JP4505441B2 - 内燃機関における排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気ガスに含まれる不浄物質を浄化する触媒に添加剤を供給する添加剤供給装置を備えた内燃機関における排気ガス浄化装置に関する。

エンジンの排気経路に触媒を配置して排気ガスの浄化を行なう排気ガス浄化装置は、従来より利用されている。その例が特許文献１〜３に開示されている。特許文献１〜３では、ＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するために排気経路に配置された触媒は、排気ガス中のＮＯｘとＨＣとを反応させることでＮＯｘを浄化するが、ディーゼルエンジンの排気ガス中にはＨＣが十分に含まれていないため、添加装置から燃料である軽油（添加剤）を触媒に供給してＨＣの不足分が補われている。
特開２００１−２８０１２５号公報 特開２００３−２０１８３６号公報 特開２００６−２２７８７号公報

特許文献１，２に開示のように、添加剤を供給する添加ノズルをエキゾーストマニホールドの分岐管に取り付けた構成では、添加ノズルから噴射された添加剤が気筒から排気される排気の圧力を受けることによって吹き返され、吹き返された添加剤が添加ノズルに詰まるという問題がある。

本発明は、例えば特許文献３に開示されるＶ型８気筒内燃機関のように、ピストンを収容する複数の気筒からなる気筒群と、前記気筒群から排出される排気ガスの排気経路とから構成される燃焼排気系が複数あって、前記気筒群内の気筒からの排気開始が不等間隔で行われる内燃機関を対象として、添加ノズルから噴射された添加剤の吹き返しを抑制することを目的とする。

本発明は、ピストンを収容する複数の気筒からなる気筒群と、前記気筒内に燃焼室を区画し、複数の排気ポートを有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに連結され、前記複数の排気ポートからの排気が合流するエキゾーストマニホールドと、前記気筒群から排出される排気ガスの排気経路とから構成される燃焼排気系が複数あり、前記排気経路内の排気ガスに含まれる不浄物質を浄化する浄化手段があり、前記気筒群内の気筒からの排気開始が不等間隔で行われ、排気がない空白期間がある内燃機関における排気ガス浄化装置を対象とし、請求項１の発明は、前記排気ポート若しくは前記エキゾーストマニホールドの枝管部に設けられ、前記浄化手段に添加剤を供給する添加剤供給装置と、前記添加剤供給装置の添加剤の供給を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、添加剤の連続供給を間欠的に行なうように、且つ前記空白期間を跨いで添加剤の連続供給を行なうように、添加剤の供給を制御することを特徴とする。

請求項１に記載した間欠的な供給とは、ピストンの２往復よりも短い供給期間のことを指す。排気開始の間隔のうち、最大の間隔に含まれる空白部を跨ぐように添加剤の連続供給を行なうことにより、添加ノズルから噴射された添加剤が気筒から排気される排気の圧力を受けにくくなり、添加ノズルから噴射された添加剤の吹き返しが抑制される。

好適な例では、前記制御手段は、前記空白期間の開始直前に排気を行なっている気筒の排気途中から添加剤の連続供給を行なうように、添加剤の供給を制御する。
このような添加剤の供給制御は、排気圧力の影響の少ない最大の間隔を有効利用する上で好適である。連続供給というのは、デューティ制御のようなオンオフを細かく繰り返すような供給方法も含める。

好適な例では、前記制御手段は、添加剤の連続供給をクランク軸が１８０°回転する期間以上にわたるように制御する。
このようにすれば、添加剤の連続供給は、排気圧力の影響の少ない空白期間を確実に跨ぐ。

好適な例では、前記内燃機関は、前記気筒内に燃焼室を区画するシリンダヘッドを備え、前記シリンダヘッドには排気ポートが設けられており、前記排気ポートを開閉する排気バルブが設けられており、前記制御手段は、前記排気バルブが開いている期間以上にわたって添加剤の連続供給を行なうように、添加剤の供給を制御する。

通常、排気バルブが開くタイミングは、燃焼行程から排気行程への切り替わりタイミングよりも早く行われる。排気バルブが開いている期間に合わせた添加剤の連続供給は、排気圧力の影響の少ない空白期間を確実に跨ぐ。

