特許 7729255 冷却水の劣化推定システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-08-18

(45)【発行日】2025-08-26

(54)【発明の名称】冷却水の劣化推定システム

(51)【国際特許分類】

   F01P 11/14 20060101AFI20250819BHJP

【ＦＩ】

F01P11/14 E

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022078373

(22)【出願日】2022-05-11

(65)【公開番号】P2023167299

(43)【公開日】2023-11-24

【審査請求日】2024-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】橘鷹 伴幸

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 宏昌

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－０３４４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８７８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００１８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７４６８４４１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｐ １／００－１１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の冷却水の劣化を推定するシステムであって、
実行装置を備えており、
前記実行装置は、
前記実行装置の稼働中における前記冷却水の受熱履歴に関するデータを取得する取得処理と、
機関停止時における前記実行装置の稼働停止時点での前記冷却水の温度と外気温とを含む停止時情報に基づいて前記実行装置の稼働停止中における前記冷却水の受熱履歴を推定する受熱履歴推定処理と、
前記実行装置の稼働中における前記冷却水の受熱履歴に関するデータと、前記実行装置の稼働停止中における前記冷却水の受熱履歴と、に基づいて前記劣化を推定する推定処理と、を実行する
冷却水の劣化推定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却水の劣化推定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の冷却水は受熱履歴に応じて劣化する。そのため、例えば特許文献１に記載の装置は、冷却水の温度状態に応じて同冷却水の劣化を推定するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１２／１０７９９０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、内燃機関の運転が停止してもしばらくの間は冷却水は高温状態になっている。そのため、内燃機関の停止中にも冷却水の劣化は進行する。ここで、機関停止に伴って制御装置の稼働が停止される場合には、停止中の冷却水の温度を取得することができないため、冷却水の劣化に関する推定精度が低下するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する冷却水の劣化推定システムは、内燃機関の冷却水の劣化を推定するシステムである。この劣化推定システムは、実行装置を備えている。この実行装置は、前記実行装置の稼働中における前記冷却水の受熱履歴に関するデータを取得する取得処理と、機関停止時における前記実行装置の稼働停止時点での前記冷却水の温度と外気温とを含む停止時情報に基づいて前記実行装置の稼働停止中における前記冷却水の受熱履歴を推定する受熱履歴推定処理と、前記実行装置の稼働中における前記冷却水の受熱履歴に関するデータと、前記実行装置の稼働停止中における前記冷却水の受熱履歴と、に基づいて前記劣化を推定する推定処理と、を実行する。

【0006】

同構成によれば、上記受熱履歴推定処理が実行されることにより、実行装置の稼働が停止していても冷却水の受熱履歴が推定される。そして、その稼働停止中の冷却水の受熱履歴を含むデータに基づいて冷却水の劣化が推定される。このようにして、実行装置の稼働停止中における冷却水の受熱履歴も考慮して劣化が推定されるようになるため、冷却水の劣化の推定精度が向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態における劣化推定システムの構成を示す模式図である。

【図2】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図3】同実施形態の温度区分及びカウンタ値を示すグラフである。

【図4】同実施形態の温度区分及び冷却水温の関係を示すグラフである。

【図5】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図6】同実施形態のデータ解析装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】同実施形態の温度区分及び換算カウンタ値を示すグラフである。

【図8】同実施形態のデータ解析装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】同実施形態のデータ解析装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図10】同実施形態のデータ解析装置が実行する処理の手順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】

【0013】

＜システムの構成＞
以下、冷却水の劣化推定システムを車両に搭載された内燃機関に適用した一実施形態について、図１～図１０を参照して説明する。

【0014】

図１に示すように、車両５００は、内燃機関１５や冷却装置１０などを備えている。冷却装置１０は、内燃機関１５を冷却水で冷やす装置である。この冷却水には防錆剤などが添加されている。

【0015】

冷却装置１０は、熱交換器であるラジエータ１２を備えている。内燃機関１５のシリンダブロックやシリンダヘッドの内部には、ウォータジャケット１５Ｗが形成されている。ウォータジャケット１５Ｗの冷却水出口とラジエータ１２の冷却水入口とは、第１通路１６で接続されている。また、ウォータジャケット１５Ｗの冷却水入口とラジエータ１２の冷却水出口とは、第２通路１７で接続されている。第２通路１７の経路上には、ウォータポンプ１８が設けられている。

【0016】

冷却装置１０は、第１通路１６から分岐した通路であって、ラジエータ１２の冷却水出口とウォータポンプ１８との間の第２通路１７に接続された分岐通路２０を備えている。
分岐通路２０と第２通路１７との接続部分には、サーモスタット２５が配設されている。サーモスタット２５は、内部に設けられた弁体の開度が冷却水の温度に応じて変化する制御弁であり、冷却水の温度が低いときには、ウォータジャケット１５Ｗから流れ出た冷却水が、ラジエータ１２ではなく分岐通路２０を流れるように還流する。一方、冷却水の温度が高いときには、ウォータジャケット１５Ｗから流れ出た冷却水が、分岐通路２０ではなくラジエータ１２を流れるように還流する。

