內(nèi)燃機(jī)的硫濃度判定系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及判定包含在內(nèi)燃機(jī)的燃料中的硫成分的濃度的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為檢測(cè)包含在內(nèi)燃機(jī)的燃料中的硫成分的濃度的方法，提出了這樣的方法:在排氣凈化裝置的下游的排氣通路中配置檢測(cè)包含在排氣中的硫化合物(SOx)的量的SOx傳感器，基于將排氣凈化裝置的溫度升溫到SOx從該排氣凈化裝置脫離的溫度區(qū)域時(shí)的所述SOx傳感器的測(cè)定值，檢測(cè)包含在燃料中的硫成分的濃度(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]另外，作為檢測(cè)包含在內(nèi)燃機(jī)的燃料中的硫成分的方法，提出了這樣的方法:在排氣溫度傳感器上涂敷由于硫中毒而氧化能力降低的催化劑或者吸附材料，基于該溫度傳感器的測(cè)定值，檢測(cè)燃料中的硫成分(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013 — 227887號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010 - 185448號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]不過，在上述過去的技術(shù)中，有必要在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中配置涂敷有催化劑或者吸附劑的排氣溫度傳感器或SOx傳感器等特殊的傳感器，存在著導(dǎo)致部件數(shù)目增加、成本增加的問題。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述各種實(shí)際情況而做出的，其目的是提供一種無需追加檢測(cè)包含在燃料中的硫成分的濃度用的特殊的傳感器，就可以判定包含在燃料中的硫成分的濃度的技術(shù)。
[0011]解決課題的手段
[0012]本發(fā)明為了解決上述課題，在配備有包含氧化催化劑的排氣凈化裝置和向排氣凈化裝置供應(yīng)燃料的供應(yīng)裝置的內(nèi)燃機(jī)的硫濃度判定系統(tǒng)中，在使氧化催化劑的硫中毒消除之后，向排氣凈化裝置供應(yīng)燃料，基于供應(yīng)燃料時(shí)的氧化催化劑的溫度變化，判定包含在燃料中的硫成分的濃度。
[0013]詳細(xì)地說，本發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)的硫濃度判定系統(tǒng)，配備有:配置在排氣通路中且包含氧化催化劑的排氣凈化裝置、以及對(duì)向所述排氣凈化裝置流入的排氣供應(yīng)燃料的供應(yīng)裝置，所述內(nèi)燃機(jī)的硫濃度判定系統(tǒng)配備有:中毒消除機(jī)構(gòu)，所述中毒消除機(jī)構(gòu)實(shí)施中毒消除處理，所述中毒消除處理是通過使所述氧化催化劑升溫來消除所述氧化催化劑的硫中毒的處理；供應(yīng)處理機(jī)構(gòu)，所述供應(yīng)處理機(jī)構(gòu)實(shí)施燃料供應(yīng)處理，所述燃料供應(yīng)處理是這樣的處理:在所述中毒消除處理結(jié)束之后，當(dāng)所述氧化催化劑的溫度在活性溫度以上的規(guī)定的基準(zhǔn)溫度以上時(shí)，從所述供應(yīng)裝置向所述排氣凈化裝置供應(yīng)燃料，以便使每單位時(shí)間向所述排氣凈化裝置供應(yīng)的燃料的量達(dá)