バイオ燃料劣化判定装置
【課題】バイオ燃料の酸化劣化を検知することができるバイオ燃料劣化判定装置を提供すること。
【解決手段】バイオ燃料劣化判定装置１に、少なくともバイオ燃料を含有すると共にエンジンの運転に用いられる燃料中のバイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度センサ３８と、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定部８９と、劣化判定部８９で、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定した場合に、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御部９１と、を備える。
【解決手段】バイオ燃料劣化判定装置１に、少なくともバイオ燃料を含有すると共にエンジンの運転に用いられる燃料中のバイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度センサ３８と、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定部８９と、劣化判定部８９で、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定した場合に、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御部９１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオ燃料劣化判定装置に関するものである。特に、この発明は、バイオ燃料を含有する燃料で運転する内燃機関に備えられるバイオ燃料劣化判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、燃焼室で燃料を燃焼させた際のエネルギにより運転するが、従来の内燃機関では、環境等を考慮して、複数の種類の燃料を混合した燃料で運転可能に設けられているものがある。このように、複数の種類の燃料を混合した燃料で内燃機関を運転する場合、運転時の出力等の運転状態は、燃料の組成に応じて変化する。このため、従来の内燃機関では、混合燃料のうち、所定の燃料の濃度を検出するセンサを設け、このセンサで燃料の濃度を検出することにより、燃料の組成を判断する。しかし、センサが劣化している場合、燃料の濃度を正確に検出することができず、燃料の組成を正確に判断できないため、内燃機関の運転の制御が不適切になる場合がある。そこで、従来の内燃機関では、燃料の濃度を検出するセンサが劣化した場合でも、燃料の組成を正確に判断できるようにしているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の内燃機関の燃料供給装置では、混合燃料中のアルコール濃度を検出するアルコールセンサの出力が安定した場合におけるアルコールセンサでの検出値を記憶し、フィードバック制御時に検出した空燃比に基づいて燃料の組成を推定している。また、給油時には、推定された組成と記憶値とにより、給油後のアルコールセンサの出力値を補正し、フィードバック制御による燃料組成の推定が開始されるまではその補正値により、燃料供給制御を行う。さらに、燃料組成の推定が開始されたときには、次回の給油時までは、推定値により燃料供給制御を行う。これにより、燃料の組成を正確に判断することができる。
【０００４】
また、アルコールセンサが故障した後に燃料を給油した場合でも、精度の高い燃料噴射制御が行えるように、特許文献２に記載の燃料噴射制御装置では、アルコールセンサが故障したと判定した後に所定の油種の燃料を給油したと判定した場合には、アルコールセンサの故障前のアルコール濃度に応じて給油後のアルコール濃度を推定している。これにより、アルコールセンサが故障した後に燃料を給油した場合でも、高精度な燃料噴射制御を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−５４３３号公報
【特許文献２】特公平６−１００１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年の内燃機関では、二酸化炭素の排出量の低減などを目的として、菜種油など生物体の持つエネルギを利用した燃料であるバイオ燃料が混合された燃料で運転可能な内燃機関が着目されている。しかしながら、バイオ燃料は不飽和結合を有する分子が存在するため、酸化し易い特性を有しており、このためバイオ燃料は燃料タンクに給油後、所定時間が経過した際に酸化劣化する場合がある。バイオ燃料が酸化劣化した場合、燃料を貯留する燃料タンクの腐食や内燃機関運転時におけるデポジットの生成の原因になるため、酸化劣化を検出する必要があるが、特許文献１や特許文献２に記載されたようなアルコールセンサでは、バイオ燃料の酸化劣化の検出は、大変困難なものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができるバイオ燃料劣化判定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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、少なくともバイオ燃料を含有すると共に内燃機関の運転に用いられる燃料中の前記バイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度検出手段と、前記バイオ燃料濃度検出手段での検出値が、前記バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定手段と、前記劣化判定手段で、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定した場合に、前記バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度検出手段で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると劣化判定手段で判定した場合に、燃料劣化時制御手段で燃料劣化時制御を行っている。ここで、バイオ燃料が酸化劣化した場合には劣化が進行するに伴って燃料中の酸素濃度が増加するが、酸素濃度が増加した場合、密度が重くなり、蒸留特性が悪くなるなど、バイオ燃料の濃度が濃くなったかのような特性変化を示す。このため、バイオ燃料の濃度が一定の状態の場合においてバイオ燃料濃度検出手段での検出値が大きくなった場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判断することができる。従って、燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度検出手段で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、バイオ燃料が酸化劣化していることを認識することができる。この結果、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００１０】
また、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、上記発明において、前記燃料劣化時制御手段は、少なくとも前記燃料劣化時制御時に前記内燃機関を搭載する車両の運転者に対して前記バイオ燃料が劣化したことを伝達する燃料劣化伝達手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、燃料劣化時制御手段は、燃料が劣化したことを運転者に伝達する燃料劣化伝達手段を備えているため、バイオ燃料濃度検出手段での検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、燃料が劣化したことを運転者に伝達することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００１２】
また、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、上記発明において、前記劣化判定手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値と前記劣化判定基準値との差が、前記バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定することを特徴とする。
【００１３】
この発明では、劣化判定手段で、バイオ燃料濃度検出手段での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かの判定を行う際に、バイオ燃料濃度検出手段で検出した検出値と劣化判定基準値との差が、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、バイオ燃料濃度検出手段での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定している。このように、バイオ燃料濃度検出手段での検出値を判定する際に、判定基準差と比較して判定することにより、バイオ燃料濃度検出手段での検出値が所定以上大きくなったか否かを、より正確に判定することができる。この結果、より正確にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００１４】
また、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、上記発明において、前記劣化判定基準値は、前記燃料を貯留する燃料貯留手段に前記燃料を給油した場合における前記バイオ燃料濃度検出手段での前記検出値であることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、劣化判定基準値を、燃料貯留手段に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度検出手段での検出値にするため、給油時の燃料に対する燃料の劣化を検知することができる。つまり、劣化判定基準値を、燃料貯留手段に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度検出手段での検出値にすることにより、バイオ燃料濃度検出手段での検出値を、燃料貯留手段への給油時の燃料のバイオ燃料濃度検出手段での検出値と比較することができる。従って、バイオ燃料濃度検出手段での検出値に基づいて燃料の劣化を検知する際に、給油時の燃料に対する劣化を検知することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るバイオ燃料劣化判定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１８】
図１は、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置を備えるエンジンの概略構成図である。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１は、少なくともバイオ燃料を含有する燃料によって運転可能な内燃機関として設けられるエンジン１０に備えられている。このエンジン１０は、圧縮した状態の空気に燃料を供給することにより燃料を燃焼させる、いわゆるディーゼルエンジンとして設けられている。このエンジン１０は、４つの気筒（図示省略）が直列に配設されており、各気筒には、燃焼室１１が接続されている。また、このエンジン１０には、燃焼室１１に連通すると共に燃焼室１１に吸入される空気が流れる通路である吸気通路１５と、燃焼室１１で燃料を燃焼させた後、燃焼室１１から排出される排気ガスが流れる排気通路１６とが接続されている。これらの吸気通路１５と排気通路１６とは、燃焼室１１の数に合わせてそれぞれ４つの通路に分岐しており、分岐した通路が４つの燃焼室１１に対応し、燃焼室１１に連通してエンジン１０に接続されている。
【００１９】
また、各燃焼室１１には、エンジン１０の運転時に燃焼室１１に対して燃料を供給可能な燃料供給手段であるメイン燃料インジェクタ２１が配設されている。このメイン燃料インジェクタ２１は、エンジン１０の運転時に燃焼室１１内に燃料を噴射することにより、燃焼室１１に対して燃料を供給可能に設けられている。
【００２０】
このように各燃焼室１１に配設されるメイン燃料インジェクタ２１は、全てコモンレール２５に接続されている。また、コモンレール２５は、燃料に圧力を付与してコモンレール２５に燃料を供給するサプライポンプ２６に機関燃料通路３１を介して接続されており、サプライポンプ２６は、燃料を貯留する燃料貯留手段である燃料タンク３５にメイン燃料通路３０を介して接続されている。サプライポンプ２６と燃料タンク３５とを接続するメイン燃料通路３０には、燃料に含まれる不純物を除去する燃料フィルタ３６が設けられている。
【００２１】
また、燃料タンク３５には、当該燃料タンク３５に貯留されている燃料のレベル、即ち燃料の貯留量を検出する燃料貯留量検出手段である燃料レベルセンサ３７が設けられている。さらに、燃料タンク３５には、当該燃料タンク３５に貯留されている燃料に含まれているバイオ燃料の濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段であるバイオ燃料濃度センサ３８が設けられている。このバイオ燃料濃度センサ３８は、公知の燃料中のアルコール濃度を検出できる濃度センサ等と同様に、燃料タンク３５に貯留されている燃料の誘電率等を測定することにより、燃料中のバイオ燃料の濃度を検出可能に設けられており、検出したバイオ燃料の濃度が濃くなるに従って検出値が大きくなる。なお、バイオ燃料濃度センサ３８によるバイオ燃料の濃度の検出は、誘電率を測定する以外に、燃料の屈折率や透過率を測定する光学式の検出など、その原理や方法は規定しない。
【００２２】
また、コモンレール２５と燃料タンク３５とには、コモンレール２５に供給された燃料のうち余剰燃料を燃料タンク３５に戻す通路であり、一端がコモンレール２５に接続され、他端が燃料タンク３５に接続された通路であるリターン通路３３が接続されている。
【００２３】
また、このエンジン１０は、燃焼室１１で吸入する空気を圧縮する過給手段であるターボチャージャ４０を備えており、ターボチャージャ４０が有するコンプレッサ４１は吸気通路１５に接続され、ターボチャージャ４０が有するタービン４２は排気通路１６に接続されている。ターボチャージャ４０は、タービン４２が接続されている排気通路１６を流れる排気ガスによってタービン４２が作動し、タービン４２の作動時の力がコンプレッサ４１に伝達されてコンプレッサ４１が作動することにより、吸気通路１５を流れる空気をコンプレッサ４１で圧縮可能に設けられている。
【００２４】
ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１が接続される吸気通路１５は、吸気通路１５を流れる空気の流れ方向におけるコンプレッサ４１の下流側に、コンプレッサ４１で圧縮した空気を冷却するインタークーラ４５が配設されている。さらに、吸気通路１５には、インタークーラ４５の下流側に、吸気通路１５内を開閉可能なスロットルバルブ４６が配設されている。また、吸気通路１５には、コンプレッサ４１の上流側に、吸気通路１５を流れる空気の流量を検出可能な吸入空気量検出手段であるエアフロメータ４７が設けられている。
【００２５】
また、ターボチャージャ４０のタービン４２が接続される排気通路１６には、排気通路１６を流れる排気ガスの流れ方向におけるタービン４２の上流側に、排気ガスに添加する燃料を噴射する添加燃料供給手段である排気燃料添加インジェクタ２２が設けられている。この排気燃料添加インジェクタ２２は、遮断弁２７を介してサプライポンプ２６に接続された添加燃料通路３２に接続されている。つまり、サプライポンプ２６には遮断弁２７が接続されており、遮断弁２７には、一端が当該遮断弁２７に接続され、他端が排気燃料添加インジェクタ２２に接続された添加燃料通路３２が接続されている。このように添加燃料通路３２が接続された遮断弁２７は、サプライポンプ２６から排気燃料添加インジェクタ２２への燃料の開放や遮断が可能に設けられている。
【００２６】