好適な例では、前記添加剤供給装置は、添加剤を噴射する添加ノズルを備え、前記添加ノズルは、前記シリンダヘッドに搭載されて前記排気ポート内に添加剤を噴射する。
シリンダヘッドに搭載された添加ノズルから排気ポート内に添加剤を噴射する構成では、排気流による添加剤の吹き返しが生じやすい。本発明は、シリンダヘッドに搭載された添加ノズルから排気ポート内に添加剤を噴射する構成において特に有効である。

好適な例では、前記浄化手段は、ＮＯｘ還元用の触媒である。
ＮＯｘ還元では、添加剤の濃度を高める必要があり、そのためにピストンの２往復内における添加剤の噴射期間を長くする必要がある。ピストンの２往復全体にわたって添加剤を供給する方式では、吹き返しが多くなるが、ピストンの２往復よりも短い供給期間であって空白期間を跨ぐ添加剤の連続供給は、ＮＯｘ還元に好適である。

好適な例では、前記燃焼排気系は２つであり、前記内燃機関は、一方の燃焼排気系の第１気筒群と他方の燃焼排気系の第２気筒群とにそれぞれ４つの気筒を備えたＶ型８気筒内燃機関である。

Ｖ型８気筒内燃機関では、排気開始の不等間隔が必ず生じる。このようなＶ型８気筒内燃機関は、本発明の適用対象として好適である。
好適な例では、前記添加剤の連続供給は、必ず間欠的、且つ前記空白期間を跨いで行なう。

本発明は、一方の気筒群から排出される排気ガスの排気経路と、他方の気筒群から排出される排気ガスの排気経路とのうち、一方の排気経路に対応する気筒群の排気が不等間隔で行われる内燃機関を対象として、添加ノズルから噴射された添加剤の吹き返しを抑制できるという優れた効果を奏する。

以下、８気筒のＶ型エンジン（４サイクルエンジン）に本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、車両に搭載されたディーゼルエンジン１１は、複数の気筒１，２，３，４，５，６，７，８を備えている。複数の気筒１〜８は、第１気筒群１２Ａ（気筒１，３，５，７）と第２気筒群１２Ｂ（気筒２，４，６，８）との２群に分けられている。第１気筒群１２Ａの気筒１，３，５，７に対応するシリンダヘッド１３Ａには気筒１，３，５，７毎に燃料噴射ノズル１４１，１４３，１４５，１４７が取り付けられている。第２気筒群１２Ｂの気筒２，４，６，８に対応するシリンダヘッド１３Ｂには気筒２，４，６，８毎に燃料噴射ノズル１４２，１４４，１４６，１４８が取り付けられている。燃料噴射ノズル１４１〜１４８は、各気筒１〜８内に添加剤（軽油）を噴射する。

図４（ａ）に示すように、シリンダヘッド１３Ａには、吸気ポート１３１及び排気ポート１３２が形成されている。各吸気ポート１３１は、一端が各気筒１，３，５，７内の燃焼室３４に連なるとともに、他端がインテークマニホールド１５（図１参照）の各枝管部に接続されている。シリンダヘッド１３Ａ側の各排気ポート１３２は、一端がシリンダヘッド１３Ａ側の各気筒１，３，５，７内の燃焼室３４に連なるとともに、他端がエキゾーストマニホールド２３Ａ（図１参照）の枝管部２３１に接続されている。

図４（ｂ）に示すように、シリンダヘッド１３Ｂには、吸気ポート１３１及び排気ポート１３２が形成されている。各吸気ポート１３１は、一端が各気筒２，４，６，８内の燃焼室３４に連なるとともに、他端がインテークマニホールド１５（図１参照）の各枝管部に接続されている。シリンダヘッド１３Ｂ側の各排気ポート１３２は、一端がシリンダヘッド１３Ｂ側の各気筒２，４，６，８内の燃焼室３４に連なるとともに、他端がエキゾーストマニホールド２３Ｂ（図１参照）の枝管部２３１に接続されている。

吸気ポート１３１は、吸気バルブ３２によって開閉され、排気ポート１３２は、排気バルブ３３によって開閉される。気筒１〜８内に燃焼室３４を区画するピストン３５は、コネクティングロッド３６を介してクランク軸３７に連結されている。ピストン３５の往復運動は、コネクティングロッド３６を介してクランク軸３７の回転運動に変換される。

