JP2007315277A - Ｖ型８気筒内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】燃料添加弁１１，１２から燃料を添加する燃料添加時期を、運転条件に応じて、排気管７，８における瞬間排気流量が異なる時期に切り替える。これにより、燃料が排気管７，８に付着する可能性が高い運転条件の場合には、排気管７，８における瞬間排気流量が多い時期に燃料を添加し、燃料を排気に乗せて排気浄化装置９，１０近傍に運び易くし、燃料が排気管７，８に付着することを抑制する。また、燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜ける可能性が高い運転条件の場合には、排気管７，８における瞬間排気流量が少ない時期に燃料を添加し、燃料を排気に乗せ難くして燃料の移動を緩慢にし、燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜けることを抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｖ型８気筒内燃機関の排気浄化システムに関する。
内燃機関の排気におけるＮＯｘを浄化するために、内燃機関の排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＯｘ触媒という）を設ける技術が知られている。ここにおいて、ＮＯｘ触媒は、吸蔵されたＮＯｘの量が増加すると性能が悪化する。そこで、ＮＯｘ触媒の性能の回復を図るために、ＮＯｘ触媒に燃料を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元放出するようにしている（以下、「ＮＯｘ還元処理」という）。また、ＮＯｘ触媒に排気中のＳＯｘが吸蔵されることにより、性能が劣化するいわゆるＳＯｘ被毒が発生することが知られており、このＳＯｘ被毒を解消し性能の回復を図るために、ＮＯｘ触媒に燃料を供給する場合もある（以下、「ＳＯｘ被毒回復処理」という）。
また、内燃機関の排気における微粒子物質（ＰＭ）を捕集するために、内燃機関の排気通路にフィルタを設ける技術が知られている。かかるフィルタにおいても、捕集されたＰＭの堆積量が増加すると、フィルタの目詰まりによって排気における背圧が上昇し機関性能が低下する。このため、フィルタの性能の回復を図るために、燃料を供給し、捕集されたＰＭを酸化除去するようにしている（以下、「ＰＭ再生処理」という。また、ＮＯｘ還元処理、ＳＯｘ被毒回復処理、ＰＭ再生処理を合わせて「性能の回復を図る処理」という）。
ここで、上記のＮＯｘ触媒やフィルタといった排気浄化装置の性能の回復を図る処理を行うために、排気浄化装置の上流側に燃料を添加する燃料添加弁を備える技術が知られている。その技術に関し、排気マニホールドにおける排気集合管に最も近く、ＥＧＲ管の開口部から最も遠い気筒の排気ポートに燃料添加弁を取り付け、当該気筒の排気弁が開弁状態の時期に合わせて燃料を添加することが提案されている。このことにより、燃料添加弁から添加された燃料が排気マニホールドに付着したり、ＥＧＲ管に流入したりすることを抑制し、燃料を効率良く排気浄化装置近傍に供給しようとするものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２８０１２５号公報 特開２００２−１０６３３２号公報
本発明の目的とするところは、Ｖ型８気筒内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することが可能な技術を提供することにある。
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
Ｖ型８気筒内燃機関におけるバンク毎に設けられると共に、各バンクにおける各気筒から集合して延び前記内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する触媒を含んで構成された排気浄化装置と、
前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側に配置され前記排気浄化装置の性能を回復させる際に前記排気通路を通過する排気に燃料を添加する燃料添加弁と、
を備えるＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システムであって、
前記燃料添加弁から燃料を添加する燃料添加時期を、運転条件に応じて、前記排気通路における瞬間の排気流量が異なる時期に切り替えることを特徴とするＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システムである。
本発明は、燃料添加弁から燃料を添加する燃料添加時期を、運転条件に応じて、前記排気通路における瞬間の排気流量が異なる時期に切り替えるようにした。例えば、運転条件によって燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着する可能性が高い場合には、燃料添加時期を瞬間の排気流量が多い時期に切り替える。また、運転条件によって燃料添加弁から添加された燃料が排気浄化装置からすり抜ける可能性が高い場合には、燃料添加時期を瞬間の排気流量が少ない時期に切り替える。
ここで、排気通路における瞬間の排気流量とは、気筒の排気弁の開閉状態の変化によって流量が変化する極めてわずかな時間の排気通路の排気流量のことをいう。Ｖ型８気筒内燃機関では、同一のバンクの２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期や、同一のバンクの１つの気筒における排気弁が開弁している状態の時期や、同一のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期があり、これらのいずれの時期であるかによって排気通路における瞬間の排気流量は変化する。このため、排気通路における瞬間の排気流量は、Ｖ型８気筒内燃機関の１サイクル期間中の経過に応じて変化していく流量ともいえる。
