上記の相関関係に基づいて予め定めた補正テーブル、あるいは補正演算式を適用することで、補正前抵抗値を水温補正して目標抵抗値を算出し、グロープラグの通電制御を行うのである。このように、キャリブレーションを、発熱抵抗体の抵抗値にグロープラグの内部やグロープラグへの通電経路上の配線抵抗が含まれた状態のまま行うので、精度の高い目標抵抗値を算出することができるのである。

ＧＣＵ３０では、上記のようなグロープラグ２０に対するキャリブレーションを、グロープラグ２０の交換（エンジン１からの取り外し）がなされたことを検知した際に、新たに取り付けられたグロープラグ２０に対して実施している。そして、キャリブレーションによって得られた補正前抵抗値を、それ以降、エンジン１が駆動される度に（グロープラグ２０が使用される度に）、そのグロープラグ２０に対して適用している。換言すると、エンジン１の駆動の度に、グロープラグ２０に対するキャリブレーションが行われるわけではない。ゆえに、本実施の形態では、後述する通電制御プログラムにしたがってグロープラグ２０に対する通電の制御を行うだけでなく、グロープラグ２０の交換確認（グロープラグ２０が交換されたか否かの検知）を行っている。

ところで、グロープラグ２０の交換はエンジン１の停止時に行われるが、エンジン１の停止時には、バッテリ４の消費を抑えるため、ＧＣＵ３０のマイクロコンピュータ３１では、上記した省電力モードへの移行が行われる。その省電力モードでは、通電制御プログラムを含む各種プログラムの実行が停止される。そこで本実施の形態では、前述した割込タイマ３６から定期的に発せられる割込信号の入力を機に、マイクロコンピュータ３１を省電力モードから通常モードに移行（復帰）させている。そして通常モードにおいて通電制御プログラムが実行され、その通電制御プログラムにおいて、グロープラグ２０の交換確認が行われる。

以下、ＧＣＵ３０がグロープラグ２０に対して行う通電制御の具体例について、図１を参照しつつ、図２〜図４に示す通電制御プログラムのフローチャートにしたがって説明する。図２は、ＧＣＵ３０において実行される通電制御プログラムのメインルーチンのフローチャートである。図３は、通電制御プログラムのメインルーチンからコールされる通電処理のフローチャートである。図４は、交換チェック割込が行われる際の処理を示すフローチャートである。なお、フローチャートの各ステップについては「Ｓ」と略記する。

まず、通電制御について説明する前に、通電制御プログラムで使用される各種変数やフラグについて説明する。以下の各フラグや変数は、ＲＡＭ３４に確保される領域に記憶されるが、マイクロコンピュータ３１の駆動モードの如何に関わらず、ＣＰＵ３２のイニシャライズが行われない限り、その値は保持される。

「チェックフラグ」は、グロープラグ２０の交換確認（交換チェック）を実施する場合に立てられるフラグである。具体的には、割込タイマ３６から割込信号が発せられた際に、チェックフラグが立てられる。通電制御プログラムでは、チェックフラグの成立が確認されると、グロープラグ２０の交換確認を行う一連の処理が実施される。

「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６がＯＮの場合に繰り返し実行される一連の処理の中で、特定の処理部分（後述するＳ４５〜Ｓ５５）の実行を、エンジンキー６をＯＮにした初回にのみ実行させるため、その条件判定に用いられるフラグである。初回フラグは、エンジンキー６がＯＮとなり特定の処理部分が実行されたときに成立され、エンジンキー６がＯＦＦになると非成立とされる。

「交換フラグ」は、グロープラグ２０の交換確認を行う一連の処理において、グロープラグ２０の交換がなされたことを検知した場合に立てられるフラグである。通電制御プログラムでは、交換フラグの成立した場合に、グロープラグ２０に対するキャリブレーションが実施されるように条件付け（後述する補正フラグの成立）が行われる。

「補正フラグ」は、キャリブレーションを実施する場合の判断に用いられるフラグである。上記したように、キャリブレーションは、グロープラグ２０が交換されたことを検知した場合に実施されるが、キャリブレーションによって求められる補正前抵抗値がクリア状態（すなわち０）であった場合にも行われる。補正前抵抗値はＲＡＭ３４に保存されるが、例えばバッテリ４の交換時や初回出荷時など、ＲＡＭ３４がクリアされる状況が生じた場合にも、キャリブレーションの実施によって新たに補正前抵抗値が求められるように、補正フラグが成立される。

