JP2017120036A - 内燃機関冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の冷態運転時の性能向上を図りながらも、簡素な構成にて内燃機関の暖気後の通常運転時におけるポンプ駆動効率を高める。
【解決手段】内燃機関冷却システムは、内燃機関と、前記内燃機関を冷却する冷却液を循環させる冷却液ポンプと、前記内燃機関のクランク軸から前記冷却液ポンプに動力を伝達する動力伝達機構と、を備え、前記動力伝達機構は、前記クランク軸から前記冷却液ポンプへの動力伝達を接続又は切断するクラッチ装置と、前記クラッチ装置の前記クランク軸側に位置する上流側回転体と、前記クラッチ装置の前記冷却液ポンプ側に位置する下流側回転体と、を有し、前記クラッチ装置は、ドッグクラッチと、前記ドッグクラッチを動作させるアクチュエータと、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関からの動力で駆動される冷却液ポンプを用いて内燃機関が冷却される内燃機関冷却システムに関する。

乗物のエンジンには、クランク軸の回転に機械的に連動するウォーターポンプが設けられている。エンジンが始動されると、ウォーターポンプにより循環させられる冷却水がエンジンを冷却する。ところで、特許文献１には、クランク軸とウォーターポンプとの間の動力伝達経路に電磁クラッチを設け、電磁クラッチによってクランク軸からウォーターポンプへの動力伝達を切断可能とした構成が開示されている。この構成であれば、エンジン運転中において、エンジンの冷却水温度が低いときにはウォーターポンプを停止させ、エンジンの冷却水温度が高いときにはウォーターポンプを駆動させることが可能となる。

特表２０１１−５１２５０３号公報

しかし、特許文献１では、電磁クラッチが摩擦抵抗を利用して接続状態を保つ構成であるため、ウォーターポンプの駆動時のクランク軸からウォーターポンプへの動力伝達にはエネルギー損失が生じる。内燃機関の動作においては、冷態運転時間よりも暖気後の通常運転時間の方が長くなるため、冷態運転時の性能向上のために通常運転時の効率が下がることは避けるべきである。また、特許文献１の電磁クラッチは多くの構成部品からなるため、装置の部品点数が増大することにもなる。

そこで本発明は、内燃機関の冷態運転時の性能向上を図りながらも、簡素な構成にて内燃機関の暖気後の通常運転時におけるポンプ駆動効率を高めることを目的とする。

本発明の一態様に係る内燃機関冷却システムは、内燃機関と、前記内燃機関を冷却する冷却液を循環させる冷却液ポンプと、前記内燃機関のクランク軸から前記冷却液ポンプに動力を伝達する動力伝達機構と、を備え、前記動力伝達機構は、前記クランク軸から前記冷却液ポンプへの動力伝達を接続又は切断するクラッチ装置と、前記クラッチ装置の前記クランク軸側に位置する上流側回転体と、前記クラッチ装置の前記冷却液ポンプ側に位置する下流側回転体と、を有し、前記クラッチ装置は、ドッグクラッチと、前記ドッグクラッチを動作させるアクチュエータと、を有する。

前記構成によれば、内燃機関と冷却液ポンプとの間に設けるクラッチとしてドッグクラッチが用いられ、摩擦抵抗ではなく噛み合いによりクラッチ接続状態が保たれるので、当該接続状態におけるクランク軸から冷却液ポンプへの動力伝達効率が良くなる。よって、内燃機関の冷態運転時における性能向上（例えば、燃費向上及び触媒早期活性化）を図りながらも、内燃機関の暖気後の通常運転時における冷却液ポンプの駆動効率を高めることができる。また、内燃機関と冷却液ポンプとの間に設けるクラッチとしてドッグクラッチを用いることで、クラッチ装置の部品点数も低減できる。