また、排気通路１６には、タービン４２の下流側に、下流方向に向かうに従って順に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担体に担持したＮＳＲ（NOx Storage Reduction）触媒コンバータ６０と、多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元触媒が担持され構成されたＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）触媒コンバータ６１と、酸化触媒コンバータ６２とが配設されている。また、排気通路１６には、ＮＳＲ触媒コンバータ６０とＤＰＮＲ触媒コンバータ６１との間、及びＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側に、排気通路１６を流れる排気ガスの温度を検出する排気温検出手段である排気温センサ５１が設けられている。また、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１と酸化触媒コンバータ６２との間には、排気ガスの成分より、空気と燃料との割合である空燃比を検出する空燃比検出手段である空燃比センサ５２が設けられている。
【００２７】
さらに、排気通路１６には、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側と、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側とに両端部が接続された通路である差圧検出通路６５が接続されており、この差圧検出通路６５には、差圧センサ６６が設けられている。この差圧センサ６６は、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側の圧力と、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側の圧力との差圧を検出可能な差圧検出手段として設けられている。
【００２８】
このように設けられる排気通路１６と吸気通路１５とには、エンジン１０から排出された排気ガスの一部であり、再びエンジン１０に吸気させる還流ガスであるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスが流れる通路であるＥＧＲ通路７０が接続されている。詳しくは、ＥＧＲ通路７０は、両端部のうち一方の端部が、排気通路１６におけるタービン４２の上流側に接続されており、他方の端部が、吸気通路１５におけるスロットルバルブ４６の下流側に接続されている。これにより、ＥＧＲ通路７０は、排気通路１６を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして、排気通路１６から吸気通路１５に流すことができる。
【００２９】
このように設けられるＥＧＲ通路７０には、ＥＧＲガスを浄化するＥＧＲ触媒コンバータ７１と、ＥＧＲ通路７０を流れるＥＧＲガスを冷却可能な冷却手段であるＥＧＲクーラ７２とが設けられている。このうち、ＥＧＲクーラ７２は、エンジン１０を循環し、車両の運転時にエンジン１０を冷却する冷却媒体である冷却水（図示省略）と、ＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことができるように形成されており、ＥＧＲクーラ７２を通るＥＧＲガスは、冷却水との間で熱交換を行うことにより温度が低下する。
【００３０】
また、ＥＧＲ通路７０には、ＥＧＲクーラ７２が設けられている部分と吸気通路１５に接続されている部分との間の部分、即ち、ＥＧＲ通路７０における吸気通路１５に接続されている部分の近傍に、ＥＧＲ通路７０内を開閉可能なＥＧＲバルブ７３が配設されている。
【００３１】
これらのメイン燃料インジェクタ２１、排気燃料添加インジェクタ２２、サプライポンプ２６、遮断弁２７、燃料レベルセンサ３７、バイオ燃料濃度センサ３８、スロットルバルブ４６、エアフロメータ４７、排気温センサ５１、空燃比センサ５２、差圧センサ６６、ＥＧＲバルブ７３は、車両に搭載されると共に車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０に接続されている。また、このＥＣＵ８０には、車両の運転席に設けられ、車両の各種情報を表示する表示装置７５が接続されている。
【００３２】
図２は、図１に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。ＥＣＵ８０には、処理部８１、記憶部１００及び入出力部１０１が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ８０に接続されているメイン燃料インジェクタ２１、排気燃料添加インジェクタ２２、サプライポンプ２６、遮断弁２７、燃料レベルセンサ３７、バイオ燃料濃度センサ３８、スロットルバルブ４６、エアフロメータ４７、排気温センサ５１、空燃比センサ５２、差圧センサ６６、ＥＧＲバルブ７３、表示装置７５は、入出力部１０１に接続されており、入出力部１０１は、これらのメイン燃料インジェクタ２１等との間で信号の入出力を行う。また、記憶部１００には、バイオ燃料劣化判定装置１を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部１００は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００３３】
また、処理部８１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、少なくとも、スロットルバルブ４６の開閉の制御をすることによりエンジン１０の吸入空気量の制御が可能な吸入空気量制御手段であるスロットルバルブ制御部８２と、エアフロメータ４７での検出結果より運転中のエンジン１０の吸入空気量を取得可能な吸入空気量取得手段である吸入空気量取得部８３と、メイン燃料インジェクタ２１から噴射する燃料の噴射量を制御することによりエンジン１０への燃料の供給量を制御可能な燃料供給量制御手段である燃料噴射量制御部８４と、を有している。
【００３４】
また、処理部８１は、サプライポンプ２６に接続されている遮断弁２７の開閉の制御、及び排気燃料添加インジェクタ２２から噴射する燃料の噴射量を制御することにより排気ガスの浄化の制御を行う排気浄化制御手段である排気浄化制御部８５と、差圧センサ６６での検出結果より排気通路１６におけるＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側とＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側との差圧を取得可能な差圧取得手段である差圧取得部８６と、ＥＧＲバルブ７３の開閉の制御を行うことによりＥＧＲガスの流量を制御可能なＥＧＲガス量制御手段であるＥＧＲバルブ制御部８７と、を有している。
【００３５】
また、処理部８１は、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度センサ３８での検出値を取得するバイオ燃料取得手段であるバイオ燃料濃度取得部８８と、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定手段である劣化判定部８９と、を有している。
【００３６】
また、処理部８１は、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると劣化判定部８９で判定した場合に、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御手段である燃料劣化時制御部９１と、燃料劣化時制御部９１が備えていると共に、燃料劣化時制御時にエンジン１０を搭載する車両の運転者に対してバイオ燃料が劣化したことを伝達する燃料劣化伝達手段である燃料劣化伝達部９２と、を有している。
【００３７】
また、処理部８１は、燃料タンク３５に燃料を給油したか否かを判定する給油判定手段である給油判定部９５と、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度に基づいてバイオ燃料が劣化したか否かの判定をするのに必要最低限な時間で、バイオ燃料の劣化の判定を明確に行うことのできる時間である計測時間を設定する計測時間設定手段である計測時間設定部９６と、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が安定した状態になった場合における当該検出値を劣化判定基準値としてバイオ燃料濃度取得部８８で取得した後、計測時間設定部９６で設定した計測時間を経過したか否かを判定する経過時間判定手段である経過時間判定部９７と、を有している。
【００３８】
ＥＣＵ８０によって制御されるバイオ燃料劣化判定装置１の制御は、例えば、バイオ燃料濃度センサ３８などによる検出結果に基づいて、処理部８１が上記コンピュータプログラムを当該処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてメイン燃料インジェクタ２１などを作動させることにより制御する。その際に処理部８１は、適宜記憶部１００へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このようにバイオ燃料劣化判定装置１を制御する場合には、上記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ８０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００３９】
この実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１が備えられるエンジン１０は、例えば、菜種油をメチルエステル化したバイオ燃料であるＲＭＥ（Rapeseed Methyl Ester）等の脂肪酸メチルエステルと軽油とが混合された燃料であるバイオ混合軽油によって運転可能になっている。このため、燃料タンク３５には、エンジン１０を運転する際における燃料として、バイオ混合軽油が貯留される。
【００４０】
このエンジン１０の運転時には、車両の室内に設けられるアクセルペダル（図示省略）の開度であるアクセル開度に応じてＥＣＵ８０の処理部８１が有するスロットルバルブ制御部８２がスロットルバルブ４６の開度を制御する。即ち、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ（図示省略）の検出結果に応じて、スロットルバルブ制御部８２がスロットルバルブ４６の開度を制御する。これにより、吸気通路１５にはスロットルバルブ４６の開度に応じた空気が流れる。吸気通路１５に空気が流れた場合、この空気の流量をエアフロメータ４７で検出し、エアフロメータ４７での検出結果をＥＣＵ８０の処理部８１が有する吸入空気量取得部８３で取得する。
【００４１】
ここで、この吸気通路１５には、ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１が接続されている。このコンプレッサ４１は、エンジン１０から排出される排気ガスによってターボチャージャ４０のタービン４２が作動した際の力により、作動可能に設けられている。コンプレッサ４１が作動した際には、吸気通路１５を流れる空気の流れ方向におけるコンプレッサ４１の上流側の空気を吸引し、圧縮して下流側に流す。これにより、ターボチャージャ４０の作動時におけるコンプレッサ４１の下流側の吸気通路１５には、大気圧よりも圧力が高くなった空気が流れる。
【００４２】
圧力が高くなった空気は吸気通路１５を流れ、コンプレッサ４１の下流側に配設されるインタークーラ４５に流れる。空気を圧縮して圧力を高くした場合、温度が上昇するが、インタークーラ４５は、インタークーラ４５内を流れる圧縮空気とインタークーラ４５の周囲を流れる空気との間で熱交換を行うことにより、インタークーラ４５内を流れる空気の温度を下げる。これにより、インタークーラ４５内を流れる空気の密度が高くなる。
【００４３】
インタークーラ４５で冷却され、密度が高くなった空気は、さらに吸気通路１５における下流側に流れる。スロットルバルブ４６は、このインタークーラ４５の下流に配設されており、吸気通路１５を流れる空気の流量を調整するスロットルバルブ４６は、ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１で圧縮され、インタークーラ４５で冷却された後の空気の流量を調整する。スロットルバルブ４６で流量を調整した空気は、エンジン１０に供給される。即ち、エンジン１０は、ターボチャージャ４０によって過給した状態で吸気する。
【００４４】
また、エンジン１０の運転時には、サプライポンプ２６が作動し、燃料タンク３５内の燃料をコモンレール２５に供給する。つまり、サプライポンプ２６が作動することにより、燃料タンク３５内の燃料がメイン燃料通路３０を介してサプライポンプ２６に吸引される。その際に、サプライポンプ２６に吸引される燃料は、メイン燃料通路３０に配設される燃料フィルタ３６によって不純物が除去された後、サプライポンプ２６に流れる。
【００４５】
サプライポンプ２６に吸引された燃料は、サプライポンプ２６で圧力が高められ、機関燃料通路３１を通ってコモンレール２５に供給される。このため、コモンレール２５内の燃料は、高圧の状態になっている。また、燃焼室１１に配設されているメイン燃料インジェクタ２１は、このコモンレール２５に接続されているため、メイン燃料インジェクタ２１には、コモンレール２５から高圧の燃料が供給される。
【００４６】
このように、高圧の燃料が供給されるメイン燃料インジェクタ２１は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料噴射量制御部８４で制御可能になっている。つまり、燃料噴射量制御部８４には、吸入空気量取得部８３で取得した吸入空気量やアクセル開度などの運転状態に関する情報が伝達され、燃料噴射量制御部８４は、伝達された運転状態に関する情報に応じてメイン燃料インジェクタ２１を制御し、作動させる。これにより、メイン燃料インジェクタ２１は、燃料噴射量制御部８４での制御に応じた燃料を燃焼室１１に噴射する。
【００４７】
具体的には、燃料噴射量制御部８４は、エンジン１０の圧縮行程で燃焼室１１の空気が高圧になった時点で、運転状態に適した量の燃料をメイン燃料インジェクタ２１から燃焼室１１に噴射させる。燃焼室１１に噴射された燃料は、圧縮することにより高温になった空気によって燃焼し、燃焼した後の排気ガスは、排気行程で燃焼室１１から排気通路１６に排気される。排気通路１６に排気された排気ガスは、排気通路１６に接続されるターボチャージャ４０のタービン４２に流れ、ターボチャージャ４０を作動させる。
【００４８】
ターボチャージャ４０を作動させた後の排気ガスは、さらに排気通路１６を流れ、ＮＳＲ触媒コンバータ６０を通過する。ＮＳＲ触媒コンバータ６０では、当該ＮＳＲ触媒コンバータ６０を通過する排気ガスを、燃焼室１１で燃焼させる燃料と空気との割合である空燃比をリッチとリーンとで繰り返し変化させて流すことにより、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する。
【００４９】
詳しくは、空燃比がリーンの場合、即ち、排気ガス中に多量の酸素が含まれている場合には、ＮＳＲ触媒コンバータ６０はＮＯｘを吸蔵し、空燃比がリッチの場合、即ち、酸素濃度が低く、且つ、ＨＣ（炭化水素）などの還元成分が多量に含まれている場合には、ＮＯｘをＮＯ２（二酸化窒素）、若しくはＮＯ（一酸化窒素）に還元して放出する。ＮＯ２やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気ガス中のＨＣやＣＯ（一酸化炭素）と反応することによってさらに還元され、Ｎ２（窒素）になる。この場合、ＨＣやＣＯは、ＮＯ２やＮＯを還元することにより酸化されて、Ｈ２Ｏ（水）やＣＯ２（二酸化炭素）になる。即ち、ＮＳＲ触媒コンバータ６０は、ＮＳＲ触媒コンバータ６０を通過する排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを浄化する。
【００５０】
