TWI546447B - 用於車輛之四衝程引擎單元及車輛 - Google Patents

Description

用於車輛之四衝程引擎單元及車輛

本發明係關於一種用於車輛之四衝程引擎單元且亦係關於一種車輛。

安裝至諸如機車之車輛的引擎單元典型地包括起動馬達。在引擎起動時，起動馬達由設在車輛中之電池供應電力及驅動，以使曲柄軸旋轉，以使得引擎起動。在引擎起動時，氣缸中之氣體在壓縮衝程中經壓縮，且伴隨此，對曲柄軸之旋轉的阻力在壓縮衝程中增加。起動馬達需要使曲柄軸旋轉，克服壓縮衝程之高負載區域。

由於起動馬達安裝至諸如機車之車輛，所以起動馬達適合於安裝至車輛是必須的。更具體而言，例如，起動馬達應具有適合於安裝至車輛之大小。自車輛可安裝性及類似者之角度，需要起動馬達具有較小大小。

因此，起動馬達應滿足以下兩個要求：起動馬達應適合於安裝至車輛，及起動馬達應能夠輸出使曲柄軸旋轉從而克服壓縮衝程之高負載區域所需之扭矩。

專利文獻1(PTL1)揭示一種四循環引擎單元，該四循環引擎單元在四衝程期間導致顯著負載變化，使得高負載區域中之負載與低負載區域中之負載相差很大。專利文獻1提出採用三相無刷馬達作為引擎 單元之起動馬達。專利文獻1中所揭示之引擎單元包括偵測起動馬達之轉子之位置的霍爾積體電路(Hall IC)。專利文獻1中所揭示之引擎單元包括藉由基於由霍爾積體電路偵測之轉子位置的資訊控制馬達中之傳導來起動引擎的控制器件。在專利文獻1中，霍爾積體電路配置於起動馬達之定子中。面向霍爾積體電路之磁環配置於起動馬達之轉子中。磁環包括以有規律間隔交替配置在周向上之N極及S極。控制器件基於霍爾積體電路根據磁環之磁極所產生之信號偵測轉子位置。控制器件基於轉子位置控制定子線圈之傳導。

霍爾積體電路利用霍爾效應偵測磁場。因此，控制器件即使在轉子停止時亦能夠偵測轉子位置。亦即，包括霍爾積體電路之控制器件即使在轉子停止時亦能夠以適當傳導時序控制定子線圈之傳導。此情形使得包括霍爾積體電路之控制器件能夠在起動馬達停止之狀態下產生高扭矩。因此，包括霍爾積體電路之控制器件能夠加速增加起動馬達之旋轉速度。因此，在引擎點火之前僅需花費較短時間。因此，專利文獻1之控制裝置藉由提供霍爾積體電路改良引擎之快速起動的能力。

最近，要求將能夠引起引擎的快速起動之控制器件安裝在氣冷式引擎中以及水冷式引擎中。

專利文獻2(PTL2)揭示氣冷式引擎單元，其中安裝有包括霍爾積體電路之控制器件。引擎單元具有設在電子板上之霍爾積體電路，該電子板配置在引擎罩與起動馬達之間。

引用文件清單 專利文獻

PTL1：日本專利特許公開申請案第2003-343404號

PTL2：日本專利特許公開申請案第2013-72358號

氣冷式引擎為經構形以使得熱自設在引擎之外表面上之冷卻片耗散至大氣的引擎。不進行使用冷卻劑的冷卻的氣冷式引擎單元之引擎有時可達到超過霍爾積體電路之上限溫度的溫度。為了保護霍爾積體電路免受引擎之高溫環境影響，專利文獻2中所揭示之控制器件採用以下構形。其中配置有電子板之外殼具備散熱片。隔熱材料設在電子板與引擎罩之間。另外，在電子板與引擎罩之間形成通路，其允許由設在引擎之曲柄軸的鼓風機產生之風流過。專利文獻2中所揭示之控制器件藉由其經設計結構確保霍爾積體電路的耐熱性以用於改良引擎之快速起動能力。

然而，專利文獻2中所揭示之引擎單元之結構因需要保護霍爾積體電路而為複雜的。此情形導致雖然可確保起動性及耐熱性，車輛可安裝性減小。

本發明之目標在於提供一種用於車輛之四衝程引擎單元，其中在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，具有負載變化之四衝程引擎的快速起動能力及車輛可安裝性得以改良。本發明之另一目標在於提供配備有此四衝程引擎之車輛。

為了解決上述問題，本發明採用以下構形。

(1)一種引擎單元，其安裝至車輛，該引擎單元包括：四衝程引擎本體，其在停止燃燒之情況下的四個衝程期間包括高負載區域及低負載區域，在該高負載區域中針對曲柄軸之旋轉的負載較高，在該低負載區域中針對曲柄軸之旋轉的負載比高負載區域之負載低，高負載區域包括壓縮衝程，低負載區域不包括壓縮衝程，低負載區域比高負載區域寬或與其相等；起動馬達，其包括內定子及外轉子，該內定子包括定子鐵心及 多相定子繞組，該定子鐵心包括於周向上間隔設置之複數個齒狀物，該等多相定子繞組纏繞在複數個齒狀物上，該外轉子包括永磁體部件及後軛部分，該永磁體部件於徑向上配置在該內定子外側，該永磁體部件在其面向內定子之表面上包括在周向上配置之複數個磁極面，該後軛部分於徑向上配置在永磁體部件外側，該外轉子隨著曲柄軸之旋轉而旋轉；及控制器件，其連接至內定子之多相定子繞組，該控制器件將來自車輛中所包括之電池的電流供應至多相定子繞組，控制器件包括：設在外轉子之外表面上且於周向上間隔配置之複數個偵測物件部件，設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者的位置處的轉子位置偵測器件，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組，及連接至多相定子繞組之複數個切換部件，該複數個切換部件藉由其開/關操作而切換，從而允許及阻止多相定子繞組與電池之間的電流流動，控制器件自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之旋轉的控制模式，用於起動曲柄軸之向前旋轉的該控制模式為在曲柄軸停止之狀態下藉由以預先定義之時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組而起動曲柄軸之旋轉的一模式，用於加速曲柄軸之旋轉的該控制模式為藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組而加速曲柄軸之向前旋轉的一模式，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。

根據(1)之安裝至車輛的引擎單元包括四衝程引擎本體，該四衝程引擎本體在四個衝程期間具有高負載區域及低負載區域。高負載區域為其中針對曲柄軸之旋轉的負載較高的旋轉角區域。高負載區域包括壓縮衝程。低負載區域為其中針對曲柄軸之旋轉的負載低於高負載區域的負載的旋轉角區域。低負載區域不包括壓縮衝程。在四個衝程期間具有高負載區域及低負載區域之四衝程引擎本體具有使曲柄軸旋轉所需之扭矩顯著變化的特性。對於此情形之另一看法為：低負載區域比高負載區域寬或相等之四衝程引擎本體具有在比高負載區域寬之低負載區域中之扭矩變化較小的特性。

在(1)之構形中，控制器件基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號控制起動馬達，電信號取決於由設在外轉子上之複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化。在具有此構形之轉子位置偵測器件中，在偵測用繞組中流動之電信號通常在偵測物件部件停止之狀態下不變化。偵測物件部件停止之狀態意謂偵測物件部件不移動之狀態。偵測用繞組獨立於定子繞組設置，且因此偵測用繞組不受確保起動馬達之效能(例如，引擎之快速起動能力)之需要中所涉及的結構限制。因此，設計偵測用繞組之結構導致即使在緊接在旋轉起動後旋轉速度極低時亦達成使得電信號能夠在偵測用繞組中流動的構形。由於複數個偵測物件部件設在外轉子之外表面上，所以即使在緊接在旋轉起動後曲柄軸之旋轉速度極低時亦獲得偵測物件部件之較大運動。此情形使得即使在緊接在旋轉起動後旋轉速度極低時電信號亦能夠在偵測用繞組中流動。

在(1)之構形中，在曲柄軸停止之狀態下，藉由以預先定義之時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來起動曲柄軸之向前旋轉。接下來，藉由基於偵測用繞組中之電信號將電流供應至多相定子繞組來旋轉具有負載變化之四衝程引擎的曲柄 軸，電信號隨著曲柄軸之向前旋轉而變化。(1)之引擎單元經構形以偵測轉子之位置且經構形以變換控制模式。因此，一旦曲柄軸開始向前旋轉，即使在旋轉速度較低時亦可確保與包括霍爾積體電路之引擎單元的快速起動能力相當的快速起動能力。

在此，「向前旋轉」意謂在四衝程引擎本體進行燃燒時曲柄軸旋轉的方向上之旋轉。

(1)之構形具有優良耐熱性，因為其採用包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組的轉子位置偵測器件。另外，複數個偵測物件部件設在外轉子之外表面上，且包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組的轉子位置偵測器件配置在於外轉子之旋轉期間面向偵測物件部件中之每一者的位置處。此情形增加安裝轉子位置偵測器件之位置的設計自由度。因此，用於冷卻包括偵測用繞組之轉子位置偵測器件的結構可得以簡化。

(1)之構形能夠在不考慮冷卻引擎之方式的情況下改良具有負載變化之四衝程引擎的快速起動能力及車輛可安裝性。

(2)根據(1)之引擎單元，其中控制器件基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式，該電信號取決於由複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(2)之構形中，一旦曲柄軸開始旋轉，即使在旋轉速度較低時亦基於偵測用繞組中之變化的電信號來變換控制模式。此情形使得有可能在前期變換至用於加速曲柄軸的向前旋轉的控制模式。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，獲得具有負載變化之四衝程引擎之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改良。

(3)根據(1)或(2)之引擎單元，其中 該控制器件包括：設在外轉子之外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件各自相對於磁極面對中之相應者具有相同的位置關係，該磁極面對各自包括一對磁極面；及設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者的位置處的轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件各自相對於磁極面對中之相應者具有相同位置關係，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組，控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化，該複數個偵測物件部件各自相對於磁極面對中之相應者具有相同位置關係。

在(3)之構形中，複數個偵測物件部件各自相對於磁極面對中之相應者具有相同位置關係。換言之，偵測物件部件中之每一者對應於磁極面對中之每一者。偵測物件部件與磁極面對之間的相對位置關係對於全部複數個偵測物件部件而言為相同的。因此，易於使偵測用繞組中之電信號的變化與起動馬達之電角度相關。此使得根據偵測用繞組中之電信號的變化供應電流成為可能。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，獲得具有負載變化之四衝程引擎之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改良。

(4)如(1)至(3)中任一項之引擎單元，其中該控制器件包括：設在外轉子之外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大 於一)]之角間隔配置；及設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者之位置處的轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在外轉子之外表面上，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組，控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在外轉子之外表面上。

在(4)之構形中，複數個偵測物件部件於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔配置。因此，易於使偵測用繞組中之電信號的變化與起動馬達之電角度相關。此使得根據偵測用繞組中之電信號的變化供應電流成為可能。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，獲得具有負載變化之四衝程引擎之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改良。

(5)如(1)至(4)中任一項之引擎單元，其中該控制器件包括：設在外轉子之外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔之一個間隔隔開；及設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者的位置處的轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件以複數個實質 上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔的該一個間隔隔開，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組，控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔的一個間隔隔開。

在(5)之構形中，在使複數個偵測物件部件彼此隔開之複數個間隔中，一個間隔不同於其他間隔。此使得即使偵測用繞組中之電信號的變化不與起動馬達之電角度一一對應亦可能在曲柄軸之一次旋轉中偵測參考位置。因此，基於偵測用繞組中之電信號，易於使偵測用繞組中之電信號的變化與起動馬達之電角度相關，該電信號取決於在通過至少較大間隔及較小間隔時引起的磁性條件的變化而變化。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，獲得具有負載變化之四衝程引擎之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改良。

(6)如(1)至(5)中任一項之引擎單元，其中控制器件基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號藉由以對應於120度傳導之時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該電信號取決於由複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(6)之構形中，複數個切換部件之開/關操作係以對應於120度傳導之時序執行。由於複數個切換部件之開/關操作係以對應於120度傳導之時序執行，因此將電流供應至多相定子繞組，同時重複電流至多相定子繞組之每一相的供應及不供應，電流至一個相之供應及不供 應從電流至另一相的供應及不供應相移。控制器件控制兩個條件，亦即，供應電流及不供應電流。與(例如)在供應時間週期期間動態改變電流之構形相比，此構形使得能夠經由簡單程序執行控制。因此，可藉由具有簡單構形之控制器件加速曲柄軸之向前旋轉。

