WO2015093574A1

WO2015093574A1 - エンジンユニット、及び車両

Info

Publication number: WO2015093574A1
Application number: PCT/JP2014/083591
Authority: WO
Inventors: 貴裕西川; 日野　陽至
Original assignee: ヤマハ発動機株式会社
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2015-06-25
Also published as: AP2016009306A0; CN105874189A; CN105874189B; EP3064748A1; EP3767095A1; EP3064748A4; JP2017031807A; TW201534026A; TWI528680B

Abstract

本発明は、ジェネレータを大型化することなく、車両停車時のクランクシャフトの回転速度を低下させても高効率で発電量を確保できるエンジンユニット等を提供する。エンジンユニットは、４ストロークエンジン本体と、クランクシャフトがアイドル回転の回転速度で回転する場合に車両が備えるバッテリの電圧より低い電圧を出力するジェネレータと、複数の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、車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部において、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のベクトル制御を行うことによって、前記ジェネレータが出力する前記バッテリの電圧より低い電圧を、前記バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、前記バッテリを充電する。

Description

エンジンユニット、及び車両

　本発明は、エンジンユニット及びそのエンジンユニットを搭載した車両に関する。

　情報通信端末に代表される携帯機器の普及に伴い、例えば携帯機器を車両に接続し、車両の電力を利用して携帯機器を使用又は充電したいという要求がある。携帯機器を車両に接続すると、車両における電力の消費量が増加する。また、車両には、昼間点灯の要求もある。これらのような要求によって、車両における電力の消費量は増加する傾向にある。
　車両が停車状態であり、且つエンジンが停止している場合には、バッテリに蓄えられた電力が消費される。バッテリに蓄えられた電力が減少してくると、車両の停車時であっても、エンジンを動作させて、バッテリに充電することが求められる。
　車両の停車時におけるエンジンの動作は、車両の走行に寄与しない。従って、車両の停車時におけるエンジンのクランクシャフトの回転速度は、騒音及び燃費を抑える観点から、低下させることが望ましい。

　特許文献１には、発電制御装置を備えたエンジンが示されている。特許文献１に示すエンジンの発電制御装置は、エンジンに取付けられた発電体からの電流を変更するための三相混合ブリッジ回路を備えている。特許文献１における発電制御装置の三相混合ブリッジ回路は、レクチファイアレギュレータとして機能している。

　特許文献１では、アイドリング時つまり車両の停車時の回転速度を低くし、それによって燃費を向上させようとしている。また、レクチファイアレギュレータを制御して、車両停車時の発電を制御している。

特開２００９－２６１０８４号公報

　特許文献１に示すようなエンジンユニットにおいて、クランクシャフトの回転速度を低下させつつ、発電体からの充電電圧を確保するには、例えば発電体の磁石の量の増大、又は巻線の線材を太くすることが求められる。この場合、発電体が大型化し、車両への搭載性が低下する。また、高い回転速度における過剰な発電電圧を調整するため、全体的な発電効率が低下する。

　本発明の課題は、ジェネレータを大型化することなく、車両停車時のクランクシャフトの回転速度を低下させても高効率で発電量を確保できるエンジンユニット及びそのエンジンユニットを搭載した車両を提供することである。

　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）　バッテリを備えた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、
クランクシャフトを有するエンジン本体と、
前記クランクシャフトの回転と連動して回転することで発電するジェネレータと、
前記ジェネレータから前記バッテリに供給す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、前記ジェネレータから前記バッテリに供給される電流を制御する発電制御部と、前記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、前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部において、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のベクトル制御を行うことによって、前記ジェネレータが出力する前記バッテリの電圧より低い電圧を、前記バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、前記バッテリを充電する。

　（１）のエンジンユニットにおいて、制御装置の燃焼制御部は、エンジン本体の燃焼動作を制御する。ジェネレータは、エンジン本体のクランクシャフトの回転と連動して回転することで発電する。制御装置は、車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧がバッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部において、インバータに備えられた複数のスイッチング部のベクトル制御を行うことによって、ジェネレータが出力するバッテリの電圧より低い電圧を、バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリを充電する。
　ベクトル制御によるスイッチング部のオン・オフ状態の切換えによって、ジェネレータが出力するバッテリの電圧より低い電圧が、バッテリの電圧より高い電圧に昇圧される。また、ベクトル制御によって、ジェネレータの電流と電圧を、力率が高まるように制御することができる。このため、バッテリの電圧より低い電圧がジェネレータから出力されても、バッテリが高効率で充電される。
　従って、（１）のエンジンユニットでは、車両が停車し、且つクランクシャフトの回転速度が、ジェネレータの出力電圧がバッテリ電圧より低くなる回転速度であっても、高効率でバッテリを充電することができる。従って、（１）のエンジンユニットによれば、ジェネレータを大型化することなく、車両停車時のクランクシャフトの回転速度を低下させても高効率で発電量を確保できる。

　車両が停車し、且つジェネレータの出力電圧がバッテリの電圧よりも低い期間を有するエンジンユニットとしては、例えば、以下の例が挙げられる。即ち（１）のエンジンユニットは、車両の停車状態におけるジェネレータの出力電圧がバッテリの電圧よりも小さくなるように設定されているエンジンユニットであってもよい。（１）のエンジンユニットによれば、車両の停車状態におけるクランクシャフトの回転速度が低くても、高い発電効率で車両の停車状態における発電量を確保できる。この場合であっても、ジェネレータを大型化する必要は無い。また、（１）のエンジンユニットは、車両の停車状態におけるジェネレータの出力電圧がバッテリの電圧よりも小さくなる程度の大きさ（サイズ）を有するジェネレータを備えていてもよい。このような（１）のエンジンユニットによれば、ジェネレータの大型化を避けつつ、高い発電効率で車両の停車状態における発電量を確保できる。この場合であっても、車両の停車状態における回転速度を高くする必要は無い。さらに、（１）の構成によれば、ジェネレータを大型化することなく、高い発電効率で車両の停車状態における発電量を確保しつつ、車両の停車状態における回転速度を低く設定することが可能である。

　また、「前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部」は、特に限定されないが、例えば、以下の状況を含む。「前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部」は、暖機運転時と非暖機運転時とで車両の停車状態におけるクランクシャフトの回転速度が異なる車両における非暖機運転中の期間であってもよい。また、「前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部」は、車両の停車状態における期間のうち、バッテリ残量が所定量以下である期間であってもよい。「前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部」は、車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の全部であってもよい。

　また、車両の走行中には、走行と停車とが繰り返されることにより、停車状態の期間が複数生じる。しかし、複数の停車状態の期間の各々において、必ずしも、制御装置が、上記（１）に係る制御を行う必要はない。車両の走行中における停車状態の全期間の少なくとも一部において、制御装置が、上記（１）に係る制御を行えばよい。即ち、「前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部」とは、車両の走行中における停車状態の期間の全部の中の少なくとも一部をいう。なお、制御装置は、「前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部」以外の期間において、上記（１）に係る制御を行ってもよい。

　（２）　（１）のエンジンユニットであって、
　前記制御装置は、前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より高くなる期間の少なくとも一部において、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の通電タイミングを進み又は遅らせる位相制御を行うことによって、前記バッテリを充電する。

　クランクシャフトが、車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転すると、ジェネレータが出力する電圧が増大する。ジェネレータが出力する電圧は、バッテリの電圧より高くなる。（２）の構成によれば、複数のスイッチング部の通電タイミングを進み又は遅らせる位相制御が行われるので、クランクシャフトが車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転し、ジェネレータがバッテリの電圧より高い電圧を出力する状況でも、高効率で、発電量を確保することができる。

　なお、「前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より高くなる期間の少なくとも一部」は、特に限定されないが、例えば、以下の状況を含む。「前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より高くなる期間の少なくとも一部」は、例えば、エンジンが動作する期間のうち、クランクシャフトの回転速度又は車両の走行速度が予め定めた値を超える期間であってもよい。この場合、制御装置は、クランクシャフトの回転速度又は車両の走行速度が予め定めた値を超える期間において、上記（２）に係る制御を行う。この場合、制御装置は、クランクシャフトの回転速度又は車両の走行速度が予め定めた値以下の期間において、上記（１）に係る制御を行ってもよい。

　また、車両の走行中には、走行と停車状態とが繰り返されることにより、複数の非停車の状態、すなわち、クランクシャフトが車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転する状態が生じる。しかし、複数の非停車の状態の各々において、必ずしも、制御装置が、上記（２）に係る制御を行う必要はない。車両の走行中における非停車の状態の全期間の少なくとも一部において、制御装置が、上記（２）に係る制御を行えばよい。即ち、「前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より高くなる期間の少なくとも一部」とは、車両の走行中における非停車の状態の期間の全部の中の少なくとも一部をいう。なお、制御装置は、「前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より高くなる期間の少なくとも一部」以外の期間において、上記（２）に係る制御を行ってもよい。

　（３）　（１）又は（２）のエンジンユニットであって、
　前記ジェネレータは、前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動するモータとして機能し、
　前記制御装置は、前記クランクシャフトの回転が停止した状態で、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、前記バッテリから前記ジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、前記エンジン本体を始動させる。

