JP2013124633A

JP2013124633A - 内燃機関の出力制御装置

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Publication number: JP2013124633A
Application number: JP2011275028A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Iishima; 智司飯嶌
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: JP5752024B2

Abstract

【課題】クランク軸にクラッチ機構を介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる技術を提供することを課題とする。
【解決手段】図（ｃ）に示すように、エンジン回転速度が第１回転速度未満の領域（（１）〜（２））では、スロットルアクチュエータの出力を操作量に対応する値（図（ａ）での冷却ファン無し内燃機関の線）から減らすようにオフセットさせる。エンジン回転速度が第２回転速度を超える領域（（３）〜（４））では、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量（冷却ファン無し内燃機関の線）とする。エンジン回転速度が第１回転速度以上で第２回転速度以下の領域（（２）〜（３））では、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させる。
【効果】クラッチ機構の断接に伴って発生する内燃機関の出力の変動を抑えることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、スロットル・バイ・ワイヤ（Ｔｈｒｏｔｔｌｅ−ｂｙ−Ｗｉｒｅ）で出力制御される内燃機関に関する。

運転者がアクセルグリップを回転させると、この回転量をセンサで検出し、この検出情報に基づいて制御部が、スロットルアクチュエータを制御し内燃機関の出力を制御することが、スロットル・バイ・ワイヤ制御と呼ばれる。アクセルグリップとスロットル弁とを繋ぐワイヤが廃止できる他、検出情報に別の要素を加味して制御部により運転に適した制御が行えるなどの利点を有する。

制御例として、例えば、スロットル・バイ・ワイヤ制御で且つファーストアイドル時に内燃機関の回転数制御を行うことが知られている（例えば、特許文献１（図１〜図３）参照。）。

特許文献１は、それの図３でアイドル運転の制御フローを示しており、ステップＳ２でアイドル運転がファーストアイドルか否かを判別し、ステップＳ３で電気負荷が投入されたか否かを判別する。
そして、アイドル運転がファーストアイドルでなく且つ電気負荷が投入されていないときに、特許文献１の図１のバイパス通路による運転が選択され、内燃機関の回転数が抑えられる。ファーストアイドルと電気負荷有りの条件の少なくも一方が満たされたときに、特許文献１の図２のメイン通路による運転が選択され、内燃機関の回転数を増加させる。

このように、特許文献１では、スロットル・バイ・ワイヤ制御を採用することで、同一のスロットル開度でありながら、他の条件を加味して内燃機関の回転数を増減制御することができる。
ただし、特許文献１は、アイドル運転中に、電気負荷変動に対して影響を軽減する技術であり、走行中における駆動トルクの変化を想定していない。

負荷の１つに、冷却ファンがある。特に、小型の内燃機関では、クランク軸に冷却ファンを備える。クランク軸端に冷却ファンを備えると、始動時、アイドル運転中、走行中の何れにおいても、冷却ファンはクランク軸と共に回転する。

始動時など内燃機関が低温である場合は、冷却は不要である。そこで、クランク軸と冷却ファンとにクラッチ機構を介在させ、始動時などに冷却ファンを停止させることが、従来考えられていた。
ところで、クラッチ機構の切断／接続制御（以下、断接制御と略記する。）は、条件により、走行中にも行われる。

走行中に、クラッチ機構が切断状態から接続状態になると、負荷増加により、内燃機関の出力から冷却ファンの負荷分が差し引かれ、駆動輪へ供給される出力が減少する。
逆に走行中に、クラッチ機構が接続状態から切断状態になると、冷却ファンの負荷分が駆動輪へ供給され、出力が増加される。
結果、乗員への乗り心地が僅かであるが変化する。この変化はゼロ又は少ない方が乗り心地の点から望ましい。

上述したように、特許文献１は走行中の制御を考慮していないので、特許文献１に代わる対策が必要になる。
そこで、クランク軸にクラッチ機構を介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる技術が求められる。

特開平６−２２９２８２号公報

本発明は、クランク軸にクラッチ機構を介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、スロットル操作子の操作量を操作量センサで検出して制御部へ送り、前記操作量に応じて前記制御部でスロットルアクチュエータを制御し、内燃機関への吸気量を制御して前記内燃機関の出力を制御する内燃機関の出力制御装置であって、
前記内燃機関のクランク軸に、前記内燃機関を冷却する冷却ファンが備えられ、この冷却ファンと前記クランク軸との間に、クラッチ機構が備えられており、
前記制御部は、前記クラッチ機構の断接状態に対応して前記スロットルアクチュエータの作動量を、前記操作量に対応する値からオフセットさせて、前記クラッチ機構の断接に伴って発生する前記内燃機関の出力の変動を抑える制御を実施することを特徴とする。

