JP4872840B2 - Sulfur component detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は硫黄成分検出装置に関する。 The present invention relates to a sulfur component detection apparatus.
従来より排気ガス中のSOx濃度を検出するためのSOx濃度センサが公知である。これら公知のSOx濃度センサは通常固体電解質を用いており、SOxが硫酸イオンに変化することにより生ずる起電力を計測して排気ガス中のSOx濃度を検出するようにしている(例えば特許文献1を参照)。
しかしながらこのようなSOx濃度センサを用いた従来の硫黄成分検出装置は高温のもとでしか作動せず、装置が大掛かりとなり、特にSOx濃度が低いときにはSOx濃度を検出しえないという大きな問題がある。このSOx濃度センサのように従来ではSOx濃度を瞬時に検出することばかりに目が向けられており、このようにSOx濃度を瞬時に検出しようとしている限りは上述した如き種々の問題が必然的に生ずる。 However, the conventional sulfur component detection apparatus using such an SO x concentration sensor operates only under high temperature, and the apparatus becomes large, especially when the SO x concentration is low, the SO x concentration cannot be detected. There's a problem. The SO in the conventional as x concentration sensor has only been directed eye to detect SO x concentration instantaneously, thus as long as it attempts to detect the SO x concentration instantaneously various problems as mentioned above Inevitable.
そこで本発明者は発想を転換し、瞬時のSOx濃度を検出するのではなくて、長い期間に亘って排出されたSOxの積算量を検出することに目を向けたのである。そしてこのように発想の転換を行うと長い期間に亘って排出されたSOxの積算量ではあるが排気ガス中のSOx量を容易に検出しうることが判明したのである。 Therefore, the present inventor changed his mind and turned not to detect the instantaneous SO x concentration but to detect the integrated amount of SO x discharged over a long period of time. It has been found that when the idea is changed in this way, the SO x amount in the exhaust gas can be easily detected although it is the integrated amount of SO x discharged over a long period of time.
なお、長い期間に亘って排出されたSOx量の積算量を検出することが要求されている場合に本発明を最も適切に適用することができる。また、瞬時のSOx濃度を検出しえなくても、或る一定期間におけるSOx濃度の平均値、又は或る一定期間における排出SOx量の平均値を検出しえれば十分の場合にも本発明を適用することができる。 Incidentally, it is possible to most appropriately apply the present invention when detecting the long integration amount of the SO x amount discharged over a period is required. Even when the instantaneous SO x concentration cannot be detected, it is sufficient if the average value of the SO x concentration in a certain period or the average value of the discharged SO x amount in a certain period is sufficient. The present invention can be applied.
本発明によれば、排気ガス中に含まれる硫黄成分を検出するための硫黄成分検出装置において、SOxセンサを具備すると共にSOxセンサの検出部を排気ガス流通路内に配置し、SOxセンサの検出部内に、排気ガス中の硫黄成分を捕獲すると共に捕獲された硫黄成分の量が増大するにつれて電気抵抗および熱容量が変化する金属又は金属化合物を配置し、金属又は金属化合物の電気抵抗および熱容量のいずれか一方を計測して計測された電気抵抗又は熱容量から金属又は金属化合物に捕獲された硫黄成分の量を検出する手段を具備しており、検出された硫黄成分の量が予め定められた量を越えたときには、金属又は金属化合物の温度を上昇させることによって、或いは該金属又は金属化合物の温度を上昇させかつ排気ガスの空燃比をリッチにすることによって、金属又は金属化合物に捕獲された硫黄成分が除去される。 According to the present invention, in the sulfur component detection device for detecting the sulfur component contained in the exhaust gas, the SOx sensor is provided , and the detection unit of the SOx sensor is arranged in the exhaust gas flow passage, and the detection of the SOx sensor is performed. In the section, a metal or a metal compound whose electric resistance and heat capacity change as the amount of the sulfur component trapped in the exhaust gas is increased and the amount of the trapped sulfur component is increased, and either of the electric resistance and heat capacity of the metal or metal compound is arranged. It has means for detecting the amount of sulfur component trapped in the metal or metal compound from the measured electrical resistance or heat capacity by measuring either one, the amount of sulfur component detected is a predetermined amount When exceeded, increase the temperature of the metal or metal compound, or increase the temperature of the metal or metal compound and enrich the air-fuel ratio of the exhaust gas. By doing so, the sulfur component trapped by the metal or metal compound is removed.
