TWI551776B

TWI551776B - Engine unit and vehicle

Info

Publication number: TWI551776B
Application number: TW103144930A
Authority: TW
Inventors: Takahiro Nishikawa; Haruyoshi Hino
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-10-01
Also published as: EP3064762B1; CN105829704B; EP3064763A4; AP2016009310A0; CN105849404B; TW201527640A; EP3064762A4; AP2016009307A0; TWI553220B; TW201533313A; CN105849404A; CN105829704A; EP3064763A1; WO2015093576A1; WO2015093577A1; EP3064762A1; CN107795422B; CN107795422A; EP3705713A1

Description

引擎單元及車輛

本發明係關於一種具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體之引擎單元及搭載有該引擎單元之車輛。

作為車輛所具備之引擎有如下之4衝程引擎(例如單氣缸引擎)，其於4衝程之間具有使引擎之曲柄軸旋轉之負載較大之高負載區域、及使曲柄軸旋轉之負載較小之低負載區域。此種4衝程引擎為了於引擎啟動時克服高負載區域而使曲柄軸旋轉，對啟動馬達要求較大之輸出轉矩。然而，若使啟動馬達之輸出轉矩變大，則啟動馬達大型化，故而引擎單元向車輛之搭載性降低。對於引擎單元，期望提昇向車輛之搭載性。

於專利文獻1中揭示有一種引擎啟動裝置，其係於使曲柄軸暫時反轉後停止，其後使曲柄軸正轉，藉此使引擎啟動。如專利文獻1所示之引擎啟動裝置啟動之引擎當於運轉中有燃燒停止指示時停止燃燒。於燃燒停止後，曲柄軸利用慣性而旋轉4~8圈，當無法克服因壓縮衝程中之壓縮反作用力而產生之負載之頂峰時，藉由壓縮反作用力而反轉後停止。

專利文獻1之引擎啟動裝置係於曲柄軸之旋轉停止之後，使曲柄軸反轉至在反轉中負載增大之位置即膨脹衝程之中途為止。其後，引擎啟動裝置使馬達朝正轉方向全力運轉而使曲柄軸正轉。藉由使曲柄軸反轉至負載增大之位置即膨脹衝程之中途為止，而曲柄軸自膨脹衝程之中途至壓縮衝程為止於低負載區域正轉之後到達第1次之高負載區域。因此，引擎啟動裝置於到達第1次之高負載區域之前可提高曲柄軸之旋轉速度。而且，可利用伴隨較高之旋轉速度所產生之較大之慣性力與啟動馬達之輸出轉矩的兩者而克服第1次之高負載區域。如此，於如專利文獻1所示之引擎啟動裝置中，利用伴隨較高之旋轉速度所產生之較大之慣性力與馬達之輸出轉矩的兩者而克服第1次之高負載區域，藉此謀求提昇引擎啟動裝置向車輛之搭載性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-343404號公報

然而，專利文獻1之引擎啟動裝置開始曲柄軸之正轉之位置為膨脹衝程之中途。因此，於曲柄軸正轉時，並非利用膨脹衝程之整體。其結果，於專利文獻1之引擎啟動裝置中，於曲柄軸正轉時，僅利用低負載區域之一部分。就向車輛之搭載性之觀點而言，專利文獻1之引擎啟動裝置存在改善之餘地。

對於具備在4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體之引擎單元，期望進一步提昇向車輛之搭載性。

本發明之課題在於提供一種具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體且可提昇向車輛的搭載性之引擎單元、及搭載有該引擎單元之車輛。

為解決上述課題，本發明係採用以下之構成。

(1)一種引擎單元，其搭載於車輛，上述引擎單元具備： 4衝程引擎本體，其於4衝程之間具有使曲柄軸旋轉之負載較大之高負載區域、及使上述曲柄軸旋轉之負載小於上述高負載區域之負載的低負載區域；三相無刷馬達，其藉由上述車輛所具備之電池驅動，根據啟動指示之輸入而使上述曲柄軸正轉，從而使上述4衝程引擎本體啟動，於上述4衝程引擎本體啟動後，與上述曲柄軸之旋轉連動地進行旋轉，藉此進行發電；反相器，其具備複數個開關部，該等複數個開關部係控制於上述電池與上述三相無刷馬達之間流動之電流；以及控制裝置，其包含啟動馬達控制部及燃燒控制部，該啟動馬達控制部係藉由控制上述反相器所具備之上述複數個開關部而控制於上述電池與上述三相無刷馬達之間流動的電流，該燃燒控制部係控制上述4衝程引擎本體之燃燒動作；上述控制裝置係於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於上述曲柄軸正轉時控制上述複數個開關部，藉此使上述三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，從而使上述曲柄軸於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止，於上述曲柄軸停止時，根據上述啟動指示之輸入而控制上述複數個開關部，藉此使上述三相無刷馬達自上述曲柄軸於上述壓縮衝程停止之位置開始上述曲柄軸之正轉。

於(1)之引擎單元中，控制裝置係於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於曲柄軸正轉時使三相無刷馬達對曲柄軸之正轉賦予阻力而使曲柄軸於4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。而且，控制裝置係於曲柄軸停止時，根據啟動指示之輸入而控制複數個開關部，藉此使三相無刷馬達自曲柄軸停止之位置開始曲柄軸之正轉。即，於根據啟動指示之輸入而使4衝程引擎本體啟動之情形時，即便馬達之輸出轉矩較小，亦可自容易使4衝程引擎本體啟動之位置開始曲柄軸之旋轉。於根據啟動指示之輸入而曲柄軸開始旋轉之情形時，曲柄軸自停止狀態慢慢提高速度。若自壓縮衝程開始曲柄軸之正轉，則曲柄軸以低速通過壓縮衝程。由於曲柄軸以低速通過壓縮衝程，故而曲柄軸不易受到燃燒室中之氣體之壓縮反作用力之影響。其結果，曲柄軸可迅速地克服壓縮衝程之高負載區域之負載。

於通過壓縮衝程之後，曲柄軸遍及自膨脹衝程至壓縮衝程為止之較寬之低負載區域進行正轉，而到達第2次之高負載區域。即，曲柄軸係於膨脹衝程之前開始正轉，遍及包含膨脹衝程之全部之更寬之低負載區域進行正轉。因此，可確保用於加速之較長之啟動區間。因此，三相無刷馬達可於到達第2次之高負載區域之前提高曲柄軸之旋轉速度。而且，可利用伴隨較高之旋轉速度所產生之較大之慣性力與三相無刷馬達之輸出轉矩的兩者，而克服第2次之高負載區域。因此，即便馬達之輸出轉矩較小亦容易使4衝程引擎本體啟動。由此，可抑制馬達之輸出轉矩而使三相無刷馬達小型化。又，於即便三相無刷馬達之輸出轉矩較小亦容易使4衝程引擎本體啟動之情形時，可抑制三相無刷馬達之磁鐵之量或繞組之粗度。因此，於三相無刷馬達發電之情形時，可抑制較高之旋轉速度時之過剩之發電電流。因此，可抑制發電效率之降低。

根據(1)之構成，於曲柄軸正轉時，藉由控制上述複數個開關部而使三相無刷馬達對曲柄軸之正轉賦予阻力，從而使曲柄軸於4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。於對曲柄軸之正轉賦予阻力之情形時，例如與利用4衝程引擎本體之燃燒動作之慣性力進行正轉之情形相比，容易控制曲柄軸之停止位置。因此，可使曲柄軸於容易以較小之輸出轉矩使4衝程引擎本體啟動之位置停止。

因此，根據(1)之引擎單元，具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體，且可提昇向車輛之搭載性。

(2)如(1)之引擎單元，其中上述控制裝置係於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於上述曲柄軸正轉時進行上述三相無刷馬達之向量控制，藉此使上述三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，從而使上述曲柄軸於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止，於上述曲柄軸停止時，根據上述啟動指示之輸入而控制上述複數個開關部，藉此使上述三相無刷馬達自上述曲柄軸停止之位置開始上述曲柄軸之正轉。

根據(2)之構成，由於進行三相無刷馬達之向量控制，故而三相無刷馬達可對曲柄軸之正轉賦予較強之阻力。因此，可更確實地使曲柄軸於容易以較小之輸出轉矩使4衝程引擎本體啟動之位置停止。因此，根據(2)之引擎單元，具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體，且可更提昇向車輛之搭載性。

(3)如(1)之引擎單元，其中上述控制裝置係於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於上述曲柄軸正轉時進行使上述複數個開關部之通電時序提前或延遲之相位控制，藉此使上述三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，從而使上述曲柄軸於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止，且於上述曲柄軸停止時，根據上述啟動指示之輸入而控制上述複數個開關部，藉此使上述三相無刷馬達自上述曲柄軸停止之位置開始上述曲柄軸之正轉。

根據(3)之構成，由於進行使開關部之通電時序提前或延遲之相位控制，故而三相無刷馬達可利用簡單之構成對曲柄軸之正轉賦予相對較強之阻力。因此，根據(3)之引擎單元，具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體，且可利用簡單之構成而更提昇向車輛之搭載性。

(4)如(1)至(3)中任一項之引擎單元，其中上述三相無刷馬達具備對應於三相之複數個繞組，上述控制裝置係於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於上述曲柄軸正轉時以使上述複數個繞組之端子短路之方式控制上述複數個開關部，藉此使上述三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，從而使上述曲柄軸於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止，且於上述曲柄軸停止時，根據上述啟動指示之輸入而控制上述複數個開關部，藉此使上述三相無刷馬達自上述曲柄軸停止之位置開始上述曲柄軸之正轉。

(4)之控制裝置係藉由以使複數個繞組之端子短路之方式控制開關部，而使三相無刷馬達對曲柄軸之正轉賦予阻力。因繞組短路而產生之阻力會引起繞組之感應電壓，故而曲柄軸之旋轉速度越大則阻力越大，且曲柄軸之旋轉速度越小則阻力越小。因此，於曲柄軸之旋轉速度較大時，藉由較大之阻力而使曲柄軸之旋轉急劇減速。隨著曲柄軸之旋轉速度減少而阻力變小。另一方面，曲柄軸於壓縮衝程受到因壓縮反作用力而產生之旋轉之阻力。曲柄軸正轉並越接近壓縮上死點，則因壓縮反作用力而產生之阻力越大。即，隨著曲柄軸於壓縮衝程減速，因繞組短路而產生之阻力慢慢變小，另一方面，隨著曲柄軸於壓縮衝程旋轉，因壓縮反作用力而產生之阻力變大。根據(4)之構成，利用因繞組短路而產生之阻力之減少與因壓縮反作用力而產生之阻力之增大之平衡，而使曲柄軸之正轉更確實地於曲柄軸容易啟動之位置停止。

(5)如(2)之引擎單元，其中上述控制裝置係於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於上述曲柄軸正轉時進行上述三相無刷馬達之向量控制，藉此使上述三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，於在對上述曲柄軸之旋轉賦予阻力且上述曲柄軸旋轉時接收到上述啟動指示之情形時，藉由進行上述三相無刷馬達之向量控制而使上述曲柄軸之旋轉加速。

自利用向量控制之對曲柄軸賦予阻力向利用向量控制之使曲柄軸之旋轉加速的變更並未伴隨控制種類之變更，例如可藉由指令值等參數之變更而迅速地執行。因此，根據(5)之構成，於在對曲柄軸之旋轉賦予阻力且曲柄軸旋轉時接收到啟動指示(再啟動指示)之情形時，可縮短至引擎再啟動為止之時間。

