(57)【要約】【課題】電磁クラッチにより可変制御可能なウォーターポンプの正確な故障診断を行うこと。【解決手段】エンジンの回転に伴って回転するプーリ１４と、通電により磁力を発生させる電磁コイル２４と、電磁コイル２４が発生させる磁力に抗する磁力を発生させる永久磁石２２と、インペラ１８と共に回転し電磁コイル２４が発生させる磁力に応じてプーリ１４との係合状態が変化するアーマチャ２０と、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、電磁コイル２４への通電を停止したときに、電磁コイル２４に誘導電流が発生しない場合に、ウォーターポンプ１０の故障と判定する故障判定手段７０とを、有するウォーターポンプの故障診断装置。【選択図】図５
2010242509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転に伴って回転する回転部材と、通電により磁力を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電を制御する電流制御手段と、前記電磁コイルが発生させる磁力に抗する磁力を発生させる第１永久磁石と、インペラと共に回転し前記電磁コイルが発生させる磁力に応じて前記回転部材との係合状態が変化するアーマチャと、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、
前記電流制御手段により前記電磁コイルへの通電を停止したときに、前記電磁コイルに誘導電流が発生しない場合に、前記ウォーターポンプの故障と判定する故障判定手段と、を有することを特徴とするウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項２】
前記アーマチャには、第２永久磁石が設けられていることを特徴とする請求項１記載のウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項３】
エンジンの回転に伴って回転する回転部材と、通電により磁力を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電を制御する電流制御手段と、インペラと共に回転し前記電磁コイルが発生させる磁力に応じて前記回転部材との係合状態が変化するアーマチャと、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、
前記電磁コイルを含む磁気回路の磁力の大きさを計測する磁力計測手段と、
前記電流制御手段により前記電磁コイルの通電状態を変化させたときの前記磁力計測手段で計測された計測値の変化に基づいて、前記ウォーターポンプの故障を判定する故障判定手段と、を有することを特徴とするウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項４】
前記電磁コイルが発生させる磁力に抗する磁力を発生させ、前記アーマチャを前記プーリ側に引き寄せる第３永久磁石を更に有し、
前記磁力計測手段は、前記電磁コイルと前記第３永久磁石とを含んだ磁気回路の磁力の大きさを計測し、
前記故障判定手段は、前記磁力計測手段で計測された計測値が、前記電磁コイルへの通電を停止したときに上昇しない場合又は前記電磁コイルへ通電したときに上昇する場合に、前記ウォーターポンプが故障していると判定することを特徴とする請求項３記載のウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項５】
前記磁力計測手段は、前記電磁コイルと前記第３永久磁石とを含んだ磁気回路の磁力の方向を計測し、
前記故障判定手段は、前記磁力計測手段で計測された磁力の方向に基づいて、前記第３永久磁石の劣化の判定を行うことを特徴とする請求項４記載のウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項６】
前記磁力計測手段は、前記電磁コイルに通電させた場合と前記電磁コイルへの通電を停止させた場合とのそれぞれにおいて、前記磁気回路の磁力の大きさを計測し、
前記故障判定手段は、前記電磁コイルに通電させた場合と前記電磁コイルへの通電を停止させた場合とのそれぞれの場合で、前記磁力計測手段で計測された計測値を所定の値と比較することで、前記電磁コイル又は前記第３永久磁石の劣化の判定を行うことを特徴とする請求項４又は５記載のウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項７】
前記アーマチャは、磁石であることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項記載のウォーターポンプの故障診断装置。
【請求項８】
エンジンの回転に伴って回転する回転部材と、通電により磁力を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電を制御する電流制御手段と、インペラと共に回転し前記電磁コイルが発生させる磁力に応じて前記回転部材との係合状態が変化するアーマチャと、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、