前記ドッグクラッチは、前記上流側回転体又は前記下流側回転体のいずれか一方からなる第１回転体に設けられた第１クラッチ要素と、前記上流側回転体又は前記下流側回転体のいずれか他方からなる第２回転体に設けられた第２クラッチ要素と、を有し、前記第１クラッチ要素又は前記第２クラッチ要素のいずれか一方は、前記第１回転体及び前記第２回転体の軸線方向に突出するドッグを含み、前記第１クラッチ要素又は前記第２クラッチ要素のいずれか他方は、前記ドッグが係合するドッグ穴を含み、前記第２クラッチ要素は、前記第２回転体に対して前記軸線方向にスライド可能な状態で前記第２回転体と共回転するように前記第２回転体に嵌合しており、前記アクチュエータは、前記第２クラッチ要素を前記第２回転体に対して前記軸線方向にスライドさせる構成としてもよい。

前記構成によれば、第２回転体側の部材（例えば、冷却液ポンプのインペラ、又は、クランク軸側のドライブシャフト）を軸線方向に静止させたまま、簡素な構成にてドッグクラッチを動作させることができる。

前記第２クラッチ要素は、前記第２回転体の外周面にスプライン接続された筒部を含み、前記アクチュエータは、前記筒部の径方向外側に配置された電磁コイルを有し、前記筒部は、前記電磁コイルで発生する磁力が作用する磁性体を含む構成としてもよい。

前記構成によれば、第２クラッチ要素の筒部が第２回転体よりも大径になるため、第２クラッチ要素の強度が向上するとともに、電磁コイルで発生する磁力を第２クラッチ要素に作用させ易くすることができる。

冷却液ポンプが駆動開始してからエンジンの温度が実際に下がるまでにはタイムラグが生じるので、内燃機関が急激に昇温した場合には、内燃機関が一時的に過熱状態になる可能性がある。そこで、前記内燃機関冷却システムは、前記冷却液の温度を検出する第１センサと、前記第１センサとは異なり、かつ、前記内燃機関の状態又は前記内燃機関への入力を検出する第２センサと、前記第１センサで検出される冷却液温度と前記第２センサで検出される情報とに応じて前記クラッチ装置を制御するコントローラと、を更に備え、前記コントローラは、前記冷却液温度が閾値以上であると判定されると、前記クラッチ装置を接続状態にし、前記冷却液温度が閾値未満であると判定されると、前記クラッチ装置を切断状態にし、かつ、前記コントローラは、前記内燃機関の状態又は前記内燃機関への入力が所定の異常燃焼条件を満たすと判定されると、前記クラッチ装置を接続状態にする又は前記閾値を下げる構成としてもよい。

前記構成とすれば、内燃機関の状態又は内燃機関への入力が所定の異常燃焼条件を満たすときには、冷却液温度が低くても、クラッチ装置を接続状態にする又は閾値を下げることで、冷却液ポンプを早期に駆動開始させることができ、内燃機関の一時的な過熱を防止できる。よって、冷態運転時に冷却液ポンプを停止する構成としても、ノッキング等の異常燃焼を好適に抑制できる。また、内燃機関の一時的な過熱を防止できるため、通常時の閾値を低く設定しておく必要がなくなり、冷却液ポンプの非駆動期間を十分に確保できる。

本発明によれば、内燃機関の冷態運転時の性能向上を図りながらも、簡素な構成にて内燃機関の暖気後の通常運転時におけるポンプ駆動効率を高めることができる。

第１実施形態に係る内燃機関冷却システムを搭載した自動二輪車の要部側面図である。 図１に示す内燃機関冷却システムを含む駆動系統の模式図である。 図２に示す内燃機関冷却システムの動作を説明するフローチャートである。 第２実施形態に係る内燃機関冷却システムのブロック図である。 図４に示す内燃機関冷却システムの動作を説明するフローチャートである。 第３実施形態に係る内燃機関冷却システムの動作を説明するフローチャートである。 第４実施形態に係る内燃機関冷却システムの動作を説明するフローチャートである。 第５実施形態に係る内燃機関冷却システムの要部の模式図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る内燃機関冷却システム２０を搭載した自動二輪車１の要部側面図である。図１に示すように、自動二輪車１は、エンジンＥ（内燃機関）の動力を利用してエンジンＥを水冷する内燃機関冷却システム２０を備える。自動二輪車１は、車体フレーム２と、車体フレーム２に搭載されたエンジンＥと、を備える。車体フレーム２は、ステアリングシャフトを回動自在に支持するヘッドパイプ部２ａと、ヘッドパイプ部２ａから後方に延びるメインフレーム部２ｂと、メインフレーム部２ｂの後端から下方に延びるピボットフレーム部２ｃと、メインフレーム部２ｂ及びピボットフレーム部２ｃから後方に延びるリヤフレーム部２ｄと、を有する。メインフレーム部２ｂの下方には、メインフレーム部２ｂ及びピボットフレーム部２ｃに支持された状態でエンジンＥが配置されている。

