内燃机的硫浓度判定系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及判定包含在内燃机的燃料中的硫成分的浓度的技术。
【背景技术】
[0002]作为检测包含在内燃机的燃料中的硫成分的浓度的方法，提出了这样的方法:在排气净化装置的下游的排气通路中配置检测包含在排气中的硫化合物(SOx)的量的SOx传感器，基于将排气净化装置的温度升温到SOx从该排气净化装置脱离的温度区域时的所述SOx传感器的测定值，检测包含在燃料中的硫成分的浓度(例如，参照专利文献I)。
[0003]另外，作为检测包含在内燃机的燃料中的硫成分的方法，提出了这样的方法:在排气温度传感器上涂敷由于硫中毒而氧化能力降低的催化剂或者吸附材料，基于该温度传感器的测定值，检测燃料中的硫成分(例如，参照专利文献2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2013 — 227887号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010 - 185448号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]不过，在上述过去的技术中，有必要在内燃机的排气通路中配置涂敷有催化剂或者吸附剂的排气温度传感器或SOx传感器等特殊的传感器，存在着导致部件数目增加、成本增加的问题。
[0010]本发明是鉴于上述各种实际情况而做出的，其目的是提供一种无需追加检测包含在燃料中的硫成分的浓度用的特殊的传感器，就可以判定包含在燃料中的硫成分的浓度的技术。
[0011]解决课题的手段
[0012]本发明为了解决上述课题，在配备有包含氧化催化剂的排气净化装置和向排气净化装置供应燃料的供应装置的内燃机的硫浓度判定系统中，在使氧化催化剂的硫中毒消除之后，向排气净化装置供应燃料，基于供应燃料时的氧化催化剂的温度变化，判定包含在燃料中的硫成分的浓度。
[0013]详细地说，本发明是一种内燃机的硫浓度判定系统，配备有:配置在排气通路中且包含氧化催化剂的排气净化装置、以及对向所述排气净化装置流入的排气供应燃料的供应装置，所述内燃机的硫浓度判定系统配备有:中毒消除机构，所述中毒消除机构实施中毒消除处理，所述中毒消除处理是通过使所述氧化催化剂升温来消除所述氧化催化剂的硫中毒的处理；供应处理机构，所述供应处理机构实施燃料供应处理，所述燃料供应处理是这样的处理:在所述中毒消除处理结束之后，当所述氧化催化剂的温度在活性温度以上的规定的基准温度以上时，从所述供应装置向所述排气净化装置供应燃料，以便使每单位时间向所述排气净化装置供应的燃料的量达到恒定；计测机构，所述计测机构计测如下的物理量:在持续实施所述燃料供应处理的条件下，所述物理量与从所述燃料供应处理的开始时刻起直到所述氧化催化剂的温度降低到在所述燃料供应处理的开始时刻的温度以上的规定温度以下为止所需要的时间相关，该时间变得越长，则该物理量变得越大；以及浓度判定机构，在由所述计测机构计测的物理量小时，与该物理量大时相比，所述浓度判定机构判定为包含在燃料中的硫成分的浓度高。
[0014]在中毒消除处理结束之后，当氧化催化剂的氧化能力处于活性状态下继续实施燃料供应处理时，氧化催化剂的温度一度上升之后降低。详细地说，在燃料供应处理开始的当初，由于从供应装置供应的燃料(下面称之为“供应燃料”)被氧化催化剂氧化，所以，借助反应热，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而使得氧化催化剂的硫中毒进行，所以，被氧化催化剂氧化的供应燃料的量减少。并且，当氧化催化剂的大部分被硫成分覆盖时，由于该氧化催化剂陷入不能将供应燃料的大部分氧化的状态(减活状态)，所以，不产生反应热。其结果是，氧化催化剂的温度降低。
[0015]这里，中毒消除处理实施规定的时间，使得附着或堆积到氧化催化剂上的硫成分的量(下面，称之为“硫中毒量”)大致变成近似于零的大致恒定的量。另外，在继续实施燃料供应处理的状况下，与包含在供应燃料中的硫成分的浓度(下面，称之为“硫浓度”)低的情况相比，在该硫成分的浓度高的情况下，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。
[0016]从而，如上所述，在中毒消除处理结束之后继续实施燃料供应处理的情况下，与供应燃料的硫浓度低时相比，当供应燃料的硫浓度高时，从燃料供应处理的开始时刻到氧化催化剂减活的时刻为止所花费的时间变短。与此相伴，与供应燃料的硫浓度低的情况相比，在供应燃料的硫浓度高的情况下，从燃料供应处理的开始时刻起到所述氧化催化剂的温度降低到规定温度以下为止所需要的时间(下面，称之为“氧化反应时间”)变短。另外，这里所说的“规定温度”也可以作为认为是当氧化催化剂的温度变成该规定温度以下时，氧化催化剂由于硫中毒而减活的温度。