「補正前抵抗値」は、キャリブレーションによって取得される抵抗値であり、発熱抵抗体２１の維持（保温）目標とする温度（目標温度）に対応する発熱抵抗体２１の抵抗値（目標抵抗値）を算出する上で、そのもととなる発熱抵抗体２１の抵抗値をいう。初期状態(初回出荷時やバッテリ４の交換時など、ＲＡＭ３４がクリアされ、値が０となっている場合)には、予め定められた初期値が設定される。なお、補正前抵抗値が、本発明における「第１抵抗値」に相当する。

「目標抵抗値」は、補正前抵抗値に対し、環境温度の情報（例えば水温情報）による補正を行ったものであり、発熱抵抗体２１の温度を目標温度に維持する上で制御目標とする、発熱抵抗体２１の抵抗値である。

［通常動作時の動作］
次に、グロープラグ２０に対する通電制御の詳細について説明する。まず、通常動作時（すでにキャリブレーションが行われ、補正前抵抗値が取得されている状態）において、グロープラグ２０に対して行われる通電制御について説明する。なお、この状態では、チェックフラグ、初回フラグ、交換フラグ、補正フラグはいずれも０となっている。

前述したように、マイクロコンピュータ３１は、エンジン１の駆動が停止した状態（エンジンキー６がＯＦＦの状態）において省電力モードへ移行され、割込信号の入力待ちが行われている。この省電力モードにおいて、割込タイマ３６による割込信号が入力された場合については後述する。

図１に示すように、運転者がエンジンキー６をＯＮに操作すると、マイクロコンピュータ３１に、ＯＮの状態を報せる割込信号が入力される。するとマイクロコンピュータ３１の動作クロックが通常モードにおける高い発信周波数のものに切り替えられ、省電力モードから通常モードへの移行が行われる。通常モードへの移行にともない、図２に示す、通電制御プログラムの実行が開始され、通常モードにおいてグロープラグ２０の通電制御を行う上で必要な各種設定が行われる（Ｓ１１）。さらに、割込禁止処理が行われ（Ｓ１３）、以降、マイクロコンピュータ３１に入力される割込信号は、無視される。

次にチェックフラグが参照されるが、通常動作時にはグロープラグ２０の交換確認を行わないのでチェックフラグは非成立となっており（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ３１に進み、図３の通電処理のサブルーチンがコールされる。図３に示すように、通電処理では、エンジンキー６に接続されたマイクロコンピュータ３１のポート電圧から、エンジンキーがＯＮであるか確認される（Ｓ４１）。上記のように、エンジンキー６はＯＮに操作されており（Ｓ４１：ＹＥＳ）、Ｓ４３に進む。なお、エンジンキー６がＯＮである間（Ｓ４１：ＹＥＳ）は、Ｓ４３〜Ｓ７５が繰り返し実行されることにより、グロープラグ２０への通電状態（後述する急速昇温通電および保温通電）が制御されることなる。

通常モードへの復帰後で初回の通電処理の実行時において、上記のチェックフラグと同様、初回フラグも初期状態では０となっている（Ｓ４３：ＮＯ）。初回フラグはＳ４５〜Ｓ５５を通常モードへの復帰後に一度だけ実施するためのフラグであるので、次回以降のＳ４３ではスキップしてＳ６１に進むことができるように、Ｓ４５で、初回フラグに１が記憶される（Ｓ４５）。

そしてＳ４７で、補正前抵抗値の読み出し（値の参照）が行われる（Ｓ４７）。前述したように、補正前抵抗値はキャリブレーションが行われた際に取得され、ＲＡＭ３４に保存されている。補正前抵抗値が０でなければ（Ｓ４９：ＮＯ）、すでにキャリブレーションが実施されたことを意味し（ここではすでに補正前抵抗値が取得されているものとして話を進める。）、次いで交換フラグが参照される（Ｓ５１）。交換フラグは、グロープラグ２０の交換がなされたことを検知した場合（後述）に立てられるので、ここでは非成立であり（Ｓ５１：ＮＯ）、Ｓ６１に進む。

