JP2018053772A - エンジンユニット及び鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の増大を抑えつつ、燃焼停止指示の後、再始動するまでの時間を短縮することができるエンジンユニット及び鞍乗型車両を提供する。【解決手段】エンジンユニットは、４ストローク単気筒エンジン本体と、永久磁石式回転電機と、スイッチング部を備えたインバータと、制御装置とを備え、制御装置は、燃焼動作が停止してから前記クランクシャフトの正回転が停止するまで前記クランクシャフトの正回転が継続する期間の少なくとも一部の期間において、前記複数のスイッチング部を制御することによって、クランクシャフトの正回転に対するブレーキ力を付与させる停止制御を行うとともに、クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングを変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンユニット及び鞍乗型車両に関する。

鞍乗型車両が備えるエンジンとして、４ストロークの間に、エンジンのクランクシャフトを回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランクシャフトを回転させる負荷が小さい低負荷領域とを有する４ストローク単気筒エンジンがある。４ストローク単気筒エンジンは、エンジン始動時に高負荷領域を越えてクランクシャフトを回転させるために、スタータモータに大きな出力トルクを要求する。
４ストローク単気筒エンジンが動作を停止する時、クランクシャフトの回転の停止位置は、エンジンの動作停止のたびに異なる。即ち、クランクシャフトの回転の停止位置には、ばらつきが生じる。停止位置にばらつきが生じると、エンジン始動時（再始動時）に高負荷領域を越えてクランクシャフトを回転させるために必要とされるトルクにもばらつきが生じる。エンジン始動時、クランクシャフトは、スタータモータに駆動される。スタータモータの出力トルクを、トルクのばらつきに対応するように大きくしようとすると、スタータモータの消費電力が増大する。スタータモータは、バッテリの電力で動作する。鞍乗型車両に対するバッテリの搭載性の観点から、スタータモータの消費電力の増大は抑制されることが望ましい。

例えば、特許文献１には、エンジン始動制御装置が示されている。特許文献１のエンジン始動制御装置は、燃焼動作が停止した後、再始動操作でスロットル弁が開いたときのエンジン回転数が優先回転数以上である場合、スタータモータによって直ちにエンジンクランクシャフトを正転させる。エンジン回転数が優先回転数以下の場合、スタータモータに正転の通電をしても圧縮行程の乗り越えが困難になる。そこで、特許文献１のエンジン始動制御装置は、エンジン回転数が優先回転数以下の場合、クランクシャフトの回転が一旦停止した後、エンジンの再始動に先立ち、エンジン始動のための予定位置にクランクシャフトを位置決めする。具体的には、エンジン始動制御装置は、スタータモータに逆転のための通電を行い、始動時の回転負荷が小さい位置までクランクシャフトを逆転させる。この後、エンジン始動制御装置は、正回転を実施する。これによって、特許文献１のエンジン始動制御装置は、スタータモータの消費電力増大の抑制を図ろうとしている。

特許第４０８２５７８号公報

特許文献１のエンジン始動制御装置は、クランクシャフトの回転が一旦停止した後、回転負荷の小さい位置までクランクシャフトを逆転させ、この後、クランクシャフトを正回転させる。このため、燃焼停止指示の後、エンジンの再始動までの時間が長くなる。
４ストローク単気筒エンジンを備えるエンジンユニットには、消費電力の増大を抑えつつ、燃焼停止指示の後、再始動するまでの時間を短縮することが望まれている。

本発明の目的は、消費電力の増大を抑えつつ、燃焼停止指示の後、再始動するまでの時間を短縮することができるエンジンユニット及び鞍乗型車両を提供することである。

本発明者は、エンジンが燃焼動作を停止してから再始動するまでの消費電力、及び再始動するまでの時間について検討を行った。

例えば、特許文献１のエンジン始動制御装置は、エンジン始動の前に、一旦、回転負荷の小さいステージまでクランクシャフトを逆転させ、この後、クランクシャフトを正回転させる。
これに対し、エンジンの燃焼停止の後、クランクシャフトが回転負荷の小さい位置に停止するならば、消費電力の増大を抑えつつ、再始動の時間を短縮することができる。
しかし、クランクシャフトを回転負荷の小さい位置に停止させることによって消費電力の増大を抑えつつ再始動の時間を短縮するためには、クランクシャフトの回転の停止位置のばらつきを抑えることが求められる。停止位置のばらつきは、例えば、エンジンが共通のタイミングで燃焼停止する場合でも生じる。例えば、エンジンが燃焼停止する時のエンジン温度は、エンジンオイルの粘度に影響する。また、エンジンが燃焼停止する時の大気圧は、ピストンに掛かる空気圧に影響する。従って、エンジン温度及び大気圧によって、クランクシャフトの停止位置のばらつきが生じる。
クランクシャフトの回転の停止位置のばらつきを抑えるためには、エンジンの動作環境であるエンジン温度及び大気圧等を検出し、検出結果に基づいて回転停止のための制御を行う必要があると考えられていた。

本発明者は、更に別の条件について、クランクシャフトの停止位置との関係を詳細に検討した。この結果、本発明者は、次のことを見出した。
クランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方の組合せは、クランクシャフトが当該位置にある時点での４ストローク単気筒エンジン本体の状態を、例えばエンジン温度及び大気圧よりも直接的に表している。従って、クランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値と双方の組合せは、クランクシャフトが当該位置にある時点での４ストローク単気筒エンジン本体の状態を、より精密に表している。このため、燃焼動作が停止した後のクランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力を変更することによって、クランクシャフトの停止位置のばらつきを効果的に抑えることができる。
燃焼動作が停止した後、停止制御中のクランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力を変更することによって、４ストローク単気筒エンジン本体の状態を精密に反映したブレーキ力をクランクシャフトの正回転に付与することができる。また、クランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力を変更することによって、４ストローク単気筒エンジン本体の状態を反映したブレーキ力の変更が、クランクシャフトの停止位置のばらつきを抑えるのに適した位置で実施される。このようにクランクシャフトの回転へのブレーキ力を付与させる停止制御中に、クランクシャフトの位置及び回転速度の瞬時値を用いてブレーキ力の変更を行うと、例えば温度及び大気圧を用いない場合でも、単気筒エンジンにおけるクランクシャフトの停止位置のばらつきを抑えることができる。

本願発明は、上述した知見に基づいて完成された発明である。
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） 鞍乗型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、
１つの気筒とクランクシャフトとを有し、４ストロークの間に、前記クランクシャフトを回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランクシャフトを回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する４ストローク単気筒エンジン本体と、
永久磁石を有し、前記クランクシャフトに対し固定された速度比で回転するよう前記クランクシャフトに接続されたロータと、ステータとを有し、前記鞍乗型車両が備えるバッテリにより駆動されて前記クランクシャフトの回転に対する力を付与する永久磁石式回転電機と、
前記バッテリと前記永久磁石式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部を備えたインバータと、
前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング部を制御することによって、前記バッテリと前記永久磁石式回転電機との間を流れる電流を制御する回転電機制御部と、前記４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作を制御する燃焼制御部とを含む制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作が停止してから前記クランクシャフトの正回転が停止するまで前記クランクシャフトの正回転が継続する期間の少なくとも一部の期間において、前記複数のスイッチング部を制御することによって、前記永久磁石式回転電機に前記クランクシャフトの正回転に対するブレーキ力を付与させる停止制御を行うとともに、
少なくとも前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングを変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。

（１）のエンジンユニットは、４ストローク単気筒エンジン本体と、永久磁石式回転電機とを備えている。４ストローク単気筒エンジン本体は、４ストロークの間に高負荷領域と、低負荷領域とを有する。低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、高負荷領域における負荷より小さい。単気筒エンジン本体における低負荷領域の負荷と高負荷領域の負荷との差は、２つ以上の気筒を有するエンジンと比べて大きい。つまり、４ストローク単気筒エンジン本体が始動する場合、低負荷領域に対する高負荷領域での負荷の増大量は、２つ以上の気筒を有するエンジンと比べて大きい。
制御装置は、４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作を制御するとともに、インバータに備えられた前記複数のスイッチング部を制御する。これによって、バッテリと永久磁石式回転電機との間を流れる電流が制御され、永久磁石式回転電機によってクランクシャフトの回転へのブレーキ力が付与される。
制御装置は、４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作が停止してからクランクシャフトが停止するまでのクランクシャフトの正回転が継続する期間の少なくとも一部の期間において停止制御を行う。制御装置は、停止制御で、複数のスイッチング部を制御することによって、永久磁石式回転電機にクランクシャフトの回転へのブレーキ力を付与させる。制御装置は、停止制御中にブレーキ力の変更を行う。制御装置は、ブレーキ力の変更で、クランクシャフトの位置、及びその位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて複数のスイッチング部を制御する。

クランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値と双方の組合せは、クランクシャフトが当該位置にある時点での４ストローク単気筒エンジン本体の状態を直接的及び精密に表している。停止制御中に、クランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力が変更されると、４ストローク単気筒エンジン本体の状態を精密に反映したブレーキ力が付与される。しかも、４ストローク単気筒エンジン本体の状態を反映したブレーキ力は、クランクシャフトの回転速度と変更されるブレーキ力とに対し、ばらつきを抑えてクランクシャフト停止させるのに適した位置で変更される。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきを抑えることができる。この結果、エンジン始動のためクランクシャフトを回転させる場合の回転負荷を小さくできる位置にクランクシャフトを停止させやすい。従って、クランクシャフトを駆動するトルクが抑えられ、クランクシャフトの駆動に必要な電力が抑えられる。また、クランクシャフトの停止後、エンジン始動の時、クランクシャフトを正転させることによって、４ストローク単気筒エンジン本体を再始動させることができるようになる。従って、高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストローク単気筒エンジン本体で、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間が短縮される。

