WO2021117216A1 - ストラドルドビークル - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、エンジン始動性能低下を抑えつつ車体をコンパクトにできるストラドルドビークルを提供することである。ストラドルドビークルは、車輪と、エンジンと永久磁石式発電機と、蓄電装置と、インバータとを備える。蓄電装置は、１２Ｖ以上の最大定格電圧を有し電力を蓄えるバッテリである第１蓄電部と、前記第１蓄電部と常時直列接続され、前記第１蓄電部の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する前記第２蓄電部と、前記永久磁石式発電機が発電することにより前記インバータが前記蓄電装置を充電する間、前記第２蓄電部を電気的に切断することなく、前記第２蓄電部に掛かる電圧が前記第２蓄電部に設定された上限電圧を超えないように前記第１蓄電部へ充電電流が流れる状態を維持する電流維持回路と、を備える。

Description

ストラドルドビークル

　本発明は、鞍乗型車両に関する。

　例えば、特許文献１には、鞍乗型車両が示されている。特許文献１の鞍乗型車両は、ハイブリッド車両である。特許文献１の鞍乗型車両は、エンジンと、ＡＣＧスタータ（alternating　current　generator　starter）と、第１バッテリと、第２バッテリとを備える。
　エンジンは、ＡＣＧスタータの駆動により始動する。第１バッテリは、ＡＣＧスタータに電力を供給する４８Ｖ系のバッテリである。第２バッテリは、複数の補機に電力を供給する低電圧１２Ｖ系のバッテリである。ＡＣＧスタータは発電機として機能する。第１バッテリが充電される。また、第１バッテリの電圧に起因する電荷がコンデンサに蓄積される。この電荷は、コンバータを介して第２バッテリに充電される。
　特許文献１の鞍乗型車両の第１バッテリは、ＡＣＧスタータに電力を供給することによりエンジンを始動させる。第１バッテリの残容量が設定値未満である場合、第２バッテリから供給される電力によりＡＣＧスタータが駆動される。

国際公開第２０１７／１５４７７８号

　鞍乗型車両は、走行時に運転者の体重移動によって車両の姿勢が制御されるように構成されている。そのため、操作性及び走行性能の観点から、鞍乗型車両は、車体をコンパクトにすることが求められている。
　鞍乗型車両は、エンジン始動性能の低下を抑えつつ車体をコンパクトにすることが求められている。

　本発明の目的は、エンジン始動性能の低下を抑えつつ車体をコンパクトにできる鞍乗型車両を提供することである。

　特許文献１の鞍乗型車両によれば、例えば第１バッテリはエンジン始動のため４８Ｖを出力する。なお、第１バッテリの残容量が設定値未満である場合、電源が第１バッテリから１２Ｖ系の第２バッテリに切り替わる。エンジン始動のため４８Ｖを出力する第１バッテリは、一般的に１２Ｖを出力するバッテリと比べて大型である。

　本発明者は、２種類の蓄電部を有効活用する方法を考えた。
　本発明者は、１２Ｖ以上の最大定格電圧を有し電力を蓄える第１蓄電部に加え、第１蓄電部と常時直列接続される第２蓄電部について検討した。第２蓄電部が、第１蓄電部の最大充電レートより大きい最大充電レートを有するように設定した。本発明者は、更に、第２蓄電部に掛かる電圧が第２蓄電部の上限電圧を超えないように第１蓄電部へ充電電流が流れる状態を維持する電流維持回路の追加を検討した。

　蓄電装置が、１２Ｖ以上の最大定格電圧を有する第１蓄電部と第２蓄電部とを備え、第１蓄電部と第２蓄電部とが常時直列接続されることによって、蓄電装置が放電する時に、１２Ｖよりも大きな電圧を出力することができる。これにより、エンジンの始動時に、永久磁石式発電機及びインバータを１２Ｖよりも大きな電圧で駆動することができる。第２蓄電部の組合せによって、１２Ｖよりも大きな電圧を出力することが容易である。
　しかも、第１蓄電部に組合せられる第２蓄電部の種類及び構成、及び、電流維持回路の電圧を調整することによって、蓄電装置が放電する場合の電圧を、永久磁石式発電機の能力及び要求出力に容易に適合することができる。つまり、蓄電装置の出力電圧として、第１蓄電部の電圧より大きな電圧を容易に設定することができる。
　第２蓄電部の最大充電レートは、第１蓄電部の最大充電レートの２倍より大きく設定される。このため、蓄電装置の充電時に第２蓄電部を流れる電流が第１蓄電部も流れる場合、第２蓄電部の満充電に対する充電率は、第１蓄電部における充電率よりも高くなりやすい。つまり、例えば、第２蓄電部は、第１蓄電部よりも短い期間で充電される。このため、蓄電装置が放電した後で充電されている途中でも、蓄電装置が１２Ｖよりも大きな電圧を出力でき、しかも、充電開始後に短時間で大きな電圧を出力可能な状態に回復できる。

　エンジンの始動時に、永久磁石式発電機を１２Ｖよりも大きな電圧で駆動することができる。そのため、１２Ｖ以下の場合と比べて、永久磁石式発電機が大きいトルクを出力できる。また、永久磁石式発電機が、より高い回転速度まで、クランク軸を駆動することができる。従って、鞍乗型車両の始動性能を向上できる。

　蓄電装置は、第１蓄電部と第２蓄電部の組合せにより１２Ｖよりも大きな電圧を出力することができる。このため、第１蓄電部も第２蓄電部も、単独で、１２Ｖよりも大きな電圧を出力する必要はない。従って、１２Ｖよりも大きな電圧で永久磁石式発電機を駆動する構成において、例えば、特許文献１のように第１蓄電部又は第２蓄電部の少なくとも一方が１２Ｖよりも大きな電圧に対応する場合と比べ、蓄電装置の容積を小型化することができる。

　また、蓄電装置が放電する場合及び充電する場合の双方で、蓄電装置と永久磁石式発電機との間の電圧が、１２Ｖよりも大きい。このため、電力を伝送する場合に、蓄電装置と永久磁石式発電機との間で流れる電流を低減できる。従って、電流による損失を低減できる。また、上述したように第２蓄電部は、第１蓄電部よりも短い期間で充電される。このため、蓄電装置が放電した状態から充電開始後に短時間で大きな電圧を出力できる。
　このため、ある損失の許容範囲に対し、蓄電装置－インバータ永久磁石式発電機の配線距離を長くすることができる。この結果、蓄電装置及びインバータの車体におけるレイアウト自由度が高まるので、蓄電装置及びインバータを配置する場合に生じる空間の無駄が抑えられるように蓄電装置及びインバータの配置位置を調整することができる。従って、車体をコンパクトにすることができる。

　以上の知見に基づいて完成した本発明の各観点による鞍乗型車両は、次の構成を備える。

　（１）　鞍乗型車両であって、
　前記鞍乗型車両は、
　車輪と、
　クランク軸を有し、ガスの燃焼動作によって生じた前記車輪を駆動するためのトルクを前記クランク軸から出力するエンジンと、
　前記クランク軸の一端部に設けられ、永久磁石を有し、前記クランク軸を回転させることにより前記エンジンを始動するとともに、前記エンジンに駆動されることにより発電する永久磁石式発電機と、
　１２Ｖ以上の最大定格電圧を有し電力を蓄えるバッテリである第１蓄電部と、
　前記第１蓄電部と常時直列接続され、前記第１蓄電部の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する第２蓄電部と、
　前記永久磁石式発電機と前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部とに電気的に接続され、前記永久磁石式発電機から出力される電流を制御する複数のスイッチング部を備えたインバータと、
　前記永久磁石式発電機が発電することにより前記インバータが少なくとも前記第１蓄電部を充電する間、前記第２蓄電部を電気的に切断することなく、前記第２蓄電部に掛かる電圧が前記第２蓄電部に設定された上限電圧を超えないように前記第１蓄電部へ充電電流が流れる状態を維持する電流維持回路と、
を備える。

