放電能力推定装置、それを備える乗物の制御システム及び放電能力推定方法
【課題】 バッテリの内部抵抗や最大放電電流量を直接測定及び推定しなくてもバッテリの放電能力を推定することができる放電能力推定装置を提供する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵ４０は、エンジンＥのクランク軸１９を回転させてエンジンＥを始動させるモーター２３に電力を供給するバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている。エンジンＥＣＵ４０は、クランク軸１９の回転始動期間におけるクランク軸１９の角加速状態に基づいてバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている
【解決手段】 エンジンＥＣＵ４０は、エンジンＥのクランク軸１９を回転させてエンジンＥを始動させるモーター２３に電力を供給するバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている。エンジンＥＣＵ４０は、クランク軸１９の回転始動期間におけるクランク軸１９の角加速状態に基づいてバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸を回転させてエンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置、それを備えるアイドリング運転システム及び電動機器始動システム並びに放電能力推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等のエンジンを備える車両では、走行停止中にアイドリング運転を停止させる技術が適用されたものがある。この技術では、走行を停止するとエンジンの運転を止め、再び走行開始する際に自動的にスターターモーターを駆動させてエンジンを始動させるようになっている。この技術では、スターターモーターが始動を繰り返すため、走行停止中も継続的にアイドリング運転を行なっている車両よりもバッテリの電力消費量が大きい。それ故、バッテリの残量がなくなってエンジンを始動できないという事態が起こるおそれがあり、バッテリの放電能力を予め推定することが好ましい。バッテリの放電能力は、バッテリの内部抵抗、バッテリの最大放電電流量及びバッテリの現在の電圧とに基づいて予測することができ、バッテリの最大放電電流量を求める方法としては、センサにより検出する方法と、特許文献１に記載の車載バッテリの状態推定装置のように推定する方法とが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４５９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリの最大放電電流量をセンサにより検出する場合、最大放電電流量を高精度で測定可能なセンサが必要となる。しかし、このような高精度なセンサは非常に高価であるのでコストパフォーマンスの観点から採用することは難しい。このような課題を解決すべく特許文献１では、バッテリの最大放電電流量をバッテリの内部抵抗に基づいて推定することが提案されている。しかし、バッテリでは、使用後において分極が発生し、この分極の影響により演算される内部抵抗が本来の内部抵抗より低くなることがある。また、この分極は、使用後の経過時間と共に減少する傾向にあるため、その影響を正確に把握することが難しい。
【０００５】
そこで本発明は、バッテリの内部抵抗や最大放電電流量を直接測定及び推定しなくてもバッテリの放電能力を推定することができる放電能力推定装置、それ備える乗物の制御システム、及び放電能力推定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放電能力推定装置は、エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置であって、前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定するものである。
【０００７】
本発明に従えば、エンジン始動時のクランク軸の角加速状態は、電動機始動時の電流の流れ方と対応している。そのため、エンジン始動時初期のクランク軸の角加速状態を検出することでエンジン始動時におけるバッテリの放電能力（放電可能な電流）を推定することができる。これにより、電動機始動時の突入電流のような大電流を直接測定したり推定したりすることなくバッテリの放電能力を推定することができる。また、クランク軸の角加速状態に基づくことにより、バッテリの放電能力だけでなく、ピストンに作用するフリクション、エンジンの温度、及び外気温度等も考慮して実際にエンジンを始動できるか否かを確認することができる。
【０００８】
上記発明において、前記角加速状態は、前記クランク軸の回転角を検出する回転角センサに基づいて演算されることが好ましい。
【０００９】
上記構成に従えば、回転角センサの検出結果により角加速状態を演算することでバッテリの放電能力を推定することができる。回転角センサは、エンジンの回転数を検出すべく既存する可能性が高い。それ故、部品点数を抑えることができ、製造コストを抑えることができる。
【００１０】
上記発明において、前記エンジン又は外気の温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正することが好ましい。
【００１１】
エンジンの温度や外気の温度の変化によりエンジンのクランキングトルクが変化するので、クランク軸の角加速状態とバッテリの放電能力との対応関係が変化する。上記構成に従えば、バッテリの推定された放電能力をエンジンの温度や外気の温度に応じて補正するので、エンジンの温度や外気の温度の影響を排して放電能力を精度よく推定することができる。
【００１２】
上記発明において、前記バッテリから前記電動機に供給される電流又は電圧に相当する相当値であって、前記エンジンのクランキング中の前記電動機の始動直後の第１時間帯を除く第２時間帯における前記相当値の最大値及び最小値のうち少なくとも一方に基づいて前記バッテリの放電能力を推定することが好ましい。
【００１３】
上記構成に従えば、第２時間帯の相当値の変化は、第１時間帯の相当値の変化に比べて、時間経過に対する変化率が小さいので、検出周期を過度に小さくしなくても、相当値の極値誤差を少なくすることができ、精度よくバッテリの放電能力を推定することができる。
【００１４】
上記発明において、前記第２時間帯の前記相当値の最大値及び最小値の差に基づいて前記バッテリの放電能力を推定することが好ましい。
【００１５】
上記構成に従えば、バッテリの分極等の影響が相殺されるため、第２時間帯に発生する電動機の最大及び最小トルクの差を推定することができる。この差は、ポンピング時におけるクランク軸の加速力に対応しており、バッテリの放電能力に応じて変化する。従って、差に基づいて前記放電能力を推定することでバッテリの放電能力及び劣化をより正確に推定することができる。
【００１６】
上記発明において、前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正することが好ましい。
【００１７】
バッテリの放電能力は、バッテリの温度により変化する。上記構成に従えば、バッテリの推定された放電能力をバッテリの温度に応じて補正するので、バッテリの温度の影響を排して放電能力を精度よく推定することができる。
【００１８】
本発明の乗物の制御システムは、前述の何れか１つの放電能力推定装置と、前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記電動機がバッテリから電力供給を受けて前記クランク軸を作動可能か否かを判定する作動判定装置と、前記クランク軸が回転することで発電して前記バッテリに電力を供給する発電機と、作動可能と判定されると走行停止時に前記エンジンによる前記クランク軸の回転を停止し、作動不可と判定されると走行停止時に前記クランク軸を停止せずに前記発電機により前記バッテリに電力を供給させるものである。
【００１９】
上記構成に従えば、エンジンにおいてクランク軸が停止した後に電動機を用いたエンジンの始動ができなくなることを防ぐことができる。
【００２０】
本発明の乗物の制御システムは、前述の何れか１つの放電能力推定装置と、前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記バッテリから電力供給を受けて作動する電動機器の作動可否を判定する作動判定装置と、作動可能と判定されると前記電動機器を作動し、作動不可と判定されると前記電動機器を作動しない駆動制御装置とを備えるものである。
【００２１】
上記構成に従えば、放電能力が低い場合に、電動機器が作動してバッテリの電力が消費されることを防ぐことができる。これにより、電動機の始動ができなくなるまで電動機器によりバッテリの電力が消費されることを防ぐことができる。
【００２２】
上記発明において、前記放電能力推定装置により推定された推定結果と所定の作動判定基準とを比較して作動可否を判定し、且つ前記バッテリの温度に基づいて前記作動判定基準を補正することが好ましい。
【００２３】
前記バッテリの温度に応じて電動機の作動可能な条件が変化する。上記構成に従えば、前記バッテリの温度に応じて作動判定基準を補正するので、前記バッテリの温度の影響を排することができ、前記バッテリの温度によって電動機が作動しなくなることを防ぐことができる。
【００２４】
本発明の放電能力推定方法は、エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定方法であって、前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する方法である。
【００２５】
本発明に従えば、エンジン始動時のクランク軸の角加速状態を検出することでエンジン始動時におけるバッテリの放電能力（放電可能な電流）を推定することができる。これにより、電動機始動時の突入電流のような大電流を直接測定したり推定したりすることなくバッテリの放電能力を推定することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、バッテリの内部抵抗や最大放電電流量を直接測定及び推定しなくてもバッテリの放電能力を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵを備える自動二輪車を示す右側面図である。
【図２】図１に自動二輪車に搭載された制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すエンジンＥＣＵが実行するバッテリの放電能力推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】エンジン始動時におけるクランク角速度及びバッテリの通電状態の経時変化を示すグラフである。
【図５】図１に示すエンジンＥＣＵが実行するアイドリングストップ方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】走行時の充放電判定の時系列推移を示すグラフである。
【図７】放電可能電流と放電持続力との関係とバッテリの状態とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態の放電能力推定装置であるエンジンＥＣＵ４０を備える自動二輪車１について図面を参照して説明する。以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車に騎乗した運転者が見た方向を基準とする。
【００２９】
自動二輪車１は、図１に示すように運転者が騎乗可能な車体４を備えており、車体４の前側に前輪２及び後側に後輪３が軸支されている。また、車体４の前側の上部には、バー型のハンドル６が位置しており、車体４の前後方向中間部には、エンジンＥが搭載されている。エンジンＥは、図２に示すように４つのシリンダ１４を有している。各シリンダ１４には、吸気ポート１４ａと排気ポート１４ｂとが形成されており、吸気ポート１４ａには、吸気通路１５が繋がっている。吸気通路１５は、燃料タンク１２の下方に配置されたエアクリーナ（図示せず）に繋がっており、前方からの走行風圧を利用して外気を取り込む構成となっている。また、吸気通路１５のエアクリーナの下流側には、後述する吸気温センサ３２、スロットル装置１６及びインジェクタ１７が設けられている。スロットル装置１６は、吸気通路１５を介してエンジンＥに供給される吸気量を調整し、インジェクタ１７は、吸気通路１５を流れる空気に燃料を噴謝するようになっている。これにより、空気と燃料とが混合された混合気体が吸気ポート１４ａを介してシリンダ１４内に吸気されるようになっている。
【００３０】
シリンダ１４内には、ピストン１８の先端部が往復運動可能に嵌挿されている。また、ピストン１８の基端部は、クランク軸１９に繋がっており、クランク軸１９が回転することでピストン１８がシリンダ１４内を往復運動するようになっている。クランク軸１９は、左右方向に延在しており、その一端部にジェネレータ２０が取付けられている。発電機であるジェネレータ２０は、整流回路２４を介してバッテリ２１に電気的に接続されている。ジェネレータ２０は、クランク軸１９が回転することで発電するようになっており、整流回路２４は、ジェネレータ２０で発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１に蓄電するようになっている。
【００３１】
また、クランク軸１９の一端部側には、ギヤ列２２を介してスターターモーター（以下、単に「モーター」とも言う）２３が接続されている。電動機であるモーター２３は、電磁開閉器２５を介してバッテリ２１に電気的に接続されている。電磁開閉器２５は、バッテリ２１とモーター２３との間の電気回路を開閉できるようになっている。バッテリ２１とモーター２３との間の回路を閉じることでバッテリ２１から放電された直流電力がモーター２３に供給される。これにより、モーター２３がクランク軸１９を回転させるようになっている。
【００３２】
このように構成されるエンジンＥは、４サイクルエンジンであり、クランク軸１９が回転してピストン１８が下降することで吸気バルブ２５ａが動いて吸気ポート１４ａが開き、シリンダ１４内に混合気体が吸気される。その後、クランク軸１９が回転してピストン１８が上昇する際に吸気バルブ２５ａによって吸気ポート１４ａが閉じられてシリンダ１４内の混合気体が圧縮される。圧縮後、点火装置２８により圧縮された混合気体を燃焼させてピストン１８を強制的に下降させてクランク軸１９を回転させる。更にクランク軸１９が回転してピストン１８を上昇させると排気バルブ２５ｂが動いて排気ポート１４ｂを開く。これにより排気ガスが排気管及びマフラーを介して大気に排気されるようになっている。このように動作する各ピストン１８は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を互いに入れ替わるように行い、燃焼行程中では、何れかのピストン１８がクランク軸１９を回転させるようになっている。
【００３３】
