CN100427729C - 用于内燃机的排气净化设备和排气净化方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的排气净化设备，它设置有位于内燃机排气通道(4)内的排气催化剂；还设置有浓度检测单元(10)，它能够检测穿过排气催化剂的排气中含的氧化硫和硫化氢的总浓度并检测氧化硫的浓度；还设置有硫浓度估计单元(15)，当确定排气处于化学计量空气/燃油比和浓空气/燃油比中的一个时，它根据浓度检测单元(10)的检测值来估计燃油的硫浓度。

Description

用于内燃机的排气净化设备和排气净化方法
发明背景
1.技术领域
本发明涉及用于内燃机的排气净化设备和排气净化方法，该设备设有检测排气含硫成分的硫浓度传感器。
2.背景技术
公开号为JP-A-2001-303937的日本专利申请的出版物公开了一种用于内燃机的排气净化设备，它用硫氧化物(SOx)传感器检测排气的硫浓度，该传感器置于吸附还原型NOx催化剂的下游。公开号为JP-A-6-173652和JP-A-2000-230419的日本专利申请的出版物也公开了本发明的相关技术。
如上所述的通常应用的排气净化设备的结构往往不能准确地检测出内燃机排气中的硫浓度。当排气的空气/燃油比稀时，如SOx的硫成分被氧化，硫将以硫酸盐的形式保留在排气催化剂如吸附还原型NOx催化剂中。同时当排气的空气/燃油比浓时，硫成分会穿过排气催化剂。然而，穿过排气催化剂的大部分硫成分会被还原成硫化氢(H2S)，这将很难被SOx传感器检测到。
发明内容
本发明的目的是提供用于内燃机的排气净化设备，它提高了对排气中硫浓度的检测精确度，并允许准确估计排气催化剂的硫中毒程度。
根据本发明的用于内燃机的排气净化设备设有位于内燃机排气通道内的排气催化剂；还设有浓度检测单元，它能够检测穿过排气催化剂的排气中含的氧化硫和硫化氢的总浓度，并能够检测氧化硫的浓度；还设有硫浓度估计单元，当确定排气处于化学计量空气/燃油比和浓空气/燃油比之一时，它根据浓度检测单元的检测值来估计燃油的硫浓度。
根据本发明的排气净化设备能够由浓度检测单元来检测氧化硫和硫化氢的总浓度。因而能够准确地检测排气的硫成分浓度。由于根据总浓度估计燃油的硫浓度，因此也能够准确地估计附着到排气催化剂的硫量。
在上述构造的排气净化设备中，设有空气/燃油比控制单元，它用来将排气的空气/燃油比控制到化学计量状态和浓混合比状态之一。在这种情况下，排气的空气/燃油比由空气/燃油比控制单元改变，以便在任意时刻估计燃油的硫浓度。
在上述排气净化设备中，空气/燃油比控制单元以预定的周期执行浓混合比峰值控制(rich spike control)，在该浓混合比峰值控制中排气的空气/燃油比暂时达到浓混合比状态。空气/燃油比控制单元可以设有浓混合比量增加单元，该浓混合比量增加单元执行下面其中至少一种控制，即将排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态的时间比在浓混合比峰值控制下的时间更长的控制，和使排气的空气/燃油比达到比浓混合比峰值控制下的状态更浓的状态的控制。当估计硫浓度时排气的空气/燃油比控制使浓度检测单元准确地检测从内燃机释放的排气的硫浓度。在比浓混合比峰值控制下所用时间更长的时间保持浓混合比状态的控制情况下，当限制发动机运行状态的变化时可以使排气催化剂下游的排气的空气/燃油比达到浓混合比状态。在使排气的空气/燃油比达到比浓混合比峰值控制下的状态更浓的状态的控制情况下，可以提高穿过排气催化剂下游的硫含量。