本発明は、停止制御の途中で、クランクシャフトの位置と、その位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力を変更することによって、クランクシャフトの停止位置のばらつきを抑える。これによって、消費電力の増大を抑えつつ再始動するまでの時間が短縮される。これは、例えば、単に燃焼動作停止後の短い時間でクランクシャフトを停止させる目的で、位置及び回転速度に応じた変更無しにブレーキ力を付与する思想とは異なる。なお、高負荷領域とは、４ストローク単気筒エンジン本体の１燃焼サイクルにおいて、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値よりも高い領域をいう。また、低負荷領域とは、４ストローク単気筒エンジン本体の１燃焼サイクルにおいて、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値よりも低い領域をいう。４ストローク単気筒エンジン本体の１燃焼サイクルにおける負荷トルクは、例えば、燃焼動作停止時にクランクシャフトを外力で回転させる場合のトルクとして測定される。
なお、停止制御は、後述する実施形態のように、４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作が停止してからクランクシャフトの正回転が停止するまでクランクシャフトの正回転が継続する期間の全てにわたって実施されてもよく、当該期間の一部において実施されてもよい。
また、ブレーキ力の変更は、例えば、一回実施されてもよく、複数回実施されてもよいが、複数回実施されることが好ましい。１燃焼サイクルごとに、少なくとも一回のブレーキ力の変更が実施されることが、より好ましい。１行程ごとに、少なくとも一回のブレーキ力の変更が実施されることが、更に好ましい。瞬時値が検出されるごとに、ブレーキ力の変更が実施されることが、特に好ましい。

（２） （１）のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記クランクシャフトの位置及び前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値と前記複数のスイッチング部の動作タイミングに係る条件との間の複数の対応関係を含む変更データが予め記憶された記憶装置を備え、
前記制御装置は、前記ブレーキ力の変更を行う時に前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値とに基づき、前記変更データを参照して、前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって前記ブレーキ力の変更を行う。

（２）の構成によれば、クランクシャフトが回転に伴い通過する複数の位置で、複数の対応関係を含む変更データを参照して、クランクシャフトの位置と回転速度の瞬時値に基づきブレーキ力の変更に係る条件を判定することができる。停止制御中に、複数のクランクシャフトの位置と、各位置での回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力を変更することにより、例えばモデル式の計算等に基づく場合と比べて、比較的容易に、より精度よくブレーキ力を制御することができる。また、ブレーキ力の変更が、複数の対応関係を含む変更データを参照して、複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって実施される。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきがより抑えられる。このため、４ストローク単気筒エンジン本体の始動のためクランクシャフトを回転させる場合に、クランクシャフトの回転負荷が小さい位置から回転を開始させ易い。従って、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（３） （１）又は（２）のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記停止制御が行われる期間の少なくとも一部の期間において、前記バッテリから前記永久磁石式回転電機に電流を供給するよう前記複数のスイッチング部を制御することによって、前記永久磁石式回転電機に前記クランクシャフトの回転へのブレーキ力を付与させる電力消費制御を行う。

（３）の構成によれば、バッテリの電力を利用する電力消費制御によって、永久磁石式回転電機がクランクシャフトの回転により強いブレーキ力を付与することができる。従って、クランクシャフトの位置と回転速度の瞬時値とに基づいたブレーキ力の変更によって、クランクシャフトの回転がより精密に制御されることができる。このため、クランクシャフトの停止位置のばらつきがより抑えられる。従って、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。なお、電力消費制御は、特に限定されず、後述する実施形態のように正弦波通電駆動であってもよく、矩形波通電駆動であってもよい。スイッチング部の動作タイミングの変更は、デューティ比を変更するように行われてもよく、進角・遅角の量（角度）を変更するように行われてもよく、これらの組合せにより行われてもよい。

（４） （３）のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記電力消費制御において、前記バッテリの電圧に応じて、前記バッテリから前記永久磁石式回転電機に供給される電流を制御する。

電力消費制御では、バッテリから永久磁石式回転電機に電流を供給するよう複数のスイッチング部を制御することによって、永久磁石式回転電機にクランクシャフトの回転へのブレーキ力が付与される。このため、ブレーキ力がバッテリの電圧の影響を受けやすい。（４）の構成によれば、バッテリの電圧に応じて、バッテリから前記永久磁石式回転電機に供給される電流が制御される。このため、バッテリの電圧によるブレーキ力の変動が抑えられる。この結果、クランクシャフトの停止位置のばらつきがより抑えられる。従って、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（５） （１）から（４）いずれか１のエンジンユニットであって、
前記永久磁石式回転電機は、前記複数のスイッチング部と電気的に接続された巻線を有し、
前記制御装置は、前記停止制御中に、少なくとも前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づき、前記巻線の短絡によって前記クランクシャフトの正回転に対するブレーキ力を付与する短絡制御を開始するように前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記ブレーキ力の変更を行う。

（５）の構成によれば、永久磁石式回転電機の巻線が短絡する場合、巻線自体に生じる誘導起電圧によって、永久磁石式回転電機のブレーキ力が生じる。このため、クランクシャフト及びロータの位置に応じてスイッチング部の通電状態及び非通電を切り替えること無しに、クランクシャフトの回転へのブレーキ力を付与することができる。従って、例えば、クランクシャフトの回転の低速に伴いクランクシャフトの位置の検出精度が低下する場合でも、クランクシャフトの停止位置のばらつきを抑えることができる。よって、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（６） （５）のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記４ストローク単気筒エンジン本体の１燃焼サイクル中に前記クランクシャフトが順次通過する複数の位置及び前記複数の位置の各々での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値と、前記巻線の短絡を開始するための前記複数のスイッチング部の動作タイミングに係る条件との間の複数の対応関係を含む変更データが予め記憶された記憶装置を備え、前記変更データにおける前記瞬時値は、前記瞬時値に対応する位置から前記短絡制御が開始された場合に前記クランクシャフトを前記１燃焼サイクル中における所定の目標領域に停止させることが可能な速度の上限値であり、
前記制御装置は、前記複数の位置のうち、前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値が前記変更データ中の前記瞬時値以下となった時の前記変更データ中の当該瞬時値に対応する位置から、前記複数のスイッチング部に前記巻線を短絡させる制御を開始する。

（６）の構成において、巻線を短絡させる制御が開始し得る位置は、１燃焼サイクル中に複数設定されている。記憶装置に記憶された変更データでは、複数の位置及び複数の位置の各々でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値と、短絡制御を開始するための複数のスイッチング部の動作タイミングに係る条件とが対応している。変更データにおける瞬時値は、当該瞬時値に対応する位置から短絡制御が開始された場合にクランクシャフトを所定の目標領域に停止させることが可能な速度の上限値である。制御装置は、クランクシャフトが複数の位置のうちのある位置を、その位置に対応した変更データの瞬時値以下で通過する場合、当該位置から、複数のスイッチング部に前記巻線を短絡させる制御を開始する。従って、クランクシャフトの位置と回転速度の瞬時値が、クランクシャフトを巻線の短絡によって目標領域に停止可能な場合に、巻線の短絡が開始される。
巻線を短絡させる制御中は、クランクシャフトの位置の検出精度にかかわらず、クランクシャフトの回転速度に応じたブレーキ力を付与することができる。巻線を短絡させる制御が、クランクシャフトの位置及び回転速度の瞬時値の双方に基づいた適切なタイミングで開始することによって、クランクシャフトが目標領域に停止しやすい。よって、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（７） （１）から（６）いずれか１のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記クランクシャフトが予め定めた測定角度回転するごとに、前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値として、前記クランクシャフトが前記測定角度回転する間の回転速度を取得する。

（７）の構成によれば、クランクシャフトが測定角度回転する毎に、回転速度が算出され、算出した回転速度に基づいてブレーキ力が変更される。このため、クランクシャフトの停止位置を精密に制御することができる。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきをより抑えることができる。よって、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。なお、後述する実施形態のように、回転速度を取得するための複数の被検出部によって形成される複数の間隔の一つが、他の間隔と異なる場合、当該他の間隔においては、測定角度回転するごとにクランクシャフトの回転速度の瞬時値を取得できない。しかし、当該他の間隔以外の間隔においては、瞬時値を取得できるので、そのような構成も、上記（７）に該当する。

（８） （７）のエンジンユニットであって、
前記測定角度は３０度である。

（８）の構成によれば、クランクシャフトが３０度回転する毎に、回転速度が算出される。このため、クランクシャフトの停止位置をより精密に制御することができる。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきをより抑えることができる。よって、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（９） （７）のエンジンユニットであって、
前記測定角度は１５度である。

（９）の構成によれば、クランクシャフトが１５度回転する毎に、回転速度が算出される。このため、クランクシャフトの停止位置をより精密に制御することができる。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきをより抑えることができる。よって、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（１０） （７）のエンジンユニットであって、
前記測定角度は１０度である。

（１０）の構成によれば、クランクシャフトが１０度回転する毎に、回転速度が算出される。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきをより抑えることができる。よって、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（１１） （１）から（１０）いずれか１のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記永久磁石式回転電機に、前記クランクシャフトの回転を、前記４ストローク単気筒エンジン本体の膨張行程及び排気行程のいずれかで停止させるよう、前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。

（１１）の構成によれば、始動指示の入力があった場合、クランクシャフトは、膨張行程及び排気行程のいずれかから正回転を開始する。従って、クランクシャフトの正回転を、モータの出力トルクが小さくても４ストローク単気筒エンジン本体を始動させ易い低負荷領域から開始することができる。クランクシャフトは、少なくとも排気行程から圧縮行程までの広い低負荷領域に渡って正回転し、高負荷領域に到達する。つまり、加速のための長い助走区間が確保され、高負荷領域に到達する前にクランクシャフトの回転速度が高められる。従って、クランクシャフトは、例えば逆転しない場合でも、高い回転速度に伴う大きな慣性力を利用して、高負荷領域を乗り越えることができる。従って、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（１２） （１）から（１１）いずれか１のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記クランクシャフトが前記４ストローク単気筒エンジン本体の吸気行程及び圧縮行程のいずれかで回転している時における前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。

