(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気経路に配設された限界電流式ガスセンサを備え、前記センサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより前記排気経路から前記センサに導かれた被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元し、次いで前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープすることにより前記硫黄（Ｓ）を硫黄酸化物（ＳＯｘ）へと再酸化させ、前記再酸化に起因して変化する前記一対の電極間に流れる電流の波形の特徴を表す値に基づいて前記被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度及び前記内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得する、内燃機関の制御装置であって、
前記印加電圧が前記所定の電圧となっている期間において前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として、前記硫黄関連値の取得を許容する、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープする期間のうち、前記一対の電極間に流れる電流の前記再酸化に起因する変化が生ずる期間においては前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを更なる条件として、前記硫黄関連値の取得を許容する、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記被検ガス中の酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部を更に備える、
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度をより正確に取得することができる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関を制御するために、燃焼室内の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を排気中の酸素（Ｏ２）の濃度に基づいて取得する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）が広く使用されている。限界電流式ガスセンサは、このようなＡ／Ｆセンサの一つであり、酸化物イオン伝導性を有する固体電解質層と、固体電解質層の両面に固着された一対の電極と、を含むポンピングセルを備える。一対の電極の一方は拡散律速層を通して導入される被検ガスに曝され、他方は大気に曝されている。従って、電極に到達する被検ガスの流量が拡散律速層によって制限されるので、ポンピングセルによる酸素ポンピング作用が制限される。その結果、所謂「限界電流特性」が発現する。このセンサは、かかる限界電流特性を利用して、被検ガス中の特定の成分（例えば、酸素（Ｏ２）等）の濃度を検出する。
【０００３】
より具体的に述べると、限界電流式ガスセンサにおいては、一対の電極間に印加される電圧（以降、単に「印加電圧」と称される場合がある）を「限界電流域内の所定電圧」に設定したとき、被検ガス中の酸素（Ｏ２）濃度に応じた電流が一対の電極間に流れる。従って、限界電流式センサは、この電極間に流れる電流に応じた値をセンサ出力として発生する。
【０００４】
更に、上述した酸素ポンピング作用を利用する限界電流式ガスセンサによって、酸素（Ｏ２）濃度に限らず、分子中に酸素を含むガス（例えば、水（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）等。以降、「含酸素ガス」と称される場合がある）の濃度をも取得することができることが知られている。より具体的に述べると、含酸素ガス濃度の測定には、測定対象となるガス混合物（被検ガス）が導かれる空間に陰極が面するように直列に配置された２つのポンピングセルを備える限界電流式ガスセンサ（２セル式の限界電流式ガスセンサ）が使用される。このセンサにおいて、上流側のポンピングセルの電極間に相対的に低い電圧を印加することにより、上流側のポンピングセルによって被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）をポンピング作用によって除去する。更に、下流側のポンピングセルの電極間に相対的に高い電圧を印加することにより、下流側のポンピングセルによって被検ガス中に含まれる含酸素ガスを分解させ、その分解の結果として生ずる酸素をポンピングする。このとき、そのポンピングに起因する電極間に流れる電流値の変化に基づいて当該含酸素ガスの濃度が取得される（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−１２２２５５号公報
【発明の概要】
【０００６】
一般に、内燃機関の燃料（例えば、軽油及びガソリン等）には微量の硫黄（Ｓ）成分が含まれる。また、近年、例えば新興国等において使用される粗悪燃料は、比較的高い含有率にて硫黄（Ｓ）成分を含有している場合がある。燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率（以降、単に「硫黄含有率」と称される場合がある）が高いと、内燃機関の構成部材の劣化及び／又は故障、排気浄化触媒の被毒、排気における白煙の発生等の問題が発生する虞が高まる。そのため、燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率を取得し、取得された硫黄含有率を、例えば、内燃機関の制御に反映させたり、内燃機関の故障に関する警告を発したり、排気浄化触媒の自己故障診断（ＯＢＤ：Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）の改善に役立てたりすることが望まれる。
【０００７】
ところで、内燃機関の燃料が硫黄（Ｓ）成分を含有していると、燃焼室から排出される排気中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれる。また、燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率（硫黄含有率）が高くなるほど、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度（以降、単に「ＳＯｘ濃度」と称される場合がある）も高くなる。従って、排気中のＳＯｘ濃度を正確に取得することができれば、取得されたＳＯｘ濃度に基づいて硫黄含有率を正確に取得することができると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明者は、限界電流式ガスセンサを使用して排気中のＳＯｘ濃度を取得し、取得されたＳＯｘ濃度に基づいて燃料中の硫黄含有率を取得する技術の検討を進めてきていた。その結果、本発明者は、限界電流式ガスセンサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とした後に、印加電圧を所定の電圧から減少させる（降圧スイープする）と、当該電極間に流れる電流（以降、単に「電極電流」と称される場合がある）が「ＳＯｘ濃度に応じた変化」を呈することを見出した。
【０００９】
より具体的には、内燃機関において硫黄（Ｓ）成分を含有する燃料が使用される場合、限界電流式ガスセンサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすると、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が分解（還元）されて硫黄（Ｓ）が生成され、斯くして生成された硫黄（Ｓ）が一対の電極の一方（陰極）に吸着される。この陰極に吸着される硫黄（Ｓ）の量は排気中のＳＯｘ濃度に応じて変化する。次いで、上述した降圧スイープを行うと、陰極に吸着された硫黄（Ｓ）が再酸化されて再び硫黄酸化物（ＳＯｘ）となる。発明者は、かかる硫黄（Ｓ）の再酸化に起因して変化する電極電流の波形が排気中のＳＯｘ濃度と強い相関を有することを見出したのである。
【００１０】
即ち、本発明者は、降圧スイープが行われる期間内において上記硫黄（Ｓ）の再酸化に起因して変化する電極電流の波形の特徴を表す値（以降、単に「波形特徴値」と称される場合がある）を取得すれば、取得された波形特徴値に基づいて、排気中のＳＯｘの濃度及び／又は燃料中の硫黄含有率を取得することができるとの考えに到った。
【００１１】
ところで、燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると、たとえ燃料中の硫黄含有率が一定であっても、排気中のＳＯｘ濃度が変化する。具体的には、燃料中の硫黄含有率が一定であっても、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が増大すると排気中のＳＯｘ濃度は低下する。従って、空燃比（Ａ／Ｆ）が変化している場合、排気中のＳＯｘ濃度も変化しているから、燃料中の硫黄含有率を精度良く表す波形特徴値（又は波形特徴値に基づいて取得される排気中のＳＯｘ濃度）を取得することは困難である。更に、波形特徴値（又は波形特徴値に基づいて取得される排気中のＳＯｘ濃度）から燃料中の硫黄含有率を取得するには取得された波形特徴値に対応する空燃比（Ａ／Ｆ）を特定することが必要である。しかしながら、空燃比（Ａ／Ｆ）が大きく変化している状況においては、取得された波形特徴値に対応する空燃比（Ａ／Ｆ）を特定することもまた困難である。これらから、空燃比（Ａ／Ｆ）が変化している状況においては、上記波形特徴値に基づいて燃料中の硫黄含有率を正確に取得することが困難である。
【００１２】
そこで、本発明者は鋭意研究の結果、上述したように限界電流式ガスセンサにおいてポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とした後に印加電圧を上記所定の電圧から降圧スイープする期間内において取得される波形特徴値に基づいて排気中のＳＯｘ濃度及び／又は燃料中の硫黄含有率を取得する場合、印加電圧が上記所定の電圧となっている期間（即ち、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が還元されて硫黄（Ｓ）が生成され、その硫黄（Ｓ）が陰極に吸着される期間）において内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていれば、排気中のＳＯｘ濃度及び／又は燃料中の硫黄含有率をより正確に取得することが可能となることを見出した。