排気ガス中の硫黄成分を長期間に亘って容易に検出することができる。 The sulfur component in the exhaust gas can be easily detected over a long period of time.
図1に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口はエアクリーナ8に連結される。吸気ダクト6内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁9が配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置10が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置10内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
FIG. 1 shows an overall view of a compression ignition type internal combustion engine.
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a combustion chamber of each cylinder, 3 is an electronically controlled fuel injection valve for injecting fuel into each
一方、排気マニホルド5は排気ターボチャージャ7の排気タービン7bの入口に連結され、排気タービン7bの出口はSOxトラップ触媒11の入口に連結される。また、SOxトラップ触媒11の出口はNOx吸蔵触媒12に連結される。図1に示されるようにSOxトラップ触媒11の下流には排気ガス中に含まれる硫黄成分、即ちSOxを検出するためのSOxセンサ13が配置される。また、排気マニホルド5内には排気ガス中に燃料を添加するための燃料添加弁14が配置される。
On the other hand, the
排気マニホルド5と吸気マニホルド4とは排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路15を介して互いに連結され、EGR通路15内には電子制御式EGR制御弁16が配置される。また、EGR通路15周りにはEGR通路15内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置17が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置17内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁3は燃料供給管18を介してコモンレール19に連結される。このコモンレール19内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ20から燃料が供給され、コモンレール19内に供給された燃料は各燃料供給管18を介して燃料噴射弁3に供給される。
The
電子制御ユニット30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具備する。図1に示されるようにアクセルペダル40にはアクセルペダル40の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に入力ポート35にはクランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁3、スロットル弁9の駆動用ステップモータ、燃料添加弁14、EGR制御弁16および燃料ポンプ20に接続される。
The
まず初めに図1に示されるNOx吸蔵触媒12について説明すると、このNOx吸蔵触媒12は排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸収し、排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収したNOxを放出する機能を有する。圧縮着火式内燃機関では排気ガスの空燃比がリーンであり、従って通常排気ガス中に含まれているNOxがNOx吸蔵触媒12に吸蔵される。 First, the NO x storage catalyst 12 shown in FIG. 1 will be described. This NO x storage catalyst 12 absorbs NO x when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio or rich. Then, it has a function of releasing absorbed NO x . In the compression ignition type internal combustion engine, the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and therefore NO x normally contained in the exhaust gas is stored in the NO x storage catalyst 12.
ところがこのようにリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にNOx吸蔵触媒12のNOx吸蔵能力が飽和してしまい、斯くしてNOx吸蔵触媒12によりNOxを吸収できなくなってしまう。そこで図1に示される実施例ではNOx吸蔵触媒12の吸蔵能力が飽和する前に例えば排気行程中に燃焼室2内に燃料を噴射することによって、或いは燃料添加弁14から排気ガス中に燃料を添加することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってNOx吸蔵触媒12からNOxを放出させるようにしている。
However Thus becomes saturated is the NO x storage capacity of the NO x storage catalyst 12 during the combustion of the fuel under a lean air-fuel ratio is continued, the NO x by the NO x storage catalyst 12 and thus It can no longer be absorbed. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, before the storage capacity of the NO x storage catalyst 12 is saturated, for example, the fuel is injected into the
ところが排気ガス中にはSOx、即ちSO2が含まれており、このSO2がNOx吸蔵触媒12に流入するとこのSO2はNOx吸蔵触媒12に吸蔵される。この場合、吸蔵されたSOxの量が増大するとNOx吸蔵触媒12が吸蔵しうるNOx量が次第に低下していく。そこで図1に示される実施例ではNOx吸蔵触媒12の上流にSOxトラップ触媒11を配置してこのSOxトラップ触媒11により排気ガス中に含まれるSOxを捕獲し、それによってNOx吸蔵触媒12にSOxが流入するのを抑制するようにしている。 However, the exhaust gas contains SO x, namely SO 2, the SO 2 When this SO 2 flows into the the NO x storage catalyst 12 is occluded in the NO x storage catalyst 12. In this case, NO x amount the NO x storage catalyst 12 when the amount of occluded SO x increases may occlude gradually decreases. Therefore, in the embodiment shown in Figure 1 captured SO x contained in the exhaust gas by this the SO x trapping catalyst 11 to place the SO x trapping catalyst 11 upstream of the NO x storage catalyst 12, whereby the NO x storage The inflow of SO x into the catalyst 12 is suppressed.
