(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンのクランク軸の回転により交流電力を発生する交流発電機と、
複数のスイッチング素子を含み、前記交流発電機により発生される交流電力を前記複数のスイッチング素子の切替によって直流電力に変換する変換部と、
前記変換部により得られる直流電力によって充電されるバッテリと、
前記バッテリの電圧が予め定められた目標電圧となるように、前記交流発電機の誘起電圧の位相を基準として前記複数のスイッチング素子の切替タイミングを制御する変換制御部と、
前記エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、
前記吸気通路に設けられるスロットルバルブと、
前記スロットルバルブを迂回するように前記吸気通路に接続される補助通路と、
前記補助通路に設けられる補助バルブと、
前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記エンジンのアイドリング時に、前記回転速度検出部により検出される回転速度に基づいて前記補助バルブを制御するバルブ制御部と、
前記エンジンのアイドリング時に、前記回転速度検出部により検出される回転速度および前記バルブ制御部により制御される前記補助バルブの開度に基づいて、前記クランク軸の回転速度と前記補助バルブの開度との関係をバルブ開度情報として学習する学習部と、
交流発電機の誘起電圧の位相に対する前記複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量が前記クランク軸の回転速度および前記補助バルブの開度が不安定な状態であるか否かを判定するために予め定められたしきい値以下でありかつ予め定められたアイドリングストップ条件が満たされてから予め定められたアイドリングストップ解除条件が満たされるまでのアイドリングストップ期間に前記エンジンのシリンダ内で混合気が燃焼されないように前記エンジンを制御するエンジン制御部とを備え、
前記学習部は、前記エンジンのアイドリング時に、前記遅角量が前記しきい値より大きいときに、前記バルブ開度情報の学習を一時的に停止する、エンジンシステム。
【請求項２】
前記バルブ制御部は、前記学習部により学習されるバルブ開度情報に基づいて初期開度を決定し、前記エンジンのアイドリングの開始時に、前記補助バルブの開度が前記初期開度となるように前記補助バルブを制御する、請求項１記載のエンジンシステム。
【請求項３】
前記学習部により学習されるバルブ開度情報が予め定められた警告条件を満たした場合に警告を発する警告部をさらに備える、請求項１または２記載のエンジンシステム。
【請求項４】
駆動輪を有する本体部と、
前記駆動輪を回転させるための動力を発生する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジンシステムとを備えた、鞍乗り型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンシステムおよび鞍乗り型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのアイドリング時におけるクランク軸の回転速度を調整するため、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブが用いられる。エンジンのアイドリング時には、クランク軸の回転速度とＩＳＣバルブの開度との関係を学習することが提案される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９５８４７号公報
【特許文献２】特開２００５−１２４３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交流発電機の誘起電圧の位相を基準として、インバータ回路の複数のスイッチング素子の切替タイミングを調整することにより、エンジンの発電量を制御する技術がある（例えば、特許文献２参照）。エンジンのアイドリング時に、このような制御が行われると、クランク軸の回転負荷が変化するため、クランク軸の回転速度が変化する。また、クランク軸の回転速度の変化に伴い、ＩＳＣバルブの開度が変化する。この場合、クランク軸の回転速度とＩＳＣバルブの開度との関係を適切に学習することができない。
【０００５】
本発明の目的は、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係を適切に学習することが可能なエンジンシステムおよびそれを備えた鞍乗り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】
【０００６】
第１の発明に係るエンジンシステムは、エンジンと、エンジンのクランク軸の回転により交流電力を発生する交流発電機と、複数のスイッチング素子を含み、交流発電機により発生される交流電力を複数のスイッチング素子の切替によって直流電力に変換する変換部と、変換部により得られる直流電力によって充電されるバッテリと、バッテリの電圧が予め定められた目標電圧となるように、交流発電機の誘起電圧の位相を基準として複数のスイッチング素子の切替タイミングを制御する変換制御部と、エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、吸気通路に設けられるスロットルバルブと、スロットルバルブを迂回するように吸気通路に接続される補助通路と、補助通路に設けられる補助バルブと、クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