【００１３】
かかる点に鑑み、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気経路に配設された限界電流式ガスセンサを備え、前記センサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより前記排気経路から前記センサに導かれた被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元し、次いで前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープすることにより前記硫黄（Ｓ）を硫黄酸化物（ＳＯｘ）へと再酸化させ、前記再酸化に起因して変化する前記一対の電極間に流れる電流の波形の特徴を表す値に基づいて前記被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度（ＳＯｘ濃度）及び前記内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率（硫黄含有率）の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得するに当たり、前記印加電圧が前記所定の電圧となっている期間において前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として、前記硫黄関連値の取得を許容する。
【００１４】
上記のように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、限界電流式ガスセンサを使用して排気中のＳＯｘ濃度及び／又は燃料中の硫黄含有率（即ち、硫黄関連値）を取得するに当たり、印加電圧が所定の電圧となっていて排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が硫黄（Ｓ）へと還元されている期間において混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として、硫黄関連値を取得することが許容される。従って、本発明に係る内燃機関の制御装置は、硫黄関連値をより正確に取得することができる。尚、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前述したような２セル式の限界電流式ガスセンサのみならず、被検ガスが導かれる空間に陰極が面するように配置されたポンピングセルを１つだけ備える限界電流式ガスセンサ（１セル式の限界電流式ガスセンサ）にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】限界電流式ガスセンサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間に印加される電圧（印加電圧）Ｖｉと当該電極間に流れる電極電流Ｉｏとの関係を示す模式的なグラフである。
【図２】種々の含有率にて硫黄（Ｓ）成分を含有する燃料についての、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）と排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度との関係を表す模式的なグラフである。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る内燃機関の制御装置（以降、「第１制御装置」と称される場合がある）が適用される内燃機関（機関１０）の構成の一例を示す模式図である。
【図４】第１制御装置が備える１セル式の限界電流式ガスセンサの構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】第１制御装置が備える１セル式の限界電流式ガスセンサにおいて印加電圧Ｖｍの昇圧スイープ及び降圧スイープを実行したときの印加電圧Ｖｍと電極電流Ｉｍとの関係を示す模式的なグラフである。
【図６】電流差分Ｉｄ２と排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係の一例を表す模式的なグラフである。
【図７】第１制御装置が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本発明のもう１つの実施形態に係る内燃機関の制御装置（以降、「第２制御装置」と称される場合がある）が備える２セル式の限界電流式ガスセンサの構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図９】第２制御装置が備える２セル式の限界電流式ガスセンサのセンサセル（下流側ポンピングセル）において印加電圧Ｖｓの昇圧スイープ及び降圧スイープを実行したときの印加電圧Ｖｓと電極電流Ｉｓとの関係を示す模式的なグラフである。
【図１０】第２制御装置が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第３制御装置が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
前述したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、限界電流式ガスセンサを使用して、排気中のＳＯｘ濃度及び燃料中の硫黄含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値をより正確に取得することができる。より具体的には、本発明に係る内燃機関の制御装置は、限界電流式ガスセンサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧が所定の電圧となっている期間において内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として硫黄関連値の取得を許容する。これにより、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度が一定に維持されている状態において被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が硫黄（Ｓ）へと還元されるので、内燃機関の制御及び警告等に有用な硫黄関連値をより正確に取得することができる。本発明を実施するための幾つかの形態につき、以下に詳しく説明する。
【００１７】
先ず、本発明の第１の実施形態（以降、「第１形態」と称される場合がある）に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気経路に配設された限界電流式ガスセンサを備え、前記センサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより前記排気経路から前記センサに導かれた被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元し、次いで前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープすることにより前記硫黄（Ｓ）を硫黄酸化物（ＳＯｘ）へと再酸化させ、前記再酸化に起因して変化する前記一対の電極間に流れる電流の波形の特徴を表す値に基づいて前記被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度及び前記内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得する、内燃機関の制御装置であって、
前記印加電圧が前記所定の電圧となっている期間において前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として、前記硫黄関連値の取得を許容する、
内燃機関の制御装置である。
【００１８】
上記のように、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気経路に配設された限界電流式ガスセンサを備える。内燃機関としては、例えば、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジン等を挙げることができる。限界電流式ガスセンサは、内燃機関の排気経路に配設され、一般的には、排気浄化触媒よりも内燃機関に近い上流側に配置される。限界電流式ガスセンサは、前述したように、限界電流特性を利用するセンサである。限界電流特性は、一対の電極の間に介挿された固体電解質の酸素ポンピング作用を、作用電極（陰極）の外側（排気経路側）に設けられた拡散律速層によって制限することによって発現する特性である。
【００１９】
尚、限界電流式ガスセンサの構成については当業者に周知であるので本明細書における詳細な説明は割愛するが、上記電極としては、例えば、白金（Ｐｔ）若しくはロジウム（Ｒｈ）等の白金族元素又はその合金からなる電極等を採用することができる。上記固体電解質としては、例えば、ジルコニア等を採用することができる。また、ジルコニアは、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、ガリウム（Ｇａ）等の元素を含んでいてもよい。かかる限界電流式ガスセンサは、例えば、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を排気中の酸素（Ｏ２）の濃度に基づいて取得する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）等として当該技術分野において広く使用されている。即ち、第１形態に係る内燃機関の制御装置によれば、空燃比（Ａ／Ｆ）の制御を目的として内燃機関が備える一般的な限界電流式ガスセンサを利用して、内燃機関の排気中のＳＯｘ濃度及び／又は燃料中の硫黄含有率をより正確に取得することができる。
【００２０】
