CN113260784B - 具有手动变速式换挡踏板的发动机单元和包括其的骑乘式车辆 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有手动变速式换挡踏板的发动机单元和包括其的骑乘式车辆，该手动变速式换挡踏板包括设置在曲柄箱的左侧的左换挡踏板，并且该手动变速式换挡踏板在曲轴的轴向方向上的尺寸和前后方向上的尺寸可以减小。具有手动变速式换挡踏板的发动机单元包括可变负载四冲程发动机、手动变速器、左换挡踏板、手动离合器杆、离合器杆位置传感器、无刷电机、电机驱动器和控制装置。无刷电机设置在曲轴的左端处，使得无刷电机的前端在车辆前后方向上定位得比左换挡踏板更靠前，并且无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠。控制装置基于离合器杆位置传感器的检测结果来使得无刷电机进行动力运转，以起动通过低粘度油来润滑的可变负载四冲程发动机。

Description

具有手动变速式换挡踏板的发动机单元和包括其的骑乘式 车辆

技术领域

本教导涉及一种具有手动变速(MT)式换挡踏板的发动机单元和包括其的骑乘式车辆。

背景技术

专利文献1(以下称为PTL 1)的摩托车包括具有MT式换挡踏板的发动机单元。具有MT式换挡踏板的发动机单元包括单缸发动机、常啮式变速器装置、换挡踏板、起动电机和发电机。换挡踏板设置在曲柄箱的左侧。起动电机设置得比曲柄箱更靠上。在起动电机与曲轴之间的位置处，设置有将转动驱动力从起动电机传递到曲轴的变速器机构。发电机设置在曲轴的左端部。

专利文献2(以下称为PTL 2)的摩托车是具有自动变速器(AT)式发动机单元的小型摩托车。发动机单元包括单缸发动机、无级变速器装置和起动发电机。起动发电机设置在曲轴的右端部。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利申请公开号2012-116312

PTL 2：日本专利号5591778。

发明内容

技术问题

PTL 1和PTL 2中公开的骑乘式车辆配置为使得通过驾驶者在驾驶期间移动其重量来控制车辆的姿态。因此，从操纵性和行驶性能的角度出发，经常要求骑乘式车辆的尺寸很小。特别地，如PTL 1所公开的具有 MT式换挡踏板的骑乘式车辆配置为使得在行驶期间驾驶者操纵设置在曲柄箱左侧的换挡踏板和设置到车把的离合器杆以将挡位从一个改变到另一个。另外，具有如PTL 1所公开的MT式换挡踏板的骑乘式车辆例如由单缸发动机驱动。因此，有时可能更强烈地要求具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆在尺寸上小。

具有包括单缸发动机的MT式换挡踏板的骑乘式车辆在尺寸上相对较小，并且这种骑乘式车辆的发动机单元占整个车辆的很大比例。因此，通过减小具有MT式换挡踏板的发动机单元的尺寸，可以有效地减小具有 MT式换挡踏板的骑乘式车辆本身的尺寸。因此，对于具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆，重要的是考虑减小具有MT式换挡踏板的发动机单元的尺寸的方法。特别地，发动机单元在曲轴的轴向方向上和在前后方向上的尺寸对车辆的尺寸带来相对较大的影响。因此，更重要的是考虑减小这些尺寸的方法。例如，这不仅适用于具有单缸发动机的骑乘式车辆，而且也适用于包括小型发动机(比如双缸发动机)的、具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆。例如，曲轴的轴向方向对应于具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆的车辆宽度方向。前后方向对应于安装在具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆上的发动机单元的前后方向，即，具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆的前后方向。

本教导的目的是提供一种具有MT式换挡踏板的发动机单元，该MT 式换挡踏板包括设置在曲柄箱的左侧的换挡踏板，并且该MT式换挡踏板在曲轴的轴向方向上的尺寸和在前后方向上的尺寸都可以减小。

问题的解决方案

如PTL 1中所公开的安装在具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆上的具有MT式换挡踏板的发动机单元包括作为单独的元件的起动电机和发电机。另一方面，安装在如PTL 2所公开的小型摩托车上的发动机单元包括起动发电机。

为了减小具有MT式换挡踏板的发动机单元的尺寸，本教导的发明人考虑将小型摩托车的起动发电机的技术应用于具有MT式换挡踏板的发动机单元。

然而，发明人发现，当将小型摩托车的起动发电机的技术应用于具有 MT式换挡踏板的发动机单元(该发动机单元包括设置在曲柄箱的左侧的换挡踏板并且具有与小型摩托车的排量基本相似的排量)时，发动机单元的尺寸在曲轴的轴向方向上和前后方向上都增大。发明人调查了其原因，并且获得了以下知识。

根据PTL 2所公开的小型摩托车，当加速器操作器在加速方向上被操纵时，作为起动发电机的无刷电机被驱动来起动发动机。此时，由于加速器操作器在加速方向上被操纵，因此节流阀打开。因此，吸入到气缸中的空气量增加。这增加了起动发电机需要输出的扭矩而使曲轴越过压缩冲程。为了增加起动发电机可以输出的转矩，需要增加缠绕在定子周围的每个绕组的铁丝的厚度和/或绕组的匝数。这进一步增加了作为起动发电机的无刷电机的尺寸。随着起动发电机的尺寸变得更大，起动发电机在用作发电机时趋向于产生过大的电力。为了处理由此导致的过大电力的产生和热产生，需要提高冷却机构的性能。更具体地，需要增加比如风扇、翅片、元件之间的空间和/或冷却通道的元件的尺寸。由此可见，上述尝试将增大配置为在加速器操作器在加速方向上被操纵时驱动来使曲轴转动的起动发电机的尺寸。发明人发现，这是安装在小型摩托车上的起动发电机的尺寸增加的一个主要原因。

鉴于此，发明人进一步研究了如果作为起动发电机的无刷电机不响应于加速器操作器在加速方向上的操纵而被驱动，作为起动发电机的无刷电机的尺寸可以减小多少。根据该研究，发明人发现可以获得副效应。即，随着起动发电机变小，绕组的温度降低。绕组温度的降低使得可以减小冷却机构的尺寸。因此，与起动发电机自身的尺寸减小一起，可以实现冷却机构的尺寸减小。

本发明人还发现，可以获得另一种副效应。随着起动发电机的输出扭矩变小，在对起动发电机的尺寸赋予的影响中，对发动机的曲轴的转动的阻力的影响变得相对较大。因此，通过将起动发电机配置为在不需要加速器操作器在加速方向上的操纵的情况下来驱动并且将低粘度油施加到曲柄箱中，可以减小起动发电机的尺寸，从而使得可以进一步减小冷却机构的尺寸。

基于上述知识，本教导的发明人发现，作为安装在包括发动机的小型摩托车上的相对大的起动发电机的无刷电机的尺寸可以减小到允许无刷电机应用于具有设置在曲柄箱左侧的MT式换挡踏板的发动机单元的程度，该发动机单元具有与小型摩托车相似的排量。

由无刷电机构成的起动发电机可以用作起动电机和发电机两者。因此，通过向带有MT式换挡踏板的单缸发动机单元提供起动发电机，可以省略起动机电机。因此，可以减小具有MT式换挡踏板的单缸发动机单元的尺寸。

为了达到上述目的，根据本教导的一个方面，具有MT式换挡踏板的发动机单元具有以下特征。

(1)具有配置为安装在骑乘式车辆上的MT式换挡踏板的发动机单元包括：

可变负载四冲程发动机，其包括：

曲柄箱，其配置为通过低粘度油来进行内部润滑，低粘度油的低温粘度等级低于20W，和

曲轴，其由曲柄箱可转动地支撑，可变负载四冲程发动机在四个冲程中具有高负载区域和低负载区域，高负载区域是用于使曲轴转动的负载高的区域，低负载区域是用于使曲轴转动的负载低于高负载区域中的负载的区域；

手动变速器，其设置在曲柄箱内，以便通过低粘度油进行润滑，手动变速器包括手动离合器和配置为将驱动力输出到骑乘式车辆的驱动轮的输出部，手动变速器满足位置关系(A)或位置关系(B)，位置关系(A) 限定为使得在骑乘式车辆的车辆宽度方向上手动离合器定位得比可变负载四冲程发动机的气缸更靠右，并且输出部定位得比气缸更靠左，位置关系 (B)限定为使得在骑乘式车辆的车辆宽度方向上手动离合器定位得比可变负载四冲程发动机的气缸更靠左，并且输出部定位得比气缸更靠右；

