JP4548142B2 - 過給アシスト制御システム - Google Patents

Description

本発明は、過給アシスト制御システムに関するものである。

［従来の技術］
従来より、自動車等の車両には、高出力化または低燃費化を図るという目的で、エンジンの気筒内に吸入される吸入空気をターボ過給機で過給するようにした過給機付エンジンが搭載されている。ここで、ターボ過給機は、エンジンの排気エネルギーを利用してタービンを回し、このタービンに同軸的に設けられたコンプレッサを駆動して吸入空気を過給する過給機であるために、エンジンの低回転域の過給圧の立ち上がりが悪く、実過給圧が低いために充填効率が低下し、エンジン出力の向上が不十分となるという不具合がある。

この不具合を解消する目的で、ターボ過給機に回転電機を内蔵した過給アシスト制御システム（電動機付ターボ過給機制御システム）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。また、通常のターボ過給機に回転電機でコンプレッサを回転駆動させる電動コンプレッサを追加した電動機付ターボ過給機制御システムも開発されている。ここで、電動アシストターボシステムに使用される回転電機は、タービン軸に取り付けられている。そして、エンジンのトルクアップを必要とする時、例えば長い登坂路のようにエンジンが低速回転域で高負荷時には、バッテリから電力変換部を介して回転電機に電力を供給してターボ過給機を電動駆動（モータリング）し、コンプレッサの過給動作をアシストして過給圧を増大するようにしている。また、排気エネルギーに余裕のある時には、タービントルクにより回転電機が回転駆動されて回生発電を行い、バッテリを充電するようにしている。

このため、電力変換部は、バッテリからの直流電力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、昇圧された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して回転電機の回転速度を可変制御するインバータと、回転電機から出力される交流電流を整流して直流電流にする整流回路とを備えている。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータは、整流回路より出力される直流電圧を降圧して所定のバッテリ電圧を得ることもできる。ここで、上記どちらのシステムも、エンジンのトルクアップを必要とする時には、コンプレッサの過給動作をアシストして過給圧を増大させる必要があるので、電力変換部が長時間継続使用される場合がある。この場合には、電力変換部の内部温度が上昇して電力変換部の各電子部品の劣化が早まり、電力変換部の各電子部品が故障に至る可能性がある。

そこで、特許文献１に記載の電動機付ターボ過給機の電力制御装置においては、電力変換部に温度センサを取り付けて、この温度センサによって電力変換部に組み込まれている電子部品の温度（電力変換部の内部温度）を計測し、その温度センサより出力される温度信号と判定値（例えばハイリミット値や基準温度値等）とを比較して、その比較結果に応じて過熱による故障防止のために回転電機の運転を停止したり、電力変換部の電子部品への最大電流指示値を制限したりしている。

［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の電動機付ターボ過給機の電力制御装置においては、エンジンのトルクアップを必要とする時に、回転電機が高回転になることに加え、エンジンルームという高温の場所に設置されることから、高温下にある回転電機の劣化および故障を回避することができないという問題があった。
そこで、回転電機のモータケースに温度センサを取り付けて、この温度センサによってモータ温度を計測し、その温度センサより出力される温度信号と判定値とを比較して、その比較結果に応じて過熱による故障防止（発熱部品の過昇温防止）のために回転電機の発熱部品への通電を停止したり、回転電機の発熱部品に供給する電力を制限したりすることが考えられる。

しかるに、このシステムの場合には、温度センサがモータケースに取り付けられているため、回転電機の発熱部品、特にモータ巻線部（例えば電機子巻線や界磁巻線等）の温度が正確に分からず、モータ過熱保護対策用の判定値を低めに設定しておく必要があり、回転電機の性能、つまり過給アシスト性能を十分に生かすことができなかった。また、温度センサを追加する必要があるので、配線の増加、コストアップ等の不具合がある。また、温度センサとコントローラとの間の配線の断線や、温度センサの取付不良等が生じると、回転電機の過熱を防止することができなくなるという問題が生じる。
特開平７−０１９０６３号公報（第１−５頁、図１−図３）

本発明の目的は、温度センサを必要とすることなく、駆動モータの過熱による故障対策（駆動モータの過昇温防止対策）を施すことのできる過給アシスト制御システムを提供することにある。また、温度センサを必要とすることなく、駆動モータの内部温度を精度良く推定することのできる過給アシスト制御システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータへの供給電力を時間的に積算した電力累積値または駆動モータへの供給電力を時間積分した電力積分値が大きい値である程、駆動モータの内部温度（例えば電力の供給を受けると発熱する発熱部品の温度：特にモータ巻線部の温度）が高くなる。そこで、積算電力検出手段によって、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータへの供給電力を時間的に積算した電力累積値または駆動モータへの供給電力を時間積分した電力積分値を検出する。

そして、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値が、駆動モータの内部温度がモータ過熱保護対策用上限値を超えないように予め設定された判定値に到達した時点で、駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限する。これによって、温度センサを必要とすることなく、駆動モータの過熱による故障対策（駆動モータの過昇温防止対策）を施すことができる。これにより、比較的に高温の環境下に設置される駆動モータを備えた過給アシスト制御システムへの信頼性および耐久性を向上することができる。また、温度センサを追加する必要がないので、配線の増加、コストアップ等の不具合が生じることなく、また、駆動モータの過熱を防止することができなくなるという問題が生じることもない。

さらに、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値が第１判定値を超えると、駆動モータへの供給電力を、駆動モータの内部温度がモータ過熱保護対策用上限値を超えないように制限することにより、温度センサを必要とすることなく、駆動モータの過熱による故障対策（駆動モータの過昇温防止対策）を施すことができる。また、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値が第２判定値を超えない限り、駆動モータへの供給電力の供給が停止されることはないので、駆動モータを長期間連続的または断続的に使用することができる。これにより、過給アシスト効果がなくなる頻度を少なくすることができる。

請求項１または請求項４に記載の発明によれば、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値に対するモータ温度上昇率は、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータの周囲温度によって変化する。そこで、第１判定値または第２判定値を、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータの周囲温度に基づいて可変にする。例えば単位時間当たりの駆動モータへの供給電力が多い程、あるいは駆動モータの通電継続時間が長い程、第１判定値または第２判定値を小さい値に設定する。また、例えば駆動モータの周囲温度が高い程、第１判定値または第２判定値を小さい値に設定する。これにより、駆動モータの過熱による故障対策（駆動モータの過昇温防止対策）に対する信頼性および安全性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータへの供給電力を時間的に積算した電力累積値または駆動モータへの供給電力を時間積分した電力積分値が大きい値である程、駆動モータの内部温度（例えば電力の供給を受けると発熱する発熱部品の温度：特にモータ巻線部の温度）が高くなる。そこで、積算電力検出手段によって、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータへの供給電力を時間的に積算した電力累積値または駆動モータへの供給電力を時間積分した電力積分値を検出する。

そして、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値に対するモータ温度上昇率を求めて、この求めたモータ温度上昇率と積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値とに基づいて、駆動モータの内部温度（例えば駆動モータに内蔵された発熱部品の温度：特にモータ巻線部の温度）を推定する。そして、モータ温度推定手段のモータ温度推定値、つまり駆動モータの内部が判定値に到達した時点で、駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限する。これにより、温度センサを必要とすることなく、駆動モータの過熱による故障対策（駆動モータの過昇温防止対策）を施すことができる。

また、駆動モータの内部温度（例えば電力の供給を受けると発熱する発熱部品の温度：特にモータ巻線部の温度）を精度良く、正確に推定できるので、モータ過熱保護対策用上限値をより高めに設定することができる。これにより、駆動モータの性能、つまり過給アシスト性能を十分に生かすことができる。また、温度センサを追加する必要がないので、配線の増加、コストアップ等の不具合が生じることなく、また、駆動モータの過熱を防止することができなくなるという問題が生じることもない。

請求項３に記載の発明によれば、モータ温度推定手段のモータ温度推定値、つまり駆動モータの内部温度が第１判定値を超えると、駆動モータへの供給電力を、駆動モータの内部温度がモータ過熱保護対策用上限値を超えないように制限することにより、温度センサを必要とすることなく、駆動モータの過熱による故障対策（駆動モータの過昇温防止対策）を施すことができる。また、モータ温度推定手段のモータ温度推定値、つまり駆動モータの内部温度が第２判定値を超えない限り、駆動モータへの供給電力の供給が停止されることはないので、駆動モータを長期間連続的または断続的に使用することができる。これにより、過給アシスト効果がなくなる頻度を少なくすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、エンジンの運転状態に対応して駆動モータへの供給電力の供給開始前の、駆動モータの内部温度に相当する通電開始前モータ温度を求める。そして、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値に対するモータ温度上昇率を考慮して、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値を求める。そして、その求めた通電開始前モータ温度に、その求めたモータ温度上昇値を加算して、駆動モータの内部温度を精度良く、正確に推定する。なお、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値に対するモータ温度上昇率を求めて時間的に積算して、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値を求めるようにしても良い。