(6)如(1)至(5)中任一項之引擎單元，其中上述控制裝置係於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，基於上述曲柄軸之旋轉速度及上述曲柄軸之位置而使上述三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，從而使上述曲柄軸於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。

於(6)之構成中，控制裝置係於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，基於曲柄軸之旋轉速度及曲柄軸之位置而使三相無刷馬達對上述曲柄軸之正轉賦予阻力。因此，可抑制曲柄軸之旋轉速度及燃燒動作之停止時序之偏差之影響，從而可使4衝程引擎本體更確實地於容易以較小之輸出轉矩啟動之位置停止。因此，根據(6)之構成，具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體，可更提昇向車輛之搭載性。

(7)如(1)之(6)中任一項之引擎單元，其中上述控制裝置係根據上述啟動指示之輸入而使上述曲柄軸正轉，藉此於使上述4衝程引擎本體之燃燒動作開始後，於預先設定之期間內控制上述複數個開關部，藉此令上述三相無刷馬達使上述曲柄軸之正轉加速。

根據(7)之構成，於4衝程引擎本體之燃燒中，控制複數個開關部，藉由三相無刷馬達而使曲柄軸之正轉加速。與不利用三相無刷馬達而僅利用燃燒動作之正轉之情形相比，曲柄軸之正轉加速。因此，可使利用4衝程引擎本體之燃燒之曲柄軸的正轉穩定化。又，例如於車輛加速時，可使利用4衝程引擎本體之燃燒之曲柄軸之正轉的加速更迅速地進行。預先設定之期間例如亦可為預先設定之時間之期間。又，預先設定之期間例如亦可為曲柄軸之旋轉速度處於預先設定之範圍之期間。

(8)如(5)或(7)之引擎單元，其中上述控制裝置係根據上述啟動指示之輸入而進行上述三相無刷馬達之向量控制，藉此使上述曲柄軸正轉，於開始進行上述4衝程引擎本體之燃燒動作之後，於預先設定之期間內進行上述三相無刷馬達之向量控制，藉此令上述三相無刷馬達使上述曲柄軸之正轉加速。

根據(8)之構成，藉由繼續向量控制而使曲柄軸之正轉更加速。因此，可使利用4衝程引擎本體之燃燒之曲柄軸的正轉更穩定化。又，於車輛加速時，可更迅速地進行利用4衝程引擎本體之燃燒之曲柄軸之正轉的加速。

(9一種車輛，上述車輛具備如(1)至(8)中任一項之引擎單元。

(8)之車輛可提昇引擎單元之搭載性。

根據本發明，可提供一種具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體且可進而提昇向車輛之搭載性之引擎單元、及搭載有該引擎單元之車輛。

1‧‧‧曲柄軸箱(引擎箱)

2‧‧‧氣缸

3‧‧‧活塞

4‧‧‧連桿

5‧‧‧曲柄軸

5a‧‧‧曲柄軸之一端部

5b‧‧‧曲柄軸之另一端部

5c‧‧‧公螺紋部

6‧‧‧氣缸頭

7‧‧‧軸承

14‧‧‧電池

16‧‧‧啟動開關

20‧‧‧第1皮帶盤

21‧‧‧固定皮帶輪

22‧‧‧可動皮帶輪

29‧‧‧火星塞

30‧‧‧外轉子

31‧‧‧外轉子本體部

32‧‧‧筒狀凸座部

32a‧‧‧錐狀***孔

32b‧‧‧大徑部

32c‧‧‧凸緣部

33‧‧‧底壁部

33a‧‧‧孔部

34‧‧‧背軛部

35‧‧‧螺母

36‧‧‧鉚釘

37‧‧‧永久磁鐵部

37a‧‧‧磁極面

37p‧‧‧磁極面之對

38‧‧‧被檢測部

40‧‧‧內定子

41‧‧‧孔部

43‧‧‧齒部

50‧‧‧轉子位置檢測裝置

51‧‧‧檢測用繞組

52‧‧‧檢測用磁鐵

53‧‧‧鐵心

61‧‧‧反相器

62‧‧‧啟動馬達控制部

63‧‧‧燃燒控制部

101‧‧‧車體

102‧‧‧車輪

103‧‧‧車輪

611‧‧‧開關部

612‧‧‧開關部

613‧‧‧開關部

614‧‧‧開關部

615‧‧‧開關部

616‧‧‧開關部

621‧‧‧轉矩抑制部

622‧‧‧加速控制部

623‧‧‧接通、斷開動作記憶部

624‧‧‧初始動作部

625‧‧‧阻力賦予部

A‧‧‧車輛

B‧‧‧皮帶

C0‧‧‧旋轉速度之變化

C0'‧‧‧旋轉速度之變化

C1‧‧‧旋轉速度之變化

C1'‧‧‧旋轉速度之變化

C2‧‧‧旋轉速度之變化

C2'‧‧‧旋轉速度之變化

C3‧‧‧旋轉速度之變化

Cr‧‧‧旋轉速度之變化

CT‧‧‧控制裝置

CVT‧‧‧無段變速機

E‧‧‧4衝程引擎本體

EU‧‧‧引擎單元

F‧‧‧冷卻風扇

Fa‧‧‧葉片部

Fb‧‧‧螺栓

H‧‧‧位準

Idc‧‧‧電流

Iu‧‧‧電流

J‧‧‧旋轉軸線

L‧‧‧位準

L2‧‧‧啟動區間

L4‧‧‧距離

M1‧‧‧動作

M2‧‧‧動作

P0‧‧‧位置

P1‧‧‧停止位置

P2‧‧‧位置

P3‧‧‧位置

R‧‧‧旋轉速度

R1‧‧‧旋轉速度

S11~S31‧‧‧步驟

SG‧‧‧三相無刷馬達

SL‧‧‧槽

ST‧‧‧定子鐵心

t1‧‧‧時序

T1‧‧‧時間

T1'‧‧‧時間

t2‧‧‧時序

T2‧‧‧時間

T2'‧‧‧時間

t3‧‧‧時序

T3‧‧‧時間

T3'‧‧‧時間

t4‧‧‧時序

T4'‧‧‧時間

t5‧‧‧時序

T5‧‧‧時間

T5'‧‧‧時間

T6‧‧‧時間

Ta‧‧‧(時間)減速期間

Ta‧‧‧所需轉矩

Ta'‧‧‧時間

Tb‧‧‧時間

Tb‧‧‧所需轉矩

Tb'‧‧‧時間

Tc‧‧‧時間

Tc'‧‧‧時間

TH‧‧‧高負載區域

TL‧‧‧低負載區域

Vsun‧‧‧控制信號

Vsup‧‧‧控制信號

Vu‧‧‧感應電壓

W‧‧‧定子繞組

X‧‧‧軸線方向

Y‧‧‧直徑方向

圖1係模式性地表示本發明之一實施形態之引擎單元之概略構成的局部剖視圖。

圖2係模式性地表示引擎啟動時之曲柄角度位置與所需轉矩之關係之說明圖。

圖3係將圖1中之三相無刷馬達及其附近部分放大而表示之放大剖視圖。

圖4係表示圖3所示之三相無刷馬達之與旋轉軸線垂直之剖面之剖視圖。

圖5係表示圖1所示之引擎單元之電氣基本構成的方塊圖。

圖6係說明圖1所示之引擎單元之動作之流程圖。

圖7(a)係說明圖1所示之引擎單元之曲柄軸5之動作的圖。圖7(b)係說明作為比較例而進行反轉之情形時之曲柄軸之動作的圖。

圖8係表示向量控制中之電流及電壓之波形之例的圖。

圖9係模式性地表示曲柄角度位置與所需轉矩之關係之說明圖。

圖10(a)係表示本實施形態之引擎單元之自引擎燃燒停止至引擎再啟動為止之期間之引擎旋轉速度之變化的曲線圖。圖10(b)係表示未使用向量控制之引擎單元之自引擎燃燒停止至引擎再啟動為止之期間之引擎旋轉速度之變化的曲線圖。

圖11係表示搭載有引擎單元之車輛之外觀圖。

對本發明者等人關於以下內容所進行之研究進行說明，即：於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於曲柄軸正轉時使三相無刷馬達對曲柄軸之正轉賦予阻力而使曲柄軸於壓縮衝程停止，且根據啟動指示之輸入而開始曲柄軸之正轉。

例如專利文獻1所示，於在4衝程引擎本體之燃燒動作及曲柄軸之正轉停止且無啟動指示之輸入的狀態下使曲柄軸反轉之情形時，於曲柄軸正轉時僅利用低負載區域之一部分。

又，於在4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且曲柄軸之正轉停止之前，利用馬達輔助曲柄軸之旋轉之情形時，難以使曲柄軸於啟動所花費之時間縮短之目標區域停止。其原因在於：於燃燒動作停止後，藉由馬達輔助旋轉之曲柄軸除具有馬達之力以外，亦具有由最終之燃燒動作所致之慣性力地旋轉。難以一面藉由馬達輔助由具有最終之燃燒動作所致之慣性力地旋轉之曲柄軸的旋轉，一面使曲柄軸定位於目標區域。具有由最終之燃燒動作所致之慣性力地旋轉之曲柄軸多數情況下例如利用因壓縮反作用力而產生之高負載而停止。此情形時，曲柄軸未克服負載之頂峰而暫時反轉之後停止。曲柄軸之停止位置依存於未克服負載之頂峰而反轉之程度(距離)，故而曲柄軸之停止位置之偏差較大。即，根據啟動指示之輸入而開始旋轉之位置之偏差較大。因此，於曲柄軸正轉時所需之轉矩存在偏差。

相對於此，於在曲柄軸之正轉停止之狀態下，控制自電池施加至三相無刷馬達之電壓並使曲柄軸於壓縮衝程之前正轉之情形時，與利用4衝程引擎本體之燃燒動作之慣性力所致之正轉的情形相比，容易控制曲柄軸向目標位置之移動。因此，可使曲柄軸於短時間移動至容易以較小之輸出轉矩使4衝程引擎本體啟動之位置。因此，可抑制馬達之輸出轉矩而使三相無刷馬達小型化。又，能以更高之水準同時實現至再啟動為止之時間之縮短與三相無刷馬達之小型化。

以下，基於較佳之實施形態，一面參照圖式一面說明本發明。

[引擎單元]

圖1係模式性地表示本發明之第一實施形態之引擎單元EU之概略構成的局部剖視圖。再者，本實施形態中之引擎單元EU為車輛用4衝程引擎單元。

引擎單元EU設置於作為車輛之一例之機車(參照圖10)。引擎單元EU具備4衝程引擎本體E及三相無刷馬達SG。4衝程引擎本體E為單氣缸之4衝程引擎。4衝程引擎本體E具有圖2所示之曲柄角度位置與所需轉矩之關係。

4衝程引擎本體E係於4衝程之間具有使曲柄軸5旋轉之負載較大之高負載區域TH、及使曲柄軸5旋轉之負載小於高負載區域TH之負載的低負載區域TL。若以曲柄軸5之旋轉角度為基準進行觀察，則低負載區域TL較寬而為高負載區域TH以上。更詳細而言，低負載區域TL寬於高負載區域TH。換言之，相當於低負載區域TL之旋轉角度區域寬於相當於高負載區域TH之旋轉角度區域。更詳細而言，4衝程引擎本體E係一面重複進行進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程及排氣衝程之4步驟一面旋轉。如圖2所示，壓縮衝程包含於高負載區域TH而不包含於低負載區域TL。於本實施形態之4衝程引擎本體E中，高負載區域TH為與壓縮衝程大致重疊之區域，低負載區域TL為與進氣衝程、膨脹衝程及排氣衝程大致重疊之區域。然而，高負載區域TH及低負載區域TL各自之分界無需與上述各衝程之分界一致。

