JP6912990B2 - エンジン暖機システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンを暖機するエンジン暖機システムに関する。

吸気を圧縮する電動過給機を備えたエンジンが知られている。この電動過給機を利用した技術として、例えば、エンジンの停止中に電動過給機を駆動してＥＧＲ経路を介して空気を循環させることで暖機を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２５５９４０号公報

しかし、上記特許文献１に記載される技術では、電動過給機によって圧縮および昇温された空気がインタークーラや吸気管を介して暖気が行われているため、暖気の進行が抑制されてしまうというおそれがある。

そこで、本発明は、エンジンをより効率よく暖機することができるエンジン暖機システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のエンジン暖機システムは、エンジンに接続され、吸気が流通する吸気流路と、吸気流路の途中に設けられ、モータの駆動によって吸気を圧縮する電動過給機と、エンジンに接続され、排気ガスが排出される排気流路と、吸気流路における電動過給機の上流側と電動過給機の下流側とに接続され、電動過給機を迂回するエアバイパス流路と、吸気流路における電動過給機よりも下流側かつ、エアバイパス流路の合流位置よりも上流側に一端が接続され、エンジンのクランクケース内に他端が接続されるクランクケース流路と、クランクケース内と、エンジンの燃焼室とを連通および遮断させるシリンダ内連通機構と、エアバイパス流路を開閉するエアバイパスバルブと、エンジンの吸気ポートとエンジンの燃焼室との間を開閉する吸気バルブと、エンジンの排気ポートとエンジンの燃焼室との間を開閉する排気バルブと、吸気流路における電動過給機よりも上流側に設けられ、吸気流路を開閉する吸気制御バルブと、吸気流路におけるクランクケース流路との合流位置よりも下流側と、吸気流路における電動過給機よりも下流側で接続されるエアバイパス流路との合流位置よりも上流側との間で、吸気流路を開閉するとともに、クランクケース流路を開閉するクランクケースバルブ機構と、エンジンが停止する際または停止した後に、吸気バルブおよび排気バルブを開放制御する吸排気バルブ制御部と、エンジンの停止時において所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、電動過給機を駆動させる電動過給機制御部と、エアバイパスバルブと、吸気制御バルブと、クランクケースバルブ機構とを制御するバルブ制御部と、を備え、バルブ制御部は、エンジンの停止時においてエンジン暖機実行条件が成立すると、エアバイパスバルブを開放し、吸気制御バルブを閉鎖し、クランクケース流路に空気が流通するようにクランクケースバルブ機構を制御する。

また、バルブ制御部は、所定のエンジン暖機保温条件が成立すると、エンジン内の温度を所定の温度に保つように、エアバイパスバルブの開度を制御してもよい。

また、シリンダ内連通機構は、エンジンが停止時に、クランク室内流路に空気を流通させてもよい。

また、クランクケースバルブ機構は、吸気流路におけるクランクケース流路との合流位置よりも下流側と、吸気流路における電動過給機よりも下流側で接続されるエアバイパス流路との合流位置よりも上流側との間に設けられ、吸気流路を開閉するインタークーラ前バルブと、クランクケース流路に設けられ、クランクケース流路を開閉するクランクケースバルブと、を備え、バルブ制御部は、エンジン暖機実行条件が成立すると、インタークーラ前バルブを閉鎖し、クランクケースバルブを開放する制御を行ってもよい。

また、排気流路に排出された排気ガスを、吸気流路における電動過給機よりも上流側に還流させるＥＧＲ流路と、ＥＧＲ流路に設けられ、ＥＧＲ流路を開閉する、バルブ制御部によって制御されるＥＧＲバルブと、を更に備え、バルブ制御部は、少なくともエンジン暖機保温条件が成立すると、ＥＧＲバルブを開放してもよい。

また、吸気流路における電動過給機よりも下流側の圧力を測定する圧力センサを備え、バルブ制御部は、圧力センサによって測定された圧力に基づいて、エアバイパスバルブおよびＥＧＲバルブの開度を調整してもよい。

本発明によれば、エンジンをより効率よく暖機することができる。

第１の実施形態におけるエンジン暖機システムを説明する概略図である。 クランクシャフトを説明するための図である。 コネクティングロッドを説明するための図である。 ピストンピンを説明するための図である。 ピストンを説明するための図である。 暖機中の空気の流れを示す説明図である。 電動過給機が駆動する際の効率のマップを示す図である。 エンジン停止時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。 エンジン始動時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。 第２の実施形態におけるエンジン始動時のエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。 第１の実施形態における変形例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるエンジン暖機システム１００を説明する概略図である。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。

図１に示すように、エンジン暖機システム１００には、エンジン１が設けられる。エンジン１は、クランクシャフト２を挟んで２つのシリンダブロック３にそれぞれ形成されたシリンダボア３ａが対向して配された水平対向４気筒エンジンである。

シリンダブロック３には、クランクケース４が一体形成されるとともに、クランクケース４とは反対側にシリンダヘッド５が固定されている。クランクシャフト２は、２つのクランクケース４によって形成されたクランク室６内に回転自在に支持される。

シリンダボア３ａには、コネクティングロッド７を介してクランクシャフト２に連結されたピストン８が摺動可能に収容されている。そして、エンジン１では、シリンダボア３ａと、シリンダヘッド５と、ピストン８の冠面８ｑ（図５参照）とによって囲まれた空間が燃焼室９として形成される。

シリンダヘッド５には、吸気ポート１０および排気ポート１１が燃焼室９に連通するように形成される。吸気ポート１０と燃焼室９との間には、吸気バルブ１２の先端が位置し、排気ポート１１と燃焼室９との間には、排気バルブ１３の先端が位置している。

また、エンジン１では、シリンダヘッド５およびヘッドカバー１４に囲まれたカム室内に、吸気バルブ用カム１５および排気バルブ用カム１６が設けられる。吸気バルブ用カム１５は、吸気バルブ１２の他端に当接されており、回転することで吸気バルブ１２を軸方向に移動させる。これにより、吸気バルブ１２は、吸気ポート１０と燃焼室９との間を開閉する。排気バルブ用カム１６は、排気バルブ１３の他端に当接されており、回転することで排気バルブ１３を軸方向に移動させる。これにより、排気バルブ１３は、排気ポート１１と燃焼室９との間を開閉する。

吸気ポート１０の上流側には、インテークマニホールド１７を含む吸気流路１８が連通される。また、排気ポート１１の下流側には、エキゾーストマニホールド１９を含む排気流路２０が連通される。燃焼室９から排出された排気ガスは、排気ポート１１を介してエキゾーストマニホールド１９で集約され、排気流路２０に導かれる。

吸気流路１８には、エアクリーナ２１、吸気制御バルブ２５、後述する電動過給機２２のコンプレッサインペラ２２ｃ、インタークーラ前バルブ２８、インタークーラ２３、スロットルバルブ２４およびインテークマニホールド１７が上流側から順に設けられる。ここで、吸気流路１８のうち、コンプレッサインペラ２２ｃよりも上流側を上流側吸気流路１８ａと呼び、コンプレッサインペラ２２ｃよりも下流側を下流側吸気流路１８ｂと呼ぶ。

