專(zhuān)利名稱(chēng)：硫成分檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硫成分檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
用于檢測(cè)廢氣中的SOx濃度的SOx濃度傳感器已公知。一般的SOx濃度傳感器是測(cè)定在固體電解質(zhì)中SOx轉(zhuǎn)化為硫酸離子而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)來(lái)檢測(cè)廢氣中的SOx濃度。但是，這樣的檢測(cè)瞬時(shí)的SOx濃度的SOx濃度傳感器，在廢氣中的SOx濃度低時(shí)，難以檢測(cè)正確的SOx濃度。提出了雖然無(wú)法檢測(cè)這樣的瞬時(shí)的廢氣中的SOx濃度，但能檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量的硫成分檢測(cè)裝置(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
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該硫成分檢測(cè)裝置具有保持廢氣中所含的SOx的SOx保持材料，計(jì)測(cè)隨著SOx保持材料中保持的SOx量增大而變化的SOx保持材料的電阻或體積等特性，想要由計(jì)測(cè)的特性來(lái)檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量。專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2008-17562
發(fā)明內(nèi)容
難以正確計(jì)測(cè)電阻或體積等特性變化，用上述的硫成分檢測(cè)裝置有時(shí)不能正確檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量。另外，SOx保持部是如下的保持部時(shí)，可以基于放出的NOx的還原反應(yīng)時(shí)保持部的溫度上升值算出放出的NOx的還原反應(yīng)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，結(jié)果可以檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量；所述保持部保持廢氣中的SOx和N0X，SOx保持量越增加，NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅放出保持的NOx而進(jìn)行還原。像這樣檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量時(shí)，需要基于放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)保持部的溫度上升值，正確算出放出的NOx的還原反應(yīng)的發(fā)熱量，因此必需比較正確地確定保持部的熱容量。但是，因?yàn)楸３植康臒崛萘恳驈U氣中的碳酸鈣或硫酸鈣之類(lèi)的灰、顆粒物質(zhì)和高沸點(diǎn)烴附著在保持部而發(fā)生變化，所以有時(shí)確定的保持部的熱容量顯著區(qū)別于當(dāng)前的熱容量，結(jié)果有時(shí)不能比較正確地檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量。因此，本發(fā)明的目的是提供能夠比較正確地檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于該累計(jì)量的值的硫成分檢測(cè)裝置。本發(fā)明的權(quán)利要求I所述的硫成分檢測(cè)裝置，其特征在于，具備保持部和測(cè)定所述保持部的溫度的溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SOx和N0X，SOx保持量越增加，NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOx放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用所述溫度傳感器測(cè)定放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)所述保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和所述保持部的熱容量算出所述放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)所述NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)所述廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于所述累計(jì)量的值，所述硫成分檢測(cè)裝置具備加熱所述保持部的加熱器，根據(jù)利用所述加熱器加熱所述保持部時(shí)由所述溫度傳感器測(cè)定的所述保持部的溫度上升值與所述加熱器的發(fā)熱量來(lái)確定所述保持部當(dāng)前的熱容量。