エンジンＥは、燃焼によってピストン（図示せず）が押し下げられることで回転するクランク軸３を有する。クランク軸３が収容されるクランクケース４の後部にはミッションケース５が一体化され、ミッションケース５の内部には歯車式の変速機６（図２参照）が収容されている。変速機６は、入力軸７（図２参照）及び出力軸８を有する。出力軸８の左端部は、ミッションケース５の外部に突出し、出力軸８の回転動力はチェーン９を介して後輪に伝達される。クランクケース４には、エンジンＥ及び変速機６にオイルを潤滑させるオイルポンプ（図示せず）が取り付けられている。クランクケース４の下部には、オイルを溜めるオイルパン１１が取り付けられている。クランクケース４の前部には、オイルを浄化するオイルフィルタ１２が取り付けられている。

エンジンＥは、そのシリンダブロック及びシリンダヘッドに冷却流路（図示せず）が形成られている。メインフレーム部２ｂの前部から垂下するハンガーブラケット２ｅには、ラジエータ１３が支持されている。ラジエータ１３は、走行風が通過するように前面を前方に向けて配置されている。クランクケース４の左側部には、冷却水（冷却液）を循環させるウォーターポンプ１４（冷却液ポンプ）が取り付けられている。ウォーターポンプ１４は、第１ホース１５によってラジエータ１３から導かれた冷却水を第２ホース１６によってエンジンＥの冷却流路へと圧送する。エンジンＥの冷却流路を流出した昇温した冷却水は、第３ホース１７によってラジエータ１３に導かれる。このように、エンジンＥの冷却流路、ラジエータ１３、ウォーターポンプ１４及び第１〜第３ホース１５〜１７によって、エンジンＥを冷却する循環流路が形成されている。

図２は、図１に示す内燃機関冷却システム２０を含む駆動系統の模式図である。図２に示すように、エンジンＥのクランク軸３の右端部には、ギヤ２１が設けられている。そのギヤ２１には、変速機６の入力軸７に回転自在に外嵌されたクラッチギヤ２２が噛合している。入力軸７の端部にはクラッチギヤ２２と対向する摩擦式のメインクラッチ２３が固定されている。即ち、メインクラッチ２３がクラッチギヤ２２と接続された状態で、入力軸７がクランク軸３と連動して回転する。入力軸７には、ギヤ１９を介してオイルポンプ（図示せず）が接続され、入力軸７の回転に連動してオイルポンプが駆動される。入力軸７には歯車列２４を介して出力軸８が変速可能に結合されている。出力軸８の左端部には駆動スプロケット２５が設けられ、後輪１０の車軸１０ａには従動スプロケット２６が設けられ、駆動スプロケット２５と従動スプロケット２６との間にチェーン９が巻き掛けられている。

内燃機関冷却システム２０は、エンジンＥと、ウォーターポンプ１４と、動力伝達機構２７と、バッテリ２８と、水温センサ２９と、コントローラ３０（ＥＣＵ）と、を備える。動力伝達機構２７は、エンジンＥのクランク軸３からウォーターポンプ１４に動力を伝達する。動力伝達機構２７は、偏心錘３３が設けられ且つクランク軸３からの回転動力が一対のギヤ３１，３２を介して伝達されるバランサ軸３４と、バランサ軸３４からウォーターポンプ１４への動力伝達を接続又は切断する電磁クラッチ３５（クラッチ装置）と、電磁クラッチ３５に接続されてウォーターポンプ１４に回転動力を入力するポンプ軸３６と、を備える。即ち、バランサ軸３４が、電磁クラッチ３５のクランク軸３側に位置する上流側回転体に相当し、ポンプ軸３６が、電磁クラッチ３５のウォーターポンプ１４側に位置する下流側回転体に相当する。

