(57)【要約】【課題】エンジンを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、エンジン１の吸気ポート１０と連通する吸気流路１８と、吸気流路１８に設けられ、吸気流路内の空気を圧縮する電動過給機２２と、吸気ポート１０を開閉する吸気バルブ１２と、エンジン１の排気ポート１１を開閉する排気バルブ１３と、排気バルブ１３とは独立して吸気バルブ１２を駆動する吸気バルブ駆動機構１５と、吸気バルブ１２とは独立して排気バルブ１３を駆動する排気バルブ駆動機構１６と、吸気バルブ駆動機構１５および排気バルブ駆動機構１６を駆動制御する吸排気バルブ制御部１１４と、エンジン１の停止時において電動過給機２２を駆動させる電動過給機制御部１２６と、を備え、吸排気バルブ制御部１１４は、電動過給機２２が所定の駆動領域で駆動するように、排気バルブ１３のリフト量を制御する。【選択図】図１
2019167867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気ポートと連通する吸気流路と、
前記吸気流路に設けられ、前記吸気流路内の空気を圧縮する電動過給機と、
前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、
前記エンジンの排気ポートを開閉する排気バルブと、
前記排気バルブとは独立して前記吸気バルブを駆動する吸気バルブ駆動機構と、
前記吸気バルブとは独立して前記排気バルブを駆動する排気バルブ駆動機構と、
前記吸気バルブ駆動機構および前記排気バルブ駆動機構を駆動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前記電動過給機を駆動させる電動過給機制御部と、
を備え、
前記吸排気バルブ制御部は、前記電動過給機が所定の駆動領域で駆動するように、前記排気バルブのリフト量を制御する
エンジン暖機システム。
【請求項２】
前記吸排気バルブ制御部は、
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、前記吸気バルブを開放させ、前記排気バルブを閉鎖させる、
請求項１に記載のエンジン暖機システム。
【請求項３】
前記エンジンの前記排気ポートと連通する排気流路と、
前記排気流路に設けられ、前記排気流路内の温度を測定する第１温度センサと、
外気の温度を測定する第２温度センサと、
前記排気流路における前記第１温度センサよりも下流側に設けられ、前記排気流路を開閉する流出バルブと、
前記第１温度センサにより測定される温度が、前記第２温度センサにより測定される温度未満である場合、前記流出バルブを開放させる流出バルブ制御部と、
を有する請求項１または２に記載のエンジン暖機システム。
【請求項４】
前記排気流路と前記吸気流路を連通するＥＧＲ流路と、
前記ＥＧＲ流路に設けられ、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、
前記ＥＧＲバルブを制御するＥＧＲバルブ制御部と、
を有し、
前記流出バルブ制御部は、
前記第１温度センサにより測定される温度が、前記第２温度センサにより測定される温度以上である場合、前記流出バルブを閉鎖させ、
前記ＥＧＲバルブ制御部は、
前記第１温度センサにより測定される温度が、前記第２温度センサにより測定される温度以上である場合、前記電動過給機が前記所定の駆動領域で駆動するように、前記ＥＧＲバルブの開度を制御する、
請求項３に記載のエンジン暖機システム。
【請求項５】
前記ＥＧＲ流路における前記ＥＧＲバルブよりも下流側に設けられ、前記ＥＧＲ流路内の温度を測定する第３温度センサと、
前記吸気流路における前記ＥＧＲ流路と接続する接続部よりも上流側に設けられ、前記吸気流路を開閉する流入バルブと、
前記流入バルブを制御する流入バルブ制御部と、
を有し、
前記ＥＧＲバルブ制御部は、
前記第３温度センサにより測定される温度が所定の温度以上となるとき、前記ＥＧＲバルブを開放させ、
前記流入バルブ制御部は、
前記第３温度センサにより測定される温度が所定の温度以上となるとき、前記流入バルブを閉鎖させる、
請求項４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、エンジン暖機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの停止中に電動過給機を駆動させ、吸気流路、エンジン、排気流路、および、ＥＧＲ流路からなる循環流路内の空気を循環させることでエンジンや排気浄化装置を暖機する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかし、特許文献１では、電動過給機が循環流路内の空気をただ単に循環させることでエンジンや排気浄化装置の暖機を行うため、エンジンや排気浄化装置の暖機に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
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。
【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、本発明のエンジン暖機システムは、エンジンの吸気ポートと連通する吸気流路と、前記吸気流路に設けられ、前記吸気流路内の空気を圧縮する電動過給機と、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、前記エンジンの排気ポートを開閉する排気バルブと、前記排気バルブとは独立して前記吸気バルブを駆動する吸気バルブ駆動機構と、前記吸気バルブとは独立して前記排気バルブを駆動する排気バルブ駆動機構と、前記吸気バルブ駆動機構および前記排気バルブ駆動機構を駆動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前記電動過給機を駆動させる電動過給機制御部と、を備え、前記吸排気バルブ制御部は、前記電動過給機が所定の駆動領域で駆動するように、前記排気バルブのリフト量を制御する。
【０００７】
前記吸排気バルブ制御部は、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、前記吸気バルブを開放させ、前記排気バルブを閉鎖させてもよい。
【０００８】
前記エンジンの前記排気ポートと連通する排気流路と、前記排気流路に設けられ、前記排気流路内の温度を測定する第１温度センサと、外気の温度を測定する第２温度センサと、前記排気流路における前記第１温度センサよりも下流側に設けられ、前記排気流路を開閉する流出バルブと、前記第１温度センサにより測定される温度が、前記第２温度センサにより測定される温度未満である場合、前記流出バルブを開放させる流出バルブ制御部と、を有してもよい。
【０００９】
前記排気流路と前記吸気流路を連通するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路に設けられ、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、前記ＥＧＲバルブを制御するＥＧＲバルブ制御部と、を有し、前記流出バルブ制御部は、前記第１温度センサにより測定される温度が、前記第２温度センサにより測定される温度以上である場合、前記流出バルブを閉鎖させ、前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記第１温度センサにより測定される温度が、前記第２温度センサにより測定される温度以上である場合、前記電動過給機が前記所定の駆動領域で駆動するように、前記ＥＧＲバルブの開度を制御してもよい。