本發(fā)明的權(quán)利要求2所述的硫成分檢測(cè)裝置，其特征在于，具備保持部和測(cè)定所述保持部的溫度的第一溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SOx和N0X，SOx保持量越增加，NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOx放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用所述第一溫度傳感器測(cè)定放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)所述保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和所述保持部的熱容量算出所述放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)所述NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)所述廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于所述累計(jì)量的值，所述硫成分檢測(cè)裝置具備用于測(cè)定所述保持部附近溫度的第二溫度傳感器，由于在所述保持部的溫度因放熱而下降的期間內(nèi)的第一時(shí)刻至第二時(shí)刻來(lái)自所述保持部的放熱量一方面由利用所述第一溫度傳感器測(cè)定的所述保持部的溫度和利用所述第二溫度 傳感器測(cè)定的所述保持部附近的溫度的溫度差的從所述第一時(shí)刻至所述第二時(shí)刻的積分值與從所述保持部向周?chē)膫鳠嵯禂?shù)之積表示，另一方面由利用所述第一溫度傳感器測(cè)定的從所述第一時(shí)刻至所述第二時(shí)刻的所述保持部的溫度下降值與所述保持部的熱容量之積表示，因此確定所述保持部的熱容量與傳熱系數(shù)當(dāng)前的關(guān)系，基于確定的關(guān)系來(lái)確定所述保持部當(dāng)前的熱容量。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求I所述的硫成分檢測(cè)裝置，具備保持部和測(cè)定保持部的溫度的溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SOx和N0X，SOx保持量越增加，NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOx放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用溫度傳感器測(cè)定放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和保持部的熱容量算出放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)所述NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)所述廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于所述累計(jì)量的值，所述硫成分檢測(cè)裝置具備加熱保持部的加熱器，根據(jù)利用加熱器加熱保持部時(shí)由溫度傳感器測(cè)定的保持部的溫度上升值與加熱器的發(fā)熱量來(lái)確定保持部當(dāng)前的熱容量，由此，即使廢氣中的灰等附著于保持部而使熱容量發(fā)生變化，也可以比較正確地確定當(dāng)前的熱容量，結(jié)果可以比較正確地檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求2所述的硫成分檢測(cè)裝置，具備保持部和測(cè)定保持部的溫度的第一溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SO5^PNOx, SOx保持量越增加，NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOx放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用第一溫度傳感器測(cè)定放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和保持部的熱容量算出放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于累計(jì)量的值，所述硫成分檢測(cè)裝置具備用于測(cè)定保持部附近溫度的第二溫度傳感器，由于在保持部的溫度因放熱而下降的期間內(nèi)的第一時(shí)刻至第二時(shí