（１２）の構成によれば、吸気行程及び圧縮行程のいずれかにおけるクランクシャフトの位置及び回転速度の瞬時値との双方に基づいてブレーキ力が変更される。従って、クランクシャフトを、吸気行程及び圧縮行程の後に到来する低負荷領域に停止させ易い。従って、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。
複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによるブレーキ力の変更は、例えば、停止制御の方式を別の方式に変更することを含む。また、ブレーキ力の変更は、例えば、動作タイミングを規定する係数を変更することを含む。

（１３） （１）から（１２）いずれか１のエンジンユニットであって、
前記制御装置は、前記クランクシャフトが前記４ストローク単気筒エンジン本体の吸気行程で回転している時における前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。

（１３）の構成によれば、より早い段階でブレーキ力の変更が行われる。従って、クランクシャフトを低負荷領域に停止させ易い。従って、消費電力の増大をより抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

（１４） （１）から（１３）いずれか１のエンジンユニットであって、
４ストローク単気筒エンジン本体は、燃料噴射装置及び吸気バルブを備え、
前記制御装置は、始動指示の入力に応じて前記複数のスイッチング部を制御することによって前記クランクシャフトの回転を開始させた後、予め定められた一定の角度回転した時、前記燃料噴射装置に燃料を噴射させ、前記予め定められた一定の角度は、前記４ストローク単気筒エンジン本体における圧縮上死点から前記吸気バルブが閉じる位置までの角度以下である。

（１４）の構成によれば、ブレーキ力は、クランクシャフトの回転が目標領域で停止するよう変更される。従って、クランクシャフトは、通常、目標領域で停止する。始動指示の入力に応じてクランクシャフトの回転が開始した後、吸気バルブが閉じる位置までに相当する角度回転する前に燃料が噴射する。（１４）の構成によれば、例えば、始動指示の入力に応じてクランクシャフトが回転を開始した燃焼サイクルで、燃料を噴射すべきタイミングが検知されない場合であっても、停止位置と同一燃焼サイクル内で燃料噴射装置が燃料を噴射する。従って、クランクシャフトの回転が開始した後、燃料の燃焼開始が、停止位置と同一燃焼サイクル内で生じ易い。即ち、燃料の燃焼開始が、停止位置の次の燃焼サイクルに延期され難い。従って、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間をより短縮することができる。

（１５） 鞍乗型車両であって、
（１）から（１４）いずれか１のエンジンユニットを備える。

（１５）の鞍乗型車両によれば、エンジンユニットが備える４ストローク単気筒エンジン本体を始動させるためクランクシャフトを回転させる場合の、クランクシャフトの駆動に必要な電力が抑えられる。また、クランクシャフトの停止後、クランクシャフトを回転負荷の小さい位置まで逆転させることが必要な事態が抑えられる。従って、消費電力の増大を抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる

本発明のエンジンユニットは、鞍乗型車両に搭載される。本発明の鞍乗型車両は、例えば、自動二輪車、自動三輪車、及びＡＴＶ（Ａｌｌ−Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）を含む。

本発明の４ストローク単気筒エンジン本体は、４ストロークエンジンである。４ストローク単気筒エンジン本体は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程（膨張行程）、及び、排気行程を繰返しながら動作する。
本発明の永久磁石式回転電機は、永久磁石を有する回転電機である。本発明の永久磁石式回転電機は、ステータ及びロータを有する。本発明の永久磁石式回転電機のロータは永久磁石を有する。本発明の永久磁石式回転電機のロータは巻線を備えていない。本発明の永久磁石式回転電機のステータは巻線を備える。本発明の永久磁石式回転電機は、複数相に対応する巻線を備える。ステータの巻線は、例えば、ステータコアを巻いている。ロータは永久磁石がエアギャップを介してステータコアと向き合うように回転する。本発明の永久磁石式回転電機は、ラジアルギャップ型の回転電機、及びアキシャルギャップ型の回転電機を含む。本発明の永久磁石式回転電機は、ラジアルギャップ型の回転電機として、ステータの外側で回転するロータを備えたアウターロータ型の回転電機、及び、ステータの内側で回転するロータを備えたインナーロータ型の回転電機を含む。
本発明の永久磁石式回転電機は、発電を行う。本発明の永久磁石式回転電機は、モータとしての機能を有する永久磁石式回転電機、及び、モータとしての機能を有さない永久磁石式回転電機を含む。

本発明の永久磁石式回転電機は、ロータの永久磁石がヨークに埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ型）の回転電機、及び永久磁石がヨークから露出した表面磁石型（ＳＰＭ型）の回転電機を含む。
永久磁石式回転電機は、例えば、クランクシャフトに、動力伝達機構を介して取り付けられていてもよい。また、永久磁石式回転電機は、例えば、速度比可変の変速機又はクラッチのいずれも介することなく、クランクシャフトに接続されていてもよい。

本発明のインバータは、バッテリと永久磁石式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部を備えている。スイッチング部は、例えば、トランジスタである。スイッチング部は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、サイリスタ、及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。インバータの機能は、整流機能を含む。インバータは、例えば、直流を出力する機能を有する。インバータは、永久磁石式回転電機からバッテリ及び電力消費機器に出力される電流を制御する。インバータは、例えば、複数のスイッチング部で構成されたブリッジインバータを有する。

本発明の制御装置は、回転電機制御部と、燃焼制御部とを有する。回転電機制御部又は燃焼制御部が実施する制御は、制御装置が実施する制御である。回転電機制御部と燃焼制御部とは、例えば、別個の装置であってもよく、一体化した装置でもよい。本発明の制御装置は、クランクシャフトの回転を停止させる停止制御を行う。停止制御では、複数のスイッチング部を制御することによって、クランクシャフトの回転へのブレーキ力が付与される。停止制御は、回転電機制御部によって実施される。また、４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作の停止は、燃焼制御部によって実施される。
本発明の停止制御は、例えば、正弦波通電制御、ベクトル制御、位相制御、及び永久磁石式回転電機の巻線を短絡させる制御を含む。
本発明における複数のスイッチング部の動作タイミングの変更は、例えば、繰り返す動作のパターンの変更を含む。つまり、制御装置は、スイッチング部の、繰り返す動作のパターンを変更するようにスイッチング部の動作タイミングを変更する。
例えば、パルス幅変調を伴う正弦波通電制御において、スイッチング部のオン・オフのデューティ比は、正弦波状に繰り返し変化する。即ち、デューティ比の変化のパターンが周期的に繰り返す。この場合、動作タイミングの変更は、１つの周期パターンのデューティ比が前の周期パターンのデューティ比と異なるよう変更することを含む。動作タイミングの変更は、例えば、パルス幅変調を伴う正弦波通電制御において、正弦波によるパルス幅の変調度を変更することを含む。また、動作タイミングの変更は、例えば、停止制御の種類を変更することを含む。動作タイミングの変更は、例えば、スイッチング部の動作を、巻線を短絡させない制御から巻線を短絡させる制御に変更することを含む。

本発明のクランクシャフトの位置は、クランクシャフトの回転における位置である。クランクシャフトの位置は、４ストロークエンジンの１燃焼サイクルにおける位置を表す。クランクシャフトの位置は、例えば、クランクシャフト又は回転電機のロータに設けられた被検出部の検出結果として得られる。クランクシャフトの位置は、例えば、被検出部が検出装置の位置を通過する毎に得られる。クランクシャフトの位置及び回転速度を検出する手段は、例えば、ピックアップコイル、ホールＩＣ、及びエンコーダを含む。
本発明のクランクシャフトの回転速度の瞬時値は、４ストロークエンジンの１燃焼サイクルよりも短い期間における回転速度である。クランクシャフトの回転速度の瞬時値は、４ストロークエンジンの１燃焼サイクル又は１燃焼サイクルより長い期間における平均としての回転速度とは異なる。クランクシャフトの回転速度の瞬時値は、４ストロークエンジンの１燃焼サイクルにおいて複数回検出される。１燃焼サイクルにおいて検出される回転速度の瞬時値の数は、例えば、クランクシャフトの回転に伴い検出装置による被検出部の検出を表すパルスの数に相当する。クランクシャフトの位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値は、例えば、クランクシャフトの位置を示す被検出部の検出と、前回の検出との間の時間によって定められる。

本発明の制御装置は、少なくともクランクシャフトの位置と前記位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて複数のスイッチング部の動作タイミングを変更する。クランクシャフトの位置と前記位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づく動作タイミングの変更には、例えば、位置と回転速度との間の複数の対応関係を含むデータを参照して取得された情報に基づく変更が含まれる。また、クランクシャフトの位置と前記位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づく動作タイミングの変更には、例えば、式等の計算結果に基づく変更が含まれる。
本発明の制御装置は、例えば、クランクシャフトの位置と前記位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値に加え、更に別の要素に基づいて複数のスイッチング部の動作タイミングを変更してもよい。
本発明の制御装置は、例えば、クランクシャフトの位置のみに基づいてスイッチング部の動作タイミングを変更する装置とは異なる。また、発明の制御装置は、例えば、クランクシャフトの回転速度のみに基づいてスイッチング部の動作タイミングを変更する装置とは異なる。

本発明では、ブレーキ力の変更において、複数のスイッチング部の動作タイミングは、リアルタイムで行われることが好ましい。複数のスイッチング部のリアルタイムでの変更は、得られた瞬時値に基づく変更を、当該瞬時値の次の瞬時値が得られる前のタイミングで実施することである。

本発明の変更データは、ブレーキ力の変更の条件を規定するデータである。変更データは、クランクシャフトの位置条件とクランクシャフトの回転速度の瞬時値条件との間の複数の対応関係を含む。変更データは、例えば、クランクシャフトの位置条件と、当該位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値条件とが対応づけられたマップを含む。

