(57)【要約】【課題】この発明は、バイオ燃料を用いた内燃機関において、燃料の供給動作を安定的に行うことができ、燃焼状態や排気エミッションを向上させることを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、燃料タンク３０、劣化燃料分離装置４０、分岐燃料配管４２及び燃焼装置４６を備える。燃料タンク３０内には、内燃機関１０の燃料として用いるバイオ燃料を貯留する。劣化燃料分離装置４０は、バイオ燃料中に含まれる劣化燃料を分離する。分離された劣化燃料は、分岐燃料配管４２と劣化燃料タンク４４とを経由して燃焼装置４６に供給される。燃焼装置４６は、触媒２４の上流側で劣化燃料を燃焼させ、その燃焼ガスにより触媒２４を暖機する。これにより、バイオ燃料中の劣化燃料を分離して通常の燃料噴射を円滑に行うことができ、しかも劣化燃料を利用して触媒２４を効率よく暖機することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料として使用されるバイオ燃料から劣化した燃料を分離する劣化燃料分離手段と、
内燃機関の排気ガス中に含まれる未浄化成分を浄化する触媒と、
前記バイオ燃料から分離された劣化燃料を前記触媒の上流側に供給する劣化燃料供給手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記触媒の上流側に供給された前記劣化燃料を燃焼させる劣化燃料燃焼手段を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記触媒の温度が燃焼用判定値よりも低いときに、前記劣化燃料燃焼手段により前記劣化燃料を燃焼させる燃焼制御手段と、
を備えてなる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記触媒の上流側に供給される前記劣化燃料を加熱する劣化燃料加熱手段を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記劣化燃料加熱手段は、排気ガスの熱を利用して前記劣化燃料を加熱する構成としてなる請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記劣化燃料加熱手段は、
内燃機関の排気ポートと前記触媒の上流側とを通常の排気経路よりも短い距離で接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開，閉するバイパス開閉弁と、
を備えてなる請求項４または５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記触媒の温度が加熱用判定値よりも低いときに、前記劣化燃料加熱手段により前記劣化燃料を加熱する加熱制御手段と、
を備えてなる請求項４乃至６のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記バイオ燃料から分離した前記劣化燃料を貯留する劣化燃料タンクを備えてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転状態を制御するのに好適に用いられる制御装置に関し、特に、バイオ燃料に適応可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００６−１４４７３６号公報）に開示されているように、内燃機関の燃料としてバイオ燃料を使用しつつ、排気ガスの浄化にもバイオ燃料を利用する構成としたシステムが知られている。従来技術のシステムは、エタノールを含有するバイオ燃料を改質し、その改質ガスを燃料として利用する。また、従来技術では、バイオ燃料を排気ガス中にも供給し、エタノールの浄化能力を利用して排気ガス中のＮＯｘを浄化するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４４７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、内燃機関の筒内でバイオ燃料と改質ガスとを燃焼させたり、排気ガス中にバイオ燃料を供給する構成としている。この場合、バイオ燃料は、例えば燃料噴射弁や排気添加弁等のインジェクタから噴射されることが多い。しかしながら、バイオ燃料は、不飽和有機化合物などを含んでいるため、特に内燃機関のように高温に晒される環境下において、酸化劣化が生じ易い。バイオ燃料が酸化劣化した場合には、重合物などが生成されることで燃料の密度や粘度が高くなる。
