(57)【要約】【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燃料によって運転可能なエンジンから排出される排気ガス中の排気成分のうちバイオ燃料の劣化に応じて増減することによりバイオ燃料の劣化を検出できる排気成分の濃度であるＮＯｘ濃度を取得するＮＯｘ濃度取得部８８と、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘが、バイオ燃料の劣化を判定する場合におけるＮＯｘ濃度の基準値であるＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下しているか否かを判定するＮＯｘ濃度判定部８９と、ＮＯｘ濃度判定部８９で、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度ＸはＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下し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、備える。【選択図】        図２
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【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燃料によって運転可能な内燃機関から排出される排気ガス中の排気成分のうち前記バイオ燃料の劣化に応じて増減することにより前記バイオ燃料の劣化を検出できる前記排気成分の濃度である劣化検出排気成分濃度を取得する劣化検出成分濃度取得手段と、
前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度が、前記バイオ燃料の劣化を判定する場合における前記劣化検出排気成分濃度の基準値である劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する劣化検出成分濃度判定手段と、
前記劣化検出成分濃度判定手段で、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下し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】
前記劣化検出排気成分濃度には、前記排気ガス中のＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及びＣＯ濃度のうち、少なくともいずれか１つが含まれ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または２に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項４】
さらに、前記燃料劣化時制御手段は、前記燃料を貯留する燃料貯留手段に貯留されている前記燃料の交換が完了したか否か判定する燃料交換判定手段を備えており、
前記燃料劣化伝達手段は、前記運転者に対して前記燃料が劣化したことを伝達した状態で、且つ、前記燃料交換判定手段で前記燃料貯留手段に貯留されている前記燃料の交換が完了したと判定した場合には、前記運転者に対する前記燃料が劣化したことの伝達を停止することを特徴とする請求項３に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【請求項５】
さらに、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に対して前記燃料を供給可能な燃料供給手段による前記燃料の供給効率を向上させることができる燃料供給効率向上制御手段を備えていることを特徴とする請求項１〜４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６】
さらに、前記内燃機関の運転領域が前記劣化検出排気成分濃度の測定を行う所定の領域である劣化検出排気成分濃度測定運転領域であるか否かを判定する運転領域判定手段を備えており、
前記劣化検出成分濃度判定手段は、前記内燃機関の運転領域は前記劣化検出排気成分濃度測定運転領域であると前記運転領域判定手段で判定した場合に、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定することを特徴とする請求項１〜５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７】
前記劣化検出成分基準濃度は、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劣化検出排気成分濃度であることを特徴とする請求項１〜６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８】
前記劣化検出成分濃度判定手段は、前記劣化検出成分基準濃度と前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度との差が、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大きい場合に、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると判定することを特徴とする請求項１〜７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９】
前記劣化検出成分濃度判定手段は、前記劣化検出成分基準濃度に対する前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度の割合が、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値よりも小さい場合に、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のバイオ燃料劣化判定装置。
【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場合に酸化劣化する虞がある。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燃料によって運転可能な内燃機関から排出される排気ガス中の排気成分のうち前記バイオ燃料の劣化に応じて増減することにより前記バイオ燃料の劣化を検出できる前記排気成分の濃度である劣化検出排気成分濃度を取得する劣化検出成分濃度取得手段と、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度が、前記バイオ燃料の劣化を判定する場合における前記劣化検出排気成分濃度の基準値である劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する劣化検出成分濃度判定手段と、前記劣化検出成分濃度判定手段で、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下し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、排気ガス中の排気成分のうち、バイオ燃料の劣化を検出できる排気成分の濃度である劣化検出排気成分濃度を劣化検出成分濃度取得手段で取得し、取得した劣化検出排気成分濃度が劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると劣化検出成分濃度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。つまり、劣化検出排気成分濃度は、バイオ燃料の劣化に応じて増減する排気成分の濃度なので、この排気成分の濃度である劣化検出排気成分濃度を劣化検出成分基準濃度と比較することにより、バイオ燃料が劣化しているか否かを、劣化検出排気成分濃度を介して判定することができる。従って、劣化検出成分濃度取得手段で取得した劣化検出排気成分濃度が劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下し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、前記劣化検出排気成分濃度には、前記排気ガス中のＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及びＣＯ濃度のうち、少なくともいずれか１つが含まれていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、劣化検出排気成分濃度として、ＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及びＣＯ濃度のうち、少なくともいずれか１つを用いているため、より確実にバイオ燃料の劣化を判定することができる。バイオ燃料が酸化劣化した場合について説明すると、バイオ燃料が酸化劣化した場合は酸が生成されるが、この酸が金属等と接触した場合、酸はこの金属等と反応し、塩と水を生成する。この水は、酸化劣化によって生成された酸が多いほど多く生成されるため、水の生成量が多いほど、バイオ燃料は酸化劣化していることになる。また、燃料中に水分がある場合、燃焼温度が低下するため、排気ガス中のＮＯｘが減少する。このため、バイオ燃料が酸化劣化して酸が生成され、この酸と、燃料を貯留する燃料タンク等の燃料貯留手段とが反応して水が生成された場合、このバイオ燃料で運転する内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度は低下する。換言すると、排気ガス中のＮＯｘ濃度が低下した場合、バイオ燃料は酸化劣化していることになり、バイオ燃料が含まれる燃料で運転をする内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度が低下した場合には、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。
【００１２】
また、バイオ燃料が酸化劣化した場合には、劣化の進行に伴って燃料中の酸素濃度が増加するが、酸化劣化して酸素濃度が増加したバイオ燃料を内燃機関で燃焼させた場合、燃焼後の排気ガス中のＨＣやＣＯが減少する傾向にある。このため、バイオ燃料が含まれる燃料で運転をする内燃機関から排出される排気ガス中のＨＣやＣＯの濃度が低下した場合には、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、劣化検出排気成分濃度として、ＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及びＣＯ濃度のうち、少なくともいずれか１つを用いることにより、より確実にバイオ燃料の劣化を判定することができる。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。
【００１３】
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。
【００１４】
この発明では、バイオ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、劣化検出排気成分濃度が劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下し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。