より具体的には、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、先ず、前記センサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより前記排気経路から前記センサに導かれた被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元する。斯くして生成された硫黄（Ｓ）は一対の電極のうちの陰極（作用電極）に吸着されると考えられる。このように被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元する際には、印加電圧を所定の電圧よりも小さい電圧から徐々に増大させて所定の電圧としてもよく（昇圧スイープ）、あるいは印加電圧を速やかに所定の電圧としてもよい。
【００２１】
尚、所定の電圧とは、被検ガスと接触する陰極の電位が、被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元することが可能な電位となる電圧（又は電圧帯）であると言うことができる。かかる所定の電圧は、例えば、電気化学測定法を利用する事前実験等によって特定することができる。
【００２２】
次いで、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープすることにより前記硫黄（Ｓ）を硫黄酸化物（ＳＯｘ）へと再酸化させる。この際、硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に伴って消費される酸素（Ｏ）の量に対応して、前記一対の電極間に流れる電流（電極電流）に変化が生ずる。前述したように、かかる硫黄（Ｓ）の再酸化に起因して変化する電極電流の波形は、被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度と強い相関を有する。即ち、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、前記再酸化に起因して変化する前記電極電流の波形の特徴を表す値（波形特徴値）に基づいて前記被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度（ＳＯｘ濃度）及び前記内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率（硫黄含有率）の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得する。
【００２３】
ここで、排気中のＳＯｘ濃度及び／又は燃料中の硫黄含有率の取得方法につき、添付図面を参照しながら更に詳しく説明する。図１は、前述したように、限界電流式ガスセンサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間に印加される電圧（印加電圧）Ｖｉと当該電極間に流れる電極電流Ｉｏとの関係を示す模式的なグラフである。図１に示されているグラフの横軸は印加電圧Ｖｉ［Ｖ］を、縦軸は電極電流Ｉｏ［μＡ］をそれぞれ表している。尚、一対の電極（陽極及び陰極）のうち、陰極が被検ガス（内燃機関から排出される排気）に曝されており、陽極が外気に曝されている。
【００２４】
実線ＬＵ０及び実線ＬＤ０は、被検ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含まない場合における印加電圧Ｖｉの変化に伴う電極電流Ｉｏの変化を表している。尚、本例においては、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は一定に維持されており、その結果として排気中の酸素（Ｏ２）の濃度もまた一定に維持されている。実線ＬＵ０は、印加電圧Ｖｉを０．１Ｖから１．０Ｖへと徐々に増大（昇圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｏの変化を表している。実線ＬＤ０は、印加電圧Ｖｉを上記のように増大させた後、印加電圧Ｖｉを１．０Ｖから０．１Ｖへと徐々に減少（降圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｏの変化を表している。
【００２５】
一方、破線ＬＵ１及び破線ＬＤ１は、被検ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含む場合における印加電圧Ｖｉの変化に伴う電極電流Ｉｏの変化を表している。本例においては、燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率及び内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は一定に維持されており、その結果として排気中の酸素（Ｏ２）及び硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度もまた一定に維持されている。破線ＬＵ１は、実線ＬＵ０と同様に、印加電圧Ｖｉを０．１Ｖから１．０Ｖへと徐々に増大（昇圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｏの変化を表している。破線ＬＤ１は、実線ＬＤ０と同様に、印加電圧Ｖｉを上記のように増大させた後、印加電圧Ｖｉを１．０Ｖから０．１Ｖへと徐々に減少（降圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｏの変化を表している。
【００２６】
先ず、被検ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含まない場合は、実線ＬＵ０によって表されているように、約０．２Ｖと約０．８Ｖとの間の範囲にある印加電圧Ｖｉにおいて、印加電圧Ｖｉが増大しても電極電流Ｉｏは略一定となっている。これは、限界電流特性が発現していることを示す。前述したように、限界電流特性は、ポンピングセルを構成する「一対の電極の間に介挿された酸化物イオン伝導性を有する固体電解質」の酸素ポンピング作用が「陰極の外側に設けられた拡散律速層」によって制限することによって発現する。このように限界電流特性が発現する印加電圧Ｖｉの範囲を、以降、「限界電流域」と称する場合がある。また、実線ＬＤ０によって表されているように、約０．２５Ｖと約０．８Ｖとの間の範囲にある印加電圧Ｖｉにおいて、印加電圧Ｖｉが減少しても電極電流Ｉｏが略一定となる限界電流域が認められる。
【００２７】
一方、被検ガス中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれる場合は、破線ＬＵ１によって表されているように、印加電圧Ｖｉが約０．５Ｖよりも高い電圧帯において、実線ＬＵ０と比較して電極電流Ｉｏが増大している。かかる電極電流Ｉｏの増大は、被検ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が陰極に接触し、分解（還元）されて硫黄（Ｓ）が生成されることに起因すると考えられる。また、破線ＬＤ１によって表されているように、印加電圧Ｖｉが約０．８Ｖから約０．７Ｖへと減少するのに伴って電極電流Ｉｏは急速に減少し、印加電圧Ｖｉが約０．７Ｖであるときに極小値Ｉｍとなっている。その後、電極電流Ｉｏは上昇に転じ、印加電圧Ｖｉが約０．７Ｖから約０．４Ｖへと減少するのに伴って電極電流Ｉｏは急速に増大し、印加電圧Ｖｉが約０．４Ｖであるときに限界電流値Ｉｂに達している。その後、電極電流Ｉｏは、被検ガス中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれない場合と同様に推移している（破線ＬＤ１は実線ＬＤ０とほぼ一致している）。
【００２８】
上記のような被検ガス中に硫黄酸化物（ＳＯｘ）が含まれる場合における降圧スイープ時の電極電流Ｉｏの限界電流値Ｉｂからの逸脱は、昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因すると考えられる。即ち、このように変化する電極電流Ｉｏの波形の特徴を表す値（波形特徴値）は、被検ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度と相関を有する。従って、波形特徴値に基づいて、排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度及び燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を正確に取得することができる。
【００２９】
昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因して変化する電極電流Ｉｏの波形の特徴を表す値である波形特徴値としては、例えば、電極電流Ｉｏの極小値と限界電流値Ｉｂとの差（ピークの高さ）、電極電流Ｉｏの限界電流値Ｉｂからの逸脱量の積分値等を挙げることができる。かかる波形特徴値は、種々の手法によって数値化することができる。例えば、図１に示されているグラフにおいて、破線ＬＤ１における限界電流値Ｉｂと極小値Ｉｍとの差分Ｉｄ１（即ち、Ｉｄ１＝Ｉｂ−Ｉｍ）を電極電流Ｉｏの波形特徴値としてもよい。あるいは、電極電流Ｉｏの限界電流値Ｉｂからの逸脱量（Ｉｂ−Ｉｏ）の積分値を電極電流Ｉｏの波形特徴値としてもよい。
【００３０】
尚、図１に示されているグラフの横軸に示されている印加電圧Ｖｉ、縦軸に示されている電極電流Ｉｏ、及び上記説明において述べられている印加電圧Ｖｉの個々の具体的な値は、図１に示されているグラフを得るために行った実験の条件（例えば、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）等）によって変動することがあり、印加電圧Ｖｉ及び電極電流Ｉｏの値が常に上述した値となるとは限らない。
【００３１】
ところで、上述したように取得される波形特徴値と（排気中のＳＯｘ濃度及び燃料中の硫黄含有率の少なくとも何れか一方である）硫黄関連値との関係は、例えば、事前実験によって予め特定することができる。具体的には、例えば、種々の含有率にて硫黄（Ｓ）成分を含有する燃料を使用すると共に内燃機関に供給される混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を種々の値に変化させ、その際の排気を被検ガスとして限界電流式ガスセンサに供給し、印加電圧が所定の電圧である時（例えば、昇圧スイープ時等）に生成された硫黄（Ｓ）が降圧スイープ時に再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因して変化する電極電流Ｉｏを測定し、その波形の特徴を表す値を波形特徴値として取得する。この際、排気中のＳＯｘ濃度は、例えば別個の硫黄酸化物（ＳＯｘ）センサによって実測することができる。あるいは、内燃機関の燃料中の硫黄含有率と燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）との組み合わせに基づいて、排気中のＳＯｘの濃度を取得してもよい。