在排气净化设备中，采用了吸附和还原型的NOx催化剂，用来作为排气催化剂。设有NOx吸附量估计单元用来估计已吸附在NOx催化剂中的NOx量。当确定由NOx吸附量估计单元估计的NOx吸附量等于或大于预定量时，空气/燃油比控制单元可构造来将排气的空气/燃油比控制到化学计量状态和浓混合比状态之一。在NOx催化剂用来作为排气催化剂的情况下，当NOx吸附量等于或大于预定量时，将排气的空气/燃油比设置成化学计量状态或浓混合比状态，以释放吸附在NOx催化剂内的NOx，即执行还原NOx的操作。这样就可以根据NOx还原量来估计燃油的硫浓度。
用于内燃机的排气净化设备可以设有催化剂温度检测单元，用来检测排气催化剂的温度。当确定由催化剂温度检测单元检测的温度等于或大于预定温度时，硫浓度估计单元可以禁止估计燃油中含有的硫浓度。当排气催化剂的温度增加时，已保留在催化剂内的硫成分可释放出来。于是浓度检测单元既检测排气中的硫成分，又检测从催化剂中释放出来的硫成分。因此，合成的硫浓度是错误的。在这种情况下，禁止估计硫浓度。
上下文中使用的术语“禁止估计”不仅可以包括禁止估计硫浓度的情况，还可以包括允许估计硫浓度但禁止使用所估计的硫浓度的情况。
在一种用于内燃机的排气净化方法中，在该内燃机中排气催化剂位于内燃机排气通道内，并且浓度检测单元能够检测穿过排气催化剂的排气中含的氧化硫和硫化氢的总浓度并检测氧化硫的浓度，当确定排气处于化学计量空燃比和浓空气/燃油比之一时，燃油的硫浓度根据浓度检测单元的检测值来估计。
根据本发明，浓度检测单元使得能够准确地检测排气的硫浓度。因此能够进一步提高燃油的硫浓度估计的准确性。通过准确估计排气催化剂的S-中毒程度，可以准确地估计已退化或S-中毒的排气催化剂的恢复时间。
附图说明
本发明的前述和其他目的、特征和优点从下面参照附图对优选实施例的描述中将会更明显，图中相同的附图标记用来表示相同的元件，其中：
图1是一幅示意图，它表示了应用本发明的内燃机的实施例；
图2的视图示意性地表示了硫浓度传感器的结构，该传感器用在图1所示的排气催化剂中；
图3表示了图2所示的硫浓度传感器的检测功能，具体来说，图3A表示了SOx浓度检测单元的检测功能，图3B表示了总浓度检测单元的检测功能。
图4是一幅流程图，它表示了由图1所示的ECU执行的控制程序，该程序用来确定燃料的硫浓度；
图5表示了在浓混合比峰值控制下总浓度随着时间流逝而改变的例子；
图6表示确定所估计的燃料硫浓度所基于的标准；
图7是一幅流程图，它表示了由图1所示的ECU执行的控制程序的另一个实施例，该程序用来确定燃料的硫浓度；
图8A至8C表示了当增加了一个浓混合比变化量(change-to-richamount)时，在NOx催化剂的上游和下游排气的空气/燃油比随着时间流逝分别改变的例子；
图9表示了当增加了一个浓混合比变化量时，总浓度随着时间流逝改变的例子。
具体实施方式
图1表示了本发明应用到作为内燃机的柴油机1上的一个实施例。发动机1安装在车辆内作为行驶动力源，它具有连接到进气通道3和排气通道4的气缸2。进气通道3具有用来过滤进气的空气滤清器5、涡轮增压机6的压气机6a和用来调整进气量的节气阀7。排气通道4具有涡轮增压机6的涡轮机6b。排气净化单元9包括吸附还原型NOx催化剂(下文中被称作催化剂)8，和作为浓度检测单元的硫浓度传感器10，该硫浓度传感器检测在催化剂8下游排气中的硫浓度。排气净化单元9可以由通过在柴油机微粒过滤器上带有NOx催化剂物质而形成，也可以与这种过滤器独立提供催化剂而形成，该过滤器能捕捉排气中的颗粒物质。排气通道4通过EGR通道11连接到进气通道3，其中EGR通道具有EGR冷却器12和EGR阀13。