【００１５】
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、さらに、前記燃料劣化時制御手段は、前記燃料を貯留する燃料貯留手段に貯留されている前記燃料の交換が完了したか否か判定する燃料交換判定手段を備えており、前記燃料劣化伝達手段は、前記運転者に対して前記燃料が劣化したことを伝達した状態で、且つ、前記燃料交換判定手段で前記燃料貯留手段に貯留されている前記燃料の交換が完了したと判定した場合には、前記運転者に対する前記燃料が劣化したことの伝達を停止することを特徴とする。
【００１６】
この発明では、燃料が劣化したことを燃料劣化伝達手段で運転者に対して伝達した状態で、燃料貯留手段に貯留されている燃料の交換が完了したと燃料交換判定手段で判定した場合には、燃料劣化伝達手段による運転者に対する燃料が劣化したことの伝達を停止するので、燃料を交換したことを認識することができる。つまり、燃料が劣化したことを燃料劣化伝達手段で運転者に対して伝達した状態で、燃料貯留手段に貯留されている燃料の交換が完了した場合には、酸化劣化した燃料の交換が完了したことになるので、この場合に、燃料が劣化したことの伝達を停止することにより、運転者は酸化劣化した燃料の交換が完了したことを認識することができる。この結果、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を運転する際の利便性の向上を図ることができる。
【００１７】
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、さらに、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に対して前記燃料を供給可能な燃料供給手段による前記燃料の供給効率を向上させることができる燃料供給効率向上制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
この発明では、燃料劣化時制御手段は、燃料供給手段による燃料の供給効率を向上させることができる燃料供給効率向上制御手段を備えているため、バイオ燃料が劣化した場合における燃料の供給状態の低下を抑制することができる。つまり、酸化劣化したバイオ燃料は粘度と密度が上昇するため、燃料供給手段で燃料を供給し難くなるが、燃料劣化時制御時に燃料の供給効率を向上させることにより、バイオ燃料が劣化した場合における燃料の供給状態の低下を抑制することができる。この結果、バイオ燃料が酸化劣化した場合における内燃機関の運転性能を確保することができる。
【００１９】
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、さらに、前記内燃機関の運転領域が前記劣化検出排気成分濃度の測定を行う所定の領域である劣化検出排気成分濃度測定運転領域であるか否かを判定する運転領域判定手段を備えており、前記劣化検出成分濃度判定手段は、前記内燃機関の運転領域は前記劣化検出排気成分濃度測定運転領域であると前記運転領域判定手段で判定した場合に、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定することを特徴とする。
【００２０】
この発明では、内燃機関の運転領域は劣化検出排気成分濃度測定運転領域であると運転領域判定手段で判定した場合に、劣化検出成分濃度取得手段で取得した劣化検出排気成分濃度は劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かの判定をしているので、劣化検出排気成分濃度の低下を判定する際の正確性を向上させることができる。つまり、排気ガス中の劣化検出排気成分濃度は、内燃機関の運転領域によって変化するため、一定の運転領域の場合における劣化検出排気成分濃度を判定することにより、より正確に劣化検出排気成分濃度の変化を検知することができる。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。
【００２１】
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、前記劣化検出成分基準濃度は、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劣化検出排気成分濃度であることを特徴とする。
【００２２】
この発明では、劣化検出成分基準濃度を、燃料貯留手段に燃料を給油した場合における劣化検出排気成分濃度にするため、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、劣化検出成分基準濃度を、燃料貯留手段に燃料を給油した場合における劣化検出排気成分濃度にすることにより、排気ガス中の劣化検出排気成分濃度を、燃料貯留手段への給油時の燃料を用いて内燃機関を運転した場合の排気ガス中の劣化検出排気成分濃度と比較することができる。従って、排気ガス中の劣化検出排気成分濃度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。
【００２３】
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、前記劣化検出成分濃度判定手段は、前記劣化検出成分基準濃度と前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度との差が、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大きい場合に、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると判定することを特徴とする。
【００２４】
この発明では、劣化検出成分濃度判定手段で、劣化検出排気成分濃度は劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かの判定を行う際に、劣化検出成分基準濃度と劣化検出成分濃度取得手段で取得した劣化検出排気成分濃度との差が、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、劣化検出成分濃度取得手段で取得した劣化検出排気成分濃度は劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると判定している。このように、劣化検出排気成分濃度を判定する際に、判定基準差と比較して判定することにより、劣化検出排気成分濃度が所定以上低下しているか否かを、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。
【００２５】
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、前記劣化検出成分濃度判定手段は、前記劣化検出成分基準濃度に対する前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度の割合が、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値よりも小さい場合に、前記劣化検出成分濃度取得手段で取得した前記劣化検出排気成分濃度は前記劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると判定することを特徴とする。
【００２６】
この発明では、劣化検出成分濃度判定手段で、劣化検出排気成分濃度は劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下しているか否かの判定を行う際に、劣化検出成分基準濃度に対する、劣化検出成分濃度取得手段で取得した劣化検出排気成分濃度の割合が、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値よりも小さい場合に、劣化検出排気成分濃度は劣化検出成分基準濃度に対して所定以上低下していると判定している。このように、劣化検出排気成分濃度を判定する際に、判定基準値と比較して判定することにより、劣化検出排気成分濃度が所定以上低下したか否かを、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。
【発明の効果】
【００２７】
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】
【００２８】
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１】
【００２９】
図１は、実施例１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１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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
また、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の下流側に、排気通路１６を流れる排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度検出手段であるＮＯｘセンサ５０が設けられている。本実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１では、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度であるＮＯｘ濃度は、バイオ燃料の検出できる排気成分の濃度である劣化検出排気成分濃度として用いられており、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ５０は、劣化検出排気成分濃度としてＮＯｘ濃度を検出する劣化検出排気成分濃度検出手段として設けられている。
【００３７】
また、排気通路１６には、ＮＯｘセンサ５０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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、ＮＯｘセンサ５０、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。
【００４３】
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、ＮＯｘセンサ５０、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、処理部８１は、ＮＯｘセンサ５０での検出結果よりエンジン１０から排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度を取得する劣化検出成分濃度取得手段であるＮＯｘ濃度取得部８８と、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度が、バイオ燃料の劣化を判定する場合におけるＮＯｘ濃度の基準値であるＮＯｘ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する劣化検出成分濃度判定手段であるＮＯｘ濃度判定部８９と、エンジン１０の運転領域がＮＯｘ濃度の測定を行う所定の領域であるＮＯｘ濃度測定運転領域であるか否かを判定する運転領域判定手段である運転領域判定部９０と、を有している。
【００４７】