、エンジンのアイドリング時に、回転速度検出部により検出される回転速度に基づいて補助バルブを制御するバルブ制御部と、エンジンのアイドリング時に、回転速度検出部により検出される回転速度およびバルブ制御部により制御される補助バルブの開度に基づいて、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係をバルブ開度情報として学習する学習部と、交流発電機の誘起電圧の位相に対する複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量がクランク軸の回転速度および補助バルブの開度が不安定な状態であるか否かを判定するために予め定められたしきい値以下でありかつ予め定められたアイドリングストップ条件が満たされてから予め定められたアイドリングストップ解除条件が満たされるまでのアイドリングストップ期間にエンジンのシリンダ内で混合気が燃焼されないようにエンジンを制御するエンジン制御部とを備え、学習部は、エンジンのアイドリング時に、遅角量がしきい値より大きいときに、バルブ開度情報の学習を一時的に停止する。
第１の発明に係るエンジンシステムにおいては、交流発電機により発生される交流電力が変換部によって直流電力に変換され、その直流電力によりバッテリが充電される。この場合、バッテリの電圧が目標電圧となるように、交流発電機の誘起電圧の位相を基準として複数のスイッチング素子の切替タイミングが制御される。エンジンのアイドリング時には、交流発電機の誘起電圧の位相に対して複数のスイッチング素子の切替タイミングを遅角させることにより、交流発電機により発生される交流電力を増加させることができる。
また、エンジンのアイドリング時には、回転速度検出部により検出される回転速度に基づいて補助バルブが制御される。それにより、クランク軸の回転速度が調整される。この場合、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係がバルブ開度情報として学習される。
複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量が変化されると、交流発電機により発生される交流電力が変化するため、クランク軸の回転負荷が変化する。それにより、クランク軸の回転速度が変化する。さらに、クランク軸の回転速度の変化に伴い、補助バルブの開度が変化する。この場合、クランク軸の回転速度および補助バルブの開度が不安定となり、バルブ開度情報が不適切に学習される可能性がある。
そこで、エンジンのアイドリング時に、複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量が予め定められたしきい値より大きいときに、バルブ開度情報の学習が一時的に停止される。これにより、遅角量の増大によってクランク軸の回転速度および補助バルブの開度が不安定な状態で、バルブ開度情報が学習されることが防止される。したがって、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係を適切に学習することができる。
バッテリの残容量が少ない場合、交流発電機により発生される交流電力を増加させるため、遅角量が大きく設定される。本構成によれば、遅角量がしきい値より大きいときには、アイドリングストップ条件が満たされない。この場合、混合気の燃焼が停止されることなく、アイドリングが継続される。それにより、バッテリが充電され、バッテリの残容量が不足することが防止される。
バルブ制御部は、学習部により学習されるバルブ開度情報に基づいて初期開度を決定し、エンジンのアイドリングの開始時に、補助バルブの開度が初期開度となるように補助バルブを制御してもよい。
この場合、学習されたバルブ開度情報に基づいて、クランク軸の回転速度を効率よく調整することができる。
エンジンシステムは、学習部により学習されるバルブ開度情報が予め定められた警告条件を満たした場合に警告を発する警告部をさらに備えてもよい。
補助バルブまたはその周囲における状態の変化によって、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係に影響が生じる。そこで、補助バルブまたはその周囲に異常が発生すると警告が発せられるように警告条件が設定される。これにより、運転者が異常の発生を認識することができる。
第２の発明に係る鞍乗り型車両は、駆動輪を有する本体部と、駆動輪を回転させるための動力を発生する、上記のエンジンシステムとを備える。
この鞍乗り型車両においては、上記のエンジンシステムが用いられるので、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係が適切に学習される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係を適切に学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す模式的側面図である。
【図２】ハンドルの構成を示す外観斜視図である。
【図３】エンジンシステムの構成を示す模式図である。
【図４】ＥＣＵの詳細について説明するための模式的ブロック図である。
【図５】回転電機および変換部の詳細について説明するための回路図である。
【図６】複数のパラメータの変化およびバルブ開度情報の学習について説明するためのタイムチャートである。
【図７】複数のパラメータの変化およびバルブ開度情報の学習について説明するためのタイムチャートである。
