專利名稱：溫度傳感器、硫成分檢測器和用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感器、硫成分檢測器和用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在包括NOx儲存-還原催化劑的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)中，排氣中的硫成分儲存在NOx儲存-還原催化劑中，且由此降低NOx儲存-還原催化劑的NOx凈化效率。當NOx儲存-還原催化劑的NOx凈化效率因硫中毒而降低時，在濃空燃比氣氛中加熱NOx儲存-還原催化劑以使催化劑再生。但是，這導致由催化再生引起的NOx儲存-還原催化劑的熱老化，和降低的燃料效率。鑒于上面所述，如圖4所示，在NOx儲存-還原催化劑30的上游配置硫捕集裝置 20，其在NOx儲存-還原催化劑30上游的位置捕集排氣中的硫，以便防止NOx儲存-還原催化劑30的硫中毒。因此，可防止由催化再生引起的NOx儲存-還原催化劑30的熱老化， 和燃料效率的降低。圖4中的箭頭A表示排氣的流動方向。但是，當累積在硫捕集催化劑或硫吸附劑中的硫的量超過硫捕集裝置20中的閾值容量時，硫成分通過硫捕集裝置20。然后，硫捕集裝置20下游的NOx儲存-還原催化劑 30經(jīng)受硫中毒。因此，硫捕集催化劑或硫吸附劑需要被更換。更具體地，圖4中構(gòu)型的前提條件是NOx儲存-還原催化劑30不包括催化再生裝置。因此，在NOx儲存-還原催化劑 30變得經(jīng)受硫中毒之前，必須推定硫捕集裝置20的降低的效率，且相應(yīng)地，必須更換硫捕集催化劑或硫吸附劑。在相關(guān)技術(shù)中，由NOx儲存-還原催化劑30的降低的效率來推定通過硫捕集裝置20的硫成分的量，且相應(yīng)地更換硫捕集催化劑或硫吸附劑。但是，在相關(guān)技術(shù)中，在NOx儲存-還原催化劑30的效率降低之前無法檢測出通過硫捕集裝置20的微量的硫成分。傳統(tǒng)上，基于NOx儲存-還原催化劑30的降低的性能來推定流入NOx儲存-還原催化劑30的硫成分的量，且不提供用于檢測NOx儲存-還原催化劑30本身的硫中毒的裝置。在這種情況下，如圖5的曲線C所示，NOx儲存-還原催化劑30的硫中毒通常在催化劑的上游側(cè)開始。這樣，在整個NOx儲存-還原催化劑30的性能降低之前，能從NOx儲存-還原催化劑30的前端面的物理特性(例如，溫度)的變化來預測NOx儲存-還原催化劑30的劣化。同時，如圖5的曲線D所示，根據(jù)在其中排氣的溫度低、排氣的量大等的內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件，整個NOx儲存-還原催化劑30可在縱向上變得經(jīng)受硫中毒。曲線B表示硫中毒的可檢測水平。如上所述，NOx儲存-還原催化劑30的經(jīng)受硫中毒的部分根據(jù)運轉(zhuǎn)條件而改變。因此，通過諸如測量NOx儲存-還原催化劑30的一部分的溫度等手段來檢測硫中毒由于其不精確性通常是無效的。日本專利申請No. 2000-45753公報(JP-A-2000_4575;3)記載了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)，包括吸附排氣中的硫成分的NOx吸附劑；和設(shè)置在NOx吸附劑的上游以判定NOx吸附劑的由NOx吸附劑的硫中毒引起的NOx吸附能力的降低的SOx傳感器。
在JP-A-2000-45753記載的排氣凈化系統(tǒng)中，SOx傳感器基于各自都包括SOx還原催化劑如鉬的電極之間的電位差實時檢測排氣中的SOx的濃度。然后，基于所檢測出的值，SOx傳感器計算被推定為要由NOx吸附劑吸附的SOx的累積量。在JP-A-2000-45753中記載了在燃料中包含數(shù)百ppm的硫成分。但是，燃料中的硫成分的量已隨著燃料特性的改善而減少，并且如今，在燃料中只包含少于十PPm的硫成分， 且由此非常稀少。因此，難以基于各自都包括SOx還原催化劑如鉬的電極之間的電位差實時檢測所通過的排氣中的硫成分。因此，JP-A-2000-45753中記載的SOx傳感器不再實用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種對氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化以檢測溫度的溫度傳感器，和即使排氣中的硫成分濃度低也能利用該溫度傳感器精確地檢測排氣中的硫成分的裝置。本發(fā)明還提供了一種利用所述用于檢測硫成分的裝置的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)。按照本發(fā)明的第一方面的溫度傳感器包括溫度檢測裝置，和涂布在所述溫度檢測裝置的表面上的催化劑和吸附劑中的至少一種。所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種對氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化。所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種在所述溫度檢測裝置上對氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化。然后，所述溫度檢測裝置檢測因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度。在按照上述方面的溫度傳感器中，溫度檢測裝置的溫度檢測部分涂覆有催化劑和吸附劑中的至少一種，且氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)在溫度檢測裝置上被催化。溫度檢測裝置檢測因放熱反應(yīng)而上升的溫度。這樣，按照上述方面的溫度傳感器與簡單地檢測物體的溫度的傳統(tǒng)的溫度傳感器不同。本發(fā)明基于這樣的新穎構(gòu)思而作出，即，在溫度檢測裝置上對放熱反應(yīng)進行催化以便檢測因放熱反應(yīng)而上升的溫度。在按照第一方面的溫度傳感器中，所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種可以是這樣的催化劑或吸附劑，該催化劑或吸附劑的對所述氣體中的所述反應(yīng)物的所述放熱反應(yīng)的催化效率因硫中毒而降低。當溫度傳感器的催化劑或吸附劑發(fā)生硫中毒、由此降低催化劑或吸附劑的催化活性時，氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)在溫度檢測裝置上不再被促發(fā)(開始)。鑒于上面所述， 按照上述方面的溫度傳感器具有即使在氣體中僅包含微量的硫成分時也能以高精度檢測氣體中的硫成分的SOx傳感器。傳統(tǒng)的SOx傳感器實時地測量各自都包括SOx還原催化劑如鉬的電極之間的電位差，并且不能檢測出低于IOppm的微量的SOx。由于涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑或吸附劑儲存SOx，所以在本發(fā)明中能以高精度檢測低于IOppm的 SOx濃度，作為所通過的SOx的累積量。在按照第一方面的溫度傳感器中，涂布在所述溫度傳感器中的所述溫度檢測裝置的所述表面上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種可以是這樣的載體，在該載體中由堿金屬或堿土金屬載持有氧化鋁或氧化鋯，并且該載體還載持有鈀。在按照上述方面的溫度傳感器中，采用其活性因硫中毒而顯著降低的催化劑種類作為催化劑。采用也易受硫中毒的堿性載體作為載體。具有氧儲存能力(OSC)的材料如二氧化鈰和鐠不應(yīng)當被用于溫度傳感器。因此，溫度傳感器僅以顯著提高的靈敏度檢測在NOx還原期間的發(fā)熱。