(57)【要約】【課題】クラッチの係合、開放により、運転と停止とを切り替えるウォータポンプにおいて、長期間ウォータポンプを停止し続けることに起因する冷却水の漏洩やベアリングの偏磨耗を抑制することを課題とする。【解決手段】ウォータポンプ１は、インペラ１２を備えたシャフト１１と、コイル１７への通電によりプーリ１４と係合し、エンジンのクランクシャフトの回転をシャフト１１へ伝達するクラッチ板１１１と、を備え、クラッチ板１１１の開放状態が継続する場合、クランクシャフトが回転している時期にクラッチ板１１１をプーリ１４に係合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラを備えた動力シャフトと、
エンジンのクランクシャフトの回転を前記動力シャフトへ伝達するクラッチと、
前記クラッチの開放状態が継続する場合、前記クランクシャフトが回転している時期に前記クラッチを係合する制御手段と、
を備えたことを特徴とするウォータポンプ。
【請求項２】
請求項１記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、前記クランクシャフトが慣性により回転している間に前記クラッチを係合することを特徴とするウォータポンプ。
【請求項３】
請求項１記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、イグニションオフから前記クランクシャフトが停止するまでの間、またはフューエルカット時に、前記クラッチを係合することを特徴とするウォータポンプ。
【請求項４】
請求項１または２記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、エンジンの始動からイグニションオフまでの間に前記クラッチが係合されていない場合、前記イグニションオフから前記クランクシャフトが停止するまでの間に前記クラッチを係合することを特徴とするウォータポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、バッテリーの残量が少ないと判断すると前記クラッチの係合を中止することを特徴とするウォータポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、前記クラッチを開放している期間が所定時間以上である場合、前記クラッチを係合することを特徴とするウォータポンプ。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、前記エンジンの運転時間が所定時間を越える度、前記クラッチを係合することを特徴とするウォータポンプ。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のウォータポンプにおいて、
前記制御手段は、エンジンを搭載する車両の走行距離が所定値を超える度、前記クラッチを係合することを特徴とするウォータポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクラッチを係合することによりエンジンのクランクシャフトから回転が伝達されて稼働するウォータポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
任意にウォータポンプの駆動、停止を行える可変ウォータポンプを備えるエンジンが知られている。このようなエンジンでは、エンジンの暖機時に冷却水の循環を停止することによりエンジンの早期暖機を図り、燃費、エミッションの向上を図る。このような可変ウォータポンプとして、電磁クラッチによりエンジン駆動軸とウォータポンプ駆動軸の係合、開放を行う電磁クラッチ式可変ウォータポンプがある。
【０００３】
このような電磁クラッチ式可変ウォータポンプを改良したものが特許文献１に開示されている。特許文献１のウォータポンプは低負荷で電磁クラッチのコイルへ通電し、ウォータポンプによる冷却液の送給量を減少する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような電磁クラッチ式可変ウォータポンプは、ウォータポンプの駆動軸と固定部との隙間にメカニカルシールを配置し、流体の漏洩を防いでいる。また、ウォータポンプの駆動軸の外周側にプーリ用のベアリングを設け、クラッチが開放している場合に、プーリのみが回転する構成をなしている。
【０００６】
