JP2017036666A

JP2017036666A - Engine unit

Info

Publication number: JP2017036666A
Application number: JP2013263309A
Authority: JP
Inventors: 貴裕西川; Takahiro Nishikawa; 日野　陽至; Haruyoshi Hino; 陽至日野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2017-02-16

Abstract

【課題】回転電機の大型化を避け、エンジンの再始動をより短時間で行うエンジンユニットを提供する。【解決手段】燃焼停止状態での４ストロークの間に、高負荷領域においてクランクシャフトを回転させる負荷は、低負荷領域における同負荷よりも大きい、４ストロークエンジン本体と、バッテリから電力の供給でクランクシャフトを回転させ、且つクランクシャフトの回転に伴う発電によりバッテリを充電できる回転電機と、バッテリと回転電機との間を流れる電流を制御するためのインバータと、インバータと回転電機とエンジン本体とを制御する制御装置とを備え、エンジンの燃焼停止後、回転電機に対してベクトル制御を行うことによりクランクシャフトの回転に抵抗を付与し、クランクシャフトに抵抗が付与され且つクランクシャフトが回転している時に再始動の指令を受けた場合、回転電機に対してベクトル制御を行うことによりクランクシャフトの回転を加速させる。【選択図】図７An engine unit that avoids an increase in size of a rotating electrical machine and restarts the engine in a shorter time is provided. The load for rotating the crankshaft in the high load region during the four strokes in the combustion stopped state is larger than the same load in the low load region, and the crank is supplied by supplying power from the battery. A rotating electrical machine that can charge a battery by rotating the shaft and generating power associated with the rotation of the crankshaft, an inverter for controlling the current flowing between the battery and the rotating electrical machine, and controlling the inverter, the rotating electrical machine, and the engine body A control device that applies resistance to the rotation of the crankshaft by performing vector control on the rotating electrical machine after the combustion of the engine is stopped, and when the resistance is applied to the crankshaft and the crankshaft is rotating When a restart command is received, vector control is performed on the rotating electrical machine. Accelerating the rotation of the crankshaft. [Selection] Figure 7

Description

本発明は、エンジンユニットに関する。 The present invention relates to an engine unit.

エンジンユニットは、自動二輪車等の車両に搭載される。エンジンユニットは、例えば、モータ及びジェネレータとしての機能を有する回転電機を備えている。 The engine unit is mounted on a vehicle such as a motorcycle. The engine unit includes, for example, a rotating electrical machine that functions as a motor and a generator.

このような回転電機は、エンジン始動時に、スタータモータとして機能する。回転電機は、エンジン始動時に、車両が備えるバッテリにより駆動され、クランクシャフトを回転させてエンジンを始動させる。エンジン始動時では、圧縮行程におけるシリンダ内の気体の圧縮に伴い、圧縮行程でのクランクシャフトの回転抵抗が大きくなる。従って、回転電機は、圧縮行程の高負荷領域を乗り越えてクランクシャフトを回転させなければならない。 Such a rotating electrical machine functions as a starter motor when the engine is started. The rotating electrical machine is driven by a battery provided in the vehicle when the engine is started, and rotates the crankshaft to start the engine. When the engine is started, the rotational resistance of the crankshaft in the compression stroke increases as the gas in the cylinder is compressed in the compression stroke. Accordingly, the rotating electrical machine must rotate the crankshaft over the high load region of the compression stroke.

また、回転電機は、自動二輪車等の車両に搭載されるので、車両への搭載に適していなければならない。具体的には、回転電機は、例えば、車両への搭載に適したサイズでなければならない。車両搭載性及び走行性能の観点から、回転電機は小さいことが望ましい。 Further, since the rotating electrical machine is mounted on a vehicle such as a motorcycle, it must be suitable for mounting on the vehicle. Specifically, the rotating electrical machine must be a size suitable for mounting on a vehicle, for example. From the viewpoint of vehicle mountability and running performance, the rotating electrical machine is desirably small.

しかし、通常、回転電機が小型化されると、回転電機の出力トルクが低下する。そのため、速やかなエンジン始動が困難になる。これは、エンジンを一時的に停止させた後にエンジンを再始動する車両にとって好ましくない。従って、エンジンを一時的に停止させた後にエンジンを再始動する車両は、回転電機の小型化と、エンジンの再始動に要する時間の短縮化との両方を必要とする。 However, normally, when the rotating electrical machine is downsized, the output torque of the rotating electrical machine decreases. This makes it difficult to start the engine quickly. This is not preferable for a vehicle that restarts the engine after the engine is temporarily stopped. Therefore, a vehicle that restarts the engine after temporarily stopping the engine requires both downsizing the rotating electrical machine and shortening the time required for restarting the engine.

特許文献１は、スタータモータの小型化と、エンジンの燃焼を一時的に停止させた後のエンジンの再始動の短時間化とを図るエンジン始動制御装置を開示している。 Patent Document 1 discloses an engine start control device that reduces the size of a starter motor and shortens the restart time of the engine after temporarily stopping combustion of the engine.

特開２００４−１２４８７８号公報JP 2004-124878 A

しかし、特許文献１のエンジン始動制御装置は、回転電機の大型化を避けつつ、エンジンの再始動の充分な短時間化を実現することが困難であった。 However, it has been difficult for the engine start control device of Patent Document 1 to realize a sufficiently short engine restart while avoiding an increase in the size of the rotating electrical machine.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされた発明である。本発明の目的は、回転電機の大型化を避けつつ、エンジンの再始動をより短時間で行うことができるエンジンユニットを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems. An object of the present invention is to provide an engine unit that can restart an engine in a shorter time while avoiding an increase in size of a rotating electrical machine.

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
（１）車両に搭載されるエンジンユニットであって、
前記エンジンユニットは、
燃焼停止状態での４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有し、前記高負荷領域においてクランクシャフトを回転させる負荷は、前記低負荷領域において前記クランクシャフトを回転させる負荷よりも大きい、４ストロークエンジン本体と、
前記車両が備えるバッテリから電力の供給を受けて前記クランクシャフトを回転させることができ、且つ前記クランクシャフトの回転に伴う発電により前記バッテリを充電できるように構成された回転電機と、
前記バッテリと前記回転電機との間を流れる電流を制御するためのインバータと、
前記インバータと前記回転電機と前記４ストロークエンジン本体とを制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
エンジンの燃焼停止後、前記回転電機に対してベクトル制御を行うことにより前記クランクシャフトの回転に抵抗を付与し、
前記クランクシャフトに抵抗が付与され且つ前記クランクシャフトが回転している時に再始動の指令を受けた場合、前記回転電機に対してベクトル制御を行うことにより前記クランクシャフトの回転を加速させる。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems.
(1) An engine unit mounted on a vehicle,
The engine unit is
It has a high load region and a low load region during four strokes in a combustion stop state, and the load for rotating the crankshaft in the high load region is larger than the load for rotating the crankshaft in the low load region A 4-stroke engine body,
A rotating electrical machine configured to receive power from a battery included in the vehicle to rotate the crankshaft, and to be able to charge the battery by power generation accompanying rotation of the crankshaft;
An inverter for controlling a current flowing between the battery and the rotating electrical machine;
A control device for controlling the inverter, the rotating electrical machine, and the 4-stroke engine main body;
The controller is
After stopping the combustion of the engine, by applying vector control to the rotating electrical machine, to give resistance to the rotation of the crankshaft,
When resistance is applied to the crankshaft and a restart command is received when the crankshaft is rotating, the rotation of the crankshaft is accelerated by performing vector control on the rotating electrical machine.

（１）の構成によれば、制御装置は、ベクトル制御によりクランクシャフトの回転に抵抗を付与している。そのため、クランクシャフトの回転を短時間で停止させることができる。その結果、エンジンの燃焼停止からエンジンの再始動までの時間を短縮できる。エンジンの再始動時のクランクシャフトの正回転は、エンジンの再始動前のクランクシャフトの正回転停止位置から行われてもよい。また、エンジンの再始動時のクランクシャフトの正回転は、クランクシャフトがクランクシャフトの回転によりエンジン再始動前のクランクシャフトの正回転停止位置から移動した後の位置から、行われてもよい。いずれの場合においても、（１）の構成は、クランクシャフトの正回転が停止した後にエンジンが再始動する場合に、回転電機の大型化を必要とせずに、エンジンの燃焼停止からエンジンの再始動までの時間を短縮できる。 According to the configuration of (1), the control device gives resistance to rotation of the crankshaft by vector control. Therefore, the rotation of the crankshaft can be stopped in a short time. As a result, the time from the engine combustion stop to the engine restart can be shortened. The forward rotation of the crankshaft when the engine is restarted may be performed from the forward rotation stop position of the crankshaft before the engine is restarted. Further, the forward rotation of the crankshaft when the engine is restarted may be performed from a position after the crankshaft is moved from the forward rotation stop position of the crankshaft before the engine is restarted by the rotation of the crankshaft. In any case, the configuration of (1) is such that when the engine is restarted after the forward rotation of the crankshaft is stopped, the engine restart from the combustion stop of the engine is not required without increasing the size of the rotating electrical machine. Can be shortened.

また、制御装置は、ベクトル制御によりクランクシャフトに抵抗が付与され且つクランクシャフトが回転している時にエンジンの再始動の指令を受けた場合、ベクトル制御で回転を加速する。ベクトル制御によるクランクシャフトへの抵抗の付与から、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転の加速への変更は、制御の種類の変更を伴わず、例えば、指令値等のパラメータの変更により速やかに実行され得る。そのため、（１）の構成は、クランクシャフトの正回転が停止する前にエンジンが再始動する場合に、回転電機の大型化を必要とせずに、エンジンの再始動までの時間を短縮できる。 In addition, when the resistance is applied to the crankshaft by the vector control and the control device receives a command to restart the engine while the crankshaft is rotating, the control device accelerates the rotation by the vector control. The change from the application of resistance to the crankshaft by vector control to the acceleration of rotation of the crankshaft by vector control is not accompanied by a change in the type of control, and can be quickly executed by changing a parameter such as a command value, for example. . Therefore, the configuration (1) can shorten the time until the engine is restarted without requiring an increase in the size of the rotating electrical machine when the engine is restarted before the forward rotation of the crankshaft is stopped.

このように、（１）の構成によれば、クランクシャフトの正回転が停止する前にエンジンが再始動する場合と、クランクシャフトの正回転が停止した後にエンジンが再始動する場合とのいずれの場合であっても、回転電機の大型化を避けつつ、再始動に要する時間が短縮される。 Thus, according to the configuration of (1), either the case where the engine is restarted before the forward rotation of the crankshaft is stopped or the case where the engine is restarted after the forward rotation of the crankshaft is stopped. Even in this case, the time required for restart can be shortened while avoiding an increase in the size of the rotating electrical machine.

本発明によれば、回転電機の大型化を避けつつ、エンジンの再始動をより短時間で行うことができるエンジンユニットを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the engine unit which can perform engine restart in a shorter time can be provided, avoiding the enlargement of a rotary electric machine.

