專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
用于檢測(cè)排氣中的SOx濃度的SOx濃度傳感器一直以來(lái)就是公知的。 這些公知的SOx傳感器通常使用固體電解質(zhì)，通過(guò)計(jì)測(cè)SOx變成硫酸根離
子時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)檢測(cè)排氣中的sox濃度(參照例如日本特開(kāi)
2004-239706號(hào)公報(bào))。另外，當(dāng)燃料、油中的硫濃度變化時(shí)，與^M目伴地 排氣中的SOx濃度也會(huì)變化。因此，如果利用上述的SOx濃度傳感器來(lái)檢 測(cè)排氣中的SOx濃度，則可以檢測(cè)燃料、油中的石克濃度。
但使用這樣的SOx濃度傳感器而成的以往的硫成分檢測(cè)裝置只能在高 溫下工作，裝置^f莫大，特別是還存在在SOx濃度低時(shí)不能檢測(cè)SOx濃度 的嚴(yán)重問(wèn)題。如這種SOx濃度傳感器那樣， 一直以來(lái)只是關(guān)注于檢測(cè)瞬間 SOx濃度，這樣只要欲檢測(cè)瞬間SOx濃度，就必然會(huì)產(chǎn)生上述那樣的各種 問(wèn)題。
于是，本發(fā)明人轉(zhuǎn)換思路，不是檢測(cè)瞬間的S(V濃度，而是關(guān)注于解 決在一定期間內(nèi)排出的SOx的累加量。于是，這樣轉(zhuǎn)換思路，判明可以容 易地檢測(cè)出作為在一定期間內(nèi)排出的SO、的累加量的排氣中的SOx量，這
樣可容易檢測(cè)燃料、油中的硫濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種容易檢測(cè)燃料、油中的硫濃度的硫濃度
檢測(cè)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，在燃料、油燃燒生成的排氣的通路內(nèi)配置有可捕獲排氣中的硫成分的金屬或金屬化合 物，計(jì)測(cè)隨著該金屬或金屬化合物所捕獲的硫成分的量的增多而變化的該 金屬或金屬化合物的物性，根據(jù)計(jì)測(cè)得到的物性來(lái)檢測(cè)出該金屬或金屬化 合物所捕獲到的硫成分的量，根據(jù)檢測(cè)到的硫成分的量計(jì)算排氣中實(shí)際含
有的so、量的實(shí)際累計(jì)值，在假定使用了硫濃度預(yù)先估計(jì)好的燃料、油的 情況下，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)計(jì)算估計(jì)在排氣中含有的SOx量的估計(jì) 累計(jì)值，當(dāng)SOx量的實(shí)際累計(jì)值相對(duì)于SOx量的估計(jì)累計(jì)值的增大量大于
預(yù)定值時(shí)，判斷為使用了硫濃度比預(yù)先估計(jì)的硫濃度高的燃料、油。


圖1A^縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的整體圖；圖2是用于說(shuō)明硫成分的檢測(cè)原 理的圖；圖3是用于說(shuō)明疏成分的檢測(cè)方法的圖；圖4是用于說(shuō)明硫成分 的檢測(cè)方法的圖；圖5是用于說(shuō)明硫成分的檢測(cè)方法的圖；圖6是用于說(shuō) 明硫成分的檢測(cè)方法的圖；圖7是表示硫成分的捕獲量的變化的時(shí)間圖； 圖8表示從內(nèi)燃機(jī)排出的SOx量的圖。圖9是用于計(jì)算SOx的估計(jì)捕獲量 的流程圖；圖10是用于檢測(cè)燃料、油中的硫濃度的流程圖；圖ll是用于 檢測(cè)燃料、油中的硫濃度的流程圖；圖12表示硫成分的捕獲量的變化的時(shí) 間圖；圖13是用于檢測(cè)燃料、油中的硫濃度的流程圖；圖14是用于檢測(cè) 燃料、油中的硫濃度的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖l表示壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的整體圖。
參照?qǐng)D1， l表示內(nèi)燃機(jī)主體，2表示各氣缸的燃燒室，3表示用于向 各燃燒室2內(nèi)分別噴射燃料的電子控制式燃料噴射閥，4表示進(jìn)氣岐管，5 表示排氣岐管。進(jìn)氣岐管4介由吸氣管6與排氣渦輪增壓器7的壓縮機(jī)7a 的出口連接，壓縮機(jī)7a的入口與空氣濾清器8連接。在吸氣管6內(nèi)配置有 由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門(mén)9,進(jìn)而繞吸氣管6設(shè)置有用于冷卻在吸氣管6 內(nèi)流動(dòng)的piL7^空氣的冷卻裝置10。在圖l所示的實(shí)施例中，將內(nèi)燃機(jī)冷卻水導(dǎo)入到冷卻裝置10內(nèi)，由內(nèi)燃機(jī)冷卻水將吸入空氣冷卻。