左换挡踏板，其具有在车辆前后方向上定位得比曲轴更靠后的转动轴，左换挡踏板在车辆宽度方向上设置得比曲柄箱更靠左；

手动离合器杆，其设置在骑乘式车辆的车把处；

离合器杆位置传感器，其配置为检测驾驶者对手动离合器杆执行的操纵；

无刷电机，无刷电机配置为运行来通过从安装在骑乘式车辆上的蓄电装置供应的电力来使曲轴转动，无刷电机还配置为在可变负载四冲程发动机启动之后由曲轴驱动时产生电力；

电机驱动器，其包括配置为控制在蓄电装置与无刷电机之间流动的电流的换流器；和

控制装置，其配置为基于由离合器杆位置传感器给出的检测结果来控制电机驱动器以使得无刷电机进行动力运转，从而启动通过低粘度油来进行润滑的可变负载四冲程发动机，无刷电机设置在曲柄箱中的曲轴的左端部处，左端部定位得比左换挡踏板更靠右，使得无刷电机的前端部在车辆前后方向上定位得比左换挡踏板更靠前，并且无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠。

根据(1)所述的具有MT式换挡踏板的发动机单元配置为安装在骑乘式车辆上。具有MT式换挡踏板的发动机单元包括可变负载四冲程发动机、手动变速器、左换挡踏板、手动离合器杆、离合器杆位置传感器、无刷电机、电机驱动器和控制装置。

可变负载四冲程发动机包括曲柄箱和曲轴。曲柄箱配置为通过低温粘度等级低于20W的低粘度油来进行内部润滑。曲轴由曲柄箱可转动地支撑。可变负载四冲程发动机在四冲程中具有高负载区域和低负载区域。高负载区域是用于使曲轴转动的负载高的区域。低负载区域是用于使曲轴转动的负载低于高负载区域中的负载的区域。

手动变速器包括输出部，该输出部配置为向骑乘式车辆的驱动轮输出驱动力。在车辆宽度方向上，手动变速器的手动离合器设置得比可变负载四冲程发动机的气缸更靠右，并且输出部设置得比气缸更靠左。替代地，手动离合器可以设置得比气缸更靠左，并且输出部可以设置得比气缸更靠右。

无刷电机在曲柄箱中设置在曲轴的左端部处，该左端部定位得比左换挡踏板更靠右。无刷电机运行来使曲轴转动。控制装置基于由离合器杆位置传感器给出的检测结果来控制电机驱动器以使得无刷电机动力运转，从而起动可变负载四冲程发动机。由此，可以基于手动离合器杆的操纵来驱动无刷电机。因此，可以在没有加速器操作器沿加速方向的操纵的情况下驱动无刷电机。因此，可以减小无刷电机需要输出的扭矩量，以便使曲轴越过高负载区域。因此，可以减小无刷电机的尺寸。

在蓄电装置与无刷电机之间流动的电流由包括换流器的电机驱动器控制。因此，在电机驱动器的控制下，无刷电机可以用作起动发电机。即，无刷电机可以用作起动发电机。通过向具有MT式换挡踏板的发动机单元提供起动发电机，可以省略例如专用于起动的起动电机、用于传递从起动电机供应的驱动力的齿轮和起动电机离合器中的每一者。另外，无刷电机变得越小，无刷电机的绕组的温度可以越低。这使得能够减小具有MT式换挡踏板的发动机单元的冷却机构的尺寸。因此，连同减小无刷电机本身的尺寸，可以减小冷却机构的尺寸。

无刷电机的尺寸受到曲轴转动阻力的影响。随着无刷电机变得越小，在对无刷电机的尺寸带来的效果中，由非无刷电机的元件引起的转动阻力的效果变得相对越大。在根据(1)的具有MT式换挡踏板的发动机单元中，降低了无刷电机的绕组的温度，因此可以采用低温粘度等级低于20W 的低粘度油。通过采用低粘度油，可以减小对曲轴转动的阻力。这使得可以进一步减小无刷电机的尺寸。

例如，与无刷电机安装在具有基本上类似的发动机排量的小型摩托车上的情况相比，通过根据(1)的具有MT式换挡踏板的发动机单元，可以减小无刷电机的尺寸。无刷电机设置在曲轴的左端部处。左换挡踏板具有在前后方向上定位得比曲轴更靠后的转动轴，并且左换挡踏板在车辆宽度方向上设置得比曲柄箱更靠左。无刷电机设置为在车辆宽度方向上部分地与所述左换挡踏板重叠。因此，能够减小具有MT式换挡踏板的发动机单元在曲轴的轴向方向上的尺寸，即，减小在车辆宽度方向上的尺寸。

另外，无刷电机设置为使得其前端部在车辆前后方向上定位得比左换挡踏板更靠前，并且无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠。随着无刷电机尺寸的减小，也可以减小具有MT式换挡踏板的发动机单元在前后方向上的尺寸。

如上所述，根据(1)的具有MT式换挡踏板的发动机单元能够减小曲轴的轴向方向上的尺寸并且减小前后方向上的尺寸。

根据本教导的一个方面，具有MT式换挡踏板的发动机单元可以具有以下特征。

(2)根据(1)所述的具有MT式换挡踏板的发动机单元配置为使得：

无刷电机设置在曲柄箱内部，以便通过低粘度油来进行润滑。

通过根据(2)的配置，无刷电机通过低粘度油来冷却。这可以省略冷却风扇或冷却翅片与无刷电机的附接。另外，通过减小无刷电机本身的尺寸，可以降低电机的温度。这使得可以减小用于冷却包括无刷电机的发动机单元的低粘度油的冷却结构的尺寸。因此，可以进一步减小具有MT 式换挡踏板的发动机单元的尺寸。

根据本教导的一个方面，具有MT式换挡踏板的发动机单元可以具有以下特征。

(3)根据(1)或(2)所述的具有MT式换挡踏板的发动机单元配置为使得：

无刷电机包括：

定子，其位置相对于曲柄箱是固定的；和

转子，其具有经由间隙与定子相对的永磁体并且设置到曲轴以便与曲轴的转动互锁，并且

具有MT式换挡踏板的发动机单元还包括转子位置检测装置，该转子位置检测装置配置为向控制装置输出指示检测到的转子位置的信号。

根据(3)的具有MT式换挡踏板的发动机单元基于手动离合器杆的操纵来起动可变负载四冲程发动机。由此，例如，与响应于加速器操作器的操纵来起动发动机的情况相比，可以抑制或减少在起动时吸入到气缸中的空气量。在这种情况下，例如，当发动机开始燃烧时由发动机给出的输出可能偶尔小于在发动机响应于加速器操作器的操纵而起动的情况下获得的输出。通过根据(3)所述的配置，控制装置可以基于设置为与曲轴的转动互锁的转子的位置来控制转子的转动。因此，即使在发动机开始燃烧时来自发动机的输出小的情况下，也可以基于转子的检测位置来精确地控制无刷电机的动力运转。另外，例如，与通过直流电刷电机和减速齿轮的组合来起动发动机的情况不同，可以驱动曲轴直到曲轴达到高转速。因此，可以抑制或减少起动可变负载四冲程发动机所花费的时间周期的延长。

根据本教导的一个方面，骑乘式车辆可以具有以下特征。

(4)在骑乘式车辆中，

无刷电机设置在曲轴的端部处，并且

无刷电机还包括

定子，其包括定子芯和多相绕组，定子芯具有周向布置的多个齿，使得多个齿和槽交替地定位，绕组缠绕在多个齿周围，和

磁极部，其数量大于槽的数量的三分之二，磁极部周向布置以便经由间隙与定子相对。

通过根据(4)的配置，例如，绕组的阻抗大于包括磁极部的配置中的阻抗，磁极部的数量小于槽的数量的三分之二。因此，在大阻抗的情况下，可以抑制或减少在将无刷电机用作发电机的转动范围中的电流的产生。因此，可以减小无刷电机的尺寸和换流器的冷却机构的尺寸。