Ｓ６１〜Ｓ７５では、グロープラグ２０に対する通電処理が行われる。発熱抵抗体２１への通電を開始してから発熱抵抗体２１の温度が昇温目標温度に達する前は（Ｓ６１：ＮＯ）、発熱抵抗体２１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（Ｓ６３）。なお、昇温目標温度は、目標抵抗値に応じた発熱抵抗体２１の温度（目標温度）よりも若干低い温度であり、定電力制御から抵抗値制御に切り換えた後のわずかな通電で、発熱抵抗体２１の温度を目標温度に達させられるように設定された、昇温目標とする温度である。

この急速昇温通電では、発熱抵抗体２１に投入される電力と経過時間との関係を示す曲線（カーブ）を、予め作成した基準とする曲線に一致させることで、発熱抵抗体２１の特性によらず急速（例えば２秒）で昇温目標温度まで昇温させる。具体的には、予め定めた、上記の基準とする曲線の関係式またはテーブルを用い、通電開始からの経過時間に応じた各時点において投入すべき電力の値を求める。発熱抵抗体２１を流れる電流の大きさと、その時点において投入すべき電力の値との関係から、発熱抵抗体２１に印加すべき電圧を求め、ＰＷＭ制御により、発熱抵抗体２１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、発熱抵抗体２１が発熱する。ゆえに、上記の基準とする曲線に沿った電力の投入が完了すれば、発熱抵抗体２１は基準曲線通りの時間で昇温目標温度に到達する。

その後Ｓ４１へ戻り、急速昇温通電が終了するまでＳ６３の処理を繰り返して、発熱抵抗体２１への急速昇温通電を継続する（Ｓ４１：ＹＥＳ，Ｓ４３：ＹＥＳ，Ｓ６１：ＮＯ，Ｓ６３）。なお、Ｓ４５において初回フラグが成立されているので、２回目以降のＳ４３では、Ｓ６１に進む（Ｓ４３：ＹＥＳ）。

このように、急速昇温通電の過渡期において発熱抵抗体２１に投入する電力を調整し、発熱抵抗体２１の温度を昇温目標温度に到達させる。なお、本実施の形態では、急速昇温通電の終了時期を以下の２つの条件のうち、いずれか一方が成立した場合としている。一つは、発熱抵抗体２１への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）に達した場合であり、この場合には、発熱抵抗体２１の温度が昇温目標温度に達している。もう一つは、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが所定の抵抗値（例えば７８０ｍΩ）となった場合である。発熱抵抗体２１への電力の投入が開始された時点で発熱抵抗体２１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通電が行われた場合など）、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが所定の抵抗値に達したら電力の投入が停止されるため、発熱抵抗体２１の過昇温を防止することができる。

Ｓ４１〜Ｓ６３が繰り返されて急速昇温通電が継続されるうちに、上記のいずれかの条件が満たされ、急速昇温通電が終了したと判断された場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、ＰＷＭ制御に基づく発熱抵抗体２１への電力の投入が停止される（Ｓ６５）。ここで、本実施の形態では、急速昇温通電後に保温通電（いわゆるアフターグロー通電）を行い、発熱抵抗体２１の温度を目標抵抗値に対応した目標温度に維持することで、エンジン１の始動後の駆動安定性を高めている。この保温通電も、所定時間（例えば１８０秒）の経過をもって終了と判断される。よって、保温通電の開始と共に図示しないタイマーによる計時が開始され、所定時間が経過する前は（Ｓ６７：ＮＯ）、保温通電のため、ＥＣＵ１０を介して水温センサ５から水温情報が取得される（Ｓ６９）。この水温情報をもとに、ＲＡＭ３４に記憶された補正前抵抗値に対し、上記した水温補正を行い、目標抵抗値を得る（Ｓ７１）。そして、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが目標抵抗値に近づくように、抵抗値Ｒｇと目標抵抗値との差分に応じてデューティ比を変化させるＰＩ制御による発熱抵抗体２１への保温通電が行われる（Ｓ７３）。その後Ｓ４１へ戻り、保温通電が終了するまでＳ７３の処理を繰り返して、発熱抵抗体２１への保温通電を継続する（Ｓ４１：ＹＥＳ，Ｓ４３：ＹＥＳ，Ｓ６１：ＹＥＳ，Ｓ６７：ＮＯ，Ｓ７３）。なお、Ｓ７１で、補正前抵抗値に対して水温補正（予め定めた補正テーブルあるいは補正演算式の適用）を行い、目標抵抗値を得るＣＰＵ３２が、本発明における「算出手段」に相当する。また、Ｓ７３で、ＰＩ制御により発熱抵抗体２１への保温通電を制御するＣＰＵ３２が、本発明における「通電制御手段」に相当する。