到恒定；計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)，所述計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)計(jì)測(cè)如下的物理量:在持續(xù)實(shí)施所述燃料供應(yīng)處理的條件下，所述物理量與從所述燃料供應(yīng)處理的開始時(shí)刻起直到所述氧化催化劑的溫度降低到在所述燃料供應(yīng)處理的開始時(shí)刻的溫度以上的規(guī)定溫度以下為止所需要的時(shí)間相關(guān)，該時(shí)間變得越長(zhǎng)，則該物理量變得越大；以及濃度判定機(jī)構(gòu)，在由所述計(jì)測(cè)機(jī)構(gòu)計(jì)測(cè)的物理量小時(shí)，與該物理量大時(shí)相比，所述濃度判定機(jī)構(gòu)判定為包含在燃料中的硫成分的濃度高。
[0014]在中毒消除處理結(jié)束之后，當(dāng)氧化催化劑的氧化能力處于活性狀態(tài)下繼續(xù)實(shí)施燃料供應(yīng)處理時(shí)，氧化催化劑的溫度一度上升之后降低。詳細(xì)地說，在燃料供應(yīng)處理開始的當(dāng)初，由于從供應(yīng)裝置供應(yīng)的燃料(下面稱之為“供應(yīng)燃料”)被氧化催化劑氧化，所以，借助反應(yīng)熱，氧化催化劑升溫。之后，由于包含在供應(yīng)燃料中的硫成分附著或者堆積到氧化催化劑上而使得氧化催化劑的硫中毒進(jìn)行，所以，被氧化催化劑氧化的供應(yīng)燃料的量減少。并且，當(dāng)氧化催化劑的大部分被硫成分覆蓋時(shí)，由于該氧化催化劑陷入不能將供應(yīng)燃料的大部分氧化的狀態(tài)(減活狀態(tài))，所以，不產(chǎn)生反應(yīng)熱。其結(jié)果是，氧化催化劑的溫度降低。
[0015]這里，中毒消除處理實(shí)施規(guī)定的時(shí)間，使得附著或堆積到氧化催化劑上的硫成分的量(下面，稱之為“硫中毒量”)大致變成近似于零的大致恒定的量。另外，在繼續(xù)實(shí)施燃料供應(yīng)處理的狀況下，與包含在供應(yīng)燃料中的硫成分的濃度(下面，稱之為“硫濃度”)低的情況相比，在該硫成分的濃度高的情況下，每單位時(shí)間附著或者堆積到氧化催化劑上的硫成分的量變多。
[0016]從而，如上所述，在中毒消除處理結(jié)束之后繼續(xù)實(shí)施燃料供應(yīng)處理的情況下，與供應(yīng)燃料的硫濃度低時(shí)相比，當(dāng)供應(yīng)燃料的硫濃度高時(shí)，從燃料供應(yīng)處理的開始時(shí)刻到氧化催化劑減活的時(shí)刻為止所花費(fèi)的時(shí)間變短。與此相伴，與供應(yīng)燃料的硫濃度低的情況相比，在供應(yīng)燃料的硫濃度高的情況下，從燃料供應(yīng)處理的開始時(shí)刻起到所述氧化催化劑的溫度降低到規(guī)定溫度以下為止所需要的時(shí)間(下面，稱之為“氧化反應(yīng)時(shí)間”)變短。另外，這里所說的“規(guī)定溫度”也可以作為認(rèn)為是當(dāng)氧化催化劑的溫度變成該規(guī)定溫度以下時(shí)，氧化催化劑由于硫中毒而減活的溫度。
[0017]鑒于如上所述的氧化反應(yīng)時(shí)間和供應(yīng)燃料的硫濃度的相關(guān)性，將所述氧化反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)變得越變大的物理量作為參數(shù)，可以判定燃料的硫濃度。例如，在所述物理量小(所述氧化反應(yīng)時(shí)間短)的情況下，與該物理量大(所述氧化反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng))的情況相比，可以判定為燃料的硫濃度高。另外，在所述物理量比規(guī)定的判定值小的情況下，判定為燃料中含有硫，在所述物理量在所述規(guī)定的判定值以上的情況下，可以判定為燃料中不含有硫。因而，不利用SOx傳感器等特殊的傳感器，判定燃料的硫濃度成為可能。