ウォーターポンプ１４は、ポンプ軸３６に連結されたインペラ１４ａを有する。ウォーターポンプ１４を含む循環流路には、冷却水の温度を検出する水温センサ２９が設けられている。コントローラ３０は、水温センサ２９で検出される水温Ｔに応じて電磁クラッチ３５を制御する。電磁クラッチ３５は、ドッグクラッチ３７と、ドッグクラッチ３７を動作させる電磁アクチュエータ３８と、電磁アクチュエータ３８への通電又は非通電を切り替えるリレー３９と、を有する。ドッグクラッチ３７は、バランサ軸３４に設けられた第１クラッチ要素４１と、ポンプ軸３６に設けられた第２クラッチ要素４２と、を有する。第１クラッチ要素４１は、バランサ軸３４及びポンプ軸３６の軸線方向Ｘに開口した複数の孔である複数のドッグ穴４１ａを有し、バランサ軸３４に固定されている。第２クラッチ要素４２は、軸線方向Ｘに突出してドッグ穴４１ａに係合可能な複数の突起である複数のドッグ４２ａを有する。

第１クラッチ要素４１は、バランサ軸３４に固定されている。第２クラッチ要素４２は、ポンプ軸３６に対して軸線方向Ｘにスライド可能な状態でポンプ軸３６と共回転するようにポンプ軸３６に嵌合している。具体的には、ポンプ軸３６の外周面には、スプライン溝が形成されている。第２クラッチ要素４２は、内周面にスプライン溝が形成された筒部４２ｂと、筒部４２ｂの第１クラッチ要素４１側の開口を閉鎖する端板部４２ｃとを有し、筒部４２ｂがポンプ軸３６の外周面にスプライン接続されている。ドッグ４２ａは、端板部４２ｃから突出している。第２クラッチ要素４２は、少なくとも筒部４２ｂに磁性体を含んでいる。第２クラッチ要素４２とポンプ軸３６との間には、筒部４２ｂ内においてバネ４３が介設されている。バネ４３は、軸線方向Ｘにおいて第２クラッチ要素４２が第１クラッチ要素４１に近づく側にスライドするように第２クラッチ要素４２を付勢する。

電磁アクチュエータ３８は、第２クラッチ要素４２の筒部４２ｂの径方向外側に配置された電磁コイル４４を有する。電磁コイル４４には、リレー３９を介してバッテリ２８が接続されている。リレー３９は、自動二輪車１の電源がＯＦＦになるとリレー３９の接点が開かれるよう構成されている。電磁コイル４４が励磁されると、その磁力が磁性体を含む筒部４２ｂに作用することで、軸線方向Ｘにおいて第２クラッチ要素４２が第１クラッチ要素４１から離れる側にスライドするよう駆動され、ドッグ４２ａが第１クラッチ要素４１のドッグ穴４１ａから離脱する。即ち、電磁アクチュエータ３８は、第２クラッチ要素４２をプランジャーとして機能させるソレノイドである。電磁コイル４４が非通電状態のときは、バネ４３の付勢力により、第２クラッチ要素４２のドッグ４２ａが第１クラッチ要素４１のドッグ穴４１ａに係合される。