Ｓ４１〜Ｓ７３が繰り返されて保温通電が継続されるうちに、所定時間（１８０秒）が経過し、保温通電が終了したと判断された場合（Ｓ６７：ＹＥＳ）、発熱抵抗体２１への電力の投入が停止される（Ｓ７５）。以降、エンジンキー６がＯＮであるうちは、グロープラグ２０に対する通電は行われない（Ｓ４１：ＹＥＳ，Ｓ４３：ＹＥＳ，Ｓ６１：ＹＥＳ，Ｓ６７：ＹＥＳ）。

運転者がエンジンキー６をＯＦＦに操作し、エンジン１の駆動が停止されると（Ｓ４１：ＮＯ）、次回のエンジン１の駆動時にＳ４５〜Ｓ５５の処理が行われるように、初回フラグがリセットされる（Ｓ７７）。ここで、エンジンキー６がＯＦＦに操作されたときに、グロープラグ２０に対する急速昇温通電や保温通電が行われている最中であった場合には（Ｓ７９：ＹＥＳ）、通電を停止し（Ｓ８１）、そうでなければそのまま（Ｓ７９：ＮＯ）、Ｓ８３へ進む。Ｓ８３では補正フラグが参照されるが、通常動作時にはすでにキャリブレーションがなされているので補正フラグは非成立となっており（Ｓ８３：ＮＯ）、そのままメインルーチンに戻る。

図２に示すように、Ｓ３１の通電処理が終了すると、割込が許可され（Ｓ３３）、再び、マイクロコンピュータ３１に入力される割込信号を受け付けるようになる。そして省電力モードへ移行するにあたって必要な各種設定が行われてから（Ｓ３５）、マイクロコンピュータ３１の動作クロックが省電力モードにおける低い発信周波数のものに切り替えられ、通常モードから省電力モードへの移行が行われる。通電制御プログラムは、動作を停止される。

［交換確認時の動作］
次に、グロープラグ２０の交換確認が行われる際の一連の動作について説明する。エンジン１に取り付けられたグロープラグ２０の交換確認は、エンジン１の非駆動時、すなわち、マイクロコンピュータ３１が省電力モードにあるときに、定期的に行われる。本実施の形態ではグロープラグ２０の交換確認を６０秒ごとに行っており、この時間間隔（グロープラグ２０の交換に要する時間）は、エンジン１から古いグロープラグ２０が取り外されてから新しいグロープラグ２０が取り付けられるまでにかかる時間よりも短い時間に設定されている。すなわち、グロープラグ２０の交換が行われる際に、必ず一度は、グロープラグ２０がエンジン１から取り外されている最中にグロープラグ２０の交換確認が行われるよう、上記の時間間隔が設定されている。

マイクロコンピュータ３１が省電力モードにあるときに、割込タイマ３６から、上記の時間間隔で（６０秒ごとに）発せられる割込信号がＣＰＵ３２に入力されると、割込信号が受け付けられ、マイクロコンピュータ３１は通常モードに移行する。割込タイマ３６から割込信号が入力された場合には、図４に示す、交換チェック割込処理のプログラムが実行され、チェックフラグが成立される（Ｓ５）。よって、図２に示す、通電制御プログラムが実行されると、Ｓ１５においてチェックフラグの成立が確認されて（Ｓ１５：ＹＥＳ）、グロープラグ２０の交換確認を行う一連の処理（Ｓ１７〜Ｓ２３）が実施される。

