(57)【要約】【課題】エンジンに暖機用の空気を導入した際に暖機の進行にばらつきが生じることを抑制する。【解決手段】エンジン１のピストン８は、燃焼室９に臨む冠面８ａと、クランク室６に臨む背面８ｍとを連通させる連通路３９と、エンジン１の停止時に連通路３９を開放する開放位置と、エンジン１の駆動時に連通路３９を塞ぐ封鎖位置との間を移動する可動部材４２と、を備える。このため、エンジンのピストンは、エンジンに暖機用の空気を導入した際に暖機の進行にばらつきが生じることを抑制する。【選択図】図５
2019065761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、
エンジンの停止時に前記連通路を開放する開放位置と、前記エンジンの駆動時に前記連通路を塞ぐ封鎖位置との間を移動する可動部材と、
を備えるエンジンのピストン。
【請求項２】
前記可動部材は、
エンジンオイルの油圧によって、前記開放位置から前記封鎖位置に移動される請求項１に記載のエンジンのピストン。
【請求項３】
前記連通路に交差して形成され、前記エンジンの駆動時に前記エンジンオイルが供給される油圧室を備え、
前記可動部材は、
前記油圧室内に収容される請求項２に記載のエンジンのピストン。
【請求項４】
前記油圧室内に設けられ、前記可動部材を前記封鎖位置から前記開放位置に向かう方向に付勢する弾性部材を備え、
前記可動部材は、前記エンジンの駆動時に前記エンジンオイルの油圧によって、前記弾性部材の付勢力に抗して前記開放位置から前記封鎖位置に移動され、前記エンジンの停止時に前記弾性部材の付勢力によって前記封鎖位置から前記開放位置に移動される請求項３に記載のエンジンのピストン。
【請求項５】
前記油圧室と、ピストンピンが挿入されるピストンピン穴とを連通させる油回路と、
を備え、
前記油回路は、
前記エンジンオイルを前記油圧室に流通させる請求項３または４に記載のエンジンのピストン。
【請求項６】
燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、
エンジンの停止時に前記連通路を開放し、前記エンジンの駆動時に前記連通路を閉鎖する可動部材と、
を備えるエンジンのピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの停止中に電動過給機を駆動させ、空気を圧縮および昇温させてエンジンの暖機を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０７１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術では、電動過給機によって圧縮された空気が吸気通路やインタークーラを介してシリンダに導入されるが、シリンダ内におけるピストンの位置によって暖機の進行にばらつきが生じる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、エンジンに暖機用の空気を導入した際に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エンジンのピストン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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のエンジンのピストンは、燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、エンジンの停止時に連通路を開放する開放位置と、エンジンの駆動時に連通路を塞ぐ封鎖位置との間を移動する可動部材と、を備える。
【０００７】
また、可動部材は、エンジンオイルの油圧によって、開放位置から封鎖位置に移動されてもよい。
【０００８】
また、連通路に交差して形成され、エンジンの駆動時にエンジンオイルが供給される油圧室を備え、可動部材は、油圧室内に収容されてもよい。
【０００９】
また、油圧室内に設けられ、可動部材を封鎖位置から開放位置に向かう方向に付勢する弾性部材を備え、可動部材は、エンジンの駆動時にエンジンオイルの油圧によって、弾性部材の付勢力に抗して開放位置から封鎖位置に移動され、エンジンの停止時に弾性部材の付勢力によって封鎖位置から開放位置に移動されてもよい。
【００１０】
また、油圧室と、ピストンピンが挿入されるピストンピン穴とを連通させる油回路と、を備え、油回路は、エンジンオイルを油圧室に流通させてもよい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明のエンジンのピストンは、燃焼室に臨む冠面と、クランク室に臨む背面とを連通させる連通路と、エンジンの停止時に連通路を開放し、エンジンの駆動時に連通路を閉鎖する可動部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンに暖機用の空気を導入した際に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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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。
【図２】クランクシャフトを説明するための図である。
【図３】コネクティングロッドを説明するための図である。
【図４】ピストンピンを説明するための図である。
【図５】ピストンを説明するための図である。
【図６】ピストンの略断面図（図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図）である。
【図７】暖機中の空気の流れを示す説明図である。
【図８】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９】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１０】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１１】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。
【図１２】第１の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】
【００１４】
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。