发动机控制单元(ECU)15控制所谓的排气的空气/燃油比(exhaustair/fuel ratio)和NOx催化剂8的温度，该所谓的排气的空气/燃油比指的是设有NOx催化剂8的位置的排气的空气/燃油比。ECU15是已知的计算机单元，它通过操作燃油喷射阀16、共用燃油轨17的压力调节阀或如上所述的各种装置如节气阀7和EGR阀13来控制发动机操作状态，其中燃油喷射阀16用于向气缸2喷射燃油，在共用燃油轨17中储存施加到燃油喷射阀16的燃油压力。ECU15控制燃油喷射阀16的燃油喷射操作，以便将空气/燃油比控制为预定的目标空气/燃油比，该空气/燃油比设置为允许进入气缸2的空气和从燃油喷射阀16添加的燃油之间的质量比。在正常操作状态，将目标空气/燃油比控制成为稀混合气状态，在该状态空气量大于化学计量空气/燃油比的空气量。如果确定滞留在NOx催化剂8中的NOx量等于或大于预定量，那么控制燃油喷射阀16的操作使得排气空气/燃油比在预定周期暂时达到浓混合比状态(浓混合比峰值)，以便减少滞留在NOx催化剂8中的NOx。ECU作为空气/燃油比控制单元来控制排气空气/燃油比。ECU15还控制其他装置(未示出)。发动机1具有作为检测单元的各种传感器，如排气温度传感器和空气/燃油传感器(未示出)，用来执行前述各种控制程序。
参照图2和3描述硫浓度传感器10的实施例。如图2所示，硫浓度传感器10包括SOx浓度检测单元20和总浓度检测单元21，SOx浓度检测单元检测排气的SOx浓度，总浓度检测单元检测排气的SOx浓度和H2S浓度的总和。图3A表示了SOx浓度检测单元20如何检测SOx浓度，图3B表示了总浓度检测单元21如何检测总浓度。如图3A所示，SOx浓度检测单元20包括在氧离子导体22的一个面上的次电极23和检测电极24，和在氧离子导体22的另一面上的参考电极25。例如，把氧化钇稳定的氧化锆用作氧离子导体22，硫酸盐用作次电极23，银(Ag)用作检测电极24，铂(Pt)用作参考电极25。硫酸盐最好是由硫酸银(Ag2SO4)和硫酸钡(BaSO4)的混盐形成。硫酸银影响次电极23的响应反应性，因此加入硫酸钡以保证稳定性。金属银影响检测电极24的响应反应性。为提高电极强度最好采用镀银的铂。
下面将描述由SOx浓度检测单元20执行的检测过程。被引入到SOx浓度检测单元20中的大部分硫氧化物(SOx，主要是二氧化硫SO2)被氧化催化剂27A氧化成三氧化硫(SO3)。三氧化硫SO3与检测电极24的金属银发生反应，这导致金属银释放出多个电子。剩余的银离子(Ag+)移动到次电极23。从检测电极24释放出来的电子通过外电路26被引入参考电极25。在参考电极25处，电子与氧气(O2)结合，产生了氧离子(O2-)。氧离子穿过氧离子导体22朝着次电极23移动。银离子和氧离子与SO3在次电极23发生反应生成硫酸银。在氧气分压力恒定的条件下前述反应在检测电极24和参考电极25之间产生电动势。通过测量电动势来检测SOx浓度。H2S穿过氧化能力微弱的氧化催化剂，很难被氧化。结果，在SOx浓度检测单元20内的电动势不反映H2S浓度。
如图3B所示，总浓度检测单元21用具有较高氧化能力的氧化催化剂27B替代了具有较低氧化能力的催化剂27A，催化剂27B对H2S表现出氧化催化活性。其它结构与SOx浓度检测单元20相同，除了总浓度检测单元21使得SO2和H2S在穿过氧化催化剂27B后形成SO3，生成的SO3和包含在排气中的SO3与在次电极23上的银离子和在检测电极24上的金属银发生反应从而产生电动势，该电动势与排气的SOx和H2S的总浓度对应。硫浓度传感器10检测出检测单元20和21检测到的电动势之间的差别以便测出排气中H2S的浓度。通过将作为催化剂的铂的密度做得不同、将催化剂27A和27B的容量做得不同，或者使用不同的物质来形成催化剂27A和27B，从而实现氧化催化剂27A和27B在氧化能力方面的差别。更具体地说，使表现出较低氧化能力的催化剂27A的Pt的密度较小，也就是说，携带的Pt的量较小。