JP2010048087A - ３気筒エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】バランスウエイトや一次バランサシャフト等のバランサ機構を用いることなくエンジン振動をより効果的に抑制できる３気筒エンジンを提供する。
【解決手段】 ３気筒エンジン１０は、第１ピストン１８および第１コンロッド３０を含む第１往復部５０と第３ピストン２２および第３コンロッド３４を含む第３往復部５４とは重量が互いに等しく、第２ピストン２０および第２コンロッド３２を含む第２往復部５２の重量は第１往復部５０および第３往復部５４の往復運動によって生じる不釣合い偶力を打ち消すように第２ピストン２０を第１ピストン１８よりも大径にして第１往復部５０の重量よりも大きく設定されていて、第１気筒１２および第３気筒１６では４サイクル燃焼運転を行い、第２気筒１４では２サイクル燃焼運転を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、３気筒エンジンに係り、特に、バランスウエイトや一次バランサシャフト等のバランサ機構を設けることなくエンジン振動を抑制できる３気筒エンジンに関する。

従来、直列３気筒エンジンでは、バランスウエイトや一次バランサシャフト等のバランサ機構を用いてエンジン振動を低減することが行われることが多い。

これに対し、特許文献１には、３気筒エンジンにおいて、第２気筒のピストンを第１気筒および第３気筒のピストンに対して１８０度の位相差をもってクランクシャフトのクランクアーム部に連結すると共に、第２気筒のピストン径を大きくして第２気筒のピストンおよびコンロッドの各重量を、第１気筒および第３気筒のピストンおよびコンロッドの各重量の２倍とすることで、バランサ機構を設けることなくエンジン振動を低減することが提案されている。

特開２００１−２１４７５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される３気筒エンジンでは、バランサ機構を用いずに低重量化および低コスト化を図りながら４気筒エンジンと同等のバランス状態としているが、３気筒エンジンでは気筒間の爆発間隔が４気筒エンジンのように等間隔ではなく、且つ、第２気筒のピストン径を大きくすることによって気筒間で爆発力にばらつきが生じるため、場合によっては、特にエンジン回転数が低回転域にあるときには、エンジン振動が大きく生じる可能性がある。

本発明の目的は、バランスウエイトや一次バランサシャフト等のバランサ機構を用いることなくエンジン振動をより効果的に抑制できる３気筒エンジンを提供することにある。

本発明の第１態様の３気筒エンジンは、直列に配置された第１、第２および第３気筒を有し、前記気筒内には往復運動する第１、第２および第３ピストンがそれぞれ配置され、前記各ピストンは第１、第２および第３コンロッドを介してクランクシャフトのクランクアーム部にそれぞれ連結され、前記第１ピストンおよび第３ピストンに対応する第１および第３コンロッドの各クランクシャフト側端部は第２ピストンに対応する第２コンロッドのクランクシャフト側端部に対してクランクシャフトの軸方向周りに１８０度の位相差をもってクランクシャフトに連結されており、第１ピストンおよび第１コンロッドを含む第１往復部と第３ピストンおよび第３コンロッドを含む第３往復部とは重量が互いに等しく、第２ピストンおよび第２コンロッドを含む第２往復部の重量は第１往復部および第３往復部の往復運動によって生じる不釣合い偶力を打ち消すように第２ピストンを第１ピストンよりも大径にして第１往復部の重量よりも大きく設定されている３気筒エンジンであって、第１気筒および第３気筒では４サイクル燃焼運転を行い、第２気筒では２サイクル燃焼運転を行うことを特徴とする。

本発明の第１態様の３気筒エンジンにおいて、第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力に相当するように、第２気筒の燃焼圧を制御してもよい。ここで、「相当する」とは、完全同一の場合に加えて、略同一または略等しい場合を含むことを意図している（以下に同じ）。

また、本発明の第１態様の３気筒エンジンにおいて、第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力に相当するように、第２気筒のピストン面積を設定してもよい。

