TWI553220B - Engine unit and vehicle - Google Patents

Description

引擎單元及車輛

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

作為車輛所具備之引擎，有如下之4衝程引擎(例如單氣缸引擎)，其於4衝程之間具有使引擎之曲柄軸旋轉之負載較大之高負載區域、及使曲柄軸旋轉之負載較小之低負載區域。此種4衝程引擎為了於引擎啟動時克服高負載區域而使曲柄軸旋轉，對啟動馬達要求較大之輸出轉矩。

又，於此種4衝程引擎中，於引擎停止時曲柄軸之旋轉停止之位置會產生偏差。即，曲柄軸之旋轉停止之位置於每次引擎停止時不同。若曲柄軸之旋轉停止之位置產生偏差，則例如為了於引擎啟動時(再啟動時)使曲柄軸旋轉，對啟動馬達要求之輸出轉矩亦產生偏差。然而，若為了應對偏差而使啟動馬達之輸出轉矩變大，則啟動馬達大型化，因此引擎單元向車輛之搭載性降低。

於專利文獻1中揭示有一種引擎啟動裝置，其係於使曲柄軸暫時反轉後停止，其後使曲柄軸正轉，藉此使引擎啟動。

如專利文獻1所示之引擎啟動裝置啟動之引擎於運轉中當有燃燒停止之指示時停止燃燒。其後，曲柄軸之旋轉停止。專利文獻1之引擎啟動裝置於響應引擎啟動操作而驅動啟動馬達以使引擎之曲柄軸反轉至預先設定之位置之後使該曲柄軸之反轉停止。

於如專利文獻1所示之引擎啟動裝置中，藉由使曲柄軸反轉至預先設定之位置後停止反轉，而謀求減小於引擎停止時曲柄軸之旋轉停止之位置之偏差的影響。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-343404號公報

本發明之課題在於提供一種引擎單元、及搭載有該引擎單元之車輛，該引擎單元具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體，且可抑制於4衝程引擎本體之燃燒停止後曲柄軸之旋轉停止之位置之偏差。

為了解決上述課題，本發明採用以下構成。

(1)一種引擎單元，其係搭載於車輛者，且上述引擎單元具備：4衝程引擎本體，其於4衝程之間具有使曲柄軸旋轉之負載較大之高負載區域、及使上述曲柄軸旋轉之負載小於上述高負載區域之負載之低負載區域；三相無刷馬達，其具備與三相對應之複數個繞組，藉由上述車輛所具備之電池驅動，根據啟動指示之輸入而使上述曲柄軸正轉，從而使上述4衝程引擎本體啟動，且於上述4衝程引擎本體啟動後，與上述曲柄軸之旋轉連動地旋轉，藉此作為產生用以對上述電池充電之電流之發電機而發揮功能；反相器，其具備控制於上述電池與上述三相無刷馬達之間流動之電流之複數個開關部；及 控制裝置，其包含啟動馬達控制部及燃燒控制部，該啟動馬達控制部係藉由控制上述反相器所具備之上述複數個開關部而控制於上述電池與上述三相無刷馬達之間流動的電流，該燃燒控制部控制上述4衝程引擎本體之燃燒動作；且上述控制裝置於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且上述曲柄軸正轉時，以使上述複數個繞組之端子短路之方式控制上述複數個開關部而對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，藉此使上述曲柄軸之正轉於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。

於(1)之引擎單元中，三相無刷馬達係根據啟動指示之輸入而使曲柄軸正轉，從而使4衝程引擎本體啟動，且於4衝程引擎本體之啟動後，與曲柄軸之旋轉連動地旋轉，藉此產生用以對電池充電之電流。控制裝置係於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且曲柄軸正轉時，控制裝置以使複數個繞組之端子短路之方式控制複數個開關部而對曲柄軸之正轉賦予阻力。因此，曲柄軸之旋轉與所賦予之阻力對應地減速。繞組之短路所致之阻力係起因於繞組之感應電壓，因此曲柄軸之旋轉速度越大則阻力越大，曲柄軸之旋轉速度越小則阻力越小。因此，於曲柄軸之旋轉速度較大時，曲柄軸之旋轉因較大之阻力而迅速減速。伴隨曲柄軸之旋轉速度之減小，阻力減小。另一方面，由於4衝程引擎本體具有高負載區域及低負載區域，故而曲柄軸於壓縮衝程中受到壓縮反作用力引起之旋轉之阻力。關於壓縮反作用力引起之阻力，曲柄軸正轉而越接近壓縮上死點則該阻力越大。又，曲柄軸之旋轉速度越小則壓縮反作用力引起之阻力越小。

根據(1)之引擎單元，可利用繞組之短路所致之阻力使曲柄軸之旋轉速度降低至曲柄軸之旋轉不停止之程度，抑制曲柄軸因壓縮反作用力而回彈，且不克服壓縮衝程。根據(1)之引擎單元，可利用複數個繞組之端子之短路所致之阻力之特性、及壓縮反作用力所致之阻力 之特性，而抑制曲柄軸之正轉停止之位置之偏差。

(2)如(1)之引擎單元，其中上述控制裝置於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且上述壓縮衝程之前，以使上述複數個繞組之端子開始短路之方式控制上述複數個開關部而對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，藉此使上述曲柄軸之正轉於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。

根據(2)之構成，於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且壓縮衝程之前，開始複數個繞組之端子之短路。壓縮反作用力所致之對正轉之阻力係於開始壓縮衝程後產生。因此，根據(2)之構成，於壓縮衝程中，於產生壓縮反作用力所致之對正轉之阻力之期間內，產生複數個繞組之端子之短路所致之阻力之期間增加。因此，可進而抑制曲柄軸之正轉停止之位置之偏差。

