JP4573298B2 - 内燃機関の回転変動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の回転変動制御装置に関し、特に、電動発電機を電動機または発電機として機能させる制御を行う内燃機関の回転変動制御装置に関する。

レシプロ式の内燃機関は、その１サイクル（４サイクル内燃機関ではクランク軸が２回転する期間）中の爆発行程で発生する爆発エネルギによって回転トルクを得て回転するが、次の爆発行程に至るまでに排気・吸気・圧縮という機械仕事により制動作用を生む行程を通過するため、前記１サイクルの間の回転速度にはムラが生じ、該回転ムラによって振動が発生する。この振動は特に低回転時に大きく、内燃機関を搭載する構造体が乗用車両の場合には、乗員に対しての振動低減が重要な課題となる。そこで、従来から、内燃機関のクランク軸に連結された電動発電機や発電機に電気的制御を行うことで、前記回転速度を補助的に制御して回転ムラを低減する制御装置が知られている。

特許文献１には、内燃機関の回転速度を計測するセンサからの信号に基づいて該内燃機関の平均回転速度を算出し、前記内燃機関の瞬時回転速度が平均回転速度を超えたときには電動発電機を発電機として機能させ、一方、該内燃機関の瞬時回転速度が前記平均回転速度を下回ったときには前記電動発電機を電動機（モータ）として機能させる補助加速制動装置が開示されている。該補助加速制動装置によれば、発電に伴う回転抵抗による制動力とモータによる加速力を繰り返し与えることで、内燃機関の回転ムラを抑圧することができる。

また、特許文献２には、内燃機関の回転速度が回転基準値を超えたときに、発電機の回転子へ励磁電流を供給して発電トルクを発生させ、一方、前記回転速度が回転基準値を下回るときには、前記励磁電流の供給を停止することによって、内燃機関の回転変動に伴うトルク変動を減少させる車両用発電機の制御装置が開示されている。
特開平６−２４７１８６号公報 特開２００３−１７４７９７号公報

しかしながら、上記特許文献１および２の技術では、内燃機関（エンジン）の運転中にその回転数を検知する信号に基づいて、電動発電機および発電機へ与える電流値の演算と制御を常に行っているため、演算処理による制御装置への負担が大きくなったり、また、回転変動を検出するための加速度センサ等が必要となって制御構造が複雑になるという課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、簡単な制御構造によって内燃機関の回転円滑化制御ができる、内燃機関の回転変動制御装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、内燃機関のクランク軸に連結され、発電時に制動力を発生し、電動時に駆動力を発生する電動発電機を備えた内燃機関の回転変動制御装置において、前記電動発電機に発生させる制動力および駆動力を前記クランク軸の回転角度に応じて規定した制御パターンが記憶される記憶手段と、前記制御パターンに応じて制御信号を発生する制御手段と、前記制御信号に応じて前記電動発電機を駆動する駆動手段とを具備するようにした点に第１の特徴がある。

また、前記内燃機関は４サイクルの単気筒エンジンであり、前記電動発電機は三相ブラシレスモータであり、前記制御パターンは、前記内燃機関の１サイクル中で前記クランク軸の回転速度が高くなる際には前記電動発電機を回生ブレーキとして機能させて制動力を発生させ、前記内燃機関の１サイクル中にで前記クランク軸の回転速度が低くなる際には前記電動発電機をモータとして機能させて駆動力を発生させるように規定されるようにした点に第２の特徴がある。

また、前記制動力および駆動力は、電動発電機に与える通電角を制御することにより発生するようにした点に第３の特徴がある。

また、前記内燃機関の１サイクル中で前記制御パターンによって前記制動力および駆動力を発生させる期間以外の期間では、前記電動発電機の発電量制御が、バッテリの電圧をパラメータとするフィードバック制御によって行われるようにした点に第４の特徴がある。