在按照第一方面的溫度傳感器中，所述氣體是來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣。涂布在所述溫度檢測裝置的所述表面上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種在所述內(nèi)燃發(fā)動機以稀空燃比運轉(zhuǎn)時儲存所述排氣中的氧或氮氧化物，并且在所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)時將氧或氮氧化物釋放到所述排氣中。所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種利用所釋放的氧或氮氧化物在所述溫度檢測裝置上促發(fā)所述排氣中的所述反應(yīng)物的所述放熱反應(yīng)。然后，所述溫度檢測裝置檢測因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度。所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種的氧或氮氧化物儲存能力和對所述放熱反應(yīng)的催化效率因硫中毒而降低。按照上述方面的溫度傳感器具有即使在含硫燃料燃燒之后產(chǎn)生的排氣中僅存在微量的硫成分也能以高精度檢測硫成分的SOx傳感器。具有OSC的材料如二氧化鈰和鐠被用作涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑或吸附劑。催化劑或吸附劑利用所儲存的氧對排氣中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化。或者，可利用將氧儲存為NOx的材料如堿金屬、堿土金屬或稀土元素作為催化劑或吸附劑。催化劑或吸附劑利用所儲存的NOx對排氣中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化。然后，由于OSC和NOx儲存能力因硫中毒而降低，所以即使在排氣中僅存在微量的硫成分，也能提供精確地檢測硫成分濃度的SOx傳感器。按照第一方面的溫度傳感器可經(jīng)歷前處理。在所述前處理中，首先使所述溫度傳感器經(jīng)受硫中毒，且然后凈化清除掉由涂布在所述溫度檢測裝置的所述表面上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種吸附的硫成分。按照上述方面的溫度傳感器的靈敏度隨著所通過的硫成分的量增加而降低。一旦溫度傳感器的硫中毒的程度達到閾值程度，便執(zhí)行對由涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑和吸附劑中的至少一種吸附的硫成分的凈化清除。但是，在溫度傳感器中存在即使采用凈化清除處理也不能從硫中毒恢復并永久地受硫污染的區(qū)域。這樣，當溫度傳感器被安裝在真實的機器中時，溫度傳感器可在安裝之前經(jīng)歷前處理。在前處理中，首先使溫度傳感器經(jīng)受硫中毒，然后執(zhí)行對由催化劑和吸附劑中的至少一種吸附的硫成分的凈化清除處理。按照第一方面的溫度傳感器還可包括具有氧泵送功能的泵單元，和加熱器。當在被用于真實的機器中的溫度傳感器中執(zhí)行凈化清除處理時，需要通過將燃料噴射到排氣中和使排氣中的氧燃燒而獲得濃空燃比和高溫的排氣。但是，需要大量的燃料以使排氣的總量處于濃空燃比和高溫。鑒于上面所述，按照上述方面的溫度傳感器還可包括具有氧泵送功能的泵單元，和加熱器。在這樣的構(gòu)型中，當泵單元從在溫度傳感器附近流動的排氣中去除氧時，溫度傳感器附近的氣氛的空燃比變濃。這樣，溫度傳感器中的凈化清除處理可通過用加熱器對溫度傳感器加熱而容易地執(zhí)行。因此，不需要將燃料噴射到排氣中或使排氣的總量處于濃空燃比和高溫。因此，凈化清除處理可非常經(jīng)濟地執(zhí)行。按照第一方面的溫度傳感器，當所述溫度傳感器配置在NOx儲存-還原催化劑的下游以測量所述NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間的硫釋放量時，所述溫度傳感器的靈敏度可被修正為適合于濃空燃比的靈敏度。按照上述方面的溫度傳感器配置在NOx儲存-還原催化劑的下游，且由此能測量 NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間的硫釋放量。在這種情況下，當NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間處于濃空燃比氣氛中時，溫度傳感器的催化劑或吸附劑也處于再生氣氛中。因此，與通常運轉(zhuǎn)期間的硫的捕集量相比，溫度傳感器中的硫的捕集量降低。 這樣，在測量NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間的硫釋放量時，濃空燃比氣氛中的溫度傳感器的靈敏度被預先獲得。然后，通過生成利用所獲得的溫度傳感器的靈敏度的靈敏度圖譜等，能修正溫度傳感器的靈敏度。在按照本發(fā)明的第二方面的硫成分檢測器中，按照第一方面的溫度傳感器配置在所述氣體的流路內(nèi)，檢測因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度T1，將所述溫度T1與所述氣體中不存在硫成分時因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度Ttl進行比較，并且如果所述溫度T1低于所述溫度Ttl，則判定為在所述流路內(nèi)的所述氣體中存在硫成分。按照上述方面的硫成分檢測器利用按照第一方面的溫度傳感器來精確地檢測在流路內(nèi)流動的氣體中是否存在硫成分。更具體地，如果按照第一方面的溫度傳感器的催化劑或吸附劑經(jīng)受硫中毒且由此降低其活性，則在溫度檢測裝置上不能再促發(fā)氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)。所檢測出的溫度T1變得低于在硫中毒之前獲得的溫度 ；。因此，通過利用溫度之間的差異，硫成分檢測器檢測出在流路內(nèi)流動的氣體中存在硫成分。在按照第二方面的硫成分檢測器中，所述溫度傳感器可配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管中的上游；如果所述溫度Ttl和所述溫度T1之間的溫度差ClT1由于由所述硫成分檢測器指示的溫度T1的下降而變得等于或大于規(guī)定值，則可利用凈化清除處理對由涂布在所述溫度檢測裝置上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種吸附的硫成分進行處理；并且如果從所吸附的硫成分已被凈化清除之后至下一次凈化清除處理之前的燃料消耗量降低到低于規(guī)定的燃料消耗量，則可判定為所使用的燃料包含高濃度的硫成分。在按照第二方面的硫成分檢測器中，所述溫度傳感器可配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管中的上游；如果所述溫度Ttl和所述溫度T1之間的溫度差ClT1由于由所述硫成分檢測器指示的溫度T1的下降而變得等于或大于規(guī)定值，則可利用凈化清除處理對由涂布在所述溫度檢測裝置上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種吸附的硫成分進行處理；并且如果從所吸附的硫成分已被凈化清除之后至下一次凈化清除處理之前的時間間隔由于硫中毒的程度升高而縮短到短于規(guī)定的時間間隔，則可判定為所使用的燃料包含高濃度的硫成分。按照上述方面的硫成分檢測器配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管中的上游，并被用于判定所使用的燃料是否包含高濃度的硫成分。有利的是，利用該判定結(jié)果來進一步判定用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)的劣化不是由排氣凈化系統(tǒng)本身而是由燃料特性的劣化引起的。