本発明の好ましい実施形態に係る空冷型のエンジンユニットの概略構成を模式的に示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of an air-cooled engine unit according to a preferred embodiment of the present invention. エンジン始動時のクランク角度位置と必要トルクとの関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the relationship between the crank angle position at the time of engine starting, and required torque. 図１における回転電機及びその近傍部分を拡大して示した拡大断面図である。It is the expanded sectional view which expanded and showed the rotary electric machine in FIG. 1, and its vicinity part. 図３に示す回転電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a cross section perpendicular | vertical to the rotating shaft line of the rotary electric machine shown in FIG. 図１に示すエンジンユニットに係る電気的な基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical basic composition which concerns on the engine unit shown in FIG. 図１に示すエンジンユニットの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the engine unit shown in FIG. （ａ）は、本実施形態のエンジンユニットにおけるエンジン燃焼停止からエンジン再始動までの期間のエンジン回転数の変化を示すグラフであり、（ｂ）は、比較例のエンジンユニットにおけるエンジン燃焼停止からエンジンの再始動までの期間のエンジン回転数の変化を示すグラフである。(A) is a graph which shows the change of the engine speed in the period from the engine combustion stop in the engine unit of this embodiment to an engine restart, (b) is an engine combustion stop in the engine unit of a comparative example, and an engine It is a graph which shows the change of the engine speed of the period until the restart of. 図１に示すエンジンユニットが搭載される車両を示す外観図である。It is an external view which shows the vehicle by which the engine unit shown in FIG. 1 is mounted. 本発明に係る水冷型のエンジンユニットの概略構成を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing typically a schematic structure of a water cooling type engine unit concerning the present invention.

［エンジンユニット］
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る空冷型のエンジンユニットＥＵの概略構成を模式的に示す部分断面図である。なお、本実施形態におけるエンジンユニットＥＵは、車両用４ストロークエンジンユニットである。 [Engine unit]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of an air-cooled engine unit EU according to a preferred embodiment of the present invention. The engine unit EU in the present embodiment is a vehicle four-stroke engine unit.

エンジンユニットＥＵは、車両の一例である自動二輪車（図８参照）に設けられている。エンジンユニットＥＵは、４ストロークエンジン本体Ｅと、回転電機ＳＧとを備える。４ストロークエンジン本体Ｅは、単気筒の４ストロークエンジンである。４ストロークエンジン本体Ｅは、図２に示すクランク角度位置と必要トルクとの関係を有している。 The engine unit EU is provided in a motorcycle (see FIG. 8) that is an example of a vehicle. The engine unit EU includes a 4-stroke engine body E and a rotating electrical machine SG. The 4-stroke engine body E is a single-cylinder 4-stroke engine. The 4-stroke engine body E has a relationship between the crank angle position and the required torque shown in FIG.

図２は、エンジン始動時のクランク角度位置と必要トルクとの関係を模式的に示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the relationship between the crank angle position and the required torque when the engine is started.

４ストロークエンジン本体Ｅは、４ストロークの間に、クランクシャフト５を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランクシャフト５を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。クランクシャフト５の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は高負荷領域よりも広い。低負荷領域に相当する回転角度領域は、高負荷領域に相当する回転角度領域よりも広い。より詳細には、４ストロークエンジン本体Ｅは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の４工程を繰り返しながら回転する。図２に示すように、圧縮行程は、高負荷領域に含まれ、低負荷領域に含まれない。本実施形態の４ストロークエンジン本体Ｅにおいて、高負荷領域は圧縮行程と略重なる領域であり、低負荷領域は、吸気行程、膨張行程、及び排気行程と略重なる領域である。ただし、高負荷領域及び低負荷領域のそれぞれの境界は、上記の各行程の境界と一致している必要はない。 The four-stroke engine body E has a high load region where the load for rotating the crankshaft 5 is large and the low load region where the load for rotating the crankshaft 5 is smaller than the load in the high load region during the four strokes. Looking at the rotation angle of the crankshaft 5 as a reference, the low load region is wider than the high load region. The rotation angle region corresponding to the low load region is wider than the rotation angle region corresponding to the high load region. More specifically, the four-stroke engine body E rotates while repeating four steps of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. As shown in FIG. 2, the compression stroke is included in the high load region and is not included in the low load region. In the four-stroke engine main body E of the present embodiment, the high load region is a region that substantially overlaps the compression stroke, and the low load region is a region that substantially overlaps the intake stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke. However, the boundaries between the high load region and the low load region do not need to coincide with the boundaries of the above-described processes.

図１に示すように、エンジンユニットＥＵは、回転電機ＳＧを備えている。回転電機ＳＧは、三相ブラシレス型の回転電機である。回転電機ＳＧは、エンジン始動時には、クランクシャフト５を回転させて４ストロークエンジン本体Ｅを始動させる。また、回転電機ＳＧは、少なくとも４ストロークエンジン本体Ｅの始動後には、クランクシャフト５により回転されてジェネレータとして機能する。なお、回転電機ＳＧがジェネレータとして機能する場合において、回転電機ＳＧは、エンジンの燃焼開始後、必ずしも、常にジェネレータとして機能する必要はない。例えば、エンジンの燃焼が開始した後、回転電機ＳＧが直ちにジェネレータとして機能せず、所定の条件が満たされた場合に、回転電機ＳＧがジェネレータとして機能してもよい。そのような所定の条件としては、例えば、エンジン回転速度が所定速度に到達したこと、エンジンの燃焼が開始してから所定時間が経過したこと等が挙げられる。また、エンジンの燃焼開始後に、回転電機ＳＧがジェネレータとして機能する期間と回転電機ＳＧがモータ（例えば、車両駆動用モータ）として機能する期間とが含まれていてもよい。 As shown in FIG. 1, the engine unit EU includes a rotating electrical machine SG. The rotating electrical machine SG is a three-phase brushless rotating electrical machine. The rotating electrical machine SG rotates the crankshaft 5 to start the four-stroke engine body E when the engine is started. The rotating electrical machine SG functions as a generator by being rotated by the crankshaft 5 at least after the start of the 4-stroke engine body E. In the case where the rotating electrical machine SG functions as a generator, the rotating electrical machine SG does not always need to function as a generator after the start of combustion of the engine. For example, after the combustion of the engine starts, the rotating electrical machine SG may not function as a generator immediately, and the rotating electrical machine SG may function as a generator when a predetermined condition is satisfied. Examples of such predetermined conditions include that the engine rotation speed has reached a predetermined speed, and that a predetermined time has elapsed since the start of engine combustion. Further, after the start of combustion of the engine, a period in which the rotating electrical machine SG functions as a generator and a period in which the rotating electrical machine SG functions as a motor (for example, a vehicle driving motor) may be included.

回転電機ＳＧは、４ストロークエンジン本体Ｅのクランクシャフト５に取り付けられている。本実施形態では、回転電機ＳＧが、クランクシャフト５に、動力伝達機構（例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機等）を介さずに取り付けられている。但し、本発明においては、回転電機ＳＧが、回転電機ＳＧの回転によりクランクシャフト５を回転させるように構成されていればよい。従って、回転電機ＳＧが、クランクシャフト５に、動力伝達機構を介して取り付けられていてもよい。なお、本発明においては、回転電機ＳＧの回転軸線と、クランクシャフト５の回転軸線とが略一致していることが好ましい。また、本実施形態のように、回転電機ＳＧが動力伝達機構を介さずにクランクシャフト５に取り付けられていることが好ましい。 The rotating electrical machine SG is attached to the crankshaft 5 of the 4-stroke engine body E. In this embodiment, the rotating electrical machine SG is attached to the crankshaft 5 without a power transmission mechanism (for example, a belt, a chain, a gear, a speed reducer, a speed increaser, or the like). However, in the present invention, the rotating electrical machine SG may be configured to rotate the crankshaft 5 by the rotation of the rotating electrical machine SG. Therefore, the rotating electrical machine SG may be attached to the crankshaft 5 via a power transmission mechanism. In the present invention, it is preferable that the rotation axis of the rotating electrical machine SG and the rotation axis of the crankshaft 5 substantially coincide. Moreover, it is preferable that the rotary electric machine SG is attached to the crankshaft 5 not via a power transmission mechanism like this embodiment.

４ストロークエンジン本体Ｅは、クランクケース１（エンジンケース１）と、シリンダ２と、ピストン３と、コネクティングロッド４と、クランクシャフト５とを備えている。シリンダ２は、クランクケース１から所定方向（例えば斜め上方）に突出する態様で設けられている。ピストン３は、シリンダ２内に往復移動自在に設けられている。クランクシャフト５は、クランクケース１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド４の一端部（例えば上端部）は、ピストン３に連結されている。コネクティングロッド４の他端部（例えば下端部）は、クランクシャフト５に連結されている。シリンダ２の端部（例えば上端部）には、シリンダヘッド６が取り付けられている。クランクシャフト５は、クランクケース１に、一対のベアリング７を介して、回転自在な態様で支持されている。クランクシャフト５の一端部５ａ（例えば右端部）は、クランクケース１から外方に突出している。クランクシャフト５の一端部５ａには、回転電機ＳＧが取り付けられている。 The 4-stroke engine body E includes a crankcase 1 (engine case 1), a cylinder 2, a piston 3, a connecting rod 4, and a crankshaft 5. The cylinder 2 is provided in a manner protruding from the crankcase 1 in a predetermined direction (for example, obliquely upward). The piston 3 is provided in the cylinder 2 so as to be reciprocally movable. The crankshaft 5 is rotatably provided in the crankcase 1. One end (for example, the upper end) of the connecting rod 4 is connected to the piston 3. The other end (for example, the lower end) of the connecting rod 4 is connected to the crankshaft 5. A cylinder head 6 is attached to an end portion (for example, an upper end portion) of the cylinder 2. The crankshaft 5 is supported on the crankcase 1 through a pair of bearings 7 in a rotatable manner. One end portion 5 a (for example, right end portion) of the crankshaft 5 protrudes outward from the crankcase 1. A rotating electrical machine SG is attached to one end portion 5 a of the crankshaft 5.

クランクシャフト５の他端部５ｂ（例えば左端部）は、クランクケース１から外方に突出している。クランクシャフト５の他端部５ｂには、無段変速機ＣＶＴのプライマリプーリ２０が取り付けられている。プライマリプーリ２０は、固定シーブ２１と可動シーブ２２とを有する。固定シーブ２１は、クランクシャフト５の他端部５ｂの先端部分に、クランクシャフト５と共に回転するように固定されている。可動シーブ２２は、クランクシャフト５の他端部５ｂにスプライン結合されている。従って、可動シーブ２２は、軸方向Ｘに沿って移動可能であり、固定シーブ２１との間隔が変更される態様で、クランクシャフト５と共に回転する。プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ（図示せず）とには、ベルトＢが掛けられている。クランクシャフト５の回転力が自動二輪車（図８参照）の駆動輪に伝達される。本実施形態の４ストロークエンジン本体Ｅは、空冷型エンジンである。 The other end portion 5 b (for example, the left end portion) of the crankshaft 5 protrudes outward from the crankcase 1. A primary pulley 20 of a continuously variable transmission CVT is attached to the other end portion 5 b of the crankshaft 5. The primary pulley 20 has a fixed sheave 21 and a movable sheave 22. The fixed sheave 21 is fixed to the distal end portion of the other end portion 5 b of the crankshaft 5 so as to rotate together with the crankshaft 5. The movable sheave 22 is splined to the other end 5 b of the crankshaft 5. Therefore, the movable sheave 22 is movable along the axial direction X, and rotates with the crankshaft 5 in such a manner that the distance from the fixed sheave 21 is changed. A belt B is hung on the primary pulley 20 and a secondary pulley (not shown). The rotational force of the crankshaft 5 is transmitted to the drive wheels of the motorcycle (see FIG. 8). The 4-stroke engine body E of the present embodiment is an air-cooled engine.