【図８】バルブ開度情報学習処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係るエンジンシステムおよびそれを備えた自動二輪車について説明する。自動二輪車は、鞍乗り型車両の一例である。以下の説明において、前、後、左および右とは、自動二輪車の運転者を基準とする前、後、左および右を意味する。
【００２４】
（１）自動二輪車
図１は、本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す模式的側面図である。図１の自動二輪車１００においては、車体１の前部にフロントフォーク２が左右方向に揺動可能に設けられる。フロントフォーク２の上端にハンドル４が取り付けられ、フロントフォーク２の下端に前輪３が回転可能に取り付けられる。
【００２５】
車体１の略中央上部にシート５が設けられる。シート５の下方にＥＣＵ（Engine Control Unit）６、バッテリＢＴおよびエンジンユニットＥＵが設けられる。ＥＣＵ６、バッテリＢＴおよびエンジンユニットＥＵは、エンジンシステムＥＳを構成する。車体１の後端下部には後輪７が回転可能に取り付けられる。エンジンユニットＥＵによって発生される動力により後輪７が回転駆動される。
【００２６】
図２は、ハンドル４の構成を示す外観斜視図である。図２に示すように、ハンドル４は、左右に延びるハンドルバー４０を含む。ハンドルバー４０の左端部に固定グリップ４１が設けられ、ハンドルバー４０の右端部にアクセルグリップ４２が設けられる。アクセルグリップ４２は、ハンドルバー４０に対して所定の角度範囲で回転可能である。アクセルグリップ４２が操作されることにより、後述のスロットルバルブＴＬ（図３）の開度が調整される。
【００２７】
固定グリップ４１の前方に、後輪７（図１）のブレーキを作動させるためのブレーキレバー４３が設けられ、アクセルグリップ４２の前方に、前輪３（図１）のブレーキを作動させるためのブレーキレバー４４が設けられる。ハンドルバー４０は、ハンドルカバー４５により覆われる。ハンドルカバー４５には、種々の不具合を運転者に知らせるための警告ランプＣＬが設けられる。アクセルグリップ４２に隣り合うように、ハンドルカバー４５にスタータスイッチ４６が設けられる。ハンドル４の下方には、メインスイッチＭＳ（後述の図３）が設けられる。
【００２８】
（２）エンジンシステム
図３は、エンジンシステムＥＳの構成を示す模式図である。図３に示すように、エンジンユニットＥＵは、エンジン１０および回転電機３０を含む。エンジン１０は、シリンダＣＹ、ピストン１１、コンロッド（コネクティングロッド）１２、クランク軸１３、吸気バルブ１５、排気バルブ１６、インジェクタ１８および点火装置１９を含む。
【００２９】
ピストン１１はシリンダＣＹ内で往復動可能に設けられ、コンロッド１２を介してクランク軸１３に接続される。シリンダＣＹおよびピストン１１により燃焼室３１が区画される。燃焼室３１は、吸気口２１を介して吸気通路２２に連通し、排気口２３を介して排気通路２４に連通する。吸気口２１を開閉するように吸気バルブ１５が設けられ、排気口２３を開閉するように排気バルブ１６が設けられる。
【００３０】
吸気通路２２には、外部から流入する空気の流量を調整するためのスロットルバルブＴＬが設けられる。上記のように、図２のアクセルグリップ４２が操作されることによりスロットルバルブＴＬの開度（以下、スロットル開度と呼ぶ）が調整される。スロットルバルブＴＬを迂回するように、吸気通路２２に補助通路２２ａが接続される。補助通路２２ａには、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブＩＶが設けられる。エンジン１０のアイドリング時には、補助通路２２ａを通して燃焼室３１に空気が導かれる。この場合、ＩＳＣバルブＩＶの開度（以下、ＩＳＣ開度と呼ぶ）が調整されることにより、クランク軸１３の回転速度が調整される。アイドリングとは、アクセルグリップ４２の操作量が０であるときにクランク軸１３が最低限度の回転速度で回転するように混合気が燃焼されることをいう。
【００３１】
インジェクタ１８は、吸気通路２２に燃料を噴射するように構成される。点火装置１９は、燃焼室３１内の混合気に点火するように構成される。インジェクタ１８によって噴射された燃料が空気と混合されて燃焼室３１に導かれ、点火装置１９により燃焼室３１内の混合気に点火される。混合気が燃焼することによりピストン１１が駆動され、ピストン１１の往復運動がクランク軸１３の回転運動に変換される。クランク軸１３の回転力が図１の後輪７に伝達されることにより後輪７が駆動される。
【００３２】
回転電機３０は、バッテリＢＴに接続される。回転電機３０は、バッテリＢＴから供給される電力によりクランク軸１３を駆動可能であり、かつクランク軸１３の回転によって発生する電力によりバッテリＢＴを充電可能である。回転電機３０の詳細については後述する。
【００３３】
ＥＣＵ６は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリを含む。ＣＰＵおよびメモリの代わりに、マイクロコンピュータが用いられてもよい。エンジンシステムＥＣＵ６には、上記のメインスイッチＭＳおよびスタータスイッチ４６が電気的に接続されるとともに、スロットル開度センサＳＥ１、クランク角センサＳＥ２、車速センサＳＥ３、温度センサＳＥ４および電圧センサＳＥ５が電気的に接続される。スロットル開度センサＳＥ１は、スロットル開度を検出する。クランク角センサＳＥ２は、クランク軸１３の回転位置を表すクランク角、およびクランク軸１３の回転速度（以下、クランク回転速度と呼ぶ）を検出する。車速センサＳＥ３は、自動二輪車１００の移動速度（車速）を検出する。温度センサＳＥ４は、エンジン１０の温度（以下、エンジン温度と呼ぶ）を検出する。電圧センサＳＥ５は、バッテリＢＴの電圧を検出する。
