JP2019161743A - 鞍乗型車両用エンジンユニットおよび鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の回転力以外の外力によるエンジン始動を容易にすることができる鞍乗型車両用エンジンユニットを提供する。【解決手段】スタータモータおよびジェネレータとして兼用される回転電機２０は、エンジン本体１０のクランクシャフトに結合されている。制御装置６０は、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６を制御する発電制御を実行する。制御装置６０は、エンジン本体１０が停止状態の場合に、回転電機２０の回転力以外の外力によってクランクシャフトが回転されると、発電制御を実行する。具体的には、制御装置６０は、クランクシャフトの回転速度が、回転電機によって回転されるときのクランキング回転速度以下の始動発電領域において発電制御を実行する。【選択図】図４

Description

この発明は、鞍乗型車両用エンジンユニットおよび鞍乗型車両に関する。

特許文献１は、スクータ型自動二輪車エンジンに搭載されるスタータ兼発電機（ＡＣＧ）を開示している。ＡＣＧは、三相巻線が巻回されたステータと、エンジンのクランク軸の端部に結合されたアウタロータとを有する。ＡＣＧは、エンジンを始動するときには同期モータとして機能し、バッテリから供給される電力で駆動されてクランク軸を回動させてエンジンを始動させる。始動後は、ＡＣＧは、同期発電機として機能し、発電した電流でバッテリを充電し、かつ電装部に電流を供給する。ＡＣＧは、ＥＣＵによって制御される。ＥＣＵは、ＡＣＧで発生した三相交流を整流する全波整流器と、全波整流器の出力をレギュレート電圧に制限するレギュレータと、発電制御部とを有している。発電制御部は、エンジン回転数が低回転域に設定した発電制御領域であるときに、発電量を増加させる制御、具体的には遅角通電制御を行う。発電制御部は、全波整流器の出力電圧がレギュレート電圧以下の予定電圧範囲内に収まるように遅角通電を行う。これにより、低回転域において、レギュレータの作動によるエンジン負荷の急変を回避しようとしている。発電制御領域は、具体的には、１０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍの領域である。

特許第３７７８３４２号公報

バッテリが劣化して充電容量が著しく低下すると、スタータモータによるエンジンの始動ができなくなる。このような場合に備えて、鞍乗型車両には、マニュアル始動装置が備えられる場合がある。マニュアル始動装置の典型例は、キック始動装置である。キック始動装置は、使用者が足で操作することができるキックアームと、キックアームに加えられた力を回転力に変換してクランクシャフトに伝達する伝達装置とを含む。

キック始動装置を操作することによって、クランクシャフトが回転し、クランクシャフトによってジェネレータ（発電機）が駆動されることにより電力が発生する。この電力を利用してエンジンの電装品を作動させ、エンジンを始動することができる。
しかし、スタータモータおよびジェネレータとして兼用される回転電機の発電力は必ずしも充分ではなく、キック始動装置によってエンジンを始動するための電力を得ることが難しい場合がある。

とくに、鞍乗型車両においては、回転電機の搭載スペースが小さいので、回転電機のサイズには大きな制約がある。この制約の下で、発電力を高めるためには、ステータ巻線の巻数を大きくする必要があるから、巻線を細くしなければならない。一方、スタータモータとして用いるときの駆動トルクを大きくするためには電流を多く流せる巻線構造が必要であるから、巻線を太く、かつ巻数を少なくすることが好ましい。このように、駆動トルクと発電力とはトレードオフの関係にある。駆動トルクは、エンジンを始動するときに圧縮上死点を乗り越すことができるように定める必要がある。これにより、発電力が制限される。したがって、キック始動装置によって、エンジン始動に必要な電力を得られないおそれがある。

特許文献１は、マニュアル始動について言及しておらず、したがって、上記の課題への言及がなく、むろん、そのための解決手段も提供していない。とくに、キック始動装置を用いるときのクランクシャフトの回転数は、特許文献１の発電制御領域（たとえば、１０００ｒｐｍ〜３５００ｒｐｍ）よりもはるかに低く、平均して高々７００ｒｐｍ程度である。そのため、仮に、特許文献１の構成にキック始動装置を組み込むとしても、遅角通電制御は働かない。すなわち、全波整流器を構成するＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）の寄生ダイオードの整流作用に依存する成り行きの発電となる。このような発電により得られる直流電圧は、エンジン始動に充分な期間に亘って充分な値を保つことができない。

そこで、この発明の一実施形態は、回転電機の回転力以外の外力によるエンジン始動を容易にすることができる鞍乗型車両用エンジンユニットを提供する。また、この発明の一実施形態は、そのようなエンジンユニットを備えた鞍乗型車両を提供する。

この発明の一実施形態は、鞍乗型車両に搭載されるエンジンユニットを提供する。このエンジンユニットは、気筒とクランクシャフトと電装品とを有するエンジン本体を含む。エンジンユニットは、前記クランクシャフトに対して動力伝達可能に結合され、前記クランクシャフトを回転するスタータモータ、および前記クランクシャフトの回転力によって発電するジェネレータとして兼用される回転電機を含む。さらに、エンジンユニットは、前記鞍乗型車両に備えられるバッテリに接続され、かつ前記電装品に接続される電源ラインを含む。また、エンジンユニットは、前記電源ラインと前記回転電機との間を流れる電流を制御する複数のスイッチング素子を備えたインバータを含む。そして、エンジンユニットは、前記エンジン本体および前記インバータを制御する制御装置を含む。前記制御装置は、前記回転電機に発電させるために前記インバータの前記複数のスイッチング素子を制御する発電制御を実行する。前記制御装置は、前記エンジン本体が停止状態の場合において、前記回転電機の回転力以外の外力によって前記クランクシャフトが回転されると、前記クランクシャフトの回転速度が、前記回転電機によって回転されるときのクランキング回転速度以下の始動発電領域において前記発電制御を実行する。

鞍乗型車両の限られた搭載スペースのために、スタータモータおよびジェネレータとして兼用される回転電機は、できるだけ小型に構成されることが要求される。この要求のために、回転電機をスタータモータとして用いるときに必要な駆動トルクを確保しようとすると、回転電機をジェネレータとして用いるときの発電性能が、とくに低回転領域において不足する。回転電機の回転力以外の外力でクランクシャフトを回転してエンジン本体を始動しようとするとき、回転電機ほど高速にクランクシャフトを回転させることができない。したがって、このような状況での始動性を高めることが好ましい。

そこで、この実施形態では、制御装置は、クランクシャフトの回転速度が、回転電機によるクランキング回転速度以下の始動発電領域において発電制御を実行する。それにより、クランクシャフトの回転速度が小さくても、効率的な発電が可能になる。具体的には、インバータのスイッチング素子が制御されることにより、クランクシャフトの回転速度が小さくても、電源ラインに比較的高い電圧を導出し続けることができる。回転電機が発生した電力は、電源ラインを介してエンジン本体の電装品に供給される。それにより、エンジン本体を始動することができる。このようにして、回転電機の回転力以外の外力によるエンジン始動を容易にすることができる。