電動過給機２２は、モータ２２ａと、シャフト２２ｂと、コンプレッサインペラ２２ｃとを含んで構成される。モータ２２ａは、電力が供給されることで駆動する。シャフト２２ｂは、モータ２２ａと接続され、モータ２２ａの駆動によって回転する。コンプレッサインペラ２２ｃは、シャフト２２ｂと接続され、シャフト２２ｂと一体回転する。

また、コンプレッサインペラ２２ｃは、モータ２２ａの駆動によって回転することで、エアクリーナ２１で塵や埃などの不純物が除去された空気（吸気）を圧縮して下流側吸気流路１８ｂに供給する。

インタークーラ２３は、コンプレッサインペラ２２ｃで圧縮されて昇温された吸気を冷却する。冷却された空気は、スロットルバルブ２４、インテークマニホールド１７および吸気ポート１０を介して燃焼室９に導かれる。

スロットルバルブ２４は、不図示のアクチュエータによって開度が調整されることで、燃焼室９に供給される吸気の流量を可変する。

吸気制御バルブ２５は、エンジン１の駆動中は開放状態になっており、エアクリーナ２１を介して外部から吸い込まれる空気の流量を調節することなく下流側に通過させる。また、吸気制御バルブ２５は、詳しくは後述するエンジン暖気中に開度が調整されることで、外部から吸い込まれる空気（吸気）の流量を調整する。

また、吸気流路１８には、コンプレッサインペラ２２ｃを迂回するエアバイパス流路２６が設けられる。エアバイパス流路２６は、上流側吸気流路１８ａにおける吸気制御バルブ２５とコンプレッサインペラ２２ｃとの間に接続される。また、エアバイパス流路２６は、下流側吸気流路１８ｂにおけるインタークーラ２３とスロットルバルブ２４との間に接続される。

エアバイパス流路２６には、エアバイパスバルブ２７が介装される。エアバイパスバルブ２７は、開度が調整されることで、エアバイパス流路２６を流通する圧縮された空気の流量を調整する。エアバイパスバルブ２７は、エンジン１の駆動時、運転者がアクセルを放してスロットルバルブ２４が閉鎖されるときに開放され、下流側吸気流路１８ｂの圧力が過剰となることを防止する。なお、エンジン１の暖気中におけるエアバイパスバルブ２７の詳細な制御については、後述する。

下流側吸気流路１８ｂには、電動過給機２２によって圧縮された空気をクランクケース４内（クランク室６内）へと導入させるクランクケース流路２９が設けられる。クランクケース流路２９の一端は、下流側吸気流路１８ｂにおけるインタークーラ前バルブ２８よりも上流側に接続される。また、クランクケース流路２９の他端は、クランクケース４に接続され、クランク室６に連通される。

また、エンジン暖機システム１００には、インタークーラ前バルブ２８およびクランクケースバルブ３０を含んで構成されるクランクケースバルブ機構２００が設けられる。

インタークーラ前バルブ２８は、下流側吸気流路１８ｂにおけるインタークーラ２３よりも上流側に設けられる。インタークーラ前バルブ２８は、エンジン１の駆動中は開放状態になっており、空気の流量を調節することなく下流側に通過させる。また、インタークーラ前バルブ２８は、詳しくは後述するエンジン暖気中に閉鎖状態になることで、空気を下流側（インタークーラ２３側）に流通させない。

クランクケースバルブ３０は、クランクケース流路２９の上流端（コンプレッサインペラ２２ｃ側）に介装される。クランクケースバルブ３０は、エンジン１の駆動中は閉鎖状態になっており、空気（吸気）をクランクケース流路２９に流通させない。また、クランクケースバルブ３０は、詳しくは後述するエンジン暖気中に開度が調整されることで、クランクケース流路２９を流通する空気の流量を調整する。なお、インタークーラ前バルブ２８およびクランクケースバルブ３０の詳細な制御については、後述する。

エンジン１では、燃焼室９に導かれた吸気と、不図示のインジェクタから噴射された燃料との混合気が、シリンダヘッド５に設けられた不図示の点火プラグによって所定のタイミングで点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン８がシリンダボア３ａ内で往復運動を行い、その往復運動が、コネクティングロッド７を通じてクランクシャフト２の回転運動に変換される。

また、燃焼により発生した排気ガスは、排気ポート１１、排気流路２０を介して車外へ排出される。排気流路２０には、上流側の触媒３１と下流側の触媒３２とが設けられる。上流側の触媒３１および下流側の触媒３２は、排気流路２０を流通する排気ガスを浄化する。なお、上流側の触媒３１および下流側の触媒３２は、触媒機能付きのフィルタ装置であってもよい。

また、排気流路２０における上流側の触媒３１および下流側の触媒３２の間には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）流路３３の一端が接続される。上流側吸気流路１８ａにおける吸気制御バルブ２５およびコンプレッサインペラ２２ｃの間には、ＥＧＲ流路３３の他端が接続される。ＥＧＲ流路３３は、排気流路２０を流通する排気ガスの一部を上流側吸気流路１８ａに還流させる（以下、還流させた排気ガス（空気）を「ＥＧＲガス」と称する）。

ＥＧＲ流路３３には、ＥＧＲクーラ３４およびＥＧＲバルブ３５が上流側から順に設けられる。ＥＧＲクーラ３４は、ＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲバルブ３５は、開度が調整されることで、ＥＧＲ流路３３を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。なお、ＥＧＲバルブ３５の詳細な制御については、後述する。

また、ＥＧＲ流路３３には、ＥＧＲクーラ３４を迂回するバイパス流路３６が設けられる。バイパス流路３６の上流側と、ＥＧＲ流路３３とを接続する箇所には、流路切り替えバルブ３７が設けられる。流路切り替えバルブ３７は、ＥＧＲクーラ３４またはバイパス流路３６のどちらかにＥＧＲガス（空気）を流通させるように、流路を切り替える。

また、エンジン暖機システム１００には、クランクケース４内と燃焼室９とを連通および遮断させるシリンダ内連通機構３８が設けられる。

シリンダ内連通機構３８は、クランクシャフト２、コネクティングロッド７、ピストン８、および、コネクティングロッド７に対してピストン８を回転自在に支持するピストンピン８ａ（図４参照）に形成される。ここで、図２〜図５を用いて、シリンダ内連通機構３８について説明する。

図２は、クランクシャフト２を説明するための図である。図２に示すように、クランクシャフト２は、クランクジャーナル２ａ、クランクアーム２ｂおよびクランクピン２ｃが一体形成される。クランクジャーナル２ａは、クランクケース４に回転自在に支持される。クランクアーム２ｂは、クランクジャーナル２ａおよびクランクピン２ｃの間に設けられ、クランクジャーナル２ａに対してクランクピン２ｃを偏心させる。クランクピン２ｃは、ピストン８と同等の数だけ（ここでは、４つ）設けられ、コネクティングロッド７を回転自在に支持する。