図３は、図２に示す内燃機関冷却システム２０の動作を説明するフローチャートである。図２及び３に示すように、先ず、運転者が自動二輪車１の電源をＯＮにすると、コントローラ３０に給電されて、コントローラ３０において冷却水温度が利用可能となるように水温センサ２９が起動される（ステップＳ１）。次いで、コントローラ３０は、水温センサ２９により検出された水温Ｔが閾値Ｔａ（例えば、５０℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。コントローラ３０は、水温Ｔが閾値Ｔａ以上であると判定すると、リレー３９を切断状態にすることでドッグクラッチ３７を接続状態にする（ステップＳ３）。他方、コントローラ３０は、水温Ｔが閾値Ｔａ未満であると判定すると、リレー３９を接続状態にすることでドッグクラッチ３７を切断状態にする（ステップＳ４）。ステップＳ３又はステップＳ４の後は、ステップＳ２に戻る。

以上に説明した構成によれば、エンジンＥとウォーターポンプ１４との間の電磁クラッチ３５にドッグクラッチ３７が用いられ、摩擦抵抗ではなく噛み合いにより電磁クラッチ３５の接続状態が保たれるので、クランク軸３からウォーターポンプ１４への動力伝達効率が良くなる。よって、エンジンＥの冷態運転時における性能向上（例えば、燃費向上及び触媒早期活性化）を図りながらも、エンジンＥの暖気後の通常運転時におけるウォーターポンプ１４の駆動効率を高めることができる。また、電磁クラッチ３５にドッグクラッチ３７を用いることで、電磁クラッチ３５の部品点数も低減できる。

また、電磁コイル４４が励磁されたときには、第２クラッチ要素４２がポンプ軸３６に対して軸線方向Ｘにスライドするので、ポンプ軸３６を軸線方向Ｘに静止させたまま電磁クラッチ３５を動作させることができる。よって、簡素な構成でありながら、電磁クラッチ３５の動作状態にかかわらず、ウォーターポンプ１４のインペラ１４ａの軸線方向Ｘの位置を容易に固定できる。また、第２クラッチ要素４２の磁性体を含む筒部４２ｂが、ポンプ軸３６の外周面にスプライン接続されてポンプ軸３６よりも大径になるため、第２クラッチ要素４２の強度が向上するとともに、電磁コイル４４で発生する磁力を筒部４２ｂに作用させ易くすることができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る内燃機関冷却システム１２０のブロック図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図４に示すように、第２実施形態の内燃機関冷却システム１２０では、コントローラ１３０に、水温センサ２９（第１センサ）の他にも、エンジンＥの状態（例えば、エンジンの振動）又はエンジンＥへの入力（例えば、スロットル開度、吸気圧、吸気温度及び大気圧）を検出する第２センサが接続されている。具体的には、コントローラ１３０には、ノックセンサ１０１、スロットル開度センサ１０２、吸気圧センサ１０３、吸気温センサ１０４及び大気圧センサ１０５が第２センサとして接続されている。

ノックセンサ１０１は、エンジンＥに取り付けられ、エンジンＥの所定以上の振動を圧電素子にて検知することで、ノッキングの発生を検出する。スロットル開度センサ１０２は、エンジンＥに接続されたスロットル装置（図示せず）に取り付けられ、スロットル弁の開度を検出する。吸気圧センサ１０３は、前記スロットル装置に取り付けられ、スロットル弁の下流側を流れる吸気の圧力を検出する。吸気温センサ１０４は、前記スロットル装置（図示せず）に取り付けられ、スロットル弁の上流側を流れる吸気の温度を検出する。大気圧センサ１０５は、外気に露出した状態で配置され、大気圧を検出する。コントローラ１３０は、水温センサ２９で検出される冷却液温度に応じて電磁クラッチ３５を制御するだけでなく、ノックセンサ１０１、スロットル開度センサ１０２、吸気圧センサ１０３のうち少なくとも１つのセンサ、及び／又は、吸気温センサ１０４及び大気圧センサ１０５の一組のセンサで検出される情報に応じても電磁クラッチ３５を制御する。

