JP2017036665A - エンジンユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】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。【解決手段】車両に搭載されるエンジンユニットである4ストロークエンジン本体と、車両が備えるバッテリから電力の供給を受けてクランクシャフトを回転させることができ、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ように構成された回転電機と、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、制御装置は、エンジンの燃焼停止後、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて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制御してクランクシャフトの回転を停止させる。【選択図】図6
Description
本発明は、エンジンユニットに関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、前記4ストロークエンジン本体の燃焼停止後、前記クランクシャフトの回転速度及び前記クランクシャフトの位置に応じて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制御して前記クランクシャフトの回転を停止させる。
(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、前記4ストロークエンジン本体の燃焼停止後、前記クランクシャフトの回転速度及び前記クランクシャフトの位置に応じて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制御して前記クランクシャフトの回転を停止させる。
(1)の構成によれば、制御装置は、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて、例えばクランクシャフトの回転を加速する制御又はクランクシャフトの回転に抵抗を付与する制御を行う。ベクトル制御によれば、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて加速又は抵抗の程度を制御することができる。これによって、4ストロークエンジン本体が再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置にクランクシャフトを停止させることができる。従って、クランクシャフトが停止してから、ストロークエンジン本体の再始動までの時間を短縮することができる。ここで、エンジンの再始動時のクランクシャフトの回転は、エンジンの再始動前のクランクシャフトの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回転は、上記停止位置からクランクシャフトがさらに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)の構成によれば、再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置にクランクシャフトを停止させることができる。従って、(1)の構成によれば、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。
なお、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて回転電機に対して行われるベクトル制御は、特に限定されないが、例えば、以下のように行われてもよい。制御装置は、ベクトル制御を開始する時点のクランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて、クランクシャフトの回転の制御内容を決定する。制御装置は、制御内容を決定した後、決定された制御内容に基づいて、オープンループ制御で、クランクシャフトの回転を制御し、クランクシャフトの回転を停止させる。
また、上記ベクトル制御は、例えば、以下のように行われてもよい。制御装置は、ベクトル制御を行う期間、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じてフィードバック制御を行う。この場合、制御装置は、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて制御内容を変更しつつ、変更された制御内容に基づいて、クランクシャフトの回転を制御し、クランクシャフトの回転を停止させる。さらに、上記ベクトル制御が行われる期間のうち、一部の期間でフィードバック制御が行われ、残りの期間でオープンループ制御が行われてもよい。
また、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転の制御は、4ストロークエンジン本体の燃焼停止後からクランクシャフトの回転が停止するまでの期間の少なくとも一部において行われればよい。例えば、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置を検出可能なクランクシャフトの回転速度の下限値が0(rpm)を超える車両においては、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転が以下の期間に行われてもよい。即ち、エンジンの燃焼停止後から、クランクシャフトの回転速度の低下に伴ってクランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置の少なくとも一方が検出されなくなる時点までの期間の少なくとも一部において、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転が行われてもよい。この場合、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置の少なくとも一方が検出されなくなる時点から、クランクシャフトの回転が停止するまでの期間では、ベクトル制御によるクランクシャフトの回転の制御が行われなくてもよい。