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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８ａ（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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、エンジン１には、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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と称し、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と称する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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空気を冷却する。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。
【００２６】
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に供給される空気の流量を可変する。
【００２７】
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機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。
【００２８】
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の一端は、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の他端は、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。
【００２９】
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の暖機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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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機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。
【００３３】
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機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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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４０（図４参照）によって構成される。ここで、図２〜図６を用いて、シリンダ内連通機構３８について説明する。
【００４１】
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、軸受を介してクランクケース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。
【００４２】
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まで貫通したオイル孔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、オイル溝２ｆは、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満たされる。
【００４３】
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４０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４０が挿通されることで、ピストンピン４０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。
【００４４】
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と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に満たされたエンジンオイルは、一端７ｇから油回路７ｆを通じて他端７ｈに導かれる。
【００４５】
また、油回路７ｆは、後述するピストンピン４０を介して、ピストン８を支持した際に、ピストンピン４０に形成されたピストンピン溝４０ｆ（図４参照）と対向する位置に他端７ｈが開口している。
【００４６】
図４は、ピストンピン４０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４０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４０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４０ａが設けられる。なお、油回路４０ａは、ピストンピン４０の一方の側面４０ｂから、軸方向に沿って、他方の側面４０ｃ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４０ｂ側がプラグ４０ｄで封止される。
【００４７】
また、ピストンピン４０には、軸方向の中央に連通孔４０ｅおよびピストンピン溝４０ｆが形成される。連通孔４０ｅは、油回路４０ａから外周面まで貫通している。また、ピストンピン溝４０ｆは、ピストンピン４０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４０ｅおよびピストンピン溝４０ｆは、ピストンピン４０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の油回路７ｆを流通したエンジンオイルは、油回路７ｆの他端７ｈからピストンピン溝４０ｆに排出され、ピストンピン溝４０ｆおよび連通孔４０ｅを介して油回路４０ａに導かれる。