この発明の一実施形態では、前記発電制御は、前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング素子をベクトル制御方式で制御し、前記回転電機が発生する電圧を昇圧して前記電源ラインに導出するベクトル制御を含む。ベクトル制御方式での発電（いわゆる正弦波発電）により、クランクシャフトの回転速度が低くても高効率な発電が可能である。
この発明の一実施形態では、前記発電制御は、前記インバータに備えられた複数のスイッチング素子を位相制御方式で制御する位相制御を含む。位相制御方式での発電によっても、クランクシャフトの回転速度が低くても高効率な発電が可能である。

この発明の一実施形態では、前記発電制御は、前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング素子をベクトル制御方式で制御し、前記回転電機が発生する電圧を昇圧して前記電源ラインに導出するベクトル制御と、前記インバータに備えられた複数のスイッチング素子を位相制御方式で制御する位相制御と、を含む。前記制御装置は、前記クランシャフトの回転速度が、前記クランキング回転速度よりも大きい制御方式変更閾値に達するかまたは当該制御方式変更閾値を超えたことに応答して、前記ベクトル制御から前記位相制御に切り替える。

ベクトル制御方式と位相制御方式とを比較すると、ベクトル制御方式の方が、発電効率が高い。そこで、クランクシャフトの回転速度が制御方式変更閾値に達するかまたは当該制御方式変更閾値を超えると、ベクトル制御方式から位相制御方式に切り替えられる。クランクシャフトが高速に回転しているときには、回転電機が発生する電圧を昇圧する必要性は低くなり、むしろ降圧する必要がある場合もある。そのため、高回転域では位相制御方式の方が適切である。一方、始動発電領域は制御方式変更閾値よりも小さいクランキング回転速度以下またはそれ未満の領域であるので、回転電機の回転力以外の外力によってクランクシャフトが回転されるときは、ベクトル制御方式での発電制御が行われる。これにより、回転電機が発生する電力を効率的に利用して、エンジン始動を容易にすることができる。

この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記回転電機の駆動によって前記エンジン本体が始動されたときに、前記エンジン本体が燃焼を開始した直後の期間において、前記エンジン本体の運転状態が所定の安定状態に至るまで、前記回転電機の駆動を継続して前記クランクシャフトの回転を補助する始動アシスト制御を実行する。前記制御装置は、前記回転電機の回転力以外の外力によって前記クランクシャフトが回転されて前記エンジン本体が始動されたときには、前記始動アシスト制御を行わない。

エンジン本体が燃焼を開始した後も回転電機の駆動を継続する始動アシスト制御は、始動直後のエンジン本体の燃焼状態を速やかに安定化する。しかし、始動アシスト制御は、バッテリの電力を消費する。回転電機の回転力以外の外力でクランクシャフトを回転して始動が試みられる場合は、バッテリが劣化していてその充電容量が著しく低下していると考えられる。そこで、このような場合には、始動アシスト制御を行わないことで、バッテリがさらに消耗することを回避できる。

この発明の一実施形態では、前記制御装置は、前記エンジン本体が停止状態の場合において、前記回転電機の駆動によって前記エンジン本体が始動されると、前記クランクシャフトの回転速度が、前記回転電機によって回転されるときのクランキング回転速度以上に定められた通常発電開始閾値に達したかまたは当該通常発電開始閾値を超えたことに応答して前記発電制御を開始する。

この構成では、回転電機の回転力によってクランクシャフトが回転されることによりエンジン本体が始動されるときには、クランクシャフトの回転速度が通常発電開始閾値に達するかまたは当該通常発電開始閾値を超えると、発電制御が開始される。通常発電開始閾値は、クランキング回転速度以上に定められている。したがって、回転電機がスタータモータとして用いられるときには、エンジン本体の始動が完了してから発電制御が開始される。それにより、回転電機の駆動制御が発電制御によって干渉されることを回避でき、スムーズな始動が可能になる。

この発明の一実施形態では、エンジンユニットは、前記回転電機を駆動することなく前記クランクシャフトに対して回転力を加えるためのマニュアル始動装置を含む。
この構成により、マニュアル始動装置を用いることで、回転電機を駆動することなく、エンジン本体を始動できる。この場合に、クランクシャフトの回転速度が始動発電領域であれば発電制御が実行されるので、マニュアル始動装置によるエンジン本体の始動が容易になる。

マニュアル始動装置を用いる以外にも、いわゆる押しがけによるエンジン始動が試みられる場合にも、回転電機の回転力以外の外力によってクランクシャフトが回転させられる。
この発明の一実施形態では、前記電装品は、点火装置および燃料供給装置を含む。点火装置は、エンジン本体の燃焼室内で火花放電する点火プラグを含んでもよい。前記燃料供給装置は、燃料噴射装置を含んでもよい。また、前記燃料供給装置は、燃料ポンプを含んでもよい。

この構成では、回転電機が発生する電力が電源ラインを介して点火装置および燃料供給装置に供給されるので、バッテリが劣化しているときでも、点火および燃料供給を行うことができる。それにより、エンジン本体を始動し、その運転を継続させることができる。
この発明の一実施形態では、前記エンジンユニットは、前記クランクシャフトの回転とともに回転するロータと、前記ロータの回転方向に間隔を空けて配列された複数の被検出部が通過する領域に検出領域を有し、前記被検出部の前記検出領域の通過に伴って検出信号を生成する電磁ピックアップと、を含む。前記発電制御は、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて実行されてもよい。

この構成によれば、回転電機のロータの回転情報、すなわちクランクシャフトの位置情報が電磁ピックアップを用いて取得されるので、ホールＩＣのような位置センサを用いる場合に比較して構成が安価である。このような安価な構成で発電制御を行うことができ、回転電機の回転力以外の外力でクランクシャフトを回転させて行う始動を容易にすることができる。

この発明の一実施形態は、前述のような特徴を有する鞍乗型車両用エンジンユニットと、前記クランクシャフトの回転が伝達される車輪と、鞍乗型のシートと、を含む、鞍乗型車両を提供する。
この構成により、回転電機の回転力以外の外力によるエンジン始動が容易な鞍乗型車両を提供できる。

この発明により、回転電機の回転力以外の外力によるエンジン始動を容易にできる鞍乗型車両用エンジンユニットを提供できる。また、このようなエンジンユニットを備えた鞍乗型車両を提供できる。

図１は、鞍乗型車両の概観を示す側面図である。 図２は、鞍乗型車両に備えられる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。 図３は、エンジンユニットに備えられる回転電機の断面図である。 図４は、エンジンユニットを含む鞍乗型車両の電気的な構成を示すブロック図である。 図５は、エンジン始動制御および回転電機の発電制御の例を説明するためのフローチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、鞍乗型車両の概観を示す側面図である。鞍乗型車両１は、エンジンユニットＥＵと、車体２と、車輪３ａ，３ｂと、バッテリ４と、鞍乗型のシート５とを備えている。エンジンユニットＥＵ、バッテリ４およびシート５は、車体２に支持されている。車輪３ａ，３ｂは、車体２の前方部および後方部にそれぞれ回転可能に支持されている。エンジンユニットＥＵは、駆動輪である車輪３ｂ（この実施形態では後輪）を駆動し、車輪３ｂを回転させることによって、鞍乗型車両１を走行させる。車輪３ａ（前輪）は、この実施形態では、従動輪である。車体２の前方部には、左右に回動可能なハンドルバー６が支持されている。車輪３ａは、ハンドルバー６の回動に応じて左右に回動する。ハンドルバー６の一端、この実施形態では右端には、アクセル操作子８（アクセルグリップ）が配置されている。アクセル操作子８は、ハンドルバー６の端部に回動操作可能に取り付けられている。アクセル操作子８は、エンジンユニットＥＵのスロットルを操作するために使用者によって操作されるスロットル操作子の一例である。