ところでこのようにNOx吸蔵触媒12に吸蔵されるSOx量の積算値がNOxの浄化作用に影響を与える場合にはこの吸蔵SOx量の積算値を検出することが必要となる。しかしながら実際にはこの吸蔵SOx量の積算値を求めるのは困難である。そこで本発明ではこの吸蔵SOx量の積算値を代表する排気ガス中の硫黄成分の積算値をSOxセンサ13により検出するようにしている。次にこの本発明による硫黄成分の検出方法について説明する。 By the way, when the integrated value of the SO x amount stored in the NO x storage catalyst 12 affects the NO x purification action, it is necessary to detect the integrated value of the stored SO x amount. However, in practice, it is difficult to obtain the integrated value of the occluded SO x amount. Therefore, in the present invention, the integrated value of the sulfur component in the exhaust gas that represents the integrated value of the stored SO x amount is detected by the SO x sensor 13. Next, the method for detecting a sulfur component according to the present invention will be described.
図2は本発明による硫黄成分の検出原理を示している。本発明では排気ガスの流通路内に排気ガス中の硫黄成分を捕獲しうる金属又は金属化合物、図1に示される実施例では排気ガス中のSOxを捕獲しうる金属又は金属化合物が配置される。この金属又は金属化合物が図2(A)において符号50で模式的に示されている。図2(A)に示される金属又は金属化合物50は硫黄を含まない金属又は金属化合物からなる。本発明による実施例ではこの金属又は金属化合物50はアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、貴金属又はそれら金属の化合物からなる。
FIG. 2 shows the principle of detection of sulfur components according to the present invention. In the present invention, a metal or a metal compound capable of capturing a sulfur component in the exhaust gas is disposed in the exhaust gas flow passage, and in the embodiment shown in FIG. 1, a metal or a metal compound capable of capturing SO x in the exhaust gas is disposed. The This metal or metal compound is schematically indicated by
次にこの金属又は金属化合物50としてアルカリ土類金属の一つであるバリウムBa又はその化合物を用いた場合を例にとって硫黄成分の検出方法について説明する。
バリウムBaは大気中では酸化バリウムBaOとなっている。この酸化バリウムBaOは排気ガス中に置かれると排気ガス中に含まれるCOやCO2によってただちに炭酸バリウムBaCO3に変化せしめられる。更にこの炭酸バリウムBaCO3は排気ガス中に含まれるNOxによって硝酸バリウムBa(NO3)2に変化せしめられる。
Next, a method for detecting a sulfur component will be described by taking as an example the case where barium Ba, which is one of the alkaline earth metals, or a compound thereof is used as the metal or
Barium Ba is barium oxide BaO in the atmosphere. When this barium oxide BaO is placed in the exhaust gas, it is immediately changed to barium carbonate BaCO 3 by CO or CO 2 contained in the exhaust gas. Further, the barium carbonate BaCO 3 is changed to barium nitrate Ba (NO 3 ) 2 by NO x contained in the exhaust gas.