また、前記制御手段は、前記内燃機関のアイドリング時またはクルーズ走行時に制御を行うようにした点に第５の特徴がある。

また、前記制御パターンによって前記電動発電機を回生ブレーキとして機能させた際の発電分と、前記電動発動機をモータとして機能させた際の消費分とは、前記内燃機関の１サイクル間において相殺するように設定されるようにした点に第６の特徴がある。

また、前記制御パターンは、前記電動発電機を発電機および電動機のいずれとしても機能させない期間を含むようにした点に第７の特徴がある。

請求項１の発明によれば、エンジン回転数センサ等からの信号に基づいた煩雑な演算処理を用いることなく、簡単な制御構成でエンジンの回転変動制御を行うことができるようになる。

請求項２および３の発明によれば、従来の構成を大きく変更することなく回転変動制御を行うことができる。また、エンジンの回転速度が高い際に制動力を発生させ、エンジンの回転速度が低い際に駆動力を発生させるので、エンジンの回転変動を抑えて滑らかな回転フィーリングが得られるようになる。

請求項４の発明によれば、制動力または駆動力を発生させない期間にも適切な発電量が得られるようになる。

請求項５の発明によれば、事前の実験等によって最適な制御パターンを容易に決定することができるようになる。

請求項６の発明によれば、制御時間が長くなってもバッテリが充電不足になることがなく、常に良好な充電状態を保つことができるようになる。

請求項６の発明によれば、制御パターンによる回転変動制御をさらに細く行うことができるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用したスクータ型ハイブリッド車両の一実施形態の側面図である。

該ハイブリッド車両は、車体前方に前輪WFを軸支するフロントフォーク１を有しており、このフロントフォーク１はヘッドパイプ２に枢支されており、ハンドル３の操作によって操舵可能とされている。ヘッドパイプ２からは後方かつ下方に向けてダウンパイプ４が取り付けられており、このダウンパイプ４の下端からは中間フレーム５が略水平に延設されている。さらに、中間フレーム５の後端からは、後方かつ上方に向けて後部フレーム６が形成されている。

このように構成された車体フレーム１０には、動力源としてのエンジンおよび駆動モータを含むパワーユニット１１の一端が枢着されている。該パワーユニット１１は、その後方の他端側に駆動輪である後輪WRが回転可能に取り付けられるとともに、後部フレーム６に取り付けられたリヤクッション（不図示）により吊り下げられている。

車体フレーム１０の外周は車体カバー１３で覆われ、車体カバー１３の後方かつ上面には搭乗者が着座するシート１４が固定されている。シート１４の前方には搭乗者が足を置くステップフロア１５が形成されている。シート１４の下方には、ヘルメットや荷物等を収納するためのユーティリティスペースとして機能する収納ボックス１００が設けられ、その車体後方にバッテリ７４が収められている。符号２２はエンジンのクランク軸の軸位置、６０は駆動軸の軸位置、６８は後輪WRの車軸の軸位置を示す。

次に、図２を参照しながら４サイクル単気筒のエンジン２０および駆動モータ２１ｂを含むパワーユニット１１の構成について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。内燃機関としてのエンジン２０は、クランク軸２２にコンロッド２４を介して連結されたピストン２５を備えている。ピストン２５は、シリンダブロック２６に設けられたシリンダ２７内を摺動可能であり、シリンダブロック２６はシリンダ２７の軸線が略水平になるように配設されている。シリンダブロック２６の前面にはシリンダヘッド２８が固定され、該シリンダヘッド２８およびシリンダ２７ならびにピストン２５によって、混合気を燃焼させる燃焼室２０ａが形成されている。

シリンダヘッド２８には、燃焼室２０ａへの混合気の吸気または排気を制御するバルブ（不図示）と、圧縮された混合気に点火する点火プラグ２９とが配設されている。前記バルブの開閉は、シリンダヘッド２８に軸支されたカム軸３０の回転により制御される。カム軸３０は一端側に従動スプロケット３１を備え、従動スプロケット３１とクランク軸２２の一端に設けられた駆動スプロケット３２との間には無端状のカムチェーン３３が掛け渡されている。カム軸３０の一端には、エンジン２０を冷却するウォータポンプ３４が設けられている。該ウォータポンプ３４は、その回転軸３５がカム軸３０と一体に回転するように取り付けられている。したがって、カム軸３０の回転によって、前記ウォータポンプ３４を稼動させることができる。