如圖1所示，引擎單元EU具備三相無刷馬達SG。三相無刷馬達SG為啟動馬達。更詳細而言，三相無刷馬達SG為啟動發電機。三相無刷馬達SG係於引擎啟動時使曲柄軸5正轉而使4衝程引擎本體E啟動。又，三相無刷馬達SG係於4衝程引擎本體E啟動後之期間之至少一部分藉由曲柄軸5而正轉，從而作為發電機發揮功能。此時，三相無刷馬達SG係藉由與曲柄軸5之旋轉連動地旋轉而進行發電。於三相無刷馬達SG作為發電機發揮功能之情形時，三相無刷馬達SG於引擎之燃燒開始後並非必須始終作為發電機發揮功能。例如亦可為於引擎之燃燒開始後，三相無刷馬達SG不立即作為發電機發揮功能，而於滿足特定之條件之情形時，三相無刷馬達SG作為發電機發揮功能。作為此種特定之條件，例如可列舉引擎旋轉速度達到特定速度、及於引擎之燃燒開始後經過特定時間等。又，亦可為於引擎之燃燒開始後包含三相無刷馬達SG作為發電機發揮功能之期間及三相無刷馬達SG作為馬達(例如車輛驅動用馬達)發揮功能之期間。

又，三相無刷馬達SG係於曲柄軸5旋轉時，根據控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。三相無刷馬達SG係藉由對曲柄軸5之旋轉賦予阻力而使曲柄軸5之旋轉減速。

三相無刷馬達SG安裝於4衝程引擎本體E之曲柄軸5。於本實施形態中，三相無刷馬達SG於未經由動力傳遞機構(例如皮帶、鏈條、齒輪、減速機、增速機等)之情況下安裝於曲柄軸5。然而，於本發明中，只要三相無刷馬達SG構成為藉由三相無刷馬達SG之正轉而使曲柄軸5正轉便可。因此，三相無刷馬達SG亦可經由動力傳遞機構而安裝於曲柄軸5。再者，於本發明中，較佳為三相無刷馬達SG之旋轉軸線與曲柄軸5之旋轉軸線大致一致。又，較佳為如本實施形態般，三相無刷馬達SG於未經由動力傳遞機構之情況下安裝於曲柄軸5。

4衝程引擎本體E具備曲柄軸箱1(引擎箱1)、氣缸2、活塞3、連桿4及曲柄軸5。氣缸2係以自曲柄軸箱1朝向特定方向(例如斜上方)突出之態樣設置。活塞3往復移動自如地設置於氣缸2內。曲柄軸5可旋轉地設置於曲柄軸箱1內。連桿4之一端部(例如上端部)連結於活塞3。連桿4之另一端部(例如下端部)連結於曲柄軸5。於氣缸2之端部(例如上端部)安裝有氣缸頭6。曲柄軸5係經由一對軸承7而以旋轉自如之態樣被支持於曲柄軸箱1。曲柄軸5之一端部5a(例如右端部)自曲柄軸箱1向外側突出。於曲柄軸5之一端部5a安裝有三相無刷馬達SG。

曲柄軸5之另一端部5b(例如左端部)自曲柄軸箱1向外側突出。於曲柄軸5之另一端部5b安裝有無段變速機CVT(Continuously Variable Transmission)之第1皮帶盤20。第1皮帶盤20具有固定皮帶輪21及可動皮帶輪22。固定皮帶輪21係以與曲柄軸5一同旋轉之方式固定於曲柄軸5之另一端部5b之前端部分。可動皮帶輪22係花鍵聯接於曲柄軸5之另一端部5b。因此，可動皮帶輪22可沿軸線方向X移動，且以可變更與固定皮帶輪21之間隔之態樣與曲柄軸5一同旋轉。於第1皮帶盤20與第2皮帶盤(未圖示)上掛有皮帶B。曲柄軸5之旋轉力傳遞至機車(參照圖11)之驅動輪。

圖3係將圖1中之三相無刷馬達SG及其附近部分放大而表示之放大剖視圖。又，圖4係表示圖3所示之三相無刷馬達SG之與旋轉軸線J垂直之剖面的剖視圖。

三相無刷馬達SG具有外轉子30及內定子40。外轉子30具有外轉子本體部31。外轉子本體部31例如包含強磁性材料。外轉子本體部31具有有底筒狀。外轉子本體部31具有筒狀凸座部32、圓板狀之底壁部33及筒狀之背軛(back yoke)部34。筒狀凸座部32係以***至曲柄軸5之一端部5a之狀態固定於曲柄軸5。底壁部33固定於筒狀凸座部32，且具有沿曲柄軸5之直徑方向Y擴展之圓板形狀。背軛部34具有自底壁部33之外周緣向曲柄軸5之軸線方向X延伸之筒形狀。背軛部34朝接近曲柄軸箱1之方向延伸。

底壁部33及背軛部34係例如藉由對金屬板壓製成形而一體地形成。再者，於本發明中，亦可分開地構成底壁部33與背軛部34。即，於外轉子本體部31，背軛部34可與構成外轉子本體部31之其他部分一體地構成，亦可與構成外轉子本體部31之其他部分分開地構成。於背軛部34與其他部分分開地構成之情形時，只要背軛部34包含強磁性材料即可，其他部分亦可包含除強磁性材料以外之材料。

於筒狀凸座部32，沿曲柄軸5之軸線方向X形成有用以***曲柄軸5之一端部5a之錐狀***孔32a。錐狀***孔32a具有與曲柄軸5之一端部5a之外周面對應之錐角。於將曲柄軸5之一端部5a***至***孔32a時，一端部5a之外周面與***孔32a之內周面接觸，從而將曲柄軸 5固定於***孔32a。藉此，將凸座部32相對於曲柄軸5之軸線方向X定位。於該狀態下，將螺母35旋入至形成於曲柄軸5之一端部5a之前端部分之公螺紋部5c。藉此，將筒狀凸座部32固定於曲柄軸5。

筒狀凸座部32係於筒狀凸座部32之基端部(圖中筒狀凸座部32之右部)具有大徑部32b。筒狀凸座部32係於大徑部32b之外周面具有朝向直徑方向外側延伸之凸緣部32c。於形成在外轉子本體部31之底壁部33之中央部的孔部33a***有筒狀凸座部32之大徑部32b。於該狀態下，凸緣部32c接觸於底壁部33之外周面(圖中右側面)。筒狀凸座部32之凸緣部32c與外轉子本體部31之底壁部33係利用貫通凸緣部32c及底壁部33之鉚釘36而一體地固定於外轉子本體部31的圓周方向之複數個部位。

三相無刷馬達SG為永久磁鐵式馬達。於外轉子本體部31之背軛部34，在背軛部34之內周面設置有複數個永久磁鐵部37。各永久磁鐵部37係以S極及N極沿三相無刷馬達SG之直徑方向排列之方式設置。

複數個永久磁鐵部37係以交替地配置N極與S極之方式設置於三相無刷馬達SG之圓周方向。於本實施形態中，與內定子40對向之外轉子30之磁極數為24個。所謂外轉子30之磁極數係指與內定子40對向之磁極數。與定子鐵心ST之齒部43對向之永久磁鐵部37之磁極面的數量相當於外轉子30之磁極數。外轉子30所具有之每個磁極之磁極面相當於與內定子40對向的永久磁鐵部37之磁極面。永久磁鐵部37之磁極面係由設置於永久磁鐵部37與內定子40之間之非磁體(未圖示)覆蓋。於永久磁鐵部37與內定子40之間未設置有磁體。作為非磁體，並無特別限定，例如可列舉不鏽鋼鋼材。於本實施形態中，永久磁鐵部37為鐵氧體磁鐵。然而，於本發明中，作為永久磁鐵可採用釹系黏結磁鐵、釤鈷磁鐵、釹磁鐵等先前周知之磁鐵。永久磁鐵部37之形狀並無特別限定。再者，外轉子30亦可為將永久磁鐵部37埋入於磁性材料之埋入磁鐵型(IPM(Interior permanent Magnet)型)，但較佳為如本實施形態般為永久磁鐵部37自磁性材料露出之表面磁鐵型(SPM(Surface Permanent Magnet)型)。

以如上方式安裝於曲柄軸5且以與曲柄軸5一同旋轉之方式安裝之外轉子30係用以增加曲柄軸5之慣量的旋轉體。又，於構成外轉子30之底壁部33之外周面(圖1及圖3中之右側面)，設置有具有複數個葉片部Fa之冷卻風扇F。冷卻風扇F係利用固定件(複數個螺栓Fb)而固定於底壁部33之外周面。

內定子40具有定子鐵心ST及複數相定子繞組W。定子鐵心ST係例如藉由將薄板狀之矽鋼板沿軸線方向積層而形成。定子鐵心ST係於定子鐵心ST之中心部具有內徑較外轉子30之筒狀凸座部32之外徑大之孔部41。又，定子鐵心ST具有朝向直徑方向外側一體地延伸之複數個齒部43(參照圖4)。於本實施形態中，合計18個齒部43隔開間隔而設置於圓周方向。換言之，定子鐵心ST具有隔開間隔而形成於圓周方向之合計18個槽SL(參照圖4)。齒部43實質上以等間隔配置於圓周方向。

三相無刷馬達SG為三相馬達。三相無刷馬達SG具備對應於三相之複數個定子繞組W。於各齒部43之周圍捲繞有定子繞組W。複數相定子繞組W係以通過槽SL之方式設置。複數相定子繞組W之各者屬於U相、V相、W相中之任一者。定子繞組W係例如以按U相、V相、W相之順序排列之方式配置。定子繞組W相當於本發明中所提及之繞組之一例。

如圖3所示，於內定子40，在三相無刷馬達SG之直徑方向之中央部分形成有孔部41。於孔部41內，自孔部41之壁面(內定子40)隔開間隔而配置有曲柄軸5及外轉子30之筒狀凸座部32。於該狀態下，將內定子40安裝於4衝程引擎本體E之曲柄軸箱1。內定子40之齒部43之端部(前端面)係自構成外轉子30之永久磁鐵部37之磁極面(內周面)隔開間隔而配置。於該狀態下，外轉子30係與曲柄軸5之旋轉連動地旋轉。外轉子30係與曲柄軸5一體地旋轉。換言之，外轉子30之旋轉速度與曲柄軸5之旋轉速度相同。

參照圖4進而對外轉子30進行說明。永久磁鐵部37設置於三相無刷馬達SG之直徑方向上之內定子40之外側。背軛部34設置於直徑方向上之永久磁鐵部37之外側。永久磁鐵部37係於與內定子40對向之面具備複數個磁極面37a。磁極面37a沿三相無刷馬達SG之圓周方向排列。磁極面37a之各者為N極或S極。N極與S極係沿三相無刷馬達SG之圓周方向交替地配置。永久磁鐵部37之磁極面37a與內定子40對向。於本實施形態中，複數個磁鐵配置於三相無刷馬達SG之圓周方向，複數個磁鐵分別以S極與N極沿三相無刷馬達SG之直徑方向排列之姿勢配置。磁極面之對37p包括沿圓周方向相鄰之1個S極及1個N極。磁極面之對37p之數量為磁極面37a之數量之1/2。於本實施形態中，於外轉子30，設置有與內定子40對向之24個磁極面37a，且外轉子30之磁極面之對37p之數量為12個。再者，於圖中表示有對應於12個磁鐵對之12個磁極面之對37p。然而，為了容易觀察圖，37p之符號僅指1個對。三相無刷馬達SG具有多於齒部43之數量之2/3之磁極面37a。三相無刷馬達SG具有齒部43之數量之4/3以上之數量之磁極面37a。