請求項２に係る発明では、クラッチ機構は、クランク軸が第１回転速度に達したら接続を開始し、第１回転速度より高速である第２回転速度で接続が完了する遠心クラッチであり、記制御部は、クランク軸の回転速度が第１回転速度未満の領域では、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、クランク軸の回転速度が第２回転速度を超える領域では、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、クランク軸の回転速度が第１回転速度以上で第２回転速度以下の領域では、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、クラッチ機構は、クランク軸の回転速度が所定値未満で切断状態とされ、クランク軸の回転速度が所定値以上で接続状態とされる電磁クラッチであり、制御部に、所定値と、この所定値よりも小さな第１閾値と、所定値よりも大きな第２閾値が設定され、制御部は、回転速度が増加するときには、クランク軸の回転速度が第１閾値未満の領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、クランク軸の回転速度が所定値を超える領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、クランク軸の回転速度が第１閾値以上で所定値以下の領域で、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させる制御を行い、回転速度が減少するときには、クランク軸の回転速度が第２閾値を超える領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、クランク軸の回転速度が所定値未満の領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、クランク軸の回転速度が所定値以上で第２閾値以下の領域で、オフセットを回転速度の減少に対応して漸増させる制御を行うことを特徴とする。

請求項４に係る発明では、クラッチ機構では、内燃機関の温度が所定温度未満で切断状態とされ、内燃機関の温度が所定温度以上で接続状態とされる電磁クラッチであり、制御部に、所定温度と、この所定温度よりも低い第１閾温度と、所定温度よりも高い第２閾温度が設定され、制御部は、内燃機関の温度が増加するときには、内燃機関の温度が第１閾温度未満の領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、内燃機関の温度が所定温度を超える領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、内燃機関の温度が第１閾温度以上で所定温度以下の領域で、オフセットを内燃機関の温度の増加に対応して漸減させる制御を行い、内燃機関の温度が減少するときには、内燃機関の温度が第２閾温度を超える領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、内燃機関の温度が所定温度未満の領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、内燃機関の温度が所定温度以上で第２閾温度以下の領域で、オフセットを内燃機関の温度の減少に対応して漸増させる制御を行うことを特徴とする。

請求項５に係る発明では、クラッチ機構は、内燃機関の温度が所定温度未満で切断状態とされ、内燃機関の温度が所定温度以上で接続状態とされる電磁クラッチであり、制御部に、所定温度と、この所定温度よりも低い第１閾温度と、所定温度よりも高い第２閾温度が設定され、制御部は、車両が停止しているときの停車情報を取得したときに、電磁クラッチを切断状態にし、車両が走行しているときの走行情報を取得したときに、制御部は、内燃機関の温度が増加するときには、内燃機関の温度が第１閾温度未満の領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、内燃機関の温度が所定温度を超える領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、内燃機関の温度が第１閾温度以上で所定温度以下の領域で、オフセットを内燃機関の温度の増加に対応して漸減させる制御を行い、内燃機関の温度が減少するときには、内燃機関の温度が第２閾温度を超える領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とし、内燃機関の温度が所定温度未満の領域で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、内燃機関の温度が所定温度以上で第２閾温度以下の領域で、オフセットを内燃機関の温度の減少に対応して漸増させる制御を行うことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、制御部は、クラッチ機構の断接状態に対応してスロットルアクチュエータの作動量を、操作量に対応する値からオフセットさせてクラッチ機構の断接に伴って発生する内燃機関の出力の変動を抑える制御を実施する。
本発明によれば、クランク軸にクラッチ機構を介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる技術が提供される。

請求項２に係る発明では、内燃機関に遠心クラッチを介して冷却ファンが接続される。そして、制御部は、クランク軸の回転速度が第１回転速度以上で第２回転速度以下の領域では、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させる。すなわち、第２回転速度で遠心クラッチが接続を完了するが、この時にはオフセットがゼロとされ内燃機関の出力が増加しているため、冷却ファンの負荷が相殺され、走行中の負荷変動が軽減される。

請求項３に係る発明では、内燃機関に電磁クラッチを介して冷却ファンが接続される。そして、制御部は、回転速度が増加するときにはクランク軸の回転速度が第１閾値以上で所定値以下の領域で、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させる制御を行い、回転速度が減少するときにはクランク軸の回転速度が所定値以上で第２閾値以下の領域で、オフセットを回転速度の減少に対応して漸増させる制御を行う。

すなわち、回転数が増加中は、所定値で電磁クラッチを接続させるが、この時にはオフセットがゼロとされ内燃機関の出力が増加しているため、冷却ファンの負荷が相殺され、走行中の負荷変動が軽減される。また、回転数が減少中も所定値で電磁クラッチを切断させるが、この時にはオフセットを持たせることで内燃機関の出力を絞って、電磁クラッチ切断に伴う負荷変動が軽減され、走行中の乗り心地が良好に維持される。

請求項４に係る発明では、内燃機関に電磁クラッチを介して冷却ファンが接続される。そして、制御部は、内燃機関の温度が増加するときには、内燃機関の温度が第１閾温度以上で所定温度以下の領域で、オフセットを内燃機関の温度の増加に対応して漸減させる制御を行い、内燃機関の温度が減少するときには、内燃機関の温度が所定温度以上で第２閾温度以下の領域で、オフセットを内燃機関の温度の減少に対応して漸増させる制御を行う。

