内燃机的硫浓度判定系统的制作方法_3

文档序号:9763687阅读:来源:国知局
所述规定的阈值以上时,实施中毒消除处理。
[0057](浓度判定处理的实施方法)
[0058]本实施例的浓度判定处理是这样一种处理:在燃料给油后内燃机I最初运转的情况下,在对氧化催化剂的最初的中毒消除处理结束了时,通过继续向氧化催化剂供应燃料,短期地使氧化催化剂硫中毒,基于这时的氧化催化剂的温度推移,判定混合燃料的硫浓度。
[0059]具体地说,在燃料给油之后内燃机I最初运转的情况下,在最初的中毒消除处理结束之后,在氧化催化剂的温度在规定的基准温度以上时,ECU6开始向催化剂壳体50供应燃料的处理(燃料供应处理),在氧化催化剂的温度降低到规定温度以下时,结束所述燃料供应处理。并且,ECU6基于从所述燃料供应处理的开始到结束为止所需要的时间,判定给油后的混合燃料的硫浓度。
[0060]利用从燃料添加阀51添加燃料的方法或者在气缸2的排气行程中从燃料喷射阀3喷射燃料的方法,实施所述燃料供应处理。这时,ECU6控制燃料添加阀51或者燃料喷射阀3,以便在每单位时间向催化剂壳体50供应的燃料的量变成恒定的供应量。这里所说的恒定的供应量,被定为使得相对于每单位时间从氧化催化剂脱离的硫成分的量而言,每单位时间附着或者堆积到氧化催化剂上的硫成分的量变多。
[0061]这里,每单位时间附着或者堆积到氧化催化剂上的硫成分的量根据燃料的硫浓度而变化,但是,在燃料供应处理开始的时刻,燃料的硫浓度是不清楚的。因此,所述恒定的供应量是在设想燃料的硫浓度最低的情况下确定的。当这样确定所述恒定的供应量时,相对于每单位时间从氧化催化剂脱离的硫成分的量而言,每单位时间附着或者堆积到氧化催化剂上的硫成分的量确实地变多。
[0062]当继续实施采用上述方法的燃料供应处理时,如图2所示,在燃料供应处理开始之初,由于氧化催化剂的硫中毒量十分少,所以,供应燃料被氧化催化剂氧化,借助其反应热,氧化催化剂升温。之后,由于包含在供应燃料中的硫成分附着或者堆积到氧化催化剂上,所以,氧化催化剂的硫中毒量增加。当氧化催化剂的硫中毒量增加时,被氧化催化剂氧化的燃料的量减少。然后,由于当氧化催化剂的大部分被硫成分覆盖时,该氧化催化剂陷入减活状态,所以,供应燃料几乎不被氧化。因而,在继续实施燃料供应处理的情况下,氧化催化剂的温度在燃料供应处理的开始时刻(图2中的tl)以后显示出上升的倾向,在之后的硫中毒量变多了时,转向降低的倾向。并且,当氧化催化剂减活时,该氧化催化剂的温度最终降低到初始温度以下(图2中的t2)。
[0063]这里,当将所述规定温度设定成在初始温度以上、并且比在实施燃料供应处理时氧化催化剂取得的最高温度(图2中的峰值温度)低的温度时,从燃料供应处理的开始时刻起到氧化催化剂的温度一度上升到比所述初始温度及所述规定温度高的温度之后又降低到所述规定温度以下为止所需要的时间(氧化反应时间),与燃料的硫浓度低的情况相比,在该燃料浓度高的情况下变短。例如,如图3所示,燃料的硫浓度变得越高,氧化反应时间变得越短。因而,预先通过实验求出图3所示的关系,通过将这些关系以映射或者函数式的方式存储到ECU6的ROM中,将氧化反应时间作为自变量,可以判定硫浓度的绝对量。