このような電磁クラッチ式可変ウォータポンプにおいて、エンジンの暖機を促進するためのウォータポンプを停止する期間が長引くと、以下の現象が生じることがある。ウォータポンプのメカニカルシールは、ウォータポンプを運転することにより、回転軸側シールリングと、固定部側シールリングとの間に冷却水を引き込み、シール性を維持している。このため、ウォータポンプを停止した状態では、ウォータポンプのメカニカルシールの回転軸側シールリングと、固定部側シールリングとの間に相対速度が生じず、回転軸側シールリングと固定部側シールリングとの間に流体が引き込まれない。したがって、長期間、ウォータポンプが停止した状態であると、回転軸側シールリングと固定部側シールリングとの間のシール性が低下し、冷却水の漏れの原因となる。また、シール面に固着物が付着し、次回運転時に焼付きが生じることも考えられる。
【０００７】
また、長期間、ウォータポンプが停止した状態であると、プーリ用ベアリングのベアリングボールの特定箇所にベルトの張力やエンジンの振動に起因する荷重が長期間集中するため、ベアリングに偏磨耗が生じ、寿命が低下することが考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、クラッチの係合、開放により、運転と停止とを切り替えるウォータポンプにおいて、長期間ウォータポンプを停止し続けることに起因する冷却水の漏洩やベアリングの偏磨耗を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決する本発明のウォータポンプは、インペラを備えた動力シャフトと、エンジンのクランクシャフトの回転を前記動力シャフトへ伝達するクラッチと、前記クラッチの開放状態が継続する場合、前記クランクシャフトが回転している時期に前記クラッチを係合する制御手段と、を備えたことを特徴とする。このような構成とすることにより、ウォータポンプが運転されるため、メカニカルシールのシール状態が維持され冷却水の漏洩が抑制できる。また、ベアリングの位置が変更されて偏磨耗が抑制できる。
【００１０】
このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、前記クランクシャフトが慣性により回転している間に前記クラッチを係合する構成とすることができる。これにより、燃料を消費することなく、ウォータポンプを保護するための運転を実行できる。このため、燃費を向上できる。
【００１１】
このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、イグニションオフから前記クランクシャフトが停止するまでの間、またはフューエルカット時に、前記クラッチを係合させる構成とすることができる。イグニションオフからエンジンの停止までの期間、及びフューエルカット時は、燃料の噴射を停止しているが、クランクシャフトが慣性により回転している。この間にクラッチを係合するため、燃料を無駄に消費しない。
【００１２】
このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、エンジンの始動からイグニションオフまでの間に前記クラッチが係合されていない場合、前記イグニションオフから前記クランクシャフトが停止するまでの間に前記クラッチを係合する構成とすることができる。このような構成とすることにより、エンジンが始動し、停止するまでの間に少なくとも一度はウォータポンプが運転されるため、冷却水の漏洩、及びベアリングの偏磨耗が抑制できる。
【００１３】
このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、バッテリーの残量が少ないと判断すると、前記クラッチの係合を中止する構成とすることができる。このような構成とすることにより、バッテリーの電圧不足によるエンジン始動不良を抑制できる。
【００１４】
このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、前記クラッチを開放している期間が所定時間以上である場合、前記クラッチを係合させる構成とすることができる。このような構成とすることにより、シール維持や偏磨耗の抑制が必要な場合に、ウォータポンプを運転することができ、無駄なウォータポンプの運転を減らし、電力消費の抑制、燃費向上、バッテリーの保護ができる。このような所定時間は、エンジンの構成やポンプの諸元などにより決定することができる。また、ウォータポンプの停止時間を計測するカウンタを備えた構成とすることができる。
【００１５】
このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、前記エンジンの運転時間が所定時間を越える度、前記クラッチを係合させる構成とすることができる。また、このようなウォータポンプにおいて、前記制御手段は、走行距離が所定値を超える度、前記クラッチを係合させる構成とすることができる。このような構成とすることにより、シールの維持やベアリングを保護するためのウォータポンプの運転タイミングを適切に決定できる。これにより、高い部品保護と電力消費抑制を両立することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のウォータポンプは、ウォータポンプを停止し続けることに起因する冷却水の漏洩やベアリングの偏磨耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ウォータポンプの概略構成を示した説明図である。