更具體地，如果燃料包含高濃度的硫成分，則排氣中的硫成分也高。因此，涂布在溫度檢測裝置的表面上并經(jīng)受硫中毒的催化劑或吸附劑的凈化清除處理的周期縮短?；谏厦嫠觯虺煞謾z測器被提供為判定所使用的燃料是否包含高濃度的硫成分。按照第二方面的硫成分檢測器還可包括具有規(guī)定的熱容量的部件。所述溫度傳感器可配置在所述內(nèi)燃發(fā)動機的排氣通路內(nèi)，并且所述具有規(guī)定的熱容量的部件可配置在所述溫度傳感器的上游，從而由所述內(nèi)燃發(fā)動機中的燃燒引起的排氣溫度上升被所述溫度傳感器檢測出的時間被延遲。因此，所述硫成分檢測器可分開檢測由所述內(nèi)燃發(fā)動機中的燃燒引起的排氣溫度上升和由所述溫度傳感器中的所述放熱反應(yīng)引起的溫度上升。如果不按照上述方面那樣在硫成分檢測器的上游設(shè)置具有熱容量的部件如硫捕集裝置，則內(nèi)燃發(fā)動機的緊下游位置處的排氣溫度上升與由溫度傳感器中的放熱反應(yīng)引起的溫度上升重疊。這樣，按照上述方面的硫成分檢測器將溫度上升彼此分開，從而溫度傳感器僅檢測由放熱反應(yīng)引起的溫度上升。因此，按照第二方面的硫成分檢測器的檢測精度得以改善。在按照本發(fā)明的第三方面的硫成分檢測器中，按照權(quán)利要求6的溫度傳感器配置在NOx儲存-還原催化劑的下游；氧由所述氧泵送功能在所述溫度傳感器附近被釋放；并且在所述溫度傳感器附近的氣氛變?yōu)橄】杖急葰夥罩?，所述NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間的硫釋放量被測量。按照上述方面的硫成分檢測器利用按照第一方面的溫度傳感器。按照第一方面的溫度傳感器中的泵單元的氧泵送功能被啟動，以朝溫度傳感器輸送氧。然后，氧在溫度傳感器附近被釋放，以僅將溫度傳感器的附近保持在稀空燃比氣氛中。因此，能測量由NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間釋放的硫的量而不降低溫度傳感器的靈敏度。按照本發(fā)明的第四方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)包括配置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游以儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；并且按照權(quán)利要求8的硫成分檢測器設(shè)置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游。如果所述硫捕集裝置儲存所述排氣中的硫成分的性能降低，且由此包含硫成分的所述排氣流入所述排氣凈化系統(tǒng)中，則所述硫成分檢測器判定為在流入所述排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。按照上述方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)包括位于排氣凈化系統(tǒng)的上游的硫捕集裝置。當硫捕集裝置經(jīng)受硫中毒且由此降低其儲存排氣中的硫成分的性能時，包含硫成分的排氣流入硫捕集裝置下游的排氣凈化系統(tǒng)中。在這種情況下，按照第二方面的硫成分檢測器檢測出通過硫捕集裝置的微量的硫成分。按照本發(fā)明的第五方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)包括配置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游并儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；硫成分檢測器，其中按照權(quán)利要求4的溫度傳感器配置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游；因所述溫度傳感器中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度T1被檢測；然后，所檢測出的溫度T1 與在所述排氣中不存在硫成分的情況下因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度Ttl進行比較；并且其中，如果所述溫度T1低于所述溫度Ttl，則判定為在所述排氣中存在硫成分；和設(shè)置在所述溫度傳感器的上游的氧消耗裝置。當所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)時，所述氧消耗裝置消耗殘留在所述排氣中的氧。按照上述方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)在NOx儲存-還原催化劑執(zhí)行 NOx凈化時立刻向儲存NOx的NOx儲存-還原催化劑提供濃空燃比氣氛。換句話說，執(zhí)行濃峰操作(rich spike)以減少儲存在NOx儲存-還原催化劑中的NOx。此時，涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑或吸附劑釋放以稀空燃比儲存的氧。結(jié)果，包含在濃峰操作中的反應(yīng)物或還原劑的放熱反應(yīng)在溫度檢測裝置上被促發(fā)。然后，通過將由硫成分檢測器指示的溫度Ttl與在硫中毒之后由硫成分檢測器指示的溫度T1進行比較，可判定為在排氣中包含硫成分。在這種情況下，由于處于濃空燃比運轉(zhuǎn)條件下的排氣包含微量的氧，所以還原劑的放熱反應(yīng)利用排氣中的氧被促發(fā)。因此，檢測硫成分存在的精度降低。為了防止檢測硫成分的精度降低，在硫成分檢測器的上游設(shè)置氧消耗裝置，以消耗存在于處于濃空燃比運轉(zhuǎn)條件下的排氣中的氧。因此，溫度傳感器上的放熱反應(yīng)僅利用由涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑或吸附劑釋放的氧。因此，能以改善的精度檢測在流入排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中是否存在硫成分。按照本發(fā)明的第六方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)包括設(shè)置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游以儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；和硫成分檢測器，其中按照權(quán)利要求4的溫度傳感器配置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游； 因所述溫度傳感器中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度T1被檢測；并且然后，所檢測出的溫度T1與在所述排氣中不存在硫成分的情況下因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度Ttl進行比較； 并且其中，如果所述溫度T1低于所述溫度Ttl，則判定為在所述排氣中存在硫成分，其中如果所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)，則所述排氣中氧的殘留量由所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件被推定；取決于所述氧的殘留量并由所述硫成分檢測器指示的溫度上升(11 被推定。當從由所述硫成分檢測器指示的溫度T1減去所述溫度上升dT。x所獲得的溫度T/低于所述溫度Ttl時，判定為在流入所述排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。