本発明の第２態様の３気筒エンジンは、直列に配置された第１、第２および第３気筒を有し、前記気筒内には往復運動する第１、第２および第３ピストンがそれぞれ配置され、前記各ピストンは第１、第２および第３コンロッドを介してクランクシャフトのクランクアーム部にそれぞれ連結され、前記第１ピストンおよび第３ピストンに対応する第１および第３コンロッドの各クランクシャフト側端部は第２ピストンに対応する第２コンロッドのクランクシャフト側端部に対してクランクシャフトの軸方向周りに１８０度の位相差をもってクランクシャフトに連結されており、第１ピストンおよび第１コンロッドを含む第１往復部と第３ピストンおよび第３コンロッドを含む第３往復部とは重量が互いに等しく、第２ピストンおよび第２コンロッドを含む第２往復部の重量は第１往復部および第３往復部の往復運動によって生じる不釣合い偶力を打ち消すように第２ピストンを第１ピストンよりも大径にして第１往復部の重量よりも大きく設定されている３気筒エンジンであって、各気筒において２サイクル燃焼運転を行うと共に、第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力の総和に相当するよう設定されることを特徴とする。

本発明の第２態様の３気筒エンジンにおいて、第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力の総和に相当するように、第１気筒および第３気筒の各燃焼圧を制御してもよい。

また、本発明の第２態様の３気筒エンジンにおいて、第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力の総和に相当するように、第１気筒および第３気筒の各ピストン面積を設定してもよい。

さらに、本発明の第１態様および第２態様の３気筒エンジンにおいて、クランクシャフトに回転電機の回転軸を連結し、気筒間の爆発力の相違に基づくクランクシャフトのトルクのばらつきがある場合、爆発力が大きい気筒の爆発時に回転電機で余剰トルクを回収し、爆発力が小さい気筒の爆発時に回転電機で不足トルクを補填してもよい。

本発明に係る３気筒エンジンによれば、第１気筒および第３気筒では４サイクル燃焼運転を行う一方で第２気筒では２サイクル燃焼運転を行うか、または、各気筒において２サイクル燃焼運転を行うことで、爆発間隔を均一にすることができ、エンジン振動の増大を効果的に抑制することができる。

また、所定の気筒について燃焼圧を制御する、または、ピストン面積を適宜に設定することで、クランクシャフトのトルクとして出力される爆発力のばらつきを小さくすることができ、エンジン振動の増大をより効果的に抑制することができる。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。

図１は、本発明の第１実施形態である３気筒エンジン１０の概略構成図である。３気筒エンジン１０は、横並びで直列に配置された第１気筒１２、第２気筒１４、および第３気筒１６を有する。各気筒内１２，１４，１６内には、円筒状をなす各気筒の軸方向に摺動しつつ往復運動する第１ピストン１８、第２ピストン２０、および第３ピストン２２が配置されている。

各ピストン１８，２０，２２の下部には、横方向に延伸するピストンピン２４，２６，２８がその両端において固定されている。各ピストンピン２４，２６，２８の中央部には、第１、第２および第３コンロッド３０，３２，３４の一端部が図示しない軸受けを介して回動可能に連結されている。

３気筒エンジン１０は、クランクシャフト３６をさらに有する。クランクシャフト３６は、その両端部において図示しない軸受けによって回転可能に支持されている。また、クランクシャフト３６には、各気筒１２，１４，１６に対応して各一対のクランクアーム板３８，４０，４２が固定されている。各一対のクランクアーム板３８，４０，４２は、例えば円盤状の金属板で構成され、その間にはクランクピン４４，４６，４８が横方向に延伸してそれぞれ架設されている。各クランクピン４４，４６，４８には、第１、第２および第３コンロッド３０，３２，３４の他方の端部（クランクシャフト側端部）が図示しない軸受けを介して回転可能に連結されている。

なお、本実施形態では、各々対をなすクランクアーム板３８，４０，４２およびクランクピン４４，４６，４８によって、クランクシャフト３６の一部をなすクランクアーム部が構成される。