前記電流制御手段により前記電磁コイルへの通電状態を変化させたときに、前記電磁コイルに発生する誘導電流に基づいて、前記ウォーターポンプの故障を判定する故障判定手段と、を有することを特徴とするウォーターポンプの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォーターポンプの故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水を用いたエンジンの冷却は、冷却水をウォーターポンプにより循環させる。ウォーターポンプは、ベルト等を介して伝達されるエンジンの回転により駆動されるのが一般的である。従来、ウォーターポンプへのエンジンの回転の伝達・遮断を、電磁クラッチを用いて制御することで、ウォーターポンプを可変制御可能とする方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、このような電磁クラッチが故障しているか否かの診断方法として、電磁クラッチに備わる電磁コイルを流れる電流の大きさに基づいて、電磁クラッチの故障を診断する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９３４３０号公報
【特許文献２】特開平３−３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁クラッチに用いられる電磁コイルは使用環境等により劣化を起こす場合がある。また、電磁コイルが接続する電気回路に漏電が生じる場合もあり得る。このため、特許文献２のように、電磁コイルに流れる電流値に基づいて、電磁クラッチの故障を診断する方法では、例えば、電磁コイルに劣化が生じている場合に、クラッチに十分な係合力が働いているか否かの把握が難しく、電磁クラッチの故障を精度よく診断できない。
【０００６】
また、温度環境の変化等によっても電磁コイルの消費電力は異なるため、特に、エンジン暖機中にウォーターポンプを可変にする構造では、電磁クラッチの故障を誤診断してしまう場合がある。
【０００７】
また、クラッチの動きを直接位置センサにより計測することで、電磁クラッチの動作を確認し、電磁クラッチの故障を診断する方法も考えられるが、この場合は、クラッチの係合力とクラッチの位置との相関関係が低いという課題がある。
【０００８】
したがって、上述した方法では、電磁クラッチを備えたウォーターポンプの故障を正確に診断することは難しい。
【０００９】
本発明は、電磁クラッチにより可変制御可能なウォーターポンプの正確な故障診断を行うことを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、エンジンの回転に伴って回転する回転部材と、通電により磁力を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電を制御する電流制御手段と、前記電磁コイルが発生させる磁力に抗する磁力を発生させる第１永久磁石と、インペラと共に回転し前記電磁コイルが発生させる磁力に応じて前記回転部材との係合状態が変化するアーマチャと、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、前記電流制御手段により前記電磁コイルへの通電を停止したときに、前記電磁コイルに誘導電流が発生しない場合に、前記ウォーターポンプの故障と判定する故障判定手段と、を有することを特徴とするウォーターポンプの故障診断装置によって達成される。
【００１１】
これによれば、永久磁石と電磁コイルとを含む磁気回路の磁力に基づいてウォーターポンプの故障判定を行うため、ウォーターポンプの故障を正確に判定することが可能となる。
【００１２】
上記構成において、前記アーマチャには、第２永久磁石が設けられている構成とすることができる。この構成によれば、回転部材とアーマチャとの間の滑りも把握できるため、ウォーターポンプの故障判定をより正確に行うことができる。
【００１３】
上記目的は、エンジンの回転に伴って回転する回転部材と、通電により磁力を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電を制御する電流制御手段と、インペラと共に回転し前記電磁コイルが発生させる磁力に応じて前記回転部材との係合状態が変化するアーマチャと、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、前記電磁コイルを含む磁気回路の磁力の大きさを計測する磁力計測手段と、前記電流制御手段により前記電磁コイルの通電状態を変化させたときの前記磁力計測手段で計測された計測値の変化に基づいて、前記ウォーターポンプの故障を判定する故障判定手段と、を有することを特徴とするウォーターポンプの故障診断装置によって達成される。
【００１４】
これによれば、電磁コイルを含む磁気回路の磁力に基づいてウォーターポンプの故障判定を行うため、ウォーターポンプの故障を正確に判定することが可能となる。
【００１５】
上記構成において、前記電磁コイルが発生させる磁力に抗する磁力を発生させ、前記アーマチャを前記プーリ側に引き寄せる第３永久磁石を更に有し、前記磁力計測手段は、前記電磁コイルと前記第３永久磁石とを含んだ磁気回路の磁力の大きさを計測し、前記故障判定手段は、前記磁力計測手段で計測された計測値が、前記電磁コイルへの通電を停止したときに上昇しない場合又は前記電磁コイルへ通電したときに上昇する場合に、前記ウォーターポンプが故障していると判定する構成とすることができる。この構成によれば、永久磁石と電磁コイルとを含む磁気回路の磁力に基づいてウォーターポンプの故障判定を行うため、ウォーターポンプの故障を正確に判定することが可能となる。