【００３２】
斯くして得られる排気中のＳＯｘ濃度と波形特徴値との関係をプロットすれば、波形特徴値とＳＯｘ濃度との関係を特定することができる。斯くして特定された関係を使用して、波形特徴値に基づいてＳＯｘ濃度を取得することができる。また、斯くして取得されるＳＯｘ濃度と当該濃度に対応する混合気（即ち、当該濃度の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を排気中に生成させる元となった混合気）の空燃比（Ａ／Ｆ）とに基づいて燃料中の硫黄含有率を取得してもよい。
【００３３】
一方、前述したように、たとえ燃料中の硫黄含有率が一定であっても混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると排気中のＳＯｘ濃度が変化することから、波形特徴値と燃料中の硫黄含有率との関係を特定しようとする場合には、燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を考慮する必要がある。具体的には、上述した事前実験において、燃料中の硫黄含有率と波形特徴値との関係を燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）毎にプロットすれば、個々の空燃比（Ａ／Ｆ）における波形特徴値と燃料中の硫黄含有率との関係を特定することができる。斯くして特定された関係を使用して、波形特徴値と混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）とに基づいて燃料中の硫黄含有率を取得することができる。
【００３４】
ところが、図１に示されている例とは異なり、実際の内燃機関においては、例えば運転状態の変化等、種々の要因によって燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化する場合がある。このように混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると、前述したように、たとえ燃料中の硫黄含有率が一定であっても、排気中のＳＯｘ濃度が変化する。従って、排気中のＳＯｘ濃度を取得する際（より具体的には、被検ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が陰極に接触し、分解（還元）されて硫黄（Ｓ）が生成される期間）に混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると、今まさに取得しようとする排気中のＳＯｘ濃度が変化するため、排気中のＳＯｘ濃度を正確に取得することが困難となり、結果として燃料中の硫黄含有率を正しく取得することが困難となる。
【００３５】
また、前述したように内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）と排気中のＳＯｘ濃度とに基づいて燃料中の硫黄含有率を正確に取得するためには、取得された排気中のＳＯｘ濃度に対応する混合気（即ち、当該濃度の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を排気中に生成させる元となった混合気）の空燃比（Ａ／Ｆ）を正確に取得する必要がある。しかしながら、排気中のＳＯｘ濃度を取得する際、「取得されるＳＯｘ濃度（具体的には波形特徴値）に対応する混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）」を「時事刻々変化している混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）」に基づいて正確に求めることは一般に困難であり、結果として燃料中の硫黄含有率を正しく取得することが困難となる。
【００３６】
ここで、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）と排気中のＳＯｘ濃度との関係につき、添付図面を参照しながら説明する。図２は、前述したように、種々の含有率にて硫黄（Ｓ）成分を含有する燃料についての、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）と排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度との関係を示す模式的なグラフである。図２に示されているグラフの横軸は空燃比（Ａ／Ｆ）を、縦軸は排気中のＳＯｘ濃度［ｐｐｍ］をそれぞれ表している。より具体的には、図２に示されているグラフに描かれている５本の曲線は、硫黄（Ｓ）成分の含有率がそれぞれＣｓａ、Ｃｓｂ、Ｃｓｃ、Ｃｓｄ、及びＣｓｅである燃料を使用した場合における空燃比（Ａ／Ｆ）と排気中のＳＯｘ濃度との関係を表している。尚、それぞれの燃料中の硫黄含有率の大きさは、Ｃｓａ＜Ｃｓｂ＜Ｃｓｃ＜Ｃｓｄ＜Ｃｓｅである。
【００３７】
図２に示されている破線（空燃比（Ａ／Ｆ）＝３０）と上記曲線との交点によって表されているように、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であれば、燃料中の硫黄含有率が高いほど、排気中のＳＯｘ濃度も高い。即ち、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であれば、排気中のＳＯｘ濃度に基づいて燃料中の硫黄含有率を一義的に求めることができる。
【００３８】
しかしながら、上述したように、限界電流式ガスセンサを使用して排気中のＳＯｘ濃度を取得するには、例えば、印加電圧Ｖｉを所定の期間に亘って所定の電圧としたり、印加電圧Ｖｉを所定の電圧まで昇圧スイープしたりした後に、印加電圧Ｖｉを降圧スイープする必要があるため、所定の期間を要する。より詳しくは、前述したように、第１形態に係る内燃機関の制御装置は一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が還元された結果として生成される硫黄（Ｓ）の量（に対応する値）に基づいて硫黄関連値を取得していると言うことができる。
【００３９】
従って、印加電圧を所定の電圧とすることにより被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を還元して硫黄（Ｓ）を生成させている期間中に空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると、上述したように、今まさに取得しようとする排気中のＳＯｘ濃度が変化するため、生成される硫黄（Ｓ）の量も変化し、結果として、燃料中の硫黄関連値を取得する上で有用な波形特徴値を正確に取得することは困難である。加えて、取得された波形特徴値（又はその波形特徴値に基づいて得られる排気中のＳＯｘ濃度）に対応する混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を正確に取得することも困難となる。その結果、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）と取得された波形特徴値（又はその波形特徴値に基づいて得られる排気中のＳＯｘ濃度）とに基づいて燃料中の硫黄含有率を正確に取得することもまた困難となる。
【００４０】
以上のように、硫黄関連値を正確に取得するためには、一対の電極間への印加電圧が所定の電圧となっていて被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が硫黄（Ｓ）へと還元されている期間においては、内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることが望ましい。
【００４１】
そこで、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、前記印加電圧が前記所定の電圧となっている期間（所定電圧付与期間）において前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として、前記硫黄関連値の取得を許容する。換言すれば、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、所定電圧付与期間において、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていなければ、得られた波形特徴値を破棄する（無効とする）。これにより、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、限界電流式ガスセンサを使用して硫黄関連値をより正確に取得することができる。
【００４２】
尚、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、印加電圧が所定の電圧となっている期間における内燃機関の燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されるように内燃機関を積極的に制御してもよい。あるいは、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関を積極的に制御するのではなく、内燃機関の通常の運転状態において、上記期間（所定電圧付与期間）における内燃機関の燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていたか否かを判定し、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていた場合に限り硫黄関連値の取得を許容してもよい。
【００４３】
即ち、第１形態に係る内燃機関の制御装置において、「所定電圧付与期間において内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として」とは、内燃機関を積極的に制御して混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を強制的に一定に維持すること及び内燃機関の通常の運転状態において混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていたと判断されることの両方を包含する概念である。
【００４４】