(3)如(1)或(2)之引擎單元，其中上述控制裝置於藉由利用上述複數個繞組之端子之短路對上述曲柄軸之正轉賦予阻力而使上述曲柄軸之正轉於上述壓縮衝程停止之後，藉由控制上述複數個開關部使上述曲柄軸正轉而使上述4衝程引擎本體啟動。

根據(3)之構成，於4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，可藉由利用複數個繞組之端子之短路所致之阻力之特性力、及壓縮反作用力所致之阻力之特性，而抑制曲柄軸之正轉停止之位置之偏差。因此，於藉由使曲柄軸正轉而使4衝程引擎本體啟動時，可抑制曲柄軸開始正轉之位置之偏差。因此，可抑制為了使4衝程引擎本體啟動而對三相無刷馬達要求之轉矩之偏差。

(4)如(1)或(2)之引擎單元，其中上述控制裝置於藉由利用上述複數個繞組之端子之短路對上述曲柄軸之正轉賦予阻力而使上述曲柄軸之正轉於上述壓縮衝程停止之 後，控制上述複數個開關部而使上述曲柄軸反轉，且於使上述曲柄軸反轉之後使之正轉，藉此使上述4衝程引擎本體啟動。

根據(4)之構成，4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後，可藉由利用複數個繞組之端子之短路所致之阻力之特性力、及壓縮反作用力所致之阻力之特性，而抑制曲柄軸之正轉停止之位置之偏差。因此，於藉由使曲柄軸反轉之後使之正轉而使4衝程引擎本體啟動時，可抑制曲柄軸開始反轉之位置之偏差。因此，可抑制於使曲柄軸反轉之後使曲柄軸正轉之位置之偏差。因此，可抑制為了使4衝程引擎本體啟動而對三相無刷馬達要求之轉矩之偏差。因此，可抑制三相無刷馬達之輸出轉矩而使三相無刷馬達小型化。

(5)一種車輛，上述車輛具備如(1)至(4)中任一項之引擎單元。

(5)之車輛之引擎單元可抑制曲柄軸之正轉停止之位置之偏差。

根據本發明，可提供一種引擎單元、及搭載有該引擎單元之車輛，該引擎單元具備於4衝程之間具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體，且可抑制於4衝程引擎本體之燃燒停止後曲柄軸之旋轉停止之位置之偏差。

1‧‧‧曲柄軸箱(引擎箱)

2‧‧‧氣缸

3‧‧‧活塞

4‧‧‧連桿

5‧‧‧曲柄軸

5a‧‧‧曲柄軸之一端部

5b‧‧‧曲柄軸之另一端部

5c‧‧‧公螺紋部

6‧‧‧氣缸頭

7‧‧‧軸承

14‧‧‧電池

16‧‧‧啟動開關

20‧‧‧第1皮帶盤

21‧‧‧固定皮帶輪

22‧‧‧可動皮帶輪

29‧‧‧火星塞

30‧‧‧外轉子

31‧‧‧外轉子本體部

32‧‧‧筒狀凸座部

32a‧‧‧錐狀插入孔

32b‧‧‧大徑部

32c‧‧‧凸緣部

33‧‧‧底壁部

33a‧‧‧孔部

34‧‧‧背軛部

35‧‧‧螺母

36‧‧‧鉚釘

37‧‧‧永久磁鐵部

37a‧‧‧磁極面

37p‧‧‧磁極面之對

38‧‧‧被檢測部

40‧‧‧內定子

41‧‧‧孔部

43‧‧‧齒部

50‧‧‧轉子位置檢測裝置

51‧‧‧檢測用繞組

52‧‧‧檢測用磁鐵

53‧‧‧鐵心

61‧‧‧反相器

62‧‧‧啟動馬達控制部

63‧‧‧燃燒控制部

101‧‧‧車體

102‧‧‧車輪

103‧‧‧車輪

611‧‧‧開關部

612‧‧‧開關部

613‧‧‧開關部

614‧‧‧開關部

615‧‧‧開關部

616‧‧‧開關部

621‧‧‧驅動控制部

623‧‧‧接通、斷開動作記憶部

624‧‧‧初始動作部

625‧‧‧阻力賦予部

A‧‧‧車輛

B‧‧‧皮帶

CT‧‧‧控制裝置

CVT‧‧‧無段變速機

E‧‧‧4衝程引擎本體

EU‧‧‧引擎單元

F‧‧‧冷卻風扇

Fa‧‧‧葉片部

Fb‧‧‧螺栓

J‧‧‧旋轉軸線

P0‧‧‧位置

P2‧‧‧位置

S11‧‧‧步驟

S12‧‧‧步驟

S13‧‧‧步驟

S14‧‧‧步驟

S15‧‧‧步驟

S16‧‧‧步驟

S17‧‧‧步驟

S18‧‧‧步驟

S19‧‧‧步驟

SG‧‧‧三相無刷馬達

SL‧‧‧槽

ST‧‧‧定子鐵心

Ta‧‧‧阻力

Tb‧‧‧阻力

TH‧‧‧高負載區域

TL‧‧‧低負載區域

W‧‧‧定子繞組

X‧‧‧軸線方向

Y‧‧‧直徑方向

圖1係模式性地表示本發明之一實施形態之引擎單元之概略構成的局部剖視圖。

圖2係模式性地表示引擎啟動時之曲柄角度位置與所需轉矩之關係之說明圖。

圖3係將圖1中之三相無刷馬達及其附近部分放大而表示之放大剖視圖。

圖4係表示圖3所示之三相無刷馬達之與旋轉軸線垂直之剖面之剖視圖。

圖5係表示圖1所示之引擎單元之電氣基本構成之方塊圖。

圖6係說明圖1所示之引擎單元之動作之流程圖。

圖7(a)係說明圖1所示之引擎單元之曲柄軸之動作之圖，(b)係模式性地表示曲柄軸之角度位置與旋轉之阻力之關係的圖。

圖8係說明第二實施形態之引擎單元EU之動作之流程圖。

圖9係表示搭載有引擎單元之車輛之外觀圖。

對本發明者等人關於以下內容進行之研究進行說明，即於具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體中，使曲柄軸之正轉於4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。

