(57)【要約】【課題】電動過給機を備えたエンジンにおいて、より効率よく暖機する。【解決手段】エンジン暖機システム１００は、吸気流路１８と、電動過給機２２と、排気流路２０と、ＥＧＲ流路３２と、吸気流路を開閉する新気制御弁２５と、吸気流路を開閉するスロットル弁２４と、ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブ３４と、エンジンの吸気弁１２および排気弁１３と、エンジンの停止中において、吸気弁および排気弁を開放制御する吸排気弁制御部１１４と、所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、新気制御弁を閉鎖し、ＥＧＲバルブを開放する制御を行う第１バルブ制御部１１６と、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１１８と、エンジン暖機実行条件が成立すると、電動過給機を所定の駆動領域で駆動させるように、スロットル弁の開度を調整する第２バルブ制御部１２２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記吸気流路における前記ＥＧＲ流路の合流位置よりも上流側に設けられ、前記吸気流路を開閉する新気制御弁と、
前記吸気流路における前記電動過給機よりも下流に設けられ、前記吸気流路を開閉するスロットル弁と、
前記ＥＧＲ流路に設けられる、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、
前記エンジンの吸気ポートおよび燃焼室の間を開閉する吸気弁と、
前記エンジンの排気ポートおよび前記燃焼室の間を開閉する排気弁と、
前記エンジンの停止中において、前記吸気弁および前記排気弁を開放制御する吸排気弁制御部と、
所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、前記新気制御弁を閉鎖し、前記ＥＧＲバルブを開放する制御を行う第１バルブ制御部と、
前記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、
前記エンジン暖機実行条件が成立すると、前記電動過給機を所定の駆動領域で駆動させるように、前記スロットル弁の開度を調整する第２バルブ制御部と、
を備えるエンジン暖機システム。
【請求項２】
前記駆動領域は、前記電動過給機が通常駆動する場合より、圧力比が高く、流量は少ない領域である請求項１に記載のエンジン暖機システム。
【請求項３】
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、
前記第２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、前記スロットル弁の開度を調整する請求項１または２に記載のエンジン暖機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
この電動過給機を利用した技術として、例えば、特許文献１に記載される技術にあっては、エンジンの停止中に電動過給機を駆動してＥＧＲ経路を介してガスを循環させることで触媒を暖機するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載される技術のように電動過給機を用いて暖機を行う場合、熱源たる電動過給機を、より効率的に用いることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明は、電動過給機を備えたエンジンにおいて、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、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、吸気流路におけるＥＧＲ流路の合流位置よりも上流側に設けられ、吸気流路を開閉する新気制御弁と、吸気流路における電動過給機よりも下流に設けられ、吸気流路を開閉するスロットル弁と、ＥＧＲ流路に設けられる、ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、エンジンの吸気ポートおよび燃焼室の間を開閉する吸気弁と、エンジンの排気ポートおよび燃焼室の間を開閉する排気弁と、エンジンの停止中において、吸気弁および排気弁を開放制御する吸排気弁制御部と、所定のエンジン暖機実行条件が成立すると、新気制御弁を閉鎖し、ＥＧＲバルブを開放する制御を行う第１バルブ制御部と、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、エンジン暖機実行条件が成立すると、電動過給機を所定の駆動領域で駆動させるように、スロットル弁の開度を調整する第２バルブ制御部と、を備える。
【０００８】
また、駆動領域は、電動過給機が通常駆動する場合より、圧力比が高く、流量は少ない領域であるとよい。
【０００９】
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、第２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、スロットル弁の開度を調整してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動過給機を備えたエンジンにおいて、より効率よく暖機することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本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。
【図２】暖機中の空気の流れを示す説明図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】本実施形態における変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本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。まず、エンジン１の概略構成について説明し、次にエンジン暖機システム１００の構成について説明する。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００１４】
図１に示すように、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。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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の冠面とによって囲まれた空間が燃焼室９として形成される。
【００１７】
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、吸気弁１２の先端が位置し、排気ポート１１と燃焼室９との間には、排気弁１３の先端が位置している。
【００１８】
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、吸気弁用カム１５および排気弁用カム１６が設けられる。吸気弁用カム１５は、吸気弁１２の他端に当接されており、回転することで吸気弁１２を軸方向に移動させる。これにより、吸気弁１２は、吸気ポート１０と燃焼室９との間を開閉する。排気弁用カム１６は、排気弁１３の他端に当接されており、回転することで排気弁１３を軸方向に移動させる。これにより、排気弁１３は、排気ポート１１と燃焼室９との間を開閉する。