請求項６に記載の発明によれば、積算電力検出手段の検出値、つまり単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値に対するモータ温度上昇率は、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータの周囲温度によって変化する。そこで、モータ温度上昇率を、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは駆動モータの周囲温度に基づいて可変にする。例えば単位時間当たりの駆動モータへの供給電力が多い程、あるいは駆動モータの通電継続時間が長い程、モータ温度上昇率を大きい値に設定する。また、例えば駆動モータの周囲温度が高い程、モータ温度上昇率を大きい値に設定する。これにより、駆動モータの内部温度を精度良く、正確に推定することができる。

請求項７に記載の発明によれば、単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値と単位時間当たりの駆動モータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値によって生じる駆動モータの内部温度の単位時間当たりの発熱量に相当するモータ温度上昇率との関係をモータパラメータとして記憶する記憶手段を設けても良い。この場合には、モータ制御装置の演算負荷を小さくでき、制御ロジックや制御フローチャートが簡略化できる。

請求項８に記載の発明によれば、駆動モータへの通電を停止してから所定の条件を満足した時点で、積算電力記憶手段に記憶した電力累積値または電力積分値を消去するようにしても良い。駆動モータへの通電を停止してから、例えば所定時間が経過すると、駆動モータの内部温度が通電開始前モータ温度程度まで低下する可能性があり、積算電力記憶手段に記憶した電力累積値または電力積分値を保持したまま、次回の駆動モータへの通電を開始すると、積算電力検出手段の検出値、あるいはモータ温度推定手段のモータ温度推定値が直ぐに判定値に到達して、駆動モータへの供給電力が制限され、過給アシスト効果が低下するのを防止することができる。

なお、所定の条件（例えば所定時間等）を、駆動モータへの通電を停止した時点の、積算電力検出手段の検出値、あるいはモータ温度推定手段のモータ温度推定値に対応して可変としても良い。具体的には、駆動モータへの通電を停止した時点のモータ温度が高い程、通電開始前モータ温度程度までモータ温度が低下するのに長い期間が必要だからである。

請求項９に記載の発明によれば、駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限する際に、駆動モータへの供給電力を、単位時間当たり所定の勾配量で連続的に減少させるようにしても良い。また、駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限する際に、駆動モータへの供給電力を、単位時間当たり所定のステップ量で段階的に減少させるようにしても良い。これらの場合には、いずれも駆動モータへの供給電力を制限する電力制限制御時に、電力制限制御前の駆動モータへの供給電力から所定値以下に制限された電力制限制御用電力まで一気に下げると、駆動モータの回転速度が急変動して、過給アシスト力に段差ができ、エンジン出力が急変動するのを防止することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、駆動モータとして、ターボ過給機のコンプレッサおよびタービンのうちで少なくともコンプレッサを回転駆動することで過給アシストを行う電動機としての機能とエンジンより排出される排気ガスの排気エネルギーによって回転駆動されることで回生発電を行う発電機としての機能とを兼ね備えたアシストモータ（電動発電機）を使用しても良い。そして、このアシストモータを、ターボ過給機のコンプレッサとタービンとの間に、しかもコンプレッサおよびタービンと同軸的に取り付けても良い。なお、アシストモータおよびターボ過給機を、エンジンと共に自動車等の車両のエンジンルームに設置しても良い。

本発明を実施するための最良の形態は、温度センサを必要とすることなく、ターボ過給機の少なくともコンプレッサを回転駆動することで過給アシストを行うアシストモータの過熱による故障対策（アシストモータの過昇温防止対策）を施すという目的を、積算電力検出手段によって単位時間当たりのアシストモータへの供給電力、あるいは電力累積値または電力積分値を検出し、この積算電力検出手段の検出値が判定値以上の際に、アシストモータへの供給電力を所定値以下に制限することで実現した。また、温度センサを必要とすることなく、アシストモータの内部温度を精度良く推定するという目的を、積算電力検出手段の検出値に対するモータ温度上昇率を求めて、この求めたモータ温度上昇率と積算電力検出手段の検出値とに基づいて、アシストモータの内部温度（例えばアシストモータに内蔵された発熱部品の温度：特にモータ巻線部の温度）を推定することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１はターボ過給機付エンジン制御システムの全体構成を示した図で、図２はターボ過給機付エンジン制御システムの制御系を示した図である。

本実施例のターボ過給機付エンジン制御システムは、例えば自動車等の車両に搭載されるターボチャージャー付ディーゼルエンジン等の内燃機関（ターボ過給機付エンジン：以下エンジンと呼ぶ）１より流出する排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置と、エンジン１より流出する排気ガスの排気エネルギーを利用して、エンジン１の各気筒（シリンダ）の燃焼室２内に吸入される吸入空気を過給するターボ過給機（ターボチャージャー）６と、このターボ過給機６を電動駆動（モータリング）することで過給アシストを行う電動発電機（以下アシストモータと呼ぶ）７と、このアシストモータ７への供給電力を調整してアシストモータ７の回転速度を制御するモータ制御装置を内蔵したエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと言う）１０とを備えている。

エンジン１は、燃料が直接燃焼室２内に噴射供給される直接噴射式ディーゼルエンジンであって、エンジン１の各気筒の燃焼室２に連通するエンジン吸気管３およびエンジン排気管４を備えている。このエンジン１には、吸気ポートを開閉する吸気バルブ（図示せず）、および排気ポートを開閉する排気バルブ（図示せず）が取り付けられている。そして、エンジン１の吸気ポートは、インテークマニホールド（吸気多岐管）１１を含むエンジン吸気管３内に形成される吸気通路を経て吸入空気が供給されるように構成されている。また、エンジン１の排気ポートは、エキゾーストマニホールド（排気多岐管）１２を含むエンジン排気管４内に形成される排気通路に排気ガスを排出するように構成されている。

なお、ターボ過給機付エンジン制御システムには、エンジンの各気筒の燃焼室２内に高圧燃料を噴射供給するコモンレール式燃料噴射装置（図示せず）が設けられている。このコモンレール式燃料噴射装置は、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール（図示せず）と、アクチュエータとしての吸入調量弁（ＳＣＶ：図示せず）を経て加圧室に吸入した燃料を加圧して高圧化し、この高圧燃料をコモンレールに圧送供給するサプライポンプ（燃料噴射ポンプ：図示せず）と、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を、エンジン１の各気筒の燃焼室２内に噴射供給する複数のインジェクタ（ＩＮＪ：図示せず）とを備えている。なお、複数のインジェクタには、ノズルニードル（弁体）を開弁方向に駆動する電磁弁等のアクチュエータが設けられている。

排気ガス浄化装置は、ターボ過給機６よりも排気ガス流方向の下流側のエンジン排気管４に配置されて、例えば排気ガス中に含まれる排気微粒子（パティキュレート：ＰＭ）を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：図示せず）、およびこのＤＰＦよりも排気ガス流方向の上流側に酸化触媒コンバータ（図示せず）を内蔵する触媒コンバータケース５を備えている。

ターボ過給機６は、エンジン吸気管３の途中に設けられたコンプレッサ２１と、エンジン排気管４の途中に設けられたタービン２２とを備えている。このタービン２２は、ロータシャフト（タービン軸）２３を介してコンプレッサ２１と一体的に回転する。ここで、エンジン吸気管３の途中に、ターボ過給機６のコンプレッサ２１によって圧縮（過給）されて昇温した吸入空気を冷却するための空冷式または水冷式のインタークーラ２４（図６参照）を設置しても良い。なお、エンジン吸気管３の最上流側に設置されたエアクリーナケース２５（図６参照）内には、吸入空気中の異物を捕捉するための濾過エレメント（エアフィルタ）が収容されている。

コンプレッサ２１は、ロータシャフト２３の中心軸線方向（軸方向）の一端部に取り付けられて、複数のコンプレッサブレードを有するコンプレッサホイールを備えている。このコンプレッサホイールは、エンジン吸気管３内を流れる吸入空気を過給するように、コンプレッサハウジング内に回転自在に収容されている。なお、コンプレッサハウジング内に形成される吸入空気供給経路は、コンプレッサホイールの外周を囲むように、そのコンプレッサホイールの回転方向に沿って渦巻き状に形成されている。

タービン２２は、ロータシャフト２３の軸方向の他端部に取り付けられて、複数のタービンブレードを有するタービンホイールを備えている。このタービンホイールは、エンジン排気管４内を流れる排気ガスによって回転するように、タービンハウジング内に回転自在に収容されている。なお、タービンハウジング内に形成される排気ガス排出経路は、タービンホイールの外周を囲むように、そのタービンホイールの回転方向に沿って渦巻き状に形成されている。また、本実施例のコンプレッサ２１とタービン２２との間、しかもロータシャフト２３の軸方向のコンプレッサ２１側には、アシストモータ７が取り付けられている。