即ち、バリウムBaが用いられた場合には図2(A)に示される金属又は金属化合物50は酸化バリウムBaOか炭酸バリウムBaCO3か又は硝酸バリウムBa(NO3)2であり、この金属又は金属化合物50が排気ガス中に置かれた場合には硝酸バリウムBa(NO3)2となる。一般的に表現すると図2(A)に示される金属又は金属化合物50は酸化物か炭酸塩か又は硝酸塩からなり、この金属又は金属化合物50が排気ガス中に置かれた場合には硝酸塩となる。
That is, when barium Ba is used, the metal or
一方、排気ガス中にはCOやHCやNOxに比べれば少量ではあるが硫黄成分、即ちSOxが含まれており、このSOxは金属又は金属化合物50に捕獲されて図2(A)に示されるように硫黄を含む金属化合物51に変化する。バリウムBaが用いられた場合にはこの硫黄を含む金属化合物51は硫酸バリウムBaSO4である。従って金属又は金属化合物50が排気ガス中に置かれている場合には図2(B)に示されるように硝酸バリウムBa(NO3)2からなる金属化合物50の一部の硝酸バリウムBa(NO3)2が硫酸バリウムBaSO4に変化する。一般的に表現すると硝酸塩の一部が硫酸塩に変化する。この場合、金属化合物51における硫酸塩の割合は時間が経過するにつれて、即ち捕獲される硫黄成分の量が増大するほど高くなる。
On the other hand, small but a Sulfur component compared to CO and HC and NO x in the exhaust gas, that is, contains SO x, this SO x is trapped in the metal or
一方、図2(C)は金属又は金属化合物50が貴金属又はその化合物からなる場合を示している。この貴金属としてはパラジウムPd、ロジウムRh或いは白金Ptを用いることができ、図2(C)は一例としてパラジウムPdを用いた場合を示している。この場合には硫黄成分が捕獲されると金属酸化物PdOが硫化物PdSに変化する。
On the other hand, FIG. 2C shows a case where the metal or
硝酸塩が硫酸塩に変化すると、或いは金属酸化物が硫化物に変化すると物性が変化し、従ってこの物性の変化から捕獲された硫黄成分の量、即ちガス中の硫黄成分の量を推定することができる。そこで本発明では時間の経過に伴ない硫黄を含まない金属又は金属化合物50が硫黄を含む金属化合物51に変化したときに金属化合物51の物性を計測し、計測された物性からガス中の硫黄成分を検出するようにしている。
When nitrate is changed to sulfate, or metal oxide is changed to sulfide, the physical properties change. Therefore, it is possible to estimate the amount of captured sulfur component, that is, the amount of sulfur component in the gas, from the change of physical property. it can. Therefore, in the present invention, the physical property of the
即ち、本発明では別の言い方をすると、時間の経過に伴ない金属又は金属化合物50に捕獲された硫黄成分の量が増大したときにこの捕獲硫黄成分の量の増大に伴ない変化する金属又は金属化合物50の物性を計測して計測された物性から排気ガス中の硫黄成分を検出するようにしている。
In other words, in the present invention, in other words, when the amount of the sulfur component trapped by the metal or the
次に図3から図6を参照しつつ計測すべき物性と、計測すべき物性に応じた代表的な検出方法について説明する。なお、これら図3から図6については図2(B)に示される如く硝酸塩が硫酸塩に変化する場合を例にとって説明する。 Next, a physical property to be measured and a typical detection method corresponding to the physical property to be measured will be described with reference to FIGS. 3 to 6 will be described by taking as an example the case where nitrate is changed to sulfate as shown in FIG. 2B.
図3は計測される物性が電気的物性であり、計測される電気的物性が電気抵抗である場合を示している。
図3(A)は硫黄Sの捕獲量Wと電気抵抗値Rとの関係を示している。図3(A)に示されるように硫黄Sの捕獲量Wが増大するほど、即ち硝酸塩から硫酸塩への変化量が多いほど電気抵抗値Rが増大する。従って電気抵抗値Rから硫黄Sの捕獲量W、即ち排気ガス中のSOx量の積算値を求めることができる。
FIG. 3 shows a case where the measured physical property is an electrical physical property and the measured electrical physical property is an electrical resistance.