また、クランク軸１９の他端部には、クラッチ機構２６を介して変速装置２７が接続されている。変速装置２７は、クランク軸１９の回転を変速段位に応じた減速比で減速して出力するようになっており、この出力（駆動力）がチェーン等の伝達機構（図示せず）を介して後輪３に伝達されるようになっている。クラッチ機構２６は、車体４のハンドル６の左側部分に設けられているクラッチレバー８の操作に応じてクランク軸１９と変速装置２７との間における機械的な接続及び遮断を切換えるようになっており、ギア比を変更する際にクランク軸１９と変速装置２７との間を機械的に遮断すべく使用される。
【００３４】
このように構成されるエンジンＥ及び変速装置２７の各部には、各種センサが取付けられている。具体的には、スロットル装置１６にスロットルバルブの位置（角度）を検出するスロットルポジションセンサ３１が取付けられ、エアクリーナ（図示せず）に吸気温度を検出する吸気温センサ３２が取付けられ、クラッチレバー８にその操作の有無を検出するクラッチスイッチ３３が取付けられている。また、クランク軸１９には、クランク軸１９の回転角（又はエンジン回転数）を検出すべくクランク角センサ３５（エンジン回転数センサ）が取付けられており、エンジンＥには、エンジンＥの冷却水温度を検出する水温センサ３６が取付けられている。水温センサ３６は、エンジンＥ内部に流れる冷却水の温度を測定することによってエンジンＥの温度を擬似的に検出するようになっている。更に、バッテリ２１には、バッテリ温度センサ３７及び電圧センサ３４が取付られており、バッテリ温度センサ３７によってバッテリ２１の温度を測定し、電圧センサ３４によってバッテリ２１から放電される電圧を検出することができる。
【００３５】
これらの各センサ３１〜３７は、エンジン制御装置であるエンジンＥＣＵ４０に電気的に接続されており、このエンジンＥＣＵ４０には、更にメインスイッチ３８及びセルスイッチ３９が電気的に接続されている。メインスイッチ３８は、自動二輪車１に備わる電装系統への電力供給と遮断とを切換えるためのスイッチであり、セルスイッチ３９は、エンジンＥの始動を指示するためのスイッチである。また、エンジンＥＣＵ４０には、警告表示装置５４が接続されており、警告表示装置５４は、様々な警告を表示できるようになっている。
【００３６】
放電能力推定装置、始動判定装置、及び運転制御装置の機能を有するエンジンＥＣＵ４０は、各センサ３１〜３７からの検出結果及び各スイッチ３８〜３９からの指令に基づいてエンジンＥの動きを制御すると共に、後述する放電能力推定方法によりバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている。更に具体的に説明すると、エンジンＥＣＵ４０は、基本的にエンジン制御部４１と放電能力推定部４２とアイドリングストップ判定部４３とを有している。
【００３７】
エンジン制御部４１は、スロットル装置１６、点火装置２８、及びインジェクタ１７に電気的に接続されており、センサ３１，３５等の検出結果に基づいて各装置１６，１７，２８の動作を制御するようになっている。また、エンジン制御部４１は、モーター制御部４７に電気的に接続されている。モーター制御部４７は、エンジン制御部４１からの指令に応じて電磁開閉器２５を駆動してモーター２３を動かすようになっている。
【００３８】
また、放電能力推定部４２は、クランク角センサ３５、及び電圧センサ３４の検出結果に基づいて放電能力を演算して推定し、水温センサ３６及びバッテリ温度センサ３７の検出結果に基づいて推定された放電能力を補正するようになっている。更に、放電能力推定部４２は、メモリ４８に予め記憶されている運転パターン（走行開始、走行中、アイドリング停止等）毎の単位時間当たりの電力消費量及び充電量に基づいてバッテリ２１の放電量やバッテリ２１への充電量を推定するようになっている。アイドリングストップ判定部４３は、放電能力推定部４２の補正後の推定結果に基づいてメモリ４８に予め記憶された閾値（後述する移行禁止閾値や不良閾値）をバッテリ２１の放電能力が越えているか否か、例えばクランク軸１９を回転させてエンジンＥを始動できる電力をバッテリ２１からモーター２３に供給できるか否かを判定するようになっている。
【００３９】
また、自動二輪車１では、電動ブレーキ装置５０を備えており、この電動ブレーキ装置５０によって前輪２及び後輪３に夫々設けられる油圧駆動のブレーキ機構４９Ｆ，４９Ｒ（図１参照）のブレーキ力を調整できるようになっている。電動機器である電動ブレーキ装置５０は、いわゆるアンチロックブレーキシステムや連動ブレーキシステムであり、図示しない制動用モーターがバッテリ２１から電力供給を受けて油圧ポンプを駆動させるようになっている。油圧ポンプから吐出された作動油が油圧回路を介してブレーキ機構に供給され、ブレーキ機構を作動するようになっている。油圧回路は、そこに備わる複数の電磁バルブ（図示せず）によりブレーキ機構に圧送される作動油の油圧を調整するようになっており、油圧を調整することで前輪２及び後輪３に発生するブレーキ力を調整することができるようになっている。
【００４０】
このように構成される電動ブレーキ装置５０は、電動制動用ＥＣＵ５１に電気的に接続されている。また、駆動制御装置である電動制動用ＥＣＵ５１は、前輪車速センサ５２及び後輪車速センサ５３が接続されており、これらのセンサ５２，５３の検出結果に基づいて電動ブレーキ装置５０の制動用モーター及び複数のバルブの動作を制御するようになっている。この電動制動用ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ４０と電気的に接続されている。
【００４１】
［放電能力推定方法］
このように構成されるエンジンＥＣＵ４０では、前述の通り、放電能力推定部４２がバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている。以下では、放電能力推定部４２による放電能力推定方法について、図３のフローチャート及び図４のグラフを参照しながら説明する。
【００４２】
エンジンＥＣＵ４０がモーター２３に電流を流して（つまり、モーター始動指令を与えて）エンジンＥを始動すると、放電能力推定方法を開始すべくステップＳ１に移行する。放電可能電流推定工程であるステップＳ１では、まず回転始動期間におけるクランク軸１９の角加速状態を演算する。回転始動期間とは、クランク軸１９の始動直後（即ち、エンジンＥＣＵ４０がモーター２３にモーター始動指令を与えた直後）からエンジンＥの動力によりクランク軸１９が回転するまで（即ち、燃料点火されるまで）の間の所定期間である。ここで、クランク軸１９の角加速状態とは、２つの角度位置を回動するのに必要な回動時間で表されている。回動時間の演算は、クランク角センサ３５からの検出結果に基づいて行なわれ、放電能力推定部４２は、クランク軸１９が予め定められた第１の角度αまで回転すると時間計測を開始し、第１の角度αに達してから第２の角度βまで回転するのに必要な時間ｔを演算する。
【００４３】
回転始動期間では、エンジンＥで燃焼点火が実行されていない。そのため、回転始動期間におけるクランク軸１９の角加速状態は、モーター２３で発生したトルクだけに対応している。また、モーター２３で発生したトルクは、バッテリ２１からの放電電流に対応している。つまり、回転始動期間初期におけるクランク軸１９の角加速状態は、回転始動期間初期におけるバッテリ２１の放電電流に対応している。従って、回転始動期間初期におけるクランク軸１９の角加速状態を演算することでエンジンＥ始動時におけるバッテリ２１の放電能力の１つである放電可能電流が推定される。ここで放電可能電流は、クランク軸１９の角加速状態が小さいほど（即ち、角加速度が大きいほど）放電能力が大きいと推定される。これにより、バッテリ２１の突入電流のような大電流を直接測定したり推定したりすることなくバッテリ２１の放電能力を推定することができる。また、エンジンＥの回転数を検出すべく既存する可能性が高いクランク角センサ３５の検出結果により角加速状態を演算することでバッテリ２１の放電能力を推定することができる。それ故、部品点数を抑えることができ、製造コストを抑えることができる。角加速状態を演算して放電能力を推定すると、ステップＳ２へと移行する。
【００４４】
電圧検出工程であるステップＳ２では、電圧センサ３４からの検出結果に基づいてバッテリ２１から放電される電圧の最小電圧及び最大電圧をエンジンＥＣＵ４０が演算する。更に詳細に説明すると、エンジンＥＣＵ４０は、エンジンＥのクランキング中であってモーター２３始動直後の始動時間帯（第１時間帯）Ｔ１（図４参照）を除く点火前時間帯（第２時間帯）Ｔ２（図４参照）における最小電圧及び最大電圧を演算する。ここで、第１時間帯である始動時間帯Ｔ１とは、モーター２３に突入電流が流されて（図４の時刻ｔ２参照）から、その後、バッテリ２１から放電される放電電圧が上昇して最初に下降に転じる（図４の時刻ｔ３参照）までの時間帯である。また、第２時間帯である点火前時間帯Ｔ２とは、放電電圧が上昇して最初に下降に転じたとき（図４の時刻ｔ３）から点火装置２８が点火される（図４の時刻ｔ４）までの時間帯である。なお、本実施形態では、放電電圧が上昇して最初に下降に転じてからクランク軸１９が所定回転数（又は所定角度）回転するまでの時間を点火前時間帯Ｔ２としており、前記所定回転数は、供給電圧が上昇して最初に下降に転じてから燃料点火を開始するまでの任意の回転数である。この所定回転数は、ピストン１８の圧縮行程及び膨張行程とが最低１回ずつ含まれる回転数が好ましく、４サイクルエンジンでは例えば１回転以上である。ここでエンジンＥＣＵ４０が最小及び最大電圧を検出すると、ステップＳ３へと移行する。
【００４５】
放電持続力推定工程であるステップＳ３では、ステップＳ２で検出された最小電圧と最大電圧との差を演算する。最小電圧と最大電圧との差をとることで、バッテリ２１の分極等を相殺することができる。また、点火前における放電電圧は、バッテリ２１の放電電流、即ちモーター２３のトルクに対応しており、電圧が最小となった際にモーター２３のトルクが最大となり、電圧が最大となった際にモーター２３のトルクが最小となる。つまり、電圧差は、モーター２３の最小トルクと最大トルクとの差（以下、単に「トルク差」ともいう）に対応している。このトルク差は、ピストン１８をポンピングさせるために必要なモーター２３のトルクとなる。
【００４６】
モーター２３はピストン１８に作用するフリクションに抗してピストン１８を往復運動させるので、始動時にピストン１８をポンピングさせるために必要なモーター２３のトルク差は略一定である。それにもかかわらず、電圧差が変動するということは、バッテリ２１の過放電や劣化による内部抵抗の増加等によりバッテリ２１からの放電能力が低下しているためであり、バッテリ２１の過放電や劣化が進むに連れて電圧差が大きくなる。また、電圧差が大きくなるとバッテリ２１が所定の電圧放電を持続してクランク軸１９を回転し続けることができなくなる。従って、電圧差の逆数を演算することでバッテリ２１の放電能力の１つである放電持続力（バッテリ２１が所定の電圧放電を持続してクランク軸１９を回転し続けることができるか否かを示す指標）が推定され、バッテリ２１の状態（過放電や劣化）を推定することができる。
【００４７】
このように、放電持続力は、点火前時間帯Ｔ２の電圧の変化に基づいて演算されている。点火前時間帯Ｔ２における電圧の変化は、始動時間帯Ｔ１の電圧の変化に比べて時間経過に対する変化率が小さい。それ故、検出周期を過度に小さくしなくても電圧差の極値誤差を少なくすることができ、精度よくバッテリの放電能力を推定することができる。なお、本実施形態では、電圧差によって放電持続力を推定したが、バッテリ２１から放流される最小電流と最大電流との差に基づいて放電持続力を推定してもよい。電圧差を演算すると、ステップＳ４に移行する。
【００４８】
補正工程であるステップＳ４では、吸気温センサ３２、水温センサ３６及びバッテリ温度センサ３７の検出結果に基づいて放電能力推定部４２が推定された放電可能電流を補正する。エンジンＥでは、外気の温度及びエンジンの温度によりクランク軸１９に対する機械的抵抗が変動するため、モーター２３の角加速状態とバッテリ２１の推定される放電可能電流との対応関係が変化する。従って、エンジンの温度、及び外気の温度に基づいて推定された放電可能電流を補正することで内外環境の影響を排して、バッテリ２１が本来有する放電能力に近い放電可能電流を求めることができる。
【００４９】
なお、エンジンの温度が低い場合や外気の温度が低い場合、実験や理論解析から前記機械的抵抗が大きくなる。具体的には、エンジンの温度が低いと潤滑剤の粘性抵抗が大きくなり、また外気の温度が低いとポンピングロスが大きくなって前記機械的抵抗が大きくなる。前記機械的抵抗が大きくなるとクランク軸１９の角加速度が小さくなり、バッテリ２１の推定された放電可能電流が本来の放電能力より小さくなる。それ故、エンジンの温度が低い場合や外気の温度が低い場合、放電能力推定部４２は、推定された放電可能電流が高くなるように補正する。他方、バッテリ温度が所定温度（具体的には、摂氏０度）未満である場合、バッテリ温度が所定温度以上である場合に比べて放電可能電流が低下し、バッテリ温度が所定温度以上に戻ると放電可能電流が回復するようになっている。それ故、バッテリ温度が所定温度未満の場合、放電能力推定部４２は推定された放電可能電流が高くなるように補正する。
【００５０】
また、ステップＳ４では、放電能力推定部４２がステップＳ３にて演算した放電持続力を補正する。具体的には、放電能力推定部４２は、吸気温センサ３２、水温センサ３６及びバッテリ温度センサ３７の検出結果に基づいてバッテリ２１の放電持続力をステップＳ３と同様に補正する。これにより、バッテリ２１の放電持続力から内外環境の影響が排された放電持続力が推定される。補正すると、放電能力推定方法が終了する。
【００５１】
上述するようにクランク軸１９の角加速状態に基づいてバッテリ２１の放電可能電流を推定することにより、ピストン１８に作用するフリクション、エンジンの温度、及び外気温度等も考慮して実際にエンジンＥを始動できるか否かを確認することができる。また、放電能力推定方法では、異なる演算により異なる２つの放電能力を推定し、この２つの放電能力を用いることでバッテリ２１の放電能力を精度よく推定することできる。
【００５２】
［アイドリング運転停止方法について］
このように放電能力を推定するエンジンＥＣＵ４０は、自動二輪車１の走行停止中においてエンジンＥのアイドリング運転を停止させるアイドリングストップ機能を有している。このアイドリングストップ機能は、後述するアイドリングストップ条件を充足すると実行され、またバッテリ２１の放電能力に応じてエンジンＥＣＵ４０がその機能を停止するようになっている。以下では、放電能力のうちの１つである放電可能電流を用いたアイドリング運転停止方法について図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００５３】
エンジンＥＣＵ４０は、図５に示すようにメインスイッチ３８が操作されるとステップＳ１１へと移行し、各電装装置（図示せず）に始動前電流を流す（図４の時刻ｔ１参照）。その後、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、セルスイッチ３９が操作されたか否かをエンジン制御部４１が判定する。操作されていないと判定されると操作されるまで判定を繰り返し、操作されるとステップＳ１３へと移行する。始動工程であるステップＳ１３では、モーター制御部４７がエンジン制御部４１からの指令に応じて電磁開閉器２５を駆動させてバッテリ２１から突入電流を放流させる（図４の時刻ｔ２参照）。これにより、モーター２３が始動してクランク軸１９が回動し始める。モーター２３が始動してピストン１８が動くと、ステップＳ１４へと移行する。
