(57)【要約】【課題】コストの増大を抑制しつつ、エアクリーナの汚損度を精度良く推定することができる汚損度推定装置を提供する。【解決手段】汚損度推定装置４００は、所定の走行区間ごとに、車両の走行状況を示す情報を取得する情報取得部４０２と、走行区間ごとに、情報によって示される走行状況に基づいて汚損係数Ｋを決定する係数決定部４０４と、走行区間ごとに、汚損係数Ｋと当該走行区間の距離との乗算値に基づいて汚損度の増加分を算出し、走行区間ごとに算出された増加分の積算値を汚損度として算出する汚損度算出部４１２とを備える。【選択図】図２
2018100653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるエアクリーナの汚損度を推定する汚損度推定装置であって、
所定の走行区間ごとに、前記車両の走行状況を示す情報を取得する情報取得部と、
前記走行区間ごとに、前記情報によって示される走行状況に基づいて汚損係数を決定する係数決定部と、
前記走行区間ごとに、前記汚損係数と当該走行区間の距離との乗算値に基づいて前記汚損度の増加分を算出し、前記走行区間ごとに算出された前記増加分の積算値を前記汚損度として算出する汚損度算出部とを備える、汚損度推定装置。
【請求項２】
前記情報取得部は、前記車両の位置を示す位置情報と、渋滞が発生している道路を示す渋滞情報とを取得し、
前記係数決定部は、前記位置情報により示される位置が前記渋滞情報による示される道路上である場合に、１より大きい値を前記汚損係数として決定する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項３】
前記情報取得部は、前記車両の位置を示す位置情報を取得し、
前記係数決定部は、前記位置情報により示される位置が予め定められた地域内である場合に、１より大きい値を前記汚損係数として決定する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項４】
前記情報取得部は、前記車両の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを取得し、
前記係数決定部は、前記位置情報により示される位置が予め定められた地域内であり、かつ、前記時刻情報により示される時刻が予め定められた期間内である場合に、１より大きい値を前記汚損係数として決定する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項５】
前記情報取得部は、前記車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データを取得し、
前記係数決定部は、前記加速度データにおける振幅が振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を前記汚損係数として決定する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項６】
前記情報取得部は、前記車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データを取得し、
前記係数決定部は、前記アクセル開度データにおける振幅が振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を前記汚損係数として決定する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項７】
前記情報取得部は、前記車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データと、前記車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データとを取得し、
前記係数決定部は、前記加速度データにおける振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、前記アクセル開度データにおける振幅が第２振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を前記汚損係数として決定する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項８】
前記情報取得部は、前記車両の位置を示す位置情報と、渋滞が発生している道路を示す渋滞情報と、時刻を示す時刻情報と、前記車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データと、前記車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データとを取得し、
前記係数決定部は、
前記位置情報により示される位置が前記渋滞情報による示される道路上であるという第１条件が満たされる場合に、１より大きい値を第１係数として決定し、前記第１条件が満たされない場合に、１を前記第１係数として決定する第１係数決定部と、
前記位置情報により示される位置が予め定められた地域内であるという第２条件、および、前記位置情報により示される位置が予め定められた地域内であり、かつ、前記時刻情報により示される時刻が予め定められた期間内であるという第３条件の少なくとも一方を満たす場合に、１より大きい値を第２係数として決定し、前記第２条件および前記第３条件のいずれも満たさない場合に、１を前記第２係数として決定する第２係数決定部と、
前記加速度データにおける振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、前記アクセル開度データにおける振幅が第２振幅閾値より大きいという第４条件を満たす場合に、１より大きい値を第３係数として決定し、前記第４条件を満たさない場合に、１を前記第３係数として決定する第３係数決定部とを含み、