另 一方面，排氣岐管5與排氣渦輪增壓器7的排氣渦輪7b的入口連接， 排氣渦輪7b的出口與SOx捕集催化劑11的入口連接。另外，SOx捕集催 化劑11的出口與NO、吸藏催化劑12連接。如圖1所示，在SOx捕集催化 劑11的下游配置有用于檢測(cè)排氣中含有的硫成分即SOx的SOx傳感器13。 另外，在排氣岐管5內(nèi)配置有用于向排氣中添加燃料的燃料添加閥14。
排氣岐管5與進(jìn)氣岐管4借由排氣再循環(huán)(下面稱(chēng)作"EGR")通路15 相互連接，在EGR通路15內(nèi)配置有電子控制式EGR控制閥16。另外， 繞EGR通路15設(shè)置有用于冷卻在EGR通路15內(nèi)流動(dòng)的EGR氣體的冷 卻裝置17。在圖1所示的實(shí)施例中，將內(nèi)燃機(jī)冷卻水導(dǎo)入冷卻裝置17內(nèi)， 由內(nèi)燃機(jī)冷卻水將EGR氣體冷卻。另一方面，各燃料噴射閥3介由燃料 供給管18與共軌19連接。從電子控制式的噴出量可變的燃料泵20向該共 軌19內(nèi)供給燃料箱21內(nèi)的燃料，被供給到該共軌19內(nèi)的燃料經(jīng)由各燃料 供給管18而被供給到燃料噴射閥3。
燃料箱21的燃料補(bǔ)充口 22通常被燃料蓋23堵塞，該燃料蓋23在向 燃料箱21內(nèi)補(bǔ)充燃料時(shí)被取下。在燃料補(bǔ)充口 22上安裝有用于檢測(cè)燃料 蓋23被取下的狀態(tài)的傳感器24。另外，在內(nèi)燃機(jī)主體1上安裝有用于檢 測(cè)潤(rùn)滑油的油面的液面?zhèn)鞲衅?5。由于在換油時(shí)要取出舊油，供給新油， 所以此時(shí)油的液面變化。在圖1所示的實(shí)施例中，基于液面?zhèn)鞲衅?5的檢 測(cè)信號(hào)來(lái)判斷是否進(jìn)行了換油。
電子控制單元30由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，具有由雙向性總線31互相連接 的ROM(只讀存儲(chǔ)器)32、 RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)33、 CPU(微處理器)34、輸入 端口 35以及輸出端口 36。如圖1所示，在加速踏板40上連接有產(chǎn)生與加 速踏板40的 量L成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器41， M感器13、 24、 25、和該負(fù)荷傳感器41的輸出電壓借助于相對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器37輸 入到輸入端口35。進(jìn)而，在輸入端口 35上連接有曲軸每旋轉(zhuǎn)例如15。就 產(chǎn)生輸出脈沖的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器42。另一方面，輸出端口 36借助于相對(duì) 應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路38與燃料噴射閥3、節(jié)氣門(mén)9的驅(qū)動(dòng)用步進(jìn)馬達(dá)、燃料添加閥14、 EGR控制閥16和燃料泵20連接。
首先對(duì)圖1所示的NOx吸藏催化劑12予以說(shuō)明，該NOx吸藏催化劑 12具有下述功能，即在排氣的空燃比稀時(shí)吸收NOx，在排氣的空燃比變?yōu)?理論空燃比或濃時(shí)，會(huì)將吸收的NOx釋放。在壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)中，其排 氣的空燃比為稀，因此，通常排氣中含有的N(X會(huì)被NOx吸藏催化劑12 吸藏。
但是如果在稀空燃比下持續(xù)進(jìn)行燃燒，則在該期間內(nèi)NOx吸藏催化劑 12的NOx吸藏能力會(huì)飽和，這樣會(huì)變得不能由NOx吸藏催化劑12吸收 NOx。因此，在圖l所示的實(shí)施例中，在NOx吸藏催化劑12的吸藏能力飽 和之前，通過(guò)例如在排氣行程中向燃燒室2內(nèi)噴射燃料，或通過(guò)從燃料添 加閥14向排氣中添加燃料，來(lái)使排氣的空燃比暫時(shí)為濃，由此使得從NOx 吸藏催化劑12釋放出NOx。
但是，排氣中含有SOx即S()2，在該S02流入NOx吸藏催化劑12時(shí) 該S02被吸收到NOx吸藏催化劑12內(nèi)。此時(shí)，如果吸藏的SOx量增多， 則NOx吸藏催化劑12可吸藏的NOx量逐漸降低。因此，在圖1所示的實(shí) 施例中，在NOx吸藏催化劑12的上游配置S(X捕集催化劑11，利用SOx 捕集催化劑11來(lái)捕獲排氣中含有的S()x,由此來(lái)控制SOx流入到NOJ及 藏催化劑12中。
由于1象這樣，排氣中含有的SOx量對(duì)NOx吸藏催化劑12的NOx吸藏 能力有很大影響，所以需要監(jiān)視排氣中含有的SOx量。由于如果在這種情 況下排氣中含有的SOx量增多，則NOx吸藏催化劑12的NOx吸藏能力會(huì) 急劇降低，所以特別需要檢測(cè)排氣中含有的S(X量是否增大。