前者の場合において内燃機関において燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持するための具体的な手法は特に限定されないが、当業者に周知であるように、内燃機関の構成に応じて、例えば、スロットル弁開度、燃料噴射量、排気還流（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）量、及び／又は過給圧等を制御することにより、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持することができる。
【００４５】
ところで、上述したように、第１形態に係る内燃機関の制御装置は、一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を還元した結果として生成される硫黄（Ｓ）が降圧スイープ時に硫黄酸化物（ＳＯｘ）へと再酸化されることに起因して変化する電極電流の波形の特徴を表す値（波形特徴値）に基づいて被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度及び内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得する。ところが、電極電流は、例えば、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化した場合等、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が変化した際にも変化する。
【００４６】
一般に、排気中の他の成分と比較して硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度は相対的に低いことから、上記再酸化に起因する電極電流の変化もまた小さい。特に、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）の変化に伴う被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度変化に起因する電極電流の変化と比較すると、上記再酸化に起因する電極電流の変化は相対的に小さい。従って、上述した所定電圧付与期間（例えば、昇圧スイープ時）のみならず降圧スイープ時に燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化し、結果として被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が変化した場合にも、上記再酸化に起因する電極電流の変化を正確に検出することが困難となる虞がある。
【００４７】
従って、第１形態に係る内燃機関の制御装置が上記再酸化に起因する電極電流の変化をより正確に検出するためには、降圧スイープ時の燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されており、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が一定に維持されていることが望ましい。より具体的には、ポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧から降圧スイープする期間のうち、降圧スイープにより硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流の変化が生ずる期間においては、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されており、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が一定に維持されていることが望ましい。
【００４８】
そこで、本発明の第２の実施形態（以降、「第２形態」と称される場合がある）に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気経路に配設された限界電流式ガスセンサを備え、前記センサが備えるポンピングセルを構成する一対の電極間への印加電圧を所定の電圧とすることにより前記排気経路から前記センサに導かれた被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元し、次いで前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープすることにより前記硫黄（Ｓ）を硫黄酸化物（ＳＯｘ）へと再酸化させ、前記再酸化に起因して変化する前記一対の電極間に流れる電流の波形の特徴を表す値に基づいて前記被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度及び前記内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得する、内燃機関の制御装置であって、
前記印加電圧が前記所定の電圧となっている期間において前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることに加えて、
前記印加電圧を前記所定の電圧から降圧スイープする期間のうち、前記一対の電極間に流れる電流の前記再酸化に起因する変化が生ずる期間においては前記内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを更なる条件として、前記硫黄関連値の取得を許容する、
内燃機関の制御装置である。
【００４９】
これにより、硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流の変化が生ずる期間中、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度変化に起因する電極電流の変化が低減された状態において、当該再酸化に起因する電極電流の変化を検出することができる。その結果、当該再酸化に起因して変化する電極電流の波形をより正確に取得することができ、当該波形の特徴を表す値（波形特徴値）をより正確に取得することができる。結果として、当該波形特徴値に基づいて、被検ガス中のＳＯｘ濃度及び内燃機関の燃料中の硫黄含有率の少なくとも何れか一方である硫黄関連値をより正確に取得することが可能となる。
【００５０】
尚、第２形態に係る内燃機関の制御装置は、印加電圧を所定の電圧から降圧スイープする期間のうち上記再酸化に起因する電極電流の変化が生ずる期間における内燃機関の燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されるように内燃機関を積極的に制御してもよい。あるいは、第２形態に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関を積極的に制御するのではなく、内燃機関の通常の運転状態において、上記期間における内燃機関の燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていたか否かを判定し、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていた場合に限り硫黄関連値の取得を許容してもよい。
【００５１】
即ち、第２形態に係る内燃機関の制御装置において、「硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流の変化が生ずる期間において内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として」とは、内燃機関を積極的に制御して混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を強制的に一定に維持すること及び内燃機関の通常の運転状態において混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていたと判断されることの両方を包含する概念である。前者の場合において内燃機関において燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持するための具体的な手法については既に説明したので、ここでは説明を繰り返さない。
【００５２】
ところで、上述したように、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）の変化に伴う被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度変化に起因する電極電流の変化と比較して、硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流の変化は相対的に小さい。従って、例えば、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が大きく、結果として被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が高い場合、かかる高濃度の酸素（Ｏ２）に起因する電極電流（限界電流）の大きさと比較して、上記再酸化に起因する電極電流の変化は極めて小さくなる。この場合、上記再酸化に起因する電極電流の変化の検出感度が低下する虞がある。
【００５３】
従って、硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流の変化を精度良く検出するためには、上記再酸化に起因する電極電流の変化を検出する際に被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度をできるだけ低くすることが望ましい。上記再酸化に起因する電極電流の変化を検出する際に被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度を低下させるための具体的な手法は特に限定されないが、例えば、被検ガスから酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部が備えられていてもよい。
【００５４】
即ち、本発明の第３の実施形態（以降、「第３形態」と称される場合がある）に係る内燃機関の制御装置は、
上記第１形態又は第２形態に係る内燃機関の制御装置であって、
前記被検ガス中の酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部を更に備える、
内燃機関の制御装置である。
【００５５】