【００１６】
上記構成において、前記磁力計測手段は、前記電磁コイルと前記第３永久磁石とを含んだ磁気回路の磁力の方向を計測し、前記故障判定手段は、前記磁力計測手段で計測された磁力の方向に基づいて、前記第３永久磁石の劣化の判定を行う構成とすることができる。この構成によれば、第３永久磁石の劣化についても判定することができる。
【００１７】
上記構成において、前記磁力計測手段は、前記電磁コイルに通電させた場合と前記電磁コイルへの通電を停止させた場合とのそれぞれにおいて、前記磁気回路の磁力の大きさを計測し、前記故障判定手段は、前記電磁コイルに通電させた場合と前記電磁コイルへの通電を停止させた場合とのそれぞれの場合で、前記磁力計測手段で計測された計測値を所定の値と比較することで、前記電磁コイル又は前記第３永久磁石の劣化の判定を行う構成とすることができる。この構成によれば、電磁コイルと第３永久磁石とのいずれに劣化があるかの切り分けを行うことができる。
【００１８】
上記構成において、前記アーマチャは、磁石である構成とすることができる。この構成によれば、磁気回路の磁力の大きさが増すため、ウォーターポンプの故障の判定を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
上記目的は、エンジンの回転に伴って回転する回転部材と、通電により磁力を発生させる電磁コイルと、前記電磁コイルへの通電を制御する電流制御手段と、インペラと共に回転し前記電磁コイルが発生させる磁力に応じて前記回転部材との係合状態が変化するアーマチャと、を有する可変制御可能なウォーターポンプの故障診断装置であって、前記電流制御手段により前記電磁コイルへの通電状態を変化させたときに、前記電磁コイルに発生する誘導電流に基づいて、前記ウォーターポンプの故障を判定する故障判定手段と、を有することを特徴とするウォーターポンプの故障診断装置によって達成される。
【００２０】
これによれば、電磁コイルを含む磁気回路の磁力に基づいてウォーターポンプの故障判定を行うため、ウォーターポンプの故障を正確に判定することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、磁気回路の磁力に基づいてウォーターポンプの故障判定を行うため、ウォーターポンプの故障を正確に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は実施例１に係るウォーターポンプの故障診断装置が接続するウォーターポンプを示す模式図である。
【図２】図２（ａ）はアーマチャとプーリとを係合させる場合を説明する図であり、図２（ｂ）はアーマチャとプーリとを開放させる場合を説明する図である。
【図３】図３は実施例１に係るウォーターポンプの故障診断装置の故障診断処理を説明するフローチャートである。
【図４】図４は永久磁石を用いない場合を説明する図である。
【図５】図５は実施例２に係るウォーターポンプの故障診断装置が接続するウォーターポンプを示す模式図である。
【図６】図６は実施例２に係るウォーターポンプの故障診断装置の故障診断処理を説明するフローチャート（その１）である。
【図７】図７は実施例２に係るウォーターポンプの故障診断装置の故障診断処理を説明するフローチャート（その２）である。
【図８】図８はアーマチャを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明のウォーターポンプの故障診断装置に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、実施例１に係るウォーターポンプの故障診断装置１００が接続するウォーターポンプ１０を示す模式図である。図１に示すように、実施例１に係るウォーターポンプの故障診断装置１００は、磁力計測手段としての磁気センサ５０と、ＥＣＵ６０と、を備える。ウォーターポンプ１０は、ベルト１２によりエンジンの回転が伝達されることで回転する円筒形状をしたプーリ１４と、プーリ１４の一方の面１６に対向して配置され、インペラ１８と共に回転する環状のアーマチャ２０と、プーリ１４内に設けられた永久磁石２２及び電磁コイル２４と、を備える。なお、エンジンの回転に伴って回転する回転部材としてプーリ１４を例に挙げているが、プーリ１４以外にも、例えば、ギア等、エンジンの回転に伴って回転する部材であれば他の部材を用いることができる。
【００２５】
円筒形状をしたプーリ１４の中心部に形成された空洞部２６には、ハウジング３０がプーリ用ベアリング３２を介して嵌め込まれている。ハウジング３０には、中心部に貫通孔２８が設けられている。プーリ用ベアリング３２により、プーリ１４はハウジング３０に対して回転可能となり、プーリ１４は、ベルト１２を介して伝達されたエンジンの回転によりハウジング３０の周囲を回転する。
【００２６】
貫通孔２８には、シャフト用ベアリング３６を介してシャフト３８が嵌め込まれている。シャフト３８の一端には、インペラ１８が設けられ、シャフト３８の他端には、板バネ４０を介してアーマチャ２０が設けられている。アーマチャ２０は、例えば鉄などの、磁性体材料で形成されている。シャフト用ベアリング３６により、シャフト３８はハウジング３０に対して回転可能となる。
【００２７】