第１ピストン１８および第３ピストン２２にそれぞれ対応する第１および第２コンロッド３０，３４の各クランクシャフト側端部は、第２ピストン２０に対応する第２コンロッド３２のクランクシャフト側端部に対して、クランクシャフト３６の軸方向周りに１８０度の位相差をもってクランクシャフト３６に連結されている。これにより、図１に示すように、第１および第３ピストン１８，２２が下死点にあるとき第２ピストン２０は上死点に位置し、逆に、第１および第３ピストン１８，２２が上死点にあるとき第２ピストン２０は下死点に位置するように構成されている。

また、第１ピストン１８、ピストンピン２４および第１コンロッド３０を含む第１往復部５０と第３ピストン２２、ピストンピン２８および第３コンロッド３４を含む第３往復部５４とは重量が互いに等しく、第１往復部５０と第３往復部５４とは同一の形状および大きさの部材にて構成されている。これに対し、第２ピストン２０、ピストンピン２６および第２コンロッド３２を含む第２往復部５２の重量は、第１往復部５０および第３往復部５４の往復運動によって生じる不釣合い偶力を打ち消すように、第２ピストン２０を第１ピストン１８よりも大径にして第１往復部５０の重量よりも大きく、具体的には２倍になるよう設定されている。クランクシャフト３６の回転により生じる慣性偶力が釣り合うように、第２気筒１４に対応するクランクピン４６の重量は、第１気筒および第３気筒１２，１６に対応するクランクピン４４，４８の各重量の２倍に設定されている。

ここで、第２ピストン２０の重量が第１および第３ピストン１８，２２の各重量の２倍としたとき、一般的に第２ピストン２０は第１および第３ピストン１８，２２の約１．６倍（≒２^2/3）のピストン面積を有するので、混合気圧縮時の気筒内圧同一ならば、第２気筒１４の爆発力は第１および第３気筒１２，１６の各爆発力の約１．６倍となる。このような爆発力の相違又はばらつきは、特にエンジン回転数が低回転域にあるときにエンジン振動を増大させる原因となり易いので、気筒間の爆発力を略等しくするには、第２気筒１４における燃焼圧を第１気筒１２および第３気筒１６の燃焼圧に対して約１／１．６倍となるよう圧縮時の気筒内圧や混合気の空燃比等を制御するのが好ましい。逆に、気筒間の爆発力を略等しくするために、気筒内圧や空燃比等を同一にする一方、重量比を２倍としたままで第２ピストン２０のピストン面積が第１および第３ピストン１８，２２の各ピストン面積の約１／１．６倍となるよう設定してもよい。

第１気筒１２および第３気筒１６の各上部には、上下動制御されることにより吸気ポート５６を開閉する吸気バルブ５８、および、上下動制御されることにより排気ポート６０を開閉する排気バルブ６２が設けられている。また、各気筒１２−１６の上部には、点火プラグ６４がそれぞれ設けられている。

第２気筒１４の下部は、クランクケース部材６６で覆われており、第２気筒１４に対応するクランクアーム部を内部に収容した気密状態のクランク室６８となっている。また、クランクケース部材６６の壁面には、燃料と空気の混合気をクランク室６８内に供給するための混合気供給ポート７０が開口形成されている。さらに、第２気筒１４を構成するシリンダ側壁には、図示しないバイパス流路を介してクランク室６８に連通する吸気ポート７２と、該吸気ポート７２に略対向する位置であって吸気ポート７２よりも大きい開口からなる排気ポート７４が形成されている。