図３は、図１における回転電機ＳＧ及びその近傍部分を拡大して示した拡大断面図である。また、図４は、図３に示す回転電機ＳＧの回転軸線Ｊに垂直な断面を示す断面図である。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the rotating electrical machine SG in FIG. 1 and its vicinity in an enlarged manner. 4 is a cross-sectional view showing a cross section perpendicular to the rotation axis J of the rotating electrical machine SG shown in FIG.

回転電機ＳＧは、アウターロータ３０と、インナーステータ４０と、磁気センサユニット（図示せず）とを有する。アウターロータ３０は、アウターロータ本体部３１を有する。アウターロータ本体部３１は、例えば強磁性材料からなる。アウターロータ本体部３１は、有底筒状を有する。アウターロータ本体部３１は、筒状ボス部３２と、円板状の底壁部３３と、筒状のバックヨーク部３４とを有する。筒状ボス部３２は、クランクシャフト５の一端部５ａに挿入された状態で、クランクシャフト５に固定されている。底壁部３３は、筒状ボス部３２に固定されており、クランクシャフト５の径方向Ｙに広がる円板形状を有する。バックヨーク部３４は、底壁部３３の外周縁からクランクシャフト５の軸方向Ｘに延びる筒形状を有する。バックヨーク部３４は、クランクケース１に近づく方向に延びている。 The rotating electrical machine SG includes an outer rotor 30, an inner stator 40, and a magnetic sensor unit (not shown). The outer rotor 30 has an outer rotor main body 31. The outer rotor main body 31 is made of, for example, a ferromagnetic material. The outer rotor main body 31 has a bottomed cylindrical shape. The outer rotor main body 31 includes a cylindrical boss portion 32, a disk-shaped bottom wall portion 33, and a cylindrical back yoke portion 34. The cylindrical boss portion 32 is fixed to the crankshaft 5 while being inserted into the one end portion 5 a of the crankshaft 5. The bottom wall portion 33 is fixed to the cylindrical boss portion 32 and has a disk shape that extends in the radial direction Y of the crankshaft 5. The back yoke portion 34 has a cylindrical shape extending from the outer peripheral edge of the bottom wall portion 33 in the axial direction X of the crankshaft 5. The back yoke portion 34 extends in a direction approaching the crankcase 1.

底壁部３３及びバックヨーク部３４は、例えば金属板をプレス成形することにより一体的に形成されている。なお、本発明では、底壁部３３とバックヨーク部３４とは別体に構成されていてもよい。即ち、アウターロータ本体部３１において、バックヨーク部３４は、アウターロータ本体部３１を構成する他の部分と一体的に構成されていてもよく、アウターロータ本体部３１を構成する他の部分と別体に構成されていてもよい。バックヨーク部３４と他の部分とが別体に構成されている場合、バックヨーク部３４が、強磁性材料からなればよく、他の部分は、強磁性材料以外の材料からなっていてもよい。 The bottom wall portion 33 and the back yoke portion 34 are integrally formed, for example, by press molding a metal plate. In the present invention, the bottom wall portion 33 and the back yoke portion 34 may be configured separately. That is, in the outer rotor main body 31, the back yoke portion 34 may be formed integrally with other parts constituting the outer rotor main body 31, and is separate from other parts constituting the outer rotor main body 31. It may be configured on the body. In the case where the back yoke portion 34 and other portions are configured separately, the back yoke portion 34 may be made of a ferromagnetic material, and the other portion may be made of a material other than the ferromagnetic material. .

筒状ボス部３２には、クランクシャフト５の一端部５ａを挿入するためのテーパ状挿入孔３２ａが、クランクシャフト５の軸方向Ｘに沿って形成されている。テーパ状挿入孔３２ａは、クランクシャフト５の一端部５ａの外周面に対応するテーパ角を有する。挿入孔３２ａにクランクシャフト５の一端部５ａを挿入したときに、一端部５ａの外周面が挿入孔３２ａの内周面に接触し、クランクシャフト５が挿入孔３２ａに固定される。これにより、ボス部３２が、クランクシャフト５の軸方向Ｘに対して位置決めされる。この状態で、クランクシャフト５の一端部５ａの先端部分に形成された雄ねじ部５ｃに、ナット３５がねじ込まれる。これにより、クランクシャフト５に筒状ボス部３２が固定される。 A tapered insertion hole 32 a for inserting one end portion 5 a of the crankshaft 5 is formed in the cylindrical boss portion 32 along the axial direction X of the crankshaft 5. The tapered insertion hole 32 a has a taper angle corresponding to the outer peripheral surface of the one end portion 5 a of the crankshaft 5. When the one end portion 5a of the crankshaft 5 is inserted into the insertion hole 32a, the outer peripheral surface of the one end portion 5a contacts the inner peripheral surface of the insertion hole 32a, and the crankshaft 5 is fixed to the insertion hole 32a. Thereby, the boss part 32 is positioned with respect to the axial direction X of the crankshaft 5. In this state, the nut 35 is screwed into the male screw portion 5 c formed at the tip portion of the one end portion 5 a of the crankshaft 5. Thereby, the cylindrical boss part 32 is fixed to the crankshaft 5.

筒状ボス部３２は、筒状ボス部３２の基端部（図中では筒状ボス部３２の右部）に径大部３２ｂを有する。筒状ボス部３２は、径大部３２ｂの外周面に、径方向外側に向かって延びた鍔部３２ｃを有する。アウターロータ本体部３１の底壁部３３の中央部に形成された孔部３３ａに、筒状ボス部３２の径大部３２ｂが挿入されている。この状態において、鍔部３２ｃが底壁部３３の外周面（図中、右側面）に接している。筒状ボス部３２の鍔部３２ｃとアウターロータ本体部３１の底壁部３３とが、アウターロータ本体部３１の周方向の複数個所において、鍔部３２ｃと底壁部３３とを貫通するリベット３６で一体的に固定されている。 The cylindrical boss portion 32 has a large-diameter portion 32 b at the base end portion of the cylindrical boss portion 32 (the right portion of the cylindrical boss portion 32 in the drawing). The cylindrical boss portion 32 has a flange portion 32c extending outward in the radial direction on the outer peripheral surface of the large diameter portion 32b. A large-diameter portion 32b of the cylindrical boss portion 32 is inserted into a hole portion 33a formed in the center portion of the bottom wall portion 33 of the outer rotor main body portion 31. In this state, the flange portion 32c is in contact with the outer peripheral surface (right side surface in the figure) of the bottom wall portion 33. A rivet 36 in which the flange portion 32 c of the cylindrical boss portion 32 and the bottom wall portion 33 of the outer rotor main body portion 31 penetrate the flange portion 32 c and the bottom wall portion 33 at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer rotor main body portion 31. It is fixed integrally with.

アウターロータ本体部３１のバックヨーク部３４には、バックヨーク部３４の内周面に、複数の永久磁石部３７が設けられている。各永久磁石部３７は、Ｓ極とＮ極とが回転電機ＳＧの径方向に並ぶように設けられている。 The back yoke portion 34 of the outer rotor main body 31 is provided with a plurality of permanent magnet portions 37 on the inner peripheral surface of the back yoke portion 34. Each permanent magnet portion 37 is provided such that the S pole and the N pole are aligned in the radial direction of the rotating electrical machine SG.

複数の永久磁石部３７は、回転電機ＳＧの周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるように設けられている。本実施形態では、インナーステータ４０と対向するアウターロータ３０の磁極数が２４個である。アウターロータ３０の磁極数とは、インナーステータ４０と対向する磁極数をいう。ステータコアＳＴの歯部４３と対向する永久磁石部３７の磁極面の数は、アウターロータ３０の磁極数に相当する。アウターロータ３０が有する磁極１つあたりの磁極面は、インナーステータ４０と対向する永久磁石部３７の磁極面に相当する。永久磁石部３７の磁極面は、永久磁石部３７とインナーステータ４０との間に設けられた非磁性体（図示せず）により覆われている。永久磁石部３７とインナーステータ４０との間には磁性体が設けられていない。非磁性体としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼材が挙げられる。本実施形態において、永久磁石部３７は、フェライト磁石である。但し、本発明において、永久磁石としては、ネオジボンド磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等の従来公知の磁石が採用され得る。永久磁石部３７の形状は、特に限定されない。なお、アウターロータ３０は、永久磁石部３７が磁性材料に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ型）であってもよいが、本実施形態のように、永久磁石部３７が磁性材料から露出した表面磁石型（ＳＰＭ型）であることが好ましい。 The plurality of permanent magnet portions 37 are provided so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction of the rotating electrical machine SG. In the present embodiment, the number of magnetic poles of the outer rotor 30 facing the inner stator 40 is 24. The number of magnetic poles of the outer rotor 30 refers to the number of magnetic poles facing the inner stator 40. The number of magnetic pole surfaces of the permanent magnet portion 37 facing the tooth portion 43 of the stator core ST corresponds to the number of magnetic poles of the outer rotor 30. The magnetic pole surface per magnetic pole included in the outer rotor 30 corresponds to the magnetic pole surface of the permanent magnet portion 37 facing the inner stator 40. The magnetic pole surface of the permanent magnet part 37 is covered with a nonmagnetic material (not shown) provided between the permanent magnet part 37 and the inner stator 40. No magnetic material is provided between the permanent magnet portion 37 and the inner stator 40. It does not specifically limit as a nonmagnetic material, For example, a stainless steel material is mentioned. In the present embodiment, the permanent magnet portion 37 is a ferrite magnet. However, in the present invention, conventionally known magnets such as neodymium bond magnets, samarium cobalt magnets and neodymium magnets can be employed as the permanent magnets. The shape of the permanent magnet part 37 is not particularly limited. The outer rotor 30 may be an embedded magnet type (IPM type) in which the permanent magnet part 37 is embedded in a magnetic material, but the permanent magnet part 37 is exposed from the magnetic material as in the present embodiment. A surface magnet type (SPM type) is preferred.

上述のように、クランクシャフト５に取り付けられ、クランクシャフト５と共に回転するように取り付けられたアウターロータ３０は、クランクシャフト５のイナーシャを増加させるための回転体である。また、アウターロータ３０を構成する底壁部３３の外周面（図１及び図３における右側面）には、複数枚の羽根部Ｆａを有する冷却ファンＦが設けられている。冷却ファンＦは、固定具（複数本のボルトＦｂ）で、底壁部３３の外周面に固定されている。 As described above, the outer rotor 30 attached to the crankshaft 5 and attached to rotate together with the crankshaft 5 is a rotating body for increasing the inertia of the crankshaft 5. A cooling fan F having a plurality of blade portions Fa is provided on the outer peripheral surface (the right side surface in FIGS. 1 and 3) of the bottom wall portion 33 constituting the outer rotor 30. The cooling fan F is fixed to the outer peripheral surface of the bottom wall portion 33 with a fixture (a plurality of bolts Fb).