【００５４】
第１の放電能力推定工程であるステップＳ１４では、上述する放電能力推定方法に基づいてバッテリ２１の放電可能電流を推定する。放電可能電流を推定すると、ステップＳ１５へと移行する。始動判定工程であるステップＳ１５では、放電可能電流が始動可能条件を充足しているか否かを判定する。始動可能条件とは、エンジンＥを始動するために充分な放電能力をバッテリ２１が有していることである。
【００５５】
本実施形態では、放電可能電流が予め定められた移行禁止閾値以上であることでアイドリングストップ判定部４３が始動可能条件を充足すると判定するようになっている。なお、回転始動期間初期では、クランク軸１９の角加速状態と電流とが対応し、電圧差と放電持続力とが対応しているので、回転始動期間初期におけるクランク軸１９の角加速状態（又は電圧差）を用いてモーター２３の始動条件の充足性を判定している。始動条件を充足してモーター２３の始動が十分行なえると判定されると、ステップＳ１６に移行する。
【００５６】
走行判定工程であるステップＳ１６では、自動二輪車１が走行停止中か否かをアイドリングストップ判定部４３が判定する。アイドリングストップ判定部４３は、例えば電動制御用ＥＣＵ５１が取得する前輪車速センサ５２及び後輪車速センサ５３の少なくとも一方の検出結果に基づいて自動二輪車１の走行中か否かを判定する。走行停止中であると判定されると、ステップＳ１７に移行する。アイドリングストップ判定工程であるステップＳ１７では、アイドリングストップ判定部４３がアイドリングストップ条件を充足しているか否かを判定する。アイドリングストップ条件とは、アイドリング運転を停止する条件であり、例えば変速段位がニュートラルポジションにあることや図示しないブレーキレバー又はブレーキペダルが操作されていることである。アイドリングストップ条件を充足していると判定されると、ステップＳ１８に移行する。
【００５７】
アイドリングストップ工程であるステップＳ１８では、エンジン制御部４１がエンジンＥのアイドリング運転を停止させる。アイドリング運転を停止させると、アイドリングストップ判定部４３は、アイドリングストップ（略称：ＩＳ）実施のフラグを立ててステップＳ１９へと移行する。
【００５８】
第２の放電能力推定工程であるステップＳ１９では、現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する。具体的には、まずメモリ４８に記憶されるアイドリング運転停止中の単位時間当たりのバッテリ２１の消費電力とアイドリング運転停止時間とに基づいて、アイドリング運転停止中にバッテリ２１から放電された電力量を放電能力推定部４２が推定する。そして、この推定された電力量と放電能力推定部４２が前に推定したバッテリ２１の放電可能電流とに基づいて現在のバッテリ２１の放電可能電流を推定する。本実施形態では、例えば前に推定したバッテリ２１の放電可能電流により推定された電力量から、アイドリング運転停止中の推定放電量を減算することで現在のバッテリ２１の放電能力を推定する。推定されると、ステップＳ２０に移行する。
【００５９】
自動始動判定工程であるステップＳ２０では、ステップＳ１９で推定された現在のバッテリ２１の放電可能電流が予め定められた不良閾値を下回っているか否かを判定する。ここで、不良閾値とは、放電可能電流がそれ以下になるとバッテリ２１からの電力供給だけではモーター２３によりクランク軸１９を回転することができなくなる可能性が高い値である。放電可能電流が不良閾値を下回っていないと判定されると、ステップＳ２１に移行する。
【００６０】
始動判定工程であるステップＳ２１では、現在のバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件を充足しているか否かを判定する。始動可能条件を充足しないため、その後のエンジンＥの運転状態によりモーター２３の始動が行なえない可能性があると判定されると、ステップＳ２２に移行する。ＩＳ移行警告工程であるステップＳ２２では、アイドリングストップ判定部４３が次回のＩＳ移行を禁止するフラッグを立て、更に警告表示装置５４を点灯させてバッテリ２１の放電可能電流が低くて次回のＩＳ移行が禁止されていることを報知する。また、ステップＳ２２では、フラッグが立てられると、電動制動用ＥＣＵ５１が前記指令に基づいて電動ブレーキ装置５０の始動を禁止してバッテリ２１の電力消費を抑えるようになっている。このようにＩＳ移行が禁止され、電動ブレーキ装置５０の始動が禁止されると、ステップＳ２３に移行する。また、ステップＳ２１において始動可能条件を充足してモーター２３の始動が十分行なえると判定されると、同様にステップＳ２３に移行する。
【００６１】
始動操作判定工程であるステップＳ２３では、始動開始条件を充足しているか否かを判定する。ここで、始動開始条件とは、例えばクラッチレバー８が操作されたこと、又はブレーキレバー及びブレーキペダルが操作されていないことである。始動条件が充足していると、エンジンＥを始動させるべくステップＳ１３に戻る。そして、始動開始後にステップＳ１４に移行して第１の放電能力推定工程によってより正確な放電可能電流を推定し直す。始動条件を充足しないと判定されると、現在のおおよその放電可能電流を推定すべくステップＳ１９に戻る。
【００６２】
また、ステップＳ１５において始動条件を充足しないため、その後のエンジンＥの運転状態によりモーター２３の始動が行なえない可能性があると判定されると、ステップＳ２４に移行する。ＩＳ移行禁止工程であるステップＳ２４では、ＩＳ移行を禁止するフラッグを立てて、エンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようにする。また、アイドリングストップ判定部４３は、警告表示装置５４を点灯させてバッテリ２１の放電可能電流が低くてＩＳ移行が禁止されていることを報知する。更に、電動制動用ＥＣＵ５１は、電動ブレーキ装置５０の始動を禁止させる。このようにＩＳ移行を禁止し、電動ブレーキ装置５０の始動を禁止すると、ステップＳ２５に移行する。
【００６３】
第３の放電能力推定工程であるステップＳ２５では、エンジンＥの運転時におけるバッテリ２１の放電可能電流を推定する。ここでは、運転パターン（走行中、及びアイドリング運転中等）毎に予め定められた単位時間当たりのバッテリ２１の充電量と各運転パターンの継続時間に基づいてバッテリ２１に充電された電力量を放電能力推定部４２が推定する。そして、推定された電力量と前に推定されたバッテリ２１の放電可能電流とに基づいて現在のバッテリ２１の放電可能電流を放電能力推定部４２が再度演算して推定する。本実施形態では、例えば前に推定されたバッテリ２１の放電可能電流から推定された残留電力量に、運転パターン毎に推定された充電量を加算することで現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する。推定すると、ステップＳ１５に戻って始動可能条件を充足しているか否かを判定する。
【００６４】
ＩＳ禁止フラグが立っている状態で始動可能条件の充足を判定する際、始動可能条件充足直後に再びＩＳ移行禁止フラグが立たないようにすべく、始動可能条件の充足を判定する判定基準である移行禁止閾値がＩＳ移行禁止フラグが立っていない場合よりも高い値であるＩＳ実施許可閾値に設定される。ステップＳ１５では、ＩＳ実施許可閾値に基づいて始動可能条件の充足の有無を判定し、充足しないと判定されるとステップＳ２４に移行してＩＳ移行禁止フラグを立てた状態が維持される。他方、充足すると判定されると、ＩＳ移行禁止フラグを下げてステップＳ１６に移行する。
【００６５】
また、ステップＳ１６にて走行中であると判定された場合、及びステップＳ１７においてアイドリングストップ条件を充足していないと判定された場合、ステップＳ２５に移行して予め定められた走行中の単位時間当たりのバッテリ２１の充電量と走行継続時間に基づいてバッテリ２１に充電された電力量を放電能力推定部４２が推定する。そして、推定された電力量及び前に推定された放電可能電流に基づいてバッテリ２１の放電可能電流を放電能力推定部４２が再度演算して推定する。推定すると、ステップＳ１５に戻って始動可能条件を充足しているか否かを判定する。
【００６６】
このようなアイドリングストップ機能を有する自動二輪車１では、メインスイッチ３８をオフにすることによってエンジンＥの運転が止まると共に、アイドリング運転停止方法も終了する。
【００６７】
以下では、上述するアイドリング運転停止方法に関して、図６に示す実施例を参照しながら具体的に適用された場合について説明する。バッテリ２１の放電可能電流は、エンジンＥ始動前の初期状態において良好、即ちバッテリ２１の放電可能電流が移行禁止閾値より十分に高い状態にある。ステップＳ１３にてエンジンＥが始動されると、ステップＳ１４にて放電能力推定方法によってバッテリ２１の放電可能電流が推定される（時刻ｔ１０）。その後、走行中は、ステップＳ２５にて運転パターンに応じてバッテリ２１への充電量を演算してこの充電量に応じた値を前に推定したバッテリ２１の放電可能電流に加算しながら現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する（時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１）。
【００６８】
やがて、ステップＳ１６にて走行が停止していると判定された状態でアイドリングストップ操作が行なわれると、ステップＳ１８にてＩＳ実施フラグを立ててアイドリング運転を停止する（時刻ｔ１１）。そして、ステップＳ１９において、放電能力推定部４２は、アイドリングストップに伴って放電される電力量を演算し、この電力量に応じた値を前に推定したバッテリ２１の放電可能電流から減算しながら現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する（時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２）。その後、ステップＳ２３においてアイドリング運転を停止している間に始動開始条件が充足されると、ステップＳ１３に戻ってエンジンＥが始動される（時刻ｔ１２）。始動後、ステップＳ１４において再びバッテリ２１の放電可能電流を放電能力推定方法により推定し直し、推定し直した放電可能電流を現在のバッテリ２１の放電可能電流として採用する。
【００６９】
このように放電能力推定部４２は、第１の放電能力推定工程と、その工程で推定された放電可能電流に基づいて残留電力量に、バッテリ２１に蓄電された電力量を加算又は放電された電力量を減算する第２の放電能力推定工程とを併用することで現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定している。そして、この推定されたおおよその放電可能電流に基づいてアイドリング運転の継続及び停止を判定している。これにより、第１の放電能力推定工程で放電可能電流が推定されない期間において、バッテリ２１の放電可能電流が低下し続けてモーター２３が始動できなくなることを防いでいる。
【００７０】
アイドリング運転の停止を繰り返しているうちに、やがてステップＳ１５において始動時に推定するバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（移行禁止閾値以上であること）を充足しないと判定されると、ステップＳ２４にてアイドリングストップ判定部４３がＩＳ移行を禁止するフラグを立てて、エンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようにする（時刻ｔ１３）。更に、ＩＳ移行禁止フラグが立つと、電動制動用ＥＣＵ５１は、電動ブレーキ装置５０の作動を禁止してバッテリ２１の電力消費を抑えるようになっている。これにより、電動ブレーキ装置５０を作動してバッテリ２１の放電可能電流が低下し、アイドリング運転停止時にモーター２３が始動できなくなることを防ぐことができる。
【００７１】
そして、ステップＳ２５にて現在のバッテリ２１の放電可能電流を推定し（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４）、やがてステップＳ１５にて推定された現在のバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（ＩＳ実施許可閾値以上であること）を充足すると、ステップＳ２４にてＩＳ移行を禁止するフラグを下げる（時刻ｔ１４）。即ち、バッテリの放電可能電流が回復すると、作動を禁止していた電動ブレーキ装置５０が作動することができるようになる。その後、ステップＳ１６にて走行が停止していると判定されてアイドリングストップ操作が行なわれると、ステップＳ１８にてＩＳ実施フラグが立られて再びアイドリング運転を停止することができるようになる（時刻ｔ１５）。
【００７２】
再び、始動時に推定するバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（移行禁止閾値以上であること）を充足しないと判定されると、ステップＳ２４にてＩＳ移行を禁止するフラグを立ててエンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようにする（時刻ｔ１６）。また、ＩＳ実施中に、ステップＳ２１において現在のバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（移行禁止閾値以上であること）を充足しない判定されると、ステップＳ２２にてＩＳ移行禁止のフラグが立てられて警告表示装置５４によりＩＳ移行が禁止されていることが報知される（時刻ｔ１７）。更に、ＩＳ実施中に、ステップＳ２０において現在のバッテリ２１の放電可能電流が予め定められた不良閾値以下であると判定されると、ステップＳ１３に戻ってエンジンＥが自動的に始動される（時刻ｔ１８）。
【００７３】
このようにエンジンＥＣＵ４０は、ＩＳ実施中に不良閾値以下になってモーター２３が始動できなくなる前に事前にアイドリングストップ機能を解除して自動的に始動している。これにより、ＩＳ実施後にモーター２３が始動できなくなってしまうことを防いでいる。
【００７４】
前述のアイドリング運転停止方法では、放電可能電流を用いる場合について説明したが、放電可能電流に代えて放電持続力を用いても前述のアイドリング運転停止方法を実施することができる。
【００７５】
［別のアイドリング運転停止方法について］
前述のアイドリング運転停止方法では、放電可能電流だけを用いる場合について説明したが、放電可能電流と放電持続力との両方を用いてもよい。以下では、２つの放電能力を用いた場合の別のアイドリング運転停止方法について図７を参照しながら説明する。別のアイドリング運転停止方法では、図７に示すようなグラフに基づいてバッテリ２１の状態を推定してアイドリング運転停止するか否か、またモーター２３を自動的に始動させてエンジンＥを強制的に始動させるか否かを判定している。それが以外の工程については、前述するアイドリング運転停止方法と同様である。図７に示すグラフは、横軸が放電持続力（電圧差の逆数）を示し、縦軸が放電可能電流を示している。