図１に示すように、インテークマニホールド１５は、分岐吸気通路１６Ａ，１６Ｂに接続されている。分岐吸気通路１６Ａの途中には過給機１７Ａのコンプレッサ部１７１Ａが介在されており、分岐吸気通路１６Ｂの途中には過給機１７Ｂのコンプレッサ部１７１Ｂが介在されている。過給機１７Ａ，１７Ｂは、排気ガス流によって作動される公知の可変ノズル式ターボチャージャーである。

分岐吸気通路１６Ａ，１６Ｂは、基幹吸気通路１８に接続されている。基幹吸気通路１８は、エアクリーナ１９に接続され、エアクリーナ１９を介して外気に連通している。過給機１７Ａ，１７Ｂとインテークマニホールド１５との間の分岐吸気通路１６Ａ，１６Ｂの途中にはスロットル弁２０Ａ，２０Ｂが設けられている。スロットル弁２０Ａ，２０Ｂは、エアクリーナ１９及び基幹吸気通路１８を経由して分岐吸気通路１６Ａ，１６Ｂに吸入される吸気流量を調整するためのものである。スロットル弁２０Ａ，２０Ｂは、図示しないアクセルペダルの踏み込み量、あるいは、その他のエンジン運転状態をもとに、後述する制御コンピュータＣにより開度調整される。

アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）は、アクセル開度検出器２１によって検出される。クランク軸３７〔図４（ａ），（ｂ）参照〕の回転角度（クランク角度）は、クランク角度検出器２２によって検出される。アクセル開度検出器２１によって検出されたアクセル開度検出情報、及びクランク角度検出器２２によって検出されたクランク角度検出情報は、制御コンピュータＣに送られる。制御コンピュータＣは、アクセル開度検出情報及びクランク角度検出情報に基づいて、燃料噴射ノズル１４１〜１４８における燃料噴射期間（噴射開始時期及び噴射終了時期）を算出して燃料噴射ノズル１４１〜１４８の噴射を制御する。又、制御コンピュータＣは、クランク角度検出器２２によって得られるクランク角度検出情報に基づいてエンジンの回転速度を算出する。制御コンピュータＣ及びクランク角度検出器２２は、エンジン回転速度検出手段を構成する。

基幹吸気通路１８に吸入された空気は、分岐吸気通路１６Ａ，１６Ｂに分流し、分岐吸気通路１６Ａ，１６Ｂを流れる空気は、インテークマニホールド１５内で合流する。つまり、過給機１７Ａ，１７Ｂのコンプレッサ部１７１Ａ，１７１Ｂから送り出される吸気は、インテークマニホールド１５内で合流して気筒１〜８に供給される。

気筒１，３，５，７で発生する排気ガスは、エキゾーストマニホールド２３Ａへ排出され、気筒２，４，６，８で発生する排気ガスは、エキゾーストマニホールド２３Ｂへ排出される。エキゾーストマニホールド２３Ａは、過給機１７Ａのタービン部１７２Ａを介して第１排気通路２４Ａに接続されている。エキゾーストマニホールド２３Ｂは、過給機１７Ｂのタービン部１７２Ｂを介して第２排気通路２４Ｂに接続されている。

第１気筒群１２Ａ、エキゾーストマニホールド２３Ａ及び第１排気通路２４Ａは、第１の燃焼排気系を構成し、第２気筒群１２Ｂ、エキゾーストマニホールド２３Ｂ及び第２排気通路２４Ｂは、第２の燃焼排気系を構成する。

過給機１７Ａのコンプレッサ部１７１Ａより上流の分岐吸気通路１６Ａにはエアフローメータ２５Ａが配設されている。過給機１７Ｂのコンプレッサ部１７１Ｂより上流の分岐吸気通路１６Ｂにはエアフローメータ２５Ｂが配設されている。エアフローメータ２５Ａは、分岐吸気通路１６Ａ内における吸気流量を検出し、エアフローメータ２５Ｂは、分岐吸気通路１６Ｂ内における吸気流量を検出する。エアフローメータ２５Ａによって検出された吸気流量の情報、及びエアフローメータ２５Ｂによって検出された吸気流量の情報は、制御コンピュータＣに送られる。