このように構成される第２気筒１４において、混合気供給ポート７０からクランク室６８内に供給されて第２ピストン２０の下降動作時に圧縮される混合気は、上記バイパス流路を介して、第２ピストン２０の下降で閉鎖状態から解放された吸気ポート７２から第２気筒１４内に吸入される。また、排気ポート７４は吸気ポート７２よりも大きく形成されていることで第２ピストン２０の下降時に吸気ポート７２によりも若干早いタイミングで閉鎖状態から解放されることで、先の燃焼（爆発）で発生した燃焼ガスを排気ポート７４から排気することができる。これにより、第２気筒１４では、クランクシャフト３６の１回転中に、すなわち第２ピストン２０の１回の往復動作で、掃気・吸入、圧縮、爆発、排気の各工程が実行される２サイクル燃焼運転が可能になっている。

これに対し、第１気筒１２および第３気筒１６では、クランクシャフト３６の２回転中に、すなわち第１ピストン１８および第３ピストン２２の各々２回の往復動作で、吸気バルブ５８によっての吸気ポート５６の開放による混合気の吸入、ピストン１８，２２の上昇による気筒内の混合気の圧縮、点火プラグ６４の作動による爆発、および排気バルブ６２によって排気ポート５６が開放された状態でピストン１８，２２が再度上昇することによる燃焼ガスの排気、の各工程が実行される４サイクル燃焼運転が可能になっている。

続いて、上記構成からなる３気筒エンジン１０の動作について図２を参照して説明する。図２（図３，５，６，８においても同じ）は、クランクアングルすなわちクランクシャフト３６の回転角度と各気筒の爆発力との関係を示し、第１気筒１２が♯１、第２気筒１４が♯２、第３気筒が♯３としてそれぞれ示されている。

上記特許文献１の３気筒エンジンの各気筒において通常に４サイクル燃料運転を行うと、図２（ａ）に示すように、第１気筒、第２気筒、第３気筒の順で１８０度間隔で爆発が発生し、７２０度（すなわちクランクシャフト２回転）で１サイクルの燃焼動作が行われる。この場合、次のサイクルにおける第１気筒の爆発は、先のサイクルにおける第３気筒の爆発から３６０度後になることから、上記特許文献１の３気筒エンジンでは爆発間隔が均一でないためにエンジン振動が大きく生じる可能性がある。また、第２ピストンが第１および第３ピストンよりも大きく形成されていることで、第２気筒の爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力よりも大きくなる。このような気筒間における爆発力の相違もまた、エンジン振動を大きくする原因になり得る。

これに対し、本実施形態における３気筒エンジン１０によれば、図２（ｂ）に示すように、第１気筒１２および第３気筒１６では４サイクル燃焼運転を行い、第２気筒１４で２サイクル燃焼運転を行う。これにより、各サイクルの最初または最後で第２気筒１４での爆発を生じさせることで、爆発間隔を９０度で均一にすることができ、３気筒エンジンの振動増大を効果的に抑制することができる。

また、図２（ｃ）に示すように、第２気筒１４における燃焼圧を第１気筒１２および第３気筒１６の燃焼圧に対して約１／１．６倍となるよう吸気時または圧縮時の気筒内圧や混合気の空燃比等を制御して、各気筒１２−１６間の爆発力を略等しくすれば、爆発力のばらつきも解消されることによってエンジン振動の増大をより効果的に抑制することができる。このような各気筒間における爆発力の均一化は、エンジン回転数が低回転域にあるときのエンジン振動抑制に特に有効である。

なお、上記においては、第２気筒１４の燃焼圧を比較的小さく制御することで各気筒間における爆発力を均一にするものとしたが、これに代えて、図３に示すように、重量比を２倍としたままで第２ピストン２０のピストン面積を減少（例えば約１／１．６倍）させて、爆発力の均一化を実現してもよい。この場合、第２ピストン２０の面積減少分に応じて第１ピストン１８および第２ピストン２２の各ピストン面積を若干増大させることによって、同じエンジン寸法でより大きなトルク出力が可能になる。

次に、本発明の第２実施形態の３気筒エンジン１１について図４を参照して説明するが、ここでは上記第１実施形態の３気筒エンジン１０と異なる構成について説明することとし、同一構成には同一符号を付して重複することなる再度の説明を省略する。

