JP2009079978A - 内燃機関の燃料劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、内燃機関の燃料劣化検出装置に関し、バイオ燃料の劣化を精度良く検出することを目的とする。
【解決手段】内燃機関１０に供給するためのバイオ燃料を貯留した燃料タンク１２に、バイオ燃料の光透過率を検出する光透過率センサ２２を設ける。ＥＣＵ１４は、光透過率センサ２２により検出される光透過率を定期的に取得し、前回取得値に対する変化量を算出する。更に、その変化量を積算することにより、バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃料劣化検出装置に関する。

特開２０００−１３０２４０号公報には、波長の異なる少なくとも２種の単色光光源を用い、各単色光光源における光吸収の損失差に基づいて、エンジンの潤滑油の劣化度を診断する技術が開示されている。

特開２０００−１３０２４０号公報 特開平１０−３０５５１７号公報 特開２００４−１９７０５８号公報 特開２００４−１４１１３４号公報

近年、バイオマスから生産される燃料を含むバイオ燃料を自動車用エンジンの代替燃料として用いる動きが広まっている。バイオ燃料は、不飽和結合を有する物質を含んでいるため、従来の燃料と比べ、酸化され易い性質がある。バイオ燃料の酸化劣化が進行すると、酸が生成されるので、燃料系の金属部品等を腐食させるなどのおそれがある。また、バイオ燃料は、酸素などを介して重合を起こすこともある。重合が生ずると、燃料の粘度が高くなるので、燃料噴射制御の適正な実行に悪影響を及ぼすおそれがある。

車両を長期間稼動させなかったような場合や、毎日の走行距離が極めて短く、長期間給油されなかったような場合には、燃料タンク内にバイオ燃料が長期間貯留されるので、劣化が進行し、上記のような悪影響が発生するおそれがある。このため、バイオ燃料を用いる車両においては、バイオ燃料の劣化を自動的に検知して、上記のような悪影響を確実に回避することが望まれる。しかしながら、従来、バイオ燃料の劣化を精度良く検出する技術は確立されていない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バイオ燃料の劣化を精度良く検出することのできる内燃機関の燃料劣化検出装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料劣化検出装置であって、
内燃機関にバイオ燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料供給手段に蓄えられているバイオ燃料の光透過率を検出する検出手段と、
前記光透過率を定期的に取得し、その取得値の前回取得値に対する変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量を積算することにより、前記バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出する劣化指標値算出手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、内燃機関の燃料劣化検出装置であって、
内燃機関にバイオ燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料供給手段に蓄えられているバイオ燃料の色の指標となる色指標値を検出する検出手段と、
前記色指標値を定期的に取得し、その取得値の前回取得値に対する変化量を算出する変化量算出手段と、
前記変化量を積算することにより、前記バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出する劣化指標値算出手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記劣化指標値算出手段は、前記変化量の絶対値を積算して劣化指標値を算出することを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記バイオ燃料は、経時劣化に伴って、前記検出手段の検出値が増加する期間と前記検出値が減少する期間とを少なくとも１回ずつ示す経時変化特性を有するものであることを特徴とする。

また、第５の発明は、第４の発明において、
前記変化量算出手段は、前記経時変化特性における前記検出値の増減周期より短い間隔で前記検出値を取得することを特徴とする。

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記劣化指標値が所定値を超えた場合に、前記バイオ燃料が劣化したものと判定する燃料劣化判定手段と、
前記バイオ燃料が劣化したものと判定された場合に、運転者に対し警告を発する警告手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記劣化指標値に応じて、燃料噴射圧力を通常時より高くする制御と、燃料噴射量指示値を通常時より大きくする制御と、前記内燃機関に供給される燃料を加熱する制御との少なくとも一つを実行する燃焼状態補償手段を備えることを特徴とする。

また、第８の発明は、第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記劣化指標値算出手段は、
前記変化量が所定値より小さい場合に、当該変化量が測定ばらつきに起因するものであるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記変化量が測定ばらつきに起因するものではないと判定された場合には、前記変化量を前記劣化指標値に加算し、前記変化量が測定ばらつきに起因するものであると判定された場合には、前記変化量を前記劣化指標値に加算しないようにする加算選択手段と、
を含むことを特徴とする。