【００１０】
前記ＥＧＲ流路における前記ＥＧＲバルブよりも下流側に設けられ、前記ＥＧＲ流路内の温度を測定する第３温度センサと、前記吸気流路における前記ＥＧＲ流路と接続する接続部よりも上流側に設けられ、前記吸気流路を開閉する流入バルブと、前記流入バルブを制御する流入バルブ制御部と、を有し、前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記第３温度センサにより測定される温度が所定の温度以上となるとき、前記ＥＧＲバルブを開放させ、前記流入バルブ制御部は、前記第３温度センサにより測定される温度が所定の温度以上となるとき、前記流入バルブを閉鎖させてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】エンジン暖機開始直後における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】エンジン暖機初期における空気の流れを示す説明図である。
【図５】エンジン暖機中期における空気の流れを示す説明図である。
【図６】エンジン暖機後期における空気の流れを示す説明図である。
【図７】本実施形態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８】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】
【００１３】
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。
【００１４】
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。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００１５】
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３ａが対向して配された水平対向４気筒エンジンである。
【００１６】
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。
【００１７】
シリンダ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。
【００１８】
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（傘部）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（傘部）が位置している。吸気バルブ１２は、先端の位置に応じて吸気ポート１０を開閉する。排気バルブ１３は、先端の位置に応じて排気ポート１１を開閉する。
【００１９】
シリンダヘッド５およびヘッドカバー１４に囲まれた空間には、吸気バルブ駆動機構１５および排気バルブ駆動機構１６が設けられる。吸気バルブ駆動機構１５は、電磁コイルを用いて、排気バルブ１３とは独立して吸気バルブ１２を駆動する。吸気バルブ１２は、吸気バルブ駆動機構１５により駆動されることで軸方向に移動し、吸気ポート１０と燃焼室９との間を開閉する。排気バルブ駆動機構１６は、電磁コイルを用いて、吸気バルブ１２とは独立して排気バルブ１３を駆動する。排気バルブ１３は、排気バルブ駆動機構１６により駆動させることで軸方向に移動し、排気ポート１１と燃焼室９との間を開閉する。吸気バルブ駆動機構１５および排気バルブ駆動機構１６は、後述する吸排気バルブ制御部１１４により駆動制御される。
【００２０】
このように、本実施形態の吸気バルブ１２および排気バルブ１３は、電磁駆動式のバルブである。吸気バルブ１２および排気バルブ１３は、吸排気バルブ制御部１１４によって開閉時期およびリフト量がそれぞれ独立して制御される。なお、図１中右側の吸気バルブ駆動機構１５および排気バルブ駆動機構１６と、後述する制御装置１１０とを接続する信号の流れの破線は、図面の簡明化のため図示を省略している。
【００２１】
また、本実施形態の吸気バルブ１２は、開閉時期およびリフト量が吸排気バルブ制御部１１４によって制御されることで、燃焼室９に供給する吸気の流量をスロットルバルブの代わりに調整する。
【００２２】
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。
【００２３】
吸気流路１８には、エアクリーナ２１、流入バルブ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２３、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。
【００２４】
電動過給機２２は、吸気流路１８内の空気を圧縮する。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、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。
【００２７】
流入バルブ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、流入バルブ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。
【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は、上流側吸気流路１８ａにおける流入バルブ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とインテークマニホールド１７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たときに開放され、下流側吸気流路１８ｂの圧力が過剰となることを防止する。
【００２９】
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に、流路を切り替える。
【００３０】
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。
【００３１】
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３０と下流側の触媒３１とが設けられる。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。
【００３２】
また、排気流路２０には、排気流路２０を開閉する流出バルブ３２が設けられる。流出バルブ３２は、排気流路２０を開閉する。流出バルブ３２は、上流側の触媒３０および下流側の触媒３１よりも下流側に設けられる。流出バルブ３２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における流出バルブ３２よりも上流側から流通する排気ガスの流量を調節することなく流出バルブ３２よりも下流側に通過させる。また、流出バルブ３２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。
【００３３】
また、排気流路２０には、吸気流路１８に排気ガスの一部を還流させるＥＧＲ流路３３が接続される。ＥＧＲ流路３３は、排気流路２０と吸気流路１８とを連通する。ＥＧＲ流路３３は、排気流路２０における上流側の触媒３０および下流側の触媒３１の間と、上流側吸気流路１８ａにおける流入バルブ２５およびコンプレッサインペラ２２ｃの間とに接続される。なお、以下では、ＥＧＲ流路３３で還流させた排気ガス（空気）を「ＥＧＲガス」と称する。
【００３４】