すなわち、内燃機関の温度が増加中は、所定値で電磁クラッチを接続させるが、この時にはオフセットがゼロとされ内燃機関の出力が増加しているため、冷却ファンの負荷が相殺され、走行中の負荷変動が軽減される。また、内燃機関の温度が減少中も所定値で電磁クラッチを切断させるが、この時にはオフセットを持たせることで内燃機関の出力を絞って、電磁クラッチ切断に伴う負荷変動が軽減され、走行中の乗り心地が良好に維持される。

請求項５に係る発明では、車両が走行しているときの走行情報を取得したときに請求項４の制御を実施し、停車情報を取得したときに電磁クラッチを切断状態にする。
走行中、負荷変動による乗員への乗り心地の変化を防止しつつ、停車中に制御により燃料消費の増加を防止することができる。

スクータ型車両の右側面図である。実施例１に係る内燃機関の要部拡大断面図である。図２の３−３線断面図である。実施例１に係るブロック構成図である。実施例１に係る、加速時の制御を説明する図である。実施例１に係る、減速時の制御を説明する図である。実施例２に係るブロック構成図である。実施例２に係る内燃機関の要部拡大断面図である。実施例２に係る、加速時の制御を説明する図である。実施例２に係る、減速時の制御を説明する図である。実施例３に係るブロック構成図である。実施例３に係る、加速時の制御を説明する図である。実施例３に係る、減速時の制御を説明する図である。実施例４に係るブロック構成図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、車両１０は、メインフレーム１１の前部に設けられるヘッドパイプ１２に操向自在にフロントフォーク１３が取付けられ、このフロントフォーク１３の上部にハンドル１４が固定され、フロントフォーク１３の下部に前輪１５が回転自在に取付けられ、メインフレーム１１の後端に連結部材１６を介してパワーユニット１７が上下スイング可能に取付けられ、このパワーユニット１７に駆動輪としての後輪１８が取付けられ、メインフレーム１１の後部から斜め上へリヤフレーム１９が延ばされ、このリヤフレーム１９にヘルメット２１が収納できる収納ボックス２２が取付けられ、この収納ボックス２２の車両後方位置にてリヤフレーム１９に燃料タンク２３が取付けられ、収納ボックス２２及び燃料タンク２３を覆うように、タンデムシート２４が取付られ、車体カバー２５で要部が囲われているスクータ型車両である。

パワーユニット１７には、前部に内燃機関２６が設けられる。この内燃機関２６に、燃焼用空気を浄化するエアクリーナ２７と燃焼ガスを排出する排気管２８が接続され、この排気管２８に消音器２９が接続される。パワーユニット１７とリヤフレーム１９とにリヤクッション３１が渡され、乗り心地性を高める。

図２は内燃機関の要部断面図であり、クランク軸３３の一端に、カップ状のロータ３４が取付けられ、このロータ３４に永久磁石３５が取付けられている。この永久磁石３５の内側に発電コイル３６が配置され、この発電コイル３６と永久磁石３５とで発電機３７が構成される。

ロータ３４にクラッチインナ３８がボルト３９で固定され、このクラッチインナ３８にウエイト４１、４１が取付けられる。これらのウエイト４１、４１を囲うようにしてクラッチアウタ４２が配置され、このクラッチアウタ４２に冷却ファン４３、４３が固定される。クラッチアウタ４２から軸部材４４が延びる。

クランクケース４５にファンカバー４６が取付けられ、このファンカバー４６の中央に軸部材４４を回転自在に支える軸受４７が取付けられ、この軸受４７を囲うようにしてファンカバー４６に空気取入れ用のルーバー４８が設けられる。

図３に示すように、一対のウエイト４１、４１は、スイング可能にピン４９、４９でクラッチインナ（図２、符号３８）に止められ、引張ばね５１、５１でクラッチ切断側に付勢される。クラッチインナ３８が回転されると、ウエイト４１、４１に遠心力が作用する。この遠心力により、引張ばね５１、５１の付勢力に抗して、ウエイト４１、４１は径外方へ移動し始める。回転速度が増加するとウエイト４１、４１がクラッチアウタ４２に接触し始める。このときの回転速度を「第１回転速度」と呼ぶ。

回転速度を更に増すと、ウエイト４１、４１がクラッチアウタ４２に十分に接触する。この接触により十分なトルクが伝達可能となる。この十分なトルクにより、冷却ファン４３、４３がクランク軸に同期して回される。このときの回転速度を「第２回転速度」と呼ぶ。

図２に示すように、クラッチインナ３８とウエイト４１、４１とクラッチアウタ４２とからなる遠心クラッチ５０を介して、クランク軸３３に冷却ファン４３が接続される。
クランク軸３３が第１回転速度に達すると、いわゆる半クラッチ状態になり、冷却ファン４３がクランク軸３３よりスリップ分だけ低い回転速度で回り始める。
クランク軸３３が第２回転速度に達すると、クラッチ接続状態になり、冷却ファン４３がクランク軸３３と同一の速度で回り始める。