【００４８】
また、ピストンピン４０には、油回路４０ａから外周面まで貫通した２つの連通孔４０ｇが設けられる。２つの連通孔４０ｇは、ピストンピン４０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。
【００４９】
また、ピストンピン４０には、２つのピストンピン溝４０ｈが設けられる。ピストンピン溝４０ｈは、ピストンピン４０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４０ｈは、ピストンピン４０の外周面において連通孔４０ｇと繋がっている。したがって、ピストンピン溝４０ｈは、油回路４０ａおよび連通孔４０ｇを流通してピストンピン４０の外周面まで到達したエンジンオイルで満たされる。なお、油回路４０ａを設けることなく、連通孔４０ｅおよび連通孔４０ｇをピストンピン４０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４０ａの代わりとして用いるようにしてもよい。
【００５０】
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の断面図（斜視図）である。図５（ｂ）は、ピストン８を冠面８ａ側から（図５（ａ）中、高さ方向上方から）見た概略図である。なお、図５（ａ）では、弾性部材４１を断面にせずに示す。また、図５（ｂ）では、位置関係を明確にするため、ピストン８の外形形状を細線で示し、ピストン８の内部に関する構造および部品を太線で示す。また、以下では、図５に示すように、ピストン８の摺動方向を高さ方向、空気が吸気ポート１０から排気ポート１１へ流通する方向を移動方向、移動方向と垂直に交わる方向を幅方向として説明する。
【００５１】
ピストン８は、第１キャビティ８ｂおよび第２キャビティ８ｃを有する、二段キャビティピストンである。第１キャビティ８ｂおよび第２キャビティ８ｃは、冠面８ａに形成される窪みである。第１キャビティ８ｂは、冠面８ａ側から見た形状が略円形状であり、ピストン８の軸中心に形成される。第２キャビティ８ｃは、第１キャビティ８ｂよりも深い窪みである。第２キャビティ８ｃは、冠面８ａ側から見た形状が移動方向に長い略楕円形状であり、第１キャビティ８ｂよりも中心（高さ方向から見た中心）が吸気ポート１０側に位置している。第１キャビティ８ｂは、タンブル流の形成を促進する吸気のガイドとして機能し、第２キャビティ８ｃは、噴霧された燃料を不図示の点火プラグに導くガイドとして機能する。
【００５２】
また、ピストン８には、ピストンピン穴８ｅ、油回路８ｆ、油圧室８ｇおよび連通路３９が形成される。ピストンピン穴８ｅは、ピストンピン４０の外径よりも若干径が大きく、ピストンピン４０が挿通される。油回路８ｆは、一端がピストンピン穴８ｅに連通され、他端が油圧室８ｇに連通される。
【００５３】
油回路８ｆは、ピストンピン穴８ｅと連通する位置において、ピストンピン４０がピストン８に挿通された際に、ピストンピン４０のピストンピン溝４０ｈと対向する位置に形成される（例えば、図５（ｂ）に示すように２つ）。したがって、ピストンピン溝４０ｈに満たされたエンジンオイルは、油回路８ｆを通って油圧室８ｇに導かれる。
【００５４】
油圧室８ｇは、ピストン８の摺動方向（図５（ａ）および図５（ｂ）中、高さ方向）に直交する移動方向に沿って形成される。具体的には、油圧室８ｇは、同幅部８ｈおよび縮幅部８ｊで構成される。同幅部８ｈは、移動方向に長い立方体形状に形成される。油圧室８ｇの一端８ｋは、正方形に形成される。縮幅部８ｊは、同幅部８ｈの他端に連続して形成される。縮幅部８ｊは、移動方向において同幅部８ｈと離隔するに連れて、幅方向が短くなる三角柱形状に形成される。なお、ピストン８は、ピストンリング溝８ｐが形成される位置で一度径方向（図５（ａ）および図５（ｂ）中、移動方向および幅方向）に切断され、油圧室８ｇが形成される。そして、切断部分は、油圧室８ｇが形成された後（弾性部材４１および可動部材４２が収容された後）に、電子ビーム溶接によって溶接される。
【００５５】
油圧室８ｇは、他端８ｎ側（縮幅部８ｊ）に油回路８ｆが連通されている。具体的には、油圧室８ｇは、縮幅部８ｊが油回路８ｆと連通する。また、油圧室８ｇは、移動方向における一端８ｋから所定の距離だけ離隔した位置で、連通路３９と交差（直交）している。
【００５６】
また、油圧室８ｇ内には、弾性部材４１および可動部材４２が設けられる。弾性部材４１は、一端が油圧室８ｇ内の一端８ｋに接して設けられる。弾性部材４１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、弾性部材４１の長さ（図５（ａ）中、移動方向の長さ）は、伸縮されていない状態（自然長）のときに、油圧室８ｇ内の一端８ｋから連通路３９を超えるまでの長さを有する。
【００５７】
可動部材４２は、油圧室８ｇ内において油圧室８ｇが延在する方向（図５（ａ）中、移動方向）に、移動可能に設けられる。可動部材４２は、立方体形状に形成される。可動部材４２は、高さ方向の長さおよび幅方向の長さが同幅部８ｈ（油圧室８ｇ）の高さ方向の長さおよび幅方向の長さと概ね同等に形成される。したがって、可動部材４２は、油圧室８ｇ内を移動する際に、縮幅部８ｊ内には進入しない。
【００５８】
また、可動部材４２の幅方向および移動方向の長さは、少なくとも後述する連通路３９の直径よりも長く形成される。なお、可動部材４２の詳細な機能（動き）については、後述する。
【００５９】
また、可動部材４２には、内部に油回路４２ａが形成されている。油回路４２ａは、高さ方向および移動方向に延在するＬ字型に形成される。油回路４２ａの一端４２ｂは、可動部材４２の底面（図５（ａ）中、背面８ｍと対向する面）に開口している。また、油回路４２ａの一端４２ｂは、可動部材４２の幅方向の中央、かつ、弾性部材４１と対向する可動部材４２の側面４２ｅから所定の距離だけ隔離した位置に設けられ、詳しくは後述するように、エンジン１の駆動時に連通路３９と連通する。
【００６０】
油回路４２ａの他端４２ｃは、可動部材４２における油圧室８ｇの他端８ｎと対向する側面４２ｄに開口している。また、油回路４２ａの他端４２ｃは、可動部材４２の側面４２ｄの中央に設けられる。なお、油回路４２ａの直径は、可動部材４２が弾性部材４１の付勢力に抗して動くことができれば、どのような大きさでもよい。
【００６１】
