(57)【要約】【課題】添加剤が後処理部材に対して間欠的に添加される時に、後処理部材の前面にて、添加剤が偏って添加されるのを抑制できる内燃機関の排気浄化システムを提供する。【解決手段】本発明の排気浄化システム１００は、後処理部材２と、後処理部材２を管軸Ｘと同軸に回転可能に収容する第１の排気管３と、出口部４０が管軸Ｘに対して偏心された第２の排気管４と、添加装置５と、回転装置６と、制御装置７と、を備え、制御装置７は、添加装置５が添加剤を間欠的に添加する時に、添加毎に後処理部材２の前面２ａの異なる角度位置に添加剤が当たるように回転装置６を制御し、後処理部材２の回転速度を制御する。【選択図】図１
2018105130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関からの排気を後処理するための後処理部材と、
前記後処理部材を管軸と同軸に回転可能に収容する第１の排気管と、
前記第１の排気管の入口部に接続される出口部を有し、前記出口部が前記第１の排気管の管軸に対して偏心され、且つ、前記第１の排気管よりも小径に形成された第２の排気管と、
前記後処理部材に対して排気上流側から添加剤を添加する添加装置と、
前記管軸回りに前記後処理部材を回転させる回転装置と、
前記回転装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記添加装置が添加剤を間欠的に添加する時に、添加毎に前記後処理部材の前面の異なる角度位置に添加剤が当たるように前記回転装置を制御し、前記後処理部材の回転速度を制御する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記後処理部材の基準回転速度をＮｎ、前記後処理部材に前記添加剤が添加される添加周期をＴａ、前記基準回転速度Ｎｎで１添加周期内に回転する基準回転数をＱ、添加毎の前記角度位置のずれ量をＰ、前記基準回転速度Ｎｎでの前記後処理部材の基準回転周期をＴｎとして、前記後処理部材の回転速度Ｎｉを、下記の式１
【数１】
2018105130.tif 000005
に基づいて算出する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記後処理部材は、酸化触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒のうち少なくとも一つを含む
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気を浄化するための後処理部材と、後処理部材を収容する大径の排気管と、大径の排気管の入口に接続される小径の排気管と、を備えるものが存在する。後処理部材としては、例えば、酸化触媒のように、排気上流側から添加剤としての燃料が添加されることで排気昇温機能を発揮するものや、選択還元型ＮＯｘ触媒のように、排気上流側から添加剤としての尿素水が添加されることで排気浄化機能を発揮するものが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８２２３６号公報
【特許文献２】特開２００３−１４８１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の排気浄化システムでは、後処理部材が大径の排気管内に固定されるため、添加剤が後処理部材の特定位置（例えば、前面の中央部分）に偏って添加される場合がある。この場合、後処理部材の排気浄化効率が低下し、また、後処理部材が局部的に劣化するといった問題が生じ得る。
【０００５】
この解決手法としては、小径の排気管を大径の排気管の管軸に対して偏心させ、後処理部材を大径の排気管の管軸と同軸に回転可能に収容し、後処理部材を管軸回りに回転させる手法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、この手法では、添加剤が後処理部材に対して間欠的に添加されると、添加毎に後処理部材の前面の同じ角度位置に添加剤が当たってしまう場合がある。