JP2013148004A - 内燃機関とその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク軸からギア駆動のバランサーを備えて、内燃機関の振動を抑制すると共に、ギア駆動によるギアノイズを低減する内燃機関とその制御方法を提供する。
【解決手段】クランクシャフト４からギア駆動装置１１を介して、クランクシャフト４の回転に対して逆転する１次バランサー１２と、１次バランサー１２からベルト駆動装置１３を介して、クランクシャフト４の回転に対して逆転する電動機１４と、電動機１４の回転軸にクラッチ１６を介して副フライホイール１５を備えると共に、エンジン１の運転状況に合せて、クラッチ１６を接続、又は切断して、クランクシャフト４周りの有効慣性モーメントを増減する第１手段と、クランク角加速度に応じて、電動機１４を力行駆動、又は回生駆動して、ベルト駆動装置１３を介してギア駆動装置１１へ伝達されるトルクを制御する第２手段と、を有するＥＣＵを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のトルク変動による振動を抑制するギア駆動のバランサーを備えたときに発生するギアノイズを抑制する内燃機関とその制御方法に関する。

現在、燃費低減のために、排気量のダウンサイジング及び気筒数の減筒が盛んに研究され、実用化されているが、究極となる大トルクが小気筒数エンジン（内燃機関）の実現を拒んでいる。一般的に気筒数の少ないレシプロエンジン、特に３気筒以下のレシプロエンジンでは、トルク変動によるローリング振動が問題となる。

この対策として、エンジンと逆転する慣性系を追加し、その慣性系に生じるトルク反力で、クランク周りに生ずるトルク反力を打ち消しあい、エンジンのローリング振動を低減する装置がある（例えば特許文献１参照）。この装置は所謂、ヘロンバランサーと呼ばれている装置である。この装置でエンジンと逆転する慣性系を生み出すものとしては、ジェネレータを利用したもの、新たにウェイトを追加したもの、又は１次バランサーにウェイトを追加したものがある。

また、クランクシャフトの回転中心軸と平行な回転軸として２本のバランサシャフトを配設し、少なくとも一方に発電駆動装置を配設して、発電駆動装置の制動トルク及び駆動トルクでトルク変動を相殺する装置もある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、上記のこれらの装置はエンジンと逆転する慣性系をギア駆動することに起因して、別の問題が発生する。エンジンは、間欠な燃焼のためトルク変動を伴うトルク反力を生じる。特に気筒数が少なくなるとその値は大きくなる。結果として、そのトルク変動を伴うトルク反力によって、回転変動速度が生じ、加速時には、従動側のギアの歯面を押し付けて回転させているが、減速時には従動側は別の慣性系のため、ギアの歯面が離れ、次のギアの背面と接触する。このとき歯打ち音が発生する。そして、次の加速時に、元の歯面と接触して従動される。このときも歯打ち音は発生する。つまり、ローリング振動を低減するために、クランクシャフトからギア駆動する上記の装置は歯打ち音などのギアノイズが発生していた。

トルク反力を打ち消すために従動側の慣性モーメントを大きくすればするほど、この現象は、顕著となる。この歯の移動する距離がギアのバックラッシュであり、ゼロとすることは出来ない。従動側の慣性モーメントが大きければ大きいほど、この打音は大きくなる。

上記の問題に対して、ギア駆動する２本のバランサシャフトを備え、一方のバランサシャフトにオイルポンプを結合すると共に、エンジンの回転変動速度の位相と、オイルポンプの回転変動速度の位相と、が同位相になるようにして、ギアノイズを低減する装置がある（例えば、特許文献３参照）。

しかし、この装置は、大きな慣性体であるオイルポンプをギアを介して直接取り付けているため、トルク変動に伴うトルク反力による軸の捩り振動から、大きなギアの歯打ち音を引き起こしてしまう。また、大規模なエンジンの変更を必要とする。