連通路３９は、燃焼室９に臨む冠面８ａと、クランク室６に臨む背面８ｍとを連通させるように形成される。連通路３９は、冠面８ａにおける移動方向の排気ポート１１側であって、例えば、第２キャビティ８ｃが形成される場所とは異なる（第２キャビティ８ｃが形成される場所には重ならない）位置に形成される。また、連通路３９は、油圧室８ｇと直交するように設けられる。なお、連通路３９は、直径が油圧室８ｇの幅方向の長さよりも短く形成され、図５（ｂ）に示すように、ピストン８の上方（冠面８ａ側）から見た際に、油圧室８ｇの幅（図５（ｂ）中、幅方向）内にすべてが位置するように油圧室８ｇと交差している。
【００６２】
図６は、ピストン８の略断面図（図５（ｂ）におけるＶＩ−ＶＩ断面図）である。図６（ａ）は、エンジン１の駆動時の状態を示し、図６（ｂ）は、エンジン１の停止時の状態を示す。なお、図５（ａ）同様、弾性部材４１を断面にせずに示す。
【００６３】
エンジン１が駆動しているとき、エンジンオイルは、シリンダ内連通機構３８によって、クランクシャフト２、コネクティングロッド７の油回路７ｆ、ピストンピン４０の油回路４０ａ、ピストン８の油回路８ｆの順に流通し、油圧室８ｇ内へと導かれる。そして、油圧室８ｇに導かれたエンジンオイルは、油圧（図６（ａ）中、白抜き矢印で示す）によって、弾性部材４１の付勢力に抗して、可動部材４２を油圧室８ｇの一端８ｋ側（弾性部材４１側）へと移動させる。そうすると、可動部材４２は、連通路３９を閉鎖（遮断）する位置（封鎖位置）へと移動する。なお、弾性部材４１の付勢力は、油圧によって可動部材４２から受ける力よりも弱く設定されている。
【００６４】
可動部材４２が封鎖位置に移動すると、連通路３９は閉鎖される。これにより、ピストン８は、エンジン１が駆動している際に、燃焼室９とクランク室６とが連通されてしまうことを防止することができる。
【００６５】
また、油回路４２ａの一端４２ｂは、油圧室８ｇより下方の連通路３９と連通する。そして、エンジンオイルは、図６（ａ）中、黒塗り矢印で示すように、油回路８ｆ、油回路４２ａおよび連通路３９を介して、ピストン８外へと排出される。ピストン８外へとエンジンオイルが排出されることにより、油回路８ｆには、エンジン１の駆動中、常に新しいエンジンオイルが導かれることになる。これにより、ピストン８（特に冠面８ａ）は、ピストン８内を流通するエンジンオイルによって常に冷却される。
【００６６】
そして、エンジン１が停止すると、エンジンオイルの供給が停止されるため、油圧室８ｇ内に貯留されたエンジンオイルはピストン８外へと排出される。したがって、図６（ｂ）に示すように、可動部材４２は、弾性部材４１の付勢力（図６（ｂ）中、白抜き矢印で示す）によって、油圧室８ｇの他端８ｎ側である、連通路３９を開放（連通）する位置（開放位置）へと移動する。つまり、連通路３９は開放（連通）される。これにより、ピストン８は、図６（ｂ）中、黒塗り矢印で示すように、クランクケース４内と、燃焼室９とを連通させることができる。
【００６７】
このように、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、連通路３９を閉鎖（遮断）することにより、クランク室６と燃焼室９とを遮断することができる。
【００６８】
一方で、シリンダ内連通機構３８は、エンジン１が停止すると、連通路３９を開放（連通）し、クランク室６と燃焼室９とを連通させることができる。
【００６９】
ところで、燃焼室９にとって、連通路３９のような孔が設けられることは、本来望ましくないことである。そのため、燃焼室９を形成する一部であるピストン８に連通路３９を設けると燃焼効率が悪くなってしまうおそれがある。
【００７０】
一方、効率の悪いエンジン暖機を行うと、エンジン１の暖機が遅くなったり、エンジン１を十分に暖められなかったりし、排気ガスの悪化や、燃費の悪化などを引き起こしてしまうおそれがある。すなわち、連通路３９を設けた場合、燃焼室９の燃焼効率とエンジン暖機とがトレードオフの関係になる。そのため、本実施形態の連通路３９は、ピストン８の冠面８ａのうち、最も燃焼効率に悪影響を与えない箇所である、第２キャビティ８ｃ以外の位置に（第２キャビティ８ｃと重ならないように）設けられる。これにより、燃焼室９での燃焼効率への影響を最小限にするとともに、後述するエンジン暖機の効率を向上させることができる。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図７は、暖機中の空気の流れを示す説明図である。図７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７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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、クランク室６と燃焼室９とを、連通路３９を介して連通させる。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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７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。
【００８８】
ここで、電動過給機２２の圧縮比について説明する。図８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８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８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８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８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。
【００８９】
図８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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
