JP6252546B2

JP6252546B2 - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP6252546B2
Application number: JP2015093343A
Authority: JP
Inventors: 棚田　雅之; 雅之棚田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: JP2016084802A

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、電動過給機を備える内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine suitable as a device for controlling an internal combustion engine including an electric supercharger.

従来、例えば特許文献１には、電動機によってコンプレッサの駆動をアシスト可能な電動アシストターボ過給機を備える内燃機関が開示されている。電動機は、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換したうえで電動機に供給するインバータと電気的に接続されている。この従来の内燃機関では、電動機とインバータとの間に介在する動力線が排気管に巻き付けられている。このような構成によれば、インバータから電動機に交流電流が供給されたときに、導線が巻き付けられた排気管に渦電流を発生させ、この渦電流によるジュール熱（誘導加熱）を利用して排気管を加熱することができる。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an internal combustion engine including an electrically assisted turbocharger capable of assisting driving of a compressor by an electric motor. The electric motor is electrically connected to an inverter that supplies the electric motor after converting the direct current supplied from the battery into an alternating current. In this conventional internal combustion engine, a power line interposed between the electric motor and the inverter is wound around the exhaust pipe. According to such a configuration, when an alternating current is supplied from the inverter to the electric motor, an eddy current is generated in the exhaust pipe around which the conductive wire is wound, and exhaust is performed using Joule heat (induction heating) due to the eddy current. The tube can be heated.

特開２００７−１２０３７６号公報JP 2007-120376 A 特開２０１１−１２５１２１号公報JP2011-125121A 特開２０１１−０８９６２５号公報JP 2011-089625 A

ところで、電動機を利用する電動過給機としては、上述した電動アシストターボ過給機の他に、ターボ過給機とは組み合わされずにコンプレッサを電動機によって駆動する方式の電動コンプレッサもある。どちらの方式の電動過給機の場合にも、電動過給機の回転軸の軸受を潤滑するための潤滑剤の温度が低いと、潤滑剤の粘度が高くなるので摺動部位の摩擦が大きくなる。このことは、過給機の効率の低下に繋がる。したがって、エンジン始動直後等の潤滑剤の温度が低い時には、潤滑剤の温度を速やかに高めたいという要求がある。しかしながら、内燃機関からの伝熱を利用して潤滑剤の温度を高めるには、時間を要するとともに、その時間もエンジン始動後の運転状況によって変化する。また、潤滑剤を加熱する機構を別途備えることはコストアップを招く。また、エンジン始動後に加速要求が出されて電動機を利用することになった場合には、電動機への通電に伴って金属製である上記回転軸に発生する渦電流による誘導加熱を期待することができる。しかしながら、加速要求が出されたことを契機として誘導加熱を利用する場合には、誘導加熱を利用できるか否かはエンジン始動後に実際に加速要求が出されるか否かに依存する。 By the way, as an electric supercharger using an electric motor, there is an electric compressor of a system in which a compressor is driven by an electric motor without being combined with the turbocharger, in addition to the electric assist turbocharger described above. In either type of electric supercharger, if the temperature of the lubricant for lubricating the bearing of the rotating shaft of the electric supercharger is low, the viscosity of the lubricant increases, so the friction at the sliding part increases. Become. This leads to a decrease in the efficiency of the supercharger. Therefore, when the temperature of the lubricant is low, such as immediately after starting the engine, there is a demand for promptly increasing the temperature of the lubricant. However, it takes time to increase the temperature of the lubricant using heat transfer from the internal combustion engine, and the time also varies depending on the operating condition after the engine is started. Further, providing a separate mechanism for heating the lubricant causes an increase in cost. In addition, when an acceleration request is issued after the engine is started and an electric motor is to be used, induction heating due to eddy current generated in the rotating shaft made of metal with energization of the electric motor can be expected. it can. However, when using the induction heating in response to the request for acceleration, whether the induction heating can be used depends on whether the acceleration request is actually issued after the engine is started.

電動機への通電に伴う誘導加熱の利用は、ハードウェア構成の変更を必要とせずに潤滑剤の加熱が可能となるため、渦電流を効率的に発生させることができれば、潤滑剤を加熱させる要求があるときに有効な対策になるといえる。その一方で、誘導加熱の利用のために電動機への通電を行って電動過給機の回転速度が変化すると、吸気圧力が変化し、運転者が意図しないエンジントルクを生じさせてしまう可能性がある。したがって、誘導加熱を利用して効果的に潤滑剤を加熱させられるようにするためには、効率的な渦電流の発生と、誘導加熱の利用中の吸気圧力制御とを好適に両立させられるようになっていることが望ましい。 The use of induction heating associated with energization of the motor enables heating of the lubricant without the need to change the hardware configuration, so if eddy currents can be generated efficiently, the requirement to heat the lubricant It can be said that it becomes an effective measure when there is. On the other hand, if the rotational speed of the electric supercharger is changed by energizing the electric motor for the use of induction heating, the intake pressure may change, which may cause engine torque unintended by the driver. is there. Therefore, in order to effectively heat the lubricant using induction heating, it is possible to suitably achieve both efficient eddy current generation and intake pressure control during use of induction heating. It is desirable that

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、効率的な渦電流の発生と、誘導加熱の利用中の吸気圧力制御とを好適に両立しつつ、電動過給機に用いる潤滑剤の加熱を行えるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is suitable for an electric supercharger while preferably achieving both efficient eddy current generation and intake air pressure control during use of induction heating. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can heat a lubricant to be used.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気通路に配置され吸入空気を過給するコンプレッサと、前記コンプレッサの金属製の回転軸を駆動可能な電動機とを有し、前記回転軸の軸受が潤滑剤によって潤滑される電動過給機を備える内燃機関の制御装置であって、電動機制御手段を備える。電動機制御手段は、前記潤滑剤の温度が所定値以下である場合に、前記電動機から前記回転軸に対して駆動トルクの付与と当該駆動トルクの付与停止とを交互に行う間欠動作が実行されるように前記電動機への通電を制御する。そのうえで、電動機制御手段は、目標吸気圧力が実吸気圧力よりも高い場合には、目標吸気圧力が実吸気圧力と等しいもしくは実質的に等しい場合と比べて、前記間欠動作の１または複数の周期からなる単位期間中に占める駆動トルクの付与期間の割合を大きくし、目標吸気圧力が実吸気圧力よりも低い場合には、目標吸気圧力が実吸気圧力と等しいもしくは実質的に等しい場合と比べて、前記単位期間中に占める駆動トルクの付与期間の割合を小さくする。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes a compressor that is disposed in an intake passage and supercharges intake air, and an electric motor that can drive a metal rotary shaft of the compressor, and a bearing of the rotary shaft is lubricated. A control device for an internal combustion engine including an electric supercharger lubricated by an agent, comprising an electric motor control means. When the temperature of the lubricant is equal to or lower than a predetermined value, the motor control means performs an intermittent operation that alternately applies driving torque from the motor to the rotating shaft and stops applying the driving torque. In this manner, energization of the electric motor is controlled. In addition, when the target intake pressure is higher than the actual intake pressure, the motor control means starts from one or more cycles of the intermittent operation as compared with the case where the target intake pressure is equal to or substantially equal to the actual intake pressure. If the target intake pressure is lower than the actual intake pressure when the ratio of the drive torque application period in the unit period is increased, the target intake pressure is equal to or substantially equal to the actual intake pressure. The ratio of the drive torque application period in the unit period is reduced.

前記電動機制御手段は、前記間欠動作における駆動トルクの付与停止期間中に前記電動機から前記回転軸に対して制動トルクが付与されるように前記電動機への通電を制御することが好ましい。 It is preferable that the electric motor control unit controls energization to the electric motor such that a braking torque is applied from the electric motor to the rotating shaft during a stop period of applying the driving torque in the intermittent operation.

前記電動機制御手段は、目標吸気圧力が実吸気圧力よりも高い場合には、目標吸気圧力と実吸気圧力の差が大きいほど、前記単位期間中に占める駆動トルクの付与期間の割合をより大きくするものであってもよい。 When the target intake pressure is higher than the actual intake pressure, the motor control means increases the ratio of the drive torque application period in the unit period as the difference between the target intake pressure and the actual intake pressure increases. It may be a thing.

前記電動機制御手段は、目標吸気圧力が実吸気圧力よりも低い場合には、目標吸気圧力と実吸気圧力の差が大きいほど、前記単位期間中に占める駆動トルクの付与期間の割合をより小さくするものであってもよい。 When the target intake pressure is lower than the actual intake pressure, the motor control means reduces the ratio of the drive torque application period in the unit period as the difference between the target intake pressure and the actual intake pressure increases. It may be a thing.

前記電動機制御手段は、前記内燃機関を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量が所定値以下である場合に、前記間欠動作を実行するものであってもよい。 The electric motor control means may execute the intermittent operation when a depression amount of an accelerator pedal of a vehicle on which the internal combustion engine is mounted is a predetermined value or less.

前記電動機制御手段は、前記潤滑剤の温度が低い場合には、前記潤滑剤の温度が高い場合と比べて、前記間欠動作の実行のために前記電動機に与える電流または電圧を大きくするものであってもよい。 The motor control means increases the current or voltage applied to the motor for the execution of the intermittent operation when the temperature of the lubricant is low compared to when the temperature of the lubricant is high. May be.

前記電動過給機は、排気エネルギにより作動するタービンと前記電動機によって駆動可能な前記コンプレッサを備える電動アシストターボ過給機であることが好ましい。 The electric supercharger is preferably an electric assist turbocharger including a turbine that operates by exhaust energy and the compressor that can be driven by the electric motor.

本発明によれば、潤滑剤の温度が所定値以下である場合に、電動機から電動過給機の回転軸に対して駆動トルクの付与と当該駆動トルクの付与停止とを交互に行う間欠動作が実行されるように電動機への通電を制御することにより、電動過給機が備える金属部材（少なくとも上記回転軸）の周りに磁束変化が繰り返し発生するので、当該金属部材に渦電流を効率的に発生させることができる。また、本発明によれば、目標吸気圧力と実吸気圧力との大きさの比較結果に応じて、単位期間中に占める駆動トルクの付与期間の割合が調整される。これにより、効率的な渦電流の発生と、誘導加熱の利用中の吸気圧力制御とを好適に両立しつつ、電動過給機に用いる潤滑剤の加熱を行えるようになる。 According to the present invention, when the temperature of the lubricant is equal to or lower than a predetermined value, the intermittent operation of alternately applying the driving torque and stopping the applying of the driving torque from the electric motor to the rotating shaft of the electric supercharger is performed. By controlling the energization of the electric motor to be executed, a magnetic flux change repeatedly occurs around the metal member (at least the rotating shaft) provided in the electric supercharger, so that an eddy current is efficiently generated in the metal member. Can be generated. Further, according to the present invention, the ratio of the application period of the drive torque in the unit period is adjusted according to the comparison result between the target intake pressure and the actual intake pressure. As a result, it is possible to heat the lubricant used in the electric supercharger while suitably achieving both efficient eddy current generation and intake pressure control during induction heating.