　上記構成における鞍乗型車両では、１２Ｖ以上の最大定格電圧を有する第１蓄電部と第２蓄電部とが常時直列接続されることによって、蓄電装置が放電する場合、１２Ｖよりも大きな電圧を出力することができる。なお、蓄電装置は、第１蓄電部と第２蓄電部とを備える。これにより、エンジンの始動時に、永久磁石式発電機及びインバータを１２Ｖよりも大きな電圧で駆動することができる。第２蓄電部の組合せによって、１２Ｖよりも大きな電圧を出力することが容易である。
　しかも、第１蓄電部に組合せられる第２蓄電部の種類及び構成を調整することによって、蓄電装置が放電する場合の電圧を、永久磁石式発電機の能力及び要求出力に容易に適合することができる。
　第２蓄電部の最大充電レートは、第１蓄電部の最大充電レートの２倍より大きく設定される。このため、蓄電装置の充電時に第２蓄電部を流れる電流が、第２蓄電部と直列接続の関係にある第１蓄電部にも流れる場合、第２蓄電部の満充電に対する充電率は、第１蓄電部における充電率よりも高くなりやすい。つまり、例えば、第２蓄電部は、第１蓄電部よりも短い期間で充電される。このため、蓄電装置が一旦放電した後で充電されている途中で放電する場合でも、蓄電装置が１２Ｖよりも大きな電圧を出力できる。
　第２蓄電部は、第１蓄電部よりも短い期間で充電状態の変化が進む。上記構成における鞍乗型車両では、電流維持回路によって、第２蓄電部が第２蓄電部の上限電圧を超えないように第１蓄電部へ充電電流が流れる状態が維持される。従って、例えば第２蓄電部の充電終了後も第１蓄電部への充電状態が継続できる。

　また、上記構成における鞍乗型車両では、エンジンの始動時に、永久磁石式発電機を１２Ｖよりも大きな電圧で駆動することができるので、１２Ｖ以下の場合と比べて、永久磁石式発電機が大きいトルクを出力できる。また、永久磁石式発電機が、より高い回転速度まで、クランク軸を駆動することができる。従って、鞍乗型車両の始動性能を向上できる。

　蓄電装置は、第１蓄電部と第２蓄電部の組合せにより１２Ｖよりも大きな電圧を出力することができる。このため、第１蓄電部も第２蓄電部も、１２Ｖよりも大きな電圧を出力する必要はない。従って、１２Ｖよりも大きな電圧で永久磁石式発電機を駆動する構成において、例えば、特許文献１のように第１蓄電部又は第２蓄電部の少なくとも一方が１２Ｖよりも大きな電圧に対応する場合と比べ、蓄電装置の容積を小型化することができる。

　また、蓄電装置が放電する場合及び充電する場合の双方で、蓄電装置と永久磁石式発電機との間の電圧が、１２Ｖよりも大きい。このため、電力を伝送する場合に、蓄電装置と永久磁石式発電機との間で流れる電流を低減できる。従って、電流による損失を低減できる。このため、ある損失の許容範囲に対し、蓄電装置－インバータ永久磁石式発電機の配線距離を長くすることができる。この結果、蓄電装置及びインバータの車体におけるレイアウト自由度が高まるので、蓄電装置及びインバータを配置する場合に生じる空間の無駄が抑えられるように蓄電装置及びインバータの配置位置を調整することができる。従って、車体をコンパクトにすることができる。
　このように、上記構成における鞍乗型車両によれば、エンジン始動性能の低下を抑えつつ車体をコンパクトにすることができる。

　（２）　（１）の鞍乗型車両であって、前記第２蓄電部の上限電圧は、前記第１蓄電部の最大定格電圧よりも低い。

　上記構成における鞍乗型車両によれば、蓄電装置の充電時、第２蓄電部は、第１蓄電部よりも短い期間で充電されやすい。このため、１２Ｖ以上の電圧を出力する第１蓄電部の充電期間よりも短い充電期間で第２蓄電部が充電される。従って、短い充電期間の後でも、第２蓄電部の活用が可能となる。

　（３）　（１）の鞍乗型車両であって、
　前記インバータが少なくとも前記第１蓄電部を充電する間、前記第２蓄電部に掛かる前記電圧である第２電圧が、前記第１蓄電部に掛かる第１電圧よりも低い。

　上記構成における鞍乗型車両によれば、第２電圧が第１電圧よりも低い。このため、蓄電装置及びインバータから電圧の供給を受けて動作する電動補機の種類の変更なしに、蓄電装置の電圧を調整することができる。

　（４）　（１）の鞍乗型車両であって、
　前記鞍乗型車両は、バッテリである第１蓄電部と並列接続されたキャパシタを備える。

　上記構成における鞍乗型車両の第１蓄電部は、例えば劣化により充電容量が低下した場合でも最大定格電圧の低下が抑えられるので、最大定格電圧でキャパシタを充電することができる。このため、エンジンの始動時に、キャパシタに充電された電荷も合わせて、永久磁石式発電機に電力を出力することができる。

　（５）　（１）の鞍乗型車両であって、
　永久磁石式発電機は、前記永久磁石で構成された複数の磁極部を有するロータと、
複数のスロットが前記永久磁石式発電機の周方向に間隔を空けて形成されたステータコア及び前記スロットを通るように設けられた巻線を有するステータと、を備え、
前記磁極部の数は前記複数のティースの数より多い。

　上記構成における鞍乗型車両によれば、磁極部の数が複数のティースの数より少ない場合と比べてロータの回転速度に対する角速度が大きい。
　角速度は、磁極の繰返し周期を基準とした電気角についての角速度である。角速度が大きいと、巻線のインダクタンスが大きい。また、角速度は、ロータの回転速度の増大に伴い更に増大する。巻線のインダクタンスは、巻線を流れる電流を妨げる。このため、誘導起電圧は、ロータの回転速度の増大に伴い増大するが、大きな巻線のインダクタンスによって、発電機から出力される過度の電流の増大が抑えられる。
　このため、上記構成における鞍乗型車両によれば、磁極部の数が複数のティースの数より少ない場合と比べて、さらに高いクランク軸の回転速度まで蓄電装置を充電することができる。従って、電力の無駄な消費を抑えることができる。

　（６）　（１）の鞍乗型車両であって、
　前記エンジンは、オイルで内部が潤滑されるように構成されたクランクケースを更に備え、
　前記永久磁石式発電機は、前記オイルと接触する位置に設けられる。

　上記構成における鞍乗型車両によれば、高いクランク軸の回転速度までの範囲で、電力を無駄に消費することなく蓄電装置を充電することができる。従って、このような永久磁石式発電機では、ステータ巻線の温度が潤滑オイルの温度よりも高くならない又は高くなり難いため、永久磁石式発電機が潤滑オイルと接触するように配置されても、潤滑オイルの蒸発を抑制できる。
　例えば、永久磁石式発電機が潤滑オイルと接触する環境下に配置される場合には、通常、冷却機構を大型化することが求められる。しかし、上記構成における鞍乗型車両によれば、冷却機構の大型化を抑制乃至回避できる。従って、車体をよりコンパクトにできる。

　（７）　（１）の鞍乗型車両であって、
　前記インバータは、前記鞍乗型車両の走行中、前記永久磁石式発電機に前記第１蓄電部及び第２蓄電部からの電力を供給し、永久磁石式発電機にクランク軸の回転を補助する。

　上記構成における鞍乗型車両によれば、鞍乗型車両の走行中、永久磁石式発電機が、１２Ｖよりも大きい電圧で駆動することができる。このため、例えば１２Ｖで駆動する場合と比べて、より高い回転速度までクランク軸を駆動することができる。従って、例えば１２Ｖで駆動する場合と比べて、より高い回転速度までエンジンによる加速を補助することができる。さらに、例えば１２Ｖの蓄電装置とは異なる蓄電装置を設ける場合と比べて、車体をよりコンパクトにできる。