これによると、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着する可能性が高い運転条件の場合には、排気通路における瞬間の排気流量が多い時期に燃料添加弁から燃料が添加される。そのため、燃料を排気に乗せて排気浄化装置近傍に運び易くし、燃料が排気通路に付着することを抑制することができる。
また、燃料添加弁から添加された燃料が排気浄化装置からすり抜ける可能性が高い運転条件の場合には、排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に燃料添加弁から燃料が添加される。そのため、燃料を排気に乗せ難くして燃料の移動を緩慢にし、燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することができる。
前記燃料添加時期を、所定サイクル期間に排出される排気流量の積算量が多くなる程、前記排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に切り替えるとよい。
ここで、所定サイクル期間に排出される排気流量の積算量は、例えばＶ型８気筒内燃機関における全気筒の１サイクルが完了する７２０度のクランク角間隔などの所定サイクル期間のすべての排気流量を積算した量であり、機関回転速度などに応じて変化する。機関回転速度が低い場合に積算量は少なくなり、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着する可能性が高くなる。また、機関回転速度が高い場合に積算量は多くなり、燃料添加弁から添加された燃料が排気浄化装置からすり抜ける可能性が高くなる。
これによると、所定サイクル期間に排出される排気流量の積算量が多くなる程、排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に燃料添加弁から燃料を添加し、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することができる。
前記燃料添加時期を、排気温度が高くなる程、前記排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に切り替えるとよい。
ここで、排気温度が低いと燃料の液滴は大きく燃料を排気に乗せ難くなり、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着する可能性が高くなる。また、排気温度が高いと燃
料の液滴は小さく燃料を排気に乗せ易くなり、燃料添加弁から添加された燃料が排気浄化装置からすり抜ける可能性が高くなる。
これによると、排気温度が高くなる程、排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に燃料添加弁から燃料を添加し、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することができる。
前記Ｖ型８気筒内燃機関は、同一のバンクにおける所定の２つの気筒において９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合があり、且つ、同一のバンクにおいて１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われない場合があるＶ型８気筒内燃機関であり、前記燃料添加時期を、運転条件に応じて、９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合の同一のバンクの２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期、同一のバンクにおける所定の１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０度のクランク角間隔で燃焼が行われていない場合の当該所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期、同一のバンクにおける所定の１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０度のクランク角間隔で燃焼が行われていない場合の当該所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期、又は、１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われていない場合の同一のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期のいずれかに切り替えるとよい。
これによると、排気通路における瞬間の排気流量を切り替えることができる。