　（３）の構成によれば、モータとして機能するジェネレータが、バッテリの電力でクランクシャフトを駆動することによって、エンジン本体を始動させる。
　ジェネレータの大型化を避けつつ、低い回転速度でジェネレータからの発電電圧を確保する方法として、例えば、巻線の線材を細くしつつ巻数を増大することが考えられる。しかし、巻線の線材を細くしつつ巻数を増大すると、ジェネレータをモータとして機能させ、バッテリの電力でクランクシャフトを回転させるときに駆動トルクが低下する。
　（３）のエンジンユニットでは、車両の停車状態において、ジェネレータの出力電圧がバッテリの電圧より低くなるようにクランクシャフトの回転速度を低下させても、高効率でバッテリを充電することができる。従って、バッテリの電力でクランクシャフトを駆動する場合における駆動トルクの低下を抑えつつ、発電の場合に、車両停車時のクランクシャフトの回転速度を低下させても高効率で発電量を確保できる。

　（４）　（３）のエンジンユニットであって、
　前記制御装置は、前記エンジン本体を始動させた後、予め定められた期間、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、前記バッテリから前記ジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、前記ジェネレータに前記クランクシャフトの回転を加速させる。

　（４）の構成によれば、エンジン本体の始動後、モータとして機能するジェネレータによってクランクシャフトの正回転が加速される。従って、エンジン本体の燃焼によるクランクシャフトの正回転を安定化することができる。また、車両の加速時に、エンジン本体の燃焼によるクランクシャフトの正回転の加速をより迅速に行うことができる。

　（５）　（４）のエンジンユニットであって、
　前記制御装置は、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のベクトル制御を行うことによって、前記ジェネレータが出力する前記バッテリの電圧より低い電圧を、前記バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、前記バッテリを充電する制御態様と、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のベクトル制御を行うことによって、バッテリから前記ジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、前記クランクシャフトの回転を加速させる制御態様との間で、制御態様を移行する。

　ベクトル制御を行うことによってバッテリを充電する制御態様と、ベクトル制御を行うことによってクランクシャフトの回転を加速させる制御態様との間での、制御態様の移行は、制御の種類の変更を伴わず、例えば、指令値等のパラメータの変更により速やかに実行され得る。そのため、（５）の構成によれば、バッテリの充電の状態、即ち発電状態と、クランクシャフトの回転の加速の状態、即ち力行状態との間での移行が迅速にできる。
　制御態様の移行には、インバータに備えられた複数のスイッチング部のベクトル制御を行うことによって、ジェネレータが出力するバッテリの電圧より低い電圧を、バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリを充電する制御態様から、インバータに備えられた複数のスイッチング部のベクトル制御を行うことによって、バッテリからジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、クランクシャフトの回転を加速させる制御態様への移行が含まれる。またこの逆に、制御態様の移行には、インバータに備えられた複数のスイッチング部のベクトル制御を行うことによって、バッテリからジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、クランクシャフトの回転を加速させる制御態様から、インバータに備えられた複数のスイッチング部のベクトル制御を行うことによって、ジェネレータが出力するバッテリの電圧より低い電圧を、バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリを充電する制御態様への移行が含まれる。

　（６）　（１）～（５）のいずれか１のエンジンユニットであって、
　前記エンジン本体は、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ストロークエンジンである。

　高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンは、その他のタイプのエンジンと比べて、領域に応じた回転速度の変動が大きい。領域に応じた回転速度の変動が大きいと、クランクシャフトの回転速度を低下させた場合の回転の安定性が低下しやすい。（４）のエンジンユニットでは、車両の停車状態におけるクランクシャフトの回転速度が低く、バッテリの電圧より低い電圧がジェネレータから出力されても、バッテリを充電することができる。バッテリを充電するときにジェネレータが発電する電力、すなわちエンジン本体にかかる負荷は、回転速度が相対的に高い領域で大きく、回転速度が相対的に低い領域で小さい。つまり、回転速度が安定するように負荷が変動する。従って、車両の停車状態におけるクランクシャフトの回転速度が低く、バッテリの電圧より低い電圧がジェネレータから出力されても、クランクシャフトの回転速度を安定化しつつ、高効率で発電量を確保できる。

　（７）　（１）～（６）のいずれか１のエンジンユニットであって、
　前記エンジン本体は、複数の気筒を有する。

　複数の多気筒を有するエンジンは、負荷の変動が小さいので、回転の安定性が高い。従って、車両の停車時におけるクランクシャフトの回転速度をさらに低下させることが可能である。車両の停車時におけるクランクシャフトの回転速度がさらに低下しても、高い発電効率で発電量を確保することが可能である。

　（８）　車両であって、
　前記車両は、
　（１）～（７）のいずれか１のエンジンユニットを備える。

　（８）の車両は、ジェネレータを大型化することなく、高効率で、車両の停車状態における回転速度での発電量を確保することができる。

　本発明によれば、ジェネレータを大型化することなく、車両停車時のクランクシャフトの回転速度を低下させても高効率で発電量を確保できるエンジンユニット及びそのエンジンユニットを搭載した車両を提供できる。

本発明の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におけるジェネレータ及びその近傍部分を拡大して示した拡大断面図である。図３に示すジェネレータの回転軸線Ｊに垂直な断面を示す断面図である。図１に示すエンジンユニットに係る電気的な基本構成を示すブロック図である。図５に示すエンジンユニットの状態の概略を示す状態遷移図である。ベクトル制御における電流及び電圧の波形の例を示す図である。位相制御における電流及び電圧の波形の例を示す図である。（ａ）は、一実施形態におけるクランクシャフトの回転速度と発電電流の関係を模式的に示すグラフであり、（ｂ）は、クランクシャフトの回転速度と発電効率の関係を模式的に示すグラフである。エンジンユニットが搭載される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。

　エンジンユニットＥＵは、車両の一例である自動二輪車（図１０参照）に設けられている。エンジンユニットＥＵは、４ストロークエンジン本体Ｅと、ジェネレータＳＧとを備える。４ストロークエンジン本体Ｅは、単気筒の４ストロークエンジンである。４ストロークエンジン本体Ｅ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。

　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。

　４ストロークエンジン本体Ｅは、４ストロークの間に、クランクシャフト５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５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。クランクシャフト５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。より詳細には、４ストロークエンジン本体Ｅは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の４工程を繰り返しながら回転する。図２に示すように、圧縮行程は、高負荷領域ＴＨに含まれ、低負荷領域ＴＬに含まれない。本実施形態の４ストロークエンジン本体Ｅにおいて、高負荷領域ＴＨは圧縮行程と略重なる領域であり、低負荷領域ＴＬは、吸気行程、膨張行程、及び排気行程と略重なる領域である。ただし、高負荷領域ＴＨ及び低負荷領域ＴＬのそれぞれの境界は、上記の各行程の境界と一致している必要はない。

　図１に示すように、エンジンユニットＥＵは、ジェネレータＳＧを備えている。ジェネレータＳＧは、三相ブラシレスジェネレータである。ジェネレータＳＧは、エンジン始動時には、クランクシャフト５を回転させて４ストロークエンジン本体Ｅを始動させるスタータモータとして機能する。ジェネレータＳＧは、スタータ・ジェネレータである。以降、スタータ・ジェネレータを単にジェネレータＳＧと称する。
　また、ジェネレータＳＧは、４ストロークエンジン本体Ｅ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５により回転されてジェネレータとして機能する。即ち、エンジンの燃焼開始後、必ずしも、常にジェネレータとして機能する必要はない。例えば、エンジンの燃焼が開始した後、ジェネレータＳＧが直ちにジェネレータとして機能せず、所定の条件が満たされた場合に、ジェネレータとして機能してもよい。そのような所定の条件としては、例えば、クランクシャフト５の回転速度が所定速度に到達したこと、エンジンの燃焼が開始してから所定時間が経過したこと等が挙げられる。また、エンジンの燃焼開始後に、ジェネレータＳＧがジェネレータとして機能する期間とジェネレータＳＧがモータ（例えば、車両駆動用モータ）として機能する期間とが含まれていてもよい。

　ジェネレータＳＧは、４ストロークエンジン本体Ｅのクランクシャフト５に取り付けられている。本実施形態では、ジェネレータＳＧが、クランクシャフト５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。但し、本発明においては、ジェネレータＳＧが、ジェネレータＳＧの回転によりクランクシャフト５を回転させるように構成されていればよい。従って、ジェネレータＳＧが、クランクシャフト５に、動力伝達機構を介して取り付けられていてもよい。なお、本発明においては、ジェネレータＳＧの回転軸線と、クランクシャフト５の回転軸線とが略一致していることが好ましい。また、本実施形態のように、ジェネレータＳＧが動力伝達機構を介さずにクランクシャフト５に取り付けられていることが好ましい。

　４ストロークエンジン本体Ｅは、クランクケース１（エンジンケース１）と、シリンダ２と、ピストン３と、コネクティングロッド４と、クランクシャフト５とを備えている。シリンダ２は、クランクケース１から所定方向（例えば斜め上方）に突出する態様で設けられている。ピストン３は、シリンダ２内に往復移動自在に設けられている。クランクシャフト５は、クランクケース１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド４の一端部（例えば上端部）は、ピストン３に連結されている。コネクティングロッド４の他端部（例えば下端部）は、クランクシャフト５に連結されている。シリンダ２の端部（例えば上端部）には、シリンダヘッド６が取り付けられている。クランクシャフト５は、クランクケース１に、一対のベアリング７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５の一端部５ａ（例えば右端部）は、クランクケース１から外方に突出している。クランクシャフト５の一端部５ａには、ジェネレータＳＧが取り付けられている。