【００７６】
このグラフには、良好領域Ａ１、第１注意領域Ａ２、第２注意領域Ａ３及び不良領域Ａ４の４つの領域がある。良好領域Ａ１は、放電持続力（電圧差の逆数）が予め定められる第１移行禁止閾値以上、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値以上の領域である。第１注意領域Ａ２は、放電持続力が予め定められる第１移行禁止閾値以上、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値未満の領域である。第２注意領域Ａ３は、放電持続力が予め定められる第１移行禁止閾値未満、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値以上の領域である。不良領域Ａ４は、放電持続力が予め定められる第１移行禁止閾値未満、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値未満の領域である。そして、エンジンＥＣＵ４１は、推定された放電持続力及び放電可能電流の交点が４つの領域Ａ１〜Ａ４の何れの領域に位置するかに応じてバッテリ２１の状態を推定している。
【００７７】
具体的には、交点が良好領域Ａ１に位置すると（図７の交点ｉ１参照）、バッテリ２１が良好であり、始動可能条件を充足するとアイドリングストップ判定部４３が判定する。そうすると、走行停止中にアイドリングストップ条件が充足されると、エンジン制御部４１がエンジンＥのアイドリング運転を停止させるようになっている。
【００７８】
また、バッテリ２１が良好な状態から悪化して交点が第１及び第２注意領域Ａ１，Ａ２の何れかに位置すると（図７の交点ｉ２，ｉ３参照）、バッテリ２１からの電力供給でモーター２３を始動できないおそれがある状態であり、アイドリングストップ判定部４３が始動可能条件を充足しないと判定する。そうすると、図６の時刻ｔ１３と同様にアイドリングストップ判定部４３がＩＳ移行を禁止するフラグを立て、エンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようになっている。
【００７９】
なお、ＩＳ移行を禁止するフラグが一度立つと、その禁止フラグが再び下がるまで良好領域Ａ１が狭まる、つまり良好領域Ａ１が放電持続力（電圧差）が予め定められる第１ＩＳ実施許可閾値（＞第１移行禁止閾値、）未満、且つ放電可能電流が予め定められる第２ＩＳ実施許可閾値（＞第２移行禁止閾値）以上の領域になる（図７の２点鎖線参照）。これにより、ＩＳ移行を禁止するフラグが頻繁に上がり下がりすることを防ぐことができる。
【００８０】
そして、バッテリ２１の状態が更に悪化して交点が不良領域Ａ４に位置すると（図７の交点ｉ４参照）、バッテリ２１が不良であるとアイドリングストップ判定部４３が判定する。これにより、エンジン制御部４１がエンジンＥを自動的に始動する。このようにバッテリ２１の状態が悪化した後、バッテリ２１が充電される等してその状態が好転して良好領域Ａ１に戻ると、バッテリ２１が良好であるとアイドリングストップ判定部４３が判定し、走行停止中にアイドリングストップ条件が充足されるとエンジン制御部４１がエンジンＥのアイドリング運転を停止させるようになっている。
【００８１】
このように、別のアイドリング運転停止方法によれば、推定された２つの放電能力（指標）を用いているので、１つの放電能力だけを用いる場合に比べてバッテリ２１の状態をより正確に判定し、その判定結果をＩＳ実行の有無に生かすことができる。これにより、アイドリングストップ後にモーター２３が始動しなくなることを抑制することができる。
【００８２】
［その他の実施形態］
本実施形態では、クランク角センサ３５によりクランク軸１９の回転角を検出しているが、クランク角センサ３５以外のセンサを用いてクランク軸１９の回転角を求めてもよい。例えば、クランク軸１９と共に回転する回転体やモーター２３の出力軸等の回転角度から、クランク軸１９の角加速度を求めてもよい。また、エンジン温度は、水温センサ３６に基づいて推定しているが、それ以外の温度センサ、例えば潤滑オイル、ケース自体、吸気または排気温度等を測定する既存の温度センサを用いてもよい。好ましくは、エンジン制御のために用いられる温度センサを用いることが好ましい。
【００８３】
また、本実施形態では、電動機器として電動ブレーキ装置５０が挙げられているが、電動機器としてその外にグリップヒーター、オーディオ及びナビゲーションシステム等に関するアクセサリ電源、並びにウインドシールド等のように走行に直接関係しない電装機器が挙げられる。なお、エンジンＥＣＵ、エンジン制御に必要なアクチュエータ、及び灯火器類等の走行に直接関係する電装機器は、ＩＳ移行を禁止するフラグが立てられた場合でも作動を継続して停止しないようになっている。更に、バッテリ２１の充電量が少ないと発電量を多くするようにエンジン制御してもよい。たとえばアイドリング時の回転数を増加させることができる。本実施形態では、運転パターンから充放電量を推定する代わりに実際の充放電電流を計測し、その測定値を積算して充放電量を算出してもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、クランク軸１９の角加速状態が２つの角度位置を回動するのに必要な回動時間で表されているが、始動時又は始動時間から所定時間後のクランク軸１９の角加速度、始動直後から所定時間経過後の角速度、若しくは２つの角度位置における速度の差等であってもよい。また、回転始動期間は、クランク軸１９の始動直後からエンジンＥの動力によりクランク軸１９が回転するまでの間の所定期間であるが、エンジンＥＣＵ４０がクランク軸１９の始動直後から１つのピストン１８が下死点に達するまでの所定期間、又は燃料が点火されるまでの所定期間であってもよい。更に言えば、回転始動期間は、モーター始動指令を与えた直後においてモーター２３に突入電流が流れている期間のような極めて短い時間（例えば、モーター始動指令を与えた直後から０．５秒未満）に設定されてもよい。また、始動時間帯Ｔ１は、モーター２３に突入電流（又は突入電圧）が与えられているだろう時間に設定され、点火前時間帯Ｔ２は、始動時間帯Ｔ１の後で１つのピストン１８が下死点に達するまで、又は燃料点火するまでの期間に設定されてもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、放電持続力として点火前時間帯Ｔ２における最小電圧と最大電圧との電圧差の逆数を演算しているが、必ずしも最小電圧及び最大電圧の両方を用いる必要はない。最小電圧及び最大電圧の何れか一方を、例えばメインスイッチ３８が操作される前におけるバッテリ２１の電圧（即ち、閉回路電圧）や、メインスイッチ３８の操作後で各電装装置に始動前電流を流したときのバッテリ２１の電圧（始動前電圧、図４の時刻ｔ１参照）に代えてもよい。これらの電圧を用いても分極の影響を相殺することができる。また、電圧差の逆数に限らず、単に電圧差であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、放電能力推定方法では、放電可能電流と放電持続力の両方を推定しているが、何れか一方だけを推定するようにしてもよい。また、放電能力を推定する際に補正が施されているが、必ずしもエンジン温度やバッテリ温度で補正する必要はない。他方、バッテリ２１の充電状態により起電力が変化するため、バッテリ２１の充電状態に対応する始動前電圧によって放電能力を補正してもよい。
【００８７】
更に、本実施形態では、点火前時間帯Ｔ２における最大電圧と最小電圧との差に基づいて放電持続力を推定してバッテリ２１の状態を推定していたが、必ずしもこれらの電圧差に限定されない。バッテリ２１の状態に基づいて放電持続力が低下している場合、最大電圧及び最小電圧も変動する。それ故、最大電圧及び最小電圧のうちの少なくとも一方を検出することで放電持続力を推定し、またバッテリの状態を推定することが可能である。
【００８８】
また、本実施形態では、角加速状態を演算する際の第１の角度αが予め定められていたが、この第１の角度αをエンジンＥ始動時直前の角度に設定してもよい。バッテリの放電能力による角加速状態の違いは、モーター２３の始動直後において最も顕著に現れる。上述するように第１の角度αをエンジンＥ始動時直前の角度に設定することで、その顕著な領域を含めてバッテリの放電可能電流を推定することができる。これにより、始動直後の突入電流を正確に測定できない従来技術に比べてより正確な放電能力を推定することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、エンジンＥＣＵ４０によって２つの放電能力が推定されているが、別の演算部にて放電能力を推定させてもよい。また、放電能力を推定する際、エンジンＥの機械的抵抗による影響を排除すべくエンジン温度や吸気温度により放電能力を補正したが、別の基準により機械的抵抗の影響の大小が判断できる場合、例えば経年劣化（磨耗による隙間拡大に伴う機械的抵抗の減少、壁面の荒れに伴う機械的抵抗の減少）、ジェネレータ２０の使用の有無及びピストン１８の行程（圧縮行程及び膨張行程）に応じて放電能力を補正してもよい。また、上述の実施形態では、推定された放電能力を補正していたが、アイドリング運転停止の可否やエンジンＥの自動始動を開始の可否を判定するための閾値をエンジン温度や吸気温度に基づいて補正してもよく、本発明において放電能力を補正するとは、このような閾値を補正することも含む。
【００９０】
また、本実施形態では、ＩＳ禁止フラグが立つとアイドリング運転停止機能が実行されなくなると共に電動ブレーキ装置５０の作動を禁止するようになっているが、ＩＳ禁止フラグとは異なる作動禁止フラグが立ったときに電動ブレーキ装置５０の作動を禁止するようにしてもよい。この場合、作動禁止フラグの上げ下げをするための閾値は、ＩＳ禁止フラグが立つ移行禁止閾値より高く設定され、ＩＳ禁止フラグより先に作動禁止フラグが立つように設定されることが好ましい。これにより、ＩＳ禁止フラグがたった後も電動ブレーキ装置５０が使用されてアイドリング運転停止機能が使用できなくなり続けることを防ぐことができる。
【００９１】
更に、本実施形態では、自動二輪車１に電動ブレーキ装置５０及び電動制動用ＥＣＵ５１が備わっている場合について説明したが、必ずしもこれらの構成を備えている必要はない。また、本実施形態では、始動後における現在のバッテリ２１の放電能力を推定すべく第２及び第３の放電能力推定を実施しているが、必ずしも必要ではない。また、本実施形態では、並列四気筒のエンジンＥを備える自動二輪１のエンジンＥＣＵ４０の場合について説明したが、エンジンＥは、単気筒、二気筒又は三気筒のエンジンであってもよく、また四気筒以上のエンジンであってもよい。また、２サイクルエンジンであっても良い。更に、各シリンダ１４の姿勢及び配置も上述するような姿勢及び配置に限定されない。また、自動二輪車１に備わるエンジンＥは、ガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジン等の内燃機関であればよい。
【００９２】
また、前述の実施形態では、本件発明を自動二輪車１について適用した例について説明しているが、例えば自動二輪車１以外の鞍乗型車両（例えばＡＴＶ）や自動四輪車等の乗り物に適用されてもよい。特に、鞍乗側車両やハンドルバーを備える車両等のような車幅が狭く、バッテリの容量が小さい乗物に好適に用いられる。
【００９３】
本件発明は、上述する実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。また、本発明には、上述する推定方法、エンジン制御方法、及び電気機器作動方法を実行するプログラム、及びそのプログラムを記憶したメモリが含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１９ クランク軸
２０ ジェネレータ
２１ バッテリ
２３ モーター
３５ クランク角センサ
３６ 水温センサ
３７ バッテリ温度センサ
４０ エンジンＥＣＵ
４１ エンジン制御部
４２ 放電能力推定部
４３ アイドリングストップ判定部
５０ 電動ブレーキ装置
５１ 電動制動用ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランク軸を回転させてエンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置、それを備えるアイドリング運転システム及び電動機器始動システム並びに放電能力推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等のエンジンを備える車両では、走行停止中にアイドリング運転を停止させる技術が適用されたものがある。この技術では、走行を停止するとエンジンの運転を止め、再び走行開始する際に自動的にスターターモーターを駆動させてエンジンを始動させるようになっている。この技術では、スターターモーターが始動を繰り返すため、走行停止中も継続的にアイドリング運転を行なっている車両よりもバッテリの電力消費量が大きい。それ故、バッテリの残量がなくなってエンジンを始動できないという事態が起こるおそれがあり、バッテリの放電能力を予め推定することが好ましい。バッテリの放電能力は、バッテリの内部抵抗、バッテリの最大放電電流量及びバッテリの現在の電圧とに基づいて予測することができ、バッテリの最大放電電流量を求める方法としては、センサにより検出する方法と、特許文献１に記載の車載バッテリの状態推定装置のように推定する方法とが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４５９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリの最大放電電流量をセンサにより検出する場合、最大放電電流量を高精度で測定可能なセンサが必要となる。しかし、このような高精度なセンサは非常に高価であるのでコストパフォーマンスの観点から採用することは難しい。このような課題を解決すべく特許文献１では、バッテリの最大放電電流量をバッテリの内部抵抗に基づいて推定することが提案されている。しかし、バッテリでは、使用後において分極が発生し、この分極の影響により演算される内部抵抗が本来の内部抵抗より低くなることがある。また、この分極は、使用後の経過時間と共に減少する傾向にあるため、その影響を正確に把握することが難しい。
【０００５】
そこで本発明は、バッテリの内部抵抗や最大放電電流量を直接測定及び推定しなくてもバッテリの放電能力を推定することができる放電能力推定装置、それ備える乗物の制御システム、及び放電能力推定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放電能力推定装置は、エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置であって、前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定するものである。
【０００７】