)刻來(lái)自保持部的放熱量一方面由利用所述第一溫度傳感器測(cè)定的保持部的溫度和利用第二溫度傳感器測(cè)定的保持部附近的溫度的溫度差的從第一時(shí)刻至第二時(shí)刻的積分值與從保持部向周?chē)膫鳠嵯禂?shù)之積表示，另一方面由利用第一溫度傳感器測(cè)定的從第一時(shí)刻至第二時(shí)刻的保持部的溫度下降值與保持部的熱容量之積表示，因此確定保持部的熱容量與傳熱系數(shù)當(dāng)前的關(guān)系，滿(mǎn)足確定的關(guān)系的熱容量與傳熱系數(shù)是唯一確定的，所以基于確定的關(guān)系來(lái)確定保持部當(dāng)前的熱容量，由此，即使廢氣中的灰等附著于保持部使得熱容量發(fā)生變化，也可以比較正確地確定當(dāng)前的熱容量，結(jié)果，可以比較正確地檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量。


圖I是表示配置有根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置的內(nèi)燃機(jī)排氣體系的示意圖。圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置的實(shí)施方式的縱剖面示意圖。圖3是用于利用根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置檢測(cè)SOx的累計(jì)量或基于累計(jì)量的值的第一流程圖。 圖4是用于更新第一流程圖中使用的保持部的熱容量的第二流程圖。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置的另一實(shí)施方式的橫剖面示意圖。圖6是表示用于檢測(cè)SOx累計(jì)量的NOx放出還原時(shí)的保持部的溫度變化和保持部附近的溫度變化的時(shí)間圖。
具體實(shí)施例方式圖I是表示配置有根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置的內(nèi)燃機(jī)排氣體系的示意圖，在該圖中，I是內(nèi)燃機(jī)的廢氣通路。內(nèi)燃機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或直接噴射式火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)之類(lèi)的實(shí)施稀燃的內(nèi)燃機(jī)。在這樣的內(nèi)燃機(jī)的廢氣中含有比較多的NOx，所以在廢氣通路I中配置有用于凈化NOx的NOx催化裝置2。NOx催化裝置2上擔(dān)載有NOx保持材料和鉬Pt之類(lèi)的貴金屬催化劑。NOx保持材料是選自鉀K、鈉Na、鋰Li、銫Cs之類(lèi)的堿金屬、鋇Ba、鈣Ca之類(lèi)的堿土金屬、鑭La、釔Y之類(lèi)的稀土類(lèi)中的至少一種。NO5Jt化裝置2在廢氣為稀空燃比時(shí)，即，廢氣中的氧濃度高時(shí)，良好地保持廢氣中的N0X，即，作為硝酸鹽良好地吸收，或者作為NO2良好地吸附。但是，不能無(wú)限制地保持N0X，NOx保持量達(dá)到NOx可保持量而不能進(jìn)一步保持NOx之前，作為再生處理，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比，即，降低廢氣中的氧濃度。由此，保持的NOx脫離，S卩，吸收的NOx被放出，另外，吸附的NO2解吸，這些脫離的NOx被廢氣中的還原物質(zhì)還原凈化成N2。這樣的NO5Jt化裝置2將廢氣中的SOx作為硫酸鹽而吸留時(shí)，由于硫酸鹽是比硝酸鹽穩(wěn)定的物質(zhì)，所以無(wú)法通過(guò)再生處理而放出，導(dǎo)致NOx可吸留量降低(S中毒)。由此，在廢氣通路I的NOx催化裝置2的上游側(cè)配置吸留廢氣中的SOx的S捕集裝置3，抑制NOx催化裝置2的S中毒。根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置4例如配置在S捕集裝置3和NOx催化裝置2之間，檢測(cè)混過(guò)S捕集裝置3的SOx的累計(jì)量，在該累計(jì)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，可以判斷為S捕集裝置3的交換時(shí)期。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置4的實(shí)施方式的縱剖面示意圖。在該圖中，10為廢氣通路I的外壁。41是硫成分檢測(cè)裝置4的基板。在基板I的一側(cè)(優(yōu)選為排氣上游側(cè))配置有熱電偶等溫度傳感器42。另外，在基板I的另一側(cè)配置有電加熱器43。44是以覆蓋溫度傳感器42的感溫部的方式配置的NOx和SOx的保持部。45是包圍這樣構(gòu)成的硫成分檢測(cè)裝置4并貫通廢氣通路I的外壁10的圓筒狀外殼。在外殼45上形成有多個(gè)開(kāi)口孔45a，介由開(kāi)口孔45a，通過(guò)廢氣通路I的廢氣流入外殼45內(nèi)。