前記係数決定部は、前記第１係数と前記第２係数と前記第３係数との乗算値を前記汚損係数として算出する、請求項１に記載の汚損度推定装置。
【請求項９】
前記走行区間は、単位距離を走行する区間である、請求項１から８のいずれか１項に記載の汚損度推定装置。
【請求項１０】
前記走行区間は、単位時間に走行する区間である、請求項１から８のいずれか１項に記載の汚損度推定装置。
【請求項１１】
前記走行区間は、前記車両のエンジンが始動してから停止するまでの区間である、請求項１から８のいずれか１項に記載の汚損度推定装置。
【請求項１２】
前記汚損度が通知閾値よりも大きい場合に、前記エアクリーナの交換を推奨する旨の通知を行なう通知処理部をさらに備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の汚損度推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに吸入されるエアをろ過するエアクリーナの汚損度を推定する汚損度推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアクリーナの交換時期を案内するための装置として、特開２００６−８８７５１号公報（特許文献１）には、過去の平均走行距離に基づいて交換時期を推定し案内する案内表示装置が開示されている。
【０００３】
特開２０１３−３６３８２号公報（特許文献２）には、エアクリーナの下流に圧力検出装置を設け、検出された圧力値に基づいてエアクリーナの寿命を推定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８８７５１号公報
【特許文献２】特開２０１３−３６３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エアクリーナは、車両の走行状況によって汚損される度合いが異なる。たとえば、大気中にほこりやごみが多い地域で走行している場合には汚損される度合いが高くなる。特開２００６−８８７５１号公報に記載の技術では、走行距離のみを考慮して交換時期が推定されており、車両の走行状況が考慮されていない。そのため、大気中にほこりやごみが多い地域を走行する頻度が高い車両の場合、エアクリーナの実際の汚損度が交換すべき状態であるにもかかわらず、案内表示装置によって交換時期が案内されない可能性が生じる。この場合、エアクリーナの劣化が進んでいるために、エンジンの性能が悪化する、またはエンジンが破損するという問題が生じる。
【０００６】
一方、特開２０１３−３６３８２号公報に開示されている技術では、エアクリーナの実際の汚損度に相関する圧力を検出することにより汚損度を精度良く検出できるものの、圧力検出装置を設ける必要があり、コストが増大するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コストの増大を抑制しつつ、エアクリーナの汚損度を精度良く推定することができる汚損度推定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に係る汚損度推定装置は、車両に搭載されるエアクリーナの汚損度を推定する。汚損度推定装置は、所定の走行区間ごとに、車両の走行状況を示す情報を取得する情報取得部と、走行区間ごとに、情報によって示される走行状況に基づいて汚損係数を決定する係数決定部と、走行区間ごとに、汚損係数と当該走行区間の距離との乗算値に基づいて汚損度の増加分を算出し、走行区間ごとに算出された増加分の積算値を汚損度として算出する汚損度算出部とを備える。
【０００９】
好ましくは、情報取得部は、車両の位置を示す位置情報と、渋滞が発生している道路を示す渋滞情報とを取得する。係数決定部は、位置情報により示される位置が渋滞情報による示される道路上である場合に、１より大きい値を汚損係数として決定する。
【００１０】
好ましくは、情報取得部は、車両の位置を示す位置情報を取得する。係数決定部は、位置情報により示される位置が予め定められた地域内である場合に、１より大きい値を汚損係数として決定する。
【００１１】
好ましくは、情報取得部は、車両の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを取得する。係数決定部は、位置情報により示される位置が予め定められた地域内であり、かつ、時刻情報により示される時刻が予め定められた期間内である場合に、１より大きい値を汚損係数として決定する。
【００１２】
好ましくは、情報取得部は、車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データを取得する。係数決定部は、加速度データにおける振幅が振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を汚損係数として決定する。
【００１３】
好ましくは、情報取得部は、車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データを取得する。係数決定部は、アクセル開度データにおける振幅が振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を汚損係数として決定する。
【００１４】
好ましくは、情報取得部は、車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データと、車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データとを取得する。係数決定部は、加速度データにおける振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、アクセル開度データにおける振幅が第２振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を汚損係数として決定する。