つまり、トルク変動に伴うトルク反力を抑えるために、クランクシャフトからギア駆動され、クランクシャフトの回転に対して逆転する回転体を設けると、慣性モーメントが大
きくなり、それを起因としてギアノイズの発生が起きる。また、慣性モーメントが大きくなることは、燃費の悪化や加速応答の遅れなどの問題も起きる。

イギリス特許出願公開公報ＧＢ−Ａ−１２１０４５号 特開２０００−２４８９５８号公報 特開２００６−４６４５６号公報

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の振動を低減すると共に、その振動の低減に伴い発生するギアノイズを低減することができる内燃機関とその制御方法を提供することである。

上記の目的を解決するための本発明の内燃機関は、内燃機関のクランク軸からギア駆動装置を介して、該クランク軸の回転に対して逆転するバランサーと、該バランサーからベルト駆動装置を介して、該クランク軸の回転に対して逆転する電動機とを備える内燃機関において、前記電動機の回転軸にクラッチを介してフライホイールを備えると共に、内燃機関の運転状況に合せて、前記クラッチを接続、又は切断すると共に、少なくとも内燃機関の運転状況が通常走行時とアイドル時に、クランク角加速度に応じて、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記ベルト駆動装置を介して前記ギア駆動装置へ伝達されるトルクを制御する制御装置を備えて構成される。

この構成によれば、内燃機関の運転状況に合わせてクラッチを制御し、少なくとも内燃機関の運転状況が通常走行時とアイドル時に、クランク角加速度に応じて電動機を制御する手段とを用いて、内燃機関の運転状況に合わせて内燃機関の振動を低減すると共に、バランサーとフライホイールを設けることによって増加した慣性モーメントを起因とするギアノイズを低減することができる。

また、上記の内燃機関において、前記ベルト駆動装置が、前記バランサーと一体に回転する第１プーリーと、該第１プーリーからベルト駆動により前記クランク軸の回転よりも増速される第２プーリーとを備え、前記フライホイールを、前記クラッチを介して該第２プーリーと接続すると、第２プーリーによってフライホイールが増速回転するので、内燃機関のトルク変動に伴うトルク反力を少ない慣性モーメントで抑制することができる。

また、ギアがバランサーを駆動するギア駆動装置だけのため、ギアノイズの抑制を容易にすることができる。さらに、トルク変動に伴うトルク反力をギアが受けるときに、瞬間的にベルトが伸びるため、荷重の一部をベルト張力が負担するので、ギアノイズを低減することができる。

加えて、上記の内燃機関において、前記制御装置が、内燃機関の運転状況が通常走行時に、前記クラッチを接続すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記ベルト駆動装置によって低減する前記フライホイールのトルクを補う手段と、アイドリングストップを除くアイドル時に、前記クラッチを切断すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記クランク軸のトルク反力を低減する手段と、始動時を除く加速時に、前記クラッチを切断して、前記クランク軸周りの有効慣性モーメントを低減する手段を備えると、電動機とフライホイールによる慣性モーメントが大きくなることで、発生するギアノイズの問題を解決することができ、且つ燃費の悪化や加速応答の遅れなどの問題
も解決することができる。

内燃機関の運転状況が通常走行時に、クラッチを接続して、フライホイールの駆動トルクを伝達して、内燃機関のトルク変動に伴うトルク反力を低減することができる。そして、電動機をクランク角加速度に応じて力行駆動、又は回生駆動することで、フライホイールのトルクを、ベルト駆動装置を介すことで発生する、位相の遅れと駆動トルクの低減を起因とする損失分を補って、トルク反力を低減することができる。これにより、ギアノイズを低減することができる。特に、トルク変動による振動が顕著となる低速一定走行時に有効である。

また、内燃機関の運転状況がアイドリングストップを除くアイドル時に、クラッチを切断して、ギア駆動装置に伝達される駆動トルクを小さくすることで、ギア駆動装置の噛み合い力を低減することができ、ギアノイズを低減することができる。電動機をクランク角加速度に応じて力行駆動、又は回生駆動することで、トルク反力を低減することができる。