まず、発熱抵抗体２１に短時間（例えば２５ｍｓｅｃ）の通電が行われ、そのときに印加された電圧Ｖｇと流された電流Ｉｇとから、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが算出（取得）される（Ｓ１７）。そしてチェックフラグをリセットした後（Ｓ１９）、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが所定のしきい値（交換判定値）より大きいか否かが比較される。グロープラグ２０がエンジン１から取り外されている場合には、発熱抵抗体２１も存在しないため電流Ｉｇが流れず、発熱抵抗体２１に対する通電抵抗は非常に大きくなる。したがって、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが交換判定値より大きければ、グロープラグ２０が取り外されており、すなわちグロープラグ２０の交換が行われたものとして判定され（Ｓ２１：ＹＥＳ）、交換フラグが成立される（Ｓ２３）。しかし、抵抗値Ｒｇが交換判定値以下ならば（Ｓ２１：ＮＯ）、グロープラグ２０は交換されてないと判定される。以後は前述したＳ３３以降の処理を行って、省電力モードへ移行する。このように、グロープラグ２０の交換確認は省電力モードにおいて定期的に行われ、交換がなされたことが検知された場合に交換フラグが成立される。なお、Ｓ２１で、グロープラグ２０が交換されたか否かを判定するＣＰＵ３２が、本発明における「判定手段」に相当する。また、Ｓ１７で、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇを取得するＣＰＵ３２が、本発明における「第２取得手段」に相当し、その際に取得される抵抗値Ｒｇが、本発明における「第２抵抗値」に相当する。

［キャリブレーション時の動作］
次に、グロープラグ２０の発熱抵抗体２１に対するキャリブレーションを実施する際の動作について説明する。上記したように、グロープラグ２０のキャリブレーションは、グロープラグ２０の交換がなされたことを検知した場合や（交換フラグが成立した場合）、補正前抵抗値がクリア状態であった場合（値が０の場合）に行われる。そして、例えばスワールや燃料による冷却など、外乱の影響を避けるため、エンジン１の非駆動時に行われる。また、キャリブレーションでは発熱抵抗体２１を、エンジン１の始動時に加熱する温度と同等程度に加熱するため、電力の消費が大きい。よって、マイクロコンピュータ３１の省電力モードにおいてグロープラグ２０の交換を検知した場合には、次回、エンジン１が駆動され、次いで停止された場合（つまりバッテリ４の充電がなされたことが見込まれる場合）に、キャリブレーションが行われる。

したがって、エンジンキー６がＯＮに操作されエンジン１の駆動が行われる場合には、通常モードへの復帰後、図３に示すように、通常通りのグロープラグ２０の通電制御が行われる（Ｓ４１〜Ｓ７５）。上記同様、エンジンキー６がＯＮに操作された後、初めてＳ４１〜Ｓ７５の処理が行われる際には初回フラグが０であるので（Ｓ４３：ＮＯ）、Ｓ４５〜Ｓ５５が実行される。このとき、交換フラグが成立しているか（Ｓ５１：ＹＥＳ）、あるいは補正前抵抗値がクリア状態であれば（Ｓ４９：ＹＥＳ）、補正フラグの成立が行われると共に、交換フラグがリセットされる（Ｓ５３）。また、この時点でＲＡＭ３４に保存されている補正前抵抗値は、交換前のグロープラグ２０の発熱抵抗体２１のものであるので、補正前抵抗値に初期値が設定され（Ｓ５５）、その後、前述した、グロープラグ２０に対する通電処理が行われる（Ｓ６１〜Ｓ７５）。なお、補正前抵抗値に設定される初期値は、その初期値から算出した目標抵抗値を用い特性の異なる他の発熱抵抗体の抵抗値制御を行ったとしても、いずれの発熱抵抗体も過昇温となることがないように、予め定められたものである。なお、補正抵抗値に初期値を設定するＣＰＵ３２が、本発明における「設定手段」に相当する。

このように、グロープラグ２０の交換後や、補正前抵抗値のクリア後（自動車の初回出荷時やバッテリ４の交換時など）に、初めてエンジンキー６がＯＮに操作されエンジン１が駆動された場合には、通常通り、グロープラグ２０の通電制御が行われる。そして、エンジンキー６がＯＦＦに操作されると（Ｓ４１：ＮＯ）、今回は補正フラグが成立していることから、Ｓ８３においてＳ８５に進み、キャリブレーションが行われる（Ｓ８３：ＹＥＳ）。