スロットル弁２０Ａよりも下流の分岐吸気通路１６Ａとエキゾーストマニホールド２３Ａとは、排気ガス供給通路２６Ａを介して接続されており、排気ガス供給通路２６Ａには流量調整弁２７Ａが介在されている。スロットル弁２０Ｂよりも下流の分岐吸気通路１６Ｂとエキゾーストマニホールド２３Ｂとは、排気ガス供給通路２６Ｂを介して接続されており、排気ガス供給通路２６Ｂには流量調整弁２７Ｂが介在されている。流量調整弁２７Ａ，２７Ｂは、制御コンピュータＣの制御を受ける。

インテークマニホールド１５には圧力検出器２８が配設されている。圧力検出器２８は、インテークマニホールド１５内の圧力（過給圧）を検出する。圧力検出器２８によって検出された過給圧の情報は、制御コンピュータＣに送られる。

制御コンピュータＣは、エンジン回転数やエンジン負荷等に基づいて、予め設定されたマップから目標過給圧を決定する。制御コンピュータＣは、クランク角度検出器２２によって検出されるクランク角度の時間変化からエンジン回転数を求める。又、制御コンピュータＣは、前記したアクセル開度をエンジン負荷として把握する。つまり、アクセル開度検出器２１は、運転状態検出手段の一種であるエンジン負荷検出手段である。そして、制御コンピュータＣは、圧力検出器２８によって検出される過給圧が目標過給圧になるように、過給機１７Ａ，１７Ｂのタービン部１７２Ａ，１７２Ｂにおけるベーン開度を制御する。

又、制御コンピュータＣは、前記した燃料噴射期間（燃料噴射量）から必要な吸気流量を決定し、さらに排気ガス目標供給率を決定する。制御コンピュータＣは、目標供給率が得られるように、エアフローメータ２５Ａ，２５Ｂによって検出された吸気流量の情報を用いて流量調整弁２７Ａ，２７Ｂの弁開度を算出する。そして、制御コンピュータＣは、流量調整弁２７Ａ，２７Ｂにおける弁開度が算出された弁開度となるように制御する。流量調整弁２７Ａ，２７Ｂにおける弁開度が零でない場合には、エキゾーストマニホールド２３Ａ，２３Ｂ内の排気ガスの一部が排気ガス供給通路２６Ａ，２６Ｂを経由してインテークマニホールド１５へ送られる。これにより気筒１〜８における燃焼室内の燃焼温度が低下し、ＮＯｘ（不浄物質である窒素酸化物）の発生が低減する。

排気通路２４Ａ，２４Ｂ上には浄化手段２９Ａ，２９Ｂが介在されている。浄化手段２９Ａ，２９Ｂとしては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒又は選択還元型ＮＯｘ触媒が使用されている。

シリンダヘッド１３Ａには添加ノズル３０Ａが搭載されており、シリンダヘッド１３Ｂには添加ノズル３０Ｂが搭載されている。添加ノズル３０Ａは、気筒７の排気ポート１３２に臨むように設けられており、添加ノズル３０Ｂは、気筒８の排気ポート１３２に臨むように設けられている。添加ノズル３０Ａ，３０Ｂにはポンプ３１Ａ，３１Ｂが接続されている。ポンプ３１Ａは、添加ノズル３０Ａに添加剤（軽油）を供給し、ポンプ３１Ｂは、添加ノズル３０Ｂに添加剤（軽油）を供給する。添加ノズル３０Ａは、供給された添加剤を気筒７の排気ポート１３２内に噴射し、添加ノズル３０Ｂは、供給された添加剤を気筒８の排気ポート１３２内に噴射する。ポンプ３１Ａ，３１Ｂの作動は、制御コンピュータＣの制御を受ける。ポンプ３１Ａ及び添加ノズル３０Ａは、浄化手段２９Ａへ添加剤を供給する添加剤供給装置を構成し、ポンプ３１Ｂ及び添加ノズル３０Ｂは、浄化手段２９Ｂへ添加剤を供給する添加剤供給装置を構成する。燃料噴射ノズル１４１〜１４８の噴射を制御する制御コンピュータＣは、ポンプ３１Ａ，３１Ｂの作動を制御する。