以上に説明した遠心クラッチ５０を備える内燃機関の作用を次に説明する。
図４に示すように、クランク軸３３に遠心クラッチ５０を介して冷却ファン４３が設けられている。また、ハンドル１４にスロットル操作子５３が備えられる。このスロットル操作子５３は運転者が右手で回すことで操作される。この操作量（スロットル操作子５３の回転量）は、付属の操作量センサ５４で検出され、ハーネス（信号線）５５を介して制御部５６へ送られる。

制御部５６はスロットル操作子５３の操作量に応じてスロットルアクチュエータ５７に制御指令を出力し、スロットルアクチュエータ５７でスロット弁５８を開閉制御する。スロットル弁５８が開かれると内燃機関２６の出力が増加し、スロットル弁５８が絞られると内燃機関２６の出力が減少する。

図５で遠心クラッチを備える内燃機関が加速（回転速度が増加）するときの作用を説明する。
図５（ａ）に、上の線は、冷却ファンをクランク軸に備えない内燃機関の出力を示す。この出力はスロットル操作子の操作量に比例する。
一方、冷却ファンがフランク軸に固定されているときには、冷却ファンによる損失が発生する。この損失を差し引いたものが、「冷却ファン有り内燃機関」の線で示される。
すなわち、「冷却ファン有り内燃機関」は「冷却ファン無し内燃機関」に対して冷却ファンによる損失だけ、出力減側に「オフセット」していると言える。

図５（ｂ）に示すように、横軸がクランク軸回転速度（エンジン回転速度とも言う。以下同じ）のグラフにて、遠心クラッチは、第１回転速度未満の領域では「切断状態」となり、第１回転速度から接続が開始され、第２回転速度で接続が完成する。第２回転速度を超えた領域では、「接続状態」のままとなる。

図５（ｃ）は横軸がスロットル操作子の操作量、左縦軸が内燃機関の出力、右縦軸がスロットルアクチュエータの出力（作動量）であるグラフである。
実太線曲線でスロットルアクチュエータの出力が示され、破線曲線で内燃機関の出力が示される。

制御部は、図５（ｃ）中、（１）〜（２）の領域では、図５（ｂ）に示す「冷却ファン有り内燃機関」に沿うように、スロットルアクチュエータの出力を制御する。
また、制御部は、図５（ｃ）中、（３）〜（４）の領域では、図５（ｂ）に示す「冷却ファン無し内燃機関」に沿うように、スロットルアクチュエータの出力を制御する。
そして、制御部は、図５（ｃ）中、（２）〜（３）の領域では、スロットル操作子の操作量の増加に対応してオフレットが１．０から０になるように漸減させる。
すなわち、制御部は、スロットル操作子の操作量に応じて、太実線で示すように、スロットルアクチュエータを作動させる。

（２）〜（３）の領域では、いわゆる半クラッチ状態であるため、冷却ファンの回転速度はクランク軸の回転速度より小さく、冷却ファンの損失分は小さい。そのため、（３）の近傍では曲線が上に凸になるものの、この凸は小さい。
すなわち、内燃機関の出力（取出し可能な出力）は、破線で示すようになり、（３）の近傍で僅かに変化するものの、全体的にリニアーに変化する。ほぼ、リニアーであるため、乗り心地の変化は僅かである。

次に、遠心クラッチを備える内燃機関が減速（回転速度が減少）するときの作用を説明する。
図６（ａ）は、図５（ｂ）と同じであるため、説明を省略する。
図６（ｂ）にて、制御部は、（３）〜（２）の領域で、スロットル操作子の操作量の減少に対応してオフレットが０から１．０になるように漸増させる。

（３）〜（２）の領域では、いわゆる半クラッチ状態であるため、冷却ファンの回転速度はクランク軸の回転速度より小さく、冷却ファンの損失分は小さい。そのため、（２）の近傍では曲線が上に凸になるものの、この凸は小さい。
すなわち、内燃機関の出力（取出し可能な出力）は、破線で示すようになり、（２）の近傍で僅かに変化するものの、全体的にリニアーに変化する。
図５及び図６から、クランク軸に遠心クラッチを介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる。

この実施例１及び後述の実施例２〜４をまとめると、次の通りである。
図４、図７、図１１に示すように、スロットル操作子５３の操作量を操作量センサ５４で検出して制御部５６へ送り、操作量に応じて制御部５６でスロットルアクチュエータ５７を制御し、内燃機関２６への吸気量を制御して内燃機関２６の出力を制御する内燃機関の出力制御装置であって、内燃機関２６のクランク軸３３に、内燃機関２６を冷却する冷却ファン４３が備えられ、この冷却ファン４３とクランク軸３３との間に、クラッチ機構５０又は６０が備えられている。

そして、制御部（５６）は、図５（ｃ）、図６（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）に示すように、クラッチ機構５０又は６０の断接状態に対応してスロットルアクチュエータ５７の作動量（出力）を、操作量に対応する値からオフセットさせる制御を実施する。
結果、クラッチ機構５０又は６０の断接に伴って発生する内燃機関（２６）の出力の変動を抑えて乗り心地を改善することができる。