本発明の実施の形態１に係る内燃機関のシステム構成を概略的に説明するための図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for schematically explaining a system configuration of an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. 図１に示すターボ過給機の構成を概略的に説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating schematically the structure of the turbocharger shown in FIG. 図１に示す電動機の制御系の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the control system of the electric motor shown in FIG. 永久磁石同期式の電動機が回転する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle which a permanent-magnet synchronous motor rotates. 本発明の実施の形態１におけるシャフト加熱制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shaft heating control in Embodiment 1 of this invention. シャフト加熱制御に用いられる３相の交流電圧の加速波形および減速波形を表したタイムチャートである。It is a time chart showing the acceleration waveform and deceleration waveform of the three-phase alternating voltage used for shaft heating control. 本発明の実施の形態１において実行されるメインルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the main routine performed in Embodiment 1 of the present invention. アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいてシャフト加熱制御と加速アシスト制御のうちのどちらを用いるかを決定するために用いられるマップである。It is a map used in order to determine which of shaft heating control and acceleration assistance control is used based on an accelerator opening and an engine speed. 本発明の実施の形態１および２において実行されるサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine performed in Embodiment 1 and 2 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る内燃機関のシステム構成を概略的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematically the system configuration | structure of the internal combustion engine which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２において実行されるメインルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the main routine performed in Embodiment 2 of the present invention. エンジン始動時のエンジン潤滑油の温度との関係で制御動作時間を定めたマップである。It is the map which defined control operation time in relation to the temperature of engine lubricating oil at the time of engine starting. シャフト加熱制御に関する処理を規定したサブルーチンの他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of the subroutine which prescribed | regulated the process regarding shaft heating control. 電動機に与える電流と潤滑油温度との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between the electric current given to an electric motor, and lubricating oil temperature.

実施の形態１．
まず、図１〜図８を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
［実施の形態１のシステムの構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関のシステム構成を概略的に説明するための図である。図１に示す内燃機関１０は、火花点火式エンジン（一例として、ガソリンエンジン）であり、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。ここでは、内燃機関１０は、一例として火花点火式エンジンであるものとするが、本発明の対象となる内燃機関には、圧縮着火式エンジンも含まれる。 Embodiment 1 FIG.
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
[System configuration of the first embodiment]
FIG. 1 is a diagram for schematically explaining the system configuration of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. An internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is a spark ignition engine (a gasoline engine as an example), and is mounted on a vehicle and used as a power source. Here, the internal combustion engine 10 is a spark ignition type engine as an example, but the internal combustion engine that is the subject of the present invention includes a compression ignition type engine.

内燃機関１０の各気筒には、吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２の入口付近には、エアクリーナ１６が設けられている。エアクリーナ１６には、吸気通路１２を流れる空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアクリーナ１６よりも下流側の吸気通路１２には、吸入空気を過給するために、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配置されている。ターボ過給機２０は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２０ｂを排気通路１４に備えている。コンプレッサ２０ａは、タービン２０ｂに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。そのうえで、ターボ過給機２０は、電動機２２によってコンプレッサ２０ａの駆動をアシスト可能な電動アシストターボ過給機として構成されている。 An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with each cylinder of the internal combustion engine 10. An air cleaner 16 is provided near the inlet of the intake passage 12. The air cleaner 16 is provided with an air flow meter 18 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air flowing through the intake passage 12. A compressor 20a of the turbocharger 20 is disposed in the intake passage 12 downstream of the air cleaner 16 in order to supercharge intake air. The turbocharger 20 includes a turbine 20b that is operated by exhaust energy of exhaust gas in the exhaust passage 14. The compressor 20a is rotationally driven by the exhaust energy of the exhaust gas input to the turbine 20b. In addition, the turbocharger 20 is configured as an electrically assisted turbocharger capable of assisting the drive of the compressor 20 a by the electric motor 22.

図２は、図１に示すターボ過給機２０の構成を概略的に説明するための断面図である。図２に示すように、ターボ過給機２０は、コンプレッサインペラ２０ａ１とタービンインペラ２０ｂ１とを連結する回転軸２０ｃを備えている。回転軸２０ｃは、２つの軸受２０ｄによって支持されている。軸受２０ｄは、ここでは、すべり軸受方式が採用されており、回転軸２０ｃと軸受２０ｄとの潤滑のために両者の間には潤滑剤（具体的には、潤滑油）が供給される。そのために、ハウジング２０ｅには、軸受２０ｄに潤滑油を供給するための油供給通路２０ｆが設けられている。潤滑油としては、内燃機関１０の各部の潤滑のためのエンジン潤滑油が使用されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view for schematically explaining the configuration of the turbocharger 20 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the turbocharger 20 includes a rotating shaft 20c that connects the compressor impeller 20a1 and the turbine impeller 20b1. The rotating shaft 20c is supported by two bearings 20d. Here, the bearing 20d employs a sliding bearing system, and a lubricant (specifically, lubricating oil) is supplied between the rotating shaft 20c and the bearing 20d for lubrication. For this purpose, the housing 20e is provided with an oil supply passage 20f for supplying lubricating oil to the bearing 20d. As the lubricating oil, an engine lubricating oil for lubricating each part of the internal combustion engine 10 is used.

ターボ過給機２０の回転軸２０ｃは、金属製であり、電動機２２の回転子２２ａの回転軸としても機能するように構成されている。より具体的には、電動機２２は、コンプレッサ２０ａとタービン２０ｂとの間に介在するように配置されている。回転子２２ａは、回転軸２０ｃの外周に取り付けられている。回転子２２ａは、磁石２２ａ１と、磁石２２ａ１を覆うように形成された金属製の磁石保持部材２２ａ２とによって構成されている。また、ハウジング２０ｅの内部には、固定子２２ｂが配置されている。固定子２２ｂは、空隙を介して回転子２２ａを覆うように形成された固定子コア２２ｂ１と、固定子コア２２ｂ１に巻き付けられた固定子コイル２２ｂ２とによって構成されている。回転子２２ａは、電動機２２の界磁として機能し、固定子２２ｂは、電動機２２の電機子として機能する。 The rotating shaft 20 c of the turbocharger 20 is made of metal and is configured to function also as the rotating shaft of the rotor 22 a of the electric motor 22. More specifically, the electric motor 22 is disposed so as to be interposed between the compressor 20a and the turbine 20b. The rotor 22a is attached to the outer periphery of the rotating shaft 20c. The rotor 22a includes a magnet 22a1 and a metal magnet holding member 22a2 formed so as to cover the magnet 22a1. A stator 22b is arranged inside the housing 20e. The stator 22b includes a stator core 22b1 formed so as to cover the rotor 22a through a gap, and a stator coil 22b2 wound around the stator core 22b1. The rotor 22 a functions as a field of the electric motor 22, and the stator 22 b functions as an armature of the electric motor 22.

より具体的には、電動機２２は、３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の固定子コイル２２ｂ２と、永久磁石である磁石２２ａ１とを備え、３相交流を利用する永久磁石同期電動機である。電動機２２は、インバータ２４に動力線２６を介して電気的に接続されている。インバータ２４は、バッテリ（直流電源）２８からの直流電流を３相の交流電流に変換して電動機２２に供給する。電動機２２は、回転軸２０ｃの回転位置（回転子２２ａの磁極位置）を検出するレゾルバ３０を備えている。 More specifically, the electric motor 22 is a permanent magnet synchronous motor that includes a three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) stator coil 22b2 and a magnet 22a1 that is a permanent magnet, and uses a three-phase AC. is there. The electric motor 22 is electrically connected to the inverter 24 via a power line 26. The inverter 24 converts the direct current from the battery (direct current power supply) 28 into a three-phase alternating current and supplies it to the electric motor 22. The electric motor 22 includes a resolver 30 that detects the rotational position of the rotating shaft 20c (the magnetic pole position of the rotor 22a).

コンプレッサ２０ａよりも下流側の吸気通路１２には、コンプレッサ２０ａにより過給された吸入空気を冷却するインタークーラ３２が配置されている。インタークーラ３２よりも下流側の吸気通路１２には、吸気通路１２を開閉する電子制御式のスロットルバルブ３４が配置されている。スロットルバルブ３４よりも下流側の吸気通路１２には、吸気圧力（過給圧）を検出する吸気圧力センサ３６が取り付けられている。また、排気通路１４には、タービン２０ｂをバイパスする排気バイパス通路３８が接続されている。排気バイパス通路３８には、排気バイパス通路３８を開閉する電子制御式のウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）４０が配置されている。ＷＧＶ４０の開度を調整することで過給圧を調整することができる。 An intercooler 32 that cools the intake air supercharged by the compressor 20a is disposed in the intake passage 12 downstream of the compressor 20a. An electronically controlled throttle valve 34 that opens and closes the intake passage 12 is disposed in the intake passage 12 downstream of the intercooler 32. An intake pressure sensor 36 for detecting intake pressure (supercharging pressure) is attached to the intake passage 12 downstream of the throttle valve 34. The exhaust passage 14 is connected to an exhaust bypass passage 38 that bypasses the turbine 20b. An electronically controlled waste gate valve (WGV) 40 that opens and closes the exhaust bypass passage 38 is disposed in the exhaust bypass passage 38. The supercharging pressure can be adjusted by adjusting the opening of the WGV 40.