また、クランクシャフトの回転の制御は、例えば、クランクシャフトの回転を加速する制御、及びクランクシャフトの回転に抵抗を付与する制御の少なくとも一方を含む。クランクシャフトの回転の制御では、クランクシャフトの回転を加速する制御、及びクランクシャフトの回転に抵抗を付与する制御の少なくとも一方が行われればよい。例えば、クランクシャフトの回転の制御が行われる期間に、クランクシャフトの回転に抵抗を付与する制御と、クランクシャフトの回転を加速する制御との両方が行われてもよい。また、クランクシャフトの回転を加速する制御のみが行われてもよい。この場合、例えば、クランクシャフトの回転を加速する制御を行った後、クランクシャフトの回転が停止するまで、クランクシャフトの惰性回転が行われる。このような態様であっても、上記(1)の構成によれば、クランクシャフトの回転速度及びクランクシャフトの位置に応じてベクトル制御によりクランクシャフトの回転が制御されるため、再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置にクランクシャフトを精度良く停止させることができる。その結果、再始動に要する時間が短縮され得る。しかし、クランクシャフトの回転の制御では、少なくとも、クランクシャフトの回転に抵抗を付与する制御が行われることが好ましい。再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置にクランクシャフトを精度良く且つ短時間で停止させることができるからである。
クランクシャフトの回転の加速について説明する。クランクシャフトの回転は、4ストロークエンジンの燃焼停止後、慣性により一時的に継続される。クランクシャフトの回転速度は、クランクシャフトの回転が継続する期間において徐々に低下する。クランクシャフトの回転の加速は、徐々に低下するクランクシャフトの回転速度と比べて相対的にクランクシャフトの回転が加速することをいう。従って、クランクシャフトの回転速度の低下を抑制する制御、即ちクランクシャフトの回転速度の低下量を減らす制御は、クランクシャフトの回転を加速する制御に該当する。また、クランクシャフトの回転速度を維持してクランクシャフトの回転速度の低下量を0又は実質的に0とする制御は、クランクシャフトの回転を加速する制御に該当する。また、クランクシャフトの回転速度を増加させる制御も、クランクシャフトの回転を加速させる制御に該当する。
クランクシャフトの回転への抵抗の付与は、クランクシャフトの回転の低下を促進する制御、即ちクランクシャフトの回転速度の低下量を増やす制御である。上記(1)の好ましい実施形態において、クランクシャフトの回転への抵抗の付与は、例えば、蓄電部から回転電機への電力が供給される期間が生じるように行われる。これにより、制動力をより高めることができ、再始動に要する時間がより短縮される。なお、蓄電部は、バッテリと、バッテリとインバータとの間に設けられたキャパシタとを含む。
また、上記(1)の好ましい実施形態において、クランクシャフトの回転への抵抗の付与は、例えば、回転電機が発電してバッテリを充電する期間が生じるように行われる。これにより、電力消費を抑えつつ、再始動に要する時間が短縮される。
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。
[エンジンユニット]
図1は、本発明の第一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。
図1は、本発明の第一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。
エンジンユニットEUは、車両の一例である自動二輪車(図10参照)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(Field Effect Transistor)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(Insulated Gate Bipolar Transistor)も採用可能である。
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、停止制御部621と、位置決め部622と、再始動時制御部623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。
停止制御部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の回転を制御してクランクシャフト5の回転を停止させるための処理を行う。位置決め部622は、エンジンの燃焼とクランクシャフト5の回転とが停止した後、クランクシャフト5を回転させ、クランクシャフト5を位置決めする。
再始動時制御部623は、再始動の指令を受けた場合、回転電機SGを制御することによりクランクシャフト5の回転を開始させるための処理を行う。
再始動時制御部623は、再始動の指令を受けた場合、回転電機SGを制御することによりクランクシャフト5の回転を開始させるための処理を行う。
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。
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。
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。
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の燃焼動作状態から開始される(ステップS11)。
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の燃焼動作状態から開始される(ステップS11)。
燃焼動作状態は、例えばアイドリング状態である。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。なお、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の説明は省略する。以降、アイドリング状態の例を用いて燃焼状態を説明する。
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。
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。
エンジンユニットEUがアイドリング状態すなわち燃焼動作状態である時(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)、燃焼動作状態を継続する。例えば、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。
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、ベクトル制御を行うことによりクランクシャフト5の回転を制御して、クランクシャフト5の回転を停止させる(ステップS14)。制御装置CTは、クランクシャフト5の回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて回転電機に対してベクトル制御を行う。制御装置CTは、クランクシャフト5の回転速度及びクランクシャフト5の位置に応じてフィードバックしながら、クランクシャフトの回転を加速する制御又はクランクシャフトの回転に抵抗を付与する制御を行う。