第１の発明によれば、バイオ燃料の光透過率を定期的に取得し、その取得値の前回取得値に対する変化量を積算することによって、バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出することができる。バイオ燃料は、劣化する過程で、例えば過酸化物、酸化物、重合物などが生成し、それらの割合が徐々に変化することにより、色の変化を呈し、その色変化によって光透過率も変化する。第１の発明によれば、バイオ燃料の劣化を示す色の変化に沿って劣化指標値を増大させていくことができるので、バイオ燃料の劣化度合いを高精度に判定することができる。

第２の発明によれば、バイオ燃料の色の指標となる色指標値を定期的に取得し、その取得値の前回取得値に対する変化量を積算することによって、バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出することができる。バイオ燃料は、劣化する過程で、例えば過酸化物、酸化物、重合物などが生成し、それらの割合が徐々に変化することにより、色の変化を呈する。第１の発明によれば、バイオ燃料の劣化を示す色の変化に沿って劣化指標値を増大させていくことができるので、バイオ燃料の劣化度合いを高精度に判定することができる。

第３の発明によれば、バイオ燃料の光透過率あるいは色指標値の変化量の絶対値を積算して劣化指標値を算出することができる。バイオ燃料の劣化過程では、例えば過酸化物、酸化物、重合物などの生成物の割合が複雑に増減することにより、光透過率あるいは色指標値が単調に変化せず、複雑な変化（増減）を呈する場合がある。第３の発明によれば、光透過率あるいは色指標値の変化方向が何れの方向であってもその変化量を劣化指標値に算入することができるので、上記のような場合であっても、バイオ燃料の劣化度合いを高精度に判定することができる。

第４の発明によれば、経時劣化に伴って、光透過率あるいは色指標値が増加する期間と、光透過率あるいは色指標値が減少する期間とを少なくとも１回ずつ示す経時変化特性を有するバイオ燃料が使用されている場合において、その劣化度合いを高精度に判定することができる。

第５の発明によれば、バイオ燃料の経時変化特性における光透過率あるいは色指標値の増減周期より短い間隔で光透過率あるいは色指標値を取得して、劣化指標値を算出することができる。このため、バイオ燃料の色変化を適切に捉えることができ、その劣化度合いをより高精度に判定することができる。

第６の発明によれば、バイオ燃料が劣化したものと判定された場合に、運転者に対し警告を発することができる。このため、燃料の交換等の対策を講ずることを運転者に確実に促すことができるので、燃料系部品等がダメージを受けることを回避し、燃料系部品を確実に保護することができる。

第７の発明によれば、バイオ燃料の劣化指標値に応じて、燃料噴射圧力を通常時より高くする制御と、燃料噴射量指示値を通常時より大きくする制御と、内燃機関に供給される燃料を加熱する制御との少なくとも一つを実行することができる。バイオ燃料は、劣化すると、粘度が上昇する性質がある。粘度が高くなると、燃料インジェクタから燃料を噴射しにくくなるため、噴射量が低下したり、噴霧が悪化したりするおそれがある。第７の発明によれば、上記の制御を実施することにより、噴射量の低下や噴霧の悪化による燃焼状態の悪化をより確実に回避することができる。

第８の発明によれば、光透過率あるいは色指標値の変化量が所定値より小さい場合に、その変化量が測定ばらつきに起因するものであるか否かを判別し、測定ばらつきに起因するものであると判定された場合には、その変化量を劣化指標値に加算しないようにすることができる。このため、光透過率あるいは色指標値の測定値にばらつきが含まれる場合であっても、劣化指標値をより適切に算出することができる。よって、バイオ燃料の劣化をより高い精度で判定することができる。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、車両に搭載された内燃機関１０と、燃料タンク１２と、内燃機関１０を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)１４とを備えている。本実施形態では、内燃機関１０は、ディーゼルエンジンであるものとする。

内燃機関１０は、バイオ燃料を用いて運転可能なものである。なお、本発明におけるバイオ燃料は、バイオマスから生産されるバイオマス由来燃料１００％の燃料でも、バイオマス由来燃料とその他の燃料との混合燃料でも、何れでもよい。

燃料タンク１２内のバイオ燃料は、燃料パイプ１６を通り、燃料ポンプ１８によって加圧された上で、内燃機関１０に供給される。内燃機関１０に供給されたバイオ燃料は、各気筒に設けられた燃料インジェクタ（図示せず）によって筒内に噴射される。内燃機関１０に供給されたバイオ燃料の一部は、燃料リターンパイプ２０を通って燃料タンク１２に戻される。