FIG. 3A shows the relationship between the trapped amount W of sulfur S and the electrical resistance value R. As shown in FIG. 3A, the electrical resistance value R increases as the trapped amount W of sulfur S increases, that is, as the amount of change from nitrate to sulfate increases. Therefore, the trapped amount W of sulfur S, that is, the integrated value of the SO x amount in the exhaust gas can be obtained from the electric resistance value R.
図3(B)は図1に示されるSOxセンサ13の検出部を示している。図3(B)に示されるように排気ガスの流通路内に配置されているSOxセンサ13の検出部には一対の端子52により支持された検出用金属化合物片53と一対の端子54により支持された参照用金属化合物片55とが設けられている。更に、SOxセンサ13の検出部には温度センサ56が配置されている。検出用金属化合物片53は酸化物又は炭酸塩又は硝酸塩から形成されており、参照用金属化合物片55は硫酸塩から形成されている。排気ガスが流通すると参照用金属化合物片55は変化しないが検出用金属化合物片53は硝酸塩でない場合には硝酸塩に変化し、次いで排気ガス中に含まれるSOxにより硝酸塩が少しずつ硫酸塩に変化する。斯くして検出用金属化合物片53の電気抵抗値Rは次第に増大していくことになる。
FIG. 3B shows a detection unit of the SO x sensor 13 shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the detection portion of the SO x sensor 13 disposed in the exhaust gas flow path includes a detection
検出用金属化合物片53の電気抵抗値Rは周囲の温度が高くなると高くなる。従ってこのような温度変化が電気抵抗値Rに与える影響を除去するために参照用金属化合物片55が設けられており、例えば図3(C)に示されるようなホイーストンブリッジを用いて検出用金属化合物片53の電気抵抗値と参照用金属化合物片55の電気抵抗値との差から硫黄Sの捕獲量を求めるようにしている。図3(C)に示すようなホイーストンブリッジを用いたときに電圧計57に現われる電圧Vは図3(D)に示されるように硫黄Sの捕集量Wが増大するにつれて低下する。
The electrical resistance value R of the metal compound piece for
図4から図6は計測される物性が熱的物性であり、計測される熱的物性が熱容量および熱伝導性である場合を示している。
図4(A)に示されるように硫黄Sの捕獲量Wが増大するほど金属化合物片の熱容量は減少する。従って図4(B)に示されるように金属化合物片の周囲の温度が上昇したときに金属化合物片の中心温度の上昇率は硫黄Sの捕獲量Wが増大するほど高くなる。
4 to 6 show cases where the measured physical properties are thermal properties and the measured thermal properties are heat capacity and thermal conductivity.
As shown in FIG. 4A, the heat capacity of the metal compound piece decreases as the trapped amount W of sulfur S increases. Therefore, as shown in FIG. 4B, when the temperature around the metal compound piece rises, the increase rate of the center temperature of the metal compound piece increases as the trapped amount W of sulfur S increases.