(7)如(1)至(5)中任一項之引擎單元，其中控制器件基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號藉由向量控制而執行該複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該電信號取決於由複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(7)之構形中，複數個切換部件之開/關操作係藉由向量控制執行。藉由向量控制執行複數個切換部件之開/關操作使得將正弦電流供應至多相定子繞組中之每一者。正弦電流至多相定子繞組中之每一者的供應減少起動馬達之扭矩變化，此導致起動馬達之功率效率的改良。為起動馬達供應來自設在車輛中之電池的電力。起動馬達之功率效率的改良達成對電池中所儲存之電力消耗的抑制。

(8)如(1)至(7)中任一項之引擎單元，其中控制器件包括控制四衝程引擎本體之燃燒的燃燒控制器，在自用於起動該曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式之後，控制器件基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號控制燃燒控制器，該電信號取決於由設在轉子上之複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(8)之構形中，偵測物件部件及轉子位置偵測器件亦用於偵測引擎控制時序。此可產生包括車輛引擎起動器及引擎之車輛的進一步簡化結構。

(9)如(1)至(8)中任一項之引擎單元，其中 在自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸的向前旋轉的控制模式及起動四衝程引擎本體之燃燒之後，控制器件基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號藉由執行複數個切換部件之開/關操作來控制自複數個定子繞組供應的電流，該電信號取決於由設在轉子上之複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(9)之構形中，起動四衝程引擎本體之起動馬達能夠在起動四衝程引擎本體之燃燒之後亦充當發電機。與(例如)包括用於單一目的之發電機的構形相比，此構形可縮小引擎單元之大小。因此，車輛可安裝性得以改良。亦充當發電機之起動馬達需要在起動引擎本體時輸出提高的扭矩，其涉及由多相定子繞組產生非所欲高功率之情況。在此方面，將最初用於在起動時使用之偵測用繞組及複數個切換部件用於在不損害車輛可安裝性之情況下達成對自複數個定子繞組W供應至電池之電流的有效控制。

(10)如(1)至(9)中任一項之引擎單元，其中在起動四衝程引擎本體之燃燒後的預定時間週期期間，控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由運動引起之磁性條件的變化而變化。

在(10)之構形中，當四衝程引擎本體處於燃燒中時，起動馬達加速曲柄軸的向前旋轉。因此，可穩定由四衝程引擎本體之燃燒引起的曲柄軸之向前旋轉。此外，在加速車輛時，可更快地加速由四衝程引擎本體之燃燒引起的曲柄軸之向前旋轉。

(11)一種車輛，其包括如(1)至(10)中任一項之引擎單元。

可使(11)之車輛整體上緊湊，因為其包括用於車輛之四衝程引擎 單元，該四衝程引擎單元具有改良的車輛可安裝性及簡單結構且亦具有確保快速起動能力之耐熱性。

本發明提供一種用於車輛之四衝程引擎單元及車輛。在具有負載變化之四衝程引擎單元中，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，四衝程引擎之快速起動能力及車輛可安裝性得以改良。

1‧‧‧曲柄箱/引擎罩

2‧‧‧氣缸

3‧‧‧活塞

4‧‧‧連桿

5‧‧‧曲柄軸

5a‧‧‧末端部分

5b‧‧‧末端部分

5c‧‧‧公螺紋部分

6‧‧‧氣缸頭

7‧‧‧軸承

14‧‧‧電池

16‧‧‧起動開關

20‧‧‧主要帶輪

21‧‧‧固定槽輪

22‧‧‧可移動槽輪

29‧‧‧火星塞

30‧‧‧外轉子

31‧‧‧外轉子主體部件

32‧‧‧圓柱形凸起部分

32a‧‧‧錐形收納孔

32b‧‧‧大直徑部分

32c‧‧‧凸緣部分

33‧‧‧盤形底壁部分

33a‧‧‧孔

34‧‧‧後軛部分

35‧‧‧螺母

36‧‧‧鉚釘

37‧‧‧永磁體部件

37a‧‧‧磁極面

37p‧‧‧磁極面對

38‧‧‧偵測物件部件

40‧‧‧內定子

41‧‧‧孔

43‧‧‧齒狀物

50‧‧‧轉子位置偵測器件

51‧‧‧偵測用繞組

52‧‧‧偵測用磁體

53‧‧‧鐵心

61‧‧‧反流器

62‧‧‧起動發電機控制器

63‧‧‧燃燒控制器

101‧‧‧車輛本體

102‧‧‧車輪

103‧‧‧車輪

237a‧‧‧磁極面

237p‧‧‧磁極面對

238‧‧‧偵測物件部件

330‧‧‧外轉子

333‧‧‧底壁部分

338‧‧‧偵測物件部件

350‧‧‧轉子位置偵測器件

611‧‧‧切換部件

612‧‧‧切換部件

613‧‧‧切換部件

614‧‧‧切換部件

615‧‧‧切換部件

616‧‧‧切換部件

621‧‧‧起動控制單元

622‧‧‧加速控制單元

623‧‧‧開/關操作儲存單元

624‧‧‧初始操作單元

A‧‧‧車輛

CT‧‧‧控制器件

E‧‧‧四衝程引擎本體

EU‧‧‧引擎單元

SG、SG2、SG3‧‧‧起動馬達

SL‧‧‧狹槽

W‧‧‧定子繞組

[圖1]圖1為橫截面圖，其示意性地展示根據本發明之一個實施例之氣冷式引擎單元之一部分的輪廓構形。

[圖2]圖2為說明圖，其示意性地展示在引擎起動時曲柄角位置與所需扭矩之間的關係。

[圖3]圖3為橫截面圖，其以放大比例展示圖1中所示之起動馬達及其附近。

[圖4]圖4為橫截面圖，其展示圖3中所示之起動馬達之沿垂直於其旋轉軸的平面截取之橫截面。

[圖5]圖5為方塊圖，其展示圖1中所示之引擎單元的基本電構形。

[圖6]圖6為流程圖，其說明圖5中所示之引擎單元之操作。

[圖7]圖7為時序圖，其展示起動四衝程引擎本體時之例示性電流及電壓。

[圖8]圖8為橫截面圖，其展示根據本發明之第二實施例之引擎單元之起動馬達的沿垂直於起動馬達之旋轉軸的平面截取之橫截面。

[圖9]圖9(a)為橫截面圖，其以放大比例展示根據本發明之第三實施例的引擎單元之起動馬達及其周圍，及圖9(b)展示如在曲柄軸之旋轉軸方向上所見的外轉子。

[圖10]圖10為展示車輛之外觀的圖，根據第一至第三實施例中任 一者的引擎單元安裝至該車輛。

[圖11]圖11為橫截面圖，其示意性地展示根據本發明之水冷式引擎單元之一部分的輪廓構形。

將描述本發明者已針對起動馬達之控制進行的研究。

如前所述，根據由霍爾積體電路偵測之轉子位置控制定子繞組的傳導需要複雜機構以抑制四衝程引擎本體之熱對具有低耐熱性之霍爾積體電路所造成之影響。除霍爾積體電路之外，磁阻感測器(MR感測器)亦被認為是能夠偵測磁性之感測器中之一者。類似於霍爾積體電路，MR感測器包括半導體元件，且因此MR感測器之耐熱性與霍爾積體電路之耐熱性一樣低。

在不使用霍爾積體電路或MR感測器之情況下控制定子繞組之傳導的已知方法包括：偵測定子繞組中之感應電壓，以偵測永磁體部件之位置(其意謂轉子之位置)，及根據由此所偵測之位置控制傳導。更具體而言，在此方法中，在無電流經供應以用於驅動之時間週期期間偵測由於轉子的磁體接近定子繞組在定子繞組中引起的感應電壓。定子繞組中引起的感應電壓取決於轉子之旋轉速度及定子繞組之匝數。當旋轉速度較低時，不能自定子繞組偵測到感應電壓，儘管其對於控制傳導是必須的。換言之，需要花費時間實現基於感應電壓對傳導的控制。此導致四衝程引擎本體之延遲起動。

舉例而言，增加定子繞組之匝數允許在更低旋轉速度下偵測到感應電壓。然而，增加定子繞組之匝數導致不能輸出起動四衝程引擎本體所需之扭矩的問題。此係因為，扭矩取決於自電源供應之電流，且電源能夠供應之電流取決於電源之電壓與感應電壓之間的差。亦即，隨著旋轉速度增加，感應電壓亦增加，此減小了電源之電壓與感應電壓之間的差。因此，電源能夠供應至定子繞組之電流減少。由於 增加定子繞組之匝數導致感應電壓增加，所以電源能夠供應至定子繞組之電流進一步減少。因此，旋轉速度之增加導致輸出扭矩減小。

舉例而言，在僅為所需的低輸出扭矩進行了調適的馬達中，允許增加定子繞組之匝數，此使得即使在低旋轉速度下亦能夠偵測到感應電壓。然而，此種具有低輸出扭矩之馬達不能提供足以起動四衝程引擎本體之扭矩輸出。

另外，包括偵測定子繞組之感應電壓的方法涉及即使在具有高旋轉速度之區域中亦難以偵測感應電壓的問題。此方法在無電流經供應之時間週期期間偵測定子繞組中之感應電壓。在此，定子繞組具有電感。因此，即使在停止電流供應之後，具有與在驅動期間已供應之電流的方向相同的方向之電流仍在定子繞組中流動。儘管由電感引起的電流隨時間減少，但由電感引起的電流的減少需要花費時間。因此，當旋轉速度較高時，且換言之，當傳導以高頻率發生時，原本應為電流供應停止以便允許電壓偵測之一時間週期歸因於存在電流由於電感而繼續流動之時間週期而減少。此使得即使在具有高旋轉速度之區域亦難以偵測感應電壓。在包括偵測定子繞組中之感應電壓的方法中，如上所述，隨著定子繞組之匝數出於使得能夠在低旋轉速度下偵測感應電壓的目的而增加，電感增加，使得更難在高旋轉速度下偵測。

本發明者已發現：藉由使用與定子繞組分離之偵測用繞組偵測轉子位置，使得可能確保足夠的匝數，此係因為用於偵測之繞組並未受與輸出扭矩相關聯之限制，且因此可在低速度旋轉下偵測轉子位置，以使得在起動開始之後的早期便能根據轉子位置之資訊控制傳導，同時輸出扭矩之減小得以抑制。用於驅動之電流並未供應至獨立於定子繞組設置的偵測用繞組。因此，不太可能發生由電感引起的電流繼續流動的問題。亦即，即使在電感增加時，亦不太可能發生妨礙 偵測之問題。因此，使用偵測用繞組使得可能確保允許實現在低旋轉速度下的偵測的匝數。藉由基於使得定子繞組以預先定義之時序傳導的控制而起動轉子之旋轉，包括此偵測用繞組之轉子位置偵測器件能夠在低旋轉速度下偵測轉子位置。

不同於霍爾積體電路或MR感測器，藉由使用偵測用繞組偵測轉子位置之轉子位置偵測器件不一定包括半導體元件，且因此具有高耐熱性。因此，可使用簡單結構確保耐熱性。

在下文，將參考圖式基於較佳實施例描述本發明。

[第一實施例]

圖1為橫截面圖，其示意性地展示根據本發明之第一實施例的包括起動馬達SG之引擎單元EU之一部分的輪廓構形。引擎單元EU為用於車輛之四衝程引擎單元。

引擎單元EU安裝在為車輛之一實例的機車(參見圖10)中。對機車無特定限制。機車之實例包括小輪機踏車類機車、輕型機踏車類機車、越野類機車及公路型機車。車輛不限於機車，且可為(例如)ATV(全地形車輛)。根據本發明之車輛不限於鞍乘型車輛，且可為(例如)包括乘客艙的四輪車輛。

引擎單元EU包括四衝程引擎本體E及起動馬達SG。四衝程引擎本體E為具有單一氣缸之四衝程引擎。在四衝程引擎本體E中，在曲柄角位置與所需扭矩之間建立圖2中所示之關係。