與按照第五方面的排氣凈化系統(tǒng)一樣，按照上述方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)利用按照第一方面的溫度傳感器來判定在排氣中是否存在硫成分。在這種情況下， 為了防止由用包含在處于濃空燃比運轉(zhuǎn)條件下的排氣中的氧促發(fā)的還原劑的放熱反應(yīng)引起的硫成分檢測精度的降低，通過計算來修正取決于包含在處于濃空燃比運轉(zhuǎn)條件下的排氣中的氧的發(fā)熱量。更具體地，硫成分檢測器包括一運轉(zhuǎn)圖譜，排氣中氧的殘留量從該運轉(zhuǎn)圖譜根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件而獲得。由硫成分檢測器基于氧的殘留量確定的溫度上升dTox 由運轉(zhuǎn)圖譜獲得。然后，由硫成分檢測器檢測出的溫度T1被修正。如上所述，僅取決于由涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑或吸附劑釋放的氧的發(fā)熱的溫度T/被計算。由于溫度T/低于溫度Ttl，所以能以更高的精度判定在流入排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。按照本發(fā)明的第七方面的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)包括設(shè)置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游以儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；和硫成分檢測器，其中按照權(quán)利要求4的溫度傳感器配置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游； 因所述溫度傳感器中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度T1被檢測；并且然后，所檢測出的溫度T1與在所述排氣中不存在硫成分的情況下因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度Ttl進行比較； 并且其中，如果所述溫度T1低于所述溫度Ttl，則判定為在所述排氣中存在硫成分。如果所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)，則所述排氣中氧的殘留量由所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件被推定。取決于所述氧的殘留量的發(fā)熱值A(chǔ)被推定；總的發(fā)熱值A(chǔ)由所述硫成分檢測器的檢測值被計算；所述發(fā)熱值A(chǔ)從所述發(fā)熱值A(chǔ)被減去；并且如果所得出的A和％之差等于或低于規(guī)定值，則判定為在流入所述排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。本發(fā)明提供了一種促發(fā)氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)以檢測溫度的溫度傳感器，和用于利用該溫度傳感器精確地檢測排氣中的少量硫成分的裝置。本發(fā)明還提供了一種利用所述用于檢測硫成分的裝置的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)。


從下面參照附圖對示例性實施例的描述中將更清楚地看到本發(fā)明的前述和/或其它的目的、特征和優(yōu)點，在附圖中相似的附圖標記用于表示相似的要素，并且其中圖1是其中按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器作為硫成分檢測器被應(yīng)用于用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)的示意圖2是按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器的示意圖；圖3是說明在圖2所示的溫度傳感器被用作硫成分檢測器時硫成分的檢測的圖示；圖4是描繪按照相關(guān)技術(shù)的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)的視圖；圖5是描繪按照相關(guān)技術(shù)的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)的視圖；圖6是描繪按照本發(fā)明實施例的由作為硫成分檢測器的溫度傳感器檢測出的溫度的變化的曲線圖；圖7是示出當采用在稀空燃比下儲存氧或NOx而在濃空燃比下釋放氧或NOx的催化劑(或吸附劑)時按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器的輸出的原理的圖示；圖8是描繪考慮到殘留的氧由硫成分檢測器作出的關(guān)于所通過的硫的判定的流程圖，該硫成分檢測器利用了按照本發(fā)明的溫度傳感器；圖9是示出按照本發(fā)明實施例的用于內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣的溫度傳感器的示意性構(gòu)型的視圖；圖10是描繪在采用按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器時溫度傳感器的其它形式的輸出的視圖；圖11是示出在對按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器選擇了最適當?shù)牟牧蠒r硫成分檢測器的溫度變化的曲線圖；圖12是描繪在對溫度傳感器選擇了最適當?shù)牟牧蠒r按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器的靈敏度提高的原因的曲線圖；圖13是描繪利用了按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器的區(qū)域的曲線圖；圖14描繪了按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器的有效利用；圖15是描繪按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器被應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣的示意性構(gòu)型的圖示；圖16是描繪按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器被應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣的示意性構(gòu)型的圖示；圖17是描繪按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器被應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣的示意性構(gòu)型的視圖；以及圖18是描繪按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器被應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣的示意性構(gòu)型的圖示。