本発明によれば、エンジンユニット及び鞍乗型車両において、消費電力の増大を抑えつつ、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間を短縮することができる。

本発明の第一実施形態に係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。 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。 図１に示す永久磁石式回転電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。 エンジンユニットを含む鞍乗型車両の電気的な概略構成を示すブロック図である。 図１に示すエンジンユニットの動作を説明するフローチャートである。 電力消費制御における処理の概要を表すブロック図である。 （Ａ）は、電力消費制御における変更データとしてのマップを示す図である。（Ｂ）は、変更データとしての短絡制御開始マップを示す図である。 エンジン本体の動作停止時におけるクランクシャフトの回転速度の変化の例を示すグラフである。 エンジンユニットの再始動動作を説明するフローチャートである。 クランクシャフトの位置とエンジン本体の事象との関係を模式的に示すグラフである。 第二実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。 エンジンユニットが搭載される鞍乗型車両を示す外観図である。

以下、本発明を、好ましい実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第一実施形態に係るエンジンユニット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、例えば、鞍乗型車両１（図１２参照）に搭載されるユニットである。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、永久磁石式回転電機２０とを備える。４ストローク単気筒エンジン本体１０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。以降、４ストローク単気筒エンジン本体を、単にエンジン本体と称する。エンジン本体１０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。必要トルクとは、クランクシャフト１５を回転させるために必要なトルクをいう。

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。

エンジン本体１０は、４ストロークの間に、クランクシャフト１５を回転させる負荷が大きい高負荷領域ＴＨと、クランクシャフト１５を回転させる負荷が高負荷領域ＴＨの負荷より小さい低負荷領域ＴＬとを有する。高負荷領域とは、エンジン本体１０の１燃焼サイクルのうち、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値Ａｖよりも高い領域をいう。クランクシャフト１５の回転角度を基準として見ると、低負荷領域ＴＬは高負荷領域ＴＨ以上に広い。より詳細には、低負荷領域ＴＬは高負荷領域ＴＨよりも広い。言い換えると、低負荷領域ＴＬに相当する回転角度領域は、高負荷領域ＴＨに相当する回転角度領域よりも広い。エンジン本体１０は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を繰り返しながら回転する。圧縮行程は、高負荷領域ＴＨと重なりを有する。
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、及び排気行程が１回ずつ含まれる。

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を接続している。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、燃焼室が形成される。クランクシャフト１５は、クランクケース１１に、一対のベアリング１７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１５の一端部１５ａには、永久磁石式回転電機２０が取り付けられている。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。

エンジンユニットＥＵには、吸気バルブＩＶと、スロットルバルブＳＶと、燃料噴射装置１８が設けられている。エンジンユニットＥＵには、図示しない排気バルブも設けられている。スロットルバルブＳＶは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。スロットルバルブＳＶの開度は、例えばアクセル操作子８（図１２参照）の操作に応じて調整される。燃料噴射装置１８は、燃料を噴射することによって、燃焼室に燃料を供給する。吸気バルブＩＶは、燃焼室への空気の流入を制御する。吸気バルブＩＶ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に供給する。また、エンジン本体１０には、点火プラグ１９が設けられている。

エンジン本体１０は、クランクシャフト１５を介して回転パワーを出力する。クランクシャフト１５の回転パワーは、変速機ＣＶＴを介して、車輪３ｂ（図１２参照）に伝達される。鞍乗型車両１（図１２参照）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パワーを受ける車輪３ｂによって駆動される。

図３は、図１に示す永久磁石式回転電機２０の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。図１及び図３を参照して永久磁石式回転電機２０を説明する。

永久磁石式回転電機２０は、永久磁石式三相ブラシレス型発電機である。永久磁石式回転電機２０は、永久磁石式三相ブラシレス型モータとしても機能する。

永久磁石式回転電機２０は、ロータ３０と、ステータ４０とを有する。本実施形態の永久磁石式回転電機２０は、ラジアルギャップ型である。永久磁石式回転電機２０は、アウターロータ型である。即ち、ロータ３０はアウターロータである。ステータ４０はインナーステータである。
ロータ３０は、ロータ本体部３１を有する。ロータ本体部３１は、例えば強磁性材料からなる。ロータ本体部３１は、有底筒状を有する。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及びバックヨーク部３４は一体的に形成されている。なお、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。底壁部３３及びバックヨーク部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。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。

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を有する。複数の磁極部３７ａ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。本実施形態において、永久磁石部３７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。
なお、永久磁石部３７は、１つの環状の永久磁石によって形成されることも可能である。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、永久磁石式回転電機２０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、ステータ４０と対向するロータ３０の磁極数が２４個である。ロータ３０の磁極数とは、ステータ４０と対向する磁極数をいう。磁極部３７ａとステータ４０との間には磁性体が設けられていない。ロータ３０の永久磁石とステータ４０とは、エアギャップのみを介して対向している。磁極部３７ａは、永久磁石式回転電機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。永久磁石式回転電機２０は、歯部４３の数よりも多い磁極部３７ａを有している。

ロータ３０を構成する底壁部３３には、冷却ファンＦが設けられている。

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、周方向に間隔を空けて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。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を有する。歯部４３は周方向に等間隔で配置されている。

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が巻回している。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。ステータ巻線Ｗの巻き方は、集中巻きであっても、分布巻きであってもよく、特に限定されないが、集中巻きであることが好ましい。

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では、被検出部３８のそれぞれに割り当てられた番号が示されている。番号は、エンジン本体１０の１燃焼サイクル即ちロータ３０の２回転に亘って割り当てられている。「０」の被検出部３８がロータ位置検出装置５０の位置を通過する場合、クランクシャフト１５が圧縮上死点の位置にある。

ロータ位置検出装置５０は、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。ロータ位置検出装置５０は、被検出部３８を磁気的に検出する図示しないピックアップコイル５１を備えている。ロータ位置検出装置５０は、検出用磁石５２及びコア５３も備えている。

永久磁石式回転電機２０は、エンジン本体１０のクランクシャフト１５と接続されている。詳細には、ロータ３０が、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と接続されている。
本実施形態では、ロータ３０が、クランクシャフト１５に、動力伝達機構（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。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。永久磁石式回転電機２０が、エンジン本体１０の燃焼動作時にロータ３０が正回転するように構成されている。

永久磁石式回転電機２０は、エンジン始動時には、クランクシャフト１５を正回転させてエンジン本体１０を始動させる。また、永久磁石式回転電機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。即ち、永久磁石式回転電機２０は、クランクシャフト１５を正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に駆動されて発電する機能の双方を兼ね備えている。永久磁石式回転電機２０は、エンジン本体１０の始動後の期間の少なくとも一部には、クランクシャフト１５により正回転されてジェネレータとして機能する。

永久磁石式回転電機２０は、鞍乗型車両が備えるバッテリ４（図４参照）により駆動されてクランクシャフト１５の回転に対する力を付与する。永久磁石式回転電機２０は、例えば、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、即ちブレーキ力を付与することもできる。

ここで、図３を参照して、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、ロータ３０の外面に設けられている。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。ロータ位置検出装置５０は、ロータ３０の回転中に、複数の被検出部３８のそれぞれに対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置５０は、複数の被検出部３８に同時に対向するのではなく、複数の被検出部３８のそれぞれに順に対向する。
被検出部３８は、３０度の角度間隔でアウターロータ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どうしが成す角度を、測定角度θを称する。本実施形態における測定角度θは、３０度である。
ロータ位置検出装置５０は、ロータ３０が測定角度回転するごとに、複数の被検出部３８のそれぞれを検出する。ロータ位置検出装置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。
本実施形態における複数の被検出部３８の各々は、この各々が対応する磁極面の対３７ｐに対して互いに同一の相対位置関係を有する。
本実施形態では、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。
複数の被検出部３８は、クランクシャフト１５の周方向に等間隔又は実質的に等間隔に位置する。測定角度ごとの位置のうち、被検出部３８が配置されていない位置（欠落位置「５」）と周方向に隣り合う２つの位置に配置された２個の被検出部３８（例えば、「４」と「６」）は、これら２個の被検出部３８の間に、残りの被検出部３８どうしの角度間隔と比べて２倍の角度間隔を有する。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を検出することが可能である。

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、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、永久磁石式回転電機２０及びバッテリ４が接続されている。バッテリ４は、永久磁石式回転電機２０から電流を受ける。バッテリ４は、永久磁石式回転電機２０で発電された電力によって充電される。

バッテリ４は、メインスイッチ５を介して、インバータ６１と接続されている。

インバータ６１は、複数のスイッチング部６１１〜６１６を備えている。本実施形態のインバータ６１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。ステータ巻線Ｗは、スイッチング部６１１〜６１６と接続されている。複数のスイッチング部６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相と接続されている。より詳細には、複数のスイッチング部６１１〜６１６のうち、直列に接続された２つのスイッチング部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部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。
スイッチング部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／遮断を切替える。

詳細には、永久磁石式回転電機２０が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、永久磁石式回転電機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４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、永久磁石式回転電機２０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。スイッチング部６１１〜６１６は、永久磁石式回転電機２０からバッテリ４及び電力消費機器７０に出力される電流を制御する。

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である。

制御装置６０には、燃料噴射装置１８、点火プラグ１９、及びバッテリ４が接続されている。
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、永久磁石式回転電機２０を制御する。回転電機制御部６２は、インバータ６１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から出力される回転パワーを制御する。燃焼制御部６３は、点火プラグ１９及び燃料噴射装置１８を制御することによって、エンジン本体１０から出力される回転パワーを制御する。
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部６１１〜６１６を制御することによって、バッテリ４と前記永久磁石式回転電機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、永久磁石式回転電機２０の動作を制御する。回転電機制御部６２は、開始制御部６２１、回転電機制御部６２２、及び停止制御部６２３を含む。