前記Ｖ型８気筒内燃機関は、同一のバンクにおける所定の２つの気筒において９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合があり、且つ、同一のバンクにおいて１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われない場合があるＶ型８気筒内燃機関であり、前記積算量が第１所定積算量以下であると、前記燃料添加時期を９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合の同一のバンクの２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期とし、前記積算量が第１所定積算量より多い第２所定積算量以上であると、前記燃料添加時期を１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われていない場合の同一のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期とし、前記積算量が第１所定積算量より多く第２所定積算量より少ないと、前記燃料添加時期を同一のバンクにおける所定の１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０度のクランク角間隔で燃焼が行われていない場合の当該所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の時期とするとよい。
これによると、排気通路における瞬間の排気流量に応じて燃料添加時期を分け、所定サイクル期間に排出される排気流量の積算量が多くなる程、排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に燃料添加弁から燃料を添加できる。そのため、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することができる。
前記積算量が第１所定積算量より多く第１所定積算量と第２所定積算量との間の第３所定積算量以下であると、前記燃料添加時期を前記所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期とし、前記積算量が第１所定積算量と第２所定積算量との間の第３所定積算量より多く第２所定積算量より少ないと、前記燃料添加時期を前記所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期とするとよい。
これによると、排気通路における瞬間の排気流量に応じて燃料添加時期をより細分化し、所定サイクル期間に排出される排気流量の積算量が多くなる程、排気通路における瞬間
の排気流量が少ない時期に燃料添加弁から燃料を添加できる。そのため、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することができる。
本発明によると、Ｖ型８気筒内燃機関の排気浄化システムにおいて、燃料添加弁から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制することが可能となる。
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、Ｖ型８気筒の４サイクル、ディーゼルエンジンである。
内燃機関１は、第１バンク２、第２バンク３の２つのバンクを備えて構成される。第１バンク２は、１，３，５，７番気筒を備えており、第２バンク３は、２，４，６，８番気筒を備えている。
第１バンク２には、第１バンク２の各気筒４に接続される第１排気マニホールド５が接続されている。第２バンク３には、第２バンク３の各気筒４に接続される第２排気マニホールド６が接続されている。第１、第２排気マニホールド５，６は、各気筒４と接続される枝管部と、枝管部から導入された排気を集合させて下流へ流す集合管部と、を有する。
第１排気マニホールド５の集合管部の下流には、排気管７が接続されている。また、第２排気マニホールド６の集合管部の下流には、排気管８が接続されている。排気管７，８は、末端において不図示のマフラと接続されている。ここで、第１、第２排気マニホールド５，６の集合管部及び排気管７，８は、本発明の排気通路に相当する。
排気管７の途中には、排気中の微粒子物質やＮＯｘを浄化する排気浄化装置９が配置されている。また、排気管８の途中には、排気中の微粒子物質やＮＯｘを浄化する排気浄化装置１０が配置されている。排気浄化装置９，１０は、多孔質の基材からなるウォールフロー型のフィルタに、酸化機能を有する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されたものである。ここで、排気浄化装置９，１０は、本発明の排気浄化装置に相当する。
なお、排気浄化装置９，１０は上記構成に限られず、例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担持していないフィルタとそれの上流側に直列に並んだ吸蔵還元型ＮＯｘ触媒とからなる構成などでもよい。
排気管７における排気浄化装置９の上流側には、排気管７内へ燃料を添加する燃料添加弁１１が配置されている。また、排気管８における排気浄化装置１０の上流側には、排気管８内へ燃料を添加する燃料添加弁１２が配置されている。燃料添加弁１１，１２は、排気浄化装置９，１０のＮＯｘ還元処理、ＳＯｘ被毒回復処理、ＰＭ再生処理といった排気浄化装置９，１０の性能の回復を図る処理の際などに燃料を添加する。
以上の構成の内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１３が併設されている。ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態などを制御する他、排気浄化装置９，１０の性能の回復を図る処理なども制御する。
ＥＣＵ１３には、クランクポジションセンサ１４などの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ１３に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１３には、内燃機関１内の不図示の燃料噴射弁などが電気配線を介して接続される他、燃料添加弁１１，１２も電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１３によって制御されるようになっている。