ＮＳＲ触媒コンバータ６０で浄化された排気ガスは、さらに、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の下流側に配設されるＤＰＮＲ触媒コンバータ６１を通過する。このＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、排気ガスがセラミックスの隙間を通る間に、多孔質セラミック構造体に担持されたＮＯｘ吸蔵還元触媒で酸化や還元を行うことで、無害なガスへと化学変化させて排出する。具体的には、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、空燃比をリーンにした場合に、当該ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１を構成すると共にフィルターの役割を果たす多孔質セラミック構造体でＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を一時的に捕集すると同時に、ＮＯｘを吸蔵する際に生成される活性酸素と排気ガス中の酸素とにより酸化浄化する。また、空燃比をリーンにした場合には、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１はＮＯｘを一旦吸蔵し、空燃比をリッチにした際に還元浄化する。また、空燃比をリッチにした場合には、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１はＮＯｘを還元浄化する際に生成される活性酸素によりＰＭを酸化浄化する。
【００５１】
ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、このように空燃比を変化させることにより排気ガスを浄化するが、空燃比をリッチにする場合には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する排気浄化制御部８５で、サプライポンプ２６に接続されている遮断弁２７を開くと共に排気燃料添加インジェクタ２２を作動させる。これにより、添加燃料通路３２を介してサプライポンプ２６から排気燃料添加インジェクタ２２に燃料が供給され、排気燃料添加インジェクタ２２から排気ガスに対して燃料を噴射する。このため、ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１に流れる排気ガスは、空燃比がリッチの状態になる。
【００５２】
排気ガスの浄化は、空燃比をリッチやリーンにすることにより行うが、この空燃比の制御は排気通路１６に設けられる空燃比センサ５２や差圧検出通路６５に設けられる差圧センサ６６の検出結果等に基づいて行う。このうち、差圧センサ６６は、差圧検出通路６５が接続されている、排気通路１６におけるＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側とＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側との差圧を検出するが、差圧センサ６６の検出結果は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する差圧取得部８６に伝達され、差圧取得部８６で取得する。排気ガスの浄化を行うことを目的として空燃比を制御する際には、例えば、差圧取得部８６で取得した差圧が排気浄化制御部８５に伝達され、伝達された差圧が大きい場合には、排気燃料添加インジェクタ２２から燃料を噴射し、排気ガスの空燃比をリッチにする。つまり、差圧が大きい状態とは、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１で捕集したＰＭの量が多くなり、排気ガスが流れ難くなった状態であるため、この場合には排気ガスの空燃比をリッチにし、ＰＭを酸化浄化する。
【００５３】
ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、これらのように排気ガスを浄化するが、ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、温度が比較的低い場合には、排気燃料添加インジェクタ２２で噴射した燃料はＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１をすり抜けてしまう場合がある。この場合、ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１では排気ガスの浄化が困難になる場合があるが、すり抜けた燃料がＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流に配設される酸化触媒コンバータ６２に到達し、酸化触媒コンバータ６２でこの燃料を用いて酸化浄化を行うことにより、排気ガスを浄化する。燃焼室１１から排出された排気ガスは、これらのＮＳＲ触媒コンバータ６０、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１、酸化触媒コンバータ６２で浄化された後、大気に放出される。
【００５４】
また、燃焼室１１から排気通路１６に排出された排気ガスの一部は、排気通路１６に接続されているＥＧＲ通路７０に流入し、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路７０における排気通路１６に接続されている側の端部から、吸気通路１５に接続されている側の端部に向けて流れる。
【００５５】
このＥＧＲ通路７０には、ＥＧＲ触媒コンバータ７１が配設されており、ＥＧＲ通路７０を流れるＥＧＲガスは、このＥＧＲ触媒コンバータ７１を通過する際に浄化される。ＥＧＲ触媒コンバータ７１で浄化されたＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路７０を流れるＥＧＲガスの流れ方向におけるＥＧＲ触媒コンバータ７１の下流側に配設されるＥＧＲクーラ７２を通過する。その際に、ＥＧＲクーラ７２は、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行わせる。これにより、ＥＧＲガスは、温度が低下する。
【００５６】
ＥＧＲクーラ７２によって温度が低下したＥＧＲガスは、さらにＥＧＲ通路７０を流れ、ＥＧＲバルブ７３の方向に向かう。このＥＧＲバルブ７３は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＥＧＲバルブ制御部８７によって制御可能に設けられており、ＥＧＲバルブ制御部８７は、ＥＧＲバルブ７３を制御することによりＥＧＲバルブ７３の開度を調整する。
【００５７】
ここで、ＥＧＲバルブ７３が設けられるＥＧＲ通路７０は、吸気通路１５に接続されているが、吸気通路１５内を流れる空気とＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスとでは、ＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスの方が、吸気通路１５内を流れる空気よりも圧力が高くなっている。このため、吸気通路１５とＥＧＲ通路７０とが連通した状態では、ＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスは、吸気通路１５内に流入する。従って、ＥＧＲバルブ制御部８７によってＥＧＲバルブ７３を制御し、ＥＧＲバルブ７３の開度を大きくした場合には、ＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスの吸気通路１５内への流入量は多くなり、ＥＧＲバルブ７３の開度を小さくした場合には、吸気通路１５内へのＥＧＲガスの流入量は少なくなる。エンジン１０の運転時には、このようにＥＧＲバルブ７３の開度に応じたＥＧＲガスが吸気通路１５に流れ、エンジン１０は、吸気通路１５を流れる空気と共に、ＥＧＲガスを吸気する。
【００５８】
また、エンジン１０の運転時には、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で検出する。バイオ燃料濃度センサ３８でバイオ燃料の濃度を検出した際における検出値は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するバイオ燃料濃度取得部８８で取得する。ＥＣＵ８０の処理部８１が有する劣化判定部８９は、このバイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値に基づいて、燃料タンク３５に貯留されている燃料が劣化しているか否かを判定する。
【００５９】
ここで、バイオ燃料の酸化劣化について説明する。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１を備えるエンジン１０は、バイオ混合軽油を燃料としているが、このバイオ混合軽油に含まれるバイオ燃料は、軽油と比較して密度が重くなっており、蒸留特性が悪くなっている。このため、燃料の特性は、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って、密度が重くなるなどバイオ燃料の特性に近付く。
【００６０】
また、このような特性を有するバイオ燃料が混合される燃料をエンジン１０の運転時の燃料とし、燃料タンク３５に貯留した場合、時間が経過するに従って酸化劣化する場合がある。バイオ燃料が酸化劣化した場合には、燃料に含まれる酸素が増加し、燃料中の酸素濃度が増加するが、燃料中の酸素濃度が増加した場合、燃料は密度が重くなる。即ち、バイオ燃料が酸化劣化した場合には、バイオ燃料の濃度が濃くなった場合と同様な特性変化をする。このため、燃料タンク３５に給油などを行わず、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度が一定の状態において、バイオ燃料の濃度が濃くなったような検出値が検出された場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判断することができる。従って、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する劣化判定部８９は、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が所定以上大きくなっている場合に、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００６１】
劣化判定部８９で、バイオ燃料の酸化劣化を判定する場合は、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する。この劣化判定基準値は、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が一定になった状態での検出値になっており、燃料タンク３５に給油を行う度に、給油後のバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が劣化判定基準値として設定される。劣化判定基準値として設定された検出値は、ＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶される。
【００６２】
劣化判定部８９で、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する場合には、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値と劣化判定基準値との差が、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定する。この判定により、劣化判定基準値に対するバイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値の増加分が、判定基準差よりも大きい場合には、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっており、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００６３】
バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合、即ち、バイオ燃料が酸化劣化していると判定された場合には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１で、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う。この燃料劣化時制御は、燃料劣化時制御部９１が有する燃料劣化伝達部９２によって、運転席に設けられている表示装置７５の警告表示をＯＮにして、運転者に対して燃料が酸化劣化している旨を伝達する。これにより、酸化劣化した燃料でエンジン１０の運転を続けることを抑制する。
【００６４】
図３は、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１の制御方法、即ち、当該バイオ燃料劣化判定装置１の処理手順について説明する。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１の処理手順では、まず、燃料を給油したか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する給油判定部９５で行う。この給油判定部９５は、エンジン１０の停止時における燃料タンク３５内の燃料の貯留量を、燃料タンク３５に設けられる燃料レベルセンサ３７での検出結果より取得して、ＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶する。
【００６５】
給油判定部９５で、燃料を給油したか否かを判定する際には、エンジン１０の始動時に、現在の燃料タンク３５内の燃料の貯留量を燃料レベルセンサ３７での検出結果より取得し、取得した現在の燃料の貯留量と、記憶部１００に記憶されている燃料の貯留量、即ち、前回のエンジン１０の停止時における燃料の貯留量とを比較する。この比較により、現在の燃料の貯留量が、前回のエンジン１０の停止時における燃料の貯留量よりも一定量以上越えていれば、給油判定部９５は、燃料を給油したと判定する。なお、この判定の基準になる燃料の一定量は、予めＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されている。この判定により、燃料を給油していないと判定された場合には、後述するステップＳＴ１０５に向かう。
【００６６】
給油判定部９５での判定（ステップＳＴ１０１）により、燃料を給油したと判定された場合には、次に、運転者への警告表示をＯＦＦにする（ステップＳＴ１０２）。この警告表示は、運転席に設けられている表示装置７５を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化伝達部９２で制御することにより行う。燃料劣化伝達部９２は、表示装置７５を制御することにより、燃料が劣化していることを示す警告表示をＯＦＦにする。これにより、運転者への警告表示をＯＦＦにすることができ、運転者に対して燃料が劣化していないことを伝達する。
【００６７】
次に、バイオ燃料濃度の初期値Ａを測定し、記憶する（ステップＳＴ１０３）。つまり、バイオ燃料が劣化しているか否かの判定に用いる劣化判定基準値は、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が一定になった状態での検出値が用いられるため、燃料タンク３５に燃料を給油したと判定された場合には、この状態のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で測定して検出し、検出値をＥＣＵ８０の処理部８１が有するバイオ燃料濃度取得部８８で取得する。バイオ燃料濃度取得部８８で取得した検出値はＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶する。
【００６８】
詳しくは、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８でバイオ燃料の濃度を検出し続け、検出値が一定値になるまで連続計測をしてバイオ燃料濃度取得部８８で取得し続ける。このように、バイオ燃料の濃度を検出し続け、検出値が安定して一定値になったら、その検出値を初期値Ａとして設定し、記憶部１００に記憶する。この記憶部１００に記憶した初期値Ａが、バイオ燃料が劣化しているか否かの判定を行う際に用いる劣化判定基準値として用いられる。