像這樣的、排氣中含有的S()x量增多的典型情況是，與預(yù)先估計(jì)使用 的燃料、油相比，使用了硫濃度高的燃料、油的情況。于是，在本發(fā)明中 利用SOx傳感器13來(lái)檢測(cè)排氣中的硫成分，基于該SOx傳感器13的檢測(cè) 結(jié)果來(lái)判斷是否使用了硫濃度高的燃料、油。下面對(duì)本發(fā)明的該硫成分的 檢測(cè)方法予以說(shuō)明。
圖2示出了本發(fā)明的硫成分的檢測(cè)原理。在本發(fā)明中，在排氣通路內(nèi)配置了可捕獲排氣中的硫成分的金屬或金屬化合物，在圖l所示的實(shí)施例
中配置了可捕獲排氣中的S(X的金屬或金屬化合物。在圖2(A)中以標(biāo)記50 示意性地示出該金屬或金屬化合物。圖2(A)所示的金屬或金屬化合物50 由不含有硫的金屬或金屬化合物形成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該金屬或金 屬化合物50由堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、貴金屬或者這些金屬的化合 物形成。
下面，以使用堿土金屬之一的鋇Ba或其化合物作為該金屬或金屬化 合物50的情況為例，來(lái)對(duì)硫成分的檢測(cè)方法予以說(shuō)明。
鋇Ba在大氣中變成氧化鋇BaO。該氧化鋇BaO在械放置到排氣中時(shí)， 會(huì)被排氣中含有的CO、 C02立即變成碳酸鋇BaC03。進(jìn)而，該碳酸鋇 BaC03被排氣中含有的N(X變成硝酸鋇Ba(N03)2。
即，在使用鋇Ba的情況中，圖2(A)所示的金屬或金屬化合物50是氧 化鋇BaO、碳酸鋇BaC()3、或硝酸鋇Ba(N03)2，該金屬或金屬化合物50 在被置于排氣中時(shí)變成硝酸鋇Ba(N03)2。簡(jiǎn)單地說(shuō)，圖2(A)所示的金屬或 金屬化合物50由氧化物、碳酸鹽或硝酸鹽構(gòu)成，當(dāng)該金屬或金屬化合物 50被置于排氣中時(shí)變成硝酸鹽。
另一方面，排氣中含有與C()、 HC、 N(X相比為少量的硫成分即SOx， 該SOx會(huì)被金屬或金屬化合物50捕獲，如圖2(A)所示，變成含有硫的金 屬化合物51。在使用鋇Ba的情況中，該含有硫的金屬化合物51是硫酸鋇 BaS04。因此，在金屬或金屬化合物5()被置于排氣中的情況中，如圖2(B) 所示，由硝酸鋇Ba(N03)2構(gòu)成的金屬化合物50的部分硝酸鋇Ba(N03)2變 成硫酸鋇BaS04。簡(jiǎn)單地說(shuō)，辨酸鹽的一部分變成硫酸鹽。此時(shí)，隨著時(shí) 間的經(jīng)過(guò)，即隨著捕獲到的硫成分的量增多，金屬化合物51中的硫酸鹽的 比例變高。
另一方面，圖2(C)示出了金屬或金屬化合物50由貴金屬或其化合物 構(gòu)成的情況。作為該貴金屬可以使用鈀Pd、銠Rh或鉑Pt，圖2(C)作為一 個(gè)例子示出了使用鈀Pd的情況。這種情況中，當(dāng)捕獲到硫成分時(shí)，金屬 氧化物PdO變成;?；颬dS。當(dāng)硝酸鹽變成硫酸鹽時(shí)，或金屬氧化物變成硫化物時(shí)，物性出現(xiàn)變化， 因此可以根據(jù)該物性的變化來(lái)推定捕獲到的硫成分的量、即氣體中的硫成 分的量。于是在本發(fā)明中，在隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)不含有硫的金屬或金屬化合
物50變成含有硫的金屬化合物51時(shí)，計(jì)測(cè)金屬化合物51的物性，根據(jù)計(jì) 測(cè)的物性^M^r測(cè)氣體中的硫成分。
即，在本發(fā)明中，換而言之，在隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而金屬或金屬化合物 50所捕獲到的硫成分的量增多時(shí)，計(jì)測(cè)隨著該捕獲到的石克成分的量增多而 變化的金屬或金屬化合物50的物性，根據(jù)計(jì)測(cè)的物性來(lái)檢測(cè)排氣中的硫成 分。
下面，參照?qǐng)D3 圖6來(lái)對(duì)應(yīng)計(jì)測(cè)的物性、和應(yīng)計(jì)測(cè)的物性所對(duì)應(yīng)的4義 表性的檢測(cè)方法予以說(shuō)明。另外，對(duì)于這些圖3 圖6，以圖2(B)所示那樣 的硝酸鹽變成>5克酸鹽的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖3示出了計(jì)測(cè)的物性是電學(xué)物性、計(jì)測(cè)的電學(xué)物性為電阻的情況。 圖3(A)示出了硫S的捕獲量W和電阻值R的關(guān)系。如圖3(A)所示， 硫S的捕獲量W越多即從硝酸鹽變成硫酸鹽的量越多，則電阻值R變得 越大。因此，根據(jù)電阻值R可以求出硫S的捕獲量W即排氣中的SOxf 的累計(jì)值。