[0064]另外,所述氧化反应时间,即使燃料的硫浓度是恒定的,在有的情况下也会依据初始温度、规定温度而变化。详细地说,在初始温度在硫成分能够脱离的温度(脱离温度)以上时,初始温度的不同几乎对反应时间没有影响,但是,在初始温度比所述脱离温度低时,存在着氧化反应时间会根据初始温度而变化的可能性。例如,初始温度比所述脱离温度低的情况下,在所述燃料供应处理开始之后,直到氧化催化剂的温度上升到所述脱离温度以上为止需要时间,初始温度越低,这时所需要的时间变得越长。
[0065]因而,也可以通过将所述基准温度设定在所述脱离温度以上,初始温度变成所述脱离温度以上。但是,当将所述基准温度设定在所述脱离温度以上的温度时,存在着浓度判定处理的实施机会变少的可能性。因而,所述基准温度也可以被设定成比所述脱离温度低的温度。在这种情况下,在从所述基准温度到所述脱离温度的范围,对于各个温度求出氧化反应时间和燃料的硫浓度的关系,将这些关系以映射或者函数式的方式存储到ECU6的ROM中。并且,ECU6从与初始温度相称的映射或者函数式求出对应于氧化反应时间的硫浓度。根据这种方法,在初始温度比所述脱离温度低的情况下,正确地判定混合燃料的硫浓度成为可能。
[0066]不过,当在燃料供应处理的实施中,向催化剂壳体50流入的排气温度变化时,与之相对应地由于所述氧化反应时间变化,所以,存在着所述氧化反应时间从与实际的硫浓度相称的时间偏离的可能性。因而,在燃料供应处理的实施中排气温度的变化量超过了预先通过实验确定的允许量的情况下,优选地,停止燃料供应处理,中止浓度判定处理。这里所说的允许量,是当在燃料供应处理的实施中的排气温度的变化量超过该允许量时、被认为不能正确地判定燃料的硫浓度的量。另外,也可以在象内燃机I是怠速运转等的稳态运转状态的情况那样排气温度稳定时,实施燃料供应处理。另外,当氧化催化剂的氧化能力容易伴随着该氧化催化剂的温度变化的状态下实施燃料供应处理时,存在着没有发现如前面的图2所示的氧化催化剂的温度推移或者所述氧化反应时间从与实际的硫浓度相称的时间偏离的可能性。因而,在中毒消除处理结束之后,在氧化催化剂的温度在规定的基准温度以上时,实施上述燃料供应处理。这里所说的基准温度是氧化催化剂的活性温度(例如,由氧化催化剂进行的燃料的转化率(氧化率)变成80%以上的温度)以上、优选地是即使氧化催化剂的温度从该基准温度或多或少地发生变化,净化率的变化也变得很小的温度。这样,通过ECU6实施供应处理,实现根据本发明的“供应处理机构”。
[0067]不过,从燃料的给油之后最初内燃机I被起动到浓度判定处理结束为止的期间,硫中毒量的推定中所用的硫浓度与实际的硫浓度不同的可能性高。因此,优选地,在燃料给油后的早期时刻实施浓度判定处理。因此,在燃料给油后的最初的中毒消除处理,也可以在硫中毒量的推定值变成所述规定的阈值以上之前进行。例如,也可以在燃料给油之后最初内燃机I被运转的情况下,在氧化催化剂的氧化能力具有了活性时,实施最初的中毒消除处理。根据这种方法,可以在燃料给油后的早期实施最初的中毒消除处理,随后,实施浓度判定处理。
[0068]下面,根据图4说明本实施例中的浓度判定处理的实施步骤。图4是表示在判定燃料的硫浓度时ECU6实施的处理程序的流程图。图4所示的处理程序,是在内燃机I的运转期间中由ECU6重复实施的处理程序,被预先存储在ECU6的ROM中。
[0069]在图4的处理程序中,E⑶6首先在SlOl的处理中判别给油标记是否为开。给油标记是在检测出燃料的给油时被打开、在浓度判定处理结束时被关闭的标记。另外,燃料的给油可以基于来自于图中未示出的检测给油口的开闭的传感器的信号进行检测,或者,也可以基于来自于检测燃料箱中贮存的燃料量的传感器的信号进行检测。在所述SlOl的处理中作出否定判定的情况下,ECU6结束本处理程序的实施。另一方面,在所述SlOl的处理中作出肯定判定的情况下,E⑶6进入S102的处理。