図２の表Ｈ１は、第１気筒群１２Ａにおける気筒１，３，５，７の燃焼順序（換言すると燃料噴射順序）を表し、表Ｈ２は、第２気筒群１２Ｂにおける気筒２，４，６，８の燃焼順序（換言すると燃料噴射順序）を表す。表Ｈ１，Ｈ２における数字１，２，３，４，５，６，７，８は、気筒１，２，３，４，５，６，７，８を表す。表Ｈ１，Ｈ２におけるクランク角度０°，９０°，１８０°・・・１２６０°，１３５０°は、燃焼行程におけるピストンの上死点位置のタイミングを表す。制御コンピュータＣは、気筒１，２，７，３，４，５，６，８の順序で燃料噴射（燃焼）を行わせる。この噴射順序は、８気筒のＶ型エンジンであるディーゼルエンジン１１の振動を低減し、吸気の効率化に適した順序である。４サイクルエンジンである８気筒のディーゼルエンジン１１は、クランク角度７２０°を１周期とした運転を行なう。

図２における期間Ｅ１は、気筒１における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表し、期間Ｅ３は、気筒３における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表す。期間Ｅ５は、気筒５における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表し、期間Ｅ７は、気筒７における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表す。又、期間Ｆ２は、気筒２における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表し、期間Ｆ４は、気筒４における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表す。期間Ｆ６は、気筒６における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表し、期間Ｆ８は、気筒８における燃焼後の排気行程の開始から終了までの排気行程期間を表す。ここにおける排気行程期間とは、燃焼直後の下死点位置にあるピストンが下死点位置から上死点位置へ移行する期間のことである。排気ポート１３２を開閉する排気バルブ３３は、排気行程の開始タイミングよりも幾分早く（例えばクランク角度で５０°程度早く）排気ポート１３２を開き始める。

図２に示す期間Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７から分かるように、第１気筒群１２Ａ側では、気筒１の排気開始後の気筒７，３，５，１の排気開始は、クランク角度で１８０°、９０°、１８０°、２７０°の間をおいて行われる。つまり、第１気筒群１２Ａ側での排気開始は、不等間隔で行われる。期間Ｅ５の開始タイミングと期間Ｅ１の開始タイミングとの間隔Ｔ１は、第１気筒群１２Ａ側における排気開始の間隔のうち、最大の間隔である。排気行程期間Ｅ１，Ｅ７，Ｅ３，Ｅ５は、この順の移行については時間的に間をおかないで繋がっているが、排気行程期間Ｅ５から排気行程期間Ｅ１への移行においては、クランク角度で９０°の空白期間ｔ１がある。空白期間ｔ１は、第１気筒群１２Ａ側における最大の間隔Ｔ１に含まれている。

図２に示す期間Ｆ２，Ｆ４，Ｆ６，Ｆ８から分かるように、第２気筒群１２Ｂ側では、気筒４の排気開始後の気筒６，８，２，４の排気開始は、クランク角度で１８０°、９０°、１８０°、２７０°の間をおいて行われる。つまり、第２気筒群１２Ｂ側での排気開始は、不等間隔で行われる。期間Ｆ２の開始タイミングと期間Ｆ４の開始タイミングとの間隔Ｔ２は、第２気筒群１２Ｂ側における排気開始の間隔のうち、最大の間隔である。排気行程期間Ｆ４，Ｆ６，Ｆ８，Ｆ２は、この順の移行については時間的に間をおかないで繋がっているが、排気行程期間Ｆ２から排気行程期間Ｆ４への移行においては、クランク角度で９０°の空白期間ｔ２がある。空白期間ｔ２は、第２気筒群１２Ｂ側における最大の間隔Ｔ２に含まれている。

図２における期間Ｋａは、ポンプ３１Ａの作動期間（添加ノズル３０Ａの噴射期間）を表し、期間Ｋｂは、ポンプ３１Ｂの作動期間（添加ノズル３０Ｂの噴射期間）を表す。制御コンピュータＣは、第１気筒群１２Ａ側では、気筒５の排気行程の開始タイミング（期間Ｅ５の開始タイミング）から気筒３の排気行程の開始タイミング（期間Ｅ３の開始タイミング）までの間でポンプ３１Ａを作動させる。又、制御コンピュータＣは、第２気筒群１２Ｂ側では、気筒２の排気行程の開始タイミング（期間Ｆ２の開始タイミング）から気筒８の排気行程の開始タイミング（期間Ｆ８の開始タイミング）までの間でポンプ３１Ｂを作動させる。