制御装置６０は、図示しない中央処理装置と、記憶装置６４とを有するコンピュータで構成されている。中央処理装置は、制御プログラムに基づいて演算処理を行う。記憶装置６４は、プログラム及び演算に関するデータを記憶する。
開始制御部６２１、回転電機制御部６２２、及び停止制御部６２３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とコンピュータで実行される制御プログラムとによって実現される。従って、以降説明する、開始制御部６２１、回転電機制御部６２２、及び停止制御部６２３を含む回転電機制御部６２と、燃焼制御部６３とのそれぞれによる動作は、制御装置６０の動作と言うことができる。

制御装置６０には、スタータスイッチ６が接続されている。スタータスイッチ６は、エンジン本体１０の始動の際、運転者によって操作される。メインスイッチ５は、運転者の操作に応じて制御装置６０に電力を供給する。

［エンジンユニットの動作］
図５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（Ｓ１１）。

燃焼動作状態は、例えばアイドリング状態を含む。アイドリング状態は、例えば、鞍乗型車両１（図１２参照）が停車し且つエンジン本体１０が動作している状態である。また、燃焼動作状態は、例えば、鞍乗型車両１が走行中で且つエンジン本体１０が動作している状態を含む。燃焼動作状態では、燃焼制御部６３が、エンジン本体１０を動作させる。

エンジン本体１０が燃焼動作状態である時（Ｓ１１）、燃焼停止指示が入力されなければ（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置ＣＴは、燃焼動作を継続する。
燃焼停止指示が入力されると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御装置ＣＴは、エンジンの燃焼を停止させる（Ｓ１３）。より詳細には、燃焼制御部６３が、エンジンの燃焼を停止させる。なお、燃焼停止指示は、制御装置ＣＴにより生成される内部的な指令であってもよい。燃焼停止指示は、例えば、アイドリングストップの条件が充足したことにより生成される指示である。また、燃焼停止指示は、例えば、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。
エンジン本体１０の燃焼動作が停止した後、クランクシャフト１５は、慣性により回転を継続する。クランクシャフト１５の回転は、ロータ位置検出装置５０により検出される。

制御装置ＣＴは、エンジン本体１０の燃焼動作が停止してからクランクシャフト１５の正回転が停止するまでクランクシャフト１５の正回転が継続する期間、停止制御（Ｓ１４〜Ｓ２２）を行う。制御装置ＣＴは、燃焼動作が停止した後、停止制御を開始する。詳細には、燃焼制御部６３によるエンジン本体１０の燃焼動作が停止してからクランクシャフト１５の正回転が停止するまでクランクシャフト１５の正回転が継続する期間、回転電機制御部６２の停止制御部６２３が停止制御を行う。停止制御において、制御装置ＣＴは、複数のスイッチング部６１１〜６１６を制御することによって、永久磁石式回転電機２０にクランクシャフト１５の正回転に対するブレーキ力を付与させる。

停止制御部６２３は、クランクシャフト１５が測定角度回転したか否かを判別する（Ｓ１４）。ロータ位置検出装置５０によって被検出部３８（図４参照）が検出された場合、停止制御部６２３は、クランクシャフト１５が測定角度回転したと判別する。

クランクシャフト１５が測定角度回転したと判別した場合（Ｓ１４でＹｅｓ）、停止制御部６２３は、クランクシャフト１５の位置及びその位置でのクランクシャフトの回転速度の瞬時値を取得する（Ｓ１５）。停止制御部６２３は、クランクシャフト１５が測定角度回転するごとに、クランクシャフト１５の位置及びクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値を取得する。
停止制御部６２３は、クランクシャフト１５の位置を表す計数値を１加算することによって、クランクシャフト１５の位置を取得する。この場合、クランクシャフト１５の位置は、被検出部３８の検出数として表される。クランクシャフト１５の位置は、クランクシャフト１５の２回転に相当する０から２３までの数で表される。クランクシャフト１５の位置を表す数は、被検出部３８の欠落位置（例えば「１７」）の検出に応じて、当該欠落位置の検出時に設定されるべき値としてプリセットされた値（例えば「１９」）に更新される。なお、クランクシャフト１５の位置を表す数は、例えば、エンジン本体１０に設けられた図示しないカムの回転位置、又は図示しない吸気経路の空気圧が所定の条件を満たしたことに応じて、当該所定の条件が満たされた時に設定されるべき値としてプリセットされた値に更新される。
停止制御部６２３は、クランクシャフト１５の回転速度の瞬時値として、クランクシャフト１５が測定角度回転する間の回転速度を取得する。停止制御部６２３は、例えば、前回、被検出部３８が検出されたタイミングと、今回、被検出部３８が検出されたタイミングとの時間間隔から、回転速度の瞬時値を計算する。
このようにして、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度θ回転する毎に、クランクシャフト１５の位置と、その位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値を取得する。

制御装置ＣＴの停止制御部６２３は、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値との双方に基づいて、ブレーキ力の変更を行う（Ｓ１６，Ｓ１７）。
本実施形態における制御装置ＣＴは、正弦波通電駆動と巻線短絡の２種類の制御を順に実施することによって、クランクシャフト１５にブレーキ力を付与する。

図６は、正弦波通電駆動における処理の概要を表すブロック図である。
正弦波通電駆動では、ステータ巻線Ｗに正弦波電流が流れるよう、インバータ６１のスイッチング部６１１〜６１６（図４参照）を制御する。制御装置ＣＴの停止制御部６２３は、ＰＷＭ変調された３相の正弦波信号で、インバータ６１のスイッチング部６１１〜６１６を制御する。
図６に示すように、停止制御部６２３は、ロータ位置検出装置５０の検出結果に基づいて、正弦波を生成するための電気角を推定する。電気角は、永久磁石部３７の永久磁石により形成される磁極面の対３７ｐ（図３参照）あたりの角度を３６０°とした場合の角度である。
停止制御部６２３は、バッテリ４の正極から永久磁石式回転電機２０に電流を供給するようスイッチング部６１１〜６１６を制御する。詳細には、停止制御部６２３は、ステータ巻線Ｗに生じる誘導起電圧の最大値がバッテリ４の電圧よりも低くなるよう、電気角の推定値をオフセット調整する。これにより、バッテリ４の正極から永久磁石式回転電機２０に電流が供給されつつ、クランクシャフト１５の正回転に対するブレーキ力が付与される。この場合、バッテリ４の電力が、永久磁石式回転電機２０に供給される。
正弦波通電駆動による制御は、バッテリ４の電力を消費する電力消費制御である。以降、正弦波通電駆動を電力消費制御とも称する。

回転電機制御部６２は、推定された電気角に応じたサインの値とブレーキ力を表すデューティ比係数の積をデューティ比としたＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号で、インバータ６１のスイッチング部６１１〜６１６をオン及びオフする。この結果、ステータ巻線Ｗに正弦波電圧が印加される。また、電気角に対し、ずれた値を用いることにより、別の相に対応するＰＷＭ信号が出力される。
デューティ比係数は、ＰＷＭ信号の全体に亘るデューティ比を制御する。デューティ比係数は、例えば０％から１００％までの値を取り得る。デューティ比係数が例えば０％の場合、出力は０である。この場合、永久磁石式回転電機２０によるブレーキ力は０になる。デューティ比係数が例えば１００％の場合、出力は最大である。この場合、永久磁石式回転電機２０によるブレーキ力は設定可能な範囲における最大になる。

電力消費制御（正弦波通電駆動）において、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値とに基づいて、変更データを参照する。

図７の（Ａ）は、電力消費制御における変更データとしてのマップを示す図である。図７の（Ａ）には、マップの一部が示されている。マップは、クランクシャフト１５の位置及びその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値と、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングに係る条件との間の対応関係を含んでいる。マップは、複数の対応関係を含んでいる。
マップの１行目は、クランクシャフト１５の位置を、被検出部３８の番号で表している。１行目には、エンジン本体１０の１燃焼サイクル分、即ち４ストロークの区間でのクランクシャフト１５の位置を表している。「０」は、圧縮上死点である。「１」は、圧縮上死点から、測定角度である３０度進んだ位置である。「２」は、圧縮上死点から、６０度進んだ位置である。
マップの１列目は、クランクシャフト１５の回転速度を示している。マップの本体は、電力消費制御におけるデューティ比係数を示している。マップの値が大きいほど強いブレーキ力が出力される。例えば、クランクシャフト位置が０で、回転速度が１３００ｒｐｍの場合、デューティ比係数として５３が取得される。デューティ比係数は、ブレーキ力の大きさを表している。つまり、図７の（Ａ）に示すマップは、クランクシャフト１５の位置及びその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値と、ブレーキ力の大きさとの間の対応関係を示している。
図７の（Ａ）に示す変更データとしてのマップは、記憶装置６４に予め記憶されている。マップは、クランクシャフト１５の位置を、目標領域で停止させるためのブレーキ力を示している。マップの各値は、実測又はシミュレーションの結果に基づいて設定される。

停止制御部６２３は、上記のステップＳ１６において、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値とに基づき、変更データのマップを参照して、デューティ比係数を得る。
また、停止制御部６２３は、ステップＳ１６において、バッテリ４の電圧に応じて、デューティ比係数を補正する。停止制御部６２３は、バッテリ４の電圧が低いほど、スイッチング部６１１〜６１６に適用するデューティ比係数が大きくなるよう補正を行う。
停止制御部６２３は、具体的には、マップを参照して取得されたデューティ比係数と、バッテリの電圧に応じた電圧補正値との積に基づいて、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを制御する。バッテリ４の電圧が低いほど、電圧補正値として大きな値が設定される。記憶装置６４には、バッテリ４の電圧と電圧補正値が対応した補正マップが記憶されている。補正マップでは、例えば、標準の電圧より１０％低いバッテリ４の電圧に対し、電圧補正値として１が設定される。また、標準のバッテリ４の電圧に対し、電圧補正値として０．９が設定される。また、標準の電圧より１０％高いバッテリ４の電圧に対し、電圧補正値として０．８５が設定される。
制御装置ＣＴは、補正マップを参照してバッテリ４の電圧に対応した電圧補正値を取得する。なお、電圧補正値は、例えば、バッテリ電圧を補償するための式を計算することによって取得することも可能である。バッテリ４の電圧に応じた補正によって、バッテリ４から永久磁石式回転電機２０に供給される電流が制御される。従って、ブレーキ力に対するバッテリ４の状態の影響が抑えられる。