根据本教导的一个方面，骑乘式车辆可以具有以下特征。

(5)骑乘式车辆包括：

根据(1)至(4)中任一项所述的具有MT式换挡踏板的发动机单元；和

驱动轮，其配置为使得骑乘式车辆以通过从具有MT式换挡踏板的发动机单元接收到的输出来行驶。

通过根据(5)所述的配置，可以减小具有MT式换挡踏板的发动机单元的尺寸。这使得可以减小骑乘式车辆的尺寸。而且，这使得可以提高布置安装在骑乘式车辆上的部分的自由度。

本文中使用的术语仅用于限定特定实施例，而不旨在限制本发明的教示。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。本文所使用的术语“包含”、“包括”或“具有”及其变体指定了所述特征、步骤、元件、组件和/或其等同物的存在，并且可以包括步骤、操作、元件、组件和/或其组中的一个或多个。除非另有说明，本文所使用的术语“附接”、“连接”、“耦接”和/或其等同物在广义上使用，并且包括直接和间接的附接和耦接。术语“连接的”和“耦接”不限于物理或机械连接或耦接，而是可以包括直接和间接的电连接和耦接。除非另有限定，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本教导所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，比如在常用词典中限定的术语应当被解释为具有与其在本教导和相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应当以理想化或过于正式的含义来解释，除非在此明确限定。应当理解，本教导的说明书公开了多种技术和步骤。这些中的每一个都具有各自的益处，并且每一个还可以与其他所公开的技术中的一个或多个或在一些情况下全部结合使用。相应地，为了清楚起见，本说明书将避免以不必要的方式重复各个步骤的每个可能的组合。然而，应当理解这样的组合完全在本教导和权利要求的范围内来阅读说明书和权利要求。

说明书将给出关于具有MT式换挡踏板的新型发动机单元的说明。在下面给出的说明书中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本教导的透彻理解。然而，显而易见的是，本领域技术人员可以在没有这些具体细节的情况下实践本教导。本公开被认为是本教导的示例，而不旨在将本教导限于由以下附图或说明书示出的特定实施例。

骑乘式车辆是指包括驾驶者可以坐在其上的鞍座的车辆。骑乘式车辆的示例包括助力摩托车、越野摩托车和公路摩托车。骑乘式车辆不限于摩托车。替代地，例如，骑乘式车辆可以是三轮机动车辆或全地形车辆 (ATV)。三轮机动车辆可以包括两个前轮和一个后轮。替代地，三轮机动车辆可以包括一个前轮和两个后轮。骑乘式车辆可以包括驱动轮，该驱动轮是后轮或前轮。替代地，骑乘式车辆可以包括驱动轮，该驱动轮是后轮和前轮。骑乘式车辆优选地配置为能够以倾斜姿态转弯。配置为能够以倾斜姿态转弯的骑乘式车辆可以在向弯道的中心倾斜的同时转弯。由此，配置为能够以倾斜姿态转弯的骑乘式车辆能够抵抗在转弯期间作用在车辆上的离心力。由于配置为能够以倾斜姿态转弯的骑乘式车辆需要敏捷性，因此对于用于起动的操纵的行驶响应被认为是重要的。例如，配置为能够以倾斜姿态转弯的骑乘式车辆在从驱动源到驱动轮的驱动力传递路径中不包括变矩器，该变矩器配置为在利用动态流体作用的同时工作。

可变负载四冲程发动机在四冲程中具有高负载区域和低负载区域。例如，可变负载四冲程发动机可以是单缸发动机、双缸发动机、不规则燃烧三缸发动机或不规则燃烧四缸发动机。例如，可变负载四冲程发动机可以是包括三个或更少气缸的发动机。在本教导的一个实施例中，例如，可变负载四冲程发动机可以是单缸发动机或双缸发动机。双缸发动机可以是包括两个气缸的不规则燃烧发动机。例如，包括两个气缸的不规则燃烧发动机可以是V形发动机。

与另一种类型的发动机相比，可变负载四冲程发动机在低转速下的转速波动更大。高负载区域是指发动机的一个燃烧循环中的区域，该区域具有比一个燃烧循环中的负载扭矩的平均值更高的负载扭矩。低负载区域是指在一个燃烧循环中不是高负载区域的区域。当基于曲轴的转动角观察发动机中的这些区域时，例如，低负载区域比高负载区域更宽。压缩冲程与高负载区域重叠。在本文中，针对可变负载四冲程发动机描述的方向是基于其上安装有可变负载四冲程发动机的骑乘式车辆。

曲柄箱是至少容纳具有MT式换挡踏板的发动机单元的曲轴的壳体。曲柄箱连接到气缸。曲柄箱容纳手动变速器。例如，曲柄箱容纳无刷电机。在这种情况下，无刷电机的盖也容纳在曲柄箱中。也就是说，曲柄箱盖对应于曲柄箱的一部分。例如，曲柄箱盖可以是从曲柄箱的横向侧覆盖曲柄箱的树脂曲柄箱盖。曲柄箱与左换挡踏板之间的位置关系在本文中是指如下的位置关系。也就是说，例如，在本教导的一个实施例中，设置为左换挡踏板比曲柄箱更靠左意味着设置为当在上下方向上观察直立的骑乘式车辆时左换挡踏板比曲柄箱的左侧轮廓线更靠左。例如，左换挡踏板的最左端可以设置得比曲柄箱更靠左。当从右侧观察具有MT式换挡踏板的发动机单元时，设置得比曲柄箱更靠左的左换挡踏板位于左换挡踏板未被曲柄箱隐藏的位置处。在平面图中，左换挡踏板和曲柄箱可以彼此重叠。

左换挡踏板是要通过脚来操纵以将手动变速器的挡位从一个挡位改变到另一个挡位的操纵部。因此，例如，左换挡踏板是脚可以接触的部分。例如，左换挡踏板是从曲柄箱向外突出的部分。

无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠的状态意味着如下。也就是说，假设沿着车辆宽度方向设定坐标，例如，无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠的状态对应于无刷电机所在的坐标范围至少部分地与左换挡踏板所在的坐标范围重叠的状态。无刷电机可以至少部分地与左换挡踏板分离。例如，无刷电机在车辆宽度方向上部分地与左换挡踏板重叠的情况对应于无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠的状态。又例如，无刷电机在车辆宽度方向上完全地与左换挡踏板重叠的情况对应于无刷电机在车辆宽度方向上至少部分地与左换挡踏板重叠的陈述。

在手动离合器在车辆宽度方向上设置得比可变负载四冲程发动机的气缸更靠右的情况下，输出部设置得比气缸更靠左。替代地，例如，手动离合器可以设置得比气缸更靠左，并且输出部可以设置得比气缸更靠右。在可变负载四冲程发动机具有多个气缸的情况下，语句“比气缸更靠左”的“气缸”表示多个气缸中最右边的一者。同时，语句“比气缸更靠左”中的“气缸”是指多个气缸中最左边的一者。

例如，手动变速器的输出部是链轮，链条缠绕在链轮周围。替代地，例如，输出部可以是滑轮，带缠绕在滑轮周围。

离合器杆位置传感器例如附接到手动离合器杆，并且配置为直接检测手动离合器杆的位移。离合器杆位置传感器不限于此，并且例如，替代地可以是附接到手动离合器或曲柄箱的传感器。例如，离合器杆位置传感器可以配置为检测经由机械线连接到手动离合器杆的机构的位移。

离合器杆位置传感器由开关制成，该开关配置为例如检测手动离合器杆是处于操纵位置还是非操纵位置。然而，离合器杆位置传感器不限于此。替代地，离合器杆位置传感器可以由传感器制成，例如，该传感器配置为以模拟水平输出指示手动离合器杆的操纵位置的信号。

蓄电装置例如是存储电力并且能够反复进行充放电的装置。蓄电装置例如是电池。蓄电装置例如是二次电池。蓄电装置不限于这些。替代地，蓄电装置例如可以是电容器。

无刷电机是没有换向器的电机。无刷电机配置为使得根据例如由位置检测器检测到的转子的位置来控制绕组中的电流。无刷电机不限于此。替代地，无刷电机可以配置为使得根据电流本身来控制绕组中的电流。无刷电机是包括永磁体的磁体型电机。无刷电机可以是外转子型或内转子型。无刷电机可以不是径向间隙型的，而是轴向间隙型的。本实施例的无刷电机的转子包括永磁体。

