(57)【要約】【課題】  内燃機関の始動前に暖機を促進する。【解決手段】  車両は、エンジン１０４に隣接するように設けられるインバータ装置１０２を搭載する。インバータ装置１０２には、電力の供給を受けると発熱する半導体素子２００が設けられる。半導体素子２００は、エンジン１０４の外壁１２８に接して設けられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を暖機するシステムであって、
前記内燃機関に接するように設けられる電気機器を含み、
前記電気機器は、電力の供給を受けると発熱する発熱素子を含み、
前記発熱素子は、前記内燃機関に対して加熱することが可能になるように配置されている、内燃機関の暖機システム。
【請求項２】
前記発熱素子は、前記内燃機関の外壁に接して設けられる、請求項１に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項３】
前記内燃機関の内部には、冷却水通路が設けられ、
前記冷却水通路には、前記内燃機関の高温部に接続され、前記高温部から前記冷却水通路に突出するように伝熱フィンが設けられ、
前記外壁と前記伝熱フィンの端部とが接続される、請求項２に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項４】
前記伝熱フィンの他方の端部と、前記内燃機関のシリンダブロックにおいて、気化した燃料が接触する部材とが接続される、請求項３に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項５】
前記伝熱フィンの他方の端部と、前記内燃機関のシリンダヘッドにおいて、気化した燃料が接触する部材とが接続される、請求項３に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項６】
前記暖機システムは、
前記電気機器内の温度を検知するための温度検知手段と、
前記検知された温度に応じて、前記内燃機関の温度を推定するための推定手段とをさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項７】
前記温度検知手段は、前記発熱素子に設けられる、請求項６に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項８】
前記内燃機関には、前記冷却水通路の冷却水を流通させるポンプが設けられ、
前記暖機システムは、前記推定された内燃機関の温度に応じて、前記ポンプを制御するためのポンプ制御手段をさらに含む、請求項６または７に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項９】
前記ポンプ制御手段は、前記推定された内燃機関の温度に応じて、前記ポンプにより流通する冷却水の流量を制御するための手段を含む、請求項８に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項１０】
前記ポンプ制御手段は、前記推定された内燃機関の温度が予め定められた温度以下であると、前記ポンプを停止するための手段を含む、請求項９に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項１１】
前記ポンプ制御手段は、前記推定された内燃機関の温度が予め定められた温度より大きいと、前記ポンプを作動させるための手段を含む、請求項９に記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項１２】
前記暖機システムは、前記推定された内燃機関の温度が予め定められた温度以下であると、前記電気機器を作動させるまたは作動させる許可をするための手段をさらに含む、請求項６〜１１のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項１３】
前記暖機システムは、前記推定された内燃機関の温度が予め定められた温度より大きいと、前記電気機器を停止させるまたは出力を制限するための手段をさらに含む、請求項６〜１２のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項１４】
前記電気機器は、インバータ装置およびコンバータ装置のうちのいずれかである、請求項１〜１３のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
【請求項１５】