圖2為說明圖，其示意性地展示在引擎起動時曲柄角位置與所需扭矩之間的關係。四衝程引擎本體E在四個衝程期間包括高負載區域TH及低負載區域TL，在該高負載區域中針對曲柄軸5之旋轉施加較高負載，在該低負載區域中針對曲柄軸5之旋轉施加的負載比高負載區域TH之負載低。自曲柄軸5之旋轉角的角度看，低負載區域TL比高負載區域TH寬。對應於低負載區域TL之旋轉角區域比對應於高負載區 域TH之旋轉角寬。更詳細地，四衝程引擎本體E在重複四個衝程(進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程及排氣衝程)之同時旋轉。如圖2中所示，高負載區域TH中包括壓縮衝程，而低負載區域TL中不包括壓縮衝程。在此實施例之四衝程引擎本體E中，高負載區域TH為實質上重疊壓縮衝程之區域，且低負載區域TL為實質上重疊進氣衝程、膨脹衝程及排氣衝程之區域。不需要使高負載區域TH之邊界及低負載區域TL之邊界與對應衝程之邊界一致。

如圖1中所示，引擎單元EU包括起動馬達SG。起動馬達SG為三相無刷馬達。在引擎起動時，起動馬達SG使曲柄軸5在向前方向上旋轉以起動四衝程引擎本體E。至少在起動四衝程引擎本體E之後的時期之一部分中，曲柄軸5使起動馬達SG在向前方向上旋轉，以充當發電機。在起動馬達SG充當發電機之情況下，起動馬達SG在起動引擎之燃燒之後一直充當發電機並非必不可少的。在可接受實例中，起動馬達SG在起動引擎之燃燒之後不立即充當發電機，且起動馬達SG在滿足預定條件時充當發電機。預定條件之實例包括引擎之旋轉速度達到預定速度之條件，及在起動引擎之燃燒之後已經過預定時間週期之條件。以下情況可為可接受的：在起動引擎之燃燒之後存在起動馬達SG充當發電機之時間週期及起動馬達SG充當馬達(諸如，車輛驅動馬達)之時間週期。

起動馬達SG附接至四衝程引擎本體E之曲柄軸5。在此實施例中，起動馬達SG在未插入有動力傳動機構(諸如帶、鏈、齒輪、減速器或增速器)之情況下附接至曲柄軸5。然而，在本發明中，起動馬達SG經構形以使得藉由起動馬達SG之向前旋轉使曲柄軸5在向前方向上旋轉就能滿足需要。起動馬達SG可在插入有動力傳動機構之情況下附接至曲柄軸5。在本發明中，較佳為起動馬達SG之旋轉軸實質上與曲柄軸5之旋轉軸一致。亦較佳為起動馬達SG在未插入有動力傳動機 構之情況下附接至曲柄軸5，如此實施例中所說明。

四衝程引擎本體E包括曲柄箱1(引擎罩1)、氣缸2、活塞3、連桿4及曲柄軸5。氣缸2經配置以在預定方向上(例如，斜向上)自曲柄箱1突出。活塞3配置在氣缸2中以使得活塞3可自由地來回移動。曲柄軸5可旋轉地配置在曲柄箱1中。連桿4之一個末端部分(例如，上端部分)耦接至活塞3。連桿4之另一末端部分(例如，下端部分)耦接至曲柄軸5。氣缸頭6附接至氣缸2之末端部分(例如，上端部分)。曲柄軸5以可自由旋轉之方式經由一對軸承7支撐在曲柄箱1上。曲柄軸5之一個末端部分5a(例如，右端部分)突出至曲柄箱1外。起動馬達SG附接至曲柄軸5之一個末端部分5a。

曲柄軸5之另一末端部分5b(例如，左端部分)突出至曲柄箱1外。自動無段變速器CVT之主要帶輪20附接至曲柄軸5之另一末端部分5b。主要帶輪20包括固定槽輪21及可移動槽輪22。固定槽輪21以固定槽輪21與曲柄軸5一起旋轉之方式固定至曲柄軸5之另一末端部分5b之遠端部分。可移動槽輪22經栓槽連接至曲柄軸5之另一末端部分5b。因此，可移動槽輪22可在軸向X上移動。可移動槽輪22經構形以與曲柄軸5一起旋轉，其中可移動槽輪22與固定槽輪21之間的間隔可變。帶B捲繞在主要帶輪20及次要帶輪(未展示)上。曲柄軸5之旋轉力經傳輸至機車(參見圖10)之驅動輪。此實施例之四衝程引擎本體E為氣冷式引擎。

圖3為橫截面圖，其以放大比例展示圖1中所示之起動馬達SG及其附近。圖4為橫截面圖，其展示起動馬達SG之沿垂直於圖3中所示之旋轉軸J的平面截取之橫截面。

起動馬達SG包括外轉子30、內定子40及磁感測器單元(未展示)。外轉子30包括外轉子主體部件31。外轉子主體部件31由(例如)鐵磁材料製成。外轉子主體部件31為具有底部之圓柱體形狀。外轉子主體部 件31包括圓柱形凸起部分32、盤形底壁部分33及具有圓柱形形狀之後軛部分34。圓柱形凸起部分32在曲柄軸5之一個末端部分5a收納在圓柱形凸起部分32中之狀態下固定至曲柄軸5。固定至圓柱形凸起部分32之底壁部分33具有在曲柄軸5之徑向Y上延伸之盤形形狀。後軛部分34具有在曲柄軸5之軸向X上自底壁部分33之外周緣延伸之圓柱形形狀。後軛部分34朝向曲柄箱1延伸。

底壁部分33及後軛部分34係經由(例如)對金屬板執行之衝壓製程整體地形成。然而，在本發明中，底壁部分33及後軛部分34形成為單獨部件為可接受的。具體而言，在外轉子主體部件31中，後軛部分34可與外轉子主體部件31之另一部分整體形成，或可形成為與外轉子主體部件31之另一部分獨立的部件。在後軛部分34及另一部件形成為單獨部件之情況下，後軛部分34由鐵磁材料製成且另一部件可由不同於該鐵磁材料之材料製成就能滿足需要。

圓柱形凸起部分32具有用於收納曲柄軸5之一個末端部分5a之錐形收納孔32a。錐形收納孔32a在曲柄軸5之軸向X上延伸。錐形收納孔32a具有對應於曲柄軸5之一個末端部分5a之外周表面的錐角。當曲柄軸5之一個末端部分5a進入收納孔32a時，一個末端部分5a之外周表面與收納孔32a之內周表面接觸，且曲柄軸5固定至收納孔32a。因此，相對於曲柄軸5之軸向X定下凸起部分32之位置。在此條件下，螺母35經旋緊至形成於曲柄軸5之一個末端部分5a之遠端部分中的公螺紋部分5c上。以此方式，圓柱形凸起部分32固定至曲柄軸5。

圓柱形凸起部分32具有設在圓柱形凸起部分32之近端部分(在圖3中，於右側處)中的大直徑部分32b。圓柱形凸起部分32具有形成於大直徑部分32b之外周表面上之凸緣部分32c。凸緣部分32c徑向朝外延伸。圓柱形凸起部分32之大直徑部分32b收納在形成於外轉子主體部件31之底壁部分33之中心區域中的孔33a中。在此條件下，凸緣部分 32c與底壁部分33之外周表面(圖3中之右邊表面)接觸。圓柱形凸起部分32之凸緣部分32c及外轉子主體部件31之底壁部分33由在相對於外轉子主體部件31之周向的複數個位置處的鉚釘36整體固定。鉚釘36穿透凸緣部分32c及底壁部分33。

複數個永磁體部件37設在外轉子主體部件31之後軛部分34之內周表面上。設置永磁體部件37之每一者以使得S極及N極相對於起動馬達SG之徑向並排配置。

複數個永磁體部件37以N極及S極相對於起動馬達SG之周向交替出現之方式配置。在此實施例中，外轉子30之面向內定子40之磁極的數目為二十四個。外轉子30之磁極數目意謂面向內定子40之磁極的數目。永磁體部件37之面向定子鐵心ST之齒狀物43的磁極面的數目等於外轉子30之磁極的數目。外轉子30之每一磁極中所包括之磁極面對應於永磁體部件37之面向內定子40的磁極面。使用配置在永磁體部件37與內定子40之間的非磁性材料(未展示)覆蓋永磁體部件37之磁極面。永磁體部件37與內定子40之間未配置有磁性材料。對非磁性材料無特定限制，且非磁性材料之實例包括不鏽鋼材料。在此實施例中，永磁體部件37為鐵磁體。在本發明中，針對永磁體部件可採用包括釹黏合磁體、釤鈷磁體、釹磁體及類似者之習知磁體。永磁體部件37之形狀不受特定限制。儘管外轉子30可為經構形以使得永磁體部件37嵌入磁性材料中之內部永磁體型(IPM型)轉子，但較佳為外轉子30為經構形以使得永磁體部件37自磁性材料曝露之表面永磁體型(SPM型)轉子，如此實施例中所說明。

如上所述，附接至曲柄軸5以使得其可與曲柄軸5一起旋轉之外轉子30為用於增加曲柄軸5之慣性的旋轉元件。包括複數個葉片Fa之冷卻風扇F設在外轉子30之底壁部分33之外周表面(圖2及圖3中之右側處)。冷卻風扇藉由夾具(複數個螺栓Fb)固定至底壁部分33之外周表 面。

內定子40包括定子鐵心ST及多相定子繞組W。藉由(例如)在軸向上堆疊之薄矽鋼板獲得定子鐵心ST。定子鐵心ST在其中心區域中具有孔41，該孔之內徑比外轉子30之圓柱形凸起部分32之外徑大。定子鐵心ST包括整體徑向朝外延伸之複數個齒狀物43(參見圖4)。在此實施例中，總共十八個齒狀物43於周向上間隔配置。換言之，定子鐵心ST具有於周向上間隔配置之總共十八個狹槽SL(參見圖4)。複數個齒狀物43於周向上以相等間隔配置。

定子繞組W中之每一者經纏繞在齒狀物43中之每一者上。亦即，多相定子繞組W經由狹槽SL配置。圖4展示定子繞組W處於狹槽SL中之狀態。多相定子繞組W中之每一者屬於U相、V相及W相中之任一者。定子繞組W以(例如)U相、V相及W相之次序配置。

如圖3中所示，內定子40具有相對於起動馬達SG之徑向形成於內定子40之中心區域中的孔41。曲柄軸5及外轉子30之圓柱形凸起部分32配置在孔41中，其中在該曲柄軸及圓柱形凸起部分與界定孔41之(內定子40之)壁表面之間具有間隙。在此條件下，內定子40附接至四衝程引擎本體E之曲柄箱1。內定子40之齒狀物43經配置以使得齒狀物43之末端部分(遠端表面)距外轉子30之永磁體部件37之磁極面(內周表面)一定間隔。在此狀態下，外轉子30隨著曲柄軸5之旋轉而旋轉。外轉子30隨曲柄軸5整體旋轉。換言之，外轉子30之旋轉速度等於曲柄軸5之旋轉速度。

將參考圖4給出外轉子30之進一步描述。永磁體部件37相對於起動馬達SG之徑向設在內定子40之外。後軛部分34於該徑向上設在永磁體部件37之外。永磁體部件37在其面向內定子40之表面中包括複數個磁極面37a。磁極面37a配置在起動馬達SG之周向上。磁極面37a中之每一者具有N極或S極。N極及S極相對於起動馬達SG之周向交替配 置。永磁體部件37之磁極面37a面向內定子40。在此實施例中，複數個磁體配置在起動馬達SG之周向上，且複數個磁體中之每一者以其S極及N極在起動馬達SG之徑向上並排配置之方式配置。於周向上彼此鄰近之單一S極及單一N極構成磁極面對37p。磁極面對37p之數目為磁極面37a之數目的一半。在此實施例中，外轉子30具備面向內定子40之二十四個磁極面37a，且外轉子30中所包括之磁極面對37p之數目為十二個。圖4中展示對應於十個磁體對之十二個磁極面對37p。然而，為圖式之清晰起見，僅給予該等對中之一者參考符號37p。起動馬達SG中所包括之磁極面37a之數目大於齒狀物43之數目的2/3。起動馬達SG中所包括之磁極面37a之數目等於或大於齒狀物43之數目的4/3。