【００６９】
次に、初期値Ａの測定後、計測時間Ｔ以上経過したか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する経過時間判定部９７で行う。経過時間判定部９７は、初期値Ａをバイオ燃料濃度センサ３８で測定して記憶部１００に記憶した後、バイオ燃料が劣化したか否かの判定を明確に行うことのできる時間である計測時間Ｔが経過したか否かを判定する。この計測時間Ｔは、バイオ燃料が劣化したか否かの判定をするのに必要最低限な時間として、バイオ燃料の劣化が進行する単位で予め設定され、記憶部１００に記憶されている。
【００７０】
計測時間Ｔの設定は、初期値ＡをＥＣＵ８０の処理部８１が有する計測時間設定部９６で取得し、初期値Ａに応じて、即ちバイオ燃料の濃度に応じて計測時間設定部９６で設定する。この設定は、例えば、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って計測時間Ｔが短時間になるように設定する。計測時間設定部９６で設定した計測時間Ｔは、記憶部１００に記憶する。経過時間判定部９７は、初期値Ａを測定した後の時間が、この記憶部１００に記憶された計測時間Ｔ以上経過したか否かを判定する。この判定により、初期値Ａの測定後、計測時間Ｔ以上経過していないと判定された場合には、この処理手順から抜け出る。
【００７１】
経過時間判定部９７での判定（ステップＳＴ１０４）により、初期値Ａの測定後、計測時間Ｔ以上経過したと判定された場合には、次に、バイオ燃料濃度の現状値Ｂを測定する（ステップＳＴ１０５）。つまり、初期値Ａの測定後、バイオ燃料が劣化したか否かの判定を明確に行うことのできる時間である計測時間Ｔ以上経過したと判定された場合には、バイオ燃料の劣化を判定するため、バイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で測定して検出し、検出値をバイオ燃料濃度の現状値Ｂとしてバイオ燃料濃度取得部８８で取得する。
【００７２】
次に、（現状値Ｂ−初期値Ａ）＞判定基準差Ｃであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０６）。この判定は、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値に基づいて、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する劣化判定部８９で行う。劣化判定部８９は、この判定を行う際には、現状値ＢからＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されている初期値Ａを減算し、この減算により算出された値が、燃料が劣化したか否かの判定の基準となる判定基準差Ｃより大きいか否かを判定する。即ち、判定基準差Ｃは、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が大きくなった場合における閾値となっており、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値に基づいてバイオ燃料が劣化しているか否かの判定をする際における基準値として、予めＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されている。
【００７３】
このように、劣化判定部８９は、現状値Ｂから初期値Ａを減算した値と判定基準差Ｃとを比較し、現状値Ｂから初期値Ａを減算した値、即ち、初期値Ａに対する現状値Ｂの増加分が、判定基準差Ｃより大きい場合には、現状値Ｂである現在のバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、初期値Ａである劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定する。劣化判定部８９での判定により、Ｂ−Ａ＞Ｃではないと判定された場合には、この処理手順から抜け出る。
【００７４】
劣化判定部８９での判定（ステップＳＴ１０６）により、Ｂ−Ａ＞Ｃであると判定された場合には、次に、運転者への警告表示をＯＮにする（ステップＳＴ１０７）。この警告表示は、表示装置７５を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１及び燃料劣化時制御部９１が有する燃料劣化伝達部９２で制御することにより行う。燃料劣化時制御部９１は、劣化判定部８９での判定によりＢ−Ａ＞Ｃであると判定された場合には、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行い、燃料劣化伝達部９２は、具体的な燃料劣化時制御として表示装置７５を制御する。燃料劣化伝達部９２で表示装置７５を制御することにより燃料劣化時制御を行う場合には、表示装置７５を制御して、燃料が劣化していることを示す警告表示をＯＮにする。これにより、運転者への警告表示をＯＮにすることができ、運転者に対して燃料が劣化していることを伝達する。
【００７５】
運転者は、表示装置７５での警告表示がＯＮになることにより、バイオ燃料が酸化劣化したことを認識できる。この場合、燃料タンク３５に新たに燃料を給油したり、燃料タンク３５内の燃料を早めに消費したり、燃料タンク内の燃料を抜き取ったりすることにより、バイオ燃料が酸化劣化した状態でエンジン１０を運転し続けることを抑制できる。
【００７６】
以上のバイオ燃料劣化判定装置１は、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると劣化判定部８９で判定した場合に、燃料劣化時制御部９１で燃料劣化時制御を行っている。ここで、バイオ燃料が酸化劣化した場合には、劣化が進行するに従ってバイオ燃料の濃度が濃くなったかのような特性変化を示す。このため、燃料タンク３５に燃料が給油されることがなく、燃料タンク３５内のバイオ燃料の濃度が一定の状態の場合においてバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が大きくなった場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判断することができる。従って、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、バイオ燃料が酸化劣化していることを認識することができる。この結果、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００７７】
また、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１は、燃料が劣化したことを運転者に伝達する燃料劣化伝達部９２を備えているため、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、バイオ燃料が劣化したことを運転者に伝達することができる。即ち、車両の運転席に設けられる表示装置７５を燃料劣化伝達部９２で制御し、表示装置７５の警告表示をＯＮにすることにより、燃料が劣化したことを運転者に伝達することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。また、このように燃料が劣化したことを運転者に伝達することにより、燃料タンク３５内の燃料の交換を促すことができる。この結果、バイオ燃料が酸化劣化した状態で燃料タンク３５内の燃料を使用し続けることを抑制できる。
【００７８】
また、劣化判定部８９で、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かの判定を行う際に、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値と劣化判定基準値との差が、判定基準差よりも大きい場合に、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定している。詳しくは、劣化判定基準値を初期値Ａとし、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した現在の検出値を現状値Ｂとし、判定基準差を判定基準差Ｃとした場合において、現状値Ｂから初期値Ａを減算した値が判定基準差Ｃよりも大きい場合、即ち（現状値Ｂ−初期値Ａ）＞判定基準差Ｃを満たしている場合に、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定している。このように、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値を判定する際に、判定基準差と比較して判定することにより、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が所定以上大きくなったか否かを、より正確に判定することができる。この結果、より正確にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００７９】
また、劣化判定基準値を、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度センサ３８での検出値である初期値Ａにしているため、給油時の燃料に対する燃料の劣化を検知することができる。つまり、劣化判定基準値を、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度センサ３８での検出値にすることにより、バイオ燃料濃度センサ３８による現在の検出値である現状値Ｂを、燃料タンク３５への給油時の燃料のバイオ燃料濃度センサ３８での検出値である初期値Ａと比較することができる。従って、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値に基づいて燃料の劣化を検知する際に、給油時の燃料に対する劣化を検知することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００８０】
なお、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１では、バイオ燃料が劣化したか否かの判定に判定基準差Ｃを用いているが、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の基準となる閾値であり、現状値Ｂと初期値Ａとの差と比較する判定基準差Ｃは、バイオ燃料の濃度に応じて異なった値が用いられるのが好ましい。例えば、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料の濃度である初期値Ａに対する判定基準差Ｃのマップを予め作成してＥＣＵ８０の記憶部１００記憶しておき、（現状値Ｂ−初期値Ａ）＞判定基準差Ｃの判定に行う際には、初期値Ａに基づいて記憶部１００に記憶されたマップより判定基準差Ｃを読み取り、読み取った値を用いてこの判定を行ってもよい。これにより、バイオ燃料の濃度に関わらず、より正確にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００８１】
また、このように初期値Ａに対する判定基準差Ｃのマップを作成する場合、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って、或いは初期値Ａが大きくなるに従って判定基準差Ｃを小さくして作成するのが好ましい。バイオ燃料の酸化劣化は、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って燃料全体での影響が大きくなるため、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って判定基準差Ｃを小さくすることにより、バイオ燃料が酸化劣化したか否かの判定をする際に、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って、バイオ燃料が酸化劣化したとの判定になり易くすることができる。これにより、バイオ燃料が酸化劣化した際における不具合を、より確実に低減することができる。
【００８２】
また、燃料が劣化していることを運転者に伝達する手段として、上述したバイオ燃料劣化判定装置１では、表示装置７５の警告表示によって伝達しているが、伝達する手段はこれ以外の手段でもよい。例えば、燃料が劣化した場合には、車内に設けられるスピーカ（図示省略）から、警告音や音声によって運転者に対してバイオ燃料が劣化していることを伝達してもよい。
【００８３】
また、燃料劣化時制御部９１による燃料劣化時制御として、上述したバイオ燃料劣化判定装置１では、表示装置７５で警告表示を行うことにより運転者に対してバイオ燃料が劣化していることを伝達しているが、燃料劣化時制御は、これ以外の制御を行ってもよい。例えば、バイオ燃料が酸化劣化していると判定された場合における燃料劣化時制御として、メイン燃料インジェクタ２１や排気燃料添加インジェクタ２２での燃料噴射量を変更するなど、酸化劣化したバイオ燃料でエンジン１０を運転した場合における不具合を低減する制御を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、バイオ燃料を含む燃料によって運転する内燃機関に有用であり、特に、バイオ燃料の混合率が高い場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置を備えるエンジンの概略構成図である。
【図２】図１に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。
【図３】実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ バイオ燃料劣化判定装置
１０ エンジン
１１ 燃焼室
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
２１ メイン燃料インジェクタ
２２ 排気燃料添加インジェクタ
２５ コモンレール
２６ サプライポンプ
３０ メイン燃料通路
３１ 機関燃料通路
３２ 添加燃料通路
３３ リターン通路
３５ 燃料タンク
３７ 燃料レベルセンサ
３８ バイオ燃料濃度センサ
４０ ターボチャージャ
４５ インタークーラ
４６ スロットルバルブ
４７ エアフロメータ
５１ 排気温センサ
５２ 空燃比センサ
６０ ＮＳＲ触媒コンバータ
６１ ＤＰＮＲ触媒コンバータ
６２ 酸化触媒コンバータ
６５ 差圧検出通路
６６ 差圧センサ
７０ ＥＧＲ通路
７５ 表示装置
８０ ＥＣＵ
８１ 処理部
８２ スロットルバルブ制御部
８３ 吸入空気量取得部
８４ 燃料噴射量制御部
８５ 排気浄化制御部
８６ 差圧取得部
８７ ＥＧＲバルブ制御部
８８ バイオ燃料濃度取得部
８９ 劣化判定部
９１ 燃料劣化時制御部
９２ 燃料劣化伝達部
９５ 給油判定部
９６ 計測時間設定部
９７ 経過時間判定部
１００ 記憶部
１０１ 入出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオ燃料劣化判定装置に関するものである。特に、この発明は、バイオ燃料を含有する燃料で運転する内燃機関に備えられるバイオ燃料劣化判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、燃焼室で燃料を燃焼させた際のエネルギにより運転するが、従来の内燃機関では、環境等を考慮して、複数の種類の燃料を混合した燃料で運転可能に設けられているものがある。このように、複数の種類の燃料を混合した燃料で内燃機関を運転する場合、運転時の出力等の運転状態は、燃料の組成に応じて変化する。このため、従来の内燃機関では、混合燃料のうち、所定の燃料の濃度を検出するセンサを設け、このセンサで燃料の濃度を検出することにより、燃料の組成を判断する。しかし、センサが劣化している場合、燃料の濃度を正確に検出することができず、燃料の組成を正確に判断できないため、内燃機関の運転の制御が不適切になる場合がある。そこで、従来の内燃機関では、燃料の濃度を検出するセンサが劣化した場合でも、燃料の組成を正確に判断できるようにしているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の内燃機関の燃料供給装置では、混合燃料中のアルコール濃度を検出するアルコールセンサの出力が安定した場合におけるアルコールセンサでの検出値を記憶し、フィードバック制御時に検出した空燃比に基づいて燃料の組成を推定している。また、給油時には、推定された組成と記憶値とにより、給油後のアルコールセンサの出力値を補正し、フィードバック制御による燃料組成の推定が開始されるまではその補正値により、燃料供給制御を行う。さらに、燃料組成の推定が開始されたときには、次回の給油時までは、推定値により燃料供給制御を行う。これにより、燃料の組成を正確に判断することができる。