前記暖機システムは、前記内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される、請求項１〜１４のいずれかに記載の内燃機関の暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の暖機システムに関し、特に、内燃機関に接して設けられる電気機器により始動前の内燃機関を暖機する暖機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題対策の１つとして、モータおよび内燃機関の動力により走行するハイブリッド車が注目されている。このような車両には、たとえば、車両に搭載されるバッテリの電力をモータに供給する電力に変換するインバータ装置や電圧を昇圧するコンバータ装置などの様々な電気機器が搭載される。インバータ装置あるいはコンバータ装置などの電気機器をエンジンルームに搭載するようにすると、内燃機関と共存が可能になるように搭載スペースを確保する必要がある。そのため、エンジンルーム内のレイアウトなどに工夫を要する。たとえば、特開２００１−３２２４３９号公報（特許文献１）は、ハイブリッド車両用動力源のインバータ取り付け構造を開示する。このインバータ取り付け構造は、内燃機関の外面に形成された凹部に対応し、電気回転機の近傍で、かつ車両に搭載された際に走行風が当たる位置に一体的に取り付けられる取り付け構造を有する。
【０００３】
特許文献１に開示されたインバータ取り付け構造によると、インバータは、内燃機関または電気回転機近傍に一体的に取り付けられるので、インバータと電気回転機との間の電気配線をケーブルを介することなく最短にすることができる。このため、インバータと電気回転機との間の電気配線用のコネクタが不要となり、電気配線を簡素化することができ、部品点数を減少させることにより製造費を低減することができる。また、ケーブルの取りまわしのための空間が不要になることから、エンジンルーム内の空間を有効に利用することができる。しかも、インバータの取付位置は、走行風が当たる位置であるので、インバータを冷却水により冷却することなく十分に冷却することができ、冷却構造を複雑化することなく冷却性能を向上させることができる。さらに、インバータを、内燃機関の外面に形成された凹部に対応させて取り付けるものであれば、エンジンルームの空間利用率を向上させることができる。また、インバータを、内燃機関の始動のためのスタータモータが取り付けられるべき位置に取り付けるものであれば、利用されていない空間を有効に利用することができる。
【特許文献１】特開２００１−３２２４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されたインバータ取り付け構造によると、インバータ装置と内燃機関との間には、断熱材が設けられている。そのため、内燃機関の始動前に、ハイブリッド車両が電気回転機の動力のみで走行するような場合に、インバータ装置において発生する熱は、有効利用されることなく廃熱として大気中に放出される。一方、内燃機関の始動直後においては、内燃機関の燃焼室は冷えているため、噴射される燃料の気化率が低下することに起因して燃費が悪化する場合がある。したがって、内燃機関が始動してから速やかに暖機する必要がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関の始動前に暖機を促進する暖気システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る暖機システムは、内燃機関を暖機するシステムである。この暖機システムは、内燃機関に接するように設けられる電気機器を含む。電気機器は、電力の供給を受けると発熱する発熱素子を含む。発熱素子は、内燃機関に対して加熱することが可能になるように配置されている。
【０００７】
第１の発明によると、内燃機関に接するように設けられる電気機器（たとえば、インバータ装置またはコンバータ装置）は、電力の供給を受けると発熱する発熱素子（たとえば、シリコン、シリコンカーバイトあるいは窒化ガリウム等の半導体素子）を含む。発熱素子は、内燃機関に対して加熱することが可能になるように配置されている。これにより、内燃機関を始動する前に、電気機器を作動させて、発熱素子により内燃機関を加熱することができる。内燃機関が加熱されると、内燃機関の暖機を促進することができる。たとえば、ハイブリッド車両において、駆動源となる電動機に電力を供給するインバータ装置を内燃機関に接して設け、インバータ装置に含まれる発熱素子を内燃機関の外壁に接して設けるようにすると、車両の発進時において、電動機の動力のみで走行する場合においては、発熱素子により内燃機関を加熱させて、内燃機関の始動前に暖機を促進することができる。そのため、内燃機関の動力による通常走行を行なう場合、内燃機関の始動後、早期に暖機を完了させることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。したがって、内燃機関の始動前に暖機を促進する暖機システムを提供することができる。
【０００８】
第２の発明に係る暖機システムにおいては、第１の発明の構成に加えて、発熱素子は、内燃機関の外壁に接して設けられる。
【０００９】