永久磁石２２は環状であり、アーマチャ２０をプーリ１４側に引き寄せる方向の磁力を発生する。電磁コイル２４も環状であり、通電されることで、永久磁石２２が発生する磁力に抗する磁力を発生する。つまり、電磁コイル２４からは、アーマチャ２０をプーリ１４から引き離す方向の磁力が発生される。また、板バネ４０のバネ力は、アーマチャ２０をプーリ１４から引き離す方向に作用する。
【００２８】
ここで、図２（ａ）を用い、アーマチャ２０とプーリ１４とを係合させる場合について説明する。図２（ａ）に示すように、電磁コイル２４に通電させない場合、アーマチャ２０には、永久磁石２２による磁力と板バネ４０によるバネ力とが作用する。永久磁石２２の磁力は、アーマチャ２０をプーリ１４側に引き寄せる方向に作用する力であり、板バネ４０のバネ力は、アーマチャ２０をプーリ１４から引き離す方向に作用する力である。
【００２９】
ここで、永久磁石２２の磁力が、板バネ４０のバネ力より大きくなるように、永久磁石２２の磁力及び／又は板バネ４０のバネ力を調整する。これにより、電磁コイル２４に通電させない場合は、アーマチャ２０はプーリ１４側に引き寄せられて、プーリ１４に係合する。
【００３０】
アーマチャ２０とプーリ１４とが係合することで、アーマチャ２０もプーリ１４と共にエンジンの回転により回転する。このため、アーマチャ２０に接続するインペラ１８も、アーマチャ２０と共に回転し、ウォーターポンプ１０は駆動状態となる。
【００３１】
次に、図２（ｂ）を用い、アーマチャ２０とプーリ１４とを開放させる場合について説明する。図２（ｂ）に示すように、電磁コイル２４に通電させると、電磁コイル２４から永久磁石２２の磁力に抗する磁力が発生する。このため、アーマチャ２０には、永久磁石２２による磁力と板バネ４０によるバネ力に加え、電磁コイル２４からの磁力も作用することになる。
【００３２】
ここで、永久磁石２２による磁力よりも、板バネ４０によるバネ力と電磁コイル２４による磁力との合力の方が大きくなるよう、永久磁石２２の磁力、板バネ４０のバネ力、及び／又は電磁コイル２４の磁力を調整する。これにより、電磁コイル２４に通電させた場合は、アーマチャ２０はプーリ１４から引き離されて、プーリ１４から開放する。これにより、プーリ１４がエンジンの回転により回転しても、アーマチャ２０は回転しないため、インペラ１８も回転することなく、ウォーターポンプ１０は停止状態となる。
【００３３】
図１に戻り、磁気センサ５０は、永久磁石２２と電磁コイル２４とを含んだ磁気回路の磁力の大きさ及び方向を測定する。磁気センサ５０は、入力された磁束によって起電力を発生し、その起電力をＥＣＵ６０に出力する。起電力の大きさは磁束の大きさに比例するため、磁気センサ５０で発生する起電力の大きさを測定することで、磁気回路の磁力の大きさを把握することができる。また、磁束の方向により、磁気センサ５０で発生する起電力の向きも変わるため、起電力の向きを測定することで磁気回路の磁力の方向を把握することができる。
【００３４】
ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成され、経過時間判定手段６２、水止め領域判定手段６４、電流制御手段６６、電流測定手段６８、故障判定手段７０を備える。ＥＣＵ６０は、バッテリ８０から電圧が供給されることで駆動している。
【００３５】
経過時間判定手段６２は、エンジン始動からの時間が、所定時間を経過したか判定する。
【００３６】
水止め領域判定手段６４は、経過時間判定手段６２で所定時間を経過したと判定された場合に、冷却水の温度が低温である場合、又はエンジン負荷が軽負荷状態である場合等の水止め領域に該当するかどうかの判定を行う。
【００３７】
電流制御手段６６は、リレースイッチ７２を制御することで、電磁コイル２４への通電を制御する。具体的には、リレースイッチ７２内のコイル７４への電流供給を制御することで、スイッチ７６のＯＮ／ＯＦＦの制御を行い、電磁コイル２４への通電を制御する。なお、電磁コイル２４のマイナス側端子およびコイル７４のマイナス側端子は、ハウジング３０で接地されている。
【００３８】
電流測定手段６８は、磁気センサ５０が発生する起電力によって生じる電流の大きさ及び向きを測定する。前述したように、この電流の大きさ及び向きを測定することにより、磁気回路の磁力の大きさ及び向きを把握することができる。
【００３９】
故障判定手段７０は、電磁コイル２４への通電状態を変化させたときの磁気センサ５０で計測された起電力の変化に基づいて、ウォーターポンプ１０の故障の判定を行う。具体的には、図２（ａ）に示すような、電磁コイル２４への通電を停止したときに電流測定手段６８で測定された電流値が、電磁コイル２４に通電していたときと比較して上昇しない場合は、ウォーターポンプ１０が故障していると判定する。また、図２（ｂ）に示すような、電磁コイル２４に通電したときに電流測定手段６８で測定された電流値が、電磁コイル２４への通電を停止していたときと比較して上昇した場合は、ウォーターポンプ１０が故障していると判定する。
【００４０】
さらに、故障判定手段７０は、電流測定手段６８で測定された電流の向きに基づいて、永久磁石２２の劣化の判定を行う。また、故障判定手段７０は、電磁コイル２４に通電した場合と通電を停止した場合とのそれぞれの場合に電流測定手段６８で測定された電流値と、所定の値とを比較することで、永久磁石２２又は電磁コイル２４の劣化の判定を行う。
【００４１】
次に、図３のフローチャートを用い、実施例１に係るウォーターポンプの故障診断装置１００のＥＣＵ６０が行う、ウォーターポンプ１０の故障診断の処理について説明する。