この場合、結局、後処理部材の前面にて、添加剤が偏って添加されてしまうことになる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決して、添加剤が後処理部材に対して間欠的に添加される時に、後処理部材の前面にて、添加剤が偏って添加されるのを抑制できる内燃機関の排気浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、内燃機関からの排気を後処理するための後処理部材と、前記後処理部材を管軸と同軸に回転可能に収容する第１の排気管と、前記第１の排気管の入口部に接続される出口部を有し、前記出口部が前記第１の排気管の管軸に対して偏心され、且つ、前記第１の排気管よりも小径に形成された第２の排気管と、前記後処理部材に対して排気上流側から添加剤を添加する添加装置と、前記管軸回りに前記後処理部材を回転させる回転装置と、前記回転装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記添加装置が添加剤を間欠的に添加する時に、添加毎に前記後処理部材の前面の異なる角度位置に添加剤が当たるように前記回転装置を制御し、前記後処理部材の回転速度を制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化システムが提供される。
【０００９】
また、前記制御装置は、前記後処理部材の基準回転速度をＮｎ、前記後処理部材に前記添加剤が添加される添加周期をＴａ、前記基準回転速度Ｎｎで１添加周期内に回転する基準回転数をＱ、添加毎の前記角度位置のずれ量をＰ、前記基準回転速度Ｎｎでの前記後処理部材の基準回転周期をＴｎとして、前記後処理部材の回転速度Ｎｉを、下記の式１
【００１０】
【数１】
2018105130.tif 000003
【００１１】
に基づいて算出することが好ましい。
【００１２】
また、前記後処理部材は、酸化触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒のうち少なくとも一つを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、添加剤が後処理部材に対して間欠的に添加される時に、後処理部材の前面にて、添加剤が偏って添加されるのを抑制できる内燃機関の排気浄化システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気浄化システムの概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】間欠添加時にずれる４つの角度位置を示した図である。
【図４】実施例１における燃料の添加と回転速度の変化とを示したタイムチャートである。
【図５】実施例２における燃料の添加と回転速度の変化とを示したタイムチャートである。
【図６】実施例３における燃料の添加と回転速度の変化とを示したタイムチャートである。
【図７】変形例１における燃料の添加と回転速度の変化とを示したタイムチャートである。
【図８】変形例２における排気浄化システムの概略構成図である。
【図９】変形例３における排気浄化システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る排気浄化システム１００の概略構成図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。なお、図１中、矢印Ｇは、排気の流れ方向を示すものとする。また、図中に示す前後方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。
【００１７】
図１に示すように、排気浄化システム１００は、内燃機関１からの排気を後処理するための後処理部材としての酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）２を備える。また、排気浄化システム１００は、ＤＯＣ２を管軸Ｘと同軸に回転可能に収容する第１の排気管としての触媒ケーシング３を備える。管軸Ｘは、触媒ケーシング３の中心軸である。
【００１８】
また、排気浄化システム１００は、触媒ケーシング３の入口部３０に接続される出口部４０を有する、第２の排気管としての上流側排気管４を備える。この出口部４０は、触媒ケーシング３の管軸Ｘに対して偏心され、且つ、触媒ケーシング３よりも小径に形成される。また、排気浄化システム１００は、ＤＯＣ２に対して排気上流側から添加剤としての燃料を添加する、添加装置としての排気管インジェクタ５を備える。更に、排気浄化システム１００は、管軸Ｘ回りにＤＯＣ２を回転させる回転装置６と、回転装置６を制御する制御装置としての電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７と、を備える。