第２の発明によると、発熱素子は、内燃機関の外壁に接して設けられる。これにより、内燃機関を始動する前に、電気機器を作動させて、発熱素子により内燃機関の外壁を加熱することができる。内燃機関の外壁が加熱されると、内燃機関の暖機を促進することができる。
【００１０】
第３の発明に係る暖機システムにおいては、第２の発明の構成に加えて、内燃機関の内部には、冷却水通路が設けられる。冷却水通路には、内燃機関の高温部に接続され、高温部から冷却水通路に突出するように伝熱フィンが設けられる。外壁と伝熱フィンの端部とが接続される。
【００１１】
第３の発明によると、冷却水通路には、内燃機関の高温部（たとえば、シリンダブロックあるいはシリンダヘッドにおいて、気化した燃料が接触する部材）に接続され、高温部から冷却水通路に突出するように伝熱フィンが設けられる。外壁と伝熱フィンの端部とが接続される。これにより、発熱素子において発生した熱を、発熱素子が接して設けられる内燃機関の外壁から伝熱フィンに伝熱させることができる。冷却水通路の冷却水が流通していない場合においては、発熱素子において発生した熱を、伝熱フィンを介して、内燃機関の高温部に伝熱させることができる。したがって、内燃機関の停止時に暖機を促進することができる。一方、冷却水通路に冷却水が循環している場合には、伝熱フィンに伝熱された熱を、伝熱フィンの周囲を流通する冷却水に放熱させることができる。
【００１２】
第４の発明に係る暖機システムにおいては、第３の発明の構成に加えて、伝熱フィンの他方の端部と、内燃機関のシリンダブロックにおいて、気化した燃料が接触する部材とが接続される。
【００１３】
第４の発明によると、伝熱フィンの他方の端部と、内燃機関のシリンダブロックにおいて、気化した燃料が接触する部材とが接続される。これにより、冷却水通路の冷却水が流通していない場合においては、発熱素子から伝熱された熱は、伝熱フィンを介して、気化した燃料と接触するシリンダブロックの部材に伝熱する。そのため、部材の温度が上昇して、内燃機関の暖機が促進される。このとき、噴射された燃料の気化率の低下を抑制することができるため、内燃機関の始動後の燃費の悪化を抑制することができる。
【００１４】
第５の発明に係る暖機システムにおいては、第３の発明の構成に加えて、伝熱フィンの他方の端部と、内燃機関のシリンダヘッドにおいて、気化した燃料が接触する部材とが接続される。
【００１５】
第５の発明によると、伝熱フィンの他方の端部と、内燃機関のシリンダヘッドにおいて、気化した燃料が接触する部材とが接続される。これにより、冷却水通路の冷却水が流通していない場合においては、発熱素子から伝熱された熱は、伝熱フィンを介して、気化した燃料と接触するシリンダヘッドの部材に伝熱する。そのため、部材の温度が上昇して、内燃機関の暖機が促進される。このとき、噴射された燃料の気化率の低下を抑制することができるため、内燃機関の始動後の燃費の悪化を抑制することができる。
【００１６】
第６の発明に係る暖機システムは、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器内の温度を検知するための温度検知手段と、検知された温度に応じて、内燃機関の温度を推定するための推定手段とをさらに含む。
【００１７】
第６の発明によると、温度検知手段は、電気機器内の温度（たとえば、発熱素子の温度）を検知して、推定手段は、冷却水通路の冷却水の温度を推定する。これにより、たとえば、冷却水通路の冷却水が流通していない場合においても、内燃機関の温度を推定することができる。したがって、内燃機関の暖機状態を推定することができる。
【００１８】
第７の発明に係る暖機システムにおいては、第６の発明の構成に加えて、温度検知手段は、発熱素子に設けられる。
【００１９】
第７の発明によると、温度検知手段は、発熱素子に設けられる。したがって、発熱素子の温度を検知することにより、冷却水通路の冷却水が流通していない場合においても、内燃機関の温度を推定することができる。したがって、内燃機関の暖機状態を推定することができる。
【００２０】
第８の発明に係る暖機システムにおいては、第６または７の発明の構成に加えて、内燃機関には、冷却水通路の冷却水を流通させるポンプが設けられる。暖機システムは、推定された内燃機関の温度に応じて、ポンプを制御するためのポンプ制御手段をさらに含む。
【００２１】
第８の発明によると、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度に応じて、冷却水通路の冷却水を流通させるポンプを制御する。たとえば、推定された内燃機関の温度が内燃機関の暖機が完了したと判定できる温度より大きいと、ポンプを作動させたり、推定された内燃機関の温度が暖機が完了したと判断できる温度以下であると、ポンプを停止させたり、あるいは、推定された温度に応じて、ポンプの流量を制御して作動させたりすることができる。これにより、内燃機関の暖機が完了するまでは、ポンプを停止させてあるいは流量を小さくして暖機を促進させ、内燃機関の暖機完了後には、ポンプを作動させてあるいは流量を大きくして、内燃機関の温度を適切に維持させることができる。