クランク軸２２を軸支するクランクケース４８の車幅方向右側にはステータケース４９が連結されており、その内部にACGスタータモータ２１ａが収納されている。このACGスタータモータ２１ａは、いわゆるアウタロータ形式の電動発電機であり、そのステータは、ステータケース４９に固定されたティース５０に導線を巻き掛けたコイル５１からなる。一方、アウタロータ５２はクランク軸２２に固定されており、ステータの外周を覆う略円筒形状を有している。また、アウタロータ５２の内周面には、マグネット５３が配設されている。

アウタロータ５２には、ACGスタータモータ２１ａを冷却するためのファン５４ａが取り付けられており、このファン５４ａがクランク軸２２に同期して回転すると、ステータケース４９のカバー５５の側面５５ａに形成された冷却風取入口から冷却用の空気が取り入れられる。

クランクケース４８の車幅方向左側には伝動ケース５９が連結されており、その内部にはクランク軸２２の左端部に固定されたファン５４ｂ、発進クラッチ４０を介してクランク軸２２に駆動側が連結された無段変速機２３、無段変速機２３の従動側に連結された駆動モータ２１ｂが収納されている。ファン５４ｂは、伝動ケース５９内に収容された無段変速機２３および駆動モータ２１ｂを冷却するものであり、無段変速機２３に対して駆動モータ２１ｂと同側、すなわち、本実施形態ではともに車幅方向左側に配置されている。

伝動ケース５９の車体前側かつ左側には冷却風取入口（不図示）が形成されており、クランク軸２２に同期してファン５４ｂが回転すると、該ファン５４ｂの近傍に位置する前記冷却風取入口から伝動ケース５９内に外気が取り入れられ、駆動モータ２１ｂおよび無段変速機２３が強制的に冷却される。

無段変速機２３は、クランクケース４８から車幅方向に突出したクランク軸２２の左端部に発進クラッチ４０を介して装着された駆動側プーリ５８と、クランク軸２２と平行な軸線を持って伝動ケース５９に軸支された駆動軸６０に一方向クラッチ４４を介して装着された従動側プーリ６２との間に無端状のVベルト６３を巻き掛けて構成されるベルトコンバータである。符号７７は、無段変速機２３の変速比を変えるためのアクチュエータである。

発進クラッチ４０は、エンジン回転数すなわちクランク軸２２の回転数が所定値（例えば3000rpm）以下の場合には、クランク軸２２と無段変速機２３との間の動力伝達を遮断しているが、クランク軸２２の回転数が前記所定値を超えると、無段変速機２３へ動力を伝達するよう構成されている。

減速機構６９は、伝動ケース５９の後端部右側に連なる伝達室７０内に設けられており、駆動軸６０および後輪WRの車軸６８と平行に軸支された中間軸７３を備えるとともに、駆動軸６０の右端部および中間軸７３の中央部にそれぞれ形成された第１の減速ギヤ対７１と、中間軸７３および車軸６８の左端部にそれぞれ形成された第２の減速ギヤ対７２とから構成されている。上記の構成により、駆動軸６０の回転は所定の減速比にて減速され、後輪WRの車軸６８に伝達される。

図３は、上記したハイブリッド車両のシステム構成を示したブロック図である。前記パワーユニット１１は、エンジン２０と、クランク軸２２に連結されてエンジン始動機（モータ）および発電機として機能するACGスタータモータ２１ａと、前記クランク軸２２に連結されてエンジン２０の動力を後輪WRへ伝達する無段変速機２３と、該無段変速機２３を変速させるアクチュエータ７７と、前記クランク軸２２と無段変速機２３の入力軸との間の動力伝達を断接させる発進クラッチ４０と、前記エンジン２０および駆動モータ２１ｂから後輪WR側には動力を伝達するが、後輪WRからエンジン２０側には動力を伝達しない一方向クラッチ４４と、モータおよび発電機として機能する駆動モータ２１ｂと、前記無段変速機２３の出力を減速して後輪WRに伝達する減速機構６９とを備えている。前記クランク軸２２の回転角はクランク角度センサ１０７で計測され、発進クラッチ４０が接続されているか否かはクラッチ状態センサ３７で検知される。