使表现出较高氧化能力的催化剂27B的Pt的密度较大，也就是说，携带的Pt的量较大。可替代方案是，催化剂27A的容量做得小而催化剂27B的容量做的大，同时保持催化剂27A和27B的Pt的密度相等。表现出较低氧化能力的催化物质可以用作催化剂27A(例如，钯Pd)，表现出较高氧化能力的催化物质可以用作催化剂27B(例如，铂Pt)。在氧化能力低的催化剂27A的温度低于氧化能力高的催化剂27B的温度的条件下执行控制使得将催化剂27A的氧化能力同催化剂27B的氧化能力区分开来成为可能。结合前述过程可以产生出关于催化剂27A和27B的氧化能力的区别。在硫浓度传感器10中，用氧气来检测SOx浓度和总浓度。相应地，可以将包含足以发生反应的氧气的空气(新鲜空气)提供给检测单元20、21，使得即使在硫中毒恢复处理下也能可靠地检测到那些浓度，该硫中毒恢复处理将排气的空气/燃油比控制到浓混合比状态。对H2S表现出氧化催化剂活性的电极可以用作氧化催化剂27B。硫浓度传感器10可以具有如加热器这样的温度控制单元，用来将其温度维持在预定反应范围。
由于排气中的硫成分使得NOx催化剂8中毒(硫中毒)，催化剂的排气净化能力逐渐变差。当确定进入催化剂8的硫成分数量的总值变为等于或为可以使催化剂8的净化性能变坏的预定量时，ECU15执行硫恢复处理，即通过从催化剂8中释放出硫成分来恢复气体净化能力，从催化剂8中释放出硫成分以恢复净化能力，这就是，硫恢复处理。基于提供给发动机1的燃油量和假定包含在燃油中的硫浓度(预期浓度)来计算流进催化剂8的硫的量。如果提供给发动机1的燃油的实际硫浓度和预期硫浓度之间的误差相对较大，对催化剂8硫中毒程度的估计准确性就会降低，硫中毒恢复处理就不能正确执行。ECU15执行如图4的流程图所示的控制程序来确定燃油的硫浓度，这样就获得了包含在燃油中的硫浓度。在发动机1运行期间，如图4所示的控制程序以预定周期重复执行。在这种情况下，ECU15作为硫浓度估计单元执行如图4所示的控制程序。
参照图4所示的控制程序的流程图，首先在步骤S11，确定发动机1是否处于浓混合比峰值控制下。ECU15在另一个程序中基于提供给发动机1的燃油和进气的数量估计进入NOx催化剂8的NOx的数量。然后累加估计出的NOx数量从而估计出吸附在NOx催化剂8中的NOx的数量。ECU15作为吸附的NOx数量估计单元估计在NOx催化剂8中吸附的NOx数量。当吸附的NOx数量的总值等于或大于预定值时，执行浓混合比峰值控制。预定值可以设定为当排气净化能力变差时检测到的NOx的数量。如果确定未执行浓混合比峰值控制，结束控制程序。同时，如果确定已执行浓混合比峰值控制，程序进入步骤S12，在该步骤ECU15获得排气的SOx和H2S的总浓度。如果总浓度的检测值变化很大，则执行多次检测直到检测值稳定。图5表示了在浓混合比峰值控制下总浓度随着时间而改变的例子。图5A表示了随着时间流逝排气的空气/燃油比改变，图5B表示了燃油高硫浓度时随着时间流逝总浓度的改变。图5C进一步表示了燃油低硫浓度时随着时间流逝总浓度的改变。在图5B和5C已经清楚表示出，如果排气的空气/燃油比变化到浓混合比状态，就会检测排气的总浓度。
在步骤S13中，ECU15基于获得的总浓度估计包含在燃油中的硫浓度。然后确定估计的燃油硫浓度是否与预期的燃油S浓度大致相同。由于提供给发动机1的空燃油箱(未示出)的燃油(柴油)的硫浓度在生产时限定处于一个预定范围内，因此可以将该硫浓度设定为预期的燃油S浓度的初始值。获得的总浓度值依赖在执行浓混合比峰值控制之前的空气/燃油比或者吸附在催化剂8内的氧气量而改变。在步骤S13，如果总浓度相对于从预期的燃油S浓度获得的总浓度中心值在上限值和下限值之间的容许范围内，那么可以确定估计的燃油硫浓度与预期的燃油S浓度大致相同。