さらに、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を制御する制御装置として、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０と、下記の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路（インバータ２４以外は図示省略）などを備えている。ＥＣＵ５０は、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置（ＣＰＵ）とを備え、内燃機関１０のシステム全体の制御を行うものである。入出力インターフェースは、内燃機関１０もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関１０が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ＥＣＵ５０が信号を取り込むセンサには、上述したエアフローメータ１８および吸気圧力センサ３６に加え、クランク角度を検出するためのクランク角センサ５２、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ５４、および、エンジン潤滑油温度を検出する油温センサ５６等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。上記センサには、車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するためのアクセルポジションセンサ５８も含まれる。ＥＣＵ５０が操作信号を出すアクチュエータには、上述した電動機２２、スロットルバルブ３４およびＷＧＶ４０に加え、内燃機関１０の筒内もしくは吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁６０、および、筒内の混合気に点火するための点火装置６２等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。メモリには、内燃機関１０を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。 Furthermore, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50 and a drive circuit (not shown except for the inverter 24) for driving the following various actuators as a control device for controlling the internal combustion engine 10. ing. The ECU 50 includes at least an input / output interface, a memory, and an arithmetic processing unit (CPU), and controls the entire system of the internal combustion engine 10. The input / output interface is provided to take in sensor signals from various sensors attached to the internal combustion engine 10 or a vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted, and to output operation signals to various actuators included in the internal combustion engine 10. In addition to the air flow meter 18 and the intake pressure sensor 36 described above, the ECU 50 receives signals from the crank angle sensor 52 for detecting the crank angle, the water temperature sensor 54 for detecting the engine coolant temperature, and the engine lubricating oil. Various sensors for acquiring an engine operating state such as an oil temperature sensor 56 for detecting temperature are included. The sensor includes an accelerator position sensor 58 for detecting the amount of depression (accelerator opening) of the accelerator pedal of the vehicle. In addition to the electric motor 22, the throttle valve 34, and the WGV 40, the actuator from which the ECU 50 outputs an operation signal includes a fuel injection valve 60 that injects fuel into the cylinder or the intake port of the internal combustion engine 10, and an air-fuel mixture in the cylinder. Various actuators for controlling engine operation, such as an ignition device 62 for igniting, are included. The memory stores various control programs and maps for controlling the internal combustion engine 10. The CPU reads out and executes a control program or the like from the memory, and generates operation signals for various actuators based on the acquired sensor signals.

［実施の形態１の制御］
（電動機による電動アシスト）
図３は、図１に示す電動機２２の制御系の構成を説明するための図である。図４は、永久磁石同期式の電動機２２が回転する原理を説明するための図である。インバータ２４は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を利用して、直流電圧から正弦波の交流電圧を擬似的に生成する。そして、インバータ２４は、各相の固定子コイル２２ｂ２に対応するスイッチング素子（図示省略）のオンオフを制御することで、位相が互いに１２０°だけずれた３相の交流電圧を出力する。その結果、電動機２２の各相の固定子コイル２２ｂ２に対して、同様に位相が互いに１２０°だけずれた３相の交流電流を供給することができる。３相の交流電流が固定子コイル２２ｂ２に加えられると、図４に示すように、固定子２２ｂの周りに回転磁界が発生する。この回転磁界は、回転軸２０ｃの軸心を中心として、３相の交流電流の周波数相当の回転速度で回転する。 [Control of Embodiment 1]
(Electric power assist by electric motor)
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the control system of electric motor 22 shown in FIG. FIG. 4 is a view for explaining the principle of rotation of the permanent magnet synchronous motor 22. The inverter 24 artificially generates a sinusoidal AC voltage from the DC voltage by using pulse width modulation (PWM) control. The inverter 24 outputs a three-phase AC voltage whose phases are shifted from each other by 120 ° by controlling on / off of switching elements (not shown) corresponding to the stator coils 22b2 of the respective phases. As a result, three-phase alternating currents whose phases are shifted from each other by 120 ° can be similarly supplied to the stator coils 22b2 of the respective phases of the electric motor 22. When a three-phase alternating current is applied to the stator coil 22b2, a rotating magnetic field is generated around the stator 22b as shown in FIG. The rotating magnetic field rotates around the axis of the rotating shaft 20c at a rotation speed corresponding to the frequency of the three-phase alternating current.

上記のように発生する回転磁界を回転子２２ａの回転位置および回転速度に応じて制御することで、回転子２２ａの磁石２２ａ１を回転磁界に引き寄せられつつ回転子２２ａを回転させることができる（すなわち、回転磁界と同期して回転子２２ａを回転させることができる）。ここで、回転子２２ａの軸方向から見て、回転子２２ａの軸心を通って回転磁界のＮＳ方向を示す電機子軸と、回転子２２ａの軸心を通って磁石２２ａ１のＮＳ方向を示す界磁軸とがなす角度を「負荷角θ」と称する。ここでは、電機子軸が界磁軸に対して回転磁界の回転方向（図４では反時計回り方向）に進んでいる場合の負荷角θを正とする。 By controlling the rotating magnetic field generated as described above according to the rotational position and rotational speed of the rotor 22a, the rotor 22a can be rotated while the magnet 22a1 of the rotor 22a is attracted to the rotating magnetic field (that is, The rotor 22a can be rotated in synchronization with the rotating magnetic field). Here, when viewed from the axial direction of the rotor 22a, the armature shaft showing the NS direction of the rotating magnetic field through the axis of the rotor 22a and the NS direction of the magnet 22a1 through the axis of the rotor 22a are shown. The angle formed by the field axis is referred to as “load angle θ”. Here, the load angle θ when the armature shaft advances in the rotation direction of the rotating magnetic field (counterclockwise direction in FIG. 4) with respect to the field axis is positive.

回転子２２ａが回転磁界と同期して回転しているが負荷角θがゼロとなる場合には、電動機２２はトルクを発生しない。一方、回転子２２ａが回転磁界と同期して回転しているが図４に示すように正の負荷角θが生じている場合には、回転磁界から磁石２２ａ１に対して吸引力が作用するので、電動機２２は駆動トルクを発生する。したがって、電動機２２がこの駆動トルクを発生できるように正の負荷角θを設定することで、電動機２２がターボ過給機２０の回転軸２０ｃに対して駆動トルクを付与し、回転軸２０ｃの回転を加速させることができる。すなわち、排気エネルギを利用したタービン２０ｂによるコンプレッサ２０ａの駆動を、電動機２２を用いて電動でアシストすることができる。 When the rotor 22a rotates in synchronization with the rotating magnetic field but the load angle θ becomes zero, the electric motor 22 does not generate torque. On the other hand, when the rotor 22a rotates in synchronization with the rotating magnetic field but a positive load angle θ is generated as shown in FIG. 4, an attractive force acts on the magnet 22a1 from the rotating magnetic field. The electric motor 22 generates drive torque. Therefore, by setting the positive load angle θ so that the electric motor 22 can generate this driving torque, the electric motor 22 applies the driving torque to the rotating shaft 20c of the turbocharger 20, and the rotation of the rotating shaft 20c. Can be accelerated. That is, the drive of the compressor 20a by the turbine 20b using the exhaust energy can be assisted electrically by using the electric motor 22.

より具体的には、電動アシストを行う場合には、ＥＣＵ５０は、ターボ回転速度相当の周波数とほぼ同じ周波数の３相の交流電圧を生成するようにインバータ２４に指令を出す。この際、ＥＣＵ５０は、レゾルバ３０を用いて回転子２２ａの回転位置（磁極の位置）と回転速度とを取得し、回転磁界による回転子２２ａの吸引を維持して回転子２２ａを回転させられるようにするために所定の正の負荷角θを満足する位相で３相の交流電圧を生成する指令をインバータ２４に与える。インバータ２４による電動機２２の回転速度の制御として、ここでは、可変電圧可変周波数制御が用いられている。 More specifically, when electric assist is performed, the ECU 50 issues a command to the inverter 24 so as to generate a three-phase AC voltage having substantially the same frequency as the frequency corresponding to the turbo rotation speed. At this time, the ECU 50 acquires the rotational position (magnetic pole position) and rotational speed of the rotor 22a using the resolver 30, and maintains the suction of the rotor 22a by the rotating magnetic field so that the rotor 22a can be rotated. In order to achieve this, a command for generating a three-phase AC voltage with a phase satisfying a predetermined positive load angle θ is given to the inverter 24. Here, variable voltage variable frequency control is used as control of the rotation speed of the electric motor 22 by the inverter 24.

（実施の形態１における制御の特徴部分）
回転磁界を発生させることによって固定子２２ｂに磁束変化を生じさせると、磁束変化の影響を受ける金属製の回転軸２０ｃの表面には、電磁誘導の原理により渦電流が発生する。このような渦電流は、回転軸２０ｃ以外に、固定子２２ｂの周囲に位置している金属部材（磁石保持部材２２ａ２および軸受２０ｄ等）の表面にも発生し得る。その結果、回転軸２０ｃ等の電気抵抗によってジュール熱が発生し、回転軸２０ｃ等の温度が上昇する（誘導加熱）。また、磁束変化に伴って、磁石２２ａ１には、ヒステリシス損による熱が発生する。これらの熱が軸受２０ｄに伝わることで油膜温度が上昇し、潤滑油の粘度が低下する。その結果、回転軸２０ｃと軸受２０ｄとの間のフリクションの低下により、ターボ過給機２０の効率が高くなる。このことは、車両燃費の向上に繋がる。 (Characteristics of control in Embodiment 1)
When a magnetic flux change is generated in the stator 22b by generating a rotating magnetic field, an eddy current is generated on the surface of the metal rotating shaft 20c affected by the magnetic flux change by the principle of electromagnetic induction. Such an eddy current may be generated on the surface of a metal member (such as the magnet holding member 22a2 and the bearing 20d) located around the stator 22b in addition to the rotating shaft 20c. As a result, Joule heat is generated by electric resistance of the rotating shaft 20c and the like, and the temperature of the rotating shaft 20c and the like rises (induction heating). Further, with the change in magnetic flux, heat due to hysteresis loss is generated in the magnet 22a1. When these heat is transmitted to the bearing 20d, the oil film temperature increases and the viscosity of the lubricating oil decreases. As a result, the efficiency of the turbocharger 20 increases due to a reduction in friction between the rotary shaft 20c and the bearing 20d. This leads to an improvement in vehicle fuel consumption.

エンジン始動直後等のように潤滑油温度が低いときに回転軸２０ｃ等に効果的に渦電流を発生させることができれば、潤滑油温度を効果的に上昇させることができるといえる。ただし、特別な配慮なしに渦電流の発生のために磁束変化を生じさせることは、回転軸２０ｃの回転速度に変化を生じさせ、過給圧制御を含む吸気圧力制御に悪影響を与えてしまう可能性がある。したがって、潤滑油の加熱を行う場合には、効率的な渦電流の発生と、誘導加熱の利用中の吸気圧力制御とを好適に両立できるようになっていることが必要とされる。 If the eddy current can be effectively generated in the rotating shaft 20c or the like when the lubricating oil temperature is low, such as immediately after the engine is started, it can be said that the lubricating oil temperature can be effectively increased. However, generating a magnetic flux change for generating eddy currents without special consideration may cause a change in the rotational speed of the rotating shaft 20c and adversely affect intake pressure control including supercharging pressure control. There is sex. Therefore, when heating the lubricating oil, it is necessary to be able to suitably achieve both efficient eddy current generation and intake pressure control during use of induction heating.