46是用于向外殼45內(nèi)的保持部44附近供給氧(例如大氣中的氧)的氧泵,位于一體的溫度傳感器42、基板41和電加熱器43周?chē)⒏糸_(kāi)外殼45內(nèi)的保持部44周?chē)目臻g與大氣室。氧泵46由氧化鋯等形成，與氧化鋯式氧濃度傳感器相反，通過(guò)施加電壓，可以使大氣中的氧向外殼45內(nèi)的保持部44附近移動(dòng)。保持部44保持廢氣中的NOx和S0X，例如，可以通過(guò)將上述的NOx保持材料和鉬Pt之類(lèi)的貴金屬催化劑涂布于溫度傳感器42的感溫部而形成。 如上所述，這樣形成的保持部44將廢氣中的NOx作為硝酸鹽而吸留，另外，代替NOx,將廢氣中的SOx作為硫酸鹽吸留。保持部44根據(jù)NOx保持材料的量具有不保持SOx時(shí)的NOx可保持量，因?yàn)榱蛩猁}是比硝酸鹽穩(wěn)定的物質(zhì)，所以以沒(méi)有保持SOx時(shí)的NOx可保持量為基準(zhǔn)，SOx保持量越增加，當(dāng)前的NOx可保持量越減少?；谶@樣的關(guān)系，作為在一定期間內(nèi)硫成分檢測(cè)裝置4的位置處通過(guò)廢氣通路I的SOx的累計(jì)量或基于SOx的累計(jì)量的值，可以檢測(cè)在一定期間內(nèi)硫成分檢測(cè)裝置4的位置處通過(guò)廢氣通路I的廢氣中的SOx濃度的平均值或在一定期間內(nèi)硫成分檢測(cè)裝置4的位置處通過(guò)廢氣通路I的廢氣中的平均SOx量。圖3是用于利用硫成分檢測(cè)裝置4檢測(cè)SOx的累計(jì)量或基于累計(jì)量的值的流程圖，在電子控制裝置(未圖示)中實(shí)施。首先，在步驟101中，判斷是否為SO5^A累計(jì)量的檢測(cè)時(shí)期。該判斷為否定時(shí)，直接結(jié)束，但如果需要定期或不定期地檢測(cè)SOx的累計(jì)量，則步驟101的判斷為肯定，進(jìn)入步驟102。在步驟102中，判斷詳情如后所述的經(jīng)過(guò)時(shí)間t是否達(dá)到設(shè)定時(shí)間t’，重復(fù)進(jìn)行至該判斷為肯定。步驟102的判斷為肯定時(shí)，將保持部44附近的廢氣的空燃比設(shè)為濃，使保持部44附近的氧濃度降低。由此，如下所示地從保持部44放出NOx并進(jìn)行還原。l/2Ba (NO3) 2 — l/2Ba0+N0+3/402_309· 6kJ/molC0+N0 — l/2N2+2C02+3 7 3 . 2kJ/mol3/2C0+3/402 — 3/2C02+424. 5kJ/mol這樣，相對(duì)于lmol的NO產(chǎn)生約490kJ的發(fā)熱。由此，利用溫度傳感器42測(cè)定保持部44附近的廢氣的空燃比為濃之前的保持部44的溫度Tb與保持部44附近的廢氣的空燃比為濃之后的最高溫度Ta之間的溫度上升值A(chǔ)T(Ta-Tb),在步驟103中，將該溫度上升值A(chǔ)T與保持部44的熱容量C相乘來(lái)算出由放出的NOx的還原反應(yīng)產(chǎn)生的發(fā)熱量Q，基于算出的發(fā)熱量Q算出保持于保持部44的NOx保持量(mol) ( = Q/490kJ)。溫度上升值Λ T的測(cè)定完成時(shí)，廢氣的空燃比回到普通運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的稀。NOx保持量比沒(méi)有保持SOx時(shí)的保持部44的NOx可保持量少時(shí),保持部44保持SOx,在步驟104中,基于保持部44的NOx可保持量與NOx保持量之差來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量。在硫成分檢測(cè)裝置4的位置處通過(guò)廢氣通路I的SOx量的一定比例保持在硫成分檢測(cè)裝置4的保持部44，基于這一情況，在步驟105中，基于當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)硫成分檢測(cè)裝置4的位置處通過(guò)廢氣通路I的SOx的累計(jì)量。接著，在步驟106中，將經(jīng)過(guò)時(shí)間t復(fù)位到O而結(jié)束。在本流程圖中，為了正確推定步驟104的保持部44的SOx保持量，在步驟103中算出的保持部44的NOx保持量必須與因保持SOx而減少的當(dāng)前的NOx可保持量相等，即，在步驟104中推定保持部44的SOx保持量時(shí),保持部44必須保持有當(dāng)前的NOx可保持量的N0X。如果基于在保持部沒(méi)有保持當(dāng)前的NOx可保持量的NOx時(shí)的NOx保持量推定SOx保持量，則推定的SOx保持量比實(shí)際多。在本流程圖中，經(jīng)過(guò)時(shí)間t沒(méi)有達(dá)到設(shè)定時(shí)間t’時(shí)，存在保持部44沒(méi)有保持當(dāng)前的NOx可保持量的NOx的可能性，步驟102的判斷為否定，不實(shí)施包括用于檢測(cè)SOx的累計(jì)量的SOx保持量的推定的步驟103以后的處理。 