【0017】

制御装置１００は、内燃機関１５の吸入空気量や噴射燃料量等といった各種制御を実施する。この制御装置１００は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１０、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ１２０、通信機１３０などを備えている。そして、制御装置１００は、メモリ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより各種制御を実行する。また、制御装置１００は、通信機１３０によって外部のネットワーク２００を介してデータ解析装置３００と通信可能になっている。なお、本実施形態において、ＣＰＵ１１０及びメモリ１２０を備える制御装置１００は第１実行装置を構成している。

【0018】

制御装置１００は、各種制御を実施する際に、センサなどから得られる各種検出値を参照する。例えば、制御装置１００は、水温センサ３４によって検出される冷却水の水温である冷却水温ＴＨＷや、外気温センサ３５によって検出される外気温ＴＨｏｕｔを参照する。

【0019】

上記データ解析装置３００は、複数の車両５００、車両６００などから送信されるデータを解析する。データ解析装置３００は、ＣＰＵ３１０、メモリ３２０、及び通信機３３０などを備えており、それらがネットワーク２００を介して通信可能とされている。なお、本実施形態において、ＣＰＵ３１０及びメモリ３２０を備えるデータ解析装置３００は第２実行装置を構成している。

【0020】

＜冷却水の劣化度算出＞
内燃機関１５の冷却水は受熱温度や受熱時間で表される受熱履歴に応じて酸化による劣化が進む。このようにして劣化が進むと防錆剤などの添加剤の効果が低下していく。そこで、本実施形態ではそうした冷却水の劣化度Ｒを算出することにより、冷却水の劣化を推定するようにしている。

【0021】

なお、本実施形態では、劣化度Ｒはその値が大きいほど劣化が進んでいることを示す。また、試験などにおいて劣化の程度を判断するための物理量としては、冷却水の水素イオン濃度（いわゆるｐＨ）や導電率などが用いられる。また、実車との検証のために、例えば、冷却水の残存成分分析や、回収した冷却装置での錆の発生状態の調査なども行われる。

【0022】

以下、劣化度Ｒの算出について説明する。
図２に、制御装置１００が実行する処理の手順を示す。図２に示す処理は、メモリ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより実現される。なお、図２に示す処理は機関始動時に実行される。また、以下では、先頭に「Ｓ」を付与した数字によってステップ番号を表現する。

【0023】

本処理を開始すると、ＣＰＵ１１０は、車両５００の識別情報である車両ＩＤと、始動時情報と、停止時情報とをデータ解析装置３００に送信する（Ｓ１０）。始動時情報は、例えば今回の機関始動時における制御装置１００の稼働開始時点での冷却水温ＴＨＷである稼働開始時水温ＴＨＷｓと、同稼働開始時点の時刻である稼働開始時刻Ｔｓとを含む。

【0024】

また、停止時情報は、例えば直前の機関停止時における制御装置１００の稼働停止時点での冷却水温ＴＨＷである稼働停止時水温ＴＨＷｅと同稼働停止時点の時刻である稼働停止時刻Ｔｅとを含む。また、停止時情報は、例えば同稼働停止時点の外気温ＴＨｏｕｔである稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅを含む。

【0025】

次に、ＣＰＵ１１０は、稼働時温度情報の取得処理を開始して（Ｓ１２）、本処理を終了する。稼働時温度情報は、内燃機関１５の稼働中、つまり制御装置１００の稼働中における冷却水温ＴＨＷの温度毎の累積時間である。本実施形態では、冷却水温ＴＨＷの温度毎の累積時間が同冷却水の受熱履歴を示す値になっている。

【0026】

図３に、取得処理にて取得される冷却水温ＴＨＷの温度毎の累積時間についてその一例を示す。
本実施形態では、複数の温度区分が設定されており、冷却水温ＴＨＷの温度毎の累積時間は、温度区分毎の累積時間を示すカウンタ値Ｃｎで表される。なお、カウンタ値Ｃｎは、後述の各温度区分毎に算出される値であり、「ｎ」の数字は対応する温度区分を示す。ちなみに、冷却水温ＴＨＷのサンプリング周期をカウンタ値Ｃｎに乗算することにより、カウンタ値Ｃｎを温度区分毎の累積時間に変換することも可能である。

【0027】

本実施形態では、１０個の温度区分が設定されている。これらの温度区分は、温度の低い区分から順に、第１温度区分ＴＲ１、第２温度区分ＴＲ２、第３温度区分ＴＲ３、第４温度区分ＴＲ４、第５温度区分ＴＲ５、第６温度区分ＴＲ６、第７温度区分ＴＲ７、第８温度区分ＴＲ８、第９温度区分ＴＲ９、第１０温度区分ＴＲ１０となっている。

【0028】

第１温度区分ＴＲ１は、既定の第１水温ＴＨＷ１未満の温度範囲である。そしてこの第１温度区分ＴＲ１のカウンタ値Ｃｎのことを第１カウンタ値Ｃ１という。
第２温度区分ＴＲ２は、第１水温ＴＨＷ１以上第２水温ＴＨＷ２未満の温度範囲である。この第２温度区分ＴＲ２のカウンタ値Ｃｎのことを第２カウンタ値Ｃ２という。

【0029】

第３温度区分ＴＲ３は、第２水温ＴＨＷ２以上第３水温ＴＨＷ３未満の温度範囲である。この第３温度区分ＴＲ３のカウンタ値Ｃｎのことを第３カウンタ値Ｃ３という。
第４温度区分ＴＲ４は、第３水温ＴＨＷ３以上第４水温ＴＨＷ４未満の温度範囲である。この第４温度区分ＴＲ４のカウンタ値Ｃｎのことを第４カウンタ値Ｃ４という。この第４温度区分ＴＲ４は、後述する基準温度ＴＨＷｂが属する区分となっている。