【００３４】
スロットル開度センサＳＥ１、クランク角センサＳＥ２、車速センサＳＥ３、温度センサＳＥ４および電圧センサＳＥ５の検出結果は、検出信号としてＥＣＵ６にそれぞれ与えられる。また、メインスイッチＭＳの操作およびスタータスイッチ４６の操作がそれぞれ操作信号としてＥＣＵ６に与えられる。ＥＣＵ６は、与えられる検出信号および操作信号に基づいて、インジェクタ１８、点火装置１９、ＩＳＣバルブＩＶ、回転電機３０および警告ランプＣＬを制御する。
【００３５】
メインスイッチＭＳがオンされかつスタータスイッチ４６がオンされると、エンジン１０が始動される。エンジン１０の始動とは、インジェクタ１８による燃料噴射および点火装置１９による点火が開始されることによって混合気の燃焼が開始されることをいう。メインスイッチＭＳがオフされると、エンジン１０が停止される。エンジン１０の停止とは、インジェクタ１８による燃料噴射および点火装置１９による点火の少なくとも一方が停止されることによって混合気の燃焼が停止されることをいう。
【００３６】
また、予め定められたアイドリングストップ条件が満たされることによりエンジン１０が自動的に停止され、その後に予め定められたアイドリングストップ解除条件が満たされることによりエンジン１０が自動的に再始動される。以下、アイドリングストップ条件が満たされてからアイドリングストップ解除条件が満たされるまでの期間をアイドリングストップ期間と呼ぶ。
【００３７】
アイドリングストップ条件は、スロットル開度、車速、クランク回転速度およびエンジン温度のうち少なくとも１つに関する条件を含み、かつ後述の遅角量が予め定められたしきい値以下であることを含む。また、アイドリングストップ条件は、ブレーキレバー４３，４４（図２）が操作されること等の他の条件を含んでもよい。
【００３８】
アイドリングストップ解除条件は、スロットル開度に関する条件を含む。例えば、アイドリングストップ解除条件は、スロットル開度センサＳＥ１により検出されるスロットル開度が０よりも大きいことである。また、アイドリングストップ解除条件は、ブレーキレバー４３，４４（図２）の操作が解除されること等の他の条件であってもよい。
【００３９】
（３）ＥＣＵの詳細
図４は、ＥＣＵ６の詳細について説明するための模式的ブロック図である。図４に示すように、ＥＣＵ６は、エンジン制御部６１、バルブ制御部６２、学習部６３、警告制御部６４、変換制御部６５および変換部６６を含む。エンジン制御部６１、バルブ制御部６２、学習部６３、警告制御部６４および変換制御部６５の機能は、例えば、ＣＰＵおよびソフトウェアにより実現される。
【００４０】
エンジン制御部６１は、クランク角センサＳＥ２からの検出信号に基づいて、インジェクタ１８および点火装置１９を制御する。具体的には、予め定められたクランク角で燃料が噴射され、予め定められたクランク角で混合気に点火されるように、エンジン制御部６１がインジェクタ１８および点火装置１９を制御する。また、アイドリングストップ条件が満たされた場合に、エンジン制御部６１は、混合気の燃焼が行われないように、インジェクタ１８および点火装置１９を制御する。
【００４１】
バルブ制御部６２は、クランク角センサＳＥ２からの検出信号に基づいて、ＩＳＣバルブＩＶを制御する。具体的には、エンジン１０のアイドリング時にクランク回転速度が一定範囲内になるように、バルブ制御部６２がＩＳＣ開度をフィードバック制御する。学習部６３は、バルブ制御部６２により制御されるＩＳＣ開度とクランク角センサＳＥ２により検出されるクランク回転角度との関係をバルブ開度情報として学習する。バルブ開度情報は、例えばＥＣＵ６のメモリに記憶される。学習部６３によるバルブ開度情報の学習時には、メモリに記憶されるバルブ開度情報が適宜更新される。
【００４２】
警告制御部６４は、学習部６３により学習されるバルブ開度情報に基づいて、警告ランプＣＬを制御する。具体的には、バルブ開度情報が予め定められた警告条件を満たすと、警告ランプＣＬが点灯または点滅される。例えば、燃焼後の気体が吸気通路２２に逆流し、補助通路２２ａまたはＩＳＣバルブＩＶに炭化物が付着することがある。そのような付着物が堆積すると、補助通路２２ａ内で空気が流れにくくなる。そこで、補助通路２２ａまたはＩＳＣバルブＩＶに付着物が堆積するとバルブ開度条件が警告条件を満たすように、警告条件が設定される。バルブ開度条件が警告条件を満たすと、警告ランプＣＬが点灯または点滅されるので、運転者は、補助通路２２ａまたはＩＳＣバルブＩＶの異常を認識することができる。したがって、補助通路２２ａおよびＩＳＣバルブＩＶのメンテナンスを適切に行うことができる。
【００４３】
変換制御部６５は、クランク角センサＳＥ２および電圧センサＳＥ５からの検出信号に基づいて、変換部６６を制御する。また、変換制御部６５は、後述の遅角量をエンジン制御部６１、学習部６３および変換部６６に与える。変換部６６は、回転電機３０およびバッテリＢＴに接続される。バッテリＢＴの直流電力が変換部６６によって交流電力に変換され、その交流電力により回転電機３０が駆動される。また、回転電機３０により発生される交流電力が変換部６６によって直流電力に変換され、その直流電力によってバッテリＢＴが充電される。
【００４４】
（４）回転電機および変換部の詳細