図２は、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。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り、より具体的には、鞍乗型車両１に搭載可能なエンジンユニットである。
エンジンユニットＥＵは、４ストローク単気筒エンジン本体１０と、回転電機２０とを備えている。４ストローク単気筒エンジン本体１０（以下「エンジン本体１０」という。）は、１つの気筒を有する単気筒の４ストロークエンジンである。

エンジン本体１０は、クランクケース１１と、シリンダ１２と、ピストン１３と、コネクティングロッド１４と、クランクシャフト１５とを備えている。
ピストン１３は、シリンダ１２内に往復移動自在に設けられている。クランクシャフト１５は、クランクケース１１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド１４は、ピストン１３とクランクシャフト１５とを接続しており、ピストン１３の往復運動をクランクシャフト１５に伝達する。クランクシャフト１５は、一対のベアリング１７を介して、クランクケース１１に回転自在に支持されている。

クランクシャフト１５の一端部１５ａには、回転電機２０が取り付けられている。これにより、回転電機２０は、クランクシャフト１５に対して動力伝達可能に結合されている。クランクシャフト１５の他端部１５ｂには、変速機ＣＶＴが取り付けられている。変速機ＣＶＴは、入力の回転速度に対する出力の回転速度の比である変速比を変更する。
クランクシャフト１５の他端部１５ｂは、変速機ＣＶＴの駆動プーリ２７（プライマリプーリ）を貫通しており、その先端には、キック始動装置９０が結合されている。キック始動装置９０は、キックアーム９１と、減速ギヤ９２（伝達装置）とを含む。減速ギヤ９２の出力軸９３がカップリング９４によってクランクシャフト１５に結合されている。使用者がキックアームのペダル部９５を足で踏み込んで回動操作すると、キックアーム９１の回転が減速ギヤ９２で減速されてクランクシャフト１５に伝達される。これにより、エンジン本体１０のマニュアル始動が可能である。すなわち、キック始動装置９０は、回転電機２０の回転力以外の外力をクランクシャフト１５に加えるマニアル始動装置の一例である。

シリンダ１２の上部には、シリンダヘッド１６が取り付けられている。シリンダ１２とシリンダヘッド１６とピストン１３とによって、燃焼室２１が区画される。シリンダヘッド１６には、吸気バルブＩＶと、燃料噴射装置１８と、点火プラグ１９と、排気バルブＥＶとが設けられている。シリンダヘッド１６には、燃焼室２１と連通する吸気路２２および排気路２３が形成されている。吸気バルブＩＶは吸気路２２を開閉し、排気バルブＥＶは排気路２３を開閉する。

燃料噴射装置１８は、燃料を噴射することによって、燃焼室２１に燃料を供給する。吸気バルブＩＶは、燃焼室２１への空気の流入を制御する。吸気バルブＩＶおよび排気バルブＥＶは、クランクシャフト１５の位置に応じて開閉する。吸気バルブＩＶは、開状態となることによって、燃料を含んだ空気を燃焼室２１に供給する。点火プラグ１９は、燃焼室２１に臨むように配置されており、燃焼室２１内で火花放電を生じさせることにより、燃焼室２１内に導入された空気および燃料の混合気に着火する。排気バルブＥＶは、開状態となることにより、燃焼後の排気をシリンダ１２から排気管２５へと排出させる。

吸気路２２に接続された吸気管２４には、スロットルバルブＴＶが配置されている。スロットルバルブＴＶは、燃焼室２１に供給される空気の量を調整する。スロットルバルブＴＶの開度は、アクセル操作子８（図１参照）の操作に応じて調整される。
エンジン本体１０の１燃焼サイクルには、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および排気行程が１回ずつ含まれる。吸気行程では、吸気バルブＩＶが開かれ、ピストン１３が下死点に向かって移動する。その間に、燃料噴射装置１８が燃料を噴射する。それによって、燃焼室２１内に空気と燃料との混合気が吸入される。圧縮行程では、吸気バルブＩＶが閉じられた状態でピストン１３が上死点（圧縮上死点）に向かって移動し、それによって、燃焼室２１内の混合気が圧縮される。ピストン１３が圧縮上死点位置付近にあるときに点火プラグ１９が火花放電する。それにより、混合気が着火されて膨張し、ピストン１３を下死点に向かって移動させる膨張行程が生じる。排気行程では排気バルブＥＶが開かれ、ピストン１３が上死点（排気上死点）に向かって移動することにより、排ガスが排気管２５へと排出される。

エンジン本体１０は、クランクシャフト１５を介して回転力を出力する。クランクシャフト１５の回転力は、変速機ＣＶＴを介して、車輪３ｂ（図１参照）に伝達される。鞍乗型車両１（図１参照）は、クランクシャフト１５を介してエンジン本体１０から出力される回転力を受ける車輪３ｂによって駆動される。
図３は、図２に示す回転電機２０の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。回転電機２０は、永久磁石式回転電機であり、より具体的には、永久磁石式三相ブラシレス型発電機である。回転電機２０は、さらに、永久磁石式三相ブラシレス型モータとしても機能する。

回転電機２０は、ロータ３０と、ステータ４０とを有する。回転電機２０は、この実施形態では、ラジアルギャップ型である。また、この実施形態では、回転電機２０は、アウターロータ型である。すなわち、ロータ３０はアウターロータであり、ステータ４０はインナーステータである。
図２および図３に表れているように、ロータ３０は、ロータ本体部３１を有する。ロータ本体部３１は、たとえば強磁性材料からなる。ロータ本体部３１は、有底筒状に構成されている。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。底壁部３３およびバックヨーク部３４は一体的に形成されている。底壁部３３およびバックヨーク部３４は筒状ボス部３２を介してクランクシャフト１５に固定されている。したがって、ロータ３０は、クランクシャフト１５とともに回転する。ロータ３０には、電流が供給される巻線が設けられていない。底壁部３３には、冷却ファンＦが設けられている。

ロータ３０は、永久磁石部３７を有する。ロータ３０は、複数の磁極部３７ａを有している。複数の磁極部３７ａは、この実施形態では、永久磁石部３７により形成されている。複数の磁極部３７ａは、バックヨーク部３４の内周に設けられている。永久磁石部３７は、この実施形態では、複数の永久磁石を有する。複数の磁極部３７ａは、複数の永久磁石のそれぞれに設けられている。ただし、永久磁石部３７は、１つの環状の永久磁石によって形成することもできる。この場合、１つの永久磁石は、複数の磁極部３７ａが内周面に並ぶように着磁される。