【００４２】
図３に示すように、エンジンが始動した後（ステップＳ１０）、ＥＣＵ６０は、エンジン始動からの時間が所定時間α秒を経過したか判定する（ステップＳ１２）。
【００４３】
ステップＳ１２で所定時間α秒経過していないと判定された場合（Ｎｏの場合）、ＥＣＵ６０は、ウォーターギャラリー内の冷却水を一巡させて水温の平準化、安定化を図るために、ウォーターポンプ１０を駆動させる（ステップＳ１４）。具体的には、ＥＣＵ６０は、リレースイッチ７２を制御して、電磁コイル２４への通電を停止する。これにより、図２（ａ）に示したように、アーマチャ２０は、永久磁石２２の磁力によりプーリ１４に係合し、エンジンの回転によるプーリ１４の回転に従い、アーマチャ２０と共にインペラ１８が回転する。つまり、ウォーターポンプ１０が駆動状態となる。
【００４４】
次に、ＥＣＵ６０は、電磁コイル２４への通電を停止したときに、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値を測定する（ステップＳ１６）。次に、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１６で測定された電流値が、電磁コイル２４に通電していたときに磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値と比べて上昇したか判定する（ステップＳ１８）。
【００４５】
ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）で説明したように、電磁コイル２４に通電している場合は、磁気センサ５０には、永久磁石２２と電磁コイル２４とからの磁束が入力される。永久磁石２２と電磁コイル２４とは、互いに抗する磁束を発生するため、磁気センサ５０からは、その差分の磁束に対応する起電力が発生する。
【００４６】
一方、電磁コイル２４への通電を停止している場合は、磁気センサ５０には、永久磁石２２からの磁束のみが入力される。よって、磁気センサ５０からは、永久磁石２２の磁束に対応する起電力が発生する。
【００４７】
つまり、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値は、電磁コイル２４への電流の通電を停止した場合は、電磁コイル２４に通電させている場合に比べて大きくなる。
【００４８】
したがって、ステップＳ１８で電流値が上昇したと判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、永久磁石２２からのみ磁力が発生し、アーマチャ２０とプーリ１４とは係合していると判断できるため、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は正常に駆動していると判定する（ステップＳ２０）。
【００４９】
一方、ステップＳ１８で電流値が上昇していないと判定された場合は（Ｎｏの場合）、電磁コイル２４から磁力が発生し続けていて、アーマチャ２０とプーリ１４とは係合していないと判断できるため、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は故障していると判定する（ステップＳ２２）。
【００５０】
ステップＳ１２で所定時間α秒経過していると判定された場合（Ｙｅｓの場合）、ＥＣＵ６０は、冷却水の温度が低温である場合又はエンジンが軽負荷状態である場合等のような水止め領域に属するか判定する（ステップＳ２４）。
【００５１】
ステップＳ２４で水止め領域に属すると判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、冷却水が低温状態又はエンジンが軽負荷状態にあるので、冷却水がウォーターギャラリー内を循環しないように、ウォーターポンプ１０を停止させる（ステップＳ２６）。具体的には、ＥＣＵ６０は、リレースイッチ７２を制御して、電磁コイル２４に通電する。これにより、図２（ｂ）に示したように、アーマチャ２０はプーリ１４から開放されるため、プーリ１４が回転しても、インペラ１８は回転しない。つまり、ウォーターポンプ１０が停止状態となる。
【００５２】
次に、ＥＣＵ６０は、電磁コイル２４に通電したときに、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値を測定する（ステップＳ２８）。次に、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２８で測定された電流値が、電磁コイル２４への通電を停止していたときに磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値と比べて上昇したか判定する（ステップＳ３０）。
【００５３】
前述したように、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値は、電磁コイル２４に通電した場合は、電磁コイル２４への電流の通電を停止している場合に比べて小さくなる。
【００５４】
したがって、ステップＳ３０で電流値が上昇せずに、低下したと判定された場合は（Ｎｏの場合）、電磁コイル２４から磁力が発生し、アーマチャ２０とプーリ１４とは開放していると判断できるため、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は正常に停止していると判定する（ステップＳ３２）。