　クランクシャフト５の他端部５ｂ（例えば左端部）は、クランクケース１から外方に突出している。クランクシャフト５の他端部５ｂには、無段変速機ＣＶＴのプライマリプーリ２０が取り付けられている。プライマリプーリ２０は、固定シーブ２１と可動シーブ２２とを有する。固定シーブ２１は、クランクシャフト５の他端部５ｂの先端部分に、クランクシャフト５と共に回転するように固定されている。可動シーブ２２は、クランクシャフト５の他端部５ｂにスプライン結合されている。従って、可動シーブ２２は、軸線方向Ｘに沿って移動可能であり、固定シーブ２１との間隔が変更される態様で、クランクシャフト５と共に回転する。プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ（図示せず）とには、ベルトＢが掛けられている。クランクシャフト５の回転力が自動二輪車（図８参照）の駆動輪に伝達される。

　図３は、図１におけるジェネレータＳＧ及びその近傍部分を拡大して示した拡大断面図である。また、図４は、図３に示すジェネレータＳＧの回転軸線Ｊに垂直な断面を示す断面図である。

　ジェネレータＳＧは、アウターロータ３０と、インナーステータ４０とを有する。アウターロータ３０は、アウターロータ本体部３１を有する。アウターロータ本体部３１は、例えば強磁性材料からなる。アウターロータ本体部３１は、有底筒状を有する。アウターロータ本体部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。筒状ボス部３２は、クランクシャフト５の一端部５ａに挿入された状態で、クランクシャフト５に固定されている。底壁部３３は、筒状ボス部３２に固定されており、クランクシャフト５の径方向Ｙに広がる円板形状を有する。バックヨーク部３４は、底壁部３３の外周縁からクランクシャフト５の軸線方向Ｘに延びる筒形状を有する。バックヨーク部３４は、クランクケース１に近づく方向に延びている。

　底壁部３３及びバックヨーク部３４は、例えば金属板をプレス成形することにより一体的に形成されている。なお、本発明では、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。即ち、アウターロータ本体部３１において、バックヨーク部３４は、アウターロータ本体部３１を構成する他の部分と一体的に構成されていてもよく、アウターロータ本体部３１を構成する他の部分と別体に構成されていてもよい。バックヨーク部３４と他の部分とが別体に構成されている場合、バックヨーク部３４が、強磁性材料からなればよく、他の部分は、強磁性材料以外の材料からなっていてもよい。

　筒状ボス部３２には、クランクシャフト５の一端部５ａを挿入するためのテーパ状挿入孔３２ａが、クランクシャフト５の軸線方向Ｘに沿って形成されている。テーパ状挿入孔３２ａは、クランクシャフト５の一端部５ａの外周面に対応するテーパ角を有する。挿入孔３２ａにクランクシャフト５の一端部５ａを挿入したときに、一端部５ａの外周面が挿入孔３２ａの内周面に接触し、クランクシャフト５が挿入孔３２ａに固定される。これにより、ボス部３２が、クランクシャフト５の軸線方向Ｘに対して位置決めされる。この状態で、クランクシャフト５の一端部５ａの先端部分に形成された雄ねじ部５ｃに、ナット３５がねじ込まれる。これにより、クランクシャフト５に筒状ボス部３２が固定される。

　筒状ボス部３２は、筒状ボス部３２の基端部（図中では筒状ボス部３２の右部）に径大部３２ｂを有する。筒状ボス部３２は、径大部３２ｂの外周面に、径方向外側に向かって延びた鍔部３２ｃを有する。アウターロータ本体部３１の底壁部３３の中央部に形成された孔部３３ａに、筒状ボス部３２の径大部３２ｂが挿入されている。この状態において、鍔部３２ｃが底壁部３３の外周面（図中、右側面）に接している。筒状ボス部３２の鍔部３２ｃとアウターロータ本体部３１の底壁部３３とが、アウターロータ本体部３１の周方向の複数個所において、鍔部３２ｃと底壁部３３とを貫通するリベット３６で一体的に固定されている。

　ジェネレータＳＧは、永久磁石式ジェネレータである。アウターロータ本体部３１のバックヨーク部３４には、バックヨーク部３４の内周面に、複数の永久磁石部３７が設けられている。各永久磁石部３７は、Ｓ極とＮ極とがジェネレータＳＧの径方向に並ぶように設けられている。

　複数の永久磁石部３７は、ジェネレータＳＧ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、インナーステータ４０と対向するアウターロータ３０の磁極数が２４個である。アウターロータ３０の磁極数とは、インナーステータ４０と対向する磁極数をいう。ステータコアＳＴの歯部４３と対向する永久磁石部３７の磁極面の数は、アウターロータ３０の磁極数に相当する。アウターロータ３０が有する磁極１つあたりの磁極面は、インナーステータ４０と対向する永久磁石部３７の磁極面に相当する。永久磁石部３７の磁極面は、永久磁石部３７とインナーステータ４０との間に設けられた非磁性体（図示せず）により覆われている。永久磁石部３７とインナーステータ４０との間には磁性体が設けられていない。非磁性体としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼材が挙げられる。本実施形態において、永久磁石部３７は、フェライト磁石である。但し、本発明において、永久磁石としては、ネオジボンド磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等の従来公知の磁石が採用され得る。永久磁石部３７の形状は、特に限定されない。なお、アウターロータ３０は、永久磁石部３７が磁性材料に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ型）であってもよいが、本実施形態のように、永久磁石部３７が磁性材料から露出した表面磁石型（ＳＰＭ型）であることが好ましい。

　上述のように、クランクシャフト５に取り付けられ、クランクシャフト５と共に回転するように取り付けられたアウターロータ３０は、クランクシャフト５のイナーシャを増加させるための回転体である。また、アウターロータ３０を構成する底壁部３３の外周面（図１及び図３における右側面）には、複数枚の羽根部Ｆａを有する冷却ファンＦが設けられている。冷却ファンＦは、固定具（複数本のボルトＦｂ）で、底壁部３３の外周面に固定されている。

　インナーステータ４０は、ステータコアＳＴと複数相のステータ巻線Ｗとを有する。ステータコアＳＴは、例えば薄板状のケイ素鋼板を軸線方向に沿って積層することにより形成される。ステータコアＳＴは、ステータコアＳＴの中心部に、アウターロータ３０の筒状ボス部３２の外径よりも大きな内径の孔部４１を有する。また、ステータコアＳＴは、径方向外側に向かって一体的に延びた複数の歯部４３を有する（図４参照）。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（図４参照）を有する。歯部４３は周方向に等間隔で配置されている。

　ジェネレータＳＧは、三相ジェネレータである。各歯部４３の周囲には、ステータ巻線Ｗが巻き付けられている。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。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。

　図３に示すように、インナーステータ４０には、ジェネレータＳＧの径方向の中央部分に孔部４１が形成されている。孔部４１内には、クランクシャフト５及びアウターロータ３０の筒状ボス部３２が、孔部４１の壁面（インナーステータ４０）から間隔を空けて配置されている。この状態で、インナーステータ４０は、４ストロークエンジン本体Ｅのクランクケース１に取り付けられている。インナーステータ４０の歯部４３の端部（先端面）は、アウターロータ３０を構成する永久磁石部３７の磁極面（内周面）から間隔を空けて配置されている。この状態で、アウターロータ３０は、クランクシャフト５の回転と連動して回転する。アウターロータ３０は、クランクシャフト５と一体で回転する。言い換えると、アウターロータ３０の回転速度は、クランクシャフト５の回転速度と同じである。

　図４を参照して、アウターロータ３０についてさらに説明する。永久磁石部３７は、ジェネレータＳＧの径方向におけるインナーステータ４０の外側に設けられている。バックヨーク部３４は、径方向における永久磁石部３７の外側に設けられている。永久磁石部３７は、インナーステータ４０に対向する面に、複数の磁極面３７ａを備えている。磁極面３７ａは、ジェネレータＳＧの周方向に並んでいる。磁極面３７ａのそれぞれは、Ｎ極又はＳ極である。Ｎ極とＳ極とは、ジェネレータＳＧの周方向に交互に配置されている。永久磁石部３７の磁極面３７ａは、インナーステータ４０と対向している。本実施形態では、複数の磁石がジェネレータＳＧの周方向に配置されており、複数の磁石のそれぞれは、Ｓ極とＮ極とがジェネレータＳＧの径方向に並んだ姿勢で配置されている。周方向に隣り合う１つのＳ極と１つのＮ極とによって磁極面の対３７ｐが構成される。磁極面の対３７ｐの数は、磁極面３７ａの数の１／２である。本実施形態では、アウターロータ３０に、インナーステータ４０と対向する２４個の磁極面３７ａが設けられており、アウターロータ３０の磁極面の対３７ｐの数は１２個である。なお、図には、１２個の磁石対に対応した１２個の磁極面の対３７ｐが示されている。ただし、図の見やすさのため、３７ｐの符号は、１つの対のみを指している。ジェネレータＳＧは、歯部４３の数の２／３よりも多い磁極面３７ａを有している。ジェネレータＳＧは、歯部４３の数の４／３以上の数の磁極面３７ａを有している。