添加ノズル３０Ａの噴射期間Ｋａは、排気行程期間Ｅ５から排気行程期間Ｅ１への移行の際の空白期間ｔ１を跨いでおり、添加ノズル３０Ｂの噴射期間Ｋｂは、排気行程期間Ｆ２から排気行程期間Ｆ４への移行の際の空白期間ｔ２を跨いでいる。

ＮＯｘ還元用の触媒である浄化手段２９Ａ，２９Ｂの再生を行なう本実施形態では、添加ノズル３０Ａ，３０Ｂからの添加剤の噴射は、クランク角度で１８０°の間隔をおいて例えば４〜６回行われる。

制御コンピュータＣは、添加剤供給装置の添加剤の供給を制御する制御手段である。制御コンピュータＣは、空白期間ｔ１，ｔ２を跨いで添加剤の連続供給を行なうように、添加剤の供給を制御する。

図３のグラフにおける曲線Ｄは、ポンプ３１Ａの作動期間（添加ノズル３０Ａの噴射期間）を図２に示す期間Ｋｄ１とした場合の添加ノズル３０Ａ付近の添加剤の濃度の変化を表す。曲線Ｇは、添加ノズル３０Ａの噴射期間を図２に示す噴射期間Ｋａとした場合の添加ノズル３０Ａ付近の添加剤の濃度の変化を表す。グラフにおける横軸θは、クランク角度を表し、縦軸は、添加剤の濃度を表す。

添加ノズル３０Ｂの噴射期間を図２に示す噴射期間Ｋｄ２とした場合の添加ノズル３０Ｂ付近の添加剤の濃度の変化は、曲線Ｄと同じような曲線となる。添加ノズル３０Ｂの噴射期間を図２に示す噴射期間Ｋｂとした場合の添加ノズル３０Ｂ付近の添加剤の濃度の変化は、曲線Ｇと同じような曲線となる。

第１の実施形態では以下のような効果が得られる。
（１）図３のグラフから明らかなように、最大の空白期間ｔ１を跨ぐ噴射期間Ｋａに添加剤の噴射を行なうようにした場合には、添加ノズル３０Ａ付近の添加剤の濃度は、最大の空白期間ｔ１を跨がない噴射期間Ｋｄ１に添加剤の噴射を行なうようにした場合に比べて、低くなる。最大の空白期間ｔ１を跨ぐ噴射期間Ｋａに添加剤の噴射（連続供給）を行なうことにより、添加ノズル３０Ａから噴射された添加剤が気筒１，３，５から排気される排気の圧力を受けにくくなり、添加ノズル３０Ａから噴射された添加剤の吹き返しが抑制される。

同様に、最大の空白期間ｔ２を跨ぐ噴射期間Ｋｂに添加剤の噴射を行なうようにした場合には、添加ノズル３０Ｂ付近の添加剤の濃度は、最大の空白期間ｔ２を跨がない噴射期間Ｋｄ２に添加剤の噴射を行なうようにした場合に比べて、低くなる。最大の空白期間ｔ２を跨ぐ噴射期間Ｋｂに添加剤の噴射（連続供給）を行なうことにより、添加ノズル３０Ｂから噴射された添加剤が気筒２，４，６から排気される排気の圧力を受けにくくなり、添加ノズル３０Ｂから噴射された添加剤の吹き返しが抑制される。

（２）添加ノズル３０Ａからの噴射は、空白期間ｔ１の開始直前に排気を行なっている気筒５の排気行程期間Ｅ５を含むように、排気行程期間Ｅ５の最初から開始される。又、添加ノズル３０Ｂからの噴射は、空白期間ｔ２の開始直前に排気を行なっている気筒２の排気行程期間Ｆ２を含むように、排気行程期間Ｆ２の最初から開始される。このような添加剤の供給制御は、排気圧力の影響の少ない空白期間ｔ１，ｔ２を有効利用する上で好適である。