複数の磁極部３７ａは、ロータ３０（より具体的にはバックヨーク部３４）の周方向にＮ極とＳ極とが内周面に交互に配置されるように設けられている。周方向に隣り合う磁極部３７ａは、磁極部対３７ｐをなしている。この実施形態では、ステータ４０と対向するロータ３０の磁極数は、２４個である。したがって、１２個の磁極部対３７ｐが設けられている。ロータ３０の磁極数とは、ステータ４０と対向する磁極の数をいう。ロータ３０の永久磁石とステータ４０とは、エアギャップを介して対向している。磁極部３７ａは、回転電機２０の径方向におけるステータ４０の外側に設けられている。バックヨーク部３４は、径方向における磁極部３７ａの外側に設けられている。回転電機２０は、ステータ４０の歯部４３の数よりも多い磁極部３７ａを有している。

ステータ４０は、ステータコアＳＴと複数のステータ巻線Ｗとを有する。ステータコアＳＴは、周方向に間隔（この実施形態では等間隔）を空けて放射状に設けられた複数の歯部（ティース）４３を有する。複数の歯部４３は、ステータコアＳＴから径方向外側に向かって一体的に延びている。この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。隣接するステータコアＳＴの間にスロットＳＬが形成されている。したがって、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を有する。前述のように、ロータ３０は、歯部４３の数より多い数の磁極部３７ａを有する。磁極部３７ａの数は、スロット数の４／３である。

各歯部４３の周囲には、ステータ巻線Ｗが巻回されている。つまり、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。図３には、ステータ巻線Ｗが、スロットＳＬの中にある状態が示されている。複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかの巻線である。ステータ巻線Ｗは、たとえば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に周方向に並ぶように配置される。

ロータ３０の外面には、ロータ３０の回転位置を検出させるための複数（この実施形態では１１個）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ロータ３０の外面に設けられている。被検出部３８は、強磁性体で形成されている。
図３には、１１個の被検出部３８の位置と、被検出部３８が設けられていない欠落位置とにそれぞれに割り当てられた番号「０」〜「２３」が示されている。これらの番号は、エンジン本体１０の１燃焼サイクル、すなわち、ロータ３０の２回転に亘って割り当てられており、１燃焼サイクル中のクランクシャフト１５の位置を表す。具体的には、番号「０」〜「１１」が１回転目のクランクシャフト１５の位置を表し、番号「１２」〜「２３」が２回転目のクランクシャフト１５の位置を表す。

電磁ピックアップ５０は、ロータ３０の回転位置を検出するロータ位置検出装置として用いられる。電磁ピックアップ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。電磁ピックアップ５０は、被検出部３８を磁気的に検出するピックアップコイル５１を備えている。電磁ピックアップ５０は、さらに、検出用磁石５２およびコア５３を備えている。番号「０」の被検出部３８が電磁ピックアップ５０の対向位置を通過するとき、クランクシャフト１５が圧縮上死点またはその近傍の位置にある。番号「１２」の被検出部３８が電磁ピックアップ５０の対向位置を通過するとき、クランクシャフト１５が排気上死点またはその近傍の位置にある。

回転電機２０は、エンジン本体１０のクランクシャフト１５と結合されている。具体的には、ロータ３０は、クランクシャフト１５に対し固定された速度比で回転するようクランクシャフト１５と結合されている。
この実施形態では、ロータ３０が、クランクシャフト１５に、動力伝達機構（たとえば、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。ロータ３０は、クランクシャフト１５に対し、１：１の速度比で回転する。回転電機２０は、エンジン本体１０の燃焼動作時にロータ３０が正転方向に回転するように構成されている。

回転電機２０は、エンジン始動時には、クランクシャフト１５を正転方向に回転させてエンジン本体１０を始動させるスタータモータとして機能する。また、回転電機２０は、エンジン本体１０が燃焼動作する場合に、エンジン本体１０に駆動されて発電するジェネレータとして機能する。すなわち、回転電機２０は、クランクシャフト１５を正転方向に回転させてエンジン本体１０を始動させる機能と、エンジン本体１０が燃焼動作する場合に、エンジン本体１０によって駆動されて発電する機能との双方を兼ね備えている。

回転電機２０は、鞍乗型車両１が備えるバッテリ４（図１参照）により駆動されてクランクシャフト１５に回転に対する力を付与する。より具体的には、回転電機２０は、クランクシャフト１５を正転方向に回転駆動することができ、かつ逆転方向に回転駆動することができる。さらに、回転電機２０は、バッテリ４により駆動されて、クランクシャフト１５の回転方向とは逆方向の力、すなわちブレーキ力を付与することもできる。

複数の被検出部３８は、ロータ３０の外面に、ロータ３０の回転方向に沿って間隔を空けて配列されている。電磁ピックアップ５０は、ロータ３０の回転に伴って複数の被検出部３８と順次対向する位置に検出領域を有している。すなわち、電磁ピックアップ５０は、ロータ３０の回転中に、複数の被検出部３８が順次進入する検出領域に臨んで配置されている。

さらに具体的に説明すると、被検出部３８は、３０度の角度間隔でロータ３０の外面に設けられている。図３の一点鎖線は、被検出部３８が設けられた角度間隔を示している。隣り合う被検出部３８どうしが測定角度θを成す角度間隔で配置されている。この実施形態では、測定角度θは３０度である。
電磁ピックアップ５０は、ロータ３０が測定角度θ回転するごとに、複数の被検出部３８のそれぞれを検出する。電磁ピックアップ５０は、被検出部３８のそれぞれを検出するごとに、検出信号を出力する。より正確には、被検出部３８が検出領域を通って移動することにより、電磁誘導によってピックアップコイル５１に起電力が生じ、それによって、検出信号が生成される。すなわち、電磁ピックアップ５０は、検出領域を通る被検出部３８の移動を検出して検出信号を出力する。

この実施形態では、各被検出部３８は、１つの磁極部対３７ｐに対応している。複数の被検出部３８は、それぞれ対応する磁極部対３７ｐに対して同一の相対位置関係を有する。
この実施形態では、ロータ３０に、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、ロータ３０に測定角度θの間隔で配置された１２の位置のうちの、１１ヶ所にそれぞれ設けられている。具体的には、番号「０」〜「４」，「６」〜「１１」（または「１２」〜「１６」，「１８」〜「２３」）の１１ヶ所に被検出部３８が配置されている。番号「５」（または「１７」）は、被検出部３８が配置されていない欠落位置を表す。

複数の被検出部３８は、クランクシャフト１５の周方向に等間隔または実質的に等間隔に位置している。欠落位置（番号「５」または「１７」）を挟んで周方向に隣り合う２つの位置（番号「４」および「６」の２つの位置、または「１６」および「１８」の２つの位置）に配置された２個の被検出部３８の間の角度間隔２θは、測定角度θの２倍である。このように、複数の被検出部３８によって形成される複数の間隔の一つが他の間隔と異なるので、クランクシャフト１５の１回転の中の基準位置（基準クランク位置）を検出することが可能である。この基準位置、すなわち、番号「５」および「１７」が付与された欠落位置に対応して電磁ピックアップ５０が生成する検出信号が基準検出信号である。

図４は、エンジンユニットＥＵを含む鞍乗型車両１の電気的な概略構成を示すブロック図である。エンジンユニットＥＵには、制御装置６０およびインバータ６１が備えられている。制御装置６０は、インバータ６１を含む鞍乗型車両１の各部を制御する。
インバータ６１には、回転電機２０およびバッテリ４が接続されている。回転電機２０がジェネレータとして機能するとき、回転電機２０で発電された電力は、インバータ６１を介し、電源ライン７１を通ってバッテリ４に供給される。これにより、バッテリ４は、回転電機２０で発電された電力によって充電される。また、回転電機２０がスタータモータとして用いられるときには、バッテリ４は、電源ライン７１からインバータ６１を介して回転電機２０に電力を供給する。電源ライン７１には、メインリレー９が介装されている。したがって、バッテリ４は、メインリレー９を介して、インバータ６１と接続されている。メインリレー９は、制御装置６０によって開閉される。