エンジン２０からの動力は、クランク軸２２から発進クラッチ４０、無段変速機２３、一方向クラッチ４４、駆動軸６０および減速機構６９を介して後輪WRに伝達される。他方、駆動モータ２１ｂからの動力は、減速機構６９を介して後輪WRに伝達される。クランク軸２２の車幅方向左端部には、発進クラッチ４０を介してクランク軸２２に接続されたファン５４ｂが、無段変速機２３を冷却するために接続されている。

エンジン２０の吸気管１６内には、空気量を制御するスロットルバルブ１７が回動自在に設けられている。該スロットルバルブ１７は、搭乗者が操作するスロットルグリップ（不図示）の操作量に応じて回動される。前記スロットルバルブ１７には、スロットル開度を検知するスロットルセンサ１０５が設けられる。前記スロットルバルブ１７とエンジン２０との間には、燃料を噴射するインジェクタ１８と、吸気管内の負圧（PB）を検出するPBセンサ１０６とが配設される。

三相ブラシレスモータの電動発動機である前記ACGスタータモータ２１ａおよび駆動モータ２１ｂは、それぞれ前記バッテリ７４と接続されている。該バッテリ７４は、ACGスタータモータ２１ａがエンジン始動用のモータとして機能する際、および駆動モータ２１ｂが後輪WRに駆動力を供給するモータとして機能する際には、これらモータ２１ａ，２１ｂに電力を供給する。一方、前記モータ２１ａ，２１ｂが発電機として機能する際には、各種電装負荷に給電を行い、さらに強発電を行う際には、これらの回生電力が前記バッテリ７４に充電されるように構成されている。

制御手段としての制御ユニット７には、記憶手段としての制御パターン７ｐを格納するACGスタータモータ制御部７ａと、車両の走行状態によってエンジン２０および駆動モータ２１ｂとの駆動力の切り替え等を行う走行制御部７ｂとが含まれる。本発明に係る前記制御パターン７ｐによるACGスタータモータ２１ａの制御の詳細は後述する。

前記制御ユニット７には、スタータリレー１０１を介して前記バッテリ７４が接続されている。前記ACGスタータモータ２１ａやインジェクタ１８等の補器類には、メインヒューズ１０３およびメインスイッチ１０４を介してバッテリ７４から駆動電流が供給される。前記制御ユニット７にはさらに、エンジン２０を始動させるスタータスイッチ１０８と、走行速度を検知する車速センサ１０９と、スロットル開度が所定開度を超えたか否かを検知するスロットルスイッチ１１０と、大気温度を検知するTAセンサ１１１と、冷却水温を検知するTWセンサ１１２と、エンジン回転数を検知するNeセンサ１１３と、ブレーキ操作を検知するストップスイッチ１１４とが接続されている。制御ユニット７は、上記したスイッチおよびセンサからの情報に基づいて各種機器の駆動制御を行う。駆動手段としてのドライバ８２は、前記ACGスタータモータ制御部７ａからの制御信号に基づいてACGスタータモータ２１ａに駆動信号を発信する。