圖3(B)示出了圖1所示的SOx傳感器13的檢測(cè)部。如圖3(B)所示， 配置在排氣通路內(nèi)的S(X傳感器13的檢測(cè)部上設(shè)置有由一對(duì)端子52支 撐的檢測(cè)用金屬化合物片53、和由一對(duì)端子54支撐的參照用金屬化合物 片55。并且，在SOx傳感器13的檢測(cè)部上還配置有溫度傳感器56。檢測(cè) 用金屬化合物片53由氧化物、碳酸鹽或硝酸鹽形成，參照用金屬化合物片 55由>5危酸鹽形成。在排氣流通時(shí)，雖然參照用金屬化合物片55不變化， 但檢測(cè)用金屬化合物片53在不是硝酸鹽的情況時(shí)變成硝酸鹽，接著硝酸鹽 被排氣中含有的S(X—點(diǎn)點(diǎn)變成硫酸鹽。這樣檢測(cè)用金屬化合物片53的電 阻值R逐漸發(fā)生變化。
檢測(cè)用金屬化合物片53的電阻值在周?chē)臏囟茸兏邥r(shí)變高。因此，為 了消除這樣的溫度變化對(duì)電阻值R的影響，設(shè)置了參照用金屬化合物片55，例如使用如圖3(C)所示的惠斯登電橋，根據(jù)檢測(cè)用金屬化合物片53 的電阻值和參照用金屬化合物片55的電阻值之差來(lái)求出硫S的捕獲量。在 使用如圖3(C)所示的惠斯登電橋時(shí)，電壓計(jì)57所示出的電壓V如圖3(D) 所示那樣，隨著硫S的捕獲量W增大而降低。
圖4~圖6示出了所計(jì)測(cè)的物性是熱學(xué)物性、計(jì)測(cè)的熱學(xué)物性是熱容量 和熱傳導(dǎo)性的情況。
如圖4(A)所示，硫S的捕獲量W越大，則金屬化合物片的熱容量越 小。因此如圖4(B)所示，在金屬化合物片的周?chē)鷾囟壬邥r(shí)，硫S的捕獲 量W越大，金屬化合物片的中心溫度的上升率就越高。
圖5(A)示出了 S()、傳感器13的檢測(cè)部。在圖5(A)所示的例子中，設(shè) 置了具有一對(duì)引線58的檢測(cè)用熱敏電阻元件59、和具有一對(duì)引線61的參 照用熱敏電阻元件62。并且在該例中，檢測(cè)用熱敏電阻元件59的周?chē)?檢測(cè)用金屬化合物60包圍，參照用熱敏電阻元件62的周?chē)粎⒄沼媒饘?化合物63包圍。
在該例中，根據(jù)檢測(cè)用金屬化合物60周?chē)鷾囟茸兓瘯r(shí)的檢測(cè)用熱敏電 阻元件59的電阻值的變化的響應(yīng)性來(lái)推定檢測(cè)用金屬化合物60的熱容量， 根據(jù)在參照用金屬化合物63周?chē)鷾囟茸兓瘯r(shí)參照用熱敏電阻元件62的電 阻值的變化的響應(yīng)性來(lái)推定參照用金屬化合物63的熱容量，根據(jù)它們的熱 容量之差來(lái)求出硫S的捕獲量W。
即具體來(lái)說(shuō)，使用圖5(B)所示的惠斯登電橋，以電壓的形式來(lái)求出檢 測(cè)用熱敏電阻元件59的電阻值和參照用熱敏電阻元件62的電阻值之差。 此時(shí)，如圖5(C)所示，檢測(cè)用金屬化合物60所捕獲到的硫越多，表示該 電阻值之差的電壓計(jì)64的電壓V越低。另外，根據(jù)電壓計(jì)65的電壓來(lái)檢 測(cè)檢測(cè)用金屬化合物63的溫度。
另一方面，在圖6所示的例子中，設(shè)置了分別對(duì)檢測(cè)用金屬化合物60 和參照用金屬化合物63進(jìn)行加熱的加熱器66、 67。在該例中，可以通過(guò) 使加熱器66、 67散熱來(lái)使檢測(cè)用金屬化合物60和參照用金屬化合物63 的溫度升高。下面，參照?qǐng)D解性地示出硫捕獲量的時(shí)間變化的圖7(A)、 (B)，來(lái)對(duì)燃 料、油中的硫濃度的檢測(cè)方法予以說(shuō)明。另外，在圖7(A)、 (B)中，實(shí)線 WX表示當(dāng)假定使用了硫濃度預(yù)先估計(jì)好的燃料、油時(shí)的SOx的估計(jì)捕獲 量，虛線W表示利用S()x傳感器13檢測(cè)出的實(shí)際的SOx捕獲量。另外， 在使用預(yù)先估計(jì)的硫濃度的燃料、油的情況中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定 時(shí)，從內(nèi)燃機(jī)排出的S()、量穩(wěn)定，所以可以基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)計(jì)算 出估計(jì)捕獲量WX。
如果在補(bǔ)充燃料時(shí)，補(bǔ)充了硫濃度比估計(jì)的硫濃度高的燃料，或者在 換油時(shí)供給了硫濃度比估計(jì)的硫濃度高的油，則排氣中含有的SOx量急劇 增大，所以如圖7(A)的虛線所示，實(shí)際的SOx的捕獲量W相對(duì)于SOx的 估計(jì)捕獲量WX急劇增大。因此，當(dāng)SOx的實(shí)際捕獲量W相對(duì)于SOx的 估計(jì)捕獲量WX大于一定值時(shí)，可以判斷為使用了硫濃度高的燃料、油。