【００１５】
好ましくは、情報取得部は、車両の位置を示す位置情報と、渋滞が発生している道路を示す渋滞情報と、時刻を示す時刻情報と、車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データと、車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データとを取得する。係数決定部は、位置情報により示される位置が渋滞情報による示される道路上であるという第１条件が満たされる場合に、１より大きい値を第１係数として決定し、第１条件が満たされない場合に、１を第１係数として決定する第１係数決定部と、位置情報により示される位置が予め定められた地域内であるという第２条件、および、位置情報により示される位置が予め定められた地域内であり、かつ、時刻情報により示される時刻が予め定められた期間内であるという第３条件の少なくとも一方を満たす場合に、１より大きい値を第２係数として決定し、第２条件および第３条件のいずれも満たさない場合に、１を第２係数として決定する第２係数決定部と、加速度データにおける振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、アクセル開度データにおける振幅が第２振幅閾値より大きいという第４条件を満たす場合に、１より大きい値を第３係数として決定し、第４条件を満たさない場合に、１を第３係数として決定する第３係数決定部とを含む。係数決定部は、第１係数と第２係数と第３係数との乗算値を汚損係数として算出する。
【００１６】
所定の走行区間は、単位距離を走行する区間であってもよいし、単位時間に走行した区間であってもよいし、車両のエンジンが始動してから停止するまでの区間であってもよい。
【００１７】
好ましくは、汚損度推定装置は、汚損度が通知閾値よりも大きい場合に、エアクリーナの交換を推奨する旨の通知を行なう通知処理部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によると、コストの増大を抑制しつつ、エアクリーナの汚損度を精度良く推定することができる汚損度推定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る汚損度推定装置によって汚損度が推定されるエアクリーナを含むエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】汚損度推定装置およびその周辺構成を示すブロック図である。
【図３】地域テーブルの一例を示す図である。
【図４】加速度の変動の一例を示すグラフである。
【図５】アクセル開度の変動の一例を示すグラフである。
【図６】汚損度推定装置の処理の流れの前段を示すフローチャートである。
【図７】汚損度推定装置の処理の流れの後段を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００２１】
＜エンジンの構成＞
図１は、実施の形態に係る汚損度推定装置によって汚損度が推定されるエアクリーナを備えるエンジン１の概略構成を示す図である。
【００２２】
エンジン１は、車両に搭載される内燃機関であり、エンジン本体１０と、エアクリーナ２０と、インタークーラ２６と、吸気マニホールド２８と、過給機３０と、排気マニホールド５０とを備える。
【００２３】
エンジン本体１０は、複数の気筒１２と、コモンレール１４と、複数のインジェクタ１６とを含む。本実施の形態においては、エンジン１は、直列３気筒ディーゼルエンジンを一例として説明するが、その他の気筒レイアウト（たとえば、Ｖ型あるいは水平型）のエンジンやガソリンエンジンであってもよい。
【００２４】
複数のインジェクタ１６は、複数の気筒１２の各々に設けられ、その各々がコモンレール１４に接続されている。燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料は、所定圧まで加圧されてコモンレール１４へ供給される。コモンレール１４に供給された燃料は複数のインジェクタ１６の各々から所定のタイミングで噴射される。
【００２５】
エアクリーナ２０は、エンジン１の外部から吸入される空気中の異物を捕えて除去する。エアクリーナ２０によって除去される異物には、ほこり、ごみ、砂などが含まれる。エアクリーナ２０は、吸気管２２の一方端に接続される。
【００２６】
吸気管２２の他方端は、過給機３０のコンプレッサ３２の入口に接続される。コンプレッサ３２の出口は、吸気管２４の一方端に接続される。
【００２７】
吸気管２４の他方端は、インタークーラ２６の一方端に接続される。インタークーラ２６は、吸気管２４を流通する空気を冷却する水冷式の熱交換器を含んで構成される。なお、インタークーラ２６は、空冷式の熱交換器を含むものであっても良い。
【００２８】
インタークーラ２６の他方端は、吸気管２７の一方端に接続される。吸気管２７の他方端は、吸気マニホールド２８に接続される。吸気マニホールド２８は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の吸気ポートに連結される。
【００２９】
エンジン１に吸入される空気は、エアクリーナ２０によりろ過される。エアクリーナ２０によりろ過された空気は、コンプレッサ３２によって圧縮され、インタークーラ２６で冷却される。インタークーラ２６で冷却された空気は、エンジン本体１０の各気筒の吸気側に接続された吸気マニホールド２８を通過してエンジン本体１０に吸入される。