【００１９】
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。
【００２０】
吸気流路１８には、エアクリーナ２１、コンプレッサインペラ２２ｃ、インタークーラ２３、スロットル弁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。
【００２１】
上流側吸気流路１８ａには、新気制御弁２５が設けられる。新気制御弁２５は、開度が調整されることで、エアクリーナ２１を介して外部から吸い込まれる空気（吸気）の流量を調整する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、スロットル弁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。
【００２５】
スロットル弁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。なお、スロットル弁２４の詳細な制御については、後述する。
【００２６】
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における新気制御弁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とスロットル弁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、運転者がアクセルを放してスロットル弁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。
【００２７】
また、下流側吸気流路１８ｂには、インタークーラ２３を迂回する第１バイパス流路２８が設けられる。第１バイパス流路２８の上流側と下流側吸気流路１８ｂとを接続する箇所には、第１流路切り替えバルブ２９が設けられる。第１流路切り替えバルブ２９は、インタークーラ２３または第１バイパス流路２８のどちらかに吸気を流通させるよう、流路を切り替える。
【００２８】
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。
【００２９】
また、燃焼により発生した排気ガスは、排気ポート１１、および排気流路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３０と下流側の触媒３１とが設けられている。上流側の触媒３０および下流側の触媒３１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３０および下流側の触媒３１は、触媒機能付きのフィルタ装置であってもよい。
【００３０】
また、排気流路２０における上流側の触媒３０と下流側の触媒３１の間と、上流側吸気流路１８ａにおける新気制御弁２５およびコンプレッサインペラ２２ｃの間とを接続する、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）流路３２が設けられる。ＥＧＲ流路３２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を「ＥＧＲガス」と称する）。
【００３１】
ＥＧＲ流路３２には、ＥＧＲクーラ３３およびＥＧＲバルブ３４が上流側から順に設けられる。ＥＧＲクーラ３３は、ＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲバルブ３４は、開度が調整されることで、ＥＧＲ流路３２を流通するＥＧＲガスの流量を調整する。
【００３２】
また、ＥＧＲ流路３２には、ＥＧＲクーラ３３を迂回する第２バイパス流路３５が設けられる。第２バイパス流路３５の上流側と、ＥＧＲ流路３２とを接続する箇所には、第２流路切り替えバルブ３６が設けられる。第２流路切り替えバルブ３６は、ＥＧＲクーラ３３または第２バイパス流路３５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。
【００３３】
また、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、エンジン起動スイッチセンサ６０が接続される。
【００３４】
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とスロットル弁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。
【００３５】
第２圧力センサ５２は、上流側吸気流路１８ａにおけるＥＧＲ流路３２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。
【００３６】
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。
【００３７】
第２温度センサ５６は、上流側吸気流路１８ａにおける新気制御弁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。
【００３８】
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。
【００３９】
エンジン起動スイッチセンサ６０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６０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。
【００４０】
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、吸排気弁制御部１１４、第１バルブ制御部１１６、電動過給機制御部１１８、第１流路切り替えバルブ制御部１２０、第２バルブ制御部１２２および第２流路切り替えバルブ制御部１２４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。
【００４１】
図２は、暖機中の空気の流れを示す説明図である。図２中、黒塗り矢印は、空気の流れを示す。
【００４２】
駆動制御部１１２は、エンジン起動スイッチセンサ６０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。
【００４３】
吸排気弁制御部１１４は、エンジン１が停止した際に、吸気弁１２および排気弁１３を開放状態（オーバーラップ状態）に制御する。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。
【００４４】
その後、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、制御装置１１０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。
【００４５】
第１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、新気制御弁２５を閉鎖させる。同時に、第１バルブ制御部１１６は、ＥＧＲバルブ３４を開放させる。
【００４６】
また、第１流路切り替えバルブ制御部１２０は、空気が第１バイパス流路２８を流通するように、第１流路切り替えバルブ２９を制御する。
【００４７】
さらに、第２流路切り替えバルブ制御部１２４は、空気が第２バイパス流路３５を流通するように、第２流路切り替えバルブ３６を制御する。
【００４８】