図４に、ACGスタータモータ２１ａ内の全波整流器３６の構成を示す。該全波整流器３６は、前記ACGスタータモータ２１ａを構成するステータコイル３５のＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されたFET（一般的には固体スイッチング素子）３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆを有する。エンジン２０の始動時は、ドライバ８２によってFET３６ａ〜３６ｆをスイッチングし、バッテリ７４の直流電圧を三相の交流電圧に変換してACGスタータモータ２１ａをモータとして駆動してクランク軸２２を回転させる。一方、エンジン２０の始動後に発電機として機能させる際は、スイッチング動作を停止して、FET３６ａ〜３６ｆによって発電交流を整流してバッテリ７４および電装負荷６４に給電する。前記ACGスタータモータ制御部７ａは、ステータコイル３５へ遅角または進角の通電角制御が行われるように、ドライバ８２によってFET３６ａ〜３６ｆを制御することで、ACGスタータモータ２１ａの発電量を制御することができる。

以下に、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の回転変動制御装置による制御方法を説明する。図５は、ある一定のエンジン回転速度が維持された状態（特にアイドリング時）での１サイクル中のエンジン回転速度変動と、ACGスタータモータ２１ａの制御区分との関係図である。エンジン回転速度は、爆発行程で急激に高まった後、排気行程から吸気行程にかけて緩やかに下がり、圧縮行程の後半で急激に低下するというサイクルを繰り返している。該エンジンの回転変動は、特に低回転時に大きくなる。

本発明の回転変動制御装置は、クランク軸２２に連結されているACGスタータモータ２１ａを、強発電を行う回生ブレーキまたは電力で駆動するモータとして駆動制御することによって、発電抵抗が発生する制動力とモータが発生する駆動力とを前記クランク軸２２に与えることができる。すなわち、爆発行程の開始点近傍から排気行程開始後までのエンジン回転速度が高い期間には、前記ACGスタータモータ２１ａを回生ブレーキとして機能させ（回生ブレーキ制御）、一方、圧縮行程の開始点近傍から圧縮行程終了点近傍までの期間には、前記ACGスタータモータ２１ａをモータとして機能させる（モータ制御）ことで、１サイクル中のエンジン回転速度の変動幅が小さくなって、振動の少ない滑らかな回転フィーリングが得られるようになる。

前記した制動力と駆動力とは、ACGスタータモータ２１ａの通電角を変更することで任意に発生させることができる。通常は、通電角を遅角させると、ACGスタータモータ２１ａは発電機として機能し、前記遅角量に比例した大きさの電流を出力するとともに、当該出力電流に応じた制動力を発生する。これに対して、通電角を進角させると、ACGスタータモータ２１ａはモータとして機能し、前記進角量に比例した大きさの電流を消費するとともに、当該消費電流に応じた駆動力を発生する。本発明では、前記進角量および遅角量が、現在のエンジン回転数とは無関係にクランク回転角度に応じて予め決定されている点に特徴がある。

図６は、前記ACGスタータモータ２１ａを回生ブレーキおよびモータとして機能させる期間において、任意のクランク回転角度に対する通電角値を決定するための通電角設定テーブルである。前記回生ブレーキとして機能させる期間においては、実線Ｂで示すように、エンジン回転速度の上昇に伴って遅角量が階段状または漸次に増大する遅角テーブルによって遅角量が決定される。また一方、前記モータとして機能させる期間においては、実線Ａで示すように、エンジン回転速度の上昇に伴って進角量が階段状または漸次に減少する進角テーブルによって進角量が決定される。本実施形態においては、上記した通電角設定テーブルに基づいて制御パターン７ｐを決定するため、ACGスタータモータ２１ａを回生ブレーキとして機能させる期間においては、エンジン回転速度が高いほど大きな制動力が得られ、また一方、ACGスタータモータ２１ａをモータとして機能させる期間においては、エンジン回転速度が低いほど大きな駆動力が得られるような制御パターン７ｐを決定することができる。

本実施形態において、前記制御パターン７ｐは、４サイクル内燃機関の１サイクル、すなわちクランク軸２２が７２０°回転する間の通電角制御信号を、クランク回転角度１０°毎に規定したデータテーブルである。前記ACGスタータモータ制御部７ａは、前記クランク回転角度の変動に伴って、順次その角度に対応する通電角制御信号を制御パターン７ｐから読み出して回転変動制御を行っている。これによって、毎サイクル同一の回転変動制御が行われることになり、煩雑な演算処理等を不要としたエンジンの回転変動制御が実現される。なお、前記制御パターン７ｐよる通電角の制御が行われない通常発電期間（図５参照）では、前記ACGスタータモータ２１ａが備える充電レギュレータ機能によってバッテリ７４の電圧値をパラメータとするフィードバック制御が行われることで、適切な通電角が保たれている。