具有高負載區域及低負載區域之4衝程引擎本體之曲柄軸於包含高負載區域之壓縮衝程正轉時，受到由壓縮反作用力所致之旋轉之阻力。

由壓縮反作用力所致之阻力、即負載與壓縮衝程中之曲柄軸之位置對應。於壓縮衝程中存在高負載區域中之負載之頂峰。由壓縮反作用力所致之負載具有曲柄軸正轉且越接近壓縮上死點則越大之特性。曲柄軸係以克服負載之頂峰之方式正轉。

由壓縮反作用力所致之阻力、即負載亦受到曲柄軸之旋轉速度之影響。由壓縮反作用力所致之阻力係曲柄軸之旋轉速度越快則越大。例如，4衝程引擎本體於運轉中有燃燒停止指示時停止燃燒。於燃燒停止後，曲柄軸因慣性而繼續旋轉。例如，於未對曲柄軸之旋轉賦予馬達所致之負載之情形、或負載較小之情形時，曲柄軸於壓縮衝程以較快之旋轉速度旋轉。於此情形時，曲柄軸受到由較大之壓縮反作用力所致之阻力。曲柄軸若無法克服由壓縮反作用力所致之較大之 負載之頂峰，則會因壓縮反作用力而回彈從而反轉並停止。

於曲柄軸因壓縮反作用力而回彈從而反轉並停止之情形時，停止之位置取決於因壓縮反作用力而回彈之力。因此，停止之位置之偏差較大。

再者，停止之位置之偏差較大之情況並不限於例如未賦予馬達所致之旋轉負載之情形、或負載較小之情形，於例如在4衝程引擎本體之燃燒停止後藉由馬達之驅動而輔助曲柄軸之旋轉之情形時亦相同。

另一方面，例如於電流於馬達與電池之間流動，藉由三相無刷馬達對曲柄軸之旋轉賦予較強之阻力之情形時，曲柄軸之停止位置容易依存於曲柄軸之旋轉速度。例如，於藉由電流於三相無刷馬達與電池之間之流動而維持三相無刷馬達的較強之阻力(制動力)之情形時，若與曲柄軸之旋轉速度對應之慣性力低於三相無刷馬達之阻力(制動力)，則曲柄軸容易停止。因此，不易利用曲柄軸越接近壓縮上死點則變得越大之阻力之特性。例如，藉由三相無刷馬達之制動力，而曲柄軸之旋轉於未充分受到壓縮反作用力所致之阻力之影響的情況下停止。於此情形時，曲柄軸停止之位置之偏差較大。

相對於此，於本發明之引擎單元中，以使複數個繞組之端子短路之方式控制複數個開關部而對曲柄軸之正轉賦予阻力。曲柄軸之旋轉係根據阻力而減速。由於繞組之短路所致之阻力起因於繞組之感應電壓，故而曲柄軸之旋轉速度越大則阻力越大，曲柄軸之旋轉速度越小則阻力越小。即，於曲柄軸之旋轉速度較大時，曲柄軸之旋轉因較大之阻力而迅速減速。伴隨曲柄軸之旋轉速度之減小，旋轉之阻力減少。因此，根據由繞組之端子之短路所致之阻力，可抑制開始賦予阻力之時間點之旋轉速度的偏差之影響。又，根據由繞組之端子之短路所致之阻力，例如可於較電流於電池與繞組之間流動而對旋轉賦予阻 力之情形長之期間，使曲柄軸以低至旋轉不停止之程度之旋轉速度旋轉。

於藉由使複數個繞組之端子短路而使曲柄軸之正轉於壓縮衝程停止之情形時，由於較低之旋轉速度而使得壓縮反作用力變小，因此可抑制壓縮反作用力所致之曲柄軸之回彈。又，於藉由使複數個繞組之端子短路而使曲柄軸之正轉於壓縮衝程停止之情形時，可有效地利用與壓縮衝程中之曲柄軸之位置對應的壓縮反作用力所致之阻力之特性。若曲柄軸之旋轉速度較低，則壓縮反作用力所致之阻力較小。於此情形時，壓縮反作用力所致之阻力亦具有曲柄軸正轉且越接近壓縮上死點則越大之特性。

即，伴隨曲柄軸於壓縮衝程中之減速，繞組之短路所致之阻力逐漸減少，壓縮反作用力亦貫穿整個壓縮衝程而減少。然而，伴隨曲柄軸於壓縮衝程中之旋轉，壓縮反作用力所致之阻力增大。

因此，可抑制曲柄軸之壓縮反作用力所致之回彈，且曲柄軸不克服壓縮衝程而容易停止於壓縮反作用力所致之阻力之頂峰的中途。藉由複數個繞組之端子之短路所致之阻力之特性、及壓縮反作用力所致之阻力之特性之組合，而曲柄軸之正轉容易於某個規定之位置或其附近停止。因此，可抑制曲柄軸之正轉停止之位置之偏差。即，藉由複數個繞組之端子之短路所致之阻力之特性、及壓縮反作用力所致之阻力之特性的協同效應而抑制正轉停止之位置之偏差。