（３）シリンダヘッド１３Ａに搭載された添加ノズル３０Ａから気筒７の排気ポート１３２内に添加剤を噴射する構成では、気筒１，３，５からの排気流による添加剤の吹き返しが生じやすい。同様に、シリンダヘッド１３Ｂに搭載された添加ノズル３０Ｂから気筒８の排気ポート１３２内に添加剤を噴射する構成では、気筒２，４，６からの排気流による添加剤の吹き返しが生じやすい。本発明は、シリンダヘッド１３Ａ，１３Ｂに搭載された添加ノズル３０Ａ，３０Ｂから気筒７，８の排気ポート１３２内に添加剤を噴射する構成において特に有効である。

（４）ＮＯｘ還元では、添加剤の濃度を高める必要があり、そのためにピストン３５の２往復内における添加剤の噴射期間を長くする必要がある。ピストン３５の２往復全体にわたって添加剤を供給する方式では、吹き返しが多くなるが、ピストン３５の２往復未満であって空白期間ｔ１，ｔ２を跨ぐ添加剤の連続供給は、ＮＯｘ還元に好適である。

（５）本実施形態においては、第１気筒群１２Ａと第２気筒群１２Ｂとにそれぞれ４つの気筒を備えたＶ型８気筒内燃機関において、気筒１，２，７，３，４，５，６，８の順序で燃料噴射を行なう制御について説明したが、特許文献３の図面の図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に開示のように、気筒１〜８の燃焼の順序（排気の順序）をどのように変えようとも排気開始の不等間隔が生じていれば本発明を適用することができる。

本発明では、以下のような実施形態も可能である。
○第１の実施形態において、噴射期間Ｋａを期間Ｅ５の途中から開始し、噴射期間Ｋｂを期間Ｆ２の途中から開始してもよい。

○第１の実施形態において、噴射期間Ｋａの終了タイミングを期間Ｅ７の終了タイミングに合わせるようにしてもよい。この場合、噴射期間Ｋａの開始タイミングを期間Ｅ５の途中にすればよい。期間Ｅ７における排気は、気筒７からの排気であり、気筒７からの排気は、気筒７の排気ポート１３２内の添加剤をエキゾーストマニホールド２３Ａ側へ吹き払う。つまり、気筒７からの排気は、添加剤の吹き返し抑制に有利に働く。従って、期間Ｅ７全てにわたって添加ノズル３０Ａから添加剤を噴射することは、添加剤の吹き返しを抑制しつつ、添加剤の量を増やす上で好適である。

○第１の実施形態において、噴射期間Ｋｂの終了タイミングを期間Ｆ８の終了タイミングに合わせるようにしてもよい。この場合、噴射期間Ｋｂの開始タイミングを期間Ｆ２の途中にすればよい。期間Ｆ８における排気は、気筒８からの排気であり、気筒８からの排気は、気筒８の排気ポート１３２内の添加剤をエキゾーストマニホールド２３Ｂ側へ吹き払う。つまり、気筒８からの排気は、添加剤の吹き返し抑制に有利に働く。従って、期間Ｆ８全てにわたって添加ノズル３０Ｂから添加剤を噴射することは、添加剤の吹き返しを抑制しつつ、添加剤の量を増やす上で好適である。

○添加剤の連続供給は、ピストン３５のストロークの期間以上、且つピストン３５の２往復の期間未満であればよい。例えば、添加剤の連続供給をピストン３５のストロークの期間と同じにしてもよい。添加剤の連続供給をピストン３５のストロークの期間以上（クランク軸が１８０°回転する期間以上）とすれば、添加剤の連続供給は、排気圧力の影響の少ない空白期間ｔ１，ｔ２を確実に跨ぐ。

○気筒１の排気ポート１３２内に添加剤を噴射するように添加ノズル３０Ａを設け、気筒２の排気ポート１３２内に添加剤を噴射するように添加ノズル３０Ｂを設けてもよい。
○気筒１，７以外の気筒の排気ポート１３２内に添加剤を噴射するように添加ノズル３０Ａを設け、気筒２，８以外の気筒の排気ポート１３２内に添加剤を噴射するように添加ノズル３０Ｂを設けてもよい。