如果确定估计的燃油硫浓度与预期的燃油S浓度大致相同，则控制程序结束。如果确定估计的燃油硫浓度与预期的燃油S浓度不大致相同，则程序进入到步骤S14，在该步骤ECU15确定NOx催化剂8的温度是否等于或高于预定温度。由ECU15基于发动机1的运行状态来估计NOx催化剂8的温度，或由温度传感器检测得到NOx催化剂8的温度。在上面提到的情况下，ECU15作为催化剂温度检测单元基于发动机的运行状态来估计NOx催化剂8的温度。将吸附在催化剂8内的硫成分开始解除吸附时的温度设定为预定温度。如果确定催化剂温度等于或高于预定温度，控制程序结束。如果确定催化剂温度不等于或高于预定温度，程序进入到步骤S15，在该步骤ECU15改变预期的燃油S浓度。在这种情况下，例如，在步骤S13估计的硫浓度，取代预期的燃油S硫浓度。ECU15在其它程序计算流进催化剂8的硫的总数量以估计催化剂8的硫中毒程度，用以确定执行前述S-恢复处理的时间。例如基于估计的燃油硫浓度、估计的燃油硫浓度和预期的燃油S浓度之间的差别等修正流入NOx催化剂8的S量的对应值。然后控制程序结束。
执行图4所示的控制程序可以基于总浓度准确估计燃油中含有的硫浓度。相应地能够进一步地获得NOx催化剂8的S-中毒水平。为避免废气排放的恶化，NOx催化剂8要经历S-恢复处理。如果确定估计的燃油硫浓度与预期的燃油硫浓度不大致相同，那么不必立即改变预期的燃油S浓度。例如，如果确定通过多次估计获得的那些燃油硫浓度的平均燃油硫浓度与预期燃油硫浓度不同，那么可以改变预期的燃油S浓度。可以与图6所示的容许范围分开，单独提供一个参考值，预期的燃油S浓度基于该参考值改变。如果确定估计的燃油硫浓度偏离预期的燃油S浓度的量大于或等于参考值，可以改变预期燃油S浓度。预期燃油S浓度的改变基于前述程序确定，以避免预期燃油的错误改变，同时提高估计S-中毒水平的准确度。
参照图7描述ECU15用作硫浓度估计单元的控制程序的另一个例子。程序在发动机1运行期间以预定周期重复执行。与图4的控制程序相同的过程将用相同的附图标记表示，从而其描述将被省略。
参照图7所示的控制程序的流程图，ECU15在步骤S11确定是否执行浓混合比峰值控制。如果确定了执行浓混合比峰值控制，程序进入步骤S21和随后的步骤。此时如果确定了没有执行浓混合比峰值控制，控制程序结束。ECU15确认是否接受到了确定燃油的硫浓度的请求。该确定请求可以根据安装有发动机1的车辆的行驶距离而做出，或者根据发动机1消耗的燃油量而做出。每当通过预定值来计算那些数值以便在恒定的周期中估计燃油的硫浓度时，就发出这样的请求。如果燃油供给燃油箱(未示出)，燃油中的硫浓度改变，相应地做出确定请求。如果确认没有确定请求，则控制程序结束。如果确认已经发出确定请求，程序进入步骤S22，在该步骤ECU15增加了一个浓混合比变化量，该浓混合比变化量使排气的空气燃油比达到浓混合比状态。接下来在步骤S12和向前的步骤，执行与图4所示的控制程序相同的过程。然后控制程序结束。
在下文中将描述浓混合比变化量的增加。随着NOx催化剂8吸附的氧气量，依据在浓混合比峰值控制下排气的空气/燃油比的变化，NOx催化剂8下游的排气的空气/燃油比变化达到浓混合比状态所需的时间可能较短。当估计出燃油的硫浓度时，将空气/燃油比的浓混合比变化量增加到大于浓混合比峰值控制下的情况，以确保NOx催化剂8下游的排气的空气/燃油比达到浓混合比状态，从而检测总浓度。图8A至8C分别表示了当增加了浓混合比变化量时，在NOx催化剂8的上游和下游排气的空气/燃油比随着时间流逝改变的例子。更为具体地，图8A表示了当排气的空气/燃油比变化到比浓混合比峰值控制下的情况更浓的状态下时，在NOx催化剂8的上游和下游排气的空气/燃油比随着时间流逝改变的例子。