【0030】

第５温度区分ＴＲ５は、第４水温ＴＨＷ４以上第５水温ＴＨＷ５未満の温度範囲である。この第５温度区分ＴＲ５のカウンタ値Ｃｎのことを第５カウンタ値Ｃ５という。
第６温度区分ＴＲ６は、第５水温ＴＨＷ５以上第６水温ＴＨＷ６未満の温度範囲である。この第６温度区分ＴＲ６のカウンタ値Ｃｎのことを第６カウンタ値Ｃ６という。

【0031】

第７温度区分ＴＲ７は、第６水温ＴＨＷ６以上第７水温ＴＨＷ７未満の温度範囲である。この第７温度区分ＴＲ７のカウンタ値Ｃｎのことを第７カウンタ値Ｃ７という。
第８温度区分ＴＲ８は、第７水温ＴＨＷ７以上第８水温ＴＨＷ８未満の温度範囲である。この第８温度区分ＴＲ８のカウンタ値Ｃｎのことを第８カウンタ値Ｃ８という。

【0032】

第９温度区分ＴＲ９は、第８水温ＴＨＷ８以上第９水温ＴＨＷ９未満の温度範囲である。この第９温度区分ＴＲ９のカウンタ値Ｃｎのことを第９カウンタ値Ｃ９という。
第１０温度区分ＴＲ１０は、第９水温ＴＨＷ９以上の温度範囲である。そしてこの第１０温度区分ＴＲ１０のカウンタ値Ｃｎのことを第１０カウンタ値Ｃ１０という。

【0033】

図４に、温度区分と冷却水温との関係を示す。
内燃機関の冷却水は、成分の１つであるエチレングリコールが熱で分解されてギ酸や、グリコール酸に変化して酸性になることにより劣化する。また、冷却水温が高いほど冷却水の劣化は進みやすい。従って、冷却水温ＴＨＷと劣化度Ｒとは相関しており、冷却水温ＴＨＷと劣化度Ｒとの関係を示す関数式を劣化関数式としたときに、この劣化関数式は冷却水温ＴＨＷが高いときほど劣化度Ｒが大きくなる関数式とすることができる。

【0034】

ここで、冷却水の劣化度は、アレニウスの法則である１０°Ｃ２倍則に従うことが知られている。そこで、例えば冷却水温ＴＨＷが９０°Ｃであるときの劣化度Ｒを無次元の値である「１００」とする。そして、冷却水温ＴＨＷを入力変数とする次式（１）の関数式ｆ（ＴＨＷ）を劣化関数式とすることが可能である。

【0035】

Ｒ＝ｆ（ＴＨＷ）＝１００×２＾｛（ＴＨＷ－９０）／１０｝…（１）
そして、本実施形態では、設定する複数の温度区分の数をｎとし、既定の冷却水温における劣化度Ｒを劣化度基準値Ｒｈｉとしたときに、劣化度基準値Ｒｈｉを「ｎ－１」の値で等分割する。そして、等分割された各劣化度Ｒに対応する冷却水温を上記の劣化関数式から算出し、算出された各冷却水温を各温度区分の境界値として設定している。

【0036】

一例として、本実施形態では、１０個の温度区分が設定されている。そこで、上記「ｎ」に「１０」を代入する。また、既定の冷却水温として、通常使用時に想定される冷却水温の許容最高温度ＴＨＷｈｉが設定されている。そして、この許容最高温度ＴＨＷｈｉに対応する劣化度Ｒを上記の劣化関数式から算出して、その算出した値を上記劣化度基準値Ｒｈｉとする。

【0037】

次に、劣化度基準値Ｒｈｉを「ｎ－１」の値である「９」で等分割する。この等分割された劣化度を値が小さい順から、第１劣化度Ｒ１、第２劣化度Ｒ２、第３劣化度Ｒ３、第４劣化度Ｒ４、第５劣化度Ｒ５、第６劣化度Ｒ６、第７劣化度Ｒ７、第８劣化度Ｒ８、第９劣化度Ｒ９とする。なお、第９劣化度Ｒ９は劣化度基準値Ｒｈｉと同一である。

【0038】

そして、等分割された各劣化度Ｒに対応する冷却水温を上記の劣化関数式から算出する。つまり、「ｎ＝１～９」として、第ｎ劣化度Ｒｎに対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出して、その算出した値が上記第ｎ水温ＴＨＷｎに設定されている。

【0039】

より具体的には、第１劣化度Ｒ１に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第１水温ＴＨＷ１に設定されている。
また、第２劣化度Ｒ２に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第２水温ＴＨＷ２に設定されている。

【0040】

また、第３劣化度Ｒ３に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第３水温ＴＨＷ３に設定されている。
また、第４劣化度Ｒ４に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第４水温ＴＨＷ４に設定されている。

【0041】

また、第５劣化度Ｒ５に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第５水温ＴＨＷ５に設定されている。
また、第６劣化度Ｒ６に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第６水温ＴＨＷ６に設定されている。