經(jīng)過(guò)時(shí)間t在起初啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)置位為O，在本流程圖的步驟106中復(fù)位到O。除此以外，經(jīng)過(guò)時(shí)間t在從保持部44放出全部的NOx時(shí)復(fù)位到O。例如，在NOx催化裝置2的再生處理中，因?yàn)閷U氣的空燃比變?yōu)闈?，從保持?4放出全部的NOx，所以在再生處理結(jié)束時(shí)經(jīng)過(guò)時(shí)間t也復(fù)位至O。另外，為了使SOx的累計(jì)量復(fù)位，有時(shí)從保持部44放出保持的全部S0X。此時(shí)，因?yàn)閺谋３植?4也放出全部的NOx，所以經(jīng)過(guò)時(shí)間t復(fù)位至O。然而，保持部44的當(dāng)前的NOx可保持量根據(jù)保持部44的溫度而變化。例如由NOx保持材料(Ba)形成的保持部44的情況下,沒(méi)有保持SOx時(shí)的NOx可保持量在保持部44的溫度例如為350°C以上時(shí)增多。這樣，為了正確推定用于檢測(cè)SOx的累計(jì)量的SOx保持量，優(yōu)選使檢測(cè)保持部44的當(dāng)前的NOx可保持量時(shí)的保持部44的溫度與具有定為基準(zhǔn)的沒(méi)有保持SOx時(shí)的NOx可保持量的保持部44的設(shè)定溫度一致。另外，至少保持部44的溫度在包含該設(shè)定溫度的設(shè)定溫度范圍外時(shí)，優(yōu)選禁止用于檢測(cè)SOx的累計(jì)量的SOx保持量的推定。例如，保持部44的溫度在設(shè)定溫度范圍外，保持部44的溫度變化使得NOx可保持量減少時(shí)，如果基于NOx保持量推定SOx保持量，則推定的SOx保持量比實(shí)際多。然而，在第一流程圖中，為了比較正確地檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)廢氣通路的SOx的累計(jì)量，需要正確計(jì)算從保持部44放出的NOx的還原反應(yīng)的發(fā)熱量，為此，用于計(jì)算的保持部的熱容量C必須是比較正確的值。由于保持部的熱容量C因廢氣中的碳酸鈣或硫酸鈣之類(lèi)的灰等附著于保持部而發(fā)生變化，所以若不根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行更新，則不能使保持部的熱容量C為比較正確的值。圖4是用于在將保持部44的溫度T維持在設(shè)定溫度范圍(彡T2)內(nèi)的同時(shí)更新保持部的熱容量的第二流程圖。首先，在步驟201中，利用溫度傳感器42測(cè)定保持部44的溫度T。接著，在步驟202中，判斷保持部44的溫度T是否為設(shè)定溫度T2(例如350°C )以上。該判斷為肯定時(shí)，保持部44的溫度T在設(shè)定溫度范圍內(nèi)(3T2)，不需要啟動(dòng)電加熱器43，直接結(jié)束。另一方面，步驟202的判斷為否定時(shí)，在步驟203中，將保持部44的當(dāng)前的溫度T作為T(mén)l進(jìn)行存儲(chǔ)。接著，在步驟204中，使電加熱器43工作。在步驟205中，累計(jì)電加熱器43的發(fā)熱量QH。接著，在步驟206中，利用溫度傳感器42測(cè)定保持部44的溫度T，在步驟207中，判斷保持部44的溫度T是否達(dá)到設(shè)定溫度T2。該判斷為否定時(shí)，重復(fù)進(jìn)行從步驟204到206的處理。保持部44的溫度T達(dá)到設(shè)定溫度T2時(shí)，步驟207的判斷為肯定，在步驟208中停止電加熱器43，在步驟209中，用在步驟205中累計(jì)的利用電加熱器42使保持部44的溫度從Tl上升至設(shè)定溫度T2的發(fā)熱量QH除以溫度上升值(T2-T1)，從而算出保持部44的當(dāng)前的熱容量C，更新在第一流程圖的步驟103中使用的保持部44的熱容量C。這樣，即使在保持部44附著廢氣中的碳酸鈣或硫酸鈣之類(lèi)的灰等而使熱容量發(fā)生變化,也由于通過(guò)電加熱器43實(shí)際加熱保持部44，利用此時(shí)的保持部44的溫度上升值(T2-T1)與電加熱器的發(fā)熱量QH算出保持部44的熱容量C并進(jìn)行更新，因此可以使保持部44的熱容量C為比較正確的值。根據(jù)第二流程圖的熱容量C的更新在保持部44的溫度T比設(shè)定溫度T2低時(shí)，必然與電加熱器43的啟動(dòng)一起實(shí)施，但這不限定發(fā)明，也可以降低更新頻率(例如每次內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí))。 圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的硫成分檢測(cè)裝置的另一實(shí)施方式的橫剖面示意圖。在該圖中，對(duì)與圖2所示的實(shí)施方式相同的部件標(biāo)記相同的參照編號(hào)。