図５は、図４に示す内燃機関冷却システム１２０の動作を説明するフローチャートである。なお、図５において、ステップＳ１〜Ｓ４は第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。図４及び５に示すように、コントローラ１３０は、ステップＳ２において、水温Ｔが閾値Ｔａ未満であると判定すると、ノックセンサ１０１、スロットル開度センサ１０２及び吸気圧センサ１０３のうち少なくとも１つセンサからの情報に基づいて、所定の異常燃焼条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、コントローラ１３０は、ノックセンサ１０１によりノッキングの発生が検出されたとき、又は、スロットル開度センサ１０２によりスロットル開度が所定値以上の開度増加率で急に増加したと検出されたとき、又は、吸気圧センサ１０３により吸気圧が所定値以上であると検出されたときの何れかのときに、ノッキングが発生した又はノッキングは発生し易い異常燃焼条件が成立したと判定する。或いは、コントローラ１３０は、吸気温センサ１０４により吸気温が所定温度以上の高温であると検出され、かつ、大気圧センサ１０５により大気圧が所定圧以上の高大気圧であると検出されたときに、プレイグニッションが発生した又はプレイグニッションが発生し易い異常燃焼条件が成立したと判定する。

コントローラ１３０は、ステップＳ１１において、異常燃焼条件が成立していないと判定すると、電磁クラッチ３５のドッグクラッチを切断状態にする（ステップＳ４）。他方、コントローラ１３０は、ステップＳ１１において、異常燃焼条件が成立したと判定すると、電磁クラッチ３５のドッグクラッチを接続状態にする（ステップＳ３）。即ち、コントローラ１３０は、異常燃焼条件が成立した場合には、水温Ｔが閾値Ｔａ未満であると判定されても、冷却液温度にかかわらず電磁クラッチ３５を接続状態にする。

即ち、ウォーターポンプ１４が駆動開始してからエンジンＥの温度が実際に下がるまでにはタイムラグが生じるので、エンジンＥが異常燃焼状態になって急激に昇温した場合には、エンジンＥが一時的に過熱状態になる可能性がある。そこで、水温Ｔが低くても、エンジンＥの動作が高トルク側に遷移するときには、電磁クラッチ３５を接続状態にすることで、ウォーターポンプ１４を早期に駆動開始させることができ、エンジンＥの一時的な過熱を防止できる。よって、冷態運転時にウォーターポンプ１４を停止する構成としても、ノッキング及びプレイグニッション等の異常燃焼を好適に抑制できる。また、エンジンＥの一時的な過熱を防止できるため、閾値Ｔａを低く設定しておく必要がなくなり、ウォーターポンプ１４の非駆動期間を十分に確保できる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係る内燃機関冷却システムの動作を説明するフローチャートである。なお、図６において、ステップＳ１〜Ｓ４は第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。図６に示すように、コントローラは、ステップＳ３又はＳ４の後において、ノックセンサ１０１、スロットル開度センサ１０２及び吸気圧センサ１０３のうち少なくとも１つセンサ、及び／又は、吸気温センサ１０４及び大気圧センサ１０５の一組のセンサからの情報に基づいて、所定の異常燃焼条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１の判定内容は、第２実施形態のステップＳ１１と同様である。

コントローラは、ステップＳ２１において、異常燃焼条件が成立していないと判定すると、閾値Ｔａを初期値である標準値（例えば、５０℃）に設定する（ステップＳ２３）。他方、コントローラは、ステップＳ２１において、異常燃焼条件が成立したと判定すると、閾値Ｔａを標準値よりも下げる（ステップＳ２２）。一例として、ステップＳ２２では、閾値Ｔａが４０℃以下２５℃以上の値に設定される。即ち、異常燃焼条件が成立した場合には、水温Ｔが低くても電磁クラッチ３５が接続状態になり易くなるように閾値Ｔａが変更される。なお、ステップＳ２２で変更される閾値Ｔａは、例えば、センサ値と閾値Ｔａとの関係を予め定められたテーブルを参照して決定される。