具體實施例方式在下文中將參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。在附圖中，相同或相似的部件用相同的附圖標記表示。圖2示出按照本發(fā)明實施例的溫度傳感器10。溫度傳感器10包括溫度檢測裝置 1和涂布在溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2。催化劑(或吸附劑)2對氣體中的反應(yīng)物如碳氫化合物和一氧化碳的放熱反應(yīng)進行催化。催化劑(或吸附劑)2在溫度檢測裝置1上對氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化。因放熱反應(yīng)而上升的溫度由溫度檢測裝置1檢測。催化劑可以是諸如為氧化鋁、氧化鋯和二氧化鈰的載體，或者諸如為由堿土金屬載持的氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈰的載體，其中載體載持有具有氧化活性的活性物質(zhì)，例如鉬、鈀、銠、金和銀。催化劑優(yōu)選地是易于發(fā)生硫中毒并由活性因硫中毒而顯著降低的鈀或銀載持的堿性載體。當所述氣體是來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣時，采用在稀空燃比氣氛下吸附氧或NOx并在濃空燃比氣氛下釋放氧或NOx的催化劑(或吸附劑)作為催化劑(或吸附劑)2。反應(yīng)物的放熱反應(yīng)用由催化劑(或吸附劑)2釋放的氧或NOx促發(fā)。然后，因放熱反應(yīng)引起的溫度上升由溫度檢測裝置1檢測。在這種情況下，催化劑(或吸附劑)2可以是具有氧儲存能力 (OSC)的載體，例如二氧化鈰和鐠，或者載持有堿金屬、堿土金屬或稀土元素的材料，其在稀空燃比氣氛下吸附氧或NOx并在濃空燃比氣氛下釋放氧或NOx。圖3是描繪用圖2中的溫度傳感器10對氣體中的硫成分的濃度進行檢測的圖示。 具體地，在涂布于溫度傳感器10中的溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2經(jīng)受硫中毒之前，氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)在溫度檢測裝置1上被促發(fā)，并且由溫度檢測裝置1檢測出的溫度顯著上升。但是，在催化劑(或吸附劑)2經(jīng)受硫中毒之后，氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)在溫度檢測裝置1上減弱并最后終止。這樣，因放熱反應(yīng)引起的溫度上升顯著減小。能由所檢測出的溫度之差檢測出氣體中硫成分的增加。在該實施例中，通過將所流過氣體的硫成分捕集在催化劑(或吸附劑)2中來檢測所通過的硫的累積量。這樣， 能通過累積包含在氣體中的少于IOppm的極少量的硫成分來精確地檢測稀少的硫成分。圖1示出通過將圖2中的溫度傳感器10應(yīng)用于用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)而基于上述檢測原理檢測排氣中的硫成分的硫成分檢測器。更具體地，溫度傳感器10配置在硫捕集催化劑20的下游且在NOx儲存-還原催化劑30的上游。溫度傳感器10以高精度檢測通過硫捕集催化劑20的微量的硫成分，并且還檢測在NOx儲存-還原催化劑30的性能降低之前所通過的微量的硫成分。圖4和5示出在相關(guān)技術(shù)中傳統(tǒng)的用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)的問題，這些問題已在背景技術(shù)部分中進行了描述。圖6是對比在涂布于溫度傳感器10中的溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2經(jīng)受硫中毒之前和之后由溫度傳感器10檢測出的溫度的變化的曲線圖。更具體地，在硫中毒之前和之后由溫度傳感器10檢測出的溫度的第一峰值顯著改變。這些溫度之間的差與已在圖3的原理圖中描繪的溫度之間的差相同，并被檢測為圖6所示的溫度差。這樣，能判定在排氣中是否存在硫成分。更具體地，溫度傳感器10配置在氣體的流路內(nèi)，溫度傳感器10檢測因反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度T1,并將溫度T1與在氣體中不包含硫成分時因放熱反應(yīng)而上升的溫度Ttl進行比較。當溫度T1低于溫度Ttl時，判定為在流路內(nèi)的氣體中存在硫成分。在圖6中后來出現(xiàn)的峰值表示排氣的溫度因內(nèi)燃發(fā)動機中的濃空燃混合物的燃燒而上升。由于位于溫度傳感器10上游的硫捕集裝置20具有高的熱容量，所以硫捕集裝置20在排氣使硫捕集裝置20的溫度上升之后升高通過溫度傳感器10的排氣的溫度。出于該原因，后來的溫度峰值出現(xiàn)得晚。如上所述，涂布在溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2可以是在稀空燃比氣氛下儲存氧或NOx并在濃空燃比氣氛下釋放氧或NOx的催化劑(或吸附劑)。但是， 在這種情況下，氧殘留在處于濃空燃比運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的排氣中，且由此，反應(yīng)物的放熱反應(yīng)在溫度檢測裝置1上用殘留的氧促發(fā)。因此，由溫度傳感器10檢測出的溫度包括通過殘留氧的燃燒產(chǎn)生的熱量和通過氧或NOx從催化劑(或吸附劑)2的釋放產(chǎn)生的熱量。因此，判定在排氣中是否包含硫成分的精度可能降低。上述關(guān)系在圖7中示出。為了解決上述問題，在硫成分檢測器(溫度傳感器10)的上游配置氧消耗裝置 (未示出)，以便在內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)時消耗處于濃空燃比運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的排氣中的任何殘留的氧。因此，由溫度傳感器10檢測出的溫度t僅表示由從催化劑(或吸附劑)2 釋放的氧或NOx產(chǎn)生的熱量。因此，能改善檢測流入排氣凈化系統(tǒng)中的排氣的硫成分的精度。這樣的氧消耗裝置可以是諸如為氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦的載體，或者作為由氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈰和二氧化鈦中的至少兩種組成的復合物的載體，其載持有具有氧化活性的活性物質(zhì)，例如鉬、鈀、銠、金、銀和鐵。通過使處于濃空燃比運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的排氣中的殘留氧燃燒所產(chǎn)生的熱量也可以被計算。硫成分檢測器包括基于所檢測出的溫度判定在流入排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中是否存在硫成分的控制單元?？刂茊卧ㄊ境鰞?nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件和排氣中氧的殘留量之間的關(guān)系的運轉(zhuǎn)圖譜?？刂茊卧趫D8所示的步驟100中利用運轉(zhuǎn)圖譜計算排氣中氧的殘留量，并在步驟200中基于所計算出的氧的殘留量計算(推定)發(fā)熱值仏。然后，在步驟300 中從檢測的溫度傳感器計算總的發(fā)熱值％。在步驟400中，從( 減去仏。如果結(jié)果等于或低于特定值，則在步驟500中判定為有硫成分通過。代替發(fā)熱值，也可利用溫度的變化來判定硫成分是否通過。在這種情況下，由運轉(zhuǎn)條件(運轉(zhuǎn)圖譜)推定處于濃空燃比運轉(zhuǎn)條件下的排氣中氧的殘留量。基于所述氧的殘留量推定由溫度傳感器10指示的溫度上升dTox。 然后，通過從由溫度傳感器10檢測出的溫度T1減去溫度上升dTox而獲得溫度T/。如果溫度Tl’低于溫度Ttl，則判定為有硫成分通過。在本發(fā)明的另一個實施例中，例如，溫度傳感器10配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管中的上游，并且在燃料中的硫濃度高時判定為高硫濃度。