インナーステータ４０は、ステータコアＳＴと複数相のステータ巻線Ｗとを有する。ステータコアＳＴは、例えば薄板状のケイ素鋼板を軸方向に沿って積層することにより形成される。ステータコアＳＴは、ステータコアＳＴの中心部に、アウターロータ３０の筒状ボス部３２の外径よりも大きな内径の孔部４１を有する。また、ステータコアＳＴは、径方向外側に向かって一体的に延びた複数の歯部４３を有する（図４参照）。本実施形態においては、合計１８個の歯部４３が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコアＳＴは、周方向に間隔を空けて形成された合計１８個のスロットＳＬ（図４参照）を有する。 The inner stator 40 includes a stator core ST and a plurality of stator windings W. Stator core ST is formed, for example, by laminating thin silicon steel plates along the axial direction. The stator core ST has a hole 41 having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical boss portion 32 of the outer rotor 30 at the center of the stator core ST. Further, the stator core ST has a plurality of tooth portions 43 that integrally extend outward in the radial direction (see FIG. 4). In the present embodiment, a total of 18 tooth portions 43 are provided at intervals in the circumferential direction. In other words, the stator core ST has a total of 18 slots SL (see FIG. 4) formed at intervals in the circumferential direction.

各歯部４３の周囲には、ステータ巻線Ｗが巻き付けられている。複数相のステータ巻線Ｗは、スロットＳＬを通るように設けられている。複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかに属する。ステータ巻線Ｗは、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に並ぶように配置される。 A stator winding W is wound around each tooth portion 43. The multi-phase stator winding W is provided so as to pass through the slot SL. Each of the multi-phase stator windings W belongs to one of the U phase, the V phase, and the W phase. For example, the stator windings W are arranged in the order of the U phase, the V phase, and the W phase.

図３に示すように、インナーステータ４０には、回転電機ＳＧの径方向の中央部分に孔部４１が形成されている。孔部４１内には、クランクシャフト５及びアウターロータ３０の筒状ボス部３２が、孔部４１の壁面（インナーステータ４０）から間隔を空けて配置されている。この状態で、インナーステータ４０は、４ストロークエンジン本体Ｅのクランクケース１に取り付けられている。インナーステータ４０の歯部４３の端部（先端面）は、アウターロータ３０を構成する永久磁石部３７の磁極面（内周面）から間隔を空けて配置されている。この状態で、アウターロータ３０は、クランクシャフト５の回転と連動して回転する。アウターロータ３０は、クランクシャフト５と一体で回転する。 As shown in FIG. 3, the inner stator 40 is formed with a hole 41 in the central portion in the radial direction of the rotating electrical machine SG. In the hole portion 41, the crankshaft 5 and the cylindrical boss portion 32 of the outer rotor 30 are disposed at a distance from the wall surface (inner stator 40) of the hole portion 41. In this state, the inner stator 40 is attached to the crankcase 1 of the four-stroke engine main body E. The end portion (tip surface) of the tooth portion 43 of the inner stator 40 is disposed at a distance from the magnetic pole surface (inner peripheral surface) of the permanent magnet portion 37 constituting the outer rotor 30. In this state, the outer rotor 30 rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 5. The outer rotor 30 rotates integrally with the crankshaft 5.

図４を参照して、アウターロータ３０についてさらに説明する。永久磁石部３７は、回転電機ＳＧの径方向におけるインナーステータ４０の外側に設けられている。バックヨーク部３４は、径方向における永久磁石部３７の外側に設けられている。永久磁石部３７は、インナーステータ４０に対向する面に、周方向に複数の磁極面３７ａを備えている。磁極面３７ａは、回転電機ＳＧの周方向に並んでいる。磁極面３７ａのそれぞれは、Ｎ極又はＳ極である。Ｎ極とＳ極とは、回転電機ＳＧの周方向に交互に配置されている。永久磁石部３７の磁極面３７ａは、インナーステータ４０に向いている。本実施形態では、複数の磁石が回転電機ＳＧの径方向に配置されており、複数の磁石のそれぞれが、Ｓ極とＮ極とを回転電機ＳＧの径方向に向けた姿勢で配置されている。周方向に隣り合う１つのＳ極と１つのＮ極とによって磁極対が構成される。磁極対の数は、磁極面３７ａの数の１／２である。本実施形態では、アウターロータ３０に、インナーステータ４０と対向する２４個の磁極面３７ａが設けられており、アウターロータ３０の磁極対の数は１２個である。なお、図には、１２個の磁極対３７ｐが示されている。ただし、図の見やすさのため、３７ｐの符号は、１つの対のみを指している。 The outer rotor 30 will be further described with reference to FIG. The permanent magnet portion 37 is provided outside the inner stator 40 in the radial direction of the rotating electrical machine SG. The back yoke portion 34 is provided outside the permanent magnet portion 37 in the radial direction. The permanent magnet portion 37 includes a plurality of magnetic pole surfaces 37 a in the circumferential direction on the surface facing the inner stator 40. The magnetic pole surface 37a is arranged in the circumferential direction of the rotating electrical machine SG. Each of the magnetic pole surfaces 37a is an N pole or an S pole. The N pole and the S pole are alternately arranged in the circumferential direction of the rotating electrical machine SG. The magnetic pole surface 37 a of the permanent magnet portion 37 faces the inner stator 40. In the present embodiment, a plurality of magnets are disposed in the radial direction of the rotating electrical machine SG, and each of the plurality of magnets is disposed in a posture in which the S pole and the N pole are directed in the radial direction of the rotating electrical machine SG. . One S pole and one N pole adjacent in the circumferential direction constitute a magnetic pole pair. The number of magnetic pole pairs is ½ of the number of magnetic pole surfaces 37a. In the present embodiment, 24 magnetic pole surfaces 37a facing the inner stator 40 are provided on the outer rotor 30, and the number of magnetic pole pairs of the outer rotor 30 is twelve. In the figure, twelve magnetic pole pairs 37p are shown. However, for easy viewing of the figure, the reference numeral 37p indicates only one pair.

アウターロータ３０の外面には、アウターロータ３０の回転位置を検出させるための複数の被検出部３８が備えられている。複数の被検出部３８は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部３８は、周方向に間隔を空けてアウターロータ３０の外面に設けられている。本実施形態において、複数の被検出部３８は、周方向に間隔を空けてアウターロータ３０の外周面に設けられている。複数の被検出部３８は、筒状のバックヨーク部３４の外周面に配置されている。複数の被検出部３８のそれぞれは、バックヨーク部３４の外周面から回転電機ＳＧの径方向Ｙにおける外向きに突出している。底壁部３３、バックヨーク部３４、及び被検出部３８は、例えば鉄等の金属板をプレス成形することにより一体的に形成されている。つまり、被検出部３８は、強磁性体で形成されている。被検出部３８の配置の詳細については、後に説明する。 A plurality of detected portions 38 for detecting the rotational position of the outer rotor 30 are provided on the outer surface of the outer rotor 30. The plurality of detected parts 38 are detected by a magnetic action. The plurality of detected portions 38 are provided on the outer surface of the outer rotor 30 at intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, the plurality of detected portions 38 are provided on the outer peripheral surface of the outer rotor 30 at intervals in the circumferential direction. The plurality of detected portions 38 are disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical back yoke portion 34. Each of the plurality of detected portions 38 protrudes outward in the radial direction Y of the rotating electrical machine SG from the outer peripheral surface of the back yoke portion 34. The bottom wall portion 33, the back yoke portion 34, and the detected portion 38 are integrally formed, for example, by press-molding a metal plate such as iron. That is, the detected part 38 is made of a ferromagnetic material. Details of the arrangement of the detected parts 38 will be described later.

ロータ位置検出装置５０は、アウターロータ３０の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置５０は、複数の被検出部３８と対向する位置に設けられている。つまり、ロータ位置検出装置５０は、複数の被検出部３８がロータ位置検出装置５０と順次対向するような位置に配置されている。ロータ位置検出装置５０は、アウターロータ３０の回転に伴い被検出部３８が通過する経路に対向している。ロータ位置検出装置５０は、インナーステータ４０とは離れた位置に配置されている。本実施形態において、ロータ位置検出装置５０は、クランクシャフト５の径方向においてロータ位置検出装置５０とインナーステータ４０及びステータ巻線Ｗとの間にアウターロータ３０のバックヨーク部３４及び永久磁石部３７が位置するように配置されている。ロータ位置検出装置５０は、回転電機ＳＧの径方向における、アウターロータ３０よりも外側に配置されており、アウターロータ３０の外周面に向いている。 The rotor position detection device 50 is a device that detects the position of the outer rotor 30. The rotor position detection device 50 is provided at a position facing the plurality of detected parts 38. That is, the rotor position detection device 50 is disposed at a position where the plurality of detected portions 38 sequentially face the rotor position detection device 50. The rotor position detection device 50 faces a path through which the detected portion 38 passes as the outer rotor 30 rotates. The rotor position detection device 50 is disposed at a position away from the inner stator 40. In the present embodiment, the rotor position detection device 50 includes the back yoke portion 34 and the permanent magnet portion 37 of the outer rotor 30 between the rotor position detection device 50 and the inner stator 40 and the stator winding W in the radial direction of the crankshaft 5. Is arranged to be located. The rotor position detection device 50 is disposed outside the outer rotor 30 in the radial direction of the rotating electrical machine SG, and faces the outer peripheral surface of the outer rotor 30.

ロータ位置検出装置５０は、検出用巻線５１、検出用磁石５２及びコア５３を有している。検出用巻線５１は、被検出部３８を検出するピックアップコイルとして機能する。コア５３は、例えば鉄製の棒状に延びた部材である。検出用巻線５１は、被検出部３８を磁気的に検出する。ロータ位置検出装置５０は、クランクシャフト５の回転の開始後に、アウターロータ３０の回転位置の検出を開始する。なお、ロータ位置検出装置５０には、上述した、被検出部３８の通過に伴う起電力によって発生する電圧が変化するタイプ以外の構成も採用可能である。例えば、ロータ位置検出装置５０には、検出用巻線５１に常時通電を行い、被検出部３８の通過に伴うインダクタンスの変化により通電電流が変化するタイプの構成も採用可能である。また、ロータ位置検出装置５０は、特に限定されず、ホール素子又はＭＲ素子を備えていてもよい。本実施形態のエンジンユニットＥＵ（図１参照）は、ホール素子又はＭＲ素子を備えていてもよい。 The rotor position detection device 50 includes a detection winding 51, a detection magnet 52, and a core 53. The detection winding 51 functions as a pickup coil that detects the detected portion 38. The core 53 is a member extending in the shape of, for example, an iron bar. The detection winding 51 magnetically detects the detected portion 38. The rotor position detection device 50 starts detecting the rotational position of the outer rotor 30 after the crankshaft 5 starts rotating. The rotor position detecting device 50 may employ a configuration other than the type in which the voltage generated by the electromotive force associated with the passage of the detected portion 38 changes. For example, the rotor position detection device 50 may employ a configuration in which the detection winding 51 is always energized and the energization current changes due to the change in inductance accompanying the passage of the detected portion 38. The rotor position detection device 50 is not particularly limited, and may include a Hall element or an MR element. The engine unit EU (see FIG. 1) of the present embodiment may include a Hall element or an MR element.