加えて、内燃機関の運転状況が始動時を除き加速時に、クラッチを切断することで、クランク軸周りの有効慣性モーメントを小さくして、加速応答性と燃費を向上することができる。

また、上記の問題を解決するための内燃機関の制御方法は、内燃機関のクランク軸からギア駆動され、該クランク軸の回転に対して逆転するバランサーと、該バランサーからベルト駆動され、該クランク軸の回転に対して逆転する電動機と、該電動機の回転軸にクラッチを介してフライホイールを備える内燃機関の制御方法であって、内燃機関の運転状況に合せて、前記クラッチを接続、又は切断し、少なくとも内燃機関の運転状況が通常走行時とアイドル時に、クランク角加速度に応じて、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、ギア駆動にかかるトルクを制御することを特徴とする方法である。

さらに、上記の内燃機関の制御方法において、内燃機関の運転状況が通常走行時に、前記クラッチを接続すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、ベルト駆動によって低減する前記フライホイールのトルクを補い、アイドリングストップを除くアイドル時に、前記クラッチを切断すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記クランク軸のトルク反力を低減し、始動時を除く加速時に、前記クラッチを切断して、前記クランク軸周りの有効慣性モーメントを低減する。

この方法によれば、クランク軸と逆回転するバランサーとフライホイールによって、内燃機関の振動を抑制するとともに、内燃機関の運転状況によって、慣性モーメントを増減させると共に、ギアの噛み合い力を低減させることができるので、ギアノイズを抑制することができる。

加えて、クランク軸周りの有効慣性モーメントの増加を起因とする燃費の悪化と加速応答の遅れを抑制することができる。これらにより、内燃機関の振動を良好に抑制することができる。

本発明によれば、内燃機関の振動を低減すると共に、その振動の低減に伴い発生するギアノイズを低減することができる。加えて、トルク反力を低減して、ギアノイズを低減するために、慣性モーメントを大きくすることで発生する燃費の悪化、又は加速応答性の悪化という問題を解決することができる。

本発明に係る実施の形態の内燃機関を示した斜視図である。 図１に示す内燃機関に制御を追加した概略図である。 本発明に係る実施の形態の内燃機関の第１手段を示したフローチャートである。 本発明に係る実施の形態の内燃機関の第２手段を示したフローチャートである。 図１に示す内燃機関のトルク反力と慣性モーメントの関係を示した模式図である。 図１に示す内燃機関のベルトのスリップ、及び位相遅れを想定したときの、駆動トルクを示した表である。

以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関とその制御方法について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態は、ディーゼルエンジンを例に説明するが、本発明はディーゼルエンジンに限定せずに、ガソリンエンジンにも適用することができる。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように寸法を変化させており、各部材、各部品の板厚や幅や長さなどの比率も必ずしも実際に製造するものの比率とは一致させていない。

まず、本発明に係る実施の形態の内燃機関について、図１及び図２を参照しながら説明する。このエンジン（内燃機関）１は、エンジン本体２、ギア駆動装置１１、１次バランサー１２、ベルト駆動装置１３、及び電動機１４に加えて、図１に示すように、副フライホイール１５と副フライホイール用クラッチ（以下、クラッチに統一する）１６とを備える。

エンジン本体２は、３つのピストン３ａ〜３ｃの上下運動を回転運動に変換するクランクシャフト４と、主フライホイール５とを備える。このエンジン本体２は主フライホイール５を介して図示しない変速装置と接続されているが、主フライホイール５を必ずしも必要としない。また、この実施の形態ではエンジン本体２を直列３気筒エンジンで説明するが、その気筒数や、気筒の配列は限定しない。

ギア駆動装置１１は、駆動ギア１１ａと従動ギア１１ｂとを備える。この従動ギア１１ｂは、１次バランサー１２をクランクシャフト４の回転に対して等速で逆回転させるように、駆動ギア１１ａと同一径のギアであり、好ましくは１次バランサー１２とのバランスを考慮して、偏心させるとよい。この実施の形態では、ギアがこのギア駆動装置１１の一段しか介さないので、ギアノイズの制御を容易にすることができる。