燃料タンク１２には、燃料タンク１２内のバイオ燃料の光透過率（光透過損失）を検出可能な光透過率センサ２２が設置されている。本実施形態では、光透過率センサ２２は、可視光（白色光）を発する光源と、その光源から発せられた光をバイオ燃料に照射する導光部材と、バイオ燃料を透過した光を受光して光電変換するセンサ素子とを有し、可視光に対するバイオ燃料の光透過率を検出可能に構成されている。また、光透過率センサ２２の設置箇所は、燃料タンク１２に限定されるものではなく、例えば燃料パイプ１６の途中などに設置してもよい。

燃料ポンプ１８、燃料インジェクタ等の各種アクチュエータや、光透過率センサ２２等の各種センサは、ＥＣＵ１４と電気的に接続されている。更に、ＥＣＵ１４には、運転席のインストルメントパネル２４内の表示装置が電気的に接続されている。

［実施の形態１の特徴］
バイオ燃料には、不飽和結合（二重結合）を有する物質が含まれている。それらの物質は、酸化反応や重合反応などを起こし易い。バイオ燃料では、そのような酸化反応や重合反応などの進行に伴って、過酸化物、酸化物、重合物などが生成されていき、燃料性状の劣化を呈する。本発明者らの知見によれば、それらの過酸化物、酸化物、重合物などにはそれぞれ固有の色がある。このため、バイオ燃料は、酸化反応や重合反応などの進行に伴って、色（透過光の色）の変化を呈する。

例えば、菜種油から作られる脂肪酸メチルエステル燃料（以下「ＲＭＥ燃料」という）の場合、本発明者の知見によれば、酸化反応に進行に伴って、次のような色の変化を呈する。
黄色 → 薄い黄色 → 濃い黄色

上述したＲＭＥ燃料の色の変化は、次のような現象に起因するものであると考えられる。バイオ燃料のような物質の酸化は、一般に、次のような過程を経て進行する。
原物質 → 過酸化物 → 酸化物（酸）

図２は、上記のような過程を経て進行するバイオ燃料の酸化に伴う物質組成割合の変化を示す図である。図２に示すように、時間の経過に伴って酸化が進行すると、まず、原物質が過酸化物へと変化するので、原物質の割合が減少し、過酸化物の割合が増加する。更に時間が経過すると、過酸化物が酸化物へと変化するので、過酸化物の割合が減少し、酸化物の割合が増加する。

上記ＲＭＥ燃料の場合には、原物質、過酸化物、酸化物の各物質の色がそれぞれ黄色、薄い黄色、濃い黄色であるために、上述したような色の変化を呈するものと考えられる。すなわち、新品時には、原物質の割合が高いために黄色を呈し、過酸化物の割合が増えるに従って薄い黄色へ変化し、更に、酸化物の割合が増えるに従って濃い黄色へ変化するものと考えられる。

以上述べたように、バイオ燃料では、劣化の原因となる酸化反応や重合反応などの進行に伴って、色が変化する。そこで、バイオ燃料の色の変化を光学式センサなどを用いて検知することにより、バイオ燃料の劣化を検出することが考えられる。

図３は、横軸に時間、縦軸にバイオ燃料の色の濃さ（光透過率）をとったグラフを示す図である。本実施形態のシステムでは、燃料タンク１２内のバイオ燃料の色の濃さを光透過率センサ２２により検出することができる。すなわち、バイオ燃料の色が濃いほど、バイオ燃料の光透過率Ｘが低くなり、バイオ燃料の色が薄いほど、バイオ燃料の光透過率Ｘが高くなる。

上述したＲＭＥ燃料などおいては、図３に示すように、新品時（図３中の点Ａ）から酸化が進行すると、まず、色が薄くなる方向に変化する（図３中の点Ｂ）。その後、色が濃くなる方向へ変化し、新品時よりも濃い色を呈する（図３中の点Ｃ）。本実施形態では、図３中の点Ｃまで酸化が進行すると、バイオ燃料が許容限度を超えて劣化したものと判定し、運転者に警告する。