[0070]在S102的处理中,E⑶6判别中毒消除处理是否结束。例如,E⑶6也可以参照在中毒消除处理结束时被打开、之后的氧化催化剂的硫中毒量达到规定的判定量时被关闭的标记,判别中毒消除处理是否结束。这里所说的规定的判定量是比在判定中毒消除处理的实施时刻用的所述规定阈值少的量,是在氧化催化剂的硫中毒量在该规定的判定量以上的状态下实施浓度判定处理时,认为不能正确地判定燃料的硫浓度的量。另外,如前面所述,优选地,在从燃料给油之后内燃机I被最初运转(起动)之后到浓度判定处理结束的期间,设想包含在给油后的混合燃料中的硫成分的浓度最高的情况,推定氧化催化剂的硫中毒量,该推定值变成所述规定的阈值以上时,实施中毒消除处理。因而,这里所说的中毒消除处理,也是在设想燃料的浓度最高的情况下推定的硫中毒量变成所述规定的阈值以上时实施的处理。但是,燃料给油后的最初的中毒消除处理也可以在所述推定值变成所述规定的阈值以上之前实施。例如,在燃料给油后内燃机I最初被运转的情况下,也可以在氧化催化剂的氧化能力具有活性时实施最初的中毒消除处理。在这种情况下,可以提早中毒消除处理的实施时刻,与此相伴,也可以将浓度判定处理的实施时刻提前。
[0071]在所述S102的处理中作出否定判定的情况下,E⑶6直到中毒消除处理结束为止重复实施S102的处理。另一方面,在所述S102的处理中作出肯定判定的情况下,E⑶6进入S103的处理。在所述S103的处理中,E⑶6取得氧化催化剂的温度(底板温度)Teat。这时,E⑶6也可以以第一温度传感器52的测定值与第二温度传感器53的测定值之差作为参数,推定氧化催化剂的温度Teat。另外,ECU6也可以利用第二温度传感器53的测定值作为氧化催化剂的温度Teat。
[0072]在S104的处理中,E⑶6判别在所述S103的处理中取得的温度Tcat是否在所述基准温度Tact以上。在S104的处理作出否定判定的情况下(Tcat〈Tact),E⑶6不实施浓度判定处理,结束本处理程序的实施。在这种情况下,浓度判定处理的实施留到下一次的中毒消除处理的结束之后进行。另外,在燃料的给油之后直到浓度判定处理结束为止的期间,设想燃料的硫浓度最高的情况(例如,100ppm),推定氧化催化剂的硫中毒量。另一方面,在S104的处理中作出肯定判定的情况下(Teat ^ Tact),E⑶6通过依次实施从S105至SI 13的处理,判定混合燃料的硫浓度。
[0073]首先,在S105的处理中,E⑶6将在所述S103的处理中取得的温度Tcat作为规定温度Tcatdf存储在RAM或者后备RAM中。接着,E⑶6进入S106的处理,开始燃料供应处理。在这种情况下,ECU6控制燃料喷射阀3或者燃料添加阀51,以便每单位时间内向催化剂壳体50供应的燃料的量成为恒定的供应量。这时的恒定的供应量,如前面所述,是被定成在设想燃料的硫浓度最低的状况的情况下、与每单位时间从氧化催化剂脱离的硫成分的量相比,每单位时间附着或者堆积到氧化催化剂上的硫成分的量变多的量。
[0074]在S107的处理中,E⑶6开始氧化反应时间的计测。接着,在S108的处理中,E⑶6判别排气温度是否稳定。具体地说,ECU6也可以在燃料供应处理
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