また、ＥＣＵ１３には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどが備えられている。ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。排気浄化装置９，１０に吸蔵されたＮＯｘ還元処理のルーチンの他、ＳＯｘ被毒回復処理やＰＭ再生処理のルーチンなどもＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
次に、本実施例における排気浄化装置９，１０の性能の回復を図る処理における燃料添加弁１１，１２から燃料を添加する場合について説明する。排気浄化装置９，１０の性能の回復を図る処理の際に、排気管７，８内へ燃料添加弁１１，１２から燃料を添加する（以下、「燃料添加」という）。
ところで、燃料添加の際には、内燃機関１の１サイクル期間に排出される排気流量の積算量（以下、積算量という）が充分でないと、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気に乗らずに排気管７，８に付着する場合がある。また、積算値が過剰であると、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気に乗り過ぎて排気浄化装置９，１０からすり抜ける場合がある。
なお、内燃機関１の１サイクル期間に排出される排気流量の積算量は、Ｖ型８気筒ディーゼルエンジンにおける全気筒の１サイクルが完了する７２０°ＣＡの総排気流量を積算した量であり、機関回転速度などに応じて変化する。機関回転速度が低い場合に積算量は少なくなる。また、機関回転速度が高い場合に積算量は多くなる。
ここで、内燃機関１のようなＶ型８気筒ディーゼルエンジンにおいては、振動防止などの観点から、各バンクにおける気筒の燃焼順を両バンクで同時に燃焼が起こらないように設定する。このため、片方のバンクでの気筒の燃焼は不等間隔で生じる。
図２に、内燃機関１のようなＶ型８気筒ディーゼルエンジンの各バンクにおける、各気筒での排気弁の開弁パターンを例示する。図２において横軸はクランク角を示しており、各マスの左端のクランク角でマス中に表示された気筒の排気弁が開弁する。なお、各マスの幅は、９０°ＣＡであるが、これは各気筒の排気弁の開弁期間が９０°ＣＡであることを意味せず、各気筒の排気弁開弁開始時期だけを示している。このため、排気弁の開弁期間としては、マスの左端のクランク角でマス中に表示された気筒の排気弁が開弁し、その後の３ます目の途中で該気筒の排気弁は閉弁する。つまり、排気弁の開弁期間は１８０°ＣＡ以上となっている。
本実施例では、第１バンク２では、１，７，３，５番気筒の順に燃焼が行われ、第２バンク３では、２，４，６，８番気筒の順に燃焼が行われる。そのため、排気行程となる順番も同様の順番となる。
また、排気弁の開弁パターンが図２に示すようなパターンとなるために、本実施例においては、内燃機関１の１サイクル期間中の、排気管７，８における瞬間の排気流量（以下、瞬間排気流量という）は変化する。
なお、瞬間排気流量とは、気筒の排気弁の開閉状態の変化によって流量が変化する極めてわずかな時間の排気管７，８の排気流量のことをいう。Ｖ型８気筒ディーゼルエンジンでは、同一のバンクの２つの気筒における排気弁の開弁状態の時期や、同一のバンクの１つの気筒における排気弁の開弁状態の時期や、同一のバンクの全気筒における排気弁の閉弁状態の時期があり、これらのいずれの時期であるかによって排気管７，８における瞬間の排気流量は変化する。このため、排気管７，８における瞬間排気流量は、Ｖ型８気筒ディーゼルエンジンの１サイクル期間中の経過に応じて変化していく流量ともいえる。
ここで、本実施例における各気筒から排気管７，８に排出される瞬間排気流量の変化について図３に基づいて説明する。図３（ａ）は排気管７における瞬間排気流量の変化を示し、図３（ｂ）は排気管８における瞬間排気流量の変化を示している。また、図３では、実線の瞬間排気流量は気筒ごとの瞬間排気流量を示しており、破線の瞬間排気流量は同一のバンクの２つの気筒における排気弁の開弁状態（オーバーラップ状態）の時期の総瞬間排気流量を示している。
第１バンク２の７，３番気筒及び第２バンク３の６，８番気筒は、９０°ＣＡで燃焼が連続して行われている。このため、図３の期間Ａに示すように、２つの気筒の排気弁が共に開弁している状態の期間がオーバーラップする。そして、２つの気筒の排気弁が共に開弁している状態の期間がオーバーラップしている期間中（期間Ａ）は、当該２つの気筒から排出される排気が合流することにより、破線で示すように排気管７，８での瞬間排気流量が多くなる。その結果、２つの気筒の排気弁が共に開弁している状態の期間（期間Ａ）は、排気管７，８において最も強い瞬間排気流量を形成している。
また、第１バンク２の１番気筒、５番気筒、第２バンク３の２番気筒、４番気筒のそれぞれでは、これら１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０°ＣＡ以上の間隔で他の気筒での燃焼が行われていない。当該１つの気筒において燃焼が行われる時には、当該１つの気筒の排気弁が開弁している状態の期間があり、この１つの気筒の排気弁が開弁している状態の期間では、当該１つの気筒から排出される瞬間排気流量が排気管７での瞬間排気流量となる。
ここで、当該１つの気筒から排出される瞬間排気流量は、当該１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期と排気弁が開弁している状態の後半時期とで異なる。すなわち、図３に示すように、開弁している状態の後半時期（期間Ｂ）は、開弁している状態の前半時期（期間Ｃ）に比して瞬間排気流量が多くなる。