以下，一面參照圖式一面基於較佳之實施形態對本發明進行說明。

[引擎單元]

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

引擎單元EU係設置於作為車輛之一例之機車(參照圖9)。引擎單元EU具備4衝程引擎本體E、及三相無刷馬達SG。4衝程引擎本體E為單氣缸之4衝程引擎。4衝程引擎本體E具有圖2所示之曲柄角度位置與所需轉矩之關係。

圖2係模式性地說明引擎啟動時之曲柄角度位置與所需轉矩之關係之說明圖。

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

4衝程引擎本體E之1個循環包含各1次之進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程、及排氣衝程。

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

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

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

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

曲柄軸5之另一端部5b(例如左端部)自曲柄軸箱1向外側突出。於曲柄軸5之另一端部5b安裝有無段變速機CVT(Continuously Variable Transmission)之第1皮帶盤20。第1皮帶盤20具有固定皮帶輪21及可動皮帶輪22。固定皮帶輪21係以與曲柄軸5一同旋轉之方式固定於曲柄軸5之另一端部5b之前端部分。可動皮帶輪22係花鍵聯接於曲柄軸5之另一端部5b。因此，可動皮帶輪22可沿軸線方向X移動，且以可變更與固定皮帶輪21之間隔之態樣與曲柄軸5一同旋轉。於第1皮帶盤20與第2皮帶盤(未圖示)上掛有皮帶B。曲柄軸5之旋轉力傳遞至機車(參照圖9)之驅動輪。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

圖5係表示圖1所示之引擎單元EU之電氣基本構成之方塊圖。

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

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

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

啟動馬達控制部62控制複數個開關部611~616。啟動馬達控制部62藉由控制與三相對應之6個開關部611~616之各者，而控制自電池14施加至三相無刷馬達SG之電壓。啟動馬達控制部62藉由控制開關部611~616之各者之接通、斷開動作而控制三相無刷馬達SG之動作。啟動馬達控制部62藉由控制開關部611~616之各者之接通、斷開動作，而既可使三相無刷馬達SG正轉，亦可使三相無刷馬達SG反轉。啟動馬達控制部62包含驅動控制部621、接通、斷開動作記憶部623、初始動作部624、及阻力賦予部625。

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

啟動馬達控制部62之驅動控制部621使三相無刷馬達SG旋轉曲柄軸5。驅動控制部621藉由控制反相器61所具備之複數個開關部611~616，而控制於電池14與三相無刷馬達SG之間流動之電流。藉此，驅動控制部621驅動三相無刷馬達SG。

接通、斷開動作記憶部623例如包含記憶體。接通、斷開動作記憶部623記憶與複數個開關部611~616之接通、斷開動作相關之資料。更詳細而言，接通、斷開動作記憶部623記憶用於供控制裝置CT控制三相無刷馬達SG及4衝程引擎本體E之映射表、以及記載有資訊之軟體。又，初始動作部624包含電子電路。初始動作部624於曲柄軸5為停止狀態時，產生使複數個開關部611~616進行接通、斷開動作之電性信號。再者，控制裝置CT既可使接通、斷開動作記憶部623及初始動作部624二者同時動作，亦可使接通、斷開動作記憶部623及初始動作部624之一者動作。

阻力賦予部625於4衝程引擎本體E之燃燒停止後，進行藉由控制三相無刷馬達SG而控制曲柄軸5之旋轉來使曲柄軸5之旋轉停止之處理。

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

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

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

[引擎單元之動作]

圖6係說明圖1所示之引擎單元EU之動作之流程圖。

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

又，圖7(a)係說明圖1所示之引擎單元EU中之曲柄軸5之動作之圖。圖7(b)係模式性地表示曲柄軸5之角度位置與旋轉之阻力之關係之圖。

一面參照圖6及圖7一面依序說明引擎單元EU之動作。

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

再者，對於停車中引擎停止之車輛，通常自車輛停止起經過特定時間之後判斷為已停車，從而使引擎停止。於此情形時，於自車輛停止起至判斷為已停車之期間，車輛為停車且引擎正停止之狀態、即怠速狀態。

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

4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後(步驟S13之後)，控制裝置CT使三相無刷馬達SG賦予對曲柄軸5之正轉之阻力而使曲柄軸5於4衝程引擎本體E之壓縮衝程停止(步驟S14~S19)。詳細而言，啟動馬達控制部62之阻力賦予部625使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力而使曲柄軸5於4衝程引擎本體E之壓縮衝程停止。

更詳細而言，4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，控制裝置CT基於曲柄軸5之位置而使三相無刷馬達SG對曲柄軸5之正轉賦予阻力。控制裝置CT基於曲柄軸5之位置而開始對正轉賦予阻力。控制裝置CT係於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後且壓縮衝程之前(步驟S14：是(YES))，開始對正轉賦予阻力(步驟S15)。

控制裝置CT藉由來自轉子位置檢測裝置50之信號而檢測曲柄軸5之位置。然而，控制裝置CT亦可藉由例如來自除轉子位置檢測裝置50以外之裝置或感測器之信號而檢測曲柄軸5之位置。又，控制裝置CT亦可檢測曲柄軸5之旋轉速度。

於本實施形態中，控制裝置CT係於曲柄軸5通過壓縮上死點之後且壓縮衝程之前，開始對曲柄軸5之正轉賦予阻力。

圖7表示如下之例：4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，曲柄軸5藉由通過預先確定之位置P0而被賦予對曲柄軸5之正轉之阻力，從而停止於壓縮衝程之位置P2。於本例中，位置P0位於膨脹衝程內。

