(57)【要約】【課題】触媒のレイアウトについての設計自由度と触媒の早期活性化との両立が可能な独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両を提供すること。【解決手段】独立スロットル型エンジンと排気通路と消音器と触媒と磁石式モータと蓄電装置と被駆動部材と制御部とを備え、制御部は、冷間始動時に、先ず、磁石式モータが、蓄電装置の電力により、クランクシャフトの回転速度が独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えるまで、独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止した状態でクランクシャフトを正転させ、次に、独立スロットル型エンジンが、クランクシャフトの回転速度が独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えた状態で、各スロットル弁を通る空気と燃料とを各シリンダに供給して燃焼動作を開始するように、磁石式モータ及び独立スロットル型エンジンを動作させるように構成された独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両。【選択図】図１
2020153233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両であって、
前記独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、
少なくとも一つのシリンダと、クランクシャフトとを有し、シリンダごとに、独立したスロットル弁と、内部に形成された燃焼室とを有し、前記クランクシャフトを介して動力を出力する独立スロットル型エンジンと、
前記燃焼室から排出される排気を大気へ排出する排出口を有し、前記燃焼室から前記排出口まで前記排気を通す排気通路と、
前記排気通路の下流側に設けられる消音器と、
前記消音器の上流側の端部より上流に位置するように前記排気通路に設けられる触媒と、
前記クランクシャフトとの間で動力が伝達されるように前記クランクシャフトと接続されたロータ、及び、前記ロータと対向するように配置されたステータを有し、前記ロータ又は前記スタータは、永久磁石を有し、少なくとも前記独立スロットル型エンジンの燃焼動作を開始させる時に前記クランクシャフトを回転させる磁石式モータと、
前記磁石式モータに対し電力を供給する蓄電装置と、
前記独立スロットル型エンジン及び／又は前記磁石式モータから出力される動力により駆動され、前記独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両を進行させるように構成された被駆動部材と、
前記独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止しており且つ前記被駆動部材が駆動されていない状態における前記独立スロットル型エンジンの冷間始動時に、先ず、前記磁石式モータが、前記蓄電装置の電力により、前記クランクシャフトの回転速度が前記独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えるまで、前記独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止した状態で前記クランクシャフトを正転させ、次に、前記独立スロットル型エンジンが、前記クランクシャフトの回転速度が前記独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えた状態で、各前記スロットル弁を通る空気と燃料とを前記各シリンダに供給して燃焼動作を開始するように、前記磁石式モータ及び前記独立スロットル型エンジンを動作させるように構成された制御部と
を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、独立スロットル型エンジンを搭載する鞍乗型車両である。独立スロットル型エンジンは、少なくとも一つのシリンダを備えるとともに、シリンダごとにスロットル弁を備えている。
【０００３】
独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、排気を浄化するための触媒を有している。独立スロットル型エンジンの始動時、触媒は排気により加熱されて、不活性状態から活性化状態に変化する。触媒は、活性化状態になることにより、浄化性能を発揮できる。
【０００４】
特許文献１は、単気筒エンジンを備えた自動二輪車を開示している。単気筒エンジンを備えた自動二輪車は、独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両の一例である。特許文献１に係る自動二輪車では、触媒が、エンジンの近傍、具体的には、シリンダや排気バルブの近傍に配置される。特許文献１に係る自動二輪車では、触媒及びシリンダのレイアウトにより、触媒の早期活性化とシリンダの冷却性の維持との両立が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１８７００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、触媒の早期活性化とシリンダの冷却性の維持との両立を図るための触媒及びシリンダのレイアウトが提案されている。しかし、そのレイアウトは、自動二輪車の車種や設計等によって適用困難である場合があった。また、自動二輪車の車種や設計等によっては、触媒がエンジンの近くに配置されると、触媒がエンジンからの熱を強く受けてしまい、触媒が高温になるおそれがあった。触媒が高温になることにより、シリンダ以外の機器や装置に影響が生じるおそれもあった。
【０００７】
本発明の目的は、触媒のレイアウトについての設計自由度と触媒の早期活性化との両立が可能な独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両における触媒の早期活性化とレイアウトとの関係について検討した。
【０００９】
特許文献１に係る自動二輪車では、触媒の早期活性化のために、触媒がエンジンの近くに配置されている。エンジンの近くに配置された触媒が、活性化のために高温になる。その結果、シリンダの冷却性への影響が問題となっている。特許文献１に係る自動二輪車では、触媒とシリンダとの配置によって、シリンダの冷却性の維持が図られているが、結果として、触媒とシリンダとのレイアウトが制約を受けている。
【００１０】
特許文献１に係る自動二輪車では、触媒をエンジンの近くに配置することを前提として、触媒と、触媒の温度による影響を受けるおそれがあるシリンダとのレイアウトが設計されている。このように、触媒をエンジンの近くに配置することを前提として、機器や装置のレイアウトを設計しようとすると、汎用性が確保し難くなり、適用可能な車両が限られるおそれがある。車種や車両の設計等に応じて都度レイアウトを調整することも容易ではない。独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両では、自動車等と比べて、装置や機器の設置スペースが限られる。そのため、触媒のレイアウトの自由度が確保されることが望ましい。
【００１１】
そこで、本発明者は、別の観点から検討を行った。具体的に、本発明者は、独立スロットル型エンジンにおける燃焼について検討した。
【００１２】
独立スロットル型エンジンでは、単一のスロットル弁と複数気筒とを有する単一スロットル型多気筒エンジンと比べて、スロットル弁が燃焼室の近くに配置される。単一スロットル型多気筒エンジンでは、単一のスロットル弁が、インテークマニホールドの上流側に設けられる。インテークマニホールドは、通常、スロットル弁の下流側に位置するサージタンクと、サージタンクと各気筒の燃焼室とを接続する吸気管とを有する。そのため、スロットル弁と燃焼室との間の距離が長い。これに対して、独立スロットル型エンジンでは、吸気管にスロットル弁が配置されるため、スロットル弁と燃焼室との距離が短い。これにより、スロットル弁の開閉動作に応じて、燃焼室に供給される空気量が速やかに変化し易く、応答性に優れる。ところが、スロットル弁が燃焼室の近くに配置されるため、スロットル弁の開閉動作によって燃焼室の気流が影響を受け易い。結果として、磁石式モータによりクランクシャフトを回転させ始めた後に、独立スロットル型エンジンの燃焼動作を開始し、続いてクランクシャフトの回転速度をアイドリング回転速度まで上げる制御において、下記（ａ）及び（ｂ）を安定的に実現し難い場合があった。
（ａ）  ＨＣ、ＣＯ又はＮＯｘの排出抑制
（ｂ）  燃焼室から排出される排気の高温化
【００１３】
本発明者は、更に検討を行った結果、次の知見を得た。独立スロットル型エンジンにおいて、クランクシャフトが極低速で回転している時には、スロットル弁の開閉動作によって、燃焼室に流入する気流が乱れ易く、上記（ａ）及び（ｂ）の実現が難しくなる場合がある。しかし、クランクシャフトの回転速度が高くなるにつれて、気流の乱れが生じ難くなる。
【００１４】
そして、本発明者は、上記知見に基づいて、独立スロットル型エンジンの冷間始動時に、クランクシャフトが極低速で回転している時には、独立スロットル型エンジンの燃焼動作を行わないことを検討した。結果として、本発明者は、独立スロットル型エンジンの冷間始動時において、先ず、クランクシャフトの回転速度がアイドリング回転速度を超えるまで、独立スロットル型エンジンの燃焼動作を行わずにクランクシャフトを磁石式モータで回転させ、次に、クランクシャフトの回転速度がアイドリング回転速度を超えた状態で、独立スロットル型エンジンの燃焼動作を開始することに想到した。
【００１５】
クランクシャフトがアイドル回転速度を超えるまで、独立スロットル型エンジンの燃焼動作が行われずにクランクシャフトが磁石式モータで回転する。これにより、下記（ａ）及び（ｂ）が実現可能となる。
（ａ）  ＨＣ、ＣＯ又はＮＯｘの排出を効果的に抑制すること
（ｂ）  燃焼室から排出される排気の温度を高める時に、排気の温度をコントロールしつつ、ＨＣ、ＣＯ、又はＮＯｘの排出を抑制し易くなること。
【００１６】
上記（ａ）及び（ｂ）が実現可能となる理由は、独立スロットル型エンジンにおいて、燃焼動作が行われずにクランクシャフトがアイドリング回転速度よりも高い回転速度まで回転するので、最初の燃焼動作までに充分な掃気が行われるとともに、クランクシャフトの回転速度の上昇に起因して燃焼室の気流の乱れが抑制されるためであると考えられる。クランクシャフトの回転速度がアイドリング回転速度よりも高い状態で最初の燃焼動作が行われるので、最初に燃焼室から排出される排気が有する熱量を増加させることができる。冷間始動時に最初に燃焼室から排出される排気が有する熱量が多いので、触媒のレイアウトの制約が緩和される。例えば、触媒の早期活性化を図りつつ、触媒と独立スロットル型エンジンとの間の排気通路の距離を比較的長く確保することが可能となる。また、触媒の早期活性化を図りつつ、触媒を独立スロットル型エンジンの近くに配置することも可能になる。以上により、独立スロットル型エンジンにおいて触媒のレイアウトについての設計自由度と触媒の早期活性化との両立が可能となる。
【００１７】
以上の知見に基づいて完成した本発明の観点による独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、次の構成を採用できる。
【００１８】
（１）本発明の、ひとつの観点によれば、独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、
少なくとも一つのシリンダと、クランクシャフトとを有し、シリンダごとに、独立したスロットル弁と、内部に形成された燃焼室とを有し、前記クランクシャフトを介して動力を出力する独立スロットル型エンジンと、
前記燃焼室から排出される排気を大気へ排出する排出口を有し、前記燃焼室から前記排出口まで前記排気を通す排気通路と、
前記排気通路の下流側に設けられる消音器と、
前記消音器の上流側の端部より上流に位置するように前記排気通路に設けられる触媒と、
前記クランクシャフトとの間で動力が伝達されるように前記クランクシャフトと接続されたロータ、及び、前記ロータと対向するように配置されたステータを有し、前記ロータ又は前記スタータは、永久磁石を有し、少なくとも前記独立スロットル型エンジンの燃焼動作を開始させる時に前記クランクシャフトを回転させる磁石式モータと、
前記磁石式モータに対し電力を供給する蓄電装置と、
前記独立スロットル型エンジン及び／又は前記磁石式モータから出力される動力により駆動され、前記独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両を進行させるように構成された被駆動部材と、
前記独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止しており且つ前記被駆動部材が駆動されていない状態における前記独立スロットル型エンジンの冷間始動時に、先ず、前記磁石式モータが、前記蓄電装置の電力により、前記クランクシャフトの回転速度が前記独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えるまで、前記独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止した状態で前記クランクシャフトを正転させ、次に、前記独立スロットル型エンジンが、前記クランクシャフトの回転速度が前記独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えた状態で、各前記スロットル弁を通る空気と燃料とを前記各シリンダに供給して燃焼動作を開始させるように、前記磁石式モータ及び前記独立スロットル型エンジンを制御する制御部と
を備える。
【００１９】