【００１９】
内燃機関１は、図示しない車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、即ちディーゼルエンジンである。但し、内燃機関１の種類、形式、気筒数等は任意である。
【００２０】
内燃機関１には、各気筒から排出される排気を集合させる排気マニホールド１０が設けられる。排気マニホールド１０の下流端には、上流側排気管４が接続される。
【００２１】
また、内燃機関１は、各気筒に燃料を噴射する筒内インジェクタ（不図示）を備える。筒内インジェクタは、電子制御式の燃料噴射弁からなり、ＥＣＵ７に電気的に接続される。
【００２２】
ＤＯＣ２は、円柱状の担体に白金Ｐｔ等の貴金属（触媒）を担持して成り、排気中の未燃成分（炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素ＣＯ）を酸化して浄化する。また、ＤＯＣ２は、ＨＣ，ＣＯの酸化時に生じた熱で排気を加熱、昇温する機能を有する。更に、ＤＯＣ２は、排気中のＮＯをＮＯ2に酸化し、排気中のＮＯ2濃度を高める機能をも有する。
【００２３】
ＤＯＣ２の直下流には、後処理部材としてのパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate filter）８が設けられる。
【００２４】
ＤＰＦ８は、円柱状に形成されたフィルタ部材からなり、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去する。本実施形態のＤＰＦ８は、ハニカム形状の耐熱性基材の両端開口を互い違いに市松状に閉塞した所謂ウォールフロータイプのものが用いられる。但し、網の目構造のフォーム形状のもの等、ＰＭを物理的に捕集するあらゆるタイプのフィルタを用いることができる。
【００２５】
また、ＤＰＦ８は、フィルタ内壁にＰｔ等の貴金属（触媒）を担持させた所謂連続再生式の触媒付きフィルタからなる。内燃機関１の通常運転中、ＤＰＦ８に供給された排気中のＨＣが触媒作用で酸化、燃焼し、これと同時にＤＰＦ８内部に堆積しているＰＭが燃焼除去される。
【００２６】
触媒ケーシング３は、管部材からなり、小径の入口部３０と、小径の出口部３１と、入口部３０及び出口部３１の間に配置された大径の収容部３２と、を有する。また、触媒ケーシング３は、入口部３０から収容部３２にかけて拡径された拡径テーパ部３３と、収容部３２から出口部３１にかけて縮径された縮径テーパ部３４と、を有する。なお、本実施形態では、触媒ケーシング３における入口部３０側を前方とし、出口部３１側を後方とする。
【００２７】
触媒ケーシング３の入口部３０は、上流側排気管４の出口部４０にフランジ接続される。また、触媒ケーシング３の出口部３１は、下流側に設けられた下流側排気管９の入口部９０にフランジ接続される。但し、これらの接続方法は任意であり、例えば溶接による接続等であっても良い。
【００２８】
収容部３２は、ＤＯＣ２を管軸Ｘと同軸に収容する前側収容部３２ａと、ＤＰＦ８を管軸Ｘと同軸に収容する後側収容部３２ｂと、を有する。前側収容部３２ａには、後述する回転装置６のリングギア６ａ及びピニオンギア６ｂを収容するギア収容部３２ｃが、半径方向外側に突出して設けられる。後側収容部３２ｂの内壁には、断熱緩衝部材（マット）３５を介して、ＤＰＦ８が固定される。なお、前側収容部３２ａの内壁には、図示しない軸受を介して、ＤＯＣ２が回転可能に支持される。
【００２９】
上流側排気管４の出口部４０は、図２に示すように、前面視で、出口部４０の内壁を表す円Ｒ1がＤＯＣ２の外周を表す円Ｒ2に内接するように、ＤＯＣ２の前面２ａに対向して配置される。また、出口部４０は、円Ｒ1の直径が円Ｒ2の半径と同じ長さになるように形成される。但し、出口部４０は、管軸Ｘに対して偏心され、且つ、触媒ケーシング３よりも小径に形成されていれば、これらの位置及び大きさは任意とする。
【００３０】
他方、図１において、下流側排気管９の入口部９０は、触媒ケーシング３の管軸Ｘと同軸であるが、この位置は任意とする。
【００３１】