○不浄物質であるパティキュレートマター（ＰＭ）用の浄化手段の再生や、不浄物質であるイオウ（Ｓ）用の浄化手段の再生に本発明を適用してもよい。
○浄化手段２９Ａ，２９Ｂとして、ＤＰＮＲ（ディーゼル・パティキュレート・ＮＯｘ・リダクション）を用いてもよい。ＤＰＮＲは、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルター）に相当するフィルター基材上にＮＯｘ吸蔵還元型触媒をコーティングして構成されており、ＰＭ（パティキュレート・マター）とＮＯｘとの両方を浄化する機能を有する。

○８気筒以外の偶数気筒のＶ型ディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。
○実施の形態では、添加ノズルは排気ポートに配置されていたが、エキゾーストマニホールドの枝管部に配置するようにしてもよい。

前記した実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
〔１〕前記添加ノズルの噴射期間の終了タイミングは、前記添加ノズルの噴射領域である排気ポートに対応する気筒からの排気の期間の終了タイミングである請求項４に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。

第１の実施形態を示す排気ガス浄化装置の全体構成図。 添加剤の噴射期間を説明するタイミングチャート。 第１気筒群１２Ａ側の添加ノズル付近における添加剤の濃度を示すグラフ。 （ａ），（ｂ）は、気筒の側断面図。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，７，８…気筒。１１…内燃機関としてのディーゼルエンジン。１２Ａ…第１気筒群。１２Ｂ…第２気筒群。１３Ａ，１３Ｂ…シリンダヘッド。１３２…排気ポート。２３Ａ，２３Ｂ…排気経路を構成するエキゾーストマニホールド。２３１…枝管部。２４Ａ…燃焼排気系及び排気経路を構成する第１排気通路。２４Ｂ…燃焼排気系及び排気経路を構成する第２排気通路。２９Ａ，２９Ｂ…浄化手段。３０Ａ，３０Ｂ…添加剤供給装置を構成する添加ノズル。３１Ａ，３１Ｂ…添加剤供給装置を構成するポンプ。３４…燃焼室。３５…ピストン。３７…クランク軸。Ｃ…制御手段としての制御コンピュータ。ｔ１，ｔ２…空白期間。Ｔ１，Ｔ２…最大の間隔。Ｅ１，Ｅ３，Ｅ５，Ｅ７…排気行程期間。Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，Ｆ７…排気行程期間。

Claims (7)

1. ピストンを収容する複数の気筒からなる気筒群と、前記気筒内に燃焼室を区画し、複数の排気ポートを有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに連結され、前記複数の排気ポートからの排気が合流するエキゾーストマニホールドと、前記気筒群から排出される排気ガスの排気経路とから構成される燃焼排気系が複数あり、前記排気経路内の排気ガスに含まれる不浄物質を浄化する浄化手段があり、前記気筒群内の気筒からの排気開始が不等間隔で行われ、排気がない空白期間がある内燃機関における排気ガス浄化装置において、
   前記排気ポート若しくは前記エキゾーストマニホールドの枝管部に設けられ、前記浄化手段に添加剤を供給する添加剤供給装置と、
   前記添加剤供給装置の添加剤の供給を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、添加剤の連続供給を間欠的に行なうように、且つ前記空白期間を跨いで添加剤の連続供給を行なうように、添加剤の供給を制御する内燃機関における排気ガス浄化装置。
2. 前記制御手段は、前記空白期間の開始直前に排気を行なっている気筒の排気行程期間内から添加剤の供給を行なうように制御する請求項１に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
3. 前記制御手段は、添加剤の連続供給をクランク軸が１８０°回転する期間以上にわたるように制御する請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
4. 前記内燃機関は、前記気筒内に燃焼室を区画するシリンダヘッドを備え、前記シリンダヘッドには排気ポートが設けられており、前記添加剤供給装置は、添加剤を噴射する添加ノズルを備え、前記添加ノズルは、前記シリンダヘッドに搭載されて前記排気ポート内に添加剤を噴射する請求項３に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
5. 前記浄化手段は、ＮＯｘ還元用の触媒である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
6. 前記燃焼排気系は２つであり、前記内燃機関は、一方の燃焼排気系の第１気筒群と他方の燃焼排気系の第２気筒群とにそれぞれ４つの気筒を備えたＶ型８気筒内燃機関である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
7. 前記添加剤の連続供給は、必ず間欠的、且つ前記空白期間を跨いで行なう請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。

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