於上述步驟S15中，控制裝置CT於開關部611~616使三相之定子繞組W之端子短路。例如，控制裝置CT將負側之開關部612、614、616同時設為接通狀態。藉此，定子繞組W之端子短路。於本實施形態中，定子繞組W之全部端子均短路。即，對於三相無刷馬達SG之 三相之全部，定子繞組W之端子均短路。

再者，引擎之燃燒停止(步驟S13)至定子繞組W之端子短路之期間為不使三相無刷馬達SG對正轉賦予阻力之期間。

於定子繞組W之端子短路之情形時，於定子繞組W流動利用定子繞組W產生之感應電壓所致之電流。藉由於定子繞組W流動之電流而於三相無刷馬達SG產生對旋轉之阻力。三相無刷馬達SG對曲柄軸5之旋轉賦予阻力。

定子繞組W之端子之短路所致之阻力係起因於定子繞組W之感應電壓，因此曲柄軸5之旋轉速度越大則阻力越大，曲柄軸5之旋轉速度越小則阻力越小。因此，於曲柄軸5之旋轉速度較大時，曲柄軸5之旋轉因較大之阻力而迅速減速。即，曲柄軸5之旋轉速度越高，則定子繞組W之端子之短路所致之制動越見效。伴隨曲柄軸5之旋轉速度之減小而阻力變小。即，曲柄軸5之旋轉速度越低，則定子繞組W之端子之短路所致之制動越不見效。

藉由使複數個定子繞組W之端子短路而使曲柄軸5之正轉於壓縮衝程停止，藉此可有效地利用壓縮衝程中之壓縮反作用力所致之阻力。

圖7(b)表示曲柄軸5之正轉停止於壓縮衝程內之位置P2之情形時的旋轉之阻力。圖7(b)模式性地表示氣體之壓縮反作用力所致之旋轉之阻力Ta、及定子繞組W之端子之短路所致的旋轉之阻力Tb。圖7(b)中之所需轉矩相當於旋轉之阻力。

定子繞組W之短路所致之阻力係起因於定子繞組W之感應電壓，因此伴隨曲柄軸5之旋轉速度之減小，阻力變小。若旋轉速度較低，則定子繞組W之端子之短路所致的阻力較小，因此曲柄軸5容易以低至旋轉不停止之程度之旋轉速度旋轉。

另一方面，曲柄軸5於壓縮衝程中受到由氣體之壓縮反作用力所 致之旋轉之阻力。壓縮反作用力所致之阻力對應於壓縮衝程中之曲柄軸5之位置。曲柄軸正轉且越接近壓縮上死點則壓縮反作用力所致之阻力Ta越大。壓縮反作用力所致之阻力Ta具有如圖7(b)所示般於壓縮上死點附近具有峰值之頂峰之特性。又，曲柄軸之旋轉速度越高，則壓縮反作用力所致之阻力Ta越大。即，若曲柄軸5之旋轉速度較高，則阻力Ta之頂峰變得越高。

例如，4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，定子繞組W之端子之短路所致之阻力消失，於壓縮衝程之壓縮上死點附近，曲柄軸5之旋轉速度較高，於此情形時，壓縮反作用力所致之阻力Ta較大。例如圖7(b)所示之阻力Ta之頂峰遍及整體而變高。於此情形時，曲柄軸5因壓縮反作用力而回彈並反轉。

於本實施形態之引擎單元EU中，4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，賦予定子繞組W之端子之短路所致之阻力而使曲柄軸5之正轉於壓縮衝程停止。藉此，可使曲柄軸之旋轉速度低至曲柄軸5之旋轉不停止之程度，抑制曲柄軸5因壓縮反作用力而回彈，且不克服壓縮衝程。因此，可抑制曲柄軸5之正轉停止之位置之偏差。

又，於壓縮衝程中，對曲柄軸5賦予定子繞組W之端子之短路所致之阻力，藉此可更有效地利用定子繞組W之端子之短路所致的阻力之特性、及壓縮反作用力所致之阻力之特性。

伴隨曲柄軸5於壓縮衝程中之減速，定子繞組W之短路所致之旋轉的阻力Tb逐漸變小，另一方面，伴隨曲柄軸5於壓縮衝程中之正轉，壓縮反作用力所致之阻力Ta變大。藉由定子繞組W之短路所致之阻力Tb之減少與壓縮反作用力所致之阻力Ta之增大的平衡，可使曲柄軸5之正轉停止之位置穩定化。因此，可抑制曲柄軸5之正轉停止之位置之偏差。

控制裝置CT藉由轉子位置檢測裝置50所輸出之信號而判別曲柄 軸5之旋轉之停止(步驟S16)。再者，本實施形態之轉子位置檢測裝置50係檢測伴隨被檢測部38之通過而產生之電動勢之變化。因此，本實施形態之轉子位置檢測裝置50當曲柄軸5之旋轉變慢而電動勢之變化變小時，無法檢測曲柄軸5之旋轉。然而，於至少藉由轉子位置檢測裝置50檢測出曲柄軸5之旋轉時，可謂曲柄軸5正在旋轉。轉子位置檢測裝置50並不限定於本實施形態之例，例如，亦可構成為於曲柄軸5之旋轉停止之前檢測曲柄軸5之旋轉。