アシストモータ７は、本発明の駆動モータに相当するもので、ロータシャフト２３を回転させてコンプレッサ２１およびタービン２２を回転駆動することで過給アシストを行う電動機としての機能と、エンジン１の排気エネルギーによって回転駆動されることで回生発電を行う発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機である。このアシストモータ７は、ロータシャフト２３に一体化されたロータ２６、およびこのロータ２６の外周側に対向配置されたステータ２７よりなる三相誘導電動発電機等の交流（ＡＣ）モータであって、ロータ２６には、永久磁石（マグネット）を有するロータコアが設けられ、また、ステータ２７には、三相のステータコイルが巻回されたステータコアが設けられている。

ここで、三相のステータコイルは、電力の供給を受けると発熱する発熱部品（モータ巻線部）を構成する。なお、アシストモータ７は、アシスト過給が必要な時に電動機として機能する。このとき、アシストモータ７は、電力変換部（以下コントローラと呼ぶ）８を介してＥＣＵ１０に電気的に接続される。また、アシストモータ７は、アシスト過給が不要な時に発電機として機能する。このとき、アシストモータ７は、コントローラ８を介して車両に搭載されたバッテリ９やその他の電気装置に電気的に接続される。このような回生発電モード時には、アシストモータ７により回生発電された電力が、コントローラ８の整流回路やＤＣ−ＤＣコンバータ等を介してバッテリ９に返還され、この返還された電力を各種の電気装置の消費電力の一部を賄うものとして有効に活用するようにすれば、各種の電気装置の電気負荷を大幅に軽減することができる。このため、エンジン１により回転駆動されるエンジン補機であるオルタネータの駆動負荷が、アシストモータ７により回生発電された電力分だけ軽くなるので、燃費を向上させることができる。

ここで、ＥＣＵ１０には、図２に示したように、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックやデータを保存する記憶装置（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵ１０は、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納されている制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、例えばコモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧力）、実過給圧（実吸気圧）、吸入空気量等が各々制御指令値となるようにフィードバック制御するように構成されている。

また、ＥＣＵ１０と各システムのアクチュエータとの間には、サプライポンプの吸入調量弁へＳＣＶ駆動電流を印加するポンプ駆動回路と、インジェクタの電磁弁にＩＮＪ駆動電流を印加するインジェクタ駆動回路とが設けられている。また、ＥＣＵ１０とターボ過給機６のアシストモータ７との間には、コントローラ８が設けられている。なお、コントローラ８は、バッテリ９からの直流電力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータと、昇圧された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換してアシストモータ７の回転速度を可変制御するインバータと、アシストモータ７の三相のステータコイルから出力される交流電流を整流して直流電流にする整流回路とを備えている。

なお、ＤＣ−ＤＣコンバータは、整流回路より出力される直流電圧を降圧した後に平滑して安定したバッテリ電圧を得ることもできる。また、インバータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいてアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（例えば駆動電流値＝インバータの出力電流値）を可変することで、アシストモータ７のロータシャフト２３の回転速度を制御する回転速度制御手段である。また、コントローラ８は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力に基づいて、ターボ過給機６（またはアシストモータ７）のロータシャフト２３の回転速度を算出する機能を有している。なお、ターボ過給機６（またはアシストモータ７）のロータシャフト２３の回転速度を電気信号に変換して出力する回転速度センサを設けても良い。

そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１のクランクシャフト回転角度を検出するクランク角度センサ３１、エンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ３２、燃料温度を検出する燃料温度センサ３３等の各種センサ信号がＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。なお、クランク角度センサ３１は、エンジン１のクランクシャフト回転角度を電気信号に変換するピックアップコイルよりなり、例えば３０°ＣＡ（クランク角度）毎にＮＥパルス信号が出力される。そして、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ３１より出力されたＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う：ＮＥ）を検出するための回転速度検出手段として機能する。

また、ＥＣＵ１０には、ドライバーによるアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）を電気信号（アクセル開度信号）に変換し、ＥＣＵ１０へどれだけアクセルペダルが踏み込まれているかを出力するアクセル開度センサ３４が接続されている。このアクセル開度センサ３４から出力される電気信号（アクセル開度信号）は、他のセンサと同様に、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される。また、ＥＣＵ１０には、ターボ過給機６によって過給された吸入空気の過給圧を検出する過給圧センサ３５が接続されている。この過給圧センサ３５から出力される電気信号（センサ信号）は、他のセンサと同様に、Ａ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される。なお、過給圧センサ３５は、エンジン吸気管３内の吸気圧力（実過給圧、実吸気圧）を電気信号に変換して出力する。

そして、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに対応して設定された基本噴射量（Ｑ）に、エンジン冷却水温や燃料温度等を考慮した噴射量補正量を加味して目標噴射量（指令噴射量：ＱＦＩＮ）を算出する機能（噴射量設定手段）と、エンジン回転数（ＮＥ）と指令噴射量（ＱＦＩＮ）とによって指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する機能（噴射時期設定手段）と、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とコモンレールに設置された燃料圧力センサ（図示せず）によって検出されるコモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧力：ＰＣ）とによってインジェクタの電磁弁への通電時間に相当する噴射指令パルス長さ（＝噴射量指令値、指令噴射期間：ＴＱＦＩＮ）を算出する機能（噴射期間設定手段）とを有している。

また、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に応じた最適な燃料の噴射圧力を演算し、ポンプ駆動回路を介してサプライポンプの吸入調量弁を駆動する燃料圧力制御手段を有している。これは、指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転数（ＮＥ）とによって目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を算出する機能（燃料圧力設定手段）を有し、目標燃料圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、吸入調量弁に印加するポンプ駆動電流を調整して、サプライポンプより吐出される燃料吐出量をフィードバック制御するように構成されている。

［実施例１の制御方法］
次に、本実施例のターボ過給機付エンジン制御システムの制御方法を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はターボ過給機付エンジン制御システムの制御方法を示したフローチャートである。この図３の制御ルーチンは、イグニッションスイッチがＯＮとなった後に、所定の制御周期毎に繰り返される。

先ず、エンジン１の運転状態または運転条件を算出するのに必要な各種センサ信号、エンジン運転情報および各システム運転情報を入力する（ステップＳ１）。具体的には、エンジン回転数、アクセル開度、指令噴射量、目標燃料圧力等を読み込む。ここで、エンジン回転数は、クランク角度センサ３１より出力されたＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによって検出される。また、指令噴射量は、エンジン回転数とアクセル開度とに対応して設定された基本噴射量に、燃料温度やエンジン冷却水温等を考慮した噴射量補正量を加味して算出される。

次に、アクセル開度からアクセル開度変化率を算出する（ステップＳ２）。ここで、アクセル開度変化率は、アクセル開度センサ３４によって検出したアクセル開度の単位時間当たりの変化量（アクセル開度変化量）から求められる。次に、過給アシストが必要であるか否かを判定するという目的で、加速状態であるか定常状態であるかを判定する。具体的には、アクセル開度変化率が所定値以上か否かを判定する（ステップＳ３）。なお、過給アシストが必要であるか否かを判定するという目的で、エンジン回転数が低速回転域であるか高速回転域であるかを判定するようにしても良い。

このステップＳ３の判定結果がＮＯの場合には、過給アシストが不要な定常状態および減速状態と判断できるので、アシストモータ７をターボ過給機６によって回転駆動する回生発電モードに切り替える（ステップＳ４）。すなわち、前回の制御周期までアシストモータ７の三相のステータコイルを通電（ＯＮ）していた場合には、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を停止（ＯＦＦ）する。また、前回の制御周期までに、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を停止（ＯＦＦ）していた場合には、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電停止（ＯＦＦ）状態を継続する。

この回生発電モード時には、ターボ過給機６がエンジン１より流出する排気ガスの排気エネルギーのみを利用した通常のターボチャージャーとして機能する。次に、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリ、あるいはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ５）。この判定結果がＮＯの場合には、図３の制御ルーチンを抜ける。

また、ステップＳ５の判定結果がＹＥＳの場合には、過給アシストモードから回生発電モードに切り替えてから、すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を停止（ＯＦＦ）してから、所定時間が経過しているか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果がＮＯの場合には、図３の制御ルーチンを抜ける。

また、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合には、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されていた電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）を消去するか、あるいは電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）をリセットする。具体的には、前回の制御周期までに加算（インクリメント）されて記憶保持された電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）を初期状態（ｓｕｍ（ｋ−１）＝０Ｗｈ）に戻す（ステップＳ７）。その後に、図３の制御ルーチンを抜ける。

また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合には、過給アシストが必要な加速状態と判断できるので、ターボ過給機６のコンプレッサ２１およびタービン２２をアシストモータ７によって回転駆動する過給アシストモードに切り替える（ステップＳ８）。次に、図４および図５の制御ルーチンを実行して、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力を調整してアシストモータ７の回転速度を制御する（ステップＳ９）。その後に、図３の制御ルーチンを抜ける。

ここで、図４および図５はアシストモータ７の回転速度（モータ速度、モータスピード）の制御方法を示したフローチャートである。この図４および図５の制御ルーチンは、過給アシストモード実施時に、所定の制御周期毎に繰り返される。