インバータ６１は、複数の（たとえば６個の）スイッチング素子６１１〜６１６を備えている。スイッチング素子６１１〜６１６は、三相ブリッジインバータを構成している。ステータ巻線Ｗは、スイッチング素子６１１〜６１６と接続されている。複数のスイッチング素子６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相と接続されている。より詳細には、複数のスイッチング素子６１１〜６１６のうち、直列に接続された２つのスイッチング素子がハーフブリッジを構成している。各相のハーフブリッジは、バッテリ４に対し並列に接続されている。各相のハーフブリッジを構成するスイッチング素子６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相とそれぞれ接続されている。スイッチング素子６１１〜６１６のそれぞれは、たとえばトランジスタであり、より詳細にはＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などである。

スイッチング素子６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗとバッテリ４との間の電流の通過／遮断を制御する。
回転電機２０がモータとして機能する場合、スイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ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および通電停止が切り替えられる。

また、回転電機２０がジェネレータとして機能する場合、スイッチング素子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４との間の電流の通過／遮断が切り替えられる。スイッチング素子６１１〜６１６のオン・オフが順次切り替えられることによって、回転電機２０から出力される三相交流の整流および電圧の制御が行われる。このように、スイッチング素子６１１〜６１６は、回転電機２０からバッテリ４および電装品類に出力される電流を制御する。

このような発電動作において、電源ライン７１に接続されたコンデンサ６７は、回転電機２０が発電動作をするときに電源ライン７１に導出される電圧を平滑化する。
制御装置６０は、エンジン本体１０に備えられた電装品である燃料噴射装置１８および点火プラグ１９に接続されており、これらを制御する。また、制御装置６０は、燃料ポンプ８０に接続されており、その動作を制御する。燃料ポンプ８０は、図示しない燃料タンクから燃料噴射装置１８へと燃料を供給する。

また、制御装置６０には、電磁ピックアップ５０が接続されており、当該電磁ピックアップ５０が生成する検出信号が入力される。さらに、制御装置６０には、スロットル位置センサ８２およびエンジン温度センサ８３が接続されており、これらの検出信号が入力される。スロットル位置センサ８２は、スロットルバルブＴＶのバルブ位置、すなわちスロットル開度を検出する。スロットルバルブＴＶはアクセル操作子８によって操作されるので、スロットル位置センサ８２は、アクセル操作子８の操作を検出することができる。エンジン温度センサ８３は、エンジン本体１０の温度をエンジン温度として検出する。エンジン温度センサ８３は、エンジン本体１０の近傍に配置される。エンジン本体１０が水冷式エンジンであるときには、エンジン温度センサ８３は、冷却水の温度をエンジン温度の代替指標として検出してもよい。

さらに、制御装置６０には、エンジン本体１０を始動するときに使用者が操作するスタータスイッチ７０が接続されている。制御装置６０は、スタータスイッチ７０の操作を検出すると、回転電機２０の駆動を含む始動制御を実行する。
バッテリ４の電力は、電源ライン７２を介して、制御装置６０に供給され、さらに、燃料ポンプ８０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９などの電装品に供給される。電源ライン７２には、メインスイッチ７が介装されている。メインスイッチ７は、鞍乗型車両１の使用開始に際して使用者が導通操作し、鞍乗型車両１の使用終了に際して使用者が遮断操作するスイッチである。

メインスイッチ７が導通されると、制御装置６０、燃料ポンプ８０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９などがバッテリ４に接続され、作動可能となる。また、メインスイッチ７が導通しているとき、さらにメインリレー９が導通していれば、回転電機２０によって生成された電力が、電源ライン７１，７２を介して、制御装置６０、燃料ポンプ８０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９などに供給可能である。

制御装置６０は、さらに、メインリレー９とインバータ６１との間で電源ライン７１に接続されている。したがって、制御装置６０は、メインリレー９が遮断されているときでも、回転電機２０が発生する電力を受けることができる。制御装置６０は、電力が供給されていて作動可能なときに、メインリレー９の開閉を制御する。
制御装置６０は、回転電機制御部６２と、燃焼制御部６３とを備えている。

制御装置６０の燃焼制御部６３は、エンジン本体１０を制御する。回転電機制御部６２は、回転電機２０を制御する。具体的には、回転電機制御部６２は、インバータ６１を制御する。それにより、回転電機制御部６２は、回転電機２０の駆動動作および発電動作を制御する。
燃焼制御部６３は、エンジン本体１０の燃焼動作を制御する。燃焼制御部６３は、エンジン本体１０の燃焼動作を制御することによって、エンジン本体１０の出力を制御する。より具体的には、燃焼制御部６３は、点火プラグ１９および燃料噴射装置１８を制御する。

回転電機制御部６２は、インバータ６１に備えられた複数のスイッチング素子６１１〜６１６を制御することによって、電源ライン７１を通ってバッテリ４と回転電機２０との間を流れる電流を制御する。回転電機制御部６２は、スイッチング素子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２０の動作を制御する。
制御装置６０は、プロセッサ（ＣＰＵ）６４と、メモリ６５（記憶装置）とを有するコンピュータで構成されている。メモリ６５は、プログラムおよび演算に関するデータを記憶する。ＣＰＵ６４は、メモリ６５に格納された制御プログラムおよびデータに基づいて演算処理を行う。回転電機制御部６２および燃焼制御部６３の機能は、ＣＰＵ６４が制御プログラムを実行することによって実現される。したがって、回転電機制御部６２および燃焼制御部６３のそれぞれによる動作は、具体的には、コンピュータの形態を有する制御装置６０の動作である。

制御装置６０は、インバータ６１を制御することにより、発電制御を実行することができる。発電制御は、具体的には、スイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ制御である。発電制御は、この実施形態では、位相制御と、ベクトル制御とを含む。
位相制御とは、位相制御方式によるスイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ制御である。位相制御方式では、回転電機２０のステータ巻線Ｗから出力される誘起電圧と同様の周波数の制御信号でスイッチング素子６１１〜６１１がオン／オフされる。そして、ステータ巻線Ｗから出力される誘起電圧波形の位相に対して、スイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ動作の相対位相が制御される。それにより、ステータ巻線Ｗを流れる電流がチョッピングされるので、回転電機２０が発生する電圧を昇圧または降圧することができる。すなわち、ステータ巻線Ｗ、スイッチング素子６１１〜６１６およびそれらの寄生ダイオードによって昇圧チョッパ回路または降圧チョッパ回路を構成することができる。コンデンサ６７は、スイッチング素子６１１〜６１１のオン／オフに伴うリップル電流を低減する。