ここで、図４を参照して、アウターロータ３０における被検出部３８の配置について説明する。本実施形態における複数の被検出部３８は、アウターロータ３０の外面に設けられ、磁極面の対３７ｐに対する相対位置が同一となる位置に設けられている。また、ロータ位置検出装置５０は、複数の被検出部３８と対向する位置に設けられている。図４には、周方向に隣り合う２つの磁極（Ｓ極及びＮ極）によって構成された磁極対３７ｐにおける、予め定められた周方向の規定位置が、一点鎖線で示されている。なお、本実施形態では、アウターロータ３０に、規定位置の数よりも１つ少ない１１個の被検出部３８が設けられている。１１個の被検出部３８は、１２ヶ所の規定位置のうち１１ヶ所にそれぞれ設けられている。 Here, with reference to FIG. 4, the arrangement of the detected portions 38 in the outer rotor 30 will be described. The plurality of detected portions 38 in the present embodiment are provided on the outer surface of the outer rotor 30 and are provided at positions where the relative positions of the magnetic pole surface with respect to the pair 37p are the same. The rotor position detection device 50 is provided at a position facing the plurality of detected portions 38. In FIG. 4, a predetermined position in the circumferential direction in the magnetic pole pair 37p formed by two magnetic poles (S pole and N pole) adjacent in the circumferential direction is indicated by a one-dot chain line. In the present embodiment, the eleven detected portions 38 that are one less than the number of specified positions are provided in the outer rotor 30. The eleven detected parts 38 are respectively provided at eleven of the twelve prescribed positions.

図５は、図１に示すエンジンユニットＥＵに係る電気的な基本構成を示すブロック図である。
エンジンユニットＥＵは、４ストロークエンジン本体Ｅ、回転電機ＳＧ、及び制御装置ＣＴを備えている。制御装置ＣＴには、回転電機ＳＧ、点火プラグ２９、及びバッテリ１４が接続されている。 FIG. 5 is a block diagram showing an electrical basic configuration of the engine unit EU shown in FIG.
The engine unit EU includes a 4-stroke engine body E, a rotating electrical machine SG, and a control device CT. A rotating electrical machine SG, a spark plug 29, and a battery 14 are connected to the control device CT.

制御装置ＣＴは、複数相のステータ巻線Ｗと接続され、車両が備えるバッテリ１４から複数相のステータ巻線Ｗへの電流を供給する。制御装置ＣＴは、回転電機制御部６２と、燃焼制御部６３と、複数のスイッチング部６１１〜６１６とを備えている。本実施形態における制御装置ＣＴは、６個のスイッチング部６１１〜６１６を有する。スイッチング部６１１〜６１６は、三相ブリッジインバータを構成している。複数のスイッチング部６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相と接続され、複数相のステータ巻線Ｗとバッテリ１４との間の電流の通過／遮断を切替える。より具体的には、回転電機ＳＧがスタータモータとして機能する場合、スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフ動作によって複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれに対する通電及び通電停止が切替えられる。また、回転電機ＳＧが発電機として機能する場合、スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフ動作によって、ステータ巻線Ｗのそれぞれとバッテリ１４との間の電流の通過／遮断が切替えられる。スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフが順次切替えられることによって、回転電機ＳＧから出力される三相交流の整流及び電圧の制御が行われる。なお、本明細書では、制御装置ＣＴがスイッチング部６１１〜６１６のオン動作によってバッテリ１４の電流をステータ巻線Ｗに供給する動作を「通電」と称し、発電時における、スイッチング部６１１〜６１６のオン動作によって複数相のステータ巻線Ｗとバッテリ１４との間の電流の通過させる動作と区別する。 Control device CT is connected to a plurality of stator windings W, and supplies a current from battery 14 provided in the vehicle to the plurality of stator windings W. The control device CT includes a rotating electrical machine control unit 62, a combustion control unit 63, and a plurality of switching units 611 to 616. Control device CT in this embodiment has six switching parts 611-616. The switching units 611 to 616 constitute a three-phase bridge inverter. The plurality of switching units 611 to 616 are connected to the respective phases of the plurality of phases of the stator winding W, and switch the passage / interruption of current between the plurality of phases of the stator winding W and the battery 14. More specifically, when the rotating electrical machine SG functions as a starter motor, energization and deenergization of each of the plurality of phases of the stator winding W are switched by the on / off operations of the switching units 611 to 616. Further, when the rotating electrical machine SG functions as a generator, the current passing between each of the stator windings W and the battery 14 is switched by the on / off operation of the switching units 611 to 616. By sequentially switching on and off the switching units 611 to 616, rectification and voltage control of the three-phase AC output from the rotating electrical machine SG is performed. In the present specification, the operation in which the control device CT supplies the current of the battery 14 to the stator winding W when the switching units 611 to 616 are turned on is referred to as “energization”. A distinction is made from the operation of passing current between the stator winding W of the plurality of phases and the battery 14 by the ON operation.

スイッチング部６１１〜６１６のそれぞれは、スイッチング素子を有する。スイッチング素子は、例えばトランジスタであり、より詳細にはＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ただし、スイッチング部６１１〜６１６には、ＦＥＴ以外に、例えばサイリスタ及びＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）も採用可能である。 Each of the switching units 611 to 616 includes a switching element. The switching element is, for example, a transistor, and more specifically, an FET (Field Effect Transistor). However, in addition to the FET, for example, a thyristor and an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can also be used for the switching units 611 to 616.

回転電機制御部６２は、スイッチング部６１１〜６１６のそれぞれのオン・オフ動作を制御することによって、回転電機ＳＧの動作を制御する。回転電機制御部６２は、抵抗付与部６２１と、再始動時加速部６２２とを含む。回転電機制御部６２と、燃焼制御部６３とは、図示しないコンピュータハードウェアとコンピュータハードウェアで実行される制御ソフトウェアとによって実現される。ただし、回転電機制御部６２と、燃焼制御部６３との一部又は全部は、電子回路であるハードウェア回路によって実現することも可能である。また、回転電機制御部６２及び燃焼制御部６３は、例えば互いに別の装置として互いに離れた位置に構成されてもよく、また、一体に構成されるものであってもよい。 The rotating electrical machine control unit 62 controls the operation of the rotating electrical machine SG by controlling each on / off operation of the switching units 611 to 616. The rotating electrical machine control unit 62 includes a resistance applying unit 621 and a restart acceleration unit 622. The rotating electrical machine control unit 62 and the combustion control unit 63 are realized by computer hardware (not shown) and control software executed by the computer hardware. However, part or all of the rotating electrical machine control unit 62 and the combustion control unit 63 can be realized by a hardware circuit that is an electronic circuit. Moreover, the rotary electric machine control part 62 and the combustion control part 63 may be comprised in the position which mutually separated as a mutually different apparatus, for example, and may be comprised integrally.

抵抗付与部６２１は、エンジンの燃焼停止後、回転電機ＳＧに対してベクトル制御を行うことによりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与するための処理を行う。再始動時加速部６２２は、クランクシャフト５の回転に抵抗が付与され且つクランクシャフト５が回転している時に再始動の指令を受けた場合、回転電機ＳＧに対してベクトル制御を行うことによりクランクシャフト５の回転を加速させるための処理を行う。 The resistance applying unit 621 performs processing for applying resistance to the rotation of the crankshaft 5 by performing vector control on the rotating electrical machine SG after the combustion of the engine is stopped. When the restart acceleration unit 622 is given resistance to rotation of the crankshaft 5 and receives a restart command when the crankshaft 5 is rotating, the acceleration unit 622 performs vector control on the rotating electrical machine SG. A process for accelerating the rotation of the shaft 5 is performed.

燃焼制御部６３は、点火プラグ２９に点火動作を行わせることによって、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を制御する。４ストロークエンジン本体Ｅが、シリンダ２（図１参照）の燃焼室に空気を導く通路内に燃料を噴射し混合気を生成する燃料噴射装置を備える場合には、燃焼制御部６３は、燃料噴射装置の噴射も制御することによって、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を制御する。 The combustion control unit 63 controls the combustion operation of the four-stroke engine body E by causing the ignition plug 29 to perform an ignition operation. When the four-stroke engine main body E includes a fuel injection device that injects fuel into a passage that guides air to the combustion chamber of the cylinder 2 (see FIG. 1) to generate an air-fuel mixture, the combustion control unit 63 The combustion operation of the four-stroke engine body E is controlled by controlling the injection of the apparatus.

回転電機制御部６２には、４ストロークエンジン本体Ｅを始動させるためのスタータスイッチ１６が接続されている。スタータスイッチ１６は、４ストロークエンジン本体Ｅの始動の際、運転者によって操作される。また、制御装置ＣＴの回転電機制御部６２は、バッテリ１４の電圧を検出することによって、バッテリ１４の充電状態を検出する。ただし、バッテリ１４の充電状態の検出には、バッテリ１４の電圧を検出する構成以外にも、例えば、充電状態でバッテリ１４に流れる電流を検出する構成が採用可能である。 A starter switch 16 for starting the 4-stroke engine main body E is connected to the rotating electrical machine control unit 62. The starter switch 16 is operated by the driver when the four-stroke engine body E is started. Further, the rotating electrical machine control unit 62 of the control device CT detects the state of charge of the battery 14 by detecting the voltage of the battery 14. However, the detection of the state of charge of the battery 14 can employ, for example, a configuration for detecting the current flowing through the battery 14 in the state of charge, in addition to the configuration for detecting the voltage of the battery 14.

制御装置ＣＴは、回転電機制御部６２により、インバータ６１を制御する。制御装置ＣＴは、インバータ６１の動作を通じて、回転電機ＳＧを制御する。なお、本実施形態では、インバータ６１と、バッテリ１４との間には、キャパシタ（図示せず）が設けられ、バッテリ１４とキャパシタとによって蓄電部が構成されている。 The control device CT controls the inverter 61 by the rotating electrical machine control unit 62. The control device CT controls the rotating electrical machine SG through the operation of the inverter 61. In the present embodiment, a capacitor (not shown) is provided between the inverter 61 and the battery 14, and the battery 14 and the capacitor constitute a power storage unit.

図６は、図１に示すエンジンユニットＥＵの動作を説明するフローチャートである。
ここで説明するエンジンユニットＥＵの停止動作は、エンジンユニットＥＵのアイドリング状態から開始される（ステップＳ１１）。従って、アイドリング状態において加速指令が入力され、これにより、アイドリング状態が終了し、車両の走行が開始される場合の動作は、図６に示されていない。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the engine unit EU shown in FIG.
The stopping operation of the engine unit EU described here is started from the idling state of the engine unit EU (step S11). Accordingly, the operation when the acceleration command is input in the idling state and the idling state is ended and the vehicle starts to travel is not shown in FIG.

アイドリング状態は、停車し且つエンジンが回転している状態をいう。アイドリング状態では、エンジンは無負荷状態であり、且つ最低限の回転数で稼働している。 The idling state refers to a state where the vehicle is stopped and the engine is rotating. In the idling state, the engine is in a no-load state and is operating at a minimum rotational speed.