【図２】メカニカルシールの回転軸側シールリングと固定部側シールリングの一部を拡大して示した説明図である。
【図３】プーリ用ベアリングの説明図である。
【図４】実施例１における保護駆動の制御フローである。
【図５】実施例２における保護駆動の制御フローである。
【図６】暖機中の水止めによるフラグの設定処理のフローである。
【図７】エンジン回転数によるフラグの設定処理のフローである。
【図８】走行距離カウンタによるフラグの設定処理のフローである。
【図９】実施例３における保護駆動の制御フローである。
【図１０】実施例３のフラグＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ１のＯＮ／ＯＦＦの推移の一例を示した説明図である。
【図１１】停止時間カウンタによるフラグの設定処理のフローである。
【図１２】実施例４における保護駆動の制御フローである。
【図１３】実施例４の停止時間カウンタｔと実施例３の走行距離カウンタＬとのカウンタ値の時間推移を比較した説明図である。
【図１４】実施例５における保護駆動の制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施例のウォータポンプ１の概略構成を示した説明図である。ウォータポンプ１は車両に搭載されるエンジンに組み込まれ、エンジン内の冷却水を循環させる。このウォータポンプ１はウォータポンプ本体１０とＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０とを備えている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の形式のディジタルコンピュータからなり、エンジンの制御のために設けられている各種センサや作動装置と信号をやり取りしてエンジンを制御する。このＥＣＵ２０にはバッテリー２１が電気的に接続されている。
【００２０】
ウォータポンプ本体１０は、シャフト１１と、シャフト１１の一端に連結されたインペラ１２と、を備えている。シャフト１１はポンプベアリング１３により支持されてハウジング１１２の内部に回転自在に位置する。
【００２１】
インペラ１２はエンジンのウォータジャケット（図示しない）内に位置する。このように、インペラ１２は流体中に配置されるため、流体の漏洩を防ぐために、シャフト１１と、ハウジング１１２との間にメカニカルシール１１３が備えられている。メカニカルシール１１３は、シャフト１１と一体となって回転する回転軸側シールリング１１３ａと、ハウジング１１２に固定された固定部側シールリング１１３ｂとを備えている。
【００２２】
図２はメカニカルシール１１３の回転軸側シールリング１１３ａと固定部側シールリング１１３ｂの一部を拡大して示した説明図である。回転軸側シールリング１１３ａと固定部側シールリング１１３ｂは、互いに対向する面間に０．５〜２．５μｍの隙間Ａが設けられて配置されている。シャフト１１を回転させた場合に生じる回転側シールリング１１３ａと固定部側シールリング１１３ｂとの相対速度の差により発生する流体力により隙間Ａに液体（冷却水）が流れ込む。このように隙間Ａに流れ込んだ液体は、液体のシール剤として機能するとともに、回転軸側シールリング１１３ａと固定部側シールリング１１３ｂとの対向する面における潤滑剤として機能する。
【００２３】
また、図１に示すように、ウォータポンプ本体１０は、プーリ１４、コイル１７、アーマチュア１８、板バネ１９を備えている。
【００２４】
プーリ１４はシャフト１１の半径方向外周側に配置されている。プーリ１４はプーリ用ベアリング１５に支持されて、シャフト１１と同一の軸を中心に回転自在に配置されている。プーリ１４の半径方向外周側には、ベルト１６が架けられている。このベルト１６を介して、エンジンのクランクシャフト（図示しない）の回転がプーリ１４へ伝達される。さらに、このプーリ１４の内部にはコイル１７が配置されている。
【００２５】
図３は、プーリ用ベアリング１５について示した説明図である。図３（ａ）は、プーリ用ベアリング１５の拡大断面図である。図３（ｂ）はプーリ用ベアリング１５に介在されたベアリングボール１５３に加わる荷重を示した説明図である。図３（ａ）、図３（ｂ）中の矢示Ｂは同じ方向を示している。プーリ用ベアリング１５は、プーリ１４に嵌合した外輪１５１と、ハウジング１１２に嵌合する内輪１５２と、外輪１５１と内輪１５２との間に介在されたベアリングボール１５３とを備えている。ベアリングボール１５３の外輪１５１と内輪１５２と接触する部位にベルト１６の張力やエンジンの振動に起因する荷重が加わる。