１次バランサー１２は、クランクシャフト４の軸線と略平行に配置され、前述したように回転する。この１次バランサー１２はクランクシャフト４と等速で逆回転することによって、１次の慣性偶力によるピッチング振動と、１．５次のトルク反力によるローリング振動を低減することができる。この１次バランサー１２は周知の技術のバランサーを用いることができる。

ベルト駆動装置１３、１次バランサー１２の軸先端に取り付けた第１プーリー１３ａの回転を、ベルト１３ｂを介して第２プーリー１３ｃへ伝達し、そのときに、クランクシャフト４の回転に対して、増速するように、構成する。

このベルト駆動装置１３は１次バランサー１２の回転を増速して、第２プーリー１３ｃへと伝達することができればよく、テンショナーやアイドラーを設けてもよい。このベルト駆動装置１３を設けることで、トルク反力を従動ギア１１ｂが受けるときに、ベルト１
３ｂが瞬間的に伸びて、荷重の一部をベルト張力に負担させることで、ギアノイズを低減することができる。

電動機１４は、第２プーリー１３ｃと接続され、力行駆動、及び回生駆動可能で、所謂ジェネレータ、又はスタータジェネレータと呼ばれるものである。また、例えば、この電動機１４を回生駆動したときに、発電可能に構成してもよい。

副フライホイール１５は、第２プーリー１３ｃとクラッチ１６を介して接続されており、クラッチ１６を接続、又は切断することで自身の駆動トルクを、第２プーリー１３ｃを介してギア駆動装置１１へと伝達する。

また、このエンジン１は、図２に示すように、クランク角センサ１７と、そのクランク角センサ１７と接続され、電動機１４及びクラッチ１６の動作を制御するＥＣＵ（制御装置）１８を備える。このクランク角センサ１７は、周知の技術のクランク角センサを用いることができる。また、このＥＣＵ１８は、エンジンコントロールユニットと呼ばれる制御装置であり、電気回路によってエンジン１の制御を担当している電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラである。

この実施の形態では、ＥＣＵ１８に、エンジン１の運転状況に合わせてクラッチ１６を接続、又は切断し、さらにクランク角速度に応じて、電動機１４を力行制御、又は回生制御して、駆動トルクを制御する手段を備える。

クランク角加速度を算出する方法は、クランク角加速度を算出することができればよく、例えば、デジタルによる計算や、クランク角センサ１７の測定値から算出されるエンジン１の回転数を周期に変換し、その周波数をＦ／Ｖ変換（パルス周波数を電圧に変換する方法）し、その値を微分して算出するアナログ回路を用いてもよい。

次に、エンジン１の運転状況に合わせて、クラッチ１６を制御する方法について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、エンジン１の運転状況が通常走行か否かを判断するステップＳ１１を行う。ステップＳ１１で通常走行と判断されると、次に、クラッチ１６が接続されているか否かを判断するステップＳ１２を行う。このステップＳ１２でクラッチ１６の接続が確認されれば、スタートへ戻る。また、クラッチ１６の接続が確認できなければ、次に、クラッチ１６を接続するステップＳ１３を行ってからスタートへ戻る。

ステップＳ１１で、通常走行でないと判断されると、次に、エンジン１の運転状況が加速時か否かを判断するステップＳ１４を行う。ステップＳ１４で加速時と判断されると、次に、クラッチ１６が切断されているか否かを判断するステップＳ１５を行う。このステップＳ１５でクラッチ１６の切断が確認されれば、スタートへ戻る。また、クラッチ１６の切断が確認できなければ、クラッチ１６を切断するステップＳ１６を行ってからスタートへ戻る。

ステップＳ１４で、加速時でないと判断されると、次に、エンジン１の運転状況がアイドル時か否かを判断するステップＳ１７を行う。ステップＳ１７でアイドル時と判断されると、次に、アイドルストップが動作しているか否かを判断するステップＳ１８を行う。このステップＳ１８で、アイドルストップが動作していると判断されると、スタートへ戻る。