図５は、本発明の実施の形態１におけるシャフト加熱制御を説明するための図である。本実施形態では、ターボ過給機２０の潤滑油の温度が所定値以下である場合に、電動機２２から回転軸２０ｃに対して駆動トルクと制動トルクとを所定の周期Ｔで交互に付与する動作が実行されるように電動機２２への通電を制御することとした。以下、このような制御を「シャフト加熱制御」と称する。図５に示す一例は、周期Ｔ中に占める駆動トルクの付与期間τ_Ｄの割合と制動トルクの付与期間τ_Ｂとの割合が等しい場合のものである。より具体的には、本実施形態のシャフト加熱制御は、駆動トルクの付与と当該駆動トルクの付与停止とを交互に行う間欠動作を実行するものであって、制動トルクの付与期間τ_Ｂが間欠動作における駆動トルクの付与停止期間に相当している。そして、周期Ｔは、間欠動作の１周期に相当する。 FIG. 5 is a diagram for explaining the shaft heating control in the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, when the temperature of the lubricating oil of the turbocharger 20 is equal to or lower than a predetermined value, an operation of alternately applying driving torque and braking torque from the electric motor 22 to the rotating shaft 20c with a predetermined period T. The energization of the electric motor 22 is controlled so as to be executed. Hereinafter, such control is referred to as “shaft heating control”. An example shown in FIG. 5 is a case in which the ratio of the drive torque application period τ _{D and} the ratio of the braking torque application period τ _B in the period T are equal. More specifically, the shaft heating control of the present embodiment executes an intermittent operation in which the application of the drive torque and the stop of the application of the drive torque are alternately performed, and the application period τ _{B of the} braking torque is intermittent. This corresponds to a drive torque application stop period in operation. The period T corresponds to one period of intermittent operation.

本実施形態では、目標吸気圧力と実吸気圧力とが等しいもしくは実質的に等しい場合に、図５に示す割合が使用される。そのうえで、目標吸気圧力が実吸気圧力よりも高い場合には、目標吸気圧力が実吸気圧力と等しいもしくは実質的に等しい場合と比べて、周期Ｔ中に占める駆動トルクの付与期間τ_Ｄの割合が大きくされる。一方、目標吸気圧力が実吸気圧力よりも低い場合には、目標吸気圧力が実吸気圧力と等しいもしくは実質的に等しい場合と比べて、周期Ｔ中に占める駆動トルクの付与期間の割合τ_Ｄが小さくされる。 In the present embodiment, the ratio shown in FIG. 5 is used when the target intake pressure and the actual intake pressure are equal or substantially equal. In addition, when the target intake pressure is higher than the actual intake pressure, the ratio of the drive torque application period τ _D occupying during the period T is larger than when the target intake pressure is equal to or substantially equal to the actual intake pressure. Increased. On the other hand, when the target intake pressure is lower than the actual intake pressure, the ratio τ _D of the drive torque application period occupying during the period T is larger than when the target intake pressure is equal to or substantially equal to the actual intake pressure. It is made smaller.

より具体的には、本実施形態では、潤滑油温度が所定値以下であって、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）が所定値（例えば、３０％開度）以下である場合に、シャフト加熱制御を行うこととしている。 More specifically, in the present embodiment, when the lubricating oil temperature is equal to or lower than a predetermined value and the accelerator pedal depression amount (accelerator opening) is equal to or lower than a predetermined value (for example, 30% opening), the shaft Heating control is to be performed.

シャフト加熱制御によって電動機２２が回転軸２０ｃに対して駆動トルクを付与すると、回転軸２０ｃの回転の加速を促し、一方、電動機２２が回転軸２０ｃに対して制動トルクを付与すると、回転軸２０ｃの回転の減速を促すことになる。したがって、シャフト加熱制御における上記の周期Ｔは、長すぎるとターボ回転速度の変動が大きくなって内燃機関１０のドライバビリティ等に悪影響を与えてしまう可能性がある。このため、周期Ｔは０．２秒以下（周波数としては５Ｈｚ以上）であることが望ましく、本実施形態では、周期Ｔを一例として０．２秒に設定している。 When the electric motor 22 applies driving torque to the rotating shaft 20c by the shaft heating control, acceleration of the rotation of the rotating shaft 20c is promoted. On the other hand, when the electric motor 22 applies braking torque to the rotating shaft 20c, the rotating shaft 20c It will prompt the deceleration of the rotation. Therefore, if the above-described period T in the shaft heating control is too long, fluctuations in the turbo rotation speed become large, which may adversely affect the drivability of the internal combustion engine 10 and the like. For this reason, the period T is preferably 0.2 seconds or less (frequency is 5 Hz or more). In the present embodiment, the period T is set to 0.2 seconds as an example.

図６は、シャフト加熱制御に用いられる３相の交流電圧の加速波形および減速波形を表したタイムチャートである。図６（Ａ）は、回転軸２０ｃに対して駆動トルクを付与して加速を促す際の３相の交流電圧の波形（加速波形）の一例を示している。図６（Ｂ）は、回転軸２０ｃに対して制動トルクを付与して減速を促す際の３相の交流電圧の波形（減速波形）の一例を示している。なお、３相の交流電圧が上記のように固定子コイル２２ｂ２に印加された場合の３相の交流電流の波形も、３相の交流電圧と同様に、互いに位相が１２０°ずれた３相の交流波形となる。ここでは、回転軸２０ｃの回転の加速と減速を制御するために、３相の交流電圧を制御する例について説明するが、これに代え、３相の交流電流を制御するようにしてもよい。また、図６においては、線種の異なる２つの破線で表した波形については、一部のみを図示しているが、これらの波形の変化は、実線で表した波形の変化と同様である。 FIG. 6 is a time chart showing an acceleration waveform and a deceleration waveform of a three-phase AC voltage used for shaft heating control. FIG. 6A shows an example of a waveform (acceleration waveform) of a three-phase AC voltage when driving torque is applied to the rotating shaft 20c to promote acceleration. FIG. 6B shows an example of a three-phase AC voltage waveform (deceleration waveform) when braking torque is applied to the rotating shaft 20c to promote deceleration. In addition, the waveform of the three-phase alternating current when the three-phase alternating voltage is applied to the stator coil 22b2 as described above is the same as the three-phase alternating voltage, and the three-phase alternating current has a phase shifted by 120 °. AC waveform. Here, an example in which a three-phase AC voltage is controlled in order to control the acceleration and deceleration of rotation of the rotating shaft 20c will be described, but instead, a three-phase AC current may be controlled. Further, in FIG. 6, only a part of the waveforms represented by two broken lines having different line types is illustrated, but the change in these waveforms is the same as the change in the waveform represented by the solid line.

まず、加速波形について説明する。回転軸２０ｃに対して駆動トルクを付与するためには、上述したように、回転磁界が回転子２２ａを継続して吸引できるようにするために正の負荷角θを満足する位相を用いて３相の交流電圧が生成される。可変電圧可変周波数制御を利用するインバータ２４は、加速が進むにつれ（すなわち、回転子２２ａの回転速度が高くなるにつれ）、図６（Ａ）に示すように３相の交流電圧の振幅を大きくしつつ周波数を高くする。電動機２２が発生するトルクは電動機２２に与えられる電流の大きさにほぼ比例する。このため、インバータ２４は、ＥＣＵ５０からの指令に基づき、回転軸２０ｃ（回転子２２ａ）の加速度をより高める場合には、３相の交流電圧の振幅をより大きくする。 First, the acceleration waveform will be described. In order to apply the drive torque to the rotating shaft 20c, as described above, the rotating magnetic field can be continuously attracted to the rotor 22a by using a phase that satisfies the positive load angle θ. A phase alternating voltage is generated. The inverter 24 using the variable voltage variable frequency control increases the amplitude of the three-phase AC voltage as shown in FIG. 6A as the acceleration progresses (that is, as the rotational speed of the rotor 22a increases). While increasing the frequency. The torque generated by the electric motor 22 is substantially proportional to the magnitude of the current applied to the electric motor 22. Therefore, the inverter 24 increases the amplitude of the three-phase AC voltage when the acceleration of the rotating shaft 20c (rotor 22a) is further increased based on a command from the ECU 50.

次に、減速波形について説明する。回転子２２ａが回転磁界と同期して回転しているが図４に示すように負の負荷角（すなわち、駆動トルクを付与する際の負荷角θと符号が逆の負荷角（−θ））が生じている場合には、磁石２２ａ１には、回転磁界に対して反発する力が作用する。この力は、回転子２２ａの回転を妨げる方向に作用するので、電動機２２は制動トルクを発生する。したがって、この場合には、電動機２２がターボ過給機２０の回転軸２０ｃに対して制動トルクを付与し、回転軸２０ｃの回転を減速させることができる。 Next, the deceleration waveform will be described. Although the rotor 22a rotates in synchronization with the rotating magnetic field, as shown in FIG. 4, a negative load angle (that is, a load angle (-θ) having a sign opposite to the load angle θ when the driving torque is applied). When this occurs, a force repelling the rotating magnetic field acts on the magnet 22a1. Since this force acts in a direction that hinders the rotation of the rotor 22a, the electric motor 22 generates a braking torque. Therefore, in this case, the electric motor 22 can apply a braking torque to the rotating shaft 20c of the turbocharger 20 to decelerate the rotation of the rotating shaft 20c.

減速時についても、加速時と同様に、図６（Ｂ）に示すようにＵ相、Ｖ相およびＷ相の順で１２０°だけ互いに位相がずれた交流電圧が使用される。ただし、減速の場合には、インバータ２４は、減速が進むにつれ（すなわち、回転子２２ａの回転速度が低くなるにつれ）、図６（Ｂ）に示すように３相の交流電圧の振幅を小さくしつつ周波数を低くする。また、インバータ２４は、ＥＣＵ５０からの指令に基づき、回転軸２０ｃ（回転子２２ａ）の減速度をより高める場合には、３相の交流電圧の振幅をより大きくする。 Also during deceleration, as in acceleration, AC voltages that are out of phase with each other by 120 ° in the order of the U-phase, V-phase, and W-phase are used, as shown in FIG. 6B. However, in the case of deceleration, the inverter 24 reduces the amplitude of the three-phase AC voltage as shown in FIG. 6B as the deceleration progresses (that is, as the rotational speed of the rotor 22a decreases). While lowering the frequency. Further, the inverter 24 increases the amplitude of the three-phase AC voltage when the deceleration of the rotating shaft 20c (rotor 22a) is further increased based on a command from the ECU 50.

（実施の形態１における具体的処理）
図７は、本発明の実施の形態１におけるシャフト加熱制御を含む電動機制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行するメインルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、内燃機関１０が始動されたときに起動された後に、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。 (Specific processing in Embodiment 1)
FIG. 7 is a flowchart showing a main routine executed by ECU 50 in order to realize motor control including shaft heating control in the first embodiment of the present invention. This routine is repeatedly executed every predetermined control cycle after being started when the internal combustion engine 10 is started.