【０００５】
この結果、内燃機関で使用されるバイオ燃料が酸化劣化した場合には、燃料噴射弁や排気添加弁等の目詰まりが生じる虞れがある。このため、従来技術では、バイオ燃料の劣化レベルに応じて燃料の噴射量が不安定となったり、排気エミッションが悪化するという問題がある。
【０００６】
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、本発明の目的は、バイオ燃料中に劣化燃料が含まれていたとしても、燃料噴射を安定的に行うことができ、排気エミッションを向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の燃料として使用されるバイオ燃料から劣化した燃料を分離する劣化燃料分離手段と、
内燃機関の排気ガス中に含まれる未浄化成分を浄化する触媒と、
前記バイオ燃料から分離された劣化燃料を前記触媒の上流側に供給する劣化燃料供給手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、前記第１の発明において、
前記触媒の上流側に供給された前記劣化燃料を燃焼させる劣化燃料燃焼手段を備える構成としている。
【０００９】
第３の発明は、前記第２の発明において、
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記触媒の温度が燃焼用判定値よりも低いときに、前記劣化燃料燃焼手段により前記劣化燃料を燃焼させる燃焼制御手段と、
を備える構成としている。
【００１０】
第４の発明は、前記第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記触媒の上流側に供給される前記劣化燃料を加熱する劣化燃料加熱手段を備える構成としている。
【００１１】
第５の発明によると、前記第４の発明において、
前記劣化燃料加熱手段は、排気ガスの熱を利用して前記劣化燃料を加熱する構成としている。
【００１２】
第６の発明によると、前記第４または第５の発明において、
前記劣化燃料加熱手段は、
内燃機関の排気ポートと前記触媒の上流側とを通常の排気経路よりも短い距離で接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開，閉するバイパス開閉弁と、
を備える構成としている。
【００１３】
第７の発明は、前記第４乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記触媒の温度が加熱用判定値よりも低いときに、前記劣化燃料加熱手段により前記劣化燃料を加熱する加熱制御手段と、
を備える構成としている。
【００１４】
第８の発明は、前記第１乃至第７の発明の何れかにおいて、
前記バイオ燃料から分離した前記劣化燃料を貯留する劣化燃料タンクを備える構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、内燃機関に使用するバイオ燃料中に劣化燃料が含まれていたとしても、劣化燃料分離手段により劣化燃料を正常な燃料から分離することができる。これにより、燃料の噴射系統に劣化燃料が供給されるのを防止することができ、燃料噴射を安定的に行うことができる。しかも、劣化燃料供給手段によれば、分離した劣化燃料を触媒の上流側に供給することができる。この燃料を、例えば触媒の内部または上流側で燃焼させることにより、触媒温度を効率よく上昇させることができる。このため、冷間始動時等の低温状態でも、不要な分離生成物である劣化燃料を利用して触媒の暖機を速やかに行うことができる。従って、触媒を早期に活性化させることができ、特に始動時の排気エミッションを確実に向上させることができる。
【００１６】
第２の発明によれば、劣化燃料燃焼手段は、分離した劣化燃料を触媒の上流側で燃焼させることができる。この場合、例えば専用のバーナ等を用いることにより、揮発性が低下した劣化燃料を確実に燃焼させることができる。また、高温の燃焼ガスを得ることができるので、触媒の加熱効率を高めることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、燃焼制御手段は、触媒温度と燃焼用判定値との大小関係に応じて劣化燃料燃焼手段を制御することができる。これにより、触媒活性が許容限度よりも低下する低温状態のときにだけ、触媒の上流側で劣化燃料を燃焼させることができる。それ以外の場合には、劣化燃料を燃焼させずに済むので、無駄な燃焼を防止することができ、劣化燃料の燃焼が排気エミッションに与える影響を最低限に抑えることができる。