図３に示すような場合、バイオ燃料の光透過率Ｘは、新品時の初期値Ｘ_Aから、まず増大方向へ変化していき、点Ｂで最大値Ｘ_Bをとる。その後、バイオ燃料の光透過率Ｘは、減少方向へ変化していき、やがては初期値Ｘ_Aよりも小さい値（例えばＸ_C）をとる。バイオ燃料の光透過率Ｘがこのような変化を辿るため、光透過率センサ２２で検出される光透過率Ｘの値そのものを判断の基礎としていては、バイオ燃料の劣化度合いを正確に判定することはできない。例えば、図３中の点Ａ’は、劣化判定される点Ｃに近く、かなり劣化の進行した状態であるにもかかわらず、バイオ燃料の光透過率Ｘは、新品時の初期値Ｘ_Aとほぼ同じ値を示す。このため、光透過率センサ２２で検出される光透過率Ｘの値を判定値（例えば初期値Ｘ_A）と比較しても、バイオ燃料の劣化度合いを正確に判定することはできない。

そこで、本実施形態では、バイオ燃料の光透過率Ｘを定期的に取得し、その変化量（前回取得値との差の絶対値）を積算することによって、バイオ燃料の劣化の指標となる劣化度Ｙを算出することとした。図４は、劣化度Ｙの算出方法を説明するための図である。図４に示すように、本実施形態では、光透過率センサ２２でバイオ燃料の光透過率Ｘを所定の測色周期Ｔ毎（以下の説明では７日に一度とする。すなわち、測色周期Ｔ＝７日）に取得する。この測色周期Ｔは、バイオ燃料の色変化周期Ｐよりも十分に短い期間に設定することが好ましい。図４に示す例では、初期状態から、バイオ燃料の色が一旦薄くなり、再度濃くなるまでの期間が色変化周期Ｐに相当する。

劣化度Ｙは、新たに取得された光透過率Ｘ_tと、１測色周期前（７日前）に取得された光透過率Ｘ_t-7との差の絶対値を積算した値として、算出される。すなわち、劣化度Ｙは、次式により算出される。
Ｙ＝Σ｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜ ・・・（１）

上記（１）式に基づいて算出される劣化度Ｙ（図４中の斜線部の面積）は、バイオ燃料の経時劣化が進行するにつれて大きくなっていく。そして、バイオ燃料の劣化が、運転者に警告すべき点Ｃまで進行すると、ある値Ｙ_Lに到達する。そこで、この値Ｙ_Lをしきい値とし、バイオ燃料の劣化度Ｙとしきい値Ｙ_Lを比較することにより、バイオ燃料の劣化を正確に判定することができる。

［実施の形態１における具体的処理］
図５は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ１４が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、車両のイグニションスイッチがオンされたときに実行されるものとする。図５に示すルーチンによれば、まず、燃料タンク１２内のバイオ燃料の劣化度Ｙの値が読み込まれ、その劣化度Ｙと、劣化度の所定のしきい値Ｙ_Lとが比較される（ステップ１００）。

劣化度Ｙは、ＥＣＵ１４により、光透過率センサ２２で検出される光透過率Ｘが７日毎に取得され、上記（１）式に基づいて算出されているものとする。なお、ＥＣＵ１４は、燃料タンク１２にバイオ燃料が給油されたことが検知された場合には、劣化度Ｙをリセットするとともに、新たに給油されたバイオ燃料の光透過率の初期値Ｘ₀を計測するものとする。給油がなされたかどうかを検知する方法は、特に限定されないが、例えば、燃料タンク１２の残量計に基づいて検知することができる。

上記ステップ１００において、劣化度Ｙがしきい値Ｙ_L以下である場合には、燃料タンク１２中のバイオ燃料の劣化度合いは許容限度内であると判断できる。

一方、上記ステップ１００において、劣化度Ｙがしきい値Ｙ_Lを超えている場合には、燃料タンク１２中のバイオ燃料の劣化度合いは許容限度を超えていると判断できる。この場合には、運転者に対し、何らかの措置（例えば、燃料を給油することによって残燃料を希釈すること、残燃料をなるべく早期に消費すること、燃料タンク１２内の残燃料を抜き取って新しい燃料に交換すること等）を促すような警告表示がインストルメントパネル２４の所定の表示部に表示される（ステップ１０２）。これにより、劣化したバイオ燃料が内燃機関１０に供給されることを回避することができ、燃料系部品がダメージを受ける等の弊害の発生を防止することができる。