この第３形態に係る内燃機関の制御装置は、酸素除去部により、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）に起因する電極電流を低減することができる。従って、第３形態に係る内燃機関の制御装置によれば、例えば、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が大きく、結果として被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が高い場合であっても、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）が酸素除去部によって除去されるので、硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流の変化の検出感度の低下を回避することができる。更に、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化しても電極電流が変化し難く、上記再酸化に起因する電極電流の変化を精度良く検出することができる。
【００５６】
ところで、上記酸素除去部が被検ガス中の酸素（Ｏ２）を除去するための具体的な手法は特に限定されない。例えば、本明細書の冒頭において述べたような、被検ガスが導かれる空間に陰極が面するように直列に配置された２つのポンピングセルを備える２セル式の限界電流式ガスセンサにおいて、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）を酸素ポンピング作用によって除去するのに適した電圧を上流側のポンピングセルの電極間に印加し、下流側のポンピングセルを使用して、上述したように排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度を取得してもよい。この場合、上流側のポンピングセルが酸素除去部に相当する。
【００５７】
上述したように、第３形態に係る内燃機関の制御装置においては、酸素除去部により、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）に起因する電極電流を低減することができる。しかしながら、酸素除去部によって除去しきれない酸素（Ｏ２）及び被検ガス中の酸素（Ｏ２）以外のガス成分（例えば、水（Ｈ２Ｏ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）等）が電極電流に影響を及ぼす虞がある。かかる影響を低減する観点から、酸素除去部を備える場合においても、上記再酸化に起因する電極電流の変化が生ずる期間において混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持することがより望ましい。
【００５８】
以下、本発明の幾つかの実施形態に係る内燃機関の制御装置につき、必要に応じて添付図面を参照しながら、更に詳しく説明する。但し、以下に述べる説明はあくまでも例示を目的とするものであり、本発明の範囲が以下の説明に限定されると解釈されるべきではない。
【実施例１】
【００５９】
本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置（以降、「第１制御装置」と称される場合がある）は、上述した第２形態を具体化した装置である。第１形態は第２形態を包含する実施形態であるので、第１制御装置は第１形態を具体化した装置であると言うこともできる。第１制御装置は、限界電流式ガスセンサとして「１セル式の限界電流式ガスセンサ」を採用している。第１制御装置は、図３に示された内燃機関１０に適用される。機関１０はディーゼルエンジンであり、吸気ポート１２、排気ポート１３、及び燃焼室２２を備える。
【００６０】
吸気弁２４は、シリンダヘッド部に配設され、図示しないインテークカムシャフトによって駆動されることにより吸気ポート１２と燃焼室２２との連通部を開閉するようになっている。排気弁２５は、シリンダヘッド部に配設され、図示しないエキゾーストカムシャフトによって駆動されることにより排気ポート１３と燃焼室２２との連通部を開閉するようになっている。燃料噴射弁２６は、燃焼室２２内に燃料を噴射することができるようにシリンダヘッド部に配設されている。燃料噴射弁２６は、後述するＥＣＵ３０の指示に応じて燃焼室２２内に燃料を直接噴射する。
【００６１】
吸気ポート１２の燃焼室２２とは反対側の端部には吸気管２１が接続されている。排気ポート１３の燃焼室２２とは反対側の端部には排気管２３が接続されている。機関１０は、排気還流管２８とＥＧＲ制御弁２９とによって構成されるＥＧＲ装置を備える。排気還流管２８は、排気管２３を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気管２１へ還流させる。ＥＧＲ制御弁２９は、排気還流管２８を流れるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量）を制御する。
【００６２】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３３、ＣＰＵ３３が実行するプログラム及びマップ等を記憶するＲＯＭ３４、並びにデータを一時的に記憶するＲＡＭ３５を含んでなる。ＥＣＵ３０は、以下に述べる各種センサ類と接続されている。
【００６３】
ガスセンサ４０は、１セル式の限界電流式ガスセンサであり、機関１０の排気経路を構成する排気管２３に配設されている。ガスセンサ４０は、排気管２３に介装された図示しない排気浄化触媒（又は、ＤＰＦ等の排気浄化装置）よりも上流側に配設されている。ガスセンサ４０の構成及び作動については後に詳述する。エアフローメータ４１は、吸気経路を構成する吸気管２１内を通過する吸入空気（ＥＧＲガスを含まない新気）の質量流量（吸入空気量）Ｇａを測定し、測定された吸入空気量Ｇａに対応する信号を発生させる。ＥＧＲ制御弁開度センサ４２は、ＥＧＲ制御弁２９のＥＧＲ開弁率（開度）Ｅｒに対応する信号を発生させる。クランク角度センサ４３は、機関１０のクランクシャフト（図示せず）の回転位置に対応する信号を発生させる。ＥＣＵ３０は、クランク角度センサ４３からの信号に基づいて、機関１０の機関回転速度ＮＥを算出する。
【００６４】
次に、ガスセンサ４０の構成につき、図４を参照しながら説明する。ガスセンサ４０は、固体電解質層６１、第１アルミナ層６２Ａ、第２アルミナ層６２Ｂ、第３アルミナ層６２Ｃ、第４アルミナ層６２Ｄ及び第５アルミナ層６２Ｅ、拡散律速層（拡散抵抗層）６３並びにヒータ６４を備える。
固体電解質層６１は、ジルコニア等を含み、酸化物イオン伝導性を有する。
第１乃至第５アルミナ層は、アルミナを含む緻密（ガス不透過性）の層である。
拡散律速層６３は、多孔質の層であり、ガス透過性の層である。
ヒータ６４は、通電により発熱する発熱体である。
【００６５】
ガスセンサ４０の各層は、下方から、第５アルミナ層６２Ｅ、第４アルミナ層６２Ｄ、第３アルミナ層６２Ｃ、固体電解質層６１、拡散律速層６３及び第２アルミナ層６２Ｂ、第１アルミナ層６２Ａの順に積層されている。
【００６６】
大気導入路６６は、固体電解質層６１、第３アルミナ層６２Ｃ、及び第４アルミナ層６２Ｄによって形成される、外部の大気と直接連通した空間である。内部空間６７は、第１アルミナ層６２Ａ、固体電解質層６１、拡散律速層６３、及び第２アルミナ層６２Ｂによって形成される空間であり、拡散律速層５３を介して排気管２３の内部と連通している。従って、排気管２３内の圧力が内部空間６７内の圧力よりも所定値以上高いときに、排気管２３内の圧力に依らず、排気管２３内の排気が一定の流量にて内部空間６７内に被検ガスとして導かれる。
【００６７】
第１電極６５Ａ及び第２電極６５Ｂは、白金（Ｐｔ）若しくはロジウム（Ｒｈ）等の白金族元素又はその合金からなる電極である。第１電極６５Ａは陰極であり、第２電極６５Ｂは陽極である。第１電極６５Ａは、固体電解質層６１の一方の側の表面（具体的には、内部空間６７を形成する固体電解質層６１の表面）に固着されている。一方、第２電極６５Ｂは、固体電解質層６１の他方の側の表面（具体的には、大気導入路６６を形成する固体電解質層６１の表面）に固着されている。第１電極６５Ａ及び第２電極６５Ｂ並びに固体電解質層６１は、酸素ポンピング作用による酸素排出能力を有するポンピングセルを構成している。
【００６８】
尚、当該ポンピングセルは本実施例において被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度を取得するセンサとして使用されるので、以降、当該ポンピングセルは「センサセル」と称される場合がある。即ち、第１電極６５Ａ及び第２電極６５Ｂ並びに固体電解質層６１は、センサセル６５を構成している。電源６５Ｃは、第１電極６５Ａ及び第２電極６５Ｂに対して印加電圧Ｖｍを印加することができる。電流計６５Ｄは、センサセル６５を流れる電極電流Ｉｍに対応する信号をＥＣＵ３０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、第１電極６５Ａ及び第２電極６５Ｂに印加される印加電圧Ｖｍを制御することができる。
【００６９】
次に、ガスセンサ４０を用いた「被検ガス中のＳＯｘ濃度及び燃料中の硫黄成分の濃度」の検出方法について説明する。電源６５Ｃによってセンサセル６５の第１電極６５Ａと第２電極６５Ｂとの間に印加電圧Ｖｍが印加されると、印加電圧Ｖｍの大きさに応じて、内部空間６７内の被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）及び硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の含酸素ガスが第１電極６５Ａにて還元されて酸化物イオン（Ｏ２−）が発生する。この酸化物イオン（Ｏ２−）は固体電解質層６１を通って第２電極６５Ｂへ移動し、第２電極６５Ｂにて酸化されて酸素（Ｏ２）となる。この酸素（Ｏ２）は大気導入路６６から大気中に放出される。かかる酸化物イオン（Ｏ２−）の移動に伴い、センサセル６５に電極電流Ｉｍが流れる。図１を参照しながら前述したように、印加電圧Ｖｍの増減に伴う電極電流Ｉｍの推移の仕方は、内部空間６７内に導かれた被検ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含まない場合と、内部空間６７内に導かれた被検ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含む場合とで異なる。
【００７０】