先ず、過給圧センサ３５より出力される電気信号を入力して実過給圧を検出する（ステップＳ１１）。次に、エンジン回転数と指令噴射量（またはアクセル開度）とから、目標過給圧を算出する（ステップＳ１２）。この目標過給圧は、これらの関係を予め実験等により測定して作成したマップから読み取るようにしても良い。次に、過給圧センサ３５によって検出した実過給圧と目標過給圧との偏差に応じて、今回の制御周期における目標回転速度を算出する（ステップＳ１３）。

次に、電力供給制限フラグが立っている（ＯＮ）か否かを判定する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４の判定結果がＮＯの場合には、今回の制御周期における、アシストモータ７の回転速度制御に必要なモータパラメータを算出する（または取り込む）。具体的には、アシストモータ７の回転速度を目標回転速度に略一致させるのに必要な、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を算出する（ステップＳ１５）。この供給電力（ＰＯＷＥＲ）は、アシストモータ７の三相のステータコイルに流す駆動電流値（インバータ出力電流値）、およびアシストモータ７の三相のステータコイルに印加する印加電圧値を利用して算出する。

次に、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、アシストモータ７の三相のステータコイルに、ステップＳ１５で算出した供給電力（ＰＯＷＥＲ）を供給した場合の、電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））を検出（算出）する（積算電力検出手段：ステップＳ１６）。その後に、ステップＳ１９の演算処理に移行する。この電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（ＰＯＷＥＲ）を時間積分した積分電力量（Ｗｈ）である。なお、本実施例では、電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））を制御周期の間隔時間分の積分電力量（Ｗｈ）として算出している。

また、ステップＳ１４の判定結果がＹＥＳの場合には、電力供給制限用の供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を算出する（ステップＳ１７）。このとき、急激に供給電力（ＰＯＷＥＲ）を所定値以下に落としたときに、衝撃が有る等の弊害がある場合には、アシストモータ７の回転速度の急激な変化（落ち込み）を避ける必要がある。このような場合には、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、定常の供給電力（ＰＯＷＥＲ）からなだらかに供給電力（ＰＯＷＥＲ）を所定値以下となるように下げる等の工夫をする（電力徐変制御手段）ようにしても良い。なお、この電力徐変制御を実施する場合には、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、あるいは今回の制御周期から次回の制御周期を超えてその次の制御周期に至るまでの期間、継続して電力徐変制御を実施するようにしても良い。

次に、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、アシストモータ７の三相のステータコイルに、ステップＳ１７で算出した電力供給制限用の供給電力（ＰＯＷＥＲ）を供給した場合の、電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））を検出（算出）する（積算電力検出手段：ステップＳ１８）。次に、下記の数１の演算式に基づいて、前回の制御周期までに加算（インクリメント）されてＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持された電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）に、ステップＳ１６で算出した電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））、あるいはステップＳ１８で算出した電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））のうちの少ない方の電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））を加算して、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から次回の制御周期時刻までの消費電力量である電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）を算出する（ステップＳ１９）。

［数１］
ｓｕｍ（ｋ）＝ｓｕｍ（ｋ−１）＋ＰＯＷＥＲ（ｋ）
なお、本実施例では、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から次回の制御周期時刻に至るまでの期間に、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を連続的に継続している場合と、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を断続的に継続している場合とが考えられるが、両方とも同じ演算方法で電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）を算出するようにしても構わない。

但し、過給アシストが不要な定常状態および減速状態となって回生発電モードに移行するために、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を一旦停止すると、ステップＳ６の判定処理を実施することになり、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電休止時間が所定時間よりも長ければ、上述したように、前回の制御周期までに加算（インクリメント）されて記憶保持された電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）が、初期状態（ｓｕｍ（ｋ−１）＝０Ｗｈ）に戻される。したがって、この場合に、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を再開すると、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）は、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、アシストモータ７の三相のステータコイルに、上記の供給電力（ＰＯＷＥＲ）を供給した場合の電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））となる。

次に、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第２判定値：Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０の判定結果がＹＥＳの場合には、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ供給電力カット指令を出力する。これにより、コントローラ８は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給（通電）を停止（ＯＦＦ）する（電力供給制限手段：ステップＳ２１）。その後に、図４の制御ルーチンを抜ける。

ここで、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を停止した場合、所定時間が経過したら、前回の制御周期までに加算（インクリメント）されて記憶保持された電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）を初期状態（ｓｕｍ（ｋ−１）＝０Ｗｈ）に戻し、その後に、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を再開させるようにしても良い。

また、ステップＳ２０の判定結果がＮＯの場合には、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第１判定値：Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２の判定結果がＹＥＳの場合には、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ供給電力制限指令を出力する。そして、電力供給制限フラグを立てる。つまり、電力供給制限フラグをＯＮする（ステップＳ２３）。これにより、コントローラ８は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を所定値以下に制限する。すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力をこれよりも少ない電力供給制限用の供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）に落とす（電力供給制限手段：ステップＳ２４）。その後に、ステップＳ２７の制御処理に移行する。

また、ステップＳ２２の判定結果がＮＯの場合には、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ電力供給指令を出力する。そして、電力供給制限フラグを倒す。つまり、電力供給制限フラグをＯＦＦする（ステップＳ２５）。これにより、コントローラ８は、ステップＳ１５で算出したアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する。すなわち、アシストモータ７のモータスピード（実回転速度）を目標回転速度に略一致させるように、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給（通電）を実施（ＯＮ）する（ステップＳ２６）。これによって、目標過給圧より実過給圧が低下する程、アシストモータ７の回転速度が増速されるため、仮にエンジン回転数が低回転域であっても、実過給圧の不足分をアシストモータ７によって過給アシストすることで、実過給圧が目標過給圧に略一致する。これにより、充填効率が向上し、エンジン出力が向上する。

次に、ステップＳ１９で算出された電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）を電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）に変換して、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに更新して記憶する（積算電力記憶手段：ステップＳ２７）。これによって、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が増える毎に、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ−１）：前回値）が更新され、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持される。その後に、図４および図５の制御ルーチンを抜ける。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のターボ過給機付エンジン制御システムにおいては、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から次回の制御周期時刻までの通電継続期間中に、アシストモータ７の三相のステータコイルが消費する消費電力量である電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が大きい値である程、アシストモータ７の内部温度（例えば電力の供給を受けると発熱する発熱部品の温度）が高くなる。すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力を時間積分した電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が大きい値である程、アシストモータ７の三相のステータコイルの温度（モータ温度）が高くなる。

そこで、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から次回の制御周期時刻までの通電継続期間中の電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）を検出（算出）し、この検出した電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が、予め設定された判定スレッシュ（第１判定値：Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）に到達した時点（あるいは超えた時点）で、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力を所定値以下に制限するようにしている。また、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力を所定値以下に制限しても、検出した電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が、例えばアシストモータ７の内部温度がモータ過熱保護対策用上限値（例えばこれ以上昇温すると、三相のステータコイルが劣化、破損する可能性が極めて高いモータ温度）を超えないように予め設定された判定スレッシュ（第２判定値：Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）に到達した時点（あるいは超えた時点）で、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を停止（ＯＦＦ）するようにしている。

これによって、温度センサを必要とすることなく、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）を施すことができる。これにより、比較的に高温の環境下に設置されるアシストモータ７を備えた過給アシスト制御システムへの信頼性および耐久性を向上することができる。また、温度センサを追加する必要がないので、配線の増加、コストアップ等の不具合が生じることなく、また、アシストモータ７の過熱を防止することができなくなるという問題が生じることもない。また、電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第２判定値：Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を超えない限り、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力の供給が停止されることはないので、アシストモータ７を長期間連続的または断続的に使用することができる。これにより、過給アシスト効果がなくなる頻度を少なくすることができる。

ここで、単位時間当たりのアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力が多い程、あるいはアシストモータ７の通電継続時間が長い程、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間の、通電開始前モータ温度、あるいは前回のモータ温度推定値（モータ温度：前回値）に対するモータ温度上昇率が異なる。例えば通電開始時刻から今回の制御周期に至るまでの期間、５秒間連続的に通電し、更に今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、連続的に通電した場合と、通電開始時刻から今回の制御周期に至るまでの期間、１０秒間連続的に通電し、更に今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、連続的に通電した場合とでは、単位時間（今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間）当たりの供給電力に対するモータ温度上昇率が異なる。

そこで、閾値である判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を、単位時間当たりのアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力に基づいて可変するようにしても良い。例えば単位時間当たりのアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力が多い程、あるいはアシストモータ７の通電継続時間が長い程、第１判定値または第２判定値を小さい値に設定することで、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）に対する信頼性および安全性を向上させることができる。

また、例えば検出（算出）した電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が同一であっても、アシストモータ７の周囲温度が高い程、アシストモータ７の内部温度がモータ過熱保護対策用上限値により早く到達する。あるいは検出（算出）した電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）が同一であっても、アシストモータ７の周囲温度が低い程、アシストモータ７の内部温度がモータ過熱保護対策用上限値により遅く到達する。そこで、判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を、アシストモータ７の周囲温度（例えばエンジンルーム内の温度、エンジン冷却水温から推定可能）に基づいて可変するようにしても良い。例えばアシストモータ７の周囲温度が高い程、判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を小さい値に設定することで、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）に対する信頼性および安全性を向上させることができる。