本発明に従えば、エンジン始動時のクランク軸の角加速状態は、電動機始動時の電流の流れ方と対応している。そのため、エンジン始動時初期のクランク軸の角加速状態を検出することでエンジン始動時におけるバッテリの放電能力（放電可能な電流）を推定することができる。これにより、電動機始動時の突入電流のような大電流を直接測定したり推定したりすることなくバッテリの放電能力を推定することができる。また、クランク軸の角加速状態に基づくことにより、バッテリの放電能力だけでなく、ピストンに作用するフリクション、エンジンの温度、及び外気温度等も考慮して実際にエンジンを始動できるか否かを確認することができる。
【０００８】
上記発明において、前記角加速状態は、前記クランク軸の回転角を検出する回転角センサに基づいて演算されることが好ましい。
【０００９】
上記構成に従えば、回転角センサの検出結果により角加速状態を演算することでバッテリの放電能力を推定することができる。回転角センサは、エンジンの回転数を検出すべく既存する可能性が高い。それ故、部品点数を抑えることができ、製造コストを抑えることができる。
【００１０】
上記発明において、前記エンジン又は外気の温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正することが好ましい。
【００１１】
エンジンの温度や外気の温度の変化によりエンジンのクランキングトルクが変化するので、クランク軸の角加速状態とバッテリの放電能力との対応関係が変化する。上記構成に従えば、バッテリの推定された放電能力をエンジンの温度や外気の温度に応じて補正するので、エンジンの温度や外気の温度の影響を排して放電能力を精度よく推定することができる。
【００１２】
上記発明において、前記バッテリから前記電動機に供給される電流又は電圧に相当する相当値であって、前記エンジンのクランキング中の前記電動機の始動直後の第１時間帯を除く第２時間帯における前記相当値の最大値及び最小値のうち少なくとも一方に基づいて前記バッテリの放電能力を推定することが好ましい。
【００１３】
上記構成に従えば、第２時間帯の相当値の変化は、第１時間帯の相当値の変化に比べて、時間経過に対する変化率が小さいので、検出周期を過度に小さくしなくても、相当値の極値誤差を少なくすることができ、精度よくバッテリの放電能力を推定することができる。
【００１４】
上記発明において、前記第２時間帯の前記相当値の最大値及び最小値の差に基づいて前記バッテリの放電能力を推定することが好ましい。
【００１５】
上記構成に従えば、バッテリの分極等の影響が相殺されるため、第２時間帯に発生する電動機の最大及び最小トルクの差を推定することができる。この差は、ポンピング時におけるクランク軸の加速力に対応しており、バッテリの放電能力に応じて変化する。従って、差に基づいて前記放電能力を推定することでバッテリの放電能力及び劣化をより正確に推定することができる。
【００１６】
上記発明において、前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正することが好ましい。
【００１７】
バッテリの放電能力は、バッテリの温度により変化する。上記構成に従えば、バッテリの推定された放電能力をバッテリの温度に応じて補正するので、バッテリの温度の影響を排して放電能力を精度よく推定することができる。
【００１８】
本発明の乗物の制御システムは、前述の何れか１つの放電能力推定装置と、前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記電動機がバッテリから電力供給を受けて前記クランク軸を作動可能か否かを判定する作動判定装置と、前記クランク軸が回転することで発電して前記バッテリに電力を供給する発電機と、作動可能と判定されると走行停止時に前記エンジンによる前記クランク軸の回転を停止し、作動不可と判定されると走行停止時に前記クランク軸を停止せずに前記発電機により前記バッテリに電力を供給させるものである。
【００１９】
上記構成に従えば、エンジンにおいてクランク軸が停止した後に電動機を用いたエンジンの始動ができなくなることを防ぐことができる。
【００２０】
本発明の乗物の制御システムは、前述の何れか１つの放電能力推定装置と、前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記バッテリから電力供給を受けて作動する電動機器の作動可否を判定する作動判定装置と、作動可能と判定されると前記電動機器を作動し、作動不可と判定されると前記電動機器を作動しない駆動制御装置とを備えるものである。
【００２１】
上記構成に従えば、放電能力が低い場合に、電動機器が作動してバッテリの電力が消費されることを防ぐことができる。これにより、電動機の始動ができなくなるまで電動機器によりバッテリの電力が消費されることを防ぐことができる。
【００２２】
上記発明において、前記放電能力推定装置により推定された推定結果と所定の作動判定基準とを比較して作動可否を判定し、且つ前記バッテリの温度に基づいて前記作動判定基準を補正することが好ましい。
【００２３】
前記バッテリの温度に応じて電動機の作動可能な条件が変化する。上記構成に従えば、前記バッテリの温度に応じて作動判定基準を補正するので、前記バッテリの温度の影響を排することができ、前記バッテリの温度によって電動機が作動しなくなることを防ぐことができる。
【００２４】
本発明の放電能力推定方法は、エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定方法であって、前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する方法である。
【００２５】
本発明に従えば、エンジン始動時のクランク軸の角加速状態を検出することでエンジン始動時におけるバッテリの放電能力（放電可能な電流）を推定することができる。これにより、電動機始動時の突入電流のような大電流を直接測定したり推定したりすることなくバッテリの放電能力を推定することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、バッテリの内部抵抗や最大放電電流量を直接測定及び推定しなくてもバッテリの放電能力を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵを備える自動二輪車を示す右側面図である。
【図２】図１に自動二輪車に搭載された制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すエンジンＥＣＵが実行するバッテリの放電能力推定方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】エンジン始動時におけるクランク角速度及びバッテリの通電状態の経時変化を示すグラフである。
【図５】図１に示すエンジンＥＣＵが実行するアイドリングストップ方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】走行時の充放電判定の時系列推移を示すグラフである。
【図７】放電可能電流と放電持続力との関係とバッテリの状態とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態の放電能力推定装置であるエンジンＥＣＵ４０を備える自動二輪車１について図面を参照して説明する。以下の説明で用いる方向の概念は、自動二輪車に騎乗した運転者が見た方向を基準とする。
【００２９】
自動二輪車１は、図１に示すように運転者が騎乗可能な車体４を備えており、車体４の前側に前輪２及び後側に後輪３が軸支されている。また、車体４の前側の上部には、バー型のハンドル６が位置しており、車体４の前後方向中間部には、エンジンＥが搭載されている。エンジンＥは、図２に示すように４つのシリンダ１４を有している。各シリンダ１４には、吸気ポート１４ａと排気ポート１４ｂとが形成されており、吸気ポート１４ａには、吸気通路１５が繋がっている。吸気通路１５は、燃料タンク１２の下方に配置されたエアクリーナ（図示せず）に繋がっており、前方からの走行風圧を利用して外気を取り込む構成となっている。また、吸気通路１５のエアクリーナの下流側には、後述する吸気温センサ３２、スロットル装置１６及びインジェクタ１７が設けられている。スロットル装置１６は、吸気通路１５を介してエンジンＥに供給される吸気量を調整し、インジェクタ１７は、吸気通路１５を流れる空気に燃料を噴謝するようになっている。これにより、空気と燃料とが混合された混合気体が吸気ポート１４ａを介してシリンダ１４内に吸気されるようになっている。
【００３０】
シリンダ１４内には、ピストン１８の先端部が往復運動可能に嵌挿されている。また、ピストン１８の基端部は、クランク軸１９に繋がっており、クランク軸１９が回転することでピストン１８がシリンダ１４内を往復運動するようになっている。クランク軸１９は、左右方向に延在しており、その一端部にジェネレータ２０が取付けられている。発電機であるジェネレータ２０は、整流回路２４を介してバッテリ２１に電気的に接続されている。ジェネレータ２０は、クランク軸１９が回転することで発電するようになっており、整流回路２４は、ジェネレータ２０で発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２１に蓄電するようになっている。
【００３１】
また、クランク軸１９の一端部側には、ギヤ列２２を介してスターターモーター（以下、単に「モーター」とも言う）２３が接続されている。電動機であるモーター２３は、電磁開閉器２５を介してバッテリ２１に電気的に接続されている。電磁開閉器２５は、バッテリ２１とモーター２３との間の電気回路を開閉できるようになっている。バッテリ２１とモーター２３との間の回路を閉じることでバッテリ２１から放電された直流電力がモーター２３に供給される。これにより、モーター２３がクランク軸１９を回転させるようになっている。
【００３２】
このように構成されるエンジンＥは、４サイクルエンジンであり、クランク軸１９が回転してピストン１８が下降することで吸気バルブ２５ａが動いて吸気ポート１４ａが開き、シリンダ１４内に混合気体が吸気される。その後、クランク軸１９が回転してピストン１８が上昇する際に吸気バルブ２５ａによって吸気ポート１４ａが閉じられてシリンダ１４内の混合気体が圧縮される。圧縮後、点火装置２８により圧縮された混合気体を燃焼させてピストン１８を強制的に下降させてクランク軸１９を回転させる。更にクランク軸１９が回転してピストン１８を上昇させると排気バルブ２５ｂが動いて排気ポート１４ｂを開く。これにより排気ガスが排気管及びマフラーを介して大気に排気されるようになっている。このように動作する各ピストン１８は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を互いに入れ替わるように行い、燃焼行程中では、何れかのピストン１８がクランク軸１９を回転させるようになっている。
【００３３】
また、クランク軸１９の他端部には、クラッチ機構２６を介して変速装置２７が接続されている。変速装置２７は、クランク軸１９の回転を変速段位に応じた減速比で減速して出力するようになっており、この出力（駆動力）がチェーン等の伝達機構（図示せず）を介して後輪３に伝達されるようになっている。クラッチ機構２６は、車体４のハンドル６の左側部分に設けられているクラッチレバー８の操作に応じてクランク軸１９と変速装置２７との間における機械的な接続及び遮断を切換えるようになっており、ギア比を変更する際にクランク軸１９と変速装置２７との間を機械的に遮断すべく使用される。
【００３４】
このように構成されるエンジンＥ及び変速装置２７の各部には、各種センサが取付けられている。具体的には、スロットル装置１６にスロットルバルブの位置（角度）を検出するスロットルポジションセンサ３１が取付けられ、エアクリーナ（図示せず）に吸気温度を検出する吸気温センサ３２が取付けられ、クラッチレバー８にその操作の有無を検出するクラッチスイッチ３３が取付けられている。また、クランク軸１９には、クランク軸１９の回転角（又はエンジン回転数）を検出すべくクランク角センサ３５（エンジン回転数センサ）が取付けられており、エンジンＥには、エンジンＥの冷却水温度を検出する水温センサ３６が取付けられている。水温センサ３６は、エンジンＥ内部に流れる冷却水の温度を測定することによってエンジンＥの温度を擬似的に検出するようになっている。更に、バッテリ２１には、バッテリ温度センサ３７及び電圧センサ３４が取付られており、バッテリ温度センサ３７によってバッテリ２１の温度を測定し、電圧センサ３４によってバッテリ２１から放電される電圧を検出することができる。
【００３５】
これらの各センサ３１〜３７は、エンジン制御装置であるエンジンＥＣＵ４０に電気的に接続されており、このエンジンＥＣＵ４０には、更にメインスイッチ３８及びセルスイッチ３９が電気的に接続されている。メインスイッチ３８は、自動二輪車１に備わる電装系統への電力供給と遮断とを切換えるためのスイッチであり、セルスイッチ３９は、エンジンＥの始動を指示するためのスイッチである。また、エンジンＥＣＵ４０には、警告表示装置５４が接続されており、警告表示装置５４は、様々な警告を表示できるようになっている。
【００３６】
放電能力推定装置、始動判定装置、及び運転制御装置の機能を有するエンジンＥＣＵ４０は、各センサ３１〜３７からの検出結果及び各スイッチ３８〜３９からの指令に基づいてエンジンＥの動きを制御すると共に、後述する放電能力推定方法によりバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている。更に具体的に説明すると、エンジンＥＣＵ４０は、基本的にエンジン制御部４１と放電能力推定部４２とアイドリングストップ判定部４３とを有している。
【００３７】
エンジン制御部４１は、スロットル装置１６、点火装置２８、及びインジェクタ１７に電気的に接続されており、センサ３１，３５等の検出結果に基づいて各装置１６，１７，２８の動作を制御するようになっている。また、エンジン制御部４１は、モーター制御部４７に電気的に接続されている。モーター制御部４７は、エンジン制御部４１からの指令に応じて電磁開閉器２５を駆動してモーター２３を動かすようになっている。
【００３８】
また、放電能力推定部４２は、クランク角センサ３５、及び電圧センサ３４の検出結果に基づいて放電能力を演算して推定し、水温センサ３６及びバッテリ温度センサ３７の検出結果に基づいて推定された放電能力を補正するようになっている。更に、放電能力推定部４２は、メモリ４８に予め記憶されている運転パターン（走行開始、走行中、アイドリング停止等）毎の単位時間当たりの電力消費量及び充電量に基づいてバッテリ２１の放電量やバッテリ２１への充電量を推定するようになっている。アイドリングストップ判定部４３は、放電能力推定部４２の補正後の推定結果に基づいてメモリ４８に予め記憶された閾値（後述する移行禁止閾値や不良閾値）をバッテリ２１の放電能力が越えているか否か、例えばクランク軸１９を回転させてエンジンＥを始動できる電力をバッテリ２１からモーター２３に供給できるか否かを判定するようになっている。
【００３９】