无刷电机是表面永磁(SPM)型，并且包括转子，该转子的磁极部例如从磁性材料暴露。无刷电机不限于此。替换地，无刷电机可以是内部永久磁体(IPM)类型，并且可以包括转子，例如，转子的磁极部嵌入磁性材料中。比值“磁极部的数量/槽的数量”优选地大于2/3。然而，“磁极部的数量/槽的数量”的比率没有特别限制，并且可以是例如2/3或更小。在“磁极部的数量/槽的数量”的比率大于2/3的情况下，“磁极部的数量/ 槽的数量”的上限例如可以是4/3。在本教导的一个示例中，上述比率为 8/9或更大。在本教导的一个示例中，上述比率为1/1或更大。在本教导的一个示例中，上述比率大于1/1。在本教导的一个示例中，上述比率是 4/3。在一些情况下，为了向定子提供比如控制面板的元件，可以不形成定子的一些槽。在这种情况下，可以基于槽设置在最初期望形成槽的位置处的假设来确定槽的数量。这同样适用于飞轮中磁极的数量。也就是说，在磁极和槽以磁极数和槽数基本满足4:3关系的4:3方式布置的情况下，“磁极部数量/槽数量”的比值可以认为是4/3。

无刷电机设置为在车辆宽度方向上部分地与所述左换挡踏板重叠。然而，无刷电机不限于此。替代地，无刷电机可以在车辆宽度方向上完全与左换挡踏板重叠。

无刷电机设置为通过低粘度油来进行润滑。然而，无刷电机不限于此。替代地，无刷电机可以设置为不与低粘度油接触。例如，低粘度油本身或可变负载四冲程发动机的一部分可以通过经过无刷电机的冷却空气来冷却。即使在无刷电机设置为不与低粘度油接触的情况下，由于无刷电机的绕组的温度降低，包括无刷电机的整个发动机单元的发热量也减少。因此，可以采用低温粘度等级低于20W的低粘度油。

可变负载四冲程发动机的起动意味着从曲轴的转动停止的状态到曲轴由于气体燃烧而转动的状态的转变。

例如，可变负载四冲程发动机的起动是在没有停止的操纵的情况下由于停止条件的建立而已经停止的可变负载四冲程发动机的起动，即，可变负载四冲程发动机在骑乘式车辆运转之后已经进入怠速停止状态。注意，可变负载四冲程发动机的起动可以是已经停止的可变负载四冲程发动机的起动，并且在骑乘式车辆的主开关接通之后还没有开始运转。

控制装置可以包括用于执行程序的处理器。替代地，控制装置可以是电子电路。

例如，如果骑乘式车辆停止，即如果骑乘式车辆未在运转，则控制装置可以执行怠速停止以停止可变负载四冲程发动机的运转。在这种情况下，基于由离合器杆位置传感器给出的检测结果，控制装置可以起动通过怠速停止而停止的可变负载四冲程发动机。控制装置不限于这些。替代地，例如，控制装置可以不执行怠速停止。

本发明的有利效果

根据本教导，可以提供一种具有MT式换挡踏板的发动机单元，该 MT式换挡踏板包括设置在曲柄箱的左侧的左换挡踏板，并且该MT式换挡踏板在曲轴的轴向方向上的尺寸和前后方向上的尺寸可以减小。

附图说明

[图1]是用于解释根据一个实施例的具有MT式换挡踏板的发动机单元的视图。

[图2]是图1所示的骑乘式车辆的放大侧视图。

[图3]是图1所示的发动机单元的放大侧视图。

[图4]是图1所示的发动机单元的放大剖视图。

[图5]是示意性地示出可变负载四冲程发动机中曲柄角位置与所需扭矩之间的关系的示例图。

[图6]是垂直于无刷电机的转动轴线所截取的图3和图4所示的无刷电机的剖视图。

[图7]是示出图2和图3所示的发动机单元的示意性电气配置的框图。

具体实施方式

图1是用于解释根据一个实施例的具有MT式换挡踏板的发动机单元的视图。图1的(a)示出了骑乘式车辆的侧视图。图1的(b)示出了安装在骑乘式车辆上的发动机单元的侧视图。图1的(c)示出了安装在骑乘式车辆上的发动机单元的剖视图。

图1中所示的具有MT式换挡踏板的发动机单元10(下文中也简称为发动机单元10)设计为安装在骑乘式车辆1上。也就是说，骑乘式车辆1 包括发动机单元10。骑乘式车辆1包括前轮14和用作驱动轮15的后轮。发动机单元10向驱动轮15输出驱动力。骑乘式车辆1包括蓄电装置17。

在说明书和附图中，附图标记“F”表示骑乘式车辆1的前侧(向前)。附图标记“Re”表示骑乘式车辆1的后侧(向后)。附图标记“FRe”表示骑乘式车辆1的前后方向。附图标记“U”表示骑乘式车辆1 的上侧(向上)。附图标记“D”表示骑乘式车辆1的下侧(向下)。附图标记“UD”表示骑乘式车辆1的上下方向。附图标记“L”表示骑乘式车辆1的左侧(向左)。附图标记“Ri”表示骑乘式车辆1的右侧(向右)。附图标记“LRi”表示骑乘式车辆1的左右方向。附图标记“LRi”还表示骑乘式车辆1的车辆宽度方向。也就是说，骑乘式车辆1的车辆宽度方向LRi包括骑乘式车辆1的右侧Ri和左侧L。上述方向与安装在骑乘式车辆1上的发动机单元10的方向一致。

图1的(c)示出了沿着图1(b)中的线C-C所截取的剖视图。图1 的(c)示出了从车辆宽度方向LRi和前后方向FRe观察的曲柄箱中部的布置。

发动机单元10包括可变负载四冲程发动机20、手动变速器30、左换挡踏板40、手动离合器杆50、离合器杆位置传感器51、无刷电机60、电机驱动器70和控制装置80。在下面的描述中，可变负载四冲程发动机也可以称为四冲程发动机。发动机单元10还包括配置为向四冲程发动机20 供应燃料的燃料喷射装置FI。

四冲程发动机20包括曲柄箱21和曲轴24。四冲程发动机20包括气缸22、气缸盖23和活塞26。活塞26设置在气缸22中，并且能够以往复的方式移动。曲轴24由曲柄箱21可转动地支撑。

曲柄箱21配置为通过低粘度油OL来进行内部润滑。四冲程发动机 20通过低粘度油OL来进行润滑。低粘度油OL是根据SAE发动机油粘度分类的低温粘度等级低于20W的油。低粘度油OL积聚在曲柄箱21内部的部中。

四冲程发动机20在四冲程中具有高负载区域和低负载区域。高负载区域是用于使曲轴24转动的负载较高的区域。低负载区域是用于使曲轴24转动的负载低于高负载区域中的负载的区域。具体而言，四冲程发动机 20是单缸发动机。

手动变速器30以根据对左换挡踏板40执行的操纵而确定的齿轮比来转换曲轴24的转速并且输出结果。手动变速器30包括手动离合器31和输出部39。

左换挡踏板40由驾驶者通过左脚来操纵。左换挡踏板40在车辆宽度方向LRi上设置得比曲柄箱21更靠左L。左换挡踏板40的最左端在设置左换挡踏板40的位置处定位得比曲柄箱21更靠左。

当从右侧Ri观察具有MT式换挡踏板的发动机单元10时，设置得比曲柄箱21更靠左L的左换挡踏板40位于左换挡踏板40未被曲柄箱21隐藏的位置处。当从右侧Ri观察具有MT式换挡踏板的发动机单元10时，在左换挡踏板40和曲柄箱21彼此重叠的区域的任何部分中，左换挡踏板 40定位得比曲柄箱21更靠左。更具体地，左换挡踏板40设置为在车辆宽度方向LRi上比曲柄箱21更靠左L的空间中至少在前后方向FRe上延伸。更具体地，左换挡踏板40设置为向前F倾斜地延伸。曲柄箱21设置得比左换挡踏板40更靠右Ri。

手动离合器31响应于对手动离合器杆50执行的操纵而中断来自曲轴 24的驱动力的传递。手动离合器31在车辆宽度方向LRi上设置得比四冲程发动机的气缸22更靠右Ri。手动离合器31响应于对手动离合器杆50 执行的操纵而中断来自曲轴24的驱动力的传递。离合器杆位置传感器51 检测驾驶者对手动离合器杆50的操纵。离合器杆位置传感器51例如是用于检测手动离合器杆50是处于操纵位置还是非操纵位置的开关。