図７に示すメインルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ１００に進む。ステップ１００では、アクセル開度が所定値以下であるか否かが判定される。この所定値は、一例として、アクセル開度で３０％程度の値であり、より詳しくは、クランク角センサ５２の出力信号を用いて算出されるエンジン回転速度に応じて以下に図８に示すように変更される。 In the main routine shown in FIG. 7, the ECU 50 first proceeds to step 100. In step 100, it is determined whether or not the accelerator opening is equal to or less than a predetermined value. This predetermined value is, for example, a value of about 30% in the accelerator opening, and more specifically, as shown in FIG. 8 below according to the engine speed calculated using the output signal of the crank angle sensor 52. Changed to

図８は、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいてシャフト加熱制御と加速アシスト制御のうちのどちらを用いるかを決定するために用いられるマップである。このマップによれば、大アクセル開度側の領域では、加速アシスト制御が選択され、小アクセル開度側の領域では、シャフト加熱制御が選択されるようになる。加速アシスト制御とは、上記シャフト加熱制御とは異なり、電動アシストによって加速を支えるために上記加速波形のみを使用するものである。これら２つの領域の境界でのアクセル開度に相当する値が上記所定値であり、エンジン回転速度が高いほど大きくなるように設定されている。すなわち、この設定によれば、エンジン回転速度が高い場合には、それが低い場合と比べて、より高いアクセル開度の使用時にもシャフト加熱制御が実行されるようになる。 FIG. 8 is a map used to determine which of shaft heating control and acceleration assist control is used based on the accelerator opening and the engine speed. According to this map, the acceleration assist control is selected in the region on the large accelerator opening side, and the shaft heating control is selected in the region on the small accelerator opening side. In the acceleration assist control, unlike the shaft heating control, only the acceleration waveform is used to support acceleration by electric assist. A value corresponding to the accelerator opening at the boundary between these two regions is the predetermined value, and is set to increase as the engine speed increases. That is, according to this setting, when the engine speed is high, the shaft heating control is executed even when a higher accelerator opening is used than when the engine speed is low.

ステップ１００の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０２に進み、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも高いか否かを判定する。目標吸気圧力Ｐｔは、アクセル開度に基づいて算出される要求トルクを実現するために必要とされる吸気圧力である。実吸気圧力Ｐは、吸気圧力センサ３６を用いて検出される。ステップ１００の判定が不成立となる状況下においてステップ１０２にて目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも高いと判定される間は、ＥＣＵ５０は、ステップ１０４に進み、加速アシスト制御を実行する。ステップ１０２の判定が不成立となる場合、つまり、吸気圧力の差（Ｐｔ−Ｐ）が認められない場合には、ＥＣＵ５０は、今回の処理サイクルを速やかに終了する。 If the determination in step 100 is not satisfied, the ECU 50 proceeds to step 102 and determines whether or not the target intake pressure Pt is higher than the actual intake pressure P. The target intake pressure Pt is the intake pressure required to realize the required torque calculated based on the accelerator opening. The actual intake pressure P is detected using the intake pressure sensor 36. While it is determined in step 102 that the target intake pressure Pt is higher than the actual intake pressure P in a situation where the determination in step 100 is not established, the ECU 50 proceeds to step 104 and executes acceleration assist control. If the determination in step 102 is not established, that is, if the difference (Pt−P) in the intake pressure is not recognized, the ECU 50 immediately ends the current processing cycle.

一方、ステップ１００の判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０６に進む。ステップ１０６では、潤滑油温度が所定値（一例として３０℃）以下であるか否かが判定される。ここでは、ＥＣＵ５０は、一例として、油温センサ５６を用いてメインギャラリでの潤滑油の温度を検出し、当該温度が所定値以下であるか否かを判断している。メインギャラリは、エンジン潤滑油を内燃機関１０の各部（軸受２０ｄを含む）に供給するための主たる油路としてエンジンブロックに形成されたものである。しかしながら、本発明における潤滑油温度が所定値以下であるか否かの判定は、潤滑油温度を直接的に検出して行うものに限らず、例えば、水温センサ５４により検出されるエンジン冷却水温度を代用して判定するものであってもよい。 On the other hand, if the determination in step 100 is true, the ECU 50 proceeds to step 106. In step 106, it is determined whether the lubricating oil temperature is equal to or lower than a predetermined value (for example, 30 ° C.). Here, as an example, the ECU 50 detects the temperature of the lubricating oil in the main gallery using the oil temperature sensor 56, and determines whether the temperature is equal to or lower than a predetermined value. The main gallery is formed in the engine block as a main oil passage for supplying engine lubricating oil to each part (including the bearing 20d) of the internal combustion engine 10. However, the determination as to whether or not the lubricating oil temperature is equal to or lower than a predetermined value in the present invention is not limited to that performed by directly detecting the lubricating oil temperature. For example, the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 54 May be used instead.

ステップ１０６の判定が不成立となる場合、つまり、潤滑油温度が上記所定値よりも高い場合もしくはアクセル開度が上記所定値よりも大きい場合には、ＥＣＵ５０は、今回の処理サイクルを速やかに終了する。一方、ステップ１０６の判定が成立する場合、つまり、潤滑油温度が上記所定値以下であってアクセル開度が上記所定値以下である場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０８に進み、シャフト加熱制御を実行する。ステップ１０８では、図９に示すサブルーチンの一連の処理が実行される。シャフト加熱制御は、アクセル開度が上記所定値以下であることを条件として、潤滑油温度が上記所定値を超えるまで実行される。 If the determination in step 106 is not satisfied, that is, if the lubricating oil temperature is higher than the predetermined value or the accelerator opening is larger than the predetermined value, the ECU 50 immediately ends the current processing cycle. . On the other hand, if the determination in step 106 is satisfied, that is, if the lubricating oil temperature is equal to or lower than the predetermined value and the accelerator opening is equal to or lower than the predetermined value, the ECU 50 proceeds to step 108 and performs shaft heating control. Run. In step 108, a series of processing of the subroutine shown in FIG. 9 is executed. The shaft heating control is executed until the lubricating oil temperature exceeds the predetermined value on condition that the accelerator opening is equal to or less than the predetermined value.

図９は、シャフト加熱制御に関する処理を規定したサブルーチンを示すフローチャートである。図９に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ２００において、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐと等しいもしくは実質的に等しいか否かを判定する。この判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２に進み、シャフト加熱制御の実行のために、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として５対５を選択する、すなわち、両者を等しい期間に設定する。 FIG. 9 is a flowchart illustrating a subroutine that defines processing related to shaft heating control. In the subroutine shown in FIG. 9, the ECU 50 first determines in step 200 whether or not the target intake pressure Pt is equal to or substantially equal to the actual intake pressure P. When this determination is established, the ECU 50 proceeds to step 202, and in order to execute the shaft heating control, the driving torque application period (acceleration period) τ _D and the braking torque application period (deceleration period) τ _B The ratio of 5 to 5 is selected, that is, both are set to the same period.

一方、ステップ２００の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０４に進み、（実質的に等しい範囲外で）目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも高いか否かを判定する。その結果、この判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０６に進み、シャフト加熱制御の実行のために、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として６対４を選択する。すなわち、この場合には、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐと等しいもしくは実質的に等しい場合と比べて、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合が大きくされる。また、本ルーチンの処理では、ステップ２０４の判定が成立した場合に選択される上記割合は、常に６対４で一定としている。しかしながら、このような処理に代え、目標吸気圧力Ｐｔと実吸気圧力Ｐとの差が大きいほど（つまり、加速要求度が高いほど）、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合をより大きくしてもよい。 On the other hand, if the determination in step 200 is not established, the ECU 50 proceeds to step 204 and determines whether or not the target intake pressure Pt is higher than the actual intake pressure P (outside substantially equal range). As a result, if this determination is satisfied, the ECU 50 proceeds to step 206, and in order to execute the shaft heating control, the drive torque application period (acceleration period) τ _D and the braking torque application period (deceleration period). 6: 4 is selected as the ratio with τ _B. That is, in this case, the ratio of the drive torque application period (acceleration period) τ _D is made larger than when the target intake pressure Pt is equal to or substantially equal to the actual intake pressure P. Further, in the processing of this routine, the ratio selected when the determination of step 204 is established is always 6: 4 and constant. However, instead of such processing, the greater the difference between the target intake pressure Pt and the actual intake pressure P (that is, the higher the degree of acceleration request), the greater the ratio of the drive torque application period (acceleration period) τ _D. You may enlarge it.

また、ステップ２０４の判定が不成立となる場合、つまり、（実質的に等しい範囲外で）目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力よりも低い場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０８に進む。ステップ２０８では、シャフト加熱制御の実行のために、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として４対６を選択する。すなわち、この場合には、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐと等しいもしくは実質的に等しい場合と比べて、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合が小さくされる。また、本ルーチンの処理では、ステップ２０４の判定が成立した場合に選択される上記割合は、常に４対６で一定としている。しかしながら、このような処理に代え、目標吸気圧力Ｐｔと実吸気圧力Ｐとの差が大きいほど（つまり、減速要求度が低いほど）、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合をより小さくしてもよい。 If the determination in step 204 is not satisfied, that is, if the target intake pressure Pt is lower than the actual intake pressure (outside the substantially equal range), the ECU 50 proceeds to step 208. In step 208, for execution of the shaft heating control, to select a 4: 6 as the ratio of the grant period (deceleration period) tau _B grant period of the driving torque (the acceleration period) tau _D braking torque. That is, in this case, as compared with the case where the target intake pressure Pt is equal to or substantially equal to the actual intake pressure P, the ratio of the drive torque application period (acceleration period) τ _D is made smaller. Further, in the processing of this routine, the above-mentioned ratio selected when the determination in step 204 is established is always constant at 4 to 6. However, instead of such processing, the larger the difference between the target intake pressure Pt and the actual intake pressure P (that is, the lower the deceleration request level), the greater the ratio of the drive torque application period (acceleration period) τ _D. It may be small.