控制裝置CT於曲柄軸5之旋轉停止時(步驟S16：是(Yes))，等待啟動指示即再啟動之指示之輸入(步驟S17)。

本實施形態之控制裝置CT於開始曲柄軸5之下一次正轉前持續定子繞組W之端子之短路。控制裝置CT於曲柄軸5之旋轉停止之後持續定子繞組W之端子之短路，藉此使曲柄軸5之停止狀態穩定。例如，若曲柄軸5受到外力而欲旋轉，則因該旋轉而於定子繞組W產生感應電壓。藉由產生之感應電壓對旋轉賦予阻力。因此，曲柄軸5之停止狀態穩定。再者，控制裝置CT於曲柄軸5之旋轉停止時(步驟S16：是(Yes))，亦可停止定子繞組W之端子之短路。

控制裝置CT於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止且上述曲柄軸之旋轉停止時，根據啟動指示之輸入而控制複數個開關部611~616，藉此使三相無刷馬達SG開始曲柄軸5之正轉(步驟S18)。控制裝置CT使曲柄軸5之正轉自曲柄軸5於壓縮衝程中停止之位置開始。

啟動指示例如於操作啟動開關16之情形時，自啟動開關16被輸入至控制裝置CT。又，於引擎單元EU具有怠速終止功能之情形時，控制裝置CT藉由判別預先確定之引擎啟動條件而自行執行啟動之指示。預先確定之引擎啟動條件之達成包含於啟動指示之輸入。預先確定之引擎啟動條件例如為未圖示之加速操作器之操作。

當輸入啟動指示時(步驟S17中為“是”(Yes))，控制裝置CT藉由使 三相無刷馬達SG旋轉曲柄軸5而使4衝程引擎本體E啟動(步驟S18)。詳細而言，啟動馬達控制部62之驅動控制部621藉由使三相無刷馬達SG旋轉曲柄軸5而使4衝程引擎本體E啟動。

圖7(a)表示曲柄軸5自停止之位置、即壓縮衝程內之位置P2開始旋轉之情況。

於本實施形態之引擎單元EU中，4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後，曲柄軸5之正轉停止之位置之偏差得到抑制。即，使4衝程引擎本體E啟動時之曲柄軸5開始正轉之位置之偏差得到抑制。曲柄軸5克服負載之頂峰所要求之轉矩受到曲柄軸5於到達負載之頂峰前之期間被加速之旋轉速度之影響。即，所要求之轉矩受到曲柄軸5開始正轉之位置之影響。於本實施形態中，由於曲柄軸5開始正轉之位置之偏差得到抑制，故而於啟動4衝程引擎本體E時，為了使曲柄軸5正轉而要求之最大轉矩之偏差得到抑制。因此，可抑制為了使4衝程引擎本體啟動而對三相無刷馬達要求之輸出轉矩。

此後，控制裝置CT於曲柄軸5之旋轉速度超過特定之可點火之旋轉速度之情形時(步驟S17中為“是”(Yes))，使4衝程引擎本體E之燃燒動作開始(步驟S19)。更詳細而言，控制裝置CT之燃燒控制部63藉由控制火星塞29而控制4衝程引擎本體E之燃燒動作。於4衝程引擎本體E具備噴射燃料而產生混合氣體之燃料噴射裝置之情形時，燃燒控制部63藉由亦控制燃料噴射裝置之噴射而控制4衝程引擎本體E之燃燒動作。4衝程引擎本體E藉由開始燃燒動作而啟動。

於本實施形態之引擎單元EU中，使4衝程引擎本體E啟動時，曲柄軸5開始正轉之位置之偏差得到抑制。因此，可抑制為了使4衝程引擎本體啟動而對三相無刷馬達SG要求之轉矩之偏差。因此，可抑制三相無刷馬達SG之輸出轉矩而使三相無刷馬達SG小型化。

三相無刷馬達SG於4衝程引擎本體E之啟動後，藉由與曲柄軸5之 旋轉連動地旋轉，而作為產生用以對電池14充電之電流之發電機而發揮功能。即，當4衝程引擎本體E開始燃燒時，三相無刷馬達SG被4衝程引擎本體E驅動而作為發電機發揮功能。控制裝置CT對複數個開關部611~616進行接通、斷開動作，而控制自複數個定子繞組W供給至電池14之電流。控制裝置CT基於轉子位置檢測裝置50之檢測用繞組51之電性信號而對複數個開關部611~616進行接通、斷開動作。

再者，於本實施形態中，說明了如下之例：若於4衝程引擎本體E之燃燒停止且曲柄軸5之旋轉停止之後(步驟S16中為“是”(Yes))輸入再啟動之指示(步驟S17中為“是”(Yes))，則控制裝置CT使曲柄軸5旋轉。然而，本發明之控制裝置並不限於此。控制裝置例如亦可藉由對曲柄軸5之旋轉賦予阻力，而於曲柄軸5之旋轉停止之後、再啟動之指示之輸入之前，使曲柄軸5於預先確定之期間正轉。

[第二實施形態]

繼而，對本發明之第二實施形態進行說明。於說明以下第二實施形態時，對與第一實施形態中之各要素對應之要素標註相同符號，主要對與上述第一實施形態之不同方面進行說明。

圖8係說明第二實施形態之引擎單元EU之動作之流程圖。

於本實施形態之引擎單元EU中，控制裝置CT於藉由利用定子繞組W之端子之短路對曲柄軸5之正轉賦予阻力而使曲柄軸5之正轉於壓縮衝程停止之後，使曲柄軸5反轉(步驟S201)。控制裝置CT於使曲柄軸5反轉之後使之正轉(步驟S18)。控制裝置CT控制複數個開關部611~616而使三相無刷馬達SG反轉曲柄軸5。