ところで、バイオ燃料は、劣化が進行するにつれて、重合などによる粘度上昇を呈する場合がある。バイオ燃料の粘度が上昇すると、燃料インジェクタが噴射しにくくなるため、噴射量が低下したり、噴霧が悪化したりするおそれがある。劣化度Ｙがしきい値Ｙ_Lを超えたバイオ燃料については、使用しないことが望ましいが、本実施形態では、燃料を交換するまでの応急処置として、あるいは劣化度Ｙがしきい値Ｙ_L付近まで上昇した場合におけるエンジン性能低下を防止するために、以下に説明するような燃焼状態補償制御を実施することとしてもよい。

（１）燃料噴射圧力増大制御
本制御は、算出された劣化度Ｙに応じて、指示噴射圧力に燃圧補正係数を乗ずることにより、燃料噴射圧力が増大するように燃料ポンプ１８等を制御するものである。図６は、劣化度Ｙに応じて燃圧補正係数を算出するマップの一例を示す図である。このマップによれば、例えば劣化度Ｙが５である場合には、燃圧補正係数として１．１が算出される。よって、この場合には、通常時に燃料噴射圧力が例えば８０ＭＰａとされる運転条件では、燃圧補正係数として１．１を乗じた８８ＭＰａが燃料噴射圧力となるように制御される。このような燃料噴射圧力増大制御によれば、バイオ燃料の劣化度Ｙが大きくなるほど、つまりバイオ燃料の粘度が高くなるほど、燃料噴射圧力を高くするように制御することにより、噴霧の悪化を確実に防止することができるので、燃焼状態が悪化することを回避することができる。

（２）燃料噴射量指示値増大制御
本制御は、算出された劣化度Ｙに応じて、燃料噴射量指示値に噴射量補正係数を乗ずることにより、燃料噴射量指示値を増大させる制御である。図７は、劣化度Ｙに応じて噴射量補正係数を算出するマップの一例を示す図である。このマップによれば、例えば劣化度Ｙが５である場合には、噴射量補正係数として１．１が算出される。よって、この場合には、通常時に燃料噴射量指示値が例えば１０ｍｍ³／ｓｔとされる運転条件では、噴射量補正係数として１．１を乗じた１１ｍｍ³／ｓｔが燃料噴射量指示値とされる。このような燃料噴射量指示値増大制御によれば、バイオ燃料の劣化度Ｙが大きくなるほど、つまりバイオ燃料の粘度が高くなるほど、燃料噴射量指示値が大きくなるように制御することにより、実際の燃料噴射量が低下することを確実に防止することができるので、エンジントルクが低下することを回避することができる。

（３）燃料加熱制御
本制御は、算出された劣化度Ｙが所定の基準値を超えた場合に、内燃機関１０に供給されるバイオ燃料を加熱して温度を上昇させることにより、バイオ燃料の流動性を向上させる制御である。これにより、バイオ燃料の粘度上昇による悪影響を回避することができ、噴霧の悪化を確実に防止することができる。バイオ燃料を加熱する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、燃料パイプ１６や燃料インジェクタ等にヒータを設置する方法や、燃料リターンパイプ２０を通る温度の高い燃料と、燃料パイプ１６を通る燃料とを熱交換させる方法などが挙げられる。

上記（１）〜（３）の燃焼状態補償制御は、何れか一つを実施しても良く、２つ以上を組み合わせて実施しても良い。また、上記（１）〜（３）と同様の制御を排気系燃料添加インジェクタの制御に適用してもよい。

上述した実施の形態１においては、燃料タンク１２、燃料パイプ１６および燃料ポンプ１８が前記第１の発明における「燃料供給手段」に、光透過率センサ２２が前記第１の発明における「検出手段」に、劣化度Ｙが前記第１の発明における「劣化指標値」に、図３に示す特性が前記第４の発明における「経時変化特性」に、図４に示す色変化周期Ｐが前記第５の発明における「検出値の増減周期」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ１４が、バイオ燃料の光透過率Ｘ_tを測色周期Ｔ毎に取得して｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜を算出することにより前記第１の発明における「変化量算出手段」が、上記（１）式に基づいて劣化度Ｙを算出することにより前記第１および第３の発明における「劣化指標値算出手段」が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第６の発明における「燃料劣化判定手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第６の発明における「警告手段」が、上記（１）〜（３）の燃焼状態補償制御の少なくとも一つを実行することにより前記第７の発明における「燃焼状態補償手段」が、それぞれ実現されている。