【００３０】
排気マニホールド５０は、エンジン本体１０の複数の気筒１２の各々の排気ポートに連結される。排気マニホールド５０は、第１排気管５２の一方端に接続される。第１排気管５２の他方端は、過給機３０のタービン３６に接続される。そのため、各気筒の排気ポートから排出される排気ガスは、排気マニホールド５０に集められた後、第１排気管５２を経由してタービン３６に供給される。
【００３１】
なお、エンジン１は、ＥＧＲ装置１３０をさらに含む。ＥＧＲ装置１３０は、吸気マニホールド２８と排気マニホールド５０とを接続するＥＧＲ通路１３１と、ＥＧＲ通路の途中に設けられたＥＧＲバルブ１３４およびＥＧＲクーラ１３２とを含む。ＥＧＲ装置１３０は、ＥＧＲバルブ１３４の開度を調整し、吸入空気に排気ガスの一部を導入することによって、燃焼室内の燃焼温度を下げ、ＮＯｘの発生を抑制する装置である。
【００３２】
過給機３０は、コンプレッサ３２と、タービン３６とを含む。タービン３６は、第２排気管５４の一方端に接続される。タービン３６から排出された排気ガスは第２排気管５４を経由して車外に排出される。コンプレッサ３２のハウジング内にはコンプレッサホイール３４が収納され、タービン３６のハウジング内にはタービンホイール３８が収納される。コンプレッサホイール３４とタービンホイール３８とは、連結軸４２によって連結され、一体的に回転する。そのため、コンプレッサホイール３４は、タービンホイール３８に供給される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。
【００３３】
コンプレッサ３２は、タービンホイール３８によって回転駆動されることによって、コンプレッサ３２よりも上流側の吸気（以下「過給前吸気」という）を過給して吸気管２４に供給する。これにより、コンプレッサ３２よりも下流側の吸気（以下「過給後吸気」という）の圧力は、過給前吸気の圧力よりも高められる。
【００３４】
なお、タービン３６に過度の量の排気ガスが流入することを防止する必要がある場合には、排気ガスはウエイストゲートバルブ５８を開くことによって排気バイパス通路５６を通る。排気バイパス通路５６を通ることにより、排気ガスは、タービン３６を迂回して第２排気管５４に導かれる。
【００３５】
エンジン１は、エアフローメータ１０４を含む。エアフローメータ１０４は、吸気管２２内の過給前吸気の流量を検出する。
【００３６】
＜汚損度推定装置およびその周辺構成＞
次に、図２を参照して、エンジン１が搭載される車両に備えられる、汚損度推定装置およびその周辺構成について説明する。図２は、エンジン１を搭載する車両が備える、汚損度推定装置およびその周辺構成を示すブロック図である。
【００３７】
汚損度推定装置４００は、エアクリーナ２０の汚損度を推定する装置である。エアクリーナ２０の汚損が進みすぎると、エンジン１の性能の悪化、エンジン破損または走行不能を引き起こす可能性がある。そこで、汚損度推定装置４００は、現状のエアクリーナ２０の汚損度を精度良く推定する。
【００３８】
図２に示されるように、汚損度推定装置４００は、エアクリーナ２０が搭載される車両内において、カーナビゲーション装置２０２と、時刻情報検出部２０４と、アクセル開度検出部２０６と、加速度センサ２０８と、走行距離検出部２１０と、表示部２１２と接続される。
【００３９】
カーナビゲーション装置２０２は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）衛星からの信号に基づいて、車両の現在位置を示す位置情報を生成する。また、カーナビゲーション装置２０２は、渋滞情報を示す信号を受信することにより、渋滞情報を取得する。渋滞情報は、渋滞が生じている道路（以下、渋滞道路という）について、当該渋滞道路を識別する渋滞道路情報と、渋滞の程度を示す渋滞度情報とを対応付けた情報である。渋滞度情報は、たとえば、車両の平均走行速度が第１速度閾値（たとえば２０ｋｍ／ｈ）以下である「第１段階」と、車両の平均走行速度が第２速度閾値（第１速度閾値よりも遅く、たとえば１０ｋｍ／ｈ）以下である「第２段階」とのいずれかを示す。
【００４０】
時刻情報検出部２０４は、時計により構成され、現在の時刻（年月日を含む）を示す時刻情報を生成する。
【００４１】
アクセル開度検出部２０６は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルペダルポジションセンサである。アクセル開度検出部２０６は、直近の所定期間（たとえば５分間）におけるアクセル開度の変動を示すアクセル開度データを生成する。
【００４２】
加速度センサ２０８は、車両の前後方向、横方向、上下方向のそれぞれの加速度を検出する３軸加速度センサである。加速度センサ２０８により検出された加速度は、エアバッグシステム等にも用いられる。加速度センサ２０８は、直近の所定期間（たとえば５分間）における上下方向の加速度の変動を示す加速度データを生成する。
【００４３】
走行距離検出部２１０は、タイヤの回転数（またはドライブシャフトの回転数）を検出することにより、走行距離を検出する。
【００４４】
表示部２１２は、運転者に情報を通知するためのものであり、表示灯、警告灯、パネルなどを含む。
【００４５】
汚損度推定装置４００は、情報取得部４０２と、係数決定部４０４と、汚損度算出部４１２と、記憶部４１４と、通知処理部４１６とを備える。
【００４６】
情報取得部４０２は、所定の走行区間ごとに、車両の走行状況を示す走行状況情報を取得する。本実施の形態では、情報取得部４０２は、単位距離Ｌ（たとえば１ｋｍ）ごとに走行状況情報を取得する。情報取得部４０２は、カーナビゲーション装置２０２から位置情報および渋滞情報を、時刻情報検出部２０４から時刻情報を、アクセル開度検出部２０６からアクセル開度データを、加速度センサ２０８から加速度データを、走行状況情報として取得する。