（１）の独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両では、独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止しており且つ被駆動部材が駆動されていない状態における独立スロットル型エンジンの冷間始動時において、先ず、（Ａ）磁石式モータが、蓄電装置の電力により、クランクシャフトの回転速度が独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えるまで、独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止した状態でクランクシャフトを正転させる。次に、（Ｂ）独立スロットル型エンジンが、クランクシャフトの回転速度が独立スロットル型エンジンのアイドリング回転速度を超えた状態で、各スロットル弁を通る空気と燃料とを各シリンダに供給して燃焼動作を開始する。（Ａ）及び（Ｂ）が実行されることにより、充分に掃気され且つ気流の乱れが抑制された状態の燃焼室で最初の燃焼動作が行われる。その結果、冷間始動時に最初に燃焼室から排出される排気がより多い熱量を有する。その排気は、排気通路を通って、触媒に至る。そして、その排気により触媒の加熱が開始されるとともに、加熱された触媒により排気が浄化される。
【００２０】
冷間始動時に最初に燃焼室から排出される排気が有する熱量が多いので、触媒のレイアウトの制約が緩和される。結果として、例えば、触媒と独立スロットル型エンジンとの間の排気通路の距離を比較的長く確保しつつ、触媒の早期活性化を図ることが可能となる。また、触媒を独立スロットル型エンジンの近くに配置しつつ、触媒の更なる早期活性化を図ることも可能となる。このように、（１）の独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両によれば、触媒のレイアウトについての設計自由度と触媒の早期活性化との両立が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、触媒のレイアウトについての設計自由度と触媒の早期活性化との両立が可能な独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両を提供できる。
【００２２】
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」、「接続された」、「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、直接的および間接的な取り付け、接続および結合の両方を包含する。さらに、「接続された」および「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な電気的接続または結合を含むことができる。
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、技術および工程の数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、新しい独立スロットル型エンジン搭載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。
【００２３】
独立スロットル型エンジンは、少なくとも１つのシリンダを備えるとともに、シリンダごとに、独立したスロットル弁を備える。単気筒エンジンは、独立スロットル型エンジンの一例である。独立スロットル型エンジンは、多気筒エンジンであってもよい。独立スロットル型多気筒エンジンの気筒数は、特に限定されず、例えば、２気筒、３気筒、４気筒であってもよい。独立スロットル型エンジンは、例えば、４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンであることが好ましい。４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンは、例えば、単気筒エンジン、２気筒エンジン、不等間隔爆発型３気筒エンジン、又は、不等間隔爆発型４気筒エンジンである。４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する４ストロークエンジンでは、燃焼動作によるクランクシャフトの回転が極低速域において安定し難いおそれがある。しかし、本発明の観点による独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両では、冷間始動時において、クランクシャフトの回転速度がアイドリング回転速度を超えるまで燃焼動作が行われない。よって、触媒活性化の更なる早期化を図ることができる。ただし、エンジンは、例えば、４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有さない４ストロークエンジンでもよい。また、冷却方式は、特に限定されず、例えば、自然空冷式であってもよく、強制空冷式であってもよく、水冷式であってもよい。スロットル弁は、アクセル操作子に対する操作が物理的なケーブル等を介して伝達されることにより操作されてもよく、スロットル・バイ・ワイヤにより操作されてもよい。
【００２４】
独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、独立スロットル型エンジンを搭載する鞍乗型車両である。鞍乗型車両とは、運転者が跨るように着座するサドルを有する自動車両をいう。鞍乗型車両としては、特に限定されず、例えば、自動二輪車、自動三輪車、ＡＴＶ（Ａｌｌ−Ｔｅｒｒａｉｎ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等が挙げられる。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。
【００２５】
独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、以下の３要件の少なくとも１つを満たすことが好ましく、なかでも、少なくとも下記（１）を満たすことが好ましい。
（ｉ）  前記独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両が、リーン姿勢で旋回可能に構成されていること
（ｉｉ）  前記独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両が、運転者によるアクセル操作子の操作量に応じてクランクシャフトの回転速度が変化するように独立スロットル型エンジン及び／又は磁石式モータの動作が制御されるとともに、クランクシャフトの回転速度に応じてクランクシャフトと被駆動部材との間における動力の伝達及びその切断が切り換えられるように構成されること
（ｉｉｉ）  前記独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両が、クランクシャフトの回転速度が低速域である時にクランクシャフトと被駆動部材との間の動力伝達が切断される一方、クランクシャフトの回転速度が前記低速域以外である時に前記動力伝達が行われるように構成されていること
【００２６】
上記（ｉ）に関して、リーン姿勢で旋回可能に構成された独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、旋回時に独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両に加わる遠心力に対向するために、カーブの内側に傾いた姿勢で旋回するように構成される。上記（ｉｉ）に関して、上記（ｉｉ）を満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、アクセル操作子の操作によって、クランクシャフトの回転速度（即ち独立スロットル型エンジン及び／又は磁石式モータの動作）並びに動力伝達装置による動力伝達及びその切断の切り換えが制御されるように構成される。上記（ｉｉｉ）に関しては、上記（ｉｉｉ）を満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、押し歩きや牽引などが可能になる。上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも一つを満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両としては、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の一つを満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両、上記（ｉ）及び（ｉｉ）を満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両、上記（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）を満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両、上記（ｉ）及び（ｉｉｉ）を満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両、上記（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の全てを満たす独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両が挙げられる。
【００２７】
磁石式モータは、ロータと、ステータとを有する。ロータ又はステータのいずれか一方が、永久磁石を有する。他方はコイルを有する。ブラシ付き直流モータは、ステータが永久磁石を有する磁石式モータの一例である。ブラシレスモータは、ロータが永久磁石を有する磁石式モータの一例である。ブラシレスモータの相数は、特に限定されず、単相であってもよく、三相であってもよい。磁石式モータは、エンジンの燃焼動作を開始させる時に、モータとして機能し、クランクシャフトを回転させる。磁石式モータは、エンジンに駆動される時に、ジェネレータとして機能し、発電するように構成されていてもよい。独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、磁石式モータとは別に、ジェネレータを備えていてもよい。また、磁石式モータは、ジェネレータとしても機能する磁石式モータジェネレータであってもよい。磁石式モータは、ラジアルギャップ型であってもよく、アキシャルギャップ型であってもよい。ラジアルギャップ型の磁石式モータは、アウタロータ型であってもよく、インナロータ型であってもよい。ロータは、ロータとクランクシャフトとの間でクラッチを介さずに動力が伝達されるようにクランクシャフトと接続されていてもよい。ロータは、ロータとクランクシャフトとの間での動力の伝達が切れないように構成されていてもよい。ロータは、例えば、クランクシャフトに対し直結されていてもよい。また、ロータは、例えば、固定速度比のギアを介してクランクシャフトと接続されていてもよい。ロータは、クランクシャフトと常時動力伝達が可能であるようにクランクシャフトと接続されていてもよい。磁石式モータは、永久磁石が磁性材料に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ型）であってもよく、永久磁石が磁性材料から露出した表面磁石型（ＳＰＭ型）であってもよい。永久磁石として、一対の磁極を有する複数の永久磁石が用いられてもよく、複数対の磁極を有するように着磁された一つの永久磁石が用いられてもよい。磁極数／スロット数は、２／３より大きいことが好ましく、１／１以上であることがより好ましく、１／１より大きいことが更に好ましく、４／３であることが特に好ましい。各磁極は、互いに周方向に等間隔に配置される。磁石式モータは、始動操作が入力されている期間のみ電力が供給されるように設置されていてもよい。磁石式モータは、始動操作が入力されることにより電力が供給され、エンジンの始動完了後に電力の供給が停止されるように設置されていてもよい。
【００２８】
蓄電装置は、電力を蓄える装置である。蓄電装置は、少なくとも、磁石式モータが蓄電装置の電力により自力でクランクシャフトをアイドリング回転速度まで回転させるための電力を磁石式モータに供給できる容量を有している。蓄電装置は、特に限定されず、例えば、バッテリであってもよく、キャパシタであってもよい。
【００２９】
本発明の一つの観点における被駆動部材は、例えば車輪である。被駆動部材は、例えばスクリューでもよい。被駆動部材の数は、特に限定されない。鞍乗型車両が前輪と後輪とを備える場合、被駆動部材は、前輪のみであってもよく、後輪のみであってもよく、前輪及び後輪であってもよい。
【００３０】
アクセル操作子は、運転者の操作によりトルク要求が入力される部材である。アクセル操作子は、特に限定されず、アクセルグリップであってもよく、アクセルペダルであってもよく、レバーにより構成されてもよく、ボタンにより構成されてもよい。アクセル操作子は、例えば、エンジンに備えられたスロットル弁と機械式ワイヤで接続されていてよい。アクセル操作子は、例えば、スロットル弁を駆動するモータ及び制御装置と電気的に接続されていてもよい。
【００３１】
制御部は、エンジンを制御する機能と、磁石式モータを制御する機能とを有する。例えば、磁石式モータがブラシ付き直流モータである場合、磁石式モータを制御する機能は、例えば、磁石式モータへ供給される電力についてのＯＮ／ＯＦＦを切り替える機能である。磁石式モータがブラシレスモータである場合、磁石式モータを制御する機能は、例えば、インバータ回路に対する制御、より詳細には、複数のスイッチング部の各々に対するＯＮ／ＯＦＦ制御である。制御部のハードウェア構成は、特に限定されない。制御部は、中央処理装置と、記憶装置とを有するコンピュータにより構成されていてもよい。制御部の一部または全部が、電子回路であるワイヤードロジックによって構成されていてもよい。制御部は、全体として物理的に一体として構成されていてもよく、物理的に別個の複数の装置の組合せにより構成されていてもよい。例えば、エンジンを制御する機能を有する装置と、磁石式モータを制御する機能を有する装置とが別体に構成されていてもよい。
【００３２】