クランクピン２ｃには、クランクシャフト２の軸方向の中央に、クランクシャフト２の内部でエンジンオイルが流通するオイル流路から外周面２ｄに亘って貫通したオイル孔２ｅが形成される。オイル孔２ｅは、オイル流路を流通したエンジンオイルを外周面２ｄに導く。また、クランクピン２ｃの外周面２ｄには、クランクシャフト２の軸方向の中央に、周方向に亘ってオイル溝２ｆが形成される。オイル溝２ｆは、クランクピン２ｃの外周面２ｄにおいてオイル孔２ｅと繋がっている。したがって、オイル孔２ｅを流通してクランクピン２ｃの外周面２ｄまで到達したエンジンオイルで、クランクピン２ｃの周方向に亘ってオイル溝２ｆ内が満たされる。

図３は、コネクティングロッド７を説明するための図である。図３に示すように、コネクティングロッド７は、ビックエンド７ａ、スモールエンド７ｂおよびコネクティングロッド軸７ｃが一体形成される。ビックエンド７ａは、クランクシャフト２におけるクランクピン２ｃの外径よりも若干径が大きい結合孔７ｄが形成され、クランクピン２ｃが結合孔７ｄに結合されることで、クランクシャフト２に回転自在に支持される。スモールエンド７ｂは、ピストンピン８ａの外径よりも若干径が大きい挿通孔７ｅが形成され、挿通孔７ｅにピストンピン８ａが挿通されることで、ピストンピン８ａを介してピストン８を回転自在に支持する。コネクティングロッド軸７ｃは、ビックエンド７ａおよびスモールエンド７ｂの間に位置し、ビックエンド７ａおよびスモールエンド７ｂを繋ぐ。

コネクティングロッド軸７ｃには、ビックエンド７ａの結合孔７ｄと、スモールエンド７ｂの挿通孔７ｅとを連通させる油回路７ｆが形成される。油回路７ｆは、コネクティングロッド軸７ｃにおける幅方向（クランクシャフト２の軸方向）の中央に形成される。油回路７ｆは、クランクシャフト２にコネクティングロッド７が支持された際に、クランクピン２ｃに形成されたオイル溝２ｆに対向する位置に一端７ｇが開口している。これにより、クランクピン２ｃのオイル溝２ｆに満たされたオイルは、一端７ｇから油回路７ｆを通じて他端７ｈに導かれる。

また、油回路７ｆは、後述するピストンピン８ａを介して、ピストン８を支持した際に、ピストンピン８ａに形成されたピストンピン溝８ｇ（図４参照）に対向する位置に他端７ｈが開口している。

図４は、ピストンピン８ａを説明するための図である。図４に示すように、ピストンピン８ａは、内部が中空（中空部）である略円筒形状に形成される。そして、ピストンピン８ａにおける内周面と外周面との間には、軸方向に沿って油回路８ｂが設けられる。なお、油回路８ｂは、ピストンピン８ａの一方の側面８ｃから、軸方向に沿って、他方の側面８ｄまで到達しないように削られることにより形成され、一方の側面８ｃ側がプラグ８ｅで封止される。

また、ピストンピン８ａには、軸方向の中央に連通孔８ｆおよびピストンピン溝８ｇが形成される。連通孔８ｆは、油回路８ｂから外周面にかけて貫通している。また、ピストンピン溝８ｇは、ピストンピン８ａの外周面において周方向に亘って形成される。そして、連通孔８ｆおよびピストンピン溝８ｇは、ピストンピン８ａの外周面において繋がっている。したがって、コネクティングロッド７における油回路７ｆを流通したオイルは、油回路７ｆの他端７ｈからピストンピン溝８ｇに排出され、ピストンピン溝８ｇおよび連通孔８ｆを介して油回路８ｂに導かれる。

また、ピストンピン８ａには、油回路８ｂから外周面にかけて連通する２つの連通孔８ｈが設けられる。２つの連通孔８ｈは、ピストンピン８ａの軸方向において中央を基準として対称の位置に形成される。

また、ピストンピン８ａには、２つのピストンピン溝８ｉが設けられる。ピストンピン溝８ｉは、ピストンピン８ａの外周面において周方向に亘って形成される。ピストンピン溝８ｉは、クランクピン２ｃの外周面２ｄにおいてオイル孔２ｅと繋がっている。したがって、油回路８ｂおよび連通孔８ｈを流通してピストンピン８ａの外周面まで到達したエンジンオイルで、ピストンピン８ａの周方向に亘ってピストンピン溝８ｉ内が満たされる。なお、油回路８ｂを設けることなく、連通孔８ｆおよび連通孔８ｈをピストンピン８ａの中空部まで貫通させ、中空部の両端をプラグで封止することで、中空部を油回路８ｂの代わりとして用いるようにしてもよい。

図５は、ピストン８を説明する図である。図５（ａ）は、ピストン８の略断面図である。図５（ｂ）は、ピストン８を上方から（図５（ａ）中、上方から）見た概略図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、ピストン８は、ピストンピン穴８ｊ、油回路８ｋ、油圧室８ｌおよびクランク室内流路３９が形成される。ピストンピン穴８ｊは、ピストンピン８ａの外径よりも若干径が大きく、ピストンピン８ａが挿通される。油回路８ｋは、一端がピストンピン穴８ｊに連通され、他端が油圧室８ｌに連通される。

油回路８ｋは、ピストンピン穴８ｊと連通する位置において、ピストンピン８ａがピストン８に挿通された際に、ピストンピン８ａのピストンピン溝８ｉに対向する位置に形成される。したがって、ピストンピン溝８ｉに満たされたオイルは、油回路８ｋを通って油圧室８ｌに導かれる。

油圧室８ｌは、ピストン８の摺動方向に直交する径方向に沿って円柱形状に形成される。油圧室８ｌは、一端８ｍ側が油回路８ｋに連通されている。また、油圧室８ｌは、径方向における他端８ｎから所定の距離だけ離隔した位置で、クランク室内流路３９と交差（直交）している。

油圧室８ｌ内には、伸縮部材８ｏおよび可動部材８ｐが設けられる。伸縮部材８ｏは、一端が油圧室８ｌ内の他端８ｎに接して設けられる。伸縮部材８ｏは、伸縮可能な部材であり、例えば、スプリングが用いられる。また、伸縮部材８ｏの長さ（図５（ａ）中、左右方向の長さ）は、伸縮されていない状態（自然長）のときに、油圧室８ｌ内の他端８ｎからクランク室内流路３９を超えるまでの長さを有する。

可動部材８ｐは、油圧室８ｌが延在する方向（図５（ａ）中、左右方向）に油圧室８ｌ内を移動可能に設けられる。可動部材８ｐは、一端が伸縮部材８ｏの他端に接して設けられる。可動部材８ｐは、外径が油圧室８ｌの内径と概ね同等に形成される。また、可動部材８ｐの油圧室８ｌが延在する方向の長さは、少なくともクランク室内流路３９の直径よりも長く、かつ、伸縮部材８ｏが伸縮されていない状態のときに、油回路８ｋを塞がない長さに形成される。