ここで、図８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８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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、ピストン８において、連通路３９は、第２キャビティ８ｃに重ならないように設けられている。つまり、連通路３９は、排気ポート１１側に設けられている。そのため、電動過給機２２によって圧縮され暖められた空気は、吸気ポート１０側に設けられる場合に比べ、長い間燃焼室９内にとどまることができる、エンジン１をより早期に暖機することができる。
【００９７】
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。
【００９８】
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）が連通路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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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機されたとして、エアバイパスバルブ２７を閉鎖する。
【０１０３】
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７中、黒塗り矢印）に流通されず、排気系統（図７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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
（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９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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
図１０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機処理は、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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）。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
（第２の実施形態）
図１１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。
【０１２１】
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）。
【０１２２】
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７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７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。
【０１２３】
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７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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
（変形例）
図１２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１２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。
【０１２７】
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機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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
また、上記実施形態では、油圧室８ｇには、同幅部８ｈおよび縮幅部８ｊが設けられ、可動部材４２が油回路８ｆを塞がないようにする場合について説明した。しかし、油圧室８ｇに幅方向の長さが短くなる縮幅部８ｊを設ける代わりに、高さ方向の長さと移動方向の長さとがともに短くなる漏斗部を設けてもよい。あるいは、油圧室８ｇ内に、油回路８ｆとの接続箇所と、可動部材４２との間に、油圧室８ｇ内に突出する突出部を設けてもよい。または、油圧室８ｇの他端８ｎに伸縮可能な弾性部材４１を設けてもよい。
【０１３６】
また、上記実施形態では、ピストンピン４０には、ピストンピン溝４０ｈが２つ設けられ、また、それに対応して、ピストン８には、油回路８ｆが２つ設けられる場合について説明した。しかし、ピストンピン４０に設けられるピストンピン溝４０ｈおよびピストン８に設けられる油回路８ｆは必ずしも２つでなければならない訳ではなく、１つまたは３つ以上設けられていてもよい。少なくとも、１つ以上の同数のピストンピン溝４０ｈと油回路８ｆとが、ピストンピン４０とピストン８とに設けられていればよい。
【０１３７】
また、上記実施形態では、油圧室８ｇは、ピストン８内において、ピストンピン４０と直交する位置（図５（ａ）および図５（ｂ）中、移動方向）に設けられる場合について説明した。しかし、油圧室８ｇは、ピストンピン４０と平行する位置（図５（ａ）および図５（ｂ）中、幅方向）に設けられてもよい。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、連通路３９の直径で調整するようにしてもよい。
【０１４４】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
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。
【符号の説明】
【０１４６】
１  エンジン
６  クランク室
８  ピストン
８ａ  冠面
８ｅ  ピストンピン穴
８ｆ  油回路
８ｇ  油圧室
８ｍ  背面
９  燃焼室
３９  連通路
４０  ピストンピン
４１  弾性部材
４２  可動部材
【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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