JP2009019966A - 燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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化合物50を配置し、金属化合物50に捕獲された硫黄成分の量の増大に伴ない変化する金属化合物50の物性を計測して計測された物性から排気ガス中に実際に含まれていたSOX量の実積算値が算出される。一方、予め想定されている硫黄濃度の燃料やオイルが使用されていると仮定したときに排気ガス中に含まれていたと想定されるSOX量の想定積算値が算出され、これらSOX量の実積算値とSOX量の想定積算値から硫黄濃度の高い燃料やオイルが使用されているか否かが判断される。
【選択図】図2
Description
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。
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。
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。
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。
予め想定されている硫黄濃度の燃料が用いられた場合、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8(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。
図9を参照するとまず初めにステップ70において図8(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に捕獲されると考えられる硫黄成分の想定捕獲量WX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に捕獲されると考えられる硫黄成分の想定捕獲量WXが算出される。
図10を参照するとまず初めにステップ80においてSOXセンサ13の検出値からSOXの実捕獲量Wが算出される。次いでステップ81では前回の割込み時におけるSOXの実捕獲量W0が読込まれる。次いでステップ82では前回の割込みから今回の割込みの間のSOXの実捕獲量の増大量ΔW(=W−W0)が算出される。
この実施例では図7(A),(B)に示されるように燃料の補充又はオイル交換が行われてから一定期間TXが経過したときにSOXの実捕獲量WがSOXの想定捕獲量WXに対して予め定められた値Kよりも大きくなったときには硫黄濃度の高い燃料又はオイルが使用されたと判断するようにしている。
次いでステップ94では図9に示されるルーチンにおいて算出されている現在のSOXの想定捕獲量WXが読込まれる。次いでステップ95ではこの想定捕獲量WXがWX0として記憶される。
前述したようにSOXの実捕獲量Wは、硫黄濃度の高い燃料やオイルが使用されると増大し、またSOXトラップ触媒11からSOXが放出されても増大する。従ってこの実施例では硫黄濃度の高い燃料やオイルが使用されることにより実捕獲量Wが増大した場合と、SOXトラップ触媒11からSOXが放出されることにより実捕獲量Wが増大した場合とを区別するためにSOXの実捕獲量Wが増大したときには検出用金属化合物53,60に捕獲された硫黄成分を除去するための再生処理を行い、この再生処理後のSOXの実捕獲量Wの変化から硫黄濃度の高い燃料やオイルが使用された否かを判断するようにしている。
図13および図14を参照するとまず初めにステップ110において、再生処理後におけるSOXの実捕獲量の増大の原因のチェックが実行中であるか否かが判別される。このチェックの実行中でないときにはステップ111に進む。
53 検出用金属化合物片
55 参照用金属化合物片
60 検出用金属化合物
63 参照用金属化合物
Claims (9)
- 燃料やオイルの燃焼により生成される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を配置し、該金属又は金属化合物に捕獲された硫黄成分の量の増大に伴ない変化する該金属又は金属化合物の物性を計測して計測された物性から該金属又は金属化合物に捕獲された硫黄成分の量を検出し、検出された該硫黄成分の量から排気ガス中に実際に含まれていたSOX量の実積算値を算出し、予め想定されている硫黄濃度の燃料やオイルが使用されているとの仮定のもとで機関の運転状態に基づき排気ガス中に含まれていたと想定されるSOX量の想定積算値を算出し、上記SOX量の実積算値が上記SOX量の想定積算値に対して予め定められた値以上大きくなったときには予め想定されている硫黄濃度よりも高い硫黄濃度の燃料やオイルが使用されていると判断するようにした燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記SOX量の実積算値および上記SOX量の想定積算値や予め定められた期間内における積算値である請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 燃料が補充されたとき又はオイル交換が行われたときに上記予め定められた期間の進行が開始される請求項2に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記SOX量の実積算値が上記SOX量の想定積算値に対して予め定められた値以上大きくなったときには上記金属又は金属化合物を再生処理し、該再生処理後において上記SOX量の実積算値の増大率が上記SOX量の想定積算値の増大率よりも大きいときに初めて予め想定されている硫黄濃度よりも高い硫黄濃度の燃料やオイルが使用されていると判断される請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記金属化合物は該金属化合物に捕獲された硫黄成分の量の増大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請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記計測される物性は電気抵抗で代表される電気的物性である請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記計測される物性は熱容量および熱伝導性で代表される熱的物性である請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記金属化合物が硫黄を捕獲したときに硫酸塩に変化する検出用金属化合物と、硫酸塩からなる参照用金属化合物からなり、計測された検出用金属化合物の物性と計測された参照用金属化合物の物性との差異から排気ガス中の硫黄成分を検出するようにした請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
- 上記金属又は金属化合物はアルカリ金属、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である請求項1に記載の燃料やオイル中の硫黄濃度検出装置。
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