【００２６】
アーマチュア１８は、シャフト１１のインペラ１２が連結された側とは反対側の端部に配置されている。アーマチュア１８は、シャフト１１の一部である固定部１１０と板バネ１９とを介してシャフト１１に組み付けられ、シャフト１１からの距離がプーリ１４内部のコイル１７にほぼ等しくなるように配置されている。さらに、このアーマチュア１８のプーリ１４側にクラッチ板１１１が固定されている。また、アーマチュア１８は鉄、ニッケル、コバルト、その他強磁性を有する合金等の材料で形成されており、コイル１７に電流が印加されて磁界が発生すると、アーマチュア１８がプーリ１４側に引き寄せられてクラッチ板１１１がプーリ１４に接続し係合する。クラッチ板１１１がプーリ１４に係合した状態でクランクシャフトから回転が伝達されると、プーリ１４とシャフト１１とが一体となって回転する。これにより、インペラ１２により流体が流動する。一方、コイル１７への通電を停止すると、板バネ１９の付勢によりアーマチュア１８が元の位置へ戻り、クラッチ板１１１がプーリ１４から離間する。このように、クラッチ板１１１がプーリ１４から離間している状態では、ベルト１６を介してクランクシャフトの回転が伝達されても、シャフト１１へ回転が伝達されず、プーリ１４のみが回転する。
【００２７】
本実施例のウォータポンプ１は、長期間ウォータポンプ１が停止状態にある場合に生じるメカニカルシール１１３のシール性低下を抑制し、プーリ用ベアリング１５の偏磨耗を抑制する保護駆動を行う。保護駆動は、エンジンのクランクシャフト（図示しない）が回転している間に実施することができる。特に、本実施例では、イグニションオフから前記エンジンの停止までの間のクランクシャフトが慣性により回転している間に実施される。また、この保護駆動をエンジン暖機前に行うと、冷却水がエンジン内を循環するため、暖機促進効果が低下する。したがって、保護駆動は、冷却水がエンジン内を循環しても暖機促進に影響しない時期に実施されることが望ましい。保護駆動の実行時、エンジンの回転数は、メカニカルシール１１３の回転軸側シールリング１１３ａと固定部側シールリング１１３ｂとの隙間Ａへの冷却水の供給と、プーリ用ベアリング１５の位置を変化させるのに十分な６００ｒｐｍ以上とする。ただし、メカニカルシール保護のため、エンジンが高回転となる場合（２０００ｒｐｍ以上）、保護駆動を実施しない。
【００２８】
次に、保護駆動の制御について説明する。この保護駆動の制御はＥＣＵ２０により実行される。図４は保護駆動の制御フローである。以下、図４のフローに従って説明する。
【００２９】
ＥＣＵ２０はステップＳ１１で、エンジン運転中にエンジン停止指令を受けることにより制御処理を開始する。エンジン停止指令は、イグニションキーをオフとする方向に回転させる操作に基づき、ＥＣＵ２０が判断する。ＥＣＵ２０はステップＳ１１の処理を終えるとステップＳ１２へ進む。
【００３０】
ＥＣＵ２０はステップＳ１２で、コイル１７へ通電しクラッチ板１１１をプーリ１４へ係合させることによりシャフト１１を回転させ、ウォータポンプ１を運転する。
【００３１】
ＥＣＵ２０はステップＳ１２の次に、ステップＳ１３で、エンジンが停止する際、すなわち、クランクシャフトの回転が停止する際に、コイル１７への通電を停止し、クラッチ板１１１をプーリ１４から開放し、ウォータポンプ１を停止する。ＥＣＵ２０はステップＳ１３の処理を終えると、終了する。
【００３２】
以上のように、ウォータポンプ１はイグニションオフからエンジンの停止までの間、クラッチを係合し、運転される。これにより、メカニカルシール１１３の回転側シールリング１１３ａと固定部側シールリング１１３ｂとに相対速度が生じ、隙間Ａに冷却水が流れ込む。このため、ウォータポンプ１のシールの性能と潤滑の効果が維持される。また、プーリ用ベアリング１５内でベアリングボール１５３が移動することにより、移送が変化し、荷重の加わる箇所が変化する。これにより、プーリ用ベアリング１５の偏磨耗が抑制される。また、この制御が実行されるイグニションオフからクランクシャフトの回転が停止するまでの間は、クランクシャフトが慣性により回転しており、燃料が噴射されない時期である。このため、燃料を消費せずにウォータポンプを運転するため、燃費を向上できる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例のウォータポンプは、実施例１のウォータポンプ１と同様の構成をしている。本実施例のウォータポンプも同様に保護駆動を行う点で実施例１と共通である。ただし、保護駆動を行う際の制御方針が実施例１と異なる。本実施例の保護駆動の制御では、保護駆動を行う際にバッテリー２１の残量を測定し、測定結果に基づいて制御を実行する。バッテリー２１の残量は電圧計や電流計を使用して測定することができる。なお、本実施例のウォータポンプの構成は実施例１と同一であるため、同一の参照番号を用いて説明する。