ステップＳ１８で、アイドルストップが動作していないと判断されると、次に、クラッチ１６が切断されているか否かを判断するステップＳ１９を行う。このステップＳ１９で
クラッチ１６の切断が確認されれば、スタートへ戻る。また、クラッチ１６の切断が確認できなければ、次に、クラッチ１６を切断するステップＳ２０を行ってから、スタートへ戻る。

ステップＳ１７で、アイドル時でないと判断されるとこの制御方法は完了する。この制御方法において、エンジン１の運転状況を判断する方法として、クランク角センサ１７の検出信号に基づく方法がある。この判断方法に、車速、アクセル開度、又は温度センサの検出信号なども考慮にいれるとよい。

以上の図３に示す方法によれば、エンジン１の運転状況に合わせて、クラッチ１６を接続、又は、切断することによって、クランクシャフト４周りの有効慣性モーメントを調整すると共に、ベルト駆動装置１３を介して、ギア駆動装置１１へ伝達されるトルクを調整することができる。

次に、クランク角速度に応じて、電動機１４を力行制御、又は回生制御して、駆動トルクを制御する方法について、図４のフローチャートを参照しながら、説明する。まず、クランク角センサ１７の検出信号から、エンジン１の回転数Ｎを算出し、その回転数Ｎから周期λを算出するステップＳ２１を行う。次に、周期λをＦ／Ｖ変換し、その微分波形である電圧波形Ｖｆを算出するステップＳ２２を行う。次に、その電圧波形Ｖｆで電動機１４を制御するステップＳ２３を行って完了する。

トルク反力は、慣性モーメントにクランク角加速度を乗じたものである。そこで、クランク角センサ１７の検出信号から周期λ（クランク角速度）算出し、その周期λをＦ／Ｖ変換し、微分波形である電圧波形Ｖｆを求める。この電圧波形Ｖｆを用いて電動機１４を制御すると、電動機１４をクランク角加速度に完全に同期させて、力行駆動、又は回生駆動することができる。

この方法は、クランク角加速度に応じて、電動機１４を力行、又は回生制御することができればよく、上記の構成に限定しない。例えば、上記の制御方法をＦ／Ｖコンバータ（若しくは、Ｆ／Ｖ変換器と呼ばれる装置）を用いた回路で行ってもよい。

この図４に示す方法によれば、クランク角加速度に合わせて、言い換えるとエンジン１のトルク変動に合せて、電動機１４を制御することができ、前述した図３に示す方法と合せて行うことで、エンジン１の運転状況に応じたトルク反力を抑制することができる。加えて、ギア駆動装置１１の噛み合い力も低減することができるので、ギアノイズを抑制することができる。

次に、このエンジン１のトルク反力を低減する原理について、図５を参照しながら説明する。図５に示す回転体２０は、１次バランサー１２と副フライホイール１５とを合わせたものとして説明する。

ここで、θをクランク角、T（θ）をクランクトルク、Ｔ_ｒをトルク反力、Ｉ_１をクラ
ンクシャフト４周りの慣性モーメント、Ｉｉをｉ番目の回転体２０の慣性モーメント及びｇ_ｉをｉ番目の回転体２０のギア比とする。トルク反力Ｔ_ｒは次の数式（１）で表すことができる。

このとき、分母の（Ｉ_１＋Σｇ_ｉ ^２Ｉ_ｉ）が、エンジン１の有効慣性モーメントであり、回転の向きに関係なく全て正の値である。数式（１）からトルク反力Ｔ_ｒは、（Ｉ_１＋Σｇ_ｉＩ_ｉ）が最小となるように、エンジン１とは逆回転の増速された回転体２０を設けることで最小とすることができる。

数式（１）の分母は、クランクシャフト４周りの有効慣性モーメントであり、その大部分はクランクシャフト４、主フライホイール５、及び図示しないクラッチプレッシャープレートが占める。分子は、各軸の慣性モーメントにギア比、又はプーリー比を乗じたもので、逆転するものがあれば、その値は負となり、分子が小さくなり、トルク反力は小さくなる。