また、自動二輪車１では、電動ブレーキ装置５０を備えており、この電動ブレーキ装置５０によって前輪２及び後輪３に夫々設けられる油圧駆動のブレーキ機構４９Ｆ，４９Ｒ（図１参照）のブレーキ力を調整できるようになっている。電動機器である電動ブレーキ装置５０は、いわゆるアンチロックブレーキシステムや連動ブレーキシステムであり、図示しない制動用モーターがバッテリ２１から電力供給を受けて油圧ポンプを駆動させるようになっている。油圧ポンプから吐出された作動油が油圧回路を介してブレーキ機構に供給され、ブレーキ機構を作動するようになっている。油圧回路は、そこに備わる複数の電磁バルブ（図示せず）によりブレーキ機構に圧送される作動油の油圧を調整するようになっており、油圧を調整することで前輪２及び後輪３に発生するブレーキ力を調整することができるようになっている。
【００４０】
このように構成される電動ブレーキ装置５０は、電動制動用ＥＣＵ５１に電気的に接続されている。また、駆動制御装置である電動制動用ＥＣＵ５１は、前輪車速センサ５２及び後輪車速センサ５３が接続されており、これらのセンサ５２，５３の検出結果に基づいて電動ブレーキ装置５０の制動用モーター及び複数のバルブの動作を制御するようになっている。この電動制動用ＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ４０と電気的に接続されている。
【００４１】
［放電能力推定方法］
このように構成されるエンジンＥＣＵ４０では、前述の通り、放電能力推定部４２がバッテリ２１の放電能力を推定するようになっている。以下では、放電能力推定部４２による放電能力推定方法について、図３のフローチャート及び図４のグラフを参照しながら説明する。
【００４２】
エンジンＥＣＵ４０がモーター２３に電流を流して（つまり、モーター始動指令を与えて）エンジンＥを始動すると、放電能力推定方法を開始すべくステップＳ１に移行する。放電可能電流推定工程であるステップＳ１では、まず回転始動期間におけるクランク軸１９の角加速状態を演算する。回転始動期間とは、クランク軸１９の始動直後（即ち、エンジンＥＣＵ４０がモーター２３にモーター始動指令を与えた直後）からエンジンＥの動力によりクランク軸１９が回転するまで（即ち、燃料点火されるまで）の間の所定期間である。ここで、クランク軸１９の角加速状態とは、２つの角度位置を回動するのに必要な回動時間で表されている。回動時間の演算は、クランク角センサ３５からの検出結果に基づいて行なわれ、放電能力推定部４２は、クランク軸１９が予め定められた第１の角度αまで回転すると時間計測を開始し、第１の角度αに達してから第２の角度βまで回転するのに必要な時間ｔを演算する。
【００４３】
回転始動期間では、エンジンＥで燃焼点火が実行されていない。そのため、回転始動期間におけるクランク軸１９の角加速状態は、モーター２３で発生したトルクだけに対応している。また、モーター２３で発生したトルクは、バッテリ２１からの放電電流に対応している。つまり、回転始動期間初期におけるクランク軸１９の角加速状態は、回転始動期間初期におけるバッテリ２１の放電電流に対応している。従って、回転始動期間初期におけるクランク軸１９の角加速状態を演算することでエンジンＥ始動時におけるバッテリ２１の放電能力の１つである放電可能電流が推定される。ここで放電可能電流は、クランク軸１９の角加速状態が小さいほど（即ち、角加速度が大きいほど）放電能力が大きいと推定される。これにより、バッテリ２１の突入電流のような大電流を直接測定したり推定したりすることなくバッテリ２１の放電能力を推定することができる。また、エンジンＥの回転数を検出すべく既存する可能性が高いクランク角センサ３５の検出結果により角加速状態を演算することでバッテリ２１の放電能力を推定することができる。それ故、部品点数を抑えることができ、製造コストを抑えることができる。角加速状態を演算して放電能力を推定すると、ステップＳ２へと移行する。
【００４４】
電圧検出工程であるステップＳ２では、電圧センサ３４からの検出結果に基づいてバッテリ２１から放電される電圧の最小電圧及び最大電圧をエンジンＥＣＵ４０が演算する。更に詳細に説明すると、エンジンＥＣＵ４０は、エンジンＥのクランキング中であってモーター２３始動直後の始動時間帯（第１時間帯）Ｔ１（図４参照）を除く点火前時間帯（第２時間帯）Ｔ２（図４参照）における最小電圧及び最大電圧を演算する。ここで、第１時間帯である始動時間帯Ｔ１とは、モーター２３に突入電流が流されて（図４の時刻ｔ２参照）から、その後、バッテリ２１から放電される放電電圧が上昇して最初に下降に転じる（図４の時刻ｔ３参照）までの時間帯である。また、第２時間帯である点火前時間帯Ｔ２とは、放電電圧が上昇して最初に下降に転じたとき（図４の時刻ｔ３）から点火装置２８が点火される（図４の時刻ｔ４）までの時間帯である。なお、本実施形態では、放電電圧が上昇して最初に下降に転じてからクランク軸１９が所定回転数（又は所定角度）回転するまでの時間を点火前時間帯Ｔ２としており、前記所定回転数は、供給電圧が上昇して最初に下降に転じてから燃料点火を開始するまでの任意の回転数である。この所定回転数は、ピストン１８の圧縮行程及び膨張行程とが最低１回ずつ含まれる回転数が好ましく、４サイクルエンジンでは例えば１回転以上である。ここでエンジンＥＣＵ４０が最小及び最大電圧を検出すると、ステップＳ３へと移行する。
【００４５】
放電持続力推定工程であるステップＳ３では、ステップＳ２で検出された最小電圧と最大電圧との差を演算する。最小電圧と最大電圧との差をとることで、バッテリ２１の分極等を相殺することができる。また、点火前における放電電圧は、バッテリ２１の放電電流、即ちモーター２３のトルクに対応しており、電圧が最小となった際にモーター２３のトルクが最大となり、電圧が最大となった際にモーター２３のトルクが最小となる。つまり、電圧差は、モーター２３の最小トルクと最大トルクとの差（以下、単に「トルク差」ともいう）に対応している。このトルク差は、ピストン１８をポンピングさせるために必要なモーター２３のトルクとなる。
【００４６】
モーター２３はピストン１８に作用するフリクションに抗してピストン１８を往復運動させるので、始動時にピストン１８をポンピングさせるために必要なモーター２３のトルク差は略一定である。それにもかかわらず、電圧差が変動するということは、バッテリ２１の過放電や劣化による内部抵抗の増加等によりバッテリ２１からの放電能力が低下しているためであり、バッテリ２１の過放電や劣化が進むに連れて電圧差が大きくなる。また、電圧差が大きくなるとバッテリ２１が所定の電圧放電を持続してクランク軸１９を回転し続けることができなくなる。従って、電圧差の逆数を演算することでバッテリ２１の放電能力の１つである放電持続力（バッテリ２１が所定の電圧放電を持続してクランク軸１９を回転し続けることができるか否かを示す指標）が推定され、バッテリ２１の状態（過放電や劣化）を推定することができる。
【００４７】
このように、放電持続力は、点火前時間帯Ｔ２の電圧の変化に基づいて演算されている。点火前時間帯Ｔ２における電圧の変化は、始動時間帯Ｔ１の電圧の変化に比べて時間経過に対する変化率が小さい。それ故、検出周期を過度に小さくしなくても電圧差の極値誤差を少なくすることができ、精度よくバッテリの放電能力を推定することができる。なお、本実施形態では、電圧差によって放電持続力を推定したが、バッテリ２１から放流される最小電流と最大電流との差に基づいて放電持続力を推定してもよい。電圧差を演算すると、ステップＳ４に移行する。
【００４８】
補正工程であるステップＳ４では、吸気温センサ３２、水温センサ３６及びバッテリ温度センサ３７の検出結果に基づいて放電能力推定部４２が推定された放電可能電流を補正する。エンジンＥでは、外気の温度及びエンジンの温度によりクランク軸１９に対する機械的抵抗が変動するため、モーター２３の角加速状態とバッテリ２１の推定される放電可能電流との対応関係が変化する。従って、エンジンの温度、及び外気の温度に基づいて推定された放電可能電流を補正することで内外環境の影響を排して、バッテリ２１が本来有する放電能力に近い放電可能電流を求めることができる。
【００４９】
なお、エンジンの温度が低い場合や外気の温度が低い場合、実験や理論解析から前記機械的抵抗が大きくなる。具体的には、エンジンの温度が低いと潤滑剤の粘性抵抗が大きくなり、また外気の温度が低いとポンピングロスが大きくなって前記機械的抵抗が大きくなる。前記機械的抵抗が大きくなるとクランク軸１９の角加速度が小さくなり、バッテリ２１の推定された放電可能電流が本来の放電能力より小さくなる。それ故、エンジンの温度が低い場合や外気の温度が低い場合、放電能力推定部４２は、推定された放電可能電流が高くなるように補正する。他方、バッテリ温度が所定温度（具体的には、摂氏０度）未満である場合、バッテリ温度が所定温度以上である場合に比べて放電可能電流が低下し、バッテリ温度が所定温度以上に戻ると放電可能電流が回復するようになっている。それ故、バッテリ温度が所定温度未満の場合、放電能力推定部４２は推定された放電可能電流が高くなるように補正する。
【００５０】
また、ステップＳ４では、放電能力推定部４２がステップＳ３にて演算した放電持続力を補正する。具体的には、放電能力推定部４２は、吸気温センサ３２、水温センサ３６及びバッテリ温度センサ３７の検出結果に基づいてバッテリ２１の放電持続力をステップＳ３と同様に補正する。これにより、バッテリ２１の放電持続力から内外環境の影響が排された放電持続力が推定される。補正すると、放電能力推定方法が終了する。
【００５１】
上述するようにクランク軸１９の角加速状態に基づいてバッテリ２１の放電可能電流を推定することにより、ピストン１８に作用するフリクション、エンジンの温度、及び外気温度等も考慮して実際にエンジンＥを始動できるか否かを確認することができる。また、放電能力推定方法では、異なる演算により異なる２つの放電能力を推定し、この２つの放電能力を用いることでバッテリ２１の放電能力を精度よく推定することできる。
【００５２】
［アイドリング運転停止方法について］
このように放電能力を推定するエンジンＥＣＵ４０は、自動二輪車１の走行停止中においてエンジンＥのアイドリング運転を停止させるアイドリングストップ機能を有している。このアイドリングストップ機能は、後述するアイドリングストップ条件を充足すると実行され、またバッテリ２１の放電能力に応じてエンジンＥＣＵ４０がその機能を停止するようになっている。以下では、放電能力のうちの１つである放電可能電流を用いたアイドリング運転停止方法について図３乃至図５を参照しながら説明する。
【００５３】
エンジンＥＣＵ４０は、図５に示すようにメインスイッチ３８が操作されるとステップＳ１１へと移行し、各電装装置（図示せず）に始動前電流を流す（図４の時刻ｔ１参照）。その後、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、セルスイッチ３９が操作されたか否かをエンジン制御部４１が判定する。操作されていないと判定されると操作されるまで判定を繰り返し、操作されるとステップＳ１３へと移行する。始動工程であるステップＳ１３では、モーター制御部４７がエンジン制御部４１からの指令に応じて電磁開閉器２５を駆動させてバッテリ２１から突入電流を放流させる（図４の時刻ｔ２参照）。これにより、モーター２３が始動してクランク軸１９が回動し始める。モーター２３が始動してピストン１８が動くと、ステップＳ１４へと移行する。
【００５４】
第１の放電能力推定工程であるステップＳ１４では、上述する放電能力推定方法に基づいてバッテリ２１の放電可能電流を推定する。放電可能電流を推定すると、ステップＳ１５へと移行する。始動判定工程であるステップＳ１５では、放電可能電流が始動可能条件を充足しているか否かを判定する。始動可能条件とは、エンジンＥを始動するために充分な放電能力をバッテリ２１が有していることである。
【００５５】
本実施形態では、放電可能電流が予め定められた移行禁止閾値以上であることでアイドリングストップ判定部４３が始動可能条件を充足すると判定するようになっている。なお、回転始動期間初期では、クランク軸１９の角加速状態と電流とが対応し、電圧差と放電持続力とが対応しているので、回転始動期間初期におけるクランク軸１９の角加速状態（又は電圧差）を用いてモーター２３の始動条件の充足性を判定している。始動条件を充足してモーター２３の始動が十分行なえると判定されると、ステップＳ１６に移行する。
【００５６】
走行判定工程であるステップＳ１６では、自動二輪車１が走行停止中か否かをアイドリングストップ判定部４３が判定する。アイドリングストップ判定部４３は、例えば電動制御用ＥＣＵ５１が取得する前輪車速センサ５２及び後輪車速センサ５３の少なくとも一方の検出結果に基づいて自動二輪車１の走行中か否かを判定する。走行停止中であると判定されると、ステップＳ１７に移行する。アイドリングストップ判定工程であるステップＳ１７では、アイドリングストップ判定部４３がアイドリングストップ条件を充足しているか否かを判定する。アイドリングストップ条件とは、アイドリング運転を停止する条件であり、例えば変速段位がニュートラルポジションにあることや図示しないブレーキレバー又はブレーキペダルが操作されていることである。アイドリングストップ条件を充足していると判定されると、ステップＳ１８に移行する。
【００５７】
アイドリングストップ工程であるステップＳ１８では、エンジン制御部４１がエンジンＥのアイドリング運転を停止させる。アイドリング運転を停止させると、アイドリングストップ判定部４３は、アイドリングストップ（略称：ＩＳ）実施のフラグを立ててステップＳ１９へと移行する。
【００５８】
第２の放電能力推定工程であるステップＳ１９では、現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する。具体的には、まずメモリ４８に記憶されるアイドリング運転停止中の単位時間当たりのバッテリ２１の消費電力とアイドリング運転停止時間とに基づいて、アイドリング運転停止中にバッテリ２１から放電された電力量を放電能力推定部４２が推定する。そして、この推定された電力量と放電能力推定部４２が前に推定したバッテリ２１の放電可能電流とに基づいて現在のバッテリ２１の放電可能電流を推定する。本実施形態では、例えば前に推定したバッテリ２１の放電可能電流により推定された電力量から、アイドリング運転停止中の推定放電量を減算することで現在のバッテリ２１の放電能力を推定する。推定されると、ステップＳ２０に移行する。
【００５９】
自動始動判定工程であるステップＳ２０では、ステップＳ１９で推定された現在のバッテリ２１の放電可能電流が予め定められた不良閾値を下回っているか否かを判定する。ここで、不良閾値とは、放電可能電流がそれ以下になるとバッテリ２１からの電力供給だけではモーター２３によりクランク軸１９を回転することができなくなる可能性が高い値である。放電可能電流が不良閾値を下回っていないと判定されると、ステップＳ２１に移行する。
【００６０】