本実施形態の３気筒エンジン１１では、第２気筒１４だけでなく第１気筒１２および第３気筒１６を含む全ての気筒１２−１６において２サイクル燃焼運転が行われるように構成されている。具体的には、各気筒１２−１６の下部は、クランクケース部材７６によって覆われている。クランクケース部材７６の内部は、各気筒に対応する第１クランク室６７、第２クランク室６８および第３クランク室６９に気密状態でそれぞれ区画されており、各クランク室６７，６８，６９内に各気筒に対応するクランクアーム部が収容されている。

第２気筒１４については、上記３気筒エンジン１０と全く同様である。第１クランク室６７および第３クランク室６９の壁面には、燃料と空気の混合気をクランク室内に供給するための混合気供給ポート７８，８０がそれぞれ開口形成されている。また、第１気筒１２および第３気筒１６の各シリンダ側壁には、図示しないバイパス流路を介して第１クランク室６７および第３クランク室６９にそれぞれ連通する吸気ポート８２，８４と、該吸気ポート８２，８４に略対向する位置であって吸気ポート８２，８４よりも大きい開口からなる排気ポート８６，８８がそれぞれ形成されている。なお、第１気筒１２は第２気筒１４に比べて気筒内容積が小さいことから、第１気筒１２の吸気ポート８２および排気ポート８６は、第２気筒１４の吸気ポート７２および排気ポート７４との比較においてそれぞれ小さな開口として形成されており、この点については第３気筒１６の吸気ポート８４および排気ポート８８についても同様である。

上記のように第１気筒１２および第３気筒１６が構成されることで、上記３気筒エンジン１０の第２気筒１４について説明したのと同様に、クランクシャフト３６の１回転中に、すなわち第１ピストン１８および第３ピストン２２の１回の往復動作で、掃気・吸入、圧縮、爆発、排気の各工程が実行される２サイクル燃焼運転がそれぞれ可能になっている。

なお、本実施形態では、第１気筒１２および第３気筒１６も２サイクル燃焼運転仕様としているため、図１に示される気筒上部の吸気・排気ポート５６，６０や吸気・排気バルブ５８，６２を省略している。ただし、これら吸気・排気ポート５６，６０および吸気・排気バルブ５８，６２も併設して、第１気筒１２および第３気筒１６においては４サイクル燃焼運転と２サイクル燃焼運転とを選択的に実行できるようにすれば、上記第１実施形態の３気筒エンジン１０としても使用可能になる。

続いて、本実施形態の３気筒エンジン１１の動作について図５を参照して説明する。図５は、クランクアングルすなわちクランクシャフト３６の回転角度と各気筒の爆発力との関係を示し、同図（ａ）は図２と同様に上記特許文献１の３気筒エンジンに関するものであり、同図（ｂ）、（ｃ）は本実施形態の３気筒エンジン１１に関するものである。

上述したように上記特許文献１の３気筒エンジンでは、図５（ａ）に示すように、爆発間隔および爆発力について気筒間で均一ではない。

これに対し、本実施形態の３気筒エンジン１１では、図５（ｂ）に示すように、すべての気筒１２，１４，１６において２サイクル燃焼運転を行うと共に、第１気筒１２と第３気筒１６とで同時爆発させることにより、爆発間隔を９０度で均一にすることができ、エンジン振動の増大を効果的に抑制することができる。

また、図５（ｃ）に示すように、同時爆発させる第１気筒１２および第３気筒１６の各燃焼圧を第２気筒１４の燃焼圧に対して約１．６／２倍となるよう吸気時または圧縮時の気筒内圧や混合気の空燃比等を制御して、第２気筒１４における爆発力が第１気筒１２および第３気筒１６の各爆発力の総和に略等しくすることで、爆発力のばらつきも解消されることによってエンジン振動の増大をより効果的に抑制することができる。このような爆発力の均一化は、エンジン回転数が低回転域にあるときのエンジン振動抑制に特に有効である。