よって、図１及び図２に示すエンジン１は、１次バランサー１２と副フライホイール１５とで、エンジン１のトルク変動に伴う反力を低減することができる。

次に、本発明に係る実施の形態のエンジン１の動作について説明する。まず、エンジン１の運転状況が通常走行時の場合について説明する。通常走行時は、図３に示す方法によって、クラッチ１６は接続された状態であり、図５に示すように、１次バランサー１２と副フライホイール１５とが、クランクシャフト４の回転に対して逆回転するので、エンジン１のトルク変動に伴うトルク反力を低減することができる。

しかし、副フライホイール１５を、ベルト駆動装置１３を介して駆動することで、図６に示すように、ベルト１３ｂのスリップや伸縮を原因とした位相ずれとトルク低下によって、トルク反力を低減させるトルクが低減する。そこで、ＥＣＵ１８がクランク角加速度に応じて、電動機１４を力行制御、又は回生制御して、ベルト駆動によって低下した分（以下、効率低下分という）の駆動トルクを補うことで、トルク反力を低減することができる。

また、図６に示す副フライホイール１５の駆動トルクのうち、電動機１４が分担していた分の駆動トルクが低減するので、ギア駆動装置１１の噛み合い力を低減することができ、ギアノイズを低減することができる。

上記の動作は、エンジン１の運転状況が通常走行時のときの動作であるが、トルク変動が顕著となる低速一定走行時に限定して行ってもよい。また、ローリング振動が顕著となるエンジン１の始動時、及び停止時に限定してもよい。その他の走行時は、エンジン１の振動がそれほど大きくならないため、例えば、クラッチ１６を切断し、慣性モーメントを小さくしてもよい。この通常走行時の電動機１４の出力は、効率低下分の駆動トルクを補うだけのため、消費電力を小さくすることができる。

次に、エンジン１の運転状況が始動時を除く加速時の場合について説明する。加速時は、図３に示す方法によって、クラッチ１６は切断された状態である。エンジン１の運転状況が加速時であれば、トルク反力は小さく、ギア駆動装置１１の噛み合い力も小さい。そのため、副フライホイール１５の駆動トルクは必要なく、クラッチ１６を切断することにより、エンジン加速時の有効慣性モーメントの増加を抑制することができ、エンジン１の加速性能を向上でき、且つ燃費を向上できる。

次に、エンジン１の運転状況がアイドル時で、且つアイドルストップが動作していない場合について説明する。アイドル時で、且つアイドルストップが動作していない場合は、図３に示す方法によって、クラッチ１６は切断された状態である。クランクシャフト４からの駆動トルクが副フライホイール１５の駆動トルクよりも小さいため、クラッチ１６を切断することにより、１次バランサー１２を駆動するギア駆動装置１１の噛み合い力を低減して、ギアノイズを低減することができる。

このアイドル時に電動機１４を図４に示す方法で制御することで、エンジン１のトルク変動を抑制することができる。これにより、アイドル時に発生するローリング振動を、電動機１４を単独で駆動して低減することができる。

さらに、クラッチ１６接続時の力行、又は回生制御による吸収に比べて、電動機１４を駆動させる分、燃費が悪化する可能性があるが、大部分のアイドリングは、アイドリングストップが動作中であり、その影響は少なく、アイドリングストップ中は、一種のデュアルマスフライホイールとして動作するため、トータルの燃費を向上することができる。

上記のエンジン１は、エンジン１のトルク変動による振動を、クランクシャフト４の回転に対して逆回転する１次バランサー１２と副フライホイール１５を設けることにより低減することができるが、ギア駆動によって１次バランサー１２を駆動することで発生するギアノイズが発生する。