发动机单元10的驱动力从手动变速器30的输出部39输出到驱动轮 15。输出部39设置得比气缸22更靠左L。具体而言，输出部39是链轮。驱动力经由缠绕在输出部39周围的链条152传递到驱动轮15。

无刷电机60用作起动四冲程发动机20的起动电机。无刷电机60用作在四冲程发动机20起动之后由四冲程发动机20驱动时产生电力的发电机。

无刷电机60设置在曲轴24的左端部处。如图1的(c)所示，无刷电机60设置为在车辆宽度方向LRi上部分地与左换挡踏板40重叠。

电机驱动器70包括换流器71。换流器71控制在蓄电装置17与无刷电机60之间流动的电流。电机驱动器70由控制装置80控制。

控制装置80基于离合器杆位置传感器51的检测结果使得无刷电机60 进行动力运转。以这种方式，控制装置80控制电机驱动器70来起动通过低粘度油OL来进行润滑的四冲程发动机20。

在发动机单元10中，无刷电机60基于对手动离合器杆50执行的操纵来执行动力运转，从而起动四冲程发动机20。因此，例如，可以在没有加速器操作器在加速方向上的操纵的情况下驱动无刷电机60。因此，可以在节流阀SV(图3)以小的程度打开的情况下驱动无刷电机60。因此，吸入到气缸22中的空气量较小。因此，可以减小无刷电机60使曲轴24越过高负载区域所需要输出的转矩。因此，可以减小无刷电机的尺寸。

在蓄电装置17与无刷电机60之间流动的电流由电机驱动器70控制。无刷电机60可以用作起动发电机。通过向发动机单元10提供用作起动发电机的无刷电机60，可以省略例如与发电机不同的专用起动电机。

另外，无刷电机60变得越小，无刷电机60的定子绕组622(见图 4)的温度可以越低。这使得可以进一步减小发动机单元10的冷却机构的尺寸。因此，连同无刷电机60自身的尺寸的减小，可以减小发动机单元 10的冷却机构的尺寸。

另外，无刷电机60的尺寸受到曲轴24的转动阻力的影响。随着无刷电机60变得越小，在对无刷电机60的尺寸赋予的效果中，对非无刷电机 60的元件的转动阻力的效果变得相对越大。由于无刷电机60的定子绕组 622的温度降低，所以可以采用低温粘度等级低于20W的低粘度油OL。因此，降低了曲轴24的转动阻力。这使得可以进一步减小无刷电机60的尺寸。

因此，例如，与无刷电机安装在具有与实施例的发动机排量基本相似的发动机排量的小型摩托车上的情况相比，可以减小本实施例的发动机单元10中的无刷电机60的尺寸。

发动机单元10的无刷电机60设置在曲轴24的左端部处。因此，通过减小无刷电机60的尺寸，可以减小发动机单元10在曲轴24的轴向方向上的尺寸。即，能够减小发动机单元10在车辆宽度方向LRi上的尺寸。

无刷电机60设置为使得其前端部60a在前后方向FRe上定位得比左换挡踏板40更靠前，并且无刷电机60在车辆宽度方向LRi上至少部分地与左换挡踏板40重叠。无刷电机60的尺寸的减小使得可以减小发动机单元10在前后方向FRe上的尺寸。另外，上述冷却机构的尺寸的减小也使得可以减小发动机单元10的尺寸。

下面将给出根据一个实施例的骑乘式车辆1的进一步的细节。

图2是图1所示的骑乘式车辆1的放大侧视图。

更具体地，骑乘式车辆1是具有MT式换挡踏板的骑乘式车辆。骑乘式车辆1是摩托车。更具体地，骑乘式车辆1是具有MT式换挡踏板的摩托车。

更详细地，骑乘式车辆1包括发动机单元10、车身11、前叉12、车把13、前轮14、驱动轮15、座椅16、蓄电装置17和后臂151。

前叉12由车身11可转动地支撑。车把13固定到前叉12的上端。也就是说，车把13经由前叉12由车身11可转动地支撑。在车把13的左端处，设置有手动离合器杆50和离合器杆位置传感器51。在车把13的右部处，设置有制动杆(未图示)和加速器操作器(未图示)。前轮14由前叉12可转动地支撑。

后臂151由车身11以可摆动的方式支撑。驱动轮15由后臂151可转动地支撑。

发动机单元10由车身11保持。更具体地，发动机单元10附接到车身 11的框架(未示出)。发动机单元10通过输出部39向驱动轮15输出驱动力。输出部39是链轮，链条152缠绕在链轮周围。输出部39设置在发动机单元10的壳体外部，更具体地，设置在曲柄箱21的外部(见图1的 (b))。实际上，输出部39由设置在车身11上的罩(未示出)覆盖。然而，在图2中，为了清楚地示出输出部39暴露在发动机单元10的外部，输出部39由实线表示。发动机单元10的驱动力经由作为输出部39的链轮和链条152向驱动轮15输出。在沿上下方向UD比输出部39更靠下的位置D处，设置台阶111。

座椅16是鞍乘式的，并且设置在车身11的上部。骑乘式车辆1的驾驶者通过骑乘在座椅16上而坐在座椅16上。在驾驶期间，驾驶者将脚放在台阶111上。

蓄电装置17设置在车身11的内部。蓄电装置17在其中存储电力。

图3是图1所示的发动机单元10的放大侧视图。

图4是图1所示的发动机单元10的放大剖视图。图3和图4还示出了附接到车身11的其中一个台阶111的位置(见图2)。

更具体地，发动机单元10包括四冲程发动机20、手动变速器30、左换挡踏板40、手动离合器杆50、离合器杆位置传感器51、无刷电机60、电机驱动器70和控制装置80。

四冲程发动机20包括曲轴24、连杆25、活塞26、火花塞27、气门操作机构28(见图4)和气门29(见图3)。

四冲程发动机20还包括曲柄箱21、气缸22和气缸盖23。曲柄箱21、气缸22和气缸盖23构成四冲程发动机20的壳体。

活塞26设置在气缸22的内部。曲柄箱21连接到气缸22。曲轴24设置在曲柄箱21的内部。活塞26和曲轴24通过连杆25相互连接。气门29 和气门操作机构28设置在气缸盖23的内部。

曲轴24、手动变速器30和无刷电机60设置在曲柄箱21的内部。曲轴24的驱动力经由凸轮链281传递到气门操纵机构28。气门操纵机构28 使得气门29与曲轴24的转动和活塞26的往复运动同步地运行。

曲柄箱21配置为通过低粘度油OL来进行内部润滑。也就是说，四冲程发动机20包括低粘度油OL。曲轴24、手动变速器30和无刷电机60通过相同的低粘度油OL来进行润滑。低粘度油OL润滑并且冷却发动机单元10的每个部分。

低粘度油OL由油泵(未示出)强制供给，以便在四冲程发动机20中循环。更具体地，低粘度油OL积聚在油盘211中，油盘211设置在曲柄箱21的下部。积聚在油盘211中的低粘度油OL由油泵(未示出)来加压。这样加压的低粘度油OL通过供油通道(未示出)供应到活塞26和曲轴24。这种供油通道例如由曲轴24内部的孔、气缸22内部的孔、以及气缸22和气缸盖23经由其彼此接合的接合表面上的沟槽形成。

低粘度油OL也供应到手动变速器30和无刷电机60。更具体地，供应到活塞26的低粘度油OL也流动到无刷电机60，无刷电机60在上下方向UD上设置得比活塞26更靠下D。低粘度油OL积聚，使得无刷电机60 部分地浸没在低粘度油OL中。例如，通过用拦阻壁(未示出)部分地包围无刷电机60，使得低粘度油OL积聚在无刷电机60中，无刷电机60部分地浸没在低粘度油OL中。如果低粘度油OL从拦阻壁溢出，则低粘度油OL例如将流向油盘211。由于无刷电机60的转动，附着在无刷电机60 上的低粘度油OL分散到曲柄箱21的内部空间中。

低粘度油OL也经由凸轮链281部分地供应到气门操纵机构28。如上所述，四冲程发动机20通过低粘度油OL来进行内部润滑。也就是说，通过低粘度油OL对曲柄箱21进行内部润滑。