図5(A)はSOxセンサ13の検出部を示している。図5(A)に示される例では一対のリード線58を有する検出用サーミスタ素子59と、一対のリード線61を有する参照用サーミスタ素子62とが設けられている。更にこの例では検出用サーミスタ素子59の周囲が検出用金属化合物60によって包囲されており、参照用サーミスタ素子62の周囲が参照用金属化合物63によって包囲されている。
FIG. 5A shows the detection unit of the SO x sensor 13. In the example shown in FIG. 5A, a
この例では検出用金属化合物60周りの温度が変化したときの検出用サーミスタ素子59の抵抗値の変化の応答性から検出用金属化合物60の熱容量が推定され、参照用金属化合物63周りの温度が変化したときの参照用サーミスタ素子62の抵抗値の変化の応答性から参照用金属化合物63の熱容量が推定され、これら熱容量の差から硫黄Sの捕集量Wが求められる。
In this example, the heat capacity of the
即ち、具体的に言うと図5(B)に示されるようなホイーストンブリッジを用いて検出用サーミスタ素子59の抵抗値と参照用サーミスタ素子62の抵抗値との差が電圧の形で求められる。この場合、この抵抗値の差を現わしている電圧計64の電圧Vは図5(C)に示されるように検出用金属化合物60に捕獲される硫黄Sが増大するほど低下する。また、電圧計65の電圧から検出用金属化合物63の温度が検出される。
More specifically, the difference between the resistance value of the
一方、図6に示される例では検出用金属化合物60と参照用金属化合物63とを夫々加熱するためのヒータ66,67が設けられている。この例ではこれらヒータ66,67を発熱させることによって検出用金属化合物60と参照用金属化合物63の温度を上昇させることができる。
On the other hand, in the example shown in FIG. 6,
さて、検出用金属化合物53,60は永久に硫黄を捕獲し続けるわけではなく、硫黄の捕獲能力が飽和するとそれ以上硫黄を捕獲しえなくなる。従って硫黄の捕獲能力が飽和するとその後は排気ガスのSOx量を検出しえなくなる。そこで本発明では図7に示されるように検出用金属化合物53,60に捕獲された硫黄成分の量Wが予め定められた量を越えたときに捕獲された硫黄成分を除去するための再生制御を行うようにしている。
Now, the
なお、この再生制御は例えば以下のようにして行われる。即ち、検出用金属化合物53,60は、排気ガスの空燃比がリーンのもとでは硫酸塩が熱分解するほぼ1300℃以上になると硫黄成分を放出し、排気ガスの空燃比がリッチのもとではほぼ600℃以上になると硫黄成分を放出する性質を有する。
This reproduction control is performed as follows, for example. That is, the
そこで再生すべきときには、例えば検出用金属化合物53,60の温度を、排気ガスの空燃比がリッチのもとで捕獲した硫黄成分を放出しうる硫黄放出温度まで、即ち600℃以上まで上昇させ、その状態で排気ガスの空燃比をリッチにすることによって再生制御が行われる。或いは検出用金属化合物53,60の温度を、排気ガスの空燃比がリーンのもとで捕獲した硫黄成分を放出しうる硫黄放出温度まで、即ち1300℃以上まで上昇させることによって再生制御が行われる。
Therefore, when it should be regenerated, for example, the temperature of the
なお、この場合、SOxセンサ13として図6に示されるヒータ付SOxセンサを用い、検出用金属化合物53,60の温度が硫黄放出温度よりも若干低い温度に達したときにはヒータ66,67を発熱させて検出用金属化合物53,60の温度を硫黄放出温度まで上昇させ、それによって検出用金属化合物53,60を再生することもできる。
In this case, using the SO x sensor with heater shown in FIG. 6 as SO x sensor 13, a
次に再生制御を開始させるための条件について説明する。
上述したように検出用金属化合物53,60は時間の経過に伴ない酸化物又は炭酸塩又は硝酸塩から硫酸塩に変化する。従って本発明による実施例では図8(A)に示されるように金属化合物が硫酸塩からなるときの物性値FXと計測された金属化合物の物性値Fとの差ΔFが許容値以下になったときに再生制御が行われる。具体的に言うと参照用金属化合物55,63の物性値FXと検出用金属化合物53,60の物性値Fとの差ΔFが許容値以下になったときに再生制御が行われる。
Next, conditions for starting reproduction control will be described.