【００３４】
図５は本実施例における保護駆動の制御フローである。以下、図５のフローに従って本実施例の保護駆動の制御について説明する。なお、実施例１の制御フローにおける処理と同一の処理については、フロー中で同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
ＥＣＵ２０はステップＳ１１で、制御処理を開始し、次にステップＳ２１へ進む。ＥＣＵ２０はステップＳ２１で、バッテリー２１の電圧が１２Ｖ以上か否かを判断する。ＥＣＵ２０はステップＳ２１でＹＥＳと判断する場合、すなわち、バッテリー２１の電圧が１２Ｖ以上の場合、ステップＳ１２へ進み、ウォータポンプ１を運転し（ステップＳ１２）、その後、エンジン及びウォータポンプ１を停止する（ステップＳ１３）。一方、ＥＣＵ２０はステップＳ２１でＮＯと判断する場合、すなわち、バッテリー２１の電圧が１２Ｖ未満の場合、ステップＳ１３へ進み、ウォータポンプ１を運転せずに、エンジンを停止する。
【００３６】
以上のように、本実施例において、ウォータポンプ１のＥＣＵ２０は、バッテリー２１の残量が少ないと判断すると、保護駆動を実行しない。すなわち、クランクシャフトが慣性により回転する間のクラッチの係合を中止する。これにより、次回エンジンを運転する際、バッテリーの電圧不足によるエンジン始動不良を抑制できる。
【実施例３】
【００３７】
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例のウォータポンプは、実際に走行する車両に搭載されたエンジンに組み込まれている。ウォータポンプの構成は、実施例１のウォータポンプ１と同様である。本実施例では、暖機中の水止め時、及び、エンジンが高回転（例えば、２０００ｒｐｍ超）の場合、保護駆動の実行を禁止する。また、走行距離が所定値（例えば、５００ｋｍ）を超えるごとに、保護駆動を実施する。以下、本実施例の制御について説明する。
（暖機中の水止めによるフラグの設定）
【００３８】
初めに、暖機中の水止めによるフラグの設定処理について説明する。図６は、暖機中の水止めによるフラグの設定処理のフローである。以下、図６のフローについて説明する。
【００３９】
ＥＣＵ２０はステップＳ３１で、エンジンの冷却水温度Ｔｈｗを取得する。エンジンの冷却水温度Ｔｈｗは、ウォータジャケット等に配置した水温センサにより計測することができる。ＥＣＵ２０はステップＳ３１の処理を終えるとステップＳ３２へ進む。
【００４０】
ＥＣＵ２０はステップＳ３２で、エンジンが暖機中か否かを判断する。本実施例では、冷却水温度Ｔｈｗが８０℃に達した場合、暖機完了と判断する。すなわち、ＥＣＵ２０はステップＳ３１において取得した冷却水温度Ｔｈｗが８０℃未満か否かを判断する。ＥＣＵ２０はステップＳ３２でＹＥＳと判断する場合、ステップＳ３３へ進む。
【００４１】
ＥＣＵ２０はステップＳ３３で、水止め制御による保護駆動禁止フラグＦａをＯＮにする。ＥＣＵ２０はステップＳ３３の処理を終えるとステップＳ３１へ進み、処理を繰り返す。
【００４２】
一方、ＥＣＵ２０はステップＳ３２でＮＯと判断する場合、すなわち、冷却水温度Ｔｈｗが８０℃に達し、暖機完了と判断すると、ステップＳ３４へ進む。
【００４３】
ＥＣＵ２０はステップＳ３４で、水止め制御による保護駆動禁止フラグＦａをＯＦＦにする。ＥＣＵ２０はステップＳ３４の処理を終えるとリターンとなる。
【００４４】
以上の通り、暖機中の水止めによるフラグの設定では、暖機中の場合、水止め制御による保護駆動禁止フラグＦａをＯＮとして、保護駆動を禁止し、暖機が完了すると、フラグＦａをＯＦＦとして、保護駆動を許可する。
（エンジン回転数によるフラグの設定）
【００４５】
次に、エンジン回転数によるフラグの設定処理について説明する。図７は、エンジン回転数によるフラグの設定処理のフローである。以下、図７のフローについて説明する。
【００４６】
ＥＣＵ２０はステップＳ４１で、エンジン回転数Ｎｅを取得する。エンジン回転数Ｎｅは、クランクシャフト近傍に備えた回転センサにより計測することができる。ＥＣＵ２０はステップＳ４１の処理を終えるとステップＳ４２へ進む。
【００４７】
ＥＣＵ２０はステップＳ４２で、エンジンが高回転か否かを判断する。本実施例では、エンジン回転数が２０００ｒｐｍを超えている場合、エンジンが高回転であると判断する。すなわち、ＥＣＵ２０はステップＳ４１において取得したエンジン回転数Ｎｅが２０００ｒｐｍを超えているか否かを判断する。ＥＣＵ２０はステップＳ４２でＹＥＳと判断する場合、ステップＳ４３へ進む。
【００４８】
ＥＣＵ２０はステップＳ４３で、エンジン回転数による保護駆動禁止フラグＦｂをＯＮにする。ＥＣＵ２０はステップＳ４３の処理を終えるとステップＳ４１へ進み、処理を繰り返す。