【００４７】
係数決定部４０４は、汚損度を算出する際に用いられる、車両の走行状況に応じた汚損係数Ｋを決定する。
【００４８】
渋滞が生じている場合、車間距離が狭いため、前を走行している車両によって巻き上げられたほこりや砂、排気ガスなどを吸い込みやすく、エアクリーナ２０は、通常よりも汚損されやすくなる。砂漠地帯や都市部など大気中のほこりやごみ、砂などが多い地域を走行する場合も、エアクリーナ２０は、通常よりも汚損されやすくなる。冬季に路面凍結防止剤（たとえ塩化カルシウム粉末）が散布された寒冷地を走行する場合も、エアクリーナ２０は、当該路面凍結防止剤によって通常よりも汚損されやすくなる。未舗装の砂利道などを走行する場合も、エアクリーナ２０は、砂ぼこりによって通常よりも汚損されやすくなる。係数決定部４０４は、エアクリーナ２０が汚損されやすい場合に大きな値をとるように汚損係数Ｋを決定する。係数決定部４０４による汚損係数Ｋの決定方法の詳細については後述する。
【００４９】
汚損度算出部４１２は、単位距離Ｌ（たとえば１ｋｍ）を走行するごとに、当該単位距離Ｌの走行によるエアクリーナ２０の汚損度の増加分を算出し、新たなエアクリーナ２０が装着されてから算出した増加分の積算値を汚損度として記憶部４１４に格納する。具体的には、汚損度算出部４１２は、以下の式（１）に従って、単位距離Ｌごとの汚損度の増加分を算出する。
汚損度の増加分＝Ｌ×Ｋ／Ｌｍａｘ・・・式（１）
式（１）において、Ｋは、汚損係数である。Ｌｍａｘは、標準的な大気中で車両が走行したときにエアクリーナ２０を使用できる距離の最大値（耐用の距離）を示し、予め実験等により設定される。汚損度算出部４１２は、車両が単位距離Ｌを走行するごとに汚損度の増加分を算出し、算出した増加分を記憶部４１４が記憶する汚損度に加算することにより、記憶部４１４が記憶する汚損度を更新する。
【００５０】
通知処理部４１６は、記憶部４１４が記憶する汚損度と予め定められた通知閾値とを比較し、汚損度が通知閾値よりも大きい場合に、エアクリーナ２０の交換を推奨する旨の通知を表示部２１２に表示する。たとえば、表示部２１２がエアクリーナ２０用の表示灯を含む場合、通知処理部４１６は、当該表示灯を点灯させる。
【００５１】
＜汚損係数の決定方法＞
次に、係数決定部４０４による汚損係数Ｋの決定方法について説明する。図２に示されるように、係数決定部４０４は、渋滞情報に応じた第１係数ｋ１を決定する第１係数決定部４０６と、走行地域に応じた第２係数ｋ２を決定する第２係数決定部４０８と、走行する道路の状況に応じた第３係数ｋ３を決定する第３係数決定部４１０とを含む。
【００５２】
第１係数決定部４０６は、渋滞の程度と第１係数ｋ１の値とを対応付けたテーブルを予め記憶している。当該テーブルにおいて、第１係数ｋ１は、渋滞の程度が大きいほど大きな値をとる。第１係数決定部４０６は、情報取得部４０２が取得した位置情報によって示される現在位置が、情報取得部４０２が取得した渋滞情報によって示される渋滞道路上に位置しているか判断する。第１係数決定部４０６は、渋滞道路上に現在位置が位置している場合、当該渋滞道路情報に対応する渋滞度情報によって示される渋滞の程度を確認する。第１係数決定部４０６は、確認した渋滞の程度に応じて、１よりも大きい第１係数ｋ１を決定する。たとえば、第１係数決定部４０６は、渋滞度情報が「第１段階」を示す場合、第１係数ｋ１＝１．０５と決定し、渋滞度情報が「第２段階」を示す場合、第１係数ｋ１＝１．１と決定する。第１係数決定部４０６は、渋滞道路上に現在位置が位置していない場合、第１係数ｋ１＝１と決定する。
【００５３】
第２係数決定部４０８は、大気中のほこりや砂等が多い地域と適用期間と第２係数ｋ２の値（１より大きい）とを対応付けた地域テーブルを予め記憶している。
【００５４】
図３は、地域テーブルの一例を示す図である。図３に示す例では、地域テーブルは、「地域Ａ」について、適用期間「全期間」および第２係数ｋ２「１．１」が対応付けられたレコードと、「地域Ｂ」について、適用期間「全期間」および第２係数ｋ２「１．３」が対応付けられたレコードとを含む。「地域Ａ」および「地域Ｂ」については、一年を通して大気中のほこりや砂等が多い地域であるため、適用期間として「全期間」が設定される。また、「地域Ａ」よりも「地域Ｂ」の方が大気中のほこりや砂等が多いために、「地域Ｂ」に対応する第２係数ｋ２の値が、「地域Ａ」に対応する第２係数ｋ２の値よりも大きく設定されている。さらに、地域テーブルは、「地域Ｃ」について、適用期間「１２月〜３月」および第２係数ｋ２「１．２」が対応付けられたレコードを含む。「地域Ｃ」は、冬季になると路面凍結防止剤が散布される寒冷地であり、冬季のみ大気中の異物（路面凍結防止剤）多くなるため、適用期間「１２月〜３月」が対応付けられる。
【００５５】
第２係数決定部４０８は、情報取得部４０２が取得した位置情報を用いて現在位置を特定するとともに、情報取得部４０２が取得した時刻情報を用いて現在の時刻を特定する。第２係数決定部４０８は、地域テーブルの中に、現在位置が属する地域および現在の時刻を含む適用期間を満たすレコードが存在するか確認し、存在する場合には当該レコードに従って、１より大きい値を第２係数ｋ２として決定する。第２係数決定部４０８は、特定した現在位置が属する地域および現在の時刻を含む適用期間を満たすレコードが地域テーブルの中に存在しない場合、第２係数ｋ２＝１と決定する。
【００５６】
第３係数決定部４１０は、情報取得部４０２が取得した加速度データと、情報取得部４０２が取得したアクセル開度データとを用いて第３係数ｋ３を決定する。
【００５７】