なお、停車中にエンジンが停止する車両では、通常、車両が停止してから所定時間が経過した後に、停車したと判断され、エンジンが停止する。この場合、車両が停止してから停車したと判断されるまでの期間、車両は、停車し且つエンジンが停止している状態、即ちアイドリング状態である。 In a vehicle in which the engine stops while the vehicle is stopped, it is determined that the vehicle has stopped after a predetermined time has elapsed since the vehicle stopped, and the engine stops. In this case, during the period from when the vehicle stops to when it is determined that the vehicle has stopped, the vehicle is in a state where the vehicle is stopped and the engine is stopped, that is, in an idling state.

また、停車中にエンジンが停止する車両の中には、停車中にバッテリ残量が少なくなるとエンジンが稼働することによりバッテリの充電を行うように構成されている車両がある。ここでいうエンジンの稼働は、発電のための稼働であるともいえる。しかし、ここでいうエンジンの稼働中、車両は、停車し且つエンジンが回転している状態、即ちアイドリング状態である。このように、アイドリング状態は、停車時に発電のために開始されることもあり得る。 Further, among vehicles in which the engine stops while the vehicle is stopped, there is a vehicle configured to charge the battery by operating the engine when the remaining amount of the battery decreases while the vehicle is stopped. The operation of the engine here can be said to be an operation for power generation. However, during the operation of the engine here, the vehicle is stopped and the engine is rotating, that is, the idling state. Thus, the idling state may be started for power generation when the vehicle is stopped.

エンジンユニットＥＵがアイドリング状態である時（ステップＳ１１）、燃焼停止指令が入力されなければ（ステップＳ１２：ＮＯ）、アイドリング状態を継続する。一方、燃焼停止指令が入力されれば（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、エンジンの燃焼を停止させる（ステップＳ１３）。なお、燃焼停止指令は、車両が停止したと制御装置ＣＴにより判断された時に生成される内部的な指令であってもよい。また、燃焼停止指令は、運転者によって入力される外部的な指令であってもよい。エンジンの燃焼を停止しても、クランクシャフト５は、慣性により一時的に回転を継続する。クランクシャフト５の回転は、ロータ位置検出装置５０により検出される。なお、本実施形態のロータ位置検出装置５０は、被検出部３８の通過に伴う起電力の変化を検出する。従って、本実施形態のロータ位置検出装置５０は、クランクシャフト５の回転が遅くなり、起電力の変化が小さくなると、クランクシャフト５の回転を検出できない。しかし、少なくともロータ位置検出装置５０によりクランクシャフト５の回転が検出されている時には、クランクシャフト５は回転しているといえる。ロータ位置検出装置５０は、本実施形態の例に限定されず、例えば、クランクシャフト５の回転が停止するまで、クランクシャフト５の回転を検出するように構成されていてもよい。 When the engine unit EU is in the idling state (step S11), if the combustion stop command is not input (step S12: NO), the idling state is continued. On the other hand, if a combustion stop command is input (step S12: YES), combustion of the engine is stopped (step S13). The combustion stop command may be an internal command generated when the control device CT determines that the vehicle has stopped. Further, the combustion stop command may be an external command input by the driver. Even if the combustion of the engine is stopped, the crankshaft 5 continues to rotate temporarily due to inertia. The rotation of the crankshaft 5 is detected by the rotor position detection device 50. Note that the rotor position detection device 50 according to the present embodiment detects a change in electromotive force associated with the passage of the detected portion 38. Therefore, the rotor position detection device 50 of the present embodiment cannot detect the rotation of the crankshaft 5 when the rotation of the crankshaft 5 becomes slow and the change in electromotive force becomes small. However, it can be said that the crankshaft 5 is rotating at least when the rotation of the crankshaft 5 is detected by the rotor position detection device 50. The rotor position detection device 50 is not limited to the example of the present embodiment, and may be configured to detect the rotation of the crankshaft 5 until the rotation of the crankshaft 5 stops, for example.

エンジンの燃焼を停止した後（ステップＳ１３の後）、制御装置ＣＴは、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転へ抵抗を付与する（ステップＳ１４）。これにより、クランクシャフト５の回転に対して強い制動力が加わる。 After stopping the combustion of the engine (after step S13), the control device CT gives resistance to the rotation of the crankshaft 5 by vector control (step S14). Thereby, a strong braking force is applied to the rotation of the crankshaft 5.

ベクトル制御は、ＰＷＭ変調された信号により、複数のスイッチング部６１１〜６１６をオン・オフさせる制御である。ベクトル制御では、デューティ比が、電気角１８０°の中で動的に変化する。これにより、ステータ巻線Ｗに正弦波の電流が流れる。ここで、正弦波の電流には、複数のスイッチング部６１１〜６１６のオン・オフに伴うリプル電流を有する電流も含まれる。 The vector control is control for turning on / off the plurality of switching units 611 to 616 by a PWM modulated signal. In vector control, the duty ratio changes dynamically within an electrical angle of 180 °. As a result, a sinusoidal current flows through the stator winding W. Here, the sine wave current includes a current having a ripple current associated with ON / OFF of the plurality of switching units 611 to 616.

ベクトル制御によるクランクシャフトの回転への抵抗の付与は、例えば、ステータ巻線Ｗの誘起電圧の正弦波に同期するように、この正弦波の向きに沿って電流を流すことにより実現される。言い換えれば、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転への抵抗の付与は、例えば、誘起電圧による電流の向きに、更に誘起電流を強制的に引き出すことにより実現される。 The application of resistance to rotation of the crankshaft by vector control is realized, for example, by flowing a current along the direction of the sine wave so as to synchronize with the sine wave of the induced voltage of the stator winding W. In other words, the application of resistance to rotation of the crankshaft by vector control is realized, for example, by forcibly extracting the induced current in the direction of the current due to the induced voltage.

また、スイッチング素子６１１〜６１６がＰＷＭ制御によりオン・オフすることにより、スイッチング素子６１１〜６１６及び複数相のステータ巻線Ｗが、チョッパ回路として機能する。これにより、ステータ巻線Ｗからスイッチング素子６１１〜６１６を通過してバッテリ１４に向けて流れる電流が昇圧される。従って、アイドリング時の回転数が低くても（例えば約１０００ｒｐｍ）、複数相のステータ巻線Ｗから電流を引き出すことができる。その結果、強い制動力が得られる。また、ステータ巻線Ｗの誘起電圧がバッテリ１４の電圧よりも低くても、チョッパ回路の作用により、バッテリ１４への充電も可能である。回転数がアイドリング時の回転数よりもエンジン停止時の回転数に近い状態では、バッテリ１４の電力が消費されるが、依然として、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付与は、クランクシャフト５の回転に対して、強い制動力を生じさせる。 Further, when the switching elements 611 to 616 are turned on / off by PWM control, the switching elements 611 to 616 and the plurality of phases of the stator winding W function as a chopper circuit. As a result, the current flowing from the stator winding W through the switching elements 611 to 616 toward the battery 14 is boosted. Therefore, even when the idling speed is low (for example, about 1000 rpm), it is possible to draw current from the stator windings W having a plurality of phases. As a result, a strong braking force can be obtained. Even if the induced voltage of the stator winding W is lower than the voltage of the battery 14, the battery 14 can be charged by the action of the chopper circuit. In a state where the rotation speed is closer to the rotation speed when the engine is stopped than the rotation speed when idling, the power of the battery 14 is consumed. However, the resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control is still applied to the crankshaft. A strong braking force is generated for 5 rotations.

クランクシャフト５の回転が検出され（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、且つ再始動の指令が入力されていない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御装置ＣＴは、クランクシャフト５の回転へ抵抗の付与を継続する。その結果、クランクシャフト５の回転数は徐々に低下する。 When rotation of the crankshaft 5 is detected (step S15: YES) and no restart command is input (step S16: NO), the control device CT continues to give resistance to the rotation of the crankshaft 5. . As a result, the rotational speed of the crankshaft 5 gradually decreases.

クランクシャフト５の回転へ抵抗が付与され、且つクランクシャフト５の回転が検出されている状況下（ステップＳ１５：ＹＥＳ）で、再始動の指令が入力された場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制御装置ＣＴは、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転を加速させる（ステップＳ１７）。即ち、制御装置ＣＴは、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付加を、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転の加速に切り替える。この時、制御装置ＣＴは、ベクトル制御を継続する。その後に、制御装置ＣＴは、エンジンを再始動する（ステップＳ１８）。 When a restart command is input (step S16: YES) in a state where resistance is applied to the rotation of the crankshaft 5 and rotation of the crankshaft 5 is detected (step S15: YES), the control device CT accelerates the rotation of the crankshaft 5 by vector control (step S17). That is, the control device CT switches the addition of resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control to acceleration of rotation of the crankshaft 5 by vector control. At this time, the control device CT continues vector control. Thereafter, the control device CT restarts the engine (step S18).

ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転の加速は、例えば、ステータ巻線Ｗの誘起電圧の正弦波に同期するように、この正弦波の向きと反対の向きに電流を流すことにより実現される。言い換えれば、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転の加速は、例えば、ステータ巻線Ｗの誘起電圧に打ち勝つように、バッテリ１４からステータ巻線Ｗに電流を流すことにより実現される。 The acceleration of the rotation of the crankshaft 5 by the vector control is realized, for example, by flowing a current in a direction opposite to the direction of the sine wave so as to synchronize with the sine wave of the induced voltage of the stator winding W. In other words, acceleration of rotation of the crankshaft 5 by vector control is realized by, for example, passing a current from the battery 14 to the stator winding W so as to overcome the induced voltage of the stator winding W.

また、クランクシャフト５の回転が検出されなくなると（ステップＳ１５：ＮＯ）、クランクシャフト５の回転が停止したことになる（ステップＳ１９）。クランクシャフト５の回転が検出されなくなった時に、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付与を終了してもよい。また、クランクシャフト５の回転が検出されなくなってから所定時間が経過するまで、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付加を継続してもよい。所定時間は、例えば、クランクシャフト５の回転が停止するまでの期間であり、予め設定され得る。即ち、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付加は、クランクシャフト５の回転が停止するまで行われてもよい。 When the rotation of the crankshaft 5 is not detected (step S15: NO), the rotation of the crankshaft 5 is stopped (step S19). When the rotation of the crankshaft 5 is no longer detected, the application of resistance to the rotation of the crankshaft 5 by vector control may be terminated. Further, the addition of resistance to the rotation of the crankshaft 5 by vector control may be continued until a predetermined time has elapsed after the rotation of the crankshaft 5 is no longer detected. The predetermined time is, for example, a period until the rotation of the crankshaft 5 stops, and can be set in advance. That is, the addition of the resistance to the rotation of the crankshaft 5 by the vector control may be performed until the rotation of the crankshaft 5 is stopped.

図７（ａ）は、本実施形態のエンジンユニットＥＵにおけるエンジン燃焼停止からエンジン再始動までの期間のエンジン回転数の変化を示すグラフである。図７（ｂ）は、比較例のエンジンユニットにおけるエンジン燃焼停止からエンジンの再始動までの期間のエンジン回転数の変化を示すグラフである。 FIG. 7A is a graph showing changes in engine speed during a period from engine combustion stop to engine restart in the engine unit EU of the present embodiment. FIG. 7B is a graph showing changes in engine speed during a period from engine combustion stop to engine restart in the engine unit of the comparative example.