图8B表示了当排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态下的时间比浓混合比峰值控制下的情况更长时，在NOx催化剂8的上游和下游排气的空气/燃油比随着时间流逝改变的例子。图8C表示了在浓混合比峰值控制下，在NOx催化剂8的上游和下游排气的空气/燃油比随着时间流逝改变的对照例子。浓混合比变化量的增加可以通过以下方式实现，如图8A所示增加空气/燃油比的变化量使达到浓混合比状态，或者如图8B所示增加将排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态的时间使之更长。此外，图8A和8B所示的过程也可以结合起来。如图8A所示，当将NOx催化剂8上游的排气的空气/燃油比变化到比浓混合比峰值控制下的情况更浓的状态下时，即使在将排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态下的时间不变的情况下，使NOx催化剂8下游的排气的空气/燃油比达到浓混合比状态的时间也会增加。当增加了浓混合比变化量时，硫浓度传感器10可以用来检测总浓度。如图8B所示，当延长将排气空气/燃油比维持在浓混合比状态下的时间时，抑制排气空气/燃油比向浓混合比状态一侧的变化，可以获得使NOx催化剂8下游的排气空气/燃油比处于浓混合比状态的时间。由于增加了将排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态下的时间，当限制发动机1运行变化时可以使NOx催化剂8下游的排气的空气/燃油比达到浓混合比状态。ECU15作为浓混合比量增加单元增加了排气的空气/燃油比的浓混合比变化量。
图9表示了当增加了浓混合比变化量时，总浓度随着时间流逝改变的例子。图9A表示了排气的空气/燃油比随着时间流逝改变的例子，图9B表示了总浓度随着时间流逝改变的例子。参照图9，在时间T1，增加了排气的空气/燃油比变到浓混合比状态的变化量(图8A)，在时间T2，增加了将排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态的时间(图8B)，以增加浓混合比变化量。从图9可以清晰看出，增加了排气的空气/燃油比变到浓混合比状态的变化量，以增加穿过NOx催化剂8下游的排气中的硫成分，从而提高了总浓度的检测值。这样就可能准确地估计燃油的硫浓度。增加将排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态的时间，以增加检测总浓度的时间，这样保证了准确地检测总浓度。
当估计燃油的硫浓度时，增加浓混合比变化量。这样就可以提高检测总浓度的准确性。因而能够进一步准确地估计燃油的硫浓度。
本发明并不限制于前述具体实施例，还可以以各种其它形式实施。例如，本发明不仅可以应用于柴油机，还可以应用于各种类型的使用汽油或其它燃油的内燃机。排气通道中的排气催化剂也不限制于吸附还原型NOx催化剂。本发明还可应用于使用其它类型排气催化剂的内燃机，如三元催化剂。例如，在排气的空气/燃油比稀的状态下，发动机释放的排气中的硫成分被硫酸盐氧化并附着到三元催化剂。因而在前述情况下能够准确地估计燃油的硫浓度。
估计燃油硫浓度的程序的时间并不限制于浓混合比峰值控制状态下。例如，也可以在发动机高负荷运行时估计硫浓度。在前述时间下，节气阀的打开角度设得较大，以便将排气的空气/燃油比在较长时间下保持在浓混合比状态下。因而能够准确地检测总浓度。
在前述实施例下，硫浓度传感器的构造包括有用来检测SOx浓度的SOx浓度检测区，和用来同时检测总浓度的总浓度检测区。硫浓度传感器的构造使得前述检测浓度的操作可以以合适的周期交替执行。