このように、吸気弁１２および排気弁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２に黒塗り矢印で示すように、エンジン１内（燃焼室９）を含む、空気が循環する流路が形成されることになる。
【００４９】
そして、電動過給機制御部１１８は、所定の一定の電力で電動過給機２２を駆動させる。このとき、新気制御弁２５が閉鎖されていることにより、電動過給機２２を駆動させても、外気が吸気流路１８に取り込まれることがなくなる。また、ＥＧＲバルブ３４が開放されていることにより、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、ＥＧＲ流路３２から空気を吸気する。また、電動過給機２２が駆動していることにより、ＥＧＲ流路３２内は負圧となる。ＥＧＲ流路３２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３１より下流側）には排出されない。そのため、一度暖めた空気を無駄にすることなく再び暖機に用いることができる。
【００５０】
第２バルブ制御部１２２は、電動過給機２２が予め決められた領域で駆動するように、スロットル弁２４を制御する。なお、スロットル弁２４の詳細な制御は後述する。
【００５１】
これにより、電動過給機２２で圧縮され暖められた空気は、下流側吸気流路１８ｂを流通する過程でインタークーラ２３を迂回してエンジン１内に導かれる。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、排気流路２０およびＥＧＲ流路３２を流通する過程で、ＥＧＲクーラ３３を迂回して上流側吸気流路１８ａに還流される。
【００５２】
このように、インタークーラ２３およびＥＧＲクーラ３３を迂回させることで、インタークーラ２３およびＥＧＲクーラ３３を通過する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。
【００５３】
そして、制御装置１１０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Ｔ以上になるまでエンジン１を暖機する。なお、閾値Ｔ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Ｔ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。
【００５４】
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）と閾値Ｔとに基づいて、エンジン暖機の終了を判定し、エンジン１を駆動（始動）させる。
【００５５】
ところで、電動過給機２２は、コンプレッサインペラ２２ｃを回転させる際、無駄なエネルギー（発熱）が生じる。したがって、通常のエンジン駆動時においては、電動過給機２２は、吸気を圧縮する際、発熱を最小限に抑えるように（効率が良くなるように）制御される（断熱圧縮を行う）。
【００５６】
一方、電動過給機２２を用いて暖機を行う場合、電動過給機２２を通常のエンジン駆動時と同様に駆動すると、電動過給機２２の発熱が最小限となり、暖機効率が低下する。そこで、本実施形態におけるエンジン暖機システム１００では、電動過給機２２は、通常とは異なる駆動で制御され、エンジン１を暖機する。
【００５７】
図３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３中、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３を用いて、スロットル弁２４の制御を説明する。また、図３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３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。
【００５８】
図３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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
ここで、図３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３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。
【００６２】
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。
【００６３】
そこで、本実施形態のエンジン暖機システム１００では、電動過給機２２が、領域Ｂで駆動するように、スロットル弁２４の開度を調整し、エンジン１を暖機する。
【００６４】
具体的には、エンジン暖機処理中、第２バルブ制御部１２２は、第１圧力センサ５０および第２圧力センサ５２によって測定される圧力Ｐ１および圧力Ｐ２に基づいて、圧力比を導出する。次に、第２バルブ制御部１２２は、図３のマップを用いて、領域Ｂ内で電動過給機２２が駆動するように、スロットル弁２４の開度を制御する。ここでは、例えば、圧力比が低下してくると、圧力比が高くなるようにスロットル弁２４の開度を小さくし、圧力比が高くなってくると、圧力比が低くなるようにスロットル弁２４の開度を大きくすることで、電動過給機２２を領域Ｂで駆動させる。
【００６５】
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。
【００６６】
（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４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。
【００６７】
まず、制御装置１１０は、エンジン起動スイッチセンサ６０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）、吸排気弁制御部１１４は、吸気弁１２および排気弁１３を開放状態（オーバーラップ状態）に制御する（Ｓ１２）。その後また、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。
【００６８】
一方で、制御装置１１０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、当ステップＳ１０の処理を繰り返す。
【００６９】
図５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。
【００７０】
エンジン起動スイッチがオンされた場合、電動過給機制御部１１８は、エンジン暖機実行条件が成立しているか否か、具体的には、上述したように、温度Ｔ１が所定の温度よりも低いか否か判定する（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。
【００７１】
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）、第１バルブ制御部１１６は、新気制御弁２５を閉鎖し、ＥＧＲバルブ３４を開放する（Ｓ２２）。また、第１流路切り替えバルブ制御部１２０は、空気が第１バイパス流路２８を流通するように、第１流路切り替えバルブ２９を制御する。また、第２流路切り替えバルブ制御部１２４は、空気が第２バイパス流路３５を流通するように、第２流路切り替えバルブ３６を制御する。
【００７２】
そして、電動過給機制御部１１８は、電動過給機２２を所定の電力で駆動させる（Ｓ２４）。また、第２バルブ制御部１２２は、電動過給機２２が予め決められた領域Ｂ（図３参照）で駆動するように、スロットル弁２４を制御する（Ｓ２６）。