另一方面，圖7(B)示出了例如排氣溫度暫時(shí)非常高，從SOx捕集催化 劑ll釋放出SO、的情況。在該情況中，如圖7(B)中的虛線所示，在從SOx 捕集催化劑11釋放出S()x的期間，SOx的實(shí)際捕獲量W相對(duì)于估計(jì)捕獲 量WX—時(shí)間增大。因此，如從圖7(A)、 (B)所知的那樣，如果預(yù)先估計(jì) 了值K，該值K比從S()x捕集催化劑U釋放出S(、時(shí)的實(shí)際捕獲量W相 對(duì)于估計(jì)捕獲量WX的增大量大，且比使用了硫濃度高的燃料、油時(shí)的實(shí) 際捕獲量W相對(duì)于估計(jì)捕獲量WX的增大量小，則在SOx的實(shí)際捕獲量 W相對(duì)于SOx的估計(jì)捕獲量WX的增大量大于該一定值K時(shí)，可以判斷 為4吏用了石危濃度高的燃料、油。
因而，排氣中含有的SOx量的累計(jì)值與W或WX所示的SOx的捕獲
量成比例。因此，在本發(fā)明中，簡(jiǎn)單地說(shuō)，根據(jù)檢測(cè)出的硫成分的量來(lái)計(jì)
算出排氣中實(shí)際含有的SOx量的實(shí)際累計(jì)值，在假定使用預(yù)先估計(jì)的硫濃
度的燃料、油的情況下，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)計(jì)算估計(jì)排氣中含有的
SO、量的估計(jì)累計(jì)值，在SOx量的實(shí)際累計(jì)值相對(duì)于SOx量的估計(jì)累計(jì)值 的增加量大于預(yù)定值K時(shí)，判斷為使用了硫濃度比預(yù)先估計(jì)的硫濃度高的
燃料、油。另夕卜，在圖7(A)、 (B)所示的實(shí)施例中，將SOx量的實(shí)際累計(jì)值和SOx 量的估計(jì)累計(jì)值設(shè)為在預(yù)定期間TX內(nèi)的累計(jì)值。另外，在圖7(A)、 (B) 所示的實(shí)施例中，在補(bǔ)充燃料時(shí)或換油時(shí)，該預(yù)定的期間tx開(kāi)始進(jìn)行。 這樣就可以判斷是否使用了硫濃度高的燃料，或使用了石危濃度高的油。
下面，參照?qǐng)D8和圖9，來(lái)對(duì)SC^的估計(jì)捕獲量WX的求出方法予以 說(shuō)明。
在使用預(yù)先估計(jì)的硫濃度的燃料的情況中，從內(nèi)燃機(jī)排出的硫成分的 量與燃料的噴射量成比例。由于燃料噴射量是要求轉(zhuǎn)矩和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的函 數(shù)，因此，從內(nèi)燃機(jī)排出的硫成分的量也是要求轉(zhuǎn)矩和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，將單位時(shí)間從內(nèi)燃機(jī)排出的硫成分的量SOXA作為 要求轉(zhuǎn)矩tq和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N的函數(shù)，以圖8(A)所示的圖的形式預(yù)先存儲(chǔ) 在rom32內(nèi)。
另外，在使用預(yù)先估計(jì)的硫濃度的潤(rùn)滑油的情況中，在燃燒室2內(nèi)燃 燒了的油量即從內(nèi)燃機(jī)排出的硫成分的量也變成要求轉(zhuǎn)矩和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的 函數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將油中所含有的、單位時(shí)間從內(nèi)燃機(jī)排出的 硫成分的量SOXB作為要求轉(zhuǎn)矩TQ和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速N的函數(shù)，以圖8(B) 所示的圖的形式預(yù)先存儲(chǔ)在ROM32內(nèi)。通過(guò)累加這些硫成分的量SOXA
和soxb的和，計(jì)算出從內(nèi)燃機(jī)排出的硫成分的累加量i:sox。
圖9表示在假定使用了硫濃度預(yù)先估計(jì)好的燃料、油的情況中，計(jì)算 硫成分的估計(jì)捕獲量WX的程序。該程序每隔固定時(shí)間中斷進(jìn)行。
參照?qǐng)D9,首先在步驟70中，通過(guò)圖8(A)、 (B)來(lái)讀取單位時(shí)間從內(nèi) 燃機(jī)排出的硫成分的量SOXA和SOXB。接著，在步驟71中將這些SOXA 和SOXB之和相加到辟l成分的量SSOX。另 一方面，械J人為是檢測(cè)用金屬 化合物53、 60所捕獲的硫成分的估計(jì)捕獲量WX、與從內(nèi)燃機(jī)排出的硫成 分的累加量SSOX成比例。因此，在步驟72中，通過(guò)將從內(nèi)燃機(jī)排出的 疏成分的累加量SS()X乘以比例常數(shù)C，可以計(jì)算出被認(rèn)為是被檢測(cè)用金 屬化合物53、 60捕獲到的硫成分的估計(jì)捕獲量WX。
圖10示出了本發(fā)明的用于檢測(cè)燃料、油中的硫濃度的程序。該程序每隔固定時(shí)間中斷進(jìn)行。
參照?qǐng)D10，首先在步驟80中根據(jù)SOx傳感器13的檢測(cè)值計(jì)算出SOx 的實(shí)際捕獲量W。接著在步驟81中讀取前次中斷時(shí)的SOx的實(shí)際捕獲量 W0。接著，在步驟82中，計(jì)算從前次中斷至這次中斷之間的SOx的實(shí)際 捕獲量的增大量AW(=W-Wo)。