以上説明した図７および図９に示すルーチンによれば、エンジン始動後に潤滑油温度が上記所定値以下であってアクセル開度が上記所定値以下である場合には、シャフト加熱制御が実行される。その結果、電動機２２から回転軸２０ｃへの駆動トルクの付与（回転軸２０ｃの加速）と制動トルクの付与（回転軸２０ｃの減速）のために固定子コイル２２ｂ２の磁束変化が繰り返し発生するので、回転軸２０ｃ等の金属部材の表面に渦電流を効率的に発生させることができる。そして、目標吸気圧力Ｐｔと実吸気圧力Ｐとの大ききの比較結果に応じて、周期Ｔ中の駆動トルクの付与期間τ_Ｄの割合が変更される。より具体的には、目標吸気圧力Ｐｔと実吸気圧力Ｐとが等しいもしくは実質的に等しい場合には、駆動トルクの付与期間τ_Ｄの割合と制動トルクの付与期間τ_Ｂの割合とが等しくなるように電動機２２の通電が制御される。これにより、シャフト加熱制御の実行に伴う回転軸２０ｃの回転速度（すなわち、ターボ回転速度）の変動及びそれに伴う吸気圧力の変動を抑制しつつ、誘導加熱を利用できるようになる。また、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも高い場合には、駆動トルクの付与期間τ_Ｄの割合が高められる。この場合には、回転軸２０ｃは加速と減速とを交互に繰り返しつつ、全体としては回転軸２０ｃを加速させられるようになる。これにより、電動機２２の制御としては、シャフト加熱制御に重きを置きつつ、スロットルバルブ３４の調整もしくはこれとＷＧＶ４０の調整によって実吸気圧力Ｐを目標吸気圧力Ｐｔに近づける動作に対して電動アシストを伴わせることができる。このことは、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも低い場合についても同様にいえる。 According to the routine shown in FIG. 7 and FIG. 9 described above, the shaft heating control is executed when the lubricating oil temperature is equal to or lower than the predetermined value and the accelerator opening is equal to or lower than the predetermined value after the engine is started. . As a result, the magnetic flux change of the stator coil 22b2 repeatedly occurs due to the application of drive torque from the electric motor 22 to the rotating shaft 20c (acceleration of the rotating shaft 20c) and the application of braking torque (deceleration of the rotating shaft 20c). An eddy current can be efficiently generated on the surface of a metal member such as the rotating shaft 20c. Then, according to the large comparison result between the target intake pressure Pt and the actual intake pressure P, the ratio of the drive torque application period τ _{D in} the period T is changed. More specifically, when the target intake pressure Pt and the actual intake pressure P are equal or substantially equal, the ratio of the drive torque application period τ _D is equal to the ratio of the brake torque application period τ _B. Thus, the energization of the electric motor 22 is controlled. As a result, induction heating can be used while suppressing fluctuations in the rotation speed (that is, turbo rotation speed) of the rotary shaft 20c due to execution of the shaft heating control and fluctuations in the intake pressure accompanying therewith. Further, when the target intake pressure Pt is higher than the actual intake air pressure P, the proportion of the grant period tau _D of the driving torque is increased. In this case, the rotating shaft 20c can accelerate the rotating shaft 20c as a whole while alternately repeating acceleration and deceleration. As a result, the electric motor 22 is controlled with electric assist for the operation of bringing the actual intake pressure P close to the target intake pressure Pt by adjusting the throttle valve 34 or adjusting the WGV 40 while placing emphasis on the shaft heating control. Can be made. The same applies to the case where the target intake pressure Pt is lower than the actual intake pressure P.

以上説明した本実施形態の制御によれば、効率的な渦電流の発生と、誘導加熱の利用中の吸気圧力制御とを好適に両立しつつ、電動アシストターボ過給機２０に用いる潤滑油の加熱を行えるようになる。そして、低油温時に潤滑油を速やかに昇温させられることにより、既述したように、ターボ過給機２０の効率の向上による車両燃費の向上を図ることができる。また、事前に潤滑油を加熱しておくことにより、その後に電動アシストを行う際の回転軸２０ｃと軸受２０ｄとのフリクションが小さくなるので、ターボ回転速度の上昇が早くなる。このため、内燃機関１０のドライバビリティが向上する。また、潤滑油の粘度の適正化によって軸受２０ｄに供給される油の量を十分に確保できるようになるので、回転軸２０ｃと軸受２０ｄの焼き付き等の不具合の発生を回避することができる。このため、軸受２０ｄの信頼性をより高く確保できるようになる。そして、以上説明した潤滑油の加熱は、電動アシストターボ過給機２０およびインバータ２４等のハードウェア構成の変更を必要とせずに行えるので、コストアップを招くこともない。 According to the control of the present embodiment described above, the generation of the lubricating oil used in the electric assist turbocharger 20 is preferably made compatible with efficient generation of eddy current and intake pressure control during use of induction heating. It becomes possible to heat. Further, by increasing the temperature of the lubricating oil quickly at a low oil temperature, it is possible to improve the vehicle fuel efficiency by improving the efficiency of the turbocharger 20 as described above. In addition, by heating the lubricating oil in advance, the friction between the rotating shaft 20c and the bearing 20d during the subsequent electric assist is reduced, so that the turbo rotational speed increases rapidly. For this reason, the drivability of the internal combustion engine 10 is improved. Further, since the amount of oil supplied to the bearing 20d can be sufficiently secured by optimizing the viscosity of the lubricating oil, it is possible to avoid the occurrence of problems such as seizure between the rotary shaft 20c and the bearing 20d. For this reason, higher reliability of the bearing 20d can be secured. And since the heating of the lubricating oil demonstrated above can be performed without requiring the change of hardware configurations, such as the electrically-assisted turbocharger 20 and the inverter 24, a cost increase is not caused.

また、本実施形態のシャフト加熱制御は、上記のようにアクセル開度が上記所定値以下である場合に行われる。つまり、アクセル開度が上記所定値よりも高い場合（すなわち、高エンジントルクを発揮することを要求されている場合）には、潤滑油温度の上昇よりも加速を優先してドライバの要求が満たされるので、シャフト加熱制御の実行によって内燃機関１０のドライバビリティが阻害されないようにすることができる。 Further, the shaft heating control of the present embodiment is performed when the accelerator opening is equal to or less than the predetermined value as described above. In other words, when the accelerator opening is higher than the predetermined value (that is, when it is required to exhibit high engine torque), the driver's request is satisfied by giving priority to acceleration over the increase in the lubricating oil temperature. Therefore, it is possible to prevent the drivability of the internal combustion engine 10 from being hindered by executing the shaft heating control.

また、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも高い場合に、目標吸気圧力Ｐｔと実吸気圧力Ｐとの差が大きいほど（つまり、加速要求度が高いほど）、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合をより大きくする制御を採用した場合には、当該制御を採用せずに上記差によらずに駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合を一定とした場合と比べて、目標吸気圧力Ｐｔに対する実吸気圧力Ｐの追従性をより高めつつシャフト加熱制御を行えるようになる。このことは、目標吸気圧力Ｐｔが実吸気圧力Ｐよりも低い場合に、目標吸気圧力Ｐｔと実吸気圧力Ｐとの差が大きいほど（つまり、減速要求度が低いほど）、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄの割合をより小さくする制御を採用した場合にも同様にいえる。 Further, when the target intake pressure Pt is higher than the actual intake pressure P, the greater the difference between the target intake pressure Pt and the actual intake pressure P (that is, the higher the acceleration request level), the longer the drive torque application period (acceleration) (Period) When the control for increasing the ratio of τ _D is employed, the control torque is not employed and the ratio of the driving torque application period (acceleration period) τ _D is constant regardless of the above difference. In comparison, the shaft heating control can be performed while further improving the followability of the actual intake pressure P with respect to the target intake pressure Pt. This is because when the target intake pressure Pt is lower than the actual intake pressure P, the greater the difference between the target intake pressure Pt and the actual intake pressure P (that is, the lower the degree of deceleration request), the longer the drive torque application period. (Acceleration period) The same applies to the case where the control for reducing the ratio of τ _D is adopted.

なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０がステップ１００および１０６の判定がともに成立する場合にステップ１０８の処理を実行することにより本発明における「電動機制御手段」が実現されている。 In the first embodiment described above, the “motor control means” according to the present invention is realized by executing the process of step 108 when the ECU 50 determines that both of the determinations of steps 100 and 106 are established.

実施の形態２．
次に、図１０〜図１２を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
［実施の形態２のシステムの構成］
図１０は、本発明の実施の形態２に係る内燃機関７０のシステム構成を概略的に説明するための図である。本実施形態のシステムと実施の形態１のシステムとの主な相違点は、電動過給機でもある電動アシストターボ過給機２０に代えて、ターボ過給機７２と電動過給機７４とを個別に備えている点にある。なお、図１０において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[System configuration of the second embodiment]
FIG. 10 is a diagram for schematically describing the system configuration of the internal combustion engine 70 according to Embodiment 2 of the present invention. The main difference between the system of this embodiment and the system of Embodiment 1 is that a turbocharger 72 and an electric supercharger 74 are replaced with the electric assist turbocharger 20 which is also an electric supercharger. It is in the point prepared individually. 10, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

より具体的には、ターボ過給機７２と電動過給機７４との相対的な配置関係は、特に限定されないが、図１０に示す構成では、一例として、電動過給機７４のコンプレッサ７４ａ（以下、「電動コンプレッサ７４ａ」と称する）は、ターボ過給機７２のコンプレッサ７２ａよりも上流側の吸気通路１２に配置されている。電動コンプレッサ７４ａは、電動機７４ｂによって駆動される。電動機７４ｂについても、一例として、電動機２２と同様に永久磁石同期電動機であるものとする。電動コンプレッサにおける回転軸の軸受としては、実施の形態１の電動アシストターボ過給機２０とは異なり、一般に、潤滑剤としてグリースを利用するボール軸受が使用される。電動コンプレッサ７４ａの回転軸７４ａ１についてもボール軸受（図示省略）が使用されているものとする。また、コンプレッサ７４ａをバイパスする吸気バイパス通路７６と、吸気バイパス通路７６を開閉する吸気バイパスバルブ７８とが備えられている。吸気バイパスバルブ７８は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されており、電動コンプレッサ７４ａを稼働させる際に開かれる。なお、図１０中の７２ｂはタービンである。また、ここでは、電動過給機７４に対してターボ過給機７２を組み合わせた例について説明したが、電動過給機７４と組み合わされる対象の過給機は、ターボ過給機に限られない。 More specifically, the relative arrangement relationship between the turbocharger 72 and the electric supercharger 74 is not particularly limited, but in the configuration shown in FIG. 10, as an example, the compressor 74 a ( Hereinafter, the “electric compressor 74 a” is disposed in the intake passage 12 upstream of the compressor 72 a of the turbocharger 72. The electric compressor 74a is driven by the electric motor 74b. As an example, the electric motor 74b is a permanent magnet synchronous electric motor as with the electric motor 22. Unlike the electrically assisted turbocharger 20 of the first embodiment, a ball bearing that uses grease as a lubricant is generally used as a bearing for a rotating shaft in an electric compressor. It is assumed that a ball bearing (not shown) is also used for the rotating shaft 74a1 of the electric compressor 74a. An intake bypass passage 76 that bypasses the compressor 74 a and an intake bypass valve 78 that opens and closes the intake bypass passage 76 are provided. The intake bypass valve 78 is electrically connected to the ECU 50 and is opened when the electric compressor 74a is operated. In addition, 72b in FIG. 10 is a turbine. In addition, here, an example in which the turbocharger 72 is combined with the electric supercharger 74 has been described, but the target supercharger combined with the electric supercharger 74 is not limited to the turbocharger. .