また、処理部８１は、ＮＯｘ濃度判定部８９で、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度が、ＮＯｘ基準濃度に対して所定以上低下し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、燃料劣化時制御部９１が備えていると共に、燃料タンク３５に貯留されている燃料の交換が完了したか否か判定する燃料交換判定手段である燃料交換判定部９３と、燃料劣化時制御部９１で行う燃料劣化時制御の状態を判定する燃料劣化時制御状態判定手段である燃料劣化時制御状態判定部９５と、を有している。
【００４８】
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、ＮＯｘセンサ５０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。
【００４９】
この実施例１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１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。
【００５０】
このエンジン１０の運転時には、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、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、リッチとリーンとを繰り返すことにより、排気ガス中のＮＯｘを浄化する。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。
【００５９】
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場合に還元浄化する。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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
また、エンジン１０の運転時には、ＮＯｘセンサ５０で排気通路１６を流れる排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出する。ＮＯｘセンサ５０で検出したＮＯｘ濃度は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度取得部８８で取得する。ＮＯｘ濃度取得部８８で取得するＮＯｘ濃度は、エンジン１０の運転領域が所定の領域の場合におけるＮＯｘ濃度が、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の判定に用いられる。
【００６８】
ここで、バイオ燃料の酸化劣化について説明する。実施例１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、時間が経過するに従って酸化劣化する場合がある。この酸化劣化について、バイオ燃料の一例である脂肪酸メチルエステルの場合で説明すると、脂肪酸メチルエステル（Ｒ−ＣＯＯＣＨ３）が酸化した場合、カルボン酸（Ｒ−ＣＯＯＨ）になる。
【００６９】
燃料を貯留する燃料タンク３５は金属等により構成されているが、燃料中に酸が存在する場合、燃料と接触している金属等がこの酸と反応して塩と水を生成する場合があり、脂肪酸メチルエステルが酸化することによりカルボン酸が生成された場合には、このカルボン酸が燃料タンク３５を構成する金属等に接触することにより、塩と水を生成する。即ち、燃料タンク３５を構成する金属等をＭとした場合、カルボン酸（Ｒ−ＣＯＯＨ）は金属等（Ｍ）に接触することにより下記反応式（１）に示すような反応をし、カルボン酸塩｛（ＲＣＯＯ）ｎＭ｝と水（Ｈ２Ｏ）とを生成する。
ｎＲ−ＣＯＯＨ＋Ｍ＋ｎ／４・Ｏ２→（ＲＣＯＯ）ｎＭ＋ｎ／２・Ｈ２Ｏ・・・（１）
【００７０】
このように、バイオ燃料が酸化劣化することにより燃料中に酸が生成された場合には水が生成されるが、燃料中に水分がある場合、水の蒸発潜熱によって燃料の燃焼時の温度が低下する。このため、水を含む燃料でエンジン１０を運転した場合、燃焼温度が低下するため、排気ガス中のＮＯｘの量が減少し、ＮＯｘ濃度が低下する。
【００７１】
また、燃料中の水分は、バイオ燃料が酸化劣化して酸が生成されることによって生成されるため、燃料中の水分が多くなった場合には、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。さらに、燃料中の水分が多くなった場合には、燃焼温度が低下することにより排気ガス中のＮＯｘ濃度が低下するため、換言すると、ＮＯｘ濃度が低下した場合には、燃料中の水分が多くなっていると判断することができる。即ち、ＮＯｘ濃度が低下した場合には、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ため、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度判定部８９は、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度が所定以上低下した場合に、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００７２】
また、バイオ燃料の酸化劣化は、排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出することにより判断することができるが、ＮＯｘ濃度は、エンジン１０の運転状態によって変化する。このため、バイオ燃料の酸化劣化を判定する場合には、エンジン１０の運転状態が同じ状態の場合におけるＮＯｘ濃度を検出することにより、ＮＯｘ濃度の変化を検出することができるので、エンジン１０の運転状態が同じ状態の場合におけるＮＯｘ濃度を検出することにより、バイオ燃料の酸化劣化を判定することができる。
【００７３】
図３は、ＮＯｘ濃度測定運転領域についての説明図である。同図における縦軸は実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１を備えるエンジン１０を搭載する車両の車速になっており、横軸は時間軸になっている。バイオ燃料の酸化劣化を判断することを目的としてＮＯｘ濃度を測定する場合には、例えばアイドリング時のように、エンジン１０の運転状態が使用頻度の高い回転数・負荷時になる度にＮＯｘ濃度を測定する。つまり、図３に示すように、車両の運転中は車速Ｓを変化させながら走行をするが、エンジン１０がアイドル状態になった場合には車速Ｓは０ｋｍ／ｈになるので、バイオ燃料の酸化劣化を判定する際には、車速Ｓが０ｋｍ／ｈになった場合におけるＮＯｘ濃度を測定する。
【００７４】
即ち、車速Ｓが０ｋｍ／ｈになる場合におけるエンジン１０の運転領域を、排気ガス中のＮＯｘ濃度の測定を行う所定の領域であるＮＯｘ濃度測定運転領域とし、この状態におけるＮＯｘ濃度をＮＯｘセンサ５０で検出し、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得する。このため、ＮＯｘ濃度取得部８８は、エンジン１０の運転領域がＮＯｘ濃度測定運転領域になる度に取得するので、ＮＯｘ濃度はＮＯｘ濃度取得部８８で複数回取得する。例えば、車速Ｓが０ｋｍ／ｈになった場合をＮＯｘ濃度測定運転領域とする場合、図３に示すように、車速Ｓが０ｋｍ／ｈになるごとに、順次第１測定時Ｍ１、第２測定時Ｍ２、第３測定時Ｍ３、第４測定時Ｍ４、第５測定時Ｍ５として、ＮＯｘ濃度取得部８８でＮＯｘ濃度を取得する。
【００７５】
図４は、バイオ燃料の酸化劣化の判定基準についての説明図である。ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度に基づいてバイオ燃料の酸化劣化を判定する場合には、取得したＮＯｘ濃度が、所定以上低下した場合に、バイオ燃料は酸化劣化したと判定する。ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度判定部８９で、バイオ燃料は酸化劣化したか否かの判定を行う場合には、ＮＯｘ濃度取得部８８で複数回取得したＮＯｘ濃度が、ＮＯｘ濃度判定部８９に伝達される。即ち、第１測定時Ｍ１、第２測定時Ｍ２、第３測定時Ｍ３、第４測定時Ｍ４、第５測定時Ｍ５のＮＯｘ濃度は、それぞれ第１測定時ＮＯｘ濃度Ｄ１、第２測定時ＮＯｘ濃度Ｄ２、第３測定時ＮＯｘ濃度Ｄ３、第４測定時ＮＯｘ濃度Ｄ４、第５測定時ＮＯｘ濃度Ｄ５としてＮＯｘ濃度判定部８９に伝達される。
【００７６】
ＮＯｘ濃度判定部８９では、バイオ燃料が劣化していない場合におけるＮＯｘ濃度であるＮＯｘ基準濃度Ａと、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したこれらのＮＯｘ濃度Ｘとの差を算出し、これらの差（Ａ−Ｘ）と、バイオ燃料が劣化したか否かの判定の基準となる差である判定基準差ＸＬとを比較する。この比較により、ＮＯｘ基準濃度ＡとＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘとの差が、判定基準差ＸＬより大きい場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００７７】
また、このようにバイオ燃料が酸化劣化しているか否かの判定を行う際に用いるＮＯｘ基準濃度Ａは、燃料タンク３５に給油を行った直後の排気ガス中のＮＯｘ濃度になっており、燃料タンク３５に給油を行う度に、給油直後の排気ガス中のＮＯｘ濃度をＮＯｘ基準濃度ＡとしてＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶しておく。また、バイオ燃料の酸化劣化を判定する際には、複数回取得したＮＯｘ濃度Ｘのうち、１つでもＮＯｘ濃度ＸとＮＯｘ基準濃度Ａとの差が判定基準差ＸＬより大きくなっている場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。換言すると、複数回取得したＮＯｘ濃度Ｘのうち、１つでもＮＯｘ濃度がＡ−ＸＬより下回っている場合には、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【００７８】
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、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、運転者に対してバイオ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。
【００７９】
図５は、実施例１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１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１に係るバイオ燃料劣化判定装置１の処理手順では、まず、運転者への警告表示がＯＦＦであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。この判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御状態判定部９５で行う。燃料劣化時制御状態判定部９５は、運転席に設けられている表示装置７５の状態を取得し、取得した表示装置７５の状態を判定することにより、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１で行う燃料劣化時制御の状態を判定する。つまり、燃料劣化時制御状態判定部９５は、表示装置７５の警告表示がＯＦＦの場合は、燃料劣化時制御は行われていないと判定し、警告表示がＯＦＦではない場合、即ち、表示装置７５の警告表示がＯＮの場合は、燃料劣化時制御は行われていると判定する。燃料劣化時制御状態判定部９５での判定により、警告表示がＯＦＦでは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。