更詳細而言，控制裝置CT於4衝程引擎本體E之燃燒動作停止(步驟S13)、且曲柄軸5之旋轉停止時(步驟S16中為“是”(Yes))、且未輸入再啟動之指示時，使曲柄軸5反轉(步驟S201)。詳細而言，啟動馬達控制部62之驅動控制部621使曲柄軸5反轉(步驟S201)。控制裝置CT於 再啟動之指示被輸入時(步驟S17中為“是”(Yes))，使曲柄軸5正轉(步驟S18)。

於本實施形態之引擎單元EU中，4衝程引擎本體E之燃燒動作停止之後(步驟S13)，曲柄軸5之正轉停止之位置之偏差得到抑制。因此，使曲柄軸5反轉時(步驟S201)，曲柄軸5之反轉停止之位置之偏差得到抑制。即，於步驟S18中，曲柄軸5開始正轉之位置之偏差得到抑制。

由於曲柄軸5開始正轉之位置之偏差得到抑制，故而為了使曲柄軸5正轉而要求之最大轉矩之偏差得到抑制。因此，可抑制為了使4衝程引擎本體啟動而對三相無刷馬達要求之轉矩之偏差。

再者，於本實施形態中，對在未輸入再啟動之指示時使曲柄軸5反轉(步驟S201)之例進行了說明。然而，本發明之控制裝置並不限於此。本發明之控制裝置例如亦可於輸入有再啟動之指示之情形時使曲柄軸反轉。

[機車]

圖9係表示搭載有第一實施形態及第二實施形態之任一者之引擎單元之車輛的外觀圖。

圖9所示之車輛A具備引擎單元EU、車體101、車輪102、103、及電池14。引擎單元EU為第一實施形態及第二實施形態之任一者之引擎單元EU均可。搭載於車輛A之引擎單元EU藉由驅動作為驅動輪之車輪103使車輪103旋轉而使車輛A行駛。

圖9所示之車輛A具備引擎單元EU，因此可抑制於4衝程引擎本體之燃燒停止後曲柄軸之旋轉停止之位置之偏差。

圖9所示之車輛A為機車。然而，本發明之車輛並不限於機車。本發明之車輛例如可列舉速克達型、輕型、越野型、公路型機車。又，作為跨坐型車輛，並不限定於機車，例如亦可為ATV(All-Terrain Vehicle，全地形車輛)等。又，本發明之車輛並不限定於跨坐型車輛，亦可為具有車室之4輪車輛等。

再者，於上述實施形態中，對4衝程引擎本體E為單氣缸引擎之情形進行了說明。然而，本發明之引擎只要為具有高負載區域及低負載區域之引擎，則並無特別限定。即，亦可為多氣缸引擎。作為本實施形態以外之例，例如可列舉串聯單氣缸、並聯雙氣缸、串聯雙氣缸、V型雙氣缸、水平對向雙氣缸等引擎。多氣缸引擎之氣缸數並無特別限定，多氣缸引擎例如亦可為四氣缸引擎。但是，四氣缸引擎亦有如等間隔地產生各氣缸之壓縮衝程之四氣缸引擎(進行等間隔爆炸之四氣缸引擎)般不具有低負載區域之引擎。如此不具有低負載區域之引擎與本發明之引擎不符。

又，於上述實施形態中，說明了如下之例：控制裝置CT於曲柄軸5位於較正轉中之壓縮上死點後之位置且壓縮衝程之前，開始對曲柄軸5之正轉賦予阻力。然而，本發明之控制裝置亦可於曲柄軸位於較正轉中之壓縮上死點前之位置之情形時開始對曲柄軸之正轉賦予阻力。本發明之控制裝置例如亦可於較曲柄軸之正轉停止前之最後循環前開始對曲柄軸之正轉賦予阻力。最後循環為包含曲柄軸之旋轉停止之壓縮衝程之包含膨脹衝程、排氣衝程、進氣衝程、及壓縮衝程之循環。

又，於上述實施形態中，說明了如下之例，即，控制裝置CT於使曲柄軸5停止之壓縮衝程對曲柄軸5賦予定子繞組W之端子之短路所致之阻力。然而，本發明之控制裝置亦可未必於曲柄軸停止之壓縮衝程賦予繞組之端子之短路所致之阻力。

又，於上述實施形態中，說明了如下之例，即，控制裝置CT對於三相無刷馬達SG之三相之全部均使定子繞組W之端子短路。然而，本發明之控制裝置亦可藉由對三相之一部分使端子短路而對曲柄 軸之旋轉賦予阻力。本發明之控制裝置例如亦可使與三相中之一相對應之定子繞組之端子短路。本發明之控制裝置例如亦可使與二相對應之定子繞組之端子短路。

又，於上述實施形態中，說明了如下之例，即，控制裝置CT藉由使三相之定子繞組W之端子短路而對曲柄軸5之正轉賦予阻力。然而，本發明之控制裝置除使繞組之端子短路所致之阻力之賦予以外，亦可組合不依靠使繞組之端子短路之阻力之賦予而實施。例如，控制裝置首先藉由控制於電池與繞組之間流動之電流而對曲柄軸之正轉賦予阻力。控制裝置例如藉由對開關部進行向量控制而控制於電池與繞組之間流動之電流。此後，控制裝置藉由使繞組之端子短路而對曲柄軸5之正轉賦予阻力。即，引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間除使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之期間以外，包含不使繞組之端子短路而對正轉賦予阻力之期間。

又，本發明之引擎單元可進而採用例如下述構成。

(A1)引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間除使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之1個或複數個期間以外，包含不使繞組之端子短路而對正轉賦予阻力之1個或複數個期間。

