(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転状態に関連する各種の情報を取得して所定に蓄積する車両の情報取得蓄積装置であって、
内燃機関に備えられる排気過給機のタービン回転速度を取得し、
当該タービン回転速度が、設定されたタービン回転速度下限値を下回り、その後、前記タービン回転速度が、前記タービン回転速度下限値を下回ることなく、設定されたタービン回転速度上限値を超えるような運転パターンの発生回数を積算して取得し情報として蓄積することを特徴とする車両の情報取得蓄積装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の情報取得蓄積装置により取得された情報に基づいて、排気過給機の寿命を診断することを特徴とする診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転状態に関連する各種の情報を取得して所定に蓄積する車両の情報取得蓄積装置、及び取得され蓄積されたデータに基づいて診断する診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両の走行状態（例えば、車速、加速度、路面勾配、ＧＰＳ情報など）、駆動源（例えば、内燃機関、電動モータやこれらの組み合わせ）の運転状態、変速装置の変速状態、運転者の操作状態（アクセルペダルの操作度合い、ブレーキペダルの踏込み度合い、ステアリングの操作度合いなど）などの車両の運転状態に関連する各種の情報を取得して所定に蓄積する車両の情報取得蓄積装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この種の装置では、車両制御装置（車両ＥＣＵ）にメモリーを内蔵し、システムへの情報（例えば、車速、エンジン回転速度、アクセルペダルの踏み込み量、水温など）の入力状態や、ドライバー（運転者）の操作状況（ステアリング操作状況、アクセルペダルの操作状況、ブレーキペダルの操作状況など）から、各種情報（データ）を積算して頻度分布を作成してこれを記憶するといったデータロガー機能が既に開発されている。
【０００４】
また、内燃機関においては、排気過給機（ターボチャージャー）を排気通路に取り付けて、排気エネルギで排気タービン延いては吸気インペラを回転駆動することで過給することによって、出力向上、燃費向上等を図るようにすることなどが行なわれている。
このような排気過給機に関する情報を取得して排気過給機の稼動状態、主に共振周波数の変化を監視して、機械的故障を予測しようとする試みも行なわれている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２３４４８号公報
【特許文献２】特表２０００−５０１２３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２に記載のものは、常に共振周波数の変化を監視するものであるため、演算処理などが複雑化するなど比較的高度なシステムが必要であるなど、高コストで取り扱いも煩雑になるなど実用的ではないといった実情がある。
【０００７】
この一方で、車両の情報取得蓄積装置において、排気過給機（ターボチャージャー）に関して、比較的簡単な構成によってデータ（情報）を蓄積し、蓄積したデータに基づいて寿命予測などが可能となれば有益である。
【０００８】
このような排気過給機（ターボチャージャー）に関する情報は、例えば、サービス工場などにおいて、寿命予測などの資料として有効に利用できるようにすることで、作業の確実と効率化を促進することにも寄与する。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、排気過給機（ターボチャージャー）の寿命に関するデータ（情報）を取得して蓄積し、蓄積したデータを有効利用に資することができる車両の情報取得蓄積装置及び取得され蓄積されたデータに基づいて診断する診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このため、本発明に係る車両の情報取得蓄積装置は、
車両の運転状態に関連する各種の情報を取得して所定に蓄積する車両の情報取得蓄積装置であって、
内燃機関に備えられる排気過給機のタービン回転速度を取得し、
当該タービン回転速度が、設定されたタービン回転速度下限値を下回り、その後、前記タービン回転速度が、前記タービン回転速度下限値を下回ることなく、設定されたタービン回転速度上限値を超えるような運転パターンの発生回数を積算して取得し情報として蓄積することを特徴とする車両の運転状態に関連する各種の情報を取得して所定に蓄積することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る診断装置は、本発明に係る車両の情報取得蓄積装置により取得された情報に基づいて、排気過給機の寿命を診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、排気過給機（ターボチャージャー）に関するデータ（情報）を取得して蓄積し、蓄積したデータを有効利用に資することができる車両の情報取得蓄積装置及び取得され蓄積されたデータに基づいて診断する診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両制御装置及び車両の情報取得蓄積装置を概略的に示すシステム構成図である。