また、ACGスタータモータ２１ａに与える通電角と出力電流との関係は、図７の通電角特性グラフに示したように、ACGスタータモータの構造や出力等によって異なる（図では、本発明に係るACGスタータモータ２１ａをＴ、他の個体をＴ１およびＴ２と想定）。したがって、前記通電角設定テーブルの形状は、その目的を達成できるように、使用するACGスタータモータの通電角特性に基づいて任意に決定されるものである。

図８は、本発明の第１実施形態に係る回転変動制御の手順を示したフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。ステップＳ１では、前記Neセンサ１１３の出力信号に基づいてエンジン２０が始動中か否かが判定され、始動中であると判定されるとステップＳ２に進む。該ステップＳ２では、前記クラッチ状態センサ３７からの出力信号に基づいて発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定される。ステップＳ２で発進クラッチ４０が接続されていないと判定されると、ステップＳ３に進む。これは、スクータ型の自動二輪車の通常走行時において、エンジンが始動中でかつ発進クラッチが接続されていない状態ならば、ほぼアイドリング時であると判定できるためである。前記ステップＳ３では、前記PBセンサ１０６およびクランク角度センサ１０７の出力信号に基づいて、クランク軸２２の回転角が１サイクル（７２０°）中の何度の位置にあるかが検知され、続くステップＳ４にて、前記制御パターン７ｐに従った回転変動制御が開始される。ステップＳ５では、前記センサ１０６，１０７からの情報に基づいて、回生ブレーキ期間が開始されたか否かが判定され、開始されたと判定されるとステップＳ６へ進んで制御パターン７ｐに従った回生ブレーキ制御が実行される。前記ステップＳ５で回生ブレーキ期間が開始されていないと判定されると、ステップＳ７でモータ（電動機）期間が開始されたか否かが判定される。該ステップＳ７でモータ期間が開始されたと判定されると、ステップＳ８へ進んで制御パターン７ｐに従ったモータ制御が実行される。続くステップＳ９では、再び発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定され、接続された（エンジン回転数が高まって車両が走行を開始した）と判定されると回転変動制御を終了する。

図９は、第１実施形態の回転変動制御によって発生する前記ACGスタータモータ２１ａへの入出力電流と、ある一定のエンジン回転速度が維持されている状態（特にアイドリング時）での回転変動との関係を示す概略図である。なお、前記回転変動制御時の入出力電流の波形は、パルス波形に簡略化して表記している。本実施形態では、回転変動制御が行われる前は、１サイクルの間に最大Ｃrpm（例えば、約150rpm）の回転速度差が生じている。そして、時刻ｔ１で回転変動制御を開始すると、その最大回転速度差は、前記Ｃrpmの約半分となるＤrpm（例えば、約80rpm）にまで低減される。なお、本実施形態では、前記制御パターン７ｐは、前記モータ期間で消費された電力と、回生ブレーキ期間で発電された電力とが相殺されるように設定されている。また、車両全体で消費される電力は、前記通常発電期間での発電量でまかなわれるため、本実施形態に係る回転変動制御が行われても、常に良好な充電状態を保つことができ、バッテリを大型化する等は不要である。