特に顕著に感じるアイドリング時に第１手段でクラッチ１６を切断し、ギア駆動装置１１の噛み合い力を低減することができるので、ギアノイズの発生を抑制することができる。また、合わせてトルクバランサーとして、電動機１４を第２手段で力行駆動、又は、回生駆動するため、トルク反力を低減し、ローリング振動の低減を図ることができる。

また、トルク変動による振動が顕著となる低速一定走行時には、第１手段でクラッチ１６を接続し、さらに、ベルト駆動によって低減する効率低下分の駆動トルクを第２手段で補うことができるので、トルク変動を抑制することができる。加えて、このとき、電動機１４の駆動トルク分、ギア駆動装置１１の噛み合い力が低減するので、ギアノイズの発生を抑制することができる。

加えて、副フライホイール１５を設けることで増加した慣性モーメントを加速時には、第１手段でクラッチ１６を切断することで、クランクシャフト４周りの有効慣性モーメントの増加を抑制することができるので、有効慣性モーメントが増加することで発生する燃費の悪化、及び加速応答の遅れを抑制することができる。

本発明の内燃機関は、ギア駆動のバランサーで内燃機関の振動を抑制すると共に、振動を抑制するために発生するギアノイズを低減することができるので、特に気筒内圧力が高く、大きなトルク変動が発生するディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの車両に利用することができる。

１ エンジン
２ エンジン本体
３ａ〜３ｃ ピストン
４ クランクシャフト（クランク軸）
１１ ギア駆動装置
１２ １次バランサー（バランサー）
１３ ベルト駆動装置
１４ 電動機
１５ 副フライホイール（フライホイール）
１６ クラッチ
１７ クランク角センサ
１８ ＥＣＵ（制御装置）

Claims (5)

1. 内燃機関のクランク軸からギア駆動装置を介して、該クランク軸の回転に対して逆転するバランサーと、該バランサーからベルト駆動装置を介して、該クランク軸の回転に対して逆転する電動機とを備える内燃機関において、
   前記電動機の回転軸にクラッチを介してフライホイールを備えると共に、
   内燃機関の運転状況に合せて、前記クラッチを接続、又は切断すると共に、
   少なくとも内燃機関の運転状況が通常走行時とアイドル時に、クランク角加速度に応じて、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記ベルト駆動装置を介して前記ギア駆動装置へ伝達されるトルクを制御する制御装置を備えることを特徴とする内燃機関。
2. 前記ベルト駆動装置が、前記バランサーと一体に回転する第１プーリーと、該第１プーリーからベルト駆動により前記クランク軸の回転よりも増速される第２プーリーとを備え、前記フライホイールを、前記クラッチを介して該第２プーリーと接続することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記制御装置が、内燃機関の運転状況が通常走行時に、前記クラッチを接続すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記ベルト駆動装置によって低減する前記フライホイールのトルクを補う手段と、
   アイドリングストップを除くアイドル時に、前記クラッチを切断すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記クランク軸のトルク反力を低減する手段と、
   始動時を除く加速時に、前記クラッチを切断して、前記クランク軸周りの有効慣性モーメントを低減する手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
4. 内燃機関のクランク軸からギア駆動され、該クランク軸の回転に対して逆転するバランサーと、該バランサーからベルト駆動され、該クランク軸の回転に対して逆転する電動機と、該電動機の回転軸にクラッチを介してフライホイールを備える内燃機関の制御方法であって、
   内燃機関の運転状況に合せて、前記クラッチを接続、又は切断し、
   少なくとも内燃機関の運転状況が通常走行時とアイドル時に、クランク角加速度に応じて、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、ギア駆動にかかるトルクを制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
5. 内燃機関の運転状況が通常走行時に、前記クラッチを接続すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、ベルト駆動によって低減する前記フライホイールのトルクを補い、
   アイドリングストップを除くアイドル時に、前記クラッチを切断すると共に、前記電動機を力行駆動、又は回生駆動して、前記クランク軸のトルク反力を低減し、
   始動時を除く加速時に、前記クラッチを切断して、前記クランク軸周りの有効慣性モーメントを低減することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御方法。