【００１８】
第４の発明によれば、低温始動時等のように、劣化燃料が気化し難い状態でこれを燃焼させると、燃焼状態が悪いために比較的多量のＨＣが発生し易い。これに対し、劣化燃料加熱手段は、高温の排気ガスを利用して、劣化燃料燃焼手段に供給される劣化燃料を効率よく加熱することができる。これにより、劣化燃料の気化を促進し、これを良好な状態で燃焼させることができる。従って、劣化燃料の燃焼時に発生するＨＣを最低限に抑えることができ、始動時等の排気エミッションを改善することができる。
【００１９】
第５の発明によれば、特別な加熱装置や加熱用のネエルギ等を用いなくても、排気ガスの熱を利用して劣化燃料を容易に加熱することができる。このため、システムに搭載する加熱用の構造を簡略化することができ、またシステムの運転効率を高めることができる。
【００２０】
第６の発明によれば、通常の排気経路によって排気ガスを劣化燃料燃焼手段に供給すると、排気ガスが比較的長い排気経路を流通したり、ターボチャージャ等の機器を通過することになるので、その分だけ排気ガスの温度が低下する。これに対し、バイパス通路は、内燃機関から排出された高い温度の排気ガスを、劣化燃料燃焼手段の位置へと速やかに供給することができる。
【００２１】
第７の発明によれば、加熱制御手段は、触媒温度と加熱用判定値との大小関係に応じて劣化燃料加熱手段を制御することができる。これにより、劣化燃料が気化し難くなる低温時にのみ、燃料を的確に加熱することができる。それ以外の場合には、加熱制御を実施せずに済むので、システムを通常の状態で作動させることができる。
【００２２】
第８の発明によれば、内燃機関の運転中に分離された劣化燃料を、劣化燃料タンクに一時的に貯留しておくことができる。そして、劣化燃料燃焼手段で劣化燃料が必要となったときには、タンク内に貯留された劣化燃料を速やかに供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図４を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。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全体構成図である。この図に示すように、本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる多気筒型の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、吸入空気が流通する吸気通路１２と、排気ガスが流通する排気通路１４とを備えている。
【００２４】
吸気通路１２は、吸気マニホールド１６を介して各気筒の吸気ポートに接続されている。そして、吸気通路１２には、吸入空気量を検出するエアフロメータ１８、吸入空気量を調整する電動式のスロットルバルブ２０等が設けられている。一方、排気通路１４は、排気マニホールド２２を介して各気筒の排気ポートに接続されている。
【００２５】
そして、排気通路１４には、排気ガス中の未浄化成分を浄化する触媒２４が設けられている。触媒２４としては、例えば三元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元触媒等の一般的なものが用いられる。また、排気マニホールド２２には、電磁弁等からなる排気添加弁２６が設けられている。排気添加弁２６は、排気ガス中に燃料を添加することにより、触媒２４の昇温、再生等を行うものである。さらに、吸気通路１２と排気通路１４には、内燃機関の排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ２８が設けられている。
【００２６】
次に、本実施の形態の燃料供給系統について説明する。この燃料供給系統は、バイオ燃料を貯留するための燃料タンク３０を備えている。バイオ燃料とは、例えば各種の植物油、植物性材料等を原料として生成されたアルコール類を含む燃料である。燃料タンク３０には、燃料配管３２を介してコモンレール３４が接続されており、コモンレール３４には、各気筒の燃料噴射弁３６がそれぞれ接続されている。
【００２７】
内燃機関の運転中には、燃料タンク３０内に配置された燃料ポンプが作動することにより、タンク内のバイオ燃料がコモンレール３４に供給される。この燃料は、燃料噴射弁３６から各気筒内に噴射され、吸気通路１２から筒内に吸込まれた吸入空気と共に燃焼する。また、燃焼後の排気ガスは排気通路１４を流通しつつ、排気ガス中の未浄化成分が触媒２４により浄化され、その後に外部に放出される。