上記したように、本発明の第１実施形態によれば、回転数センサ等からの信号に基づいた煩雑な演算処理を行うことなく、簡単な制御構成によって、回転ムラの大きいアイドリング時に回転変動および該回転変動によって発生する振動やクランク打音等を低減することができるようになる。特に、走行による負荷のかからない一定回転運転であるアイドリング時は、事前の実験等によって最適な制御パターンを決めることが容易であり、非常に有効な回転変動制御が可能となる。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る回転変動制御の手順を示すフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。前記制御パターン７ｐは、ACGスタータモータ２１ａを発電機として機能させてクランク軸２２に制動力を与える「制動力期間」、モータとして機能させてクランク軸２２に駆動力を与える「駆動力期間」のほかに、ACGスタータモータ２１ａを発電機としてもモータとしても機能させないようにする「従動期間」を含むことができる。本実施形態では、前記制動力期間、駆動力期間および従動期間によって制御が行われる点に特徴がある。ステップＳ１５では、エンジン２０が始動中か否かが判定され、始動中であると判定されるとステップＳ１６に進む。該ステップＳ１６では、発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定される。該ステップＳ１６で発進クラッチ４０が接続されていないと判定されると、ステップＳ１７に進み、クランク軸２２の回転角が１サイクル（７２０°）中の何度の位置にあるかが検知され、続くステップＳ１８にて、前記制御パターン７ｐに従った回転変動制御が開始される。ステップＳ１９では、制動力期間が開始されたか否かが判定され、開始されたと判定されるとステップＳ２０へ進んで制動力制御が実行される。前記ステップＳ１９で制動力期間が開始されていないと判定されると、ステップＳ２１で駆動力期間が開始されたか否かが判定される。該ステップＳ２１で駆動力期間が開始されたと判定されると、ステップＳ２２へ進んで駆動力制御が実行される。前記ステップＳ２１で駆動力期間が開始されていないと判定されると、ステップＳ２３で従動期間が開始されたか否かが判定される。該ステップＳ２３で従動期間が開始されたと判定されると、ステップＳ２４へ進み、前記ACGスタータモータ２１ａを電動機にも発電機にも機能させない従動期間制御が実行される。続くステップＳ２５では、再び発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定され、接続されたと判定されると回転変動制御を終了する。

また、図１１は、本発明の第３実施形態に係る回転変動制御の手順を示すフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。本実施形態では、前記駆動力期間と従動期間のみによって制御が行われる点に特徴がある。ステップＳ３０では、エンジン２０が始動中か否かが判定され、始動中であると判定されるとステップＳ３１へ進む。該ステップＳ３１では、発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定される。該ステップＳ３１で発進クラッチ４０が接続されていないと判定されると、ステップＳ３２に進み、クランク軸２２の回転角が１サイクル（７２０°）中の何度の位置にあるかが検知され、続くステップＳ３３にて、前記制御パターン７ｐに従った回転変動制御が開始される。ステップＳ３４では、駆動力期間が開始されたか否かが判定され、開始されたと判定されるとステップＳ３５へ進んで駆動力制御が実行される。前記ステップＳ３４で駆動力期間が開始されていないと判定されると、ステップＳ３６で従動期間が開始されたか否かが判定される。該ステップＳ３６で従動期間が開始されたと判定されると、ステップＳ３７へ進んで従動期間制御が実行される。続くステップＳ３８では、再び発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定され、接続されたと判定されると回転変動制御を終了する。

さらに、図１２は、本発明の第４実施形態に係る回転変動制御の手順を示すフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行される。本実施形態では、前記制動力期間と従動期間のみによって制御が行われる点に特徴がある。ステップＳ４０では、エンジン２０が始動中か否かが判定され、始動中であると判定されるとステップＳ４１へ進む。該ステップＳ４１では、発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定される。該ステップＳ４１で発進クラッチ４０が接続されていないと判定されると、ステップＳ４２に進み、クランク軸２２の回転角が１サイクル（７２０°）中の何度の位置にあるかが検知され、続くステップＳ４３にて、前記制御パターン７ｐに従った回転変動制御が開始される。ステップＳ４４では、制動力期間が開始されたか否かが判定され、開始されたと判定されるとステップＳ４５へ進んで制動力制御が実行される。前記ステップＳ４４で制動力期間が開始されていないと判定されると、ステップＳ４６で従動期間が開始されたか否かが判定される。該ステップＳ４６で従動期間が開始されたと判定されると、ステップＳ４７へ進んで従動期間制御が実行される。続くステップＳ４８では、再び発進クラッチ４０が接続されているか否かが判定され、接続されたと判定されると回転変動制御を終了する。