なお、本実施形態では、バイオ燃料の色の変化を、光透過率センサ２２で検出される可視光の透過率の変化量に基づいて検知することとしたが、本発明におけるバイオ燃料の色変化の検知方法はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明では、バイオ燃料の色指標値（例えば、特定波長における分光透過率、透過光の色相を数値化した値、透過光の彩度を数値化した値、透過光の明度を数値化した値など）を検出する色指標値検出手段（例えば、分光透過率計、色差計、色彩計、分光測色計など）を設け、その色指標値の変化量に基づいてバイオ燃料の色の変化を検知するようにしてもよい。つまり、本発明では、光透過率に代えて、上記色指標値を用いてもよい。

実施の形態２．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成としては、実施の形態１と同じく、図１に示すハードウェア構成を用いることができる。

［実施の形態２の特徴］
本実施形態では、前述した実施の形態１と同様に、バイオ燃料の光透過率Ｘ_tを７日毎に取得し、前回取得値Ｘ_t-7に対する変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜に基づいて、バイオ燃料の劣化度Ｙを算出する。ただし、本実施形態では、次に説明するような規則で劣化度Ｙを算出する。

バイオ燃料の光透過率Ｘ_tの測定値には、測定誤差等によるばらつきが含まれていることがある。よって、光透過率の変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜が極めて小さい場合には、実際のバイオ燃料の色には変化が生じていない可能性もある。このため、｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜が極めて小さい場合にも一律に｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜を劣化度Ｙに加算すると、バイオ燃料の劣化を過剰に評価する場合がある。逆に、｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜が極めて小さい場合に｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜を劣化度Ｙに一律に加算しないこととすると、色の変化速度が緩やかな場合のバイオ燃料の劣化を精度良く検出できない場合がある。

そこで、本実施形態では、光透過率Ｘ_tの過去複数回分の測定値を記憶しておき、｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜が極めて小さい場合には、その過去複数回分の測定値に基づいて光透過率Ｘ_tの変化傾向を判定した上で、｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜を劣化度Ｙに加算すべきかどうかを判定することとした。

図８は、上記の判定方法をより具体的に説明するための図であり、図９は、上記の判定方法に基づいて劣化度Ｙを算出するためにＥＣＵ１４が実行するルーチンのフローチャートである。図９に示すルーチンは、光透過率Ｘ_tが７日間隔で測定される毎に実行される。

図９に示すルーチンによれば、まず、今回の測定値Ｘ_tと前回（７日前）の測定値Ｘ_t-7との差の絶対値｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜がばらつきのしきい値Ｘ_Dより小さいか否かが判別される（ステップ１１０）。ばらつきのしきい値Ｘ_Dは、光透過率Ｘ_tの測定誤差範囲等に基づいて予め設定されている。

上記ステップ１１０の判断が否定された場合、つまり｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜≧Ｘ_Dであると判定された場合には、今回検出された光透過率の変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜は、測定誤差等によるばらつきではなく、バイオ燃料の実際の色変化に基づくものであると判断できる。そこで、この場合には、今回の変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜が劣化度Ｙに加算される（ステップ１１４）。

一方、上記ステップ１１０の判断が肯定された場合、つまり｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜＜Ｘ_Dであると判定された場合には、今回検出された光透過率の変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜は、測定誤差等によるばらつきの可能性があると判断できる。この場合には、次に、今回の測定値Ｘ_tと、前回の測定値Ｘ_t-7と、前々回（１４日前）の測定値Ｘ_t-14とのうちでの最大値ＭＡＸ｛Ｘ_t，Ｘ_t-7，Ｘ_t-14｝と最小値ＭＩＮ｛Ｘ_t，Ｘ_t-7，Ｘ_t-14｝との差がＸ_Dより大きいか否かが判別される（ステップ１１２）。

図８（ａ）は、上記ステップ１１２の判断が否定される場合の例を示している。この図に示すように、３回の測定値のうちの最大値ＭＡＸ｛Ｘ_t，Ｘ_t-7，Ｘ_t-14｝と最小値ＭＩＮ｛Ｘ_t，Ｘ_t-7，Ｘ_t-14｝との差がＸ_D以下である場合には、最近の光透過率Ｘ_tの変動は、ばらつきの範囲内である可能性が高いと判断できる。そこで、この場合には、今回の変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜を劣化度Ｙに加算しないこととされる（ステップ１１６）。