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、ＥＧＲ流路３３を開閉する。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。
【００３５】
また、ＥＧＲ流路３３には、ＥＧＲクーラ３４を迂回する第２バイパス流路３６が設けられる。第２バイパス流路３６の上流側と、ＥＧＲ流路３３とが接続される箇所には、第２流路切り替えバルブ３７が設けられる。第２流路切り替えバルブ３７は、ＥＧＲクーラ３４または第２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。
【００３６】
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、下流側圧力センサ５０、上流側圧力センサ５２、冷却水温度センサ５４、外気温度センサ（第２温度センサ）５６、吸気温度センサ５８、排気温度センサ（第１温度センサ）６０、ＥＧＲ温度センサ（第３温度センサ）６２およびエンジン起動スイッチセンサ７０が接続される。
【００３７】
下流側圧力センサ５０は、下流側吸気流路１８ｂにおけるインタークーラ２３とインテークマニホールド１７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、下流側圧力センサ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。
【００３８】
上流側圧力センサ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、上流側圧力センサ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。
【００３９】
冷却水温度センサ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、冷却水温度センサ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。
【００４０】
外気温度センサ５６は、上流側吸気流路１８ａにおける流入バルブ２５よりも上流側に設けられ、吸気される空気（外気）の温度を測定する。また、外気温度センサ５６は、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。
【００４１】
吸気温度センサ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、吸気温度センサ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。
【００４２】
排気温度センサ６０は、排気流路２０内における上流側の触媒３０よりも上流側に設けられ、排気流路２０内を流通する空気の温度を測定する。また、排気温度センサ６０は、排気流路２０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。
【００４３】
ＥＧＲ温度センサ６２は、ＥＧＲ流路３３におけるＥＧＲバルブ３５よりも下流側で、かつ、上流側吸気流路１８ａにおけるコンプレッサインペラ２２ｃよりも上流側に設けられる。ＥＧＲ温度センサ６２は、ＥＧＲ流路３３内またはＥＧＲ流路３３から流出する空気の温度を測定する。また、ＥＧＲ温度センサ６２は、ＥＧＲ流路３３内またはＥＧＲ流路３３から流出する空気の温度（温度Ｔ５）に応じた検出信号を制御装置１１０に送信する。
【００４４】
エンジン起動スイッチセンサ７０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７０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。
【００４５】
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。
【００４６】
制御装置１１０は、駆動制御部１１２、吸排気バルブ制御部１１４、流入バルブ制御部１１６、流出バルブ制御部１１８、ＥＧＲバルブ制御部１２０、第１流路切り替えバルブ制御部１２２、第２流路切り替えバルブ制御部１２４および電動過給機制御部１２６として機能する。
【００４７】
駆動制御部１１２は、エンジン１の駆動（例えば、始動および停止）を制御する。吸排気バルブ制御部１１４は、吸気バルブ駆動機構１５および排気バルブ駆動機構１６を駆動制御し、吸気バルブ１２および排気バルブ１３の開閉時期およびリフト量（開度）を制御する。流入バルブ制御部１１６は、流入バルブ２５を任意の開度に制御する。流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２を任意の開度に制御する。ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲバルブ３５を任意の開度に制御する。第１流路切り替えバルブ制御部１２２は、第１流路切り替えバルブ２９を制御し、インタークーラ２３を通過する流路またはインタークーラ２３を迂回する流路のどちらかに空気を流通させるように切り替える。第２流路切り替えバルブ制御部１２４は、第２流路切り替えバルブ３７を制御し、ＥＧＲクーラ３４を通過する流路またはＥＧＲクーラ３４を迂回する流路のどちらかにＥＧＲガス（空気）を流通させるように切り替える。電動過給機制御部１２６は、電動過給機２２の駆動を制御する。本実施形態では、電動過給機制御部１２６は、エンジン１の停止時において電動過給機を駆動させる。
【００４８】
以下、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２は、エンジン暖機開始直後における空気の流れを示す説明図である。図４は、エンジン暖機初期における空気の流れを示す説明図である。図５は、エンジン暖機中期における空気の流れを示す説明図である。図６は、エンジン暖機後期における空気の流れを示す説明図である。図２、４〜６中、黒塗り矢印は、空気の流れを示す。
【００４９】
エンジン起動スイッチがオンされた際（すなわち、エンジン起動スイッチセンサ７０より送られてきた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。このとき、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、本実施形態では、駆動制御部１１２は、エンジン起動スイッチがオンされた際、エンジン１を始動させる前にエンジン暖機実行条件が成立しているか否か判定する。ここで、駆動制御部１１２は、エンジン暖機実行条件が成立していると判定した場合、エンジン１を始動させずに（すなわち、エンジン停止状態で）、制御装置１１０の各機能部にエンジン暖機を実行させる。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。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、エンジン暖機実行条件が成立していないと判定した場合、制御装置１１０の各機能部にエンジン暖機を実行させることなく、エンジン１を始動させる。
【００５０】