［実施の形態２の制御］
電動機７４ｂを用いた電動コンプレッサ７４ａの駆動についても、インバータ２４を用いて実施の形態１の電動機２２と同様に制御することができる。そして、電動コンプレッサ７４ａの場合にも、電動アシストターボ過給機２０と同様に、エンジン始動直後等においてグリースの温度が低いときには、グリースの温度を高めたいという要求がある。そこで、本実施形態では、電動コンプレッサ７４ａに対して、実施の形態１で説明したものと同様のシャフト加熱制御が行われる。なお、本実施形態のシャフト加熱制御は、過給機として電動過給機７４のみを備える内燃機関のシステムに対して適用してもよい。 [Control of Embodiment 2]
The drive of the electric compressor 74a using the electric motor 74b can also be controlled using the inverter 24 in the same manner as the electric motor 22 of the first embodiment. In the case of the electric compressor 74a as well, like the electric assist turbocharger 20, when the temperature of the grease is low immediately after the engine is started, there is a demand to increase the temperature of the grease. Therefore, in the present embodiment, the same shaft heating control as that described in the first embodiment is performed on the electric compressor 74a. The shaft heating control of the present embodiment may be applied to an internal combustion engine system including only the electric supercharger 74 as a supercharger.

（実施の形態２における具体的処理）
以下、図１１を参照して、実施の形態１との相違点を中心として、電動コンプレッサ７４ａのためのシャフト加熱制御を含む電動機制御について説明する。図１１は、本発明の実施の形態２におけるシャフト加熱制御を含む電動機制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行するメインルーチンを示すフローチャートである。 (Specific processing in Embodiment 2)
Hereinafter, with reference to FIG. 11, the motor control including the shaft heating control for the electric compressor 74a will be described with a focus on differences from the first embodiment. FIG. 11 is a flowchart showing a main routine executed by the ECU 50 in order to realize electric motor control including shaft heating control in the second embodiment of the present invention.

図１１に示すメインルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１００においてアクセル開度が上記所定値以下であると判定した場合にはステップ３００に進む。ステップ３００では、シャフト加熱制御を行う制御動作時間が決定される。図１２は、エンジン始動時のエンジン潤滑油の温度との関係で制御動作時間を定めたマップである。ＥＣＵ５０は、このようなマップを記憶しており、本マップを参照して、始動時油温に基づいて制御動作時間を決定する。図１２に示すマップでは、始動時油温が所定値（ここでは、３０℃）以下である場合には、始動時油温が低いほど長くなるように、制御動作時間が設けられている。始動時油温が上記所定値よりも高い場合には、制御動作時間はゼロとされる。なお、ここでは、エンジン潤滑油の温度を用いてエンジン始動時における電動コンプレッサ７４ａのグリースの温度を推定して制御動作時間を決定している。このように始動時油温を利用する手法に代え、エンジン始動時のエンジン冷却水温度に基づいて制御動作時間を決定してもよい。 In the main routine shown in FIG. 11, when the ECU 50 determines in step 100 that the accelerator opening is equal to or less than the predetermined value, the ECU 50 proceeds to step 300. In step 300, a control operation time for performing shaft heating control is determined. FIG. 12 is a map in which the control operation time is determined in relation to the temperature of the engine lubricating oil when the engine is started. The ECU 50 stores such a map, and refers to this map to determine the control operation time based on the starting oil temperature. In the map shown in FIG. 12, when the starting oil temperature is equal to or lower than a predetermined value (here, 30 ° C.), the control operation time is provided so as to become longer as the starting oil temperature is lower. When the starting oil temperature is higher than the predetermined value, the control operation time is zero. Here, the control operation time is determined by estimating the temperature of the grease of the electric compressor 74a when starting the engine using the temperature of the engine lubricating oil. As described above, the control operation time may be determined based on the engine coolant temperature at the time of starting the engine, instead of using the oil temperature at the time of starting.

次に、ＥＣＵ５０は、ステップ３０２に進み、エンジン始動後の経過時間が制御動作時間内であるか否かを判定する。その結果、本判定が不成立となる場合、つまり、制御動作期間が既に経過している場合もしくはアクセル開度が上記所定値よりも大きい場合には、ＥＣＵ５０は、今回の処理サイクルを速やかに終了する。一方、本判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０８に進む。また、ＥＣＵ５０は、ステップ１０２の判定が成立する場合には、ステップ３０４に進む。ステップ３０４では、電動コンプレッサ７４ａを利用する場合の所定の加速アシスト制御が実行される。シャフト加熱制御に関する図９に示すサブルーチンの一連の処理に対応するステップ１０８を始めとしてステップ１０２の処理は、電動アシストターボ過給機２０を利用する場合と同様に行うことができるため、その詳細な説明を省略する。 Next, the ECU 50 proceeds to step 302 and determines whether or not the elapsed time after engine startup is within the control operation time. As a result, when this determination is not satisfied, that is, when the control operation period has already passed or the accelerator opening is larger than the predetermined value, the ECU 50 immediately ends the current processing cycle. . On the other hand, if this determination is established, the ECU 50 proceeds to step 108. Further, the ECU 50 proceeds to step 304 when the determination in step 102 is established. In step 304, predetermined acceleration assist control when using the electric compressor 74a is executed. Since the processing of Step 102 including Step 108 corresponding to the series of processing of the subroutine shown in FIG. 9 relating to the shaft heating control can be performed in the same manner as the case where the electric assist turbocharger 20 is used, the details thereof are described. Description is omitted.

以上説明した図１１および図９に示すルーチンによれば、電動過給機として電動コンプレッサ７４ａを利用する場合においても、実施の形態１のシャフト加熱制御と同様の効果を奏することができる。 According to the routine shown in FIG. 11 and FIG. 9 described above, even when the electric compressor 74a is used as the electric supercharger, the same effect as the shaft heating control of the first embodiment can be obtained.

なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０がステップ１００、３００および３０２の判定がともに成立する場合にステップ１０８の処理を実行することにより本発明における「電動機制御手段」が実現されている。 In the second embodiment described above, the “motor control means” according to the present invention is implemented by executing the processing of step 108 when the ECU 50 determines that both of the determinations of steps 100, 300, and 302 are satisfied.

ところで、実施の形態１もしくは２の制御に加え、シャフト加熱制御を開始するときの潤滑剤の温度が低い場合には、当該潤滑剤の温度が高い場合と比べて、シャフト加熱制御の実行中に電動機２２もしくは７４ｂに与える電流または電圧を大きくしてもよい。これにより、潤滑剤の温度が低いときに、誘導加熱をより促進させることができる。ここで説明した制御に関し、以下に図１３および図１４を参照して、電動アシストターボ過給機２０を対象とした場合の具体的な処理を一例として説明する。 By the way, in addition to the control of the first or second embodiment, when the temperature of the lubricant when starting the shaft heating control is low, the shaft heating control is being performed compared to the case where the temperature of the lubricant is high. The current or voltage applied to the electric motor 22 or 74b may be increased. Thereby, when the temperature of a lubricant is low, induction heating can be further promoted. With respect to the control described here, specific processing when the electric assist turbocharger 20 is targeted will be described below as an example with reference to FIGS. 13 and 14.

図１３は、シャフト加熱制御に関する処理を規定したサブルーチンの他の例を示すフローチャートである。図１３に示すフローチャートにおいて、図９に示すフローチャートとの相違は、ステップ２０２、２０６および２０８の処理がステップ４００、４０２および４０４にそれぞれ置き換えられている点にある。 FIG. 13 is a flowchart illustrating another example of a subroutine that defines processing related to shaft heating control. The flowchart shown in FIG. 13 is different from the flowchart shown in FIG. 9 in that the processes of steps 202, 206, and 208 are replaced with steps 400, 402, and 404, respectively.

ステップ４００では、ＥＣＵ５０は、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として５対５を選択するとともに、電動機２２に与える電流を潤滑油温度に応じた値に設定する。図１４は、電動機２２に与える電流と潤滑油温度との関係を表した図である。図１４に示す関係では、電流は潤滑油温度が低いほど大きくなるように設定されている。ＥＣＵ５０は、この関係をマップとして記憶しており、当該マップを参照して潤滑油温度に応じた電流を設定する。なお、図１４は、潤滑油温度に応じて電動機２２に与える電流を変更する例であるが、図１４中の電流を電圧に置き換えて、潤滑油温度に応じて電動機２２に与える電圧を変更するようにしてもよい。 In step 400, the ECU 50 selects 5 to 5 as a ratio between the drive torque application period (acceleration period) τ _D and the braking torque application period (deceleration period) τ _B, and supplies the electric current to the motor 22 to the lubricating oil. Set the value according to the temperature. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the current applied to the electric motor 22 and the lubricating oil temperature. In the relationship shown in FIG. 14, the current is set to increase as the lubricating oil temperature decreases. The ECU 50 stores this relationship as a map, and sets a current corresponding to the lubricating oil temperature with reference to the map. FIG. 14 shows an example in which the current applied to the electric motor 22 is changed according to the lubricating oil temperature, but the current in FIG. 14 is replaced with a voltage, and the voltage applied to the electric motor 22 is changed according to the lubricating oil temperature. You may do it.

ステップ４０２では、ＥＣＵ５０は、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として６対４を選択するとともに、ステップ４００と同様の処理によって潤滑油温度に応じた電流を設定する。また、ステップ４０４では、ＥＣＵ５０は、駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として４対６を選択するとともに、ステップ４００と同様の処理によって潤滑油温度に応じた電流を設定する。 In step 402, the ECU 50 selects 6 to 4 as a ratio between the drive torque application period (acceleration period) τ _D and the braking torque application period (deceleration period) τ _B, and lubricates by the same processing as in step 400. Set the current according to the oil temperature. In step 404, the ECU 50 selects 4 to 6 as a ratio between the drive torque application period (acceleration period) τ _D and the braking torque application period (deceleration period) τ _B, and the same process as in step 400. To set the current according to the lubricant temperature.