(A2)引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間除使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之1個或複數個期間以外，包含不使三相無刷馬達對正轉賦予阻力之1個或複數個期間。

(A3)引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間除使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之1個或複數個期間以外，包含不使繞組之端子短路而對正轉賦予阻力之1個或複數個期間、以及不使三相無刷馬達對正轉賦予阻力之1個或複數個期間。

(A4)於(A1)~(A3)中，引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間之起點屬於使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之期間。

(A5)於(A1)~(A3)中，引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間之起點屬於不使繞組之端子短路而對正轉賦予阻力之期間。

(A6)於(A1)~(A3)中，引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間之起點屬於不使三相無刷馬達對正轉賦予阻力之期間。

(A7)於(A1)~(A3)中，較佳為，引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間之終點屬於使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之期間、或不使三相無刷馬達對正轉賦予阻力之期間。於此情形時，於曲柄軸之正轉停止時，容易確保繞組之端子之短路所致之阻力與壓縮反作用力所致之阻力之平衡。

(A8)引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間除使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之1個或複數個期間以外，包含不使繞組之端子短路而對正轉賦予阻力之1個或複數個期間。

(A9)於(A8)中，引擎之燃燒動作停止至曲柄軸於壓縮衝程中停止之期間中之最後循環之期間為使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之期間。此處，最後循環係到達曲柄軸停止之壓縮衝程之前之包含膨脹衝程、及排氣衝程、進氣衝程、及壓縮衝程之循環。

(A10)使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之期間亦可包含僅使一相之定子繞組之端子短路之期間、及僅使二相之定子繞組之端子短路之期間之至少一者。

(A11)使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之期間較佳為使三相之全部定子繞組W之端子短路之期間。

(A12)較佳為，4衝程引擎本體中之曲柄軸之正轉停止前之最後循環之至少一部分為使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之1個或複數個期間。於此情形時，於曲柄軸之正轉停止時，容易確保繞組之端子之短路所致之阻力與壓縮反作用力所致之阻力之平衡。

(A13)較佳為，曲柄軸之正轉停止之壓縮衝程之至少一部分為使複數個繞組之端子短路而對曲柄軸之正轉賦予阻力之1個或複數個期間。於此情形時，於曲柄軸之正轉停止時，容易確保繞組之端子之短路所致之阻力與壓縮反作用力所致之阻力之平衡。

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

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

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

14‧‧‧電池

16‧‧‧啟動開關

29‧‧‧火星塞

50‧‧‧轉子位置檢測裝置

51‧‧‧檢測用繞組

61‧‧‧反相器

62‧‧‧啟動馬達控制部

63‧‧‧燃燒控制部

621‧‧‧驅動控制部

623‧‧‧接通、斷開動作記憶部

624‧‧‧初始動作部

625‧‧‧阻力賦予部

CT‧‧‧控制裝置

E‧‧‧4衝程引擎本體

EU‧‧‧引擎單元

SG‧‧‧三相無刷馬達

W‧‧‧定子繞組

Claims (5)

1. 一種引擎單元，其係搭載於車輛者，且上述引擎單元包括：4衝程引擎本體，其於4衝程之間具有使曲柄軸旋轉之負載較大之高負載區域、及使上述曲柄軸旋轉之負載小於上述高負載區域之負載的低負載區域；三相無刷馬達，其具備與三相對應之複數個繞組，藉由上述車輛所具備之電池而驅動，根據啟動指示之輸入而使上述曲柄軸正轉，從而使上述4衝程引擎本體啟動，且於上述4衝程引擎本體啟動後，與上述曲柄軸之旋轉連動地旋轉，藉此作為產生用以對上述電池充電之電流之發電機而發揮功能；反相器，其具備控制於上述電池與上述三相無刷馬達之間流動之電流的複數個開關部；及控制裝置，其包含啟動馬達控制部及燃燒控制部，該啟動馬達控制部藉由控制上述反相器所具備之上述複數個開關部而控制於上述電池與上述三相無刷馬達之間流動之電流，該燃燒控制部控制上述4衝程引擎本體之燃燒動作；且上述控制裝置於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且上述曲柄軸正轉時，以使上述複數個繞組之端子短路之方式控制上述複數個開關部而對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，藉此使上述曲柄軸之正轉於上述4衝程引擎本體之壓縮衝程停止。
2. 如請求項1之引擎單元，其中上述控制裝置於上述4衝程引擎本體之燃燒動作停止之後且上述壓縮衝程之前，以使上述複數個繞組之端子開始短路之方式控制上述複數個開關部而對上述曲柄軸之正轉賦予阻力，藉此使上述曲柄軸之正轉於上述4衝程引 擎本體之壓縮衝程停止。
3. 如請求項1或2之引擎單元，其中上述控制裝置於藉由利用上述複數個繞組之端子之短路對上述曲柄軸之正轉賦予阻力而使上述曲柄軸之正轉於上述壓縮衝程停止之後，藉由控制上述複數個開關部使上述曲柄軸正轉而使上述4衝程引擎本體啟動。
4. 如請求項1或2之引擎單元，其中上述控制裝置於藉由利用上述複數個繞組之端子之短路對上述曲柄軸之正轉賦予阻力而使上述曲柄軸之正轉於上述壓縮衝程停止之後，控制上述複數個開關部而使上述曲柄軸反轉，且於使上述曲柄軸反轉之後使之正轉，藉此使上述4衝程引擎本體啟動。
5. 一種車輛，上述車輛包含如請求項1至4中任一項之引擎單元。