【０００４】
また、アルコールセンサが故障した後に燃料を給油した場合でも、精度の高い燃料噴射制御が行えるように、特許文献２に記載の燃料噴射制御装置では、アルコールセンサが故障したと判定した後に所定の油種の燃料を給油したと判定した場合には、アルコールセンサの故障前のアルコール濃度に応じて給油後のアルコール濃度を推定している。これにより、アルコールセンサが故障した後に燃料を給油した場合でも、高精度な燃料噴射制御を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−５４３３号公報
【特許文献２】特公平６−１００１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年の内燃機関では、二酸化炭素の排出量の低減などを目的として、菜種油など生物体の持つエネルギを利用した燃料であるバイオ燃料が混合された燃料で運転可能な内燃機関が着目されている。しかしながら、バイオ燃料は不飽和結合を有する分子が存在するため、酸化し易い特性を有しており、このためバイオ燃料は燃料タンクに給油後、所定時間が経過した際に酸化劣化する場合がある。バイオ燃料が酸化劣化した場合、燃料を貯留する燃料タンクの腐食や内燃機関運転時におけるデポジットの生成の原因になるため、酸化劣化を検出する必要があるが、特許文献１や特許文献２に記載されたようなアルコールセンサでは、バイオ燃料の酸化劣化の検出は、大変困難なものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができるバイオ燃料劣化判定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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、少なくともバイオ燃料を含有すると共に内燃機関の運転に用いられる燃料中の前記バイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度検出手段と、前記バイオ燃料濃度検出手段での検出値が、前記バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定手段と、前記劣化判定手段で、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定した場合に、前記バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度検出手段で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると劣化判定手段で判定した場合に、燃料劣化時制御手段で燃料劣化時制御を行っている。ここで、バイオ燃料が酸化劣化した場合には劣化が進行するに伴って燃料中の酸素濃度が増加するが、酸素濃度が増加した場合、密度が重くなり、蒸留特性が悪くなるなど、バイオ燃料の濃度が濃くなったかのような特性変化を示す。このため、バイオ燃料の濃度が一定の状態の場合においてバイオ燃料濃度検出手段での検出値が大きくなった場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判断することができる。従って、燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度検出手段で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、バイオ燃料が酸化劣化していることを認識することができる。この結果、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００１０】
また、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、上記発明において、前記燃料劣化時制御手段は、少なくとも前記燃料劣化時制御時に前記内燃機関を搭載する車両の運転者に対して前記バイオ燃料が劣化したことを伝達する燃料劣化伝達手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、燃料劣化時制御手段は、燃料が劣化したことを運転者に伝達する燃料劣化伝達手段を備えているため、バイオ燃料濃度検出手段での検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、燃料が劣化したことを運転者に伝達することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００１２】
また、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、上記発明において、前記劣化判定手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値と前記劣化判定基準値との差が、前記バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定することを特徴とする。
【００１３】
この発明では、劣化判定手段で、バイオ燃料濃度検出手段での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かの判定を行う際に、バイオ燃料濃度検出手段で検出した検出値と劣化判定基準値との差が、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、バイオ燃料濃度検出手段での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定している。このように、バイオ燃料濃度検出手段での検出値を判定する際に、判定基準差と比較して判定することにより、バイオ燃料濃度検出手段での検出値が所定以上大きくなったか否かを、より正確に判定することができる。この結果、より正確にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００１４】
また、この発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、上記発明において、前記劣化判定基準値は、前記燃料を貯留する燃料貯留手段に前記燃料を給油した場合における前記バイオ燃料濃度検出手段での前記検出値であることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、劣化判定基準値を、燃料貯留手段に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度検出手段での検出値にするため、給油時の燃料に対する燃料の劣化を検知することができる。つまり、劣化判定基準値を、燃料貯留手段に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度検出手段での検出値にすることにより、バイオ燃料濃度検出手段での検出値を、燃料貯留手段への給油時の燃料のバイオ燃料濃度検出手段での検出値と比較することができる。従って、バイオ燃料濃度検出手段での検出値に基づいて燃料の劣化を検知する際に、給油時の燃料に対する劣化を検知することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るバイオ燃料劣化判定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１８】
図１は、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置を備えるエンジンの概略構成図である。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１は、少なくともバイオ燃料を含有する燃料によって運転可能な内燃機関として設けられるエンジン１０に備えられている。このエンジン１０は、圧縮した状態の空気に燃料を供給することにより燃料を燃焼させる、いわゆるディーゼルエンジンとして設けられている。このエンジン１０は、４つの気筒（図示省略）が直列に配設されており、各気筒には、燃焼室１１が接続されている。また、このエンジン１０には、燃焼室１１に連通すると共に燃焼室１１に吸入される空気が流れる通路である吸気通路１５と、燃焼室１１で燃料を燃焼させた後、燃焼室１１から排出される排気ガスが流れる排気通路１６とが接続されている。これらの吸気通路１５と排気通路１６とは、燃焼室１１の数に合わせてそれぞれ４つの通路に分岐しており、分岐した通路が４つの燃焼室１１に対応し、燃焼室１１に連通してエンジン１０に接続されている。
【００１９】
また、各燃焼室１１には、エンジン１０の運転時に燃焼室１１に対して燃料を供給可能な燃料供給手段であるメイン燃料インジェクタ２１が配設されている。このメイン燃料インジェクタ２１は、エンジン１０の運転時に燃焼室１１内に燃料を噴射することにより、燃焼室１１に対して燃料を供給可能に設けられている。
【００２０】
このように各燃焼室１１に配設されるメイン燃料インジェクタ２１は、全てコモンレール２５に接続されている。また、コモンレール２５は、燃料に圧力を付与してコモンレール２５に燃料を供給するサプライポンプ２６に機関燃料通路３１を介して接続されており、サプライポンプ２６は、燃料を貯留する燃料貯留手段である燃料タンク３５にメイン燃料通路３０を介して接続されている。サプライポンプ２６と燃料タンク３５とを接続するメイン燃料通路３０には、燃料に含まれる不純物を除去する燃料フィルタ３６が設けられている。
【００２１】
また、燃料タンク３５には、当該燃料タンク３５に貯留されている燃料のレベル、即ち燃料の貯留量を検出する燃料貯留量検出手段である燃料レベルセンサ３７が設けられている。さらに、燃料タンク３５には、当該燃料タンク３５に貯留されている燃料に含まれているバイオ燃料の濃度を検出するバイオ燃料濃度検出手段であるバイオ燃料濃度センサ３８が設けられている。このバイオ燃料濃度センサ３８は、公知の燃料中のアルコール濃度を検出できる濃度センサ等と同様に、燃料タンク３５に貯留されている燃料の誘電率等を測定することにより、燃料中のバイオ燃料の濃度を検出可能に設けられており、検出したバイオ燃料の濃度が濃くなるに従って検出値が大きくなる。なお、バイオ燃料濃度センサ３８によるバイオ燃料の濃度の検出は、誘電率を測定する以外に、燃料の屈折率や透過率を測定する光学式の検出など、その原理や方法は規定しない。
【００２２】
また、コモンレール２５と燃料タンク３５とには、コモンレール２５に供給された燃料のうち余剰燃料を燃料タンク３５に戻す通路であり、一端がコモンレール２５に接続され、他端が燃料タンク３５に接続された通路であるリターン通路３３が接続されている。
【００２３】
また、このエンジン１０は、燃焼室１１で吸入する空気を圧縮する過給手段であるターボチャージャ４０を備えており、ターボチャージャ４０が有するコンプレッサ４１は吸気通路１５に接続され、ターボチャージャ４０が有するタービン４２は排気通路１６に接続されている。ターボチャージャ４０は、タービン４２が接続されている排気通路１６を流れる排気ガスによってタービン４２が作動し、タービン４２の作動時の力がコンプレッサ４１に伝達されてコンプレッサ４１が作動することにより、吸気通路１５を流れる空気をコンプレッサ４１で圧縮可能に設けられている。
【００２４】
ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１が接続される吸気通路１５は、吸気通路１５を流れる空気の流れ方向におけるコンプレッサ４１の下流側に、コンプレッサ４１で圧縮した空気を冷却するインタークーラ４５が配設されている。さらに、吸気通路１５には、インタークーラ４５の下流側に、吸気通路１５内を開閉可能なスロットルバルブ４６が配設されている。また、吸気通路１５には、コンプレッサ４１の上流側に、吸気通路１５を流れる空気の流量を検出可能な吸入空気量検出手段であるエアフロメータ４７が設けられている。
【００２５】
また、ターボチャージャ４０のタービン４２が接続される排気通路１６には、排気通路１６を流れる排気ガスの流れ方向におけるタービン４２の上流側に、排気ガスに添加する燃料を噴射する添加燃料供給手段である排気燃料添加インジェクタ２２が設けられている。この排気燃料添加インジェクタ２２は、遮断弁２７を介してサプライポンプ２６に接続された添加燃料通路３２に接続されている。つまり、サプライポンプ２６には遮断弁２７が接続されており、遮断弁２７には、一端が当該遮断弁２７に接続され、他端が排気燃料添加インジェクタ２２に接続された添加燃料通路３２が接続されている。このように添加燃料通路３２が接続された遮断弁２７は、サプライポンプ２６から排気燃料添加インジェクタ２２への燃料の開放や遮断が可能に設けられている。
【００２６】
また、排気通路１６には、タービン４２の下流側に、下流方向に向かうに従って順に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担体に担持したＮＳＲ（NOx Storage Reduction）触媒コンバータ６０と、多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元触媒が担持され構成されたＤＰＮＲ（Diesel Particulate NOx Reduction）触媒コンバータ６１と、酸化触媒コンバータ６２とが配設されている。また、排気通路１６には、ＮＳＲ触媒コンバータ６０とＤＰＮＲ触媒コンバータ６１との間、及びＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側に、排気通路１６を流れる排気ガスの温度を検出する排気温検出手段である排気温センサ５１が設けられている。また、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１と酸化触媒コンバータ６２との間には、排気ガスの成分より、空気と燃料との割合である空燃比を検出する空燃比検出手段である空燃比センサ５２が設けられている。
【００２７】
さらに、排気通路１６には、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側と、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側とに両端部が接続された通路である差圧検出通路６５が接続されており、この差圧検出通路６５には、差圧センサ６６が設けられている。この差圧センサ６６は、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側の圧力と、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側の圧力との差圧を検出可能な差圧検出手段として設けられている。
【００２８】
このように設けられる排気通路１６と吸気通路１５とには、エンジン１０から排出された排気ガスの一部であり、再びエンジン１０に吸気させる還流ガスであるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスが流れる通路であるＥＧＲ通路７０が接続されている。詳しくは、ＥＧＲ通路７０は、両端部のうち一方の端部が、排気通路１６におけるタービン４２の上流側に接続されており、他方の端部が、吸気通路１５におけるスロットルバルブ４６の下流側に接続されている。これにより、ＥＧＲ通路７０は、排気通路１６を流れる排気ガスの一部をＥＧＲガスとして、排気通路１６から吸気通路１５に流すことができる。
【００２９】