図４は、加速度の変動の一例を示すグラフである。舗装された道路を車両が走行する場合、車両における上下方向への変動は少ない。これに対し、舗装されていない悪路である場合、道路表面の凹凸によって、車両は上下方向に振動する。そのため、上下方向の加速度の振幅は、図４に示されるように悪路において大きくなる傾向がある。
【００５８】
図５は、アクセル開度の変動の一例を示すグラフである。車両の振動が大きい場合、アクセルペダルを踏み込む足の振動も大きくなる傾向にある。そのため、図５に示されるように、アクセル開度の振幅は悪路において大きくなる傾向がある。
【００５９】
そこで、第３係数決定部４１０は、直近の所定期間（たとえば５分間）における加速度データの第１平均振幅と、直近の所定期間（たとえば５分間）におけるアクセル開度データの第２平均振幅とを算出する。第３係数決定部４１０は、第１平均振幅が第１振幅閾値よりも大きく、かつ、第２平均振幅が第２振幅閾値よりも大きい場合に、悪路を走行していると判断し、１よりも大きい第３係数ｋ３（たとえば１．１）を決定する。なお、第３係数決定部４１０は、第１平均振幅および第２平均振幅が大きくなるほど、第３係数ｋ３の値を大きくしてもよい。第３係数決定部４１０は、第１平均振幅が第１閾値以下である、または、第２平均振幅が第２閾値以下である場合、第３係数ｋ３＝１と決定する。
【００６０】
係数決定部４０４は、上記のように決定された第１係数ｋ１，第２係数ｋ２および第３係数ｋ３を乗算することにより汚損係数Ｋを算出する。
【００６１】
＜汚損度推定装置の処理の流れ＞
次に図６および図７を参照して、汚損度推定装置４００の処理の流れを説明する。図６は、汚損度推定装置４００の処理の流れの前段を示すフローチャートである。図７は、汚損度推定装置４００の処理の流れの後段を示すフローチャートである。
【００６２】
まず、情報取得部４０２は、走行距離検出部２１０によって検出される走行距離が単位距離Ｌに到達したか否か判断する（ステップＳ１）。
【００６３】
走行距離が単位距離Ｌに到達した場合（Ｓ１でＹｅｓ）、情報取得部４０２は、位置情報、渋滞情報、時刻情報、アクセル開度データおよび加速度データを取得する（ステップＳ２）。
【００６４】
次に、第１係数決定部４０６は、車両が渋滞中か否か判断する（ステップＳ３）。具体的には、第１係数決定部４０６は、カーナビゲーション装置２０２から取得された位置情報および渋滞情報を用いて、現在位置が渋滞道路内に位置するか否か判断する。第１係数決定部４０６は、現在位置が渋滞道路内に位置する場合に、車両が渋滞中であると判断する。
【００６５】
車両が渋滞中である場合（Ｓ３でＹＥＳ）、第１係数決定部４０６は、渋滞の程度に応じた１より大きい値を第１係数ｋ１として決定する（ステップＳ４）。一方、車両が渋滞中でない場合（Ｓ３でＮＯ）、第１係数決定部４０６は、第１係数ｋ１＝１と決定する（ステップＳ５）。
【００６６】
次に、第２係数決定部４０８は、車両が大気汚損地域を走行しているか否か判断する（ステップＳ６）。具体的には、第１係数決定部４０６は、カーナビゲーション装置２０２から取得された位置情報と、時刻情報検出部２０４から取得された時刻情報とを用いて、現在位置および現時刻に対応するレコードが地域テーブルに存在するが判断する。第１係数決定部４０６は、現在位置および現時刻に対応するレコードが地域テーブルに存在する場合に、車両が大気汚損地域を走行していると判断する。
【００６７】
車両が大気汚損地域を走行している場合（Ｓ６でＹＥＳ）、第２係数決定部４０８は、現在位置および現時刻に対応するレコードに従って、１より大きい値を第２係数ｋ２として決定する（ステップＳ７）。一方、車両が大気汚損地域を走行していない場合（Ｓ６でＮＯ）、第２係数決定部４０８は、第２係数ｋ２＝１と決定する（ステップＳ８）。
【００６８】
次に、第３係数決定部４１０は、走行している道路が悪路か否か判断する（ステップＳ９）。具体的には、第３係数決定部４１０は、アクセル開度データにおける第１平均振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、加速度データにおける第２平均振幅が第２振幅閾値よりも大きい場合に、走行している道路が悪路であると判断する。
【００６９】
走行している道路が悪路である場合（Ｓ９でＹＥＳ）、第３係数決定部４１０は、１より大きい値を第３係数ｋ３（たとえば１．１）として決定する（ステップＳ１０）。一方、走行している道路が悪路でない場合（Ｓ９でＮＯ）、第３係数決定部４１０は、第３係数ｋ３＝１と決定する（ステップＳ１１）。
【００７０】
係数決定部４０４は、決定された第１係数ｋ１、第２係数ｋ２および第３係数ｋ３を乗算して汚損係数Ｋを算出する（ステップＳ１２）。
【００７１】
次に、図７に示されるように、汚損度算出部４１２は、上記の式（１）（汚損度の増加分＝Ｌ×Ｋ／Ｌｍａｘ）に従って、直近の単位距離Ｌにおける汚損度の増加分を算出する（ステップＳ１３）。汚損度算出部４１２は、算出した増加分を記憶部４１４が記憶する汚損度に加算して、汚損度を更新する（ステップＳ１４）。
【００７２】
通知処理部４１６は、更新された汚損度と通知閾値とを比較し（ステップＳ１５）、汚損度が通知閾値よりも大きい場合に（Ｓ１５でＹｅｓ）、エアクリーナ２０の交換を推奨する旨の通知を表示部２１２に表示する（ステップＳ１６）。その後、走行距離検出部２１０により検出される走行距離が０にリセットされ（ステップＳ１７）、処理はステップＳ１に戻される。汚損度が通知閾値以下の場合も（Ｓ１５でＮＯ）、走行距離が０にリセットされ（ステップＳ１７）、処理はステップＳ１に戻される。また、ステップＳ１において走行距離が単位距離Ｌに到達していない場合も（Ｓ１でＮＯ）、処理はステップＳ１に戻される。
【００７３】
＜変形例＞