図５は、回転電機３０および変換部６６の詳細について説明するための回路図である。図５に示すように、回転電機３０は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のステータコイルＵ，Ｖ，Ｗを含む。回転電機３０は、三相同期電動機として機能するとともに、三相同期発電機として機能する。
【００４５】
変換部６６は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６を含む。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各々は例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。スイッチング素子Ｑ１はノードＮ１とノードＮ３との間に接続され、スイッチング素子Ｑ２はノードＮ３とノードＮ２との間に接続される。スイッチング素子Ｑ３はノードＮ１とノードＮ４との間に接続され、スイッチング素子Ｑ４はノードＮ４とノードＮ２との間に接続される。スイッチング素子Ｑ５はノードＮ１とノードＮ５との間に接続され、スイッチング素子Ｑ６はノードＮ５とノードＮ２との間に接続される。ステータコイルＵの一端がノードＮ３に接続され、ステータコイルＶの一端がノードＮ４に接続され、ステータコイルＷの一端がノードＮ５に接続される。また、バッテリＢＴのプラス端子がノードＮ１に接続され、バッテリＢＴのマイナス端子がノードＮ２に接続される。
【００４６】
変換制御部６５は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオンオフを制御する。エンジン１０の始動時には、回転電機３０が電動機として機能するようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオンオフが制御される。エンジン１０の完爆後には、回転電機３０が発電機として機能するようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオンオフが制御される。完爆とは、回転電機３０による駆動力を必要とせずに混合気の燃焼のみによってクランク軸ＣＳが安定的に駆動される状態にエンジン１０が移行することである。
【００４７】
エンジン１０の完爆後には、界磁制御により回転電機３０の発電電力が制御される。界磁制御とは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の導通期間の位相を各相の誘起電圧の位相を基準として変化させることにより、回転電機３０の発電電力を制御することである。具体的には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフの切替タイミング、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のオンオフの切替タイミングおよびスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の切替タイミングがそれぞれＵ相、Ｖ相およびＷ相の誘起電圧の位相を基準として進角または遅角される。それにより、回転電機３０の発電電力が調整される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の切替タイミングが進角されることによって回転電機３０の発電電力が小さくなり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の切替タイミングが遅角されることによって回転電機３０の発電電力が大きくなる。この場合、電圧センサＳＥ５の検出信号に基づいて、バッテリＢＴの電圧が予め定められた目標電圧となるように、進角量および遅角量が調整される。
【００４８】
エンジン１０のアイドリング時には、クランク回転速度が低いので、バッテリＢＴの電圧を目標電圧とするために、発電電力を増大させる必要がある。そのため、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の切替タイミングが遅角される。また、バッテリＢＴの残容量（以下、バッテリ残容量と呼ぶ）が少ない場合、回転電機３０からバッテリＢＴに供給される電流を増加させるために、発電電力をより大きくする必要がある。そのため、遅角量がより大きく調整される。バッテリ残容量は、例えば、バッテリＢＴの充電状態（SOC；State of Charge）である。
【００４９】
一方、発電電力が大きくなると、図３のクランク軸１３の回転負荷が大きくなる。これにより、クランク回転速度が低下する。発電電力の大きさに起因してクランク回転速度が変化することにより、バルブ開度情報が不適切に学習される可能性がある。そこで、本実施の形態では、遅角量に基づいて、学習部６３によるバルブ開度情報の学習が一時的に停止される。
【００５０】
図６および図７は、複数のパラメータの変化およびバルブ開度情報の学習について説明するためのタイムチャートである。縦軸は、クランク回転速度、ＩＳＣ開度、バッテリ残容量、遅角量およびエンジン温度を表す。横軸は、時間を表す。図６および図７の例において、アイドリングストップ条件は、スロットル開度および車速が０であり、クランク回転速度が予め定められたしきい値ＴＨ１以下であり、遅角量が予め定められたしきい値ＴＨ２以下であり、かつエンジン温度が予め定められたしきい値ＴＨ３以上であることである。
【００５１】