於外轉子30之外表面，具備用以檢測外轉子30之旋轉位置之複數個被檢測部38。複數個被檢測部38係藉由磁作用而被檢測出。複數個被檢測部38係沿圓周方向隔開間隔而設置於外轉子30之外表面。於本實施形態中，複數個被檢測部38係沿圓周方向隔開間隔而設置於外轉子30之外周面。複數個被檢測部38配置於筒狀之背軛部34之外周面。複數個被檢測部38分別自背軛部34之外周面朝三相無刷馬達SG 之直徑方向Y之外側突出。底壁部33、背軛部34及被檢測部38係例如藉由對鐵等金屬板進行壓製成形而一體地形成。即，被檢測部38係利用強磁體形成。關於被檢測部38之配置之詳細情況將於下文進行說明。

轉子位置檢測裝置50係檢測外轉子30之位置之裝置。轉子位置檢測裝置50設置於與複數個被檢測部38對向之位置。即，轉子位置檢測裝置50係配置於如複數個被檢測部38依序與轉子位置檢測裝置50對向之位置。轉子位置檢測裝置50係與被檢測部38隨著外轉子30之旋轉而通過之路徑對向。轉子位置檢測裝置50配置於與內定子40隔開之位置。於本實施形態中，轉子位置檢測裝置50係以於曲柄軸5之直徑方向上外轉子30之背軛部34及永久磁鐵部37位於轉子位置檢測裝置50與內定子40及定子繞組W之間之方式配置。轉子位置檢測裝置50配置於較三相無刷馬達SG之直徑方向上之外轉子30更靠外側，且面向外轉子30之外周面。

轉子位置檢測裝置50具有檢測用繞組51、檢測用磁鐵52及鐵心53。檢測用繞組51係作為檢測被檢測部38之拾波線圈而發揮功能。鐵心53例如為鐵製之呈棒狀延伸之構件。檢測用繞組51係磁性地檢測被檢測部38。轉子位置檢測裝置50係於曲柄軸5之旋轉開始之後，開始檢測外轉子30之旋轉位置。再者，轉子位置檢測裝置50亦可採用除上述之藉由伴隨被檢測部38之通過之電動勢而產生的電壓變化之構成以外之構成。例如，轉子位置檢測裝置50亦可採用始終對檢測用繞組51通電，且藉由伴隨被檢測部38之通過所產生之電感的變化而引起通電電流變化之類型的構成。又，轉子位置檢測裝置50並無特別限定，亦可具備霍耳元件或MR(Magnetic Resistance，磁阻)元件。本實施形態之引擎單元EU(參照圖1)亦可具備霍耳元件或MR元件。

此處，參照圖4對外轉子30之被檢測部38之配置進行說明。本實施形態中之複數個被檢測部38係設置於外轉子30之外表面。複數個被檢測部38之各者相對於該各者所對應之磁極面之對37p具有相互相同之相對位置關係。又，轉子位置檢測裝置50設置於與複數個被檢測部38對向之位置。轉子位置檢測裝置50設置於在外轉子30之旋轉過程中與複數個被檢測部38之各者對向之位置。轉子位置檢測裝置50並非同時(一次)與複數個被檢測部38對向，而是與複數個被檢測部38中之1個對向。於圖4中，以一點鏈線表示包含於圓周方向相鄰之2個磁極(S極及N極)之磁極面之對37p中之預先設定的圓周方向之規定位置。再者，於本實施形態中，於外轉子30設置有11個被檢測部38，較規定位置之數量少一個。11個被檢測部38分別設置於12處規定位置中之11處。

圖5係表示圖1所示之引擎單元EU之電氣基本構成之方塊圖。

引擎單元EU具備4衝程引擎本體E、三相無刷馬達SG及控制裝置CT。於控制裝置CT連接有三相無刷馬達SG、火星塞29及電池14。

控制裝置CT係與複數相定子繞組W連接，且自車輛所具備之電池14對複數相定子繞組W供給電流。控制裝置CT具備啟動馬達控制部62、燃燒控制部63及複數個開關部611~616。本實施形態中之控制裝置CT具有6個開關部611~616。開關部611~616構成反相器61。反相器61為三相橋接反相器。反相器61之開關部611~616設置於電池14與三相無刷馬達SG之間。開關部611~616係控制自電池14施加至三相無刷馬達SG之電壓。複數個開關部611~616係與複數相定子繞組W之各相連接，且切換複數相定子繞組W與電池14之間之電壓之施加/非施加。藉此，複數個開關部611~616切換複數相定子繞組W與電池14之間之電流之通過/阻斷。即，複數個開關部611~616係控制於電池14與三相無刷馬達SG之間流動之電流。更具體而言，於三相無刷馬達SG作為啟動馬達發揮功能之情形時，藉由開關部611~616之接通、斷開動作而切換對複數相定子繞組W之各者之通電及通電停止。又，於三相無刷馬達SG作為發電機發揮功能之情形時，藉由開關部611~616之接通、斷開動作而切換定子繞組W之各者與電池14之間之電流的通過/阻斷。藉由依序切換開關部611~616之接通、斷開，而進行自三相無刷馬達SG輸出之三相交流之整流及電壓之控制。

開關部611~616分別具有開關元件。開關元件例如為電晶體，更詳細而言為FET(Field Effect Transistor，場效應電晶體)。然而，開關部611~616係除採用FET以外，亦可採用例如閘流體及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣閘雙極性電晶體)。

啟動馬達控制部62控制複數個開關部611~616。啟動馬達控制部62係藉由分別控制對應於三相之6個開關部611~616，而控制自電池14施加至三相無刷馬達SG之電壓。啟動馬達控制部62係藉由控制開關部611~616各自之接通、斷開動作，而控制三相無刷馬達SG之動作。啟動馬達控制部62係藉由控制開關部611~616各自之接通、斷開動作，而既可使三相無刷馬達SG正轉，亦可使三相無刷馬達SG反轉。啟動馬達控制部62包含轉矩抑制部621、加速控制部622、接通、斷開動作記憶部623、初始動作部624、及阻力賦予部625。

包含轉矩抑制部621、加速控制部622及阻力賦予部625之啟動馬達控制部62與燃燒控制部63係藉由未圖示之電腦及利用電腦所執行之控制軟體而實現。然而，啟動馬達控制部62與燃燒控制部63之一部分或全部亦可藉由作為電子電路之佈線邏輯而實現。又，啟動馬達控制部62及燃燒控制部63例如既可作為互不相同之裝置而於相互隔開之位置構成，又，亦可一體地構成。

接通、斷開動作記憶部623例如包含記憶體。接通、斷開動作記憶部623係記憶與複數個開關部611~616之接通、斷開動作相關之資料。更詳細而言，接通、斷開動作記憶部623係記憶用於供控制裝置 CT控制三相無刷馬達SG及4衝程引擎本體E之資訊之映射表、及記載有資訊之軟體。又，初始動作部624包含電子電路。初始動作部624係於曲柄軸5為停止狀態時，產生使複數個開關部611~616進行接通、斷開動作之電氣信號。再者，控制裝置CT既可使接通、斷開動作記憶部623及初始動作部624之兩者同時動作，亦可使接通、斷開動作記憶部623及初始動作部624之一者動作。

阻力賦予部625係於4衝程引擎本體E之燃燒停止後，進行藉由控制三相無刷馬達SG而控制曲柄軸5之旋轉來使曲柄軸5之旋轉停止之處理。轉矩抑制部621及加速控制部622於接收到啟動指示(再啟動指示)之情形時，進行藉由控制三相無刷馬達SG而用以使曲柄軸5之旋轉開始或加速之處理。

燃燒控制部63係藉由對火星塞29進行點火動作，而控制4衝程引擎本體E之燃燒動作。於4衝程引擎本體E具備噴射燃料並產生混合氣體之燃料噴射裝置之情形時，燃燒控制部63係藉由亦控制燃料噴射裝置之噴射，而控制4衝程引擎本體E之燃燒動作。

於啟動馬達控制部62，連接有用以使4衝程引擎本體E啟動之啟動開關16。於4衝程引擎本體E啟動時，啟動開關16係由駕駛者操作。又，控制裝置CT之啟動馬達控制部62係藉由檢測電池14之電壓而檢測電池14之充電狀態。然而，對於電池14之充電狀態之檢測，除可採用檢測電池14之電壓之構成以外，亦可採用例如於充電狀態下檢測流入至電池14之電流之構成。

控制裝置CT係藉由啟動馬達控制部62而控制反相器61。控制裝置CT係通過反相器61之動作而控制三相無刷馬達SG。再者，於本實施形態中，於反相器61與電池14之間設置有電容器(未圖示)，由電池14與電容器構成蓄電部。

[引擎單元之動作]

圖6係說明圖1所示之引擎單元EU之動作之流程圖。

此處所說明之引擎單元EU之停止動作係自引擎單元EU之燃燒動作狀態開始(步驟S11)。

又，圖7(a)係說明圖1所示之引擎單元EU中之曲柄軸5之動作之圖。圖7(b)係說明作為比較例而進行反轉之情形時之曲柄軸之動作之圖。

一面參照圖6及圖7(a)，一面自燃燒停止開始依序說明引擎單元EU之動作。

燃燒動作狀態例如為怠速狀態。怠速狀態係指停車且引擎旋轉之狀態。於怠速狀態下，引擎為無負載狀態，且以最低限度之旋轉速度運轉。以下，使用怠速狀態之例說明燃燒狀態。

再者，就於停車中引擎停止之車輛而言，通常於自車輛停止起經過特定時間之後判斷為已停車，從而使引擎停止。此情形時，於自車輛停止起至判斷為已停車為止之期間，車輛為停車且引擎旋轉之狀態、即怠速狀態。

於引擎單元EU為怠速狀態即燃燒動作狀態時(步驟S11)，若未輸入燃燒停止指示(步驟S12：否(NO))，則控制裝置CT繼續燃燒動作狀態。另一方面，若輸入燃燒停止指示(步驟S12：是(YES))，則控制裝置CT使引擎之燃燒停止(步驟S13)。詳細而言，燃燒控制部63使引擎之燃燒停止。再者，燃燒停止指示亦可為藉由控制裝置CT判斷出車輛已停止時所產生之內部之指令。又，燃燒停止指示亦可為藉由駕駛者輸入之外部之指令。即便使引擎之燃燒停止，曲柄軸5亦藉由慣性而暫時繼續旋轉。曲柄軸5之旋轉係藉由轉子位置檢測裝置50而檢測出。

於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後(步驟S13之後)，於曲柄軸5正轉時，控制裝置CT使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力，從而使曲柄軸5於4衝程引擎本體E之壓縮衝程停止(步驟S14~S19)。即，於4衝程引擎本體E之燃燒動作根據燃燒停止指示而停止之情形時(步驟S13之後)，且於曲柄軸5正轉之情形時，控制裝置CT係使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力，從而使曲柄軸5於4衝程引擎本體E之壓縮衝程停止。詳細而言，於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之情形時(步驟S13之後)，且於曲柄軸5正轉之情形時，啟動馬達控制部62之阻力賦予部625使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力，從而使曲柄軸5於4衝程引擎本體E之壓縮衝程停止。