これにより、エンジンＥが異常燃焼状態になって急激に昇温した場合には、ウォーターポンプ１４を早期に駆動開始させることができ、エンジンＥの一時的な過熱を防止できる。よって、冷態運転時にウォーターポンプ１４を停止する構成としても、ノッキング等を好適に抑制できる。また、エンジンＥの一時的な過熱を防止できるため、異常燃焼条件が成立していない状態では閾値Ｔａを低くしておく必要がなくなり、ウォーターポンプ１４の非駆動期間を十分に確保できる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係る内燃機関冷却システムの動作を説明するフローチャートである。なお、図７において、ステップＳ１〜Ｓ４は第１実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。図７に示すように、運転者が自動二輪車の電源をＯＮにすると、水温センサ２９が起動されるのに並行して（ステップＳ１）、電磁クラッチ３５のドッグクラッチが切断状態にされる（ステップＳ３１）。即ち、自動二輪車の電源がＯＮされると、冷却水温度にかかわらず即座に電磁クラッチ３５のドッグクラッチが切断状態にされる。その後、ステップＳ２に進む。

これにより、運転者が自動二輪車の電源のＯＮ操作に続いて直ぐにエンジンＥを始動操作したときにも、エンジン始動中に電磁クラッチ３５が動作することが防がれる。よって、運転者の電源ＯＮ後のエンジン始動時期によらず、エンジン始動時のエンジン回転数の変動を抑制でき、運転者に与えるエンジン始動のフィーリングを常に良好に保つことができる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第５実施形態）
図８は、第５実施形態に係る内燃機関冷却システムの要部の模式図である。図８に示すように、第５実施形態の内燃機関冷却システムの電磁クラッチ１３５では、ドッグクラッチ１３７の構成が第１実施形態と異なる。ドッグクラッチ１３７の第１クラッチ要素４１は、第１実施形態と同じである。ウォーターポンプ１４のインペラ１４ａに接続されたポンプ軸１３６は、その軸線方向Ｘにドッグクラッチ１３７に向けて開口した凹部１３６ａを有する。凹部１３６ａの内周面にはスプライン溝が形成されている。

ドッグクラッチ１３７の第２クラッチ要素１４２は、外周面にスプライン溝が形成された軸部１４２ｂと、軸部１４２ｂにフランジ状に固定された端板部１４２ｃとを有し、軸部１４２ｂが凹部１３６ａの内周面にスプライン接続されている。第２クラッチ要素１４２は、端板部１４２ｃから軸線方向に突出した複数のドッグ１４２ａを有する。第２クラッチ要素１４２は、少なくとも軸部１４２ｂに磁性体を含んでいる。第２クラッチ要素１４２とポンプ軸１３６との間には、バネ４３が介設されている。バネ４３は、軸線方向Ｘにおいて第２クラッチ要素１４２が第１クラッチ要素４１に近づく側にスライドするように第２クラッチ要素１４２を付勢する。

電磁アクチュエータ３８の電磁コイル４４は、第２クラッチ要素１４２の軸部１４２ｂの径方向外側に配置されている。電磁コイル４４が励磁されると、その磁力が磁性体を含む軸部１４２ｂに作用することで、軸線方向Ｘにおいて第２クラッチ要素１４２が第１クラッチ要素４１から離れる側にスライドするように駆動され、ドッグ１４２ａがドッグ穴４１ａから離脱する。電磁コイル４４が非通電状態のときは、バネ４３の付勢力により、第２クラッチ要素１４２のドッグ１４２ａが第１クラッチ要素４１のドッグ穴４１ａに係合する。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、前記した実施形態では、ドッグ穴４１ａをバランサ軸３４側の第１クラッチ要素４１に設け、ドッグ４２ａ，１４２ａをポンプ軸３６，１３６側の第２クラッチ要素４２，１４２に設けたが、その逆でもよい。即ち、ドッグ穴をバランサ軸側の第１クラッチ要素に設け、ドッグをポンプ軸側の第２クラッチ要素に設けてもよい。また、前記した実施形態では、第１クラッチ要素４１をバランサ軸３４に固定し、第２クラッチ要素４２，１４２をポンプ軸３６，１３６にスプライン接続したが、その逆でもよい。即ち、第１クラッチ要素をバランサ軸にスプライン接続し、第２クラッチ要素をポンプ軸に固定してもよい。