エンジン暖機が実行されると、図２に示すように、流入バルブ制御部１１６は、流入バルブ２５の開度を全開（開放）にする。また、吸排気バルブ制御部１１４は、吸気バルブ１２のリフト量を調整（開放）し、排気バルブ１３のリフト量を０（閉鎖）にする。ここで調整される吸気バルブ１２のリフト量は、０（すなわち、全閉）以外のリフト量であって、各シリンダ内のピストン８の位置に応じて設定（調整）される。吸排気バルブ制御部１１４は、例えば、クランクシャフト２のクランク角から各シリンダ内のピストン８の位置を導出して吸気バルブ１２のリフト量を設定する。吸排気バルブ制御部１１４は、電動過給機２２によって圧縮された空気が燃焼室９に流入したとき、各シリンダの容積が略等しくなるように、全シリンダにおける吸気バルブ１２のリフト量を設定する。例えば、エンジン１が４気筒の１８０度間隔燃焼のエンジンであれば、吸排気バルブ制御部１１４は、ピストン８の位置、すなわち、クランク角が上・下死点から略９０度の位置となるように、全シリンダにおける吸気バルブ１２のリフト量を設定する。
【００５１】
なお、吸気バルブ１２のリフト量は、吸気バルブ１２がピストン８の冠面と接触（衝突）しないリフト量に調整される。また、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２の開度を全閉（閉鎖）にする。ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲバルブ３５の開度を全閉（閉鎖）にする。なお、エンジン暖機が実行されている間、エアバイパスバルブ２７は、全閉（閉鎖）状態に制御される。
【００５２】
また、第１流路切り替えバルブ制御部１２２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。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３６を流通するように、第２流路切り替えバルブ３７を制御する。
【００５３】
そして、電動過給機制御部１２６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。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、外部から空気（新気）を吸気する。
【００５４】
電動過給機２２（コンプレッサインペラ２２ｃ）により圧縮された空気は、下流側吸気流路１８ｂを流通する際に、インタークーラ２３を迂回して第１バイパス流路２８を流通する。その後、下流側吸気流路１８ｂを流通した空気は、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０を通過して、燃焼室９内に導入される。図２の黒塗り矢印は、このときの空気の流れを示している。
【００５５】
ここで、排気バルブ１３は、閉鎖されているため、電動過給機２２により圧縮空気が供給されると、下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９内の空気量が増加する。これにより、下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９内の圧力および温度が上昇する。その結果、エンジン１を暖気することが可能となる。
【００５６】
また、電動過給機２２によって圧縮された空気の圧力により、全シリンダにおけるピストン８の位置が調整される。ピストン８の位置は、各シリンダの容積が略等しくなるように調整される。例えば、エンジン１が４気筒の１８０度間隔燃焼のエンジンであれば、ピストン８の位置、すなわち、クランク角は、上・下死点から略９０度となる位置に調整される。電動過給機２２によって圧縮された空気の圧力によりピストン８の位置を調整することで、各シリンダのシリンダ３ａ、ピストン８を均等に暖機することが可能となる。
【００５７】
電動過給機２２によって圧縮された空気の圧力によりピストン８の位置が調整されると、吸気バルブ１２のリフト量を増加させても、吸気バルブ１２は、ピストン８の冠面と接触しなくなる。吸排気バルブ制御部１１４は、各シリンダのクランク角（すなわち、ピストンの位置）が上死点（下死点）から略９０度に維持されるように、吸気バルブ１２のリフト量を調整する。吸排気バルブ制御部１１４は、ピストン８の位置の調整後、各シリンダ内の圧力のバランスを取るように、吸気バルブ１２のリフト量をさらに調整してもよい。
【００５８】
下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９内の空気は、電動過給機２２によって圧縮され続け、高圧になる。下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９を構成する部材の中には、高圧に耐えられない部材がある。例えば、下流側吸気流路１８ｂを構成する部材は、高圧（例えば、１．５気圧以上）に耐えられない部材である。下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９内の吸気が高圧になると、下流側吸気流路１８ｂなどを構成する部材が高圧によって破壊されるおそれがある。そこで、エンジン暖機システム１００は、エンジン暖機高圧条件が成立すると、下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９内の空気の排出を実行する。ここで、エンジン暖機高圧条件とは、下流側吸気流路１８ｂ内の圧力（圧力Ｐ１）が予め設定された高圧とされる所定の基準圧力よりも高いことである。基準圧力とは、電動過給機２２の過給限界、あるいは、下流側吸気流路１８ｂを構成する部材の耐圧未満の圧力である。
【００５９】
吸排気バルブ制御部１１４は、エンジン暖機高圧条件が成立したと判定した場合、排気バルブ１３を開放し、排気バルブ１３のリフト量を調整する。このとき、吸排気バルブ制御部１１４は、吸気バルブ１２のリフト量を最大（全開）にする。排気バルブ１３のリフト量の制御についての詳しい内容は、後述する。なお、吸排気バルブ制御部１１４は、下流側吸気流路１８ｂ内の圧力が、上記基準圧力以下の圧力に維持されるように、排気バルブ１３のリフト量を調整する。これにより、下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９内の圧力が上記基準圧力以下に低下するため、下流側吸気流路１８ｂなどを構成する部材が高圧に耐えられずに破壊されることを防止することができる。
【００６０】
以下、吸排気バルブ制御部１１４による排気バルブ１３のリフト量の制御について詳細に説明する。まず、電動過給機２２の特性について説明し、その後、排気バルブ１３のリフト量の制御について説明する。
【００６１】
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、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）。
【００６２】
一方、エンジン１の暖機を行う場合、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を通常とは異なる駆動で制御し、エンジン１を暖機する。
【００６３】
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中では、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によって圧縮される前の空気の圧力と、電動過給機２２によって圧縮された後の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、排気バルブ１３のリフト量の制御を説明する。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。
【００６４】
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。