このように設けられるＥＧＲ通路７０には、ＥＧＲガスを浄化するＥＧＲ触媒コンバータ７１と、ＥＧＲ通路７０を流れるＥＧＲガスを冷却可能な冷却手段であるＥＧＲクーラ７２とが設けられている。このうち、ＥＧＲクーラ７２は、エンジン１０を循環し、車両の運転時にエンジン１０を冷却する冷却媒体である冷却水（図示省略）と、ＥＧＲガスとの間で熱交換を行うことができるように形成されており、ＥＧＲクーラ７２を通るＥＧＲガスは、冷却水との間で熱交換を行うことにより温度が低下する。
【００３０】
また、ＥＧＲ通路７０には、ＥＧＲクーラ７２が設けられている部分と吸気通路１５に接続されている部分との間の部分、即ち、ＥＧＲ通路７０における吸気通路１５に接続されている部分の近傍に、ＥＧＲ通路７０内を開閉可能なＥＧＲバルブ７３が配設されている。
【００３１】
これらのメイン燃料インジェクタ２１、排気燃料添加インジェクタ２２、サプライポンプ２６、遮断弁２７、燃料レベルセンサ３７、バイオ燃料濃度センサ３８、スロットルバルブ４６、エアフロメータ４７、排気温センサ５１、空燃比センサ５２、差圧センサ６６、ＥＧＲバルブ７３は、車両に搭載されると共に車両の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０に接続されている。また、このＥＣＵ８０には、車両の運転席に設けられ、車両の各種情報を表示する表示装置７５が接続されている。
【００３２】
図２は、図１に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。ＥＣＵ８０には、処理部８１、記憶部１００及び入出力部１０１が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ８０に接続されているメイン燃料インジェクタ２１、排気燃料添加インジェクタ２２、サプライポンプ２６、遮断弁２７、燃料レベルセンサ３７、バイオ燃料濃度センサ３８、スロットルバルブ４６、エアフロメータ４７、排気温センサ５１、空燃比センサ５２、差圧センサ６６、ＥＧＲバルブ７３、表示装置７５は、入出力部１０１に接続されており、入出力部１０１は、これらのメイン燃料インジェクタ２１等との間で信号の入出力を行う。また、記憶部１００には、バイオ燃料劣化判定装置１を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部１００は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００３３】
また、処理部８１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、少なくとも、スロットルバルブ４６の開閉の制御をすることによりエンジン１０の吸入空気量の制御が可能な吸入空気量制御手段であるスロットルバルブ制御部８２と、エアフロメータ４７での検出結果より運転中のエンジン１０の吸入空気量を取得可能な吸入空気量取得手段である吸入空気量取得部８３と、メイン燃料インジェクタ２１から噴射する燃料の噴射量を制御することによりエンジン１０への燃料の供給量を制御可能な燃料供給量制御手段である燃料噴射量制御部８４と、を有している。
【００３４】
また、処理部８１は、サプライポンプ２６に接続されている遮断弁２７の開閉の制御、及び排気燃料添加インジェクタ２２から噴射する燃料の噴射量を制御することにより排気ガスの浄化の制御を行う排気浄化制御手段である排気浄化制御部８５と、差圧センサ６６での検出結果より排気通路１６におけるＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側とＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側との差圧を取得可能な差圧取得手段である差圧取得部８６と、ＥＧＲバルブ７３の開閉の制御を行うことによりＥＧＲガスの流量を制御可能なＥＧＲガス量制御手段であるＥＧＲバルブ制御部８７と、を有している。
【００３５】
また、処理部８１は、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度センサ３８での検出値を取得するバイオ燃料取得手段であるバイオ燃料濃度取得部８８と、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定手段である劣化判定部８９と、を有している。
【００３６】
また、処理部８１は、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると劣化判定部８９で判定した場合に、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御手段である燃料劣化時制御部９１と、燃料劣化時制御部９１が備えていると共に、燃料劣化時制御時にエンジン１０を搭載する車両の運転者に対してバイオ燃料が劣化したことを伝達する燃料劣化伝達手段である燃料劣化伝達部９２と、を有している。
【００３７】
また、処理部８１は、燃料タンク３５に燃料を給油したか否かを判定する給油判定手段である給油判定部９５と、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度に基づいてバイオ燃料が劣化したか否かの判定をするのに必要最低限な時間で、バイオ燃料の劣化の判定を明確に行うことのできる時間である計測時間を設定する計測時間設定手段である計測時間設定部９６と、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が安定した状態になった場合における当該検出値を劣化判定基準値としてバイオ燃料濃度取得部８８で取得した後、計測時間設定部９６で設定した計測時間を経過したか否かを判定する経過時間判定手段である経過時間判定部９７と、を有している。
【００３８】
ＥＣＵ８０によって制御されるバイオ燃料劣化判定装置１の制御は、例えば、バイオ燃料濃度センサ３８などによる検出結果に基づいて、処理部８１が上記コンピュータプログラムを当該処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてメイン燃料インジェクタ２１などを作動させることにより制御する。その際に処理部８１は、適宜記憶部１００へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このようにバイオ燃料劣化判定装置１を制御する場合には、上記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ８０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００３９】
この実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１が備えられるエンジン１０は、例えば、菜種油をメチルエステル化したバイオ燃料であるＲＭＥ（Rapeseed Methyl Ester）等の脂肪酸メチルエステルと軽油とが混合された燃料であるバイオ混合軽油によって運転可能になっている。このため、燃料タンク３５には、エンジン１０を運転する際における燃料として、バイオ混合軽油が貯留される。
【００４０】
このエンジン１０の運転時には、車両の室内に設けられるアクセルペダル（図示省略）の開度であるアクセル開度に応じてＥＣＵ８０の処理部８１が有するスロットルバルブ制御部８２がスロットルバルブ４６の開度を制御する。即ち、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ（図示省略）の検出結果に応じて、スロットルバルブ制御部８２がスロットルバルブ４６の開度を制御する。これにより、吸気通路１５にはスロットルバルブ４６の開度に応じた空気が流れる。吸気通路１５に空気が流れた場合、この空気の流量をエアフロメータ４７で検出し、エアフロメータ４７での検出結果をＥＣＵ８０の処理部８１が有する吸入空気量取得部８３で取得する。
【００４１】
ここで、この吸気通路１５には、ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１が接続されている。このコンプレッサ４１は、エンジン１０から排出される排気ガスによってターボチャージャ４０のタービン４２が作動した際の力により、作動可能に設けられている。コンプレッサ４１が作動した際には、吸気通路１５を流れる空気の流れ方向におけるコンプレッサ４１の上流側の空気を吸引し、圧縮して下流側に流す。これにより、ターボチャージャ４０の作動時におけるコンプレッサ４１の下流側の吸気通路１５には、大気圧よりも圧力が高くなった空気が流れる。
【００４２】
圧力が高くなった空気は吸気通路１５を流れ、コンプレッサ４１の下流側に配設されるインタークーラ４５に流れる。空気を圧縮して圧力を高くした場合、温度が上昇するが、インタークーラ４５は、インタークーラ４５内を流れる圧縮空気とインタークーラ４５の周囲を流れる空気との間で熱交換を行うことにより、インタークーラ４５内を流れる空気の温度を下げる。これにより、インタークーラ４５内を流れる空気の密度が高くなる。
【００４３】
インタークーラ４５で冷却され、密度が高くなった空気は、さらに吸気通路１５における下流側に流れる。スロットルバルブ４６は、このインタークーラ４５の下流に配設されており、吸気通路１５を流れる空気の流量を調整するスロットルバルブ４６は、ターボチャージャ４０のコンプレッサ４１で圧縮され、インタークーラ４５で冷却された後の空気の流量を調整する。スロットルバルブ４６で流量を調整した空気は、エンジン１０に供給される。即ち、エンジン１０は、ターボチャージャ４０によって過給した状態で吸気する。
【００４４】
また、エンジン１０の運転時には、サプライポンプ２６が作動し、燃料タンク３５内の燃料をコモンレール２５に供給する。つまり、サプライポンプ２６が作動することにより、燃料タンク３５内の燃料がメイン燃料通路３０を介してサプライポンプ２６に吸引される。その際に、サプライポンプ２６に吸引される燃料は、メイン燃料通路３０に配設される燃料フィルタ３６によって不純物が除去された後、サプライポンプ２６に流れる。
【００４５】
サプライポンプ２６に吸引された燃料は、サプライポンプ２６で圧力が高められ、機関燃料通路３１を通ってコモンレール２５に供給される。このため、コモンレール２５内の燃料は、高圧の状態になっている。また、燃焼室１１に配設されているメイン燃料インジェクタ２１は、このコモンレール２５に接続されているため、メイン燃料インジェクタ２１には、コモンレール２５から高圧の燃料が供給される。
【００４６】
このように、高圧の燃料が供給されるメイン燃料インジェクタ２１は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料噴射量制御部８４で制御可能になっている。つまり、燃料噴射量制御部８４には、吸入空気量取得部８３で取得した吸入空気量やアクセル開度などの運転状態に関する情報が伝達され、燃料噴射量制御部８４は、伝達された運転状態に関する情報に応じてメイン燃料インジェクタ２１を制御し、作動させる。これにより、メイン燃料インジェクタ２１は、燃料噴射量制御部８４での制御に応じた燃料を燃焼室１１に噴射する。
【００４７】
具体的には、燃料噴射量制御部８４は、エンジン１０の圧縮行程で燃焼室１１の空気が高圧になった時点で、運転状態に適した量の燃料をメイン燃料インジェクタ２１から燃焼室１１に噴射させる。燃焼室１１に噴射された燃料は、圧縮することにより高温になった空気によって燃焼し、燃焼した後の排気ガスは、排気行程で燃焼室１１から排気通路１６に排気される。排気通路１６に排気された排気ガスは、排気通路１６に接続されるターボチャージャ４０のタービン４２に流れ、ターボチャージャ４０を作動させる。
【００４８】
ターボチャージャ４０を作動させた後の排気ガスは、さらに排気通路１６を流れ、ＮＳＲ触媒コンバータ６０を通過する。ＮＳＲ触媒コンバータ６０では、当該ＮＳＲ触媒コンバータ６０を通過する排気ガスを、燃焼室１１で燃焼させる燃料と空気との割合である空燃比をリッチとリーンとで繰り返し変化させて流すことにより、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する。
【００４９】
詳しくは、空燃比がリーンの場合、即ち、排気ガス中に多量の酸素が含まれている場合には、ＮＳＲ触媒コンバータ６０はＮＯｘを吸蔵し、空燃比がリッチの場合、即ち、酸素濃度が低く、且つ、ＨＣ（炭化水素）などの還元成分が多量に含まれている場合には、ＮＯｘをＮＯ２（二酸化窒素）、若しくはＮＯ（一酸化窒素）に還元して放出する。ＮＯ２やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気ガス中のＨＣやＣＯ（一酸化炭素）と反応することによってさらに還元され、Ｎ２（窒素）になる。この場合、ＨＣやＣＯは、ＮＯ２やＮＯを還元することにより酸化されて、Ｈ２Ｏ（水）やＣＯ２（二酸化炭素）になる。即ち、ＮＳＲ触媒コンバータ６０は、ＮＳＲ触媒コンバータ６０を通過する排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを浄化する。
【００５０】
ＮＳＲ触媒コンバータ６０で浄化された排気ガスは、さらに、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の下流側に配設されるＤＰＮＲ触媒コンバータ６１を通過する。このＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、排気ガスがセラミックスの隙間を通る間に、多孔質セラミック構造体に担持されたＮＯｘ吸蔵還元触媒で酸化や還元を行うことで、無害なガスへと化学変化させて排出する。具体的には、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、空燃比をリーンにした場合に、当該ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１を構成すると共にフィルターの役割を果たす多孔質セラミック構造体でＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を一時的に捕集すると同時に、ＮＯｘを吸蔵する際に生成される活性酸素と排気ガス中の酸素とにより酸化浄化する。また、空燃比をリーンにした場合には、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１はＮＯｘを一旦吸蔵し、空燃比をリッチにした際に還元浄化する。また、空燃比をリッチにした場合には、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１はＮＯｘを還元浄化する際に生成される活性酸素によりＰＭを酸化浄化する。
【００５１】
ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、このように空燃比を変化させることにより排気ガスを浄化するが、空燃比をリッチにする場合には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する排気浄化制御部８５で、サプライポンプ２６に接続されている遮断弁２７を開くと共に排気燃料添加インジェクタ２２を作動させる。これにより、添加燃料通路３２を介してサプライポンプ２６から排気燃料添加インジェクタ２２に燃料が供給され、排気燃料添加インジェクタ２２から排気ガスに対して燃料を噴射する。このため、ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１に流れる排気ガスは、空燃比がリッチの状態になる。
【００５２】
排気ガスの浄化は、空燃比をリッチやリーンにすることにより行うが、この空燃比の制御は排気通路１６に設けられる空燃比センサ５２や差圧検出通路６５に設けられる差圧センサ６６の検出結果等に基づいて行う。このうち、差圧センサ６６は、差圧検出通路６５が接続されている、排気通路１６におけるＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側とＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流側との差圧を検出するが、差圧センサ６６の検出結果は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する差圧取得部８６に伝達され、差圧取得部８６で取得する。排気ガスの浄化を行うことを目的として空燃比を制御する際には、例えば、差圧取得部８６で取得した差圧が排気浄化制御部８５に伝達され、伝達された差圧が大きい場合には、排気燃料添加インジェクタ２２から燃料を噴射し、排気ガスの空燃比をリッチにする。つまり、差圧が大きい状態とは、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１で捕集したＰＭの量が多くなり、排気ガスが流れ難くなった状態であるため、この場合には排気ガスの空燃比をリッチにし、ＰＭを酸化浄化する。