ここで、本実施例では、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から次回の制御周期時刻までの消費電力量である電力積分値（ｓｕｍ（ｋ）：今回値）と判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）との比較結果に基づいて、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）を実施したが、単位時間（例えば１秒間または制御周期）当たりのアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力、あるいはアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力を時間的に積算した電力累積値と判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）との比較結果に基づいて、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）を実施しても良い。

図６ないし図１０は本発明の実施例２を示したもので、図６はターボ過給機付エンジン制御システムの全体構成を示した図で、図７はターボ過給機付エンジン制御システムの制御系を示した図である。

本実施例のターボ過給機付エンジン制御システムは、コモンレール式燃料噴射装置、ターボ過給機６、アシストモータ７の他に、排気ガス還流量制御弁（以下ＥＧＲ制御弁と呼ぶ）４１の開度を制御する排気ガス再循環装置（以下ＥＧＲ装置と呼ぶ）を備えている。この排気ガス再循環装置は、エンジン排気管４の排気通路内を流れる排気ガスの一部を、エンジン吸気管３の吸気通路内に導入するための排気ガス還流管４２と、この排気ガス還流管４２の排気ガス還流路内を流れる排気ガス（排気再循環ガス：ＥＧＲガス）の還流量（ＥＧＲ量）を可変するＥＧＲ制御弁４１とを備えている。

なお、本実施例では、排気ガス還流管４２の空気流方向の上流端が、エンジン１の排気ポートとターボ過給機６のタービン２２とを結合するエンジン排気管４に接続しており、また、排気ガス還流管４２の空気流方向の下流端が、ターボ過給機６のコンプレッサ２１よりも吸入空気流方向の下流側（特にインタークーラ２４の出口部）とエンジン１の吸気ポートとを結合するエンジン吸気管３に接続している。ＥＧＲ制御弁４１は、排気ガス還流管４２の排気ガス還流路の排気ガス流通面積を変更し、エンジン１の排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸入空気中に混入させるＥＧＲ量（新規吸入空気量に対するＥＧＲ率）を可変するバルブ（弁体）と、このバルブを開弁方向に駆動する電磁弁または駆動モータ等のアクチュエータと、バルブを閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段とを備えている。

また、排気ガス還流管４２の排気ガス還流路内を流れるＥＧＲガスの還流量は、エンジン１の運転状態（例えば新規吸入空気量と目標吸入空気量との偏差、あるいは実過給圧または実吸気圧）に基づいて、ＥＧＲ制御弁４１の開度を補正することで制御されている。そして、ＥＣＵ１０とＥＧＲ制御弁４１のアクチュエータとの間には、ＥＧＲ制御弁４１のアクチュエータへＥＧＲ駆動電流を印加するＥＧＲ駆動回路が設けられている。また、ＥＣＵ１０は、エンジン１の新規吸入空気量を検出するエアフロメータ３６、およびＥＧＲ制御弁４１のバルブのリフト量を検出するリフト量センサ３７等の各種センサ信号がＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された後に、ＥＣＵ１０に内蔵されたマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

ここで、本実施例のＥＣＵ１０は、アシストモータ７の内部温度（例えば電力の供給を受けると発熱する発熱部品の温度：特にアシストモータ７のモータ巻線部（三相のステータコイル）の温度：以下モータ温度推定値と呼ぶ）を推定（算出）するモータ温度推定手段を有している。そして、このモータ温度推定値を推定するのに必要な各モータパラメータを、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持している。なお、本実施例では、モータパラメータの１つとして、アシストモータ７への無通電時のモータ温度、すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力の供給開始前の、アシストモータ７の内部温度（三相のステータコイルの温度：以下モータ温度と呼ぶ）に相当する通電開始前モータ温度とエンジン１の運転状態との相関関係を実験等により測定して作成したマップを、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持している。

この通電開始前モータ温度｛ＴＨ（ＮＥ(T0)，Ｑ(T0)）｝は、例えばエンジン回転数と指令噴射量とをモータパラメータとして、下記の数２の演算式を用いて推定することができる。
［数２］
ＴＨ（ＮＥ(T0)，Ｑ(T0)）＝Ｋ×ｆ（ＮＥ(T0)，Ｑ(T0)）
ここで、Ｋは係数である。なお、ＮＥ(T0)は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始直前（前回の制御周期で）のエンジン回転数である。また、Ｑ(T0)は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始直前（前回の制御周期で）の指令噴射量である。

また、本実施例では、その他のモータパラメータとして、比熱、モータ質量、損失における熱エネルギー（モータ最大負荷時）、単位時間（例えば１秒間または制御周期）当たりの発熱量（供給電力最大時）、単位時間（例えば１秒間または制御周期）当たりのアシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力に対するモータ温度上昇率等が予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されている。 なお、モータ温度上昇率として、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力を時間的に積算した電力累積値に対するモータ温度上昇率、あるいはアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から次回の制御周期時刻までの消費電力量である電力積分値（ｓｕｍ（ｋ））に対するモータ温度上昇率を用いても良い。

［実施例２の制御方法］
次に、本実施例のターボ過給機付エンジン制御システムの制御方法を図３、図６ないし図１０に基づいて簡単に説明する。ここで、図８および図９はアシストモータ７の回転速度（モータ速度、モータスピード）の制御方法を示したフローチャートである。この図８および図９の制御ルーチンは、過給アシストモード実施時に、所定の制御周期毎に繰り返される。

ここで、本実施例では、図３のフローチャートのステップＳ９（アシストモータ回転制御）を実施した際に、図８および図９の制御ルーチンが実行されるように構成されている。なお、本実施例の場合、図３のフローチャートのステップＳ５は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）が記憶されているか否かを判定する判定処理となる。

また、図３のフローチャートのステップＳ７は、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されていたモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）を消去するか、あるいはモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）をリセットする。具体的には、前回の制御周期までに積算されて記憶保持されたモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）を初期状態（例えば通電開始前モータ温度）に戻す制御処理となる。

先ず、過給圧センサ３５より出力される電気信号を入力して実過給圧を検出する（ステップＳ３１）。次に、エンジン回転数と指令噴射量（またはアクセル開度）とから、目標過給圧を算出する（ステップＳ３２）。次に、過給圧センサ３５によって検出した実過給圧と目標過給圧との偏差に応じて、今回の制御周期における目標回転速度を算出する（ステップＳ３３）。

次に、電力供給制限フラグが立っている（ＯＮ）か否かを判定する（ステップＳ３４）。このステップＳ３４の判定結果がＮＯの場合には、アシストモータ７の実回転速度を目標回転速度に略一致させるのに必要な、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を算出する（ステップＳ３５）。次に、単位時間（今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間）当たりの、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（ＷEBS ：以下単位時間当たりの供給電力と略す）を検出（算出）する（積算電力検出手段：ステップＳ３６）。その後に、ステップＳ３９の判定処理に移行する。

また、ステップＳ３４の判定結果がＹＥＳの場合には、電力供給制限用の供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を算出する（ステップＳ３７）。次に、単位時間（今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間）当たりの、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ：以下電力供給制限用の供給電力と略す）を検出（算出）する（積算電力検出手段：ステップＳ３８）。次に、ステップＳ３６またはステップＳ３８で算出した、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）に対するモータ温度上昇率を算出する（ステップＳ３９）。

ここで、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）に対するモータ温度上昇率は、下記の数３の演算式によって求められる。
［数３］
モータ温度上昇率＝ＷEBS ×η
ここで、ＷEBS は、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力である。

また、ηは、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に対する昇温効率である。これは、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、アシストモータ７の三相のステータコイルに、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）を供給した場合の、ＷEBS に対する昇温効率である。このＷEBS に対する昇温効率は、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されている。なお、このＷEBS に対する昇温効率を、これらの関係を予め実験等により測定して作成したマップから読み取るようにしても良い。

次に、前回の制御周期までにアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電が実施（ＯＮ）されているか否かを判定する。すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルがＯＮ中であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。このステップＳ４０の判定結果がＮＯの場合には、今回の制御周期がアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻であると判断できるので、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）を算出する（ステップＳ４１）。

この通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）は、下記の数４の演算式によって求められる。
［数４］
ΔＴＨmotor ＝ＷEBS ×η×Σ｛Ｌ／（Ｃｐ×Ｍ）｝
ここで、Ｌは、アシストモータ最大負荷時の損失における熱エネルギー（Ｊ／ｓｅｃ）であり、Ｃｐは、比熱（Ｊ／ｇ・Ｋ）であり、Ｍは、モータ質量である。

これらのモータパラメータは、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されている。なお、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）が多い程、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）はより高温側の値に設定される。また、このΔＴＨmotor を、これらの関係を予め実験等により測定して作成したマップから読み取るようにしても良い。