　アウターロータ３０の外面には、アウターロータ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アウターロータ３０の外面に設けられている。本実施形態において、複数の被検出部３８は、周方向に間隔を空けてアウターロータ３０の外周面に設けられている。複数の被検出部３８は、筒状のバックヨーク部３４の外周面に配置されている。複数の被検出部３８のそれぞれは、バックヨーク部３４の外周面からジェネレータＳＧの径方向Ｙにおける外向きに突出している。底壁部３３、バックヨーク部３４、及び被検出部３８は、例えば鉄等の金属板をプレス成形することにより一体的に形成されている。つまり、被検出部３８は、強磁性体で形成されている。被検出部３８の配置の詳細については、後に説明する。

　ロータ位置検出装置５０は、アウターロータ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、クランクシャフト５の回転速度を検出する速度検出部としても機能する。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。つまり、ロータ位置検出装置５０は、複数の被検出部３８がロータ位置検出装置５０と順次対向するような位置に配置されている。ロータ位置検出装置５０は、アウターロータ３０の回転に伴い被検出部３８が通過する経路に対向している。ロータ位置検出装置５０は、インナーステータ４０とは離れた位置に配置されている。本実施形態において、ロータ位置検出装置５０は、クランクシャフト５の径方向においてロータ位置検出装置５０とインナーステータ４０及びステータ巻線Ｗとの間にアウターロータ３０のバックヨーク部３４及び永久磁石部３７が位置するように配置されている。ロータ位置検出装置５０は、ジェネレータＳＧの径方向における、アウターロータ３０よりも外側に配置されており、アウターロータ３０の外周面に向いている。

　ロータ位置検出装置５０は、検出用巻線５１、検出用磁石５２及びコア５３を有している。検出用巻線５１は、被検出部３８を検出するピックアップコイルとして機能する。コア５３は、例えば鉄製の棒状に延びた部材である。検出用巻線５１は、被検出部３８を磁気的に検出する。ロータ位置検出装置５０は、クランクシャフト５の回転の開始後に、アウターロータ３０の回転位置の検出を開始する。なお、ロータ位置検出装置５０には、上述した、被検出部３８の通過に伴う起電力によって発生する電圧が変化するタイプ以外の構成も採用可能である。例えば、ロータ位置検出装置５０には、検出用巻線５１に常時通電を行い、被検出部３８の通過に伴うインダクタンスの変化により通電電流が変化するタイプの構成も採用可能である。また、ロータ位置検出装置５０は、特に限定されず、ホール素子又はＭＲ素子を備えていてもよい。本実施形態のエンジンユニットＥＵ（図１参照）は、ホール素子又はＭＲ素子を備えていてもよい。

　ここで、図４を参照して、アウターロータ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、アウターロータ３０の外面に設けられている。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。また、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、アウターロータ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、同時に（一度に）、複数の被検出部３８ではなく、複数の被検出部３８のうちの１つに対向する。図４には、周方向に隣り合う２つの磁極（Ｓ極及びＮ極）によって構成された磁極面の対３７ｐにおける、予め定められた周方向の規定位置が、一点鎖線で示されている。なお、本実施形態では、アウターロータ３０に、規定位置の数よりも１つ少ない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、１２ヶ所の規定位置のうち１１ヶ所にそれぞれ設けられている。なお、複数の被検出部３８は、例えばバックヨーク部３４とは別体で構成してもよい。また、複数の被検出部３８は、例えば、周方向において逆極性に交互に磁化された複数の部分を有する１つの物体で形成されてもよい。

　［電気構成］
　図５は、図１に示すエンジンユニットＥＵに係る電気的な基本構成を示すブロック図である。
　エンジンユニットＥＵは、４ストロークエンジン本体Ｅ、ジェネレータＳＧ、及び制御装置ＣＴを備えている。制御装置ＣＴには、ジェネレータＳＧ、点火プラグ２９、及びバッテリ１４が接続されている。

　制御装置ＣＴは、複数相のステータ巻線Ｗと接続され、車両が備えるバッテリ１４から複数相のステータ巻線Ｗへの電流を供給する。
　制御装置ＣＴは、始動発電制御部６２と、燃焼制御部６３と、複数のスイッチング部６１１～６１６とを備えている。本実施形態における制御装置ＣＴ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６１を構成している。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。複数のスイッチング部６１１～６１６は、ジェネレータＳＧからバッテリ１４に供給する電流を制御する。複数のスイッチング部６１１～６１６は、複数相のステータ巻線Ｗとバッテリ１４との間の電流の通過／遮断を切替える。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、ジェネレータＳＧ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（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ただし、スイッチング部６１１～６１６には、ＦＥＴ以外に、例えばサイリスタ及びＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）も採用可能である。

　始動発電制御部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、ジェネレータＳＧの動作を制御する。始動発電制御部６２は、位相制御部６２１、ベクトル制御部６２２、オン・オフ動作記憶部６２３、及び初期動作部６２４を含む。位相制御部６２１及びベクトル制御部６２２を含む始動発電制御部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ソフトウェアとによって実現される。ただし、位相制御部６２１及びベクトル制御部６２２を含む始動発電制御部６２と、燃焼制御部６３との一部又は全部は、電子回路であるハードウェア回路によって実現することも可能である。また、始動発電制御部６２及び燃焼制御部６３は、例えば互いに別の装置として互いに離れた位置に構成されてもよく、また、一体に構成されるものであってもよい。

　オン・オフ動作記憶部６２３は、例えばメモリで構成されている。オン・オフ動作記憶部６２３は、複数のスイッチング部６１１～６１６のオン・オフ動作に関わるデータを記憶している。オン・オフ動作記憶部６２３は、より詳細には、制御装置ＣＴがジェネレータＳＧ及び４ストロークエンジン本体Ｅを制御するために用いるマップ、並びに情報が記載されているソフトウェアを記憶している。
　また、初期動作部６２４は、電子回路（ワイヤードロジック）で構成されている。初期動作部６２４は、複数のスイッチング部６１１～６１６をオン・オフ動作させる電気信号を発生する。なお、制御装置ＣＴは、オン・オフ動作記憶部６２３及び初期動作部６２４の双方を動作させてもよく、オン・オフ動作記憶部６２３及び初期動作部６２４の一方を動作させてもよい。

　燃焼制御部６３は、点火プラグ２９に点火動作を行わせることによって、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を制御する。４ストロークエンジン本体Ｅが、燃料を噴射し混合気を生成する燃料噴射装置を備える場合には、燃焼制御部６３は、燃料噴射装置の噴射も制御することによって、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を制御する。

　始動発電制御部６２には、４ストロークエンジン本体Ｅを始動させるためのスタータスイッチ１６が接続されている。スタータスイッチ１６は、４ストロークエンジン本体Ｅの始動の際、運転者によって操作される。また、制御装置ＣＴの始動発電制御部６２は、バッテリ１４の電圧を検出することによって、バッテリ１４の充電状態を検出する。ただし、バッテリ１４の充電状態の検出には、バッテリ１４の電圧を検出する構成以外にも、例えば、充電状態でバッテリ１４に流れる電流を検出する構成が採用可能である。

　制御装置ＣＴは、インバータ６１、始動発電制御部６２、及び燃焼制御部６３の動作を通じて、ジェネレータＳＧを制御する。

　［エンジンユニットの動作］
　図６は、図５に示すエンジンユニットＥＵの状態の概略を示す状態遷移図である。
　本実施形態のエンジンユニットＥＵにおいて、クランクシャフト５の回転が停止した状態で（Ｓ１）、始動指示が入力されると、制御装置ＣＴは、始動制御状態（Ｓ２）に移る。始動制御状態（Ｓ２）において、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧに、クランクシャフト５を回転させることによって４ストロークエンジン本体Ｅを始動させる（Ｓ２）。制御装置ＣＴは、クランクシャフト５の回転が停止した状態で、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、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されるように制御する。つまり、始動制御状態（Ｓ２）において、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧを力行させる。制御装置ＣＴは、バッテリ１４の正極からジェネレータＳＧに電流が供給されるように制御する。制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧをモータとして機能させる。ジェネレータＳＧは、バッテリ１４の電力でクランクシャフト５を駆動する。なお、本実施形態における制御状態は、本発明にいう制御態様の一例に相当する。

　始動指示は、例えば、スタータスイッチ１６が操作された場合に、スタータスイッチ１６から制御装置ＣＴに入力される。また、エンジンユニットＥＵがアイドリングストップ機能を有する場合、制御装置ＣＴは、予め定めたエンジン始動条件を判別することによって、自ら再始動の指示を実行する。予め定めたエンジン始動条件の達成は、始動指示の入力に含まれる。予め定めたエンジン始動条件は、例えば、図示しないアクセル操作子の操作である。また、予め定めたエンジン始動条件は、例えば、バッテリ１４に蓄えられた電力が、特定の閾値を下回ることである。特定の閾値は、例えば、４ストロークエンジン本体Ｅを始動させるための電力の下限値である。特定の閾値は、車両に搭載された機器を動作させるための電力の下限値であってもよい。