【００２２】
第９の発明に係る暖機システムにおいては、第８の発明の構成に加えて、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度に応じて、ポンプにより流通する冷却水の流量を制御するための手段を含む。
【００２３】
第９の発明によると、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度に応じて、ポンプにより流通する冷却水の流量を制御する。たとえば、推定された内燃機関の温度が低ければ、流量を小さくして、内燃機関の暖機が速やかに完了するようにすることができる。あるいは、推定された内燃機関の温度が高ければ、流量を大きくして、内燃機関の温度を適切に維持することができる。
【００２４】
第１０の発明に係る暖機システムにおいては、第９の発明の構成に加えて、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度以下であると、ポンプを停止するための手段を含む。
【００２５】
第１０の発明によると、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度以下であると、ポンプを停止する。たとえば、推定された内燃機関の温度が、内燃機関の暖機が完了したと判断できる予め定められた温度以下であると、ポンプを停止させる。そのため、このとき、電気機器を作動するようにすると、発熱素子により内燃機関の温度が上昇して、内燃機関の暖機が速やかに完了させることができる。
【００２６】
第１１の発明に係る暖機システムにおいては、第９の発明の構成に加えて、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度より大きいと、ポンプを作動させるための手段を含む。
【００２７】
第１１の発明によると、ポンプ制御手段は、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度より大きいと、ポンプを作動させる。たとえば、推定された内燃機関の温度が、内燃機関の暖機が完了したと判断できる予め定められた温度より大きいと、ポンプを作動させる。そのため、冷却水が冷却水通路に突出するように設けられる伝熱フィンの周囲を流通することにより、発熱素子において発熱した熱を冷却水に放熱させることができる。さらに、内燃機関が始動している場合においては、内燃機関の作動に起因して発生する熱についても、冷却水通路を流通する冷却水に放熱させることができる。したがって、内燃機関の温度を適切に維持することができる。
【００２８】
第１２の発明に係る暖機システムは、第６〜１１のいずれかの発明の構成に加えて、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度以下であると、電気機器を作動させるまたは作動させる許可をするための手段をさらに含む。
【００２９】
第１２の発明によると、暖機システムは、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度以下であると、電気機器を作動させるまたは作動させる許可をする。たとえば、推定された内燃機関の温度が内燃機関の暖機が完了したと判断できる予め定められた温度以下であると、電気機器を作動させるまたは作動させる許可をする。これにより、発熱素子において発生する熱により内燃機関の温度を上昇させることができる。そのため、内燃機関の暖機を促進することができる。
【００３０】
第１３の発明に係る暖機システムは、第６〜１２のいずれかの発明の構成に加えて、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度より大きいと、電気機器を停止させるまたは出力を制限するための手段をさらに含む。
【００３１】
第１３の発明によると、暖機システムは、推定された内燃機関の温度が予め定められた温度より大きいと、電気機器を停止させるまたは出力を制限する。たとえば、推定された内燃機関の温度が、内燃機関の暖機が完了したと判断できる予め定められた温度より大きいと、電気機器を停止させるまたは出力を制限する。これにより、発熱素子による内燃機関の加熱が停止されるため、内燃機関の温度を適切に維持することができる。
【００３２】
第１４の発明に係る暖機システムにおいては、第１〜１３のいずれかの発明の構成に加えて、電気機器は、インバータ装置およびコンバータ装置のうちのいずれかである。
【００３３】