首先，在涂布于溫度傳感器10中的溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2經(jīng)受硫中毒之前由溫度傳感器10指示的溫度Ttl和所檢測出的溫度T1之間的溫度差ClT1被計算。如果溫度T1因硫中毒而下降并且溫度差ClT1變得等于或大于規(guī)定值，則對由涂布在溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2吸附的硫成分上執(zhí)行凈化清除處理。接下來，當凈化清除處理由于硫中毒的增強而被頻繁地執(zhí)行時，判定為燃料中的硫濃度高。對硫成分的凈化清除處理可通過將催化劑(或吸附劑)2加熱到高溫來執(zhí)行。此時，優(yōu)選地，在濃空燃比氣氛中將催化劑(或吸附劑)2加熱到高溫。在這種情況下，凈化清除處理之間的時間間隔與規(guī)定的時間間隔相比縮短。這樣，判定為所使用的燃料包含高濃度的硫成分。同時，作為利用時間間隔來判定的替換，如圖9所示，當凈化清除處理的每個循環(huán)所消耗的燃料消耗量Qf1的降低降到低于規(guī)定的燃料消耗量Qftl時，判定為所使用的燃料中的硫成分的濃度高。如果在按照本發(fā)明實施例的硫成分檢測器被用于內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣時在溫度傳感器10的上游配置有具有預定熱容量的部件，則如圖6所示，能將由催化劑(或吸附劑)2上的放熱反應(yīng)得到的溫度峰值與由內(nèi)燃發(fā)動機中的燃燒得到的排氣溫度峰值分開。 這對于檢測由放熱反應(yīng)得到的溫度峰值是有利的。換句話說，如果不在溫度傳感器10的上游設(shè)置具有大的熱容量的部件如硫捕集裝置，則如圖10 (左側(cè)的圖)所示，由催化劑(或吸附劑)2上的放熱反應(yīng)得到的溫度峰值和由內(nèi)燃發(fā)動機中的燃燒得到的排氣溫度峰值在由溫度傳感器10檢測出的溫度方面重疊。這樣，難以確定催化劑(或吸附劑)2上的放熱反應(yīng)的溫度峰值E。但是，如果在溫度傳感器10的上游配置具有規(guī)定的熱容量的部件，則兩個溫度峰值可分開，如圖10所示(右側(cè)的圖)。這樣，易于確定由催化劑(或吸附劑)2上的放熱反應(yīng)得到的溫度峰值E。因此，即使在溫度傳感器10的上游未配置硫捕集裝置的實施例中，也優(yōu)選地在溫度傳感器10的上游配置具有規(guī)定的熱容量的部件。如果本發(fā)明的實施例還采用具有因硫中毒而顯著降低的活性的活性物質(zhì)作為催化劑，和也易受硫中毒的堿性載體，同時排除具有氧儲存能力(OSC)的材料如二氧化鈰和鐠，以便僅在NOx還原期間檢測溫度，則能顯著提高溫度傳感器10的靈敏度。例如，當采用由堿金屬或堿土金屬載持并且還載持有鈀的載體如氧化鋁和氧化鋯時，可顯著提高傳感器的靈敏度。圖11示出如上所述靈敏度提高的溫度傳感器10在濃峰操作期間的工作狀態(tài)的示例。與圖6相比，圖11示出初期的溫度上升大，而在硫中毒之后的溫度上升小。因此，溫度之間的大的差異表明靈敏度顯著提高。圖12示出如上所述的靈敏度的顯著提高。其靈敏度因上述材料的組合而提高的溫度傳感器10可被用在具有高的NOx還原和低的硫釋放的區(qū)域內(nèi)。因此，由NOx還原引起的溫度上升大，而硫中毒之后的溫度上升由于非常易受硫中毒而小。由于溫度之間的差異大，所以可顯著提高靈敏度。溫度傳感器10的靈敏度隨著所通過的硫成分的量增大而降低。一旦溫度傳感器 10經(jīng)受硫中毒的程度達到指定程度，便對由涂布在溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2吸附的硫成分執(zhí)行凈化清除處理。但是，在溫度傳感器10中存在不能通過凈化清除處理從硫中毒恢復并永久經(jīng)受硫中毒的區(qū)域。圖13是表示溫度傳感器10的這種性質(zhì)的曲線圖。如圖13所示，在溫度傳感器10中存在永久硫中毒區(qū)域。因此，當在真實的機器中安裝和使用溫度傳感器10時，還優(yōu)選地，溫度傳感器10在被安裝到真實的機器中之前經(jīng)歷前處理。在前處理期間，使溫度傳感器10經(jīng)受硫中毒，然后對由催化劑(或吸附劑)2吸附的硫成分執(zhí)行凈化清除處理。當在被用于真實的機器中的溫度傳感器10中執(zhí)行凈化清除處理時，需要通過將燃料噴射到排氣中和使排氣中的氧燃燒而獲得濃空燃比和將排氣加熱到高溫。但是，需要大量的燃料以使排氣的總量處于濃空燃比和高溫。因此，在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖 14所示，溫度傳感器10還包括具有氧泵送功能的泵單元15，和加熱器16。在上述構(gòu)型中， 當在泵單元15上施加直流電壓(未示出)時，泵單元15去除在溫度傳感器10附近流動的排氣中的氧。結(jié)果，溫度傳感器10附近的氣氛變?yōu)闈饪杖急葰夥?。這樣，溫度傳感器10的凈化清除處理可通過用加熱器16加熱溫度傳感器10而容易地執(zhí)行。因此，不需要將燃料噴射到排氣中或使排氣的總量處于濃空燃比和高溫。凈化清除處理可非常經(jīng)濟地執(zhí)行。在另一個實施例中，未設(shè)置圖1所示的硫捕集催化劑20，而是設(shè)置了 NOx儲存-還原催化劑30的催化再生裝置。在該實施例中，溫度傳感器10配置在NOx儲存-還原催化劑 30的上游，以推定NOx儲存-還原催化劑30經(jīng)受的硫中毒的程度。更具體地，溫度傳感器 10以預定的間隔如預定的時間間隔或在特定量的燃料被消耗之后檢測所通過的硫量，然后累積硫成分的量，以便計算已通過NOx儲存-還原催化劑30的硫量。因此，溫度傳感器10 可檢測NOx儲存-還原催化劑30經(jīng)受的硫中毒的程度。圖15示出與圖9所示的實施例不同的另一個實施例，其中溫度傳感器10檢測燃料或發(fā)動機油中的硫濃度。在圖15中，例如，溫度傳感器10配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管的上游，并檢測在每個燃料加注周期或發(fā)動機油的每個更換周期在排氣中所通過的硫成分的量。如圖15所示，燃料加注周期和發(fā)動機油的更換周期彼此不同。因此，通過記錄在每個燃料加注周期和發(fā)動機油的每個更換周期中所通過的硫成分的量的變化，能判定排氣中的硫成分是歸因于燃料還是發(fā)動機油。此外，能利用在上一個燃料加注周期中獲得的排氣中的硫量和在當前的燃料加注周期中獲得的排氣中的硫量精確地計算燃料中的硫濃度。也能利用在上一個發(fā)動機油更換周期中獲得的排氣中的硫量和在當前的發(fā)動機油更換周期中獲得的排氣中的硫量精確地計算發(fā)動機油中的硫濃度。在又一個實施例中，在裝備有柴油顆粒過濾器(DPF)的系統(tǒng)中，溫度傳感器10配置在DPF的上游。如果采用具有高的硫含量的燃料或發(fā)動機油，則溫度傳感器10監(jiān)測被捕集在DPF中的硫成分的量，以防止從DPF產(chǎn)生硫煙氣。溫度傳感器還控制DPF，使得DPF在 DPF中捕集的硫的量超過指定量之前再生。在裝備有NOx儲存-還原催化劑的系統(tǒng)中，能根據(jù)燃料和發(fā)動機油中的硫濃度使 NOx儲存-還原催化劑的再生運轉(zhuǎn)間隔最優(yōu)化。更具體地，燃料和發(fā)動機油中的硫濃度、NOx 儲存-還原催化劑的再生運轉(zhuǎn)期間濃峰操作的空燃比、和催化再生運轉(zhuǎn)的間隔之間的關(guān)系在圖16中示出。該關(guān)系被嵌入為用于催化再生運轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)圖譜。因此，能以最優(yōu)的運轉(zhuǎn)間隔執(zhí)行催化再生運轉(zhuǎn)。在又一個實施例中，如圖17所示，溫度傳感器10配置在NOx儲存-還原催化劑的下游，從而能測量在催化再生運轉(zhuǎn)期間由NOx儲存-還原催化劑釋放的硫的量。