【００６５】
動力効率線ａで囲まれる内側の領域Ａは、電動過給機２２が通常のエンジン駆動時に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、８５％以上の効率で駆動する。このとき、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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が通常のエンジン駆動時に駆動される場合）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。
【００６８】
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。
【００６９】
そこで、本実施形態では、吸排気バルブ制御部１１４は、電動過給機２２が、領域Ｂ（所定の駆動領域）で駆動するように、排気バルブ１３のリフト量を調整し、エンジン１を暖機する。
【００７０】
エンジン１の暖機開始時、電動過給機制御部１２６は、電動過給機２２を駆動させると、図３中黒塗り矢印（１）で示すように、電動過給機２２を流通する質量流量（空気量）が徐々に増加する。電動過給機２２を通過した空気は、下流側吸気流路１８ｂ、インテークマニホールド１７、吸気ポート１０、燃焼室９を通過し、排気バルブ１３により堰き止められることで圧縮される。空気が圧縮されることで、図４中黒塗り矢印（２）で示すように、圧力比が上昇するとともに、質量流量（空気量）が低下していく。
【００７１】
吸排気バルブ制御部１１４は、下流側圧力センサ５０および上流側圧力センサ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。そして、吸排気バルブ制御部１１４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、排気バルブ１３のリフト量を制御する。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排気バルブ１３のリフト量を小さくし、圧力比が高くなってくると、圧力比が低くなるように排気バルブ１３のリフト量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。つまり、エンジン暖機システム１００では、吸排気バルブ制御部１１４は、排気バルブ１３のリフト量を制御することで、電動過給機２２の圧力比および電動過給機２２を流通する質量流量を調整するようにしている。
【００７２】
このように、吸排気バルブ制御部１１４は、エンジン暖機中に、電動過給機２２が所定の駆動領域（領域Ｂ）で駆動するように、排気バルブ１３のリフト量を制御する。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を駆動させることができ、エンジン１を早期に暖機することができる。
【００７３】
排気バルブ１３開放後、排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気は、排気流路２０内で膨張するため、温度が低下する。エンジン暖機初期において、排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気は、外気の温度（以下、外気温ともいう）よりも低くなる。ここで、外気温よりも低い空気をＥＧＲ流路３３を介して吸気流路１８に還流させてしまうと、電動過給機２２は、外気温よりも低い空気を暖めなくてはならなくなり、エンジン１の暖機が遅くなる。そこで、流出バルブ制御部１１８は、排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気が外気温よりも低いとき、流出バルブ３２を全開（開放）し、外気温よりも低い空気を車外に排出させる。具体的に、流出バルブ制御部１１８は、外気温度センサ５６によって検出された信号に基づいて、外気の温度を導出する。また、流出バルブ制御部１１８は、排気温度センサ６０によって検出された信号に基づいて、排気流路２０内の空気の温度を導出する。流出バルブ制御部１１８は、導出した外気および排気流路２０内の空気の温度に基づいて、流出バルブ３２の開度を制御する。流出バルブ制御部１１８は、排気流路２０内の空気の温度が、外気の温度（大気温度）未満であるとき、流出バルブ３２を全開（開放）にする。流出バルブ３２が全開であるとき、排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気は、不図示のマフラーから外部へ排出される。
【００７４】
図４の黒塗り矢印で示すように、排気バルブ１３が開放されると、燃焼室９から排出された空気は、排気流路２０に流出する。そして、排気流路２０を流通した空気は、流出バルブ３２が開放されていることにより、不図示のマフラーから外部へ排出される。
【００７５】
その後、時間とともにエンジン１が暖められると、排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気の温度は、外気温以上となる。排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気の温度が外気温以上となったとき、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２を全閉（閉鎖）し、外気温以上となった空気をＥＧＲ流路３３に導かせる。具体的に、流出バルブ制御部１１８は、排気流路２０内の空気の温度が外気温（大気温度）以上になると、流出バルブ３２を全閉（閉鎖）にする。また、吸排気バルブ制御部１１４は、排気流路２０内の空気の温度が大気温度以上になると、排気バルブ１３のリフト量を最大（全開）にする。また、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、排気流路２０内の空気の温度が大気温度以上になると、ＥＧＲバルブ３５を開放し、ＥＧＲバルブ３５の開度を調整（制御）する。ここで、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、上述したように、電動過給機２２が予め決められた領域Ｂで駆動するように、ＥＧＲバルブ３５の開度を制御する。
【００７６】
図５の黒塗り矢印で示すように、排気バルブ１３を通過し排気流路２０に導かれた空気は、流出バルブ３２が閉鎖されたことにより、ＥＧＲ流路３３に導かれる。ＥＧＲ流路３３に導かれた空気は、第２流路切り替えバルブ３７によりＥＧＲクーラ３４を迂回して、第２バイパス流路３６を流通する。第２バイパス流路３６を流通した空気の一部は、ＥＧＲバルブ３５を介してＥＧＲ流路３３から上流側吸気流路１８ａに還流する。したがって、排気バルブ１３を通過した空気は、不図示のマフラーにより排気されることなく、ＥＧＲバルブ３５で圧力調整されながら、排気流路２０、ＥＧＲ流路３３、吸気流路１８、エンジン１内を循環する。これにより、外気より温度が高くエネルギー状態の高い空気を、外部に漏出することなく循環させ、エンジン１および上流側の触媒３０を効率的に暖機することができる。
【００７７】