根据本发明，希望吸附还原型NOx催化剂能够以任意机构将NOx保持在其内部，如吸收、吸附等。在本文中没有特别描述SOx中毒、NOx或SOx的释放。在本发明中，发动机运行状态的控制不限制于与气缸中燃烧控制相关的控制。气缸之外的部分需要执行的控制，如增加燃油或在排气通道内增加空气，也都认为在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于内燃机的排气净化设备，其特征在于包括：
位于内燃机排气通道(4)内的排气催化剂；
浓度检测单元(10)，它能够检测穿过排气催化剂的排气中含的氧化硫和硫化氢的总浓度，并检测氧化硫的浓度；
硫浓度估计单元(15)，当确定排气处于化学计量空气/燃油比和浓空气/燃油比之一时，它根据浓度检测单元(10)的检测值来估计燃油的硫浓度。
2.根据权利要求1的排气净化设备，其特征在于进一步包括空气/燃油比控制单元(15)，用来将排气的空气/燃油比控制到化学计量状态和浓混合比状态之一。
3.根据权利要求2的排气净化设备，其特征在于空气/燃油比控制单元(15)以预定的周期执行浓混合比峰值控制，在该浓混合比峰值控制中，使排气的空气/燃油比暂时达到浓混合比状态，并且该空气/燃油比控制单元(15)包括浓混合比量增加单元，该浓混合比量增加单元执行下面的至少一种控制，即，使排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态的时间比在浓混合比峰值控制下的时间更长的控制，和使排气的空气/燃油比达到比在浓混合比峰值控制下的状态更浓的状态的控制。
4.根据权利要求2或3的排气净化设备，其特征在于排气催化剂包括吸附和还原型的NOx催化剂(8)，设有NOx吸附量估计单元(15)用来估计已吸附在NOx催化剂(8)中的NOx量，并且当确定由NOx吸附量估计单元估计的NOx吸附量等于或大于预定量时，空气/燃油比控制单元(15)将排气的空气/燃油比控制到化学计量状态和浓混合比状态之一。
5.根据权利要求2或3的排气净化设备，其特征在于包括催化剂温度检测单元(15)，用来检测排气催化剂的温度，并且当确定由催化剂温度检测单元(15)检测的温度等于或大于预定温度时，硫浓度估计单元禁止估计燃油中含有的硫浓度。
6.一种用于内燃机的排气净化方法，其中排气催化剂位于内燃机排气通道(4)内，浓度检测单元(10)能够检测穿过排气催化剂的排气中含的氧化硫和硫化氢的总浓度并检测氧化硫的浓度，该排气净化方法的特征在于，当确定排气处于化学计量空气/燃油比和浓空气/燃油比之一时，根据浓度检测单元(10)的检测值估计燃油的硫浓度。
7.根据权利要求6的排气净化方法，其特征在于将排气的空气/燃油比控制到化学计量状态和浓混合比状态之一。
8.根据权利要求7的排气净化方法，其特征在于以预定的周期执行浓混合比峰值控制，在该浓混合比峰值控制中使排气的空气/燃油比暂时达到浓混合比状态，并执行下面至少一种控制，即，使排气的空气/燃油比保持在浓混合比状态的时间比在浓混合比峰值控制下的时间更长的控制，和使排气的空气/燃油比达到比在浓混合比峰值控制下的状态更浓的状态的控制。
9.根据权利要求7或8的排气净化方法，其特征在于估计已吸附在用作排气催化剂的NOx催化剂(8)中的NOx量，并且当确定所估计的NOx吸附量等于或大于预定量时，将排气的空气/燃油比控制到化学计量状态和浓混合比状态之一。
10.根据权利要求7或8的排气净化方法，其特征在于检测排气催化剂的温度，并且当确定检测温度等于或大于预定温度时，禁止估计燃油的硫浓度。
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