冷間始動とは、独立スロットル型エンジンが暖機されていない状態での始動をいう。冷間始動時において、独立スロットル型エンジンの温度は、例えば、外気温と略同じであるか又は外気温より低い。独立スロットル型エンジンの始動が冷間始動であるか否かは、例えば、独立スロットル型エンジン又はその近傍に設けられた温度センサによる検出結果に基づいて判断される。また、例えば、独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止した時点、又は独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両の走行が停止した時点から経過した時間に基づいて、独立スロットル型エンジンの始動が冷間始動であるか否かが判断されてもよい。
【００３３】
上記（Ａ）及び（Ｂ）は、少なくとも冷間始動時に行われればよい。上記（Ａ）及び（Ｂ）は、冷間始動時以外に行われてもよい。上記（Ａ）及び（Ｂ）は、始動が冷間始動であるか否かに関らず、始動毎に行われてもよい。上記（Ａ）及び（Ｂ）は、必ずしも冷間始動時に常に行われる必要はない。例えば、独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両が、上記（Ａ）及び（Ｂ）を始動時に行うか否かを設定するための入力を受け入れ可能に構成されていてもよい。この場合、上記（Ａ）及び（Ｂ）を始動時に行わないと設定された場合には、冷間始動時に上記（Ａ）及び（Ｂ）が行われない。しかし、このような独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両も、設定によっては、冷間始動時に上記（Ａ）及び（Ｂ）が行われるので、本発明の独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両に該当する。また、本発明の独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、冷間始動時に所定の条件が満たされている場合に、上記（Ａ）及び（Ｂ）を行う一方、前記所定の条件が満たされない場合には、上記（Ａ）及び（Ｂ）を行わないように構成されていてもよい。例えば、本発明の独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両は、冷間始動時において独立スロットル型エンジンの温度が所定温度未満である場合に、上記（Ａ）及び（Ｂ）を行う一方、独立スロットル型エンジンの温度が前記所定温度以上である場合に、上記（Ａ）及び（Ｂ）を行わないように構成されていてもよい。
【００３４】
上記（Ａ）及び（Ｂ）実行される契機となる始動操作は、特に限定されない。上記（Ａ）及び（Ｂ）は、例えば、メインスイッチがＯＮされた状態でスタータスイッチがＯＮされた時に実行される。この場合、上記（Ｂ）において独立スロットル型エンジンの燃焼動作が開始する前にスタータスイッチがＯＦＦされた場合には、燃焼動作が行われずに、磁石式モータの駆動が停止してもよい。また、上記（Ａ）及び（Ｂ）は、メインスイッチがＯＮされた状態でアクセル操作子が操作された時に実行されてもよい。
【００３５】
冷間始動時において、磁石式モータは、独立スロットル型エンジンの燃焼動作が停止した状態で、クランクシャフトの回転速度がアイドリング回転速度を超えるまで、クランクシャフトを正転させる。この時、磁石式モータは、クランクシャフトの回転速度が以下の値を超えるまで、クランクシャフトを正転させてもよい。
・アイドリング超過回転速度
・クラッチイン回転速度
・クラッチストール回転速度
また、磁石式モータは、クランクシャフトの回転速度が以下の値を超えるまでに、クランクシャフトの正転方向への正のトルク付与を停止してもよい。
・アイドリング超過回転速度
・クラッチイン回転速度
・クラッチストール回転速度
また、磁石式モータは、クランクシャフトの回転速度がクラッチストール回転速度を超えた後に、クランクシャフトの正転方向への正のトルク付与を停止してもよい。
なお、アイドリング超過回転速度は、アイドリング回転速度よりも所定回転速度（例えば１００ｒｐｍ、２００ｒｐｍ、３００ｒｐｍ）高い回転速度であってもよく、アイドリング回転速度よりも高い所定の回転速度（例えば２０００ｒｐｍ、２５００ｒｐｍ）であってもよい。クラッチイン回転速度とは、クラッチインが行われる時のクランクシャフトの回転速度をいう。クラッチストール回転速度とは、クラッチストールが行われる時のクランクシャフトの回転速度をいう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）は、第一実施形態に係る鞍乗型車両を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、独立スロットル型エンジン及び排気系を模式的に示す概略図であり、（ｃ）は、冷間始動時におけるクランクシャフトの回転速度と経過時間との関係を示すグラフである。
【図２】図１に示す独立スロットル型エンジン及びその周囲の概略構成を模式的に示す部分断面図である。
【図３】独立スロットル型エンジン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４】図１に示す鞍乗型車両の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図５】図１に示す磁石式モータＭを拡大して示す断面図である。
【図６】図５に示す磁石式モータＭのＡ−Ａ線断面を示す断面図である。
【図７】図５に示す磁石式モータＭのＢ−Ｂ線断面を示す断面図である。
【図８】可動永久磁石が進角位置にある状態を示す模式図である。
【図９】可動永久磁石が遅角位置にある状態を示す模式図である。
【図１０】図６に示す磁石式モータＭの回転速度と出力トルクの特性を模式的に示すグラフである。
【図１１】第二実施形態に係る鞍乗型車両を模式的に示す側面図である。
【図１２】図１１に示す鞍乗型車両の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図１３】第二実施形態に係る鞍乗型車両が備える磁石式モータジェネレータＭＧを模式的に示す分解斜視図である。
【図１４】図１３に示す磁石式モータジェネレータＭＧを模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１３に示す磁石式モータジェネレータＭＧにおけるステータの動作を模式的に示す図である。
【図１６】図１３に示す磁石式モータジェネレータＭＧの回転制御の原理を示す図である。
【００３７】
以下、本発明の実施形態に基づいて図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
＜第一実施形態＞
図１（ａ）は、第一実施形態に係る鞍乗型車両を模式的に示す側面図である。図１（ｂ）は、独立スロットル型エンジン及び排気系を模式的に示す概略図である。図１（ｃ）は、冷間始動時におけるクランクシャフトの回転速度と経過時間との関係を示すグラフである。
【００３９】
図１（ａ）に示す鞍乗型車両１は、車体２及び車輪３ａ，３ｂを備えている。詳細には、鞍乗型車両１は、自動二輪車である。本実施形態に係る鞍乗型車両１は、独立スロットル型エンジン搭載鞍乗型車両の一例である。
【００４０】
鞍乗型車両１は、独立スロットル型エンジンＥＧを備えている。本実施形態では、独立スロットル型エンジンＥＧは、４ストローク単気筒エンジンである。独立スロットル型エンジンＥＧは、一つのシリンダ１２と、クランクシャフト１５とを有する。独立スロットル型エンジンＥＧは、シリンダ１２ごとに、独立した一つのスロットル弁２７と、一つの燃焼室２８とを備えている。燃焼室２８は、独立スロットル型エンジンＥＧの内部に形成されている。独立スロットル型エンジンＥＧは、クランクシャフト１５を介して動力を出力する。
【００４１】
鞍乗型車両１は、排気通路２９を備えている。排気通路２９は、燃焼室２８から排出される排気を大気へ排出する排出口２９ａを有する。排気通路２９は、燃焼室２８から排出口２９ａまで排気を通すように構成されている。
【００４２】
鞍乗型車両１は、消音器２５を備えている。消音器２５は、排気通路２９の下流側に設けられる。
【００４３】
鞍乗型車両１は、触媒ユニット２４を備える。触媒ユニット２４は、筒状のケーシング２２と、触媒２３とを有する。ケーシング２２は、排気通路２９の一部を構成する。触媒２３は、ケーシング２２の内部に固定されている。排気は、触媒２３を通過することにより浄化される。触媒２３は、燃焼室２８から排出される全ての排気が触媒２３を通過するように設けられている。触媒２３は、いわゆる三元触媒である。三元触媒は、排気に含まれる炭化水素、一酸化炭素及び窒素酸化物の３物質を酸化または還元することで除去する。三元触媒は、酸化還元触媒の１種である。触媒２３は、基材と、この基材の表面に付着された触媒物質とを有する。触媒物質は、担体と貴金属を有する。担体は、貴金属と基材との間に設けられる。担体は貴金属を担持する。この貴金属が、排気を浄化する。貴金属としては、例えば、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物をそれぞれ除去する、プラチナ、パラジウム、ロジウムなどが挙げられる。触媒２３は、多孔構造を有している。多孔構造とは、排気経路２９の経路方向に垂直な断面に多孔が形成されている構造を言う。多孔構造の一例は、ハニカム構造である。触媒２３は、メタル基材触媒であっても、セラミック基材触媒であってもよい。メタル基材触媒とは、基材が金属製の触媒である。セラミック基材触媒とは、基材がセラミック製の触媒である。メタル基材触媒の基材は、例えば、金属製の波板と金属製の平板を交互に重ねて巻回することで形成される。セラミック基材触媒の基材は、例えば、ハニカム構造体である。触媒は、三元触媒でなくてもよい。触媒は、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれか１つまたは２つを除去する触媒であってもよい。また、触媒は、酸化還元触媒でなくてもよい。触媒は、酸化または還元のいずれか一方だけで有害物質を除去する酸化触媒または還元触媒であってもよい。還元触媒の一例として、窒素酸化物を還元反応によって除去する触媒がある。
【００４４】
触媒２３は、消音器２５の上流側の端部２５ａより上流に位置するように排気通路２９に設けられている。触媒２３の上流側の端部２３ａは、消音器２５の上流側の端部２５ａより上流に位置する。触媒２３の下流側の端部２３ｂは、消音器２５の上流側の端部２５ａより上流に位置する。なお、触媒２３は、端部２３ｂが端部２５ａより下流側に位置するように設けられてもよい。
【００４５】
鞍乗型車両１は、磁石式モータＭを備えている。本実施形態において、磁石式モータＭは、ブラシ付き直流モータである。磁石式モータＭは、独立スロットル型エンジンＥＧを始動させるためにクランクシャフト１５を回転させる。磁石式モータＭは、磁石式モータＭの動力が、ワンウェイクラッチ機構４９（図２参照）を介して、クランクシャフト１５に伝達されるように設けられている。よって、磁石式モータＭは、クランクシャフト１５を回転させることができるが、クランクシャフト１５によって回転させられない。磁石式モータＭについては、後に詳述する。
【００４６】
鞍乗型車両１は、磁石式ジェネレータＧを備えている。磁石式ジェネレータＧは、図２に示すように、ロータ３０と、ステータ４０とを有する。ロータ３０は、永久磁石３７を有する。ロータ３０は、クランクシャフト１５に対して固定された速度比で回転するようにクランクシャフト１５との間でクラッチを介さずに動力が伝達されるようにクランクシャフト１５と接続されている。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。磁石式ジェネレータＧは、独立スロットル型エンジンＥＧに駆動される時に発電するように構成されている。
【００４７】
鞍乗型車両１は、蓄電装置４を備えている。蓄電装置４は、磁石式モータＭに対して電力を供給する。また、蓄電装置４は、磁石式ジェネレータＧによって生成される電力によって充電される。
【００４８】
鞍乗型車両１は、アクセル操作子８を備えている。アクセル操作子８は、運転者によりトルク要求が入力されるように構成されており、独立スロットル型エンジンＥＧの出力を指示するように操作される。具体的には、アクセル操作子８は、スロットル弁２７の開度が、アクセル操作子８の操作量に応じて変化するように、スロットル弁２７とワイヤ（図示せず）を介して接続されている。アクセル操作子８は、運転者によって操作されることにより、独立スロットル型エンジンＥＧの出力の増加又は減少に関する指示が入力されるように構成されている。
【００４９】
鞍乗型車両１は、車輪３ｂを備える。車輪３ｂは、被駆動部材の一例である。車輪３ｂは、独立スロットル型エンジンＥＧから出力する動力により駆動されることにより、鞍乗型車両１を進行させるように構成されている。
【００５０】
鞍乗型車両１は、動力伝達装置ＰＴを備える。動力伝達装置ＰＴは、クランクシャフト１５から車輪３ｂへ動力を伝達するように構成されている。動力伝達装置ＰＴは、変速機ＴＲ（図２参照）と、クラッチＣＬとを含んでいる。変速機ＴＲは、例えば、無段変速機である。変速機ＴＲは、出力の回転速度に対する入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ＴＲは、車輪の回転速度に対する、クランクシャフト１５の回転速度に対応する変速比を変更することができる。クラッチＣＬは、例えば、ドラム式の遠心クラッチである。
【００５１】
鞍乗型車両１は、制御装置６０を備える。制御装置６０は、独立スロットル型エンジンＥＧを制御するように構成されている。制御装置６０は、制御部を構成する。また、鞍乗型車両１は、磁石式モータＭの動作に係る回路（図４参照）を備えている。当該回路は、制御装置６０と共に、制御部を構成している。制御装置６０は、独立スロットル型エンジンＥＧの冷間始動時に、下記（Ａ）及び（Ｂ）が行われるように、磁石式モータＭ及び独立スロットル型エンジンＥＧを動作させる。
【００５２】