クランク室内流路３９は、ピストン８の冠面８ｑから背面８ｒにかけて貫通するように形成される。また、クランク室内流路３９は、油圧室８ｌと直交するように設けられる。なお、クランク室内流路３９は、外径が油圧室８ｌの外径よりも小さく、ピストン８の上方（後述する冠面８ｑ側）から見た際に、油圧室８ｌの幅（図５（ｂ）中、上下方向）内にすべてが位置するように交差している。

このような構成でなるシリンダ内連通機構３８は、エンジン１が駆動しているときには、エンジンオイルが、クランクシャフト２からコネクティングロッド７の油回路７ｆ、ピストンピン８ａの油回路８ｂ、ピストン８の油回路８ｋを介して、油圧室８ｌへと導かれる。そして、油圧室８ｌに貯留されたエンジンオイルは、油圧によって、伸縮部材８ｏの付勢力に抗して可動部材８ｐを油圧室８ｌの他端８ｎ側（伸縮部材８ｏ側）へと移動させる。そして、可動部材８ｐは、油圧室８ｌの他端８ｎ側に移動することによって、クランク室内流路３９を閉鎖（遮断）する。したがって、シリンダ内連通機構３８は、エンジン１が駆動しているときには、エンジンオイルがクランクシャフト２に常に供給されるので、クランクケース４内と燃焼室９内とを遮断し続けることができる。なお、伸縮部材８ｏの付勢力は、油圧よって可動部材８ｐから受ける力よりも弱く設定されている。

一方で、エンジン１が停止しているときには、クランクシャフト２にエンジンオイルが供給されない。したがって、シリンダ内連通機構３８では、エンジン１が停止すると、可動部材８ｐに対して油圧が加えられないため、伸縮部材８ｏの付勢力によって可動部材８ｐが油圧室８ｌの一端８ｍ側に移動され、クランク室内流路３９が開放（連通）する。これにより、シリンダ内連通機構３８は、エンジン１が停止しているときには、クランクケース４内と燃焼室９内とを連通させることができる。

また、図１に戻り説明すると、エンジン暖機システム１００には、制御装置１１０が設けられる。制御装置１１０には、第１圧力センサ（圧力センサ）５０、第２圧力センサ５２、第１温度センサ５４、第２温度センサ５６、第３温度センサ５８、第４温度センサ６０およびエンジン起動スイッチセンサ６２が接続される。

第１圧力センサ５０は、下流側吸気流路１８ｂにおけるインタークーラ２３とスロットルバルブ２４との間に設けられ、下流側吸気流路１８ｂ内の圧力を測定する。また、第１圧力センサ５０は、下流側吸気流路１８ｂ内の圧力（圧力Ｐ１）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。

第２圧力センサ５２は、上流側吸気流路１８ａにおけるＥＧＲ流路３３の接続箇所よりも下流側に設けられ、上流側吸気流路１８ａ内の圧力を測定する。また、第２圧力センサ５２は、上流側吸気流路１８ａ内の圧力（圧力Ｐ２）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。

第１温度センサ５４は、シリンダブロック３内に設けられ、エンジン１内を流通する冷却水の温度を測定する。また、第１温度センサ５４は、エンジン１内の温度（温度Ｔ１）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。

第２温度センサ５６は、上流側吸気流路１８ａにおける吸気制御バルブ２５よりも上流側に設けられ、吸気される空気（吸気）の温度を測定する。また、第２温度センサ５６は、吸気（外気）の温度（温度Ｔ２）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。

第３温度センサ５８は、インテークマニホールド１７内に設けられ、インテークマニホールド１７内を流通する空気の温度を測定する。また、第３温度センサ５８は、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。

第４温度センサ６０は、上流側の触媒３１に設けられ、上流側の触媒３１内を流通する空気（排気）の温度を測定する。また、第４温度センサ６０は、上流側の触媒３１内の温度（温度Ｔ４）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。

エンジン起動スイッチセンサ６２は、不図示のエンジン起動スイッチがオンされると、エンジン起動スイッチがオンされたことを示すエンジン起動スイッチオン信号を制御装置１１０に送信する。また、エンジン起動スイッチセンサ６２は、エンジン起動スイッチがオフされると、エンジン起動スイッチがオフされたことを示すエンジン起動スイッチオフ信号を制御装置１１０に送信する。

制御装置１１０は、例えば、ＥＣＵ（Engine Control Unit）であり、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、エンジン１全体を制御する。また、制御装置１１０は、エンジン１を含む車両全体の動作を制御するほか、駆動制御部１１２、吸排気バルブ制御部１１４、バルブ制御部１１６、流路切り替えバルブ制御部１１８および電動過給機制御部１２０としても機能する。以下では、エンジン暖機システム１００の具体的な動作について説明する。

図６は、暖機中の空気の流れを示す説明図である。図６中、黒塗り矢印は、吸気系統を流通する空気の流れを示す。図６中、白抜き矢印は、排気系統を流通する空気の流れを示す。ここで、吸気系統とは、吸気ポート１０、吸気流路１８、およびエアバイパス流路２６を指し、排気系統とは、排気ポート１１、排気流路２０、ＥＧＲ流路３３およびバイパス流路３６を指す。

ここで、エンジン起動スイッチがオンされる（エンジン起動スイッチオン信号を受信する）と、駆動制御部１１２は、エンジン１を始動させることになるが、エンジン１が低温である場合、エンジンオイルの粘性が高く、エンジン１の始動性が低下してしまう。そこで、エンジン暖機システム１００では、エンジン起動スイッチがオンされた際に、エンジン暖機実行条件が成立している場合、エンジン暖機を実行する。なお、エンジン暖機実行条件は、エンジン１内の温度（温度Ｔ１）が予め設定された低温とされる所定の温度よりも低いことである。なお、エンジン暖機システム１００による暖機は、エンジン１の燃焼室９を暖機することで、外気温が低いときでも始動時の燃焼を安定させることを第１の目的として行われる。

駆動制御部１１２は、エンジン起動スイッチセンサ６２より送られてきたエンジン起動スイッチオフ信号を受信すると、エンジン１を停止させる。このとき、吸排気バルブ制御部１１４は、エンジン暖機を実行する前段階として、エンジン１の始動時にエンジン暖機を実行するか否かに拘わらず、吸気バルブ１２および排気バルブ１３が共に開放状態（オーバーラップ状態）になるようにエンジン１を停止制御する。これにより、エンジン１では、吸気ポート１０と燃焼室９とが連通された状態が維持される。また、エンジン１では、排気ポート１１と燃焼室９とが連通された状態が維持される。また、エンジン１が停止されることで、シリンダ内連通機構３８は、クランクケース４内と燃焼室９とを、クランク室内流路３９を介して連通させる。

その後、エンジン起動スイッチがオンされた（エンジン起動スイッチオン信号を受信した）際に、駆動制御部１１２は、エンジン暖機実行条件が成立しているかを判定する。そして、エンジン暖機実行条件が成立したと判定した場合、駆動制御部１１２は、エンジン１を始動させずに、制御装置１１０の各部にエンジン暖機を実行させる。

エンジン暖機が開始されると、バルブ制御部１１６は、スロットルバルブ２４、エアバイパスバルブ２７、クランクケースバルブ３０およびＥＧＲバルブ３５を開放させる。また、バルブ制御部１１６は、吸気制御バルブ２５およびインタークーラ前バルブ２８を閉鎖させる。