始動判定工程であるステップＳ２１では、現在のバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件を充足しているか否かを判定する。始動可能条件を充足しないため、その後のエンジンＥの運転状態によりモーター２３の始動が行なえない可能性があると判定されると、ステップＳ２２に移行する。ＩＳ移行警告工程であるステップＳ２２では、アイドリングストップ判定部４３が次回のＩＳ移行を禁止するフラッグを立て、更に警告表示装置５４を点灯させてバッテリ２１の放電可能電流が低くて次回のＩＳ移行が禁止されていることを報知する。また、ステップＳ２２では、フラッグが立てられると、電動制動用ＥＣＵ５１が前記指令に基づいて電動ブレーキ装置５０の始動を禁止してバッテリ２１の電力消費を抑えるようになっている。このようにＩＳ移行が禁止され、電動ブレーキ装置５０の始動が禁止されると、ステップＳ２３に移行する。また、ステップＳ２１において始動可能条件を充足してモーター２３の始動が十分行なえると判定されると、同様にステップＳ２３に移行する。
【００６１】
始動操作判定工程であるステップＳ２３では、始動開始条件を充足しているか否かを判定する。ここで、始動開始条件とは、例えばクラッチレバー８が操作されたこと、又はブレーキレバー及びブレーキペダルが操作されていないことである。始動条件が充足していると、エンジンＥを始動させるべくステップＳ１３に戻る。そして、始動開始後にステップＳ１４に移行して第１の放電能力推定工程によってより正確な放電可能電流を推定し直す。始動条件を充足しないと判定されると、現在のおおよその放電可能電流を推定すべくステップＳ１９に戻る。
【００６２】
また、ステップＳ１５において始動条件を充足しないため、その後のエンジンＥの運転状態によりモーター２３の始動が行なえない可能性があると判定されると、ステップＳ２４に移行する。ＩＳ移行禁止工程であるステップＳ２４では、ＩＳ移行を禁止するフラッグを立てて、エンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようにする。また、アイドリングストップ判定部４３は、警告表示装置５４を点灯させてバッテリ２１の放電可能電流が低くてＩＳ移行が禁止されていることを報知する。更に、電動制動用ＥＣＵ５１は、電動ブレーキ装置５０の始動を禁止させる。このようにＩＳ移行を禁止し、電動ブレーキ装置５０の始動を禁止すると、ステップＳ２５に移行する。
【００６３】
第３の放電能力推定工程であるステップＳ２５では、エンジンＥの運転時におけるバッテリ２１の放電可能電流を推定する。ここでは、運転パターン（走行中、及びアイドリング運転中等）毎に予め定められた単位時間当たりのバッテリ２１の充電量と各運転パターンの継続時間に基づいてバッテリ２１に充電された電力量を放電能力推定部４２が推定する。そして、推定された電力量と前に推定されたバッテリ２１の放電可能電流とに基づいて現在のバッテリ２１の放電可能電流を放電能力推定部４２が再度演算して推定する。本実施形態では、例えば前に推定されたバッテリ２１の放電可能電流から推定された残留電力量に、運転パターン毎に推定された充電量を加算することで現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する。推定すると、ステップＳ１５に戻って始動可能条件を充足しているか否かを判定する。
【００６４】
ＩＳ禁止フラグが立っている状態で始動可能条件の充足を判定する際、始動可能条件充足直後に再びＩＳ移行禁止フラグが立たないようにすべく、始動可能条件の充足を判定する判定基準である移行禁止閾値がＩＳ移行禁止フラグが立っていない場合よりも高い値であるＩＳ実施許可閾値に設定される。ステップＳ１５では、ＩＳ実施許可閾値に基づいて始動可能条件の充足の有無を判定し、充足しないと判定されるとステップＳ２４に移行してＩＳ移行禁止フラグを立てた状態が維持される。他方、充足すると判定されると、ＩＳ移行禁止フラグを下げてステップＳ１６に移行する。
【００６５】
また、ステップＳ１６にて走行中であると判定された場合、及びステップＳ１７においてアイドリングストップ条件を充足していないと判定された場合、ステップＳ２５に移行して予め定められた走行中の単位時間当たりのバッテリ２１の充電量と走行継続時間に基づいてバッテリ２１に充電された電力量を放電能力推定部４２が推定する。そして、推定された電力量及び前に推定された放電可能電流に基づいてバッテリ２１の放電可能電流を放電能力推定部４２が再度演算して推定する。推定すると、ステップＳ１５に戻って始動可能条件を充足しているか否かを判定する。
【００６６】
このようなアイドリングストップ機能を有する自動二輪車１では、メインスイッチ３８をオフにすることによってエンジンＥの運転が止まると共に、アイドリング運転停止方法も終了する。
【００６７】
以下では、上述するアイドリング運転停止方法に関して、図６に示す実施例を参照しながら具体的に適用された場合について説明する。バッテリ２１の放電可能電流は、エンジンＥ始動前の初期状態において良好、即ちバッテリ２１の放電可能電流が移行禁止閾値より十分に高い状態にある。ステップＳ１３にてエンジンＥが始動されると、ステップＳ１４にて放電能力推定方法によってバッテリ２１の放電可能電流が推定される（時刻ｔ１０）。その後、走行中は、ステップＳ２５にて運転パターンに応じてバッテリ２１への充電量を演算してこの充電量に応じた値を前に推定したバッテリ２１の放電可能電流に加算しながら現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する（時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１）。
【００６８】
やがて、ステップＳ１６にて走行が停止していると判定された状態でアイドリングストップ操作が行なわれると、ステップＳ１８にてＩＳ実施フラグを立ててアイドリング運転を停止する（時刻ｔ１１）。そして、ステップＳ１９において、放電能力推定部４２は、アイドリングストップに伴って放電される電力量を演算し、この電力量に応じた値を前に推定したバッテリ２１の放電可能電流から減算しながら現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定する（時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２）。その後、ステップＳ２３においてアイドリング運転を停止している間に始動開始条件が充足されると、ステップＳ１３に戻ってエンジンＥが始動される（時刻ｔ１２）。始動後、ステップＳ１４において再びバッテリ２１の放電可能電流を放電能力推定方法により推定し直し、推定し直した放電可能電流を現在のバッテリ２１の放電可能電流として採用する。
【００６９】
このように放電能力推定部４２は、第１の放電能力推定工程と、その工程で推定された放電可能電流に基づいて残留電力量に、バッテリ２１に蓄電された電力量を加算又は放電された電力量を減算する第２の放電能力推定工程とを併用することで現在のバッテリ２１のおおよその放電可能電流を推定している。そして、この推定されたおおよその放電可能電流に基づいてアイドリング運転の継続及び停止を判定している。これにより、第１の放電能力推定工程で放電可能電流が推定されない期間において、バッテリ２１の放電可能電流が低下し続けてモーター２３が始動できなくなることを防いでいる。
【００７０】
アイドリング運転の停止を繰り返しているうちに、やがてステップＳ１５において始動時に推定するバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（移行禁止閾値以上であること）を充足しないと判定されると、ステップＳ２４にてアイドリングストップ判定部４３がＩＳ移行を禁止するフラグを立てて、エンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようにする（時刻ｔ１３）。更に、ＩＳ移行禁止フラグが立つと、電動制動用ＥＣＵ５１は、電動ブレーキ装置５０の作動を禁止してバッテリ２１の電力消費を抑えるようになっている。これにより、電動ブレーキ装置５０を作動してバッテリ２１の放電可能電流が低下し、アイドリング運転停止時にモーター２３が始動できなくなることを防ぐことができる。
【００７１】
そして、ステップＳ２５にて現在のバッテリ２１の放電可能電流を推定し（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４）、やがてステップＳ１５にて推定された現在のバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（ＩＳ実施許可閾値以上であること）を充足すると、ステップＳ２４にてＩＳ移行を禁止するフラグを下げる（時刻ｔ１４）。即ち、バッテリの放電可能電流が回復すると、作動を禁止していた電動ブレーキ装置５０が作動することができるようになる。その後、ステップＳ１６にて走行が停止していると判定されてアイドリングストップ操作が行なわれると、ステップＳ１８にてＩＳ実施フラグが立られて再びアイドリング運転を停止することができるようになる（時刻ｔ１５）。
【００７２】
再び、始動時に推定するバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（移行禁止閾値以上であること）を充足しないと判定されると、ステップＳ２４にてＩＳ移行を禁止するフラグを立ててエンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようにする（時刻ｔ１６）。また、ＩＳ実施中に、ステップＳ２１において現在のバッテリ２１の放電可能電流が始動可能条件（移行禁止閾値以上であること）を充足しない判定されると、ステップＳ２２にてＩＳ移行禁止のフラグが立てられて警告表示装置５４によりＩＳ移行が禁止されていることが報知される（時刻ｔ１７）。更に、ＩＳ実施中に、ステップＳ２０において現在のバッテリ２１の放電可能電流が予め定められた不良閾値以下であると判定されると、ステップＳ１３に戻ってエンジンＥが自動的に始動される（時刻ｔ１８）。
【００７３】
このようにエンジンＥＣＵ４０は、ＩＳ実施中に不良閾値以下になってモーター２３が始動できなくなる前に事前にアイドリングストップ機能を解除して自動的に始動している。これにより、ＩＳ実施後にモーター２３が始動できなくなってしまうことを防いでいる。
【００７４】
前述のアイドリング運転停止方法では、放電可能電流を用いる場合について説明したが、放電可能電流に代えて放電持続力を用いても前述のアイドリング運転停止方法を実施することができる。
【００７５】
［別のアイドリング運転停止方法について］
前述のアイドリング運転停止方法では、放電可能電流だけを用いる場合について説明したが、放電可能電流と放電持続力との両方を用いてもよい。以下では、２つの放電能力を用いた場合の別のアイドリング運転停止方法について図７を参照しながら説明する。別のアイドリング運転停止方法では、図７に示すようなグラフに基づいてバッテリ２１の状態を推定してアイドリング運転停止するか否か、またモーター２３を自動的に始動させてエンジンＥを強制的に始動させるか否かを判定している。それが以外の工程については、前述するアイドリング運転停止方法と同様である。図７に示すグラフは、横軸が放電持続力（電圧差の逆数）を示し、縦軸が放電可能電流を示している。
【００７６】
このグラフには、良好領域Ａ１、第１注意領域Ａ２、第２注意領域Ａ３及び不良領域Ａ４の４つの領域がある。良好領域Ａ１は、放電持続力（電圧差の逆数）が予め定められる第１移行禁止閾値以上、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値以上の領域である。第１注意領域Ａ２は、放電持続力が予め定められる第１移行禁止閾値以上、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値未満の領域である。第２注意領域Ａ３は、放電持続力が予め定められる第１移行禁止閾値未満、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値以上の領域である。不良領域Ａ４は、放電持続力が予め定められる第１移行禁止閾値未満、且つ放電可能電流が予め定められる第２移行禁止閾値未満の領域である。そして、エンジンＥＣＵ４１は、推定された放電持続力及び放電可能電流の交点が４つの領域Ａ１〜Ａ４の何れの領域に位置するかに応じてバッテリ２１の状態を推定している。
【００７７】
具体的には、交点が良好領域Ａ１に位置すると（図７の交点ｉ１参照）、バッテリ２１が良好であり、始動可能条件を充足するとアイドリングストップ判定部４３が判定する。そうすると、走行停止中にアイドリングストップ条件が充足されると、エンジン制御部４１がエンジンＥのアイドリング運転を停止させるようになっている。
【００７８】
また、バッテリ２１が良好な状態から悪化して交点が第１及び第２注意領域Ａ１，Ａ２の何れかに位置すると（図７の交点ｉ２，ｉ３参照）、バッテリ２１からの電力供給でモーター２３を始動できないおそれがある状態であり、アイドリングストップ判定部４３が始動可能条件を充足しないと判定する。そうすると、図６の時刻ｔ１３と同様にアイドリングストップ判定部４３がＩＳ移行を禁止するフラグを立て、エンジン制御部４１がアイドリングストップ機能を実行しないようになっている。
【００７９】
なお、ＩＳ移行を禁止するフラグが一度立つと、その禁止フラグが再び下がるまで良好領域Ａ１が狭まる、つまり良好領域Ａ１が放電持続力（電圧差）が予め定められる第１ＩＳ実施許可閾値（＞第１移行禁止閾値、）未満、且つ放電可能電流が予め定められる第２ＩＳ実施許可閾値（＞第２移行禁止閾値）以上の領域になる（図７の２点鎖線参照）。これにより、ＩＳ移行を禁止するフラグが頻繁に上がり下がりすることを防ぐことができる。
【００８０】
そして、バッテリ２１の状態が更に悪化して交点が不良領域Ａ４に位置すると（図７の交点ｉ４参照）、バッテリ２１が不良であるとアイドリングストップ判定部４３が判定する。これにより、エンジン制御部４１がエンジンＥを自動的に始動する。このようにバッテリ２１の状態が悪化した後、バッテリ２１が充電される等してその状態が好転して良好領域Ａ１に戻ると、バッテリ２１が良好であるとアイドリングストップ判定部４３が判定し、走行停止中にアイドリングストップ条件が充足されるとエンジン制御部４１がエンジンＥのアイドリング運転を停止させるようになっている。
【００８１】
このように、別のアイドリング運転停止方法によれば、推定された２つの放電能力（指標）を用いているので、１つの放電能力だけを用いる場合に比べてバッテリ２１の状態をより正確に判定し、その判定結果をＩＳ実行の有無に生かすことができる。これにより、アイドリングストップ後にモーター２３が始動しなくなることを抑制することができる。
【００８２】
［その他の実施形態］
本実施形態では、クランク角センサ３５によりクランク軸１９の回転角を検出しているが、クランク角センサ３５以外のセンサを用いてクランク軸１９の回転角を求めてもよい。例えば、クランク軸１９と共に回転する回転体やモーター２３の出力軸等の回転角度から、クランク軸１９の角加速度を求めてもよい。また、エンジン温度は、水温センサ３６に基づいて推定しているが、それ以外の温度センサ、例えば潤滑オイル、ケース自体、吸気または排気温度等を測定する既存の温度センサを用いてもよい。好ましくは、エンジン制御のために用いられる温度センサを用いることが好ましい。
【００８３】