次に、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されたマップとエンジン回転数と指令噴射量とから通電開始前モータ温度を取り込む（ステップＳ４２）。次に、この取り込んだ通電開始前モータ温度に、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）を積算（加算）して、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、アシストモータ７の三相のステータコイルに、ステップＳ３６で算出した単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）を供給した場合の、今回のモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）を推定（算出）する（モータ温度推定手段：ステップＳ４３）。その後に、ステップＳ４７の判定処理に移行する。

このモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）は、下記の数５の演算式によって求められる。
［数５］
ＴＨmotor （ｋ）＝ＴＨ（ＮＥ(T0)，Ｑ(T0)）＋ΔＴＨmotor
ここで、ＴＨ（ＮＥ(T0)，Ｑ(T0)）は、上述したように、予め実験等により測定して作成したマップから取り込んだ通電開始前モータ温度（初期状態）であり、ΔＴＨmotor は、上述したように、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値である。なお、このＴＨmotor （ｋ）を、これらの関係を予め実験等により測定して作成したマップから読み取るようにしても良い。

また、ステップＳ４０の判定結果がＹＥＳの場合には、前回の制御周期までにアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電が開始され、今回の制御周期においてアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電が継続中であると判断できるので、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持された前回の制御周期までのモータ温度（＝モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値））に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）を算出する（ステップＳ４４）。

このモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）は、下記の数６の演算式によって求められる。
［数６］
ΔＴＨmotor ＝ＷEBS ×η×Σ｛Ｌ／（Ｃｐ×Ｍ）｝
ここで、Ｌは，アシストモータ最大負荷時の損失における熱エネルギー（Ｊ／ｓｅｃ）であり、Ｃｐは，比熱（Ｊ／ｇ・Ｋ）であり、Ｍは、モータ質量である。

これらのモータパラメータは、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されている。なお、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）が多い程、あるいはアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電継続時間が長い程、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）はより高温側の値に設定される。なお、このΔＴＨmotor を、これらの関係を予め実験等により測定して作成したマップから読み取るようにしても良い。

次に、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されたモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）を取り込む（ステップＳ４５）。次に、この取り込んだモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）に、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）に対するモータ温度上昇値（ΔＴＨmotor ）を積算（加算）して、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、アシストモータ７の三相のステータコイルに、ステップＳ３６またはステップＳ３８で算出した単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）を供給した場合の、今回のモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）を推定する（モータ温度推定手段：ステップＳ４６）。

このモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）は、下記の数７の演算式によって求められる。
［数７］
ＴＨmotor （ｋ）＝ＴＨmotor （ｋ−１）＋ΔＴＨmotor
ここで、ＴＨmotor （ｋ−１）は、上述したように、予めＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持されたモータ温度推定値であり、ΔＴＨmotor は、上述したように、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）、つまり前回の制御周期までに積算されたモータ温度に対するモータ温度上昇値である。なお、このＴＨmotor （ｋ）を、これらの関係を予め実験等により測定して作成したマップから読み取るようにしても良い。

次に、ステップＳ４３またはステップＳ４６で算出したモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第２判定値：β）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４７）。このステップＳ４７の判定結果がＹＥＳの場合には、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ供給電力カット指令を出力する。これにより、コントローラ８は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給（通電）を停止（ＯＦＦ）する（電力供給制限手段：ステップＳ４８）。その後に、図８および図９の制御ルーチンを抜ける。

また、ステップＳ４７の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ４３またはステップＳ４６で算出したモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第１判定値：α）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４９）。このステップＳ４９の判定結果がＹＥＳの場合には、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ供給電力制限指令を出力する。そして、電力供給制限フラグを立てる。つまり、電力供給制限フラグをＯＮする（ステップＳ５０）。これにより、コントローラ８は、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を制限する。すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルへの単位時間当たりの供給電力を所定値以下に制限する（電力供給制限手段：ステップＳ５１）。その後に、ステップＳ５４の制御処理に移行する。

ここで、アシストモータ７の三相のステータコイルへの単位時間当たりの供給電力を所定値以下に制限するとは、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）からこれよりも少ない電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）に落とすことである。このとき、急激に供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を所定値以下に落としたときに、衝撃が有る等の弊害がある場合には、アシストモータ７の回転速度の急激な変化（落ち込み）を避ける必要がある。このような場合には、図１０のタイミングチャートに示したように、今回の制御周期時刻（Ｔ１）から次回の制御周期時刻（Ｔ２）に至るまでの期間、定常の供給電力（ＰＯＷＥＲ）からなだらかに供給電力（ＰＯＷＥＲ）を所定値以下となるように下げる等の工夫をする（電力徐変制御手段）ようにしても良い。なお、この電力徐変制御を実施する場合には、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、あるいは今回の制御周期から次回の制御周期を超えてその次の制御周期に至るまでの期間、継続して電力徐変制御を実施するようにしても良い。

また、ステップＳ４９の判定結果がＮＯの場合には、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ電力供給指令を出力する。そして、電力供給制限フラグを倒す。つまり、電力供給制限フラグをＯＦＦする（ステップＳ５２）。これにより、コントローラ８は、ステップＳ３６で算出した、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）を、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する。すなわち、アシストモータ７のモータスピード（実回転速度）を目標回転速度に略一致させるように、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給（通電）を実施（ＯＮ）する（ステップＳ５３）。これによって、目標過給圧より実過給圧が低下する程、アシストモータ７の回転速度が増速されるため、仮にエンジン回転数が低回転域であっても、実過給圧の不足分をアシストモータ７によって過給アシストすることで、実過給圧が目標過給圧に略一致する。これにより、充填効率が向上し、エンジン出力が向上する。

次に、ステップＳ４３またはステップＳ４６で算出したモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）をモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）に変換して、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに更新して記憶する（モータ温度記憶手段：ステップＳ５４）。これによって、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が増える毎に、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ−１）：前回値）が更新され、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶保持される。その後に、図８および図９の制御ルーチンを抜ける。

［実施例２の特徴］
次に、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力をモータ温度に基づいて制限する供給電力制限方法を簡単に説明する。ここで、図１０はモータ温度に対する供給電力の制御方法を示したタイミングチャートである。

先ず、通電開始時刻（Ｔ０）で、過給アシストが必要な加速状態と判断されて、過給アシストモードに切り替えられ、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電が開始される。このとき、ＥＣＵ１０によって、アシストモータ７の実回転速度を目標回転速度に略一致させるのに必要な、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（ＰＯＷＥＲ）が算出される。そして、この供給電力（ＰＯＷＥＲ）をアシストモータ７の三相のステータコイルに供給することで、アシストモータ７の三相のステータコイルが通電制御されて、アシストモータ７の実回転速度が目標回転速度に略一致するように制御される。そして、通電開始時刻（Ｔ０）から時刻（Ｔ１）に至るまで、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を連続的に継続すると、モータ温度が時間経過に伴って上昇していく。ここで、モータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）は、温度センサを用いることなく、上記の演算方法で推定するようにしている。

図１０のタイミングチャートでは、ＥＣＵ１０によって推定されたモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が、通電開始時刻（Ｔ０）から時刻（Ｔ１）に至るまでアシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を連続的に継続した結果、時刻（Ｔ１）でモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第１判定値：α）を超えた時点で、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する供給電力（ＰＯＷＥＲ）を所定値以下に制限して、急激な昇温を防止することができる。このとき、急激に供給電力を所定値以下に落としたときに衝撃が有る等の弊害がある場合には、アシストモータ７の回転速度の急激な変化を避けるため、時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）に至るまでの期間、定常の供給電力（ＰＯＷＥＲ）からなだらかに供給電力（ＰＯＷＥＲ）を所定値以下となるように下げる等の工夫をする（電力徐変制御手段）ようにしても良い。

そして、時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）を超えて時刻（Ｔ３）に至るまでアシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を制限した結果、時刻（Ｔ３）でモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第２判定値：β）を超えた時点で、強制的に供給電力をカットする。すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルへの電力供給を停止する。つまりアシストモータ７の三相のステータコイルへの通電を停止する。これにより、アシストモータ７の三相のステータコイルの劣化、破損を防止することができる。

ここで、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力が多い程、あるいはアシストモータ７の通電継続時間が長い程、今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間の、通電開始前モータ温度、あるいは前回のモータ温度推定値（モータ温度：前回値）に対するモータ温度上昇率が異なる。例えば通電開始時刻から今回の制御周期に至るまでの期間、５秒間連続的に通電し、更に今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、連続的に通電した場合と、通電開始時刻から今回の制御周期に至るまでの期間、１０秒間連続的に通電し、更に今回の制御周期から次回の制御周期に至るまでの期間、連続的に通電した場合とでは、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に対するモータ温度上昇率が異なる。

そこで、閾値である判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に基づいて可変するようにしても良い。あるいは、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に対するモータ温度上昇率を、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に基づいて可変するようにしても良い。例えば単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力が多い程、あるいはアシストモータ７の通電継続時間が長い程、第１判定値または第２判定値を小さい値に設定する。あるいは単位時間当たりの供給電力が多い程、あるいはアシストモータ７の通電継続時間が長い程、モータ温度上昇率を大きい値に設定することで、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）に対する信頼性および安全性を向上させることができる。