また、上記した各実施形態における回転変動制御は、Neセンサ１１３が所定のアイドリング回転数を検出した時等に開始されるように構成してもよい。さらに、前記したアイドリング時だけでなく、エンジンの振動を感じやすい一定速度での走行（特に高速クルーズ走行時）用の制御パターンを用意しておき、所定の車速時やエンジン回転数時に制御を行うようにしてもよいことは勿論である。

本発明を適用したハイブリッド車両の概要側面図である。 図１に示したパワーユニットのＡ−Ａ線断面図である。 本発明を適用したハイブリッド車両のシステム構成を示すブロック図である。 ACGスタータモータを制御する全波整流器の構成図である。 １サイクル中のエンジン回転速度とACGスタータモータに与える機能区分の関係図である。 ACGスタータモータに与える通電角を決定する通電角設定データテーブルである。 ACGスタータモータに与える通電角と出力電流との関係を示す通電角特性グラフである。 本発明の第１実施形態に係る回転変動制御の手順を示したフローチャートである。 ACGスタータモータへの入出力電流とエンジンの回転変動との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る回転変動制御の手順を示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る回転変動制御の手順を示したフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る回転変動制御の手順を示したフローチャートである。

符号の説明

７…制御ユニット、７ａ…ACGスタータモータ制御部、７ｐ…制御パターン、２０…エンジン、２１ａ…ACGスタータモータ、２１ｂ…駆動モータ、２２…クランク軸、２３…無段変速機、３６…全波整流器、３７…クラッチ状態センサ、７４…バッテリ、８２…ドライバ、１０６…PBセンサ、１０７…クランク角度センサ

Claims (4)

1. クランク軸（２２）に連結され、エンジン始動機および発電機として機能する三相ブラシレスの電動発電機（２１ａ）を備えた４サイクルの単気筒の内燃機関の回転変動制御装置において、
   クランク軸（２２）の２回転７２０度１サイクルにおいて、前記クランク軸（２２）の回転角度に応じて、爆発行程では前記電動発電機（２１ａ）を回生ブレーキとして機能させて制動力を発生させ、圧縮行程では前記電動発電機（２１ａ）をモータとして機能させて駆動力を発生させ、排気行程および吸気行程ではバッテリ電圧に基づいたフィードバック制御によって前記電動発電機（２１ａ）の発電量を制御することを特徴とする内燃機関の回転変動制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の回転変動制御装置において、
   前記制動力および駆動力の大きさは、電動発電機（２１ａ）に与える通電角を制御することにより変動し、
   前記電動発電機（２１ａ）を回生ブレーキとして機能させる爆発行程では、エンジン回転数の上昇に伴って遅角量が増大する遅角テーブル（Ｂ）を用いて通電角制御を行い、
   前記電動発電機（２１ａ）をモータとして機能させる圧縮行程では、エンジン回転数の上昇に伴って進角量が増大する進角テーブル（Ａ）を用いて通電角制御を行うことを特徴とする内燃機関の回転変動制御装置。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の回転変動制御装置において、
   前記爆発行程では前記電動発電機（２１ａ）を回生ブレーキとして機能させて制動力を発生させる一方、圧縮行程では前記電動発電機（２１ａ）をモータとして機能させて駆動力を発生させる制御は、前記内燃機関のアイドリング時またはクルーズ走行時に行われることを特徴とする内燃機関の回転変動制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の回転変動制御装置において、
   前記電動発電機（２１ａ）を回生ブレーキとして機能させた際の発電分と、前記電動発動機（２１ａ）をモータとして機能させた際の消費分とは、前記内燃機関の１サイクル間において相殺するように設定されることを特徴とする内燃機関の回転変動制御装置。

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