図７（ａ）に示すように、クランクシャフト５が回転数Ｒ（ｒｐｍ）でアイドリングしている状況下で、時間Ｔ１で燃焼停止指令が入力されると、本実施形態のエンジンユニットＥＵの制御装置ＣＴは、エンジンの燃焼を停止し、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転へ抵抗を付与する。制御装置ＣＴは、例えば、クランクシャフト５の回転速度及び位置に応じて、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に付与される抵抗力を制御する。ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付与により、クランクシャフト５の回転数が低下し始める。時間Ｔ１から時間Ｔ２までの期間では、クランクシャフト５の回転に抵抗が付与され、且つクランクシャフト５が回転している。クランクシャフト５の回転数は徐々に低下している。ここまでの回転数の変化は、図中、Ｃ０で示されている。 As shown in FIG. 7A, when a combustion stop command is input at time T1 in a situation where the crankshaft 5 is idling at the rotational speed R (rpm), the control of the engine unit EU of the present embodiment is performed. The device CT stops the combustion of the engine and gives resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control. For example, the control device CT controls the resistance force applied to the rotation of the crankshaft 5 by vector control according to the rotational speed and position of the crankshaft 5. By applying resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control, the rotation speed of the crankshaft 5 starts to decrease. In a period from time T1 to time T2, resistance is given to rotation of the crankshaft 5 and the crankshaft 5 is rotating. The rotation speed of the crankshaft 5 is gradually decreased. The change in the rotational speed up to this point is indicated by C0 in the figure.

時間Ｔ２で再始動の指令が入力されると、制御装置ＣＴは、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転を加速させる。その結果、クランクシャフト５の回転数が高くなり始める。時間Ｔ２から時間Ｔ３までの期間では、クランクシャフト５の回転数が徐々に高くなる。時間Ｔ３に到達すると、クランクシャフト５の回転数が安定する。クランクシャフト５の回転の加速が開始してからクランクシャフト５の回転数が安定するまでの時間は、時間Ｔｂである。また、ここまでの回転数の変化は、図中、Ｃ１で示されている。 When a restart command is input at time T2, the control device CT accelerates the rotation of the crankshaft 5 by vector control. As a result, the rotation speed of the crankshaft 5 starts to increase. In the period from time T2 to time T3, the rotation speed of the crankshaft 5 gradually increases. When the time T3 is reached, the rotation speed of the crankshaft 5 is stabilized. The time from the start of the acceleration of the rotation of the crankshaft 5 to the stabilization of the rotation speed of the crankshaft 5 is a time Tb. The change in the number of rotations so far is indicated by C1 in the figure.

時間Ｔ２で再始動の指令が入力されなかった場合、制御装置ＣＴは、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付与を継続する。その結果、時間Ｔ５でクランクシャフト５の回転が停止する。ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗が付与された時間はＴａである。ここまでの回転数の変化は、図中、Ｃ２で示されている。 When the restart command is not input at time T2, the control device CT continues to provide resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control. As a result, the rotation of the crankshaft 5 stops at time T5. The time during which resistance is applied to the rotation of the crankshaft 5 by the vector control is Ta. The change in the number of rotations so far is indicated by C2 in the figure.

時間Ｔ１からクランクシャフト５の回転が停止するまでの期間にわたってクランクシャフト５が惰性回転した場合におけるクランクシャフト５の回転数の変化が、参照として、図中、Ｃｒで示されている。Ｃｒの例では、クランクシャフト５の回転が時間Ｔ６で停止している。 A change in the rotation speed of the crankshaft 5 when the crankshaft 5 is inertially rotated over a period from the time T1 to the rotation of the crankshaft 5 is indicated by Cr in the drawing as a reference. In the example of Cr, the rotation of the crankshaft 5 stops at time T6.

本実施形態では、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与することにより、エンジンの燃焼が停止してからクランクシャフト５の回転が停止するまでの時間が、Ｃｒの例と比べて、短縮されている。短縮された時間は、図中の時間Ｔｃである。 In this embodiment, by applying resistance to the rotation of the crankshaft 5 by vector control, the time from when the combustion of the engine stops until the rotation of the crankshaft 5 stops is shorter than in the Cr example. Has been. The shortened time is time Tc in the figure.

次に、比較例について説明する。
比較例のエンジンユニットでは、図７（ｂ）に示すように、時間Ｔ１’でエンジンの燃焼が停止し、クランクシャフトの回転数の低下が開始している。時間Ｔ１’から時間Ｔ２’までの期間では、クランクシャフトの回転数は徐々に低下している。但し、比較例のエンジンユニットでは、クランクシャフトが惰性回転しているため、クランクシャフトの回転数の低下は、図７（ａ）に示す例よりも遅い。ここまでの回転数の変化は、図中、Ｃ０’で示されている。 Next, a comparative example will be described.
In the engine unit of the comparative example, as shown in FIG. 7B, the combustion of the engine is stopped at time T1 ′, and the decrease in the rotational speed of the crankshaft is started. In the period from time T1 ′ to time T2 ′, the rotational speed of the crankshaft gradually decreases. However, in the engine unit of the comparative example, since the crankshaft rotates by inertia, the decrease in the rotational speed of the crankshaft is slower than the example shown in FIG. The change in the rotational speed up to this point is indicated by C0 ′ in the figure.

時間Ｔ２’で再始動の指令が入力されると、クランクシャフトの惰性回転が、位相制御によるクランクシャフトの回転の加速に切り替わる。そして、位相制御によりクランクシャフトの回転が加速する。その結果、クランクシャフトの回転数が高くなり始める。時間Ｔ２’から時間Ｔ３’までの期間では、クランクシャフトの回転数が徐々に高くなる。時間Ｔ３’に到達すると、クランクシャフトの回転数が安定する。クランクシャフトの回転の加速が開始してからクランクシャフトの回転数が安定するまでの時間は、時間Ｔｂ’である。また、ここまでの回転数の変化は、図中、Ｃ１’で示されている。 When a restart command is input at time T <b> 2 ′, inertial rotation of the crankshaft is switched to acceleration of crankshaft rotation by phase control. The rotation of the crankshaft is accelerated by phase control. As a result, the rotation speed of the crankshaft starts to increase. During the period from time T2 'to time T3', the rotational speed of the crankshaft gradually increases. When the time T3 'is reached, the rotation speed of the crankshaft is stabilized. The time from the start of acceleration of rotation of the crankshaft until the rotation speed of the crankshaft is stabilized is time Tb ′. The change in the number of rotations so far is indicated by C1 'in the drawing.

図７（ａ）に示す例では、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗が付与されている。そのため、時間Ｔ１から時間Ｔ２に到達するまでの期間にクランクシャフト５の回転数の低下量が、図７（ｂ）に示す例よりも大きい。しかし、図７（ａ）に示す例では、再始動の指令が入力された際に、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転への抵抗の付与から、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転の加速に切り替わる。さらに、ベクトル制御によるクランクシャフト５の回転の加速が行われる。従って、図７（ａ）の期間Ｔｂにおけるクランクシャフト５の回転数の増加量は、図７（ｂ）の期間Ｔｂ’におけるクランクシャフト５の回転数の増加量よりも大きい。 In the example shown in FIG. 7A, resistance is given to the rotation of the crankshaft 5 by vector control. Therefore, the amount of decrease in the rotational speed of the crankshaft 5 during the period from time T1 to time T2 is larger than the example shown in FIG. However, in the example shown in FIG. 7A, when a restart command is input, the rotation is switched from the application of resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control to acceleration of rotation of the crankshaft 5 by vector control. . Further, the rotation of the crankshaft 5 is accelerated by vector control. Therefore, the amount of increase in the rotational speed of the crankshaft 5 during the period Tb in FIG. 7A is larger than the amount of increase in the rotational speed of the crankshaft 5 during the period Tb ′ in FIG.

時間Ｔ２’で再始動の指令が入力されなかった場合、クランクシャフトの惰性回転が継続し、クランクシャフトの回転数が徐々に低下する。クランクシャフトの回転数がＲ１に達する時間Ｔ４’において、位相制御によるクランクシャフトの回転への抵抗の付与が開示される。そして、時間Ｔ５’でクランクシャフトの回転が停止する。位相制御によりクランクシャフトの回転に抵抗が付与された時間はＴａ’である。ここまでの回転数の変化は、図中、Ｃ２’で示されている。 If no restart command is input at time T2 ', the inertial rotation of the crankshaft continues and the rotational speed of the crankshaft gradually decreases. At time T4 'when the crankshaft rotation speed reaches R1, the application of resistance to crankshaft rotation by phase control is disclosed. Then, at time T5 ', the rotation of the crankshaft is stopped. The time when the resistance is applied to the rotation of the crankshaft by the phase control is Ta ′. The change in the number of rotations so far is indicated by C2 'in the drawing.

図７（ｂ）に示す例では、エンジンの燃焼が停止してからクランクシャフト５の回転が停止するまでの期間が、Ｃｒの例と比べて、短縮されている。短縮された時間は、時間Ｔｃ’である。時間Ｔｃ’は、図７（ａ）に示す時間Ｔｃよりも、短い。 In the example shown in FIG. 7B, the period from when the combustion of the engine stops until the rotation of the crankshaft 5 stops is shorter than that of the Cr example. The shortened time is time Tc ′. The time Tc ′ is shorter than the time Tc shown in FIG.

以上、本実施形態のエンジンユニットＥＵによれば、クランクシャフト５の正回転が停止する前にエンジンが再始動する場合（図７のＣ１）と、クランクシャフト５の正回転が停止し、その後にエンジンが再始動する場合（図７のＣ２）とのいずれの場合であっても、回転電機ＳＧの大型化を避けつつ、再始動に要する時間が短縮される。 As described above, according to the engine unit EU of the present embodiment, when the engine restarts before the forward rotation of the crankshaft 5 stops (C1 in FIG. 7), the forward rotation of the crankshaft 5 stops and thereafter In any case of the case where the engine is restarted (C2 in FIG. 7), the time required for restart is reduced while avoiding the increase in size of the rotating electrical machine SG.

本実施形態のエンジンユニットＥＵは、４ストロークに高負荷領域及び低負荷領域を有する４ストロークエンジン本体を備えている。低負荷領域では、高負荷領域よりも、クランクシャフト５の惰性回転が継続され易い。そのため、高負荷領域及び低負荷領域を有するエンジンでは、実質的に低負荷領域を有していないエンジンよりも、クランクシャフトの惰性回転が継続され易い。従って、本実施形態では、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転への抵抗の付与により、再始動の短時間化について優れた効果を得ることができる。 The engine unit EU of the present embodiment includes a 4-stroke engine main body having a high load area and a low load area in 4 strokes. In the low load region, the inertial rotation of the crankshaft 5 is more easily continued than in the high load region. Therefore, in the engine having the high load region and the low load region, the inertial rotation of the crankshaft is more easily continued than in the engine having substantially no low load region. Therefore, in the present embodiment, it is possible to obtain an excellent effect of shortening the restart time by applying resistance to rotation of the crankshaft by vector control.