【００８０】
燃料劣化時制御状態判定部９５での判定（ステップＳＴ１０１）により、表示装置７５の警告表示はＯＦＦであると判定された場合には、次に、エンジン１０の運転領域が、ＮＯｘ濃度測定運転領域であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。このＮＯｘ濃度測定運転領域であるか否かの判定は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する運転領域判定部９０で行う。ＮＯｘ濃度測定運転領域であるか否かの判定を運転領域判定部９０で行う場合には、車両を制御する場合において他の制御で用いる走行中の車両の走行状態やエンジン１０の運転状態を運転領域判定部９０で取得し、エンジン１０の運転領域がＮＯｘ濃度測定運転領域であるか否かを判定する。
【００８１】
例えば、上述したように車速が０ｋｍ／ｈになる場合におけるエンジン１０の運転領域をＮＯｘ濃度測定運転領域とする場合には、０ｋｍ／ｈを予めＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶しておき、運転領域判定部９０は、取得した運転状態の車速が０ｋｍ／ｈである場合に、現在の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域であると判定する。この判定により、エンジン１０の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域ではないと判定した場合には、この処理手順から抜け出る。
【００８２】
運転領域判定部９０での判定（ステップＳＴ１０２）により、エンジン１０の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域であると判定した場合には、次に、（ＮＯｘ基準濃度Ａ−取得したＮＯｘ濃度Ｘ）＞判定基準差ＸＬであるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３）。この判定は、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度に基づいて、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度判定部８９で行う。ＮＯｘ濃度判定部８９は、この判定を行う際にはＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶されているＮＯｘ基準濃度Ａと、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘとの差を算出し、算出した差が、燃料が劣化したか否かの判定の閾値となる判定基準差ＸＬより大きいか否かを判定する。即ち、判定基準差ＸＬは、ＮＯｘ濃度の低下分の閾値となっており、排気ガス中のＮＯｘ濃度に基づいて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。このように、ＮＯｘ濃度判定部８９は、エンジン１０の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域であると運転領域判定部９０で判定した場合に、ＮＯｘ基準濃度ＡとＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘとの差が判定基準差ＸＬより大きいか否かを判定する。ＮＯｘ濃度判定部８９での判定により、Ａ−Ｘ＞ＸＬ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。
【００８３】
ＮＯｘ濃度判定部８９での判定（ステップＳＴ１０３）により、Ａ−Ｘ＞ＸＬ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ＳＴ１０４）。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、ＮＯｘ濃度判定部８９での判定によりＡ−Ｘ＞ＸＬであると判定された場合には、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。
【００８４】
このように燃料劣化伝達部９２で表示装置７５の警告表示をＯＮにした場合（ステップＳＴ１０４）、または、燃料劣化時制御状態判定部９５での判定（ステップＳＴ１０１）により、表示装置７５での警告表示がＯＦＦではないと判定された場合には、次に、燃料交換が完了したか否かを判定する（ステップＳＴ１０５）。この判定は、燃料劣化時制御部９１が有し、燃料タンク３５に貯留されている燃料の交換が完了したか否かの判定が可能な燃料交換判定部９３によって、燃料劣化時制御の一部として行う。燃料交換判定部９３は、燃料の給油口（図示省略）に設けられる給油キャップ（図示省略）が開閉され、且つ、燃料タンク３５に設けられる燃料レベルセンサ３７で燃料の貯留量が増加したことを検出した場合には、燃料タンク３５内の燃料の交換が完了したと判定する。この判定により、燃料交換は完了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。
【００８５】
燃料交換判定部９３での判定（ステップＳＴ１０５）により、燃料交換は完了したと判定された場合には、次に、警告表示をＯＦＦにする（ステップＳＴ１０６）。この警告表示のＯＦＦは、警告表示をＯＮにする場合と同様に燃料劣化伝達部９２で表示装置７５を制御することにより行う。燃料劣化伝達部９２は、燃料劣化時制御として、ＯＮの状態になっている表示装置７５の警告表示をＯＦＦにする。即ち、燃料劣化伝達部９２は、運転者に対して燃料が劣化したことを伝達した状態で、且つ、燃料交換判定部９３で燃料タンク３５に貯留されている燃料の交換が完了したと判定した場合には、運転者に対する燃料が劣化したことの伝達を停止する。
【００８６】
次に、エンジン１０の運転領域が、ＮＯｘ濃度測定運転領域であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０７）。この判定は、ステップＳＴ１０２での判定と同様に運転領域判定部９０で行い、運転領域判定部９０によってステップＳＴ１０２での判定方法と同様の方法で行う。この判定により、エンジン１０の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域ではないと判定した場合には、この処理手順から抜け出る。
【００８７】
運転領域判定部９０での判定（ステップＳＴ１０７）により、エンジン１０の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域であると判定した場合には、次に、ＮＯｘ濃度の初期値Ａを取得し、記憶する（ステップＳＴ１０８）。つまり、燃料が劣化しているか否かの判定に用いるＮＯｘ基準濃度Ａは燃料タンク３５に燃料の給油を行った直後の排気ガス中のＮＯｘ濃度であるため、燃料交換は完了したと判定され、且つ、ＮＯｘ濃度測定運転領域であると判定された場合には、この状態の排気ガス中のＮＯｘ濃度を、給油直後のＮＯｘ濃度の初期値ＡとしてＮＯｘ濃度取得部８８で取得し、ＥＣＵ８０の記憶部１００に記憶する。このように記憶した初期値Ａが、燃料が劣化しているか否かの判定を行う際に用いるＮＯｘ基準濃度Ａとして用いられる。ＮＯｘ濃度の初期値Ａを取得して記憶した後は、この処理手順から抜け出る。
【００８８】
以上のバイオ燃料劣化判定装置１は、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度ＸがＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下しているとＮＯｘ濃度判定部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。つまり、ＮＯｘ濃度は、バイオ燃料の劣化に応じて増減する排気成分の濃度なので、この排気成分の濃度であるＮＯｘ濃度を劣化検出成分基準濃度であるＮＯｘ基準濃度と比較することにより、バイオ燃料が劣化しているか否かを、ＮＯｘ濃度を介して判定することができる。従って、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度ＸがＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下し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。
【００８９】
また、劣化検出排気成分濃度としてＮＯｘ濃度を用いているため、より確実にバイオ燃料の劣化を判定することができる。バイオ燃料が酸化劣化した場合について説明すると、バイオ燃料が酸化劣化した場合は酸が生成されるが、この酸が金属等と接触した場合、酸はこの金属等と反応し、塩と水を生成する。この水は、酸化劣化によって生成された酸が多いほど多く生成されるため、水の生成量が多いほど、バイオ燃料は酸化劣化していることになる。また、燃料中に水分がある場合、燃焼温度が低下するため、排気ガス中のＮＯｘが減少する。このため、バイオ燃料が酸化劣化して酸が生成され、この酸と、燃料を貯留する燃料タンク３５とが反応して水が生成された場合、このバイオ燃料で運転するエンジン１０から排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度は低下する。換言すると、排気ガス中のＮＯｘ濃度が低下した場合、バイオ燃料は酸化劣化していることになり、バイオ燃料が含まれる燃料で運転をするエンジン１０から排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度が低下した場合には、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、劣化検出排気成分濃度としてＮＯｘ濃度を用いることにより、より確実にバイオ燃料の劣化を判定することができる。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。
【００９０】
また、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する燃料劣化時制御部９１は、バイオ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、ＮＯｘ濃度ＸがＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下し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。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、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。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。