【００２８】
ここで、バイオ燃料は、酸素原子や不飽和有機化合物などを含んでいるため、特に内燃機関のように高温に晒される環境では、酸化劣化が生じ易い。バイオ燃料が酸化劣化した場合には、重合物などが生成されることで燃料の密度や粘度が高くなる。そして、劣化燃料が燃料噴射弁３６に供給されると、噴射弁の目詰まり等が生じる虞れがある。
【００２９】
このような問題に対処するために、本実施の形態のシステムは、燃料劣化センサ３８、劣化燃料分離装置４０、劣化燃料タンク４４及び燃焼装置４６を搭載している。燃料劣化センサ３８は、バイオ燃料の劣化レベルを検出するものである。具体的に述べると、燃料劣化センサ３８は、バイオ燃料中に含まれる劣化成分（重合物など）の濃度、または燃料の密度、粘度等を検出し、その検出結果に基いてバイオ燃料の劣化レベルに応じた検出信号を出力する。
【００３０】
劣化燃料分離装置４０は、バイオ燃料中に含まれる劣化燃料を正常な燃料（劣化していない燃料）から分離し、この劣化燃料を分岐燃料配管４２に送出するものである。劣化燃料分離装置４０の具体的な構造について例を挙げると、この装置４０は、電磁式の切換弁（三方弁）等を備えている。この切換弁は、燃料タンク３０の接続先をコモンレール３４と劣化燃料タンク４４の何れかに切換える構成となっている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、劣化燃料分離手段として、切換弁を備えた劣化燃料分離装置４０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば燃料を分離する分離膜等を用いて、劣化燃料分離装置４０を実現してもよい。この場合、分離膜とは、例えば正常な燃料と劣化燃料のうち何れか一方の燃料のみに対して選択的な透過性を有するフィルタなどである。
【００３２】
分岐燃料配管４２は、劣化燃料分離装置４０と燃焼装置４６との間に接続されており、本実施の形態の劣化燃料供給手段を構成している。即ち、分岐燃料配管４２は、バイオ燃料から分離された劣化燃料を触媒２４の上流側に供給するものである。また、劣化燃料タンク４４は、分離された劣化燃料を一時的に貯留するためのタンクであり、分岐燃料配管４２の途中に設けられている。劣化燃料タンク４４内には、図示しない燃料ポンプ等が配置されており、この燃料ポンプは、タンク４４内に貯留された劣化燃料を必要に応じて燃焼装置４６に供給する。
【００３３】
本実施の形態では、劣化燃料タンク４４を設置しているので、機関の運転中に分離された劣化燃料を劣化燃料タンク４４に一時的に貯留しておくことができる。そして、燃焼装置４６で劣化燃料が必要となったときには、タンク４４内に貯留された劣化燃料を速やかに供給することができる。
【００３４】
燃焼装置４６は、劣化燃料タンク４４から供給される劣化燃料を触媒２４の上流側で燃焼させるものであり、本実施の形態の劣化燃料燃焼手段を構成している。燃焼装置４６は、排気通路１４内に設置された着火用のバーナ等を備えている。バーナの作動時には、劣化燃料が燃焼することにより高温の燃焼ガスが生じ、この燃焼ガスは下流側の触媒２４を加熱する構成となっている。
【００３５】
さらに、本実施の形態のシステムは、エアフロメータ１８、燃料劣化センサ３８、触媒温度センサ４８等を含むセンサ系統と、内燃機関１０を運転制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。ここで、触媒温度センサ４８は、触媒２４の温度（床温）を検出するものであり、本実施の形態の温度検出手段を構成している。また、上記センサ系統には、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、排気ガスの空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等が含まれている。そして、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。
【００３６】