ＥＧＲバルブ３５の開度が調整されることにより空気の一部が堰き止められている状態では、ＥＧＲバルブ３５が全開の場合と比べ、電動過給機２２により圧縮された空気（すなわち、暖められた空気）は、流れづらくなる。そのため、電動過給機２２より下流側に設けられた部材は、電動過給機２２に近いほど暖められやすくなる。したがって、電動過給機２２に最も近い下流側吸気流路１８ｂは、下流側吸気流路１８ｂよりも下流側に配される排気流路２０およびＥＧＲ流路３３よりも温度が高くなる。下流側吸気流路１８ｂの温度が高くなるにつれ、下流側吸気流路１８ｂの外部への放熱量が多くなり、下流側吸気流路１８ｂより下流側の部材（例えば、排気流路２０内の上流側の触媒３０）を効率的に暖めることができなくなる。また、電動過給機２２により圧縮された空気（すなわち、暖められた空気）により、例えば、下流側吸気流路１８ｂが予め設定された許容温度を超えると、下流側吸気流路１８ｂが熱により破損するおそれが生じる。そこで、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲガス（空気）の温度が所定の温度以上となるとき、ＥＧＲバルブ３５を全開（開放）し、圧縮空気を上流側吸気流路１８ａに開放する。
【００７８】
具体的に、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲ温度センサ６２によって検出された信号に基づいて、ＥＧＲ流路３３内の空気の温度を導出する。ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲ流路３３内の空気の温度に基づいてエンジン暖機循環条件が成立したか否かを判定する。ＥＧＲバルブ制御部１２０は、エンジン暖機循環条件が成立したと判定した場合、ＥＧＲバルブ３５を全開にする。また、流入バルブ制御部１１６は、エンジン暖機循環条件が成立したと判定した場合、流入バルブ２５を全閉（閉鎖）にする。エンジン暖機循環条件は、ＥＧＲ流路３３内の空気の温度が、予め設定された閾値（所定の温度）、あるいは、予め設定された許容温度（所定の温度）以上となるときである。ここで、閾値とは、実験等により、下流側吸気流路１８ｂの温度および放熱量と、ＥＧＲガス（空気）の温度との関係から導出される値である。
【００７９】
このとき、流出バルブ３２および流入バルブ２５が全閉にされることにより、吸気流路１８、エンジン１、排気流路２０およびＥＧＲ流路３３を、空気が循環する循環流路が形成される。また、ＥＧＲバルブ３５を全開にすることにより、電動過給機２２により圧縮された空気（すなわち、暖められた空気）は、ＥＧＲバルブ３５で堰き止められることなく、循環流路内を循環する。これにより、下流側吸気流路１８ｂより下流側の部材（例えば、排気流路２０内の上流側の触媒３０）を効率的に暖めることができる。また、ＥＧＲバルブ３５が全開にされたとき、ＥＧＲバルブ３５からコンプレッサインペラ２２ｃに高圧力の空気が導入される。ＥＧＲバルブ３５からコンプレッサインペラ２２ｃに高圧力の空気が導入されると、電動過給機２２の圧力比が小さくなる。また、電動過給機２２を流通する質量流量（空気量）が増加する。これにより、電動過給機２２は、図３に示す領域Ｂ内の駆動から領域Ｃ内の駆動に変更される。電動過給機２２が領域Ｃ内で駆動することにより、エンジン暖機システム１００は、電動過給機２２を流通する質量流量（空気量）を増加させて循環流路を全体的（均一）に暖めることができる。また、電動過給機２２が領域Ｃ内で駆動することにより、エンジン暖機システム１００は、循環流路を循環する空気の温度が過度に上昇することを防止することができる。
【００８０】
図６の黒塗り矢印で示すように、ＥＧＲバルブ３５が全開にされたことで、ＥＧＲ流路３３から吸気流路１８に流出する空気は、流入バルブ２５が閉鎖されたことにより、再び電動過給機２２に導かれる。電動過給機２２に導かれた空気は、再び下流側吸気流路１８ｂ、エンジン１、排気流路２０に導かれる。排気流路２０に導かれた空気は、流出バルブ３２が閉鎖されていることにより、再びＥＧＲ流路３３に導かれる。このように、電動過給機２２により移動される空気は、流入バルブ２５および流出バルブ３２によって閉ざされた循環流路内を循環する。
【００８１】
なお、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、吸気温度センサ５８などから測定される電動過給機２２を流通した空気の温度が、予め設定された閾値あるいは予め設定された許容温度以上となるとき、ＥＧＲバルブ３５を全開にしてもよい。また、ＥＧＲ温度センサ６２を設けずに、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、吸気温度センサ５８、下流側圧力センサ５０、電動過給機２２の駆動状態等からＥＧＲ流路３３内の空気の温度を推定してもよい。その場合、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、推定した空気の温度が上記閾値あるいは上記許容温度以上となるとき、ＥＧＲバルブ３５を全開にしてもよい。
【００８２】
循環流路内で空気を循環させるとき、制御装置１１０は、排気バルブ１３、ＥＧＲバルブ３５、電動過給機２２等の圧力調整装置を制御し、圧力調整装置の下流側の圧力分布を制御するようにしてもよい。例えば、制御装置１１０は、圧力調整装置の下流側に設けられる部材の耐圧を考慮して、各部材の耐圧未満の圧力となるように、圧力調整装置の下流側の圧力分布を制御してもよい。
【００８３】
このように、エンジン暖機システム１００では、吸気流路１８、エンジン１、排気流路２０およびＥＧＲ流路３３を、空気が循環する循環流路が形成される。そして、電動過給機２２によって圧縮された空気の熱により、エンジン１、上流側の触媒３０を暖機する。このとき、流入バルブ２５および流出バルブ３２が閉鎖されており、循環流路は密閉されているため、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。これにより、エンジン暖機システム１００では、より早期にエンジン１を暖機することが可能となる。
【００８４】
駆動制御部１１２は、吸気温度センサ５８により検出された温度（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を判定する。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、外気の温度（温度Ｔ２）を基準とした閾値Ｔ未満である場合、エンジン暖機終了条件が成立していないと判定する。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、外気の温度（温度Ｔ２）を基準とした閾値Ｔ以上である場合、エンジン暖機終了条件が成立したと判定する。駆動制御部１１２は、エンジン暖機終了条件が成立していないと判定した場合、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）が、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。
【００８５】
ここで、駆動制御部１１２がエンジン暖機終了条件が成立していないと判定したとき、循環流路内の空気の温度が電動過給機２２によって圧縮され続けるために徐々に上昇し、循環流路内の空気の体積が膨張する。それに伴って、循環流路内の圧力も徐々に上昇されていく。循環流路の中には、例えば、吸気流路１８など、高圧（例えば、１．５気圧以上）に耐えられない部品が多数設けられる。循環流路内の圧力が高圧になると、吸気流路１８などの部品が、高圧によって破壊されるおそれがある。
【００８６】
そこで、流出バルブ制御部１１８は、下流側圧力センサ５０によって測定される圧力Ｐ１が、予め設定された高圧とされる所定の圧力よりも高い場合、つまり、エンジン暖機高圧条件が成立した場合、流出バルブ３２を開放する。そして、流出バルブ制御部１１８は、下流側圧力センサ５０によって測定される圧力Ｐ１が予め設定された高圧とされる所定の圧力よりも低くなった後、流出バルブ３２を再び閉鎖する。