【００９１】
また、表示装置７５の警告表示がＯＮの状態、即ち、燃料が劣化したことを燃料劣化伝達部９２で運転者に対して伝達した状態で、燃料タンク３５に貯留されている燃料の交換が完了したと燃料交換判定部９３で判定した場合には、表示装置７５の警告表示をＯＦＦにし、燃料劣化伝達部９２による運転者に対する燃料が劣化したことの伝達を停止している。これにより運転者は、燃料を交換したことを認識することができる。つまり、燃料が劣化したことを燃料劣化伝達部９２で運転者に対して伝達した状態で、燃料タンク３５に貯留されている燃料の交換が完了した場合には、酸化劣化した燃料の交換が完了したことになるので、この場合に、燃料が劣化したことの伝達を停止することにより、運転者は酸化劣化した燃料の交換が完了したことを認識することができる。この結果、バイオ燃料を含有する燃料によって運転可能なエンジン１０を運転する際の利便性の向上を図ることができる。
【００９２】
また、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度判定部８９は、運転領域判定部９０によってエンジン１０の運転領域はＮＯｘ濃度測定運転領域であると判定した場合に、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度ＸはＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下しているか否かの判定をしているので、ＮＯｘ濃度の低下を判定する際の正確性を向上させることができる。つまり、排気ガス中のＮＯｘ濃度は、エンジン１０の運転領域によって変化するため、一定の運転領域の場合におけるＮＯｘ濃度を判定することにより、より正確にＮＯｘ濃度の変化を検知することができる。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。
【００９３】
また、ＮＯｘ基準濃度Ａを、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるＮＯｘ濃度である初期値Ａ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、ＮＯｘ基準濃度Ａを、燃料タンク３５に燃料を給油した場合におけるＮＯｘ濃度にすることにより、排気ガス中のＮＯｘ濃度、即ち、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘを、燃料タンク３５への給油時の燃料を用いてエンジン１０を運転した場合の排気ガス中のＮＯｘ濃度と比較することができる。従って、排気ガス中のＮＯｘ濃度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。
【００９４】
また、ＮＯｘ濃度判定部８９で、ＮＯｘ濃度ＸはＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下しているか否かの判定を行う際に、ＮＯｘ基準濃度ＡとＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘ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ＸＬよりも大きい場合に、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度ＸはＮＯｘ基準濃度Ａに対して所定以上低下していると判定している。このように、ＮＯｘ濃度Ｘを判定する際に、判定基準差ＸＬと比較して判定することにより、ＮＯｘ濃度Ｘが所定以上低下しているか否かを、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。
【実施例２】
【００９５】
実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０は、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１と略同様の構成であるが、劣化検出排気成分濃度としてＨＣ濃度を用いる点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図６は、実施例２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２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０は、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１と同様にエンジン１０に備えられている。この実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０では、劣化検出排気成分濃度として、エンジン１０から排出される排気ガス中のＨＣの濃度であるＨＣ濃度を用いることにより、バイオ燃料の酸化劣化を検知できるように設けられている。
【００９６】
このため、実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０では、劣化検出排気成分濃度を検出する劣化検出排気成分濃度検出手段として、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１に設けられたＮＯｘセンサ５０に代えて、排気ガス中のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段であるＨＣセンサ１２５が設けられている。このＨＣセンサ１２５は、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１のＮＯｘセンサ５０と同様に排気通路１６に設けられており、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の下流側で、且つ、ＮＳＲ触媒コンバータ６０の上流側に設けられている。
【００９７】
図７は、図６に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０には、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１が有するＥＣＵ８０と同様に、処理部８１と記憶部１００と入出力部１０１とを有するＥＣＵ１３０が設けられており、ＨＣセンサ１２５は、このＥＣＵ１３０に接続されている。このＥＣＵ１３０が有する処理部８１には、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１が有するＥＣＵ８０が有するＮＯｘ濃度取得部８８とＮＯｘ濃度判定部８９とに代えて、ＨＣ濃度取得部１３１とＨＣ濃度判定部１３２とが設けられている。
【００９８】
このうち、ＨＣ濃度取得部１３１は、ＨＣセンサ１２５での検出結果よりエンジン１０から排出される排気ガス中のＨＣ濃度を取得する劣化検出成分濃度取得手段として設けられている。また、ＨＣ濃度判定部１３２は、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度が、バイオ燃料の劣化を判定する場合におけるＨＣ濃度の基準値であるＨＣ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する劣化検出成分濃度判定手段として設けられている。
【００９９】
さらに、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１３５と、燃料タンク３５に給油を行った直後のＨＣ濃度をＨＣ基準濃度としてＨＣ濃度取得部１３１で取得した後、計測時間設定部１３５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１３６と、を有している。
【０１００】
この実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０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２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０が備えられるエンジン１０は、実施例１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と同様に、バイオ混合軽油によって運転可能になっており、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。
【０１０１】
このエンジン１０の運転時には、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１に設けられるＮＯｘセンサ５０で排気通路１６を流れる排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するのと同様に、排気通路１６を流れる排気ガス中のＨＣ濃度をＨＣセンサ１２５で検出する。ＨＣセンサ１２５で検出したＨＣ濃度は、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有するＨＣ濃度取得部１３１で取得する。ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度は、エンジン１０の運転領域が所定の領域の場合に、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。
【０１０２】
バイオ燃料の酸化劣化について説明すると、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。このため、酸化劣化したバイオ燃料でエンジン１０を運転した場合、燃料中の酸素により燃焼室１１での燃料の燃焼が促進し、燃焼室１１で燃料が燃焼した後に排出される排気ガス中のＨＣやＣＯが減少する。このため、排気ガス中のＨＣ濃度やＣＯ濃度が低下した場合には、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ため、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するＨＣ濃度判定部１３２は、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度が所定以上低下した場合に、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【０１０３】
また、バイオ燃料の酸化劣化は、排気ガス中のＨＣ濃度を検出することにより判断することができるが、ＨＣ濃度は、ＮＯｘ濃度と同様にエンジン１０の運転状態によって変化する。このため、バイオ燃料の酸化劣化を判定する場合には、エンジン１０の運転状態が同じ状態の場合におけるＨＣ濃度を検出することにより、ＨＣ濃度の変化を検出することができるので、エンジン１０の運転状態が同じ状態の場合におけるＨＣ濃度を検出することにより、バイオ燃料の酸化劣化を判定することができる。
【０１０４】
また、バイオ燃料の酸化劣化を判定することを目的として、排気ガス中のＨＣ濃度を検出する場合には、比較的低負荷の運転領域など、ＨＣの濃度が安定して高い運転領域が好ましい。このため、バイオ燃料の酸化劣化を判定することを目的としてＨＣ濃度を測定する場合には、例えばアイドリング時のように、エンジン１０の負荷が低い運転状態の場合に測定し、アイドル状態になる度にＨＣ濃度を測定する。