排気管インジェクタ５は、上流側排気管４内に燃料を噴射（以下、「排気管噴射」と称する）する燃料噴射弁からなる。排気管インジェクタ５は、上流側排気管４における出口部４０またはその近傍の位置に固定支持される。排気管噴射された燃料は、排気と混合されつつ、出口部４０に対向する位置のＤＯＣ２の前面２ａに当たるように添加される。また、排気管インジェクタ５は、電子制御式の燃料噴射弁からなり、ＥＣＵ７に電気的に接続される。
【００３２】
回転装置６は、ＤＯＣ２の外周に設けられたリングギア６ａと、リングギア６ａに噛合するピニオンギア６ｂと、ピニオンギア６ｂを回転させるモータ６ｃと、を備える。リングギア６ａ及びピニオンギア６ｂは、触媒ケーシング３のギア収容部３２ｃ内に回転可能に収容される。モータ６ｃは、例えばＤＣモータからなり、ＥＣＵ７に電気的に接続される。
【００３３】
但し、回転装置６は、上記以外の構成であっても良いものとする。例えば、図示しないが、回転装置６は、ＤＯＣ２に回転軸を設け、この回転軸を回転させても良い。
【００３４】
ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置および入出力ポート等を備える。ＥＣＵ７には、ＤＯＣ２に流入する排気の温度を検出するＤＯＣ入口温度センサＳ１、ＤＰＦ８に流入する排気の温度を検出するＤＰＦ入口温度センサＳ２、ＤＰＦ８の前後の差圧を検出する差圧センサＳ３が電気的に接続される。また、図示しないが、ＥＣＵ７には、アクセル開度センサ、エンジン回転センサ、車速センサ等の各種センサ類が電気的に接続される。
【００３５】
本実施形態におけるＥＣＵ７の制御内容について、具体的に説明する。
【００３６】
ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転中、ＤＰＦ８のＰＭ堆積量が所定量に達すると、ＤＰＦ８に流入する排気を昇温して、ＤＰＦ８に堆積したＰＭを焼却除去する制御（以下、「フィルタ再生制御」と称する）を実行する。
【００３７】
具体的には、ＥＣＵ７は、差圧センサＳ３により検出される差圧が所定値以上になった時、或いは、前回のフィルタ再生終了時からの車両の走行距離が所定距離に達した時に、ＰＭ堆積量が所定量に達したと判定する。この時、ＥＣＵ７は、排気管噴射によりＤＯＣ２に対して燃料を添加する制御を実行することで、ＤＯＣ２で燃料を酸化させて、ＤＰＦ８に流入する排気を昇温する。  より詳しくは、ＥＣＵ７は、フィルタ再生制御に際し、温度センサＳ１，Ｓ２（特に、ＤＰＦ入口温度センサＳ２）の検出値が所定の目標温度になるように、連続的にまたは間欠的に燃料をＤＯＣ２に添加する制御を実行する。
【００３８】
他方、ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転中、回転装置６を制御して、回転軸６ａ回りに、例えば、図２の矢印Ｗで示す回転方向に、ＤＯＣ２を回転させる。これにより、ＤＯＣ２の前面２ａにおいて、上流側排気管４の出口部４０に対向する角度位置が常に変化する。
【００３９】
また、ＥＣＵ７は、排気管インジェクタ５が燃料を間欠的に添加する時に、添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの異なる角度位置に燃料が当たるように回転装置６を制御し、ＤＯＣ２の回転速度を制御する（以下、この制御を「回転速度制御」と称する）。
【００４０】
具体的には、ＥＣＵ７は、燃料を添加しない時は、ＤＯＣ２の回転速度Ｎを、予め設定された基準回転速度Ｎｎに制御する。この基準回転速度Ｎｎは、任意の回転速度（例えば、Ｎｎ＝３０［ｒｐｍ］）とする。
【００４１】
また、ＥＣＵ７は、燃料を連続的に添加する時は、ＤＯＣ２の回転速度Ｎを、予め設定された連続添加回転速度Ｎｃに制御する。この連続添加回転速度Ｎｃは、基準回転速度Ｎｎと同じ回転速度であっても良い。
【００４２】
更に、ＥＣＵ７は、燃料を間欠的に添加する時、基準回転速度ＮｎでＤＯＣ２が回転すると、添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たる場合には、回転速度Ｎを、予め設定された間欠添加回転速度Ｎｉに増速する。
【００４３】
添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たる場合とは、燃料が添加される添加周期Ｔａ［秒］が、基準回転速度ＮｎでのＤＯＣ２の基準回転周期Ｔｎ［秒］に対して、ｍ倍の周期である場合を指す。この基準回転周期Ｔｎは、ＤＯＣ２が１回転するのに要する時間を意味する。また、ｍは１以上の整数とする。