なお、上記においては、第１気筒１２および第３気筒１６の燃焼圧を比較的小さく制御することで爆発力を均一にするものとしたが、これに代えて、図６に示すように、重量比２倍の関係を満たしつつ第１ピストン１８および第３ピストン２２の各ピストン面積を減少させて、爆発力の均一化を実現してもよい。この場合、第１ピストン１８および第３ピストン２２の面積減少分に応じて第２ピストン２０のピストン面積を若干増大させることにより、同じエンジン寸法でより大きなトルク出力が可能になる。

次に、図７を参照して第３実施形態の３気筒エンジン９０について説明する。本実施形態の３気筒エンジン９０には、上記３気筒エンジン１０、１１のいずれかを用いてもよいが、ここでは上記３気筒エンジン１０を用いた場合を例に説明する。３気筒エンジン９０の各気筒１２，１４，１６には、各気筒１２−１６における燃焼圧を検出するための燃焼圧力センサ９２がそれぞれ設けられている。

３気筒エンジン９０の作動は、エンジンＥＣＵ(Electronic Control Unit)９４によって制御される。エンジンＥＣＵ９４には、３気筒エンジン９０から運転状態に関する回転数、トルク、燃焼圧等の情報が入力されるようになっている。

また、３気筒エンジン９０から外部に延伸するクランクシャフト３６は、動力分配統合機構９６に連結されている。動力分配統合機構９６には、モータ（回転電機）９８の回転軸１００もまた連結されている。

動力分配統合機構９６は、例えば遊星歯車機構で構成されることができ、３気筒エンジン９０のクランクシャフト３６により入力されるエンジン出力と、モータ９８の回転軸１００により入力されるモータ出力とを統合して、出力軸１０２から例えば車輪等の駆動対象物に伝達することができる。また、動力分配統合機構９６は、クランクシャフト３６により入力されるエンジン出力の一部をモータ回転軸１００へ分配して、モータ９８を回生作動させることもできる。

モータ９８は、バッテリ１０４から供給される直流電圧を電圧変換器１０６で交流変換した交流電圧が印加されることで駆動される交流モータである。電圧変換器１０６は、モータＥＣＵから入力されるスイッチング信号を受けて、内部に含む複数のスイッチング素子がオン・オフ制御されることによって、直流電圧および交流電圧の相互間での変換機能を有する。

上記のようにモータ９８が発電機として機能する回生作動状態のとき、モータ９８から出力される交流電圧を電圧変換器１０６で直流電圧に変換した後、バッテリ１０４に充電されるようになっている。

エンジンＥＣＵ９４およびモータＥＣＵ１０８は、メインＥＣＵ１１０に電気的に接続されている。メインＥＣＵ１１０は、各ＥＣＵ９４，１０８を介して３気筒エンジン９０およびモータ９８の各作動を統括制御する機能を有する。

続いて、本実施形態における３気筒エンジン９０の動作および制御について図８を参照して説明する。３気筒エンジン９０は、図８（ａ）（図３（ｂ）と同じ）に示すように、第１気筒１２および第３気筒１６では４サイクル燃焼運転する一方で、第２気筒１４では２サイクル燃焼運転することにより爆発間隔を９０度で均一にするとともに、第２ピストン２０のピストン面積を比較的小さく設定することで爆発力の均一化も図っている。

しかし、第２気筒１４は気筒内容量が他の気筒１２，１６と異なること、及び、２サイクル燃焼運転であることから、３気筒エンジン９０の回転数やトルク等の運転状態を変化させたときに、図８（ｂ）に示すように第２気筒１４での爆発力が大きくなって爆発力が気筒間で不均一になる可能性がある。