第１４の発明によると、電気機器は、インバータ装置およびコンバータ装置である。したがって、たとえば、ハイブリッド車両に搭載されるインバータ装置およびコンバータ装置を用いて内燃機関の暖機を促進するようにすることにより、内燃機関の始動後に暖機を早期に完了させることができる。そのため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００３４】
第１５の発明に係る暖機システムは、第１〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。
【００３５】
第１５の発明によると、暖機システムは内燃機関と電動機とを駆動源とするハイブリッド車両に搭載される。これにより、ハイブリッド車両が電動機のみで走行する間は、電動機に電力を供給するインバータ装置の発熱素子において発生する熱により内燃機関の暖機を促進することができるため、内燃機関の始動後に暖機を早期に完了させることができる。したがって、燃費の悪化を抑制することができる。また、発熱素子において発生する熱による内燃機関の暖機中には、内燃機関の温度が暖機が完了したと判断できる予め定められた温度より大きくなるまでは、ポンプが停止状態となるため、ポンプの作動により発生する騒音を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の暖機システムは、エンジン１０４と、インバータ装置１０２と、ラジエータ１１０と、サーモスタット１１２と、ＥＣＵ１００とを含む。
【００３８】
本実施の形態において暖機システムが搭載される車両は、ハイブリッド車両であるとして説明する。本実施の形態において、ハイブリッド車両の構成は、周知の構成を用いればよく、特に限定されるものではない。したがって、本実施の形態において車両には、上述した構成の他、インバータ装置１０２に電力を供給するバッテリ（図示せず）、インバータ装置１０２から電力の供給を受けて駆動する電動機（図示せず）がさらに搭載される。なお、バッテリはキャパシタであってもよい。
【００３９】
エンジン１０４は、内燃機関であれば特に限定されるものではなく、たとえば、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよいものとする。エンジン１０４の内部には、円筒状のシリンダ１０６が複数個設けられる。本実施の形態において、エンジン１０４は、３個のシリンダ１０６を有する３気筒として説明するが、特に気筒数についてはこれに限定されるものではない。
【００４０】
エンジン１０４の内部には、冷却水通路１３０が設けられる。冷却水通路１３０には、エンジン１０４の高温部に接続され、高温部から冷却水路１３０に突出するように伝熱フィン１０８が設けられる。エンジン１０４の高温部とは、たとえば、エンジン１０４の作動時に高温となる部分であり、エンジン１０４のシリンダブロックにおいて、気化した燃料が接触する部材である。本実施の形態において、エンジン１０４の高温部とは、シリンダ１０６を形成する部材１２６である。伝熱フィン１０８の端部は、外壁１２８に接続される。図１は、エンジン１０４のシリンダ１０６の中心軸に直交し、エンジン１０４の内部に設けられる冷却水通路を含む面で切断したときの断面を示しており、伝熱フィン１０８は、冷却水通路に突出するように設けられ、後述するポンプ１１４が作動すると、冷却水が伝熱フィン１０８の周囲を流通する。
【００４１】
エンジン１０４の外壁１２８には、インバータ装置１０２が接するように設けられる。インバータ装置１０２は、バッテリから供給された直流電圧を交流電圧に変換して電動機に電力を供給する。インバータ装置１０２には、半導体素子２００が複数個設けられる。半導体素子２００は、エンジン１０４の外壁１２８に接するように設けられる。半導体素子２００は、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるとインバータ装置１０２の作動に伴なって発熱する発熱素子である。半導体素子２００は、たとえば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）あるいはＧａＮ（窒化ガリウム）などであるが、電力の供給を受けると発熱する発熱素子であれば、特にこれらに限定されるものではない。また、半導体素子２００には、温度検知センサ（図示せず）が内蔵されている。温度検知センサは、半導体素子２００の温度を検知して、半導体素子２００の温度に対応する信号をＥＣＵ１００に送信する。
【００４２】
ＥＣＵ１００は、インバータ装置１０２に対して制御信号を送信する。インバータ装置１０２は、ＥＣＵ１００から受信した制御信号に基づいて、電動機に供給する電力が制御される。また、ＥＣＵ１００は、ポンプ１１４に対して制御信号を送信する。ポンプ１１４は、ＥＣＵ１００から受信した制御信号に基づいて、作動を開始したり、停止したり、あるいは冷却水通路１３０を流通する冷却水の流量が制御される。
【００４３】