一方、内燃機関１０は、スロットルバルブ２０、排気添加弁２６、燃料噴射弁３６、劣化燃料分離装置４０の切換弁、タンク３０，４４内の燃料ポンプ、燃焼装置４６等を含む各種のアクチュエータを備えている。これらのアクチュエータはＥＣＵ５０の出力側に接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、センサ系統により検出した各種のパラメータに基づいて、各アクチュエータを駆動し、これにより内燃機関の運転状態を制御する。この運転制御には、以下に述べる燃料分離制御と、劣化燃料の燃焼制御が含まれている。
【００３７】
（燃料分離制御）
燃料分離制御は、バイオ燃料中に含まれる劣化燃料を分離し、これを劣化燃料タンク４４に貯留するものである。具体的に述べると、燃料分離制御では、まず、燃料タンク３０内のバイオ燃料をコモンレール３４に供給するときに、燃料劣化センサ３８によりバイオ燃料の劣化レベルＶfuelを検出する。そして、劣化レベルＶfuelと後述の劣化判定値Ｖdとを比較し、バイオ燃料の劣化度合いが正常な範囲内であるか否かを判定する。燃料が正常な場合には、これをそのままコモンレール３４に供給する。また、燃料が劣化している場合には、劣化燃料分離装置４０により燃料を劣化燃料タンク４４に貯留する。
【００３８】
この構成によれば、バイオ燃料中に劣化燃料が含まれていたとしても、劣化燃料分離装置４０により劣化燃料を正常な燃料から分離することができる。これにより、燃料噴射弁３６に劣化燃料が供給されるのを防止することができ、燃料噴射を安定的に行うことができる。この場合、劣化燃料の分離処理では、劣化レベルＶfuelと劣化判定値Ｖdとの大小関係に応じて劣化燃料かどうかを判定するようにしたので、バイオ燃料のうち劣化燃料だけを確実かつ容易に分離することができる。
【００３９】
しかも、本実施の形態によれば、分離した劣化燃料を触媒２４の上流側で燃焼させることができ、その燃焼ガスにより触媒温度を効率よく上昇させることができる。特に、専用の燃焼装置４６を用いたので、揮発性が低下した劣化燃料をバーナ等により確実に燃焼させることができ、また高温の燃焼ガスを得ることができる。従って、冷間始動時等の低温状態でも、不要な分離生成物である劣化燃料を利用して触媒２４の暖機を速やかに行うことができる。これにより、触媒２４を早期に活性化させることができ、特に始動時の排気エミッションを確実に向上させることができる。
【００４０】
（劣化燃料の燃焼制御）
この燃焼制御は、触媒活性が十分に発揮されないような低温状態において、劣化燃料を利用して触媒２４の暖機を実施することを特徴としている。図２は、触媒２４のＮＯｘ吸蔵量と触媒温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、触媒２４のＮＯｘ吸蔵能は、活性化温度（３００℃程度）よりも低温領域において極端に低下する。このため、本実施の形態では、触媒温度センサ４８により検出した温度Ｔcが後述の燃焼用判定値Ｔdよりも低いときに、劣化燃料タンク４４内の劣化燃料を燃焼装置４６に供給し、この燃料を触媒２４の上流側で燃焼させる。
【００４１】
図３は、劣化燃料を燃焼させた場合と燃焼させない場合のそれぞれについて、始動後の経過時間と触媒温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、劣化燃料を燃焼させた場合には、燃焼させない場合と比較して触媒温度が速やかに上昇し、触媒２４が早期に活性化されることが判る。
【００４２】
上記構成によれば、触媒温度Ｔcと燃焼用判定値Ｔdとの大小関係に応じて燃焼装置４６を制御することができる。これにより、触媒活性が許容限度よりも低下する低温状態のときにだけ、触媒２４の上流側で劣化燃料を燃焼させることができる。それ以外の場合には、燃焼制御を実施せずに済むので、無駄な燃焼を防止することができ、排気エミッションに与える燃焼制御の影響を最低限に抑えることができる。
【００４３】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図４は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ５０により実行される制御のフロチャートである。なお、図４のルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものである。このルーチンでは、まず、燃料劣化センサ３８によりバイオ燃料の劣化レベルＶfuelを検出する（ステップ１００）。そして、劣化レベルＶfuelが劣化判定値Ｖd以上であるか否かを判定する（ステップ１０２）。
【００４４】