図６の例では、時点ｔ１までにクランク回転速度が徐々に低下し、時点ｔ１でエンジン１０がアイドリングの状態となる。エンジン１０のアイドリング時には、ＩＳＣ開度が値Ｍ２付近に維持されることにより、クランク回転速度が値Ｍ１付近に維持される。値Ｍ１は、しきい値ＴＨ１より小さい。また、バッテリ残容量が値Ｍ３に維持され、遅角量は値Ｍ４付近に維持される。値Ｍ３はバッテリ残容量の最大値であり、バッテリＢＴは満充電の状態に維持される。値Ｍ４はしきい値ＴＨ２以下である。エンジン温度は徐々に上昇し、時点ｔ２でしきい値ＴＨ３に達する。エンジン温度がしきい値ＴＨ３に達することにより、アイドリングストップ条件が満たされる。
【００５２】
時点ｔ２でアイドリングストップ条件が満たされると、混合気の燃焼が停止される。それにより、クランク回転速度が徐々に低下する。また、ＩＳＣ開度が０に調整される。また、図５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が全てオフされるか、または図示しないリレーがオフされることにより、回転電機３０がバッテリＢＴから電気的に切り離される。また、混合気の燃焼が停止されることにより、エンジン温度が徐々に低下する。
【００５３】
本例では、エンジン１０がアイドリングの状態にあり、かつ遅角量がしきい値ＴＨ２以下であるときに、学習部６３によりバルブ開度情報が学習される。それにより、時点ｔ１からバルブ開度情報の学習が開始され、時点ｔ２でバルブ開度情報の学習が停止される。
【００５４】
学習されたバルブ開度情報に基づいて、アイドリングの開始時におけるＩＳＣ開度が決定されてもよい。例えば、アイドリングの終了時におけるＩＳＣ開度が、その次のアイドリングの開始時におけるＩＳＣ開度に決定されてもよい。図６の例では、時点ｔ１でのＩＳＣ開度が、前回のアイドリングの終了時におけるＩＳＣ開度となり、時点ｔ２でのＩＳＣ開度が、次回のアイドリングの開始時におけるＩＳＣ開度となる。
【００５５】
図７の例について、図６の例と異なる点を説明する。図７の例では、時点ｔ１ａまでにクランク回転速度が徐々に低下し、時点ｔ１ａでエンジン１０がアイドリングの状態となる。時点ｔ１ａにおけるバッテリ残容量は、図６の時点ｔ１におけるバッテリ残容量より少ない。そのため、時点ｔ１ａにおける遅角量が図６の時点ｔ１における遅角量よりも大きい。
【００５６】
時点ｔ２ａで、エンジン温度がしきい値ＴＨ３に達する。しかしながら、遅角量がしきい値ＴＨ２より大きいため、アイドリングストップ条件は満たされない。アイドリングが継続されることにより、バッテリＢＴの残容量が徐々に増加し、遅角量が徐々に小さくなる。時点ｔ２ａから一定時間が経過した後の時点ｔ３ａにおいて、遅角量がしきい値ＴＨ２以下になる。それにより、アイドリングストップ条件が満たされ、混合気の燃焼が停止される。
【００５７】
上記のように、遅角量が大きいほど、クランク軸１３の回転負荷が大きい。そのため、図７の例では、図６の例と比べて、エンジン１０のアイドリング時におけるクランク軸１３の回転負荷が大きい。したがって、図６の例と比べて、クランク回転速度が低い。また、クランク回転速度を上昇させるため、図６の例と比べて、ＩＳＣ開度が大きく調整される。遅角量が小さくなるにつれて、クランク回転速度が高くなるとともに、ＩＳＣ開度が小さくなる。
【００５８】
このように、バッテリＢＴの残容量が少ない場合には、アイドリング時にクランク回転速度およびＩＳＣ開度が安定しない。そこで、本実施の形態では、遅角量がしきい値ＴＨ２より大きい場合、図４の学習部６３によるバルブ開度情報の学習が行われない。具体的には、図７の時点ｔ１ａから時点ｔ３ａまでの期間には、バルブ開度情報の学習が行われない。それにより、バルブ開度情報が不適切に学習されることが防止される。
【００５９】
また、本実施の形態では、遅角量がしきい値ＴＨ２より大きい場合、アイドリングストップ条件が満たされない。それにより、アイドリングが継続されるので、バッテリ残容量が増加する。また、エンジン１０の再始動のためにバッテリＢＴの電力が消費されることがないので、バッテリ残容量のさらなる減少が防止される。
【００６０】
（５）バルブ開度情報学習処理
図４のＥＣＵ６は、予めメモリに記憶された制御プログラムに基づいて、バルブ開度情報学習処理を行う。図８は、バルブ開度情報学習処理のフローチャートである。
【００６１】
まず、エンジン制御部６１が、各種センサの検出信号および変換制御部６５からの遅角量に基づいて、上記のアイドリングストップ条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１）。アイドリングストップ条件が満たされた場合、エンジン制御部６１は、混合気の燃焼が停止されるように、インジェクタ１８および点火装置１９を制御する（ステップＳ２）。
【００６２】
アイドリングストップ条件が満たされていない場合、エンジン制御部６１は、各種センサの検出信号に基づいて、エンジン１０がアイドリングの状態であるか否かを判定する（ステップＳ３）。エンジン１０がアイドリングの状態でない場合、エンジン制御部６１は、ステップＳ１の処理に戻る。
【００６３】
エンジン１０がアイドリングの状態である場合、学習部６３は、遅角量がしきい値ＴＨ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。遅角量がしきい値ＴＨ２以下である場合、学習部６３がバルブ開度情報を学習する（ステップＳ５）。本例では、メモリに記憶されるバルブ開度情報が更新される。
【００６４】
次に、警告制御部６４が、ステップＳ５で学習されたバルブ開度情報に基づいて、警告条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ６）。警告条件が満たされていない場合、ステップＳ１の処理が繰り返される。バルブ開度情報が警告条件を満たす場合、警告制御部６４は、運転者に警告を発する（ステップＳ７）。本例では、図２の警告ランプＣＬが点灯または点滅される。その後、ステップＳ１の処理が繰り返される。これにより、エンジン１０のアイドリング時における上記の動作が実現される。