　第１蓄電部は、例えばバッテリである。第１蓄電部は、例えば鉛バッテリである。ただし、第１蓄電部は、特に限定されず例えばリチウムイオンバッテリでもよい。

　第２蓄電部は、例えばキャパシタである。第２蓄電部は、例えば、リチウムイオンキャパシタである。但し、第２蓄電部は、特に限定されず例えば電気二重層キャパシタ、又は電解コンデンサでもよい。また、第２蓄電部は、例えばバッテリであってもよい。第２蓄電部は、例えば、負極に炭素材料を採用したリチウムイオンバッテリ（例えばＳＣｉＢ（登録商標））、又はニッケル水素電池でもよい。なお、蓄電装置は、第１蓄電部及び第２蓄電部、並びに電流維持回路を備える。蓄電装置は、他の蓄電部を備えていてもよい。他の蓄電部としては、例えば、第１蓄電部と並列接続されるキャパシタが挙げられる。蓄電装置は、必ずしも、全体としてユニット化されている必要は無い。言い換えれば、蓄電装置を構成する各蓄電部は、必ずしも、物理的に一体として構成されている必要は無い。各蓄電部が、互いに電気的に接続された状態で、鞍乗型車両における異なる位置に別々に設置されていてもよい。

　最大充電レートとは、蓄電部が許容する最大の充電レートである。充電レートとは、充電のスピードを表す。単位はＣである。定電流充電測定の場合、電池の容量を１時間で完全充電させる電流の大きさを１Ｃと定義される。例えば、電池の容量が２Ａｈである場合、１Ｃは、２Ａである。

　永久磁石式発電機は、永久磁石を有する。例えばロータに永久磁石ではなくコイルを備えた構成は、本構成における永久磁石式発電機と異なる。

　「電気的に切断する」とは、対象を含む電力の閉回路の一部を、例えば、スイッチ又はリレーの動作により開状態とすることである。「電気的に切断する」には、閉回路を構成するトランジスタを導通状態から非導通状態にすることも含まれる。これに対し、「電気的に切断することなく」とは、対象を含む電力の閉回路の状態を維持することである。「電気的に切断することなく」する状態は、対象に電流が流れない状態も含む。例えば、対象が充電されたキャパシタであり、しかも、キャパシタの両端の電圧と等しい電圧がキャパシタに印加された場合は、キャパシタに電流は流れないが電気的に切断されていない状態である。

　エンジンは、例えば単気筒エンジン、２気筒エンジン、不等間隔燃焼型３気筒エンジン、又は、不等間隔燃焼型４気筒エンジンである。エンジンは、例えば、３つより少ない気筒を有するエンジンである。２気筒エンジンは、２つの気筒を有する不等間隔燃焼エンジンであってもよい。２つの気筒を有する不等間隔燃焼エンジンとして、例えばＶ型エンジンが挙げられる。但し、エンジンは、特に限定されず、等間隔燃焼型多気筒エンジンでもよい。

　鞍乗型車両は、運転者がサドルに跨って着座する形式の車両をいう。鞍乗型車両は、サドル型のシートを備える車両である。鞍乗型車両は、運転者が騎乗スタイルで乗車する車両である。鞍乗型車両は、ビークルの一例である。鞍乗型車両は、例えば、リーン姿勢で旋回する車両であり、旋回時にカーブ中心方向にリーンするように構成されている。
　鞍乗型車両は例えば自動二輪車である。自動二輪車としては、特に限定されず、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、例えば三輪車であってもよい。また、鞍乗型車両としては、例えば、ＡＴＶ（Ａｌｌ－Ｔｅｒｒａｉｎ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）等であってもよい。

　本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。
　本明細書にて使用される用語「および/または」はひとつの、または複数の関連した列挙された構成物のあらゆるまたはすべての組み合わせを含む。
　本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える（including）」「含む、備える（comprising）」または「有する（having）」およびその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分および/またはそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。
　本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「結合された」および/またはそれらの等価物は広く使用され、特に指定しない限り直接的および間接的な取り付け、および結合の両方を包含する。
　他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
　一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
　本発明の説明においては、技術および多くの工程が開示されていると理解される。
　これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。
　したがって、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。
　それにもかかわらず、明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明および請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
　本明細書では、新しい鞍乗型車両について説明する。
　以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。
　しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。
　本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

　本発明によれば、エンジン始動性能の低下を抑えつつ車体をコンパクトにできる鞍乗型車両を実現できる。

本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両を模式的に示す図である。 図１に示す第１蓄電部の電圧と第２蓄電部の一例の充電時における電圧変化の概略を示すチャートである。 （Ａ）は、鞍乗型車両における蓄電装置の配置の第１の変形例を示す側面図である。（Ｂ）は、鞍乗型車両における蓄電装置の配置の第２の変形例を示す側面図である。 図１に示す実施形態の適用例である鞍乗型車両及び電気系統を模式的に示す図である 図４に示す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。 図５に示す永久磁石式発電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。 異なる種類の第２蓄電部を有する第２の適用例の充電時における電圧変化の概略を示すチャートである。 図１に示す蓄電装置のバリエーションの例を示す図である。

　以下、本発明を、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鞍乗型車両を模式的に示す図である。図１のパート（ａ）は、鞍乗型車両の側面図である。図１のパート（ｂ）は、パート（ａ）に示す鞍乗型車両の概略的な電気構成を示すブロック図である。

　図１に示す鞍乗型車両１は、車輪３ａ，３ｂと、エンジン１０と、永久磁石式発電機２０と、蓄電装置４と、インバータ２１とを備える。また、鞍乗型車両１は、電動補機Ｌを備えている。蓄電装置４は、第１蓄電部４１と、第２蓄電部４２と、電流維持回路４３とを備える。つまり、鞍乗型車両１は、車輪３ａ，３ｂと、エンジン１０と、永久磁石式発電機２０と、第１蓄電部４１と、第２蓄電部４２と、電流維持回路４３と、インバータ２１とを備える。
　また、鞍乗型車両１は、車体２を備えている。図１には、鞍乗型車両１の例として、リーン車両が示されている。リーン車両は、左旋回中に車両左方向に傾斜し右旋回中に車両右方向に傾斜する。

　鞍乗型車両１に備えられた車輪３ａ，３ｂは、前の車輪３ａと後ろの車輪３ｂを含む。後ろの車輪３ｂは駆動輪である。

　エンジン１０は、クランク軸１５を備えている。
　エンジン１０は、クランク軸１５を介して動力を出力する。エンジン１０は、車輪３ｂを駆動するためのトルクをクランク軸１５から出力する。車輪３ｂは、クランク軸１５の動力を受け、鞍乗型車両１を走行させる。
　エンジン１０から出力される動力は、例えば、変速機及びクラッチを介して車輪３ｂに伝達されることができる。

　電動補機Ｌは、鞍乗型車両１に搭載される電動装置である。電動補機Ｌは、電力の供給を受けて動作する。
　電動補機Ｌは、例えば、エンジン１０に燃焼を行なわせるよう動作するエンジン用補機である。エンジン用補機は、例えば、燃料噴射装置１８及び点火装置１９（図５参照）を含む。燃料噴射装置１８は、エンジン１０の内部に向けて若しくは当該内部において燃料を噴射する。点火装置１９は、エンジン１０の内部の燃料に点火する。

　永久磁石式発電機２０は、クランク軸１５の一端部に設けられる。
　永久磁石式発電機２０は、永久磁石を有する。より詳細には、永久磁石式発電機２０は、永久磁石で構成された永久磁石部３７を備えている。
　永久磁石式発電機２０は、エンジン１０を始動するスタータを兼ねる。永久磁石式発電機２０は、永久磁石式始動発電機である。永久磁石式発電機２０は、クランク軸１５を回転させることによりエンジン１０を始動する。永久磁石式発電機２０はまた、エンジン１０に駆動されることにより発電する。

　蓄電装置４は、電気を充電及び放電することができる装置である。蓄電装置４は、電力を蓄える。
　蓄電装置４は、充電された電力を外部に出力する。蓄電装置４は、電力を永久磁石式発電機２０に供給する。蓄電装置４は、エンジン１０の始動時に永久磁石式発電機２０に電力を供給する。また、例えばエンジン１０の始動後、蓄電装置４は、永久磁石式発電機２０で発電された電力によって充電される。