特に、実施例１においては、図５（ｂ）に示すように、クラッチ機構は、クランク軸が第１回転速度に達したら接続を開始し、第１回転速度より高速である第２回転速度で接続が完了する遠心クラッチである。
図５（ｃ）、図６（ｂ）に示すように、制御部は、エンジン回転速度（クランク軸回転速度）が第１回転速度未満の領域（（１）〜（２））では、スロットルアクチュエータの出力（作動量）を操作量に対応する値（図５（ａ）での冷却ファン無し内燃機関の線）から減らすようにオフセットさせる。

また、制御部は、クランク軸の回転速度が第２回転速度を超える領域（（３）〜（４））では、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量（冷却ファン無し内燃機関の線）とする。
また、制御部は、クランク軸の回転速度が第１回転速度以上で第２回転速度以下の領域（（２）〜（３））では、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させる。
結果、クラッチ機構の断接に伴って発生する内燃機関の出力の変動を抑えることができる。

なお、遠心クラッチの場合には、その接続開始又は切断開始の回転がばらつかないよう、ウエイトと引張りばねの組合せを選択することが好ましい。また、第１閾値や第２閾値は回転数のばらつきを考慮して幅広く設定されることが好ましい。

次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
図７に示すように、クランク軸３３に電磁クラッチ６０（詳細構造は後述する。）を介して冷却ファン４３が設けられている。また、ハンドル１４にスロットル操作子５３が備えられる。このスロットル操作子５３は運転者が右手で回すことで操作される。この操作量（回転量）は、付属の操作量センサ５４で検出され、ハーネス（信号線）５５を介して制御部５６へ送られる。

また、クランク軸３３の回転速度を検出するクランク軸速度センサ５９が内燃機関２６に付属され、このクランク軸速度センサ５９からクランク軸３３の回転速度情報が制御部５６へ送られる。

次に、電磁クラッチ６０の詳細構造を説明する。なお、図２と重複する構成要素については、図２の符号を流用することにより、詳細な説明を省略する。
図８に示すように、電磁クラッチ６０は、クランク軸３３に取付けられるクラッチインナ３８と、このクラッチインナ３８の外周部に設けられるスプライン６１に、軸方向移動可能に嵌められているインナクラッチプレート６２と、このインナクラッチプレート６２を挟むようにクラッチアウタ４２に固定されているアウタクラッチプレート６３と、クラッチアウタ４２の外側に配置される電磁石６４とからなる。

電磁石６４に通電されると、磁力が発生し、この磁力でインナクラッチプレート６２が引き寄せられる。すると、インナクラッチプレート６２がアウタクラッチプレート６３に押圧され、摩擦力が発生する。結果、クラッチ接続状態になり、冷却ファン４３がクランク軸３３と共に回転する。電磁石６４への通電制御は、制御部（図７、符号５６）で行われる。

電磁石６４への通電が停止されると、磁力が消滅し、インナクラッチプレート６２がアウタクラッチプレート６３から離れる。結果、クラッチ切断状態になり、クランク軸３３が回っていても冷却ファン４３は停止する。

図９で電磁クラッチを備える内燃機関が加速（回転速度が増加）するときの作用を説明する。
図９（ａ）は、図５（ａ）と同一であるため、説明を省略する。「冷却ファン有り内燃機関」は「冷却ファン無し内燃機関」に対して冷却ファンによる損失だけ、出力減側に「オフセット」している。このオフレットが図９（ｃ）、図１０（ｂ）で使われる。

図９（ｂ）に示すように、横軸がクランク軸回転速度（エンジン回転速度）のグラフにて、電磁クラッチを切断状態から接続状態に切り換える回転数を「所定値」と定める。この所定値は電磁クラッチを接続状態から切断状態に切り換える回転数でもある。
「所定値」から一定回転速度を減らした値を「第１閾値」とし、「所定値」にある量の回転速度を加えた値を「第２閾値」とし、制御部に「所定値」、「第１閾値」、「第２閾値」を予め設定する。

図９（ｃ）は横軸がスロットル操作子の操作量、左縦軸が内燃機関の出力、右縦軸がスロットルアクチュエータの出力（作動量）であるグラフである。
実太線曲線でスロットルアクチュエータの出力が示され、破線曲線で内燃機関の出力が示される。
（２）は第１閾値に合致し、（３）は所定値に合致する。

制御部は、図９（ｃ）中、（１）〜（２）の領域では、図９（ａ）に示す「冷却ファン有り内燃機関」に沿うように、スロットルアクチュエータの出力を制御する。
また、制御部は、図９（ｃ）中、（３）〜（４）の領域では、図９（ａ）に示す「冷却ファン無し内燃機関」に沿うように、スロットルアクチュエータの出力を制御する。
そして、制御部は、図９（ｃ）中、（２）〜（３）の領域では、スロットル操作子の操作量の増加に対応してオフレットが１．０から０になるように漸減させる。
すなわち、制御部は、スロットル操作子の操作量に応じて、太実線で示すように、スロットルアクチュエータを作動させる。