【００６５】
（６）効果
本実施の形態に係るエンジンシステムＥＳにおいては、遅角量がしきい値ＴＨ２より大きい場合、学習部６３によるバルブ開度情報の学習が一時的に停止される。それにより、バッテリＢＴの回転負荷が大きく、クランク回転速度およびＩＳＣ開度が安定しない状態で、バルブ開度情報が学習されることが防止される。したがって、クランク回転速度およびＩＳＣ開度との関係を適切に学習することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、遅角量がしきい値ＴＨ２より大きいときに、アイドリングストップ条件が満たされない。この場合、アイドリングが継続されることにより、バッテリＢＴが充電される。それにより、バッテリ残容量が不足することが防止される。また、エンジン１０の再始動のためにバッテリＢＴの電力が消費されることがないので、バッテリ残容量のさらなる減少が防止される。
【００６８】
（７）他の実施の形態
（７−１）
上記実施の形態では、遅角量がしきい値より大きい場合には、アイドリングストップ条件が満たされず、エンジン１０が自動的に停止されないが、本発明はこれに限定されない。エンジン１０の再始動等に支障がない場合には、遅角量に拘わらずエンジン１０が自動的に停止されてもよい。
【００６９】
（７−２）
上記実施の形態では、アイドリングストップ条件に含まれる遅角量のしきい値と、バルブ開度情報の学習が停止される遅角量のしきい値とが同じであるが、これらが異なってもよい。
【００７０】
（７−３）
上記実施の形態では、回転電機３０がクランク軸１３を駆動するが、本発明はこれに限定されない。クランク軸１３を駆動するモータが回転電機３０と別個に設けられてもよい。
【００７１】
（７−４）
上記実施の形態は、自動二輪車に本発明を適用した例であるが、これに限らず、自動三輪車もしくはＡＴＶ（All Terrain Vehicle；不整地走行車両）等の他の鞍乗り型車両に本発明を適用してもよい。
【００７２】
（８）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００７３】
上記実施の形態では、エンジンシステムＥＳがエンジンシステムの例であり、エンジン１０がエンジンの例であり、クランク軸１３がクランク軸の例であり、回転電機３０が交流発電機の例であり、変換部６６が変換部の例であり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が複数のスイッチング素子の例であり、バッテリＢＴがバッテリの例であり、変換制御部６５が変換制御部の例であり、吸気通路２２が吸気通路の例であり、スロットルバルブＴＬがスロットルバルブの例であり、補助通路２２ａが補助通路の例であり、ＩＳＣバルブＩＶが補助バルブの例であり、クランク角センサＳＥ２が回転速度検出部の例であり、バルブ制御部６２がバルブ制御部の例であり、学習部６３が学習部の例であり、エンジン制御部６１がエンジン制御部の例であり、警告制御部６４が警告部の例である。また、自動二輪車１００が鞍乗り型車両の例であり、車体１が本体部の例であり、後輪７が駆動輪の例である。
【００７４】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、種々のエンジンシステムに有効に利用可能である。
（９）参考形態
第１の参考形態に係るエンジンシステムは、エンジンと、エンジンのクランク軸の回転により交流電力を発生する交流発電機と、複数のスイッチング素子を含み、交流発電機により発生される交流電力を複数のスイッチング素子の切替によって直流電力に変換する変換部と、変換部により得られる直流電力によって充電されるバッテリと、バッテリの電圧が予め定められた目標電圧となるように、交流発電機の誘起電圧の位相を基準として複数のスイッチング素子の切替タイミングを制御する変換制御部と、エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、吸気通路に設けられるスロットルバルブと、スロットルバルブを迂回するように吸気通路に接続される補助通路と、補助通路に設けられる補助バルブと、クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、エンジンのアイドリング時に、回転速度検出部により検出される回転速度に基づいて補助バルブを制御するバルブ制御部と、エンジンのアイドリング時に、回転速度検出部により検出される回転速度およびバルブ制御部により制御される補助バルブの開度に基づいて、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係をバルブ開度情報として学習する学習部とを備え、学習部は、エンジンのアイドリング時に、交流発電機の誘起電圧の位相に対する複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量に基づいて、バルブ開度情報の学習を一時的に停止する。
第１の参考形態に係るエンジンシステムにおいては、交流発電機により発生される交流電力が変換部によって直流電力に変換され、その直流電力によりバッテリが充電される。この場合、バッテリの電圧が目標電圧となるように、交流発電機の誘起電圧の位相を基準として複数のスイッチング素子の切替タイミングが制御される。エンジンのアイドリング時には、交流発電機の誘起電圧の位相に対して複数のスイッチング素子の切替タイミングを遅角させることにより、交流発電機により発生される交流電力を増加させることができる。