[0017]鉴于如上所述的氧化反应时间和供应燃料的硫浓度的相关性，将所述氧化反应时间越长变得越变大的物理量作为参数，可以判定燃料的硫浓度。例如，在所述物理量小(所述氧化反应时间短)的情况下，与该物理量大(所述氧化反应时间长)的情况相比，可以判定为燃料的硫浓度高。另外，在所述物理量比规定的判定值小的情况下，判定为燃料中含有硫，在所述物理量在所述规定的判定值以上的情况下，可以判定为燃料中不含有硫。因而，不利用SOx传感器等特殊的传感器，判定燃料的硫浓度成为可能。
[0018]这里，与所述氧化反应时间相关的物理量，可以是从所述燃料供应处理的开始时刻起直到所述氧化催化剂的温度降低到规定温度以下为止所需要的时间，或者，也可以是从所述燃料供应处理的开始时刻起直到所述氧化催化剂的温度降低到规定温度以下为止所需要的供应燃料的累计值。另外，作为和氧化反应时间相关的物理量，也可以采用氧化催化剂的温度一度上升之后降低时的斜率(温度上升速度)。当氧化催化剂的温度一度上升之后降低时，温度上升速度变成负的值，由于所述氧化反应时间变得越长该值的大小变得越大，所以，基于该温度上升速度，可以判定燃料的硫浓度。
[0019]在本发明中，排气净化装置也可以进一步配备有对氧化催化剂加热的加热装置。在这种情况下，中毒消除机构也可以通过利用所述加热装置对所述氧化催化剂加热来实施所述中毒消除处理。这里所说的“加热装置”是不伴有对排气净化装置的燃料供应而对氧化催化剂加热的装置，例如，是通过将电能转换成热能来加热氧化催化剂的电加热器。
[0020]这里，当从供应装置向排气净化装置供应燃料时，燃料被氧化催化剂氧化，借助其反应热，氧化催化剂升温。因而，如果通过从供应装置向排气净化装置供应燃料而使氧化催化剂的温度升温到硫成分从该氧化催化剂脱离的温度，则可以使附着或者堆积到氧化催化剂上的硫成分脱离。但是，当借助从供应装置向排气净化装置供应燃料的方法实施中毒消除处理时，由于包含在燃料中的硫成分使不少的氧化催化剂中毒，所以，在中毒消除处理结束时，存在着或多或少的硫成分残留在氧化催化剂中的可能性，并且，存在着这时的硫成分的残留量不稳定于恒定的量的可能性。在这种状态下，当进行燃料供应处理时，存在着燃料的硫浓度和氧化反应时间的相关性降低的可能性。
[0021]与此相对，当借助所述加热装置加热氧化催化剂的方法进行中毒消除处理时，可以使附着或堆积到氧化催化剂上的硫成分大致全部脱离。其结果是，由于可以在大致全部的硫成分从氧化催化剂脱离的状态下开始燃料供应处理，所以，供应燃料的硫浓度和氧化反应时间的相关性变高。因而，将与氧化反应时间相关的物理量作为参数来更正确地判定燃料的硫浓度成为可能。
[0022]另外，在所述排气净化装置配备有加热装置的结构中，所述中毒消除机构也可以借助通过从所述供应装置向所述排气净化装置供应燃料而使所述氧化催化剂升温的第一升温模式、或者通过利用所述加热装置对所述氧化催化剂加热而使所述氧化催化剂升温的第二升温模式中的任一种模式，实施所述中毒消除处理。但是，所述中毒消除机构，在实施所述燃料供应处理之前，优选地，利用所述第二升温模式实施所述中毒消除处理。当在实施所述燃料供应处理之前，借助所述第二升温模式实施中毒消除处理时，由于可以提高与氧化反应时间相关的物理量和燃料的硫浓度的相关性，所以，更正确地判定燃料的硫浓度成为可能。
[0023]本发明的硫浓度判定系统，也可以进一步配备有预热机构，所述预热机构实施预热处理，所述预热处理是这样的处理:在所述中毒消除处理结束之后、所述燃料供应处理的开始之前，在所述氧化催化剂的温度降低到了不足所述基准温度的情况下，利用所述加热装置使所述氧化催化剂的温度升温到所述基准温度。在这种情况下，供应处理机构也可以当所述氧化催化剂的温度被所述预热机构升温到基准温度以上时，开始所述燃料供应处理。
[0024]在中毒消除处理结束之后内燃机被燃料切断运转的情况下，存在着通过氧化催化剂被低温的排气冷却，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。因此，存在着不能在中毒消除处理结束之后立即开始燃料供应处理、氧化催化剂的温度变得低于所述基准温度的可能性。在这种情况下，当不伴有对排气净化装置的燃料的供应而由加热装置实施预热处理时，可以不进行氧化催化剂的的硫中毒，使氧化催化剂的温度升温到所述基准温度以上。其结果是，可以正确地判定燃料的硫浓度。
[0025]另外，当在实施预热处理的期间大量的SOx从内燃机排出时，存在着由于Sox而使氧化催化剂的硫中毒进行的可能性。因而，如果在实施预热处理的期间氧化催化剂的硫中毒量在规定的量以上，则也可以不实施燃料供应处理。这里，在预热处理实施期间，附着或堆积到氧化催化剂上的硫成分的量与所述期间中的燃料喷射量的累计值相关。因而，如果在所述期间的燃料喷射量的累计值在规定值以上，则也可以不实施燃料供应处理。这里所说的“规定量”，是当氧化催化剂的硫中毒量变成该规定量以上时，认为不能正确地判定燃料的硫浓度的量。另外，这里所说的“不实施燃料供应处理”包括:留到下一次的中毒消除处理结束的时刻为止进行供应燃料处理的实施的方式，或者在再次实施中毒消除处理的基础上实施燃料供应处理的方式等。
[0026]在本发明中，所述供应处理机构，还可以在氧化催化剂的温度降低到与所述规定温度同等以下时，结束燃料供应处理。另外，中毒消除机构也可以在所述燃料供应处理结束时，再次实施中毒消除处理。
[0027]由于在氧化催化剂的温度降低到与所述规定温度同等以下的时刻，氧化催