【００５５】
一方、ステップＳ３０で電流値が上昇したと判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、アーマチャ２０とプーリ１４とは開放していると判断できないため、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は故障していると判定する（ステップＳ３４）。
【００５６】
ステップＳ２４で水止め領域に属していないと判定された場合は（Ｎｏの場合）、冷却水がウォーターギャラリー内を循環するように、ウォーターポンプ１０を駆動させたままにする（ステップＳ３６）。
【００５７】
このように、実施例１によれば、電磁コイル２４の通電状態を変化させたときの磁気センサ５０が発生する起電力によって生じる電流値の変化に基づいて、ウォーターポンプ１０の故障の判定をする。磁気センサ５０は、永久磁石２２と電磁コイル２４とを含んだ磁気回路の磁力の大きさに基づく起電力を発生するため、実施例１によれば、磁気回路の磁力の大きさに基づいてウォーターポンプ１０の故障判定を行っていることになる。このため、永久磁石２２や電磁コイル２４の磁力の劣化を含めて、ウォーターポンプ１０の故障判定が可能となる。また、磁力に基づいてウォーターポンプ１０の故障検出を行うため、電磁コイル２４が接続する電気回路の漏電等に左右されることなく、ウォーターポンプ１０の故障検出が可能となる。
【００５８】
また、磁気センサ５０は、永久磁石２２と電磁コイル２４とを含む磁気回路の磁力の大きさだけでなく、磁力の方向も測定する。例えば、図２（ｂ）に示すような電磁コイル２４に通電している場合は、磁気回路には、永久磁石２２が発生する磁力と、電磁コイル２４が発生する永久磁石２２の磁力に抗する磁力とが生じる。例えば、永久磁石２２に劣化等がない場合に、永久磁石２２が発生する磁力は、電磁コイル２４が発生する磁力より大きいとする。この場合、磁気回路には、アーマチャ２０側からプーリ１４側に向かう磁力が生じる。ここで、永久磁石２２に劣化等が生じて、永久磁石２２が発生する磁力が、電磁コイル２４が発生する磁力より小さくなったとすると、磁気回路には、プーリ１４側からアーマチャ２０側に向かう磁力が生じる。
【００５９】
このように、永久磁石２２と電磁コイル２４とを含む磁気回路の磁力の方向を測定することで、永久磁石２２に劣化が生じているかを判定できる。なお、磁気回路の磁力の方向は、前述したように、磁気センサ５０が発生する起電力の向きを測定することで把握できる。即ち、例えば、図３におけるステップＳ２８で、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流の大きさに加えて、電流の向きを測定することで、磁気回路の磁力の方向を把握できる。
【００６０】
また、図３のステップＳ１６及びステップＳ２８に示すように、電磁コイル２４への通電を停止した場合と、電磁コイル２４に通電した場合とのそれぞれの場合において、磁気センサ５０により磁気回路の磁力の大きさを測定する。電磁コイル２４への通電を停止した場合は、磁気センサ５０には、永久磁石２２からの磁束のみが入力される。したがって、この場合に、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値を、所定の値と比較することで、永久磁石２２に劣化が生じているかを判定できる。例えば、起電力に基づく電流値が、所定の値より低い場合に、永久磁石２２が劣化していると判定できる。
【００６１】
電磁コイル２４に通電した場合は、磁気センサ５０には、永久磁石２２と電磁コイル２４とからの磁束が入力される。この場合、上記により永久磁石２２には劣化が生じていないことが確認できていれば、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値を、所定の値と比較することで、電磁コイル２４に劣化が生じているかを判定できる。例えば、起電力に基づく電流値が、所定の値より大きい場合に、電磁コイル２４が劣化していると判定できる。
【００６２】
このように、電磁コイル２４に通電した場合と通電を停止した場合とのそれぞれの場合での、磁気回路の磁力の大きさを計測し、その計測値を所定の値と比較することで、永久磁石２２に劣化が生じているか、又は電磁コイル２４に劣化が生じているかの切り分けをすることが可能となる。
【００６３】
また、実施例１において、アーマチャ２０は、例えば、鉄などの磁性体であることを例に挙げたが、これに限られるわけではなく、例えば、磁石である場合でもよい。この場合、アーマチャ２０が発生する磁力の向きを、永久磁石２２が発生する磁力の向きと同じにすることで、電磁コイル２４への通電を停止したときに、磁気センサ５０に入力される磁束が大きくなる。これにより、磁気センサ５０が発生する起電力に基づく電流値が大きくなるため、ウォーターポンプ１０の故障診断が行い易くなる。
【００６４】
実施例１において、永久磁石２２の磁力と電磁コイル２４の磁力とを利用して、アーマチャ２０とプーリ１４とを係合する場合又はアーマチャ２０とプーリ１４とを開放する場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。例えば、図４に示すように、永久磁石２２を設けずに、電磁コイル２４への通電を停止した場合に、板バネ４０のバネ力によりアーマチャ２０とプーリ１４とを係合させ、電磁コイル２４に通電した場合に、板バネ４０のバネ力に抗する磁力を電磁コイル２４から発生させることで、アーマチャ２０とプーリ１４とを開放させる場合でもよい。