エンジン１０４の内部には冷却水通路１３０が設けられる。エンジン１０４内部に設けられる冷却水通路１３０は、一方端がラジエータ１１０に接続される冷却水配管（１）１１６の他方端に接続される。ラジエータ１１０は、冷却水配管（３）１２０を介してサーモスタット１１２に接続される。
【００４４】
エンジン１０４の内部に設けられる冷却水通路１３０は、冷却水配管（２）１１８を介してサーモスタット１１２に接続される。ラジエータ１１０あるいはエンジン１０４から流入する冷却水は、冷却水配管（４）１２２を介してポンプ１１４に流通する。ラジエータ１１０は、走行風あるいは電動ファン（図示せず）によりラジエータ１１０の内部を流通する冷却水を冷却する。
【００４５】
サーモスタット１１２は、冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い場合には、ラジエータ１１０から流入する冷却水を遮断し、エンジン１０４から流入する冷却水をポンプ１１４に流通させる。そして、冷却水の温度が予め定められた温度よりも高い場合には、エンジン１０４から流入する冷却水を遮断し、ラジエータ１１０から流入する冷却水をポンプ１１４に流通させる。サーモスタット１１２は、電磁弁であってもよいし、機械式の弁であってもよいものとする。
【００４６】
ポンプ１１４が作動すると、冷却水は、エンジン１０４の冷却水通路１３０から冷却水配管（２）１１８を介してサーモスタット１１２に流通する。冷却水配管（２）１１８を介してサーモスタット１１２に流通した冷却水は、冷却水配管（２）１１８を介してポンプ１１４に流通する。このとき、ラジエータ１１０から冷却水配管（３）１２０を流通する冷却水は、サーモスタット１１２により遮断されるため、冷却水は、冷却水通路１３０からラジエータ１１０へは流通しない。したがって、冷却水は、エンジン１０４からサーモスタット１１２を経由してポンプ１１４までの経路を循環する。
【００４７】
一方、エンジン１０４が作動するなどして冷却水の温度が上昇すると、サーモスタット１１２エンジン１０４から流入する冷却水を遮断して、ラジエータ１１０から流入する冷却水を冷却水配管（３）１２０を介してポンプに流通する。したがって、冷却水は、エンジン１０４からラジエータ１１０およびサーモスタット１１２を経由してポンプ１１４までの経路を循環する。
【００４８】
図２に示すように、エンジン１０４の内部に設けられる冷却水通路１３０を流通する冷却水は、エンジン１０４の下部に設けられ、ポンプ１１４に接続される入口からシリンダ１０６の部材１２６の周囲を流通した後、ラジエータ１１０あるいはサーモスタット１１２に排出される。伝熱フィン１０８は、冷却水通路１３０の途中に、冷却水通路１３０に突出するように設けられる。伝熱１０８の一方端は、インバータ装置１０２に含まれる半導体素子２００が接する外壁に接続される。一方、伝熱フィン１０８の他方端は、シリンダ１０６の部材１２６に接続される。なお、冷却水通路１３０の経路は、少なくともシリンダ１０６の部材１２６の周囲および伝熱フィンを流通する経路を含むものであれば、特に限定されるものではない。また、本実施の形態において、伝熱フィン１０８の一方端は、シリンダブロックにおいて、気化した燃料が接触する部材１２６に接続されるとしたが、エンジンの燃焼効果をあげるために暖機が必要な個所であれば特にこれに限定されるものではない。たとえば、伝熱フィン１０８の一方端は、シリンダヘッド１２４において、気化した燃料が接触する部材に接続されるようにしてもよい。
【００４９】
このような構成を有するハイブリッド車両の発進時においては、電動機の動力のみにより走行し、車両の走行状態あるいはバッテリの充電状態（ＳＯＣ（State Of Charge）状態）に応じて、エンジン１０４を始動させて、エンジン１０４の動力が駆動輪に伝達される。電動機の動力で走行する場合には、半導体素子２００は電力の供給を受けると、インバータ装置１０２の作動に伴なって発熱する。本発明に係る暖機システムは、半導体素子２００において発生する熱により、エンジン１０４の暖機を促進する点に特徴を有する。
【００５０】
以下、図３を参照して、本実施の形態に係る暖機システムに含まれるＥＣＵ１００で実行される、エンジン１０４の暖機を促進するプログラムの制御構造について説明する。
【００５１】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、半導体素子２００の温度を検出する。すなわち、ＥＣＵ１００は、半導体素子２００に内蔵された温度検知センサから送信される検知信号に基づいて、半導体素子２００の温度を検出する。
【００５２】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０４の温度を推定する。具体的には、ＥＣＵ１００のメモリに、半導体素子２００の温度とエンジン１０４の温度との関係を示すマップあるいは表等を記憶しておき、Ｓ１００にて得られた半導体素子２００の温度と、予め記憶しておいたマップとにより、エンジン１０４の温度を推定する。