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。
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。
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の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。
ベクトル制御によるクランクシャフトの回転の制御は、ステータ巻線Wに流す電流の位相や振幅を制御することによって行える。ベクトル制御によれば、クランクシャフト5の回転速度及びクランクシャフトの位置に応じて加速又は抵抗の程度を緻密に制御することができる。
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。
制御装置CTは、クランクシャフト5の回転速度及びクランクシャフト5の位置に応じてクランクシャフト5の回転を制御する。制御装置CTは、クランクシャフト5の位置に応じて加速又は抵抗の程度を制御する。例えば、制御装置CTは、クランクシャフト5の回転速度が高いほど、クランクシャフトの回転へ高い抵抗を付与する制御を行う。また、例えば、制御装置CTは、クランクシャフト5の位置が、停止の目標位置に近いほど、クランクシャフトの回転へ高い抵抗を付与する制御を行う。
制御装置CTは、ロータ位置検出装置50からの信号によってクランクシャフト5の位置及び回転速度を検出する。ただし、制御装置CTは、例えば、燃焼制御部63等のロータ位置検出装置50以外の装置又はセンサからの信号によって、クランクシャフト5の位置及び回転速度を検出してもよい。
制御装置CTは、クランクシャフト5の位置及び回転速度を、周期的にクランクシャフト5の回転の制御に反映する。制御装置CTがクランクシャフト5の位置及び回転速度を、クランクシャフト5の回転の制御に反映する頻度は、1回以上である。例えば、制御装置CTが、クランクシャフト5の回転速度及びクランクシャフト5の位置に応じてクランクシャフト5の回転を制御する制御方式も採用可能である。ただし、制御装置CTは、クランクシャフト5の位置及び回転速度を、連続的にクランクシャフト5の回転の制御に反映するものであってもよい。
制御装置CTは、クランクシャフト5の回転を制御してクランクシャフト5の回転を停止させることによって、目標位置又は目標位置の付近にクランクシャフトを停止させる。目標位置は、4ストロークエンジン本体Eが再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置として予め設定された位置である。目標位置については、後に説明する。
クランクシャフト5が停止した後(ステップS15:YES)、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、クランクシャフト5を回転させる(ステップS18)。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)。
図7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クランクシャフトの動きを説明するチャートである。
図7には、本実施形態における4ストロークエンジン本体に設定された目標位置として目標位置P1が示されている。目標位置P1は、4ストロークエンジン本体Eにおいて、クランクシャフト5の停止状態から、再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置である。目標位置P1は、4ストロークエンジン本体Eの圧縮行程に設定されている。
図7には、本実施形態における4ストロークエンジン本体に設定された目標位置として目標位置P1が示されている。目標位置P1は、4ストロークエンジン本体Eにおいて、クランクシャフト5の停止状態から、再始動するまでにかかる時間を短縮するのに適した位置である。目標位置P1は、4ストロークエンジン本体Eの圧縮行程に設定されている。
本実施形態のエンジンユニットEUでは、4ストロークエンジン本体Eの燃焼停止後、制御装置CTが、クランクシャフト5の回転速度及び位置に応じて回転電機SGに対してベクトル制御を行う。制御装置CTは、クランクシャフト5の回転を制御してクランクシャフト5の回転を目標位置P1又は目標位置P1の付近に停止させる。
再始動の指令が入力された場合、制御装置CTは、目標位置P1からクランクシャフト5を回転させる。その後に、制御装置CTは、エンジンを再始動する。
本実施形態のエンジンユニットEUでは、例えば4ストロークエンジン本体の燃焼停止後、クランクシャフトの回転が制御されずに、クランクシャフト5が目標位置P1又は目標位置P1の付近以外の位置で止まる場合と比較して、再始動するまでにかかる時間が短縮する。
このように、本実施形態によれば、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。
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。以下の第二実施形態の説明にあたっては、第一実施形態における各要素と対応する要素には同一の符号を付し、上述した第一実施形態との相違点を主に説明する。
図8は、本発明の第二実施形態に係るエンジンユニットEUの動作を説明するフローチャートである。
本実施形態における制御装置CTは、4ストロークエンジン本体Eの燃焼が停止した後(ステップS13の後)、ベクトル制御によりクランクシャフト5の回転を制御することによって(ステップS214)、クランクシャフト5を、上記逆回転の開始に適した目標位置に停止させる。また、制御装置CTは、4ストロークエンジン本体Eの燃焼と、クランクシャフト5の回転とが停止した後(ステップS15:YES)であって、再始動の指令が入力される前(ステップS17の前)に、クランクシャフト5の位置決めを行う(ステップS216)。制御装置CTは、クランクシャフト5の位置決めにおいて、クランクシャフト5を逆回転させる。すなわち、クランクシャフト5の位置決めにおいて、クランクシャフト5は、エンジン燃焼時の正回転とは反対向きに回転する。
図9(a)は、第二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クランクシャフトの動きを説明するチャートである。図9(a)に示す目標位置P1は、本実施形態の4ストロークエンジン本体Eにおいて、クランクシャフト5の位置決めを開始するのに適した位置である。