（Ａ）  磁石式モータＭは、蓄電装置４の電力により、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えるまで、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が停止した状態でクランクシャフト１５を正転させる。上記（Ａ）は、スタータスイッチ６が運転者により操作されることにより開始される。
【００５３】
（Ｂ）  独立スロットル型エンジンＥＧは、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えた状態で、燃焼動作を開始させる。この時に、スロットル弁２７を通る空気がシリンダ１２に供給される。また、燃料もシリンダ１２に供給される。上記（Ｂ）は、上記（Ａ）の後に実行される。
【００５４】
なお、冷間始動前には、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が停止している。また、冷間始動前には、車輪３ｂは、少なくとも独立スロットル型エンジンＥＧによって駆動されていない。
【００５５】
さらに、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、鞍乗型車両１の各部に電力を供給するためのスイッチである。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、運転者によって操作されるスイッチである。本実施形態において、スタータスイッチ６は、運転者の操作により発進許可要求が入力されるスイッチである。鞍乗型車両１は、アクセル操作子８を備えている。アクセル操作子８は、操作に応じてトルク要求、例えば、独立スロットル型エンジンＥＧの出力を指示するように構成されている。アクセル操作子８は、詳細には、アクセルグリップである。
【００５６】
鞍乗型車両１では、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が停止しており且つ車輪３ｂが駆動されていない状態において、メインスイッチ５が操作されることにより、制御装置６０への電力供給が開始される。その後に、スタータスイッチ６が操作されることにより、磁石式モータＭへの通電が開始される。冷間始動時において、磁石式モータＭは、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が停止した状態で、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えるまで、クランクシャフト１５を正転させる。クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えた状態で、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が開始される。
【００５７】
なお、スタータスイッチ６が省略されるとともに、メインスイッチ５が、スタータスイッチ６を兼ねるように構成されていてもよい。この場合、駆動停止状態において、メインスイッチ５が操作されることにより、制御装置６０への電力供給が開始されるとともに、磁石式モータＭへの通電が開始される。また、始動時に、アクセル操作子８が、メインスイッチ５及びスタータスイッチ６を兼ねるように構成されていてもよい。この場合、駆動停止状態において、アクセル操作子８が操作されることにより、制御装置６０への電力供給が開始されるとともに、磁石式モータＭへの通電が開始される。
【００５８】
図２は、図１に示す独立スロットル型エンジンＥＧ及びその周囲の概略構成を模式的に示す部分断面図である。
【００５９】
独立スロットル型エンジンＥＧは、クランクケース１１と、シリンダ１２と、ピストン１３と、コネクティングロッド１４と、クランクシャフト１５とを備えている。ピストン１３は、シリンダ１２内に往復動可能に設けられている。クランクシャフト１５は、クランクケース１１内に回転可能に設けられている。クランクシャフト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２８が形成される。シリンダヘッド１６には、排気バルブ１８及び吸気バルブ２１が設けられている。排気バルブ１８は、シリンダ１２内の排気の排出を制御する。吸気バルブ２１は、シリンダ１２内の燃焼室への混合気の供給を制御する。排気バルブ１８及び吸気バルブ２１は、クランクシャフト１５と連動して回転するカムシャフトＣｓに設けられた図示しないカムの作用によって動作する。クランクシャフト１５は、クランクケース１１に、一対のベアリング１７を介して、回転自在な態様で支持されている。
【００６０】
クランクシャフト１５には、ワンウェイクラッチ機構４９が設けられている。磁石式モータＭは、クランクシャフト１５を回転させることができるように、ワンウェイクラッチ機構４９を介して、クランクシャフト１５に接続されている。なお、磁石式モータＭについては、後述する。
独立スロットル型エンジンＥＧが備えるクランクシャフト１５の一端部１５ａには、磁石式発電機Ｇが取り付けられている。クランクシャフト１５と磁石式発電機Ｇとの間にクラッチは設けられていない。独立スロットル型エンジンＥＧが備えるクランクシャフト１５の他端部１５ｂには、動力伝達装置ＰＴが設けられている。なお、図２において、クランクシャフト１５の一端部１５ａは、右端部であり、他端部１５ｂは、左端部である。
【００６１】
独立スロットル型エンジンＥＧには、デコンプレッション装置Ｄが設けられている。図２には、デコンプレッション装置Ｄが概略的に示されている。デコンプレッション装置Ｄは、圧縮行程でシリンダ１２内の圧力を減少させるように動作する。デコンプレッション装置Ｄは、圧縮行程で排気バルブ１８を開くことによって、シリンダ１２内の気体の一部を排出する。デコンプレッション装置Ｄは、クランクシャフト１５の回転速度が、デコンプレッション装置Ｄに設定された減圧上限速度以下である場合に、圧縮行程で排気バルブ１８を開くように構成されている。デコンプレッション装置Ｄは、クランクシャフト１５と連動して回転するカムシャフトＣｓに設けられた機構によって排気バルブ１８を開く。デコンプレッション装置Ｄは、例えば、カムシャフトＣｓの回転に伴う遠心力を利用して、排気バルブ１８を開く動作を行う。デコンプレッション装置Ｄが圧縮行程でシリンダ１２内の混合気の圧力を減少させることによって、ピストン１３が受ける圧縮反力が減少する。高負荷領域において、ピストン１３の動作に対する負荷が低減される。
【００６２】
また、独立スロットル型エンジンＥＧには、スロットル弁２７及び燃料噴射装置Ｊ（図４参照）も備えられている。スロットル弁２７は、アクセル操作子８（図１参照）の操作量に基づく開度で開く。スロットル弁２７は、開度に応じて流れる空気の量を調整することによってシリンダ１２内に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置Ｊは、燃料を噴射することによって、シリンダ１２内の燃焼室２８に燃料を供給する。スロットル弁を通る空気と燃料噴射装置Ｊから噴射された燃料の混合気が、シリンダ１２内の燃焼室２８に供給される。また、独立スロットル型エンジンＥＧには、点火プラグ１９が設けられている。点火プラグ１９が、シリンダ１２内の混合気に点火することによって、混合気が燃焼する。独立スロットル型エンジンＥＧには、温度センサ５１（図４参照）が設けられている。制御装置６０は、温度センサ５１からの信号により、独立スロットル型エンジンＥＧの温度を取得できる。図中では、温度センサ５１が一つのみ示されているが、本実施形態において、温度センサ５１は、複数である。温度センサ５１は、例えば、吸気温度を検出するためのセンサであってもよく、排気温度を検出するためのセンサであってもよく、オイル温度を検出するためのセンサであってもよい。独立スロットル型エンジンが水冷式である場合に、温度センサは、冷却水温度を検出するためのセンサであってもよい。温度センサ５１から取得される温度に基づいて、始動が冷間始動であるか否かが判定され得る。但し、本実施形態では、冷間始動時及びそれ以外の始動時の両方において、上記（Ａ）及び（Ｂ）が行われる。冷間始動時とそれ以外の始動時との間で、エンジン始動までに要する時間や車両挙動の差がなくなる乃至小さくなる。本実施形態は、好ましい実施形態の一つである。
【００６３】
独立スロットル型エンジンＥＧは、内燃機関である。独立スロットル型エンジンＥＧは、燃料の供給を受ける。独立スロットル型エンジンＥＧは、混合気を燃焼する燃焼動作によって動力（トルク）を出力する。
詳細には、ピストン１３が、燃焼室２８に供給された燃料を含む混合気の燃焼によって移動する。ピストン１３は、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シャフト１５が回転する。動力は、クランクシャフト１５を介して独立スロットル型エンジンＥＧの外部に出力される。車輪３ｂ（図１参照）は、クランクシャフト１５を介して独立スロットル型エンジンＥＧから出力される動力を受け鞍乗型車両１を駆動する。クランクシャフト１５の動力は、動力伝達機構ＰＴ（図１参照）を介して、車輪３ｂに伝達される。鞍乗型車両１は、独立スロットル型エンジンＥＧからクランクシャフト１５を介して動力を受ける車輪３ｂによって駆動される。
【００６４】
図３は、独立スロットル型エンジンＥＧ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３は、独立スロットル型エンジンＥＧが燃焼動作を行っていない状態で、クランクシャフト１５を回転させるための必要トルクを示している。
【００６５】
独立スロットル型エンジンＥＧは、４ストローク独立スロットル型エンジンである。独立スロットル型エンジンＥＧは、１回の燃焼サイクルである４ストロークの間に、クランクシャフト１５を回転させる負荷が大きい高負荷領域ＴＨと、クランクシャフト１５を回転させる負荷が高負荷領域ＴＨの負荷より小さい低負荷領域ＴＬとを有する。高負荷領域とは、独立スロットル型エンジンＥＧの１燃焼サイクルのうち、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値Ａｖよりも高い領域をいう。クランクシャフト１５の回転角度を基準として見ると、低負荷領域ＴＬは高負荷領域ＴＨ以上に広い。より詳細には、低負荷領域ＴＬは高負荷領域ＴＨよりも広い。言い換えると、低負荷領域ＴＬに相当する回転角度領域は、高負荷領域ＴＨに相当する回転角度領域よりも広い。独立スロットル型エンジンＥＧは、燃焼行程（膨張行程）、排気行程、吸気行程、及び圧縮行程を繰り返しながら回転する。圧縮行程は、高負荷領域ＴＨと重なりを有する。
【００６６】
独立スロットル型エンジンＥＧの１回の燃焼サイクルには、燃焼行程、排気行程、吸気行程、及び圧縮行程が１回ずつ含まれる。吸気行程において、混合気が、燃焼室に供給される。圧縮行程において、ピストン１３が、燃焼室内の混合気を圧縮する。膨張行程において、点火プラグ１９で点火された混合気が燃焼するとともに、ピストン１３を押す。排気行程において、燃焼後の排気が燃焼室から排出される。
【００６７】
図４は、図１に示す鞍乗型車両の制御系を模式的に示すブロック図である。鞍乗型車両１は、制御装置６０を備えている。本実施形態において、制御装置６０は、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。制御装置６０は、独立スロットル型エンジンＥＧを制御する。また、図４では示されていないが、制御装置６０は、鞍乗型車両１の各部を制御するように構成されている。
【００６８】
制御装置６０には、燃料噴射装置Ｊ、点火プラグ１９及び蓄電装置４が接続されている。制御装置６０には、ロータ位置検出装置５０が接続されている。制御装置６０は、ロータ位置検出装置５０の検出結果によって、クランクシャフト１５の回転速度を取得する。なお、鞍乗型車両１は、ロータ位置検出装置５０によりクランクシャフト１５の回転速度を取得するように構成されているが、クランクシャフト１５の回転速度の取得方法は、この例に限定されない。鞍乗型車両１は、ロータ位置検出装置５０と共に又はロータ位置検出装置５０に代えて、被駆動部材としての車輪３ｂの回転速度を検出する検出器を備えていてもよい。制御装置６０（制御部）は、クランクシャフト１５の回転速度を取得可能に構成されている。
【００６９】
制御装置６０は、点火プラグ１９及び燃料噴射装置Ｊを制御することによって、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作を制御する。制御装置６０は、点火プラグ１９及び燃料噴射装置Ｊを制御することによって、独立スロットル型エンジンＥＧの動力を制御する。
【００７０】
制御装置６０には、蓄電装置４が、メインスイッチ５を介して接続されている。本実施形態では、蓄電装置４は、鉛蓄電池である。蓄電装置４には、磁石式モータＭ、リレー２６、発電機Ｇ及びレギュレータ２０が接続されている。メインスイッチ５は、イグニッションキーによりＯＮとＯＦＦとが切り換えられるように構成されている。
【００７１】
蓄電装置４は、制御装置６０に電力を供給する。蓄電装置４は、独立スロットル型エンジンＥＧを駆動させる時に、制御装置６０からの指示により、燃料噴射装置Ｊ及び点火プラグ１９に電力を供給する。また、制御装置６０には、ヘッドライト７（図１参照）などの補機類（図示せず）が接続されており、補機類には、メインスイッチ５がＯＮされているときに電力が供給される。蓄電装置４は、スタータスイッチ６が押された時に、磁石式モータＭに電力を供給して、磁石式モータＭを駆動する。蓄電装置４の近傍には、ヒューズ４ａが取り付けられている。
【００７２】
リレー２６は、コイル及びスイッチを有している。リレー２６は、コイルに電流が流れると、電磁石となってスイッチを引き寄せ、スイッチをＯＮにする。リレー２６がＯＮになると、蓄電装置４から磁石式モータＭに電力が供給され、磁石式モータＭが駆動される。
【００７３】
スタータスイッチ６がＯＮに操作された後に、制御装置６０は、リレー２６のコイルに蓄電装置４からの電力を供給する状態と、電力を供給しない状態とを切り替えるように構成されている。制御装置６０は、冷間始動時に、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えるまで、磁石式モータＭを駆動する。