前述したように、キャリブレーションでは、発熱抵抗体２１に、目標温度が得られる積算量の電力（積算電力量）を投入し、発熱抵抗体２１の温度上昇が飽和して、その温度が目標温度で安定したときの抵抗値Ｒｇを、補正前抵抗値として取得している。本実施の形態では、キャリブレーションの開始からの時間の経過（例えば６０秒）をもって、発熱抵抗体２１の温度上昇が飽和したとみなしている。よって、キャリブレーションの開始と共に、図示しないタイマーをスタートさせ、飽和にかかる時間が経過するまでは（Ｓ８５：ＮＯ）、発熱抵抗体２１に対し、最終的な電力の積算量が積算電力量となるよう、時間あたり一定の電力を投入する補正通電を行う（Ｓ８７）。その後、Ｓ４１に戻り、補正通電を継続する。

Ｓ４１：ＮＯ，Ｓ８３：ＹＥＳ，Ｓ８５：ＮＯ，Ｓ８７が繰り返されるうちに、補正通電の開始から６０秒（発熱抵抗体２１の温度上昇が飽和したとみなせる時間）が経過したら（Ｓ８５：ＹＥＳ）、Ｓ８９に進む。発熱抵抗体２１の温度は目標温度に達しているので、そのときの発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇを求め、これを補正前抵抗値としてＲＡＭ３４に保存する（Ｓ８９）。さらに、ＥＣＵ１０から水温センサ５の水温情報を取得し、補正前抵抗値と共にＲＡＭ３４に保存する（Ｓ９１）。そして、キャリブレーションが終了したとして補正フラグをリセットすると共に（Ｓ９３）、発熱抵抗体２１への通電を停止して補正通電を終了し（Ｓ９５）、図２のメインルーチンに戻る。なお、Ｓ８７において補正通電を行って、発熱抵抗体２１に、目標温度が得られる積算量の電力（積算電力量）を投入した後に、Ｓ８９で、補正前抵抗値を取得するＣＰＵ３２が、本発明における「第１取得手段」に相当する。また、Ｓ９１で、ＥＣＵ１０経由で水温センサ５の水温情報を取得するＣＰＵ３２が、本発明における「温度取得手段」に相当する。

図２に示す、メインルーチンに戻ると、前述したＳ３３の処理で割込が許可され、Ｓ３５で各種設定が行われてから、省電力モードへの移行が行われる。通電制御プログラムは、動作を停止される。なお、キャリブレーションが行われている最中（上記した補正通電が行われている最中）にエンジンキー６がＯＮに操作された場合には、急速昇温通電および保温通電が行われることになる。しかし、キャリブレーションが完了していないので補正前抵抗値が取得されておらず、補正前抵抗値には初期値が設定され、グロープラグ２０の通電制御が行われる。よって、その後、エンジンキー６がＯＦＦに操作されたら、再び、キャリブレーションが行われる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、図５に示す、通電制御プログラムの第１の変形例のように、発熱抵抗体２１の劣化を検知できるようにしてもよい。図５の通電制御プログラムの第１の変形例は、図２の通電制御プログラムにおけるＳ２３とＳ３３の間に、発熱抵抗体２１の劣化を検知するための追加処理を加えたものである。また、劣化が検知された場合に行われる追加処理を、図３の通電処理におけるＳ５５とＳ６１の間に加えたものを、通電処理の変形例として図６に示す。

第１の変形例では、発熱抵抗体２１の劣化検知を、発熱抵抗体２１への通電抵抗の変化をみることによって行っている。発熱抵抗体２１は、劣化状態が進行するにしたがって、例えば常温における抵抗値が高くなるが、劣化状態の進行に応じて抵抗値が高くなっていくのではなく、劣化状態がある程度進行したところで急激に抵抗値が高くなる特性を有することが知られている。ゆえに、図５に示すように、発熱抵抗体２１の劣化検知は、Ｓ１７において求めた発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが、所定の劣化判定値よりも高くなった場合において、発熱抵抗体２１に劣化が生じたと判定し（Ｓ２５：ＹＥＳ）、劣化フラグ（劣化の有無の判定結果を示すフラグ）を成立させ（Ｓ２７）、Ｓ３３へ進む。また、抵抗値Ｒｇが劣化判定値以下であれば（Ｓ２５：ＮＯ）、そのままＳ３３へ進む。ただし、上記したように、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが交換判定値より大きければ、Ｓ２１においてグロープラグ２０が交換されたと判定される。発熱抵抗体２１の劣化検知はグロープラグ２０の交換確認後に行われるが、Ｓ２５では、抵抗値Ｒｇが交換判定値以下であることも劣化検知の条件としている。上記のＳ２５，Ｓ２７における劣化の有無の検知後は、Ｓ３３に進む。なお、Ｓ２５で、発熱抵抗体２１に劣化が生じたと判定するＣＰＵ３２が、本発明における「劣化検知手段」に相当する。