【００４９】
一方、ＥＣＵ２０はステップＳ４２でＮＯと判断する場合、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが２０００ｒｐｍ以下であり、エンジンが高回転でないと判断すると、ステップＳ４４へ進む。
【００５０】
ＥＣＵ２０はステップＳ４４で、エンジン回転数による保護駆動禁止フラグＦｂをＯＦＦにする。ＥＣＵ２０はステップＳ４４の処理を終えるとリターンとなる。
【００５１】
以上の通り、エンジン回転数によるフラグの設定では、エンジンが高回転の場合、エンジン回転数による保護駆動禁止フラグＦｂをＯＮとして、保護駆動を禁止し、エンジンが高回転でない場合、フラグＦｂをＯＦＦとして、保護駆動を許可する。
（走行距離カウンタによるフラグの設定）
【００５２】
次に、走行距離カウンタによるフラグの設定処理について説明する。図８は、走行距離カウンタによるフラグの設定処理のフローである。以下、図８のフローについて説明する。
【００５３】
ＥＣＵ２０はステップＳ５１で、走行距離カウンタＬ（ｋｍ）を取得する。走行距離カウンタＬは、車輪速センサからの車輪速パルスに基づいてＥＣＵ２０が積算して得ることができる。ＥＣＵ２０は次にステップＳ５２へ進む。
【００５４】
ＥＣＵ２０はステップＳ５２で、保護駆動回数Ｎｄを取得する。保護駆動回数Ｎｄは以下の保護駆動を実施するたびにカウントし、積算した値であり、ＥＣＵ２０はこの値をメモリに保存しておくことができる。したがって、ＥＣＵ２０はステップＳ５２で、メモリから保護駆動回数をロードして取得する。なお、ステップＳ５１とステップＳ５２との処理は順序を入れ替えても構わないし、同時に行ってもよい。
【００５５】
ＥＣＵ２０はステップＳ５１とステップＳ５２の処理を終えるとステップＳ５３へ進む。ＥＣＵ２０はステップＳ５３で、式（１）が満たされるか否かを判断する。
Ｌ／５００  −  Ｎｄ  ＞  １                      （１）
式（１）は走行距離５００ｋｍごとに１回保護駆動を実施した場合、走行距離が５００ｋｍを超える度に成立する。ＥＣＵ２０はステップＳ５３でＹＥＳと判断する場合、すなわち、式（１）が満たされる場合、ステップＳ５４へ進む。
【００５６】
ＥＣＵ２０はステップＳ５４で、走行距離カウンタによる保護駆動フラグＦｃ１をＯＮにする。ＥＣＵ２０はステップＳ５４の処理を終えるとリターンとなる。
【００５７】
一方、ＥＣＵ２０はステップＳ５３でＮＯと判断する場合、すなわち、式（１）が満たされない場合、リターンとなる。
【００５８】
以上の通り、走行距離カウンタによるフラグの設定では、走行距離が５００ｋｍを超える度に、走行距離カウンタによる保護駆動フラグＦｃ１がＯＮとなり、ウォータポンプ１の保護駆動を許可する。
（保護駆動制御実施）
【００５９】
次に、ウォータポンプ１の保護駆動の制御について説明する。図９は保護駆動の制御フローである。以下、図９のフローについて説明する。
【００６０】
ＥＣＵ２０はステップＳ６１で、上記制御において設定したフラグＦａ、Ｆｂ、ｆｃ１を取得する。ＥＣＵ２０はステップＳ６１の処理を終えるとステップＳ６２へ進む。
【００６１】
ＥＣＵ２０はステップＳ６２で、ステップＳ６１で取得したフラグＦａがＯＦＦ、フラグＦｂがＯＦＦかつフラグＦｃ１がＯＮであるか否かを判断する。すなわち、水止めによる禁止状態でなく、エンジン高回転による禁止状態でもなく、走行距離によるウォータポンプ１の保護駆動の実施許可がある状態か否かを判断する。ＥＣＵ２０はステップＳ６２で、ＹＥＳと判断する場合、すなわち、フラグＦａがＯＦＦ、フラグＦｂがＯＦＦかつフラグＦｃ１がＯＮである場合、ステップＳ６３へ進む。
【００６２】
ＥＣＵ２０はステップＳ６３で、ウォータポンプ１の保護駆動を実施する。すなわち、ＥＣＵ２０は、イグニションオフからエンジン停止までの間、コイル１７へ通電し、ウォータポンプ１を運転する。これにより、ウォータポンプ１のメカニカルシール１１３のシール性が維持され冷却水の漏洩が抑制され、ベアリングボール１５３の偏磨耗が抑制される。ＥＣＵ２０はステップＳ６３の処理を終えるとステップＳ６４へ進む。
【００６３】
ＥＣＵ２０はステップＳ６４で、走行距離カウンタによる保護駆動フラグＦｃ１をＯＦＦにし、保護駆動回数Ｎｄに１を加算する。ＥＣＵ２０はステップＳ６４の処理を終えるとリターンとなる。
【００６４】
ところで、ＥＣＵ２０はステップＳ６２で、ＮＯと判断する場合、すなわち、フラグＦａがＯＮ、フラグＦｂがＯＮまたはフラグＦｃ１がＯＦＦである場合、ステップＳ６１へ進み、処理を繰り返す。
【００６５】