【００７４】
磁石式ジェネレータＧは、クランクシャフト１５に取り付けられている。磁石式ジェネレータＧは、クランクシャフト１５の回転により発電を行う。
【００７５】
レギュレータ２０は、蓄電装置４と磁石式ジェネレータＧとの間に設けられている。レギュレータ２０は、磁石式ジェネレータＧから出力される電圧を整流する。
【００７６】
図５は、図１に示す磁石式モータＭを拡大して示す断面図である。図６は、図５に示す磁石式モータＭのＡ−Ａ線断面を示す断面図である。図７は、図５に示す磁石式モータＭのＢ−Ｂ線断面を示す断面図である。
【００７７】
磁石式モータＭは、筐体２０２、回転子２０５、固定ブラシ２２２，２２３、可動永久磁石２０３、及び磁石移動部２２５を備えている。磁石式モータＭの筐体２０２は、筒部２２０ａ、前カバー２２０ｂ、及び後カバー２２０ｃを有している。前カバー２２０ｂ及び後カバー２２０ｃは、筒部２２０ａの両端の開口を塞ぐように設けられている。筒部２２０ａ、前カバー２２０ｂ、及び後カバー２２０ｃは、例えば溶接によって互いに固定されている。但し、筒部２２０ａ、前カバー２２０ｂ、及び後カバー２２０ｃは、例えば、締結部材によって互いに固定されていてもよい。筐体２０２には、回転子２０５、固定ブラシ２２２、２２３、可動永久磁石２０３、及び磁石移動部２２５を含む磁石式モータＭの部品が収容されている。このように、筐体２０２は、少なくとも回転子２０５、固定ブラシ２２２、２２３、可動永久磁石２０３、及び磁石移動部２２５を収容する。磁石式モータＭの筐体２０２の位置は、独立スロットル型エンジンＥＧ及び鞍乗型車両１に対し固定される。
【００７８】
回転子２０５は、筐体２０２に対して回転可能なように筐体２０２に支持されている。回転子２０５は、回転軸２０６、コア２０７、整流子２０８、及び巻線２０９を備えている。コア２０７は、回転軸２０６に固定されている。回転軸２０６は、コア２０７を貫通するようにコア２０７に嵌め込まれている。回転軸２０６は、軸受２１４を介して筐体２０２に支持されている。回転軸２０６、コア２０７、整流子２０８、及び巻線２０９は、一体となって回転する。なお、磁石式モータＭにおいて、回転子２０５の回転軸２０６が延びる方向を軸線方向Ｘと称し、軸線方向Ｘと垂直な方向を径方向Ｒと称する。また、回転子２０５の回転に沿った方向を周方向Ｃと称する。
コア２０７は、磁性材料で形成されている。コア２０７は、空隙Ｙを挟んで可動永久磁石２０３に対面している。磁石式モータＭは、ラジアルギャップ型のモータであり、コア２０７と可動永久磁石２０３とは、径方向Ｒに対向している。コア２０７には巻線２０９が巻かれている。より詳細には、コア２０７は、中央部分から径方向Ｒの外側に放射状に延びた複数のティース２０７ａを有している。複数のティース２０７ａは、スロットをあけて周方向Ｃに並んでいる。巻線２０９は、スロットを通るように設けられており、ティース２０７ａに巻かれてコイルを形成している。本実施形態の磁石式モータＭは、分布巻きで構成されており、巻線２０９が形成する１つのコイルが複数のティース２０７ａを取り巻いている。ただし、磁石式モータＭは、集中巻きで構成されていてもよい。
【００７９】
整流子２０８は、回転軸２０６を取り囲むように配置されており、巻線２０９と電気的に接続されている。整流子２０８は、ティース２０７ａに応じた数の接触片２０８ａを有している。接触片２０８ａには、巻線２０９が形成するコイルがそれぞれ接続されている。
【００８０】
固定ブラシ２２２、２２３は、整流子２０８に接触することで回転子２０５に電流を流す。固定ブラシ２２２、２２３が、回転する整流子２０８の接触片２０８ａと順次接触することによって、巻線２０９に流れる電流が切換えられる。即ち、巻線２０９の転流が生じる。
固定ブラシ２２２、２２３は、筐体２０２に対し、回転子２０５の回転方向における位置が固定されるように設けられている。より詳細には、図７に示すように、筐体２０２の後カバー２２０ｃに板状のブラシホルダ２２１が固定されており、ブラシホルダ２２１に、固定ブラシ２２２、２２３が装着されている。本実施形態の磁石式モータＭは、４つの固定ブラシ２２２、２２３を有している。４つの固定ブラシ２２２、２２３は、周方向Ｃに並ぶように配置されている。正極となる固定ブラシ２２２と、負極となる固定ブラシ２２３とは、周方向Ｃで隣り合うように配置されている。固定ブラシ２２２、２２３は、整流子２０８に向かって付勢され、整流子２０８に接触する。正極となる固定ブラシ２２２は、正極ターミナル２１５と電気的に接続されており、負極となる固定ブラシ２２３は、負極（接地）ターミナル２２４と電気的に接続されており、更にケーブル２１６を介して接地される。
本実施形態の磁石式モータＭは、一方向へ回転を出力するためのモータである。例えば、直流電源であるバッテリ４の正極と正極ターミナル２１５とが電気的に接続され、バッテリ４の負極と負極ターミナル２２４とが電気的に接続されることによって、磁石式モータＭの回転子２０５は、図６及び図７の矢印Ｄで示す方向に回転する。固定ブラシ２２２、２２３は、本発明のブラシの一例に相当する。
【００８１】
可動永久磁石２０３は、図６に示すように、空隙Ｙを挟んでコア２０７と対面するように配置されている。可動永久磁石２０３は、コア２０７と直接対面するように配置されている。本実施形態の磁石式モータＭは、４つの可動永久磁石２０３を備えている。可動永久磁石２０３は、回転子２０５のコア２０７よりも、径方向Ｒの外に配置されている。可動永久磁石２０３は、コア２０７を取り囲む位置に配置されている。可動永久磁石２０３は、コア２０７から見た極性が周方向Ｃで交互にＮ極、Ｓ極を繰り返すように並んでいる。可動永久磁石２０３は、筐体２０２に支持されている。可動永久磁石２０３は、回転子２０５とは独立して周方向Ｃに移動可能なように筐体２０２に支持されている。可動永久磁石２０３は、調整角度範囲Ｈの角度範囲内において移動する。調整角度範囲Ｈは、可動永久磁石２０３が移動可能な所定の角度範囲である。本実施形態の磁石式モータＭは、可動永久磁石２０３と筐体２０２との間に配置された可動ヨーク部２３１を備えている。複数の可動永久磁石２０３は、可動ヨーク部２３１に固定されている。可動ヨーク部２３１は磁性体で形成されている。可動ヨーク部２３１は筒状である。可動ヨーク部２３１は、周方向Ｃに回転可能に筐体２０２に支持されている。複数の可動永久磁石２０３は、可動ヨーク部２３１を介して筐体２０２に支持されている。可動永久磁石２０３は、回転子２０５とは独立して周方向Ｃに移動可能に筐体２０２に支持されている。可動ヨーク部２３１が周方向Ｃに移動することによって、可動永久磁石２０３は、可動ヨーク部２３１とともに周方向Ｃに移動する。可動ヨーク部２３１を挟んで可動永久磁石２０３と反対の領域、即ち可動ヨーク部２３１の径方向Ｒの外側では、場所による磁力の偏りが抑えられる。このため、可動永久磁石２０３が移動するとき、可動永久磁石２０３の筐体２０２に対する磁力の偏りに起因した抵抗力のむらが抑えられ、可動永久磁石２０３が滑らかに移動する。
【００８２】
筐体２０２は、可動永久磁石２０３の調整角度範囲Ｈ外への移動を制限する制限部２０２ｓを有している。本実施形態の磁石式モータＭにおける制限部２０２ｓは、筐体２０２の筒部２２０ａから径方向Ｒの中央に向かって突出した突起である。可動ヨーク部２３１には、切欠き２０３ｄが形成されている。制限部２０２ｓは、切欠き２０３ｄの中に配置されている。制限部２０２ｓは、可動ヨーク部２３１の回転角度を制限することによって、可動永久磁石２０３の移動を制限する。制限部２０２ｓは、可動永久磁石２０３が過度に回転して回転子２０５の回転に支障が生じる事態を抑える。
可動永久磁石２０３が移動する調整角度範囲Ｈは、遅角位置及び進角位置を含んでいる。遅角位置は、固定ブラシ２２２、２２３に対する可動永久磁石２０３の相対的な角度位置が遅角方向Ｂへ変位した位置である。なお、周方向におけるある位置を別の位置に対する変位の方向で特定する場合、特定される方向は、上記の２つの位置が成す２つの中心角のうち小さい中心角に沿った変位の方向を意味する。
磁石式モータＭは、周方向Ｃにおける可動永久磁石２０３の位置によって、磁石式モータＭの出力トルクが変化するように構成されている。磁石式モータＭの出力トルクが最も大きい時の可動永久磁石２０３の周方向位置を、最大トルク位置という。この場合、磁石式モータＭにおける「遅角位置」は、固定ブラシ２２２、２２３に対する可動永久磁石２０３の相対的な角度位置が、最大トルク位置よりも遅角方向Ｂに変位した位置である。可動永久磁石２０３の進角位置は、遅角位置よりも進角方向Ａへ変位した位置である。周方向Ｃにおいて、進角位置は、遅角位置よりも最大トルク位置に近い。進角位置は、最大トルク位置と実質的に同じ位置であってもよい。可動永久磁石２０３が進角位置にある時、遅角位置におけるトルクよりも大きなトルクを回転子２０５に生じさせる。
ここで、進角方向Ａとは、固定ブラシ２２２，２２３から電流が供給された回転子２０５が回転しているときの回転子２０５の回転方向Ｄとは反対の方向である。遅角方向Ｂとは、回転子の回転方向Ｄと同じ方向である。遅角位置及び進角位置の詳細については後に説明する。
【００８３】
磁石移動部２２５は、可動永久磁石２０３を移動させるように構成されている。磁石移動部２２５は、回転子２０５に電流が供給されている期間内に、可動永久磁石２０３を、調整角度範囲で、遅角方向Ｂ又は進角方向Ａに移動させる。
本実施形態の磁石式モータＭにおける磁石移動部２２５は、弾性部材２２５ａを含んでいる。弾性部材２２５ａは、弾性力によって可動永久磁石２０３を遅角方向Ｂに付勢する。弾性部材２２５ａは、例えば、筐体２０２及び可動ヨーク部２３１に結合されたばねである。弾性部材２２５ａは、例えばトーションばねである。本実施形態の磁石式モータＭにおいて、弾性部材２２５ａは、弾性部材２２５ａの弾性力が回転子２０５の回転開始時において可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力より小さくなるように構成されている。また、弾性部材２２５ａは、弾性部材２２５ａの弾性力が回転子２０５の回転速度の上昇に伴ってトルクが低下した時に可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力より大きくなるように構成されている。例えば、弾性部材２２５ａは、可動永久磁石２０３が図８に示す進角位置に固定されるとした場合に、弾性部材２２５ａの弾性力が磁石式モータＭにおける定格負荷を定格速度で回転させるときの反作用力より大きくなるように構成されている。
【００８４】
図８及び図９は、図７に示す磁石式モータＭにおける、固定ブラシ２２２、２２３及び可動永久磁石２０３の位置を示す模式図である。図８及び図９には、整流子２０８及び可動ヨーク部２３１も示されている。また、図８及び図９には、弾性部材２２５ａが模式的に示されている。
図８では、進角位置Ｌ２にある可動永久磁石２０３が実線で示されている。図８及び図９では、可動永久磁石２０３のそれぞれの周方向Ｃでの中央位置によって、可動永久磁石２０３の位置を表している。また、図８では、参考として、遅角位置Ｌ１における可動永久磁石２０３が破線で示されている。
【００８５】
図９では、遅角位置Ｌ１にある可動永久磁石２０３が実線で示されている。
【００８６】
遅角位置Ｌ１は、固定ブラシ２２２、２２３に対し、可動永久磁石２０３が、進角位置Ｌ２よりも遅角方向Ｂへ変位した場合の位置である。進角方向Ａは、固定ブラシ２２２、２２３から電流が供給された回転子２０５が回転しているときの回転子２０５の回転方向Ｄとは反対の方向である。遅角方向Ｂは、回転子２０５の回転方向Ｄと同じ方向である。
【００８７】
図８に示す進角位置Ｌ２は、固定ブラシ２２２、２２３に対し、可動永久磁石２０３が、図９に示す遅角位置Ｌ１よりも進角方向Ａへ変位した場合の位置である。図８に示す進角位置Ｌ２は、遅角位置Ｌ１におけるトルクよりも大きなトルクを回転子２０５に生じさせる位置である。周方向Ｃにおいて、進角位置Ｌ２は、図９に示す遅角位置Ｌ１よりも最大トルク位置に近い。進角位置Ｌ２は、最大トルク位置と実質的に同じ位置であることが好ましい。ただし、進角位置Ｌ２は、周方向Ｃにおいて、遅角位置Ｌ１よりも最大トルク位置に近ければ、最大トルク位置と実質的に同じ位置でなくともよい。この場合、進角位置Ｌ２は、遅角位置Ｌ１と最大トルク位置の間にあることが好ましい。ただし、最大トルク位置は、進角位置Ｌ２と遅角位置Ｌ１の間にあってもよい。
可動永久磁石２０３の最大トルク位置は、巻線２０９に流れる電流の位相と、その巻線と鎖交する磁束の位相が実質的に一致するような位置である。
可動永久磁石２０３の最大トルク位置は、例えば、磁石式モータＭを発電機として機能させ、外部からの回転力によって回転させた場合に、固定ブラシ２２２、２２３の間に生じる誘導起電圧が最大となる位置である。
電流の位相と磁束の位相との関係は、可動永久磁石２０３と固定ブラシ２２２、２２３との相対位置によって決定される。
【００８８】
図９に示す遅角位置Ｌ１は、固定ブラシ２２２、２２３に対し、可動永久磁石２０３が、図８に示す進角位置Ｌ２よりも遅角方向Ｂへ変位した場合の位置である。
可動永久磁石２０３が遅角位置Ｌ１に位置することは、例えばブラシが回転可能な場合に、ブラシが進角位置に位置することと、巻線２０９の転流のタイミングの観点において等価である。より具体的には、図９に示す状態は、可動永久磁石２０３に対する固定ブラシ２２２、２２３の相対位置が、最大トルクを生じる位置よりも進角方向Ａに移動した状態と言うこともできる。
従って、可動永久磁石２０３が図９に示す遅角位置Ｌ１にある場合、磁石式モータＭを発電機として機能させた場合に生じる誘導起電圧は、進角位置Ｌ２の場合と比べて低い。また、可動永久磁石２０３が、遅角位置Ｌ１にあるときの起動時のトルクは、可動永久磁石２０３が、進角位置Ｌ２にある時の起動時のトルクよりも小さい。
【００８９】
一般的に、ブラシモータで構成されるスタータモータの出力トルクＴ、磁束Φ、永久磁石の極数Ｐ、巻線の巻数Ｚ、及び電流Ｉの間には、次の関係がある。