ステップＳ１７で、停止制御部６２３は、取得されたデューティ比係数に基づき、電力消費制御のデューティを変更する。制御装置ＣＴは、マップを参照して取得されたデューティ比係数に基づいて、複数のスイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更することによってブレーキ力を変更する。

次に、停止制御部６２３は、短絡制御開始マップ（図７（Ｂ）参照）を参照する（Ｓ１８）。停止制御部６２３は、短絡制御開始の条件を判別する（Ｓ１９）。
短絡制御開始の条件が充足しない場合（Ｓ１９でＮｏ）、停止制御部６２３は、上記ステップＳ１４から始まる処理を継続する。つまり、停止制御部６２３は、クランクシャフト１５が測定角度回転するごとに（Ｓ１４でＹｅｓ）、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値との双方に基づき、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更する。これによって、クランクシャフト１５が測定角度回転するごとに（Ｓ１４でＹｅｓ）、ブレーキ力が変更される。
制御装置ＣＴは、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングの変更を、１燃焼サイクル内の複数の位置で変更する。
制御装置ＣＴは、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングの変更を、リアルタイムで変更する。即ち、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度回転する前にスイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングの変更を実施する。

短絡制御開始の条件が充足する場合（Ｓ１９でＹｅｓ）、制御装置ＣＴは、短絡制御を開始する（Ｓ２１）。制御装置ＣＴは、電力消費制御による停止制御中に、クランクシャフト１５の位置及びその位置での回転速度の瞬時値との双方に基づき短絡制御を開始する。

図７の（Ｂ）は、短絡制御開始マップを示す図である。
短絡制御開始マップは、記憶装置６４に記憶されている。短絡制御開始マップもまた、変更データである。
短絡制御開始マップは、クランクシャフト１５の位置及びその位置での回転速度の瞬時値と、短絡制御を開始するための条件との間の複数の対応関係を含む。クランクシャフト１５の位置として、エンジン本体の１燃焼サイクル中に前記クランクシャフトが順次通過する複数の位置が、回転速度の瞬時値と対応づけて記憶されている。具体的には、クランクシャフト１５の２回転に相当する０から２３までの位置が、回転速度の瞬時値と対応づけて記憶されている。
短絡制御を開始する条件は、ある位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値が、図７の（Ｂ）に示すマップのうち、該当する位置の短絡開始速度以下となることである。なお、短絡制御を開始しない条件は、短絡制御を開始する条件を充足しないことである。このため、短絡制御開始マップでは、短絡制御を開始しない条件が省略され、短絡制御を開始する条件のみが既定されている。

短絡制御開始マップにおける短絡開始速度は、この短絡開始速度に対応する位置から短絡制御が開始された場合に、クランクシャフト１５を１燃焼サイクル中における所定の目標領域に停止させることが可能な速度の上限値である。本実施形態において、クランクシャフト１５を停止させる目標領域は、エンジン本体１０の膨張行程及び排気行程のいずれかに設定されている。制御装置ＣＴは、膨張行程及び排気行程のいずれかにクランクシャフト１５を停止させるように停止制御を行う。好ましくは、目標領域は、エンジン本体１０の膨張行程に設定される。より詳細には、目標領域は、圧縮上死点から３０°進んだ位置と、圧縮上死点から６０°進んだ位置との間に設定される。
図７の（Ｂ）に示す短絡制御開始マップにおいて、各位置に対応する回転速度の瞬時値は、短絡制御によってクランクシャフト１５が目標領域に停止可能となるための速度である。

図８は、エンジン本体１０の動作停止時におけるクランクシャフト１５の回転速度の変化の例を示すグラフである。
グラフの横軸は、クランクシャフト１５の位置を示す。縦軸は、回転速度を示す。太線Ｖｓは、短絡制御のみによってクランクシャフト１５が目標領域で停止する場合の回転速度を示す。短絡制御によるブレーキ力は、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧に起因する。従って、回転速度が大きいほどブレーキ力が大きい。回転速度が小さいほどブレーキ力が小さい。各位置におけるクランクシャフト１５の回転速度が、太線Ｖｓよりも小さい場合、クランクシャフト１５は、短絡制御によって目標領域で停止することができる。
図７の（Ｂ）に示すマップでは、図８のグラフの太線Ｖｓに示す位置と回転速度が設定されている。

上記ステップＳ１５〜Ｓ１７で停止制御としての電力消費制御中に、短絡制御開始の条件が充足する場合（Ｓ１９でＹｅｓ）、制御装置ＣＴは、短絡制御を開始する（Ｓ２１）。制御装置ＣＴは、短絡制御開始の条件として、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値との双方に基づき、短絡制御を開始する。制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度回転するごとに、クランクシャフト１５の位置と回転速度の瞬時値とを取得する。制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度回転するごとに、短絡制御開始の条件を判別する。
制御装置ＣＴは、回転速度の瞬時値が図７の（Ｂ）に示すマップ中の短絡開始速度以下となった時、短絡制御（Ｓ２１）を開始する。制御装置ＣＴは、ステータ巻線Ｗを短絡させるよう、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更する。具体的には、制御装置ＣＴは、６１２，６１４，６１６をオン状態にする。
制御装置ＣＴは、１燃焼サイクル内の複数の位置のうち、クランクシャフト１５の回転速度の瞬時値が図７の（Ｂ）に示す変更データ中の短絡開始速度以下となる位置から、スイッチング部に短絡制御を開始させる。
制御装置ＣＴは、リアルタイムでスイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更する。即ち、制御装置ＣＴは、短絡制御開始の条件が充足する場合、ロータ位置検出装置５０が次の被検出部３８を検出する前に、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更する。制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５を１燃焼サイクル中における目標領域に停止させることが可能な回転速度となった時点で、短絡制御（Ｓ２１）を開始する。

短絡制御（Ｓ２１）は、クランクシャフトの回転が停止するまで、継続される（Ｓ２２のＮｏ）。

制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の回転が停止すると（ステップＳ２２でＹｅｓ）、始動指示、つまり再始動の指示の入力を待つ（ステップＳ２３）。
再始動の指示は、例えば、アイドリングストップ後の再始動条件である。再始動の指示は、例えば、運転者によるアクセル操作子８（図１２参照）の操作である。また、再始動の指示は、スタータスイッチ６（図４参照）の操作である。

始動指示が入力されると（ステップＳ２３でＹｅｓ）、制御装置ＣＴは、再始動動作を実行する（Ｓ３０）。制御装置ＣＴは、永久磁石式回転電機２０にクランクシャフト１５を回転させることによってエンジン本体１０を始動させる。

図９は、エンジンユニットＥＵの再始動動作を説明するフローチャートである。
再始動動作において、制御装置ＣＴはクランクシャフト１５の正回転を開始させる（Ｓ３１）。制御装置ＣＴは、スイッチング部６１１〜６１６を制御することによって、永久磁石式回転電機２０にクランクシャフト１５の正回転を開始させる。これにより、始動指示の入力に応じて、クランクシャフト１５の正回転が開始する。
制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の正回転を開始させる時、予め定められたタイミングで複数のスイッチング部６１１〜６１６をオン・オフ動作させる。クランクシャフト１５が正回転を開始した後、ロータ位置検出装置５０が被検出部３８の通過を検出した場合、制御装置ＣＴは、被検出部３８の通過タイミングに基づいて、スイッチング部６１１〜６１６をオン・オフ動作させる。

制御装置ＣＴは、再始動動作において、クランクシャフト１５が回転を開始した後の回転角度を計数する。制御装置ＣＴは、予め定められたタイミングでスイッチング部６１１〜６１６をオン・オフ動作する場合と、被検出部３８の通過タイミングに基づいてスイッチング部６１１〜６１６をオン・オフ動作する場合との双方で継続して、クランクシャフト１５の回転角度を計数する。

制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が回転を開始した後、初期角度回転した場合（Ｓ３２でＹｅｓ）、燃料の噴射を行う（Ｓ３３）。
ここで、初期角度は、予め定められた一定の角度である。初期角度は、エンジン本体１０における圧縮上死点から吸気バルブＩＶ（図１参照）が閉じるまでクランクシャフト１５が回転する角度以下に設定されている。即ち、初期角度は、クランクシャフト１５の回転角度において、圧縮上死点から吸気バルブＩＶが閉じる位置までの角度以下に設定されている。
より詳細には、本実施形態における初期角度は、膨張行程の途中から吸気バルブＩＶ（図１参照）が開くまで、クランクシャフト１５が回転する角度に設定されている。

続いて、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の基準位置が検出されたか否か判別する（Ｓ３４）。クランクシャフト１５の基準位置は、被検出部３８が配置されていない位置（欠落位置）である。図３に示す被検出部３８において、「５」及び「１７」に相当する位置が欠落位置である。

クランクシャフト１５の基準位置が検出された場合（Ｓ３４でＹｅｓ）、制御装置ＣＴは、基準位置の検出タイミングに基づいてクランクシャフト１５の位置の計数値を更新する（Ｓ３５）。クランクシャフト１５の基準位置は、クランクシャフト１５の位置を正確に表す基準である。基準位置の検出に基づいてクランクシャフト１５の位置の計数値が更新された後、正確なクランクシャフト１５の位置に応じて、エンジン本体１０の精密な制御が行われる。
クランクシャフト１５の基準位置が検出されない場合（Ｓ３４でＮｏ）、位置の計数値は更新されない（Ｓ３５）。