ここで、劣化判定値Ｖdとは、燃料噴射弁３６等が悪影響を受ける劣化レベルの最低値であり、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。つまり、燃料の劣化レベルＶfuelが劣化判定値Ｖd以上となったときには、この燃料をコモンレール３４に供給すると、噴射弁の目詰まり等が発生する虞れがある。
【００４５】
そこで、ステップ１０２の判定成立時には、劣化燃料分離装置４０を切換えることにより、燃料タンク３０から供給されてくる劣化燃料を劣化燃料タンク４４に貯留する（ステップ１０４）。また、ステップ１０２の判定が不成立のときには、バイオ燃料の劣化レベルが比較的軽度であるから、劣化燃料分離装置４０により燃料をコモンレール３４に供給する（ステップ１０６）。
【００４６】
次に、触媒温度センサ４８により触媒２４の温度Ｔcを検出し（ステップ１０８）、触媒温度Ｔcが燃焼用判定値Ｔd以上であるか否かを判定する（ステップ１１０）。燃焼用判定値Ｔdとは、例えば触媒２４の活性化温度に対応して設定される温度であり、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。つまり、触媒温度Ｔcが燃焼用判定値Ｔd以上であるときには、触媒２４を暖機しなくても、十分な触媒性能を得ることができる。そこで、ステップ１１０の判定成立時には、前述した劣化燃料の燃焼制御を実施せず、そのまま終了する。
【００４７】
一方、ステップ１１０の判定が不成立のときには、触媒２４の浄化能力が十分に発揮されない低温状態であるから、燃焼装置４６を作動させることにより、劣化燃料の燃焼制御を開始する（ステップ１１２）。この燃焼制御は、ステップ１１０の判定が成立するまで続行され、当該判定が成立した時点で終了される。これにより、触媒２４を速やかに暖機することができる。
【００４８】
実施の形態２．
次に、図５乃至図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図５は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための全体構成図である。この図に示すように、本実施の形態は、前記実施の形態１とほぼ同様のシステム構成を採用している。しかし、本実施の形態は、排気通路１４と排気マニホールド２２との間に、劣化燃料加熱手段となるバイパス通路６０とバイパス開閉弁６２とを設けており、この点で実施の形態１と異なる構成を有している。
【００４９】
［実施の形態２の特徴］
内燃機関１０は、排気マニホールド２２からターボチャージャ２８を経由して排気通路１４に至る通常の排気経路を備えている。バイパス通路６０は、この排気経路に対してターボチャージャ２８を経由せずに、排気マニホールド２２と排気通路１４とを短絡している。つまり、バイパス通路６０は、内燃機関の排気ポートと触媒２４の上流側とを通常の排気経路よりも短い距離で接続している。
【００５０】
また、バイパス通路６０が排気通路１４と合流する位置には、前述した燃焼装置４６が設けられている。これにより、バイパス通路６０を流れる排気ガスは、燃焼装置４６のバーナやこれに供給される劣化燃料を加熱することができる。さらに、バイパス通路６０には、電磁弁等からなるバイパス開閉弁６２が設けられている。このバイパス開閉弁６２は、ＥＣＵ５０から入力される制御信号に応じてバイパス通路６０を開，閉する。
【００５１】
（劣化燃料の加熱制御）
この加熱制御は、劣化燃料が気化し難いような低温状態において、燃焼装置４６に供給される劣化燃料を排気ガスの熱により加熱するものである。具体的に述べると、加熱制御では、燃焼装置４６が作動しているとき（即ち、低温により触媒活性が十分に発揮されないとき）に、バイパス開閉弁６２を開弁させる。そして、加熱制御は、触媒２４の温度Ｔcが後述の加熱用判定値Ｔd′以上となるまで継続される。
【００５２】
これにより、排気マニホールド２２に排出された高温の排気ガスは、ターボチャージャ２８を通過することなく、バイパス通路６０を通じて燃焼装置４６の位置に直接到達することになる。このように、バイパス通路６０によれば、高温の排気ガスを利用して、燃焼装置４６のバーナやバーナに供給される劣化燃料を効率よく加熱することができる。
【００５３】
図６は、始動後の経過時間と、触媒に流入する排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）との関係を示す特性線図である。図６中において、始動直後の点線は、前記加熱制御を実施した場合のＨＣ濃度を示している。一方、実線は、加熱制御を実施しない場合のＨＣ濃度を示している。この図に示すように、劣化燃料の加熱制御によれば、以下に述べる理由により始動直後のＨＣ濃度を低減させることができる。