【００５３】
ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、これらのように排気ガスを浄化するが、ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１は、温度が比較的低い場合には、排気燃料添加インジェクタ２２で噴射した燃料はＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１をすり抜けてしまう場合がある。この場合、ＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１では排気ガスの浄化が困難になる場合があるが、すり抜けた燃料がＤＰＮＲ触媒コンバータ６１の下流に配設される酸化触媒コンバータ６２に到達し、酸化触媒コンバータ６２でこの燃料を用いて酸化浄化を行うことにより、排気ガスを浄化する。燃焼室１１から排出された排気ガスは、これらのＮＳＲ触媒コンバータ６０、ＤＰＮＲ触媒コンバータ６１、酸化触媒コンバータ６２で浄化された後、大気に放出される。
【００５４】
また、燃焼室１１から排気通路１６に排出された排気ガスの一部は、排気通路１６に接続されているＥＧＲ通路７０に流入し、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路７０における排気通路１６に接続されている側の端部から、吸気通路１５に接続されている側の端部に向けて流れる。
【００５５】
このＥＧＲ通路７０には、ＥＧＲ触媒コンバータ７１が配設されており、ＥＧＲ通路７０を流れるＥＧＲガスは、このＥＧＲ触媒コンバータ７１を通過する際に浄化される。ＥＧＲ触媒コンバータ７１で浄化されたＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路７０を流れるＥＧＲガスの流れ方向におけるＥＧＲ触媒コンバータ７１の下流側に配設されるＥＧＲクーラ７２を通過する。その際に、ＥＧＲクーラ７２は、ＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換を行わせる。これにより、ＥＧＲガスは、温度が低下する。
【００５６】
ＥＧＲクーラ７２によって温度が低下したＥＧＲガスは、さらにＥＧＲ通路７０を流れ、ＥＧＲバルブ７３の方向に向かう。このＥＧＲバルブ７３は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＥＧＲバルブ制御部８７によって制御可能に設けられており、ＥＧＲバルブ制御部８７は、ＥＧＲバルブ７３を制御することによりＥＧＲバルブ７３の開度を調整する。
【００５７】
ここで、ＥＧＲバルブ７３が設けられるＥＧＲ通路７０は、吸気通路１５に接続されているが、吸気通路１５内を流れる空気とＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスとでは、ＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスの方が、吸気通路１５内を流れる空気よりも圧力が高くなっている。このため、吸気通路１５とＥＧＲ通路７０とが連通した状態では、ＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスは、吸気通路１５内に流入する。従って、ＥＧＲバルブ制御部８７によってＥＧＲバルブ７３を制御し、ＥＧＲバルブ７３の開度を大きくした場合には、ＥＧＲ通路７０内を流れるＥＧＲガスの吸気通路１５内への流入量は多くなり、ＥＧＲバルブ７３の開度を小さくした場合には、吸気通路１５内へのＥＧＲガスの流入量は少なくなる。エンジン１０の運転時には、このようにＥＧＲバルブ７３の開度に応じたＥＧＲガスが吸気通路１５に流れ、エンジン１０は、吸気通路１５を流れる空気と共に、ＥＧＲガスを吸気する。
【００５８】
また、エンジン１０の運転時には、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で検出する。バイオ燃料濃度センサ３８でバイオ燃料の濃度を検出した際における検出値は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するバイオ燃料濃度取得部８８で取得する。ＥＣＵ８０の処理部８１が有する劣化判定部８９は、このバイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値に基づいて、燃料タンク３５に貯留されている燃料が劣化しているか否かを判定する。
【００５９】
ここで、バイオ燃料の酸化劣化について説明する。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１を備えるエンジン１０は、バイオ混合軽油を燃料としているが、このバイオ混合軽油に含まれるバイオ燃料は、軽油と比較して密度が重くなっており、蒸留特性が悪くなっている。このため、燃料の特性は、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って、密度が重くなるなどバイオ燃料の特性に近付く。
【００６０】
また、このような特性を有するバイオ燃料が混合される燃料をエンジン１０の運転時の燃料とし、燃料タンク３５に貯留した場合、時間が経過するに従って酸化劣化する場合がある。バイオ燃料が酸化劣化した場合には、燃料に含まれる酸素が増加し、燃料中の酸素濃度が増加するが、燃料中の酸素濃度が増加した場合、燃料は密度が重くなる。即ち、バイオ燃料が酸化劣化した場合には、バイオ燃料の濃度が濃くなった場合と同様な特性変化をする。このため、燃料タンク３５に給油などを行わず、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度が一定の状態において、バイオ燃料の濃度が濃くなったような検出値が検出された場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判断することができる。従って、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する劣化判定部８９は、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が所定以上大きくなっている場合に、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００６１】
劣化判定部８９で、バイオ燃料の酸化劣化を判定する場合は、バイオ燃料濃度取得部８８で取得したバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する。この劣化判定基準値は、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が一定になった状態での検出値になっており、燃料タンク３５に給油を行う度に、給油後のバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が劣化判定基準値として設定される。劣化判定基準値として設定された検出値は、ＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶される。
【００６２】
劣化判定部８９で、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する場合には、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値と劣化判定基準値との差が、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定する。この判定により、劣化判定基準値に対するバイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値の増加分が、判定基準差よりも大きい場合には、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっており、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００６３】
バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合、即ち、バイオ燃料が酸化劣化していると判定された場合には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１で、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う。この燃料劣化時制御は、燃料劣化時制御部９１が有する燃料劣化伝達部９２によって、運転席に設けられている表示装置７５の警告表示をＯＮにして、運転者に対して燃料が酸化劣化している旨を伝達する。これにより、酸化劣化した燃料でエンジン１０の運転を続けることを抑制する。
【００６４】
図３は、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１の制御方法、即ち、当該バイオ燃料劣化判定装置１の処理手順について説明する。実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１の処理手順では、まず、燃料を給油したか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する給油判定部９５で行う。この給油判定部９５は、エンジン１０の停止時における燃料タンク３５内の燃料の貯留量を、燃料タンク３５に設けられる燃料レベルセンサ３７での検出結果より取得して、ＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶する。
【００６５】
給油判定部９５で、燃料を給油したか否かを判定する際には、エンジン１０の始動時に、現在の燃料タンク３５内の燃料の貯留量を燃料レベルセンサ３７での検出結果より取得し、取得した現在の燃料の貯留量と、記憶部１００に記憶されている燃料の貯留量、即ち、前回のエンジン１０の停止時における燃料の貯留量とを比較する。この比較により、現在の燃料の貯留量が、前回のエンジン１０の停止時における燃料の貯留量よりも一定量以上越えていれば、給油判定部９５は、燃料を給油したと判定する。なお、この判定の基準になる燃料の一定量は、予めＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されている。この判定により、燃料を給油していないと判定された場合には、後述するステップＳＴ１０５に向かう。
【００６６】
給油判定部９５での判定（ステップＳＴ１０１）により、燃料を給油したと判定された場合には、次に、運転者への警告表示をＯＦＦにする（ステップＳＴ１０２）。この警告表示は、運転席に設けられている表示装置７５を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化伝達部９２で制御することにより行う。燃料劣化伝達部９２は、表示装置７５を制御することにより、燃料が劣化していることを示す警告表示をＯＦＦにする。これにより、運転者への警告表示をＯＦＦにすることができ、運転者に対して燃料が劣化していないことを伝達する。
【００６７】
次に、バイオ燃料濃度の初期値Ａを測定し、記憶する（ステップＳＴ１０３）。つまり、バイオ燃料が劣化しているか否かの判定に用いる劣化判定基準値は、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が一定になった状態での検出値が用いられるため、燃料タンク３５に燃料を給油したと判定された場合には、この状態のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で測定して検出し、検出値をＥＣＵ８０の処理部８１が有するバイオ燃料濃度取得部８８で取得する。バイオ燃料濃度取得部８８で取得した検出値はＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶する。
【００６８】
詳しくは、燃料タンク３５に給油を行った後、バイオ燃料濃度センサ３８でバイオ燃料の濃度を検出し続け、検出値が一定値になるまで連続計測をしてバイオ燃料濃度取得部８８で取得し続ける。このように、バイオ燃料の濃度を検出し続け、検出値が安定して一定値になったら、その検出値を初期値Ａとして設定し、記憶部１００に記憶する。この記憶部１００に記憶した初期値Ａが、バイオ燃料が劣化しているか否かの判定を行う際に用いる劣化判定基準値として用いられる。
【００６９】
次に、初期値Ａの測定後、計測時間Ｔ以上経過したか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する経過時間判定部９７で行う。経過時間判定部９７は、初期値Ａをバイオ燃料濃度センサ３８で測定して記憶部１００に記憶した後、バイオ燃料が劣化したか否かの判定を明確に行うことのできる時間である計測時間Ｔが経過したか否かを判定する。この計測時間Ｔは、バイオ燃料が劣化したか否かの判定をするのに必要最低限な時間として、バイオ燃料の劣化が進行する単位で予め設定され、記憶部１００に記憶されている。
【００７０】
計測時間Ｔの設定は、初期値ＡをＥＣＵ８０の処理部８１が有する計測時間設定部９６で取得し、初期値Ａに応じて、即ちバイオ燃料の濃度に応じて計測時間設定部９６で設定する。この設定は、例えば、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って計測時間Ｔが短時間になるように設定する。計測時間設定部９６で設定した計測時間Ｔは、記憶部１００に記憶する。経過時間判定部９７は、初期値Ａを測定した後の時間が、この記憶部１００に記憶された計測時間Ｔ以上経過したか否かを判定する。この判定により、初期値Ａの測定後、計測時間Ｔ以上経過していないと判定された場合には、この処理手順から抜け出る。
【００７１】
経過時間判定部９７での判定（ステップＳＴ１０４）により、初期値Ａの測定後、計測時間Ｔ以上経過したと判定された場合には、次に、バイオ燃料濃度の現状値Ｂを測定する（ステップＳＴ１０５）。つまり、初期値Ａの測定後、バイオ燃料が劣化したか否かの判定を明確に行うことのできる時間である計測時間Ｔ以上経過したと判定された場合には、バイオ燃料の劣化を判定するため、バイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で測定して検出し、検出値をバイオ燃料濃度の現状値Ｂとしてバイオ燃料濃度取得部８８で取得する。
【００７２】
次に、（現状値Ｂ−初期値Ａ）＞判定基準差Ｃであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０６）。この判定は、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値に基づいて、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する劣化判定部８９で行う。劣化判定部８９は、この判定を行う際には、現状値ＢからＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されている初期値Ａを減算し、この減算により算出された値が、燃料が劣化したか否かの判定の基準となる判定基準差Ｃより大きいか否かを判定する。即ち、判定基準差Ｃは、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が大きくなった場合における閾値となっており、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値に基づいてバイオ燃料が劣化しているか否かの判定をする際における基準値として、予めＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されている。