また、エンジンのアイドリング時には、回転速度検出部により検出される回転速度に基づいて補助バルブが制御される。それにより、クランク軸の回転速度が調整される。この場合、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係がバルブ開度情報として学習される。
複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量が変化されると、交流発電機により発生される交流電力が変化するため、クランク軸の回転負荷が変化する。それにより、クランク軸の回転速度が変化する。さらに、クランク軸の回転速度の変化に伴い、補助バルブの開度が変化する。この場合、クランク軸の回転速度および補助バルブの開度が不安定となり、バルブ開度情報が不適切に学習される可能性がある。
そこで、エンジンのアイドリング時に、複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量に基づいて、バルブ開度情報の学習が一時的に停止される。これにより、クランク軸の回転速度および補助バルブの開度が不安定な状態で、バルブ開度情報が学習されることが防止される。したがって、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係を適切に学習することができる。
学習部は、遅角量が予め定められたしきい値より大きいときにバルブ開度情報の学習を停止してもよい。
この場合、遅角量の増大によってクランク軸の回転速度および補助バルブの開度が不安定な状態で、バルブ開度情報が不適切に学習されることが防止される。
エンジンシステムは、予め定められたアイドリングストップ条件が満たされてから予め定められたアイドリングストップ解除条件が満たされるまでのアイドリングストップ期間にエンジンのシリンダ内で混合気が燃焼されないようにエンジンを制御するエンジン制御部をさらに備え、アイドリングストップ条件は、遅角量がしきい値以下であることを含んでもよい。
バッテリの残容量が少ない場合、交流発電機により発生される交流電力を増加させるため、遅角量が大きく設定される。本構成によれば、遅角量がしきい値より大きいときには、アイドリングストップ条件が満たされない。この場合、混合気の燃焼が停止されることなく、アイドリングが継続される。それにより、バッテリが充電され、バッテリの残容量が不足することが防止される。
バルブ制御部は、学習部により学習されるバルブ開度情報に基づいて初期開度を決定し、エンジンのアイドリングの開始時に、補助バルブの開度が初期開度となるように補助バルブを制御してもよい。
この場合、学習されたバルブ開度情報に基づいて、クランク軸の回転速度を効率よく調整することができる。
エンジンシステムは、学習部により学習されるバルブ開度情報が予め定められた警告条件を満たした場合に警告を発する警告部をさらに備えてもよい。
補助バルブまたはその周囲における状態の変化によって、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係に影響が生じる。そこで、補助バルブまたはその周囲に異常が発生すると警告が発せられるように警告条件が設定される。これにより、運転者が異常の発生を認識することができる。
第２の参考形態に係る鞍乗り型車両は、駆動輪を有する本体部と、駆動輪を回転させるための動力を発生する、第１の参考形態に係るエンジンシステムとを備える。
この鞍乗り型車両においては、第１の参考形態に係るエンジンシステムが用いられるので、クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係が適切に学習される。
【符号の説明】
【００７６】
６  ＥＣＵ
１０  エンジン
１３  クランク軸
２２  吸気通路
２２ａ  補助通路
２４  排気通路
３０  回転電機
４６  スタータスイッチ
６１  エンジン制御部
６２  バルブ制御部
６３  学習部
６４  警告制御部
６５  変換制御部
６６  変換部
１００  自動二輪車
ＢＴ  バッテリ
ＥＵ  エンジンユニット
ＩＶ  ＩＳＣバルブ
ＭＳ  メインスイッチ
ＳＥ１  スロットル開度センサ
ＳＥ２  クランク角センサ
ＳＥ３  車速センサ
ＳＥ４  温度センサ
ＳＥ５  電圧センサ
ＴＬ  スロットルバルブ
【要約】
【課題】クランク軸の回転速度と補助バルブの開度との関係を適切に学習することが可能なエンジンシステムおよびそれを備えた鞍乗り型車両を提供する。
【解決手段】回転電機３０により発生される交流電力が変換部６６によって直流電力に変換され、その直流電力によりバッテリＢＴが充電される。変換部６６は、複数のスイッチング素子を含む。回転電機３０の誘起電圧の位相を基準として、複数のスイッチング素子の切替タイミングが制御される。エンジンのアイドリング時には、クランク軸の回転速度に基づいてＩＳＣバルブＩＶが制御される。また、クランク軸の回転速度とＩＳＣバルブＩＶの開度との関係はバルブ開度情報として学習される。この場合、複数のスイッチング素子の切替タイミングの遅角量に基づいて、バルブ開度情報の学習が一時的に停止される。
【選択図】図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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