そして、エンジンキー６がＯＮに操作されて実行される図６の通電処理では、エンジンキー６がＯＮとなった初回のみ実行されるＳ４５〜Ｓ５５の処理に次いで、劣化フラグの状態が確認される（Ｓ５７）。劣化フラグが非成立であればそのままＳ６１に進み（Ｓ５７：ＮＯ）、劣化フラグが成立している場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、補正フラグを成立させると共に、劣化フラグをリセットしてＳ６１に進む（Ｓ５９）。これにより、前述した交換フラグが成立した場合と同様に、エンジンキー６がＯＮに操作され、その後ＯＦＦに操作された際に（Ｓ４１：ＮＯ）、キャリブレーションが行われることになる（Ｓ８３：ＹＥＳ）。なお、発熱抵抗体２１の劣化検知は、エンジンキー６がＯＦＦでマイクロコンピュータ３１が省電力モードにある状態で、グロープラグ２０の交換確認が行われるたびに実施される。よって、発熱抵抗体２１が劣化状態となり、抵抗値が劣化判定値より大きくなった以後は、グロープラグ２０の交換により発熱抵抗体２１が非劣化のものに交換されない限り、劣化検知の度に、劣化状態にあると判定されることになる。ゆえに、エンジン１が駆動され、停止される度にキャリブレーションが実施され、その都度、目標抵抗値が算出されるので、劣化状態に応じた最新の目標抵抗値が維持される。

もっとも、エンジン１の停止直後は発熱抵抗体２１の温度も高く、抵抗値Ｒｇが高い状態にある。そこで、ＥＣＵ１０から水温情報を取得し、水温によって、抵抗値Ｒｇの補正を行った上で、劣化判定値と比較してもよい。あるいは、冷却水の温度が所定の水温（例えば２５℃）または水温域（例えば０℃〜２５℃）にあるときにのみ、抵抗値Ｒｇと劣化判定値とを比較して劣化判定を行ってもよい。もしくは、エンジン１の停止後、所定の時間が経過し、水温が所定の温度以下に下がったとみなされるまでは、劣化判定を行わないようにしてもよい。

また、図７に示す、通電制御プログラムの第２の変形例のように、グロープラグ２０の交換確認の際にＳ１７において求めた発熱抵抗体２１の抵抗値ＲｇをＲＡＭ３４に記憶し（Ｓ２９）、保存できるようにしてもよい。これにより、前回の交換確認の際に得られた発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇと、今回の交換確認の際に得られた発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇとの比較を行うことができ、さらにその比較結果を、グロープラグ２０の交換確認に用いることができる。例えば、発熱抵抗体２１の劣化にともないその抵抗値Ｒｇが高くなっていくことを利用すれば、前回の交換確認の際に得られた発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇよりも、今回の交換確認の際に得られた発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが低くなった場合に、グロープラグ２０の交換が行われたとして検知することができる。そして、この検知方法であれば、定期的な通電による検知によらずとも交換したとの判定をすることができる。すると、交換確認を行う間隔（割込タイマ３６が割込信号を出力する間隔）を長くし、交換確認の頻度を下げることができるので、バッテリ４の消費を低減することができる。なお、上記の第１の変形例と同様に、発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇが、取得時の発熱抵抗体２１の温度によって変化するため、水温によって抵抗値Ｒｇを補正した上で交換判定を行ってもよいし、上記同様に、水温が所定の水温または水温域にあるときにのみ抵抗値Ｒｇを取得して交換判定を行ってもよい。あるいは、エンジン１の停止後、所定の時間が経過し、水温が所定の温度以下に下がったとみなされるまでは、交換判定を行わないようにしてもよい。また、詳細な説明は省略するが、ヒータの劣化に伴って段階的に抵抗値が変化するような発熱抵抗体であれば、劣化フラグをリセットするとともに劣化判定値を変動させ、再度キャリブレーションが行えるようにしてもよいことは言うまでもない。この、キャリブレーションを実施するタイミングがエンジンの停止時であることが、本発明においては肝要であり、ヒータの交換を検知する手段については何ら限定されるものではない。