【００７３】
このように、劣化判定部８９は、現状値Ｂから初期値Ａを減算した値と判定基準差Ｃとを比較し、現状値Ｂから初期値Ａを減算した値、即ち、初期値Ａに対する現状値Ｂの増加分が、判定基準差Ｃより大きい場合には、現状値Ｂである現在のバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が、初期値Ａである劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定する。劣化判定部８９での判定により、Ｂ−Ａ＞Ｃではないと判定された場合には、この処理手順から抜け出る。
【００７４】
劣化判定部８９での判定（ステップＳＴ１０６）により、Ｂ−Ａ＞Ｃであると判定された場合には、次に、運転者への警告表示をＯＮにする（ステップＳＴ１０７）。この警告表示は、表示装置７５を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１及び燃料劣化時制御部９１が有する燃料劣化伝達部９２で制御することにより行う。燃料劣化時制御部９１は、劣化判定部８９での判定によりＢ−Ａ＞Ｃであると判定された場合には、バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行い、燃料劣化伝達部９２は、具体的な燃料劣化時制御として表示装置７５を制御する。燃料劣化伝達部９２で表示装置７５を制御することにより燃料劣化時制御を行う場合には、表示装置７５を制御して、燃料が劣化していることを示す警告表示をＯＮにする。これにより、運転者への警告表示をＯＮにすることができ、運転者に対して燃料が劣化していることを伝達する。
【００７５】
運転者は、表示装置７５での警告表示がＯＮになることにより、バイオ燃料が酸化劣化したことを認識できる。この場合、燃料タンク３５に新たに燃料を給油したり、燃料タンク３５内の燃料を早めに消費したり、燃料タンク内の燃料を抜き取ったりすることにより、バイオ燃料が酸化劣化した状態でエンジン１０を運転し続けることを抑制できる。
【００７６】
以上のバイオ燃料劣化判定装置１は、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると劣化判定部８９で判定した場合に、燃料劣化時制御部９１で燃料劣化時制御を行っている。ここで、バイオ燃料が酸化劣化した場合には、劣化が進行するに従ってバイオ燃料の濃度が濃くなったかのような特性変化を示す。このため、燃料タンク３５に燃料が給油されることがなく、燃料タンク３５内のバイオ燃料の濃度が一定の状態の場合においてバイオ燃料濃度センサ３８での検出値が大きくなった場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判断することができる。従って、燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度をバイオ燃料濃度センサ３８で検出し、この検出による検出値が劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、バイオ燃料が酸化劣化していることを認識することができる。この結果、バイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００７７】
また、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１は、燃料が劣化したことを運転者に伝達する燃料劣化伝達部９２を備えているため、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が所定以上大きくなっていると判定された場合に燃料劣化時制御を行うことにより、バイオ燃料が劣化したことを運転者に伝達することができる。即ち、車両の運転席に設けられる表示装置７５を燃料劣化伝達部９２で制御し、表示装置７５の警告表示をＯＮにすることにより、燃料が劣化したことを運転者に伝達することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。また、このように燃料が劣化したことを運転者に伝達することにより、燃料タンク３５内の燃料の交換を促すことができる。この結果、バイオ燃料が酸化劣化した状態で燃料タンク３５内の燃料を使用し続けることを抑制できる。
【００７８】
また、劣化判定部８９で、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かの判定を行う際に、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した検出値と劣化判定基準値との差が、判定基準差よりも大きい場合に、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定している。詳しくは、劣化判定基準値を初期値Ａとし、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した現在の検出値を現状値Ｂとし、判定基準差を判定基準差Ｃとした場合において、現状値Ｂから初期値Ａを減算した値が判定基準差Ｃよりも大きい場合、即ち（現状値Ｂ−初期値Ａ）＞判定基準差Ｃを満たしている場合に、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値は劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定している。このように、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値を判定する際に、判定基準差と比較して判定することにより、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値が所定以上大きくなったか否かを、より正確に判定することができる。この結果、より正確にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００７９】
また、劣化判定基準値を、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度センサ３８での検出値である初期値Ａにしているため、給油時の燃料に対する燃料の劣化を検知することができる。つまり、劣化判定基準値を、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料濃度センサ３８での検出値にすることにより、バイオ燃料濃度センサ３８による現在の検出値である現状値Ｂを、燃料タンク３５への給油時の燃料のバイオ燃料濃度センサ３８での検出値である初期値Ａと比較することができる。従って、バイオ燃料濃度センサ３８での検出値に基づいて燃料の劣化を検知する際に、給油時の燃料に対する劣化を検知することができる。この結果、より確実にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００８０】
なお、実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置１では、バイオ燃料が劣化したか否かの判定に判定基準差Ｃを用いているが、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の基準となる閾値であり、現状値Ｂと初期値Ａとの差と比較する判定基準差Ｃは、バイオ燃料の濃度に応じて異なった値が用いられるのが好ましい。例えば、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるバイオ燃料の濃度である初期値Ａに対する判定基準差Ｃのマップを予め作成してＥＣＵ８０の記憶部１００記憶しておき、（現状値Ｂ−初期値Ａ）＞判定基準差Ｃの判定に行う際には、初期値Ａに基づいて記憶部１００に記憶されたマップより判定基準差Ｃを読み取り、読み取った値を用いてこの判定を行ってもよい。これにより、バイオ燃料の濃度に関わらず、より正確にバイオ燃料の酸化劣化を検知することができる。
【００８１】
また、このように初期値Ａに対する判定基準差Ｃのマップを作成する場合、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って、或いは初期値Ａが大きくなるに従って判定基準差Ｃを小さくして作成するのが好ましい。バイオ燃料の酸化劣化は、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って燃料全体での影響が大きくなるため、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って判定基準差Ｃを小さくすることにより、バイオ燃料が酸化劣化したか否かの判定をする際に、バイオ燃料の濃度が濃くなるに従って、バイオ燃料が酸化劣化したとの判定になり易くすることができる。これにより、バイオ燃料が酸化劣化した際における不具合を、より確実に低減することができる。
【００８２】
また、燃料が劣化していることを運転者に伝達する手段として、上述したバイオ燃料劣化判定装置１では、表示装置７５の警告表示によって伝達しているが、伝達する手段はこれ以外の手段でもよい。例えば、燃料が劣化した場合には、車内に設けられるスピーカ（図示省略）から、警告音や音声によって運転者に対してバイオ燃料が劣化していることを伝達してもよい。
【００８３】
また、燃料劣化時制御部９１による燃料劣化時制御として、上述したバイオ燃料劣化判定装置１では、表示装置７５で警告表示を行うことにより運転者に対してバイオ燃料が劣化していることを伝達しているが、燃料劣化時制御は、これ以外の制御を行ってもよい。例えば、バイオ燃料が酸化劣化していると判定された場合における燃料劣化時制御として、メイン燃料インジェクタ２１や排気燃料添加インジェクタ２２での燃料噴射量を変更するなど、酸化劣化したバイオ燃料でエンジン１０を運転した場合における不具合を低減する制御を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明に係るバイオ燃料劣化判定装置は、バイオ燃料を含む燃料によって運転する内燃機関に有用であり、特に、バイオ燃料の混合率が高い場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置を備えるエンジンの概略構成図である。
【図２】図１に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。
【図３】実施例に係るバイオ燃料劣化判定装置の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ バイオ燃料劣化判定装置
１０ エンジン
１１ 燃焼室
１５ 吸気通路
１６ 排気通路
２１ メイン燃料インジェクタ
２２ 排気燃料添加インジェクタ
２５ コモンレール
２６ サプライポンプ
３０ メイン燃料通路
３１ 機関燃料通路
３２ 添加燃料通路
３３ リターン通路
３５ 燃料タンク
３７ 燃料レベルセンサ
３８ バイオ燃料濃度センサ
４０ ターボチャージャ
４５ インタークーラ
４６ スロットルバルブ
４７ エアフロメータ
５１ 排気温センサ
５２ 空燃比センサ
６０ ＮＳＲ触媒コンバータ
６１ ＤＰＮＲ触媒コンバータ
６２ 酸化触媒コンバータ
６５ 差圧検出通路
６６ 差圧センサ
７０ ＥＧＲ通路
７５ 表示装置
８０ ＥＣＵ
８１ 処理部
８２ スロットルバルブ制御部
８３ 吸入空気量取得部
８４ 燃料噴射量制御部
８５ 排気浄化制御部
８６ 差圧取得部
８７ ＥＧＲバルブ制御部
８８ バイオ燃料濃度取得部
８９ 劣化判定部
９１ 燃料劣化時制御部
９２ 燃料劣化伝達部
９５ 給油判定部
９６ 計測時間設定部
９７ 経過時間判定部
１００ 記憶部
１０１ 入出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともバイオ燃料を含有すると共に内燃機関の運転に用いられる燃料中の前記バイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度検出手段と、
前記バイオ燃料濃度検出手段での検出値が、前記バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定手段と、
前記劣化判定手段で、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定した場合に、前記バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御手段と、
を備えることを特徴とするバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項２】
前記燃料劣化時制御手段は、少なくとも前記燃料劣化時制御時に前記内燃機関を搭載する車両の運転者に対して前記バイオ燃料が劣化したことを伝達する燃料劣化伝達手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項３】
前記劣化判定手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値と前記劣化判定基準値との差が、前記バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定することを特徴とする請求項１または２に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項４】
前記劣化判定基準値は、前記燃料を貯留する燃料貯留手段に前記燃料を給油した場合における前記バイオ燃料濃度検出手段での前記検出値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項１】
少なくともバイオ燃料を含有すると共に内燃機関の運転に用いられる燃料中の前記バイオ燃料の濃度を検出可能なバイオ燃料濃度検出手段と、
前記バイオ燃料濃度検出手段での検出値が、前記バイオ燃料の劣化を判定する場合における基準値である劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっているか否かを判定する劣化判定手段と、
前記劣化判定手段で、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定した場合に、前記バイオ燃料が劣化した場合における制御である燃料劣化時制御を行う燃料劣化時制御手段と、
を備えることを特徴とするバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項２】
前記燃料劣化時制御手段は、少なくとも前記燃料劣化時制御時に前記内燃機関を搭載する車両の運転者に対して前記バイオ燃料が劣化したことを伝達する燃料劣化伝達手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項３】
前記劣化判定手段は、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値と前記劣化判定基準値との差が、前記バイオ燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差よりも大きい場合に、前記バイオ燃料濃度検出手段で検出した前記検出値は前記劣化判定基準値に対して所定以上大きくなっていると判定することを特徴とする請求項１または２に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項４】
前記劣化判定基準値は、前記燃料を貯留する燃料貯留手段に前記燃料を給油した場合における前記バイオ燃料濃度検出手段での前記検出値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２２７０７７（Ｐ２００９−２２７０７７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７４２１３（Ｐ２００８−７４２１３）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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