【００４４】
例えば、添加周期Ｔａが２秒（即ち、１添加／２秒間）である場合に、回転周期Ｔｎが２秒（即ち、１回転／２秒間）であるとすると、基準回転速度Ｎｎでは、添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たるようになる。
【００４５】
そこで、ＥＣＵ７は、基準回転速度をＮｎ、添加周期をＴａ、基準回転数をＱ、添加毎の角度位置のずれ量をＰ、基準回転周期をＴｎとして、間欠添加回転速度Ｎｉを、下記の式１
【００４６】
【数２】
2018105130.tif 000004
【００４７】
に基づいて算出する。
【００４８】
ここで、基準回転数Ｑは、基準回転速度Ｎｎ（例えば、３０［ｒｐｍ］）で回転した時に１添加周期Ｔａ内に回転する回転数（例えば、１回転／２秒間）を意味する。また、ずれ量Ｐは、添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの角度位置がずれる量（例えば、回転方向に１／４＝０．２５回転）を意味する。なお、本実施形態のように、増速される間欠添加回転速度Ｎｉを算出する場合、ずれ量Ｐは、整数以外の正の値とする。
【００４９】
式１に基づいて算出された間欠添加回転速度Ｎｉは、予めＥＣＵ７に記憶される。そして、ＥＣＵ７は、間欠添加する時に、添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たる場合には、回転装置６を制御して、回転速度Ｎを間欠添加回転速度Ｎｉに増速する制御を実行する。
【００５０】
より詳しくは、ＥＣＵ７は、他の要請により、添加周期Ｔａが基準回転周期Ｔｎのｍ倍の周期となるように予め設定されている場合には、間欠添加する時に、回転速度Ｎを間欠添加回転速度Ｎｉに増速する制御を実行する。
【００５１】
次に、図３〜図６に示す実施例について説明する。ここで、図３は、回転するＤＯＣ２の前面２ａにおいて、間欠添加時に、添加毎に１／４＝０．２５回転（角度α＝９０°）ずつ、回転方向後方にずれる角度位置Ａ〜Ｄを二点鎖線で示したものである。
【００５２】
（実施例１）
図４は、実施例１における燃料の添加と回転速度Ｎの変化とを示したタイムチャートである。ここで、図４（ａ）は、燃料が添加されない場合、図４（ｂ）は、燃料が連続的に添加される場合、図４（ｃ）は、燃料が間欠的に添加される場合を示す。なお、図４（ａ）〜（ｃ）に示す位置Ａ〜Ｄは、ある時刻ｔにおいて、上流側排気管４の出口部４０に対向する角度位置を示す。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、ＤＯＣ２に燃料が添加されない時、回転速度Ｎは、基準回転速度Ｎｎ（Ｎｎ＝３０［ｒｐｍ］）に制御される。即ち、ＤＯＣ２の基準回転周期Ｔｎは、２秒（１回転／２秒間）となる。
【００５４】
図４（ｂ）に示すように、ＤＯＣ２に燃料が連続的に添加される時、回転速度Ｎは、連続添加回転速度Ｎｃ（Ｎｃ＝３０［ｒｐｍ］）に制御される。本実施例では、燃料が添加されない時と同様に、２秒間でＤＯＣ２が１回転するように制御される（Ｎｃ＝Ｎｎ）。この場合、全ての異なる角度位置に連続して燃料を当てることができる。なお、図示しないが、燃料は、デューティ制御により添加され、デューティ周期Ｔｄに対する添加時間Ｔｏｎの割合、即ち、デューティ比Ｄｒ（Ｄｒ＝Ｔｏｎ／Ｔｄ）が所定値、例えば、０．５程度になるように制御される。
【００５５】
図４（ｃ）においては、２秒毎に燃料がＤＯＣ２に間欠的に添加される。本実施例では、例えば、２秒間で０．２秒程度、添加ＯＮとする。なお、ここでいう間欠添加は、添加周期Ｔａがデューティ周期Ｔｄよりも著しく大きい場合（即ち、Ｔａ＞＞Ｔｄとなる周期）にて、デューティ周期Ｔｄ単位で添加ＯＮ／ＯＦＦが繰り返されるような場合を含まないものとする。即ち、典型的に、添加周期Ｔａとデューティ周期Ｔｄのオーダー（桁）は異なる。
【００５６】