その結果、１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期（期間Ｂ）は、排気管７，８における２番目に強い瞬間排気流量を形成している。また、１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期（期間Ｃ）は、排気管７，８における３番目に強い瞬間排気流量を形成している。
さらに、第１バンク２の５番気筒の燃焼と１番気筒の燃焼との間、第２バンク３の２番気筒の燃焼と４番気筒の燃焼との間では、１８０°ＣＡで燃焼が行われていない。当該１８０°ＣＡで燃焼が行われていない場合は、図３に示すように、片方のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の期間（期間Ｄ）が生じる。この片方のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の期間では、排気管７，８における瞬間排気流量が最少となる。その結果、片方のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の期間（期間Ｄ）は、排気管７，８における最も弱い瞬間排気流量を形成している。
以上のように、内燃機関１のようなＶ型８気筒ディーゼルエンジンにおいては、内燃機関１の１サイクル期間中、排気管７，８における瞬間排気流量が変化する。よって、本実
施例では、上記の瞬間排気流量の変化に鑑みて、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気管７，８に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜けることを抑制するために、上述の積算量に応じて、燃料添加時期を排気管７，８における瞬間排気流量が異なる時期に切り替える。ここで、本実施例では、積算量を、燃料添加時期を切り替えるための運転条件の一つのパラメータとしている。
すなわち、本実施例では、上記の４つの期間（期間Ａ〜期間Ｄ）の中から、積算量に最適な瞬間排気流量となっている時期に燃料添加を行うよう、燃料添加時期を切り替える。
具体的には、図４に示すように、積算量が多くなる程、燃料添加時期を４つの期間（期間Ａ〜期間Ｄ）の中から瞬間排気流量が少ない時期に切り替える。なお、図４は、横軸に積算量をとったマップである。
例えば、機関回転速度が低域のときは、積算量が最も少なくなる。この場合、期間Ａの排気管７，８における瞬間排気流量が最も強い２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が低〜中域のときは、積算量が２番目に少なくなる。この場合、期間Ｂの排気管７，８における瞬間排気流量が２番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が中〜高域のときは、積算量が３番目に少なくなる。この場合、期間Ｃの排気管７，８における瞬間排気流量が３番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が高域のときは、積算量が最も多くなる。この場合、期間Ｄの排気管７，８における瞬間排気流量が最も弱い片方のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期に燃料添加を行う。
ここで、図４に示すように、燃料添加時期を期間Ａと期間Ｂとに分ける境界の積算量が本発明の第１所定積算量であり、燃料添加時期を期間Ｃと期間Ｄとに分ける境界の積算量が本発明の第２所定積算量であり、燃料添加時期を期間Ｂと期間Ｃとに分ける境界の積算量が本発明の第３所定積算量である。
以上のように、燃料添加時期を切り替えることで、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気管７，８に付着する可能性が高い積算量が充分でない場合には、期間Ａなどの排気管７，８における瞬間排気流量が多い時期に燃料を添加する。これにより、燃料を排気に乗せて排気浄化装置９，１０近傍に運び易くし、燃料が排気管７，８に付着することを抑制することができる。
また、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜ける可能性が高い積算量が過剰な場合には、期間Ｄなどの排気管７，８における瞬間排気流量が少ない時期に燃料を添加する。これにより、燃料を排気に乗せ難くして燃料の移動を緩慢にし、燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜けることを抑制することができる。
＜実施例２＞
実施例１では、運転条件の一つのパラメータとして積算量を用い、この積算量に応じて燃料添加時期を瞬間排気流量が異なる時期に切り替えていた。実施例２では、これに加えて運転条件のパラメータとして排気温度も用い、この排気温度に応じても、燃料添加時期を瞬間排気流量が異なる時期に切り替える。なお、実施例１と同様な部分は説明を省略す
る。
排気温度が低いと燃料の液滴は大きく燃料を排気に乗せ難くなり、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気管７，８に付着する可能性が高くなる。また、排気温度が高いと燃料の液滴は小さく燃料を排気に乗せ易くなり、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜ける可能性が高くなる。