制御装置ＣＴは、通常始動動作を行う（Ｓ３６）。通常始動動作において、制御装置ＣＴは、計数値に応じたクランクシャフト１５の位置に応じて、燃料噴射装置１８及び点火プラグ１９を動作させる。

制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の回転速度が始動完了速度を超えた場合（Ｓ３７でＹｅｓ）、再始動動作を終了する。制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の回転速度が始動完了速度以下の場合（Ｓ３７でＮｏ）、通常始動動作を継続する。

再び図８を参照して、燃焼動作停止後におけるクランクシャフト１５の動きについて説明する。

図８における細線Ｖ１，Ｖ２は、燃焼動作停止後におけるクランクシャフト１５の回転速度を説明するための例である。
図８における回転速度Ｖ１，Ｖ２は、クランクシャフト１５が圧縮上死点（０度）近傍を通過する時に燃焼が生じた後、燃焼動作が停止し、電力消費制御による停止制御が開始した場合の回転速度を示している。
エンジン本体１０における燃焼の状態は、燃焼のたび異なる。回転速度Ｖ１と回転速度Ｖ２は、燃焼状態が互いに異なる２つの例を示している。

本実施形態における制御装置ＣＴは、電力消費制御（Ｓ１４〜Ｓ１７）で、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値との双方に基づいてスイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更する。これによって、永久磁石式回転電機２０によるブレーキ力が変更される。
より詳細には、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度回転する毎に、クランクシャフト１５の位置とその位置でのクランクシャフト１５の回転速度の瞬時値との双方に基づいてスイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングを変更する。
クランクシャフト１５の位置とその位置での回転速度の瞬時値とは、エンジン本体１０の状態を直接的及び精密に表している。例えば、図８における燃焼の終了後、即ち、回転速度のピーク直後の位置において、Ｖ２の場合におけるクランクシャフト１５は、Ｖ１の場合におけるクランクシャフト１５よりも大きい回転エネルギーを有する。
電力消費制御（Ｓ１４〜Ｓ１７）でのブレーキ力は、例えば、当該位置に基づいて、図７の（Ａ）に示すマップを参照して得られるブレーキ力（デューティ比係数）に基づいて変更される。電力消費制御で参照されるマップでは、クランクシャフト１５がブレーキ力無しで目標領域に停止する速度で回転している場合、ブレーキ力が「０」になるよう設定されている。回転速度がより大きい場合に大きなブレーキ力が設定されている。このため、燃焼時の回転速度が異なるＶ１，Ｖ２双方の場合において、クランクシャフト１５の停止位置の差が抑えられる。

本実施形態の制御装置ＣＴは、図７の（Ａ）に示す複数の対応関係を含む変更データのマップを参照し、ブレーキ力の変更を行う。従って、制御装置ＣＴは、複数の位置で、クランクシャフト１５の位置と回転速度の瞬時値に基づき変更データを参照してブレーキ力の変更に係る条件を判定する。制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度θである３０°回転するごとに、クランクシャフト１５の位置と回転速度の瞬時値に基づき変更データを参照してブレーキ力の変更に係る条件を判定する。
従って、Ｖ１，Ｖ２双方の場合において、クランクシャフト１５の停止位置の差が抑えられる。つまり、クランクシャフト１５の停止位置のばらつきが抑えられる。

また、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の位置とその位置での回転速度の瞬時値との双方に基づき、ステータ巻線Ｗの短絡によってクランクシャフト１５の正回転に対するブレーキ力を付与する短絡制御（Ｓ２１）を開始する。
制御装置ＣＴは、詳細には、クランクシャフト１５が測定角度θ回転するごとに、クランクシャフト１５の位置とその位置での回転速度の瞬時値との双方に基づき、図７の（Ｂ）の短絡制御開始マップを参照する。そして、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の回転速度の瞬時値が短絡制御開始マップ中の瞬時値以下となった時の位置から、短絡制御を開始する。例えば、図８のグラフにおいて、回転速度Ｖ１，Ｖ２のそれぞれが、回転速度Ｖｓと交わった位置で、短絡制御が開始する。このため、図８に示すＶ１，Ｖ２の場合のように、同じ位置において異なる回転速度を有している場合でも、目標領域に停止させるのに適した位置及び回転速度の条件で、短絡制御が開始する。この結果、クランクシャフト１５の停止位置のばらつきが抑えられる。

また、停止制御において、電力消費制御が短絡制御に切り替る。本実施形態では、ロータ位置検出装置５０がピックアップコイルを有するため、クランクシャフト１５の回転速度の低速に伴いクランクシャフト１５の位置の検出精度が低下する。位置の検出精度が低下すると、電力消費制御によるブレーキ力の精度が低下する。このような場合、短絡制御によるブレーキ力が付与される。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきが抑えられる。
本実施形態では、クランクシャフト１５が吸気行程で回転している時におけるクランクシャフト１５の位置とその位置での回転速度の瞬時値との双方に基づいて、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングが、電力消費制御による動作タイミングから、短絡制御によるタイミングに変更される。
目標位置では、クランクシャフト１５が高負荷領域に到達するため、クランクシャフト１５の回転速度が急速に低下しやすい。回転速度の低速に伴い、クランクシャフト１５の速度検出の精度及び電力消費制御によるブレーキ力の制御の精度が低下しやすい。クランクシャフト１５が吸気行程で回転している時に動作タイミングが変更されることによって、ブレーキ力の制御の精度が高い状態で、ブレーキ力が適切な量に変更される。なお、スイッチング部６１１〜６１６の動作タイミングが切り替えられる範囲として、吸気行程に加え圧縮行程を含めることができる。

本実施形態によれば、クランクシャフト１５が、設定された目標領域にばらつきを抑えて停止する。
本実施形態では、例えば、燃焼停止直後の回転速度にばらつきがあっても、クランクシャフト１５の停止位置のばらつきが抑えられる。また、本実施形態では、短絡制御が開始する位置にばらつきがあっても、クランクシャフト１５の停止位置のばらつきが抑えられる。
クランクシャフト１５が停止する目標領域が、例えば吸気行程内に設定されることによって、再始動のためクランクシャフト１５を正回転させる場合の回転負荷が小さくなる。この結果、エンジン本体１０で、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間が短縮される。図１０に示す例において、クランクシャフト１５が、目標領域から回転を開始する場合、次の圧縮上死点（０°）にある高負荷領域まで、長い助走区間が確保される。

［始動動作］
図１０は、クランクシャフト１５の位置とエンジン本体１０の事象との関係を模式的に示すグラフである。
図１０において、グラフの横軸はクランクシャフト１５の位置を示す。クランクシャフト１５の位置は、１燃焼サイクルに相当する７２０度単位で示されている。縦軸は、事象の一つとしてのバルブの開度を示す。直線Ｍ１は、クランクシャフト１５の動きを示している。ＣＯＭＢ１〜ＣＯＭＢ３の期間は燃焼行程を表している。但し、ＣＯＭＢ２の期間では、実際の燃焼は生じていない。
図１０に示す例では、ＣＯＭＢ１で燃焼が終了した後、制御装置ＣＴは、停止制御を行う。制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の位置とその位置での回転速度の瞬時値との双方に基づいて停止制御中にブレーキ力の変更を行う。これによって、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５を目標領域に停止させることができる。図１０の例では、目標領域は、燃焼行程ＣＯＭＢ２に設定されている。詳細には、クランクシャフト１５の目標領域は、「２」の被検出部に相当する領域である。

クランクシャフト１５が停止している場合に、再始動の指示があると（図５のＳ２３でＹｅｓ）、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の正回転を開始する（図６のＳ３１）。正回転が開始する場合、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５の位置を、常に、初期値である「１」から計数する。図１０の「検出」の欄に、制御装置ＣＴが計数するクランクシャフト１５の位置を示す。「実際」の欄に、クランクシャフト１５の実際の位置を示す。
計数が、初期値である「１」から開始されるのは、クランクシャフト１５の停止中に、停車によって制御装置ＣＴの電源が停止する可能性、及び、クランクシャフト１５が外力によって回転する可能性を考慮するためである。
この結果、「実際」として、ロータ位置検出装置５０を通過する被検出部３８の番号と、制御装置ＣＴが検出及び計数する被検出部３８の番号にはずれが生じている。
クランクシャフト１５の位置を表す数は、ロータ位置検出装置５０が被検出部３８の欠落位置、即ち、「５」又は「１７」に対応する位置を検出することによって、更新される。図１０の例では、ロータ位置検出装置５０が「１７」の欠落位置を検出することによって、計数値が更新される。ただし、欠落位置の検出には、遅れが生じるため、計数値は「１９」に更新されている。

クランクシャフト１５の正回転の開始後、スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフ動作自体に基づいて計数を行うことは、可能である。しかし、クランクシャフト１５の正回転の開始直後、クランクシャフト１５の回転速度が低い。このため、ロータ位置検出装置５０が被検出部３８の欠落位置を検出できない場合がある。この場合、クランクシャフト１５を示す数は、更新されない。
例えば、「実際」として、「５」に対応する欠落位置がロータ位置検出装置５０を通過する。しかし、この時点で、クランクシャフト１５の回転速度が低いため、制御装置ＣＴが欠落位置を検出できない。クランクシャフト１５の正回転開始後に制御装置ＣＴが最初に欠落位置を検出する時は、「１７」に対応する欠落位置が、ロータ位置検出装置５０を通過する時である。即ち、制御装置ＣＴがクランクシャフト１５の正確な位置を検出するのは、「１７」に対応する欠落位置が、ロータ位置検出装置５０を通過した後である。

制御装置ＣＴの燃焼制御部６３は、燃料噴射装置１８に燃料を供給させることによって、エンジン本体１０の燃焼を生じさせる。燃焼行程の前の吸気バルブＩＶが閉じる前の期間で燃料が供給されると、燃焼行程で燃焼が生じる。