【０１０５】
即ち、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１でＮＯｘ濃度を測定する場合と同様に、車速が０ｋｍ／ｈになる場合におけるエンジン１０の運転領域を、排気ガス中のＨＣ濃度の測定を行う所定の領域であるＨＣ濃度測定運転領域とし、この状態におけるＨＣ濃度をＨＣセンサ１２５で検出し、ＨＣ濃度取得部１３１で取得する。このため、ＨＣ濃度取得部１３１は、エンジン１０の運転領域がＨＣ濃度測定運転領域になる度に取得するので、ＨＣ濃度はＨＣ濃度取得部１３１で複数回取得する。
【０１０６】
このように、ＨＣ濃度測定運転領域は、ＨＣ濃度の測定を行う領域となっているが、ＨＣ濃度は、バイオ燃料の劣化を判定する際に用いる成分の濃度である劣化検出排気成分濃度として用いられている。このため、実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０では、ＨＣ濃度測定運転領域は、エンジン１０の運転領域が劣化検出排気成分濃度の測定や監視を行う所定の領域である劣化検出排気成分濃度測定運転領域として設定される。
【０１０７】
ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度に基づいてバイオ燃料の酸化劣化を判定する場合には、取得したＨＣ濃度が、所定以上低下した場合に、バイオ燃料は酸化劣化したと判定する。ＥＣＵ１３０の処理部８１が有するＨＣ濃度判定部１３２で、バイオ燃料は酸化劣化したか否かの判定を行う場合には、ＨＣ濃度取得部１３１で複数回取得したＨＣ濃度が、それぞれＨＣ濃度判定部１３２に伝達される。
【０１０８】
ＨＣ濃度判定部１３２では、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度が、バイオ燃料の劣化を判定する場合におけるＨＣ濃度の基準値であるＨＣ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する。このＨＣ基準濃度は、バイオ燃料の劣化を判定する場合における劣化検出排気成分濃度の基準値である劣化検出成分基準濃度として設定されており、ＨＣ濃度判定部１３２は、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度が、このように設定されるＨＣ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する。
【０１０９】
また、ＨＣ基準濃度は、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１で用いられるＮＯｘ基準濃度と同様に、燃料タンク３５に給油を行った直後の排気ガス中のＨＣ濃度になっており、燃料タンク３５に給油を行う度に、給油直後の排気ガス中のＨＣ濃度をＨＣ基準濃度として、ＥＣＵ１３０の記憶部１００に記憶しておく。
【０１１０】
ＨＣ濃度判定部１３２で、ＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを判定する場合には、ＨＣ基準濃度に対する、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度の割合が、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値よりも小さい場合に、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下していると判定する。この判定により、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度が、ＨＣ基準濃度に対して判定基準値よりも小さい場合には、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下しており、バイオ燃料は酸化劣化していると判定する。
【０１１１】
ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下し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、ＥＣＵ１３０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。即ち、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１と同様に、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。
【０１１２】
図８は、実施例２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２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０の制御方法、即ち、当該バイオ燃料劣化判定装置１２０の処理手順について説明する。実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０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ＳＴ２０１）。この判定は、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有する燃料交換判定部９３で行う。この燃料交換判定部９３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、ＥＣＵ１３０の記憶部１００に記憶する。
【０１１３】
燃料交換判定部９３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、燃料交換判定部９３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ＥＣＵ１３０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ＳＴ２０６に向かう。
【０１１４】
燃料交換判定部９３での判定（ステップＳＴ２０１）により、燃料を給油したと判定された場合には、次に、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有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、運転者への警告表示をＯＦＦにする（ステップＳＴ２０２）。
【０１１５】
次に、エンジン１０の運転領域は、ＨＣ濃度測定運転領域であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０３）。このＨＣ濃度測定運転領域であるか否かの判定は、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有する運転領域判定部９０で行う。ＨＣ濃度測定運転領域であるか否かの判定を運転領域判定部９０で行う場合には、車両を制御する場合において他の制御で用いる走行中の車両の走行状態やエンジン１０の運転状態を運転領域判定部９０で取得し、エンジン１０の運転領域がＨＣ濃度測定運転領域であるか否かを判定する。
【０１１６】
例えば、上述したように車速が０ｋｍ／ｈになる場合におけるエンジン１０の運転領域をＨＣ濃度測定運転領域とする場合には、０ｋｍ／ｈを予めＥＣＵ１３０の記憶部１００に記憶しておき、運転領域判定部９０は、取得した運転状態の車速が０ｋｍ／ｈである場合に、現在の運転領域はＨＣ濃度測定運転領域であると判定する。この判定により、エンジン１０の運転領域はＨＣ濃度測定運転領域ではないと判定した場合には、この処理手順から抜け出る。
【０１１７】
運転領域判定部９０での判定（ステップＳＴ２０３）により、エンジン１０の運転領域はＨＣ濃度測定運転領域であると判定した場合には、次に、ＨＣ濃度の初期値Ａを測定し、記憶する（ステップＳＴ２０４）。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ＨＣ基準濃度Ａは燃料タンク３５に燃料の給油を行った直後の排気ガス中のＨＣ濃度であるため、燃料タンク３５に燃料を給油したと判定され、且つ、エンジン１０の運転領域がＨＣ濃度測定運転領域であると判定された場合には、この状態の排気ガス中のＨＣ濃度を、給油直後のＨＣ濃度の初期値ＡとしてＨＣセンサ１２５によって測定して測定した結果をＨＣ濃度取得部１３１で取得し、ＥＣＵ１３０の記憶部１００に記憶する。このように記憶した初期値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ＨＣ基準濃度Ａとして用いられる。
【０１１８】
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ＳＴ２０５）。この判定は、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有する経過時間判定部１３６で行う。経過時間判定部１３６は、初期値ＡをＨＣセンサ１２５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が経過したか否かを判定する。この計測時間は、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。計測時間の設定は、バイオ燃料濃度センサ３８で検出した燃料タンク３５に貯留されている燃料中のバイオ燃料の濃度を、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有する計測時間設定部１３５で取得し、取得したバイオ燃料の濃度に応じて計測時間設定部１３５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が短時間になるように設定する。
【０１１９】
なお、バイオ燃料の濃度は、バイオ燃料濃度センサ３８による検出結果以外によって取得してもよく、例えば、空燃比センサ５２により検出したある規定領域での空燃比の差、または、燃料の粘度・温度等の計測から、燃料中のバイオ燃料の濃度を推定してもよい。計測時間設定部１３５は、これらによりバイオ燃料の濃度を取得し、取得したバイオ燃料の濃度に基づいて設定した計測時間を記憶部１００に記憶する。経過時間判定部１３６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。
【０１２０】
経過時間判定部１３６での判定（ステップＳＴ２０５）により、初期値Ａの測定後、計測時間以上経過したと判定された場合には、次に、エンジン１０の運転領域は、ＨＣ濃度測定運転領域であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０６）。このＨＣ濃度測定運転領域であるか否かの判定は、ステップＳＴ２０３での判定と同様に運転領域判定部９０で行い、運転領域判定部９０によってステップＳＴ２０３での判定方法と同様の方法で行う。この判定により、エンジン１０の運転領域はＨＣ濃度測定運転領域ではないと判定した場合には、この処理手順から抜け出る。
【０１２１】
運転領域判定部９０での判定（ステップＳＴ２０６）により、エンジン１０の運転領域はＨＣ濃度測定運転領域であると判定された場合には、次に、ＨＣ濃度の現状値Ｂを測定する（ステップＳＴ２０７）。つまり、現在のエンジン１０の運転領域がＨＣ濃度測定運転領域であると判定された場合には、この状態の排気ガス中のＨＣ濃度をＨＣセンサ１２５によって測定し、測定した結果をＨＣ濃度の現状値ＢとしてＨＣ濃度取得部１３１で取得する。