　始動制御状態（Ｓ２）において、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧにクランクシャフト５を回転させる。制御装置ＣＴは、クランクシャフト５の回転速度が所定の着火可能回転速度を超えている場合、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を開始させる。より詳細には、制御装置ＣＴの燃焼制御部６３は、点火プラグ２９を制御することによって、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を制御する。４ストロークエンジン本体Ｅが、燃料を噴射し混合気を生成する燃料噴射装置を備える場合には、燃焼制御部６３は、燃料噴射装置の噴射も制御することによって、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を制御する。ここで、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作の開始には、燃焼動作が正常に行われたか確認する動作も含まれる。燃焼動作が正常に行われたか否かは、例えば、クランクシャフト５が複数回回転する間に、クランクシャフト５の回転速度を測定し、測定した回転速度が、正常な燃焼動作の場合として定まられた値を超えているか否かによって判別される。

　ジェネレータＳＧは、４ストロークエンジン本体Ｅを始動させた後、予め定められた期間、クランクシャフト５の回転を加速させる（Ｓ２）。より詳細には、ジェネレータＳＧは、燃焼動作が正常に行われたか確認する動作も含め４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作を開始させた後、クランクシャフト５の回転の加速を継続する。具体的には、制御装置ＣＴは、燃焼動作を開始させた後、予め定められた期間、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、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されるように制御する。つまり、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧを力行させる。これによって、クランクシャフト５の回転は、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されない場合よりも加速する。つまり、クランクシャフト５の回転は、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作のみによって回転する場合よりも加速する。制御装置ＣＴ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のベクトル制御を行うことによって、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されるように制御して、クランクシャフト５の回転を加速させる。ベクトル制御は、１８０度通電である。

　４ストロークエンジン本体Ｅが燃焼動作を開始した後は、クランクシャフト５の回転の安定性が低い場合がある。４ストロークエンジン本体の燃焼開始後、ジェネレータＳＧによるクランクシャフト５の回転の加速が継続されることによって、４ストロークエンジン本体の燃焼によるクランクシャフト５の回転が安定化する。予め定められた期間は、クランクシャフト５の回転が安定化するのに十分な期間（時間の期間）に設定される。予め定められた期間として、例えば、クランクシャフト５の回転速度がアイドル回転速度に達するために十分な期間が設定される。

　ジェネレータＳＧは、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作開始から予め定められた期間が経過した後、クランクシャフト５の回転と連動して回転することにより、バッテリ１４を充電するための電流を発電するジェネレータとして機能する。制御装置ＣＴは、発電制御状態に移る（Ｓ３）。
　発電制御状態（Ｓ３）において、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧの出力によって、バッテリ１４を充電する。制御装置ＣＴ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、ジェネレータＳＧからバッテリ１４に供給される電流を制御する。制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧからバッテリ１４の正極に電流が流れるよう制御する。
　停止の指示が入力されると、制御装置ＣＴは、発電制御の状態（Ｓ３）から停止の状態（Ｓ１）に移行する。停止の状態（Ｓ１）は、４ストロークエンジン本体Ｅの停止状態である。

　発電制御状態（Ｓ３）において、クランクシャフト５の回転の加速が要求されると、制御装置ＣＴは、加速制御状態に移る（Ｓ４）。つまり、制御装置ＣＴは、４ストロークエンジン本体Ｅを始動させた後、予め定められた期間、クランクシャフト５の回転を加速させる。具体的には、制御装置ＣＴは、予め定められた期間、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、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されるように制御することによって、クランクシャフト５の回転を加速させる。つまり、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧを力行させる。
　制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧが発電している状態において、例えば車両の加速が要求される場合、ジェネレータＳＧの状態を発電から加速（力行）に切り換えることによって、クランクシャフト５の正回転を加速させる。例えば車両の加速が要求される場合に、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作によるクランクシャフト５の回転の加速が、ジェネレータＳＧによって補助される。これによって、クランクシャフト５の回転は、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されない場合よりも加速する。つまり、クランクシャフト５の回転は、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作のみによって回転する場合よりも加速する。制御装置ＣＴ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のベクトル制御を行うことによって、バッテリ１４からジェネレータＳＧに電力が供給されるように制御して、クランクシャフト５の回転を加速させる。より詳細には、制御装置ＣＴのベクトル制御部６２２が、複数のスイッチング部６１１～６１６のベクトル制御を行う。

　加速制御状態（Ｓ４）において予め定められた期間が経過すると、制御装置ＣＴは、発電制御状態に移る（Ｓ３）。

　本実施形態の制御装置ＣＴにおける発電制御状態（Ｓ３）は、ベクトル制御状態（Ｓ３１）及び位相制御状態（Ｓ３２）を有する。制御装置ＣＴは、発電の制御を、ベクトル制御と位相制御との間で切換える。すなわち、制御装置ＣＴは、ベクトル制御と位相制御との間で制御を切換える切換え部を有している。
　制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧが出力する電圧がバッテリ１４の電圧より低くなる期間の少なくとも一部において、ベクトル制御を行う（Ｓ３１）。より詳細には、制御装置ＣＴのベクトル制御部６２２が、ベクトル制御を行う。制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧが出力する電圧がバッテリ１４の電圧より高くなる期間の少なくとも一部において、位相制御を行う（Ｓ３２）。より詳細には、制御装置ＣＴの位相制御部６２１が、位相制御を行う。ジェネレータＳＧが出力する電圧は、ステータ巻線Ｗの出力電圧である。ジェネレータＳＧが出力する電圧は、出力される交流電圧の振幅である。バッテリ１４の電圧は、制御が切換えられる時点での電圧である。
　より詳細には、制御装置ＣＴは、クランクシャフト５の回転速度に応じて、発電の制御状態を切換える。制御装置ＣＴは、クランクシャフト５の回転速度が、予め定められた第１速度閾値を超えると、位相制御状態に移り、位相制御を行う（Ｓ３２）。制御装置ＣＴは、クランクシャフト５の回転速度が、予め定められた第２速度閾値を下回ると、ベクトル制御状態に移り、ベクトル制御を行う（Ｓ３１）。第１速度閾値は第２速度閾値より大きい。第１速度閾値が第２速度閾値より大きいと、速度の変化に対する制御状態の遷移がヒステリシスを有するので、状態が安定しやすい。ただし、第１速度閾値と第２速度閾値に同じ値を設定することも可能である。
　車両が停車し、且つジェネレータＳＧが出力する電圧がバッテリ１４の電圧より低くなる期間は、クランクシャフト５の回転速度が第２速度閾値より小さい。

　発電制御状態（Ｓ３）において車両が停車状態である場合、ジェネレータＳＧが出力する電圧は、バッテリ１４の電圧より低い。この場合、制御装置ＣＴは、発電制御状態（Ｓ３）のベクトル制御状態（Ｓ３１）に移る。詳細には、クランクシャフト５の回転速度が第２速度閾値より小さい場合、制御装置ＣＴは、発電制御状態（Ｓ３）のベクトル制御状態（Ｓ３１）に移る。

　制御装置ＣＴは、車両が停車し、且つジェネレータＳＧが出力する電圧がバッテリ１４の電圧より低くなる期間の少なくとも一部において、ジェネレータＳＧが出力するバッテリ１４の電圧より低い電圧を、バッテリ１４の電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリ１４を充電する（Ｓ３１）。制御装置ＣＴ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のベクトル制御を行うことによって、ジェネレータＳＧが出力する電圧をバッテリ１４の電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリ１４を充電する。

　ベクトル制御は、ジェネレータＳＧの電流を、磁石の磁束方向に対応するｄ軸成分と、電気角において磁束方向と垂直なｑ軸成分に分離して制御する方法である。ｑ軸成分は、ジェネレータＳＧのトルク負荷に影響する成分である。ベクトル制御は、複数相のステータ巻線Ｗの各相に対し、通電休止期間なしに通電を行う制御である。ベクトル制御は、複数相のステータ巻線Ｗの各相に正弦波の電流が流れるよう通電を行う制御である。複数のスイッチング部６１１～６１６がベクトル制御によるタイミングでオン・オフ動作することにより、複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれに正弦波の電流が流れる。ベクトル制御による発電は、例えば、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧の正弦波に同期するように、この誘導起電圧の向きに電流を引き出すことにより実現される。なお、正弦波の電流及び正弦波の電圧は、正弦波状の電流及び電流を意味する。正弦波の電流には、例えば、スイッチング部のオン・オフ動作に伴うリップル、及び歪みが含まれる。
　ベクトル制御では、複数のスイッチング部６１１～６１６のそれぞれがパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号で制御される。パルス幅変調におけるパルスの周期は、ステータ巻線Ｗの各相の誘導起電圧の周期よりも短い。つまり、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧのステータ巻線Ｗの誘導起電圧の周期よりも短い周期のパルス信号に応じて複数のスイッチング部６１１～６１６のオン・オフを制御する。
　制御装置ＣＴのベクトル制御部６２２は、ベクトル制御において、図示しないセンサで検知した複数相のステータ巻線Ｗの電流と、ロータ位置検出装置５０で検知したアウターロータ３０の位置とから、ｄ軸成分とｑ軸成分を得る。制御装置ＣＴは、目標値に応じて補正した成分に基づいて、複数のスイッチング部６１１～６１６のオン・オフのタイミングを制御する。
　なお、制御においては、一部の相のステータ巻線の電流のみ検出する方法、又は、ロータ位置検出装置５０による位置検出を省略する方法も採用可能である。また、制御においては、いずれの相のステータ巻線の電流も検知することなく複数のスイッチング部６１１～６１６を制御する方法も採用可能である。この場合、制御装置ＣＴは、ロータ位置検出装置５０で検知したアウターロータ３０の位置から、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧の正弦波に同期するような電流を推定し、推定した電流を流すための電圧をステータ巻線Ｗに印加する。例えば、制御装置ＣＴは、アウターロータ３０の位置とパルスの周期との対応関係を表わすマップ（設定表）を用い、アウターロータ３０の位置に基づいて複数のスイッチング部６１１～６１６を制御する。このマップは、アウターロータ３０の位置に対し、誘導起電圧の正弦波に同期するような電流を流すための電圧を推定することによって、予め設定される。
　オン・オフのタイミングの制御には、例えば、入力された情報を用いて式を算出する方法、又は、オン・オフ動作記憶部６２３に記憶されたマップ（設定表）を読出して参照する方法が採用可能である。式、又はマップは、プログラムに含まれていてもよい。また制御装置ＣＴは、電子回路（ワイヤードロジック）で構成された初期動作部６２４を用いて制御を行ってもよい。