【図２】同上実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置において取得され蓄積される排気過給機（ターボチャージャー）のタービン共振回転速度領域での積算運転時間を説明するタイムチャートである。
【図３】同上実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置において取得され蓄積される排気過給機（ターボチャージャー）の運転パターンの発生回数（頻度）を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
本実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置のシステム構成を図１に示す。
図１に示すように、車両制御ＥＣＵ（電子制御ユニット）１０には、各種センサ類（クラッチストロークスイッチ、クラッチスイッチ、ブレーキスイッチ、１速・後退スイッチ、ニュートラルスイッチ、アクセルスイッチ、パーキングスイッチなど）からの信号に基づいて運転操作基本情報が入力されるようになっている。なお、エンジンキースイッチ（スターターキースイッチ、イグニッションキー）のキーＯＮ・ＯＦＦ信号なども入力される。
【００１７】
また、車両制御ＥＣＵ１０には、各種スイッチ（メインスイッチ、コンビスイッチ、補助ブレーキスイッチ、パワースイッチ、アイドルストップメインスイッチ、エアコンスイッチ、発進制御スイッチ、ＤＰＲ再生スイッチ、暖気スイッチ、アイドルボリュームなど）の信号に基づいて、運転者要求信号が入力されるようになっている。
【００１８】
更に、車両制御ＥＣＵ１０には、車速、バッテリー電圧、エア圧スイッチ、エア系回路失陥信号、ストップランプスイッチ、スターターリレー監視信号（スターターモータ通電信号）、バックランプスイッチ、トレーラ連結スイッチなどの信号に基づいて、車両状況に関連する情報が入力されるようになっている。
【００１９】
この一方、車両制御ＥＣＵ１０は、図１に示すように、エンジン制御ＣＡＮを介して、エンジンＥＣＵ２０と双方向通信可能に接続されている。これにより、内燃機関の冷却水温、排気過給機（ターボチャージャー）のタービン回転数などが情報として入力される。
【００２０】
なお、本実施の形態に係る内燃機関には排気過給機（ターボチャージャー）が備えられている。
【００２１】
また、車両制御ＥＣＵ１０は、車両制御ＣＡＮを介して、各種ＥＣＵ（例えば、車間クルーズＥＣＵ、プロシフト（変速制御）ＥＣＵ、エアサスＥＣＵ、メータＥＣＵなど）と双方向通信可能に接続されている。
【００２２】
車両制御ＥＣＵ１０は、シリアル通信やＫＷＰ２０００（Ｋｅｙ  Ｗｏｒｄ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ２０００：ＩＳＯ１４２３０（国際規格）に準拠した自動車のダイアグノーシス通信規格）を介して、ＤＩＡＧ（ＤＩＡＧＮＯＳＩＳ）コネクタ（故障等の診断装置コネクタ）などに接続可能に構成されている。
【００２３】
なお、車両制御ＥＣＵ１０、エンジンＥＣＵ２０、各種ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、各種のインターフェースなどを備えて構成される。
【００２４】
ここで、本実施の形態に係る車両制御ＥＣＵ１０では、車両の情報取得蓄積装置として機能し各種データを取得して記憶すると共に、これらのデータを用いて、例えば排気過給機（ターボチャージャー）の寿命予測などの診断を行うようになっている。
【００２５】
すなわち、本実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置では、図２に示すように、排気過給機（ターボチャージャー）のタービン回転速度を取得し、寿命（タービン翼やインペラ翼の損傷や軸受の損傷など）に影響する共振回転速度領域内での排気過給機（ターボチャージャー）の運転時間を積算する。
【００２６】
つまり、図２に示したように、取得（計測）したタービン回転速度が、共振回転速度領域の低速側より低速であれば、ターボチャージャーの寿命への影響は小さいため、積算時間Ｔには加算しない。
【００２７】
一方、取得したタービン回転速度が、共振回転速度領域内にある場合には、その領域内でターボチャージャーが運転される場合には寿命への影響が大きいため、その領域内での時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３などを積算して積算時間Ｔを求めこれを記憶する。
【００２８】
なお、取得したタービン回転速度が、共振回転速度領域の高速側より高速であれば、ターボチャージャーの寿命への影響は小さいため、積算時間Ｔには加算しない。
【００２９】
このようにして、本実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置では、共振回転速度領域内でのターボチャージャーの運転時間を積算して記憶する一方で、積算時間Ｔが所定値へ至った場合には、車両制御ＥＣＵ１０（或いはＤＩＡＧコネクタ（ダイアグ端子）などを介して接続される外部接続機器（例えば、専用装置やパソコン等））では、使用中のターボチャージャーの寿命が近い旨などを報知するなどして、ターボチャージャーのメンテナンス（オーバーホールなど）や交換等を促すような処理を行うようになっている。
【００３０】
かかる手法によれば、比較的簡単な構成でありながら、ターボチャージャーの寿命予測を高精度に行うことができる。
【００３１】