As described above, the
また、検出用金属化合物53,60に捕獲される硫黄成分の量は機関の運転状態から推定することができる。従って本発明による別の実施例では図8(B)に示されるように機関の運転状態から推定された硫黄成分の捕獲量WXと計測された物性から求まる硫黄成分の捕獲量Wとの差ΔWが許容値以上になったときに再生制御が行われる。
Further, the amount of the sulfur component captured by the
次に図9および図10を参照しつつ硫黄成分の捕獲量の推定方法について説明する。
燃料中には或る割合で硫黄が含まれており、従って機関から排出される硫黄成分の量は燃料噴射量に比例する。燃料噴射量は要求トルクおよび機関回転数の関数であり、従って機関から排出される硫黄成分の量も要求トルクおよび機関回転数の関数となる。本発明による実施例では機関から単位時間当り排出される硫黄成分の量SOXAが要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として図9(A)に示されるようなマップの形で予めROM32内に記憶されている。
Next, a method for estimating the amount of trapped sulfur components will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
Sulfur is contained in the fuel in a certain proportion, and therefore the amount of sulfur component discharged from the engine is proportional to the fuel injection amount. The fuel injection amount is a function of the required torque and the engine speed, and therefore the amount of sulfur component discharged from the engine is also a function of the required torque and the engine speed. In the embodiment according to the present invention, the amount SOXA of the sulfur component discharged from the engine per unit time is stored in advance in the
また、潤滑油内にも或る割合で硫黄が含まれており、燃焼室2内で燃焼せしめられる潤滑油量、即ち機関から排出される硫黄成分の量も要求トルクおよび機関回転数の関数となる。本発明による実施例では潤滑油に含まれていて機関から単位時間当り排出される硫黄成分の量SOXBが要求トルクTQおよび機関回転数Nの関数として図9(B)に示されるようなマップの形で予めROM32内に記憶されており、これら硫黄成分の量SOXAおよびSOXBの和を積算することによって機関から排出された硫黄成分の積算量ΣSOXが算出される。
In addition, the lubricating oil contains sulfur at a certain ratio, and the amount of lubricating oil combusted in the
図10に検出用金属化合物53,60の硫黄捕獲量を推定するためのルーチンを示している。このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
図10を参照するとまず初めにステップ70において図9(A)、(B)より機関から単位時間当り排出される硫黄成分の量SOXAおよびSOXBが読み込まれる。次いでステップ71ではこれらSOXAおよびSOXBの和が硫黄成分の量ΣSOXに加算される。一方、検出用金属化合物53,60に捕獲される硫黄成分の積算量は機関から排出される硫黄成分の積算量ΣSOXに比例する。従ってステップ72では機関から排出される硫黄成分の積算量ΣSOXに比例定数Cを乗算することによって検出用金属化合物53,60に捕獲された硫黄成分の積算量WXが推定される。
FIG. 10 shows a routine for estimating the amount of sulfur trapped by the
Referring to FIG. 10, first, at
図11に再生制御の第1実施例を示す。この実施例ではまず初めにステップ80において再生すべき条件が成立しているか否かが判別される。即ち、図8(A)に示される物性値の差ΔFが許容値以下になったか否か、或いは図8(B)に示される硫黄成分の捕獲量の差ΔWが許容値以上になったか否かが判別される。再生すべきときにはステップ81に進んで再生処理が行われる。
FIG. 11 shows a first embodiment of the reproduction control. In this embodiment, first, at
図12および図13に再生制御の別の実施例を示す。
この実施例では検出用金属化合物53,60の温度Tを検出し、金属化合物53,60の温度Tが硫黄放出温度TSよりも高くなったときには図8(A)に示される物性値の差ΔFが許容値以上であったとしても、或いは図8(B)に示される硫黄成分の捕獲量の差ΔWが許容値以下であったとしても金属化合物53,60に捕獲された硫黄成分の量Wが予め定められた一定量WSを越えていれば再生制御を行うようにしている。
12 and 13 show another embodiment of the reproduction control.
In this embodiment, the temperature T of the
即ち、この実施例では図13の再生制御ルーチンに示されるようにまず初めにステップ90において、検出用金属化合物53,60の物性値から算出された検出用金属化合物53,60の硫黄成分の捕獲量Wが図12に示される一定値WSよりも多いか否かが判別される。捕獲量Wが一定値WSよりも多いときにはステップ91に進んでSOxセンサ13の検出部の温度、即ち検出用金属化合物53,60の温度Tが硫黄放出温度TSよりも高いか否かが判別される。T>TSのときにはステップ92に進んで検出用金属化合物53,60の再生処理が行われる。
That is, in this embodiment, as shown in the regeneration control routine of FIG. 13, first, in
13 SOxセンサ
53 検出用金属化合物片
55 参照用金属化合物片
13 SO x sensor 53 Metal compound piece for
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