【００５４】
即ち、低温始動時等のように、劣化燃料が気化し難い状態でこれを燃焼させると、燃焼状態が悪いために比較的多量のＨＣが発生し易い。これに対し、本実施の形態では、高温の排気ガスにより劣化燃料の気化を促進することができ、劣化燃料を良好な状態で燃焼させることができる。この場合、通常の排気経路によって排気ガスを燃焼装置４６に供給すると、排気ガスが比較的長い排気経路を流通したり、ターボチャージャ２８を通過することになるので、その分だけ排気ガスの温度が低下する。
【００５５】
しかし、本実施の形態では、バイパス通路６０を設けているので、上記のような排気ガスの温度低下を回避することができる。そして、内燃機関から排気マニホールド２２に排出された高い温度の排気ガスを、バイパス通路６０により燃焼装置４６の位置へと速やかに供給することができる。このため、例えば始動直後であっても、高い温度の排気ガスを用いて劣化燃料を効率よく気化させることができる。
【００５６】
従って、本実施の形態によれば、実施の形態１の作用効果に加えて、劣化燃料の燃焼時に発生するＨＣを最低限に抑えることができる。これにより、始動時等の排気エミッションを改善することができる。また、バイパス通路６０を用いることにより、特別な加熱装置や加熱用のネエルギ等を用いなくても、排気ガスの熱を利用して劣化燃料を容易に加熱することができる。このため、システムに搭載する加熱用の構造を簡略化することができ、またシステムの運転効率を高めることができる。
【００５７】
また、劣化燃料の加熱制御では、触媒温度Ｔcと加熱用判定値Ｔd′との大小関係に応じてバイパス開閉弁６２を制御することができる。これにより、劣化燃料が気化し難くなる低温時にのみ、燃料を的確に加熱することができる。それ以外の場合には、加熱制御を実施せずに済むので、通常の排気経路により排気を行うことができ、ターボチャージャ２８の過給動作等に与える影響を最低限に抑えることができる。
【００５８】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図７及び図８は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵ５０により実行される制御のフロチャートである。なお、これらの図に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものである。
【００５９】
まず、図７に示すルーチンでは、ステップ２００〜２０６において、実施の形態１のステップ１００〜１０６と同様の処理を実施する。即ち、バイオ燃料の劣化レベルＶfuelと劣化判定値Ｖdとの大小関係に応じて、バイオ燃料をコモンレール３４と劣化燃料タンク４４の何れかに振分ける。
【００６０】
次に、触媒温度センサ４８により触媒２４の温度Ｔcを検出し（ステップ２０８）、触媒温度Ｔcが前述の燃焼用判定値Ｔd以上であるか否かを判定する（ステップ２１０）。そして、ステップ２１０の判定成立時には、実施の形態１の場合と同様に、そのまま終了する。また、ステップ２１０の判定が不成立のときには、触媒２４の浄化能力が十分に発揮されない低温状態であるから、図８に示す触媒昇温処理を実行する。この場合、ステップ２０８〜２１２の処理は、触媒温度Ｔcが燃焼用判定値Ｔd以上となるまで繰返される。
【００６１】
次に、図８に示す触媒昇温処理では、まず、実施の形態１と同様に、燃焼装置４６を作動させ、劣化燃料の燃焼制御を開始する（ステップ３００）。そして、触媒温度Ｔcを検出する（ステップ３０２）。また、バイパス開閉弁（排気ガスバルブ）６２を開弁させ、劣化燃料の加熱制御を開始する（ステップ３０４）。これにより、燃焼装置４６に供給される劣化燃料は、バイパス通路６０から流入する高温の排気ガスにより加熱され、気化した状態で燃焼装置４６により燃焼される。この結果、触媒２４は、実施の形態１と同様に、高温の燃焼ガスにより加熱される。
【００６２】
そこで、ステップ３０６では、触媒温度Ｔcが加熱用判定値Ｔd′以上に上昇したか否かを判定する。加熱用判定値Ｔd′とは、例えば劣化燃料の気化し易さの温度特性、触媒２４の活性化温度等に応じて設定される温度であり、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。つまり、触媒温度Ｔcが加熱用判定値Ｔd′以上であるときには、劣化燃料を加熱しなくても、十分な触媒性能を得ることができる。