　蓄電装置４は、第１蓄電部４１と、第２蓄電部４２と、電流維持回路４３とを備える。
　第１蓄電部４１は、電力を蓄えるバッテリである。第１蓄電部４１は、１２Ｖ以上の最大定格電圧を有する。例えば、第１蓄電部４１は、１２Ｖの公称電圧を有するバッテリである。例えば、第１蓄電部４１は、鉛バッテリである。第１蓄電部４１は、例えば最大定格電圧１４Ｖを有する。第１蓄電部４１は、エンジン１０を少なくとも１回始動する量の電力を充電可能な容量を有する。
　第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１と常時直列接続される。第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する。例えば、第２蓄電部４２は、電力を蓄えるバッテリである。第２蓄電部４２は、エンジン１０を少なくとも１回始動する量の電力を充電可能な容量を有する。
　充電レートとは、充電のスピードを表す。単位はＣ［シー］である。電池の容量を１時間で完全充電させる電流の大きさを１Ｃと定義される。最大充電レートとは、許容する最大の充電レートである。
　第１蓄電部４１と第２蓄電部４２のコンビネーションはこれに限られない。上述したように、第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する。

　第１蓄電部４１としては、例えば１Ｃ以下の最大充電レートを有するバッテリが挙げられる。
　第１蓄電部４１の種類は、例えば、鉛バッテリ、負極に炭素材料を採用したリチウムイオンバッテリである。

　第２蓄電部４２としては、例えば２０Ｃ以上の最大充電レートを有するバッテリが挙げられる。
　第２蓄電部４２の種類は、例えば、ニッケル水素バッテリ、及び負極にチタン酸リチウムを採用したリチウムイオンバッテリである。第２蓄電部４２の種類として、例えば、キャパシタが挙げられる。例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタが挙げられる。

　ただし、第２蓄電部４２としては、第１蓄電部４１の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する装置が採用可能である。

　例えば、第１蓄電部４１は、１Ｃの最大充電レートを有するバッテリであり、第２蓄電部４２は、４０Ｃの最大充電レートを有するバッテリである。例えば、第１蓄電部４１は、１Ｃの最大充電レートを有する鉛バッテリである。例えば、第１蓄電部４１は、６Ａｈの容量を有し最大充電電流６Ａの鉛バッテリである。この場合、第１蓄電部４１の最大充電レートは、１Ｃである。
　第２蓄電部４２は、１０Ｃの最大充電レートを有するニッケル水素バッテリである。例えば、第２蓄電部４２は、１Ａｈの容量を有し最大充電電流２０Ａのニッケル水素バッテリである。この場合、第１蓄電部４１の最大充電レートは、２０Ｃである。

　電流維持回路４３は、蓄電装置４が充電される間、第２蓄電部４２に掛かる電圧が第２蓄電部４２に設定された上限電圧を超えないように第１蓄電部４１へ充電電流が流れる状態を維持する。ここでいう「蓄電装置４が充電される間」とは、少なくとも第１蓄電部４１が充電される間を指す。電流維持回路４３は、第２蓄電部４２を電気的に切断することなく、第１蓄電部へ充電電流が流れる状態を維持する。
　第２蓄電部４２に設定された上限電圧は、第２蓄電部４２に印加され得る上限である。第２蓄電部４２に設定された上限電圧は、第２蓄電部４２の最大定格電圧よりも小さい。第２蓄電部４２として、例えば、第１蓄電部４１の最大定格電圧よりも小さい最大定格電圧を有する装置が採用される。この場合、第１蓄電部４１の最大定格電圧よりも小さい上限電圧が採用される。例えば、公称電圧１２Ｖの第１蓄電部４１と、上限電圧６Ｖの第２蓄電部４２が採用される。但し、第１蓄電部４１と第２蓄電部４２の組合せはこれに限られない。例えば、最大定格電圧が１４Ｖの第１蓄電部４１が採用される場合、第２蓄電部４２の最大定格電圧は１４Ｖよりも小さい。例えば、第２蓄電部４２の上限電圧は１４Ｖよりも小さい。また、第１蓄電部４１の最大定格電圧は１４Ｖ以外でもよい。第１蓄電部４１の最大定格電圧は、例えば、２８Ｖ、または、７Ｖでもよい。
　電流維持回路４３としては、例えば、第２蓄電部４２と並列接続され、かつ、第１蓄電部４１と直列接続された回路が挙げられる。この場合、電流維持回路４３は、第２蓄電部４２に掛かる電圧が、上限電圧を超えると、蓄電装置４から流れる電流を第１蓄電部４１に流す。例えば、電流維持回路４３は、第２蓄電部４２の電圧が上限電圧を超えたことを検出する回路と、検出に応じて、蓄電装置４から流れる電流を第１蓄電部４１に流す回路とを有する。

　但し、電流維持回路４３は、例えば、上限電圧に見合う数の直列接続された低電圧ダイオードでもよい。また、電流維持回路４３は、第２蓄電部４２と直列接続されてもよい。

　インバータ２１は、例えばエンジン１０が燃焼動作している場合に、永久磁石式発電機２０で発電された電力を、蓄電装置４に供給する。この場合、インバータ２１は、永久磁石式発電機２０で発電された電流を整流する。
　また、インバータ２１は、永久磁石式発電機２０に電力を供給することによって、永久磁石式発電機２０を回転させる。インバータ２１は、永久磁石式発電機２０のステータ巻線Ｗに流れる電流のオン・オフを制御することによって、電流を制御する。

　インバータ２１は、スイッチング部２１１と、制御装置６０を含んでいる。制御装置６０は、インバータ２１と物理的に一体に設けられている。制御装置６０は、インバータ２１のスイッチング部２１１の動作を制御することによって、インバータ２１から出力される電圧を制御する。制御装置６０は、インバータ２１のスイッチング部２１１の動作を制御することによって、永久磁石式発電機２０と蓄電装置４との間で流れる電流を制御する。また、制御装置６０は、永久磁石式発電機２０の動作を制御する。制御装置６０は、例えば位相制御方式又はベクトル制御によって、インバータ２１から出力される電圧を制御する。

　制御装置６０は、例えば、インバータ２１から出力される電圧が、第１蓄電部４１の最大定格電圧と第２蓄電部４２の最大定格電圧との和よりも小さい電圧を出力するよう、インバータ２１を制御する。制御装置６０は、例えば、インバータ２１から出力される電圧が、第１蓄電部４１の最大定格電圧と第２蓄電部４２の上限電圧との和よりも小さい電圧を出力するよう、インバータ２１を制御する。

　例えば、制御装置６０は、スタータスイッチ６からの信号に応じて、インバータ２１に、蓄電装置４から永久磁石式発電機２０に電流を供給させる。これによって、蓄電装置４から永久磁石式発電機２０に電力が供給され、エンジン１０が始動する。
　エンジン１０の始動の場合に、蓄電装置４が、従来一般に採用されている１２Ｖよりも大きい電圧で永久磁石式発電機２０を駆動することができる。従って、永久磁石式発電機２０は、１２Ｖの場合と比べて大きいトルクを出力できる。従って、永久磁石式発電機２０の性能の低下が抑えられる。

　エンジン１０の始動後、即ち燃焼動作開始後、制御装置６０は、永久磁石式発電機２０からの電流を蓄電装置４に流すようインバータ２１を制御する。これによって、蓄電装置４が永久磁石式発電機２０の発電電力によって充電される。
　また、制御装置６０は、エンジン１０の始動後、即ち燃焼動作開始後、加速指示部８（図４参照）の操作に応じてインバータ２１に、蓄電装置４の電力を永久磁石式発電機２０に供給させることができる。より詳細には、制御装置６０は、鞍乗型車両１の走行中、永久磁石式発電機２０に蓄電装置４からの電力を供給し、永久磁石式発電機２０にクランク軸１５の回転を補助させる。これによって、エンジン１０による鞍乗型車両１の加速が永久磁石式発電機２０でアシストされる。

　制御装置６０は、エンジン１０への燃料の供給及び燃焼を制御するエンジン制御部の機能も有する。制御装置６０は、エンジン用補機として機能する電動補機Ｌの動作を制御することによって、エンジン１０の燃焼を制御する。
　制御装置６０は、図示しない中央処理装置及びメモリを備えている。制御装置６０は、メモリに記憶されたプログラムを実行することによって、エンジン１０の燃焼を制御する。
　制御装置６０は、蓄電装置４の電力で動作する。より詳細には、制御装置６０は、蓄電装置４の電圧から、制御装置６０に適用するようダウンコンバートされた動作電圧で動作する。ダウンコンバータは、例えばインバータ２１に設けられている。例えば蓄電装置４がバッテリとキャパシタを有する場合、制御装置６０は、バッテリの電圧からダウンコンバートされた動作電圧で動作してもよい。