　図７は、ベクトル制御における電流及び電圧の波形の例を示す図である。
　図７において、Ｖｕは、ジェネレータＳＧの複数相のステータ巻線Ｗのうち、Ｕ相のステータ巻線Ｗの誘導起電圧を表している。Ｉｕは、Ｕ相のステータ巻線Ｗの電流を表している。図７において、Ｉｕにおける正の値は、スイッチング部６１１，６１２からステータ巻線Ｗに電流が流れることを表している。Ｉｕにおける負の値は、ステータ巻線Ｗからスイッチング部６１１，６１２に電流が流れることを表している。
　Ｖｓｕｐ及びＶｓｕｎは、複数のスイッチング部６１１～６１６のうち、Ｕ相のステータ巻線Ｗに接続される２つのスイッチング部６１１，６１２の制御信号を表している。Ｖｓｕｐは、Ｕ相のステータ巻線Ｗとバッテリ１４の正極との間に配置された正側のスイッチング部６１１の制御信号である。Ｖｓｕｐは、Ｕ相のステータ巻線Ｗとバッテリ１４の負極との間に配置された負側のスイッチング部６１２の制御信号である。Ｖｓｕｐ及びＶｓｕｎにおけるＨレベルは、スイッチング部６１１，６１２のオン状態を表している。Ｌレベルは、オフ状態を表している。Ｉｄｃはバッテリ１４に流れる電流である。Ｉｄｃにおける負の値、すなわち、図における「０」より下の値は、ジェネレータＳＧが発電し、バッテリ１４が充電されることを表す。

　スイッチング部６１１，６１２の制御信号Ｖｓｕｐ，Ｖｓｕｎに示されるように、正側のスイッチング部６１１と負側のスイッチング部６１２とは、オン状態とオフ状態において、互いに逆の状態になる。
　制御装置ＣＴは、ステータ巻線Ｗの各相に正弦波の電流が流れるように、スイッチング部６１１，６１２のオン・オフのデューティ比を制御する。制御装置ＣＴは、スイッチング部６１１，６１２のオン・オフのデューティ比の変化の周期が、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧の周期になるように、スイッチング部６１１，６１２を制御する。ステータ巻線Ｗの誘導起電圧は、正弦波であり、中央値「０」（タイミングｔ１、ｔ５）、正の最大値（タイミングｔ２）、中央値「０」（タイミングｔ３）、及び負の最大値（タイミングｔ４）を繰り返す。
　制御装置ＣＴは、ベクトル制御において、スイッチング部６１１，６１２を次のように制御する。すなわち、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧Ｖｕが正の最大値及び負の最大値となるタイミング（ｔ２，ｔ４）における、正側のスイッチング部６１１のデューティ比と負側のスイッチング部６１２のデューティ比との差は、誘導起電圧Ｖｕが中央値（「０」）となるタイミング（ｔ１，ｔ３，ｔ５）における正側のスイッチング部６１１のデューティ比と負側のスイッチング部６１２のデューティ比との差よりも大きい。
　例えば、Ｕ相のステータ巻線Ｗの誘導起電圧Ｖｕが中央値（「０」）となるタイミング（ｔ１，ｔ３，ｔ５）において、正側のスイッチング部６１１のデューティ比及び負側のスイッチング部６１２のデューティ比の双方は、例えばタイミング（ｔ２，ｔ４）と比べて５０％に近い。従って、正側のスイッチング部６１１のデューティ比と負側のスイッチング部６１２のデューティ比の差は小さい。この結果、Ｕ相のステータ巻線Ｗの電流は小さくなる。
　なお、スイッチング部６１１，６１２のデューティ比は、バッテリ１４からステータ巻線Ｗに供給する電圧に直接影響する。電圧と電流との間には、ステータ巻線Ｗのインダクタンス成分による遅れが生じる。従って、デューティ比と電流の変化には若干のずれが生じている。しかし、ベクトル制御によって、ステータ巻線Ｗに流れる電流Ｉｕと誘導起電圧Ｖｕについての力率を高めることができる。
　Ｕ相についての上記の説明は、Ｖ相及びＷ相についても適用される。Ｖ相及びＷ相は、電気角で１２０度に相当する時間差をＵ相との間に有する。

　ベクトル制御では、誘導起電圧の周波数よりも高い周波数のＰＷＭのパルスでスイッチング部６１１～６１６がオン及びオフするので、ステータ巻線Ｗを流れる電流について強いチョッピング作用を生じる。このため、ジェネレータＳＧが出力する電圧がバッテリ１４の電圧より高い電圧に昇圧され、バッテリ１４が充電される。ベクトル制御によれば、例えば図７に示すように、ステータ巻線Ｗに流れる電流を、誘導起電圧Ｖｕに対し、力率が高まるように制御することができる。このため、ジェネレータＳＧが出力する電圧が、バッテリの電圧より低くとも、高効率で発電量を確保できる。
　また、ジェネレータＳＧのアウターロータ３０が有する磁極面３７ａの数は、歯部４３の２／３よりも多いので、電気角における角速度が高い。このため、より高効率で発電量を確保できる。

　また、本実施形態の４ストロークエンジン本体Ｅは４ストロークエンジンであり、高負荷領域と低負荷領域とを有する。クランクシャフト５の回転速度は、高負荷領域よりも低負荷領域で高い。４ストロークエンジン本体Ｅは、領域に応じた回転速度の変動が大きい。領域に応じた回転速度の変動が大きいと、クランクシャフト５の回転速度を低下させた場合の回転の安定性が低下しやすい。
　本実施形態のエンジンユニットＥＵでは、車両の停車状態におけるクランクシャフト５の回転速度が低く、バッテリ１４の電圧より低い電圧がジェネレータＳＧから出力されても、バッテリ１４を充電することができる。バッテリ１４を充電するときにジェネレータＳＧが発電する電力は、エンジン本体にかかる負荷に相応する。この負荷は、回転速度が相対的に高い領域で大きく、回転速度が相対的に低い領域で小さい。つまり、負荷は、回転速度が安定するように変動する。従って、車両の停車状態におけるクランクシャフト５の回転速度が低く、バッテリ１４の電圧より低い電圧がジェネレータＳＧから出力されても、クランクシャフト５の回転速度を安定化しつつ、高効率で発電量を確保できる。

　図６に示す位相制御状態（Ｓ３２）において、制御装置ＣＴは、位相制御を行う。
　位相制御は、インバータ６１に備えられた複数のスイッチング部６１１～６１６の通電タイミングを進み又は遅らせる制御である。位相制御は、上述したベクトル制御とは別の制御である。制御装置ＣＴは、位相制御において、複数のスイッチング部６１１～６１６のそれぞれを、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧の周期に等しい周期でオン・オフ動作させる。制御装置ＣＴは、位相制御において、複数のスイッチング部６１１～６１６のそれぞれを、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧の周期と等しい周期で１回ずつオン・オフさせる。制御装置ＣＴは、ステータ巻線Ｗの誘導起電圧に対し、複数のスイッチング部６１１～６１６それぞれのオン・オフ動作の位相を制御する。

　図８は、位相制御における電流及び電圧の波形の例を示す図である。
　図８におけるＶｕ、Ｉｕ、Ｖｓｕｐ、Ｖｓｕｎ、及びＩｄｃは、図７と同一である。ただし、図８におけるＶｕ、Ｉｕ、及びＩｄｃの縦軸のスケールは、図７におけるスケールと異なる。また、図８に示す例では、クランクシャフト５の回転速度が、図７に示す場合より高い。従って、誘導起電圧Ｖｕの周期は、図７に示す場合より短い。
　位相制御において、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧのステータ巻線Ｗの誘導起電圧の周期と等しい周期の信号Ｖｓｕｐ、Ｖｓｕｎに応じて複数のスイッチング部６１１～６１６のオン・オフを制御する。複数のスイッチング部６１１～６１６のオン・オフのデューティ比は固定されている。複数のスイッチング部６１１～６１６のうち、正側のスイッチング部６１１のオン・オフのデューティ比と負側のスイッチング部６１２のオン・オフのデューティ比は等しい。複数のスイッチング部６１１～６１６それぞれのオン・オフのデューティ比は５０％である。
　制御装置ＣＴは、位相制御において、複数のスイッチング部６１１～６１６の通電タイミングを進み又は遅らせることによって、ステータ巻線Ｗから、バッテリ１４に流れる電流を制御する。制御装置ＣＴは、誘導起電圧Ｖｕに対し、スイッチング部６１１～６１６のオン・オフの位相を進めることによって、バッテリ１４に流れる電流を減少させる。制御装置ＣＴは、誘導起電圧Ｖｕに対し、スイッチング部６１１～６１６のオン・オフの位相を遅らせることによって、バッテリ１４に流れる電流を増大させる。位相制御では、スイッチング部６１１～６１６のオン・オフによって、ある一相のステータ巻線Ｗから出力される電流の経路が、他相のステータ巻線Ｗとバッテリ１４との間で切換えられる。