図４（ｃ）に示すように、燃料の添加周期Ｔａ（２秒）は、基準回転周期Ｔｎ（２秒）の１倍（ｍ＝１）、即ち、同じ周期である。よって、仮に、この基準回転速度Ｎｎのまま、間欠添加されると、添加毎に、ＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たり、燃料が偏って添加されてしまう。その結果、ＤＯＣ２の排気昇温機能が低下して、ＤＰＦ８でのフィルタ再生が不十分になり、また、ＤＯＣ２が局部的に劣化する虞がある。
【００５７】
そこで、実施例１では、基準回転数Ｑを１（１回転／２秒間）、添加毎の角度位置のずれ量Ｐを１／４＝０．２５回転（角度α＝９０°）として、上記式１に基づいて間欠添加回転速度Ｎｉを算出する。この場合、算出される間欠添加回転速度Ｎｉは、基準回転速度Ｎｎから１．２５倍に増速された３７．５［ｒｐｍ］となる。
【００５８】
そして、この増速された間欠添加回転速度ＮｉによりＤＯＣ２を回転させると、２秒間でＤＯＣ２が１．２５回転するため、添加毎に、角度位置が、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ→・・・と、１／４回転ずつ、回転方向後方にずれていく。その結果、添加毎に、ＤＯＣ２の前面２ａの異なる角度位置に燃料を当てることができる。
【００５９】
このように、実施例１では、添加周期Ｔａと基準回転周期Ｔｎとが同じ周期である場合に、添加毎にＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たらないようにすることが可能となる。即ち、ＤＯＣ２の前面２ａにて、燃料が偏って添加されることを抑制することができる。その結果、ＤＯＣ２の使用効率が向上することで、排気昇温性能が向上し、ＤＰＦ８のフィルタ再生を十分に行うことが可能となる。また、ＤＯＣ２が局部的に劣化するのを抑制することができる。
【００６０】
（実施例２）
図５は、実施例２おける燃料の添加と回転速度Ｎの変化とを示したタイムチャートである。図５（ａ）は、燃料が添加されない場合、図５（ｂ）は、燃料が連続的に添加される場合、図５（ｃ）は、燃料が間欠的に添加される場合を示す。
【００６１】
実施例２では、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例１と同様、無添加時には、基準回転速度Ｎｎを３０［ｒｐｍ］とし、連続添加時にも、ＤＯＣ２の連続添加回転速度Ｎｃを３０［ｒｐｍ］とする。
【００６２】
一方、図５（ｃ）においては、実施例１と異なり、１０秒毎に燃料がＤＯＣ２に間欠的に添加される。この場合、添加周期Ｔａ（１０秒）が、基準回転周期Ｔｎ（２秒）の５倍（ｍ＝５）となる。よって、仮に、この基準回転速度Ｎｎのまま、間欠添加されると、添加毎に、ＤＯＣ２の前面２ａの同じ角度位置に燃料が当たってしまう。その結果、燃料が偏って添加されることで、上記実施例１と同様の問題が生じ得る。
【００６３】
そこで、ＥＣＵ７は、基準回転数Ｑを５（５回転／１０秒間）、添加毎の角度位置のずれ量Ｐを１／４回転（角度α＝９０°）として、上記式１に基づいて間欠添加回転速度Ｎｉを算出する。この場合、算出される間欠添加回転速度Ｎｉは、３１．５［ｒｐｍ］であり、１０秒間でＤＯＣ２が５．２５回転するため、添加毎に、角度位置が、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ→・・・と、１／４回転ずつ、回転方向後方にずれていく。その結果、添加毎に、ＤＯＣ２の前面２ａの異なる角度位置に燃料を当てることができる。
【００６４】
（実施例３）
図６は、実施例３における燃料の添加と回転速度Ｎの変化とを示したタイムチャートである。なお、図６（ａ）及び（ｂ）は、図５（ａ）及び（ｂ）と同じタイムチャートである。
【００６５】
図６（ｃ）に示すように、実施例３においては、実施例２と同様、１０秒毎に燃料がＤＯＣ２に間欠的に添加される。但し、実施例３においては、１０秒間の添加周期Ｔａのうち、任意の２秒間だけ（本実施例では、最初の２秒間だけ）間欠添加回転速度Ｎｉ（Ｎｉ＝３７．５［ｒｐｍ］）に増速し、残りの８秒間は基準回転速度Ｎｎ（Ｎｎ＝３０［ｒｐｍ］）に戻す。
【００６６】
ここでの増速される間欠添加回転速度Ｎｉは、添加周期Ｔａを基準回転周期Ｔｎ（２秒）と同じ周期（Ｔａ＝Ｔｎ）と置くことで、上記式１から算出することができる。即ち、基準回転速度Ｎｎを３０［ｒｐｍ］、基準回転周期Ｔｎを２秒、添加周期Ｔａを２秒（＝Ｔｎ）、基準回転数Ｑを１（１回転／２秒間）、添加毎の角度位置のずれ量Ｐを１／４回転（角度α＝９０°）、として、上記式１を用いて、間欠添加回転速度Ｎｉを算出する。