よって、本実施例では、実施例１で説明した瞬間排気流量の変化及び上記の排気温度の変化に鑑みて、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気通路に付着することを抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置からすり抜けることを抑制するために、積算量及び排気温度に応じて、燃料添加時期を瞬間排気流量が異なる時期に切り替える。
すなわち、上記の４つの期間（期間Ａ〜期間Ｄ）の中から、積算量及び排気温度に最適な瞬間排気流量となっている時期に燃料添加を行うよう、燃料添加時期を切り替える。
具体的には、図５に示すように、積算量が多くなる程、及び、排気温度が高くなる程、燃料添加時期を４つの期間（期間Ａ〜期間Ｄ）の中から瞬間排気流量が少ない時期に切り替える。なお、図５は、横軸に積算量をとり、縦軸に排気温度をとったマップである。
例えば、機関回転速度が低域のときは、積算量が最も少なくなり、かつ、中負荷以下のときは、排気温度が低温となる。この場合、期間Ａの排気管７，８における瞬間排気流量が最も強い２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が低域のときは、積算量が最も少なくなり、かつ、中負荷以上のときは排気温度が高温となる。この場合、期間Ｂの排気管７，８における瞬間排気流量が２番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が低〜中域のときは、積算量が２番目に少なくなり、かつ、低負荷域のときは、排気温度が低温となる。この場合、期間Ａの排気管７，８における瞬間排気流量が最も強い２つの気筒における排気弁が開弁している状態の時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が低〜中域のときは、積算量が２番目に少なくなり、かつ、中〜高負荷域のときは、排気温度が高温となる。この場合、期間Ｂの排気管７，８における瞬間排気流量が２番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が中〜高域のときは、積算量が３番目に少なくなり、かつ、低負荷域のときは、排気温度が低温となる。この場合、期間Ｂの排気管７，８における瞬間排気流量が２番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が中〜高域のときは、積算量が３番目に少なくなり、かつ、中〜高負荷域のときは、排気温度が高温となる。この場合、期間Ｃの排気管７，８における瞬間排気流量が３番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が高域のときは、積算量が最も多くなり、かつ、低負荷域のときは、排気温度が低温となる。この場合、期間Ｃの排気管７，８における瞬間排気流量が３番目に強い１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期に燃料添加を行う。
機関回転速度が高域のときは、積算量が最も多くなり、かつ、中〜高負荷域のときは、排気温度が高温となる。この場合、期間Ｄの排気管７，８における瞬間排気流量が最も弱い片方のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期に燃料添加を行う。
以上のように、燃料添加時期を切り替えることで、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気管７，８に付着する可能性が高い積算量が充分でない若しくは排気温度が低温の場合には、期間Ａなどの排気管７，８における瞬間排気流量が多い時期に燃料を添加する。これにより、燃料を排気に乗せて排気浄化装置９，１０近傍に運びやすくし、燃料が排気管７，８に付着することを抑制することができる。
また、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜ける可能性が高い積算量が過剰若しくは排気温度が高温の場合には、期間Ｄなどの排気管７，８における瞬間排気流量が少ない時期に燃料を添加する。これにより、燃料を排気に乗せ難くして燃料の移動を緩慢にし、燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜けることを抑制することができる。
なお、上記実施例においては、期間Ａ〜期間Ｄの中から燃料添加時期を切り替えていたが、さらに、各期間において、燃料添加する際の上限下限の瞬間排気流量を設定しておいてもよい。例えば、期間Ａでの瞬間排気流量＞期間Ｂでの瞬間排気流量＞期間Ｃでの瞬間排気流量＞期間Ｄでの瞬間排気流量の関係を確実に満たすよう、図６に示すように、期間Ａのうち期間Ａ１だけ、期間Ｂのうち期間Ｂ１だけ、期間Ｃのうち期間Ｃ１だけ、期間Ｄで燃料添加時期を切り替える。これによると、各期間（Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ）での瞬間排気流量の順序が明確となり、燃料添加弁１１，１２から添加された燃料が排気管７，８に付着することをより好適に抑制すると共に、該燃料が排気浄化装置９，１０からすり抜けることをより好適に抑制することができる。
なお、本発明に係るＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システムは、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
排気浄化システムを適用する内燃機関及びその排気系の概略構成を示す図である。 内燃機関の各気筒での排気弁の開弁パターンを示す図である。 瞬間排気流量の変化を示す図である。 実施例１に係る燃料添加時期を決定するためのマップを示す図である。 実施例２に係る燃料添加時期を決定するためのマップを示す図である。 瞬間排気流量の変化を示す図である。