【００６５】
このように、電磁コイル２４への通電を停止することで、アーマチャ２０とプーリ１４とを係合させ、電磁コイル２４に通電することで、アーマチャ２０とプーリ１４とを開放させる構造とすることが好ましい。これにより、電磁コイル２４が漏電等に動作不能になった場合でも、アーマチャ２０とプーリ１４とは係合するため、インペラ１８が回転し、冷却水を循環させることが可能となる。つまり、電磁コイル２４が動作不能となっても、エンジンがオーバーヒートすることを抑制できる。また、エンジン暖機後に冷却水を循環させる場合に、電磁コイル２４への通電を停止するため、消費電力が削減でき、燃費の悪化を抑制することもできる。
【００６６】
なお、電磁コイル２４に通電することでアーマチャ２０とプーリ１４とを係合させ、電磁コイル２４への通電を停止することでアーマチャ２０とプーリ１４とを開放させる構造の場合にも実施例１を適用することができる。
【実施例２】
【００６７】
図５は、実施例２に係るウォーターポンプの故障診断装置２００が接続するウォーターポンプ１０を示す模式図である。図５に示すように、実施例２に係るウォーターポンプの故障診断装置２００は、磁気センサ５０を設けず、電流測定手段６８は、電磁コイル２４に発生する誘導電流の測定を行う。また、故障判定手段７０は、電磁コイル２４への通電を停止したときに、電磁コイル２４に発生する誘導電流に基づいて、ウォーターポンプ１０の故障を判定する。その他の構成は、実施例１と同じであり、図１に示しているので、説明を省略する。
【００６８】
次に、図６及び図７のフローチャートを用い、実施例２に係るウォーターポンプの故障診断装置２００のＥＣＵ６０が行う、ウォーターポンプ１０の故障診断の処理について説明する。
【００６９】
図６に示すように、エンジンが始動した後（ステップＳ１０）、ＥＣＵ６０は、エンジン始動からの時間が所定時間α秒を経過したか判定する（ステップＳ１２）。
【００７０】
ステップＳ１２で所定時間α秒経過していないと判定された場合（Ｎｏの場合）、ＥＣＵ６０は、ウォーターギャラリー内の冷却水を一巡させて平準化、安定化を図るために、電磁コイル２４への通電を停止して、ウォーターポンプ１０を駆動させる（ステップＳ１４）。
【００７１】
次に、ＥＣＵ６０は、電磁コイル２４への通電を停止したときに、電磁コイル２４に発生する誘導電流を測定する（ステップＳ１６）。ここで、電磁コイル２４に誘導電流が生じるのは以下の理由による。電磁コイル２４への通電を停止することで、永久磁石２２と電磁コイル２４とを含む磁気回路には、永久磁石２２からの磁束のみ生じている。この永久磁石２２から生じる磁束は、アーマチャ２０とプーリ１４とが係合することにより減少する。したがって、この際の磁束の変化により、電磁コイル２４に誘導電流が発生することになる。
【００７２】
次に、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１６での測定結果に基づき、電磁コイル２４に誘導電流が発生したかどうかを判定する（ステップＳ１８）。ここで、例えば、電磁コイル２４に発生する誘導電流が０．５ｍＡ〜５０ｍＡである場合に、電磁コイル２４に誘導電流が発生したと判定することができる。誘導電流が発生したと判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、アーマチャ２０とプーリ１４とは係合していると判断できるため、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は正常に駆動していると判定する（ステップＳ２０）。
【００７３】
ステップＳ１８で誘導電流が発生していないと判定された場合は、電磁コイル２４への通電を停止したにも関わらず、アーマチャ２０とプーリ１４とは係合していないため、永久磁石２２が劣化したと判断でき、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は故障していると判定する（ステップＳ２２）。
【００７４】
ステップＳ１２で所定時間α秒経過していると判定された場合（Ｙｅｓの場合）、ＥＣＵ６０は、電磁コイル２４に通電して、ウォーターポンプ１０を停止させる（ステップＳ２４）。次に、ＥＣＵ６０は、冷却水の温度が低温である場合又はエンジンが軽負荷状態である場合等のような水止め領域に属するか判定する（ステップＳ２６）。
【００７５】
ステップＳ２６で水止め領域に属すると判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、ＥＣＵ６０は、冷却水が低温状態又はエンジンが軽負荷状態にあるので、冷却水がウォーターギャラリー内を循環しないように、ウォーターポンプ１０は停止したままにする（ステップＳ２８）。
【００７６】
次に、ＥＣＵ６０は、電磁コイル２４の誘導電流を測定し（ステップＳ３０）、誘導電流が発生したかどうかを判定する（ステップＳ３２）。ここで、ウォーターポンプ１０は停止したままにしているため、前述したような、アーマチャ２０とプーリ１４とが係合することによる磁束の変化は生じないはずである。したがって、ステップＳ３２で誘導電流が発生していないと判定された場合は（Ｎｏの場合）、ウォーターポンプ１０は正常に停止していると判定する（ステップＳ３４）。