また、実施の形態１および２においては、図５に示すように駆動トルクの付与と制動トルクの付与とを交互に行う間欠動作の最小単位である１周期Ｔに着目し、当該１周期Ｔ中に占める駆動トルクの付与期間τ_Ｄの割合を目標吸気圧力と実吸気圧力との比較結果に応じて変更することとしている。しかしながら、本発明において目標吸気圧力と実吸気圧力との比較結果に応じて駆動トルクの付与期間の割合を変更する際に対象とする単位期間は、１周期Ｔに等しい期間に限らず、複数の周期からなる期間であってもよい。すなわち、例えば、ステップ２０６の処理によって駆動トルクの付与期間（加速期間）τ_Ｄと制動トルクの付与期間（減速期間）τ_Ｂとの割合として６対４を選択する場合には、対象とする単位期間を周期Ｔの２つ分としたうえで、１周期目はτ_Ｄとτ_Ｂとの割合として２対２を選択するとともに２周期目はτ_Ｄとτ_Ｂとの割合として４対２を選択することによって上記単位期間の合計として６対４の割合が実現されるものであってもよい。 In the first and second embodiments, as shown in FIG. 5, attention is paid to one cycle T which is the minimum unit of intermittent operation in which the application of the drive torque and the application of the braking torque are alternately performed. It is set to be changed according to the rate grant period tau _D of the driving torque occupied in the comparison result between the target intake pressure and the actual intake air pressure. However, in the present invention, the target unit period when changing the ratio of the application period of the drive torque according to the comparison result between the target intake pressure and the actual intake pressure is not limited to a period equal to one period T, It may be a period consisting of a period. That is, for example, when 6: 4 is selected as the ratio between the drive torque application period (acceleration period) τ _D and the braking torque application period (deceleration period) τ _B by the processing of step 206, the target unit The period is set to two periods T, and in the first period, 2 to 2 is selected as the ratio of τ _D and τ _B, and in the second period, 4 to 2 is selected as the ratio of τ _D and τ _B. By selecting, a ratio of 6 to 4 may be realized as the total of the unit periods.

また、実施の形態１および２においては、駆動トルクの付与停止期間中に電動機２２等から回転軸２０ｃ等に対して制動トルクが付与されるように電動機２２等の通電が制御される例を挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における「間欠動作」は、上記態様で実行されるものに限らず、駆動トルクの付与停止期間中には電動機に対して電力が供給されないものであってもよい。すなわち、例えば永久磁石同期電動機である電動機２２等の場合であれば、駆動トルクの付与期間τ_Ｄについては、例えば図６（Ａ）に示す波形を利用して３相の交流電圧を電動機２２等に対して付与するとともに、制動トルクの付与期間τ_Ｂについては、上記交流電圧の印加を停止するものであってもよい。ただし、実施の形態１等のように駆動トルクの付与停止期間中には制動トルクが付与されるようにした場合には、当該付与停止期間中に発生する渦電流をも利用できるようになるので、より効率的な渦電流の発生が可能となる。 In the first and second embodiments, the energization of the electric motor 22 and the like is controlled so that the braking torque is applied from the electric motor 22 and the like to the rotating shaft 20c and the like during the drive torque application stop period. Explained. However, the “intermittent operation” in the present invention is not limited to the one executed in the above-described manner, and may be one in which power is not supplied to the electric motor during the drive torque application stop period. That is, for example, in the case of the electric motor 22 that is a permanent magnet synchronous motor, for the driving torque application period τ _D , for example, the three-phase AC voltage is applied to the electric motor 22 using the waveform shown in FIG. And applying the AC voltage may be stopped for the braking torque application period τ _B. However, if the braking torque is applied during the drive torque application stop period as in the first embodiment, the eddy current generated during the application stop period can also be used. More efficient eddy current generation is possible.

また、実施の形態１および２においては、電動機２２および７４ｂの構成として３相交流を利用する永久磁石同期電動機を例に挙げて、電動過給機の回転軸に対して駆動トルクと制動トルクとが交互に付与されるように電動機への通電を制御する手法について説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる電動機は、上記の永久磁石同期電動機に限定されるものではなく、交流電動機であるか直流電動機であるかを含めて特に電動機の種類を問わない。すなわち、採用する電動機で用いられる回転速度の制御手法の下で、電動過給機の回転軸に対して駆動トルクと制動トルクとが交互に付与されるように電動機への通電を制御すること等の間欠動作を行うようにすればよい。直流電動機の場合には、例えば、間欠動作の実行のために電動機に供給される電流の向きを交互に切り替えることによって、回転軸に対して駆動トルクと制動トルクとを交互に付与することができる。また、例えば、間欠動作の実行のために電動機に供給される電流の向きは変えずに電動機への通電のオンとオフとを交互に行うことによって、回転軸に対して駆動力を間欠的に付与するようにしてもよい。 In the first and second embodiments, a permanent magnet synchronous motor using three-phase alternating current is taken as an example of the configuration of the electric motors 22 and 74b, and driving torque and braking torque with respect to the rotating shaft of the electric supercharger The method of controlling the energization of the electric motor so that is alternately applied has been described. However, the electric motor that is the subject of the present invention is not limited to the permanent magnet synchronous motor described above, and the type of electric motor is not particularly limited, including whether it is an AC motor or a DC motor. That is, under the control method of the rotational speed used in the adopted electric motor, the energization of the electric motor is controlled so that the driving torque and the braking torque are alternately applied to the rotating shaft of the electric supercharger, etc. The intermittent operation may be performed. In the case of a DC motor, for example, the driving torque and the braking torque can be alternately applied to the rotating shaft by alternately switching the direction of the current supplied to the motor for executing the intermittent operation. . Further, for example, the driving force is intermittently applied to the rotating shaft by alternately turning on and off the electric current without changing the direction of the current supplied to the electric motor for the execution of the intermittent operation. You may make it provide.

また、実施の形態１または２の内燃機関１０または７０に対して、以下のような構成を追加してもよい。すなわち、電動機２２もしくは７４ｂとインバータ２４とを接続する動力線２６を排気浄化触媒等の加熱対象物の周囲の排気管にコイル状に巻き付けるようにしてもよい。これにより、インバータ２４から電動機２２もしくは７４ｂに交流電流が供給されたときに、動力線２６が巻き付けられた排気管に渦電流を発生させ、この渦電流によるジュール熱（誘導加熱）を利用して排気浄化触媒等の加熱対象物を加熱させられるようになる。シャフト加熱制御が行われる低潤滑剤温度時には、排気浄化触媒等の加熱対象物も冷えているので、シャフト加熱制御を利用して加熱対象物をも効果的に昇温させられるようになる。 Further, the following configuration may be added to the internal combustion engine 10 or 70 of the first or second embodiment. That is, the power line 26 connecting the electric motor 22 or 74b and the inverter 24 may be wound around the exhaust pipe around the object to be heated such as the exhaust purification catalyst in a coil shape. Thus, when an alternating current is supplied from the inverter 24 to the electric motor 22 or 74b, an eddy current is generated in the exhaust pipe around which the power line 26 is wound, and Joule heat (induction heating) due to the eddy current is utilized. An object to be heated such as an exhaust purification catalyst can be heated. Since the object to be heated such as the exhaust purification catalyst is also cooled at the low lubricant temperature at which the shaft heating control is performed, the temperature of the object to be heated can be effectively raised using the shaft heating control.

１０、７０内燃機関
１２吸気通路
１４排気通路
２０電動アシストターボ過給機
２０ａコンプレッサ
２０ａ１コンプレッサインペラ
２０ｂタービン
２０ｂ１タービンインペラ
２０ｃ回転軸
２０ｄ軸受
２０ｅハウジング
２０ｆ油供給通路
２２電動機
２２ａ回転子
２２ａ１磁石
２２ａ２磁石保持部材
２２ｂ固定子
２２ｂ１固定子コア
２２ｂ２固定子コイル
２４インバータ
２６動力線
２８バッテリ（直流電源）
３０レゾルバ
３４スロットルバルブ
３６吸気圧力センサ
３８排気バイパス通路
４０ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
５０ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２クランク角センサ
５４水温センサ
５６油温センサ
５８アクセルポジションセンサ
７２ターボ過給機
７２ａコンプレッサ
７２ｂタービン
７４電動過給機
７４ａ電動コンプレッサ
７４ａ１回転軸
７４ｂ電動機
７６吸気バイパス通路
７８吸気バイパスバルブ 10, 70 Internal combustion engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 20 Electric assist turbocharger 20a Compressor 20a1 Compressor impeller 20b Turbine 20b1 Turbine impeller 20c Rotating shaft 20d Bearing 20e Housing 20f Oil supply passage 22 Electric motor 22a Rotor 22a1 Magnet 22a2 Magnet holding member 22b Stator 22b1 Stator core 22b2 Stator coil 24 Inverter 26 Power line 28 Battery (DC power supply)
30 Resolver 34 Throttle valve 36 Intake pressure sensor 38 Exhaust bypass passage 40 Waste gate valve (WGV)
50 ECU (Electronic Control Unit)
52 Crank angle sensor 54 Water temperature sensor 56 Oil temperature sensor 58 Accelerator position sensor 72 Turbocharger 72a Compressor 72b Turbine 74 Electric supercharger 74a Electric compressor 74a1 Rotating shaft 74b Electric motor 76 Intake bypass passage 78 Intake bypass valve

Claims

A compressor disposed in the intake passage for supercharging the intake air; and an electric motor capable of driving a metal rotary shaft of the compressor, wherein the rotary shaft bearing is lubricated by a lubricant. A control device for an internal combustion engine,
When the temperature of the lubricant is equal to or lower than a predetermined value, the motor performs an intermittent operation that alternately applies driving torque to the rotating shaft and stops applying the driving torque. Electric motor control means for controlling the energization of
The motor control means includes one or more cycles of the intermittent operation when the target intake pressure is higher than the actual intake pressure as compared with the case where the target intake pressure is equal to or substantially equal to the actual intake pressure. When the ratio of the drive torque application period in the unit period is increased and the target intake pressure is lower than the actual intake pressure, the target intake pressure is equal to or substantially equal to the actual intake pressure. A control apparatus for an internal combustion engine, characterized in that a ratio of a drive torque application period in a unit period is reduced.

The electric motor control means controls energization to the electric motor so that a braking torque is applied from the electric motor to the rotating shaft during a stop period of applying the driving torque in the intermittent operation. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.

When the target intake pressure is higher than the actual intake pressure, the motor control means increases the ratio of the drive torque application period in the unit period as the difference between the target intake pressure and the actual intake pressure increases. 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control device is an internal combustion engine.

When the target intake pressure is lower than the actual intake pressure, the motor control means reduces the ratio of the drive torque application period in the unit period as the difference between the target intake pressure and the actual intake pressure increases. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.

The said motor control means performs the said intermittent operation | movement, when the depression amount of the accelerator pedal of the vehicle carrying the said internal combustion engine is below a predetermined value, The said intermittent operation | movement is performed. The internal combustion engine control device described.

When the temperature of the lubricant is low, the motor control means increases the current or voltage applied to the motor for the execution of the intermittent operation, as compared with the case where the temperature of the lubricant is high. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5.

7. The electric supercharger according to claim 1, wherein the electric supercharger is an electric assist turbocharger including a turbine that is operated by exhaust energy and the compressor that can be driven by the electric motor. 8. Control device for internal combustion engine.