本実施形態のエンジンユニットＥＵは、クランクシャフト５の回転角度を基準として見た場合、低負荷領域が高負荷領域よりも広い（図２参照）。言い換えれば、クランクシャフト５の回転が加速し易い領域が広い。そのため、本実施形態では、ベクトル制御によりクランクシャフトの回転に抵抗を付与している状態から、ベクトル制御によりクランクシャフトの回転を加速する状態への移行を行い易い。従って、本実施形態では、クランクシャフトの回転の加速を行い易く、エンジンの再始動の時間をより短くすることができる。 The engine unit EU of the present embodiment has a low load region wider than a high load region when viewed with reference to the rotation angle of the crankshaft 5 (see FIG. 2). In other words, the region where the rotation of the crankshaft 5 is easy to accelerate is wide. Therefore, in this embodiment, it is easy to make a transition from a state in which resistance is imparted to the rotation of the crankshaft by vector control to a state in which the rotation of the crankshaft is accelerated by vector control. Therefore, in this embodiment, it is easy to accelerate the rotation of the crankshaft, and the engine restart time can be further shortened.

本実施形態のエンジンユニットＥＵでは、エンジンの燃焼停止時点（Ｔ１）からクランクシャフト５の正回転が停止する時点（Ｔ５）までの減速期間（Ｔａ）の全てにおいて、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与しているが、本発明は、減速期間（Ｔａ）の少なくとも一部の期間において、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与すればよい。 In the engine unit EU of the present embodiment, the rotation of the crankshaft 5 is performed by vector control in the entire deceleration period (Ta) from the combustion stop time (T1) of the engine to the time (T5) when the forward rotation of the crankshaft 5 stops. However, in the present invention, it is only necessary to provide resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control during at least a part of the deceleration period (Ta).

本実施形態のエンジンユニットＥＵでは、制御装置ＣＴが、減速期間（Ｔａ）の少なくとも一部の期間、蓄電部から回転電機ＳＧへ電力が供給される期間が生じるように、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与する。なお、蓄電部は、上述したように、バッテリ１４、及びバッテリ１４とインバータとの間に設けられたキャパシタ（図示せず）を含む。蓄電部から回転電機ＳＧへ電力を供給して、クランクシャフト５の回転に抵抗を付与することにより、制動力をより高めることができる。その結果、再始動に要する時間をより短縮できる。 In the engine unit EU of the present embodiment, the control unit CT performs crank control 5 by vector control so that a period during which electric power is supplied from the power storage unit to the rotating electrical machine SG during at least a part of the deceleration period (Ta) occurs. Provides resistance to the rotation of As described above, the power storage unit includes battery 14 and a capacitor (not shown) provided between battery 14 and the inverter. By supplying electric power from the power storage unit to the rotating electrical machine SG and applying resistance to the rotation of the crankshaft 5, the braking force can be further increased. As a result, the time required for restart can be further shortened.

本実施形態のエンジンユニットＥＵでは、制御装置ＣＴは、減速期間（Ｔａ）の少なくとも一部の期間に回転電機が発電してバッテリを充電するように、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与する。本実施形態においてベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与する期間（Ｔａ）は、図７（ｂ）に示す例における期間（Ｔａ’）よりも長い。しかし、ベクトル制御によりクランクシャフト５の回転に抵抗を付与しつつ、バッテリを充電することにより、電力消費を抑えつつ再始動に要する時間を短縮できる。 In the engine unit EU of the present embodiment, the control device CT provides resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control so that the rotating electrical machine generates power and charges the battery during at least a part of the deceleration period (Ta). Give. In this embodiment, the period (Ta) during which resistance is applied to the rotation of the crankshaft 5 by vector control is longer than the period (Ta ′) in the example shown in FIG. However, by charging the battery while applying resistance to rotation of the crankshaft 5 by vector control, the time required for restart can be shortened while suppressing power consumption.

［自動二輪車］
図８は、図１に示すエンジンユニットＥＵが搭載される車両を示す外観図である。
図８に示す車両Ａは、エンジンユニットＥＵと、車体１０１と、車輪１０２，１０３と、バッテリ１４とを備えている。車両Ａに搭載されたエンジンユニットＥＵは、駆動輪である車輪１０３を駆動し、車輪１０３を回転させることによって、車両Ａを走行させる。 [Motorcycle]
FIG. 8 is an external view showing a vehicle on which the engine unit EU shown in FIG. 1 is mounted.
A vehicle A shown in FIG. 8 includes an engine unit EU, a vehicle body 101, wheels 102 and 103, and a battery 14. The engine unit EU mounted on the vehicle A drives the wheel 103 that is a driving wheel, and rotates the wheel 103 to cause the vehicle A to travel.

図８に示す車両Ａは、早期始動性を確保しつつ耐熱性があり、しかもシンプルな構造で車両搭載性の高いエンジンユニットを搭載したので、車両Ａ全体をコンパクト化できる。 The vehicle A shown in FIG. 8 has heat resistance while ensuring early startability, and is equipped with an engine unit having a simple structure and high vehicle mountability, so that the entire vehicle A can be made compact.

図８に示す車両Ａは、自動二輪車である。ただし、本発明の車両は、自動二輪車に限られない。本発明の車両は、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、ＡＴＶ（Ａｌｌ−ＴｅｒｒａｉｎＶｅｈｉｃｌｅ）等であってもよい。また、本発明に係る車両は、鞍乗型車両に限定されず、車室を有する４輪車両等であってもよい。 A vehicle A shown in FIG. 8 is a motorcycle. However, the vehicle of the present invention is not limited to a motorcycle. Examples of the vehicle of the present invention include scooter type, moped type, off-road type, and on-road type motorcycles. The straddle-type vehicle is not limited to a motorcycle, and may be an ATV (All-Train Vehicle) or the like, for example. Further, the vehicle according to the present invention is not limited to a saddle-ride type vehicle, and may be a four-wheel vehicle having a passenger compartment.

また、本実施形態では、スタータモータの一例として三相ブラシレス回転電機を示した。ただし、本発明のスタータモータのステータ巻線の構成は、三相構成に限られず、例えば、二相構成、又は四相以上の構成であってもよい。 In the present embodiment, a three-phase brushless rotating electrical machine is shown as an example of a starter motor. However, the configuration of the stator winding of the starter motor of the present invention is not limited to a three-phase configuration, and may be, for example, a two-phase configuration or a configuration of four or more phases.

また、本実施形態では、４ストロークエンジン本体Ｅの例として、空冷型の４ストロークエンジン本体Ｅについて説明した。ただし、４ストロークエンジン本体Ｅは、空冷型に限られない。 In the present embodiment, the air-cooled four-stroke engine main body E has been described as an example of the four-stroke engine main body E. However, the 4-stroke engine body E is not limited to the air-cooled type.

図９は、水冷型のエンジンユニットＥＵの概略構成を模式的に示す部分断面図である。本発明は、図９に示す水冷型の４ストロークエンジン本体Ｅを備えたエンジンユニットＥＵにも適用可能である。 FIG. 9 is a partial cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the water-cooled engine unit EU. The present invention is also applicable to an engine unit EU provided with a water-cooled four-stroke engine main body E shown in FIG.

また、本実施形態では、４ストロークエンジン本体Ｅが単気筒エンジンである場合について説明した。しかし、本発明のエンジンユニットは、高負荷領域と低負荷領域とを有するエンジンユニットであれば、特に限定されない。即ち、多気筒エンジンであってもよい。本実施形態以外の例としては、例えば、直列単気筒、並列二気筒、直列二気筒、Ｖ型二気筒、水平対向二気筒等のエンジンが挙げられる。多気筒エンジンの気筒数は特に限定されず、多気筒エンジンは、例えば、四気筒エンジンであってもよい。但し、四気筒エンジンには、各気筒の圧縮行程が等間隔に生じる四気筒エンジン（等間隔爆発を行う四気筒エンジン）のように、低負荷領域を有していないエンジンユニットもある。このように低負荷領域を有していないエンジンユニットは、本発明のエンジンユニットに該当しない。 In the present embodiment, the case where the four-stroke engine body E is a single cylinder engine has been described. However, the engine unit of the present invention is not particularly limited as long as it is an engine unit having a high load region and a low load region. That is, a multi-cylinder engine may be used. Examples other than the present embodiment include engines such as an in-line single cylinder, a parallel two-cylinder, an in-line two-cylinder, a V-type two-cylinder, and a horizontally opposed two-cylinder. The number of cylinders of the multi-cylinder engine is not particularly limited, and the multi-cylinder engine may be, for example, a four-cylinder engine. However, the four-cylinder engine includes an engine unit that does not have a low load region, such as a four-cylinder engine in which the compression stroke of each cylinder is generated at equal intervals (four-cylinder engine that performs explosion at equal intervals). Thus, the engine unit which does not have a low load area | region does not correspond to the engine unit of this invention.

ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。 The terms and expressions used herein are used for explanation and are not used for limited interpretation. It should be recognized that any equivalents of the features shown and described herein are not excluded and that various modifications within the claimed scope of the invention are permitted.

本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきである。それら実施例は、本発明をここに記載しかつ／又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。 The present invention can be embodied in many different forms. This disclosure should be considered as providing an example of the principles of the invention. Many illustrated embodiments are described herein with the understanding that these examples are not intended to limit the invention to the preferred embodiments described and / or illustrated herein.

本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではない。そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「好ましくは」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。 Several illustrative embodiments of the invention have been described herein. The present invention is not limited to the various preferred embodiments described herein. The present invention includes all embodiments including equivalent elements, modifications, deletions, combinations (eg, combinations of features across the various embodiments), improvements, and / or changes that can be recognized by those skilled in the art based on this disclosure. Include. Claim limitations should be construed broadly based on the terms used in the claims and should not be limited to the embodiments described herein or in the process of this application. Such embodiments should be construed as non-exclusive. For example, in this disclosure, the term “preferably” is non-exclusive and means “preferably but not limited to”.

Ａ車両
ＣＴ制御装置
Ｅ４ストロークエンジン本体
ＥＵエンジンユニット
ＳＧ回転電機
５クランクシャフト
５０ロータ位置検出装置
６１インバータ
６１１〜６１６スイッチング部 A vehicle CT control device E 4-stroke engine main body EU engine unit SG rotating electrical machine 5 crankshaft 50 rotor position detection device 61 inverters 611 to 616 switching unit

Claims

An engine unit mounted on a vehicle,
The engine unit is
It has a high load region and a low load region during four strokes in a combustion stop state, and the load for rotating the crankshaft in the high load region is larger than the load for rotating the crankshaft in the low load region A 4-stroke engine body,
A rotating electrical machine configured to receive power from a battery included in the vehicle to rotate the crankshaft, and to be able to charge the battery by power generation accompanying rotation of the crankshaft;
An inverter for controlling a current flowing between the battery and the rotating electrical machine;
A control device for controlling the inverter, the rotating electrical machine, and the 4-stroke engine main body;
The controller is
After stopping the combustion of the engine, by applying vector control to the rotating electrical machine, to give resistance to the rotation of the crankshaft,
When resistance is given to rotation of the crankshaft and a restart command is received when the crankshaft is rotating, the rotation of the crankshaft is accelerated by performing vector control on the rotating electrical machine.