【００７７】
ステップＳ３０で誘導電流が発生したと判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、電磁コイル２４に通電しているにも関わらず、アーマチャ２０とプーリ１４とが係合したことになるため、電磁コイル２４が劣化したと判断でき、ＥＣＵ６０は、ウォーターポンプ１０は故障していると判定する（ステップＳ３６）。
【００７８】
ステップＳ１２で水止め領域に属していないと判定された場合（Ｎｏの場合）、冷却水がウォーターギャラリー内を循環するように、電磁コイル２４への通電を停止して、ウォーターポンプ１０を駆動させる（ステップＳ３８）。
【００７９】
次に、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１６からステップＳ２２と同様に、電磁コイル２４への通電を停止したときに電磁コイル２４に発生する誘導電流の測定を行い（ステップＳ４０）、誘導電流が発生したかどうかを判定する（ステップＳ４２）。そして、誘導電流が発生したと判定された場合は（Ｙｅｓの場合）、ウォーターポンプ１０は正常に駆動していると判定し（ステップＳ４４）、誘導電流が発生していないと判定された場合は（Ｎｏの場合）、ウォーターポンプ１０は故障していると判定する（ステップＳ４６）。
【００８０】
このように、実施例２によれば、電磁コイル２４への通電を停止したときに、電磁コイル２４に誘導電流が発生しない場合に、ウォーターポンプ１０の故障と判定する。電磁コイル２４の誘導電流は、磁気回路の磁束の変化により発生するため、実施例２によれば、磁気回路の磁力に基づいてウォーターポンプ１０の故障の判定を行っていることになる。このため、永久磁石２２や電磁コイル２４の磁力の劣化を含めて、ウォーターポンプ１０の故障判定が可能となる。
【００８１】
また、実施例２によれば、実施例１のように、磁気センサ５０を設けなくて済むため、部品点数の増加、コストの増加を抑制することができる。
【００８２】
また、図８に示すように、アーマチャ２０には、永久磁石４２を設けることができ、特に、アーマチャ２０の回転方向である円周方向に、一定間隔置きに永久磁石４２を設けることが好ましい。
【００８３】
このように、アーマチャ２０に永久磁石４２を設けることで、電磁コイル２４への通電を停止してウォーターポンプ１０を駆動させている場合に、プーリ１４とアーマチャ２０との間に滑りが生じているか把握することが可能となる。つまり、永久磁石４２が電磁コイル２４に対して回転することで、電磁コイル２４に誘導電流が生じるため、この誘導電流を測定することで、プーリ１４とアーマチャ２０との間に滑りが生じていることの把握ができる。
【００８４】
また、電磁コイル２４に生じる誘導電流は正弦波形として測定されるため、この正弦波形の波長からアーマチャ２０の回転数を算出することもできる。インペラ１８はアーマチャ２０と共に回転するため、アーマチャ２０の回転数はインペラ１８の回転数にもなる。インペラ１８が回転することで冷却水が循環するため、インペラ１８の回転数が変わると、冷却水を循環させる冷却能力が変化する。したがって、プーリ１４とアーマチャ２０との間の滑り具合と共に、冷却水の温度の上昇具合を把握することで、ウォーターポンプ１０の故障判定をより正確に行うことができる。
【００８５】
なお、実施例２においても、実施例１と同様、図４に示すように、永久磁石２２を設けず、電磁コイル２４の磁力と板バネ４０のバネ力により、プーリ１４とアーマチャ２０との係合状態を変化させる構造としてもよい。また、電磁コイル２４に通電することでアーマチャ２０とプーリ１４とを係合させ、電磁コイル２４への通電を停止することでアーマチャ２０とプーリ１４とを開放させる構造としてもよい。これらの場合でも、電磁コイル２４への通電状態を変化させたときに、電磁コイル２４に発生する誘導電流に基づいて、ウォーターポンプ１０の故障判定を行うことができる。
【００８６】
また、実施例１で説明した磁気センサ５０を用いてウォーターポンプ１０の故障を判定する方法と、実施例２で説明した電磁コイル２４に発生する誘導電流によりウォーターポンプ１０の故障を判定する方法を組み合わせてもよい。例えば、電磁コイル２４への通電を停止した場合には、電磁コイル２４に発生する誘導電流に基づいてウォーターポンプ１０の故障判定を行い、電磁コイル２４に通電した場合には、磁気センサ５０が発生する起電力に基づいて、ウォーターポンプ１０の故障判定を行う場合でもよい。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  ウォーターポンプ
１２  ベルト
１４  プーリ
１８  インペラ
２０  アーマチャ
２２  永久磁石
２４  電磁コイル
２６  空洞部
２８  貫通孔
３０  ハウジング
３２  プーリ用ベアリング
３６  シャフト用ベアリング
３８  シャフト
４０  板バネ
４２  永久磁石
５０  磁気センサ
６２  経過時間判定手段
６４  水止め領域判定手段
６６  電流制御手段
６８  電流測定手段
７０  故障判定手段
７２  リレースイッチ
１００、２００  ウォーターポンプの故障診断装置
【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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