図１０は、本実施例のフラグＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ１のＯＮ／ＯＦＦの推移の一例を示した説明図である。図１０中の実線は上からＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ１を示し、横軸は時間である。図１０を時間の推移どおりに説明すると、走行距離が所定値（５００ｋｍ）を超えた状態で、フラグＦｃ１がＯＮとなる。このとき、エンジンが暖機中でフラグＦａがＯＮなので保護駆動は禁止されている。その後、エンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上となり、フラグＦｂがＯＮとなる。その後、暖機が終了し、フラグＦａがＯＦＦとなるが、依然フラグＦｂがＯＮのままなので、保護駆動は禁止されている。この後、エンジン回転数が２０００ｒｐｍを下回り、保護駆動が実施され、実施後、Ｆｃ１がＯＦＦとなる。
【００６６】
以上、本実施例のウォータポンプは、毎回のエンジン停止時に、ウォータポンプを運転することを避け、シール維持や偏磨耗の抑制が必要な場合にのみウォータポンプを運転することができる。例えば、ＨＶ車や停車の度にエンジンを停止する車両等の場合、頻繁にエンジンを停止するため、煩雑になるうえ、バッテリー消費量も多くなる。本実施例の場合、エンジンの停止毎にウォータポンプを運転しないので、バッテリーの電力消費を抑制し、燃費向上やバッテリーの保護となる。
【実施例４】
【００６７】
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例は実施例３とほぼ同様の構成、及び制御を行う。ただし、本実施例は、実施例３の走行距離カウンタによるフラグ設定に代えて、ウォータポンプの停止時間をカウントする停止時間カウンタによるフラグを設定する点で、実施例３と異なる。ウォータポンプの停止時間が所定値（例えば、１０時間）を超えるごとに、保護駆動を実施する。以下、本実施例の制御について説明する。
（暖機中の水止めによるフラグの設定）
【００６８】
本実施例における、暖機中の水止めによるフラグ設定、及び、エンジン回転数によるフラグ設定は実施例３と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
（停止時間カウンタによるフラグの設定）
【００６９】
次に、停止時間カウンタによるフラグの設定処理について説明する。図１１は、停止時間カウンタによるフラグの設定処理のフローである。以下、図１１のフローについて説明する。
【００７０】
ＥＣＵ２０はステップＳ７１で、停止時間カウンタｔ（ｈｒ）を取得する。停止時間カウンタｔは、ＥＣＵ２０がカウントしメモリに保存しているデータをロードして取得することができる。ＥＣＵ２０はステップＳ７１の処理を終えるとステップＳ７２へ進む。
【００７１】
ＥＣＵ２０はステップＳ７２で、式（２）が満たされるか否かを判断する。
ｔ／１０  ＞  １                          （２）
式（２）はウォータポンプ１の停止時間が１０時間を超えると成立する。ＥＣＵ２０はステップＳ７２でＹＥＳと判断する場合、すなわち、式（２）が満たされる場合、ステップＳ７３へ進む。
【００７２】
ＥＣＵ２０はステップＳ７３で、停止時間カウンタによる保護駆動フラグＦｃ２をＯＮにする。ＥＣＵ２０はステップＳ７３の処理を終えるとリターンとなる。
【００７３】
一方、ＥＣＵ２０はステップＳ７２でＮＯと判断する場合、すなわち、式（２）が満たされない場合、リターンとなる。
【００７４】
以上の通り、停止時間カウンタによるフラグの設定では、ウォータポンプの停止時間が１０時間を超える場合、停止時間カウンタによる保護駆動フラグＦｃ２がＯＮとなり、ウォータポンプ１の保護駆動を許可する。なお、停止時間カウンタｔはエンジンの運転状態によりカウント値に重み付けを設定してもよい。例えば、エンジン停止中（ソーク中）は１倍、アイドル運転中は１．１倍、車両の走行中は、１．５倍にカウントすることができる。このようにエンジンの運転状態により重み付けをするのは、エンジン停止中に比べ、アイドル運転中や走行中はエンジンの振動がウォータポンプに伝達し、ベアリングやシール部に影響を及ぼすためである。
（保護駆動制御実施）
【００７５】
次に、ウォータポンプ１の保護駆動の制御について説明する。図１２は保護駆動の制御フローである。以下、図１２のフローについて説明する。
【００７６】
ＥＣＵ２０はステップＳ８１で、上記制御において設定したフラグＦａ、Ｆｂ、Ｆｃ２を取得する。ＥＣＵ２０はステップＳ８１の処理を終えるとステップＳ８２へ進む。
【００７７】
ＥＣＵ２０はステップＳ８２で、ステップＳ８１で取得したフラグＦａがＯＦＦ、フラグＦｂがＯＦＦかつフラグＦｃ２がＯＮであるか否かを判断する。すなわち、水止めによる禁止状態でなく、エンジン高回転による禁止状態でもなく、ウォータポンプ１の停止時間によるウォータポンプ１の保護駆動の実施許可がある状態か否かを判断する。ＥＣＵ２０はステップＳ８２で、ＹＥＳと判断する場合、すなわち、フラグＦａがＯＦＦ、フラグＦｂがＯＦＦかつフラグＦｃ２がＯＮである場合、ステップＳ８３へ進む。