【００６７】
この場合にも、実施例２と同様、１０秒間でＤＯＣ２が５．２５回転することになるため、添加毎に、角度位置が、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ→・・・と、１／４回転ずつ、回転方向後方にずれていく。その結果、添加毎に、ＤＯＣ２の前面２ａの異なる角度位置に燃料を当てることができる。
【００６８】
本実施形態においては、上記以外に、下記のような作用効果も存在する。
【００６９】
例えば、図１に示すように、ＤＰＦ８は、ＤＯＣ２の直下流に配置されるため、ＤＯＣ２の回転によって攪拌された排気を、ＤＰＦ８に均一に流入させることができる。その結果、ＰＭ捕集及びフィルタ再生を均一化することにより、ＰＭの捕集除去の効率性が向上する。また、これにより、ＤＰＦ８が局部的に劣化するのを抑制することができる。更に、ＤＰＦ８内の温度分布が小さくなるため、フィルタ再生制御を行い易くなる。
【００７０】
また、図２に示すように、上流側排気管４の出口部４０は、前面視で、出口部４０の内壁を表す円Ｒ1がＤＯＣ２の外周を表す円Ｒ2に内接するように、ＤＯＣ２の前面２ａに対向して配置される。そのため、ＤＯＣ２の前面２ａの外周縁部にまで、燃料を確実に当てることができる。その結果、ＤＯＣ２の前面２ａにおいて、中心部から外周縁部にかけて均一に燃料を添加して、排気浄化効率を向上させることが可能となる。
【００７１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００７２】
例えば、図示しないが、間欠添加時において、添加毎の角度位置のずれ量Ｐは、１／４＝０．２５回転（角度α＝９０°）に限られず、例えば、１／８＝０．１２５回転（角度α＝４５°）等であっても良い。また、ずれ量Ｐは、燃料が当たる角度位置ができるだけ均等にずれていくように設定するのが好ましい。
【００７３】
また、ＥＣＵ７は、フィルタ再生時に、排気管噴射に対して付加的にまたは代替的に、ポスト噴射またはアフター噴射を行う制御を実行しても良い。これらポスト噴射等は、添加装置としての筒内インジェクタから、ＤＯＣ２に燃料を添加して、燃料を酸化させ、高温の排気ガスをＤＰＦ８に送る目的で実行される。即ち、本実施形態において、上述の排気管噴射と同様の機能を有する。
【００７４】
更に、上述の実施形態は、以下のように変形することができる。なお、下記の説明において、上記の基本実施形態と同一の構成要素については、同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
【００７５】
（変形例１）
図７は、変形例１における燃料の添加と回転速度Ｎの変化とを示したタイムチャートである。なお、図７（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）と同じタイムチャートである。
【００７６】
上記の基本実施形態では、図４（ｃ）、図５（ｃ）、図６（ｃ）に示したように、間欠添加時に、基準回転速度Ｎｎ（Ｎｎ＝３０［ｒｐｍ］）から間欠添加回転速度Ｎｉ（Ｎｉ＝３７．５［ｒｐｍ］）に増速させた。
【００７７】
これに対して、図７（ｃ）に示すように、変形例１では、間欠添加時に、基準回転速度Ｎｎから間欠添加回転速度Ｎｉ（Ｎｉ＝２２．５［ｒｐｍ］）に減速させる。即ち、間欠添加回転速度Ｎｉは、基準回転速度Ｎｎ（Ｎｎ＝３０［ｒｐｍ］）から減速された回転速度Ｎであっても良い。
【００７８】
具体的には、減速される間欠添加回転速度Ｎｉは、上記式１において、ずれ量Ｐを整数以外の負の値とすることで算出できる。即ち、変形例１では、基準回転数Ｑを１、ずれ量Ｐを−１／４＝−０．２５回転（角度α＝−９０°）とすることにより、上記式１に基づいて、減速された間欠添加回転速度Ｎｉ（Ｎｉ＝２２．５［ｒｐｍ］）が算出される。
【００７９】
これにより、変形例１では、２秒間でＤＯＣ２が０．７５回転するため、添加毎に、角度位置が、Ａ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ→・・・と、１／４回転ずつ、回転方向前方にずれていく。その結果、添加毎に、ＤＯＣ２の前面２ａの異なる角度位置に燃料を当てることができる。
【００８０】