【0042】

また、第７劣化度Ｒ７に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第７水温ＴＨＷ７に設定されている。
また、第８劣化度Ｒ８に対応する冷却水温ＴＨＷを上記の劣化関数式から算出してその算出した値が上記第８水温ＴＨＷ８に設定されている。

【0043】

そして、上記許容最高温度ＴＨＷｈｉが上記第９水温ＴＨＷ９に設定されている。
このように、第ｎ水温ＴＨＷｎが第１温度区分ＴＲ１～第１０温度区分ＴＲ１０をそれぞれ区分する境界値として設定されている。こうした温度区分の設定方法を採用することにより、図４に示すように、本実施形態では、冷却水の劣化が進みやすい高温度領域ほど温度区分が細分化されている。

【0044】

上述したＳ１２の処理を開始すると、ＣＰＵ１１０は、既定のサンプリング周期毎に冷却水温ＴＨＷを取得する。そして、取得した冷却水温ＴＨＷが属する温度区分のカウンタ値Ｃｎを既定値α（例えば１など）だけ増加させる処理を制御装置１００の稼働中において繰り返し実行する。これにより冷却水温ＴＨＷの温度毎の累積時間に相当するカウンタ値Ｃｎを温度区分毎に更新する。そして、更新した各カウンタ値Ｃｎをメモリ１２０に保存する。

【0045】

図５に、制御装置１００が所定周期毎に実行する処理の手順を示す。
本処理を開始すると、ＣＰＵ１１０は、稼働時温度情報の送信要求があるか否かを判定する（Ｓ２０）。例えば、稼働時温度情報を前回送信してから既定の期間が経過している場合には、ＣＰＵ１１０は、稼働時温度情報の送信要求があると判定する。なお、既定の期間としては、制御装置１００の稼働時間や、車両５００の走行距離などが挙げられる。

【0046】

そして、稼働時温度情報の送信要求があると判定する場合（Ｓ２０：ＹＥＳ），ＣＰＵ１１０は、車両５００の識別情報である車両ＩＤと、稼働時温度情報を構成する温度区分毎のカウンタ値Ｃｎとをデータ解析装置３００に送信する（Ｓ２２）。なお、ＣＰＵ１１０は、Ｓ２２の処理を完了した場合や、Ｓ２０の処理において否定判定する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。

【0047】

＜データ解析装置３００が実行する処理＞
図６に、図５に示したＳ２２の処理で送信されたデータをデータ解析装置３００が受信したときにＣＰＵ３１０が実行する処理の手順を示す。

【0048】

Ｓ１００にて、制御装置１００から送信された車両ＩＤと稼働時温度情報であるカウンタ値Ｃｎとを受信すると、ＣＰＵ３１０は、Ｓ１１０の処理を実行する。Ｓ１１０の処理は、車両ＩＤに紐付けてメモリ３２０に保存してある温度区分毎の各カウンタ値Ｃｎを更新して、更新後のカウンタ値Ｃｎをメモリ３２０に保存する処理である。このカウンタ値Ｃｎの更新は、メモリ３２０に保存してある温度区分毎の各カウンタ値Ｃｎに対して、受信したカウンタ値Ｃｎを加算することにより実施される。こうした更新により、メモリ３２０に保存してある温度区分毎の各カウンタ値Ｃｎの値は、それまでに受信した温度区分毎の各カウンタ値Ｃｎの積算値になっている。

【0049】

次に、ＣＰＵ３１０は、更新後の各カウンタ値Ｃｎを換算カウンタ値ＣＣｎに変換する変換処理を実行する（Ｓ１２０）。換算カウンタ値ＣＣｎは、温度区分毎のカウンタ値Ｃｎのそれぞれを既定の基準温度ＴＨＷｂ（例えば９０°Ｃ程度）での累積時間に相当するカウンタ値Ｃｎに換算した換算値である。つまり、換算カウンタ値ＣＣｎは、温度区分毎のカウンタ値Ｃｎを、冷却水温ＴＨＷが基準温度ＴＨＷｂであったと仮定した場合のカウンタ値に変換した値である。すなわち、温度区分毎のカウンタ値Ｃｎに対応する劣化度をそれぞれ劣化度Ｒｎとしたときに、基準温度ＴＨＷｂでその劣化度Ｒｎに達するのに要するカウンタ値Ｃｎの値が換算カウンタ値ＣＣｎである。なお、換算カウンタ値ＣＣｎにおいて「ｎ」の数字は、換算元のカウンタ値Ｃｎの「ｎ」の数字と同一であり、対応する温度区分を示す。

【0050】

この変換処理は、以下のようにして行われる。
図７に示すように、まず、第１温度区分ＴＲ１から第１０温度区分ＴＲ１０のそれぞれに対して温度区分の代表温度である第１代表温度Ｐ１、第２代表温度Ｐ２、第３代表温度Ｐ３、第４代表温度Ｐ４、第５代表温度Ｐ５、第６代表温度Ｐ６、第７代表温度Ｐ７、第８代表温度Ｐ８、第９代表温度Ｐ９、及び第１０代表温度Ｐ１０がそれぞれ予め求められている。なお、以下では、これら各代表温度をまとめて代表温度Ｐｎという。また、「ｎ」には温度区分を示す数字が代入される。