接著在步驟83中讀取在圖9所示的程序中計(jì)算出的現(xiàn)在的SOx的估計(jì) 捕獲量WX。接著在步驟84中讀取在前次中斷時(shí)的SOx的估計(jì)捕獲量 WX(j。接著，在步驟85中，計(jì)算從前次中斷至此次中斷之間的SOx的估 計(jì)捕獲量的增大量AWX(=WX-WX,))。
接著，在步驟86中判斷SOx的實(shí)際捕獲量的增大量AW相對(duì)于SOx 的估計(jì)捕獲量的增大量AWXo的增大量是否大于圖7(A)、(B)所示的預(yù)定值 K，即判斷是否AW-AWX>K。在AW-AWX〉K時(shí)ii^V步驟87，判斷為使 用了硫濃度高的燃料或油。接著在步驟88中將W作為W。存儲(chǔ)，將WX 作為WX。存儲(chǔ)。
圖11示出了用于檢測(cè)燃料、油中的硫濃度的另一實(shí)施例的程序。該程 序每隔固定時(shí)間中斷進(jìn)行。
在該實(shí)施例中，如圖7(A)、 (B)所示，在進(jìn)行了燃料的補(bǔ)充和換油之后 經(jīng)過(guò)了一定的期間TX時(shí)，在S(、的實(shí)際捕獲量W相對(duì)于SOx的估計(jì)捕獲 量WX的增大量大于預(yù)定值K時(shí)，判斷為使用了硫濃度高的燃料或油。
即，參照?qǐng)D11，首先在步驟卯中基于傳感器24和液面?zhèn)鞲衅?5的 檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷是否進(jìn)行了燃料補(bǔ)充或換油。在既沒(méi)有進(jìn)行燃料補(bǔ)充也沒(méi) 有換油時(shí)，^步驟91來(lái)判斷是否在進(jìn)行燃料補(bǔ)充或換油之后過(guò)了一定期 間TX。在既沒(méi)有進(jìn)行燃料補(bǔ)充也沒(méi)有換油時(shí)，處理循環(huán)結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟卯中判斷已經(jīng)進(jìn)行了燃料補(bǔ)充或換油時(shí)，i^步 驟92，根據(jù)SOx傳感器13的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算SOx的實(shí)際捕獲量W。接著在 步驟93中將該實(shí)際捕獲量W作為W。存儲(chǔ)。
接著，在步驟94中讀取在圖9所示的程序中計(jì)算出的現(xiàn)在的SOx的估 計(jì)捕獲量WX。接著在步驟95中將該估計(jì)捕獲量WX作為WXo存儲(chǔ)。在下面的中斷時(shí)從步驟卯進(jìn)入步驟91，在進(jìn)行了燃料的補(bǔ)充或換油 之后經(jīng)過(guò)了一定期間TX時(shí)進(jìn)入步驟96。在步驟96中才艮據(jù)SCX傳感器13 的檢測(cè)值來(lái)計(jì)算SO、的實(shí)際捕獲量W。接著，在步驟81中計(jì)算期間TX 內(nèi)的SOx的實(shí)際捕獲量的增大量AW(=W-W。)。接著，在步驟98中讀取在 圖9所示的程序中計(jì)算出的現(xiàn)在的SOx的估計(jì)捕獲量WX。接著在步驟99 中計(jì)算在期間TX內(nèi)的S()x的估計(jì)捕獲量的增大量AWX(=WX-WX0)。
接著在步驟100中判斷SOx的實(shí)際捕獲量的增大量AW相對(duì)于SOx的 估計(jì)捕獲量AWXo的增大量是否大于圖7(A)、 (B)所示的預(yù)定值K，即是否 AW-AWX>K。在AW-AWX>K時(shí)進(jìn)入步驟101，判斷為4吏用了石克濃度高的 燃料或油。
圖12~圖14示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。
如上所述，SOx的實(shí)際捕獲量W在使用硫濃度高的燃料、油時(shí)增大， 并且即^f吏從SOx捕集催化劑11釋放出SOx， S(^的實(shí)際捕獲量W也增大。 因此，在該實(shí)施例中，為了將由于使用了硫濃度高的燃料、油而使實(shí)際捕 獲量W增大的情況、與由于從SOx捕集催化劑ll釋放出SOx而使實(shí)際捕 獲量W增大的情況相區(qū)別，在實(shí)際捕獲量W增大時(shí)進(jìn)行再生處理以除去 檢測(cè)用金屬化合物53、 60所捕獲到的硫成分，根據(jù)該再生處理后的SOx 的實(shí)際捕獲量W的變化來(lái)判斷是否使用了硫濃度高的燃料、油。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，該再生處理例如進(jìn)行如下。即檢測(cè)用金屬化合 物53、 60具有下述性質(zhì)如果在排氣的空燃比為稀的情況下處于會(huì)使^i酸 鹽熱分解的約為130(rc以上的溫度，則會(huì)釋放出硫成分，而如果在排氣的 空燃比為濃的情況下處于約為600。C以上的溫度，則也M放出石克成分。
于是，在應(yīng)進(jìn)行再生時(shí)，通過(guò)將例如檢測(cè)用金屬化合物53、 60的溫度