在這種情況下，當NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間處于濃空燃比氣氛下時，溫度傳感器10 的催化劑(或吸附劑)2也處于再生氣氛中。因此，被捕集在溫度傳感器10中的硫的量與在通常運轉(zhuǎn)期間相比降低。因此，在圖17的布置中，當在催化再生運轉(zhuǎn)期間測量由NOx儲存-還原催化劑釋放的硫的量時，需要修正溫度傳感器10的靈敏度。在這種情況下，預先獲得濃空燃比氣氛中的溫度傳感器10的靈敏度以生成靈敏度圖譜等。然后，靈敏度圖譜例如被包括在溫度傳感器10的溫度檢測系統(tǒng)中，并被用于修正溫度傳感器10的靈敏度。另外，在這種情況下，溫度傳感器10包括上述的氧泵送功能。氧泵送功能通過使施加在泵單元15上的電壓的極性反轉(zhuǎn)而沿相反的方向起作用，以朝溫度傳感器10輸送氧。 這樣，氧在溫度傳感器10附近被釋放。因此，能通過僅將溫度傳感器10附近的氣氛維持為濃空燃比氣氛而測量在催化再生運轉(zhuǎn)期間NOx儲存-還原催化劑的硫釋放量，以防止溫度傳感器10的靈敏度降低。溫度傳感器10的劣化不僅通過硫中毒發(fā)生。如果溫度傳感器10被持續(xù)使用，則即使對由涂布在溫度檢測裝置1的表面上的催化劑(或吸附劑)2吸附的硫成分周期性地進行凈化清除，也無法恢復最初的靈敏度。更具體地，如圖18所示，溫度傳感器10的使用初期的靈敏度曲線被表達為曲線F。靈敏度在硫成分被凈化清除之后恢復到Pl。但是，如果溫度傳感器10被持續(xù)使用，則即使硫成分被規(guī)律地凈化清除，靈敏度曲線也會朝曲線G 移動。靈敏度最終僅恢復到P2，即使在硫成分被凈化清除之后。因此，一旦凈化清除處理之后溫度傳感器10的靈敏度降低到一閾值，便判定為溫度傳感器10劣化，且優(yōu)選地用新的溫度傳感器替換溫度傳感器10。在這種情況下，如果在凈化清除處理之后確定劣化的溫度傳感器10的靈敏度，則能推定整個靈敏度曲線中的降低的靈敏度。因此，在另一個實施例中，預先提供表示溫度傳感器10的靈敏度降低的圖譜。這樣，優(yōu)選地，通過獲得溫度傳感器10在凈化清除處理之后的靈敏度來修正整個靈敏度曲線中的靈敏度。 雖然已參照本發(fā)明的示例性實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于所述的實施例或構(gòu)造。相反，本發(fā)明意圖涵蓋各種變型和等同布置。此外，雖然以各種組合和構(gòu)型示出了示例性實施例的各種要素，但是包括更多、更少或僅單個要素的其它組合和構(gòu)型也在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溫度傳感器，其特征在于包括 溫度檢測裝置；和涂布在所述溫度檢測裝置的表面上的催化劑和吸附劑中的至少一種，其中所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種在所述溫度檢測裝置上對氣體中所包含的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化，并且所述溫度檢測裝置檢測因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其中，所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種是這樣的催化劑或吸附劑，該催化劑或吸附劑的對所述氣體中的所述反應(yīng)物的所述放熱反應(yīng)的催化效率因硫中毒而降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度傳感器，其中，涂布在所述溫度傳感器中的所述溫度檢測裝置的所述表面上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種是這樣的載體，在該載體中由堿金屬或堿土金屬載持有氧化鋁或氧化鋯，并且該載體還載持有鈀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度傳感器，其中 所述氣體是來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣；涂布在所述溫度檢測裝置的所述表面上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種在所述內(nèi)燃發(fā)動機以稀空燃比運轉(zhuǎn)時儲存所述排氣中的氧或氮氧化物，并且在所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)時將氧或氮氧化物釋放到所述排氣中；所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種利用所釋放的氧或氮氧化物在所述溫度檢測裝置上對所述排氣中的所述反應(yīng)物的所述放熱反應(yīng)進行催化，并且所述溫度檢測裝置檢測因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度；并且所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種的氧或氮氧化物儲存能力和對所述放熱反應(yīng)的催化效率因硫中毒而降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的溫度傳感器，其中所述溫度傳感器經(jīng)歷前處理，在所述前處理中，使所述溫度傳感器經(jīng)受硫中毒，且然后凈化清除掉由涂布在所述溫度檢測裝置的所述表面上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種吸附的硫成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的溫度傳感器，還包括 具有氧泵送功能的泵單元；和加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的溫度傳感器，其中當所述溫度傳感器配置在NOx儲存-還原催化劑的下游以測量所述NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間的硫釋放量時，所述溫度傳感器的靈敏度被修正為適合于濃空燃比的靈敏度。
8.一種硫成分檢測器，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的溫度傳感器配置在所述氣體的流路內(nèi)以檢測因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度(T1)；所述溫度(T1)與所述氣體中不存在硫成分時因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度(Ttl)進行比較；并且如果所述溫度(T1)低于所述溫度(Ttl),則判定為在所述流路內(nèi)的所述氣體中存在硫成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硫成分檢測器，其中所述溫度傳感器配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管中的上游；如果所述溫度(Ttl)和所述溫度(T1)之間的溫度差(ClT1)由于由所述硫成分檢測器指示的溫度(T1)的下降而變得等于或大于規(guī)定值，則利用凈化清除處理對由涂布在所述溫度檢測裝置上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種吸附的硫成分進行處理；并且如果從所吸附的硫成分已被凈化清除之后至下一次凈化清除處理之前的燃料消耗量降低到低于規(guī)定的燃料消耗量，則判定為所使用的燃料包含高濃度的硫成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硫成分檢測器，其中 所述溫度傳感器配置在內(nèi)燃發(fā)動機的排氣管中的上游；如果所述溫度(Ttl)和所述溫度(T1)之間的溫度差(ClT1)由于由所述硫成分檢測器指示的溫度(T1)的下降而變得等于或大于規(guī)定值，則利用凈化清除處理對由涂布在所述溫度檢測裝置上的所述催化劑和所述吸附劑中的至少一種吸附的硫成分進行處理；并且如果從所吸附的硫成分已被凈化清除之后至下一次凈化清除處理之前的時間間隔由于硫中毒的程度升高而縮短到短于規(guī)定的時間間隔，則判定為所使用的燃料包含高濃度的硫成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的硫成分檢測器，還包括具有規(guī)定的熱容量的部件，其中所述溫度傳感器配置在所述內(nèi)燃發(fā)動機的排氣通路內(nèi)；所述具有規(guī)定的熱容量的部件配置在所述溫度傳感器的上游；由所述內(nèi)燃發(fā)動機中的燃燒引起的排氣溫度上升到達所述溫度傳感器的時間被延遲；并且由所述內(nèi)燃發(fā)動機中的燃燒引起的排氣溫度上升和由所述溫度傳感器中的所述放熱反應(yīng)引起的溫度上升被分開檢測。