【００５３】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０４の温度の推定値が予め定められた温度Ａ以下であるか否かを判定する。予め定められた温度Ａは、エンジン１０４の暖機が完了したと判断できる温度であれば、特に限定される温度ではない。エンジン１０４の温度の推定値が予め定められた温度Ａ以下であると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。
【００５４】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、ポンプ１１４を停止させる。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、半導体素子２００を動作させる。なお、ＥＣＵ１００は、インバータ装置１０２に対して、半導体素子２００の動作を許可するようにしてもよい。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、車両を電動機の動力のみで走行するＥＶ走行を行なう。
【００５５】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１１２は、ポンプ１１４を作動させる。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１００は、半導体素子２００に作動を停止させる。なお、ＥＣＵ１００は、インバータ装置１０２の出力を制限するようにしてもよい。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０４を始動して、エンジン１０４の動力のみで走行する通常走行を行なう。
【００５６】
なお、本実施の形態において、エンジン１０４の温度の推定値に基づいて、電動機の動力のみで走行するＥＶ走行とエンジン１０４の動力のみで走行する通常走行とを選択するようにしたが、エンジン１０４の温度の推定値に加えて、バッテリの充電状態あるいは車両の走行状態に応じて、ＥＶ走行、通常走行あるいはエンジン１０４および電動機の双方の動力による走行を適宜選択するようにすればよい。
【００５７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る暖機システムの動作について説明する。
【００５８】
たとえば、エンジン１０４の停止状態から車両を発進させる場合において、運転者がアクセルペダルを踏込むと、車両は電動機の動力のみで走行を開始する。このとき、半導体素子２００の温度が検出され（Ｓ１００）、検出された半導体素子２００の温度に基づいて、エンジン１０４の温度が推定される（Ｓ１０２）。エンジン１０４は停止状態であると、エンジン１０４の温度は、常温に近く、暖気が完了していない状態である。したがって、推定されたエンジン１０４の温度の推定値が予め定められた温度Ａ以下であると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、ポンプ１１４は停止状態が維持される（Ｓ１０６）。このとき、半導体２００は動作したまま（Ｓ１０８）、車両のＥＶ走行が継続される（Ｓ１１０）。
【００５９】
インバータ装置１０２の作動に伴なって半導体素子２００において発生する熱は、伝熱フィン１０８を介してシリンダ１０６の部材１２６に伝熱して、部材１２６の温度を上昇させる。そして、再び半導体素子２００の温度が検出されたときに（Ｓ１００）、検出された半導体素子２００の温度に基づくエンジン１０４の温度の推定値が予め定められた温度Ａよりも高くなると（Ｓ１０２，Ｓ１０４にてＮＯ）、ポンプ１１４の作動が開始する（Ｓ１１２）。このとき、車両は、半導体素子２００による暖機が停止され（Ｓ１１４）、エンジン１０４が始動して、車両エンジン１０４の動力のみで通常走行を開始する（Ｓ１１６）。
【００６０】
ポンプ１１４の作動が開始されると、半導体素子２００において発生する熱は伝熱フィン１０８から冷却水通路に流通する冷却水に放熱される。エンジン１０４の始動後においては、エンジン１０４の作動により発生する熱は、伝熱フィン１０８から冷却水通路１３０の冷却水の放熱される。すなわち、エンジン１０４の作動により発生する熱は、半導体素子２００に伝熱されない。
【００６１】
以上のようにして、本実施の形態に係る内燃機関の暖機システムによると、ハイブリッド車両が電動機の動力のみで走行する場合においては、半導体素子によりエンジンの外壁を加熱して、エンジンの始動前に暖機を促進することができる。そのため、エンジンの動力による通常走行を行なう場合、エンジンの始動後、早期に暖機を完了させることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。したがって、内燃機関の始動前に暖機を促進する暖機システムを提供することができる。なお、半導体素子は、エンジンに対して加熱することが可能になるように配置されていれば、特にエンジンの外壁に接するように設けられることに限定されるものではない。