【００８７】
これにより、エンジン暖機システム１００は、高圧により、循環流路を形成する吸気流路１８、エンジン１、排気流路２０およびＥＧＲ流路３３が破壊されることを防ぐことができる。
【００８８】
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Ｔ以上となったとき、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。このとき、燃焼室９の熱容量を勘案し、インテークマニホールド１７内の温度（温度Ｔ３）が閾値Ｔに達してから予め設定された駆動開始時間とされる所定の時間が経過した後、エンジン１を駆動（始動）させる。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。
【００８９】
（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７は、本実施形態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。このエンジン暖気処理は、エンジン起動スイッチがオンされた際に実行される処理である。
【００９０】
エンジン起動スイッチがオンされた際、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、具体的には、温度Ｔ１が所定の温度よりも低いか否かを判定する（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。
【００９１】
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）、流入バルブ制御部１１６は、流入バルブ２５の開度を全開（開放）にする。また、吸排気バルブ制御部１１４は、吸気バルブ１２のリフト量を調整（開放）し、排気バルブ１３のリフト量を０（閉鎖）にする（Ｓ２２）。また、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２の開度を全閉（閉鎖）にする。ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲバルブ３５の開度を全閉（閉鎖）にする。第１流路切り替えバルブ制御部１２２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。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３６を流通するように、第２流路切り替えバルブ３７を制御する。
【００９２】
そして、電動過給機制御部１２６は、電動過給機２２を予め設定された一定の電力で駆動させる（Ｓ２４）。電動過給機２２を駆動させると、電動過給機２２の駆動によって生じる圧縮吸気圧により、全シリンダにおけるピストン８の位置が調整される。吸排気バルブ制御部１１４は、全シリンダにおけるピストン８の位置（クランク角）に応じて、吸気バルブ１２のリフト量を調整する（Ｓ２６）。
【００９３】
その後、流入バルブ制御部１１６は、エンジン暖機高圧条件が成立したか否かを判定する（Ｓ２８）。エンジン暖機高圧条件が成立したと判定されれば（ステップＳ２８におけるＹＥＳ）、吸排気バルブ制御部１１４は、排気バルブ１３を開放し、電動過給機２２が予め決められた領域Ｂで駆動するように排気バルブ１３のリフト量を調整する（Ｓ３０）。エンジン暖機高圧条件が成立しないと判定されれば（ステップＳ２８におけるＮＯ）、ステップＳ２８の処理を繰り返す。
【００９４】
排気バルブ１３が開放された後、流出バルブ制御部１１８は、排気流路２０内の空気の温度が、外気の温度（大気温度）未満であるか否か判定する（Ｓ３２）。排気流路２０内の空気の温度が、外気の温度未満であると判定されれば（ステップＳ３２におけるＹＥＳ）、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２を全開（開放）にする（Ｓ３４）。流出バルブ制御部１１８は、排気流路２０内の空気の温度が外気の温度以上であると判定されるまで、ステップＳ３０〜Ｓ３４の処理を繰り返す。
【００９５】
排気流路２０内の空気の温度が外気の温度以上であると判定されれば（ステップＳ３２におけるＮＯ）、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２を全閉（閉鎖）にする。また、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲバルブ３５を開放し、電動過給機２２が予め決められた領域Ｂで駆動するようにＥＧＲバルブ３５の開度を調整する（Ｓ３６）。また、吸排気バルブ制御部１１４は、排気バルブ１３のリフト量を最大（全開）にする。
【００９６】
その後、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、エンジン暖機循環条件が成立したか否か判定する（Ｓ３８）。ＥＧＲバルブ制御部１２０は、エンジン暖機循環条件が成立したと判定した場合（ステップＳ３８におけるＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ３５を全開にする。また、流入バルブ制御部１１６は、エンジン暖機循環条件が成立したと判定した場合、流入バルブ２５を全閉（閉鎖）にする（Ｓ４０）。
【００９７】
一方で、エンジン暖機循環条件が成立したと判定されなければ（ステップＳ３８におけるＮＯ）、エンジン暖機循環条件が成立するまでステップＳ３８の処理を繰り返し、ＥＧＲバルブ３５の開度を調整し続ける。
【００９８】
その後、駆動制御部１１２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（Ｓ４２）。エンジン暖機終了条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ４２におけるＮＯ）、流出バルブ制御部１１８は、エンジン暖機高圧条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ４４）。流出バルブ制御部１１８は、エンジン暖機高圧条件が成立したと判定すれば（ステップＳ４４におけるＹＥＳ）、流出バルブ３２を全開（開放）にする（Ｓ４６）。そして、流出バルブ制御部１１８は、エンジン暖機高圧条件が解除されたか否かを判定する（Ｓ４８）。
【００９９】
そして、エンジン暖機高圧条件が解除されたと判定されれば（ステップＳ４８におけるＹＥＳ）、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２を全閉（閉鎖）にし（Ｓ５０）、ステップＳ４２へと処理を戻す。一方で、エンジン暖機高圧条件が解除されていないと判定されれば（ステップＳ４８におけるＮＯ）、エンジン暖機高圧条件が解除されたと判定されるまで流出バルブ３２の開放状態を維持する。
【０１００】
一方で、エンジン暖機高圧条件が成立したと判定されない場合（ステップＳ４４におけるＮＯ）、ステップＳ４２へと処理を戻す。
【０１０１】
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Ｓ４２におけるＹＥＳ）、エンジン暖機を終了する。そして、流入バルブ制御部１１６は、流入バルブ２５の開度を全開（開放）にし、流出バルブ制御部１１８は、流出バルブ３２の開度を全開（開放）にし、ＥＧＲバルブ制御部１２０は、ＥＧＲバルブ３５の開度を全閉（閉鎖）にする。また、第１流路切り替えバルブ制御部１２２は、空気がインタークーラ２３を流通するように、第１流路切り替えバルブ２９を制御し、第２流路切り替えバルブ制御部１２４は、空気がＥＧＲクーラ３４を流通するように、第２流路切り替えバルブ３７を制御する（Ｓ５２）。