このような状態になったとき、爆発力の差に応じてクランクシャフト３６から出力されるエンジントルクにもばらつきまたは変動が生じることになる。そこで、メインＥＣＵ１１０は、気筒間の爆発力の相違に基づくクランクシャフト３６のトルクにばらつきがある場合、爆発力が比較的大きい第２気筒１４の爆発時にエンジントルクの一部を余剰トルクとしてモータ９８で回収し、爆発力が比較的小さい第１および第３気筒の各爆発時にモータ９８でエンジントルクについて不足トルクを補填するよう制御する。

メインＥＣＵ１１０は、燃焼圧力センサ９２による検出結果から算出される各気筒１２−１６の爆発力の差に基づいて、上記余剰トルクおよび不足トルクをテーブルやマップ等を参照して求める。そして、メインＥＣＵ１１０は、余剰トルクの回収時にはモータ９８を回生作動させて発電した電力をバッテリ１０４に充電し、一方、不足トルクの補填時にはバッテリ１０４からの電力供給を受けてモータ９８を力行作動させ、モータトルクを回転軸１００に出力するように、モータＥＣＵ１０８を介してモータ９８を制御する。このとき、メインＥＣＵ１１０は、バッテリ１０４の電力収支が均衡するようにモータ９８を制御するのが好ましい。

なお、上記においては、各気筒１２−１６におけるピストン面積を適切に設定することで各気筒間で爆発力を均一にした状態の下で発生するエンジントルク変動を補償するものとして説明したが、ピストン面積を理想的な状態にすることが不可能な場合に各気筒間で生じる爆発力の相違に基づくエンジントルク変動を上記と同様の方法によって補償するようにしてもよい。

第１実施形態の３気筒エンジンの概略構成図である。 図１の３気筒エンジンにおける、クランクアングルと各気筒の爆発力の関係を示す図であり、（ａ）は全気筒において４サイクル燃焼運転を行ったときの状態、（ｂ）は第１気筒および第３気筒で４サイクル燃焼運転を行い第２気筒で２サイクル燃焼運転を行ったときの状態、（ｃ）は燃焼圧制御によって各気筒の爆発力を均一化した状態をそれぞれ示す。 図１の３気筒エンジンにおいて、ピストン面積の設定によって各気筒の爆発力を均一にした状態を示す図２と同様の図である。 第２実施形態の３気筒エンジンの概略構成図である。 図４の３気筒エンジンにおける、クランクアングルと各気筒の爆発力の関係を示す図であり、（ａ）は全気筒において４サイクル燃焼運転を行ったときの状態、（ｂ）は第１気筒および第３気筒で４サイクル燃焼運転を行い第２気筒で２サイクル燃焼運転を行ったときの状態、（ｃ）は燃焼圧制御によって各気筒の爆発力を均一化した状態をそれぞれ示す。 図４の３気筒エンジンにおいて、ピストン面積の設定によって各気筒の爆発力を均一にした状態を示す図５と同様の図である。 第３実施形態の３気筒エンジンを示す概略構成図である。 図７の３気筒エンジンにおける、クランクアングルと各気筒の爆発力の関係を示す図であり、（ａ）は図３（ｂ）と同様に各気筒の爆発力を均一にした状態を示し、（ｂ）はエンジンの運転状態を変化させたときに気筒間で爆発力が不均一になった状態を示す。

符号の説明

１０,１１，９０ ３気筒エンジン、１２ 第１気筒、１４ 第２気筒、１６ 第３気筒、１８ 第１ピストン、２０ 第２ピストン、２２ 第３ピストン、３０ 第１コンロッド、３２ 第２コンロッド、３４ 第３コンロッド、３６ クランクシャフト、３８，４０，４２ クランクアーム板、４４，４６，４８ クランクピン、５０ 第１往復部、５２ 第２往復部、５４ 第３往復部、５６ 吸気ポート、５８ 吸気バルブ、６０ 排気ポート、６２ 排気バルブ、６４ 点火プラグ、６６ クランクケース部材、６７ 第１クランク室、６８ 第２クランク室（クランク室）、６９ 第３クランク室、７０ 混合気供給ポート、７２ 吸気ポート、７４ 排気ポート、７６ クランクケース部材、７８，８０ 混合気供給ポート、８２,８４ 吸気ポート、８６,８８ 排気ポート、９２ 燃焼圧力センサ、９４ エンジンＥＣＵ、９６ 動力分配統合機構、９８ モータ（回転電機）、１００ 回転軸、１０２ 出力軸、１０４ バッテリ、１０６ 電圧変換器、１０８ モータＥＣＵ、１１０ メインＥＣＵ。