外轉子30在其外表面上包括用於偵測外轉子30之旋轉位置的複數個偵測物件部件38。使用磁效應偵測複數個偵測物件部件38。於周向上在外轉子30之外表面上間隔設置複數個偵測物件部件38。在此實施例中，於周向上在外轉子30之外周表面上間隔設置複數個偵測物件部件38。複數個偵測物件部件38配置在具有圓柱形形狀之後軛部分34的外周表面上。複數個偵測物件部件38中之每一者在起動馬達SG之徑向Y上自後軛部分34之外周表面向外突出。經由(例如)對諸如鐵板之金屬板執行之衝壓製程整體地形成底壁部分33、後軛部分34及偵測物件部件38。亦即，偵測物件部件38由鐵磁材料製成。稍後將描述偵測物件部件38之配置細節。

轉子位置偵測器件50為偵測外轉子30之位置的器件。轉子位置偵測器件50設在允許面向複數個偵測物件部件38之位置處。更具體地，將轉子位置偵測器件50配置在允許複數個偵測物件部件38相繼地與轉子位置偵測器件50相對的位置處。轉子位置偵測器件50面向偵測物件部件38隨著外轉子30之旋轉移動經過的路徑。將轉子位置偵測器 件50配置在遠離內定子40之位置處。在此實施例中，轉子位置偵測器件50經配置以使得外轉子30之後軛部分34及永磁體部件37相對於曲柄軸5之徑向位於轉子位置偵測器件50與具有定子繞組W之內定子40之間。轉子位置偵測器件50相對於起動馬達SG之徑向配置於外轉子30之外。轉子位置偵測器件50面向外轉子30之外周表面。

轉子位置偵測器件50包括偵測用繞組51。偵測用繞組51為獨立於內定子40中所包括之定子繞組W的繞組。將用於藉由電磁力驅動起動馬達SG之外轉子30的電流供應至定子繞組W。另一方面，不將用於驅動起動馬達SG之外轉子30的電流供應至偵測用繞組51。換言之，當定子繞組W產生驅動外轉子30之磁通量時，偵測用繞組51不產生驅動外轉子30之磁通量。另外，當將在發電時定子繞組W中產生之電流供應至電池14時，偵測用繞組51中產生之電流不供應至電池14。轉子位置偵測器件50既不包括霍爾元件亦不包括MR元件。此實施例中之引擎單元EU(參見圖1)不包括霍爾元件亦不包括MR元件。藉由使用偵測用繞組51偵測外轉子30之位置的轉子位置偵測器件50不包括半導體元件。轉子位置偵測器件50具有比使用半導體元件偵測位置之霍爾積體電路或MR感測器之耐熱性更高的耐熱性。

在偵測用繞組51中流動之電信號取決於在複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之旋轉而移動時引起的磁性條件的變化而變化。轉子位置偵測器件50亦包括偵測用磁體52及鐵心53。鐵心53為由(例如)鐵製成之桿狀構件。偵測用繞組51經纏繞在鐵心53上。偵測用磁體52配置在鐵心53之一個末端部分中，且鐵心53之另一末端部分面向外轉子30之後軛部分34之外周表面。偵測用繞組51充當偵測偵測物件部件38之拾波線圈。由偵測用繞組51中產生之電動勢引起的電壓根據與偵測用繞組51相連的通量之變化而變化，該等通量由當設在後軛部分34之外周表面上之偵測物件部件38隨著外轉子30之旋轉而移動接近或遠離 鐵心53時引起。偵測用繞組51利用此機制以磁性方式偵測偵測物件部件38。偵測用繞組51在起動外轉子30之旋轉之後偵測偵測物件部件38。亦即，轉子位置偵測器件50在起動曲柄軸5之旋轉之後開始偵測外轉子30之旋轉位置。當外轉子30正在旋轉時，轉子位置偵測器件50藉由偵測用繞組51以磁性方式相繼地偵測偵測物件部件38。轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51將偵測信號輸出至控制器件CT(參見圖5)。代替由電動勢引起之電壓隨著經過偵測物件部件38而變化的上述構形，其他構形亦可被採用以用於轉子位置偵測器件50。可採用以用於轉子位置偵測器件50之此等其他構形之實例包括使偵測用繞組51持續傳導且傳導電流取決於隨著偵測物件部件38經過引起之電感變化而變化之構形。

[偵測物件部件及轉子位置偵測器件之配置]

參考圖4，將對外轉子30之偵測物件部件38之配置進行描述。在此實施例中，在外轉子30之外表面上提供複數個偵測物件部件38。複數個偵測物件部件38中之每一者經配置以便滿足相對於磁極面對37p中之相應者的實質上相同的位置關係。轉子位置偵測器件50設在允許與複數個偵測物件部件38相對之位置處。轉子位置偵測器件50設在在外轉子30之旋轉期間面向複數個偵測物件部件38中之每一者的位置處。轉子位置偵測器件50並不一次(於給定時間)面向複數個偵測物件部件38，而是面向複數個偵測物件部件38中之一者。在圖4中，點劃線指示於周向上之指定位置，該等位置經預先定義。指定位置中之每一者為於周向上的包括彼此鄰近之兩個磁極(S極及N極)的磁極對37p中的位置。該等指定位置在其於複數個磁極面對37p中之相應者中之位置方面為實質上相同的。該等指定位置表示在磁極面對37p中之相應者中的相同電角度相位。電角度為基於磁極面對37p之重複循環之旋轉角。全部磁極面對37p之電角度對應於360度。複數個偵測物件部 件38中之每一者配置在磁極面對37p中之每一者中的指定位置處。由於複數個偵測物件部件38相對於磁極面對37p具有實質上相同的位置關係，所以易於使偵測用繞組51中之電信號的變化與起動馬達SG之電角度相關。以下情況可為可接受的：配置複數個偵測物件部件38之指定位置不同於圖4中所示之位置，亦即，指定位置可自由圖4中所示之點劃線指示之位置移位，只要複數個偵測物件部件38相對於磁極面對37p具有實質上相同的位置關係便可。如圖4中所示，並非所有複數個偵測物件部件38均以相等間隔配置。存在以相等間隔定位之多個位置(指定位置)及其中未配置有偵測物件部件38之一位置(缺失位置)。

在此實施例中，設在外轉子30之外表面上的複數個偵測物件部件38具有於周向上的[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔。360度指示機械角。轉子位置偵測器件50設在在外轉子30之旋轉期間面向複數個偵測物件部件38中之每一者之位置處。複數個偵測物件部件38於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在外轉子30之外表面上。在圖4中所示之實例中，等於磁極面對之數目的數目經選定為磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一。因此，設在外轉子30之外表面上的複數個偵測物件部件38具有於周向上的[360度/(磁極面對之數目)]之角間隔。在圖4中所示之實例中，磁極面對之數目為十二，且因此設在外轉子30之外表面上的複數個偵測物件部件38具有[360度/12](亦即，30度)之角間隔。由圖4中之點劃線指示之指定位置表示30度之角間隔。由於複數個偵測物件部件38於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置，所以易於使偵測用繞組51中之電信號的變化與起動馬達SG之電角度相關。

在此實施例中，外轉子30具備十一個偵測物件部件38，該數目比指定位置之數目小一。十一個偵測物件部件38分別配置在十二個指 定位置中之十一個位置處。亦即，設在外轉子30之外表面上的複數個偵測物件部件38配置在以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔之一個間隔隔開的位置處。不同於複數個實質上相等間隔之一個間隔比該複數個間隔中之每一者寬。轉子位置偵測器件50設在在外轉子30之旋轉期間面向複數個偵測物件部件38中之每一者的位置處。複數個偵測物件部件38以複數個相等間隔及一個不同間隔隔開。在圖4中所示之實例中，十一個偵測物件部件38配置在以複數個30度之間隔及不同於該複數個30度之間隔的一個60度之間隔隔開的位置處。亦即，外轉子30之外表面上的複數個(十二個)指定位置相對於曲柄軸5之周向為相等間隔或實質上相等間隔。兩個偵測物件部件38(該兩個偵測物件部件於周向上配置在在複數個指定位置中的兩個指定位置處，該兩個指定位置中之每一者鄰近其中未配置有偵測物件部件38的位置(缺失位置))之間的角間隔為其他偵測物件部件38中之任何者之間的角間隔的兩倍。以此方式，複數個偵測物件部件38之複數個間隔中之一者不同於其他者。此構形使得能夠在曲柄軸5之一次旋轉中偵測參考位置。

[電構形]

圖5為方塊圖，其展示圖1中所示之引擎單元EU的基本電構形。

引擎單元EU包括四衝程引擎本體E、起動馬達SG及控制器件CT。起動馬達SG、火星塞29及電池14連接至控制器件CT。

控制器件CT、轉子位置偵測器件50及複數個偵測物件部件38之組合對應於本發明中之控制器件之實例。

控制器件CT連接至多相定子繞組W，且將來自設在車輛中之電池14的電流供應至多相定子繞組W。控制器件CT包括起動發電機控制器62、燃燒控制器63及複數個切換部件611至616。在此實施例中， 控制器件CT包括六個切換部件611至616。切換部件611至616構成三相橋接反流器。複數個切換部件611至616(其每一者連接至多相定子繞組W之每一相)選擇性地允許或阻止電流在定子繞組W與電池14之間經過。更具體而言，當起動馬達SG充當起動馬達時，藉由切換部件611至616之開/關操作實施在引起多相定子繞組W之傳導與停止該傳導之間的切換。當起動馬達SG充當發電機時，藉由切換部件611至616中之每一者之開/關操作實施在允許及阻止電流在定子繞組W中之每一者與電池14之間經過的切換。相繼接通/關斷切換部件611至616允許對自起動馬達SG輸出的三相AC之整流以及電壓控制。

切換部件611至616中之每一者包括切換元件。切換元件為(例如)電晶體且更詳細而言為FET(場效電晶體)。代替FET，例如，亦可採用閘流體及IGBT(絕緣閘極雙極電晶體)以用於切換部件611至616。

起動發電機控制器62控制切換部件611至616中之每一者之開/關操作，以控制起動馬達SG之操作。起動發電機控制器62包括起動控制單元621、加速控制單元622、開/關操作儲存單元623及初始操作單元624。燃燒控制器63及包括起動控制單元621及加速控制單元622之起動發電機控制器62以電腦(未展示)及在電腦中執行之控制軟體實施。在此，以下情況亦可為可接受的：燃燒控制器63及包括起動控制單元621及加速控制單元622之起動發電機控制器62部分或全部實施於為電子電路之佈線邏輯中。另外，例如，起動發電機控制器62及燃燒控制器63可經構形為單獨器件且配置為彼此相距一定距離，或替代地其可經構形為整合器件。

開/關操作儲存單元623由(例如)記憶體形成。開/關操作儲存單元623儲存關於複數個切換部件611至616之開/關操作的資料。更具體而言，開/關操作儲存單元623儲存描述資訊地圖的軟體及供控制器件CT控制起動馬達SG及四衝程引擎本體E之資訊。初始操作單元624由電 子電路形成。初始操作單元624產生用於在曲柄軸5停止時執行複數個切換部件611至616之開/關操作的電信號。控制器件CT可同時操作開/關操作儲存單元623及初始操作單元624兩者，或可操作開/關操作儲存單元623及初始操作單元624中之一者。

燃燒控制器63使得火星塞29執行點火操作，因此控制四衝程引擎本體E之燃燒操作。在四衝程引擎本體E包括噴射燃油以用於產生混合氣體之燃油噴射器的情況下，燃燒控制器63亦控制燃油噴射器之噴射且因此控制四衝程引擎本體E之燃燒操作。

用於起動四衝程引擎本體E之起動開關16連接至起動發電機控制器62。由騎車人操作起動開關16以起動四衝程引擎本體E。控制器件CT之起動發電機控制器62偵測電池14之電壓，且因此偵測電池14之充電狀態。為了偵測偵測電池14之充電狀態，不僅可採用對電池14之電壓的偵測，還可採用(例如)對在已充電狀態下之電池14中流動之電流的偵測。

控制器件CT經由反流器61、起動發電機控制器62及燃燒控制器63之操作來控制起動馬達SG。

[起動引擎單元之操作]

圖6為流程圖，其說明圖5中所示之引擎單元EU之操作。

回應於起動指令之接收(S11)，控制器件CT使起動馬達SG在向前方向上旋轉曲柄軸5，以起動四衝程引擎本體E(S12至S15)。在起動四衝程引擎本體E時，控制器件CT自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S14)。更具體而言，起動控制單元621(圖5)執行旋轉起動處理(S12)，且接著加速控制單元622執行加速處理(S14)。