　図２は、図１に示す第１蓄電部４１の電圧と第２蓄電部４２の一例の充電時における電圧変化の概略を示すチャートである。

　第１蓄電部４１の例として公称電圧１２Ｖのバッテリと、第２蓄電部４２の例として公称電圧６Ｖバッテリの組合せが示されている。第１蓄電部４１の充電前の電圧は放電により１１Ｖとなっている。第２蓄電部４２の充電前の電圧は放電により６．５Ｖとなっている。第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する。

　直列接続された第１蓄電部４１と第２蓄電部４２が１８Ｖで充電されると、充電時間の経過に伴い第１蓄電部４１の第１電圧Ｖ１および第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２が上昇する。第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有するので、第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２は、第１蓄電部４１の第１電圧Ｖ１と比べて急速に上昇する。つまり、第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１と比べて急速に充電される。
　蓄電装置４の電圧ＶＴは、第１蓄電部４１の第１電圧Ｖ１と第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２との合計である。蓄電装置４の電圧ＶＴは、例えば第２蓄電部無しで第１蓄電部４１の規模の単純に１．５倍とした場合における蓄電装置の電圧ＶＴ’と比べて大きい。例えば、充電開始から、蓄電装置４の電圧ＶＴが充電電圧の約９５％である１７．５Ｖに到達するまでの時間ｔ１は、例えば第２蓄電部無しで第１蓄電部４１の規模を単純に１．５倍とした場合における蓄電装置の電圧ＶＴ’が１７．５Ｖに到達するまでの時間ｔ２よりも短い。

　このように、直列接続された第１蓄電部４１と第２蓄電部４２によって、蓄電装置４の電圧ＶＴは、例えば第１蓄電部４１の規模が単純に拡大した場合の電圧ＶＴ’と比べて大きい。
　図２の例に示すように、第２蓄電部４２が第１蓄電部４１よりも短い期間で充電されるため、蓄電装置４は、蓄電装置４が放電した状態から充電開始後に短時間で大きな電圧ＶＴを出力できる。例えば、時刻ｔ１でエンジン１０の始動の場合でも、永久磁石式発電機２０が、従来一般に採用されている１２Ｖよりも大きい１７Ｖで駆動されることができる。

　図２を参照して、１２Ｖと６Ｖの組合せを説明した。しかし、本実施形態の鞍乗型車両１では、第２蓄電部４２の種類及び構成、及び、電流維持回路４３の上限電圧設定値を調整することによって、蓄電装置４が放電する場合の電圧を、容易に調整することができる。つまり、蓄電装置４の出力電圧として、第１蓄電部４１の電圧より高い電圧を容易に設定することができる。例えば、第１蓄電部４１として公称電圧１２Ｖのバッテリを用いる場合、蓄電装置４が放電した後の短い充電時間で蓄電装置４が出力可能な電圧を１２Ｖよりも大きい要求電圧に調整することが容易である。
　蓄電装置４が大きな電圧を出力できる場合、ある損失の許容範囲に対し、蓄電装置４－インバータ２１－永久磁石式発電機２０の配線距離を長くすることが許容できる。この結果、蓄電装置４及びインバータ２１の車体におけるレイアウト自由度が高まる。

　図３（Ａ）は、鞍乗型車両１における蓄電装置４の配置の第１の変形例を示す側面図である。図３（Ｂ）は、鞍乗型車両１における蓄電装置４の配置の第２の変形例を示す側面図である。

　図３（Ａ）に示す第１の変形例では、蓄電装置４が、車体２の後端部に配置されている。図３（Ｂ）に示す第２の変形例では、蓄電装置４が、車体２の前端部に配置されている。
　蓄電装置４－インバータ２１－永久磁石式発電機２０の配線距離を長くすることが許容できるので、図３（Ａ）又は図３（Ｂ）に示すように、蓄電装置４及びインバータ２１の車体におけるレイアウト自由度が高まる。このため、蓄電装置４及びインバータ２１を配置する場合に生じる空間の無駄が抑えられるように蓄電装置４及びインバータ２１の配置位置を調整することができる。従って、車体２をコンパクトにすることができる。

　このように、鞍乗型車両１によれば、エンジン始動性能の低下を抑えつつ車体をコンパクトにできる。

［第１の適用例］
　続いて、図４を参照して、実施形態の適用例を説明する。

　図４は、図１に示す実施形態の適用例である鞍乗型車両１及び電気系統を模式的に示す図である。図４のパート（ａ）は、鞍乗型車両１の平面図である。図４のパート（ｂ）は、鞍乗型車両１の側面図である。図４のパート（ｃ）は、鞍乗型車両１の電気系統の接続を模式的に示す実体配線図である。
　図４以降に示す適用例において、図１に示す実施形態に対応する要素は、図１と同じ符号を付して説明を行う。

　図４に示す鞍乗型車両１は、車体２を備えている。車体２には、運転者が着座するためのシート２ａが備えられている。運転者は、シート２ａに跨がるようにして着座する。図４には、鞍乗型車両１の一例として自動二輪車が示されている。

　鞍乗型車両１は、前の車輪３ａと後ろの車輪３ｂを備えている。鞍乗型車両１の車輪３ａ，３ｂのトレッド面は、路面と接触しない状態で円弧状の断面形状を有する。

　エンジン１０は、エンジンユニットＥＵを構成する。即ち、鞍乗型車両１は、エンジンユニットＥＵを備えている。
　エンジンユニットＥＵは、エンジン１０と、永久磁石式発電機２０とを含む。
　エンジン１０は、クランク軸１５を介して動力を出力する。エンジン１０は、車輪３ｂを駆動するためのトルクをクランク軸１５から出力する。車輪３ｂは、クランク軸１５の動力を受け、鞍乗型車両１を走行させる。エンジン１０は、例えば１００ｍＬ以上の排気量を有する。エンジン１０は、例えば、４００ｍＬ未満の排気量を有する。
　また、鞍乗型車両１は、変速機ＣＶＴ及びクラッチＣＬを備えている。エンジン１０から出力される動力は、変速機ＣＶＴ及びクラッチＣＬを介して車輪３ｂに伝達される。

　永久磁石式発電機２０は、エンジン１０に駆動されて発電する。図４に示す永久磁石式発電機２０は、磁石式始動発電機である。
　永久磁石式発電機２０は、ロータ３０及びステータ４０（図５参照）を有する。ロータ３０は、永久磁石で構成された永久磁石部３７を備えている。ロータ３０は、クランク軸１５から出力される動力で回転する。ステータ４０は、ロータ３０と対向するように配置されている。

　蓄電装置４は、充電及び放電することができる装置である。蓄電装置４は、充電された電力を外部に出力する。蓄電装置４は、電力を永久磁石式発電機２０及び電動補機Ｌに供給する。蓄電装置４は、エンジン１０の始動時に永久磁石式発電機２０に電力を供給する。また、蓄電装置４は、永久磁石式発電機２０で発電された電力によって充電される。

　鞍乗型車両１は、インバータ２１を備えている。インバータ２１は、永久磁石式発電機２０と蓄電装置４との間を流れる電流を制御する複数のスイッチング部２１１を備えている。

　永久磁石式発電機２０は、蓄電装置４の電力によってクランク軸１５を回転させる。これによって永久磁石式発電機２０はエンジン１０を始動する。

　鞍乗型車両１は、メインスイッチ５を備えている。メインスイッチ５は、操作に応じて鞍乗型車両１に備えられた電動補機Ｌ（図４（ｃ）参照）に電力を供給するためのスイッチである。電動補機Ｌは、永久磁石式発電機２０を除いて、電力を消費しながら動作する装置を包括的に表したものである。電動補機Ｌは、例えば、前照灯９、燃料噴射装置１８、及び点火装置１９（図５参照）を含む。
　鞍乗型車両１は、スタータスイッチ６を備えている。スタータスイッチ６は、操作に応じてエンジン１０を始動するためのスイッチである。鞍乗型車両１は、メインリレー７５を備えている。メインリレー７５は、メインスイッチ５からの信号に応じて、電動補機Ｌを含む回路を開閉する。
　鞍乗型車両１は、加速指示部８を備えている。加速指示部８は、操作に応じて鞍乗型車両１の加速を指示するための操作子である。加速指示部８は、詳細には、アクセルグリップである。