ベクトル制御とは、ベクトル制御方式によるスイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ制御である。ベクトル制御方式では、回転電機２０のステータ巻線Ｗから出力される誘起電圧の周波数よりも高い周波数の信号によってパルス幅変調された信号に応じてスイッチング素子６１１〜６１６がオン／オフ制御される。パルス幅変調は、ステータ巻線Ｗから正弦波の電流が出力されるように行われる。ベクトル制御方式では、ステータ巻線Ｗ、スイッチング素子６１１〜６１６およびそれらの寄生ダイオードを利用して昇圧チョッパ回路が構成され、それにより、ステータ巻線Ｗが発生する電圧が昇圧される。実際に出力される正弦波の電流には、スイッチング素子６１１〜６１６のオン／オフ動作に伴うリップル電流が含まれる。リップル電流は、コンデンサ６７によって低減される。ベクトル制御方式では、位相制御方式よりも高周波数で電流がチョッピングされるので、位相制御方式よりも高い効率で昇圧効果を得ることができる。そのため、ベクトル制御方式は、位相制御方式よりも発電効率も高い。

図５は、エンジン本体１０の始動制御および回転電機２０の発電制御の例を説明するためのフローチャートである。鞍乗型車両１の使用を開始するとき、使用者は、メインスイッチ７をオンする。これにより、バッテリ４から制御装置６０に電力が供給され、制御装置６０は、処理を開始する。制御装置６０は、メインリレー９を導通させ、バッテリ４とインバータ６１とを接続する。

制御装置６０は、始動要求の有無を判断する（ステップＳ１）。具体的には、スタータスイッチ７０が操作されたときには、制御装置６０は、始動要求有りと判断する。また、アイドル停止状態のときに再始動条件が成立したときにも、制御装置６０は、始動要求有りと判断する。再始動条件は、たとえば、アクセル操作子８の操作であり、スロットル位置センサ８２によって検出される。また、再始動条件は、スタータスイッチ７０が操作されたことを含んでいてもよい。したがって、アイドル停止状態でスタータスイッチ７０が操作されると、始動要求有りと判断される。

始動要求があると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御装置６０は、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６を制御し、回転電機２０を駆動する。それにより、クランクシャフト１５を正転方向に回転するクランキングが行われる（ステップＳ２）。このクランキングのときのクランクシャフト１５の回転速度（クランキング回転速度）は、たとえば、６５０ｒｐｍ程度である。クランクシャフト１５が回転し始めると、電磁ピックアップ５０が検出信号を生成するので、制御装置６０はその検出信号を波形整形してクランクパルスを得る。そのクランクパルスに基づいて、回転電機２０のブラシレス駆動制御が行われる。

さらに、制御装置６０は、噴射制御および点火制御を実行する（ステップＳ３）。噴射制御とは、クランクシャフト１５が噴射位置のときに、燃料噴射装置１８から燃料を噴射させる制御である。点火制御とは、クランクシャフト１５が点火位置のときに、点火プラグ１９に火花放電を起こさせる制御である。クランキングが開始されることにより、電磁ピックアップ５０が検出信号を生成するので、これを波形整形してクランクパルスが得られる。制御装置６０は、欠落位置を基準クランク位置として検出し、その基準クランク位置からクランクパルスを計数することによって、噴射位置および点火位置を検出する。噴射位置は、たとえば、図３に示す番号「８」の被検出部３８が電磁ピックアップ５０によって検出されるときのクランクシャフト１５の回転位置である。点火位置は、たとえば、図３に示す番号「０」の被検出部３８が電磁ピックアップ５０によって検出されるときのクランクシャフト１５の回転位置であり、圧縮上死点位置の近傍に設定される。

制御装置６０は、クランクパルスの間隔に基づいてクランクシャフト１５の回転速度、すなわち、エンジン回転速度を監視する。制御装置６０は、エンジン回転速度が初爆回転速度に達すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、エンジン本体１０において初爆が生じ、エンジン本体１０が始動したと判断する。
制御装置６０は、エンジン本体１０の始動後も回転電機２０の駆動を継続する始動アシスト制御を実行する（ステップＳ５）。制御装置６０は、エンジン回転速度に基づいてエンジン本体１０の燃焼が安定したかどうかを判断し、燃焼が安定するまで（ステップＳ６）、始動アシスト制御を継続する。

エンジン本体１０の燃焼が安定すると（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御装置６０は、エンジン回転速度が通常発電開始閾値を超えているかどうかを判断する（ステップＳ７）。通常発電開始閾値は、たとえば、クランキング回転速度（たとえば６５０ｒｐｍ）よりも高い値に定められる。また、通常発電開始閾値は、たとえば、アイドル回転速度（たとえば１３００ｒｐｍ）よりも低い値に定められる。通常発電開始閾値は、たとえば１２００ｒｐｍ程度とされてもよい。

エンジン回転速度が通常発電開始閾値を超えると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、制御装置６０は、通常発電制御（ステップＳ８〜Ｓ１０）を開始する。発電制御とは、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６をオン／オフして、電源ライン７１と回転電機２０との間を流れる電流を制御し、それによって、効率的な発電を行うための制御である。発電制御を行わない場合には、スイッチング素子６１１〜６１６がいずれも遮断状態とされ、回転電機２０が生成する交流電力は、スイッチング素子６１１〜６１６の寄生ダイオードによって整流されて、電源ライン７１に導出される。

通常発電制御は、前述のベクトル制御（ステップＳ９）および位相制御（ステップＳ１０）を含む。制御装置６０は、エンジン回転速度が制御方式変更閾値を超えているかどうかを判断する（ステップＳ８）。制御方式変更閾値は、アイドル回転速度（たとえば１３００ｒｐｍ）と等しくてもよく、それよりも高くてもよい。エンジン回転速度が制御方式変更閾値以下であれば（ステップＳ８：ＮＯ）、制御装置６０は、ベクトル制御を実行する（ステップＳ９）。エンジン回転速度が制御方式変更閾値を超えていれば（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御装置６０は、位相制御を実行する（ステップＳ１０）。

エンジン本体１０の運転中、制御装置６０は、停止要求の有無を判断する（ステップＳ１１）。具体的には、メインスイッチ７がオフされると、制御装置６０は、エンジン本体１０を停止すべき停止要求があると判断する。また、アイドル停止制御を行う場合には、制御装置６０は、アイドル停止条件が充足されると、エンジン本体１０を停止すべき停止要求があると判断する。停止要求があると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御装置６０は、噴射制御および点火制御を終了し、エンジン本体１０を停止させる（ステップＳ１２）。停止要求がメインスイッチ７のオフに起因する場合には、制御装置６０は、メインリレー９をオフして、処理を終える。停止要求がアイドル停止条件に充足に起因する場合には、制御装置６０は、メインリレー９を導通状態に保持して、再始動条件の充足を待機する。停止要求がないときには（ステップＳ１１：ＮＯ）、エンジン本体１０の運転が継続され、通常発電制御（ステップＳ８〜Ｓ１０）が継続される。

始動要求がないときには（ステップＳ１：ＮＯ）、制御装置６０は、エンジン回転速度が始動発電開始閾値を超えたかどうかを判断する（ステップＳ２１）。始動発電開始閾値は、０以上クランキング回転速度未満（またはクランキング回転速度以下）の値に定められており、たとえば６００ｒｐｍであってもよい。回転電機２０によるクランキング（ステップＳ２）が実行されていないにも拘わらずエンジン回転速度が始動発電開始閾値を超えるときには、回転電機２０の回転力以外の外力がクランクシャフト１５に加わっている。具体的には、キック始動装置９０が操作された場合が該当する。