低粘度油是根据SAEj300中规定的SAE发动机油粘度分类的低温粘度等级低于20W的润滑油。粘度等级越低，油的粘度越低。根据SAE发动机油润滑油粘度分类，对润滑油的高温粘度等级没有特别限制。SAE发动机油粘度分类可以由XW-Y表示，其中X是0或更大但小于20的整数，而Y是0或更大的整数。润滑油由基础油和添加剂制成。粗略地说，具有较低粘度的润滑油具有较低的蒸发温度并且更容易被蒸发。具有相同粘度的润滑油有时可能具有不同的蒸发温度，这取决于基础油的类型(例如，基础油是矿物油还是合成油)和/或添加剂。润滑油的蒸发特性可以通过例如依照ASTMD6352通过气相色谱模拟蒸馏进行的沸点分布测量来获得。

图5是示意性地示出四冲程发动机20中的曲柄角位置与所需扭矩之间的关系的示例图。图5中的实线Ta表示在四冲程发动机20不运行来进行燃烧的状态下使曲轴24转动所需的扭矩。

四冲程发动机20是单缸发动机。四冲程发动机20在四冲程中具有高负载区域TH和低负载区域TL。在高负载区域TH中，用于使曲轴24转动的负载较高。在低负载区域TL中，用于使曲轴24转动的负载低于高负载区域TH中的负载。

高负载区域是指四冲程发动机20的一个燃烧循环中的区域，该区域具有比一个燃烧循环中的负载扭矩的平均Av更高的负载扭矩。当基于曲轴24的转动角观察这些区域时，低负载区域TL等于或宽于高负载区域 TH。更具体地，低负载区域TL比高负载区域TH更宽。换句话说，与低负载区域TL相对应的转动角区域比与高负载区域TH相对应的转动角区域宽。四冲程发动机20在反复执行进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程(膨胀冲程)和排气冲程的同时旋转。压缩冲程与高负载区域TH重叠。

四冲程发动机20的一个燃烧循环包括一个进气冲程、一个压缩冲程、一个燃烧冲程和一个排气冲程。

在进气冲程中，将由燃料和空气制成的空气-燃料混合物供应到燃烧室，该燃烧室由图3和图4所示的气缸22、气缸盖23和活塞26限定。在压缩冲程中，活塞26压缩燃烧室中的空气-燃料混合物。在膨胀冲程中，由火花塞27点燃的空气-燃料混合物燃烧来推动活塞26。在排气冲程中，已燃烧的气体作为废气从燃烧室排出。活塞26的往复运动转换成曲轴24 的转动。

由于四冲程发动机20中的燃料的燃烧而产生的能量作为曲轴24的驱动力被输出到手动变速器30。

手动变速器30根据齿轮级来转换曲轴24的转动速度。手动变速器30 是具有多个齿轮级的有级变速器。

手动变速器30包括手动离合器31、输入轴32、输出轴33、驱动齿轮 34、从动齿轮35、爪形环35a和齿轮级设定机构36。

手动离合器31在车辆宽度方向LRi上设置得比四冲程发动机的气缸 22更靠右Ri。输出部39设置得比气缸22更靠左L。

手动离合器31响应于操纵而中断四冲程发动机20与驱动轮15(见图 1)之间的驱动力传递。更具体地，手动离合器31中断曲轴24和输入轴 32之间的驱动力传递。

手动离合器31响应于驾驶者对手动离合器杆50的操作而中断驱动力的传递。手动离合器31经由机械线52连接到手动离合器杆50。更具体地，手动离合器31经由机械线52、离合器臂37和升降杆38连接到手动离合器杆50。当手动离合器杆50被操纵时，机械线52、离合臂37和升降杆38被移位。因此，驱动动力的传输被中断。

手动离合器杆50由骑乘式车辆1上的驾驶者通过其左手操纵。离合器杆位置传感器51检测驾驶者对手动离合器杆50的操纵。离合器杆位置传感器51通过检测离合器臂37的位移来检测对手动离合器杆50执行的操纵。离合器杆位置传感器51向控制装置80输出表示对手动离合器杆50进行的操作的信号。

输出轴33可转动地设置在与输入轴32平行的轴线上。在输入轴32上设置有多个驱动齿轮34，该多个驱动齿轮34与输入轴32连动而连续转动。多个驱动齿轮34与其对应的齿轮级相关联。在输出轴33上设置有多个从动齿轮35，该多个从动齿轮35构成为能够相对于输出轴33转动。爪形环35a设置到输出轴33，并且配置为与输出轴33一起转动。多个从动齿轮35可以与其相应的驱动齿轮34啮合。通常，多个从动齿轮35中的至少一者与驱动齿轮34中的相应一者啮合。输出轴33与发动机单元10的输出部39互锁。更具体地，输出轴33固定到输出部39。传递到输出轴33 的驱动力从输出部39输出。

齿轮级设定机构36配置为从经由驱动齿轮34和从动齿轮35从输入轴 32到输出轴33的动力传递的模式中机械地选择经由与齿轮级中的每一者相关联的驱动齿轮和从动齿轮的动力传递的有效模式。齿轮级设定机构36 包括换挡凸轮(未示出)和换挡拨叉(未示出)。

当换挡凸轮响应于驾驶者对左换挡踏板40的操作而转动时，换挡拨叉被引导至换挡凸轮上的凸轮沟槽，从而沿轴向移动从动齿轮35或爪形环35a。因此，与齿轮级中的一者相关联的动力传递变得有效。通过这种方式，手动变速器30响应于驾驶者对左换挡踏板40的操纵而改变齿轮比。曲轴24的转速以对应于左换挡踏板40的操纵的齿轮比转换，从而从输出部39输出。

左换挡踏板40大致形成为在前后方向FRe上伸长的形状。左换挡踏板40设置为从曲柄箱21向左L延伸，然后被弯曲以向前F延伸。更具体地，左换挡踏板40大致形成为弯曲成曲柄形状的形状。左换挡踏板40的最左端43e定位得比曲柄箱21的设置左换挡踏板40的位置处的部分更靠左。也就是说，左换挡踏板40在车辆宽度方向LRi上设置得比曲柄箱21 更靠左L。左换挡踏板40包括转动轴41、杆部42和踏板橡胶部43。无刷电机60布置成在车辆宽度方向LRI上与左换挡踏板40部分地重叠。

转动轴41用作左换挡踏板40的转动中心。转动轴41从曲柄箱21向左L突出。转动轴41与曲柄箱21中的齿轮级设定机构36连续。杆部42 对应于具有曲柄形状的左换挡踏板40的中间部分。杆部42从转动轴41的左端部延伸。杆部42基本在前后方向FRe上延伸。更具体地，杆部42向前倾斜地延伸。杆部42避开无刷电机60而延伸。踏板橡胶部43是以从杆部42的前端部向左L延伸的方式设置于杆部42的前端部的部。

当驾驶者在他/她的左脚的末端放在台阶111上的情况下向上U或向下D操纵踏板橡胶部43时，左换挡踏板40围绕转动轴41转动。因此，齿轮级设定机构36选择经由分别与一个齿轮级相关联的驱动齿轮34和从动齿轮35的动力传递的有效模式。

图6是垂直于无刷电机60的转动轴线所截取的图3和图4所示的无刷电机60的剖视图。

参考图4和图6，下面将描述无刷电机60。无刷电机60设置在曲轴 24的左端部处。

无刷电机60是永磁式三相无刷电机。无刷电机60用作永磁式三相无刷电机式发电机。

无刷电机60包括转子61和定子62。无刷电机60是径向间隙式的。无刷电机60是外转子式的。也就是说，转子61是外转子。定子62是内定子。

转子61包括转子主体615。转子主体615例如由铁磁材料制成。转子主体615具有有底圆筒形状。转子主体615具有圆盘形状的底壁部和具有管状形状的后轭部。转子主体615固定到曲轴24。转子61不具有被供应电流的绕组。

转子61设置为具有向左L开口的有底圆筒形状。也就是说，在车辆宽度方向LRi上，具有管状形状的后磁轭部设置为比具有圆盘形状的底壁部更靠左。

转子61包括永磁体部611。永磁体部611经由间隙与定子62相对。转子61具有多个磁极部614。多个磁极部614由永磁体部611制成。多个磁极部614沿着转子主体615的内周表面设置。永磁体部611例如由多个永磁体制成。在图6所示的示例中，一个磁极部614对应于一个永磁体。替代地，永磁体部611可以由被磁化为具有多个磁极的一个永磁体制成。在这种情况下，所有磁极部614形成为单个环形永磁体。永磁体部611的配置不限于此。替代地，例如，磁极部614可以形成为构成单环形状的多个永磁体块。在这种情况下，一个永磁体包括多个磁极部614。多个永磁体构成具有环形形状的永磁体部611。