更詳細而言，於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，控制裝置CT係基於曲柄軸5之旋轉速度及曲柄軸5之位置而使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力。具體而言，控制裝置CT係基於曲柄軸5之旋轉速度及曲柄軸5之位置，而開始對正轉賦予阻力。於針對曲柄軸5之旋轉速度及位置預先設定之阻力賦予條件成立之情形時(步驟S14：是)，控制裝置CT使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力(步驟S15)。阻力賦予條件例如為曲柄軸5之旋轉速度未達預先設定之閾值，且曲柄軸5通過預先設定之位置。預先設定之位置為4衝程中之位置。預先設定之位置例如為於正轉中較壓縮上死點靠後且較壓縮衝程靠前之位置。對旋轉速度預先設定之閾值例如為藉由對曲柄軸5之正轉賦予阻力，而可使曲柄軸5於壓縮衝程停止之速度。

控制裝置CT係利用來自轉子位置檢測裝置50之信號而檢測曲柄軸5之位置及旋轉速度。然而，控制裝置CT例如亦可利用來自除轉子位置檢測裝置50以外之裝置或感測器之信號而檢測曲柄軸5之位置及旋轉速度。

於圖7(a)中，表示於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，曲柄軸5通過處於膨脹衝程之預先設定之位置P0，藉此，對曲柄軸5之正轉賦予阻力，從而使曲柄軸5於壓縮衝程之位置P2停止。曲柄軸5係於處於較位置P0更靠正轉中之前方之情形時被賦予阻力。

於引擎單元EU中輸入燃燒停止指示時之曲柄軸5之旋轉狀態於每次輸入燃燒停止指示時均不同。即，輸入燃燒停止指示時之曲柄軸5之位置及旋轉速度存在偏差。控制裝置CT係基於曲柄軸5之旋轉速度及曲柄軸5之位置而對曲柄軸5之正轉賦予阻力。控制裝置CT係基於曲柄軸5之旋轉速度及曲柄軸5之位置而對曲柄軸5之正轉賦予阻力，藉此，可抑制曲柄軸5之停止位置之偏差之影響，且容易使4衝程引擎本體於目標之位置停止。

於對曲柄軸5之正轉賦予阻力時，本實施形態之控制裝置CT係實施利用三相無刷馬達SG之向量控制之阻力之賦予、及利用定子繞組W之短路之阻力之賦予的兩者。控制裝置CT係切換利用三相無刷馬達SG之向量控制之阻力的賦予、及利用定子繞組W之短路之阻力的賦予。控制裝置CT首先實施利用三相無刷馬達SG之向量控制之阻力之賦予。控制裝置CT將利用向量控制之阻力之賦予切換為利用定子繞組W之短路之阻力之賦予。

於步驟S15中。控制裝置CT係藉由進行三相無刷馬達SG之向量控制，而使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力。控制裝置CT對三相無刷馬達SG進行向量控制，更具體而言係指控制裝置CT以對三相無刷馬達SG進行向量控制之方式控制複數個開關部611~616。因此，亦將三相無刷馬達SG之向量控制稱為複數個開關部611~616之向量控制。

控制裝置CT係以使三相無刷馬達SG對曲柄軸5賦予反轉之驅動力之方式控制複數個開關部611~616。

向量控制係將發電機SG之電流分離為與磁鐵之磁通方向對應之d軸成分、及就電氣角度而言與磁通方向垂直之q軸成分而進行控制之方法。q軸成分為影響發電機SG之轉矩負載之成分。向量控制係對複數相定子繞組W之各相無通電暫停期間地進行通電之控制。向量控制係以使正弦波之電流流過複數相定子繞組W之各相之方式進行通電的控制。複數個開關部611~616於向量控制之時序進行接通、斷開動作，藉此，使正弦波之電流流過複數相定子繞組W之各者。

利用向量控制之對曲柄軸之旋轉之阻力的賦予係例如藉由以與定子繞組W之感應電壓之正弦波同步之方式，使電流朝感應電壓之方向流動而實現。換言之，利用向量控制之對曲柄軸之旋轉之阻力的賦予係例如藉由朝感應電壓之方向引出電流而實現。

控制裝置CT係以三相無刷馬達SG發電並將電池14充電之方式，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。再者，正弦波之電流及正弦波之電壓意指正弦波狀之電流及電壓。於正弦波之電流例如包含伴隨開關部之接通、斷開動作之漣波及變化。

於向量控制中，複數個開關部611~616之各者分別以進行了脈寬調變(PWM(Pulse Width Modulation))之信號控制。脈寬調變中之脈衝之週期短於定子繞組W的各相之感應電壓之週期。即，控制裝置CT係根據週期短於發電機SG之定子繞組W之感應電壓之週期的脈衝信號而控制複數個開關部611~616之接通、斷開。

控制裝置CT係於向量控制中，根據利用未圖示之感測器所偵測出之複數相定子繞組W之電流、及利用轉子位置檢測裝置50所偵測出之外轉子30之位置而獲得d軸成分與q軸成分。控制裝置CT係基於根據目標值予以修正之成分，而控制複數個開關部611~616之接通、斷開之時序。

再者，於控制中，亦可採用僅檢測一部分之相之定子繞組之電流的方法、或省略利用轉子位置檢測裝置50所進行之位置檢測之方法。又，於控制中，亦可採用於不偵測任一相之定子繞組之電流的情況下控制複數個開關部611~616之方法。此情形時，控制裝置CT係自利用轉子位置檢測裝置50所偵測出之外轉子30之位置，而以與定子繞組W之感應電壓之正弦波同步的方式推斷電流，且將用以流動所推斷之電流之電壓施加至定子繞組W。例如，控制裝置CT係使用表示外轉子30之位置與脈衝之週期之對應關係的映射表(設定表)，基於外轉子30之位置而控制複數個開關部611~616。該映射表係藉由如下方式而預先設定，即針對外轉子30之位置，而推斷用以流動如與感應電壓之正弦波同步之電流之電壓。

對於接通、斷開之時序之控制，例如可採用使用所輸入之資訊而算出公式之方法、或讀出並參照記憶於接通、斷開動作記憶部623之映射表(設定表)之方法。公式或映射表亦可包含於程式。又，控制裝置CT亦可使用包含電子電路(佈線邏輯)之初始動作部624進行控制。

圖8係表示向量控制中之電流及電壓之波形之例之圖。

於圖8中，Vu係表示三相無刷馬達SG之複數相定子繞組W中之U相之定子繞組W的感應電壓。Iu係表示U相之定子繞組W之電流。於圖8中，Iu中之正值係表示電流自開關部611、612流過定子繞組W。Iu中之負值係表示電流自定子繞組W流過開關部611、612。

Vsup及Vsun係表示複數個開關部611~616中之連接於U相之定子繞組W之2個開關部611、612之控制信號。Vsup為配置於U相之定子繞組W與電池14之正極之間的正側之開關部611之控制信號。Vsup係配置於U相之定子繞組W與電池14之負極之間的負側之開關部612之控制信號。Vsup及Vsun中之H位準係表示開關部611、612之接通狀態。L位準表示斷開狀態。Idc為流入至電池14之電流。Idc中之負值、即、低於圖中之「0」之值係表示三相無刷馬達SG發電，且對電池14進行充電。

如開關部611、612之控制信號Vsup、Vsun所示，正側之開關部 611與負側之開關部612係於接通狀態與斷開狀態下成為相互相反之狀態。

控制裝置CT係以正弦波之電流流過定子繞組W之各相之方式，控制開關部611、612之接通、斷開之占空比。控制裝置CT係以開關部611、612之接通、斷開之占空比之變化週期成為定子繞組W的感應電壓之週期之方式，控制開關部611、612。定子繞組W之感應電壓為正弦波，且重複中央值「0」(時序t1、t5)、正之最大值(時序t2)、中央值「0」(時序t3)、及負之最大值(時序t4)。

於向量控制中，控制裝置CT係以如下方式控制開關部611、612。即於定子繞組W之感應電壓Vu成為正之最大值及負之最大值之時序(t2、t4)時，正側之開關部611之占空比與負側之開關部612之占空比的差大於感應電壓Vu成為中央值(「0」)之時序(t1、t3、t5)時之正側的開關部611之占空比與負側之開關部612之占空比之差。

例如，於U相之定子繞組W之感應電壓Vu成為中央值(「0」)之時序(t1、t3、t5)時，例如與時序(t2、t4)相比，正側之開關部611之占空比及負側之開關部612之占空比之兩者接近50%。因此，正側之開關部611之占空比與負側之開關部612之占空比之差較小。其結果，U相之定子繞組W之電流變小。

再者，開關部611、612之占空比直接影響到自電池14供給至定子繞組W之電壓。於電壓與電流之間，產生由定子繞組W之電感成分所致之延遲。因此，於占空比與電流之變化產生若干偏差。但是，藉由向量控制而可提高流過定子繞組W之電流Iu與感應電壓Vu之功率因數。

關於U相之上述說明亦適用於V相及W相。V相及W相之電壓及電流相對於U相而具有120度及240度之相位差。

根據向量控制，例如圖8所示，能以相對於感應電壓Vu提高功率因數之方式控制流入至定子繞組W之電流。因此，對曲柄軸5之旋轉產生較強之阻力。利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力係對曲柄軸5之旋轉產生較強之制動力。因此，容易使曲柄軸5於容易使4衝程引擎本體E以較小之輸出轉矩啟動之位置停止。

於繞組短路之開始條件成立之情形時(步驟S17：是)，控制裝置CT係將控制態樣自利用向量控制之阻力之賦予(步驟S15)切換為利用定子繞組W之短路之阻力的賦予(步驟S18)。定子繞組W之短路更具體而言為定子繞組W之端子之短路。

於步驟S18中，控制裝置CT係於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，於曲柄軸5正轉時以使複數個定子繞組W之端子短路之方式控制開關部611~616。藉此，控制裝置CT使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力，從而使曲柄軸5於壓縮衝程停止。

詳細而言，於繞組短路之開始條件成立之情形時(步驟S17：是)，控制裝置CT係藉由定子繞組W之短路而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力(步驟S18)。繞組短路之開始條件(步驟S17)例如為曲柄軸5之旋轉速度低於預先設定之閾值。該閾值小於上述步驟S14中用以開始對正轉賦予阻力之條件中之閾值。作為繞組短路之控制之開始條件，亦可採用曲柄軸5之位置處於預先設定之範圍之條件。

控制裝置CT使開關部611~616將三相之定子繞組W之端子短路。例如控制裝置CT使負側之開關部612、614、616同時成為接通狀態。藉此，定子繞組W之端子短路。

於定子繞組W短路之情形時，於定子繞組W流動因於定子繞組W所產生之感應電壓所致之電流。藉由流過定子繞組W之電流，三相無刷馬達SG產生對曲柄軸5之旋轉之阻力。

因定子繞組W之短路所產生之阻力引起定子繞組W之感應電壓，故而曲柄軸5之旋轉速度越大則阻力越大，曲柄軸5之旋轉速度越小則阻力越小。因此，於曲柄軸5之旋轉速度較大時，利用較大之阻力而使曲柄軸5之旋轉急劇減速。阻力隨著曲柄軸之旋轉速度減少而變小。

另一方面，曲柄軸5於壓縮衝程中受到因氣體之壓縮反作用力而產生之旋轉之阻力。曲柄軸5正轉並越接近壓縮上死點，則因壓縮反作用力而產生之阻力越大。即，隨著曲柄軸5於壓縮衝程減速，因定子繞組W之短路所產生之旋轉之阻力慢慢變小，另一方面，隨著曲柄軸5於壓縮衝程旋轉，因壓縮反作用力而產生之阻力變大。利用因定子繞組W短路而產生之阻力之減少與因壓縮反作用力而產生之阻力之增大的平衡，而使曲柄軸5之正轉容易於曲柄軸5容易以較小之轉矩啟動之位置停止。