エンジン回転速度が始動発電開始閾値を超えると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御装置６０は、始動発電制御を実行する（ステップＳ２２）。したがって、クランキング回転速度以下の始動発電領域において、始動発電制御が実行される。エンジン回転速度が低いので、始動発電制御はベクトル制御方式での制御、すなわち、ベクトル制御が好ましい。回転電機２０の回転速度が低く、それに応じて発生電圧が低いからである。ベクトル制御を行うことにより、通常のバッテリ電圧以上の電圧を発生させることができる。始動発電制御は、位相制御方式での制御、すなわち、位相制御であってもよい。発電制御をしない場合に比較すれば発電効率がよく、かつ昇圧作用もあるからである。ただし、ベクトル制御の方が位相制御よりも昇圧作用が高く、かつ発電効率もよいので、ベクトル制御の方が好ましい。

一方、制御装置６０は、噴射制御および点火制御を実行する（ステップＳ２３）。さらに、制御装置６０は、クランクパルスの間隔に基づいてエンジン回転速度を監視し、エンジン回転速度が初爆回転速度に達すると、初爆が生じてエンジン本体１０が始動したと判断する（ステップＳ２４：ＹＥＳ）。
回転電機２０の回転力以外の外力によってエンジン本体１０が始動されたときには、制御装置６０は、始動アシスト制御（ステップＳ５参照）を行わない。制御装置６０は、エンジン本体１０が始動すると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、エンジン回転速度に基づいて、エンジン本体１０の燃焼が安定したかどうかを判断する（ステップＳ２５）。

エンジン本体１０の燃焼が安定すると（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、制御装置６０は、エンジン回転速度が通常発電開始閾値を超えたかどうかを判断する（ステップＳ７）。そして、エンジン回転速度が通常発電開始閾値を超えると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、通常発電制御に移行する。すなわち、制御方式変更閾値に基づいて（ステップＳ８）、ベクトル制御（ステップＳ９）または位相制御（ステップＳ１０）が行われる。

バッテリ４が劣化していて充電容量が著しく低下しているときには、メインスイッチ７を導通しても制御装置６０に動作電圧が供給されない。むろん、回転電機２０を駆動することもできない。このような場合に、使用者は、メインスイッチ７を導通させた状態で、キック始動装置９０を操作して、エンジン本体１０を始動する。
キック始動装置９０によってクランクシャフト１５が回転されることにより、回転電機２０が交流電圧（誘起電圧）を生成する。この交流電圧は、スイッチング素子６１１〜６１６の寄生ダイオードの働きによって全波整流されて直流電圧となり、電源ライン７１に導出される。したがって、電源ライン７１から制御装置６０に動作電圧が供給される。

制御装置６０は、動作開始すると、メインリレー９を導通させる。制御装置６０はエンジン回転速度を監視し、エンジン回転速度が始動発電開始閾値を超えていれば（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、始動発電制御（ステップＳ２２）を開始し、始動発電領域での発電制御を実行する。これにより、効率的な発電が行われ、生成された電力は、電源ライン７１，７２およびメインスイッチ７を介して、制御装置６０、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９および燃料ポンプ８０などに供給される。

制御装置６０は、電磁ピックアップ５０から入力される検出信号を波形整形してクランクパルスを得る。そのクランクパルスに基づいて、制御装置６０は、スイッチング素子６１１〜６１６を制御し、燃料ポンプ８０を作動させ、燃料噴射装置１８および点火プラグ１９を制御する。このように、制御装置６０は、エンジン本体１０を始動させるための始動制御を行う（ステップＳ２３参照）。

クランキング回転速度未満の低回転域から制御装置６０が発電制御（好ましくはベクトル制御）を開始するので、キック始動装置９０の操作からエンジン本体１０の始動（初爆）が完了するまでの間、必要な電力が電装品類に供給される。もしも、発電制御を行わなければ、電源ライン７１に導出される電圧が短時間で低下してしまい、それに伴って、制御装置６０が自らをリセットしてしまう。それにより、エンジン本体１０を始動できなくなる。この実施形態の構成によれば、このような課題を生じることなく、キック始動装置９０によってエンジン本体１０を容易に始動できる。

回転電機２０の回転力以外の外力でエンジン本体１０が始動された場合には、バッテリ４が劣化していたり、バッテリ４の残量が低下していたりすることが想定される。したがって、回転電機２０の回転力以外の外力でエンジン本体１０が始動されたときには、アイドル停止を禁止することが好ましい。
鞍乗型車両１においては、限られた搭載スペースのために、スタータモータおよびジェネレータとして兼用される回転電機２０は、できるだけ小型に構成されることが要求される。この要求のために、回転電機２０をスタータモータとして用いるときに必要な駆動トルクを確保しようとすると、回転電機２０をジェネレータとして用いるときの発電性能が、とくに低回転領域において不足する。

キック始動装置９０でクランクシャフト１５を回転してエンジン本体１０を始動しようとするとき、回転電機２０ほど高速にクランクシャフト１５を回転させることができないから、バッテリ４が劣化しているときには、エンジン本体１０の始動が難しくなる。
そこで、この実施形態では、制御装置６０は、クランクシャフト１５の回転速度が、回転電機２０によるクランキング回転速度以下またはそれ未満の始動発電開始閾値を超えたことに応答して、始動発電制御を開始する。それにより、クランクシャフト１５の回転速度が小さくても、すなわち、クランキング回転速度以下またはそれ未満の始動発電域においても、効率的な発電が可能になる。

具体的には、インバータ６１のスイッチング素子６１１〜６１６が制御されることにより、クランクシャフト１５の回転速度が小さくても、電源ライン７１，７２に比較的高い電圧を導出し続けることができる。回転電機２０が発生した電力は、電源ライン７１，７２を介して、制御装置６０、燃料ポンプ８０、エンジン本体１０の燃料噴射装置１８および点火プラグ１９などに供給される。それにより、エンジン本体１０を始動することができる。このようにして、回転電機２０の回転力以外の外力をクランクシャフト１５に付与するキック始動装置９０によるエンジン始動を容易にすることができる。

また、この実施形態では、エンジン回転速度が通常発電開始閾値（たとえば１２００ｒｐｍ）を超えると、通常発電制御が実行される。そして、通常発電制御では、制御方式変更閾値までのエンジン回転速度の領域ではベクトル制御が行われ、制御方式変更閾値を超える領域では位相制御が行われる。低速領域では、発電効率の高いベクトル制御が有利である一方で、高速領域では、回転電機２０が発生する電圧を昇圧する必要性は低くなり、むしろ降圧する必要がある場合もある。そのため、高速領域では位相制御方式の方が適切である。

回転電機２０によってクランキングがされるときには、始動発電制御（ステップＳ２２参照）は行われず、エンジン回転速度が通常発電開始閾値を超えると、通常発電制御が開始される。通常発電開始閾値は、クランキング回転速度以上に定められている。したがって、回転電機２０がスタータモータとして用いられるときには、エンジン本体１０の始動が完了してから発電制御が開始される。それにより、回転電機２０の駆動制御が発電制御によって干渉されることを回避でき、スムーズな始動が可能になる。