（２）〜（３）の領域では、スロットル弁が余分に開けられることにより、内燃機関出力が増加する。ただし、内燃機関出力の増加は時間遅れがあるため、（３）の近傍では曲線が上に凸になるものの、この凸は小さい。
すなわち、内燃機関の出力（取出し可能な出力）は、破線で示すようになり、（３）の近傍で僅かに変化するものの、全体的にリニアーに変化する。

次に、電磁心クラッチを備える内燃機関が減速（回転速度が減少）するときの作用を説明する。
図１０（ａ）は、図９（ｂ）と同じであるため、説明を省略する。
図１０（ｂ）にて、（５）は第２閾値に合致し、（６）は所定値に合致する。
制御部は、（５）〜（６）の領域で、スロットル操作子の操作量の減少に対応してオフレットが０から１．０になるように漸増させる。

（５）〜（６）の領域では、スロットル弁が多目に閉じられるために、内燃機関出力が低下する。（６）で電磁クラッチが接続状態から切断状態に切換わり、冷却ファンが切り離されるため、ファン損失分がゼロになる。ファン損失分だけ内燃機関出力が急増する。この急増分と事前の減少分とが相殺される。すなわち、（６）の近傍で曲線が上に凸になるものの、この凸は小さい。
すなわち、内燃機関の出力（取出し可能な出力）は、破線で示すようになり、（６）の近傍で僅かに変化するものの、全体的にリニアーに変化する。
図９及び図１０から、クランク軸に電磁クラッチを介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる。

実施例２をまとめると次の通りである。
図９（ｂ）に示すように、クラッチ機構は、エンジン回転速度（クランク軸の回転速度）が所定値未満で切断状態とされ、所定値以上で接続状態とされる電磁クラッチである。
制御部に、所定値と、この所定値よりも小さな第１閾値と、所定値よりも大きな第２閾値が予め設定されている。

図９（ｃ）に示すように、制御部は、回転速度が増加するときには、クランク軸の回転速度が第１閾値未満の領域（（１）〜（２））で、スロットルアクチュエータの出力（作動量）を操作量に対応する値（冷却ファン無し内燃機関の線）から減らすようにオフセットさせる。
また、制御部は、クランク軸の回転速度が所定値を超える領域（（３）〜（４））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量（冷却ファン無し内燃機関の線）とする。

また、クランク軸の回転速度が第１閾値以上で所定値以下の領域（（２）〜（３））で、オフセットを回転速度の増加に対応して漸減させる制御を行う。

図１０（ｂ）に示すように、回転速度が減少するときには、クランク軸の回転速度が第２閾値を超える領域（（４）〜（５））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とする。
また、クランク軸の回転速度が所定値未満の領域（（６）〜（７））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせる。
また、クランク軸の回転速度が所定値以上で第２閾値以下の領域（（５）〜（６））で、オフセットを回転速度の減少に対応して漸増させる制御を行う。

この実施例２によれば、回転数が増加中は、所定値で電磁クラッチを接続させるが、この時にはオフセットがゼロとされ内燃機関の出力が増加しているため、冷却ファンの負荷が相殺され、走行中の負荷変動が軽減される。また、回転数が減少中も所定値で電磁クラッチを切断させるが、この時にはオフセットを持たせることで内燃機関の出力を絞って、電磁クラッチ切断に伴う負荷変動が軽減され、走行中の乗り心地が良好に維持される。

次に、本発明の実施例３を図面に基づいて説明する。
図１１に示すように、クランク軸３３に電磁クラッチ６０を介して冷却ファン４３が設けられている。また、ハンドル１４にスロットル操作子５３が備えられる。このスロットル操作子５３は運転者が右手で回すことで操作される。この操作量（回転量）は、付属の操作量センサ５４で検出され、ハーネス（信号線）５５を介して制御部５６へ送られる。

また、内燃機関２６の温度を検出する温度センサ６６が内燃機関２６に付属され、この温度センサ６６から内燃機関２６の温度情報が制御部５６へ送られる。

図１２で電磁クラッチを備える内燃機関が加速（回転速度が増加）するときの作用を説明する。
図１２（ａ）は、図９（ａ）と同一であるため、説明を省略する。「冷却ファン有り内燃機関」は「冷却ファン無し内燃機関」に対して冷却ファンによる損失だけ、出力減側に「オフセット」している。このオフレットが図１２（ｃ）、図１３（ｂ）で使われる。

図１２（ｂ）に示すように、横軸がエンジン温度（内燃機関の温度）のグラフにて、電磁クラッチを切断状態から接続状態に切り換える回転数を「所定値温度」と定める。この所定温度は電磁クラッチを接続状態から切断状態に切り換える回転数でもある。
「所定値温度」から一定温度を減らした温度を「第１閾温度」とし、「所定温度」にある大きさの温度を加えた温度を「第２閾温度」とし、制御部に「所定温度」、「第１閾温度」、「第２閾温度」を予め設定しておく。