Claims (7)

1. 直列に配置された第１、第２および第３気筒を有し、前記気筒内には往復運動する第１、第２および第３ピストンがそれぞれ配置され、前記各ピストンは第１、第２および第３コンロッドを介してクランクシャフトのクランクアーム部にそれぞれ連結され、前記第１ピストンおよび第３ピストンに対応する第１および第３コンロッドの各クランクシャフト側端部は第２ピストンに対応する第２コンロッドのクランクシャフト側端部に対してクランクシャフトの軸方向周りに１８０度の位相差をもってクランクシャフトに連結されており、第１ピストンおよび第１コンロッドを含む第１往復部と第３ピストンおよび第３コンロッドを含む第３往復部とは重量が互いに等しく、第２ピストンおよび第２コンロッドを含む第２往復部の重量は第１往復部および第３往復部の往復運動によって生じる不釣合い偶力を打ち消すように第２ピストンを第１ピストンよりも大径にして第１往復部の重量よりも大きく設定されている３気筒エンジンであって、
   第１気筒および第３気筒では４サイクル燃焼運転を行い、第２気筒では２サイクル燃焼運転を行うことを特徴とする３気筒エンジン。
2. 請求項１に記載の３気筒エンジンにおいて、
   第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力に相当するように、第２気筒の燃焼圧を制御することを特徴とする３気筒エンジン。
3. 請求項１に記載の３気筒エンジンにおいて、
   第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力に相当するように、第２気筒のピストン面積を設定することを特徴とする３気筒エンジン。
4. 直列に配置された第１、第２および第３気筒を有し、前記気筒内には往復運動する第１、第２および第３ピストンがそれぞれ配置され、前記各ピストンは第１、第２および第３コンロッドを介してクランクシャフトのクランクアーム部にそれぞれ連結され、前記第１ピストンおよび第３ピストンに対応する第１および第３コンロッドの各クランクシャフト側端部は第２ピストンに対応する第２コンロッドのクランクシャフト側端部に対してクランクシャフトの軸方向周りに１８０度の位相差をもってクランクシャフトに連結されており、第１ピストンおよび第１コンロッドを含む第１往復部と第３ピストンおよび第３コンロッドを含む第３往復部とは重量が互いに等しく、第２ピストンおよび第２コンロッドを含む第２往復部の重量は第１往復部および第３往復部の往復運動によって生じる不釣合い偶力を打ち消すように第２ピストンを第１ピストンよりも大径にして第１往復部の重量よりも大きく設定されている３気筒エンジンであって、
   各気筒において２サイクル燃焼運転を行うと共に、第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力の総和に相当するよう設定されることを特徴とする３気筒エンジン。
5. 請求項４に記載の３気筒エンジンにおいて、
   第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力の総和に相当するように、第１気筒および第３気筒の各燃焼圧を制御することを特徴とする３気筒エンジン。
6. 請求項４に記載の３気筒エンジンにおいて、
   第２気筒における爆発力が第１気筒および第３気筒の各爆発力の総和に相当するように、第１気筒および第３気筒の各ピストン面積を設定することを特徴とする３気筒エンジン。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の３気筒エンジンにおいて、
   クランクシャフトに回転電機の回転軸を連結し、気筒間の爆発力の相違に基づくクランクシャフトのトルクのばらつきがある場合、爆発力が大きい気筒の爆発時に回転電機で余剰トルクを回収し、爆発力が小さい気筒の爆発時に回転電機で不足トルクを補填することを特徴とする３気筒エンジン。

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