【0051】

第２代表温度Ｐ２～第９代表温度Ｐ９は、次式（２）から求められている。なお、式（２）における「ｎ」には、２～９のうちのいずれかの値が代入される。また、係数Ｋは「０」よりも大きく「１」よりも小さい値であって、劣化度Ｒの誤差を小さくする上で最適な値が予め設定されている。

【0052】

Ｐｎ＝ＴＨＷ（ｎ－１）＋（ＴＨＷｎ－ＴＨＷ（ｎ－１））×係数Ｋ…（２）
一例として、係数Ｋが「０．４」の場合、第２温度区分ＴＲ２の代表温度である第２代表温度Ｐ２は、「第１水温ＴＨＷ１＋（第２水温ＴＨＷ２－第１水温ＴＨＷ１）×０．４」にて求められる値になる。

【0053】

また、第１代表温度Ｐ１及び第１０代表温度Ｐ１０は、劣化度Ｒの誤差を小さくする上で最適な温度が予め設定されている。
そして、冷却水温ＴＨＷが低いほど冷却水の劣化は進みにくくなる。そのため、図７に示すように、代表温度Ｐｎが基準温度ＴＨＷｂよりも低い温度区分では、変換前のカウンタ値Ｃｎ（二点鎖線にて図示）よりも換算カウンタ値ＣＣｎ（実線にて図示）の値が小さくなるようにカウンタ値Ｃｎは変換される。また、冷却水温ＴＨＷが高いほど冷却水の劣化は進みやすくなる。そのため、図７に示すように、代表温度Ｐｎが基準温度ＴＨＷｂよりも高い温度区分では、変換前のカウンタ値Ｃｎ（二点鎖線にて図示）よりも換算カウンタ値ＣＣｎ（実線にて図示）の値が大きくなるようにカウンタ値Ｃｎは変換される。

【0054】

こうした温度区分毎の換算カウンタ値ＣＣｎの算出は、温度区分毎に求められている代表温度Ｐｎと、その代表温度Ｐｎが属する温度区分のカウンタ値Ｃｎとを入力とし、換算カウンタ値ＣＣｎを出力とする関数式を用いて行われる。

【0055】

次に、ＣＰＵ３１０は、温度区分毎に算出された換算カウンタ値ＣＣｎの値を全て足した和Ｓを算出する（Ｓ１３０）。
次に、ＣＰＵ３１０は、算出した和Ｓに基づいて劣化度Ｒを算出する算出処理を実行する（Ｓ１４０）。ここでは、和Ｓと劣化度Ｒとの関係式が予め求められており、ＣＰＵ３１０は、そうした関係式に基づいて劣化度Ｒを算出する。なお、和Ｓの値が大きいほど劣化度Ｒの値も大きくなるように当該劣化度Ｒは算出される。こうして劣化度Ｒを算出すると、ＣＰＵ３１０は、その算出した劣化度Ｒをメモリ３２０に保存する（Ｓ１５０）。

【0056】

次に、ＣＰＵ３１０は、劣化度Ｒの変化量に基づいて冷却水の予想交換時期を算出する処理を実行する（Ｓ１６０）。Ｓ１６０においてＣＰＵ３１０は、例えば以下の処理を行う。すなわちＣＰＵ３１０は、前回算出した劣化度Ｒと今回算出した劣化度Ｒとの差分を算出する。また、ＣＰＵ３１０は、前回劣化度Ｒを算出してから今回劣化度Ｒを算出するまでの経過期間（例えば経過時間や走行距離）を算出する。そして、算出した上記差分と上記経過期間とに基づいて劣化度Ｒが許容限界値に達するまでの時間や走行距離を算出する。そして、その算出した時間や走行距離を予想交換時期として設定する。このＳ１６０の処理を完了すると、ＣＰＵ３１０は、今回の本処理を終了する。

【0057】

＜受熱履歴推定処理について＞
図８に、図２に示したＳ１０の処理で送信されたデータをデータ解析装置３００が受信したときにＣＰＵ３１０が実行する処理の手順を示す。

【0058】

Ｓ２００にて、制御装置１００から送信された車両ＩＤと始動時情報と停止時情報とを受信すると、次に、ＣＰＵ３１０はＳ２１０の処理を実行する。Ｓ２１０の処理は、制御装置１００の稼働停止中における冷却水の受熱履歴を上記停止時情報に基づいて推定する受熱履歴推定処理、つまり稼働停止中の温度区分毎の各カウンタ値Ｃｎを停止時情報に基づいて算出する処理である。

【0059】

このＳ２１０の処理では、以下のようにして稼働停止中の各カウンタ値Ｃｎが算出される。
まず、機関停止後は、放熱の法則から、最初は冷却水温からの放熱量が多く、温度が大きく低下する。そして、その後、温度の低下速度は遅くなり、最終的には雰囲気温度、つまり外気温に収束する。そこで、機関停止してからの経過時間ｔにおける冷却水温ＴＨＷ（ｔ）は、停止時情報に含まれる稼働停止時水温ＴＨＷｅ及び稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅに基づき、次式（３）に示す関数式から算出することができることを本発明者は確認している。

【0060】

【数1】

なお、式（３）における定数Ａには、予め定められた値が初期値として設定されているが、後述の更新処理によってその値は更新される。

【0061】

また、冷却水温ＴＨＷがある温度ＴＨＷｘになるときの経過時間ｔｘは、式（３）を変形した次式（４）に示す関数式から求めることができる。なお、以下の各式に記載する「ｌｏｇ」は、「ｅ」を底とする自然対数である。