また、流路切り替えバルブ制御部１１８は、空気がバイパス流路３６を流通するように、流路切り替えバルブ３７を制御する。

そして、電動過給機制御部１２０は、予め設定された一定の電力で電動過給機２２を駆動させる。このとき、吸気制御バルブ２５が閉鎖状態であり、エアバイパスバルブ２７およびＥＧＲバルブ３５が開放状態であることにより、電動過給機２２を駆動させた際、コンプレッサインペラ２２ｃはエアバイパス流路２６およびＥＧＲ流路３３から空気を吸気する。

このように、吸気バルブ１２および排気バルブ１３が開放状態で維持され、各バルブの開閉状態が制御されることで、図６に黒塗り矢印と白抜き矢印で示すように、エンジン１内（燃焼室９）を含む、空気が循環する循環流路が形成されることになる。

ここで、電動過給機２２の圧縮比について説明する。図７は、電動過給機２２が駆動する際の効率のマップを示す図である。図７中は、縦軸に圧力比を示し、横軸に流量を示す。圧力比とは、電動過給機２２を流通する空気の圧力と、電動過給機２２によって圧縮された空気の圧力との比である。流量とは、電動過給機２２によって圧縮された空気の質量流量である。図７を用いて、クランクケースバルブ３０の制御を説明する。また、図７中、破線は、電動過給機２２の効率（動力効率）を示している。なお、それぞれの動力効率線ａ〜ｄは、等しい動力効率を示す。また、図７中、一点鎖線は、電動過給機２２に入力される電力を示している。なお、それぞれの一点鎖線で示される電力線は、等しい電力を示す。

図７に示すように、電動過給機２２の動力効率は、図中中央に向かうに連れて効率が高くなる。例えば、動力効率線ａで囲まれる内側の領域では、電動過給機２２は、８５％以上の効率で駆動する。また、電動過給機２２は、動力効率線ｂで囲まれる内側の領域では８０％〜８５％の効率で、動力効率線ｃで囲まれる内側の領域では７５％〜８０％の効率で、動力効率線ｄで囲まれる内側の領域では７０％〜７５％の効率で駆動する。

動力効率線ａで囲まれる内側の領域Ａは、電動過給機２２が通常で駆動される場合の動力効率を示す。上述したように、動力効率線ａで囲まれる内側の領域では、電動過給機２２は、例えば、８５％以上の効率で駆動する。そのとき、電動過給機２２が駆動することによって生じる発熱は１０％程度となる。よって、電動過給機２２は、領域Ａ内で駆動することにより、効率よく空気を圧縮することができる。

一方で、動力効率線ｂ、動力効率線ｃ、動力効率線ｄの順に、動力効率線ａから遠くなるにつれて、電動過給機２２が駆動することにより生じる発熱量は多くなる。発熱量の上昇に伴って、電動過給機２２の動力効率は悪化するものの、発熱によるエネルギーが吸気流路１８を流通する空気に伝達され、空気の温度は上昇する。

ここで、図７中、低で示す実線で囲まれた領域は、高で示す実線で囲まれた領域（電動過給機２２が通常で駆動される場合）に対して、効率の悪い（低効率の）領域である。なお、図７中、左側の領域を領域Ｂとし、右側の領域を領域Ｃとする。ただし、領域Ｂおよび領域Ｃでは、電動過給機２２の効率はほぼ等しい。

領域Ｂおよび領域Ｃでは、電動過給機２２から生じる発熱量はほぼ同じである。しかし、電動過給機２２に供給される電力が同一である場合、領域Ｂでは、領域Ａに比べ、より空気は圧縮され、流量は減少する。一方で、領域Ｃでは、領域Ａに比べ、空気が圧縮されず、流量は増加する。したがって、領域Ｂで電動過給機２２を駆動させる方が、領域Ｃで電動過給機２２を駆動させる場合よりも、圧縮による温度上昇分だけ、空気を高温にすることができる。

そこで、クランクケースバルブ３０は、電動過給機２２が領域Ｂで駆動するようなバルブ径に設定されている。これにより、エンジン暖機システム１００は、空気の温度が最も高くなる領域Ｂで電動過給機２２を駆動させることになり、エンジン１を早期に暖機することができる。

また、電動過給機２２が駆動していることにより、ＥＧＲ流路３３内は負圧となる。ＥＧＲ流路３３内が負圧となるため、空気は、排気流路２０より下流（下流側の触媒３２より下流側）には排出され難くなる。そのため、一度暖めた空気が外気により冷却されることなく再び暖機に用いることができる。

また、クランクケース流路２９により、電動過給機２２で圧縮され暖められた空気は、クランクケース流路２９を流通して、エンジン１内（クランク室６内）に直接導かれる。そして、エンジン１は、導かれた空気の熱によって暖められる。エンジン１を通過した空気は、エアバイパス流路２６、あるいは排気流路２０およびＥＧＲ流路３３を流通し、上流側吸気流路１８ａに還流される。また、エンジン１を通過した空気は、排気流路２０およびＥＧＲ流路３３を流通する過程で、ＥＧＲクーラ３４を迂回して上流側吸気流路１８ａに還流される。

このように、エンジン１内に直接暖められた空気を導入することで、吸気流路１８やインタークーラ２３やインテークマニホールド１７を介す場合よりもより早く（効率的に）エンジン１を暖めることができる。また、ピストン８において暖められた空気（暖機用の空気）がクランク室内流路３９を通過することから、暖機時におけるピストン８の位置の影響を受け難くなり、暖機の進行にばらつきが生じることを抑制することができる。

そして、電動過給機制御部１２０は、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）が、外気の温度（温度Ｔ２）を基準とした閾値Ｔｈ１以上になるまでエンジン１を暖機する。なお、閾値Ｔｈ１は、外気の温度（温度Ｔ２）よりも高い値であり、かつ、外気の温度（温度Ｔ２）によって異なる値となっており、外気の温度（温度Ｔ２）が低い場合の閾値Ｔｈ１は、外気の温度（温度Ｔ２）が高い場合のそれよりも相対的に低くなる。

ところで、エンジン１を暖機する際、上流側の触媒３１を、エンジン１と同時に暖機させることができる。上流側の触媒３１を暖めることで、エンジン１の駆動直後の燃料噴射量低減や暖機の早期化が可能になり、燃費の向上や排気ガスの浄化性能の向上へと繋がる。

そこで、エンジン暖機システム１００では、エンジン１および吸気系統が暖機されたとされる、エンジン暖機保温条件が成立している場合、上流側の触媒３１の暖機を実行する。なお、エンジン暖機保温条件は、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）が、閾値Ｔｈ１以上の温度であり、かつ、上流側の触媒３１の温度（温度Ｔ４）が予め設定された閾値Ｔｈ２よりも低いことである。

バルブ制御部１１６は、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合、エンジン１および吸気系統が暖気されたとして、エアバイパスバルブ２７を閉鎖する。