また、冷却液には水を用いたが、水以外の液体を用いてもよい。ドッグクラッチは電磁アクチュエータを用いて駆動したが、他の種類のアクチュエータ（例えば、油圧アクチュエータ）を用いて駆動してもよい。また、内燃機関冷却システムが適用されるものとして自動二輪車を例示したが、他の乗物（例えば、PWC）や装置でもよい。また、前記した各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。

３ クランク軸
１４ ウォーターポンプ
２０，１２０ 内燃機関冷却システム
２７ 動力伝達機構
２９ 水温センサ（第１センサ）
３０，１３０ コントローラ
３４ バランサ軸（上流側回転体）
３５，１３５ 電磁クラッチ（クラッチ装置）
３６，１３６ ポンプ軸（下流側回転体）
３７，１３７ ドッグクラッチ
３８ 電磁アクチュエータ
４１ 第１クラッチ要素
４１ａ ドッグ穴
４２，１４２ 第２クラッチ要素
４２ａ，１４２ａ ドッグ
４２ｂ 筒部
１０１ ノックセンサ（第２センサ）
１０２ スロットル開度センサ（第２センサ）
１０３ 吸気圧センサ（第２センサ）
Ｅ エンジン（内燃機関）

Claims (4)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関を冷却する冷却液を循環させる冷却液ポンプと、
   前記内燃機関のクランク軸から前記冷却液ポンプに動力を伝達する動力伝達機構と、を備え、
   前記動力伝達機構は、前記クランク軸から前記冷却液ポンプへの動力伝達を接続又は切断するクラッチ装置と、前記クラッチ装置の前記クランク軸側に位置する上流側回転体と、前記クラッチ装置の前記冷却液ポンプ側に位置する下流側回転体と、を有し、
   前記クラッチ装置は、ドッグクラッチと、前記ドッグクラッチを動作させるアクチュエータと、を有する、内燃機関冷却システム。
2. 前記ドッグクラッチは、前記上流側回転体又は前記下流側回転体のいずれか一方からなる第１回転体に設けられた第１クラッチ要素と、前記上流側回転体又は前記下流側回転体のいずれか他方からなる第２回転体に設けられた第２クラッチ要素と、を有し、
   前記第１クラッチ要素又は前記第２クラッチ要素のいずれか一方は、前記第１回転体及び前記第２回転体の軸線方向に突出するドッグを含み、
   前記第１クラッチ要素又は前記第２クラッチ要素のいずれか他方は、前記ドッグが係合するドッグ穴を含み、
   前記第２クラッチ要素は、前記第２回転体に対して前記軸線方向にスライド可能な状態で前記第２回転体と共回転するように前記第２回転体に嵌合しており、
   前記アクチュエータは、前記第２クラッチ要素を前記第２回転体に対して前記軸線方向にスライドさせる、請求項１に記載の内燃機関冷却システム。
3. 前記第２クラッチ要素は、前記第２回転体の外周面にスプライン接続された筒部を含み、
   前記アクチュエータは、前記筒部の径方向外側に配置された電磁コイルを有し、
   前記筒部は、前記電磁コイルで発生する磁力が作用する磁性体を含む、請求項２に記載の内燃機関冷却システム。
4. 前記冷却液の温度を検出する第１センサと、
   前記第１センサとは異なり、かつ、前記内燃機関の状態又は前記内燃機関への入力を検出する第２センサと、
   前記第１センサで検出される冷却液温度と前記第２センサで検出される情報とに応じて前記クラッチ装置を制御するコントローラと、を更に備え、
   前記コントローラは、前記冷却液温度が閾値以上であると判定されると、前記クラッチ装置を接続状態にし、前記冷却液温度が閾値未満であると判定されると、前記クラッチ装置を切断状態にし、かつ、
   前記コントローラは、前記内燃機関の状態又は前記内燃機関への入力が所定の異常燃焼条件を満たすと判定されると、前記クラッチ装置を接続状態にする又は前記閾値を下げる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関冷却システム。

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