一方、図８（ｂ）は、上記ステップ１１２の判断が肯定される場合の例を示している。この図に示すように、３回の測定値のうちの最大値ＭＡＸ｛Ｘ_t，Ｘ_t-7，Ｘ_t-14｝と最小値ＭＩＮ｛Ｘ_t，Ｘ_t-7，Ｘ_t-14｝との差がＸ_Dを超えている場合には、最近の光透過率Ｘ_tの変動には、一方向に変化している傾向が認められるので、バイオ燃料の色が実際に変化している可能性が高いと判断できる。そこで、この場合には、今回の変化量｜Ｘ_t−Ｘ_t-7｜を劣化度Ｙに加算する（ステップ１１４）。

以上説明した図９に示すルーチンの処理によれば、光透過率の測定値にばらつきが含まれる場合であっても、劣化度Ｙをより適切に算出することができる。よって、バイオ燃料の劣化をより高い精度で判定することができる。

なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、図９に示すルーチンの処理を実行することにより前記第８の発明における「劣化指標値算出手段」が、上記ステップ１１０および１１２の処理を実行することにより前記第８の発明における「判別手段」が、上記ステップ１１４および１１６の処理を実行することにより前記第８の発明における「加算選択手段」が、それぞれ実現されている。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 バイオ燃料の酸化に伴う物質組成割合の変化を示す図である。 バイオ燃料の色の経時変化を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるバイオ燃料の劣化度の算出方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 バイオ燃料の劣化度に応じて燃圧補正係数を算出するマップを示す図である。 バイオ燃料の劣化度に応じて噴射量補正係数を算出するマップを示す図である。 本発明の実施の形態２におけるバイオ燃料の劣化度の算出方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ 燃料タンク
１４ ＥＣＵ
１６ 燃料パイプ
１８ 燃料ポンプ
２０ 燃料リターンパイプ
２２ 光透過率センサ
２４ インストルメントパネル

Claims (8)

1. 内燃機関にバイオ燃料を供給する燃料供給手段と、
   前記燃料供給手段に蓄えられているバイオ燃料の光透過率を検出する検出手段と、
   前記光透過率を定期的に取得し、その取得値の前回取得値に対する変化量を算出する変化量算出手段と、
   前記変化量を積算することにより、前記バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出する劣化指標値算出手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料劣化検出装置。
2. 内燃機関にバイオ燃料を供給する燃料供給手段と、
   前記燃料供給手段に蓄えられているバイオ燃料の色の指標となる色指標値を検出する検出手段と、
   前記色指標値を定期的に取得し、その取得値の前回取得値に対する変化量を算出する変化量算出手段と、
   前記変化量を積算することにより、前記バイオ燃料の劣化度合いを示す劣化指標値を算出する劣化指標値算出手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料劣化検出装置。
3. 前記劣化指標値算出手段は、前記変化量の絶対値を積算して劣化指標値を算出することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の燃料劣化検出装置。
4. 前記バイオ燃料は、経時劣化に伴って、前記検出手段の検出値が増加する期間と前記検出値が減少する期間とを少なくとも１回ずつ示す経時変化特性を有するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の燃料劣化検出装置。
5. 前記変化量算出手段は、前記経時変化特性における前記検出値の増減周期より短い間隔で前記検出値を取得することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の燃料劣化検出装置。
6. 前記劣化指標値が所定値を超えた場合に、前記バイオ燃料が劣化したものと判定する燃料劣化判定手段と、
   前記バイオ燃料が劣化したものと判定された場合に、運転者に対し警告を発する警告手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の燃料劣化検出装置。
7. 前記劣化指標値に応じて、燃料噴射圧力を通常時より高くする制御と、燃料噴射量指示値を通常時より大きくする制御と、前記内燃機関に供給される燃料を加熱する制御との少なくとも一つを実行する燃焼状態補償手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の燃料劣化検出装置。
8. 前記劣化指標値算出手段は、
   前記変化量が所定値より小さい場合に、当該変化量が測定ばらつきに起因するものであるか否かを判別する判別手段と、
   前記判別手段により前記変化量が測定ばらつきに起因するものではないと判定された場合には、前記変化量を前記劣化指標値に加算し、前記変化量が測定ばらつきに起因するものであると判定された場合には、前記変化量を前記劣化指標値に加算しないようにする加算選択手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の内燃機関の燃料劣化検出装置。

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