　蓄電装置４は、例えば、１２Ｖで動作する第１蓄電部４１と、このバッテリに直列接続された第２蓄電部４２とを有する。第１蓄電部４１は、例えば鉛バッテリである。キャパシタは、例えば電気二重層キャパシタ（Electric　Double　Layer　Capacitor,　EDLC）である。
　また、蓄電装置４は、キャパシタの電圧が６Ｖを超えると蓄電装置４に入力される電流を、キャパシタではなくバッテリに供給する電流維持回路４３を有する。
　蓄電装置４は、１８Ｖで充電され、１８Ｖを出力する。ただし、充電電圧及び出力電圧は、蓄電装置４の充電状態及びクランク軸１５の回転速度によっても変動する。１８Ｖを含む範囲の電圧を、１８Ｖ系統電圧と称する。

　図４に示す構成で、蓄電装置４は、エンジン１０の始動時に永久磁石式発電機２０に電力を供給する。永久磁石式発電機２０が、１８Ｖ系統電圧で駆動されることができる。従って、永久磁石式発電機２０は、例えば１２Ｖの場合と比べて大きいトルクを出力できる。

　図４のパート（ｃ）に示すように、永久磁石式発電機２０、蓄電装置４、メインリレー７５、インバータ２１、及び電動補機Ｌは、配線Ｊで電気的に接続されている。符号の見やすさのため、配線の符号（Ｊ）は、図４のパート（ｃ）に示す配線の一部に付している。
　配線Ｊは、例えばリード線で構成される。配線Ｊは、繋ぎ合わされた複数のリード線で構成される場合もある。また、配線Ｊは、リード線を中継するコネクタ、ヒューズ、及び接続端子を含む場合もある。コネクタ、ヒューズ、及び接続端子の図示は省略する。また、図４のパート（ｃ）の実体配線図では、正極領域の接続が示されている。負極領域即ちグランド領域は、車体２を介して電気的に接続されている。より詳細には、負極領域は、車体２の図示しない金属製フレームを介して電気的に接続されている。車体２を介した各装置の電気的な接続の距離は、通常、リード線等による正極領域の接続と同等であるか、より短い。そこで、図４のパート（ｃ）において、車体２による負極領域の接続の図示を省略し、主として、正極領域の配線について説明する。
　図４に示す配線Ｊは、車両に設けられた他の配線と組み合わされて図示しないワイヤハーネスを構成する。図４のパート（ｃ）では、図に示された装置を電気的に接続する配線Ｊのみを示す。
　図４のパート（ｃ）には、各装置間の配線Ｊの接続関係、及び配線Ｊの距離が概略的に示されている。

［エンジンユニット］
　図５は、図４に示すエンジンユニット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、エンジン１０を備えている。エンジン１０は、クランクケース１１と、シリンダ１２と、ピストン１３と、コネクティングロッド１４と、クランク軸１５とを備えている。ピストン１３は、シリンダ１２内に往復動可能に設けられている。
　クランク軸１５は、クランクケース１１内に回転可能に設けられている。クランク軸１５は、コネクティングロッド１４を介して、ピストン１３と連結されている。シリンダ１２の上部には、シリンダヘッド１６が取り付けられている。シリンダ１２とシリンダヘッド１６とピストン１３とによって、燃焼室が形成される。クランク軸１５は、クランクケース１１に、回転自在な態様で支持されている。クランク軸１５の一端部１５ａには、永久磁石式発電機２０が取り付けられている。クランク軸１５の他端部１５ｂには、変速機ＣＶＴが取り付けられている。変速機ＣＶＴは、入力の回転速度に対する出力の回転速度の比である変速比を変更することができる。変速機ＣＶＴは、クランク軸１５の回転速度に対する、車輪の回転速度に対応する変速比を変更することができる。

　エンジンユニットＥＵには、燃料噴射装置１８が備えられている。燃料噴射装置１８は、燃料を噴射することによって、燃焼室に燃料を供給する。吸気通路Ｉｐを通って流れる空気に対し、燃料噴射装置１８が燃料を噴射する。空気と燃料の混合気が、エンジン１０の燃焼室に供給される。
　また、エンジンユニットＥＵには、点火装置１９が設けられている。点火装置１９は、点火プラグ１９ａ及び点火電圧生成回路１９ｂを有する。点火プラグ１９ａは、エンジン１０に設けられている。点火プラグ１９ａは、点火電圧生成回路１９ｂと電気的に接続される。
　燃料噴射装置１８及び点火装置１９は、図１に示す電動補機Ｌの一例である。燃料噴射装置１８及び点火装置１９は、エンジン用補機の一例である。燃料噴射装置１８及び点火装置１９は、１８Ｖ系統電圧で動作する。

　エンジン１０は、内燃機関である。エンジン１０は、燃料の供給を受ける。エンジン１０は、混合気を燃焼する燃焼動作によって動力を出力する。即ち、ピストン１３が、燃焼室に供給された燃料を含む混合気の燃焼によって往復動する。ピストン１３の往復動に連動してクランク軸１５が回転する。動力は、クランク軸１５を介してエンジン１０の外部に出力される。
　燃料噴射装置１８は、供給燃料の量を調整することによって、エンジン１０から出力される動力を調節する。燃料噴射装置１８は、制御装置６０によって制御される。燃料噴射装置１８は、エンジン１０に供給される空気の量に基づいた量の燃料を供給するよう制御される。点火装置１９は、燃料と空気が混合されたガスに点火する。燃料噴射装置１８及び点火装置１９は、エンジン１０に燃焼を行なわせるよう動作するエンジン用補機である。
　エンジン１０は、クランク軸１５を介して動力を出力する。クランク軸１５の動力は、変速機ＣＶＴ及びクラッチＣＬ（図４のパート（ｂ）参照）を介して、車輪３ｂに伝達される。

　クランクケース１１は、オイルで内部が潤滑されるように構成されている。永久磁石式発電機２０は、オイルと接触する位置に設けられている。

　エンジン１０は、４ストロークの間に、クランク軸１５を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランク軸１５を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。高負荷領域とは、エンジン１０の１燃焼サイクルにおいて、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値よりも高い領域をいう。また、低負荷領域とは、エンジン１０の１燃焼サイクルにおいて、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値よりも低い領域をいう。クランク軸１５の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は高負荷領域よりも広い。より詳細には、エンジン１０は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の４行程を繰返しながら正回転する。圧縮行程は、高負荷領域との重なりを有する。エンジン１０は、単気筒エンジンである。

　図６は、図５に示す永久磁石式発電機２０の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。
　図５及び図６を参照して永久磁石式発電機２０を説明する。

　永久磁石式発電機２０は、ロータ３０と、ステータ４０とを有する。本適用例の永久磁石式発電機２０は、ラジアルギャップ型である。永久磁石式発電機２０は、アウタロータ型である。即ち、ロータ３０はアウタロータである。ステータ４０はインナーステータである。
　ロータ３０は、ロータ本体部３１を有する。ロータ本体部３１は、例えば強磁性材料からなる。ロータ本体部３１は、有底筒状を有する。ロータ本体部３１は、筒状ボス部３２と、円板状の底壁部３３と、筒状のバックヨーク部３４とを有する。底壁部３３及びバックヨーク部３４は一体的に形成されている。なお、底壁部３３とバックヨーク部３４とは別体に構成されていてもよい。底壁部３３及びバックヨーク部３４は筒状ボス部３２を介してクランク軸１５に固定されている。ロータ３０には、電流が供給される巻線が設けられていない。