【００６３】
このため、ステップ３０６の判定が成立したときには、バイパス開閉弁６２を閉弁し、劣化燃料の加熱制御を終了する（ステップ３０８）。この場合には、劣化燃料の燃焼制御も終了する。一方、ステップ３０６の判定が不成立のときには、ステップ３０２〜３０６の処理を繰返すことにより、当該判定が不成立となるまで劣化燃料の燃焼制御と加熱制御を続行する。これにより、冷間始動時等であっても、ＨＣの排出を抑制しつつ、触媒２４を早期に活性化させることができる。
【００６４】
なお、前記実施の形態１，２において、図４中のステップ１１０，１１２、図７中の２１０，２１２は、燃焼制御手段の具体例を示している。また、図８中のステップ３０４〜３０８は、加熱制御手段の具体例を示している。
【００６５】
また、実施の形態１，２では、燃焼装置４６を用いることにより、触媒２４の上流側で劣化燃料を燃焼させるものとした。しかし、本発明は、必ずしも燃焼装置４６を用いる必要はなく、例えば劣化燃料を触媒の熱により燃焼させ、これにより触媒を暖機する構成としてもよい。この構成では、例えば燃焼装置４６に代えて燃料噴射弁を触媒２４の上流側に配置する。そして、燃料噴射弁は、分岐燃料配管４２により供給される劣化燃料を触媒２４の上流側で排気通路１４内に噴射する。噴射された劣化燃料は、排気ガスの流れにより触媒２４に流入し、触媒２４の熱により燃焼する。これにより、燃焼装置４６を使用しなくても、触媒温度を早期に上昇させることができる。
【００６６】
また、実施の形態２では、バイパス通路６０により排気ガスを燃焼装置４６の位置に供給し、劣化燃料を加熱する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、バイパス通路６０に代えて、例えば電気式のヒータ等により劣化燃料を加熱する構成としてもよい。
【００６７】
さらに、実施の形態２では、制御を切換えるための判定値として、燃焼用判定値Ｔdと加熱用判定値Ｔd′とを用いる構成とした。この場合、本発明では、これら２つの判定値Ｔd，Ｔd′を必要に応じて同じ値に設定してもよく、また異なる値に設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】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全体構成図である。
【図２】触媒のＮＯｘ吸蔵量と触媒温度との関係を示す特性線図である。
【図３】劣化燃料を燃焼させた場合と燃焼させない場合のそれぞれについて、始動後の経過時間と触媒温度との関係を示す特性線図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される燃圧保持制御のフロチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図６】始動後の経過時間と、触媒に流入する排気ガス中の炭化水素との関係を示す特性線図である。
【図７】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される燃圧保持制御のフロチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される燃圧保持制御のフロチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１６  吸気マニホールド
１８  エアフロメータ
２０  スロットルバルブ
２２  排気マニホールド
２４  触媒
２６  排気添加弁
２８  ターボチャージャ
３０  燃料タンク
３２  燃料配管
３４  コモンレール
３６  燃料噴射弁
３８  燃料劣化センサ
４０  劣化燃料分離装置（劣化燃料分離手段）
４２  分岐燃料配管（劣化燃料供給手段）
４４  劣化燃料タンク
４６  燃焼装置（劣化燃料燃焼手段）
４８  触媒温度センサ（温度検出手段）
５０  ＥＣＵ
６０  バイパス通路（劣化燃料加熱手段）
６２  バイパス開閉弁（劣化燃料加熱手段）
【図１】
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【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】
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