若曲柄軸5之旋轉速度高於預定點火旋轉速度，則控制器件CT起動四衝程引擎本體E之燃燒操作(S17)。

在四衝程引擎本體E起動燃燒(S17)時，起動馬達SG由四衝程引擎本體E驅動以充當發電機。亦即，在控制器件CT自用於起動曲柄軸5之旋轉的控制模式(S12)變換至用於加速曲柄軸5之旋轉的控制模式(S14)且接著四衝程引擎本體E起動燃燒後，控制器件CT基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中之電信號執行複數個切換部件611至616的開/關操作。電信號取決於由設在外轉子30上之複數個偵測物件部件38之旋轉運動引起之磁性條件的變化而變化。以此方式，控制器件CT控制自複數個定子繞組W供應至電池14的電流。

用於起動四衝程引擎本體E之起動馬達SG亦在起動四衝程引擎本體E之燃燒後充當發電機。與(例如)包括用於單一目的之發電機的構形相比，此構形可縮小引擎單元EU之大小。因此，車輛可安裝性得以改良。亦充當發電機之起動馬達SG需要在起動引擎本體時輸出提高的扭矩，其涉及由多相定子繞組產生非所欲高功率之情況。在此方面，將最初在起動時使用之偵測用繞組及複數個切換部件用於達成對自複數個定子繞組W供應至電池134之電流的有效控制。

將描述四衝程引擎本體E之起動。

控制器件CT自用於使停止的曲柄軸5開始向前旋轉的控制模式(S12)變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S14)。

在用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)中，控制器件CT在曲柄軸5停止之狀態下以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。因此，控制器件CT將電流供應至多相定子繞組W，以起動曲柄軸5之向前旋轉。更具體而言，在曲柄軸5停止之狀態下，起動控制單元621以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。因此，起動控制單元621將電流供應至多相定子繞組W，以起動曲柄軸5之向前旋轉。

在用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)中，控制器件 CT執行對切換部件611至616之開/關操作的開環控制。亦即，控制器件CT在不執行基於外轉子30之位置之回饋控制的情況下以預先定義之時序相繼導致多相定子繞組W傳導。

藉由以預先定義之時序執行切換部件611至616之開/關操作，控制器件CT在不使用關於外轉子30之位置之資訊的情況下執行切換部件611至616之開/關操作。

舉例而言，藉由以預先定義之時序執行切換部件611至616之開/關操作，控制器件CT在不基於自轉子位置偵測器件50輸出之信號的情況下執行切換部件611至616之開/關操作。藉由以預先定義之時序執行切換部件611至616之開/關操作，控制器件CT在不使用任何具有內建式半導體元件之磁感測器的情況下執行切換部件611至616之開/關操作。

在不考慮關於外轉子30之位置之資訊的情況下，判定切換部件611至616之開/關操作的時序。

在圖6之步驟S12中，控制器件CT以基於開/關操作儲存單元623中所儲存之資料的預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，以在多相定子繞組W中供應電流，以使得起動曲柄軸5之向前旋轉。

開/關操作儲存單元623儲存關於切換部件611至616之開/關操作的資料。舉例而言，開/關操作儲存單元623儲存指示切換部件611至616之狀態與次序之間的對應性的圖(設定表)。替代地，開/關操作儲存單元623可儲存指示切換部件611至616之狀態與時間之間的對應性的圖。控制器件CT自開/關操作儲存單元623讀出資料，且因此以預先定義之時序執行切換部件611至616之開/關操作。用於執行切換部件611至616之開/關操作之時序到來的循環隨時間變得更短。

替代切換部件611至616之狀態，切換部件611至616之狀態改變之 循環(頻率)及改變之量可儲存在開/關操作儲存單元623中。在此情況下，控制器件CT自開/關操作儲存單元623讀出循環及循環之改變量，且因此以預先定義之時序執行切換部件611至616之開/關操作。

替代地，控制器件CT可在不自開/關操作儲存單元623讀取資料之情況下以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。舉例而言，關於複數個切換部件之狀態及時間的資訊可併入於控制器件CT之程式中。進一步替代地，控制器件可藉由計算表示時序之數學公式以預先定義之時序執行複數個切換部件之開/關操作。仍進一步替代地，控制器件可藉由使用電子電路(佈線邏輯)以預先定義之時序執行複數個切換部件之開/關操作。初始操作單元624為產生指示用於執行複數個切換部件611至616之開/關操作之時序的信號的電子電路。初始操作單元624輸出信號之時序形成隨時間變得更短之循環。初始操作單元624可輸出用於引起複數個切換部件611至616之開/關操作的信號。亦即，控制器件CT可基於自初始操作單元624輸出之信號以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。

在曲柄軸5停止之狀態下，基於開/關操作儲存單元623中所儲存之資料以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，以將電流供應至多相定子繞組W，以使得起動曲柄軸5之向前旋轉。因此，即使在曲柄軸5停止之狀態下亦可起動曲柄軸5之向前旋轉。

控制器件CT以引起外轉子30之向前旋轉之型樣相繼接通/關斷切換部件611至616。該型樣為(例如)相繼切換在定子繞組W(該等繞組各自對應於U相、V相及W相中之每一者)中流動的電流之路徑的型樣。在每一相之定子繞組W中，例如，重複在對應於120度之電角度的時間週期中引起傳導及在對應於60度之電角度的時間週期中暫停傳導。至多相定子繞組W之電流供應使外轉子30及曲柄軸5開始向前旋轉。

在用於起動曲柄軸5之旋轉的控制模式(S12)中，控制器件CT能夠根據設定經由初始操作單元624起動曲柄軸5之向前旋轉。更具體而言，控制器件CT在曲柄軸5停止之狀態下基於由初始操作單元624產生之電信號以預定時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，及將電流供應至多相定子繞組W，以使得起動曲柄軸5之向前旋轉。

基於由初始操作單元624產生之電信號執行開/關操作使得即使在偵測用繞組51中之電信號不變化之狀態下(亦即，在曲柄軸5停止之狀態下)亦能夠起動曲柄軸5之向前旋轉。

較佳地，控制器件CT執行複數個切換部件611至616之開/關操作，且使曲柄軸5在向前方向上旋轉，同時縮短至多相定子繞組W之電流供應的時間間隔。

由於控制器件CT使曲柄軸5在向前方向上旋轉同時縮短至多相定子繞組W之電流供應的時間間隔，所以可逐漸增加曲柄軸5之旋轉速度。

在曲柄軸5及外轉子30停止之狀態下，在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動的電信號不變化。換言之，在曲柄軸5及外轉子30停止之狀態下，轉子位置偵測器件50不輸出信號。

複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5及外轉子30之旋轉的運動導致在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動之電信號的變化。

控制器件CT自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S14)。此時，控制器件CT基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中之電信號自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S14)，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38之旋轉運動引起的磁性條件的變化而變化(S13)。在用於加速向前旋轉之控制模式(S14)中，控制器件CT加速曲柄軸5之向前旋轉，該向前旋 轉已在用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)中經起動。

在用於加速曲柄軸5之向前旋轉之控制模式(S14)中，控制器件CT以基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動之電信號的時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。確切而言，加速控制單元622以基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動之電信號的時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。在偵測用繞組51中流動之電信號為取決於由複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化的信號。基於此，控制器件CT將電流供應至多相定子繞組W以加速曲柄軸5之向前旋轉。由於複數個偵測物件部件38之複數個間隔中之一者(60度)不同於其他間隔(30度)，所以控制器件CT能夠基於偵測用繞組51中之電信號在曲柄軸5之一次旋轉中偵測參考位置。

較佳地，在用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S14)中，控制器件CT以對應於120度傳導之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作。具體而言，控制器件CT基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動的電信號以對應於120度傳導之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。藉由將電流供應至多相定子繞組W同時重複電流至多相定子繞組W之每一相的供應及不供應，控制器件CT加速曲柄軸5之向前旋轉，電流至一個相之供應及不供應從電流至另一相的供應及不供應相移。針對120度傳導，在多相定子繞組W之每一相中提供傳導暫停時間週期，以使得傳導以小於180度之傳導角間歇地發生。傳導暫停時間週期以多相定子繞組W之一個相相繼另一個相之方式發生。控制器件CT控制兩個條件，亦即，供應電流(傳導)及不供應電流(非傳導)。與(例如)在供應時間週期期間動態改變電流之構形相比，此構形使得能夠 經由簡單程序執行控制。因此，可藉由具有簡單構形之控制器件加速曲柄軸5之向前旋轉。

亦較佳地，控制器件CT藉由以向量控制方法而非120度傳導之對應時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作來加速曲柄軸5之向前旋轉。在此情況下，控制器件CT基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動的電信號以向量控制方法的對應時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。以此方式，控制器件CT將電流供應至多相定子繞組W中之每一者，以加速曲柄軸5之向前旋轉。在向量控制方法中，使多相定子繞組W之每一相傳導，而無傳導暫停時間週期。向量控制方法為180度傳導方法。在向量控制方法中，引起傳導以使得正弦電流在多相定子繞組W之每一相中流動。藉由向量控制執行複數個切換部件611至616之開/關操作使得正弦電流被供應至多相定子繞組W中之每一者。正弦電流至多相定子繞組W中之每一者的供應減少扭矩變化，此導致起動馬達SG之功率效率及輸出扭矩的改良。為起動馬達SG供應來自設在車輛中之電池14的電力。起動馬達SG之功率效率的改良達成對電池14中所儲存之電力之消耗的抑制。

在此實施例之轉子位置偵測器件50中，偵測用繞組51獨立於定子繞組W設置，且因此不受確保起動馬達之效能之需要中所涉及的結構限制。因此，設計偵測用繞組51之結構導致即使在緊接在旋轉起動後旋轉速度極低時亦達成使得電信號能夠在偵測用繞組51中流動的構形。

舉例而言，在起動馬達SG充當起動馬達之情況下，定子繞組W之匝數受限，此係由於抑制由感應電壓之增加引起的扭矩減小之需要，且換言之，由於確保引擎之快速起動能力之需要及類似者。在抑 制在起動馬達SG充當發電機之情況下產生過大感應電壓方面，亦對定子繞組W之匝數進行限制。另一方面，偵測用繞組51不直接促成起動馬達中扭矩的產生或發電機中發電電壓的產生。不同於定子繞組W，用於扭矩輸出或用於發電之電流不在偵測用繞組51中流動。不同於定子繞組W，偵測用繞組51不受確保起動馬達SG之效能之需要中所涉及的結構限制。因此，偵測用繞組51之匝數可大於定子繞組W之匝數。在一個實例中，偵測用繞組51之匝數大於定子繞組W之匝數。在另一實例中，偵測用繞組51之匝數大於定子繞組W之匝數的十倍。此情形使得即使在緊接在旋轉起動後旋轉速度極低時電信號亦能夠在偵測用繞組51中流動。

由於複數個偵測物件部件38設在外轉子30之外表面上，所以即使在緊接在旋轉起動後曲柄軸5之旋轉速度極低時亦獲得偵測物件部件38之較大運動。此情形使得即使在緊接在旋轉起動後旋轉速度極低時電信號亦能夠在偵測用繞組51中流動。

在曲柄軸5停止之狀態下，控制器件CT以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，以將電流供應至多相定子繞組W，以使得起動曲柄軸5之向前旋轉。接著，控制器件CT基於偵測用繞組51中之電信號將電流供應至多相定子繞組W，電信號隨著曲柄軸5之向前旋轉而變化。因此，控制器件CT加速具有負載變化之四衝程引擎本體E之曲柄軸5的向前旋轉。一旦曲柄軸5開始向前旋轉，即使在旋轉速度較低時亦使得能夠偵測外轉子30之位置，且此外控制模式經變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式。因此，此實施例之引擎單元EU能夠確保快速起動能力，該能力與包括(例如)霍爾積體電路之引擎單元的能力相當。

在自起動曲柄軸5之向前旋轉至起動四衝程引擎本體E之燃燒的週期中，控制器件CT基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中之 電信號藉由執行複數個切換部件611至616之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組W來變換至加速四衝程引擎本體E之曲柄軸5之向前旋轉的控制模式。

此實施例之控制器件CT在不使用任何具有內建式半導體元件之磁感測器的情況下起動曲柄軸之向前旋轉。此實施例之控制器件CT在不使用任何具有內建式半導體元件之磁感測器的情況下自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式。