Ｔ  ∝  ΦＰＺＩ
ここで、Φは、より詳細には、電流Ｉが流れる巻線と鎖交する磁束である。また、電流Ｉは、スタータモータの電源電圧と、巻線に生じる誘導起電圧の差に比例する。巻線に生じる誘導起電圧は、磁束Φの時間微分に比例する。本実施形態の磁石式モータＭでは、可動永久磁石２０３が遅角位置Ｌ１に移動することにより、固定ブラシ２２２、２２３から供給される電流Ｉが流れるタイミングで鎖交する磁束Φが、進角位置Ｌ２の場合よりも減少する。しかし、可動永久磁石２０３が遅角位置Ｌ１に移動することにより、誘導起電圧が減少する。従って、高い回転速度において、巻線に電流を供給することができる。即ち、出力可能な回転速度が高くなる。
【００９０】
本実施形態の磁石式モータＭにおいて、可動永久磁石２０３を最大トルク位置から遅角位置Ｌ１まで移動させる場合の調整角度範囲は、電気角で直角より小さい。調整角度範囲は、電気角で３０°以内が好ましい。電気角は、可動永久磁石２０３の極の対あたりの角度を３６０°とした場合の角度である。本実施形態の磁石式モータＭは、４つの可動永久磁石２０３からなる２対の極と、４つの固定ブラシ２２２、２２３を有しているので、調整角度範囲Ｈとして、機械角で１５°以内が好ましい。
【００９１】
本実施形態の磁石式モータＭにおいて、磁石移動部２２５は、回転子２０５に電流が供給されている期間内に、可動永久磁石２０３を、調整角度範囲Ｈで、遅角方向Ｂ又は進角方向Ａに移動させる。より詳細には、磁石移動部２２５は、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５の回転が開始する時点で、可動永久磁石２０３を図８に示す進角位置Ｌ２に位置させる。磁石移動部２２５は、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５が回転している期間内に、可動永久磁石２０３を遅角位置Ｌ１へ遅角方向Ｂに移動させる。
【００９２】
磁石移動部２２５の動作を、電流が供給されていない状態から順を追って説明する。本実施形態の磁石式モータＭでは、磁石移動部２２５の弾性部材２２５ａ（図５参照）が、弾性力によって可動永久磁石２０３を遅角方向Ｂに付勢している。弾性部材２２５ａの弾性力は、回転子２０５の回転開始時において可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力より小さく、且つ、回転子２０５の回転速度の上昇に伴ってトルクが低下した時に可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力より大きい。回転子へ電流が供給されていない状態において、可動永久磁石２０３は、弾性部材２２５ａの遅角方向Ｂへの付勢力によって、図９に示すように、遅角位置Ｌ１に位置している。
【００９３】
弾性部材２２５ａは、回転子２０５への電流の供給が開始されてから回転子２０５が回転するまでの間に、可動永久磁石２０３の進角位置への移動を許容する。可動永久磁石２０３の進角位置への移動が許容されると、可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力による可動永久磁石２０３の進角方向Ａへの移動が始まる。磁石式モータＭが、例えば定格電圧を出力する蓄電装置４からの電圧で動作する場合、最大の出力トルクは、通常、電流の供給が開始されてから回転子２０５が回転するまでの間に生じる。このため、可動永久磁石２０３に作用する出力トルクの反作用も、電流の供給が開始されてから回転子２０５が回転するまでの間に最大となる。このとき、図８の矢印Ｍ１で示すように、可動永久磁石２０３の進角方向Ａへの移動が開始する。
【００９４】
可動永久磁石２０３が進角方向Ａへ移動し、図８に示す進角位置Ｌ２に位置すると、図９に示す遅角位置に位置した場合のトルクよりも大きなトルクが回転子２０５に生じる。磁石式モータＭは、可動永久磁石２０３が図９に示す遅角位置Ｌ１に位置する場合よりも大きなトルクで回転を開始することができる。
【００９５】
弾性部材２２５ａは、回転子２０５の回転速度の上昇に伴ってトルクが低下した時に、弾性部材２２５ａの付勢力により、図８に示す進角位置Ｌ２に位置する可動永久磁石２０３を、遅角方向Ｂへ移動させるように構成されている。回転子２０５が回転を開始した後、回転子２０５の回転速度の上昇に伴って回転子２０５の出力トルクが低下すると、可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力も低下する。ここで、弾性部材２２５ａの弾性力は、回転子２０５の回転速度の上昇に伴ってトルクが低下した時に可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力より大きい。このため、磁石移動部２２５は、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５が回転している期間内に、可動永久磁石２０３を図９に示す遅角位置Ｌ１へ遅角方向Ｂに移動させる。可動永久磁石２０３は、図９の矢印Ｍ２で示すように、遅角方向Ｂに移動する。より詳細には、磁石移動部２２５は、回転子２０５の回転速度の上昇に基づいて、可動永久磁石２０３を図９に示す遅角位置Ｌ１へ遅角方向Ｂに移動させる。例えば、一般に、出力トルクは、回転子２０５の回転速度の上昇に基づいて低下するので、回転子２０５の回転速度の上昇に応じて、可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力も低下する。また、弾性部材２２５ａの弾性力は、弾性部材２２５ａが可動永久磁石２０３を移動させる距離が長くなるにつれて徐々に弱くなるように設定される。ここで、弾性部材２２５ａの弾性力（荷重）と、弾性部材２２５ａが可動永久磁石２０３を移動させる距離との関係は、線形（正比例）又は実質的な線形であってもよく、非線形であってもよい。弾性部材２２５ａにおける弾性力の変動範囲が、可動永久磁石２０３に作用する反作用力の変動範囲と重なるように設定されることによって、磁石移動部２２５が、回転子２０５の回転速度の上昇に基づいて可動永久磁石２０３を徐々に移動させる。その結果、本実施形態によれば、例えば、磁石式モータＭの回転速度と出力トルクの特性を、図１０に示す実線Ｐから実線Ｑへ徐々に変化させることができる。本実施形態によれば、回転速度と出力トルクの特性を無段階で変化させることができる。
【００９６】
可動永久磁石２０３が図９に示す遅角位置Ｌ１へ移動することは、例えばブラシが回転可能な場合に、ブラシが進角位置に移動することと、巻線の転流のタイミングの観点において等価である。従って、可動永久磁石２０３が遅角位置Ｌ１に移動することによって誘導起電圧の影響が減少する。また、巻線２０９に流れる電流の変化が、巻線２０９のインダクタンスによって回転速度の上昇と共に遅れることの影響も、可動永久磁石２０３が遅角位置Ｌ１に移動することによって減少する。従って、回転子の回転速度が上昇する。
【００９７】
図１０は、図６に示す磁石式モータＭの回転速度と出力トルクの特性を模式的に示すグラフである。図１０において、実線Ｐは、可動永久磁石２０３が図８に示す進角位置Ｌ２に位置した場合の特性を示し、実線Ｑは、可動永久磁石２０３が図９に示す遅角位置Ｌ１に位置した場合の特性を示す。
磁石式モータＭの出力トルクＴは、一般に、回転速度Ｎが増加するほど減少する。
可動永久磁石２０３が図８に示す進角位置Ｌ２に位置した場合、実線Ｐに示すように、低い回転速度において比較的大きい出力トルクが出力される。例えば、回転開始時に、比較的大きい出力トルクＴｐを出力できる。しかし、可動永久磁石２０３が図８に示す進角位置Ｌ２に位置した場合、回転速度の上昇に伴ってトルクが比較的急激に低下する。従って、出力可能な回転速度が比較的に低い。
これに対し、可動永久磁石２０３が図９に示す遅角位置Ｌ１に位置した場合、低い回転速度で得られる出力トルクは比較的小さい。この一方で、回転速度の上昇に伴うトルクの低下は緩やかであり、出力可能な回転速度が比較的に高い。例えば、無負荷状態において高い回転速度Ｎｑが得られる。
【００９８】
本実施形態の磁石式モータＭによれば、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５の回転が開始する時点で、可動永久磁石２０３を図８に示す進角位置Ｌ２に位置させる。これにより、図１０の実線Ｐに示すように、出力トルクを増大させることができる。そして、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５が回転している期間内に、可動永久磁石２０３を遅角位置Ｌ１へ遅角方向Ｂに移動させる。これにより、図１０の実線Ｑに示すように、出力可能な回転速度を向上させることができる。すなわち、本実施形態の磁石式モータＭの回転速度と出力トルクの特性は、回転子が回転している期間内に、図１０の実線Ｐの特性から、実線Ｑの特性へと変化する。
【００９９】
なお、本発明は、例えば、可動永久磁石の位置を移動させることなく、図１０のグラフにおける出力トルクＴｐと、出力可能な回転速度Ｎｑとの双方を出力可能なスタータモータとして、破線Ｍに示す特性を有する磁石式モータを採用することも可能である。但し、破線Ｍに示す特性を有する磁石式モータを採用する場合、誘導起電圧の影響を抑えるために巻線の巻数を減らすと共に、巻数を減らしてもトルクが確保できるように巻線の太さを大きくすること、又は、磁石の磁力を増大することが必要となる。そのため、第一実施形態に係る磁石式モータＭのように、回転速度−トルク特性が変更され得る磁石式モータが採用されることが好ましい。磁石式モータの小型化が可能となり、鞍乗型車両への搭載性に優れる。また、バッテリの消費電力を抑えることができる。また、可動永久磁石２０３を移動させる代わりに、電流の転流タイミングを調整する別の手段として、ブラシの位置を移動させてもよい。但し、ブラシは、例えば図７に示すように、回転する回転子に接触しつつ回転子に電流を供給する部材である。ブラシには、電線等の導体が接続されている。電流供給のため整流子と適切な接触を保ちつつ、導体（リード線）が接続されたブラシを可動化することは、構造の複雑化を招来する。
【０１００】
本実施形態の磁石式モータＭによれば、可動永久磁石２０３を移動させることによって、固定ブラシ２２２、２２３を移動させることなく、低い回転速度で出力トルクを向上させる運転状態と、トルクが小さい時に回転速度を上昇させる運転状態との両方を実現できる。従って、磁石式モータＭによれば、鞍乗型車両１への搭載性を向上しつつ、簡単な構成で、独立スロットル型エンジンＥＧを始動するための出力トルク及び回転速度の特性を向上させることができる。
【０１０１】
磁石式モータＭは、独立スロットル型エンジンＥＧを始動させる際に、停止状態にある独立スロットル型エンジンＥＧのクランクシャフト１５を回転させる。このとき、磁石式モータＭは、低い回転速度で出力トルクを向上させることができる。また、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が開始した後は、回転速度の上昇に伴い出力トルクが減少する。このとき、磁石式モータＭは、独立スロットル型エンジンＥＧのクランクシャフト１５を高い回転速度で回転させることによって、独立スロットル型エンジンＥＧの動作を安定させることができる。
【０１０２】
また、本実施形態の磁石式モータＭによれば、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５の回転が開始する時点で、可動永久磁石２０３が進角位置に位置することにより、図１０の実線Ｐに示すように、回転が開始する時点での出力トルクを向上させることができる。そして、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５が回転している期間内に、可動永久磁石２０３が遅角位置Ｌ１へ遅角方向Ｂに移動することにより、図１０の実線Ｑに示すように、回転速度を向上させることができる。
【０１０３】
例えば、可動永久磁石を有さないブラシモータとして、位置が固定された永久磁石と、互いに異なる位置に配置された３つ以上のブラシを備えた固定型ブラシモータが採用され得る。３つ以上のブラシは、その位置が固定されるように設けられる。固定型ブラシモータでは、電流を供給するブラシが、あるブラシから別のブラシに切換えられることによって特性が変更される。しかし、このような固定型ブラシモータでは、特性がブラシの数に制限される。また、特性は、切換えによって不連続に変化する。
【０１０４】
磁石式モータＭにおける磁石移動部２２５は、回転子２０５に電流が供給されることにより回転子２０５が回転している期間内に、回転子２０５の回転速度の上昇に基づいて、可動永久磁石２０３を遅角位置Ｌ１（図９参照）へ遅角方向Ｂに移動させる。従って、磁石式モータＭは、回転子の回転速度の範囲をスムースに拡げることができる。
【０１０５】
また、磁石式モータＭにおける磁石移動部２２５は、可動永久磁石２０３を遅角方向に付勢するための力として、弾性部材２２５ａの弾性力を利用する。このため、磁石式モータＭは、例えば、アクチュエータや制御装置を用いるよりも簡単な構成で、出力トルク及び回転速度の特性を向上させることができる。
【０１０６】