【０１０２】
そして、駆動制御部１１２は、エンジン１を駆動（始動）させ（Ｓ５４）、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。
【０１０３】
また、駆動制御部１１２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（ステップＳ２０におけるＮＯ）、エンジン暖機を行わずに、各バルブを制御（Ｓ５２）した後にエンジン１を始動させ（Ｓ５４）、当該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。
【０１０４】
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）になるように排気バルブ１３のリフト量を制御する。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、より迅速にエンジン１内に供給することが可能となる。これにより、エンジン１を効率よく早期に暖機することができる。
【０１０５】
図８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８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、加熱ヒータ２０２および制御装置２１０を新たに含んで構成される。
【０１０６】
加熱ヒータ２０２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２０２は、排気流路２０を流通する空気（排気ガス）を暖める。
【０１０７】
制御装置２１０は、上述した制御装置１１０の機能に加え、新たに加熱ヒータ制御部２１２としても機能する。
【０１０８】
加熱ヒータ制御部２１２は、加熱ヒータ２０２を加熱させる。加熱ヒータ制御部２１２は、エンジン暖機実行条件が成立したと判定された後、加熱ヒータ２０２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２０２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て循環させることで、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。
【０１０９】
また、加熱ヒータ２０２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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
また、上記実施形態では、ＥＧＲ流路３３にＥＧＲクーラ３４を迂回する第２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、第２バイパス流路３６は必須の構成ではない。
【０１１４】
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３６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３６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３６のいずれか一方が設けられていればよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、吸気バルブ１２が燃焼室９に供給される吸気の流量を可変する例を説明した。しかし、これに限定されず、下流側吸気流路１８ｂにスロットルバルブを設け、スロットルバルブにより燃焼室９に供給される吸気の流量を可変するようにしてもよい。
【０１１６】
また、上記実施形態では、エンジン暖機処理中に、第１流路切り替えバルブ制御部１２２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を制御する例を示した。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３６を流通するように、第２流路切り替えバルブ３７を制御する例を示した。しかし、これに限定されず、第２流路切り替えバルブ制御部１２４は、空気がＥＧＲクーラ３４を流通するように、第２流路切り替えバルブ３７を制御してもよい。例えば、エンジン暖機処理中に、空気がＥＧＲクーラ３４を流通することで、ＥＧＲクーラ３４の熱交換を利用して冷却水暖機を行うことができる。また、インタークーラ２３が水冷インタークーラの場合、第１流路切り替えバルブ制御部１２２は、エンジン暖機処理中に、空気がインタークーラ２３を流通するように、第１流路切り替えバルブ２９を制御してもよい。エンジン暖機処理中に、空気がインタークーラ２３を流通することで、インタークーラ２３の熱交換を利用して冷却水暖機を行うことができる。
【０１１７】
また、上記実施形態では、エンジン暖機システム１００、２００には、下流側圧力センサ５０および上流側圧力センサ５２が設けられ、圧力比に基づいてＥＧＲバルブ３５の開度を制御する場合について説明した。しかし、下流側圧力センサ５０および上流側圧力センサ５２の代わりに、専用の圧力センサを用いて圧力を導出し排気バルブ１３やＥＧＲバルブ３５の開度を制御してもよい。あるいは、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排気バルブ１３やＥＧＲバルブ３５の開度を制御してもよい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、流入バルブ制御部１１６は、エンジン暖機中、流入バルブ２５を一度閉鎖したら、エンジン暖機処理が終了するまで閉鎖する場合について説明した。しかし、エンジン暖機処理中、流入バルブ制御部１１６は、流入バルブ２５を閉鎖した後、再び開放させてもよい。この処理を行う場合は、例えば、急激に外気の状態が変化し、エンジン１内がその影響を受けて冷却されてしまった場合などがある。そのような場合、流入バルブ制御部１１６は、流入バルブ２５を再び開放させ、エンジン暖機処理を再びステップＳ２２（図６参照）から行ってもよい。
【０１１９】
また、上記実施形態では、エンジン暖機実行中、エンジン暖機高圧条件が成立する（ステップＳ４４におけるＹＥＳ）と、エンジン暖機高圧条件が解除されるまで流出バルブ３２を開放するようにした。しかし、エンジン暖機高圧条件が成立した後、エンジン暖機高圧条件が解除されるまでの間にも、エンジン暖機終了条件の判定を行ってもよい。この場合、エンジン暖機終了条件が成立したと判定された際には、エンジン暖機を終了する。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
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】
【０１２１】
１  エンジン
１０  吸気ポート
１００  エンジン暖機システム
１１  排気ポート
１１４  吸排気バルブ制御部
１２  吸気バルブ
１２６  電動過給機制御部
１３  排気バルブ
１５  吸気バルブ駆動機構
１６  排気バルブ駆動機構
１８  吸気流路
２２  電動過給機
【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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