此實施例採用包括獨立於定子繞組W設置之偵測用繞組51之轉子位置偵測器件50。此器件提供比(例如)霍爾積體電路更佳之耐熱性。此外，在此實施例中，複數個偵測物件部件38設在外轉子30之外表面上，且包括獨立於定子繞組W設置之偵測用繞組51的轉子位置偵測器件50在外轉子30之旋轉期間配置在面向偵測物件部件38中之每一者的位置處。此情形增加安裝轉子位置偵測器件50之位置的設計自由度。舉例而言，轉子位置偵測器件50可配置在溫度比引擎罩1與外轉子30之間的位置之溫度低的位置中。因此，用於冷卻包括偵測用繞組51之轉子位置偵測器件50的結構可得以簡化。此導致縮小引擎單元EU之大小。

在此實施例中，在不考慮冷卻四衝程引擎本體E之方式的情況下，具有負載變化之四衝程引擎本體E之快速起動能力及車輛可安裝性可得以改良。

在此實施例中，將控制模式自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S12)變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(S14)係基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中之電信號，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38之旋轉運動引起的磁性條件的變化而變化。因此，一旦曲柄軸5開始向前旋轉，即使在旋轉速度較低時亦基於偵 測用繞組51中之變化的電信號來變換控制模式。此情形使得在前期變換至用於加速曲柄軸5的向前旋轉的控制模式成為可能。因此，在不考慮冷卻引擎E之方式的情況下，獲得具有負載變化之四衝程引擎本體E之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改良。

圖7為時序圖，其展示起動四衝程引擎本體E時之例示性電流及電壓。

圖7展示在W相定子繞組W中流動之電流Iw、在V相定子繞組W中流動之電流Iv及在U相定子繞組W中流動之電流Iu。圖7展示偵測信號Vp及表示為電壓位準之電角度估計AGL。偵測信號Vp指示藉由轉子位置偵測器件50偵測外轉子30之偵測物件部件38。電角度估計AGL為控制器件CT之估計電角度。此等波形繪圖於共同時間軸(水平軸)上。在圖7中，P1表示旋轉起動控制模式之時間週期，且P2表示加速控制模式之時間週期。P3表示在起動四衝程引擎本體E之燃燒操作之後的時間週期。電角度估計AGL指示由控制器件CT計算之外轉子30之位置。電角度估計AGL為由控制器件CT之起動發電機控制器62量測及保持之內部變數。

於時間Ta處，控制器件CT起動曲柄軸5之旋轉(圖6中之S12)。控制器件CT隨時間量測電角度估計，且當電角度估計達到預定值時，根據預先定義之型樣切換傳導狀態。因此，以預先定義之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，以將電流供應至多相定子繞組W。如自圖7中所示電流Iw、Iv、Iu之循環可見，起動發電機控制器62在旋轉起動控制(P1)中使定子繞組W相繼傳導的循環長度長於起動發電機控制器62在隨後執行之加速控制(P2)中使繞組相繼傳導的循環長度。此允許外轉子30容易地在傳導之後起動旋轉。在旋轉起動控制(P1)中，起動發電機控制器62執行控制以使得多相定子繞組W以具有逐漸減小之間隔的時序相繼傳導。

在外轉子30開始旋轉之後，轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51偵測偵測物件部件38。根據對偵測物件部件38之偵測輸出偵測信號Vp。控制器件CT基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中之電信號自用於起動曲柄軸5之旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸5之旋轉的控制模式，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38之運動引起的磁性條件的變化而變化。舉例而言，控制器件CT判定偵測用繞組51之偵測信號之間隔(其取決於由複數個偵測物件部件38之運動引起的磁性條件的變化而變化)是否等於藉以使多相定子繞組W相繼傳導之時序間隔。在此，「等於」包括考慮到外轉子30之旋轉速度之偏差的誤差容限。為了判定是否允許用於加速曲柄軸5之旋轉的控制模式，可採用包括判定外轉子30之旋轉速度是否高於預定參考值的方法以及包括時序之間隔之間的比較的上述方法。可基於由偵測用繞組51藉以偵測偵測物件部件38之時序間隔計算外轉子30之旋轉速度。

於時間Tb時，控制器件CT變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(P2)。控制器件CT以基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動的電信號之時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。

在用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(P2)中，控制器件CT在(例如)由轉子位置偵測器件50偵測到偵測物件部件38時的時序將電角度估計AGL重設至預定值。此外，控制器件CT根據對偵測物件部件38之偵測間隔調整計數電角度估計AGL之速度。控制器件CT根據電角度估計AGL之值執行切換部件611至616之開/關操作，以使多相定子繞組W相繼傳導。因此，在引擎點火之前之加速控制時間週期P2中，基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51相繼偵測到複數個偵測物件部件38之時間間隔使多相定子繞組W相繼傳導，以用於使四衝程 引擎本體E之曲柄軸5旋轉。

在用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(P2)中，以根據外轉子30之旋轉位置的時序使多相定子繞組W相繼傳導。與旋轉起動控制模式相比，此控制模式提供增加之旋轉扭矩。因此，曲柄軸5之向前旋轉得以加速。

如圖4中所示，此實施例之複數個偵測物件部件38設在外轉子30之外表面上，且經配置以滿足相對於磁極面對37p之相同位置關係。由於複數個偵測物件部件38具有相對於磁極面對37p之相同位置關係，所以易於使偵測用繞組51中之電信號的變化與起動馬達SG之電角度相關。更具體而言，偵測用繞組51中之電信號的變化總是表示外轉子30之特定電角度位置。一旦偵測用繞組51中之電信號發生變化，控制器件CT就可判定外轉子30之位置而不在曲柄軸5之一次旋轉中偵測參數位置。此使得控制器件CT能夠根據外轉子30之旋轉位置使多相定子繞組W傳導。因此，獲得具有負載變化之四衝程引擎本體E之快速起動能力的進一步改良。控制器件CT在起動四衝程引擎本體E之燃燒操作之前自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式。

複數個偵測物件部件38於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置。因此，易於使偵測用繞組51中之電信號的變化與起動馬達SG之電角度相關。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，獲得具有負載變化之四衝程引擎本體E之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改良。

起動發電機控制器62在步驟S14中執行上述加速控制，且接著在步驟S15中判定外轉子30是否旋轉，亦即是否發生外轉子30之停止或同步性損失。

若外轉子30在向前方向上正常旋轉(圖6中之S15)且超過可點火旋 轉速度(S16)，則控制器件CT之燃燒控制器63控制火星塞29，因此起動四衝程引擎本體E之燃燒操作。在圖7中所示之實例中，四衝程引擎本體E之燃燒操作在時間Tz₂處起動。

在自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式之後，控制器件CT基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中之電信號控制燃燒控制器63，該電信號取決於由設在外轉子30上之複數個偵測物件部件38之運動引起的磁性條件的變化而變化。更詳細地，燃燒控制器63基於來自偵測用繞組51之電信號偵測外轉子30之旋轉位置。在圖7中所示之例示性偵測信號Vp中，在圖4中所示之十二個指定位置中，其中未配置有偵測物件部件38之一個位置(缺失位置)以Ts1及Ts2之時序經過。在複數個偵測物件部件38之複數個間隔中，一個間隔不同於其他間隔。此使得控制器件CT能夠在曲柄軸5之一次旋轉中偵測參考位置。若基於充當旋轉位置之參考的缺失位置，燃燒控制器63判定外轉子30及曲柄軸5處於位於壓縮上死點附近之目標點火位置中，則燃燒控制器63使火星塞29點火，因此起動四衝程引擎本體E之燃燒操作。在引擎單元EU包括燃油噴射器之情況下，燃燒控制器63亦基於偵測用繞組51中之電信號控制燃油噴射器之噴射。

偵測物件部件38及轉子位置偵測器件50亦用於偵測引擎控制時序。此可產生引擎單元EU之進一步簡化之結構。

四衝程引擎本體E之燃燒操作的起動包括確認是否正常執行燃燒操作之操作。根據曲柄軸5之旋轉速度是否超過針對正常燃燒操作設定之預定值來判定燃燒操作是否正常執行。

在起動四衝程引擎本體E之燃燒操作(圖6中之S17)及完成四衝程引擎本體之起動後，起動馬達SG由四衝程引擎本體E驅動以充當發電機。控制器件CT控制發電(圖6中之S18)。

此實施例之控制器件CT即使在完成起動四衝程引擎本體E(圖6中之S17)之後亦能夠加速曲柄軸5之向前旋轉。控制器件CT藉由在預定時間週期中以時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組W來加速曲柄軸5之向前旋轉，該等時序基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動之電信號，該電信號取決於由複數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。以此方式，控制器件CT引起起動馬達SG之動力運轉。起動馬達SG之動力運轉使向前旋轉扭矩自起動馬達SG供應至曲柄軸5。因此，至少與僅藉由四衝程引擎本體E之燃燒操作獲得的向前旋轉相比，增強了對曲柄軸5之向前旋轉的加速。

在起動四衝程引擎本體E之燃燒操作後，曲柄軸5之旋轉穩定性有時可能較低。在起動四衝程引擎本體之燃燒後，起動馬達SG連續加速曲柄軸5之向前旋轉。因此，由四衝程引擎本體之燃燒引起之曲柄軸5之向前旋轉得以穩定。在此情況下，將足以穩定曲柄軸5之旋轉的時間長度設定為預定時間週期。預定時間週期為(例如)在曲柄軸5之旋轉速度達到惰速旋轉速度之前所需之時間週期。

當(例如)在起動四衝程引擎本體E的燃燒之後需要車輛加速時，加速曲柄軸5之向前旋轉，以便輔助車輛之加速。在需要加速同時起動馬達SG正在發電之情況下，控制器件CT將起動馬達SG之控制自發電控制切換至動力運轉控制，因此加速曲柄軸5之向前旋轉。

如上所述，控制器件CT在完成四衝程引擎本體E之起動後在預定時間週期中加速曲柄軸5之向前旋轉。因此，可穩定由四衝程引擎本體E之燃燒操作引起的曲柄軸5之向前旋轉。此外，可更快地加速曲柄軸5之向前旋轉。控制器件CT以時序執行複數個切換部件611至616之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組W，該等時序基於在轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中流動之電信號，該電信號取決於由複 數個偵測物件部件38隨著曲柄軸5之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，穩定曲柄軸5之向前旋轉。另外，曲柄軸5之向前旋轉的加速得以增強。

[發電之控制]

在自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(圖6中之S12)變換至用於加速曲柄軸5之向前旋轉的控制模式(圖6中之S14)及接著起著四衝程引擎本體E之燃燒(圖6中之S17)後，控制器件CT控制電流自複數個定子繞組W供應至電池14。此時，控制器件CT基於轉子位置偵測器件50之偵測用繞組51中的電信號執行複數個切換部件611至616之開/關操作，該電信號取決於由設在外轉子30上之複數個偵測物件部件38的運動引起的磁性條件的變化而變化。

舉例而言，在起動四衝程引擎本體E之燃燒操作之後，控制器件CT以與在起動四衝程引擎本體E之燃燒操作之前相同的方式在偵測到偵測物件部件38的時序將電角度估計AGL(參見圖7)重設至預定值。接著，控制器件CT量測電角度估計AGL。當電角度估計AGL達到預定值時，控制器件CT切換切換部件611至616之開/關型樣，因此控制來自定子繞組W之電流。接通/關斷切換部件611至616允許多相定子繞組W中產生之三相AC經整流及供應至電池14。

在此實施例中，起動四衝程引擎本體E之起動馬達SG能夠在起動四衝程引擎本體E之燃燒之後亦充當發電機。與(例如)包括用於單一目的之發電機的構形相比，此構形可縮小引擎單元EU之大小。因此，車輛可安裝性得以改良。亦充當發電機之起動馬達SG需要在起動四衝程引擎本體時輸出提高的扭矩，此傾向於引起由多相定子繞組W產生非所欲高功率之情況。在此方面，與使用二極體之情況相比，將最初在起動四衝程引擎本體E時使用之偵測用繞組51及複數個切換部件611至616用於達成對自複數個定子繞組W供應至電池14之電流的 有效控制。

在此實施例中，於周向上以[360度/(磁極面對37p之數目；十二)]之角間隔設置於外轉子30之外表面上的偵測物件部件38係作為於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置的複數個偵測物件部件之實例來說明。然而，此不限制本發明之偵測物件部件。舉例而言，在磁極面對37p之數目為十二之情況下，磁極面對之數目的正除數(該正除數大於一)可為二、三、四及六中之任一者。

[第二實施例]