なお、添加毎の角度位置のずれ量Ｐを−１／４以外の他の値（但し、整数を除く）に変更しても良い。また、上記の実施例３で述べたように、例えば、１０秒間の添加周期Ｔａうち、最初の２秒間だけ間欠添加回転速度Ｎｉに減速し、残りの８秒間を基準回転速度Ｎｎに戻しても良い。
【００８１】
（変形例２）
図８に示すように、排気浄化システム２００は、後処理部材としての選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）２０２と、ＳＣＲ触媒２０２を収容する第１の排気管としてのＳＣＲケーシング２０３と、を備えても良い。また、排気浄化システム２００は、ＳＣＲ触媒２０２に対して上流側から尿素水を添加する、添加装置としての尿素水インジェクタ２０５を備えても良い。ＳＣＲ触媒２０２は、尿素水から加水分解されて生成されたアンモニア（ＮＨ3）により、排気中の窒素酸化物ＮＯｘを還元して、排気を浄化するための触媒である。
【００８２】
この変形例２において、第２の排気管としての上流側排気管２０４は、図１に示す下流側排気管９と同じ排気管とする。上流側排気管２０４の出口部２４０は、ＳＣＲケーシング２０３の管軸Ｙに対して偏心され、且つ、ＳＣＲケーシング２０３よりも小径に形成される。また、ＳＣＲ触媒２０２は、回転装置２０６により回転される。
【００８３】
また、変形例２において、ＥＣＵ７は、上流側ＮＯｘセンサＳ４及び下流側ＮＯｘセンサＳ５により検出されるＮＯｘ濃度に基づき、ＳＣＲ触媒２０２に対して、尿素水インジェクタ２０５から尿素水を添加する制御を実行する。そして、尿素水をＳＣＲ触媒２０２に間欠的に添加する時に、ＳＣＲ触媒２０２の回転速度Ｎについて、上述の回転速度制御を実行する。
【００８４】
これにより、ＳＣＲ触媒２０２の前面２０２ａにて、尿素水が偏って添加されることを抑制することができる。その結果、ＳＣＲ触媒２０２の使用効率が向上し、排気中のＮＯｘの浄化性能を向上させることが可能となる。また、ＳＣＲ触媒２０２が局部的に劣化するのを抑制することができる。
【００８５】
（変形例３）
図９に示すように、排気浄化システム３００においては、上記の基本実施形態の触媒ケーシング３（図１を参照）から後側収容部３２ｂを除いたＤＯＣケーシング３’に、ＤＯＣ２が収容される。そして、ＤＯＣケーシング３’の下流側に設けられたＤＰＦケーシング３０３に、ＤＰＦ８が収容される。
【００８６】
この変形例３においては、ＤＯＣケーシング３’の出口部３１’は、ＤＰＦケーシング３０３の入口部３３０に接続され、出口部３１’は、ＤＰＦケーシング３０３の管軸Ｚに対して偏心される。また、ＤＰＦ８は、回転装置３０６によって回転される。
【００８７】
この構成によれば、内燃機関１の運転中、ＤＯＣケーシング３’からＤＰＦケーシング３０３に流入する排気は、ＤＰＦ８の前面８ａに均一に当たるようになる。その結果、ＰＭ捕集及びフィルタ再生を均一化して、効率的にＰＭを捕集除去することが可能となる。また、これにより、ＤＰＦ８が局部的に劣化するのを抑制することができる。更に、ＤＰＦ８内の温度分布が小さくなるため、フィルタ再生制御を行い易くなる。
【００８８】
（変形例４）
図示しないが、変形例２において、ＳＣＲ触媒の代わりにＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ触媒）を用いても良い。
【００８９】
この場合、内燃機関の運転中、上流側排気管からＬＮＴケーシングに流入する排気は、ＬＮＴ触媒の前面に均一に当たるようになる。その結果、ＬＮＴ触媒の使用効率が向上し、排気中のＮＯｘの浄化性能を向上させることが可能となる。また、ＬＮＴ触媒が局部的に劣化するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  内燃機関
２  ＤＯＣ（後処理部材）
３  触媒ケーシング（第１の排気管）
４  上流側排気管（第２の排気管）
５  排気管インジェクタ（添加装置）
６  回転装置
７  ＥＣＵ
１００  排気浄化システム
【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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【図９】
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