控制裝置CT係根據轉子位置檢測裝置50輸出之信號，而判別曲柄軸5之旋轉之停止(步驟S19)。再者，本實施形態之轉子位置檢測裝置50係檢測伴隨被檢測部38之通過之電動勢之變化。因此，關於本實施形態之轉子位置檢測裝置50，若曲柄軸5之旋轉變遲且電動勢之變化變小，則無法檢測曲柄軸5之旋轉。但是，認為至少於藉由轉子位置檢測裝置50檢測曲柄軸5之旋轉時，曲柄軸5旋轉。轉子位置檢測裝置50並不限定於本實施形態之例，例如亦可構成為於曲柄軸5之旋轉停止之前檢測曲柄軸5之旋轉。

當曲柄軸5之旋轉停止時(步驟S19：是)，控制裝置CT等待啟動指示即再啟動之指示的輸入(步驟S24)。

控制裝置CT係於曲柄軸5停止時，根據啟動指示之輸入而控制複數個開關部611~616，藉此，使三相無刷馬達SG開始曲柄軸5之正轉(步驟S25~S27)。更詳細而言，啟動馬達控制部62之轉矩抑制部621及加速控制部622係於曲柄軸5停止時，根據啟動指示之輸入而控制複數個開關部611~616，藉此，使三相無刷馬達SG開始曲柄軸5之正轉 (步驟S25~S27)。控制裝置CT係於壓縮衝程自曲柄軸5停止之位置開始使曲柄軸5正轉。

啟動指示係例如於啟動開關16***作之情形時，自啟動開關16輸入至控制裝置CT。又，於引擎單元EU具有怠速停止功能之情形時，控制裝置CT係藉由判別預先設定之引擎啟動條件，而自發執行啟動之指示。預先設定之引擎啟動條件之達成包含於啟動指示之輸入。預先設定之引擎啟動條件例如為未圖示之加速器操作子之操作。

若輸入啟動指示(於步驟S24中為是)，則控制裝置CT藉由令三相無刷馬達SG使曲柄軸5旋轉而使4衝程引擎本體E啟動(步驟S25)。詳細而言，啟動馬達控制部62之轉矩抑制部621係藉由令三相無刷馬達SG使曲柄軸5旋轉而使4衝程引擎本體E啟動(步驟S25)。

於圖7(a)中，表示曲柄軸5自停止之位置、即壓縮衝程內之位置P2開始旋轉。

於步驟S25中，控制裝置CT係一面使三相無刷馬達SG以較利用電池14所獲得之最大轉矩小之轉矩旋轉，一面使曲柄軸5自壓縮衝程進行正轉。控制裝置CT係於曲柄軸5開始正轉後至壓縮衝程結束為止之至少一部分，持續抑制三相無刷馬達SG之輸出轉矩之控制。更詳細而言，控制裝置CT首先進行轉矩抑制控制(步驟S25)。更詳細而言，啟動馬達控制部62之轉矩抑制部621於預先設定之時序使複數個開關部611~616進行接通、斷開動作。啟動馬達控制部62係藉由開環控制而使開關部611~616進行接通、斷開動作。即，啟動馬達控制部62不進行利用外轉子30之位置之反饋控制而於預先設定之時序依序將複數相之定子繞組W通電。啟動馬達控制部62(控制裝置CT)之轉矩抑制部621係藉由於預先設定之時序使複數個開關部611~616進行接通、斷開動作，而以較利用電池14所獲得之最大轉矩小之轉矩使曲柄軸5旋轉。

當於曲柄軸5開始進行正轉之後，轉子位置檢測裝置50檢測外轉子30之位置時(步驟S26中為是)，控制裝置CT進行抑制解除控制(步驟S27)。詳細而言，啟動馬達控制部62之加速控制部622進行抑制解除控制。於在壓縮衝程結束之前檢測出外轉子30之位置之情形時，於壓縮衝程結束之前之期間之一部分實施轉矩抑制控制。再者，亦可於壓縮衝程之後實施轉矩抑制控制。於抑制解除控制中，控制裝置CT解除三相無刷馬達SG之輸出轉矩之抑制。詳細而言，啟動馬達控制部62之加速控制部622解除三相無刷馬達SG之輸出轉矩之抑制。

於本實施形態之抑制解除控制(步驟S27)中，為了解除輸出轉矩之抑制，控制裝置CT係於相應於外轉子30之位置之時序依序對複數個定子繞組W進行通電。即，控制裝置CT係藉由基於外轉子30之位置之反饋控制，而依序對複數相定子繞組W通電。藉此，可解除三相無刷馬達SG之輸出轉矩之抑制，且可根據啟動指示之輸入而發揮使曲柄軸5正轉時之最大轉矩。此時，較佳為控制裝置CT使三相無刷馬達SG以利用電池14所獲得之最大轉矩旋轉。藉由進行抑制解除控制(步驟S27)，控制裝置CT移行至使外轉子30之旋轉加速之態樣。

控制裝置CT係以如下方式進行控制，即：於外轉子30之旋轉加速中，進行反相器61所具備之複數個開關部611~616之向量控制，藉此，自電池14對三相無刷馬達SG供給電力。即，控制裝置CT係以如下方式進行控制，即：藉由進行三相無刷馬達SG之向量控制，而自電池14對三相無刷馬達SG供給電力。向量控制為180度通電。

利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速係例如藉由以與定子繞組W之感應電壓之正弦波同步之方式，使電流朝向與該正弦波之方向相反之方向流動而實現。換言之，利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速係例如藉由以克服定子繞組W之感應電壓之方式使電流自電池14流過定子繞組W而實現。就利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速而言，例如電流Iu之正負與圖8所示之電流Iu相反。

此後，控制裝置CT係於曲柄軸5之旋轉速度超過可點火之特定之旋轉速度之情形時(步驟S28中為是)，使4衝程引擎本體E之燃燒動作開始(步驟S29)。更詳細而言，控制裝置CT之燃燒控制部63係藉由控制火星塞29，而控制4衝程引擎本體E之燃燒動作。於4衝程引擎本體E具備噴射燃料並產生混合氣體之燃料噴射裝置之情形時，燃燒控制部63係藉由亦控制燃料噴射裝置之噴射，而控制4衝程引擎本體E之燃燒動作。此處，於4衝程引擎本體E之燃燒動作之開始中，亦包含確認燃燒動作是否正常地進行之動作。燃燒動作是否正常地進行係例如藉由如下方法判別：於曲柄軸5旋轉複數次之期間，測定曲柄軸5之旋轉速度，所測定之旋轉速度是否超過設為正常之燃燒動作之情形所決定之值。

本實施形態之控制裝置CT係於藉由根據啟動指示之輸入使曲柄軸5正轉，而使4衝程引擎本體E之燃燒動作開始之後，亦使曲柄軸5之正轉加速(步驟S29)。更詳細而言，三相無刷馬達SG係於使亦包含確認燃燒動作是否正常地進行動作之4衝程引擎本體E之燃燒動作開始之後，繼續曲柄軸5之旋轉之加速。具體而言，控制裝置CT係於使燃燒動作開始之後，於預先設定之期間，以自電池14對三相無刷馬達SG供給電力之方式控制反相器61所具備之複數個開關部611~616。即，控制裝置CT使三相無刷馬達SG全力運轉。藉此，與未自電池14對三相無刷馬達SG供給電力之情形相比，曲柄軸5之旋轉加速。即，與僅藉由4衝程引擎本體E之燃燒動作進行旋轉之情形相比，曲柄軸5之旋轉加速。控制裝置CT係藉由以如下方式進行控制而使曲柄軸5之旋轉加速，即藉由進行反相器61所具備之複數個開關部611~616之向量控制，而自電池14對三相無刷馬達SG供給電力。

於4衝程引擎本體E開始燃燒動作之後，有曲柄軸5之旋轉之穩定性較低之情形。於4衝程引擎本體之燃燒開始後，繼續利用三相無刷馬達SG所進行之曲柄軸5之正轉之加速，藉此，使利用4衝程引擎本體之燃燒所進行之曲柄軸5之正轉穩定化。又，於4衝程引擎本體之燃燒開始前後持續向量控制，藉此，曲柄軸之正轉進而加速。為使曲柄軸5之旋轉穩定化，而將預先設定之期間設定為充分之期間(時間期間)。作為預先設定之期間，例如設定足以使曲柄軸5之旋轉速度達到怠速旋轉速度之程度之期間。

又，於4衝程引擎本體E之燃燒開始後，於例如要求車輛加速之情形時，藉由使曲柄軸5之正轉加速而輔助車輛之加速。於在三相無刷馬達SG進行發電之狀態下要求加速之情形時，控制裝置CT係藉由將三相無刷馬達SG自發電控制切換為全力運轉控制而使曲柄軸5之正轉加速。

如此，控制裝置CT係於4衝程引擎本體E之啟動結束之後，於預先設定之期間使曲柄軸5之正轉加速。因此，可使利用4衝程引擎本體E之燃燒動作之曲柄軸5之正轉穩定化。又，可更迅速地進行曲柄軸5之正轉之加速。

三相無刷馬達SG係於4衝程引擎本體E啟動後，與曲柄軸5之旋轉連動地進行旋轉，藉此，作為產生用以對電池14進行充電之電流的發電機而發揮功能。即，當4衝程引擎本體E開始燃燒時(步驟S31)，三相無刷馬達SG被4衝程引擎本體E驅動而作為發電機發揮功能。控制裝置CT係使複數個開關部611~616進行接通、斷開動作，而控制自複數個定子繞組W供給至電池14之電流。控制裝置CT係基於轉子位置檢測裝置50之檢測用繞組51之電氣信號，而使複數個開關部611~616進行接通、斷開動作。

於圖7(b)中，表示作為本實施形態之比較例而進行反轉之情形時之曲柄軸之動作。

於圖7(b)所示之例中，於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，曲柄軸例如於停止位置P1停止。於圖7(b)所示之比較例中，於燃燒動作停止之後，曲柄軸之旋轉未被阻力控制。因此，曲柄軸之旋轉停止之位置並不限定於P1。於圖7(b)所示之例中，曲柄軸係於旋轉停止後，至膨脹衝程內之位置P3為止進行反轉。曲柄軸係根據啟動指示之輸入而自膨脹衝程內之位置P3開始正轉。

相對於此，於圖7(a)中表示動作之例。根據本實施形態之曲柄軸，於4衝程引擎本體之燃燒動作停止，且曲柄軸5之旋轉停止之後，於為了使4衝程引擎本體啟動而使曲柄軸5正轉之前，不使曲柄軸5旋轉。根據本實施形態，於為了使4衝程引擎本體啟動而使曲柄軸5正轉之前不使曲柄軸5反轉。

於圖9中，以實線表示正轉時之所需轉矩Ta。高負載區域TH位於壓縮衝程中之壓縮上死點(曲柄角度位置為0度)附近。低負載區域TL包含於進氣衝程、膨脹衝程及排氣衝程。

於圖9中，以虛線表示反轉中之所需轉矩Tb。於曲柄軸反轉之情形時，如圖9之虛線所示，高負載區域並不包含於壓縮衝程，而包含於膨脹衝程。

於圖9之曲線圖之下部，表示圖7(a)所示之進行正轉之情形時之曲柄軸的動作M1、及圖7(b)所示之作為比較例之進行反轉之情形時之曲柄軸的動作M2。

對作為比較例之進行反轉之情形時之曲柄軸的動作M2進行說明。

於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於曲柄軸在壓縮衝程或壓縮衝程之附近之停止位置P1停止之情形時，曲柄軸進行反轉至膨脹衝程之位置P3而停止。其後，藉由根據啟動指示之輸入使曲柄軸正轉，而可於到達高負載區域之前提高曲柄軸之旋轉速度。