例如，通过组合均包括四个磁极部614的六个永磁体，形成具有24 个磁极部的永磁体部611。然而，磁极部614的数量和永磁体的数量不受特别限制。

永磁体部611例如可以由各向同性磁体制成。然而，对永磁体部611 没有特别限制。替代地，例如，永磁体部611可以由极性各向异性磁体制成。永磁体部611例如可以由铁氧体磁体、钕磁体或钐钴磁体制成。

每个磁极部614是沿着无刷电机60的圆周交替布置的N极和S极中的一者。在图6所示的示例中，面对定子62的转子61的磁极部的数量，即磁极的数量是24。转子61的磁极的数量是面对定子62的磁极部614的数量。在磁极部614和定子62之间不设置磁性材料。

磁极部614在无刷电机60的径向方向上设置得比定子62更靠外。背磁轭部配置在比磁极部614更靠径向外侧的位置。

定子62包括定子芯621和多个定子绕组622。定子芯621具有沿周向间隔布置的多个齿623。多个齿623以一体的方式从定子芯621径向向外延伸。在本实施例中，总共18个齿623以间隔周向布置。也就是说，定子芯621周向间隔地设置有共计18个槽624。齿623以相等的间隔沿周向布置。

转子61具有磁极部614，该磁极部614的数量大于槽的数量的三分之二。更具体地，转子61具有数量大于齿623的磁极部614。也就是说，无刷电机60具有数量大于齿623的磁极部614。更具体地，磁极部614的数量等于或大于槽的数量的4/3。更具体地，磁极部614的数量是槽的数量的4/3。

围绕每个齿623，缠绕对应的一个定子绕组622。也就是说，多相的定子绕组622设置为穿过其各自的槽624。图6示出了定子绕组622位于槽624中的状态。多相定子绕组622中的每一者属于U相、V相或W相中的相应一个者。定子绕组622以例如U相、V相和W相的顺序布置。

转子61的外表面设置有用于检测转子61的转动位置的多个检测对象部617。多个检测对象部617进行磁检测。多个检测对象部617以沿周向间隔地配置的方式配置在转子61的外表面上。检测对象部617由铁磁材料制成。

发动机单元10设置有转子位置检测装置84。转子位置检测装置84配置为检测转子61的位置。转子位置检测装置84设置为由于转子61的转动而与任何检测对象部617相对。

无刷电机60的转子61连接到曲轴24，以便与曲轴24的转动连动地转动。

转子61不经由动力传递机构(例如，带、链、齿轮、减速齿轮或增速齿轮)而附接到曲轴24。转子61相对于曲轴24以1：1的速度比转动。更具体地，转子61连接到曲轴24，从而以与曲轴24相同的速度转动。无刷电机60的转动轴线与曲轴24的转动轴线基本重合。更具体地，转子61固定到曲轴24。更具体地，转子61直接连接到曲轴24。

图7是示出图2和图3所示的发动机单元10的示意性电气配置的框图。图7还示出了电连接到发动机单元10的蓄电装置17和主开关MS。蓄电装置17是电池。

发动机单元10的控制装置80包括燃烧控制部83和起动/发电控制部 82。控制装置80的起动/发电控制部82控制电机驱动器70。

电机驱动器70连接到无刷电机60和蓄电装置17。蓄电装置17配置为向无刷电机60供电，以允许无刷电机60作为电机运行。蓄电装置17通过无刷电机60所产生的电力来充电。

电机驱动器70包括换流器71。换流器71控制在蓄电装置17与无刷电机60之间流动的电流。换流器71包括多个切换部711至716。换流器 71包括六个切换部711至716。换流器71为三相桥式换流器。

切换部711至716中的每一者都包括切换元件。每个切换元件例如是晶体管。更具体地，每个切换元件是场效应晶体管(FET)。

多个切换部711至716连接到多相定子绕组622，使得多个切换部 711至716的相位与定子绕组622的相位匹配。更具体地，在多个切换部 711至716中，串联连接的两个切换部构成半桥电路。各相的半桥电路与蓄电装置17并联连接。构成多相半桥电路的切换部711至716连接到多相定子绕组622，使得半桥电路的相位与定子绕组622的相位相匹配。

换流器71控制在蓄电装置17与无刷电机60之间流动的电流。具体而言，换流器71的切换部711至716导通或切断在蓄电装置17与多相定子绕组622之间流动的电流。

具体地，在无刷电机60用作电机的情况下，切换部711至716的接通 /关断将流向多相定子绕组622的电流导通或切断。

同时，在无刷电机60用作发电机的情况下，切换部711至716的接通 /关断将在定子绕组622与蓄电装置17之间流动的电流导通或切断。通过顺序地接通/关断切换部711至716，来自无刷电机60的三相交流电受到整流和电压控制。切换部711至716控制从无刷电机60向蓄电装置17输出的电流。

根据驾驶者的操纵，主开关MS切换对控制装置80的供电的供应和中断。

控制装置80连接到离合器杆位置传感器51。离合器杆位置传感器51 检测四冲程发动机20起动时驾驶者的操纵。

控制装置80与火花塞27、燃料喷射装置FI及蓄电装置17连接。控制装置80连接到转子位置检测装置84。基于来自转子位置检测装置84的信号，控制装置80获得表示无刷电机60中的转子61的位置的信息。基于转子61的位置，控制装置80控制换流器71。

控制装置80包括起动/发电控制部82和燃烧控制部83。控制装置80 的起动/发电控制部82和燃烧控制部83控制四冲程发动机20和无刷电机 60。

控制装置80的起动/发电控制部82控制电机驱动器70。通过控制切换部711至716中的每一者的接通/关断操作，起动/发电控制部82控制无刷电机60的运行。

起动/发电控制部82包括起动控制部821和发电控制部822。

燃烧控制部83通过控制火花塞27和燃料喷射装置FI来控制四冲程发动机20的燃烧运行。燃烧控制部83通过控制火花塞27和燃料喷射装置 FI来控制四冲程发动机20的转动力。燃烧控制部83根据节气门SV的开度来控制火花塞27和燃料喷射装置FI。

如图4所示，控制装置80由包括中央处理单元80a和存储装置80b的计算机构成(见图4)。中央处理单元80a根据控制程序执行计算处理。存储装置80b存储关于程序和计算的数据。

包括起动控制部821和发电控制部822的起动/发电控制部82和燃烧控制部83中的每一者都可以通过计算机(未示出)和由计算机执行的控制程序来实现。因此，包括起动控制部821和发电控制部822的起动/发电控制部82的运行(下面描述)和燃烧控制部83的运行(下面描述)可以视为控制装置80的运行。例如，起动/发电控制部82和燃烧控制部83可以在彼此远离的位置处配置为单独的装置。作为另一示例，起动/发电控制部82和燃烧控制部83可以彼此集成。

在发动机单元10中，离合器杆位置传感器51检测驾驶者对手动离合器杆50的操纵。基于离合器杆位置传感器51所给出的检测结果，控制装置80控制电机驱动器70的换流器71。控制装置80控制换流器71来将从蓄电装置17获得的电力供应到至无刷电机60。

从蓄电装置17经由电机驱动器70向无刷电机60供应电力。无刷电机 60执行动力运转。无刷电机60驱动曲轴24。曲轴24转动，从而将含有燃料的空气-燃料混合物吸入到四冲程发动机20中。电机驱动器70的换流器 71基于由转子位置检测装置84检测到的转子61的位置，控制要向无刷电机60供应的电流。

由于四冲程发动机20中的空气-燃料混合物的燃烧，曲轴24的转动加速。曲轴24在不被无刷电机60驱动的情况下转动。

在发动机单元10中，无刷电机60基于手动离合器杆50的操纵来执行动力运转，因此四冲程发动机20起动。因此，在发动机单元10中，可以在不沿加速方向操纵加速器操作器的情况下驱动无刷电机60。因此，可以在抑制或减小节流阀SV的开度增大的同时驱动无刷电机60。