また、この実施形態では、エンジン本体１０が燃焼を開始した後も回転電機２０の駆動を継続する始動アシスト制御（ステップＳ５参照）は、キック始動装置９０によってエンジン本体１０が始動されたときには実行されない。キック始動装置９０を用いてエンジン本体１０の始動が試みられる場合には、バッテリ４が劣化していると考えられる。そこで、始動アシスト制御を行わないことで、バッテリ４がさらに消耗することを回避できる。

また、この実施形態では、回転電機２０のロータ３０の回転情報、すなわちクランクシャフト１５の位置情報が電磁ピックアップ５０を用いて取得されるので、ホールＩＣのような位置センサを用いる場合に比較して構成が安価である。このような安価な構成で発電制御を行うことができ、キック始動装置９０でクランクシャフト１５を回転させて行う始動を容易にすることができる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、エンジン回転速度が始動開始発電閾値を超えると始動発電制御が開始されるが、このような閾値に関する判断は必ずしも行う必要はない。たとえば、回転電機２０の回転力以外の外力でクランクシャフト１５が回転させられ、それに応じて制御装置６０が処理を開始次第、始動発電制御を実行してもよい。

また、エンジン回転速度が始動開始発電閾値を超えたことに応答して開始した始動発電制御は、エンジン回転速度が始動発電閾値以下またはそれ未満となっても継続してもよい。
また、前述の実施形態では、キック始動装置９０でクランクシャフト１５を回転させる例を説明したが、これ以外にも回転電機の回転力以外の外力でクランクシャフトを回転させてエンジン本体の始動が試みられる場合もあり得る。たとえば、自動二輪車等の押しがけの際には、車輪からの外力によってクランクシャフトが回転させられる。

また、前述の実施形態では、制御装置６０がエンジン回転速度を各閾値が超えるかどうかを判断しているけれども（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ２１など）、エンジン回転速度が対応する閾値に達したかどうかを判断してもよい。いずれの判断であっても実質的な相違はない。
また、前述の実施形態では、ロータ３０上の欠落位置が電磁ピックアップ５０を通過するときに基準検出信号が生成される。しかし、基準検出信号を生成させるための被検出部の配置は、これに限られない。たとえば、ロータ３０の周方向の長さが他の被検出部とは異なる一つの基準被検出部を設けてもよい。

また、ロータ３０の回転情報を得るために、電磁ピックアップ５０の代わりに、ホールＩＣ等の回転角センサが用いられてもよい。
また、前述の実施形態では、単気筒４ストロークエンジンを例にとったけれども、複数気筒を有する４ストロークエンジンにこの発明が適用されてもよい。また、この発明は、４ストロークエンジン以外のエンジンを有する鞍乗型車両に適用されてもよい。

さらに、前述の実施形態では、前後２つの車輪３ａ，３ｂを有する鞍乗型車両を例にとったけれども、３つの車輪を有する鞍乗型車両など、他の形態の鞍乗型車両にもこの発明を適用できる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 鞍乗型車両、２ 車体、３ａ，３ｂ 車輪、４ バッテリ、５ シート、７ メインスイッチ、８ アクセル操作子、１０ エンジン本体、１２ シリンダ、１５ クランクシャフト、１８ 燃料噴射装置、１９ 点火プラグ、２０ 回転電機、３０ロータ、４０ ステータ、３８被検出部、５０ 電磁ピックアップ、６０ 制御装置、６１ インバータ、６１１〜６１６ スイッチング素子、６２ 回転電機制御部、６３ 燃焼制御部、７０ スタータスイッチ、７１，７２ 電源ライン、８０ 燃料ポンプ、９０ キック始動装置、ＥＵ エンジンユニット、Ｗ ステータ巻線

Claims (10)

1. 鞍乗型車両に搭載されるエンジンユニットであって、
   気筒とクランクシャフトと電装品とを有するエンジン本体と、
   前記クランクシャフトに対して動力伝達可能に結合され、前記クランクシャフトを回転するスタータモータ、および前記クランクシャフトの回転力によって発電するジェネレータとして兼用される回転電機と、
   前記鞍乗型車両に備えられるバッテリに接続され、かつ前記電装品に接続される電源ラインと、
   前記電源ラインと前記回転電機との間を流れる電流を制御する複数のスイッチング素子を備えたインバータと、
   前記エンジン本体および前記インバータを制御する制御装置と、を含み、
   前記制御装置が、
   前記回転電機に発電させるために前記インバータの前記複数のスイッチング素子を制御する発電制御を実行し、
   前記エンジン本体が停止状態の場合において、前記回転電機の回転力以外の外力によって前記クランクシャフトが回転されると、前記クランクシャフトの回転速度が、前記回転電機によって回転されるときのクランキング回転速度以下の始動発電領域において前記発電制御を実行する、鞍乗型車両用エンジンユニット。
2. 前記発電制御が、前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング素子をベクトル制御方式で制御し、前記回転電機が発生する電圧を昇圧して前記電源ラインに導出するベクトル制御を含む、請求項１に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
3. 前記発電制御が、前記インバータに備えられた複数のスイッチング素子を位相制御方式で制御する位相制御を含む、請求項１または２に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
4. 前記発電制御が、前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング素子をベクトル制御方式で制御し、前記回転電機が発生する電圧を昇圧して前記電源ラインに導出するベクトル制御と、前記インバータに備えられた複数のスイッチング素子を位相制御方式で制御する位相制御と、を含み、
   前記制御装置は、前記クランシャフトの回転速度が、前記クランキング回転速度よりも大きい制御方式変更閾値に達するかまたは当該制御方式変更閾値を超えたことに応答して、前記ベクトル制御から前記位相制御に切り替える、請求項１に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
5. 前記制御装置が、
   前記回転電機の駆動によって前記エンジン本体が始動されたときに、前記エンジン本体が燃焼を開始した直後の期間において、前記エンジン本体の運転状態が所定の安定状態に至るまで、前記回転電機の駆動を継続して前記クランクシャフトの回転を補助する始動アシスト制御を実行し、
   前記回転電機の回転力以外の外力によって前記クランクシャフトが回転されて前記エンジン本体が始動されたときには、前記始動アシスト制御を行わない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
6. 前記制御装置が、
   前記エンジン本体が停止状態の場合において、前記回転電機の駆動によって前記エンジン本体が始動されると、前記クランクシャフトの回転速度が、前記回転電機によって回転されるときのクランキング回転速度以上に定められた通常発電開始閾値に達したかまたは当該通常発電開始閾値を超えたことに応答して前記発電制御を開始する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
7. 前記回転電機を駆動することなく前記クランクシャフトに対して回転力を加えるためのマニュアル始動装置をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
8. 前記電装品が、点火装置および燃料供給装置を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
9. 前記クランクシャフトの回転とともに回転するロータと、
   前記ロータの回転方向に間隔を空けて配列された複数の被検出部が通過する領域に検出領域を有し、前記被検出部の前記検出領域の通過に伴って検出信号を生成する電磁ピックアップと、をさらに含み、
   前記発電制御が、前記電磁ピックアップが生成する検出信号を用いて実行される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニット。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用エンジンユニットと、
    前記クランクシャフトの回転が伝達される車輪と、
    鞍乗型のシートと、を含む、鞍乗型車両。

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