本實(shí)施方式與圖2所示的實(shí)施方式的區(qū)別是在本實(shí)施方式中，設(shè)有用于測(cè)定保持部44附近的溫度的另一溫度傳感器47。如果為了檢測(cè)SOx累計(jì)量，使廢氣的空燃比為濃，在時(shí)刻t0時(shí)從保持部44放出NOx而進(jìn)行還原，則在時(shí)刻t0時(shí)為T(mén)a的保持部44的溫度如圖6中實(shí)線(xiàn)所示地變化，在時(shí)刻t0時(shí)為T(mén)a的保持部附近的溫度如圖6中虛線(xiàn)所示地變化。在這里，如對(duì)第一流程圖的步驟103說(shuō)明的那樣，通過(guò)NOx的放出還原而使得保持部44的溫度達(dá)到最高溫度Tb，然后保持部44的溫度因放熱而緩慢下降。像這樣，保持部44的溫度下降的期間內(nèi)，利用溫度傳感器測(cè)定保持部44的溫度TH，利用另一溫度傳感器47測(cè)定保持部44附近的溫度TS。利用溫度傳感器42測(cè)定的任意的第一時(shí)刻tl的保持部44的溫度為T(mén)Htl，在利用溫度傳感器42測(cè)定的第一時(shí)刻tl之后的任意的第二時(shí)刻t2的保持部44的溫度為T(mén)Ht2時(shí)，從第一時(shí)刻tl至第二時(shí)刻t2之間的保持部44的放熱量QR可以使用從保持部44向周?chē)膫鳠嵯禂?shù)K，如下式(I)所示，由保持部44的溫度TH和保持部44附近的溫度TS的溫度差的從第一時(shí)刻tl至第二時(shí)刻t2的積分值、與保持部周?chē)膫鳠嵯禂?shù)K之積表示。QR = K· / (TH-TS) dt ......(I)另一方面，第一時(shí)刻tl至第二時(shí)刻t2之間的保持部44的放熱量QR可以使用保持部44的熱容量C，如下式(2)所示，由第一時(shí)刻tl至第二時(shí)刻t2的保持部44的溫度下降值(THtl-THt2)與保持部44的熱容量C之積表示。QR = (THtl-THt2) · C ......(2)在這里，因?yàn)槭?I)的右邊與式(2)的右邊相等，所以作為保持部44的當(dāng)前的熱容量C與從保持部44向周?chē)漠?dāng)前的傳熱系數(shù)K的關(guān)系，例如，C/Κ可以通過(guò)下式(3)來(lái)表示，成為已知的值。C/K = ( / (TH-TS) dt)/(THtl-THt2)......(3)灰等越附著于保持部44，熱容量C越變大的同時(shí)傳熱系數(shù)K越變小，因?yàn)闊崛萘緾與傳熱系數(shù)K具有相關(guān)關(guān)系地發(fā)生變化，所以只要確定了熱容量C與傳熱系數(shù)K之比C/K，則獲得該比C/K的熱容量C與傳熱系數(shù)K就唯一地確定了，例如，相對(duì)于因灰等的堆積量而發(fā)生變化的比c/κ的各值，可以將滿(mǎn)足各值的熱容量C與傳熱系數(shù)K的組合預(yù)先圖像化。這樣，即使在保持部44附著廢氣中的碳酸鈣或硫酸鈣之類(lèi)的灰等而使熱容量發(fā)生變化，也可以通過(guò)在保持部44的溫度下降的期間，測(cè)定保持部44的溫度和保持部附近的溫度，確定保持部44的當(dāng)前的熱容量C并進(jìn)行更新，使保持部44的熱容量C為比較正確的值。這樣的熱容量C的更新優(yōu)選在每次從保持部44放出NOx并還原時(shí)實(shí)施，并用于下次的NOx的還原反應(yīng)的發(fā)熱量的計(jì)算。另外，即便使廢氣為濃且不放出N0X，也可以在利用電加熱器43使保持部44升溫后，在保持部44的溫度下降的期間如上所述地進(jìn)行而確定當(dāng)前的熱容量C。然而，硫成分檢測(cè)裝置4的保持部44將廢氣中的NOx作為硝酸鹽而保持時(shí)，如果向保持部44附近供給氧，則廢氣中的NO因所供給的氧而氧化成NO2,接著，容易作為硝 酸鹽而保持于保持部44。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，有時(shí)流入外殼45內(nèi)的廢氣的氧濃度變得比較低，所以?xún)?yōu)選除了 NOx催化裝置2的再生處理和上述的從保持部44放出NOx的處理等有意地使廢氣的空燃比為濃的期間外，使氧泵46工作，向保持部44附近供給氧，使廢氣中的NO容易保持在保持部44，特別優(yōu)選使保持部44附近的廢氣的空燃比為約40以上。在圖3的第一流程圖中，在保持部44保持NOx的經(jīng)過(guò)時(shí)間t也可以為移動(dòng)距離。在NOx催化裝置2的再生處理和保持部44的NOx保持量檢測(cè)時(shí)，使廢氣的空燃比為濃的情況下，只要使內(nèi)燃機(jī)的燃燒空燃比為濃、或者在排氣行程或膨脹沖程中向汽缸內(nèi)供給追加燃料、或者在廢氣通路I中向廢氣中供給燃料即可。符號(hào)說(shuō)明I廢氣通路2N0X催化裝置3S捕集裝置4硫成分檢測(cè)裝置42溫度傳感器43電加熱器44保持部47另一溫度傳感器
權(quán)利要求