例如，作为参考示例，图5中的虚线Tb表示在四冲程发动机响应于加速器操作器的操纵而起动的配置中所需的扭矩。

当操纵加速器操作器时，节流阀打开。因此，吸入到气缸中的空气量增加。因此，如图5中的虚线Tb所示，需要大扭矩来使曲轴越过压缩冲程。即，无刷电机需要输出的转矩很大。

另一方面，根据本实施例的发动机单元10，可以在不操纵加速器操作器的情况下驱动无刷电机60。因此，如图5中的实线Ta所示，可以减小无刷电机60为了使曲轴24越过高负载区域TH而需要输出的转矩。因此，与例如响应于加速器操作器的操纵而起动发动机的情况相比，可以减小无刷电机60的尺寸。

另外，由于无刷电机60用作起动发电机，所以不需要独立地安装起动电机和发电机。也就是说，能够减小起动发电机的结构尺寸。

根据本实施例的发动机单元10，例如，与无刷电机安装在具有与本实施例的发动机排量基本类似的发动机排量的小型摩托车上的情况相比，可以减小无刷电机60的尺寸。

无刷电机60设置在曲轴24的左端部处。因此，可以减小发动机单元 10在曲轴24的轴向方向上的尺寸。也就是说，可以减小发动机单元10在车辆宽度方向LRi上的尺寸。

另外，无刷电机60设置为使得其前端部60a在前后方向FRe上定位得比左换挡踏板40更靠前，并且无刷电机60在车辆宽度方向LRi上至少部分地与左换挡踏板重叠。

通过减小无刷电机60的尺寸，还可以减小发动机单元10在前后方向 FRe上的尺寸。

通过在抑制或减小节气门SV的开度增大的同时驱动无刷电机60以起动四冲程发动机20的配置，可以减小无刷电机60的尺寸。在这种情况下，用于四冲程发动机20中的第一燃烧的空气量小于例如在起动发动机时增加节气门SV的开度的配置中的空气量。根据少量的空气，在四冲程发动机20中的第一次燃烧时四冲程发动机20的输出也变小。

本实施例的无刷电机60具有磁极部616，该磁极部616的数量大于齿 623的数量的三分之二。因此，无刷电机60的角速度比具有数量小于齿数的三分之二的磁极部的无刷电机的角速度高。角速度对绕组的阻抗有贡献。

也就是说，绕组的阻抗可以由下面的公式示意性地表示：

(R²+ω²L²)^1/2，

其中，R表示直流电阻，ω表示电角处的角速度，L表示电感。

电角处的角速度ω可以由以下公式表示：

ω＝(P/2)*(N/60)*2π，

其中，P表示磁极的数量，N表示转速(rpm)。

更具体地，由于无刷电机60包括数量大于齿623的磁极部616，所以无刷电机60的角速度ω大于包括数量小于齿的磁极部的无刷电机的角速度ω。因此，无刷电机60在转动时具有大的阻抗。此外，随着无刷电机 60以更高的转动速度N转动，其角速度ω增大，因此其阻抗也增大。

因此，在将无刷电机60用作发电机的转动范围中，无刷电机60能够通过大阻抗来抑制或减少电流的产生。因此，可以减小无刷电机的尺寸和换流器的冷却机构的尺寸。

电机驱动器70的换流器71基于由转子位置检测装置84检测到的转子 61的位置，控制要向无刷电机60供应的电流。因此，与例如由具有电刷的直流电机驱动发动机的情况相比，可以精确地控制无刷电机60的动力运转。另外，与发动机单元由具有电刷的直流电机驱动的情况不同，曲轴 24不经由减速齿轮被驱动。因此，无刷电机60能够以大扭矩驱动曲轴 24，直到能够获得四冲程发动机20连续多次发生燃烧的转速。因此，能够抑制或减少起动四冲程发动机20所花费的时间周期的延长。

附图标记表

1 骑乘式车辆

10 具有MT式换挡踏板的发动机单元(发动机单元)

13 车把

15 驱动轮

20 可变负载四冲程发动机(四冲程发动机)

21 曲柄箱

24 曲轴

30 手动变速器

31 手动离合器

39 输出部

40 左换挡踏板

50 手动离合器杆

51 离合器杆位置传感器

60 无刷电机

70 电机驱动器

71 换流器

80 控制装置。

Claims (5)

1.一种具有手动变速式换挡踏板的发动机单元，其配置为安装在骑乘式车辆上，并且包括：

可变负载四冲程发动机，其包括：

曲柄箱，其配置为通过低温粘度等级低于20W的低粘度油来进行内部润滑，和

曲轴，其由所述曲柄箱可转动地支撑，所述可变负载四冲程发动机在四个冲程中具有高负载区域和低负载区域，所述高负载区域是用于使所述曲轴转动的负载高的区域，所述低负载区域是用于使所述曲轴转动的负载低于所述高负载区域中的负载的区域；

手动变速器，其设置在所述曲柄箱内，以便通过所述低粘度油进行润滑，所述手动变速器包括手动离合器和配置为将驱动力输出到所述骑乘式车辆的驱动轮的输出部，所述手动变速器满足位置关系A或位置关系B，所述位置关系A限定为使得在所述骑乘式车辆的车辆宽度方向上所述手动离合器定位得比所述可变负载四冲程发动机的气缸更靠右并且所述输出部定位得比所述气缸更靠左，所述位置关系B限定为使得在所述骑乘式车辆的车辆宽度方向上所述手动离合器定位得比所述可变负载四冲程发动机的气缸更靠左并且所述输出部定位得比所述气缸更靠右；

左换挡踏板，其具有在车辆前后方向上定位得比所述曲轴更靠后的转动轴，所述左换挡踏板在所述车辆宽度方向上设置得比所述曲柄箱更靠左；

手动离合器杆，其设置在所述骑乘式车辆的车把处；

离合器杆位置传感器，其配置为检测驾驶者对所述手动离合器杆执行的操纵；

无刷电机，所述无刷电机配置为运行来通过从安装在所述骑乘式车辆上的蓄电装置供应的电力来使所述曲轴转动，所述无刷电机还配置为在所述可变负载四冲程发动机启动之后由所述曲轴驱动时产生电力；

电机驱动器，其包括配置为控制在所述蓄电装置与所述无刷电机之间流动的电流的换流器；和

控制装置，其配置为基于由所述离合器杆位置传感器给出的检测结果来控制所述电机驱动器以使得所述无刷电机进行动力运转，从而启动通过所述低粘度油来进行润滑的所述可变负载四冲程发动机，所述无刷电机设置在所述曲柄箱中的所述曲轴的左端部处，所述左端部定位得比所述左换挡踏板更靠右，使得所述无刷电机的前端部在所述车辆前后方向上定位得比所述左换挡踏板更靠前，并且所述无刷电机在所述车辆宽度方向上至少部分地与所述左换挡踏板重叠。

2.根据权利要求1所述的具有手动变速式换挡踏板的发动机单元，其中，

所述无刷电机设置在所述曲柄箱内部，以便通过所述低粘度油来进行润滑。

3.根据权利要求1或2所述的具有手动变速式换挡踏板的发动机单元，其中，

所述无刷电机包括：

定子，其位置相对于所述曲柄箱是固定的，和

转子，其具有经由间隙与所述定子相对的永磁体并且设置到所述曲轴以便与所述曲轴的转动互锁，和

具有所述手动变速式换挡踏板的所述发动机单元还包括转子位置检测装置，所述转子位置检测装置配置为向所述控制装置输出指示检测到的转子位置的信号。

4.根据权利要求1或2所述的具有手动变速式换挡踏板的发动机单元，其中，

所述无刷电机设置在所述曲轴的端部处，并且

所述无刷电机还包括：

定子，其包括定子芯和多相绕组，所述定子芯具有周向布置的多个齿，使得所述多个齿和槽交替地定位，所述绕组缠绕在所述多个齿周围，和

磁极部，其数量大于所述槽的数量的三分之二，所述磁极部周向布置以便经由间隙与所述定子相对。

5.一种骑乘式车辆，包括：

根据权利要求1至4中任一项所述的具有手动变速式换挡踏板的发动机单元；和

驱动轮，其配置为使得所述骑乘式车辆通过从具有所述手动变速式换挡踏板的所述发动机单元接收的输出来行驶。

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