本実施形態のエンジンユニットEUでは、4ストロークエンジン本体Eの燃焼停止後、制御装置CTが、クランクシャフト5の回転速度及び位置に応じて回転電機SGに対してベクトル制御を行う。制御装置CTは、クランクシャフト5の回転を制御してクランクシャフト5の回転を目標位置P1又は目標位置P1の付近に停止させる。
その後、制御装置CTが、クランクシャフト5を、目標位置P1又は目標位置P1の付近から、別の位置P2まで逆回転させる。再始動の指令が入力された場合、制御装置CTは、位置P2からクランクシャフト5を正回転させる。
クランクシャフト5は、位置P2まで逆回転することによって、再始動指示の入力に応じて回転を開始した場合、膨張行程から圧縮行程までの低負荷領域のほぼ全域に渡って正回転した後、圧縮行程にある高負荷領域に到達する。そのため、高負荷領域に到達する前にクランクシャフト5の回転速度を高めることができる。そして、高い回転速度に伴う大きな慣性力と回転電機SGの出力トルクの両方を利用して、圧縮行程の高負荷領域を乗り越えることができる。目標位置P1は、制御装置CTが、クランクシャフト5の位置P2までの逆回転を開始させるのに適した位置である。
本実施形態のエンジンユニットEUでは、例えば4ストロークエンジン本体の燃焼停止後、クランクシャフトの回転が制御されずに、クランクシャフト5が目標位置P1又は目標位置P1の付近以外の位置(例えばP1’)で止まる場合と比較して、再始動するまでにかかる時間が短縮される。
続いて、本発明の第三実施形態について説明する。
第三実施形態における制御装置CTは、クランクシャフト5の位置決めにおいて、クランクシャフト5を正回転させる点、及び、クランクシャフト5を停止させる位置が第三実施形態における制御装置CTと異なる。
第三実施形態における制御装置CTは、クランクシャフト5の位置決めにおいて、クランクシャフト5を正回転させる点、及び、クランクシャフト5を停止させる位置が第三実施形態における制御装置CTと異なる。
図9(b)は、第三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クランクシャフトの動きを説明するチャートである。目標位置P1は、本実施形態の4ストロークエンジン本体Eにおいて、クランクシャフト5の位置決めを開始するのに適した位置である。
本実施形態のエンジンユニットEUでは、4ストロークエンジン本体Eの燃焼停止後、制御装置CTが、クランクシャフト5の回転速度及び位置に応じて回転電機SGに対してベクトル制御を行う。制御装置CTは、クランクシャフト5の回転を制御してクランクシャフト5の回転を目標位置P1又は目標位置P1の付近に停止させる。
その後、制御装置CTが、クランクシャフト5を、目標位置P1又は目標位置P1の付近から、別の位置P2まで正回転させる。再始動の指令が入力された場合、制御装置CTは、位置P2からクランクシャフト5を正回転させる。
クランクシャフト5は、位置P2まで正回転することによって、再始動指示の入力に応じて回転を開始した場合、圧縮行程の高負荷領域を低速で乗り越えることができる。この後クランクシャフト5は、膨張行程から次の圧縮行程までの低負荷領域のほぼ全域に渡って正回転した後、圧縮行程にある2回目の高負荷領域に到達する。そのため、高負荷領域に到達する前にクランクシャフト5の回転速度を高めることができる。そして、高い回転速度に伴う大きな慣性力と回転電機SGの出力トルクの両方を利用して、圧縮行程の高負荷領域を乗り越えることができる。目標位置P1は、制御装置CTが、クランクシャフト5の位置P2までの正回転を開始させるのに適した位置である。
本実施形態のエンジンユニットEUでは、例えば4ストロークエンジン本体の燃焼停止後、クランクシャフトの回転が制御されずに、クランクシャフト5が目標位置P1又は目標位置P1の付近以外の位置(例えばP1’)で止まる場合と比較して、再始動するまでにかかる時間が短縮される。
[自動二輪車]
図10は、第一実施形態から第三実施形態に係るエンジンユニットEUが搭載される車両を示す外観図である。
図10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。
図10は、第一実施形態から第三実施形態に係るエンジンユニットEUが搭載される車両を示す外観図である。
図10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。
図10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。
図10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−Terrain Vehicle)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。
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。
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。
図11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。
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。
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。
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。
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。
A 車両
CT 制御装置
E 4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
CT 制御装置
E 4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
Claims (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、前記4ストロークエンジン本体の燃焼停止後、前記クランクシャフトの回転速度及び前記クランクシャフトの位置に応じて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制御して前記クランクシャフトの回転を停止させる。
Priority Applications (13)
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