図１２（ｃ）は横軸がスロットル操作子の操作量、左縦軸が内燃機関の出力、右縦軸がスロットルアクチュエータの出力（作動量）であるグラフである。
実太線曲線でスロットルアクチュエータの出力が示され、破線曲線で内燃機関の出力が示される。
（２）は第１閾温度に合致し、（３）は所定温度に合致する。

制御部は、図１２（ｃ）中、（１）〜（２）の領域では、図１２（ａ）に示す「冷却ファン有り内燃機関」に沿うように、スロットルアクチュエータの出力を制御する。
また、制御部は、図１２（ｃ）中、（３）〜（４）の領域では、図１２（ａ）に示す「冷却ファン無し内燃機関」に沿うように、スロットルアクチュエータの出力を制御する。
そして、制御部は、図１２（ｃ）中、（２）〜（３）の領域では、スロットル操作子の操作量の増加に対応してオフレットが１．０から０になるように漸減させる。
すなわち、制御部は、スロットル操作子の操作量に応じて、太実線で示すように、スロットルアクチュエータを作動させる。

次に、電磁心クラッチを備える内燃機関が減速（回転速度が減少）するときの作用を説明する。
図１３（ａ）は、図１２（ｂ）と同じであるため、説明を省略する。
図１３（ｂ）にて、（５）は第２閾温度に合致し、（６）は所定温度に合致する。
制御部は、（５）〜（６）の間で、スロットル操作子の操作量の減少に対応してオフレットが０から１．０になるように漸増させる。

（５）〜（６）の領域では、スロットル弁が多目に閉じられるために、内燃機関出力が低下する。（６）で電磁クラッチが接続状態から切断状態に切換わり、冷却ファンが切り離されるため、ファン損失分がゼロになる。ファン損失分だけ内燃機関出力が急増する。この急増分と事前の減少分とが相殺される。すなわち、（６）の近傍で曲線が上に凸になるものの、この凸は小さい。
すなわち、内燃機関の出力（取出し可能な出力）は、破線で示すようになり、（６）の近傍で僅かに変化するものの、全体的にリニアーに変化する。
図１２及び図１３から、クランク軸に電磁クラッチを介して冷却ファンが接続される内燃機関において、走行中の負荷変動を軽減することができる。

実施例３は次のようにまとめることができる。
図１２（ｂ）に示すように、クラッチ機構は、内燃機関の温度（エンジン温度）が所定温度未満で切断状態とされ、内燃機関の温度が所定温度以上で接続状態とされる電磁クラッチである。そして、制御部に、所定温度と、この所定温度よりも低い第１閾温度と、所定温度よりも高い第２閾温度が予め設定される。

図１２（ｃ）に示すように、制御部は、内燃機関の温度が増加するときには、内燃機関の温度が第１閾温度未満の領域（（１）〜（２））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせる。
また、内燃機関の温度が所定温度を超える領域（（３）〜（４））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とする。
また、内燃機関の温度が第１閾温度以上で所定温度以下の領域（（２）〜（３））で、オフセットを内燃機関の温度の増加に対応して漸減させる制御を行う。

図１３（ｃ）に示すように、内燃機関の温度が減少するときには、内燃機関の温度が第２閾温度を超える領域（（４）〜（５））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する量とする。
また、内燃機関の温度が所定温度未満の領域（（６）〜（７））で、スロットルアクチュエータの作動量を操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせる。
また、内燃機関の温度が所定温度以上で第２閾温度以下の領域（（５）〜（６））で、オフセットを内燃機関の温度の減少に対応して漸増させる制御を行う。

この実施例３によれば、実施例２と同様に、回転数が増加中は、所定値で電磁クラッチを接続させるが、この時にはオフセットがゼロとされ内燃機関の出力が増加しているため、冷却ファンの負荷が相殺され、走行中の負荷変動が軽減される。また、回転数が減少中も所定値で電磁クラッチを切断させるが、この時にはオフセットを持たせることで内燃機関の出力を絞って、電磁クラッチ切断に伴う負荷変動が軽減され、走行中の乗り心地が良好に維持される。

実施例３の変更例である実施例４を、図面に基づいて説明する。
図１４に示すように、前輪１５に車速センサ６７が備えられ、この車速センサ６７から車速情報が制御部５６に送られる。制御部５６は車速情報に基づいて、停車中と走行中とを識別する。
そして、制御部５６は、停車中には内燃機関２６の温度に無関係に電磁クラッチ６０を切断状態にし、走行中には、図１２及び図１３に基づく制御を実施する。
負荷変動による乗員への乗り心地の変化を防止しつつ、停車中に制御により燃料消費の増加を防止することができる。

尚、本発明の出力制御装置は、スクータ型車両に好適であるが、クランク軸にクラッチ機構を介して冷却ファンを接続する内燃機関を搭載する車両であればよく、小型自動二輪車、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。

本発明の出力制御装置は、スクータ型車両に好適である。

１０…車両、２６…内燃機関、３３…クランク軸、４３…冷却ファン、５０…遠心クラッチ、５３…スロットル操作子、５４…操作量センサ、５６…制御部、５７…スロットルアクチュエータ、５９…クランク軸速度センサ、６０…電磁クラッチ、６６…温度センサ、６７…車速センサ。