【0062】

【数2】

従って、任意の温度区分における冷却水の累積時間Ｔ（ｎ）は、次式（５）に示す関数式から求めることができる。なお、「ｎ」は温度区分を示す値であり、「１～１０」の値を取り得る。

【0063】

【数3】

例えば、第９温度区分ＴＲ９における累積時間Ｔ９は、式（５）の「ｎ」に「９」を代入した次式（６）に基づいて算出することができる。つまり、この累積時間Ｔ９は、第９水温ＴＨＷ９及び第８水温ＴＨＷ８及び稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅに基づいて算出することができる。

【0064】

【数4】

なお、第１０温度区分ＴＲ１０における累積時間Ｔ１０を算出する場合には、式（５）の「ＴＨＷ（ｎ）」の値に、稼働停止時水温ＴＨＷｅの値を代入する。

【0065】

また、第１温度区分ＴＲ１における累積時間Ｔ１を算出する場合には、式（５）の「ＴＨＷ（ｎ－１）」の値に、第１水温ＴＨＷ１から既定の値（例えば１０°Ｃ～２０°Ｃ程度の値）を減じた値を代入する。

【0066】

始動時情報に含まれる稼働開始時刻Ｔｓから停止時情報に含まれる稼働停止時刻Ｔｅを減じることにより制御装置１００が稼働を停止していた時間である停止時間Ｔｓｐを算出することができる。そして、定数Ａは、式（３）の経過時間ｔにその停止時間Ｔｓｐを代入するとともに、始動時情報に含まれる上記稼働開始時水温ＴＨＷｓを上記冷却水温ＴＨＷ（ｔ）に代入した式を変形した次式（７）に基づいて算出することができる。

【0067】

【数5】

こうした各関数式に基づき、ＣＰＵ３１０は、稼働停止中の温度区分毎の各カウンタ値Ｃｎを算出する。

【0068】

図９及び図１０に、稼働停止中のカウンタ値Ｃｎの算出処理についてその処理手順を示す。
本処理を開始すると、ＣＰＵ３１０は、始動時情報に含まれる稼働開始時刻Ｔｓから停止時情報に含まれる稼働停止時刻Ｔｅを減じることにより、制御装置１００が稼働を停止していた時間である停止時間Ｔｓｐを算出する。

【0069】

次に、ＣＰＵ３１０は、停止時間Ｔｓｐが閾値Ａ以上且つ閾値Ｂ以下の範囲内の値であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。このＳ３１０での判定処理は、次の理由により実行される。すなわち、停止時間Ｔｓｐが過度に短い場合や、過度に長い場合には、冷却水温の推定値と実値との乖離が大きくなるおそれがある。冷却水温の推定値と実値との乖離が大きくなると、推定される稼働停止中のカウンタ値Ｃｎの値と、実際の冷却水温の変化に対応したカウンタ値Ｃｎとの乖離が大きくなるおそれがある。こうした乖離が生じる状況下において、以下に説明するＳ３４０の処理にて上記定数Ａを算出すると、定数Ａの精度が低下するおそれがある。そこで、停止時間Ｔｓｐが既定の範囲内の値であり、上記定数Ａの算出に適した時間である場合に定数Ａを算出するため、Ｓ３１０の処理にて停止時間Ｔｓｐの判定処理が実行される。そのため、上記閾値Ａや上記閾値Ｂには、定数Ａを精度よく算出することができる停止時間Ｔｓｐの上限値及び下限値がそれぞれ予め設定されている。

【0070】

Ｓ３１０の処理にて、停止時間Ｔｓｐが閾値Ａ以上且つ閾値Ｂ以下の範囲内の値であると判定する場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１０は、稼働開始時水温ＴＨＷｓが稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅよりも高い温度であるか否かを判定する（Ｓ３２０）。そして、稼働開始時水温ＴＨＷｓが稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅよりも高い温度であると判定する場合（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ３１０はＳ３４０の算出処理を実行する。Ｓ３４０の算出処理は、停止時間Ｔｓｐ、稼働開始時水温ＴＨＷｓ、稼働停止時水温ＴＨＷｅ、及び稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅを上記式（７）に代入して定数Ａを算出する処理である。

【0071】

一方、上記Ｓ３２０の処理にて、稼働開始時水温ＴＨＷｓが稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅ以下であると判定する場合（Ｓ３２０：ＮＯ）、ＣＰＵ３１０は、稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅを修正する処理を実行する（Ｓ３３０）。このＳ３３０の処理において、ＣＰＵ３１０は、取得した稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅから既定の値を減ずることにより、稼働停止時外気温ＴＨｏｕｔｅの値を小さくする処理を実行する。この処理は、Ｓ３４０の処理にて定数Ａを算出する際に、式（７）の関数式における「ＴＨＷｓ－ＴＨｏｕｔｅ」の値が負の値になるとｌｏｇの計算ができなくなることを避けるための処置である。

【0072】

こうして、Ｓ３３０の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、Ｓ３４０の処理にて定数Ａの算出を行う。
次に、ＣＰＵ３１０は、定数Ａを更新する処理を実行する（Ｓ３５０）。このＳ３５０の処理において、ＣＰＵ３１０は、今回の処理で算出した定数Ａと、直近において算出された複数の定数Ａとを含む複数個の定数Ａの相加平均を算出する。そして、その算出した相加平均の値を定数Ａに代入することにより、当該定数Ａを更新する。