1.一種硫成分檢測(cè)裝置，其特征在于，具備保持部和測(cè)定所述保持部的溫度的溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SO5^P NOx, SOx保持量越增加,NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOx放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用所述溫度傳感器測(cè)定放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)所述保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和所述保持部的熱容量算出所述放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)所述NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)所述廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于所述累計(jì)量的值；所述硫成分檢測(cè)裝置具備加熱所述保持部的加熱器，根據(jù)利用所述加熱器加熱所述保持部時(shí)由所述溫度傳感器測(cè)定的所述保持部的溫度上升值與所述加熱器的發(fā)熱量來(lái)確定所述保持部當(dāng)前的熱容量。
2.一種硫成分檢測(cè)裝置，其特征在于，具備保持部和測(cè)定所述保持部的溫度的第一溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SOx和N0X，SOx保持量越增加，NOx可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOx放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用所述第一溫度傳感器測(cè)定放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)所述保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和所述保持部的熱容量算出所述放出的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)所述NOx可保持量的放出NOx量來(lái)推定當(dāng)前的SOx保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)所述廢氣通路的SOx的累計(jì)量或基于所述累計(jì)量的值；所述硫成分檢測(cè)裝置具備用于測(cè)定所述保持部附近溫度的第二溫度傳感器，由于在所述保持部的溫度因放熱而下降的期間內(nèi)的第一時(shí)刻至第二時(shí)刻來(lái)自所述保持部的放熱量一方面由利用所述第一溫度傳感器測(cè)定的所述保持部的溫度和利用所述第二溫度傳感器測(cè)定的所述保持部附近的溫度的溫度差的從所述第一時(shí)刻至所述第二時(shí)刻的積分值與從所述保持部向周?chē)膫鳠嵯禂?shù)之積表示，另一方面由利用所述第一溫度傳感器測(cè)定的從所述第一時(shí)刻至所述第二時(shí)刻的所述保持部的溫度下降值與所述保持部的熱容量之積表示，因此確定所述保持部的熱容量與傳熱系數(shù)當(dāng)前的關(guān)系，基于確定的關(guān)系來(lái)確定所述保持部當(dāng)前的熱容量。
全文摘要
本硫成分檢測(cè)裝置具備保持部和測(cè)定保持部的溫度的溫度傳感器；所述保持部保持通過(guò)廢氣通路的廢氣中的SOX和NOX，SOX保持量越增加，NOX可保持量越減少，使廢氣的空燃比為理論空燃比或濃空燃比時(shí)，僅將保持的NOX放出并還原；所述硫成分檢測(cè)裝置利用溫度傳感器測(cè)定放出的NOX進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)保持部的溫度上升值，基于測(cè)定的溫度上升值和保持部的熱容量算出放出的NOX進(jìn)行還原反應(yīng)時(shí)的發(fā)熱量，從而算出對(duì)應(yīng)NOX可保持量的放出NOX量來(lái)推定當(dāng)前的SOX保持量，檢測(cè)在一定期間內(nèi)通過(guò)所述廢氣通路的SOX的累計(jì)量或基于所述累計(jì)量的值；所述硫成分檢測(cè)裝置具備加熱保持部的加熱器，根據(jù)利用加熱器加熱保持部時(shí)(步驟204)由溫度傳感器測(cè)定的保持部的溫度上升值(T2-T1)與加熱器的發(fā)熱量(QH)來(lái)確定保持部當(dāng)前的熱容量(C)(步驟209)。
文檔編號(hào)G01N25/18GK102869985SQ20108003661
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者大月寬, 西岡寬真, 押川克彥, 塚本佳久, 松尾潤(rùn)一 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社