接著，將描述本發明之第二實施例。在下文第二實施例之描述中，為與第一實施例之彼等元件相同的元件賦予相同的參考符號，且將主要描述與上述第一實施例的差異。

圖8為橫截面圖，其展示根據本發明之第二實施例之起動馬達SG2的沿垂直於起動馬達SG2之旋轉軸的平面截取之橫截面。

在第二實施例中，起動馬達SG2中所包括之複數個偵測物件部件238之數目大於磁極面對237p之數目。每一磁極對237p由於周向上彼此鄰近之一對磁極面237a組成。換言之，起動馬達SG2中所包括之磁極面對237p之數目小於複數個偵測物件部件238之數目。出於圖式之清晰起見，僅為六個磁極面對237p中之一者賦予指示磁極對之參考符號237p。圖8中所示之例示性起動馬達SG2包括六個磁極面對237p及十一個偵測物件部件238。在此實施例中，類似於第一實施例，複數個偵測物件部件238配置在以複數個間隔及一個不同間隔隔開之位置處。不同於複數個相等間隔之一個間隔比該複數個間隔中之每一者寬。在圖8中所示之實例中，十一個偵測物件部件238配置在以複數個30度之間隔及一個60度之間隔隔開的位置處。在圖8中，點劃線指示於周向上之指定位置，該等位置經預先定義。指定位置中之每一者為 包括於周向上彼此鄰近之兩個磁體(S極及N極)的磁極對237p中的位置。

此實施例之起動馬達SG2包括偵測物件部件238，該等偵測物件部件之數目大於磁極面對237p之數目。因此，偵測用繞組51中之電信號的變化不與起動馬達之電角度一一對應。存在配置在由表示特定電角度相位之點劃線指示之位置處的偵測物件部件238，以及配置在不同於由點劃線指示之位置的位置處的偵測物件部件238。在此，複數個偵測物件部件238之複數個間隔中之一者(60度)不同於其他間隔(30度)。此使得在曲柄軸5之一次旋轉中偵測參考位置成為可能。因此，基於偵測用繞組51中之電信號，易於使偵測用繞組51中之電信號的變化與起動馬達SG2之電角度相關，電信號取決於由經過至少較大間隔(60度)及較小間隔(30度)引起的磁性條件的變化而變化。舉例而言，在圖8中所示之說明性情況下，自設計值或量測值已知對應於配置於由參考符號Q指示之位置處的偵測物件部件238的電角度相位。亦已知對應於配置在與由參考符號Q指示之位置鄰近的位置中的偵測物件部件238的電角度相位。隨著外轉子30之旋轉，在不同於其他間隔(30度)之間隔(60度)處偵測到配置在由參考符號Q指示之位置中的偵測物件部件238。接著，偵測配置在鄰近位置中之偵測物件部件238。因此，易於使偵測用繞組51中之電信號的變化與起動馬達SG2之電角度相關。

另外，由於起動馬達SG2中所包括之偵測物件部件238之數目大於磁極面對237p之數目，所以偵測用繞組中之電信號在起動馬達SG2之360度電角度期間變化。此使得能夠進行更準確之控制。因此，可獲得具有低負載區域之四衝程引擎本體E之快速起動能力的進一步改良。因此，在不考慮冷卻引擎之方式的情況下，獲得具有負載變化之引擎單元EU之快速起動能力的進一步改良以及車輛可安裝性之改 良。

[第三實施例]

上述實施例說明複數個偵測物件部件設在外轉子之外周表面上的例示性構形。接著，將描述第三實施例，其中複數個偵測物件部件設在除外轉子之外周表面之外的部分中。在下文第三實施例之描述中，為與第一實施例之彼等元件相同的元件賦予相同的參考符號，且將主要描述與上述第一實施例的差異。

圖9(a)為橫截面圖，其以以放大比例展示根據本發明之第三實施例的引擎單元之起動馬達及其周圍。圖9(b)展示如在曲柄軸之旋轉軸方向上所見的外轉子。

在此實施例中，複數個偵測物件部件338設在外轉子330之外表面上。更具體而言，複數個偵測物件部件338設在外轉子330之外表面上。外轉子330之外表面處於與曲柄軸5之軸線相交的平面中。複數個偵測物件部件338設在外轉子330之底壁部分333上。轉子位置偵測器件350設在在外轉子330之旋轉期間面向複數個偵測物件部件338中之每一者的位置處。轉子位置偵測器件350面向外轉子30之底壁部分333。

類似於第一實施例之引擎單元EU，包括圖9(a)及圖9(b)中所示之起動馬達SG3之引擎單元能夠基於偵測用繞組51中之電信號將電流供應至多相定子繞組W，電信號隨著曲柄軸5之旋轉變化。因此，可確保快速起動能力，該能力與包括(例如)霍爾積體電路之引擎單元之能力相當。

[機車]

圖10為展示車輛之外觀的圖，根據第一至第三實施例中任一者的引擎單元安裝至該車輛。

圖10中所示之車輛A包括根據上述第一至第三實施例中任一者之 引擎單元EU、車輛本體101、車輪102及103及電池14。安裝至車輛A之引擎單元EU驅動為驅動輪之車輪103，因此藉由旋轉車輪103而使得車輛A行進。

在圖10中所示之車輛中，安裝有用於車輛之四衝程引擎單元。四衝程引擎單元具有改良的車輛可安裝性及簡單結構，且亦具有耐熱性，其中快速起動能力得以確保。因此，可使車輛A整體上緊湊。

圖10中所示之車輛A為機車。本發明之車輛不限於機車。本發明之車輛之實例包括小輪機踏車類機車、輕型機踏車類機車、越野類機車及公路型機車。亦可接受除機車之外的鞍乘型車輛。舉例而言，可接受ATV(全地形車輛)。本發明之車輛不限於鞍乘型車輛，且可為(例如)包括乘客艙的四輪車輛。

在實施例中，在所量測電角度估計達到預定值時根據預先定義之型樣切換傳導狀態的控制器件CT被說明作為以預先定義之時序執行複數個切換部件之開/關操作的控制器件的一個實例。然而，此不限制本發明之控制器件。在可想像之實例中，當停止起動馬達SG時，控制器件使位準低到使得馬達不旋轉的電流流動，基於電流之上升特性偵測外轉子之停止位置，且以根據經偵測位置的型樣起動傳導。

實施例說明基於偵測用繞組51中之電信號自用於起動曲柄軸5之向前旋轉的控制模式變換至用於加速旋轉的控制模式的控制器件CT。然而，此不限制本發明之控制器件。舉例而言，變換可在自控制器件起動曲柄軸之旋轉起已經過預定時間週期後進行。

在實施例中，具有相對於磁極面對37p之相同位置關係的複數個偵測物件部件38被說明作為複數個偵測物件部件之實例。然而，此不限制本發明之複數個偵測物件部件。舉例而言，只要預先已知複數個偵測物件部件中之每一者相對於磁極面對37p之位置關係，以下情況 就可為可接受的：複數個偵測物件部件相對於磁極面對37p之位置關係彼此不相同。

在實施例中，與由鐵製成之軛部分整體形成的偵測物件部件38被說明作為以磁性方式可偵測之複數個偵測物件部件之實例。然而，本發明之偵測物件部件不限於凸起。舉例而言，偵測物件部件可為凹部或開口。此外，本發明之偵測物件部件可為獨立於軛部分之部件。本發明之偵測物件部件可能不一定由鐵製成。該部件可為磁體。在此情況下，轉子位置偵測器件不一定包括磁體。

本發明之複數個偵測物件部件不限於由複數個物件形成。複數個偵測物件部件可由實體上單個物件形成。複數個偵測物件部件可由包括經配置以於周向上極性交替的複數個磁化部分的物件形成。

在實施例中，沿在外轉子30之周向上延伸之線配置的偵測物件部件38被說明作為複數個偵測物件部件之實例。然而，在本發明中，複數個偵測物件部件沿在外轉子30之周向上延伸之線配置並非必不可少。舉例而言，亦可接受交錯配置，其中偵測物件部件相對於轉子之旋轉軸的方向部分未對準。

在實施例中，使多相定子繞組W以具有逐漸減少之間隔的時序相繼傳導的控制器件CT被說明作為控制器件之實例。然而，此不限制本發明之控制器件。舉例而言，以下情況亦可為可接受的：使多相定子繞組以具有預定相等間隔之時序相繼傳導。替代地，間隔可隨時間消逝而減少或增加。

在實施例中，以使得並非所有偵測物件部件為相等間隔而是存在相等間隔位置(例如，指定位置)及未配置有偵測物件部件之位置(缺失位置)的方式配置的複數個偵測物件部件38被說明作為複數個偵測物件部件之實例。然而，此不限制本發明之複數個偵測物件部件。所有複數個偵測物件部件可以相等間隔配置。

在實施例中，三相無刷旋轉電機被說明作為起動馬達之實例。然而，在本發明中，起動馬達之定子繞組具有三相構形並非必不可少的。舉例而言，可採用兩相、四相或更多相及類似者。

雖然實施例說明起動馬達SG亦充當發電機之情況，但起動馬達SG在本發明中可能不一定充當發電機。舉例而言，起動馬達SG可為專用於引擎起動之器件。

在實施例中，氣冷式四衝程引擎本體E被說明作為四衝程引擎本體E之實例。然而，在本發明中，四衝程引擎本體不限於氣冷式。

圖11為部分橫截面圖，其展示包括水冷式四衝程引擎本體E之引擎單元。本發明適用於包括圖11中所示之水冷式四衝程引擎本體E之引擎單元EU。

實施例說明四衝程引擎本體E為單缸引擎之情況。然而，本發明之引擎不受特定限制，只要引擎具有高負載區域及低負載區域便可。因此，亦可採用多缸引擎。多缸引擎之實例包括直列單缸引擎、平行雙缸引擎、直列雙缸引擎、V型雙缸引擎及水平對置雙缸引擎。多缸引擎中所包括之氣缸數目不受特定限制。舉例而言，多缸引擎可為四缸引擎。在此，四缸引擎中之一些不具有低負載區域。舉例而言，可提及經構形以使得氣缸之壓縮衝程以相等間隔發生之四缸引擎(經構形以使得爆炸以相等間隔發生的四缸引擎)。此類不具有低負載區域之引擎不符合本發明之引擎的定義。

本發明不限於上述實例。舉例而言，可採用以下構形(12)及(17)。上述實施例可被提及作為以下構形(12)至(17)之實施例的實例。

(11)如(1)至(4)中任一項之引擎單元，其中控制器件包括儲存有關複數個切換部件之開/關操作之資料的開/關操作儲存單元。

控制器件自用於起動曲柄軸之旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式，用於起動曲柄軸之向前旋轉的該控制模式為在曲柄軸停止之狀態下曲柄軸之向前旋轉藉由以預先定義之時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組而得以起動的一模式，預先定義之時序基於開/關操作儲存單元中之資料，用於加速曲柄軸之向前旋轉的該控制模式為曲柄軸之向前旋轉藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組而得以加速的一模式，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(12)之構形中，提供開/關操作儲存單元。開/關操作儲存單元儲存有關複數個切換部件之開/關操作之資料。資料包括(例如)操作時序、頻率本身、用於計算及修改操作時序及頻率之演算法、初始值及係數的資料。在曲柄軸停止之狀態下，基於開/關操作儲存單元中所儲存之資料執行複數個切換部件之開/關操作，以將電流供應至多相定子繞組，以使得起動曲柄軸之向前旋轉。因此，即使在曲柄軸停止時，仍可起動曲柄軸之向前旋轉。在基於此預先儲存之資料的控制中，通常提高旋轉速度較不容易，因此此控制目的在於避免同步性損失。在此方面，(12)之控制器件經構形以在至少自曲柄軸之向前旋轉之起動起及在四衝程引擎本體之燃燒之開始之前之一週期中，基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號執行複數個切換部件之開/關操作，電信號取決於由設在轉子上之複數個偵測物件部件的運動引起的磁性條件的變化而變化。亦即，控制器件藉由基於偵測用繞組中之電信號將電流供應至多相定子繞組而變換至加速四衝程引擎之曲柄軸之向前旋轉的控制模式。因此，在最小化基於預先儲存之資料的控制的情況下允許基於偵測用繞組中之電信號的變化而變換至控制模 式。因此，可確保快速起動能力，該能力與包括霍爾積體電路之引擎單元之能力相當。