[0018]這里，與所述氧化反應(yīng)時(shí)間相關(guān)的物理量，可以是從所述燃料供應(yīng)處理的開始時(shí)刻起直到所述氧化催化劑的溫度降低到規(guī)定溫度以下為止所需要的時(shí)間，或者，也可以是從所述燃料供應(yīng)處理的開始時(shí)刻起直到所述氧化催化劑的溫度降低到規(guī)定溫度以下為止所需要的供應(yīng)燃料的累計(jì)值。另外，作為和氧化反應(yīng)時(shí)間相關(guān)的物理量，也可以采用氧化催化劑的溫度一度上升之后降低時(shí)的斜率(溫度上升速度)。當(dāng)氧化催化劑的溫度一度上升之后降低時(shí)，溫度上升速度變成負(fù)的值，由于所述氧化反應(yīng)時(shí)間變得越長(zhǎng)該值的大小變得越大，所以，基于該溫度上升速度，可以判定燃料的硫濃度。
[0019]在本發(fā)明中，排氣凈化裝置也可以進(jìn)一步配備有對(duì)氧化催化劑加熱的加熱裝置。在這種情況下，中毒消除機(jī)構(gòu)也可以通過利用所述加熱裝置對(duì)所述氧化催化劑加熱來實(shí)施所述中毒消除處理。這里所說的“加熱裝置”是不伴有對(duì)排氣凈化裝置的燃料供應(yīng)而對(duì)氧化催化劑加熱的裝置，例如，是通過將電能轉(zhuǎn)換成熱能來加熱氧化催化劑的電加熱器。
[0020]這里，當(dāng)從供應(yīng)裝置向排氣凈化裝置供應(yīng)燃料時(shí)，燃料被氧化催化劑氧化，借助其反應(yīng)熱，氧化催化劑升溫。因而，如果通過從供應(yīng)裝置向排氣凈化裝置供應(yīng)燃料而使氧化催化劑的溫度升溫到硫成分從該氧化催化劑脫離的溫度，則可以使附著或者堆積到氧化催化劑上的硫成分脫離。但是，當(dāng)借助從供應(yīng)裝置向排氣凈化裝置供應(yīng)燃料的方法實(shí)施中毒消除處理時(shí)，由于包含在燃料中的硫成分使不少的氧化催化劑中毒，所以，在中毒消除處理結(jié)束時(shí)，存在著或多或少的硫成分殘留在氧化催化劑中的可能性，并且，存在著這時(shí)的硫成分的殘留量不穩(wěn)定于恒定的量的可能性。在這種狀態(tài)下，當(dāng)進(jìn)行燃料供應(yīng)處理時(shí)，存在著燃料的硫濃度和氧化反應(yīng)時(shí)間的相關(guān)性降低的可能性。
[0021]與此相對(duì)，當(dāng)借助所述加熱裝置加熱氧化催化劑的方法進(jìn)行中毒消除處理時(shí)，可以使附著或堆積到氧化催化劑上的硫成分大致全部脫離。其結(jié)果是，由于可以在大致全部的硫成分從氧化催化劑脫離的狀態(tài)下開始燃料供應(yīng)處理，所以，供應(yīng)燃料的硫濃度和氧化反應(yīng)時(shí)間的相關(guān)性變高。因而，將與氧化反應(yīng)時(shí)間相關(guān)的物理量作為參數(shù)來更正確地判定燃料的硫濃度成為可能。
[0022]另外，在所述排氣凈化裝置配備有加熱裝置的結(jié)構(gòu)中，所述中毒消除機(jī)構(gòu)也可以借助通過從所述供應(yīng)裝置向所述排氣凈化裝置供應(yīng)燃料而使所述氧化催化劑升溫的第一升溫模式、或者通過利用所述加熱裝置對(duì)所述氧化催化劑加熱而使所述氧化催化劑升溫的第二升溫模式中的任一種模式，實(shí)施所述中毒消除處理。但是，所述中毒消除機(jī)構(gòu)，在實(shí)施所述燃料供應(yīng)處理之前，優(yōu)選地，利用所述第二升溫模式實(shí)施所述中毒消除處理。當(dāng)在實(shí)施所述燃料供應(yīng)處理之前，借助所述第二升溫模式實(shí)施中毒消除處理時(shí)，由于可以提高與氧化反應(yīng)時(shí)間相關(guān)的物理量和燃料的硫濃度的相關(guān)性，所以，更正確地判定燃料的硫濃度成為可能。