ここで、印加電圧Ｖｍの増減に伴う電極電流Ｉｍの推移につき、添付図面を参照しながら更に具体的に説明する。図５は、ガスセンサ４０（第１制御装置が備える１セル式の限界電流式ガスセンサ）において印加電圧Ｖｍの昇圧スイープ及び降圧スイープを実行したときの印加電圧Ｖｍと電極電流Ｉｍとの関係を示す模式的なグラフである。図５に示されているグラフの横軸は印加電圧Ｖｍ［Ｖ］を、縦軸は電極電流Ｉｍ［μＡ］をそれぞれ表している。尚、本例においては、燃料中の硫黄含有率及び内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は一定に維持されており、その結果として排気中の酸素（Ｏ２）及び硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度もまた一定に維持されている。
【００７１】
曲線ＬＵ２は、印加電圧Ｖｍを第１電圧Ｖｍ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｍ２（本例においては、０．８Ｖ）へと徐々に増大（昇圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｍの変化を表している。曲線ＬＤ２は、印加電圧Ｖｍを上記のように増大させた後、印加電圧Ｖｍを第２電圧Ｖｍ２から第３電圧Ｖｍ３（本例においては、０．４Ｖ）へと徐々に減少（降圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｍの変化を表している。
【００７２】
第１電圧Ｖｍ１乃至第３電圧Ｖｍ３は、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）に起因する電極電流が一定の限界電流値となる限界電流域に含まれるので、被検ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含まない場合は、図１を参照しながら前述したように、昇圧スイープ及び降圧スイープの間、電極電流Ｉｍは略一定となる筈である。即ち、電極電流Ｉｍは、昇圧スイープ及び降圧スイープの間、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）に起因する限界電流値と略等しくなる筈である。
【００７３】
しかしながら、本例において使用した燃料は硫黄（Ｓ）成分を含有しており、その結果として排ガス（即ち、被検ガス）が硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含む。そのため、昇圧スイープ時、第１電極６５Ａ（陰極）に接した硫黄酸化物（ＳＯｘ）の硫黄（Ｓ）への還元に起因して、電極電流Ｉｍは徐々に上昇している。即ち、本例においては、被検ガスと接触する作用電極（陰極）の電位が被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元することが可能な電位となる「所定の電圧」として、第１電圧Ｖｍ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｍ２（本例においては、０．８Ｖ）までの範囲を有する電圧帯が採用されている。加えて、本例においては、「所定の電圧」として採用された上記電圧帯において、第１電圧Ｖｍ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｍ２（本例においては、０．８Ｖ）まで印加電圧Ｖｍを徐々に増大させる昇圧スイープを行っている。
【００７４】
一方、降圧スイープ時には、電極電流Ｉｍは一旦下降し、その後上昇する。前述したように、降圧スイープ時に発生する電極電流Ｉｍのかかる変化は、昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて再び硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因すると考えられる。本例においては、かかる降圧スイープ期間における電極電流Ｉｍの極小値を特定電流Ｉｃ２として取得し、降圧スイープが終了したときの電極電流Ｉｍを参照電流Ｉｒ２として取得する。そして、参照電流Ｉｒ２と特定電流Ｉｃ２との差分である電流差分Ｉｄ２（即ち、Ｉｄ２＝Ｉｒ２−Ｉｃ２）を「昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因して変化する電極電流Ｉｍの波形の特徴を表す値（波形特徴値）」として採用する。
【００７５】
このようにして得られる電流差分Ｉｄ２（波形特徴値）と、別のＳＯｘ濃度測定装置を用いて測定される排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘと、の関係をプロットしたグラフが図６に示されている。当該関係は、前述した昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因して変化する電極電流の波形の特徴を表す値（波形特徴値）と被検ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度（ＳＯｘ濃度）との関係に対応する。前述したように、電流差分Ｉｄ２とＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係は、例えば、種々の含有率にて硫黄（Ｓ）成分を含有する燃料によって形成される混合気であって種々の空燃比（Ａ／Ｆ）を有する混合気を内燃機関に供給し、その排気を被検ガスとして限界電流式ガスセンサに供給し、種々の排気中のＳＯｘ濃度に対応する電流差分Ｉｄ２を測定する事前実験等によって特定することができる。
【００７６】
図６のグラフによって表されているように、電流差分Ｉｄ２が大きいほど、内部空間６７内に導かれた被検ガス中のＳＯｘ濃度が高いこと、即ち排気管２３内の排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘが高い。従って、上記のようにして算出される電流差分Ｉｄ２に基づいて、被検ガス中のＳＯｘ濃度（即ち、排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘ）を取得することができる。即ち、限界電流式ガスセンサであるガスセンサ４０をＳＯｘ濃度センサとして使用することができる。尚、図６に示されているグラフによって表されている電流差分Ｉｄ２とＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係は、例えばマップ形式等のデータとしてＲＯＭ３４に保存されている。
【００７７】
ところで、図６に示されているグラフは、電流差分Ｉｄ２とＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係が一次関数によって表される直線として描かれている。しかしながら、実際には、例えば、ポンピングセルの設計仕様、電極電流の検出感度及び応答速度等の種々の要因により、必ずしも電流差分Ｉｄ２とＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係が一次関数で表されるとは限らない。図６に示されているグラフは、例えば、二次関数等の曲線として描かれる場合もあり得る。
【００７８】
ここで、ＥＣＵ３０の作動について、より具体的に説明する。ＥＣＵ３０は、ガスセンサ４０を使用してＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘを検出するため、ガスセンサ４０が備えるセンサセル６５を構成する第１電極６５Ａと第２電極６５Ｂとの間への印加電圧Ｖｍの昇圧スイープ及び降圧スイープを行う。これにより、ＥＣＵ３０は、前述したように、昇圧スイープ時に被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の還元によって生成された硫黄（Ｓ）が降圧スイープ時に再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因する電極電流Ｉｍの変化を検出し、かかる電極電流Ｉｍの波形の特徴を表す値（電流差分Ｉｄ２）を算出し、当該値に基づいてＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘ及び内燃機関の燃料中の硫黄（Ｓ）成分の含有率（硫黄含有率Ｃｓ）の少なくとも何れか一方である硫黄関連値を取得する。
【００７９】
即ち、ＥＣＵ３０は、前述したように、印加電圧Ｖｍを昇圧スイープさせることにより被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を還元した結果として生成される硫黄（Ｓ）の量に対応する値（電流差分Ｉｄ２）に基づいて硫黄関連値を取得していると言うことができる。
【００８０】
ところで、前述したように、機関１０の燃焼室２２における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると排気管２３を流れる排気中のＳＯｘ濃度（ＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘ）もまた変化する。従って、ＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘを正確に取得するためには、印加電圧Ｖｍが所定の電圧（第１電圧Ｖｍ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｍ２（本例においては、０．８Ｖ）までの範囲を有する電圧帯）となっていて被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が硫黄（Ｓ）へと還元されている期間において、機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることが望ましい。
【００８１】
そこで、機関１０の制御装置であるＥＣＵ３０は、印加電圧Ｖｍが所定の電圧となっている期間において機関１０の燃焼室２２における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定にされていることを条件として、ＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘの取得を許容する。即ち、本例における硫黄関連値は排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘである。これにより、ＥＣＵ３０は、ガスセンサ４０を使用して、排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘをより正確に取得することができる。更に、ＥＣＵ３０は、印加電圧Ｖｍが所定の電圧となっている期間において一定値であった混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を取得し、その空燃比（Ａ／Ｆ）と、取得した排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘと、予めＲＯＭ３５に記憶されている図２に示した関係と、に基づいて、燃料中の硫黄含有率Ｃｓを取得する。