また、例えば検出（算出）した単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力が同一であっても、アシストモータ７の周囲温度が高い程、アシストモータ７の内部温度がモータ過熱保護対策用上限値により早く到達する。あるいは検出（算出）した単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力が同一であっても、アシストモータ７の周囲温度が低い程、アシストモータ７の内部温度がモータ過熱保護対策用上限値により遅く到達する。

そこで、判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を、アシストモータ７の周囲温度（例えばエンジンルーム内の温度、エンジン冷却水温から推定可能）に基づいて可変するようにしても良い。あるいは、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に対するモータ温度上昇率を、アシストモータ７の周囲温度に基づいて可変するようにしても良い。例えばアシストモータ７の周囲温度が高い程、判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を小さい値に設定する。あるいはアシストモータ７の周囲温度が高い程、モータ温度上昇率を大きい値に設定することで、アシストモータ７の過熱による故障対策（アシストモータ７の過昇温防止対策）に対する信頼性および安全性を向上させることができる。

ここで、本実施例では、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に対するモータ温度上昇率を求め、この求めたモータ温度上昇率を利用してモータ温度推定値（前回値）に対するモータ温度上昇値を求め、このモータ温度上昇値をモータ温度推定値（前回値）に加算（積算）して、モータ温度推定値（今回値）を推定するようにしている。あるいは単位時間当たりの供給電力に対するモータ温度上昇率を求め、この求めたモータ温度上昇率を利用して通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値を求め、このモータ温度上昇値を通電開始前モータ温度に加算（積算）して、モータ温度推定値（今回値）を推定するようにしている。これにより、温度センサを設けることなく、アシストモータ７の内部温度（特に三相のステータコイルの温度：モータ温度）を精度良く、正確に推定することができる。

また、単位時間当たりの供給電力または電力供給制限用の供給電力に対するモータ温度上昇率を求めて時間的に積算して、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値を求め、通電開始前モータ温度に、通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値を加算して、モータ温度推定値（今回値）を推定するようにしても良い。なお、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力が通電開始時刻から通電終了時刻まで一定値とされる場合には、通電開始時刻から所定時間が経過した時点で、アシストモータ７の内部温度（実モータ温度）が判定スレッシュ（第１判定値または第２判定値）を超えることが予測できる。

そこで、アシストモータ７の三相のステータコイルへの通電開始時刻から所定時間（例えば図１０の通電開始時刻Ｔ０から時刻Ｔ１に至るまでに要した時間）が経過した時点で、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ供給電力制限指令を出力して、アシストモータ７への電力供給を制限する。さらに、供給電力制限指令を出力してから所定時間（例えば図１０の時刻Ｔ１から時刻Ｔ３に至るまでに要した時間）が経過した時点で、ＥＣＵ１０からコントローラ８へ供給電力カット指令を出力して、アシストモータ７への電力供給（通電）を停止（ＯＦＦ）するようにしても、本実施例と同様な効果を得ることができる。

図１１は本発明の実施例３を示したもので、電力徐変制御方法を示したタイミングチャートである。

本実施例のターボ過給機付エンジン制御システムにおいては、時刻（Ｔ１）でモータ温度推定値（ＴＨmotor （ｋ）：今回値）が判定スレッシュ（第１判定値：α）を超えた時点で、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する供給電力（ＰＯＷＥＲ）を所定値以下に制限している。すなわち、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）からこれよりも少ない電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）に落として、急激な昇温を防止している。このとき、急激に単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）を所定値（＝電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ））まで落としたときに衝撃が有る等の弊害がある場合には、アシストモータ７の回転速度の急激な変化を避ける必要がある。

このため、時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）に至るまでの期間、定常の供給電力（ＰＯＷＥＲ＝単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ））から、なだらかに目標制御値である供給電力（ＰＯＷＥＲ＝電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ））となるように落とす等の工夫をする（電力徐変制御手段）ようにしている。そこで、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する供給電力（ＰＯＷＥＲ）、あるいは単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）を、単位時間（時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）までの期間）当たり所定の勾配量（傾き）で連続的に減少させるようにしている。

ここで、図１１のタイミングチャートに示した電力徐変制御期間、つまり時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）までの期間の最適値は、ターボ過給機６に求められるパフォーマンス上の理由、あるいはアシストモータ７の性能劣化防止上の理由、あるいは過給アシストモード時の過給アシスト制御上の理由等によりそれぞれ異なるため、これらの理由に応じて決定することが望ましい。

例えば実過給圧と目標過給圧との偏差が小さく、アシストモータ７の回転速度（実回転速度）を、電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）に対応した電力供給制限用の回転速度まで落とすのを早くしても構わない場合には、図１１のタイミングチャートに示したように、時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２ａ）に到達した時点で、なだらかに目標制御値である電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）となるようにして、電力徐変制御期間を短くとるように補正する。また、実過給圧と目標過給圧との偏差が未だ大きく、アシストモータ７の回転速度（実回転速度）を、電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）に対応した電力供給制限用の回転速度まで落とすのを遅らせたい場合には、図１１のタイミングチャートに示したように、時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２ｂ）に到達した時点で、なだらかに目標制御値である電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）となるようにして、電力徐変制御期間を長くとるように補正する。

また、通電開始時刻から時刻（Ｔ１）に至るまでの通電継続期間中の、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）が多い場合や、アシストモータ７の周囲温度が高い場合には、通電開始前モータ温度、あるいは前回のモータ温度推定値（モータ温度：前回値）に対するモータ温度上昇率が大きくなる。そこで、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）が多い場合や、アシストモータ７の周囲温度が高い場合には、電力徐変制御期間を短くとるように補正する。また、逆に、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）が少ない場合や、アシストモータ７の周囲温度が低い場合には、電力徐変制御期間を長くとるように補正する。したがって、単位時間（時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）までの期間）当たり所定の勾配量で連続的に減少させる場合の傾きは、上記の理由により所定の範囲（Ａ）内で可変する。

また、電力供給の制限方法は、１段階の傾きにこだわる必要はなく、図１１のタイミングチャートに示した実線Ｂのように、２段階以上の傾きで段階的に減少させるようにしても良い。すなわち、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する供給電力（ＰＯＷＥＲ）、あるいは単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）または電力供給制限用の供給電力（ＷEBS ）を、単位時間（時刻（Ｔ１）から時刻（Ｔ２）までの期間）当たり所定のステップ量で段階的に減少させるようにしても良い。また、電力徐変制御期間中に、図１１のタイミングチャートに示した実線Ｂのように、単位時間当たり所定の勾配量（傾き）で連続的に減少させる方法と、単位時間当たり所定のステップ量で段階的に減少させる方法とを組み合わせても良い。

［変形例］
本実施例では、ＥＣＵ１０の制御信号（電力供給指令、供給電力制限指令、供給電力カット指令）に基づいて、アシストモータ７の三相のステータコイルに供給する供給電力（ＰＯＷＥＲ）を調整して、アシストモータ７の回転速度を制御するようにしているが、ＥＣＵ１０の制御信号（電力供給指令、供給電力制限指令、供給電力カット指令）に基づいてインバータより出力される交流電圧、周波数を調整してアシストモータ７の回転速度を制御するようにしても良い。

本実施例では、アクセル開度変化率が所定値以上の時に、過給アシストが必要な加速状態であると判断しているが、指令噴射量変化率または目標燃料圧力変化率が所定値以上の時に、過給アシストが必要な加速状態であると判断しても良い。また、アクセル開度変化率が第１所定値以上の時に、アクセルペダルが踏み込まれた加速状態と判断して、過給アシストモードに切り替えるようにしても良い。

また、アクセル開度変化率が第１所定値よりも小さい第２所定値以下の時に、アクセルペダルが戻された減速状態と判断して、回生発電モードに切り替えるようにしても良い。また、車両の走行する道路状況が上り坂の時に過給アシストモードに切り替えるようにしても良い。また、車両の走行する道路状況が下り坂の時に回生発電モードに切り替えるようにしても良い。

本実施例では、アシストモータ７として三相誘導電動発電機等の交流（ＡＣ）モータを用いた例を説明したが、アシストモータ７としてブラシレスＤＣモータやブラシ付きの直流（ＤＣ）モータを用いても良い。この場合には、電動機としての機能のみを備える。また、アシストモータ７の出力軸とロータシャフト（タービン軸）２３との間に、アシストモータ７の出力軸の回転速度を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構を設けても良い。

本実施例では、過給機として、エンジン１の排気エネルギーを利用して、エンジン１の各気筒の燃焼室２内に吸入される吸入空気を過給する電動機付ターボ過給機（ターボチャージャー）を採用した例を説明したが、過給機として、エンジン１の排気エネルギーを利用して、エンジン１の各気筒の燃焼室２内に吸入される吸入空気を過給する電動コンプレッサを採用しても良い。また、駆動モータの駆動トルクを利用して、エンジン１の各気筒の燃焼室２内に吸入される吸入空気を過給する電動機付過給機（スーパーチャージャー）を採用しても良い。