即600'C以上，并在該狀態(tài)下使排氣的空燃比為濃，從而進(jìn)行再生控制。 或?qū)z測(cè)用金屬化合物53、 60的溫度升高至在排氣的空燃比為稀的情況下 可釋放出捕獲的硫成分的硫釋放溫度即130(rC以上，從而進(jìn)行再生控制。 另外，在該情況中，作為SO、傳感器3使用圖6所示的帶有加熱器的SOx傳感器，在檢測(cè)用金屬化合物53、 60的溫度達(dá)到比硫釋放溫度低一些 的溫度時(shí)，使加熱器66、 67散熱，使檢測(cè)用金屬化合物53、 60的溫度升 高至硫釋放溫度，由此也可以使檢測(cè)用金屬化合物53、 60再生。
即，在該實(shí)施例中，當(dāng)SO、量的實(shí)際累計(jì)值相對(duì)于SOx量的估計(jì)累計(jì) 值的增大量大于預(yù)定值時(shí)，具體地講，當(dāng)在圖12(A)、 (B)所示的預(yù)定期間 TX1內(nèi)SOx的實(shí)際捕獲量W的增大量相對(duì)于S(X的估計(jì)捕獲量WX的增 大量大于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)行檢測(cè)用金屬化合物53、 60的再生處理。在進(jìn)行再 生處理時(shí)，SO、的實(shí)際捕獲量W降低。
在使用硫濃度高的燃料、油的情況中，如圖12(A)所示，再生處理后 的SOx的實(shí)際捕獲量W的增大率與再生處理前同樣，比SOx的估計(jì)捕獲 量WX的增大率大。而在從S()x捕集催化劑11 一時(shí)間釋放出SOx的情況 中，在圖12(B)所示，再生處理后的SOx量的實(shí)際捕獲量W的增大率與SOx 量的估計(jì)捕獲量WX的增大率基本相等。
因而，在該實(shí)施例中，當(dāng)判斷出再生處理后的SOx量的實(shí)際累計(jì)值的 增大率比SOx量的估計(jì)累計(jì)值的增大率大時(shí)，則判斷為使用了硫濃度比最 初預(yù)先估計(jì)的硫濃度高的燃料、油。
圖13和圖14中示出了用于實(shí)施該實(shí)施例的燃料、油中的硫濃度檢測(cè) 程序。該程序每隔固定時(shí)間中斷進(jìn)行。
參照?qǐng)D13和圖14，首先在步驟110中，判斷是否在對(duì)再生處理后的 SOx的實(shí)際捕獲量的增大原因進(jìn)行檢查。如果不是在檢查進(jìn)行中，則i^ 步驟lll。
在步驟111中根據(jù)SO、傳感器13的檢測(cè)值計(jì)算SOx的實(shí)際捕獲量W。 接著，在步驟112中讀取在期間TX1前的SOx的實(shí)際捕獲量Wo。接著， 在步驟113中計(jì)算在期間TX1內(nèi)的SOx的實(shí)際捕獲量的增大量 AW(=W-W0)。
接著，在步驟114中讀取在圖9所示的程序中計(jì)算出的現(xiàn)在的SOx的 估計(jì)捕獲量WX。接著，在步驟115中讀取在期間TX1前的SOx的估計(jì)捕 獲量WXo。接著，在步驟116中計(jì)算在期間TX1內(nèi)的SOx的估計(jì)捕獲量的增大量AWX(=WX-WXo)。接著，在步驟117中存儲(chǔ)W、 WX。
接著，在步驟118中判斷S()x的實(shí)際捕獲量的增大量AW相對(duì)于SOx 的估計(jì)捕獲量的增大量AWXo是否大于預(yù)定值KK，即是否 AW-AWX>KK。當(dāng)AW-AWX《0時(shí)處理循環(huán)結(jié)束。而當(dāng)AW-AWX>KK 時(shí)i^步驟119進(jìn)行再生處理。接著，在步驟120中判斷再生處理是否結(jié) 束，在再生處理結(jié)束時(shí)進(jìn)入步驟121。
在步驟121中由SOx傳感器13的檢測(cè)值計(jì)算SOx的實(shí)際捕獲量W。 接著在步驟122中，將該實(shí)際捕獲量W作為Wi存儲(chǔ)。接著，在步驟123 中讀取在圖9所示的程序中計(jì)算出的現(xiàn)在的SOx的估計(jì)捕獲量WX。接著， 在步驟124中將該估計(jì)捕獲量WX作為WX!存儲(chǔ)。接著，在步驟125中 開(kāi)始檢查。
當(dāng)檢查開(kāi)始時(shí)，從步驟n0進(jìn)入步驟126，判斷是否經(jīng)過(guò)了圖12(A)、 (B)所示的期間TX2。在沒(méi)有經(jīng)過(guò)期間TX2時(shí)處理循環(huán)結(jié)束。與此相對(duì)的 是，當(dāng)經(jīng)過(guò)了期間XT2時(shí)進(jìn)入步驟127，根據(jù)SOx傳感器13的檢測(cè)值來(lái) 計(jì)算SOx的實(shí)際捕獲量W。接著在步驟128中計(jì)算出在期間TX2內(nèi)的SOx 的實(shí)際捕獲量的增大量AW,—W-W,)。
接著，在步驟129中讀取在圖9所示的程序中計(jì)算出的現(xiàn)在的SOx的 估計(jì)捕獲量WX。接著，在步驟130中計(jì)算在期間TX2內(nèi)的SOx的估計(jì)捕 獲量的增大量AWX,(-WX-WX,)。接著，在步驟131中判斷SOx的實(shí)際捕 獲量的增大量AW,是否比S()x的估計(jì)捕獲量的增大量AWX,大預(yù)定值KK 以上，即是否AW，-AWX,>KK。在AW,-AWX戶(hù)KK時(shí)ii^步驟132，判 斷為使用了硫濃度高的燃料或油。接著在步驟133中結(jié)束檢查。