【０１２２】
次に、（現状値Ｂ／初期値Ａ）＜判定基準値Ｃであるか否かを判定する（ステップＳＴ２０８）。この判定は、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度に基づいて、ＥＣＵ１３０の処理部８１が有するＨＣ濃度判定部１３２で行う。ＨＣ濃度判定部１３２は、この判定を行う際にはＥＣＵ１３０の記憶部１００に記憶されている初期値Ａに対する現状値Ｂの割合を算出し、算出した値が、燃料が劣化したか否かの判定の基準となる判定基準値Ｃより小さいか否かを判定する。即ち、判定基準値Ｃは、ＨＣ濃度が低下した割合の閾値となっており、排気ガス中のＨＣ濃度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ＥＣＵ１３０の記憶部１００に記憶されている。この判定基準値Ｃは、ＨＣ濃度が低下した割合の閾値となっているため、１未満の値になっており、例えば、０．８程度の値が判定基準値Ｃとして予め設定されている。
【０１２３】
このように、ＨＣ濃度判定部１３２は、エンジン１０の運転領域はＨＣ濃度測定運転領域であると運転領域判定部９０で判定した場合に、初期値Ａに対する現状値Ｂの割合が、判定基準値Ｃより小さいか否かを判定する。ＨＣ濃度判定部１３２は、初期値Ａに対する現状値Ｂの割合と判定基準値Ｃとを比較し、初期値Ａに対する現状値Ｂの割合が、判定基準値Ｃより小さい場合には、現状値ＢであるＨＣ濃度取得部１３１で取得した排気ガス中のＨＣ濃度が、初期値ＡであるＨＣ基準濃度に対して所定以上低下していると判定する。ＨＣ濃度判定部１３２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。
【０１２４】
ＨＣ濃度判定部１３２での判定（ステップＳＴ２０８）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ＳＴ２０９）。この警告表示は、表示装置７５を、ＥＣＵ１３０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、ＨＣ濃度判定部１３２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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
以上のバイオ燃料劣化判定装置１２０は、劣化検出排気成分濃度としてＨＣ濃度を用いているため、より確実にバイオ燃料の劣化を判定することができる。バイオ燃料が酸化劣化した場合について説明すると、バイオ燃料が酸化劣化した場合には、劣化の進行に伴って燃料中の酸素濃度が増加するが、酸化劣化して酸素濃度が増加したバイオ燃料をエンジン１０で燃焼させた場合、燃焼後の排気ガス中のＨＣやＣＯが減少する傾向にある。このため、バイオ燃料が含まれる燃料で運転をするエンジン１０から排出される排気ガス中のＨＣやＣＯの濃度が低下した場合には、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、劣化検出排気成分濃度として、ＨＣ濃度を用いることにより、より確実にバイオ燃料の劣化を判定することができる。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。
【０１２７】
また、ＨＣ濃度判定部１３２で、ＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かの判定を行う際に、ＨＣ基準濃度に対する、ＨＣ濃度取得部１３１で取得したＨＣ濃度の割合が、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値よりも小さい場合に、ＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下していると判定している。詳しくは、ＨＣ基準濃度を初期値Ａとし、ＨＣ濃度取得部１３１で取得した現在のＨＣ濃度を現状値Ｂとし、判定基準値を判定基準値Ｃとした場合において、初期値Ａに対する現状値Ｂの割合が判定基準値Ｃよりも小さい場合、即ち、（現状値Ｂ／初期値Ａ）＜判定基準値Ｃを満たした場合に、ＨＣ濃度はＨＣ基準濃度に対して所定以上低下していると判定している。このように、ＨＣ濃度を判定する際に、判定基準値と比較して判定することにより、ＨＣ濃度が所定以上低下したか否かを、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。
【実施例３】
【０１２８】
実施例３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０は、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１と略同様の構成であるが、ＥＣＵ１６０に、メイン燃料インジェクタ２１による燃料の供給効率を向上させることができる燃料供給効率向上制御部１６１を備え、燃料劣化時制御として表示装置７５の警告表示をＯＮにする以外に、燃料の供給効率を向上させている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図９は、実施例３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３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０は、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１と同様にエンジン１０に備えられている。この実施例３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０には、リターン通路３３とメイン燃料通路３０との間に双方を接続する通路である再供給燃料通路１５０を設けられており、再供給燃料通路１５０には、当該再供給燃料通路１５０を開閉する再供給燃料バルブ１５１を設けられている。この再供給燃料バルブ１５１は、ＥＣＵ１６０に接続され、ＥＣＵ１６０によって制御可能になっている。
【０１２９】
図１０は、図９に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。実施例３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０が有するＥＣＵ１６０では、燃料劣化時制御部９１は、燃料劣化伝達部９２と燃料交換判定部９３との他に、さらに、燃料劣化時制御時に、エンジン１０に対して燃料を供給可能なメイン燃料インジェクタ２１による燃料の供給効率を向上させることができる燃料供給効率向上制御手段である燃料供給効率向上制御部１６１を備えている。
【０１３０】
この実施例３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０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３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０が備えられるエンジン１０は、実施例１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と同様に、バイオ混合軽油によって運転可能になっており、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。
【０１３１】
この実施例３に係るバイオ燃料劣化判定装置１４０では、実施例１に係るバイオ燃料劣化判定装置１と同様に、劣化検出排気成分濃度としてＮＯｘ濃度が用いられており、バイオ燃料が酸化劣化しているか否かを、ＮＯｘ濃度に基づいて判定する。この判定をする際には、ＮＯｘセンサ５０で検出したＮＯｘ濃度をＥＣＵ１６０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度取得部８８で取得し、取得したＮＯｘ濃度がＮＯｘ基準濃度に対して所定以上低下しているか否かを、ＥＣＵ１６０の処理部８１が有するＮＯｘ濃度判定部８９で判定する。
【０１３２】
ＮＯｘ濃度判定部８９では、この判定を行う際に、（ＮＯｘ基準濃度Ａ−取得したＮＯｘ濃度Ｘ）＞判定基準差ＸＬであるか否かを判定する。この判定により、Ａ−Ｘ＞ＸＬではないと判定された場合、つまり、バイオ燃料は劣化していないと判定された場合には、燃料供給効率向上制御部１６１は、再供給燃料バルブ１５１を閉じる制御を行う。これにより、コモンレール２５に供給された燃料のうち、メイン燃料インジェクタ２１で噴射されなかった燃料である余剰燃料は、リターン通路３３から再供給燃料通路１５０を通ってメイン燃料通路３０には流入せずに、リターン通路３３を通って燃料タンク３５に流れる。
【０１３３】
これに対し、ＮＯｘ濃度判定部８９による判定で、Ａ−Ｘ＞ＸＬであると判定された場合、つまり、バイオ燃料は劣化していると判定された場合には、燃料劣化時制御部９１で行う燃料劣化時制御として、燃料供給効率向上制御部１６１で再供給燃料バルブ１５１を制御して再供給燃料バルブ１５１を開く。これにより、コモンレール２５からリターン通路３３に流れた余剰燃料は、燃料タンク３５の方向と再供給燃料通路１５０とに流れる。このうち、再供給燃料通路１５０に流れた燃料は、メイン燃料通路３０に流入し、再びサプライポンプ２６によってコモンレール２５に供給され、メイン燃料インジェクタ２１によって噴射される。
【０１３４】
ここで、コモンレール２５はエンジン１０の燃焼室１１の近傍に設けられているため、エンジン１０の運転時には燃焼室１１から伝達される熱や放射される熱によって温度が上昇し、コモンレール２５内を流れる燃料も温度が上昇する。このため、コモンレール２５からリターン通路３３に流れた余剰燃料は、燃料タンク３５内の燃料よりも温度が高くなっており、この燃料が再びメイン燃料通路３０に流入した場合には、メイン燃料通路３０からサプライポンプ２６に流れる燃料が燃料タンク３５内の燃料のみの場合よりも、温度が高くなる。このため、コモンレール２５からリターン通路３３に余剰燃料が流れ、その燃料が再供給燃料通路１５０を通ってサプライポンプ２６に流れ、サプライポンプ２６から再びコモンレール２５に供給された場合には、コモンレール２５内の燃料は、燃料タンク３５内の燃料のみが供給された場合よりも温度が高くなる。燃料劣化時制御として再供給燃料バルブ１５１を開いた場合には、このように温度が高くなった燃料をメイン燃料インジェクタ２１から噴射する。温度が高くなった燃料は、流動性が高くなるため、メイン燃料インジェクタ２１から燃料を噴射する際に噴射し易くなり、燃料の供給効率が高くなる。
【０１３５】
以上のバイオ燃料劣化判定装置１４０は、燃料劣化時制御部９１は、メイン燃料インジェクタ２１による燃料の供給効率を向上させることができる燃料供給効率向上制御部１６１を備えているため、バイオ燃料が劣化した場合における燃料の供給状態の低下を抑制することができる。つまり、酸化劣化したバイオ燃料は粘度と密度が上昇するため、メイン燃料インジェクタ２１で燃料を噴射し難くなるが、燃料劣化時制御時に燃料の供給効率を向上させることにより、バイオ燃料が劣化した場合における燃料の供給状態の低下を抑制することができる。この結果、バイオ燃料が酸化劣化した場合におけるエンジン１０の運転性能を確保することができる。
【０１３６】