　クランクシャフト５が、車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転すると、ジェネレータＳＧが出力する電圧が増大する。ジェネレータが出力する電圧は、バッテリ１４の電圧より高くなる。ジェネレータがバッテリの電圧より高い電圧を出力する期間において、位相制御が行われる。位相制御におけるスイッチング部６１１～６１６のオン・オフの周期は、ベクトル制御の場合と比べて長い。すなわち、位相制御におけるスイッチング部６１１～６１６のオン・オフの周波数は、ベクトル制御の場合と比べて低い。従って、スイッチング部６１１～６１６のスイッチング損失が抑制されるので、高い効率が得られる。
　従って、本実施形態のエンジンユニットＥＵによれば、クランクシャフト５が車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転し、ジェネレータＳＧがバッテリ１４の電圧より高い電圧を出力する状況でも、高効率で、発電量を確保することができる。

　図９（ａ）は、クランクシャフトの回転速度と発電電流の関係を模式的に示すグラフである。また、図９（ｂ）は、クランクシャフトの回転速度と発電効率の関係を模式的に示すグラフである。図９（ａ）及び図９（ｂ）において、太線（Ｐ１）は、本実施形態のエンジンユニットにおける特性を示している。
　また、細線（Ｒ１）は、第一の比較例として、本実施形態のジェネレータＳＧと同じ構成のジェネレータを、ダイオードで構成されたレクチファイアレギュレータに接続した場合の特性を示している。
　また、破線（Ｒ２）は、第二の比較例として、本実施形態におけるジェネレータＳＧよりも大型化したジェネレータにダイオードで構成されたレクチファイアレギュレータに接続した場合の特性を示している。第二の比較例のジェネレータでは、永久磁石が大型化し、ステータ巻線に太い線が使用され、そして巻数が増大している。このため、第二の比較例のジェネレータは、本実施形態におけるジェネレータＳＧよりも大型化している。

　本実施形態における制御装置ＣＴは、クランクシャフト５が停車時の回転速度で回転する場合にベクトル制御方式を用い、クランクシャフト５が停車時の回転速度より高い回転速度で回転する場合に位相制御方式を用いる。図９（ａ）及び図９（ｂ）には、停車時におけるクランクシャフト５の回転速度の範囲が示されている。例えば、クランクシャフト５のアイドル回転速度は、この範囲に設定されている。

　本実施形態におけるジェネレータＳＧは、停車時の回転速度でクランクシャフト５が回転する場合に、バッテリ１４の電圧より低い電圧を出力する。
　第一の比較例では、本実施形態におけるジェネレータＳＧと同じ構成のジェネレータが、ダイオードで構成されたレクチファイアレギュレータに接続されている。この第一の比較例の場合、図９（ａ）の細線Ｒ１で示すように、停車時の回転速度において、ジェネレータからバッテリへ電流が流れない。つまり、バッテリが充電されない。

　これに対し、本実施形態では、制御装置ＣＴが、複数のスイッチング部６１１～６１６をベクトル制御することによって、ジェネレータＳＧが出力する電圧を、バッテリ１４の電圧より高い電圧に昇圧させる。従って、図９（ａ）の太線で示すように、停車時の回転速度において、ジェネレータＳＧからバッテリ１４へ電流が流れる。つまり、停車時に、ジェネレータＳＧが、バッテリ１４の電圧より低い電圧を出力しても、バッテリ１４が充電される。

　第二の比較例におけるジェネレータは、停車時の回転速度でクランクシャフト５が回転する場合に、バッテリの電圧より低い電圧を出力する。従って、図９（ａ）の破線Ｒ２で示すように、停車時の回転速度において、ジェネレータからバッテリへ電流が流れる。しかし、第二の比較例のジェネレータでは、本実施形態におけるジェネレータＳＧと比べて、永久磁石が大型化し、ステータ巻線に太い線が使用され、そして巻数が増大している。このため、第二の比較例のジェネレータは、本実施形態におけるジェネレータＳＧより大型である。

　これに対し、本実施形態では、制御装置ＣＴが、複数のスイッチング部６１１～６１６をベクトル制御することによって、ジェネレータＳＧが出力する電圧を、バッテリ１４の電圧より高い電圧に昇圧させる。従って、ジェネレータＳＧを大型化することなく、停車時に、バッテリ１４を充電できる。
　また、本実施形態では、制御装置ＣＴが、複数のスイッチング部６１１～６１６をベクトル制御することによって、ジェネレータＳＧの電流と電圧を、力率が高まるように制御することができる。このため、図９（ｂ）の太線Ｐ１に示すように、停車時に、バッテリ１４の電圧より低い電圧がジェネレータＳＧから出力されても、バッテリ１４が高効率で充電される。言い換えると、本実施形態によれば、ジェネレータＳＧを大型化することなく停車時にバッテリ１４の充電を行いつつ、ジェネレータＳＧからバッテリ１４の電圧より低い電圧が出力されるように、クランクシャフト５の回転速度を低下させることができる。従って、停車時における騒音及び燃費が抑えられる。

　ジェネレータの大型化を避けつつ、低い回転速度でジェネレータからの発電電圧を確保する方法として、例えば、ステータ巻線Ｗの線材を細くしつつ巻数を増大することが考えられる。しかし、ステータ巻線Ｗの線材を細くしつつ巻数を増大すると、バッテリ１４の電力でクランクシャフト５を回転させるときの駆動トルクが低下する。
　本実施形態のエンジンユニットＥＵでは、ジェネレータＳＧの出力電圧がバッテリ１４の電圧より低くなるようにクランクシャフト５の回転速度を低下させても、高効率でバッテリ１４を充電することができる。従って、バッテリ１４の電力でクランクシャフト５を駆動する場合における駆動トルクの低下を抑えつつ、発電の場合に、車両停車時のクランクシャフト５の回転速度を低下させても高効率で発電量を確保できる。

　このように、本実施形態のエンジンユニットＥＵによれば、ジェネレータＳＧを大型化することなく、車両停車時におけるクランクシャフト５の回転速度を低下させても高効率で発電量を確保することができる。

　クランクシャフト５が、車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転すると、ジェネレータＳＧが出力する電圧が増大する。ジェネレータＳＧが出力する電圧は、バッテリの電圧より高くなる。
　本実施形態におけるジェネレータＳＧと同じ構成のジェネレータを有する第一の比較例では、ジェネレータから出力される電流が回転速度の増大に伴って増大する。ジェネレータから出力される電流のうち、バッテリを充電する電流以外の過大な電流は、レクチファイアレギュレータにおいて熱として消費される。
　これに対し、本実施形態では、制御装置ＣＴが、複数のスイッチング部６１１～６１６の通電タイミングを進み又は遅らせる位相制御を行う。これによって、ジェネレータＳＧから出力される電流が抑制される。従って、ジェネレータＳＧから出力される電流を熱として消費する量が抑制される。このため、クランクシャフト５が車両の停車状態における回転速度より高い回転速度で回転し、ジェネレータＳＧがバッテリ１４の電圧より高い電圧を出力する状況でも、図９（ｂ）の太線Ｐ１に示すように、高効率で、発電量を確保することができる。

　また、本実施形態によれば、クランクシャフト５がアイドル回転速度で回転する場合及びアイドル回転速度より高い回転速度で回転する場合の双方において、高効率で、発電量を確保することができる。

　図６に示す始動制御状態（Ｓ２）において、制御装置ＣＴは、ジェネレータＳＧに、クランクシャフト５を回転させることによって４ストロークエンジン本体Ｅを始動させる。また、制御装置ＣＴは、４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作が開始した後、予め定められた期間、ジェネレータＳＧにクランクシャフト５の回転を加速させる。始動制御状態（Ｓ２）では、制御装置ＣＴが、インバータ６１に備えられた複数のスイッチング部６１１～６１６のベクトル制御を行うことによって、バッテリ１４からジェネレータに電力が供給されるように制御して、クランクシャフト５の回転を加速させる。
　４ストロークエンジン本体Ｅの燃焼動作開始から予め定められた期間が経過した後、制御装置ＣＴは、発電制御状態に移る（Ｓ３）。ここで、車両が停車状態であり、ジェネレータＳＧの出力電圧がバッテリ１４の電圧より低い場合、制御装置ＣＴは、発電制御状態（Ｓ３）の中のベクトル制御状態（Ｓ３１）に移る。つまり、制御装置ＣＴは、ベクトル制御によってクランクシャフト５の回転を加速させる始動制御状態（Ｓ２）から、発電制御状態（Ｓ３）の中のベクトル制御状態（Ｓ３１）に移る。ベクトル制御状態（Ｓ３１）では、制御装置ＣＴが、インバータ６１に備えられた複数のスイッチング部６１１～６１６のベクトル制御を行うことによって、ジェネレータＳＧが出力するバッテリ１４の電圧より低い電圧を、バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリ１４を充電する。
　ベクトル制御を行うことによってクランクシャフト５の回転を加速させる制御状態から、ベクトル制御を行うことによってバッテリ１４を充電する制御状態への制御状態の移行は、制御の種類の変更を伴わない。制御状態の移行は、例えば、指令値等のパラメータの変更により速やかに実行され得る。制御状態の移行は、例えば、複数相のステータ巻線Ｗの電流の位相を誘導起電圧の位相に対して変更することによって実行される。例えば、制御状態の移行は、ベクトル制御における制御値のうち、トクルに寄与するｑ軸成分電流を正の値から負の値に変更することによって実行される。
　従って、クランクシャフト５の回転の加速の状態、即ち力行状態から、バッテリ１４の充電の状態、即ち発電状態への移行が迅速にできる。