Claims

スロットル操作子（５３）の操作量を操作量センサ（５４）で検出して制御部（５６）へ送り、前記操作量に応じて前記制御部（５６）でスロットルアクチュエータ（５７）を制御し、内燃機関（２６）への吸気量を制御して前記内燃機関（２６）の出力を制御する内燃機関の出力制御装置であって、
前記内燃機関（２６）のクランク軸（３３）に、前記内燃機関（２６）を冷却する冷却ファン（４３）が備えられ、この冷却ファン（４３）と前記クランク軸（３３）との間に、クラッチ機構（５０又は６０）が備えられており、
前記制御部（５６）は、前記クラッチ機構（５０又は６０）の断接状態に対応して前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を、前記操作量に対応する値からオフセットさせて、前記クラッチ機構（５０又は６０）の断接に伴って発生する前記内燃機関（２６）の出力の変動を抑える制御を実施することを特徴とする内燃機関の出力制御装置。
前記クラッチ機構（５０）は、前記クランク軸（３３）が第１回転速度に達したら接続を開始し、前記第１回転速度より高速である第２回転速度で接続が完了する遠心クラッチ（５０）であり、
前記制御部（５６）は、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記第１回転速度未満の領域では、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記第２回転速度を超える領域では、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記第１回転速度以上で前記第２回転速度以下の領域では、前記オフセットを前記回転速度の増加に対応して漸減させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。
前記クラッチ機構（６０）は、前記クランク軸（３３）の回転速度が所定値未満で切断状態とされ、前記クランク軸（３３）の回転速度が所定値以上で接続状態とされる電磁クラッチ（６０）であり、
前記制御部（５６）に、前記所定値と、この所定値よりも小さな第１閾値と、前記所定値よりも大きな第２閾値が設定され、
前記制御部（５６）は、
前記回転速度が増加するときには、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記第１閾値未満の領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記所定値を超える領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記第１閾値以上で前記所定値以下の領域で、前記オフセットを前記回転速度の増加に対応して漸減させる制御を行い、
前記回転速度が減少するときには、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記第２閾値を超える領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記所定値未満の領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記クランク軸（３３）の回転速度が前記所定値以上で前記第２閾値以下の領域で、前記オフセットを前記回転速度の減少に対応して漸増させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。
前記クラッチ機構（６０）は、前記内燃機関（２６）の温度が所定温度未満で切断状態とされ、前記内燃機関（２６）の温度が所定温度以上で接続状態とされる電磁クラッチ（６０）であり、
前記制御部（５６）に、前記所定温度と、この所定温度よりも低い第１閾温度と、前記所定温度よりも高い第２閾温度が設定され、
前記制御部（５６）は、
前記内燃機関（２６）の温度が増加するときには、前記内燃機関（２６）の温度が前記第１閾温度未満の領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記内燃機関（２６）の温度が前記所定温度を超える領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記内燃機関（２６）の温度が前記第１閾温度以上で前記所定温度以下の領域で、前記オフセットを前記内燃機関（２６）の温度の増加に対応して漸減させる制御を行い、
前記内燃機関（２６）の温度が減少するときには、前記内燃機関（２６）の温度が前記第２閾温度を超える領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記内燃機関（２６）の温度が前記所定温度未満の領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記内燃機関（２６）の温度が前記所定温度以上で前記第２閾温度以下の領域で、前記オフセットを前記内燃機関（２６）の温度の減少に対応して漸増させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。
前記クラッチ機構（６０）は、前記内燃機関（２６）の温度が所定温度未満で切断状態とされ、前記内燃機関（２６）の温度が所定温度以上で接続状態とされる電磁クラッチ（６０）であり、
前記制御部（５６）に、前記所定温度と、この所定温度よりも低い第１閾温度と、前記所定温度よりも高い第２閾温度が設定され、
前記制御部（５６）は、車両が停止しているときの停車情報を取得したときに、前記電磁クラッチ（６０）を切断状態にし、
車両が走行しているときの走行情報を取得したときに、前記制御部（５６）は、
前記内燃機関（２６）の温度が増加するときには、前記内燃機関（２６）の温度が前記第１閾温度未満の領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記内燃機関（２６）の温度が前記所定温度を超える領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記内燃機関（２６）の温度が前記第１閾温度以上で前記所定温度以下の領域で、前記オフセットを前記内燃機関（２６）の温度の増加に対応して漸減させる制御を行い、
前記内燃機関（２６）の温度が減少するときには、前記内燃機関（２６）の温度が前記第２閾温度を超える領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する量とし、前記内燃機関（２６）の温度が前記所定温度未満の領域で、前記スロットルアクチュエータ（５７）の作動量を前記操作量に対応する値から減らすようにオフセットさせ、前記内燃機関（２６）の温度が前記所定温度以上で前記第２閾温度以下の領域で、前記オフセットを前記内燃機関（２６）の温度の減少に対応して漸増させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。