[0023]本發(fā)明的硫濃度判定系統(tǒng)，也可以進(jìn)一步配備有預(yù)熱機(jī)構(gòu)，所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)實(shí)施預(yù)熱處理，所述預(yù)熱處理是這樣的處理:在所述中毒消除處理結(jié)束之后、所述燃料供應(yīng)處理的開始之前，在所述氧化催化劑的溫度降低到了不足所述基準(zhǔn)溫度的情況下，利用所述加熱裝置使所述氧化催化劑的溫度升溫到所述基準(zhǔn)溫度。在這種情況下，供應(yīng)處理機(jī)構(gòu)也可以當(dāng)所述氧化催化劑的溫度被所述預(yù)熱機(jī)構(gòu)升溫到基準(zhǔn)溫度以上時(shí)，開始所述燃料供應(yīng)處理。
[0024]在中毒消除處理結(jié)束之后內(nèi)燃機(jī)被燃料切斷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，存在著通過氧化催化劑被低溫的排氣冷卻，氧化反應(yīng)時(shí)間從與實(shí)際的硫濃度相稱的時(shí)間偏離的可能性。因此，存在著不能在中毒消除處理結(jié)束之后立即開始燃料供應(yīng)處理、氧化催化劑的溫度變得低于所述基準(zhǔn)溫度的可能性。在這種情況下，當(dāng)不伴有對(duì)排氣凈化裝置的燃料的供應(yīng)而由加熱裝置實(shí)施預(yù)熱處理時(shí)，可以不進(jìn)行氧化催化劑的的硫中毒，使氧化催化劑的溫度升溫到所述基準(zhǔn)溫度以上。其結(jié)果是，可以正確地判定燃料的硫濃度。
[0025]另外，當(dāng)在實(shí)施預(yù)熱處理的期間大量的SOx從內(nèi)燃機(jī)排出時(shí)，存在著由于Sox而使氧化催化劑的硫中毒進(jìn)行的可能性。因而，如果在實(shí)施預(yù)熱處理的期間氧化催化劑的硫中毒量在規(guī)定的量以上，則也可以不實(shí)施燃料供應(yīng)處理。這里，在預(yù)熱處理實(shí)施期間，附著或堆積到氧化催化劑上的硫成分的量與所述期間中的燃料噴射量的累計(jì)值相關(guān)。因而，如果在所述期間的燃料噴射量的累計(jì)值在規(guī)定值以上，則也可以不實(shí)施燃料供應(yīng)處理。這里所說的“規(guī)定量”，是當(dāng)氧化催化劑的硫中毒量變成該規(guī)定量以上時(shí)，認(rèn)為不能正確地判定燃料的硫濃度的量。另外，這里所說的“不實(shí)施燃料供應(yīng)處理”包括:留到下一次的中毒消除處理結(jié)束的時(shí)刻為止進(jìn)行供應(yīng)燃料處理的實(shí)施的方式，或者在再次實(shí)施中毒消除處理的基礎(chǔ)上實(shí)施燃料供應(yīng)處理的方式等。
[0026]在本發(fā)明中，所述供應(yīng)處理機(jī)構(gòu)，還可以在氧化催化劑的溫度降低到與所述規(guī)定溫度同等以下時(shí)，結(jié)束燃料供應(yīng)處理。另外，中毒消除機(jī)構(gòu)也可以在所述燃料供應(yīng)處理結(jié)束時(shí)，再次實(shí)施中毒消除處理。
[0027]由于在氧化催化劑的溫度降低到與所述規(guī)定溫度同等以下的時(shí)刻，氧化催