【0073】

Ｓ３５０の処理を終了した場合、または上記Ｓ３１０の処理にて否定判定される場合には、ＣＰＵ３１０は、図１０に示すＳ４００以降の処理を実行する。
図１０に示すように、Ｓ４００の処理として、ＣＰＵ３１０は、各温度区分（ｎ）の累積時間Ｔ（ｎ）を「０」にリセットする。なお、「ｎ」は温度区分を表す値であり、「１～１０」の値を取り得る。

【0074】

次に、ＣＰＵ３１０は、図２に示したＳ１０の処理を通じて取得した稼働停止時水温ＴＨＷｅが属する温度区分（ｎ）を判定する（Ｓ４１０）。
次に、ＣＰＵ３１０は、Ｓ４１０の処理で判定した温度区分（ｎ）における累積時間Ｔ（ｎ）を、上記の式（５）に基づいて算出する（Ｓ４２０）。

【0075】

次に、ＣＰＵ３１０は、積算累積時間ＳＴを更新する処理を実行する（Ｓ４３０）。積算累積時間ＳＴは、累積時間Ｔ（ｎ）の積算値であり、初期値は「０」である。ＣＰＵ３１０は、Ｓ４２０の処理にて算出された累積時間Ｔ（ｎ）を積算累積時間ＳＴの前回値に加算することにより当該積算累積時間ＳＴを更新する。

【0076】

次に、ＣＰＵ３１０は、更新した積算累積時間ＳＴが停止時間Ｔｓｐよりも短いか否かを判定する（Ｓ４４０）。そして、更新した積算累積時間ＳＴが停止時間Ｔｓｐよりも短いと判定する場合（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、累積時間Ｔ（ｎ）を算出する温度区分を変更するために、「ｎ」の値を１つ小さくする処理を実行する（Ｓ４５０）。このＳ４５０の処理は、累積時間Ｔ（ｎ）を算出する温度区分を１段階温度の低い温度区分に変更するための前処理である。

【0077】

次に、ＣＰＵ３１０は、Ｓ４５０の処理にて更新された「ｎ」の値が「０」であるか否かを判定する（Ｓ４６０）。そして、「ｎ」の値が「０」ではないと判定する場合（Ｓ４６０：ＮＯ）、ＣＰＵ３１０は、Ｓ４２０以降の処理を繰り返し実行することにより、各温度区分（ｎ）の累積時間Ｔ（ｎ）をそれぞれ算出する。

【0078】

上記Ｓ４４０の処理にて、積算累積時間ＳＴが停止時間Ｔｓｐ以上であると判定する場合（Ｓ４４０：ＮＯ）、ＣＰＵ３１０は、次式（８）に基づき、Ｓ４５０の処理にて更新された「ｎ」に対応する温度区分（ｎ）の累積時間Ｔ（ｎ）を算出する。

【0079】

Ｔ（ｎ）＝停止時間Ｔｓｐ－ＳＴ－Ｔ（ｎ）…（８）
なお、式（８）の右辺に記載の「ＳＴ」は、Ｓ４３０の処理にて更新された後の積算累積時間ＳＴである。また、式（８）の右辺に記載の「Ｔ（ｎ）」は、Ｓ４２０の処理にて算出された累積時間Ｔ（ｎ）である。従って、式（８）における「ＳＴ－Ｔ（ｎ）」の値は、Ｓ４３０の処理にて更新される前の積算累積時間ＳＴの値に等しい。そのため、式（８）で算出される温度区分（ｎ）の累積時間Ｔ（ｎ）は、Ｓ４３０の処理にて更新される前の積算累積時間ＳＴを停止時間Ｔｓｐから減じた値に等しい。

【0080】

Ｓ４７０の処理を終了した場合、あるいはＳ４６０の処理にて肯定判定される場合には、ＣＰＵ３１０は、本処理にて算出された各温度区分の累積時間Ｔ（ｎ）のそれぞれを上記カウンタ値Ｃｎに変換する処理を実行する（Ｓ４８０）。このＳ４８０の処理として、ＣＰＵ３１０は、冷却水温ＴＨＷのサンプリング周期で累積時間Ｔ（ｎ）を除することにより、その累積時間Ｔ（ｎ）をカウンタ値Ｃｎに変換する。

【0081】

そして、Ｓ４８０の処理を終了すると、ＣＰＵ３１０は、本処理を終了する。つまり、図８に示したＳ２１０の処理を終了する。
図８に示したＳ２１０の処理を終了すると、次に、ＣＰＵ３１０は、車両ＩＤに紐付けてメモリ３２０に保存されている各カウンタ値Ｃｎを更新する処理を実行する（図８のＳ２２０）。このＳ２２０の処理として、ＣＰＵ３１０は、メモリ３２０に保存されている各カウンタ値Ｃｎに、Ｓ２１０の処理にて算出した稼働停止中の各温度区分のカウンタ値Ｃｎを加算することにより、メモリ３２０に保存されている各カウンタ値Ｃｎを更新する。そして、ＣＰＵ３１０は、図８に示す一連の処理を終了する。