上記の説明では、係数決定部４０４は、単位距離Ｌごとに汚損係数Ｋを決定した。しかしながら、係数決定部４０４は、単位時間（たとえば１分）に走行した区間ごとに汚損係数Ｋを決定してもよい。この場合、汚損度算出部４１２は、以下の式（２）に従って、単位時間における汚損度の増加分を算出すればよい。
汚損度の増加分＝Ｌｓ×Ｋ／Ｌｍａｘ・・・式（２）
式（２）において、Ｌｓは、単位時間に車両が走行した距離を示す。
【００７４】
また、汚損度算出部４１２は、イグニッションスイッチのオン操作によってエンジン１が始動してから、イグニッションスイッチのオフ操作によってエンジン１が停止するまでの区間ごとに、当該区間におけるエアクリーナ２０の汚損度の増加分を算出してもよい。もしくは、エンジン１が始動してから停止する（アイドリングストップによる停車時エンジン停止を含む）までの区間ごとに、汚損度算出部４１２は、当該区間におけるエアクリーナ２０の汚損度の増加分を算出してもよい。
【００７５】
この場合、情報取得部４０２は、エンジン１が始動してから停止するまでの区間中の位置情報および渋滞情報をカーナビゲーション装置２０２から取得する。第１係数決定部４０６は、区間中の各時点について第１係数ｋ１を上記と同様に算出し、その平均値を算出する。情報取得部４０２は、区間中の位置情報および時刻情報をカーナビゲーション装置２０２および時刻情報検出部２０４からそれぞれ取得する。第２係数決定部４０８は、区間中の各時点について第２係数ｋ２を上記と同様に算出し、その平均値を算出する。情報取得部４０２は、区間中の加速度データおよびアクセル開度データを加速度センサ２０８およびアクセル開度検出部２０６からそれぞれ取得する。第３係数決定部４１０は、区間中の各時点について第３係数ｋ３を上記と同様に算出し、その平均値を算出する。係数決定部４０４は、区間中における、第１係数ｋ１の平均値と第２係数ｋ２の平均値と第３係数ｋ３の平均値との乗算値を、当該区間における汚損係数Ｋとする。汚損度算出部４１２は、以下の式（３）に従って、各区間における汚損度の増加分を算出すればよい。
汚損度の増加分＝Ｌｔ×Ｋ／Ｌｍａｘ・・・式（３）
式（３）において、Ｌｔは、エンジン１が始動してから停止するまで走行距離を示す。
【００７６】
また、車両が特定の位置（たとえば車両の駐車場）から出発し、当該特定の位置に戻ってくるまでの区間ごとに、汚損度算出部４１２は、当該区間におけるエアクリーナ２０の汚損度の増加分を算出してもよい。
【００７７】
上記の説明では、第３係数決定部４１０は、アクセル開度の第１平均振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、加速度の第２平均振幅が第２振幅閾値よりも大きい場合に、走行している道路が悪路であると判断し、１より大きい値を第３係数ｋ３として決定した。しかしながら、第３係数決定部４１０は、アクセル開度の第１平均振幅が第１振幅閾値より大きい場合、および、加速度の第２平均振幅が第２振幅閾値よりも大きい場合の少なくとも一方を満たす場合に、１より大きい値を第３係数ｋ３として決定してもよい。
【００７８】
上記の説明では、係数決定部４０４が第１係数決定部４０６と第２係数決定部４０８と第３係数決定部４１０とを含むものとした。しかしながら、係数決定部４０４は、第１係数決定部４０６、第２係数決定部４０８および第３係数決定部４１０の少なくとも１つを含んでいればよい。
【００７９】
たとえば、係数決定部４０４が第１係数決定部４０６のみを含む場合、係数決定部４０４は、第１係数ｋ１を汚損係数Ｋとして決定する。係数決定部４０４が第２係数決定部４０８のみを含む場合、係数決定部４０４は、第２係数ｋ２を汚損係数Ｋとして決定する。係数決定部４０４が第３係数決定部４１０のみを含む場合、係数決定部４０４は、第３係数ｋ３を汚損係数Ｋとして決定する。
【００８０】
係数決定部４０４が第１係数決定部４０６および第２係数決定部４０８を含む場合、係数決定部４０４は、第１係数ｋ１と第２係数ｋ２との乗算値（ｋ１×ｋ２）を汚損係数Ｋとして決定する。係数決定部４０４が第１係数決定部４０６および第３係数決定部４１０を含む場合、係数決定部４０４は、第１係数ｋ１と第３係数ｋ３との乗算値（ｋ１×ｋ３）を汚損係数Ｋとして決定する。係数決定部４０４が第２係数決定部４０８および第３係数決定部４１０を含む場合、係数決定部４０４は、第２係数ｋ２と第３係数ｋ３との乗算値（ｋ２×ｋ３）を汚損係数Ｋとして決定する。
【００８１】
本実施の形態に係る汚損度推定装置４００によって汚損度が推定されるエアクリーナ２０は、エンジンのみを備えた通常車両に搭載されてもよいし、エンジンおよび電動機の２つの動力源を備えたハイブリッド車両に搭載されてもよい。
【００８２】
＜利点＞
以上のように、実施の形態に係る汚損度推定装置４００は、所定の走行区間ごとに、車両の走行状況を示す情報を取得する情報取得部４０２と、走行区間ごとに、情報によって示される走行状況に基づいて汚損係数Ｋを決定する係数決定部４０４と、走行区間ごとに、汚損係数Ｋと当該走行区間の距離との乗算値に基づいて汚損度の増加分を算出し、走行区間ごとに算出された増加分の積算値を汚損度として算出する汚損度算出部４１２とを備える。
【００８３】
所定の走行区間は、単位距離を走行する区間であってもよいし、単位時間に走行した区間であってもよいし、エンジン１が始動してから停止するまでの区間であってもよい。
【００８４】
上記の構成によれば、車両の走行状況を考慮して汚損係数Ｋが決定されるため、エアクリーナ２０の汚損度を精度良く推定することができる。
【００８５】
たとえば、情報取得部４０２は、車両の位置を示す位置情報と、渋滞が発生している道路を示す渋滞情報とを取得する。第１係数決定部４０６は、位置情報により示される現在位置が渋滞情報による示される渋滞道路上である場合に、１より大きい値を第１係数ｋ１として決定する。これにより、係数決定部４０４によって決定される汚損係数Ｋは１より大きくなる。