於比較例中，於燃燒動作停止後且於曲柄軸停止後，曲柄軸係於經過進氣衝程及排氣衝程至膨脹衝程為止之區間進行反轉。又，於曲柄軸進行反轉之情形時，於排氣衝程中產生高負載區域。於曲柄軸反轉時，於假設曲柄軸克服處於高負載區域之最大負載位置之情形時，曲柄軸移動至壓縮衝程。若進行反轉之曲柄軸移動至壓縮衝程，則無進行反轉之優勢，反而需要用以自反轉移行至正轉之動力及時間。因此，於曲柄軸進行反轉之情形時，要求避免曲柄軸移動至壓縮衝程。因此，無法使曲柄軸充分靠近處於壓縮上死點(0度)附近之最大負載位置。於曲柄軸之反轉時難以使曲柄軸充分靠近最大負載位置，故而自根據啟動指示之輸入而開始正轉之位置P3至最大負載位置為止進行正轉之距離L4較短。因此，藉由根據啟動指示之輸入之正轉而獲得之慣性力相對較小。

相對於此，於本實施形態中，於4衝程引擎本體之燃燒動作與曲柄軸5之正轉停止之後，曲柄軸5被三相無刷馬達SG賦予對正轉之阻力，而於壓縮衝程之位置P2停止。

此後，於根據啟動指示之輸入而曲柄軸5開始旋轉之情形時，曲柄軸5係自停止狀態慢慢提高速度。若曲柄軸5之正轉自壓縮衝程之位置P2開始，則曲柄軸5係以旋轉開始後之低速通過壓縮衝程。由於曲柄軸5以低速通過壓縮衝程，故而曲柄軸5不易受到氣體之壓縮反作用力之影響。其結果，曲柄軸5可迅速地克服壓縮衝程之高負載區域之負載。於通過壓縮衝程之後，曲柄軸係遍及自膨脹衝程至壓縮衝程為止之較寬之低負載區域而正轉且到達第2次之高負載區域。即，可確保用於加速之較長之啟動區間L2。因此，三相無刷馬達SG可於到達第2次之高負載區域之前提高曲柄軸5之旋轉速度。而且，可利用伴隨較高之旋轉速度之較大之慣性力與三相無刷馬達之輸出轉矩的兩者，而克服第2次之高負載區域。因此，可抑制三相無刷馬達SG之輸出轉矩並使三相無刷馬達小型化。位置P2為用以使4衝程引擎本體E以較小之輸出轉矩啟動之位置。位置P2係壓縮衝程內之位置。位置P2例如為壓縮衝程中之靠近壓縮上死點之位置。

於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，於使曲柄軸5在壓縮衝程之位置P2停止之情形時，例如與藉由4衝程引擎本體E之燃燒動作之慣性力而進行正轉之情形相比，容易控制向曲柄軸之位置P2之移動。因此，可使曲柄軸移動至容易以較低之輸出轉矩進行4衝程引擎本體E之啟動之位置。

因此，根據本實施形態之引擎單元EU，可抑制三相無刷馬達SG之輸出轉矩而使三相無刷馬達小型化。其結果，可提昇向車輛之搭載性。

又，控制裝置CT係於4衝程引擎本體E之啟動時，一面使三相無刷馬達SG以相較利用電池14所獲得之最大轉矩經抑制之轉矩進行旋轉，一面使曲柄軸5自壓縮衝程進行正轉(圖6之步驟S15)。控制裝置CT係於曲柄軸5開始正轉後至壓縮衝程結束為止之期間之至少一部分，使三相無刷馬達SG以較利用電池14所獲得之最大轉矩小之轉矩旋轉。因此，曲柄軸5係於4衝程引擎本體E啟動時，相較例如以利用電池14所獲得之最大轉矩進行旋轉之情形，以低速自壓縮衝程開始正轉。因此，曲柄軸5進而容易克服壓縮衝程之高負載區域之負載。認為曲柄軸5於低速時容易克服負載之原因在於：於4衝程引擎本體E中，自燃燒室內洩漏至燃燒室外之氣體之量增加，因壓縮反作用力而產生之負載之大小減少。

而且，至少經過壓縮衝程之曲柄軸5係於遍及自膨脹衝程至壓縮衝程為止之低負載區域之大致全域而正轉之後，且到達第2次之高負載區域。而且，可利用伴隨較高之旋轉速度之較大之慣性力與三相無刷馬達SG之輸出轉矩的兩者，而克服第2次之高負載區域。

又，三相無刷馬達SG之轉子30所具有之磁極面37a之數量多於齒部43之數量之2/3。若磁極面37a之數量較多，則藉由控制裝置CT控制開關部611~616而對繞組W之各者施加之電壓之變化的頻率較高。例如於對繞組W之各者施加脈衝波形之電壓之情形時，該脈衝之頻率較高。由於對繞組W之各者施加之電壓之頻率較高，故而於三相無刷馬達SG使曲柄軸5正轉時所賦予之轉矩之脈動之頻率較高。藉由接收具有較高之頻率之轉矩之脈動，曲柄軸5容易克服高負載區域之負載。

又，三相無刷馬達SG係於4衝程引擎本體E啟動後，與曲柄軸5之旋轉連動地進行旋轉，藉此，作為產生用以對電池14進行充電之電流之發電機而發揮功能。兼具發電機功能之三相無刷馬達SG之定子繞組W受到用以將電池14充電之構造上之制約。例如為了抑制過大之充電電流，而限制作為三相無刷馬達SG之性能。

但是，根據本實施形態，曲柄軸5係藉由利用較最大轉矩小之輸出轉矩之較低之旋轉速度而到達最大負載位置，且至第2次之最大負載位置為止於充分之區間進行加速。因此，即便於三相無刷馬達SG之性能受到限制之情形時，亦可克服於第2次之最大負載位置之負載。因此，藉由三相無刷馬達SG兼作啟動馬達與發電機而使構成簡單，且可使三相無刷馬達SG小型化。

再次參照圖6，對在燃燒停止後對曲柄軸5之旋轉賦予阻力之狀況下，輸入再啟動之指令之情形進行說明。

於在燃燒停止後對曲柄軸5之旋轉賦予阻力之狀況下(步驟S15)，輸入再啟動之指令之情形時(步驟S16：是)，控制裝置CT係藉由向量控制而使曲柄軸5之旋轉加速(步驟S21)。即，控制裝置CT係將利用向量控制對曲柄軸5之旋轉附加阻力之切換為利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速。詳細而言，啟動馬達控制部62之加速控制部622係藉由向量控制而使曲柄軸5之旋轉加速。此時，控制裝置CT繼續向量控制。其後，控制裝置CT使引擎再啟動(步驟S22)。

利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速係例如藉由以與定子繞組W之感應電壓之正弦波同步之方式，使電流朝與該正弦波之方向相反之方向流動而實現。換言之，利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速係例如藉由以克服定子繞組W之感應電壓之方式，使電流自電池14流過定子繞組W而實現。

自利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力(步驟S15)向利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速(步驟S21)之移行並不伴隨控制之種類之變更。控制狀態之移行例如可藉由指令值等參數之變更而迅速地執行。控制狀態之移行例如可藉由使複數相定子繞組W之電流之相位相對於感應電壓之相位變更而執行。例如控制狀態之移行係藉由將向量控制之控制值中之對轉矩有用之q軸成分電流自正值變更為負值而執行。

因此，可迅速地自對曲柄軸5之旋轉賦予阻力之狀態、即發電狀態移行至曲柄軸5之旋轉加速之狀態、即全力運轉狀態。

圖10(a)係表示本實施形態之引擎單元EU之自引擎燃燒停止至引擎再啟動為止之期間之引擎旋轉速度之變化的曲線圖。圖10(b)係表示未使用向量控制之引擎單元之自引擎燃燒停止至引擎之再啟動為止的期間之引擎旋轉速度之變化的曲線圖。

若如圖10(a)所示，於曲柄軸5以旋轉速度R(rpm)怠速之狀況下，於時間T1輸入燃燒停止指示，則本實施形態之引擎單元EU之控制裝置CT使引擎之燃燒停止，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。控制裝置CT係例如根據曲柄軸5之旋轉速度及位置，而控制藉由向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予之阻力。藉由利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，而曲柄軸5之旋轉速度開始降低。於自時間T1至時間T2為止之期間，對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，且曲柄軸5進行旋轉。曲柄軸5之旋轉速度慢慢降低。於圖中以C0表示至此為止之旋轉速度之變化。

若於時間T2輸入啟動指示(再啟動指示)，則控制裝置CT係藉由向量控制而使曲柄軸5之旋轉加速。其結果，曲柄軸5之旋轉速度開始變高。於自時間T2至時間T3為止之期間中，曲柄軸5之旋轉速度慢慢變高。當到達時間T3時，曲柄軸5之旋轉速度穩定。自曲柄軸5之旋轉加速開始後至曲柄軸5之旋轉速度穩定為止之時間為時間Tb。又，於圖中以C1表示至此為止之旋轉速度之變化。

於在時間T2未輸入啟動指示之情形時，控制裝置CT繼續利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。其結果，於時間T5，曲柄軸5之旋轉停止。藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力之時間為Ta。於圖中以C2表示至此為止之旋轉速度之變化。

曲柄軸5遍及自時間T1至曲柄軸5之旋轉停止為止之期間進行慣性旋轉的情形時之曲柄軸5之旋轉速度之變化係作為參照，於圖中以Cr表示。於Cr之例中，曲柄軸5之旋轉於時間T6停止。

於本實施形態中，利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，藉此，自引擎之燃燒停止後至曲柄軸5之旋轉停止為止之時間與Cr之例相比縮短。縮短之時間為圖中之時間Tc。

其次，參照圖10(b)對本實施形態之另一例進行說明。於圖10(b)所示之例之引擎單元中，曲柄軸5亦於壓縮衝程停止。圖10(b)所示之例並非用以說明停止位置，而表示開始旋轉之阻力之時序及控制方式之另一例。於圖10(b)所示之例中，若曲柄軸之旋轉速度達到R1，則對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。圖10(b)所示之例之引擎單元未使用向量控制。

就未使用向量控制之引擎單元而言，於圖10(b)所示之例中，於時間T1'使引擎之燃燒停止，曲柄軸之旋轉速度開始降低。於自時間 T1'至時間T2'為止之期間中，曲柄軸之旋轉速度慢慢降低。然而，於圖10(b)所示之例之引擎單元中，曲柄軸慣性旋轉，故而曲柄軸之旋轉速度之降低遲於圖10(a)所示之例。於圖中以C0'表示至此為止之旋轉速度之變化。

若於時間T2'輸入啟動指示，則曲柄軸之慣性旋轉切換為利用120度通電控制所進行之曲柄軸之旋轉之加速。於120度通電中，於三相之各者，重複電氣角度之120度之期間的通電期間與繼通電期間之後之60度之期間的非通電期間。藉由120度通電控制而使曲柄軸之旋轉加速。其結果，曲柄軸之旋轉速度開始變高。於自時間T2'至時間T3'為止之期間中，曲柄軸之旋轉速度慢慢提高。若到達時間T3'，則曲柄軸之旋轉速度穩定。自曲柄軸之旋轉之加速開始後至曲柄軸之旋轉速度穩定為止之時間為時間Tb'。又，於圖中以C1'表示至此為止之旋轉速度之變化。