符号の説明
１ 内燃機関
２ 第１バンク
３ 第２バンク
４ 気筒
５ 第１排気マニホールド
６ 第２排気マニホールド
７，８ 排気管
９，１０ 排気浄化装置
１１，１２ 燃料添加弁
１３ ＥＣＵ
１４ クランクポジションセンサ

Claims (6)

  1. Ｖ型８気筒内燃機関におけるバンク毎に設けられると共に、各バンクにおける各気筒から集合して延び前記内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
    前記排気通路に設けられ且つ酸化機能を有する触媒を含んで構成された排気浄化装置と、
    前記排気通路における前記排気浄化装置の上流側に配置され前記排気浄化装置の性能を回復させる際に前記排気通路を通過する排気に燃料を添加する燃料添加弁と、
    を備えるＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システムであって、
    前記燃料添加弁から燃料を添加する燃料添加時期を、運転条件に応じて、前記排気通路における瞬間の排気流量が異なる時期に切り替えることを特徴とするＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システム。
  2. 前記燃料添加時期を、所定サイクル期間に排出される排気流量の積算量が多くなる程、前記排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システム。
  3. 前記燃料添加時期を、排気温度が高くなる程、前記排気通路における瞬間の排気流量が少ない時期に切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システム。
  4. 前記Ｖ型８気筒内燃機関は、同一のバンクにおける所定の２つの気筒において９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合があり、且つ、同一のバンクにおいて１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われない場合があるＶ型８気筒内燃機関であり、
    前記燃料添加時期を、運転条件に応じて、９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合の同一のバンクの２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期、同一のバンクにおける所定の１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０度のクランク角間隔で燃焼が行われていない場合の当該所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期、同一のバンクにおける所定の１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０度のクランク角間隔で燃焼が行われていない場合の当該所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期、又は、１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われていない場合の同一のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期のいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システム。
  5. 前記Ｖ型８気筒内燃機関は、同一のバンクにおける所定の２つの気筒において９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合があり、且つ、同一のバンクにおいて１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われない場合があるＶ型８気筒内燃機関であり、
    前記積算量が第１所定積算量以下であると、前記燃料添加時期を９０度のクランク角間隔で燃焼が連続して行われる場合の同一のバンクの２つの気筒における排気弁が共に開弁している状態の時期とし、
    前記積算量が第１所定積算量より多い第２所定積算量以上であると、前記燃料添加時期を１８０度のクランク角間隔でいずれの気筒においても燃焼が行われていない場合の同一のバンクの全気筒における排気弁が閉弁している状態の時期とし、
    前記積算量が第１所定積算量より多く第２所定積算量より少ないと、前記燃料添加時期を同一のバンクにおける所定の１つの気筒において燃焼が行われる前後に９０度のクランク角間隔で燃焼が行われていない場合の当該所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の時期とすることを特徴とする請求項２に記載のＶ型８気筒内燃機関の排気浄化
    システム。
  6. 前記積算量が第１所定積算量より多く第１所定積算量と第２所定積算量との間の第３所定積算量以下であると、前記燃料添加時期を前記所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の後半時期とし、
    前記積算量が第１所定積算量と第２所定積算量との間の第３所定積算量より多く第２所定積算量より少ないと、前記燃料添加時期を前記所定の１つの気筒における排気弁が開弁している状態の前半時期とすることを特徴とする請求項５に記載のＶ型８気筒内燃機関の排気浄化システム。
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