これにより、電動過給機２２で圧縮され暖められた空気は、吸気系統（図６中、黒塗り矢印）に流通されず、排気系統（図６中、白抜き矢印）のみを流通することとなる。そのため、上流側の触媒３１を集中して暖機することができる。

そして、電動過給機制御部１２０は、上流側の触媒３１の温度（温度Ｔ４）が閾値Ｔｈ２以上の温度になるまで上流側の触媒３１を暖機する。

そして、駆動制御部１１２は、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）が閾値Ｔｈ１以上の温度、かつ、上流側の触媒３１の温度（温度Ｔ４）が閾値Ｔｈ２以上になった場合に、エンジン暖機終了条件が成立したとして上流側の触媒３１およびエンジン暖機を終了させ、エンジン１を駆動（始動）させる。

（エンジン暖機処理）
次に、エンジン暖機システム１００による、エンジン暖機処理の流れについて説明を行う。図８は、エンジン１の停止時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。

まず、駆動制御部１１２は、エンジン起動スイッチセンサ６２から送信される信号に基づいて、エンジン起動スイッチがオフされたか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されれば（ステップＳ１０におけるＹＥＳ）、吸排気バルブ制御部１１４は、吸気バルブ１２および排気バルブ１３を開放状態（オーバーラップ状態）に制御する（Ｓ１２）。その後、駆動制御部１１２は、エンジン１を停止させ（Ｓ１４）、当該エンジン１の停止時におけるエンジン暖機処理を終了する。

一方で、駆動制御部１１２は、エンジン起動スイッチがオフされていないと判定した場合（ステップＳ１０におけるＮＯ）は、エンジン起動スイッチがオフされたと判定されるまで、ステップＳ１０の処理を繰り返す。

図９は、エンジン１の始動時におけるエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。このエンジン１の始動時におけるエンジン暖気処理は、エンジン起動スイッチがオンされた場合に実行される処理である。

エンジン起動スイッチがオンされた場合、駆動制御部１１２は、エンジン暖機実行条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ２０）。なお、エンジン暖機実行条件が成立しているか否かの判断に、温度Ｔ２を加えてもよい。この場合、温度Ｔ１および温度Ｔ２がそれぞれに対して設定された温度（閾値）以下であるときにエンジン暖機実行条件が成立していると判定する。

そして、エンジン暖機実行条件が成立していると判定されれば（ステップＳ２０におけるＹＥＳ）、バルブ制御部１１６は、スロットルバルブ２４、エアバイパスバルブ２７、クランクケースバルブ３０およびＥＧＲバルブ３５を開放し、吸気制御バルブ２５およびインタークーラ前バルブ２８を閉鎖する（Ｓ２２）。また、流路切り替えバルブ制御部１１８は、空気がバイパス流路３６を流通するように、流路切り替えバルブ３７を制御する。そして、電動過給機制御部１２０は、電動過給機２２を所定の電力で駆動させる（Ｓ２４）。

そして、バルブ制御部１１６は、温度Ｔ３が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（Ｓ２８）。そして、温度Ｔ３が閾値Ｔｈ１以上であると判定されれば（ステップＳ２８におけるＹＥＳ）、バルブ制御部１１６は、温度Ｔ４が閾値Ｔｈ２未満であるか否かを判定する（Ｓ３０）。つまり、バルブ制御部１１６は、ステップＳ２８およびステップＳ３０において、エンジン暖機保温条件が成立しているか否かを判定している。

一方で、温度Ｔ３が閾値Ｔｈ１以上でない（閾値Ｔｈ１未満である）と判定されれば（ステップＳ２８におけるＮＯ）、エンジン１は充分な温度まで暖機されていないということになり、エンジン１が充分な温度まで暖機された（温度Ｔ３が閾値Ｔｈ１以上になる）と判定されるまで、ステップＳ２８の処理を繰り返す。

また、温度Ｔ４が閾値Ｔｈ２未満でない（閾値Ｔｈ２以上である）と判定されれば（ステップＳ３０におけるＮＯ）、上流側の触媒３１は充分な温度まで暖機されているということになり、駆動制御部１１２は、エンジン暖機を終了する。そして、バルブ制御部１１６は、クランクケースバルブ３０およびＥＧＲバルブ３５を閉鎖し、吸気制御バルブ２５およびインタークーラ前バルブ２８を開放する。また、流路切り替えバルブ制御部１１８は、空気がＥＧＲクーラ３４を流通するように、流路切り替えバルブ３７を制御する（Ｓ３６）。

そして、駆動制御部１１２は、エンジン１を駆動（始動）させ（Ｓ３８）、当該エンジンの始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。つまり、エンジン暖機を行う過程で上流側の触媒３１も充分に暖機されたので（エンジン暖機終了条件が成立したので）、エンジン１を保温することなくエンジン１を駆動させる。

そして、エンジン暖機保温条件が成立したと判定されれば（ステップＳ２８およびステップＳ３０におけるＹＥＳ）、バルブ制御部１１６は、エアバイパスバルブ２７を閉鎖させる（Ｓ３２）。次に、バルブ制御部１１６は、温度Ｔ４が閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する（Ｓ３４）。そして、温度Ｔ４が閾値Ｔｈ２以上であると判定されれば（ステップＳ３４におけるＹＥＳ）、駆動制御部１１２は、エンジン暖機を終了する。そして、バルブ制御部１１６は、クランクケースバルブ３０およびＥＧＲバルブ３５を閉鎖し、吸気制御バルブ２５およびインタークーラ前バルブ２８を開放する。また、流路切り替えバルブ制御部１１８は、空気がＥＧＲクーラ３４を流通するように、流路切り替えバルブ３７を制御する（Ｓ３６）。そして、駆動制御部１１２は、エンジンを駆動（始動）させ（Ｓ３８）、エンジン１の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。つまり、バルブ制御部１１６は、ステップＳ２８、ステップＳ３０およびステップＳ３４において、エンジン暖機終了条件が成立しているか否かを判定している。

一方で、温度Ｔ４が閾値Ｔｈ２未満であると判定されれば（ステップＳ３４におけるＮＯ）、バルブ制御部１１６は、ステップＳ３４の処理を繰り返す。なお、エンジン始動前におけるエンジン暖機システム１００による暖機時にあっては、エンジン１内の温度（冷却水温度）を示す温度Ｔ１に基づいて燃焼室９の温度を精度良く把握するのは困難である。そこで、本実施形態にあっては、エンジン暖機の終了の判定に、インテークマニホールド１７内の温度Ｔ３、換言すれば、燃焼室９に供給される空気の温度を用いるようにした。また、燃焼室９の熱容量を勘案し、温度Ｔ３が閾値Ｔｈ１に達してからの経過時間を確認するようにした。なお、温度Ｔ３と流量履歴（エンジン暖機が開始してからの空気流量の積算値）に基づいてエンジン暖機の終了を判定するようにしてもよい。

また、電動過給機制御部１２０は、エンジン暖機実行条件が成立していないと判定されれば（Ｓ２０におけるＮＯ）、エンジン１を始動させ（Ｓ３８）、当該エンジンの始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。エンジン暖機実行条件が成立していないということは、エンジン１は冷態状態ではないということである。したがって、エンジン１内を暖める必要がないため、駆動制御部１１２は、エンジン暖機を行わずに、当該エンジンの始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。