本実施形態の制御装置ＣＴは、図９を参照して説明したように、クランクシャフト１５が回転を開始した後、予め定められた一定の初期角度回転した場合（Ｓ３２でＹｅｓ）、燃料の噴射を行う（Ｓ３３）。
この初期角度は、エンジン本体１０における圧縮上死点から吸気バルブＩＶが閉じるまで、クランクシャフト１５が回転する角度以下である。
従って、制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が回転を開始した後、吸気バルブＩＶが閉じるまでの間に、燃料噴射装置１８に燃料を噴射させる。図１０に示す例では、制御装置ＣＴは、ＩＪ１のタイミングで、燃料噴射装置１８に燃料を噴射させる。
この結果、エンジン本体１０は、クランクシャフト１５が回転を開始後、１燃焼サイクル以内の燃焼行程ＣＯＭＢ３において、燃焼を行うことが可能である。

例えば、制御装置が、「１７」に対応する欠落位置の検出及び位置情報の計数値更新を行った後で、燃料噴射を実施する場合、実際の燃焼は、燃焼行程ＣＯＭＢ３の次の燃焼サイクルにおける燃焼行程で実施される。この場合、クランクシャフト１５が回転を開始した後、エンジン本体１０の始動が完了するまで、時間が掛かる。

これに対し、本実施形態の制御装置ＣＴは、計数が欠落位置の検出によって更新されない場合でも、停止位置と同一燃焼サイクル内で燃料噴射装置１８に燃料を噴射させる。従って、クランクシャフト１５の回転が開始した後、燃料の燃焼が、停止位置と同一燃焼サイクル内で生じ易い。従って、本実施形態によれば、燃焼動作が停止した後再始動するまでの時間をより短縮することができる。

［第二実施形態］
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１１は、第二実施形態に係る永久磁石式回転電機２０の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。
図１１に示す永久磁石式回転電機２０は、被検出部３８の配置間隔が、図３に示す第一実施形態と比べて半分になっている。本実施形態における測定角度θは、１５°である。
制御装置ＣＴは、クランクシャフト１５が測定角度θである１５°回転するごとに、クランクシャフト１５の位置と回転速度の瞬時値に基づき変更データを参照してブレーキ力の変更に係る条件を判定する。
本実施形態によれば、クランクシャフトの停止位置をより精密に制御することができる。従って、クランクシャフトの停止位置のばらつきをより抑えることができる。

なお、上記第二実施形態では、測定角度θが１５°であった。しかし、測定角度は、例えば、１０°であってもよい。例えば、第１実施形態の構成に対し、被検出部３８の配置間隔を１／３とすることによって、測定角度を１０°とすることができる。また、例えば、第１実施形態の構成に対し、ロータ位置検出装置が３個設けられることによって測定角度θを１５°とすることが可能である。
また、ロータ位置検出装置として、ピックアップコイルの代わりに、３つのホールＩＣを用いることによって、測定角度θを１５°とすることができる。

［自動二輪車］
図１２は、エンジンユニットＥＵが搭載される鞍乗型車両１を示す外観図である。
図１２に示す鞍乗型車両１は、上述した第一実施形態又は第二実施形態のエンジンユニットＥＵと、車体１０１と、車輪３ａ，３ｂと、バッテリ４とを備えている。鞍乗型車両１に搭載されたエンジンユニットＥＵは、駆動輪である車輪３ｂ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。

図１２に示す鞍乗型車両１は、エンジンユニットＥＵが備えるエンジン本体１０を始動させるためクランクシャフト１５を回転させる場合の、必要な電力が抑えられる。また、クランクシャフト１５の停止後、クランクシャフトを回転負荷の小さい位置まで逆転させることが必要な事態が抑えられる。

上記実施形態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。ここに示されか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形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、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、実施形態がここに記載されている。ここに記載した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、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。
例えば、第五実施形態における、エンジンの行程に基づく負荷制御の切り替えは、第二実施形態から第四実施形態における切り替えに適用することができる。
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形態に限定されるべきではない。本発明は、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る。

１ 鞍乗型車両
ＥＵ エンジンユニット
１０ ４ストローク単気筒エンジン本体
１５ クランクシャフト
２０ 永久磁石式回転電機
ＣＴ 制御装置
６２ 回転電機制御部
６３ 燃焼制御部
６４ 記憶装置
６１ インバータ
６１１〜６１６ スイッチング部

Claims (15)

1. 鞍乗型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、
   １つの気筒とクランクシャフトとを有し、４ストロークの間に、前記クランクシャフトを回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランクシャフトを回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する４ストローク単気筒エンジン本体と、
   永久磁石を有し、前記クランクシャフトに対し固定された速度比で回転するよう前記クランクシャフトに接続されたロータと、ステータとを有し、前記鞍乗型車両が備えるバッテリにより駆動されて前記クランクシャフトの回転に対する力を付与する永久磁石式回転電機と、
   前記バッテリと前記永久磁石式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部を備えたインバータと、
   前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング部を制御することによって、前記バッテリと前記永久磁石式回転電機との間を流れる電流を制御する回転電機制御部と、前記４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作を制御する燃焼制御部とを含む制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記４ストローク単気筒エンジン本体の燃焼動作が停止してから前記クランクシャフトの正回転が停止するまで前記クランクシャフトの正回転が継続する期間の少なくとも一部の期間において、前記複数のスイッチング部を制御することによって、前記永久磁石式回転電機に前記クランクシャフトの正回転に対するブレーキ力を付与させる停止制御を行うとともに、
   少なくとも前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングを変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。
2. 請求項１記載のエンジンユニットであって、
   前記制御装置は、前記クランクシャフトの位置及び前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値と前記複数のスイッチング部の動作タイミングに係る条件との間の複数の対応関係を含む変更データが予め記憶された記憶装置を備え、
   前記制御装置は、前記ブレーキ力の変更を行う時に前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値とに基づき、前記変更データを参照して、前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって前記ブレーキ力の変更を行う。
3. 請求項１又は２記載のエンジンユニットであって、
   前記制御装置は、前記停止制御が行われる期間の少なくとも一部の期間において、前記バッテリから前記永久磁石式回転電機に電流を供給するよう前記複数のスイッチング部を制御することによって、前記永久磁石式回転電機に前記クランクシャフトの回転へのブレーキ力を付与させる電力消費制御を行う。
4. 請求項３項記載のエンジンユニットであって、
   前記制御装置は、前記電力消費制御において、前記バッテリの電圧に応じて、前記バッテリから前記永久磁石式回転電機に供給される電流を制御する。
5. 請求項１から４いずれか１項に記載のエンジンユニットであって、
   前記永久磁石式回転電機は、前記複数のスイッチング部と電気的に接続された巻線を有し、
   前記制御装置は、前記停止制御中に、少なくとも前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づき、前記巻線の短絡によって前記クランクシャフトの正回転に対するブレーキ力を付与する短絡制御を開始するように前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記ブレーキ力の変更を行う。
6. 請求項５記載のエンジンユニットであって、
   前記制御装置は、前記４ストローク単気筒エンジン本体の１燃焼サイクル中に前記クランクシャフトが順次通過する複数の位置及び前記複数の位置の各々での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値と、前記短絡制御を開始するための前記複数のスイッチング部の動作タイミングに係る条件との間の複数の対応関係を含む変更データが予め記憶された記憶装置を備え、前記変更データにおける前記瞬時値は、前記瞬時値に対応する位置から前記短絡制御が開始された場合に前記クランクシャフトを前記１燃焼サイクル中における所定の目標領域に停止させることが可能な速度の上限値であり、
   前記制御装置は、前記複数の位置のうち、前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値が前記変更データ中の前記瞬時値以下となった時の前記変更データ中の当該瞬時値に対応する位置から、前記複数のスイッチング部に前記短絡制御を開始させる。
7. 請求項１から６いずれか１項に記載のエンジンユニットであって、
   前記制御装置は、前記クランクシャフトが予め定めた測定角度回転するごとに、前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値として、前記クランクシャフトが前記測定角度回転する間の回転速度を取得する。
8. 請求項７記載のエンジンユニットであって、
   前記測定角度は３０度である。
9. 請求項７記載のエンジンユニットであって、
   前記測定角度は１５度である。
10. 請求項７記載のエンジンユニットであって、
    前記測定角度は１０度である。
11. 請求項１から１０いずれか１項に記載のエンジンユニットであって、
    前記制御装置は、前記永久磁石式回転電機に、前記クランクシャフトの回転を、前記４ストローク単気筒エンジン本体の膨張行程及び排気行程のいずれかで停止させるよう、前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。
12. 請求項１から１１いずれか１項に記載のエンジンユニットであって、
    前記制御装置は、前記クランクシャフトが前記４ストローク単気筒エンジン本体の吸気行程及び圧縮行程のいずれかで回転している時における前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。
13. 請求項１から１２いずれか１項に記載のエンジンユニットであって、
    前記制御装置は、前記クランクシャフトが前記４ストローク単気筒エンジン本体の吸気行程で回転している時における前記クランクシャフトの位置と前記位置での前記クランクシャフトの回転速度の瞬時値との双方に基づいて前記複数のスイッチング部の動作タイミングをリアルタイムで変更することによって、前記停止制御中に少なくとも一回、前記ブレーキ力の変更を行う。
14. 請求項１から１３いずれか１項に記載のエンジンユニットであって、
    ４ストローク単気筒エンジン本体は、燃料噴射装置及び吸気バルブを備え、
    前記制御装置は、始動指示の入力に応じて前記複数のスイッチング部を制御することによって前記クランクシャフトの回転を開始させた後、予め定められた一定の角度回転した時、前記燃料噴射装置に燃料を噴射させ、前記予め定められた一定の角度は、前記４ストローク単気筒エンジン本体における圧縮上死点から前記吸気バルブが閉じる位置までの角度以下である。
15. 鞍乗型車両であって、
    請求項１から１４いずれか１に記載のエンジンユニットを備える。

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