なお、サービス工場などにおいては、蓄積されている積算時間Ｔに基づく上記寿命予測を踏まえて、排気過給機（ターボチャージャー）の寿命による交換などを薦めることなどが可能となり、作業の確実と効率化、延いては質の高い的確なサービスを提供することができることになる。
【００３２】
ところで、共振回転速度領域の下限値や上限値は、使用するターボチャージャーや使用者その他の種々の要求に応じて適宜修正できるように、車両制御ＥＣＵ１０へ直接的にアクセスすること（例えばダイヤル操作など）により、或いはＤＩＡＧコネクタ（ダイアグ端子）その他の通信手段を介して接続される外部接続機器（例えば、専用装置やパソコン等）などにより、変更可能な構成とすることができる。
【００３３】
＜第２の実施の形態＞
また、本実施の形態では、以下のような方法によって、排気過給機（ターボチャージャー）の寿命予測も行うようになっている。基本的な装置構成などについては、第１の実施の形態と同様であるので、共通する部分についての詳細な説明は省略し、相違する部分について以下に説明する。
【００３４】
すなわち、本実施の形態では、排気過給機（ターボチャージャー）のタービン回転速度が上下に大きく振れる場合、ターボチャージャーの寿命への影響は大きくなるといった特性に着目し、かかる特性を利用してターボチャージャーの寿命を推定するというものである。
【００３５】
このため、本実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置では、図３に示したように、計測されたタービン回転速度が、設定されたタービン回転速度下限値を下回り、その後、設定されたタービン回転速度上限値を超えるような運転パターンが発生した場合には、その運転パターンの発生に対して１回としてカウントアップし、その合計回数を記憶する。
【００３６】
なお、図３に示すように、タービン回転速度が、タービン回転速度上限値を上回ってから下降してタービン回転速度下限値を下回るようなパターンや、タービン回転速度下限値を下回ってから上昇するがタービン回転速度上限値に至る前に再び下降するようなパターンや、タービン回転速度上限値を上回ってから下降するがタービン回転速度下限値に至る前に再び上昇するようなパターンは、寿命への影響は少ないとして、上記合計回数へは加算しないようになっている。
【００３７】
このように、本実施の形態に係る車両の情報取得蓄積装置では、寿命への影響が大きいターボチャージャーの運転パターンの発生を検出し、その運転パターンの発生回数（頻度）を積算して記憶し、当該発生回数が所定値へ至った場合には、車両制御ＥＣＵ１０（或いはＤＩＡＧコネクタ（ダイアグ端子）などを介して接続される外部接続機器（例えば、専用装置やパソコン等））では、使用中のターボチャージャーの寿命が近い旨などを報知するなどして、ターボチャージャーのメンテナンス（オーバーホールなど）や交換等を促すような処理を行うようになっている。
【００３８】
このような手法によれば、比較的簡単な構成でありながら、ターボチャージャーの寿命予測を高精度に行うことができる。
【００３９】
なお、サービス工場などにおいては、蓄積されている運転パターン発生回数に基づく上記寿命予測を踏まえて、排気過給機（ターボチャージャー）の寿命による交換などを薦めることなどが可能となり、作業の確実と効率化、延いては質の高い的確なサービスを提供することができることになる。
【００４０】
ところで、上述した寿命への影響が大きいターボチャージャーの運転パターンにおけるタービン回転速度の下限値や上限値は、使用するターボチャージャーや使用者その他の種々の要求に応じて適宜修正できるように、車両制御ＥＣＵ１０へ直接的にアクセスすること（例えばダイヤル操作など）により、或いはＤＩＡＧコネクタ（ダイアグ端子）その他の通信手段を介して接続される外部接続機器（例えば、専用装置やパソコン等）などにより、変更可能な構成とすることができる。
【００４１】
また、第１の実施の形態において説明した寿命予測手法（ターボチャージャーの寿命に影響する共振回転速度領域内での運転積算時間に基づくターボチャージャーの寿命予測手法）と、第２の実施の形態において説明した寿命予測手法（ターボチャージャーの寿命に影響する運転パターンの発生頻度に基づくターボチャージャーの寿命予測手法）と、を組み合わせて、よりきめ細かく高精度にターボチャージャーの寿命予測を行うようにすることもできる。
【００４２】
なお、内燃機関の燃焼形式は特に限定されるものではなく、排気通路に排気過給機（ターボチャージャー）を備えたものであればディーゼル機関等とすることができると共に、ガソリン機関や、アルコールやバイオ燃料、ＬＮＧなどの燃料を燃焼させるエンジン等にも適用可能である。
また、内燃機関と電動モータを組み合わせたハイブリッド車両にも適用可能である。
【００４３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、簡単かつ安価な構成でありながら、排気過給機（ターボチャージャー）の寿命に関するデータ（情報）を取得して蓄積し、蓄積したデータを有効利用に資することができる車両の情報取得蓄積装置を提供することができると共に、当該車両の情報取得蓄積装置を取得され蓄積されたデータに基づいて診断する診断装置を提供することができ、有益である。
【符号の説明】
【００４５】
１０    車両制御ＥＣＵ（電子制御ユニット）
２０    エンジンＥＣＵ
【図１】
0005614834.tif 000002
【図２】
0005614834.tif 000003
【図３】
0005614834.tif 000004