また、本実施形態では、電動機器として電動ブレーキ装置５０が挙げられているが、電動機器としてその外にグリップヒーター、オーディオ及びナビゲーションシステム等に関するアクセサリ電源、並びにウインドシールド等のように走行に直接関係しない電装機器が挙げられる。なお、エンジンＥＣＵ、エンジン制御に必要なアクチュエータ、及び灯火器類等の走行に直接関係する電装機器は、ＩＳ移行を禁止するフラグが立てられた場合でも作動を継続して停止しないようになっている。更に、バッテリ２１の充電量が少ないと発電量を多くするようにエンジン制御してもよい。たとえばアイドリング時の回転数を増加させることができる。本実施形態では、運転パターンから充放電量を推定する代わりに実際の充放電電流を計測し、その測定値を積算して充放電量を算出してもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、クランク軸１９の角加速状態が２つの角度位置を回動するのに必要な回動時間で表されているが、始動時又は始動時間から所定時間後のクランク軸１９の角加速度、始動直後から所定時間経過後の角速度、若しくは２つの角度位置における速度の差等であってもよい。また、回転始動期間は、クランク軸１９の始動直後からエンジンＥの動力によりクランク軸１９が回転するまでの間の所定期間であるが、エンジンＥＣＵ４０がクランク軸１９の始動直後から１つのピストン１８が下死点に達するまでの所定期間、又は燃料が点火されるまでの所定期間であってもよい。更に言えば、回転始動期間は、モーター始動指令を与えた直後においてモーター２３に突入電流が流れている期間のような極めて短い時間（例えば、モーター始動指令を与えた直後から０．５秒未満）に設定されてもよい。また、始動時間帯Ｔ１は、モーター２３に突入電流（又は突入電圧）が与えられているだろう時間に設定され、点火前時間帯Ｔ２は、始動時間帯Ｔ１の後で１つのピストン１８が下死点に達するまで、又は燃料点火するまでの期間に設定されてもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、放電持続力として点火前時間帯Ｔ２における最小電圧と最大電圧との電圧差の逆数を演算しているが、必ずしも最小電圧及び最大電圧の両方を用いる必要はない。最小電圧及び最大電圧の何れか一方を、例えばメインスイッチ３８が操作される前におけるバッテリ２１の電圧（即ち、閉回路電圧）や、メインスイッチ３８の操作後で各電装装置に始動前電流を流したときのバッテリ２１の電圧（始動前電圧、図４の時刻ｔ１参照）に代えてもよい。これらの電圧を用いても分極の影響を相殺することができる。また、電圧差の逆数に限らず、単に電圧差であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、放電能力推定方法では、放電可能電流と放電持続力の両方を推定しているが、何れか一方だけを推定するようにしてもよい。また、放電能力を推定する際に補正が施されているが、必ずしもエンジン温度やバッテリ温度で補正する必要はない。他方、バッテリ２１の充電状態により起電力が変化するため、バッテリ２１の充電状態に対応する始動前電圧によって放電能力を補正してもよい。
【００８７】
更に、本実施形態では、点火前時間帯Ｔ２における最大電圧と最小電圧との差に基づいて放電持続力を推定してバッテリ２１の状態を推定していたが、必ずしもこれらの電圧差に限定されない。バッテリ２１の状態に基づいて放電持続力が低下している場合、最大電圧及び最小電圧も変動する。それ故、最大電圧及び最小電圧のうちの少なくとも一方を検出することで放電持続力を推定し、またバッテリの状態を推定することが可能である。
【００８８】
また、本実施形態では、角加速状態を演算する際の第１の角度αが予め定められていたが、この第１の角度αをエンジンＥ始動時直前の角度に設定してもよい。バッテリの放電能力による角加速状態の違いは、モーター２３の始動直後において最も顕著に現れる。上述するように第１の角度αをエンジンＥ始動時直前の角度に設定することで、その顕著な領域を含めてバッテリの放電可能電流を推定することができる。これにより、始動直後の突入電流を正確に測定できない従来技術に比べてより正確な放電能力を推定することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、エンジンＥＣＵ４０によって２つの放電能力が推定されているが、別の演算部にて放電能力を推定させてもよい。また、放電能力を推定する際、エンジンＥの機械的抵抗による影響を排除すべくエンジン温度や吸気温度により放電能力を補正したが、別の基準により機械的抵抗の影響の大小が判断できる場合、例えば経年劣化（磨耗による隙間拡大に伴う機械的抵抗の減少、壁面の荒れに伴う機械的抵抗の減少）、ジェネレータ２０の使用の有無及びピストン１８の行程（圧縮行程及び膨張行程）に応じて放電能力を補正してもよい。また、上述の実施形態では、推定された放電能力を補正していたが、アイドリング運転停止の可否やエンジンＥの自動始動を開始の可否を判定するための閾値をエンジン温度や吸気温度に基づいて補正してもよく、本発明において放電能力を補正するとは、このような閾値を補正することも含む。
【００９０】
また、本実施形態では、ＩＳ禁止フラグが立つとアイドリング運転停止機能が実行されなくなると共に電動ブレーキ装置５０の作動を禁止するようになっているが、ＩＳ禁止フラグとは異なる作動禁止フラグが立ったときに電動ブレーキ装置５０の作動を禁止するようにしてもよい。この場合、作動禁止フラグの上げ下げをするための閾値は、ＩＳ禁止フラグが立つ移行禁止閾値より高く設定され、ＩＳ禁止フラグより先に作動禁止フラグが立つように設定されることが好ましい。これにより、ＩＳ禁止フラグがたった後も電動ブレーキ装置５０が使用されてアイドリング運転停止機能が使用できなくなり続けることを防ぐことができる。
【００９１】
更に、本実施形態では、自動二輪車１に電動ブレーキ装置５０及び電動制動用ＥＣＵ５１が備わっている場合について説明したが、必ずしもこれらの構成を備えている必要はない。また、本実施形態では、始動後における現在のバッテリ２１の放電能力を推定すべく第２及び第３の放電能力推定を実施しているが、必ずしも必要ではない。また、本実施形態では、並列四気筒のエンジンＥを備える自動二輪１のエンジンＥＣＵ４０の場合について説明したが、エンジンＥは、単気筒、二気筒又は三気筒のエンジンであってもよく、また四気筒以上のエンジンであってもよい。また、２サイクルエンジンであっても良い。更に、各シリンダ１４の姿勢及び配置も上述するような姿勢及び配置に限定されない。また、自動二輪車１に備わるエンジンＥは、ガソリンエンジンに限定されず、ディーゼルエンジン等の内燃機関であればよい。
【００９２】
また、前述の実施形態では、本件発明を自動二輪車１について適用した例について説明しているが、例えば自動二輪車１以外の鞍乗型車両（例えばＡＴＶ）や自動四輪車等の乗り物に適用されてもよい。特に、鞍乗側車両やハンドルバーを備える車両等のような車幅が狭く、バッテリの容量が小さい乗物に好適に用いられる。
【００９３】
本件発明は、上述する実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。また、本発明には、上述する推定方法、エンジン制御方法、及び電気機器作動方法を実行するプログラム、及びそのプログラムを記憶したメモリが含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１９ クランク軸
２０ ジェネレータ
２１ バッテリ
２３ モーター
３５ クランク角センサ
３６ 水温センサ
３７ バッテリ温度センサ
４０ エンジンＥＣＵ
４１ エンジン制御部
４２ 放電能力推定部
４３ アイドリングストップ判定部
５０ 電動ブレーキ装置
５１ 電動制動用ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置であって、
前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置。
【請求項２】
前記角加速状態は、前記クランク軸の回転角を検出する回転角センサに基づいて演算される、請求項１に記載の放電能力推定装置。
【請求項３】
前記エンジン又は外気の温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正する、請求項１又は２に記載の放電能力推定装置。
【請求項４】
前記バッテリから前記電動機に供給される電流又は電圧に相当する相当値であって、前記エンジンのクランキング中の前記電動機の始動直後の第１時間帯を除く第２時間帯における前記相当値の最大値及び最小値のうち少なくとも一方に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の放電能力推定装置。
【請求項５】
前記第２時間帯の前記相当値の最大値及び最小値の差に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する、請求項４に記載の放電能力推定装置。
【請求項６】
前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正する、請求項１乃至５の何れか１つに記載の放電能力推定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の放電能力推定装置と、
前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記電動機がバッテリから電力供給を受けて前記クランク軸を作動可能か否かを判定する作動判定装置と、
前記クランク軸が回転することで発電して前記バッテリに電力を供給する発電機と、
作動可能と判定されると走行停止時に前記エンジンによる前記クランク軸の回転を停止し、作動不可と判定されると走行停止時に前記クランク軸を停止せずに前記発電機により前記バッテリに電力を供給させる運転制御装置とを備える、乗物の制御システム。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の放電能力推定装置と、
前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記バッテリから電力供給を受けて作動する電動機器の作動可否を判定する作動判定装置と、
作動可能と判定されると前記電動機器を作動し、作動不可と判定されると前記電動機器を作動しない駆動制御装置とを備える、乗物の制御システム。
【請求項９】
前記始動判定装置は、前記放電能力推定装置による推定時点から変化したであろう前記バッテリの充電及び放電状況にも基づいて前記アイドリング運転の停止の可否を判定する、請求項７に記載の乗物の制御システム。
【請求項１０】
前記作動判定装置は、前記放電能力推定装置により推定された推定結果と所定の作動判定基準とを比較して作動可否を判定し、且つ前記バッテリの温度に基づいて前記作動判定基準を補正する、請求項７乃至９の何れか１つに記載の乗物の制御システム。
【請求項１１】
エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定方法であって、
前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する放電能力推定方法。
【請求項１】
エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置であって、
前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する放電能力推定装置。
【請求項２】
前記角加速状態は、前記クランク軸の回転角を検出する回転角センサに基づいて演算される、請求項１に記載の放電能力推定装置。
【請求項３】
前記エンジン又は外気の温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正する、請求項１又は２に記載の放電能力推定装置。
【請求項４】
前記バッテリから前記電動機に供給される電流又は電圧に相当する相当値であって、前記エンジンのクランキング中の前記電動機の始動直後の第１時間帯を除く第２時間帯における前記相当値の最大値及び最小値のうち少なくとも一方に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の放電能力推定装置。
【請求項５】
前記第２時間帯の前記相当値の最大値及び最小値の差に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する、請求項４に記載の放電能力推定装置。
【請求項６】
前記バッテリの温度に基づいて前記バッテリの推定された放電能力を補正する、請求項１乃至５の何れか１つに記載の放電能力推定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の放電能力推定装置と、
前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記電動機がバッテリから電力供給を受けて前記クランク軸を作動可能か否かを判定する作動判定装置と、
前記クランク軸が回転することで発電して前記バッテリに電力を供給する発電機と、
作動可能と判定されると走行停止時に前記エンジンによる前記クランク軸の回転を停止し、作動不可と判定されると走行停止時に前記クランク軸を停止せずに前記発電機により前記バッテリに電力を供給させる運転制御装置とを備える、乗物の制御システム。
【請求項８】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の放電能力推定装置と、
前記放電能力推定装置により推定された推定結果に基づいて、前記バッテリから電力供給を受けて作動する電動機器の作動可否を判定する作動判定装置と、
作動可能と判定されると前記電動機器を作動し、作動不可と判定されると前記電動機器を作動しない駆動制御装置とを備える、乗物の制御システム。
【請求項９】
前記始動判定装置は、前記放電能力推定装置による推定時点から変化したであろう前記バッテリの充電及び放電状況にも基づいて前記アイドリング運転の停止の可否を判定する、請求項７に記載の乗物の制御システム。
【請求項１０】
前記作動判定装置は、前記放電能力推定装置により推定された推定結果と所定の作動判定基準とを比較して作動可否を判定し、且つ前記バッテリの温度に基づいて前記作動判定基準を補正する、請求項７乃至９の何れか１つに記載の乗物の制御システム。
【請求項１１】
エンジンのクランク軸を回転させて前記エンジンを始動させる電動機に電力を供給するバッテリの放電能力を推定する放電能力推定方法であって、
前記クランク軸の回転始動期間における前記クランク軸の角加速状態に基づいて前記バッテリの放電能力を推定する放電能力推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２４１２７（Ｐ２０１３−２４１２７Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９５５４（Ｐ２０１１−１５９５５４）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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