　ロータ３０は、永久磁石部３７を有する。ロータ３０は、複数の磁極部３７ａを有する。複数の磁極部３７ａは永久磁石部３７により形成されている。複数の磁極部３７ａは、バックヨーク部３４の内周面に、設けられている。本適用例において、永久磁石部３７は、複数の永久磁石を有する。即ち、ロータ３０は、複数の永久磁石を有する。複数の磁極部３７ａは、複数の永久磁石のそれぞれに設けられている。
　なお、永久磁石部３７は、１つの環状の永久磁石によって形成されることも可能である。この場合、１つの永久磁石は、複数の磁極部３７ａが内周面に並ぶように着磁される。

　複数の磁極部３７ａは、永久磁石式発電機２０の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるように設けられている。本適用例では、ステータ４０と対向するロータ３０の磁極数が２４個である。ロータ３０の磁極数とは、ステータ４０と対向する磁極数をいう。磁極部３７ａとステータ４０との間には磁性体が設けられていない。
　磁極部３７ａは、永久磁石式発電機２０の径方向におけるステータ４０よりも外方に設けられている。バックヨーク部３４は、径方向における磁極部３７ａよりも外方に設けられている。永久磁石式発電機２０は、歯部４５の数よりも多い磁極部３７ａを有している。
　なお、ロータ３０は、磁極部３７ａ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、本適用例のように、磁極部３７ａ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。

　ステータ４０は、ステータコアＳＴと複数のステータ巻線Ｗとを有する。ステータコアＳＴは、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部（ティース）４５を有する。複数の歯部４５は、ステータコアＳＴから径方向外方に向かって一体的に延びている。本適用例においては、合計１８個の歯部４５が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコアＳＴは、周方向に間隔を空けて形成された合計１８個のスロットＳＬを有する。歯部４５は周方向に等間隔で配置されている。

　ロータ３０は、歯部４５の数より多い数の磁極部３７ａを有する。磁極部の数は、スロット数の４／３である。

　各歯部４５の周囲には、ステータ巻線Ｗが巻回している。つまり、複数相のステータ巻線Ｗは、スロットＳＬを通るように設けられている。図６には、ステータ巻線Ｗが、スロットＳＬの中にある状態が示されている。

　永久磁石式発電機２０は、三相発電機である。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。

　鞍乗型車両１が走行中にエンジン１０が動作状態している場合、永久磁石式発電機２０で発電される電力によって、蓄電装置４が充電される。蓄電装置４が満充電になると、永久磁石式発電機２０で発電される電力は、充電に用いられることなく例えば巻線の短絡によって熱として消費される。また、インバータ２１から蓄電装置４に出力される電圧が定格値に抑えられない程度にクランク軸１５の回転速度が大きくなる場合、インバータ２１は、永久磁石式発電機２０のステータ巻線Ｗを短絡するようにスイッチング部２１１を制御する。蓄電装置４を充電することができるクランク軸１５の上限回転速度は、高い値に設定することができる。
　発電機が発電する場合、ステータ巻線Ｗを流れる電流は、ステータ巻線Ｗ自体に生じるインピーダンスの影響を受ける。インピーダンスはステータ巻線Ｗを流れる電流を妨げる要素である。インピーダンスは、回転速度ωとインダクタンスの積を含む。ここで、回転速度ωは、実際には、単位時間に歯部近傍を通過する磁極部の数に相当する。即ち、回転速度ωは、発電機における歯部の数に対する磁極部の数の比と、ロータの回転速度とに比例する。

　図６に示す永久磁石式発電機２０は、歯部４５の数より多い数の磁極部３７ａを有する。即ち、永久磁石式発電機２０は、スロットＳＬの数より多い数の磁極部３７ａを有する。このため、ステータ巻線Ｗが大きなインピーダンスを有する。従って、蓄電装置４に掛かる電圧が、例えば歯部の数より少ない数の磁極部を有する場合と比べ、減少する。このため、クランク軸１５の上限回転速度は、例えば１２Ｖの場合と比べて高い値に設定することができる。このため、永久磁石式発電機２０において始動時のトルクを増大するため、電気抵抗の小さい太い巻線を採用することができる。

　また、永久磁石式発電機２０では、ステータ巻線Ｗの温度が潤滑オイルの温度よりも高くならない又は高くなり難いため、永久磁石式発電機２０が潤滑オイルと接触するように配置されても、潤滑オイルの蒸発を抑制できる。従って、潤滑オイルの冷却機構の大型化を抑制乃至回避できる。

［第２の適用例］
　図７は、異なる種類の第２蓄電部４２を有する第２の適用例の充電時における電圧変化の概略を示すチャートである。
　図７に示される第２の適用例では、第２蓄電部４２としてキャパシタが想定されている。なお、第１蓄電部４１は、図２に示す例と同じバッテリである。

　キャパシタは、化学反応によらず静電気力を利用してイオンといった電荷を蓄える素子である。このため、キャパシタの電圧は、充電量にほぼ比例する。例えば、キャパシタの放電に従いキャパシタの電圧は低下する。
　キャパシタの容量は、一般的に、等しい容積を有するバッテリよりも小さい容量を有する。また、キャパシタは、化学反応によらず電荷を蓄えるため、等しい容積を有するバッテリよりも大きな最大充電電流を有する。このため、キャパシタの最大充電レートは、バッテリよりも高い。
　図７では、キャパシタである第２蓄電部４２で充電量が放電によってほぼ０％となった状態（時刻０）から、充電が開始した場合における電圧変化の概略を示す。
　時刻０で、充電量がほぼ０％である第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２ｂは、ほぼ０Ｖである。
　第２蓄電部４２は、大きい最大充電レートを有するので、第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２ｂは、急速に上昇する。第２蓄電部４２は、第１蓄電部４１と比べて急速に充電される。第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２ｂが上限電圧に達すると、第２電圧Ｖ２ｂは、電流維持回路４３によって上限電圧に制御される。図７の例では約６Ｖに維持される。第２蓄電部４２は、第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２ｂが上限電圧に達するまで、第２電圧Ｖ２ｂが上限電圧に達する後よりも急速に充電される。急速な充電は、充電速度、即ち単位時間あたりの充電量が大きい充電である。図７に示す例において、第２蓄電部４２は、時刻ｔ３よりも前の期間で、時刻ｔ３よりも後の期間に比べ大きな充電速度で充電される。これに対し、第１蓄電部４１は、時刻ｔ３よりも前の期間で、時刻ｔ３よりも後に比べ小さな充電速度で充電される。第１蓄電部４１は、時刻ｔ３よりも後の期間で電流維持回路４３からの電流により、大きな充電速度で充電される。

　蓄電装置４の電圧ＶＴｂは、第１蓄電部４１の第１電圧Ｖ１ｂと第２蓄電部４２の第２電圧Ｖ２ｂとの合計である。充電開始から、蓄電装置４の電圧ＶＴｂが例えば充電電圧の約９５％である１７．５Ｖに到達するまでの時間ｔ３は、例えば第２蓄電部無しに第１蓄電部４１の規模が単純に１．５倍となった場合における蓄電装置４の電圧ＶＴｂ’が１７．５Ｖに到達するまでの時間ｔ４よりも短い。

　図８は、図１に示す蓄電装置４のバリエーションの例を示す図である。

　図８の（Ａ）に示す例の蓄電装置４は、第１蓄電部４１としてのバッテリと、第２蓄電部４２としてのバッテリとを備える。蓄電装置４には、電流維持回路４３が設けられている。
　第２蓄電部４２としてのバッテリの最大充電レートは、第１蓄電部４１としてのバッテリの最大充電レートの２倍より大きい。第２蓄電部４２としてのバッテリの最大定格電圧は、第１蓄電部４１としてのバッテリの最大定格電圧より小さい。第２蓄電部４２としてのバッテリの上限電圧は、第１蓄電部４１としてのバッテリの最大定格電圧より小さい。第２蓄電部４２としてのバッテリの上限電圧は、第１蓄電部４１としてのバッテリの公称電圧よりも小さい。
　第１蓄電部４１としてのバッテリの公称電圧は、例えば１２Ｖである。第２蓄電部４２としてのバッテリの公称電圧は、例えば６Ｖである。第２蓄電部４２としてのバッテリの上限電圧は、例えば６Ｖである。但し、具体的な電圧の組合せは特に限られず、例えば８Ｖと６Ｖの組合せ、例えば１０Ｖと８Ｖの組合せ、又は、１１Ｖと８Ｖの組合せでもよい。