また、本実施の形態では、Ｓ８７において、キャリブレーションの際の温度上昇の飽和を、時間の経過をもって判断したが、補正通電中に発熱抵抗体２１の抵抗値Ｒｇを継続して取得し、抵抗値Ｒｇの変動が所定値より小さくなったら飽和したと判断してもよい。

ＧＣＵ３０によってグロープラグ２０への通電制御を行うシステムの電気的な構成を示す図である。 ＧＣＵ３０において実行される通電制御プログラムのメインルーチンのフローチャートである。 通電制御プログラムのメインルーチンからコールされる通電処理のフローチャートである。 交換チェック割込が行われる際の処理を示すフローチャートである。 第１の変形例の通電制御プログラムのフローチャートである。 第１の変形例の通電処理のフローチャートである。 第２の変形例の通電制御プログラムのフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２０ グロープラグ
２１ 発熱抵抗体
２２ ヒータ
３０ ＧＣＵ
３１ マイクロコンピュータ
３２ ＣＰＵ

Claims (7)

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正の相関をもって変化する発熱抵抗体を有するヒータについて、前記発熱抵抗体の抵抗値が目標抵抗値に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発熱抵抗体に対する通電を制御するヒータの通電制御装置であって、
   前記ヒータが取り付けられる内燃機関の駆動が停止されているときに、前記発熱抵抗体に通電して前記発熱抵抗体の第１抵抗値を取得する第１取得手段と、
   前記第１抵抗値を取得する際に、前記ヒータ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情報取得手段と、
   前記第１抵抗値および前記環境温度の情報に基づいて、前記目標抵抗値を算出する算出手段と、
   前記内燃機関の駆動時に、前記算出手段によって算出された前記目標抵抗値に一致するように、前記発熱抵抗体への通電を制御する通電制御手段と
   を備えたことを特徴とするヒータの通電制御装置。
2. 前記内燃機関に取り付けられた前記ヒータが交換されたか否かを判定する判定手段を備え、
   前記第１取得手段は、前記判定手段によって前記ヒータが交換されたと判定され、かつ、前記内燃機関の駆動が停止されているときに、前記発熱抵抗体の前記第１抵抗値を取得することを特徴とする請求項１に記載のヒータの通電制御装置。
3. 前記第１取得手段は、前記判定手段によって前記ヒータが交換されたと判定された後、初めて、前記内燃機関が駆動され、その後、前記内燃機関の駆動が停止された場合に、前記発熱抵抗体の前記第１抵抗値を取得することを特徴とする請求項２に記載のヒータの通電制御装置。
4. 前記判定手段によって前記ヒータが交換されたと判定された後において、前記通電制御手段による前記発熱抵抗体への初めての通電の制御が開始される前までに、前記第１抵抗値に初期値を設定する設定手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のヒータの通電制御装置。
5. 前記発熱抵抗体に通電し、前記発熱抵抗体の第２抵抗値を取得する第２取得手段と、
   前記第２抵抗値に基づき前記発熱抵抗体の劣化を検知する劣化検知手段と
   を備え、
   前記劣化検知手段によって前記発熱抵抗体の劣化が検知された場合、前記内燃機関の駆動が停止されるたびに、前記第１取得手段が前記第１抵抗値を取得し、前記算出手段が前記目標抵抗値を算出することを特徴とする請求項１に記載のヒータの通電制御装置。
6. 前記第１取得手段による前記発熱抵抗体への通電は、前記発熱抵抗体に投入する電力の積算電力量を所定の電力量とする定電力制御方式によって行われることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のヒータの通電制御装置。
7. 前記ヒータは、前記内燃機関に取り付けられて使用されるグロープラグの発熱部をなすものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のヒータの通電制御装置。

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