かかる構成により、エンジン暖機システム１００は、エンジン１が冷態状態で駆動する際、各バルブの開閉の制御を行い、電動過給機２２を駆動させる。これにより、電動過給機２２によって圧縮（過給）され暖められた空気をシリンダ内連通機構３８によって、エンジン１内（クランク室６内）に直接導入させることが可能となる。また、各バルブの制御によって、圧縮され暖められた空気を循環させることが可能となる。よって、シリンダ内連通機構３８および各バルブの制御により、エンジン１を効率よく早期に暖機することができる。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態におけるエンジン始動時のエンジン暖機処理を説明するフローチャートである。第２の実施形態は、上述したエンジン暖機システム１００によって構成されるが、バルブ制御部１１６の制御が異なる。なお、上述したエンジン暖機システム１００と実質的に等しい制御については、説明を省略する。

バルブ制御部１１６は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定した場合（ステップＳ２０におけるＹＥＳ）、スロットルバルブ２４、エアバイパスバルブ２７およびクランクケースバルブ３０を開放させる。また、バルブ制御部１１６は、吸気制御バルブ２５、インタークーラ前バルブ２８およびＥＧＲバルブ３５を閉鎖させる（Ｓ４０）。

このように、吸気バルブ１２および排気バルブ１３が開放状態で維持され、各バルブの開閉状態が制御されることで、図６に黒塗り矢印で示すように、吸気系統を含む循環流路が形成されることになる。一方で、図６に白塗り矢印で示した排気系統を含む循環流路は形成されない。

そして、電動過給機制御部１２０によって、電動過給機２２を駆動させ（Ｓ２４）、エンジン暖機を行う。この場合、電動過給機２２によって圧縮（過給）され暖められた空気は、吸気系統（図６中、黒塗り矢印）により多く流通される。そのため、吸気系統をより早く（優先的に）暖めることができる。

そして、バルブ制御部１１６は、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合（ステップＳ２８およびステップＳ３０におけるＹＥＳ）、エアバイパスバルブ２７を閉鎖し、ＥＧＲバルブ３５を開放する（Ｓ４２）。また、流路切り替えバルブ制御部１１８は、空気がバイパス流路３６を流通するように、流路切り替えバルブ３７を制御する。これにより、吸気系統を含む循環流路が閉鎖される一方で、排気系統を含む循環流路が形成され、上流側の触媒３１を集中して暖機することができる。

よって、第２の実施形態のエンジン暖機システム１００では、エンジン１と上流側の触媒３１とをそれぞれ重点的に暖機することが出来る。このことにより、より早くエンジン暖機処理を終了することが可能となる。

（変形例）
図１１は、第１の実施形態における変形例を示す図である。なお、上述したエンジン暖機システム１００と実質的に等しい構成については、説明を省略する。図１０に示すように、エンジン１には、エンジン暖機システム３００が設けられる。具体的には、エンジン暖機システム３００は、排気制御バルブ３０２、加熱ヒータ３０４および制御装置３１０を新たに含んで構成される。

排気制御バルブ３０２は、排気流路２０におけるＥＧＲ流路３３が接続される箇所よりも下流側で、かつ、下流側の触媒３２よりも上流側に設けられる。排気制御バルブ３０２は、エンジン１の駆動中は開放状態になっており、排気流路２０における排気制御バルブ３０２よりも上流側から流通する空気の流量を調節することなく排気制御バルブ３０２よりも下流側に通過させる。また、排気制御バルブ３０２は、詳しくは後述するエンジン暖気中に開度が調整されることで、排気流路２０を介して外部へと排出される空気の流量を調整する。

加熱ヒータ３０４は、排気流路２０における上流側の触媒３１よりも上流側に設けられる。加熱ヒータ３０４は、排気流路２０を流通する空気（排気ガス）を暖める。

制御装置３１０は、上述した制御装置１１０の機能に加え、新たに排気制御バルブ制御部３１２および加熱ヒータ制御部３１４としても機能する。

排気制御バルブ制御部３１２は、排気制御バルブ３０２の開度を制御する。排気制御バルブ制御部３１２は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、排気制御バルブ３０２を閉鎖させる。このため、排気流路２０を流通する空気は、下流側の触媒３２よりも下流側（エンジン暖機システム３００外）に排出されなくなる。そのため、暖められた空気が外気により冷却されることなく（エンジン暖機システム１００外に排出させることなく）、再度エンジン暖機に使用することが可能となる。よって、より効果的（より積極的）、かつ、早期にエンジン１を暖機することができる。

加熱ヒータ制御部３１４は、加熱ヒータ３０４を加熱させる。加熱ヒータ制御部３１４は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、加熱ヒータ３０４を加熱させる。電動過給機２２によって圧縮され、暖められた空気は、エンジン１内を通過することにより温度が低下する。よって、排気流路２０を流通する空気はクランクケース流路２９を通過する空気に比べて、温度が低い。そのため、排気流路２０に加熱ヒータ３０４を設け、流通する空気を暖めることで、還流する空気の温度を上昇させる。還流する空気の温度を上昇させることで、空気が再び電動過給機２２によって圧縮される際、より高い温度に圧縮される。このように、還流される空気を暖め循環させることで、より効果的（より積極的）、かつ、早期にエンジン１を暖機することができる。

また、加熱ヒータ３０４が排気流路２０における上流側の触媒３１よりも上流側に設けられることで、上流側の触媒３１を暖めることができる。上流側の触媒３１を暖めることで、上流側の触媒３１を早期に活性化することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、エンジン１が冷態状態の場合にエンジン暖機処理を実行する場合について説明したが、エンジン１が冷態状態でない場合においてもエンジン暖機処理を実行してもよい。

また、上記実施形態では、エンジン暖機システム１００、３００には、ＥＧＲ流路３３にＥＧＲクーラ３４を迂回するバイパス流路３６が設けられる場合について説明した。しかし、バイパス流路３６は必須の構成ではない。

また、上記実施形態では、エンジン暖機システム１００、３００には、第１圧力センサ５０および第２圧力センサ５２が設けられ、圧力比に基づいてスロットルバルブ２４の開度を制御する場合について説明した。しかし、圧力センサの代わりに、流量センサを用いて流量を導出しクランクケースバルブ３０の開度を制御してもよい。

また、上記実施形態では、エンジン暖機システム１００、３００では、バルブ制御部１１６は、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合、エアバイパスバルブ２７を閉鎖する制御を行う（ステップＳ３２およびステップＳ４２）場合について説明した。しかし、バルブ制御部１１６は、エアバイパスバルブ２７を閉鎖する代わりに、エンジン暖機保温条件が成立したと判定した場合、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）が閾値Ｔｈ１以上の温度に保たれるように、エアバイパスバルブ２７の開度を制御する（開度が絞られる）こととしてもよい。この場合、電動過給機２２によって圧縮され暖められた空気が吸気系統にも流通する。そのため、暖機されたエンジン１を保温することが出来るため、より早期にエンジン１の始動時におけるエンジン暖機処理を終了することが出来る。