　図８の（Ｂ）に示す例の蓄電装置４は、第１蓄電部４１としてのバッテリと、第２蓄電部４２としての１個のキャパシタとを備える。蓄電装置４には、電流維持回路４３が設けられている。第２蓄電部４２としての１個のキャパシタに掛かる最大電圧は、電流維持回路４３に設定される上限電圧である。電流維持回路４３の上限電圧は、キャパシタの耐圧及び蓄電装置４の最大定格電圧に応じて設定される。電流維持回路４３に設定される上限電圧は、例えば６Ｖである。但し、上限電圧は、特に限られず、キャパシタの耐圧及び蓄電装置４に応じて８Ｖ又は１０Ｖでもよい。

　図８の（Ｃ）に示す例の蓄電装置４は、第１蓄電部４１としてのバッテリと、第２蓄電部４２としての２個のキャパシタとを備える。これによって、電流維持回路４３の上限電圧として、１つのキャパシタの耐圧よりも大きな電圧を設定することができる。また、第２蓄電部４２が１つのキャパシタの耐圧よりも大きな電圧を入力及び出力することができる。

　図８の（Ｄ）に示す例の蓄電装置４は、第１蓄電部４１としてのバッテリと、第２蓄電部４２としての３個のキャパシタとを備える。これによって、電流維持回路４３の上限電圧として、１つのキャパシタの耐圧の２倍よりも大きな電圧を設定することができる。また、第２蓄電部４２が１つのキャパシタの耐圧の２倍よりも大きな電圧を入力及び出力することができる。

　図８の（Ｅ）に示す例の蓄電装置４は、図８の（Ｂ）に示す例に対し、さらに並列キャパシタ部４４を備える。並列キャパシタ部４４は、第１蓄電部４１と並列に接続されている。並列キャパシタ部４４は、１個のキャパシタを備える。この構成は、１個のキャパシタの耐圧が第１蓄電部４１としてのバッテリよりも大きい場合に好適である。
　キャパシタは、一般的に、同じ電力を放電するバッテリよりも短い期間で電力を供給することができる。キャパシタの内部抵抗は、一般的にバッテリの内部抵抗よりも小さい。また、キャパシタは、電圧に実質的に比例した電力（電荷）を蓄電する。キャパシタは、一般的に電圧に比例する電力を放電することができる。
　従って、例えばエンジン始動によって第１蓄電部４１と並列キャパシタ部４４の電力が消費された後、第１蓄電部４１から並列キャパシタ部４４に電圧が供給され得る。即ち並列キャパシタ部４４が、第１蓄電部４１の電力で充電できる。次のエンジン始動で、第１蓄電部４１が、始動に求められる電力を単独で供給できない状況でも、並列キャパシタ部４４が、始動に求められる電力を供給できる可能性が高い。

　図８の（Ｆ）に示す例の蓄電装置４では、図８の（Ｃ）に示す例に対し、並列キャパシタ部４４が付加されている。
　図８の（Ｆ）に示す例のように、第１蓄電部４１が有するキャパシタの数と、並列キャパシタ部４４が有するキャパシタの数とは異なってもよい。第１蓄電部４１が有するキャパシタの数と、並列キャパシタ部４４が有するキャパシタの数とは、電流維持回路４３の上限電圧及び第１蓄電部４１としてのバッテリの最大定格電圧に応じて選択することが可能である。図８の（Ｆ）に示す例の蓄電装置４では、並列キャパシタ部４４が４個のキャパシタを備えている。

　図８の（Ｇ）に示す例の蓄電装置４では、図８の（Ｄ）に示す例に対し、並列キャパシタ部４４が付加されている。図８の（Ｇ）に示す例の蓄電装置４では、並列キャパシタ部４４が３個のキャパシタを備えている。

　バッテリの数及びキャパシタの数は、図８の（Ａ）から（Ｇ）に示す数に限られない。
例えば、図６の（Ｇ）に示す例の蓄電装置４に対し、並列キャパシタ部４４が６個のキャパシタを備えていてもよい。第１蓄電部４１を構成するキャパシタと、並列キャパシタ部４４を構成するキャパシタの最大定格電圧のバランスが保ちやすい。
　また更に、蓄電装置４に対し、第１蓄電部４１は、例えば、互いに並列接続された２組のキャパシタの組を備えてもよい。キャパシタの組は、例えば、直列接続された３個のキャパシタで構成される。この場合、第１蓄電部４１の容量が増大する。また例えば、更に、並列キャパシタ部４４が６個のキャパシタを備えていてもよい。
　並列キャパシタ部４４が有するキャパシタと第２蓄電部４２が有するキャパシタは同種類である。例えば最大定格電圧及び静電容量が実質的に等しいキャパシタは同種類のキャパシタである。例えば電圧及び静電容量の公称値が等しいキャパシタは同種類のキャパシタである。
　但し、並列キャパシタ部４４が有するキャパシタと第２蓄電部４２が有するキャパシタとは互いに異なる種類でもよい。

　１　　鞍乗型車両
　３ａ，３ｂ　　車輪
　４　　蓄電装置
　４１　第１蓄電部
　４２　第２蓄電部
　４３　電流維持回路
　１０　　エンジン
　１５　　クランク軸
　２０　　永久磁石式発電機
　２１　　インバータ

Claims (7)

1. 鞍乗型車両であって、
   　前記鞍乗型車両は、
   　車輪と、
   　クランク軸を有し、ガスの燃焼動作によって生じた前記車輪を駆動するためのトルクを前記クランク軸から出力するエンジンと、
   　前記クランク軸の一端部に設けられ、永久磁石を有し、前記クランク軸を回転させることにより前記エンジンを始動するとともに、前記エンジンに駆動されることにより発電する永久磁石式発電機と、
   　１２Ｖ以上の最大定格電圧を有し電力を蓄えるバッテリである第１蓄電部と、
   　前記第１蓄電部と常時直列接続され、前記第１蓄電部の最大充電レートの２倍より大きい最大充電レートを有する第２蓄電部と、
   　前記永久磁石式発電機と前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部とに電気的に接続され、前記永久磁石式発電機から出力される電流を制御する複数のスイッチング部を備えたインバータと、
   　前記永久磁石式発電機が発電することにより前記インバータが少なくとも前記第１蓄電部を充電する間、前記第２蓄電部を電気的に切断することなく、前記第２蓄電部に掛かる電圧が前記第２蓄電部に設定された上限電圧を超えないように前記第１蓄電部へ充電電流が流れる状態を維持する電流維持回路と、
   を備える。
2. 　請求項１記載の鞍乗型車両であって、前記第２蓄電部の上限電圧は、前記第１蓄電部の最大定格電圧よりも低い。
3. 　請求項１記載の鞍乗型車両であって、
   　前記インバータが少なくとも前記第１蓄電部を充電する間、前記第２蓄電部に掛かる前記電圧である第２電圧が、前記第１蓄電部に掛かる第１電圧よりも低い。
4. 　請求項１記載の鞍乗型車両であって、
   　前記鞍乗型車両は、バッテリである第１蓄電部と並列接続されたキャパシタを備える。
5. 　請求項１記載の鞍乗型車両であって、
   　永久磁石式発電機は、前記永久磁石で構成された複数の磁極部を有するロータと、
   複数のスロットが前記永久磁石式発電機の周方向に間隔を空けて形成されたステータコア及び前記スロットを通るように設けられた巻線を有するステータと、を備え、
   前記磁極部の数は前記複数のティースの数より多い。
6. 　請求項１記載の鞍乗型車両であって、
   　前記エンジンは、オイルで内部が潤滑されるように構成されたクランクケースを更に備え、
   　前記永久磁石式発電機は、前記オイルと接触する位置に設けられる。
7. 　請求項１記載の鞍乗型車両であって、
   　前記インバータは、前記鞍乗型車両の走行中、前記永久磁石式発電機に前記第１蓄電部及び前記第２蓄電部からの電力を供給し、永久磁石式発電機にクランク軸の回転を補助する。

Images