　ベクトル制御状態（Ｓ３１）において、制御装置ＣＴ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のベクトル制御を行うことによって、ジェネレータＳＧが出力するバッテリ１４の電圧より低い電圧を、バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、バッテリ１４を充電する。
　発電制御状態（Ｓ３）のベクトル制御状態（Ｓ３１）において、クランクシャフト５の回転の加速が要求されると、制御装置ＣＴは、加速制御状態に移る（Ｓ４）。加速制御状態（Ｓ４）において、制御装置ＣＴ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のベクトル制御を行うことによって、バッテリ１４からジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、クランクシャフト５の回転を加速させる。
　ベクトル制御を行うことによってバッテリ１４を充電する制御状態から、ベクトル制御を行うことによってクランクシャフト５の回転を加速させる制御状態への制御状態の移行は、制御の種類の変更を伴わない。制御状態の移行は、例えば、指令値等のパラメータの変更により速やかに実行され得る。
　従って、バッテリ１４の充電の状態、即ち発電状態から、クランクシャフト５の回転の加速の状態、即ち力行状態への移行が迅速にできる。

　［自動二輪車］
　図１０は、図１に示すエンジンユニットＥＵが搭載される車両を示す外観図である。

　図１０に示す車両Ａは、エンジンユニットＥＵと、車体１０１と、車輪１０２，１０３と、バッテリ１４とを備えている。車両Ａに搭載されたエンジンユニットＥＵは、図示しないクラッチを介して、駆動輪である車輪１０３を駆動し、車輪１０３を回転させることによって、車両Ａを走行させる。クラッチは、車両Ａの停車時において、クランクシャフト５から車輪１０３への回転力の伝達を遮断する。

　図１０に示す車両Ａは、上述したエンジンユニットＥＵが搭載されているので、ジェネレータＳＧを大型化することなく、高効率で、車両の停車状態におけるクランクシャフト５の回転速度での発電量を確保することができる。

　図１０に示す車両Ａは、自動二輪車である。ただし、本発明の車両は、自動二輪車に限られない。本発明の車両は、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、ＡＴＶ（Ａｌｌ－Ｔｅｒｒａｉｎ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）等であってもよい。また、本発明に係る車両は、鞍乗型車両に限定されず、車室を有する４輪車両等であってもよい。
　また、本発明の車両は、エンジンの機械的出力によって、駆動輪を駆動する車両に限られない。本発明の車両は、例えば、エンジンの機械的出力によってジェネレータを駆動するとともに、ジェネレータの電力によって、ジェネレータとは別のモータに駆動輪を駆動させる車両でもよい。

　本実施形態では、高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジン本体Ｅを説明した。また、本実施形態では、４ストロークエンジン本体Ｅが単気筒エンジンである場合について説明した。しかし、本発明のエンジン本体は特に限定されない。本発明のエンジン本体は、低負荷領域を有していないエンジンであってもよい。例えば、本発明のエンジンは、複数の気筒を有するエンジンであってもよい。本発明のエンジンは、例えば３以上の気筒を有するエンジンであってもよい。
　複数の気筒を有するエンジンは、負荷の変動が小さいので、回転の安定性が高い。従って、車両の停車時におけるクランクシャフトの回転速度をさらに低下させることが可能である。車両の停車時におけるクランクシャフトの回転速度がさらに低下しても、高い発電効率で発電量を確保することが可能である。

　本実施形態では、車両が停車し、且つジェネレータＳＧが出力する電圧がバッテリ１４の電圧より低くなる期間においてベクトル制御を行う例を説明した。しかし、本発明の制御装置は、ジェネレータが出力する電圧がバッテリの電圧より低くなる期間の一部においてベクトル制御を行ってもよい。また、本発明の制御装置は、ジェネレータが出力する電圧がバッテリの電圧より高い期間でも、ベクトル制御を行ってよい。また、本発明の制御装置は、車両が走行している期間でも、ベクトル制御を行ってよい。
　また、本実施形態では、車両が停車し、且つジェネレータが出力する電圧がバッテリの電圧より低くなる期間の例として、クランクシャフト５の回転速度が、予め定められた第２速度閾値より小さい場合を説明した。しかし、本発明における車両の停車は、例えば、車輪の回転状態によって判定してもよい。また、ジェネレータが出力する電圧がバッテリの電圧より低くなることは、ジェネレータが出力する電圧及びバッテリの電圧を直接的又は間接的に測定することによって判定してもよい。

　本実施形態では、ジェネレータＳＧが出力する電圧が前記バッテリ１４の電圧より高くなる期間において、位相制御を行う例を説明した。しかし、本発明の制御装置は、位相制御を行わなくともよい。例えば、制御装置は、位相制御を行う代わりに、スイッチング部のトランジスタをオフ状態に維持し、トランジスタに付随したダイオードによって整流を行ってもよい。

　本実施形態では、制御装置ＣＴは、４ストロークエンジン本体Ｅを始動させた後、始動制御状態（Ｓ２）及び加速制御状態（Ｓ４）において、予め定められた期間、クランクシャフト５の回転を加速させる例を説明した。しかし、本発明の制御装置は、クランクシャフトの回転を加速させなくともよい。また、クランクシャフトの回転の加速は、始動制御状態及び加速制御状態のいずれかで行ってもよい。

　また、始動制御状態（Ｓ２）及び加速制御状態（Ｓ４）において、制御装置はベクトル制御を行うことを説明した。しかし、例えば、クランクシャフト５の回転を開始する場合及び／又は回転を加速させる場合に、ベクトル制御を行わなくてもよい。例えば、１２０度通電方式により、ジェネレータを力行させてもよい。

　ここ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。ここに示され且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例を提供するものと見なされるべきである。それら実施例は、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、多くの図示実施形態がここに記載されている。

　本発明の図示実施形態を幾つかここに記載した。本発明は、ここに記載した各種の好ましい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（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、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。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例に限定されるべきではない。そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「好ましくは」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。

Ａ　　車両
ＣＴ　　制御装置
Ｅ　　４ストロークエンジン本体
ＥＵ　　エンジンユニット
ＳＧ　　ジェネレータ
５　　クランクシャフト
６２　　始動発電制御部
６３　　燃焼制御部
６１　　インバータ
６１１～６１６　　スイッチング部
６２１　　位相制御部
６２２　　ベクトル制御部

Claims

　バッテリを備えた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、
クランクシャフトを有するエンジン本体と、
前記クランクシャフトの回転と連動して回転することで発電するジェネレータと、
前記ジェネレータから前記バッテリに供給す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、前記ジェネレータから前記バッテリに供給される電流を制御する発電制御部と、前記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、前記車両が停車し、且つ前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より低くなる期間の少なくとも一部において、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のベクトル制御を行うことによって、前記ジェネレータが出力する前記バッテリの電圧より低い電圧を、前記バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、前記バッテリを充電する。
　請求項１に記載のエンジンユニットであって、
　前記制御装置は、前記ジェネレータが出力する電圧が前記バッテリの電圧より高くなる期間の少なくとも一部において、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の通電タイミングを進み又は遅らせる位相制御を行うことによって、前記バッテリを充電する。
　請求項１又は２に記載のエンジンユニットであって、
　前記ジェネレータは、前記バッテリの電力で前記クランクシャフトを駆動するモータとして機能し、
　前記制御装置は、前記クランクシャフトの回転が停止した状態で、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、前記バッテリから前記ジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、前記エンジン本体を始動させる。
　請求項３に記載のエンジンユニットであって、
　前記制御装置は、前記エンジン本体を始動させた後、予め定められた期間、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、前記バッテリから前記ジェネレータに電力が供給されるように制御することによって、前記クランクシャフトの回転を加速させる。
　請求項４に記載のエンジンユニットであって、
　前記制御装置は、前記インバータに備えられた前記複数のスイッチング部のベクトル制御を行うことによって、前記ジェネレータが出力する前記バッテリの電圧より低い電圧を、前記バッテリの電圧より高い電圧に昇圧させ、前記バッテリを充電する制御態様と、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のベクトル制御を行うことによって、前記バッテリから前記ジェネレータに電力が供給されるように制御して、前記クランクシャフトの回転を加速させる制御態様との間で、制御態様を移行する。
　請求項１から５のいずれか１に記載のエンジンユニットであって、
　前記エンジン本体は、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ストロークエンジンである。
　請求項１から６のいずれか１に記載のエンジンユニットであって、
　前記エンジン本体は、複数の気筒を有する。
　車両であって、
　前記車両は、
　請求項１から７のいずれか１に記載のエンジンユニットを備える。