また、上記実施形態では、クランクケースバルブ機構２００は、インタークーラ前バルブ２８とクランクケースバルブ３０とによって構成される場合について説明した。しかし、インタークーラ前バルブ２８およびクランクケースバルブ３０の代わりに、下流側吸気流路１８ｂにおけるクランクケース流路２９との分岐位置に、クランクバルブを設けてもよい。この場合、クランクバルブは、下流側吸気流路１８ｂまたはクランクケース流路２９のどちらかに吸気（空気）を流通させるように流路を切り替え、かつ、クランクケース流路２９を流通する吸気（空気）の流量を調整する。そして、バルブ制御部１１６は、このクランクバルブを制御し、上述したように、クランクケース流路２９に電動過給機２２によって圧縮され暖められた空気を流通させる。

また、上記変形例では、エンジン暖機システム３００には、排気制御バルブ３０２および加熱ヒータ３０４がさらに設けられる場合について説明した。しかし、排気制御バルブ３０２および加熱ヒータ３０４を両方備えずともよい。少なくとも排気制御バルブ３０２および加熱ヒータ３０４のいずれか一方を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、電動過給機２２が領域Ｂで駆動するように、クランクケースバルブ３０のバルブ径を設定するようにした。しかしながら、電動過給機２２が領域Ｂで駆動できれば、バルブ制御部１１６がクランクケースバルブ３０の開度を制御するようにしてもよいし、クランク室内流路３９の直径で調整するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、吸気バルブ１２および排気バルブ１３をオーバーラップ状態に制御する際、吸気バルブ１２および排気バルブ１３がオーバーラップするクランク角でエンジン１を停止させる場合について説明した。しかし、例えば、ＶＶＴ（Variable Valve Timing system：可変バルブタイミング機構）を用いて、エンジン１が停止する際または停止した後に、吸気バルブ１２および排気バルブ１３を動かしてオーバーラップ状態にしてもよい。その場合、各バルブの開放および閉鎖の制御を行う際（ステップＳ３６）、吸排気バルブ制御部１１４は、吸気バルブ１２および排気バルブ１３をエンジン起動スイッチがオフされた時のクランク角に応じたバルブ開度に戻す制御を行う。

本発明は、エンジンを暖機するエンジン暖機システムに利用できる。

１ エンジン
４ クランクケース
９ 燃焼室
１０ 吸気ポート
１１ 排気ポート
１２ 吸気バルブ
１３ 排気バルブ
１８ 吸気流路
２０ 排気流路
２２ 電動過給機
２２ａ モータ
２５ 吸気制御バルブ
２６ エアバイパス流路
２７ エアバイパスバルブ
２８ インタークーラ前バルブ
２９ クランクケース流路
３０ クランクケースバルブ
３３ ＥＧＲ流路
３５ ＥＧＲバルブ
３９ クランク室内流路
３８ シリンダ内連通機構
５０ 第１圧力センサ（圧力センサ）
１００、３００ エンジン暖機システム
１１４ 吸排気バルブ制御部
１１６ バルブ制御部
１２０ 電動過給機制御部
２００ クランクケースバルブ機構

Claims (6)

1. エンジンに接続され、吸気が流通する吸気流路と、
   前記吸気流路の途中に設けられ、モータの駆動によって吸気を圧縮する電動過給機と、
   前記エンジンに接続され、排気ガスが排出される排気流路と、
   前記吸気流路における前記電動過給機の上流側と前記電動過給機の下流側とに接続され、前記電動過給機を迂回するエアバイパス流路と、
   前記吸気流路における前記電動過給機よりも下流側かつ、前記エアバイパス流路の合流位置よりも上流側に一端が接続され、前記エンジンのクランクケース内に他端が接続されるクランクケース流路と、
   前記クランクケース内と、前記エンジンの燃焼室とを連通および遮断させるシリンダ内連通機構と、
   前記エアバイパス流路を開閉するエアバイパスバルブと、
   前記エンジンの吸気ポートと前記エンジンの燃焼室との間を開閉する吸気バルブと、
   前記エンジンの排気ポートと前記エンジンの燃焼室との間を開閉する排気バルブと、
   前記吸気流路における前記電動過給機よりも上流側に設けられ、前記吸気流路を開閉する吸気制御バルブと、
   前記吸気流路における前記クランクケース流路との合流位置よりも下流側と、前記吸気流路における前記電動過給機よりも下流側で接続される前記エアバイパス流路との合流位置よりも上流側との間で、前記吸気流路を開閉するとともに、前記クランクケース流路を開閉するクランクケースバルブ機構と、
   前記エンジンが停止する際または停止した後に、前記吸気バルブおよび前記排気バルブを開放制御する吸排気バルブ制御部と、
   前記エンジンの停止時において所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、前記電動過給機を駆動させる電動過給機制御部と、
   前記エアバイパスバルブと、前記吸気制御バルブと、前記クランクケースバルブ機構とを制御するバルブ制御部と、
   を備え、
   前記バルブ制御部は、
   前記エンジンの停止時において前記エンジン暖機実行条件が成立すると、前記エアバイパスバルブを開放し、前記吸気制御バルブを閉鎖し、前記クランクケース流路に空気が流通するように前記クランクケースバルブ機構を制御するエンジン暖機システム。
2. 前記バルブ制御部は、所定のエンジン暖機保温条件が成立すると、前記エンジン内の温度を所定の温度に保つように、前記エアバイパスバルブの開度を制御する請求項１に記載のエンジン暖機システム。
3. 前記シリンダ内連通機構は、前記エンジンが停止時に、前記クランク室内流路に空気を流通させる請求項１または２に記載のエンジン暖機システム。
4. 前記クランクケースバルブ機構は、
   前記吸気流路における前記クランクケース流路との合流位置よりも下流側と、前記吸気流路における前記電動過給機よりも下流側で接続される前記エアバイパス流路との合流位置よりも上流側との間に設けられ、前記吸気流路を開閉するインタークーラ前バルブと、
   前記クランクケース流路に設けられ、前記クランクケース流路を開閉するクランクケースバルブと、
   を備え、
   前記バルブ制御部は、前記エンジン暖機実行条件が成立すると、前記インタークーラ前バルブを閉鎖し、前記クランクケースバルブを開放する制御を行う請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジン暖機システム。
5. 前記排気流路に排出された排気ガスを、前記吸気流路における前記電動過給機よりも上流側に還流させるＥＧＲ流路と、
   前記ＥＧＲ流路に設けられ、前記ＥＧＲ流路を開閉する、前記バルブ制御部によって制御されるＥＧＲバルブと、
   を更に備え、
   前記バルブ制御部は、少なくとも前記エンジン暖機保温条件が成立すると、ＥＧＲバルブを開放する請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジン暖機システム。
6. 前記吸気流路における前記電動過給機よりも下流側の圧力を測定する圧力センサを備え、
   前記バルブ制御部は、
   前記圧力センサによって測定された圧力に基づいて、前記エアバイパスバルブおよびＥＧＲバルブの開度を調整する請求項１から５のいずれか１項に記載のエンジン暖機システム。

Images