於圖10(a)所示之例中，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。因此，於自時間T1至到達時間T2為止之期間，曲柄軸5之旋轉速度之降低量大於圖10(b)所示之例。但是，於圖10(a)所示之例中，於輸入啟動指示時，自利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力切換為利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速。進而，利用向量控制使曲柄軸5之旋轉加速。因此，圖10(a)之期間Tb中之曲柄軸5之旋轉速度之增加量大於圖10(b)之期間Tb'中之曲柄軸5之旋轉速度之增加量。

於在時間T2'未輸入啟動指示之情形時，曲柄軸之慣性旋轉繼續，曲柄軸之旋轉速度慢慢降低。於曲柄軸之旋轉速度達到R1之時間T4'，開始利用相位控制對曲柄軸之旋轉賦予阻力。繼而，於時間T5'，曲柄軸之旋轉停止。藉由相位控制而對曲柄軸之旋轉賦予阻力之時間為Ta'。於圖中以C2'表示至此為止之旋轉速度之變化。

於圖10(b)所示之例中，自引擎之燃燒停止後至曲柄軸5之旋轉停止為止之期間與Cr之例相比有所縮短。縮短之時間為時間Tc'。時間Tc'短於圖10(a)所示之時間Tc。

根據圖10(a)所示之例之引擎單元EU，即便於在曲柄軸5之正轉停止之前使引擎再啟動之情形(圖10之C1)與於曲柄軸5之正轉停止後使引擎再啟動之情形(圖10之C2)之任一情形時，與圖10(b)所示之例相比，再啟動所需之時間縮短。根據圖10(a)所示之例之引擎單元EU，一面避免三相無刷馬達SG之大型化，一面縮短再啟動所需之時間。

本實施形態之引擎單元EU具備於4衝程具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體。於低負載區域中，相較高負載區域，容易使曲柄軸5之慣性旋轉繼續。因此，於具有高負載區域及低負載區域之引擎中，與實質上不具有低負載區域之引擎相比，容易使曲柄軸之慣性旋轉繼續。因此，於本實施形態中，藉由利用向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，關於再啟動之短時間化可獲得優異之效果。

關於本實施形態之引擎單元EU，於以曲柄軸5之旋轉角度為基準觀察之情形時，低負載區域寬於高負載區域(參照圖2)。換言之，曲柄軸5之旋轉容易加速之區域較寬。因此，於本實施形態中，容易自藉由向量控制對曲柄軸之旋轉賦予阻力之狀態移行至藉由向量控制使曲柄軸之旋轉加速之狀態。因此，於本實施形態中，容易進行曲柄軸之旋轉之加速，且可更縮短引擎之再啟動之時間。

於本實施形態之引擎單元EU中，於自引擎之燃燒停止時間點(T1)至曲柄軸5之正轉停止之時間點(T5)為止之整個減速期間(Ta)中，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，但本發明只要於減速期間(Ta)之至少一部分期間中，藉由向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力便可。

於本實施形態之引擎單元EU中，控制裝置CT係以於減速期間(Ta)之至少一部分之期間，產生自蓄電部向三相無刷馬達SG供給電力之期間之方式，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。再者，如上所述，蓄電部包含電池14、及設置於電池14與反相器之間之電容器(未圖示)。藉由自蓄電部對三相無刷馬達SG供給電力並對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，可更提高制動力。其結果，可更縮短再啟動所需之時間。

於本實施形態之引擎單元EU中，控制裝置CT係以於減速期間(Ta)之至少一部分之期間三相無刷馬達進行發電而將電池充電之方式，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。於本實施形態中，藉由向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力之期間(Ta)長於圖10(b)所示之例中的期間(Ta')。但是，可一面藉由向量控制對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，一面將電池充電，藉此可一面抑制電力消耗，一面縮短再啟動所需之時間。

[第二實施形態]

繼而，對本發明之第二實施形態進行說明。於以下第二實施形態之說明時，主要對與上述第一實施形態不同之處進行說明。

於第二實施形態之引擎單元EU中，於圖6之步驟S15中，控制裝置CT代替向量控制而進行相位控制，藉此，對曲柄軸5之正轉賦予阻力。控制裝置CT係於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，於曲柄軸5正轉時進行相位控制，藉此使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力。於相位控制中，控制裝置CT係使複數個開關部611~616之通電時序提前或延遲。

相位控制係使反相器61所具備之複數個開關部611~616之通電時序提前或延遲之控制。相位控制係與上述向量控制不同之控制。控制裝置CT係於相位控制中，使複數個開關部611~616之各者於與定子繞組W之感應電壓之週期相同之週期接進行接通、斷開動作。控制裝置CT係於相位控制中，使複數個開關部611~616之各者於與定子繞組W之感應電壓之週期相同之週期內逐次接通、斷開。控制裝置CT係針對定子繞組W之感應電壓，而控制複數個開關部611~616各者之接通、斷開動作之相位。

於相位控制中，複數個開關部611~616之接通、斷開之占空比固定。複數個開關部611~616中之正側之開關部611之接通、斷開之占空比、與負側之開關部612之接通、斷開之占空比相同。複數個開關部611~616各者之接通、斷開之占空比為50%。

控制裝置CT係於相位控制中，使複數個開關部611~616之通電時序提前或延遲，藉此控制於定子繞組W與電池14之間流動之電流，並且控制對正轉之阻力。流過電池14之電流越多，對正轉之阻力越大。控制裝置CT係藉由相對於感應電壓，使開關部611~616之接通、斷開之相位提前，而使流過電池14之電流減少。控制裝置CT係藉由相對於感應電壓，使開關部611~616之接通、斷開之相位延遲，而使流過電池14之電流增大。於相位控制中，藉由開關部611~616之接通、斷開，而將自某一相之定子繞組W輸出之電流之路徑於另一相之定子繞組W與電池14之間切換。

於相位控制中，控制裝置CT係於與定子繞組W之感應電壓之週期相同之週期使開關部611~616進行接通、斷開動作。控制裝置CT於未使用進行了脈寬調變之信號之情況下使開關部611~616進行接通、斷開動作，故而例如與向量控制相比，動作頻率較低。因此，可利用簡單之構成使開關部611~616動作。又，與定子繞組W之短路之情形相比，可對曲柄軸之正轉賦予較強之阻力。

[機車]

圖11係表示搭載有引擎單元EU之車輛之外觀圖。

圖11所示之車輛A具備上述第一實施形態或第二實施形態之引擎單元EU、車體101、車輪102、103及電池14。搭載於車輛A之引擎單元EU係驅動作為驅動輪之車輪103，使車輪103旋轉，藉此使車輛A行駛。

圖11所示之車輛A搭載有車輛搭載性較高之引擎單元，故而可使車輛A整體小型化。

圖11所示之車輛A為機車。然而，本發明之車輛並不限定於機車。本發明之車輛例如可列舉速克達型、輕型、越野型、公路型之機車。又，作為跨坐型車輛，並不限定於機車，例如亦可為ATV(All-Terrain Vehicle，全地形車輛)等。又，本發明之車輛並不限定於跨坐型車輛，亦可為具有車室之4輪車輛等。

又，於本實施形態中，作為4衝程引擎本體之例而對空冷型之4衝程引擎本體E進行了說明。然而，4衝程引擎本體E亦可為水冷型。

又，於本實施形態中，對4衝程引擎本體E為單氣缸引擎之情形進行了說明。但是，本發明之引擎單元只要為具有高負載區域及低負載區域之引擎單元，則並無特別限定。即，亦可為多氣缸引擎。作為除本實施形態以外之例，例如可列舉串聯單氣缸、並聯雙氣缸、串聯雙氣缸、V型雙氣缸、水平對向雙氣缸等引擎。多氣缸引擎之氣缸數並無特別限定，多氣缸引擎例如亦可為四氣缸引擎。然而，於四氣缸引擎中，亦有如各氣缸之壓縮衝程等間隔地產生之四氣缸引擎(進行等間隔***之四氣缸引擎)般不具有低負載區域之引擎單元。如此，不具有低負載區域之引擎單元不符合本發明之引擎單元。

又，於本實施形態中，對控制裝置CT於對曲柄軸5之正轉賦予阻力時，實施向量控制與定子繞組W之短路之兩者之例進行了說明。但是，本發明之控制裝置例如亦可於對曲柄軸5之正轉賦予阻力時，實施向量控制與定子繞組W之短路之任一者。

又，於本實施形態中，對控制裝置CT在曲柄軸5之旋轉停止之前，對曲柄軸5之正轉賦予阻力之例進行了說明。但是，本發明之控制裝置例如亦可於曲柄軸之旋轉停止之前停止對曲柄軸之正轉賦予阻力。

又，於本實施形態中，對控制裝置CT藉由進行複數個開關部611~616之向量控制而使三相無刷馬達SG進行曲柄軸5之旋轉的加速之例進行了說明。但是，本發明之控制裝置例如亦可藉由120度通電方式，使三相無刷馬達SG進行曲柄軸5之旋轉之加速。

又，於本實施形態中，作為基於曲柄軸5之旋轉速度及曲柄軸5之位置對曲柄軸5之正轉賦予阻力之例，對曲柄軸5之旋轉速度未達預先設定之閾值且當曲柄軸5通過預先設定之位置時開始賦予阻力之例進行了說明。但是，本發明之控制裝置例如亦可於賦予阻力之期間，根據曲柄軸之位置或旋轉速度而控制流過定子繞組W之電流之相位或振幅來控制阻力。

本發明之控制裝置例如可將曲柄軸之位置及旋轉速度週期性地反映至曲柄軸之旋轉之控制。又，控制裝置可將曲柄軸之位置及旋轉速度連續地反映至曲柄軸之旋轉之控制。

又，於本實施形態中，對轉矩抑制部621及加速控制部622於曲柄軸5停止時根據啟動指示之輸入而使曲柄軸5之正轉開始之例進行說明。但是，本發明之控制裝置亦可藉由轉矩抑制部621之控制、及加速控制部622之控制之任一者之控制而使曲柄軸5之正轉開始。

又，於本實施形態中，對如下之例進行了說明，即：控制裝置CT藉由於燃燒動作停止之後進行向量控制而對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，於在曲柄軸5旋轉時接收到啟動指示之情形時，藉由進行向量控制而使曲柄軸之旋轉加速。但是，於本發明中，用於賦予阻力之控制之種類與用於使旋轉加速之控制之種類之組合並不限定於此。例如亦可將利用相位控制之對旋轉之阻力與利用向量控制之加速組合。又，亦可將因繞組之端子之短路而產生之對旋轉之阻力與利用120度通電所進行之加速組合。又，亦可將除此以外之組合應用於用於對旋轉之阻力之控制及用於加速之控制。

本文中所使用之用語及表現係用於說明者，並非用於限定性解釋者。必須認識到並不排除於本文中所示且敍述之特徵事項之任何均等物，亦容許於本發明之申請專利範圍內之各種變化。

本發明能夠以多種不同之形態具體化。本揭示應被視為提供本發明之原理之實施例者。該等實施例並非意圖將本發明限定於本文中所記載且/或圖示之較佳之實施形態，基於該理解而於本文中記載多個圖示實施形態。

本文中記載有若干個本發明之圖示實施形態。本發明並不限定於本文中所記載之各種較佳之實施形態。本發明亦包含業者可基於本揭示認識到之均等之要素、修正、刪除、組合(例如跨越各種實施形態之特徵之組合)、改良及/或變更之所有實施形態。申請專利範圍之限定事項應基於該申請專利範圍中所使用之用語廣義地解釋，不應限定於本說明書或本案之訴訟中所記載之實施例。此種實施例應解釋為非排他性。例如，於本揭示中「較佳」之用語為非排他性者，意指「較佳但不限定於此」。