【0082】

＜作用及び効果＞
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）上記受熱履歴推定処理が実行されることにより、制御装置１００の稼働が停止していても冷却水の受熱履歴を示すカウンタ値Ｃｎが推定される。そして、図６に示した一連の処理では、稼働停止中のカウンタ値Ｃｎを含むデータに基づいて冷却水の劣化度Ｒが算出される。このようにして、制御装置１００の稼働停止中における冷却水の受熱履歴も考慮して冷却水の劣化が推定されるようになるため、冷却水の劣化の推定精度が向上するようになる。

【0083】

（２）停止時情報を入力変数とする上記式（５）の関数式に基づいてカウンタ値Ｃｎを算出するための累積時間Ｔ（ｎ）を算出するようにしている。そして、図９に示したＳ３４０の処理では、式（５）の関数式に含まれる定数Ａを、停止時情報及び稼働開始時水温ＴＨＷｓ及び停止時間Ｔｓｐを入力変数とする上記式（７）の関数式に基づいて算出するようにしている。このようにして関数式に含まれる定数Ａが実際の冷却水の温度や外気温に基づいて算出される。そのため、内燃機関１５の個体差が上記累積時間Ｔ（ｎ）の推定に与える影響を抑えることができる。

【0084】

（３）上述したように、内燃機関１５の停止時間Ｔｓｐが過度に短い場合や、過度に長い場合には、冷却水温の推定値と実値との乖離が大きくなるおそれがある。冷却水温の推定値と実値との乖離が大きくなると、推定される稼働停止中のカウンタ値Ｃｎの値と、実際の冷却水温の変化に対応したカウンタ値Ｃｎとの乖離が大きくなるおそれがある。こうした乖離が生じる状況下において、図９に示したＳ３４０の処理で上記定数Ａを算出すると、定数Ａの精度が低下するおそれがある。この点、本実施形態では、停止時間Ｔｓｐが既定の範囲内の値であるか否かを判定する（Ｓ３１０の処理）。そして、停止時間Ｔｓｐが既定の範囲内の値である場合に定数Ａを算出するようにしている。そのため、停止時間Ｔｓｐに関する制限を設けることなく上記定数Ａを算出する場合と比較して、定数Ａの算出精度が向上するようになる。

【0085】

（４）冷却水温ＴＨＷの温度毎の累積時間（本実施形態ではカウンタ値Ｃｎに相当する）を取得するために、複数の温度区分が設定されている。そのため、そうした温度区分を設定することなく個々の温度の累積時間を取得する場合と比較して、そうした累積時間を保存するために必要となるメモリの容量などを低減することができる。

【0086】

（５）冷却水の温度が高いときほど劣化度Ｒが大きくなる上記式（１）の劣化関数式を利用するとともに、上記劣化度基準値Ｒｈｉを等分割して得られる各劣化度Ｒにそれぞれ対応する冷却水の温度が上述した各温度区分の境界値に設定される。そのため、冷却水の劣化が進みやすい高温度領域ほど温度区分が細分化されるようになる。従って、冷却水の劣化度Ｒの推定精度が向上するようになる。

【0087】

＜変更例＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0088】

・冷却水温ＴＨＷの温度区分の数や、各温度区分の範囲は適宜変更してもよい。
・温度区分を設けず、サンプリングした冷却水温ＴＨＷ毎にカウンタ値Ｃｎを求めるようにしてもよい。

【0089】

・上述した稼働時温度情報の送信タイミングは適宜変更してもよい。
・図６に示したＳ１６０の処理を省略してもよい。
・上述した劣化関数式に基づいて温度区分の境界値を設定したが、他の態様で境界値を設定してもよい。例えば、水温の高い温度区分や、カウンタ値Ｃｎの値が多くなる傾向がある温度区分の温度範囲が他の温度区分の温度範囲より狭くなるように、温度区分の境界値を設定してもよい。

【0090】

・カウンタ値Ｃｎに代えて上記累積時間を算出してもよい。
・図６に示したＳ１２０の変換処理を制御装置１００で実行する。そして、データ解析装置３００に送信する稼働時温度情報として、カウンタ値Ｃｎの代わりに換算カウンタ値ＣＣｎを送信するようにしてもよい。

【0091】

・図８に示したＳ２１０及びＳ２２０の処理を制御装置１００で実行してもよい。
・上述した全ての処理を制御装置１００で実行してもよい。
・制御装置１００の稼働中に取得した冷却水温ＴＨＷをリアルタイムでデータ解析装置３００に送信する。そして、カウンタ値Ｃｎの更新をデータ解析装置３００で行うようにしてもよい。

【0092】

・実行装置としてＣＰＵとメモリとを備えており、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。例えば、上記各実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てをプログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するメモリ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路及び１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

【符号の説明】

【0093】

１０…冷却装置
１２…ラジエータ
１５…内燃機関
１５Ｗ…ウォータジャケット
１６…第１通路
１７…第２通路
１８…ウォータポンプ
２０…分岐通路
２５…サーモスタット
３４…水温センサ
３５…外気温センサ
１００…制御装置
１１０…中央処理装置（ＣＰＵ）
１２０…メモリ
１３０…通信機
２００…ネットワーク
３００…データ解析装置
３１０…ＣＰＵ
３２０…メモリ
３３０…通信機
５００…車両
６００…車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】