【００７８】
ＥＣＵ２０はステップＳ８３で、ウォータポンプ１の保護駆動を実施する。すなわち、ＥＣＵ２０は、イグニションオフからエンジン停止までの間、コイル１７へ通電し、ウォータポンプ１を運転する。これにより、ウォータポンプ１のメカニカルシール１１３のシール性が維持され冷却水の漏洩が抑制され、ベアリングボール１５３の偏磨耗が抑制される。ＥＣＵ２０はステップＳ８３の処理を終えるとステップＳ８４へ進む。
【００７９】
ＥＣＵ２０はステップＳ８４で、走行距離カウンタによる保護駆動フラグＦｃ２をＯＦＦにし、停止時間カウンタｔをリセットする。ＥＣＵ２０はステップＳ８４の処理を終えるとリターンとなる。
【００８０】
ところで、ＥＣＵ２０はステップＳ８２で、ＮＯと判断する場合、すなわち、フラグＦａがＯＮ、フラグＦｂがＯＮまたはフラグＦｃ２がＯＦＦである場合、ステップＳ８１へ進み、処理を繰り返す。
【００８１】
図１３は、本実施例の停止時間カウンタｔと実施例３の走行距離カウンタＬのカウンタ値の時間推移を比較した説明図である。走行距離カウンタＬは走行時のみカウンタ値が上昇するが、停止時間カウンタｔはウォータポンプ１が停止している場合であれば、エンジン停止中（ソーク中）も、アイドル運転中も、車両の走行中もカウンタ値が上昇する。このため、停止時間カウンタｔは走行距離カウンタＬではカウントされない停止時、及びアイドル運転時をカウントできるため、より適切に保護駆動タイミングを決定する。これにより、高い部品保護と電力消費抑制を両立する。
【実施例５】
【００８２】
次に、本発明の実施例５について説明する。本実施例のウォータポンプは、実施例１のウォータポンプ１と同様の構成をしている。本実施例のウォータポンプも同様に保護駆動を行う点で実施例１と共通である。ただし、保護駆動を行うタイミングが実施例１と異なる。本実施例では、保護駆動をフューエルカット時に行う。
【００８３】
図１４は、本実施例の保護駆動の制御フローである。以下、図１４のフローに従って説明する。
【００８４】
ＥＣＵ２０はステップＳ９１で、フューエルカット実行中か否かを判断する。フューエルカット実行中は、エンジンにおける燃料の噴射が終了しており、クランクシャフトが慣性で回転している。ＥＣＵ２０はステップＳ９１で、ＹＥＳと判断する場合、すなわち、フューエルカット実行中の場合、ステップＳ９２へ進む。
【００８５】
ＥＣＵ２０はステップＳ９２で、コイル１７へ通電し、ウォータポンプ１を運転する。
【００８６】
ＥＣＵ２０はステップＳ９２の次に、ステップＳ９３で、フューエルカットが終了する前に、すなわち、燃料の噴射が再開される前に、コイル１７への通電を停止し、ウォータポンプ１を停止する。ＥＣＵ２０はステップＳ９３の処理を終えると、リターンとなる。
【００８７】
ＥＣＵ２０はステップＳ９１で、ＮＯと判断する場合、すなわち、フューエルカットを実行していない場合、リターンとなる。
【００８８】
以上のように、ウォータポンプ１はフューエルカットの実行時にウォータポンプの保護駆動を実行する。これにより、ウォータポンプ１のシールの性能と潤滑の効果が維持される。また、プーリ用ベアリング１５の偏磨耗が抑制される。また、この制御が実行されるフューエルカットの実行時は、クランクシャフトが慣性により回転しており、燃料が噴射されない時期である。このため、燃料を消費せずにウォータポンプを運転するため、燃費を向上できる。
【００８９】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００９０】
ウォータポンプ１の制御において、ＥＣＵ２０は、エンジンの運転時間が所定時間を越える度、前記クランクシャフトが慣性により回転する間に前記クラッチを係合させる構成としてもよい。例えば、エンジンの運転時間が１００時間経過するごとに、ウォータポンプを運転することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  ウォータポンプ
１０  ウォータポンプ本体
１１  シャフト
１２  インペラ
１４  プーリ
１５  プーリ用ベアリング
１５１  外輪
１５２  内輪
１５３  ベアリングボール
１６  ベルト
１７  コイル
１８  アーマチャ
１９  板バネ
１１１  クラッチ板
１１３  メカニカルシール
１１３ａ  回転軸側シールリング
１１３ｂ  固定部側シールリング
２０  ＥＣＵ
２１  バッテリー
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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