また、磁石式モータＭにおける弾性部材２２５ａの弾性力は、回転子２０５の回転開始時において可動永久磁石２０３に作用する回転子の反作用力より小さい。従って、第一実施形態では、冷間始動が開始される時に、第１のティース１８１は、可動永久磁石２０３が、回転子の反作用力によって進角方向Ａに移動する。これにより、冷間始動が、磁石式モータＭの出力トルクが増大した状態で開始され得る。更に、磁石式モータＭにおける弾性部材２２５ａの弾性力は、回転子２０５の回転速度の上昇に伴ってトルクが低下した時に可動永久磁石２０３に作用する回転子２０５の反作用力より大きい。このため、回転子２０５の回転速度の上昇に伴い、可動永久磁石２０３が弾性力によって遅角方向Ｂに移動する。これにより、回転速度を向上させることができる。このように、磁石式モータＭによれば、可動永久磁石２０３の進角方向Ａへの移動及び遅角方向Ｂへの移動が、弾性部材２２５ａの弾性力と回転子２０５の反作用力を用いた自己調整機能として実施される。従って、磁石式モータＭは、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えるまで、クランクシャフト１５の回転速度をスムースに上昇させることができる。その後、制御装置６０は、独立スロットル型エンジンＥＧが、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えた状態で、スロットル弁２７を通る空気と燃料とをシリンダ１２に供給して燃焼動作を開始するように、磁石式モータＭ及び独立スロットル型エンジンＥＧを動作させる。燃焼動作開始時のクランクシャフト１５の回転速度は、アイドリング回転速度よりも大きい。燃焼動作は、例えば、クラッチＣＴがインする前に開始される。燃焼動作開始時のクランクシャフト１５の回転速度は、例えば、クラッチＣＴがインする時の回転速度よりも小さい。独立スロットル型エンジンＥＧが燃焼動作を開始した後、磁石式モータＭによる独立スロットル型エンジンＥＧの駆動が停止する。これにより、磁石式モータＭの回転は停止する。磁石式ジェネレータＧは、独立スロットル型エンジンＥＧにより駆動されるので、磁石式モータＭの回転停止後も発電を継続する。
【０１０７】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態に係る鞍乗型車両について説明する。第二実施形態に係る図面において、第一実施形態と同じ符号が付されている構成は、第一実施形態における当該構成と同じ又は対応している。以下においては、第一実施形態との相違点について、主に説明する。
【０１０８】
図１１は、第二実施形態に係る鞍乗型車両１を模式的に示す側面図である。第二実施形態に係る鞍乗型車両１は、第一実施形態における磁石式モータＭ及び磁石式ジェネレータＧに代えて、磁石式モータジェネレータＭＧを備えている。本実施形態において、磁石式モータジェネレータＭＧは、第一実施形態における磁石式発電機Ｇと同じように、クランクシャフト１５の一端に設けられる。磁石式モータジェネレータＭＧは、永久磁石式三相ブラシレス型である。
【０１０９】
図１２は、図１１に示す鞍乗型車両１の制御系を模式的に示すブロック図である。鞍乗型車両１には、インバータ６１が備えられている。制御装置６０は、インバータ６１を含む鞍乗型車両１の各部を制御する。
【０１１０】
インバータ６１には、磁石式モータジェネレータＭＧ及び蓄電装置４が接続されている。蓄電装置４は、磁石式モータジェネレータＭＧがモータとして動作する場合、磁石式モータジェネレータＭＧに電力を供給する。また、蓄電装置４は、磁石式モータジェネレータＭＧで発電された電力によって充電される。
【０１１１】
蓄電装置４は、メインスイッチ５を介して、インバータ６１と接続されている。また、蓄電装置４は、メインスイッチ５を介して、補機類と接続されている。
【０１１２】
インバータ６１は、複数のスイッチング部６１１〜６１６を備えている。本実施形態のインバータ６１は、６個のスイッチング部６１１〜６１６を有する。スイッチング部６１１〜６１６は、三相ブリッジインバータを構成している。複数のスイッチング部６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相と接続されている。より詳細には、複数のスイッチング部６１１〜６１６のうち、直列に接続された２つのスイッチング部がハーフブリッジを構成している。各相のハーフブリッジは、蓄電装置４に対し並列に接続されている。各相のハーフブリッジを構成するスイッチング部６１１〜６１６は、複数相のステータ巻線Ｗの各相とそれぞれ接続されている。
【０１１３】
スイッチング部６１１〜６１６は、蓄電装置４と磁石式モータジェネレータＭＧとの間を流れる電流を制御する。詳細には、スイッチング部６１１〜６１６は、蓄電装置４と複数相のステータ巻線Ｗとの間の電流の通過／遮断を切替える。詳細には、磁石式モータジェネレータＭＧがモータとして機能する場合、スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフ動作によって複数相のステータ巻線Ｗのそれぞれに対する通電及び通電停止が切替えられる。また、磁石式モータジェネレータＭＧがジェネレータとして機能する場合、スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフ動作によって、ステータ巻線Ｗのそれぞれと蓄電装置４との間の電流の通過／遮断が切替えられる。スイッチング部６１１〜６１６のオン・オフが順次切替えられることによって、磁石式モータジェネレータＭＧから出力される三相交流の整流及び電圧の制御が行われる。スイッチング部６１１〜６１６は、磁石式モータジェネレータＭＧから蓄電装置４に出力される電流を制御する。
【０１１４】
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。
【０１１５】
また、制御装置６０は、アクセル操作子８の操作量、及び操作量の増加の速度を、例えば、図示しないスロットルポジションセンサの検出結果に基づいて、取得する。
制御装置６０は、始動発電制御部６２と、燃焼制御部６３とを備えている。
【０１１６】
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、磁石式モータジェネレータＭＧの動作を制御する。始動発電制御部６２は、駆動制御部６２１、及び発電制御部６２２を含む。始動発電制御部６２は、後述する調整機構１５０（図１４参照）を制御する。
燃焼制御部６３は、点火プラグ１９及び燃料噴射装置Ｊを制御することによって、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作を制御する。燃焼制御部６３は、点火プラグ１９及び燃料噴射装置Ｊを制御することによって、独立スロットル型エンジンＥＧの動力を制御する。燃焼制御部６３は、スロットルポジションセンサの出力信号に表されるスロットル弁２７の開度に応じて、点火プラグ１９及び燃料噴射装置Ｊを制御する。
【０１１７】
制御装置６０は、図示しない中央処理装置と、図示しない記憶装置とを有するコンピュータで構成されている。中央処理装置は、制御プログラムに基づいて演算処理を行う。記憶装置は、プログラム及び演算に関するデータを記憶する。駆動制御部６２１、及び発電制御部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プログラムとによって実現される。従って、以降説明する、駆動制御部６２１、及び発電制御部６２２を含む始動発電制御部６２と、燃焼制御部６３とのそれぞれによる動作は、制御装置６０の動作と言うことができる。なお、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。
【０１１８】
制御装置６０には、スタータスイッチ６が接続されている。スタータスイッチ６は、独立スロットル型エンジンＥＧの始動の際、運転者によって操作される。メインスイッチ５は、操作に応じて制御装置６０に電力を供給する。
【０１１９】
図１３は、第二実施形態に係る鞍乗型車両１が備える磁石式モータジェネレータＭＧを模式的に示す分解斜視図である。図１４は、図１３に示す磁石式モータジェネレータＭＧを模式的に示す斜視図である。図１５は、図１３に示す磁石式モータジェネレータＭＧにおけるステータの動作を模式的に示す図である。図１６は、図１３に示す磁石式モータジェネレータＭＧの回転制御の原理を示す図である。
【０１２０】
磁石式モータジェネレータＭＧは、第１のステータ１８３と第２のステータ１８７とからなるステータ１４２を備えている。第２のステータ１８７は、後述する調整機構１５０により、第１のステータ１８３に対して、クランクシャフト１５の周りに回転可能である。図１３は、このように第１のステータ１８３及び第２のステータ１８７を配置した磁石式モータジェネレータＭＧの分解斜視図である。図１４は、磁石式モータジェネレータＭＧが組みあがった状態を調整機構１５０とともに示す斜視図である。図１５は、第２のステータ１８７によりロータ１４４の回転方向に沿って第１のステータ１８３に対して行われる往復運動の回転角と動作を示す図である。図１６は、磁石式モータジェネレータＭＧの高トルク低速回転から低トルク高速回転までの回転制御の原理を示す図である。
【０１２１】
図１３に示すように、磁石式モータジェネレータＭＧは、ロータ１４４を備えており、ロータ１４４はクランクシャフト１５を中心に円盤状に回転するように形成されている。ロータ１４４のヨーク１４６は、円環部１７４と、テーパー部１７５と、第１の円筒部１７６と、第２の円筒部１７８と、円環部１７７と、永久磁石１４８と備えている。なお、ロータ１４４は、ロータ位置検出装置５０により検出される複数の被検出部（図示せず）を有している。ロータ１４４は、クランクシャフト１５の回転に応じて回転するようにクランクシャフト１５と接続されている。ロータ１４４とクランクシャフト１５との間には、クラッチは設けられていない。ロータ１４４とクランクシャフト１５との間には、例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機等の動力伝達機構は設けられていない。ロータ１４４は、クランクシャフト１５に対し１：１の速度比で回転する。このロータ１４４に対向して、複数の第１のティース１８１が一方の端面１８１ａを対向させて配置される。これら第１のティース１８１には、その両端面（１８１ａ、１８１ｂ）を除く側面周囲１８１ｃに、ステータ巻線１８２が巻回されている。なお、上記の第１のティース１８１は、ロータ１４４に対向する端面１８１ａが、反対側の端面１８１ｂより大きく形成されている。これにより、隣接する第１のティース１８１間の間隔は、ロータ１４４に対向する端面１８１ａ側では狭く、反対側の端面１８１ｂ側では広くなっている。
【０１２２】
このステータ巻線１８２が施された状態の複数の第１のティース１８１は、ステータ巻線１８２と一体にモールドされて、全体形状が円環状の第１のステータ１８３を形成する。なお、この第１のステータ１８３の第１のティース１８１のステータ巻線１８２に印加されるトルク発生用の電流制御は、弱め界磁制御を行わない基本的な駆動方法による電流制御によって行われている。
【０１２３】
この第１のティース１８１の、ロータ１４４に対向する端面１８１ａの反対側の端面１８１ｂに対向して、第１のティース１８１と同数の第２のティース１８４が配置される。第２のティース１８４は、一方の端部１８４ａを前記第１のティース１８１の１端面１８１ｂと対向して配置される。この第２のティース１８４の他方の端部１８４ｂは、環状の基台１８５に形成された複数の装着孔１８６に、それぞれ圧入力されて固設されている。
【０１２４】
これら第２のティース１８４と、これら第２のティース１８４を装着孔１８６に圧入固定された基台１８５とによって、第２のステータ１８７が形成される。また、これら第２のティース１８４と基台１８５とがモールドされるのが好ましいが、同図においては省略している。
【０１２５】
図１４において、第２のステータ１８７の基台１８５には、装着孔１８６から連通するスリット１８８が形成されていることを示している。磁石式モータジェネレータＭＧは、ロータ１４４と第１のステータ１８３と第２のステータ１８７とが、僅かの間隔を介して対向して出力軸方向に沿って順次配置されている。第２のステータ１８７は、第１のティース１８１に対して所定範囲で回動可能に構成されている。第１のティース１８１は、磁石１７９と対向するように設けられている。磁石１７９は、回転子側ヨーク１７３に設けられている。なお、この第２のステータ１８７の回転については後において詳説する。
【０１２６】
この磁石式モータジェネレータＭＧは、同図に示すように、第２のステータ１８７の基台１８５の周側面の一部に形成されているギア係合用歯部１８９が、調整機構１５０の第３減速ギア１９１の小径ギアと噛み合っている。調整機構１５０は、第３減速ギア１９１と、第２減速ギア１９２と、第１減速ギア１９３と、アクチュエータ１９４とを含んで構成されている。アクチュエータ１９４は、特に限定されず、例えば、モータやソレノイドである。第３減速ギア１９１の大径ギアは第２減速ギア１９２の小径ギアと噛み合っており、この第２減速ギア１９２の大径ギアは、第１減速ギア１９３の小径ギアと噛み合っている。そして、第１減速ギア１９３の大径ギアはアクチュエータ１９４の回転軸先端に固定されたウォームギア１９５と噛み合っている。
【０１２７】
アクチュエータ１９４は、蓄電装置４から電力を供給される制御装置６０に接続され、順逆両向きに回転駆動される。このアクチュエータ１９４による順逆両向きの回転は、ウォームギア１９５により回転軸を直角に変換され、且つ、減速されて第１減速ギア１９３の大径ギアに伝達されて、第２減速ギア１９２、第３減速ギア１９１を介し、歯数比に応じて３段階に減速されて、第２のステータ１８７のギア係合用歯部１８９に伝達される。これにより、第２のステータ１８７は、第１のステータ１８３に対し、ロータ１４４の回転方向に所定範囲内で回転可能に構成されている。すなわち、第２のステータ１８７は、ロータ１４４の回転方向（同図ａに示す方向）に沿って所定の回転角で無段階に往復運動する。
【０１２８】
図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて、上記第２のステータ１８７によりロータ１４４の回転方向に沿って第１のステータ１８３に対して行われる往復運動を説明する。なお、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）では、第１のステータ１８３の第１のティース１８１に対する第２のステータ１８７の第２のティース１８４の変位の状態を分かりやすくするために、図１４に示したステータ巻線１８２、スリット１８８、ギア係合用歯部１８９、調整機構１５０は省略している。
【０１２９】