【００８６】
渋滞が生じている場合、前を走行している車両によって巻き上げられたほこりや砂、排気ガスなどを吸い込みやすく、エアクリーナ２０は、通常よりも汚損されやすくなる。上記の構成によれば、渋滞道路上に車両が位置している場合に、１より大きい値の汚損係数Ｋが決定されるため、車両の走行状況に応じて、エアクリーナ２０の汚損度を精度良く算出することができる。
【００８７】
第２係数決定部４０８は、位置情報により示される現在位置が予め定められた地域内である場合に、１より大きい値を第２係数ｋ２として決定する。これにより、係数決定部４０４によって決定される汚損係数Ｋは１より大きくなる。
【００８８】
砂漠地帯や都市部など大気中のほこりやごみ、砂などが多い地域を走行する場合、エアクリーナ２０は、通常よりも汚損されやすくなる。上記の構成によれば、このような地域を走行する場合に、１より大きい値の汚損係数Ｋが決定される。これにより、車両の走行状況に応じて、エアクリーナ２０の汚損度を精度良く算出することができる。
【００８９】
もしくは、情報取得部４０２は、車両の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを取得してもよい。第２係数決定部４０８は、位置情報により示される現在位置が予め定められた地域内であり、かつ、時刻情報により示される時刻が予め定められた期間内である場合に、１より大きい値を第２係数ｋ２として決定する。これにより、係数決定部４０４によって決定される汚損係数Ｋは１より大きくなる。
【００９０】
冬季に路面凍結防止剤（たとえば塩化カルシウム粉末）が散布された寒冷地を走行する場合、エアクリーナ２０は、当該路面凍結防止剤によって通常よりも汚損されやすくなる。上記の構成によれば、このような地域を冬季に走行する場合に、１より大きい値の汚損係数Ｋが決定される。これにより、車両の走行状況に応じて、エアクリーナ２０の汚損度を精度良く算出することができる。
【００９１】
情報取得部４０２は、車両の上下方向の加速度の変動を示す加速度データを取得してもよい。第３係数決定部４１０は、加速度データにおける第１平均振幅が第１振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を第３係数ｋ３として決定する。これにより、係数決定部４０４によって決定される汚損係数Ｋは１より大きくなる。
【００９２】
もしくは、情報取得部４０２は、車両のアクセル開度の変動を示すアクセル開度データを取得してもよい。第３係数決定部４１０は、アクセル開度データにおける第２平均振幅が第２振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を第３係数ｋ３として決定する。これにより、係数決定部４０４によって決定される汚損係数Ｋは１より大きくなる。
【００９３】
もしくは、第３係数決定部４１０は、加速度データにおける第１平均振幅が第１振幅閾値より大きく、かつ、アクセル開度データにおける第２平均振幅が第２振幅閾値より大きい場合に、１より大きい値を第３係数ｋ３として決定する。これにより、係数決定部４０４によって決定される汚損係数Ｋは１より大きくなる。
【００９４】
未舗装の砂利道などの悪路を走行する場合、エアクリーナ２０は、砂ぼこりによって通常よりも汚損されやすくなる。車両が悪路を走行する場合、上下方向の加速度の変動が大きくなり、かつ、アクセル開度も変動しやすい。上記の構成によれば、悪路を走行する場合に、１より大きい値の汚損係数Ｋが決定される。これにより、車両の走行状況に応じて、エアクリーナ２０の汚損度を精度良く算出することができる。
【００９５】
係数決定部４０４は、第１係数ｋ１と第２係数ｋ２と第３係数ｋ３との乗算値を汚損係数Ｋとして算出する。これにより、渋滞状況、地域、道路状況に応じて、エアクリーナ２０の汚損度を精度良く算出することができる。
【００９６】
汚損度推定装置４００は、汚損度が通知閾値よりも大きい場合に、エアクリーナ２０の交換を推奨する旨の通知を行なう通知処理部４１６をさらに備える。これにより、運転者は、エアクリーナ２０の交換を適切なタイミングで行なうことができる。
【００９７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９８】
１  エンジン、１０  エンジン本体、１２  気筒、１４  コモンレール、１６  インジェクタ、２０  エアクリーナ、２２，２４，２７  吸気管、２６  インタークーラ、２８  吸気マニホールド、３０  過給機、３２  コンプレッサ、３４  コンプレッサホイール、３６  タービン、３８  タービンホイール、４２  連結軸、５０  排気マニホールド、５２  第１排気管、５４  第２排気管、５６  排気バイパス通路、５８  ウエイストゲートバルブ、１０４  エアフローメータ、１３０  ＥＧＲ装置、１３１  ＥＧＲ通路、１３２  ＥＧＲクーラ、１３４  ＥＧＲバルブ、２０２  カーナビゲーション装置、２０４  時刻情報検出部、２０６  アクセル開度検出部、２０８  加速度センサ、２１０  走行距離検出部、２１２  表示部、４００  汚損度推定装置、４０２  情報取得部、４０４  係数決定部、４０６  第１係数決定部、４０８  第２係数決定部、４１０  第３係数決定部、４１２  汚損度算出部、４１４  記憶部、４１６  通知処理部。
【図１】
2018100653.tif 000003
【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】
2018100653.tif 000008
【図７】
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