權(quán)利要求
1. 一種燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，在燃料、油燃燒生成的排氣的通路內(nèi)配置有可捕獲排氣中的硫成分的金屬或金屬化合物，計(jì)測(cè)隨著該金屬或金屬化合物所捕獲的硫成分的量的增多而變化的該金屬或金屬化合物的物性，根據(jù)計(jì)測(cè)得到的物性來(lái)檢測(cè)出該金屬或金屬化合物所捕獲到的硫成分的量，根據(jù)檢測(cè)到的該硫成分的量計(jì)算排氣中實(shí)際含有的SOx量的實(shí)際累計(jì)值，在假定使用了硫濃度預(yù)先估計(jì)好的燃料、油的情況下，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)計(jì)算估計(jì)在排氣中含有的SOx量的估計(jì)累計(jì)值，當(dāng)所述SOx量的實(shí)際累計(jì)值相對(duì)于所述SOx量的估計(jì)累計(jì)值的增大量大于預(yù)定值時(shí)，判斷為使用了硫濃度比預(yù)先估計(jì)的硫濃度高的燃料、油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，所述SOx 量的實(shí)際累計(jì)值和所述s()x量的估計(jì)累計(jì)值是在預(yù)定期間內(nèi)的累計(jì)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，在補(bǔ)充燃料 或進(jìn)^f亍換油時(shí)，所述預(yù)定期間開(kāi)始。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，當(dāng)所述SOx 量的實(shí)際累計(jì)值相對(duì)于所述SOx量的估計(jì)累計(jì)值的增大量大于預(yù)定值時(shí)， 對(duì)所述金屬或金屬化合物進(jìn)行再生處理，當(dāng)該再生處理后所述SOx量的實(shí) 際累計(jì)值的增大率比所述SO、量的估計(jì)累計(jì)值的增大率大時(shí)，才判斷為使 用了疏濃度比預(yù)先估計(jì)的硫濃度高的燃料、油。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，隨著所述金 屬化合物捕獲到的疏成分的量增多，該金屬化合物從氧化物、碳酸鹽或硝酸鹽變?yōu)楹胾酸鹽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料、油'中的硫濃度檢測(cè)裝置，所述計(jì)測(cè)的 物性是以電阻為代表的電學(xué)物性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料、油中的疏濃度檢測(cè)裝置，所述計(jì)測(cè)的 物性是以熱容量和熱傳導(dǎo)性為代表的熱學(xué)物性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，所述金屬化合物包含在捕獲到硫時(shí)變成硫酸鹽的檢測(cè)用金屬化合物、和由硫酸鹽形成 的參照用金屬化合物，根據(jù)計(jì)測(cè)得到的檢測(cè)用金屬化合物的物性和計(jì)測(cè)得 到的參照用金屬化合物的物性的差異來(lái)檢測(cè)排氣中的硫成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料、油中的硫濃度檢測(cè)裝置，所述金屬或 金屬化合物是堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、貴金屬、或這些金屬的化合 物。
全文摘要
在排氣的通路內(nèi)配置有可捕獲排氣中的硫成分的金屬化合物(50)，計(jì)測(cè)隨著金屬化合物(50)所捕獲的硫成分的量的增多而變化的金屬化合物(50)的物性，根據(jù)計(jì)測(cè)得到的物性來(lái)計(jì)算出排氣中實(shí)際含有的SO_x量的實(shí)際累計(jì)值。另一方面，在假定使用了硫濃度預(yù)先估計(jì)好的燃料、油的情況下，計(jì)算估計(jì)在排氣中含有的SO_x量的估計(jì)累計(jì)值，根據(jù)該SO_x量的實(shí)際累計(jì)值和SO_x量的估計(jì)累計(jì)值來(lái)判斷是否使用了硫濃度高的燃料、油。
文檔編號(hào)G01N27/12GK101548180SQ20088000095
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者中田有香, 吉田耕平, 大月寬, 淺沼孝充, 西岡寬真 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社