【００６２】
また、冷却水通路には、エンジンのシリンダブロックにおいて、気化した燃料と接触する部材に接続され、部材から冷却水通路に突出するように伝熱フィンが設けられ、外壁と伝熱フィンの端部とが接続される。これにより、冷却水通路に冷却水が流通していない場合においては、半導体素子から伝熱された熱は、伝熱フィンを介して、シリンダブロックにおいて、気化した燃料と接触する部材に伝熱される。そのため、部材の温度が上昇して、エンジンの暖機が促進される。このとき、噴射された燃料の気化率の低下を抑制することができるため、エンジンの始動時の燃費の悪化を抑制することができる。
【００６３】
さらに、半導体素子に内蔵された温度検知センサにより検知された温度に基づいて、エンジンの温度を推定することにより、冷却水通路の冷却水が流通していない場合においても、内燃機関の温度を推定することができる。したがって、内燃機関の暖機状態を推定することができる。
【００６４】
また、本実施の形態において、予め定められた温度Ａの前後でポンプを作動あるいは停止するように制御したが、ポンプの制御方法は、特にこれに限定されるものではない。たとえば、エンジンの温度の推定値あるいは、推定値と予め定められた温度Ａとの差に応じて、ポンプが吐出する流量を制御するようにしてもよい。たとえば、推定値が低ければ、あるいは、推定値と予め定められた温度Ａとの差が大きければ、ポンプの流量を小さくすることにより、エンジンの暖機が速やかに完了させることができる。あるいは、推定値が高ければ、あるいは、推定値と予め定められた温度Ａとの差が小さければ、流量を大きくして、内燃機関の温度を適切に維持することができる。
【００６５】
そして、推定値が予め定められた温度Ａ以下であると、ポンプを停止させるため、インバータ装置を作動させるまたは作動させる許可をするようにすると、発熱素子により内燃機関の温度が上昇して、内燃機関の暖機が速やかに完了するようにすることができる。
【００６６】
推定値が予め定められた温度Ａより大きいと、ポンプを作動させるため、冷却水が冷却水通路の途中の伝熱フィンの周囲を流通することにより、半導体素子において発熱した熱を冷却水に放熱させることができる。さらに、エンジンが始動している場合においては、内燃機関の作動に起因して発生する熱についても、冷却水通路の冷却水に放熱させることができる。したがって、内燃機関の温度を適切に維持することができる。
【００６７】
そして、推定値が予め定められた温度Ａより大きいと、インバータ装置を停止させるまたは出力を制限するようにすると、発熱素子による内燃機関の加熱が停止されるため、内燃機関の温度を適切に維持することができる。
【００６８】
以上の説明においては、エンジンに、駆動源となる電動機に電力を供給するインバータ装置を接するように設け、インバータ装置に含まれる半導体素子をエンジンの外壁に接するように設けた構成について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば、エアコンに電力を供給するインバータ装置や、昇圧コンバータあるいは１２ＶＤＣ−ＤＣコンバータ等のコンバータ装置をエンジンに接して設けるようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００６９】
さらに、半導体素子による暖機中は、半導体素子の温度よりエンジンの温度を推定することができるため、ポンプを作動させる必要がなくなるため、ポンプの作動音による騒音の発生を抑制することができる。
【００７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施の形態に係る暖機システムの構成を示すエンジンの断面を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る暖機システムにおけるエンジンの内部を流通する冷却水の流通経路を概略的に示す図である。
【図３】本実施の形態に係る暖機システムにおいてＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  ＥＣＵ、１０２  インバータ装置、１０４  エンジン、１０６  シリンダ、１０８  伝熱フィン、１１０  ラジエータ、１１２  サーモスタット、１１４  ポンプ、１１６，１１８，１２０，１２２  冷却水配管、１２４  シリンダヘッド、１２６  部材、１２８  外壁、１３０  冷却水通路。
【図１】
2006336526.tif 000003
【図２】
2006336526.tif 000004
【図３】
2006336526.tif 000005