(13)如(1)至(3)中任一項之引擎單元，其中控制器件包括至少在曲柄軸停止之狀態下產生用於引起複數個切換部件之開/關操作之電信號的初始操作單元，在曲柄軸停止之狀態下，藉由基於由初始操作單元產生之電信號執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組，控制器件起動曲柄軸之向前旋轉；且在自曲柄軸之向前旋轉之起動至四衝程引擎本體之燃燒之開始的週期中，藉由基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組，控制器件變換至加速四衝程引擎之曲柄軸的向前旋轉的控制模式，偵測用繞組中之電信號取決於由設在轉子上之複數個偵測物件部件的運動引起的磁性條件的變化而變化。

(13)之構形包括至少在曲柄軸停止之狀態下產生用於引起複數個切換部件之開/關操作之電信號的初始操作單元。在曲柄軸停止之狀態中，藉由基於由初始操作單元產生之電信號執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來起動曲柄軸之向前旋轉。此使得即使在偵測用繞組中之電信號不變化之狀態下(亦即，在曲柄軸停止之狀態下)仍能夠起動曲柄軸之向前旋轉。在基於由此初始操作單元產生之電信號的控制中，通常提高旋轉速度較不容易，因此此控制目的在於避免同步性損失。在此方面，(13)之控制器件經構形以在至少自曲柄軸之向前旋轉之起動起及在四衝程引擎本體之燃燒之開始之前之一週期中，基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號執行複數個切換部件之開/關操作，電信號取決於由設在轉子上之複數個偵測物件部件的運動引起的磁性條件的變化而變化。亦即，控制器件藉由基於偵測用繞組中之電信號將電流供應至多相定子繞組而變 換至加速四衝程引擎之曲柄軸之向前旋轉的控制模式。因此，在最小化基於由初始操作單元產生之電信號的控制的情況下允許基於偵測用繞組中之電信號的變化而變換至控制模式。因此，可確保快速起動能力，該能力與包括霍爾積體電路之引擎單元之能力相當。

(14)根據(13)之引擎單元，其中在曲柄軸停止之狀態下，藉由基於由初始操作單元產生之電信號執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組，控制器件起動曲柄軸之向前旋轉；接著，藉由基於由初始操作單元產生之電信號以減小的間隔執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組，控制器件使曲柄軸在向前方向上旋轉；且在自曲柄軸之向前旋轉之起動至四衝程引擎本體之燃燒之開始的週期中，藉由基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組，控制器件變換至加速四衝程引擎之曲柄軸之向前旋轉的控制模式，偵測用繞組中之電信號取決於由設在轉子上之複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化。

在(14)之構形中，基於由初始操作單元產生之電信號執行複數個切換部件之開/關操作，以便使曲柄軸在向前方向上旋轉，同時減少至多相定子繞組之電流供應的間隔。此使得曲柄軸之旋轉速度能夠逐漸提高。因此，快速起動能力經進一步改良。

(15)根據(2)之引擎單元，其中該控制器件包括：設在外轉子之外表面上的複數個偵測物件部件，複數個偵測物件部件相對於磁極面對具有相同位置關係；及設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者的位置處的轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件各自相對於磁 極面對具有相同位置關係，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組， 控制器件基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式，該電信號取決於由相對於磁極面對具有相同位置關係之複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化， 控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件相對於磁極面對具有相同位置關係。

(16)根據(2)或(3)之引擎單元，其中該控制器件包括：設在外轉子之外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件於周向上以[360度/(磁極面對之數目的一正除數，該正除數大於一)]之角間隔配置；及設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者之位置處的轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件於周向上在外轉子之外表面上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組，控制器件基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式，該電信號取決於由複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件於周向上以[360度/ (磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在外轉子之外表面上，控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之向前旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件於周向上以[360度/(磁極面對之數目的正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在外轉子之外表面上。

(17)如(2)至(4)中任一項之引擎單元，其中該控制器件包括：設在外轉子之外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及一不同於該複數個實質上相等間隔之間隔隔開；及設在在外轉子之旋轉期間面向複數個偵測物件部件中之每一者的位置處的轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔的一間隔隔開，該轉子位置偵測器件包括獨立於定子繞組設置之偵測用繞組，控制器件基於轉子位置偵測器件之偵測用繞組中之電信號自用於起動曲柄軸之向前旋轉的控制模式變換至用於加速曲柄軸之向前旋轉的控制模式，該電信號取決於由複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔之一間隔隔開。

控制器件藉由以時序執行複數個切換部件之開/關操作以將電流供應至多相定子繞組來加速曲柄軸之向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之電信號，該電信號取決於由 複數個偵測物件部件隨著曲柄軸之旋轉的運動引起的磁性條件的變化而變化，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔的一間隔隔開。

應理解，本文中所使用之術語及表達用於描述且不意欲以限制方式解釋，不排除本文中所示及所提及之特徵的任何等效物，且允許在本發明之所主張範疇內的各種修改。

本發明可以許多不同形式實施。本揭示內容應被視為提供本發明之原理之實例。在理解此等實例不意欲使本發明限於本文中所描述及/或本文中所說明之較佳實施例的情況下，在本文中描述許多說明性實施例。

雖然本文中已描述本發明之一些說明性實施例，但本發明不限於本文中所描述之各種較佳實施例。本發明包括具有如熟習此項技術者基於本發明將瞭解的等效元件、修改、省略、組合(例如，各種實施例中之態樣的組合)、調適及/或變更之任何及所有實施例。申請專利範圍中之限制將基於申請專利範圍中所利用之語言廣泛解釋，且不限於本說明書中或申請案的審查期間所描述之實例，該等實例應解釋為非排他性的。舉例而言，在本發明中，術語「較佳地」為非排他性的，且意謂「較佳地，但不限於」。

30‧‧‧外轉子

31‧‧‧外轉子主體部件

34‧‧‧後軛部分

37‧‧‧永磁體部件

37a‧‧‧磁極面

37p‧‧‧磁極面對

38‧‧‧偵測物件部件

40‧‧‧內定子

41‧‧‧孔

43‧‧‧齒狀物

50‧‧‧轉子位置偵測器件

51‧‧‧偵測用繞組

52‧‧‧偵測用磁體

53‧‧‧鐵心

Claims (11)

1. 一種引擎單元，其安裝至一車輛，該引擎單元包含：一四衝程引擎本體，其在停止燃燒之情況下的四個衝程期間包括一高負載區域及一低負載區域，在該高負載區域中針對一曲柄軸之旋轉的一負載較高，在該低負載區域中針對該曲柄軸之旋轉的一負載比該高負載區域之該負載低，該高負載區域包括一壓縮衝程，該低負載區域不包括壓縮衝程，該低負載區域比該高負載區域寬或與其相等；一起動馬達，其包括一內定子及一外轉子，該內定子包括一定子鐵心及多相定子繞組，該定子鐵心包括於一周向上間隔設置之複數個齒狀物，該等多相定子繞組纏繞在該複數個齒狀物上，該外轉子包括一永磁體部件及一後軛部分，該永磁體部件於一徑向上配置在該內定子外側，該永磁體部件在其面向該內定子之一表面上包括在該周向上配置之複數個磁極面，該後軛部分於該徑向上配置在該永磁體部件外側，該外轉子隨著該曲柄軸之旋轉而旋轉；及一控制器件，其連接至該內定子之該等多相定子繞組，該控制器件將來自該車輛中所包括之一電池的一電流供應至該等多相定子繞組，該控制器件包括：設在該外轉子之一外表面上且於該周向上間隔配置之複數個偵測物件部件，設在在該外轉子之旋轉期間面向該複數個偵測物件部件中之每一者的一位置處的一轉子位置偵測器件，該轉子位置偵測器件包括獨立於該等定子繞組設置之一偵測用繞組，及 連接至該等多相定子繞組之複數個切換部件，該複數個切換部件藉由其開/關操作而切換，從而允許及阻止該等多相定子繞組與該電池之間的一電流流動，該控制器件自用於起動該曲柄軸之向前旋轉的一控制模式變換至用於加速該曲柄軸之該旋轉的一控制模式，用於起動該曲柄軸之向前旋轉的該控制模式為在該曲柄軸停止之一狀態下藉由以預先定義之時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組而起動該曲柄軸之旋轉的一模式，用於加速該曲柄軸之該旋轉的該控制模式為藉由以下述時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組而加速該曲柄軸之該向前旋轉的一模式，上述時序係基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化。
2. 如請求項1之引擎單元，其中該控制器件基於該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中之一電信號自用於起動該曲柄軸之向前旋轉的該控制模式變換至用於加速該曲柄軸之該向前旋轉的該控制模式，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的一變化而變化。
3. 如請求項1或2之引擎單元，其中該控制器件包括：設在該外轉子之一外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件各自相對於磁極面對中之一相應者具有相同的位置關係，該磁極面對各自包括一對該等磁極面；及設在在該外轉子之旋轉期間面向該複數個偵測物件部件中 之每一者的一位置處的一轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件各自相對於該等磁極面對中之該相應者具有相同的位置關係，該轉子位置偵測器件包括獨立於該等定子繞組設置之一偵測用繞組，該控制器件藉由以時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組來加速該曲柄軸之該向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化，該複數個偵測物件部件各自相對於該等磁極面對中之該相應者具有相同的位置關係。
4. 如請求項1或2之引擎單元，其中該控制器件包括：設在該外轉子之一外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件於該周向上以[360度/(磁極面對之數目的一正除數，該正除數大於一)]之角間隔配置；及設在在該外轉子之旋轉期間面向該複數個偵測物件部件中之每一者之一位置處的一轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件於該周向上以[360度/(磁極面對之數目的一正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在該外轉子之該外表面上，該轉子位置偵測器件包括獨立於該等定子繞組設置之一偵測用繞組，該控制器件藉由以時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組來加速該曲柄軸之該向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著 該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化，該複數個偵測物件部件於該周向上以[360度/(磁極面對之數目的一正除數，該正除數大於一)]之角間隔設置在該外轉子之該外表面上。
5. 如請求項1或2之引擎單元，其中該控制器件包括：設在該外轉子之一外表面上之複數個偵測物件部件，該複數個偵測物件部件以複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔之一個間隔隔開；及設在在該外轉子之旋轉期間面向該複數個偵測物件部件中之每一者的一位置處的一轉子位置偵測器件，該複數個偵測物件部件以該複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔之上述一個間隔隔開，該轉子位置偵測器件包括獨立於該等定子繞組設置之一偵測用繞組，該控制器件藉由以時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組來加速該曲柄軸之該向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化，該複數個偵測物件部件以該複數個實質上相等間隔及不同於該複數個實質上相等間隔之上述一個間隔隔開。
6. 如請求項1或2之引擎單元，其中該控制器件基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，藉由以對應於120度傳導之時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組來加速該曲柄軸之該向前旋轉，該電信號取決於由該複數個偵測物件 部件隨著該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化。
7. 如請求項1或2之引擎單元，其中該控制器件基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，藉由向量控制而執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組來加速該曲柄軸之該向前旋轉，該電信號取決於由該複數個偵測物件部件隨著該曲柄軸之該向前旋轉的運動引起的磁性條件的一變化而變化。
8. 如請求項1或2之引擎單元，其中該控制器件包括控制該四衝程引擎本體之燃燒的一燃燒控制器，在自用於起動該曲柄軸之向前旋轉的該控制模式變換至用於加速該曲柄軸的該向前旋轉的該控制模式之後，該控制器件基於該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中之一電信號控制該燃燒控制器，該電信號取決於由設在該轉子上之該複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的一變化而變化。
9. 如請求項1或2之引擎單元，其中在自用於起動該曲柄軸之向前旋轉的該控制模式變換至用於加速該曲柄軸的該向前旋轉的該控制模式及起動該四衝程引擎本體之燃燒之後，該控制器件基於該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中之一電信號藉由執行該複數個切換部件之開/關操作來控制自該複數個定子繞組供應的一電流，該電信號取決於由設在該轉子上之該複數個偵測物件部件之運動引起的磁性條件的一變化而變化。
10. 如請求項1或2之引擎單元，其中在起動該四衝程引擎本體之燃燒後的一預定時間週期期間， 該控制器件藉由以時序執行該複數個切換部件之開/關操作以將一電流供應至該等多相定子繞組來加速該曲柄軸之該向前旋轉，該等時序基於在該轉子位置偵測器件之該偵測用繞組中流動之一電信號，該電信號取決於由運動引起之磁性條件的一變化而變化。
11. 一種車輛，其包含如請求項1至10中任一項之該引擎單元。