本実施例では、アシストモータ７の内部温度として、アシストモータ７に内蔵された発熱部品であるモータ巻線部（例えば三相のステータコイル（電機子巻線）等）の温度（＝モータ温度推定値）を推定（算出）するようにしているが、アシストモータ７の内部温度として、アシストモータ７等の駆動モータのモータ巻線部（例えば界磁巻線等）の温度（＝モータ温度推定値）を推定（算出）するようにしても良い。

本実施例では、過給圧センサ３５によって検出した実過給圧と目標過給圧との偏差に応じて、今回の制御周期における目標回転速度を算出し、次に、アシストモータ７の実回転速度を目標回転速度に略一致させるのに必要な、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を算出し、次に、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（ＰＯＷＥＲ）を時間積分して電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））を検出（算出）しているが、実過給圧（または吸気圧）と目標過給圧との偏差、あるいは目標（新規）吸入空気量または吸気圧または吸気温またはエンジン回転数またはアクセル開度変化率または目標過給圧に対応した目標回転速度を算出し、次に、この目標回転速度に対応した電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））または電力累積値、あるいは単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）を検出（算出）しても良い。

本実施例では、過給圧センサ３５によって検出した実過給圧（または吸気圧）と目標過給圧との偏差に応じて、今回の制御周期における目標回転速度を算出し、次に、アシストモータ７の実回転速度を目標回転速度に略一致させるのに必要な、アシストモータ７の三相のステータコイルへの供給電力（モータパワー：ＰＯＷＥＲ）を算出し、次に、単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）を検出（算出）しているが、実過給圧（または吸気圧）と目標過給圧との偏差、あるいは目標（新規）吸入空気量または吸気圧または吸気温またはエンジン回転数またはアクセル開度変化率または目標過給圧に対応した目標回転速度を算出し、次に、この目標回転速度に対応した単位時間当たりの供給電力（ＷEBS ）、あるいは電力積分値（ＰＯＷＥＲ（ｋ））または電力累積値を検出（算出）しても良い。

ターボ過給機付エンジンおよびその周辺機器を示した概略図である（実施例１）。 ターボ過給機付エンジン制御システムの制御系を示した構成図である（実施例１）。 ターボ過給機付エンジン制御システムの制御方法を示したフローチャートである（実施例１）。 アシストモータの回転速度の制御方法を示したフローチャートである（実施例１）。 アシストモータの回転速度の制御方法を示したフローチャートである（実施例１）。 ターボ過給機付エンジンおよびその周辺機器を示した概略図である（実施例２）。 ターボ過給機付エンジン制御システムの制御系を示した構成図である（実施例２）。 アシストモータの回転速度の制御方法を示したフローチャートである（実施例２）。 アシストモータの回転速度の制御方法を示したフローチャートである（実施例２）。 モータ温度に対する供給電力の制御方法を示したタイミングチャートである（実施例２）。 電力徐変制御方法を示したタイミングチャートである（実施例３）。

符号の説明

１ エンジン
２ エンジンの燃焼室
３ エンジン吸気管
４ エンジン排気管
６ ターボ過給機（ターボチャージャー）
７ アシストモータ（駆動モータ、電動発電機）
８ コントローラ（電力変換部）
９ バッテリ
１０ ＥＣＵ（モータ制御装置、積算電力検出手段、モータ温度推定手段、電力供給制限手段）
２１ ターボ過給機のコンプレッサ
２２ ターボ過給機のタービン
４１ ＥＧＲ制御弁（排気ガス還流量制御弁）
４２ 排気ガス還流管

Claims (10)

1. （ａ）エンジンの気筒内に吸入される吸入空気を過給する過給機と、
   （ｂ）この過給機を回転駆動する駆動モータと、
   （ｃ）この駆動モータに供給する電力を調整して前記駆動モータの回転速度を制御するモータ制御装置と
   を備え、
   前記モータ制御装置は、単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記駆動モータへの供給電力を時間的に積算した電力累積値または前記駆動モータへの供給電力を時間積分した電力積分値を検出する積算電力検出手段、
   およびこの積算電力検出手段の検出値がモータ過熱保護対策用に設けられた第１判定値以上の際に、前記駆動モータの内部温度がモータ過熱保護対策用上限値を超えないように前記駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限するとともに、前記積算電力検出手段の検出値が前記第１判定値より多い側の第２判定値以上の際に、前記駆動モータへの供給電力を停止する電力供給制限手段とを有し、
   前記電力供給制限手段は、単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記駆動モータの周囲温度に基づいて、前記第１判定値または前記第２判定値を設定することを特徴とする過給アシスト制御システム。
2. （ａ）エンジンの気筒内に吸入される吸入空気を過給する過給機と、
   （ｂ）この過給機を回転駆動する駆動モータと、
   （ｃ）この駆動モータに供給する電力を調整して前記駆動モータの回転速度を制御するモータ制御装置と
   を備え、
   前記モータ制御装置は、単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記駆動モータへの供給電力を時間的に積算した電力累積値または前記駆動モータへの供給電力を時間積分した電力積分値を検出する積算電力検出手段、
   この積算電力検出手段の検出値に対するモータ温度上昇率を求めて、この求めたモータ温度上昇率と前記積算電力検出手段の検出値とに基づいて、前記駆動モータの内部温度を推定するモータ温度推定手段、
   およびこのモータ温度推定手段のモータ温度推定値が判定値以上の際に、前記駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限する電力供給制限手段
   を有していることを特徴とする過給アシスト制御システム。
3. 請求項２に記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記電力供給制限手段は、前記モータ温度推定手段のモータ温度推定値が第１判定値以上の際に、前記駆動モータへの供給電力を、前記駆動モータの内部温度がモータ過熱保護対策用上限値を超えないように制限すると共に、
   前記モータ温度推定手段のモータ温度推定値が前記第１判定値よりも高温側の第２判定値以上の際に、前記駆動モータへの供給電力の供給を停止することを特徴とする過給アシスト制御システム。
4. 請求項３に記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記電力供給制限手段は、単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記駆動モータの周囲温度に基づいて、前記第１判定値または前記第２判定値を可変にすることを特徴とする過給アシスト制御システム。
5. 請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記モータ温度推定手段は、前記エンジンの運転状態に対応して前記駆動モータへの供給電力の供給開始前の、前記駆動モータの内部温度に相当する通電開始前モータ温度を求め、
   前記積算電力検出手段の検出値に対するモータ温度上昇率を考慮して、前記通電開始前モータ温度に対するモータ温度上昇値を求め、
   前記通電開始前モータ温度に、前記モータ温度上昇値を加算して、前記駆動モータの内部温度を推定することを特徴とする過給アシスト制御システム。
6. 請求項２ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記モータ温度推定手段は、単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記駆動モータの周囲温度に基づいて、前記積算電力検出手段の検出値に対するモータ温度上昇率を可変にすることを特徴とする過給アシスト制御システム。
7. 請求項２ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記モータ制御装置は、単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記電力累積値または前記電力積分値と
   単位時間当たりの前記駆動モータへの供給電力、あるいは前記電力累積値または前記電力積分値によって生じる前記駆動モータの内部温度の単位時間当たりの発熱量に相当するモータ温度上昇率と
   の関係をモータパラメータとして記憶する記憶手段を有していることを特徴とする過給アシスト制御システム。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記モータ制御装置は、前記電力累積値または前記電力積分値が増える毎に、前記電力累積値または前記電力積分値を更新して記憶する積算電力記憶手段を有し、
   前記駆動モータへの通電を停止してから所定の条件を満足した時点で、前記積算電力記憶手段に記憶した前記電力累積値または前記電力積分値を消去することを特徴とする過給アシスト制御システム。
9. 請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の過給アシスト制御システムにおいて、
   前記電力供給制限手段は、前記駆動モータに供給する電力を所定値以下に制限する際に、前記駆動モータへの供給電力を、単位時間当たり所定の勾配量で連続的に減少させる、あるいは単位時間当たり所定のステップ量で段階的に減少させることを特徴とする過給アシスト制御システム。
10. 請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の過給アシスト制御システムにおいて、
    前記過給機は、エンジン吸気管内に回転自在に収容されたコンプレッサ、およびエンジン排気管内に回転自在に収容されたタービンを有し、前記エンジンより流出する排気ガスの排気エネルギーを利用して、前記エンジンの気筒内に吸入される吸入空気を過給するターボ過給機であって、
    前記駆動モータは、前記ターボ過給機のコンプレッサおよびタービンのうちで少なくともコンプレッサを回転駆動することで過給アシストを行う電動機としての機能と前記排気エネルギーによって回転駆動されることで回生発電を行う発電機としての機能とを兼ね備えたアシストモータであって、
    前記アシストモータは、前記コンプレッサと前記タービンとの間に、しかも前記コンプレッサおよび前記タービンと同軸的に取り付けられていることを特徴とする過給アシスト制御システム。

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