図１５（ａ）は、図１４に示した磁石式モータジェネレータＭＧの高トルク低速回転時に対応する第１のティース１８１に対する第２のティース１８４の位置関係を示している。本実施形態では、この位置関係を基準位置としている。第２のステータ１８７の上述した回動によって、第２のティース１８４は、図１５（ａ）に示す基準位置つまり第１のティース１８１に対して対向する位置から、図１５（ｂ）に示す中間位置を経て、図１５（ｃ）に示す最大移動位置、つまり第１のティース１８１と、当該第１のティースに隣接する第１のティース１８１との間の位置（例えば、中間の位置）まで、ロータ１４４の矢印ａで示す方向に沿って回動（往復運動）が可能である。なお、図１５（ｂ）に示す中間位置は、無段階且つ間歇的な回動のある任意の位置を示している。
【０１３０】
図１６に基づいて、本実施形態の磁石式モータジェネレータＭＧの高トルク低速回転から低トルク高速回転までの回転制御の原理について説明する。なお、図１６（ａ）、（ｂ）には、説明を分かりやすくするために、第１のティース１８１に巻回されているステータ巻線１８２及びモールド、第２のティース１８４と基台１８５のモールドの図示を省略している。
【０１３１】
図１６（ａ）は、図１５（ａ）に示した第２のティース１８４が第１のティース１８１に対して対向する位置にある高トルク低速回転時の状態を示し、図１６（ｂ）は、図１５（ｂ）に示した第２のティース１８４が、第１のティース１８１と当該第１のティース１８１に隣接する第１のティース１８１の間の位置にある低トルク高速回転時の状態を示している。また、図１６（ａ）は、ロータ１４４の永久磁石１４８が第１のティース１８１と対向しており、且つ、第１のティース１８１に対して第２のティース１８４が対向している状態を示している。すなわち、図１５（ａ）と同一の状態を示している。また、図１６（ｂ）は、ロータ１４４の永久磁石１４８と第１のティース１８１との位置関係は変わらずに、第２のティース１８４が第１のティース１８１と当該第１のティース１８１に隣接する第１のティース１８１との間に位置した状態を示している。すなわち、図１５（ｃ）と同一の状態を示している。
【０１３２】
図１６（ａ）において、ロータ１４４におけるヨーク１４６、第１のティース１８１、第２のティース１８４及び基台１８５は、強透磁性であり、永久磁石１４８と第１のティース１８１との対向面間の間隔ｈ及び第１のティース１８１と第２のティース１８４との対向面間の間隔ｋは極めて近接しているので、空気間磁気抵抗は低い。なお、上述したように、第１のティース１８１のロータ１４４に対向する端面１８１ａは、他の端面１８１ｂよりも大きく形成されているので、隣接する第１のティース１８１間においてロータ１４４に対向する端面１８１ａ間には、他の端面間の距離よりも極めて狭い間隔ｊを形成するが、この間隔ｊは、前記ロータ１４４との間隔ｈよりも大きい。すなわち、これらの間隔には、「ｈ≒ｋ＜ｊ」の関係がある。そのため、永久磁石１４８ｉ（Ｎ極とする）と隣接する永久磁石１４８ｉ−１（Ｓ極となる）の間に形成される磁束は、間隔ｊを殆ど透過せず、間隔ｈ、第１のティース１８１ｉ、間隔ｋ、第２のティース１８４ｉ、基台１８５、第２のティース１８４ｉ−１、間隔ｋ、第１のティース１８１ｉ−１、間隔ｈ、及び、ヨーク１４６を透過する強力な磁束流１９８ａを形成する。更に、永久磁石１４８ｉ（Ｎ極）と他の隣接する永久磁石１４８ｉ＋１（Ｓ極）の間に形成される磁束も、間隔ｊを殆ど透過せず、間隔ｈ、第１のティース１８１ｉ、間隔ｋ、第２のティース１８４ｉ＋１、基台１８５、第２のティース１８４ｉ＋１、間隔ｋ、第１のティース１８１ｉ＋１、間隔ｈ、及びヨーク１４６を透過する強力な磁束流１９８ｂを形成する。これらの現象は、永久磁石１４８ｉがＮ極でなくＳ極である場合も、磁束流の向きが逆になるだけで、互いに関連する永久磁石１４８、第１のティース１８１、第２のティース１８４、基台１８５、ヨーク１４６に流れる強力な磁束流が形成されることは同様である。
【０１３３】
そして、この強力な磁束流が磁気抵抗となって、このままでは磁石式モータジェネレータＭＧが高トルク低速回転から低トルク高速回転に遷移することは困難である。そこで、本実施形態では、図１４及び図１５で説明したように、第２のティース１８４は、第１のティース１８１に対向する基準位置から第１のティースとそれに隣接する第１のティースとの間の所定位置（最大移動位置）までロータ１４４の矢印ａで示す回転方向に沿って、回転（往復運動）が可能である。
【０１３４】
いま第２のティース１８４を、図１６（ａ）に示す基準位置から図１６（ｂ）に示す最大移動位置まで回転させたとする。このとき、第１のティース１８１と第２のティース１８４との対向部には、対向していたときの間隔ｋよりも大きな間隔ｍが形成され、更に、第２のティース１８４は基台１８５よりも突設された形状で配置されているので、第１のティース１８１と基台１８５間には第２のティース１８４との間隔ｍよりも大きな間隔ｎが形成される。
【０１３５】
すなわち、これらの間隔には「ｍ＜ｎ」の関係がある。このように、間隔ｎは間隔ｍよりも大きいので、磁気抵抗の面からは間隔ｍに対して間隔ｎは無視することができ、図１６（ｂ）に示す状態においては、第１のティース１８１とこれに隣接する第１のティース１８１との間の位置に第２のティース１８４が移動したとき、第２のティースと第１のティースのロータ１４４に対向する端面１８１ａの反対側端面１８１ｂとの間に形成される最短距離は間隔ｍであるということができる。
【０１３６】
そして、上述したように、第１のティース１８１のロータ１４４に対向する端面１８１ａは、他の端面１８１ｂよりも大きく形成されているので、隣接する第１のティース１８１間においてロータ１４４に対向する端面１８１ａ間に形成される間隔ｊはきわめて狭く、図１６（ｂ）に示す状態においては、上記間隔ｍとの間には「ｊ＜ｍ」の関係がある。すなわち、第２のティース１８４と、第１のティース１８１の端面１８１ｂとの間に形成される最短距離（間隔ｍ）よりも、第１のティース１８１のロータ１４４に対向する端面１８１ａと、当該第１のティース１８１に隣接する他の第１のティース１８１のロータ１４４に対向する端面１８１ａとの間に形成される距離（ｊ）が小さくなる。
【０１３７】
そして、この状態になることにより、すなわち各部材間の間隔が「ｈ＜ｊ＜ｍ＜ｎ」の関係を形成する状態となることにより、図１６（ｂ）に示すように、永久磁石１４８ｉ（Ｎ極）と他の隣接する永久磁石１４８ｉ−１（Ｓ極）間に形成される磁束は、間隔ｍ及び間隔ｎの磁束抵抗によって、第１のティース１８１ｉから、第２のティース１８４ｉ−１及び基台１８５に流れることなく、第１のティース１８１ｉ、間隔ｊ、第１のティース１８１ｉ＋１、及びヨーク１４６を透過するだけの弱い磁束流１９９ａを形成する。また、永久磁石１４８ｉ（Ｎ極）と他の隣接する永久磁石１４８ｉ＋１（Ｓ極）間に形成される磁束も、間隔ｍ及び間隔ｎの磁束抵抗によって、第１のティース１８１ｉから第２のティース１８４ｉ＋１及び基台１８５に流れることはなく、第１のティース１８１ｉ、間隔ｊ、第１のティース１８１ｉ＋１、ヨーク１４６を透過するだけの弱い磁束流１９９ｂを形成する。これによって、永久磁石１４８からの磁束が第１のティース１８１のステータ巻線１８２（不図示）を横切ることなく、この磁束がステータ巻線１８２を横切ることによるロータ１４４の回転方向への磁束抵抗が抑制されるので高速回転が可能となる。また、同様に永久磁石１４８からの磁束が、第１のティース１８１のコイルのコア部に殆ど流入することがないので、ステータ巻線１８２に通電される第１のティース１８１と永久磁石１４８との間に発生するロータ１４４へのトルクが低下する。この結果、低トルク高速回転が可能となる。
【０１３８】
以上説明したように、本実施形態では、磁石式モータジェネレータＭＧは第２のステータ１８７を第１のステータ１８３に対してロータ１４４の回転方向へ移動させるだけで、第１のティース１８１に流れるロータ１４４の永久磁石１４８の磁束の増減を行って、回転の出力特性を容易に可変することができる。したがって、この磁石式モータジェネレータＭＧによれば、蓄電装置４への単位時間蓄電量に応じた発電電流を発生するようにロータ１４４からの磁束流を容易に調整することができるようになる。また、蓄電装置４への単位時間蓄電量よりも大きな発電電流を発生させて、独立スロットル型エンジンＥＧに対して余分な発電負荷が加わることを抑制することができる。
【０１３９】
上述した第二実施形態に係る磁石式モータジェネレータＭＧは、車輪３ｂを駆動する時の出力性能を変更することができる。具体的には、第二実施形態に係る磁石式モータジェネレータＭＧは、クランクシャフト１５の回転を開始する時には、例えば、図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示すように第２のティース１８４と第１ティース１８１とが配置されることにより、高トルクを出力できる。さらに、第二実施形態に係る磁石式モータジェネレータＭＧは、クランクシャフト１５の回転が開始された後には、例えば、図１５（ｃ）及び図１６（ｂ）に示すように第２のティース１８４と第１ティース１８１とが配置されることにより、高速回転が可能になる。磁石式モータジェネレータＭＧが、ジェネレータとして機能する場合においても、第２のティース１８４と第１のティース１８１との配置が変更されることにより、発電性能が変更され得る。
【０１４０】
第二実施形態では、冷間始動が開始される時点では、第２のティース１８４は、基準位置に位置する（図１５（ａ）参照）。これにより、冷間始動が、磁石式モータジェネレータＭＧの出力トルクが大きい状態で開始され得る。制御装置６０は、先ず、磁石式モータジェネレータＭＧが、蓄電装置４の電力により、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼動作が停止した状態でクランクシャフト１５を正転させ始める。クランクシャフト１５の回転速度は上昇する。制御装置６０は、ロータ位置検出装置５０の検出結果によって、上昇していくクランクシャフト１５の回転速度を取得する。そして、制御装置６０は、上昇していくクランクシャフト１５の回転速度に応じて、第２のティース１８４を、矢印ａの方向（図１５（ａ）〜（ｃ）参照）に移動させる。これにより、磁石式モータジェネレータＭＧの回転速度−トルク特性が変化する。変化後の回転速度−トルク特性では、冷間始動が開始される時点における回転速度−トルク特性と比べて、高速域で出力されるトルクが大きいか又はより高速域でトルクを出力可能である。従って、クランクシャフト１５の回転速度を、アイドリング回転速度を超えるまで、速やかに上昇させることができる。その後、制御装置６０は、独立スロットル型エンジンＥＧが、クランクシャフト１５の回転速度が独立スロットル型エンジンＥＧのアイドリング回転速度を超えた状態で、スロットル弁２７を通る空気と燃料とをシリンダ１２に供給して燃焼動作を開始するように、磁石式モータジェネレータＭＧ及び独立スロットル型エンジンＥＧを動作させる。独立スロットル型エンジンＥＧが燃焼動作を開始した後、運転者がスタータスイッチ６の操作を止めた時に、磁石式モータジェネレータＭＧによる独立スロットル型エンジンＥＧの駆動が停止する。しかし、独立スロットル型エンジンＥＧの燃焼が既に開始されているので、磁石式モータジェネレータＭＧは、独立スロットル型エンジンＥＧにより駆動され、発電を行う。
【０１４１】
以上、第一実施形態及び第二実施形態について説明した。これらの実施形態では、始動開始時における磁石式モータの回転速度−トルク特性と、クランクシャフトの回転速度がアイドリング回転速度を超えて燃焼動作開始時の回転速度に達した時における磁石式モータの回転速度−トルク特性とが異なる。前者の特性は、後者の特性よりも、始動開始時の回転速度において大きなトルクを出力できる。後者の特性は、前者の特性よりも、燃焼動作開始時の回転速度において大きなトルクを出力できる。但し、本発明は、これらの例に限定されず、例えば、以下のような構成を採用可能である。
【０１４２】
回転速度−トルク特性の変更は、上述した例に限定されず、例えば、弱め界磁制御により行われてもよい。また、回転速度−トルク特性の変更は、上述した例のように、ステータ及び／又はロータの配置が変更されることにより行われることが好ましい。ステータ及び／又はロータの配置の変更は、特に限定されず、上述した例以外に、例えば、ロータとステータとの間のエアギャップの長さが調整されることにより行われてもよい。また、回転速度−トルク特性が変化しない磁石式モータが採用されてもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１  鞍乗型車両
２  車体
３ａ、３ｂ  車輪
４  蓄電装置
４ａ  ヒューズ
５  メインスイッチ
６  スタータスイッチ
８  アクセル操作子
１２  シリンダ
１５  クランクシャフト
１９  点火プラグ
２０  レギュレータ
２１  吸気バルブ
２２  ケーシング
２３  触媒
２３ａ  上流側の端部
２３ｂ  下流側の端部
２４  触媒ユニット
２５  消音器
２５ａ  上流側の端部
２６  リレー
２７  スロットル弁
２８  燃焼室
２９  排気通路
２９ａ  排出口
３０  ロータ
３７  永久磁石
４０  ステータ
６０  制御装置
ＣＬ  クラッチ
ＥＧ  独立スロットル型エンジン
Ｇ  磁石式発電機
Ｍ  磁石式モータ
ＰＴ  動力伝達装置
ＴＲ  変速機
【図１】
2020153233.tif 000003
【図２】
2020153233.tif 000004
【図３】
2020153233.tif 000005
【図４】
2020153233.tif 000006
【図５】
2020153233.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020153233.tif 000009
【図８】
2020153233.tif 000010
【図９】
2020153233.tif 000011
【図１０】
2020153233.tif 000012
【図１１】
2020153233.tif 000013
【図１２】
2020153233.tif 000014
【図１３】
2020153233.tif 000015
【図１４】
2020153233.tif 000016
【図１５】
2020153233.tif 000017
【図１６】
2020153233.tif 000018