12.—種硫成分檢測器，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度傳感器配置在NOx儲存-還原催化劑的下游； 氧由所述氧泵送功能在所述溫度傳感器附近被釋放；并且在所述溫度傳感器附近的氣氛變?yōu)橄】杖急葰夥罩?，所述NOx儲存-還原催化劑在催化再生運轉(zhuǎn)期間的硫釋放量被測量。
13.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于包括配置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游以儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；并且根據(jù)權(quán)利要求8所述的硫成分檢測器設(shè)置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游，其中，如果所述硫捕集裝置儲存所述排氣中的硫成分的性能降低，且由此包含硫成分的所述排氣流入所述排氣凈化系統(tǒng)中，則所述硫成分檢測器判定為在流入所述排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。
14.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于包括配置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游并儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；硫成分檢測器，其中根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度傳感器配置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游；因所述溫度傳感器中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度(T1)被檢測； 然后，所檢測出的溫度(T1)與在所述排氣中不存在硫成分的情況下因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度(Ttl)進行比較；并且其中，如果所述溫度(T1)低于所述溫度(Ttl)，則判定為在所述排氣中存在硫成分；和設(shè)置在所述溫度傳感器的上游的氧消耗裝置，其中，當所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)時，所述氧消耗裝置消耗殘留在所述排氣中的氧。
15.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游以儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；和硫成分檢測器，其中根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度傳感器配置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游；因所述溫度傳感器中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度(T1)被檢測；并且然后，所檢測出的溫度(T1)與在所述排氣中不存在硫成分的情況下因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度(Ttl)進行比較；并且其中，如果所述溫度(T1)低于所述溫度(Ttl)，則判定為在所述排氣中存在硫成分， 其中如果所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)，則所述排氣中氧的殘留量由所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件被推定；取決于所述氧的殘留量并由所述硫成分檢測器指示的溫度上升(dT。x)被推定；并且如果從由所述硫成分檢測器指示的溫度(T1)減去所述溫度上升(dT。x)所獲得的溫度 (T1')低于所述溫度(Ttl),則判定為在流入所述排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。
16.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的排氣凈化系統(tǒng)，其特征在于包括設(shè)置在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游以儲存存在于排氣中的硫成分的硫捕集裝置；和硫成分檢測器，其中根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度傳感器配置在所述硫捕集裝置的下游且在所述排氣凈化系統(tǒng)的上游；因所述溫度傳感器中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)而上升的溫度(T1)被檢測；并且然后，所檢測出的溫度(T1)與在所述排氣中不存在硫成分的情況下因所述放熱反應(yīng)而上升的溫度(Ttl)進行比較；并且其中，如果所述溫度(T1)低于所述溫度(Ttl)，則判定為在所述排氣中存在硫成分， 其中如果所述內(nèi)燃發(fā)動機以濃空燃比運轉(zhuǎn)，則所述排氣中氧的殘留量由所述內(nèi)燃發(fā)動機的運轉(zhuǎn)條件被推定；取決于所述氧的殘留量的發(fā)熱值Oi1)被推定； 總的發(fā)熱值( )由所述硫成分檢測器的檢測值被計算；所述發(fā)熱值Oi1)從所述發(fā)熱值(Q2)被減去；并且如果所得出的ου和(Q2)之差等于或低于規(guī)定值，則判定為在流入所述排氣凈化系統(tǒng)中的排氣中存在硫成分。
全文摘要
溫度傳感器(10)包括溫度檢測裝置，和涂布在溫度檢測裝置的表面上的催化劑和吸附劑中的至少一種。催化劑和吸附劑中的至少一種在溫度檢測裝置上對氣體中的反應(yīng)物的放熱反應(yīng)進行催化。溫度檢測裝置檢測因放熱反應(yīng)而上升的溫度。催化劑和吸附劑中的至少一種的對放熱反應(yīng)的催化效率因硫中毒而降低。溫度傳感器(10)配置在排氣凈化系統(tǒng)(30)的上游。因此，如果由溫度傳感器檢測出的溫度低于規(guī)定溫度，則判定為溫度傳感器經(jīng)受硫中毒。
文檔編號F01N3/08GK102282344SQ201080004671
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者中田有香, 今井大地, 冢本佳久, 吉田耕平, 松尾潤一, 梅本壽丈, 淺沼孝充, 福間隆雄, 西岡寬真 申請人:豐田自動車株式會社