また、リターン通路３３とメイン燃料通路３０との間に、再供給燃料バルブ１５１が設けられた再供給燃料通路１５０を配設しているので、燃料劣化時制御時には再供給燃料バルブ１５１を開くことにより、温度が上昇したコモンレール２５内の燃料を再びコモンレール２５に供給し、温度が高くなった状態の燃料をメイン燃料インジェクタ２１で噴射することができる。これにより、流動性が高くなった燃料をメイン燃料インジェクタ２１で噴射することができるので、燃料劣化時制御時における燃料の供給効率を、より確実に向上させることができる。この結果、バイオ燃料が酸化劣化した場合におけるエンジン１０の運転性能を、より確実に確保することができる。
【０１３７】
なお、燃料劣化時制御時にメイン燃料インジェクタ２１から噴射する燃料の温度を上昇させる手法は、コモンレール２５内の燃料を再びコモンレール２５に供給する手法以外でもよい。例えば、メイン燃料インジェクタ２１やコモンレール２５の近傍に、燃料を加熱する加熱手段であるヒータ（図示省略）を設け、燃料劣化時制御時にはヒータで燃料を加熱することにより、メイン燃料インジェクタ２１から噴射する燃料の温度を上昇させてもよい。
【０１３８】
また、燃料劣化時制御時に燃料の供給効率を向上させる手法は、燃料の温度を上昇させる手法以外でもよい。例えば、燃料劣化時制御時には、ＮＯｘ基準濃度Ａに対する、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘの低下分に応じて、メイン燃料インジェクタ２１で燃料を噴射する際の燃圧を変化させてもよい。つまり、燃料劣化時制御時には燃圧を補正し、ＮＯｘ基準濃度Ａに対するＮＯｘ濃度Ｘの低下分が大きくなるに従って燃圧の補正係数を大きくすることにより、ＮＯｘ基準濃度Ａに対するＮＯｘ濃度Ｘの低下分が大きくなるに従って燃圧を高くしてもよい。これにより、バイオ燃料が酸化劣化することにより粘度が高くなった場合でも、燃圧を高くして燃料を噴射することにより、所望の噴射量でメイン燃料インジェクタ２１から燃料を噴射することができ、燃料劣化時制御時における燃料の供給効率を向上させることができる。
【０１３９】
また、燃料劣化時制御時に燃料の供給効率を向上させる手法として、燃料劣化時制御時には、ＮＯｘ基準濃度Ａに対する、ＮＯｘ濃度取得部８８で取得したＮＯｘ濃度Ｘの低下分に応じて、メイン燃料インジェクタ２１で噴射する燃料の指示噴射量を増加させてもよい。つまり、燃料劣化時制御時には燃料の指示噴射量を補正し、ＮＯｘ基準濃度Ａに対するＮＯｘ濃度Ｘの低下分が大きくなるに従って指示噴射量の補正係数を大きくすることにより、ＮＯｘ基準濃度Ａに対するＮＯｘ濃度Ｘの低下分が大きくなるに従って燃料の指示噴射量を増加させてもよい。このように、燃料劣化時制御時に燃料の指示噴射量を増加させることにより、バイオ燃料が酸化劣化することにより粘度が高くなった場合でも、燃料の実際の噴射量を確保できる。これにより、所望の噴射量でメイン燃料インジェクタ２１から燃料を噴射することができ、燃料劣化時制御時における燃料の供給効率を向上させることができる。
【０１４０】
また、これらのように、燃料劣化時制御時に燃料の供給効率を向上させる場合には、メイン燃料インジェクタ２１から噴射する燃料の供給効率を向上させるのみでなく、排気燃料添加インジェクタ２２から噴射する燃料の供給効率も向上させるのが好ましい。燃料劣化時制御時に、排気燃料添加インジェクタ２２から噴射する燃料の供給効率も向上させることにより、バイオ燃料の酸化劣化時でも、排気燃料添加インジェクタ２２から噴射する燃料を所望の噴射量で噴射できるので、バイオ燃料の酸化劣化時におけるＮＳＲ触媒コンバータ６０やＤＰＮＲ触媒コンバータ６１での排気ガスの浄化性能を確保することができる。
【０１４１】
また、上述したバイオ燃料劣化判定装置１、１２０、１４０では、車速が０ｋｍ／ｈになる場合におけるエンジン１０の運転領域をＮＯｘ濃度測定運転領域やＨＣ濃度測定運転領域などの劣化検出排気成分濃度測定運転領域としているが、劣化検出排気成分濃度測定運転領域は複数設定されていてもよい。この場合、ＮＯｘ基準濃度やＨＣ基準濃度などの劣化検出成分基準濃度は、複数の劣化検出排気成分濃度測定運転領域ごとに設定されているのが好ましい。例えば、車速が０ｋｍ／ｈ、３０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈになる場合におけるエンジン１０の運転領域を、それぞれ劣化検出排気成分濃度測定運転領域とし、それぞれの劣化検出排気成分濃度測定運転領域ごとに、独立した劣化検出成分基準濃度を設定してもよい。
【０１４２】
このように劣化検出成分基準濃度を、複数の劣化検出排気成分濃度測定運転領域ごとに設定することにより、バイオ燃料の劣化を判定する際における判定精度を高くすることができる。つまり、排気ガス中のＮＯｘ濃度やＨＣ濃度などの劣化検出排気成分濃度は、エンジン１０の運転領域によって変化するため、劣化検出成分基準濃度を劣化検出排気成分濃度測定運転領域ごとに設定することにより、複数の運転領域で劣化検出成分基準濃度と排気ガス中の劣化検出排気成分濃度とを比較することができる。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。
【０１４３】
また、上述したバイオ燃料劣化判定装置１、１２０、１４０では、燃料の給油が完了した際に、燃料タンク３５内の燃料の交換が完了したと判定しているが、燃料の交換が完了したことの判定は、燃料が消費された場合や、燃料タンク３５内の燃料が抜き取られた場合なども、燃料の交換が完了したと判定してもよい。
【０１４４】
また、上述したバイオ燃料劣化判定装置１、１２０、１４０では、燃料タンク３５内に燃料を給油することにより燃料の交換が完了したと判定した場合に、表示装置７５の警告表示をＯＦＦにしているが、燃料の交換が完了したことの判定は、給油等を行うことにより運転者が判定し、運転者が表示装置７５の警告表示をＯＦＦにしてもよい。
【０１４５】
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、１２０、１４０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燃料が劣化していることを伝達してもよい。
【０１４６】
また、実施例１及び実施例３に係るバイオ燃料劣化判定装置１、１４０では、劣化検出排気成分濃度としてＮＯｘ濃度を用いており、実施例２に係るバイオ燃料劣化判定装置１２０では、劣化検出排気成分濃度としてＨＣ濃度を用いているが、劣化検出排気成分濃度は、これ以外の排気成分を用いてもよい。例えば、排気ガスに含まれるＣＯの濃度であるＣＯ濃度を劣化検出排気成分濃度として用いてもよい。バイオ燃料を含有する燃料でエンジン１０を運転する場合においてバイオ燃料が酸化劣化した場合、排気ガス中の濃度が低下するのはＮＯｘやＨＣのみでなく、ＣＯも濃度が低下するので、ＣＯ濃度も劣化検出排気成分濃度として用いることができる。
【０１４７】
この場合、ＮＯｘセンサ５０やＨＣセンサ１２５の代わりにＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度検出手段であるＣＯセンサ（図示省略）、劣化検出成分濃度取得手段であるＮＯｘ濃度取得部８８やＨＣ濃度取得部１３１の代わりにＣＯ濃度取得部（図示省略）、劣化検出成分濃度判定手段であるＮＯｘ濃度判定部８９やＨＣ濃度判定部１３２の代わりにＣＯ濃度判定部（図示省略）を設け、ＣＯ濃度に基づいて、バイオ燃料の酸化劣化を判定する。これらのように、劣化検出排気成分濃度としてはＣＯ濃度を用いてもよく、また、劣化検出排気成分濃度としてＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及びＣＯ濃度を併用してもよい。劣化検出排気成分濃度は、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エンジン１０から排出される排気ガス中の排気成分のうち、バイオ燃料の劣化に応じて増減することによりバイオ燃料の劣化を検出できる排気成分の濃度であればよく、劣化検出排気成分濃度としては、他には例えば排気ガス中の水分を用いてもよい。また、劣化検出排気成分濃度には、ＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度及びＣＯ濃度のうち、少なくともいずれか１つが含まれているのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
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】
【０１４９】
【図１】実施例１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】ＮＯｘ濃度測定運転領域についての説明図である。
【図４】バイオ燃料の酸化劣化の判定基準についての説明図である。
【図５】実施例１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。
【図６】実施例２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７】図６に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。
【図８】実施例２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。
【図９】実施例３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１０】図９に示すバイオ燃料劣化判定装置の要部構成図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１、１２０、１４０  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
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
４６  スロットルバルブ
４７  エアフロメータ
５０  ＮＯｘセンサ
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、１３０、１６０  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  ＮＯｘ濃度取得部
８９  ＮＯｘ濃度判定部
９０  運転領域判定部
９１  燃料劣化時制御部
９２  燃料劣化伝達部
９３  燃料交換判定部
９５  燃料劣化時制御状態判定部
１００  記憶部
１０１  入出力部
１２５  ＨＣセンサ
１３１  ＨＣ濃度取得部
１３２  ＨＣ濃度判定部
１３５  計測時間設定部
１３６  経過時間判定部
１５０  再供給燃料通路
１５１  再供給燃料バルブ
１６１  燃料供給効率向上制御部
【図１】
2009228636.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】
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【図７】
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【図８】
2009228636.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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