【００７３】
そして、電動過給機制御部１１８は、温度Ｔ３に基づいてエンジン暖機終了条件が成立したか否か判定する（Ｓ２８）。具体的には、インテークマニホールド１７内の温度Ｔ３が閾値Ｔに達してから所定時間経過した場合に、エンジン暖機終了条件が成立したと判定する。そして、駆動制御部１１２は、エンジン暖機終了条件が成立したと判定されれば（ステップＳ２８におけるＹＥＳ）、エンジン暖機を終了し、エンジン１を駆動（始動）させ（Ｓ３０）、当該エンジン１の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。
【００７４】
一方で、エンジン暖機終了条件が成立していないと判定された場合（ステップＳ２８におけるＮＯ）、制御装置１１０は、Ｓ２６に処理を戻す。なお、エンジン始動前におけるエンジン暖機システム１００による暖気時にあっては、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Ｔ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。
【００７５】
また、電動過給機制御部１１８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）、当該エンジン１の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。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、電動過給機制御部１１８は、当該エンジン１の始動時におけるエンジン暖機処理を終了する。
【００７６】
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、まずは電動過給機２２を駆動させ、電動過給機２２の断熱効率が通常制御（図３で示す領域Ａ）時とは異なる領域（図３で示す領域Ｂ）になるようにスロットル弁２４の開度を制御する。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エンジン１内に循環させることが可能となる。よって、スロットル弁２４の開度の制御により、エンジン１を効率よく早期に暖機することができる。
【００７７】
図６は、本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６に示すように、エンジン１には、エンジン暖機システム２００が設けられる。具体的には、エンジン暖機システム２００は、排気制御弁２０２、加熱ヒータ２０４および制御装置２１０を新たに含んで構成される。
【００７８】
排気制御弁２０２は、排気流路２０におけるＥＧＲ流路３２が接続される箇所よりも下流側でかつ下流側の触媒３１よりも上流側に設けられる。
【００７９】
加熱ヒータ２０４は、排気流路２０における上流側の触媒３０よりも上流側に設けられる。加熱ヒータ２０４は、排気流路２０を流通する空気（排気ガス）を暖める。
【００８０】
制御装置２１０は、上述した制御装置１１０の機能に加え、新たに第３バルブ制御部２１２および加熱ヒータ制御部２１４としても機能する。
【００８１】
第３バルブ制御部２１２は、排気制御弁２０２の開度を制御する。第３バルブ制御部２１２は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、排気制御弁２０２を閉鎖させる。このとき、第１バルブ制御部１１６が新気制御弁２５を閉鎖させ、ＥＧＲバルブ３４を開放させる。このため、エンジン暖機システム２００内の流路は、密閉される。そのため、空気が循環する間、エンジン１内に、外気（冷たい空気）は進入しなくなる。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。
【００８２】
加熱ヒータ制御部２１４は、加熱ヒータ２０４を加熱させる。加熱ヒータ制御部２１４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２０４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を流通する空気は下流側吸気流路１８ｂ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２０４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。
【００８３】
また、加熱ヒータ２０４を排気流路２０における上流側の触媒３０よりも上流側に設けることで、上流側の触媒３０を暖めることができる。上流側の触媒３０を暖めることで、上流側の触媒３０を早期に活性化することができる。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
また、上記実施形態では、下流側吸気流路１８ｂにインタークーラ２３を迂回する第１バイパス流路２８が設けられる場合について説明した。しかし、第１バイパス流路２８は必須の構成ではない。
【００８７】
また、上記実施形態では、ＥＧＲ流路３２にＥＧＲクーラ３３を迂回する第２バイパス流路３５が設けられる場合について説明した。しかし、第２バイパス流路３５は必須の構成ではない。
【００８８】
また、上記実施形態では、エンジン暖機システム１００、２００には、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路３５が設けられる場合について説明した。しかし、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路３５を両方備えずともよい。少なくとも、第１バイパス流路２８および第２バイパス流路３５のいずれか一方が設けられていてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、エンジン暖機システム１００、２００には、第１圧力センサ５０および第２圧力センサ５２を設け、圧力比に基づいてスロットル弁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スロットル弁２４の開度を制御してもよい。
【００９０】
また、上記変形例では、エンジン暖機システム２００には、排気制御弁２０２および加熱ヒータ２０４がさらに設けられる場合について説明した。しかし、排気制御弁２０２および加熱ヒータ２０４を両方備えずともよい。少なくとも排気制御弁２０２および加熱ヒータ２０４のいずれか一方を設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、エンジン暖機システムに利用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１  エンジン
９  燃焼室
１０  吸気ポート
１１  排気ポート
１２  吸気弁
１３  排気弁
１８  吸気流路
２０  排気流路
２２  電動過給機
２２ａ  モータ
２４  スロットル弁
２５  新気制御弁
３２  ＥＧＲ流路
３４  ＥＧＲバルブ
５０  第１圧力センサ（圧力センサ）
１００  エンジン暖機システム
１１４  吸排気弁制御部
１１６  第１バルブ制御部
１１８  電動過給機制御部
１２２  第２バルブ制御部
【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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