【００８２】
尚、ＥＣＵ３０は、前述したように、例えば、燃料噴射量ｔａｕ及びＥＧＲ開弁率Ｅｒ等を調節して機関１０を積極的に制御することにより、印加電圧Ｖｍが所定の電圧帯において昇圧スイープされている期間に亘って機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持する。但し、ＥＣＵ３０は、上記のように機関１０を積極的に制御するのではなく、機関１０の通常の運転状態において、印加電圧Ｖｍが所定の電圧帯において昇圧スイープされている期間における機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていたか否かを判定し、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていた場合に限り硫黄関連値の取得を許容してもよい。
【００８３】
この場合、第１制御装置に空燃比（Ａ／Ｆ）センサを別途設けて、印加電圧Ｖｍが所定の電圧帯において昇圧スイープされている期間に亘って機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されているか否かを実測してもよい。あるいは、機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）に影響を及ぼすパラメータ（例えば、燃料噴射量ｔａｕ及びＥＧＲ開弁率Ｅｒ等）に基づいて、当該期間中に機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されているか否かを推定してもよい。
【００８４】
一方、印加電圧Ｖｍを降圧スイープさせる期間においては、ＥＣＵ３０は、ガスセンサ４０を使用して電極電流Ｉｍを検出し、特定電流Ｉｃ２と参照電流Ｉｒ２とを取得する。しかしながら、ガスセンサ４０は、１セル式の限界電流式ガスセンサであり、被検ガスがセンサセル６５に到達する前に被検ガス中の酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部を備えていない。従って、印加電圧Ｖｍを降圧スイープさせる期間において混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化すると、内部空間６７内の酸素（Ｏ２）の濃度が変化する。酸素（Ｏ２）の濃度が変化すると、第１電極６５Ａに接して還元される酸素（Ｏ２）の量が変化するので、電極電流Ｉｍが変化する。そのため、ＥＣＵ３０は、ガスセンサ４０によって電流差分Ｉｄ２を精度良く検出できなくなる虞がある。
【００８５】
そこで、ＥＣＵ３０は、印加電圧Ｖｍを所定の電圧から降圧スイープする期間のうち硫黄（Ｓ）から硫黄酸化物（ＳＯｘ）への再酸化に起因する電極電流Ｉｍの変化が生ずる期間において機関１０の燃焼室２２における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを更なる条件として、ＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘの取得を許容する。これにより、ＥＣＵ３０は、ガスセンサ４０を使用して、ＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘをより正確に取得することができる。また、斯くして取得されたＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘと当該ＳＯｘ濃度に対応する混合気（即ち、当該濃度の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を排気中に生成させる元となった混合気）の空燃比（Ａ／Ｆ）とに基づいて、燃料中の硫黄含有率Ｃｓをより正確に取得することができる。
【００８６】
尚、ＥＣＵ３０は、前述したように、例えば、燃料噴射量ｔａｕ及びＥＧＲ開弁率Ｅｒ等を調節して機関１０を積極的に制御することにより、印加電圧Ｖｍを所定の電圧から降圧スイープする期間のうち上記再酸化に起因する電極電流Ｉｍの変化が生ずる期間において、機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持する。但し、ＥＣＵ３０は、上記のように機関１０を積極的に制御するのではなく、機関１０の通常の運転状態において、印加電圧Ｖｍを所定の電圧から降圧スイープする期間のうち上記再酸化に起因する電極電流Ｉｍの変化が生ずる期間における機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていたか否かを判定し、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていた場合に限り硫黄関連値の取得を許容してもよい。
【００８７】
この場合においても、第１制御装置に空燃比（Ａ／Ｆ）センサを別途設けて、上記再酸化に起因する電極電流Ｉｍの変化が生ずる期間において機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されているか否かを実測してもよい。あるいは、機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）に影響を及ぼすパラメータ（例えば、燃料噴射量ｔａｕ及びＥＧＲ開弁率Ｅｒ等）に基づいて、当該期間中に機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されているか否かを推定してもよい。
【００８８】
降圧スイープの後、ＥＣＵ３０は、電流差分Ｉｄ２に基づいて排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘを取得し、斯くして取得されたＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘと、印加電圧Ｖｍが所定の電圧となっていて被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が硫黄（Ｓ）へと還元されている期間における機関１０の燃焼室２２における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）とに基づいて、燃料中の硫黄含有率Ｃｓを取得することができる。
【００８９】
ここで、以上説明したＥＣＵ３０が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンにつき、より具体的に説明する。図７は、第１制御装置のＥＣＵ３０（実際には、ＣＰＵ３４）が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンを示すフローチャートである。尚、ここでは、印加電圧Ｖｍの昇圧スイープ及び降圧スイープの両方に亘って機関１０を積極的に制御することにより機関１０の燃焼室２２における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持し、当該処理によって取得された排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘに基づいて燃料中の硫黄含有率Ｃｓを取得する場合について説明する。ＥＣＵ３０のＣＰＵ３３（以降、単に「ＣＰＵ」と称呼される場合がある）は、所定のタイミングにてステップ７００から処理を開始し、ステップ７１０に進む。
【００９０】
先ず、ステップ７１０において、燃料中の硫黄含有率Ｃｓを取得する要求（硫黄含有率Ｃｓ取得要求）があるか否かが判定される。かかる判定は、例えば、第１制御装置が適用される機関１０が搭載される車輌において燃料タンクへの燃料の充填が行われた後に当該処理が実行されて燃料中の硫黄含有率Ｃｓが取得された履歴が無い場合には硫黄含有率Ｃｓ取得要求が有ると判定し、かかる履歴が有る場合には硫黄含有率Ｃｓ取得要求が無いと判定することによって行ってもよい。
【００９１】
上記ステップ７１０において硫黄含有率Ｃｓ取得要求が有ると判定された場合（ステップ７１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは次のステップ７２０に進み、機関１０の燃焼室２２中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持する制御（空燃比維持制御）を開始する。即ち、ＣＰＵは、図示しないアクセルペダル操作量センサにより取得されるアクセルペダル操作量（機関負荷）及び機関回転速度等に依らず、常に空燃比が一定となるように燃料噴射量等を制御する。空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持された状態になったら、ＣＰＵは次のステップ７２５に進み、空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する。この空燃比（Ａ／Ｆ）が、前述した「取得された波形特徴値に対応する空燃比（Ａ／Ｆ）」であり、後に排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘから燃料中の硫黄含有率Ｃｓを取得する際に利用される。更に、ＣＰＵは次のステップ７３０に進み、印加電圧Ｖｍを第１電圧Ｖｍ１（０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｍ２（０．８Ｖ）へと徐々に増大させる（昇圧スイープを行う）。
【００９２】
昇圧スイープが完了したら、ＣＰＵは次のステップ７４０に進み、印加電圧Ｖｍを第２電圧Ｖｍ２（０．８Ｖ）から第１電圧Ｖｍ１（０．４Ｖ）へと徐々に減少させる（降圧スイープを行う）。当該ステップにおいて、ＣＰＵはガスセンサ４０を使用して電極電流Ｉｍを検出し、昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因して変化する電極電流Ｉｍの波形に基づいて特定電流Ｉｃ２と参照電流Ｉｒ２とを取得する。更に、斯くして取得された特定電流Ｉｃ２と参照電流Ｉｒ２とに基づいて、電極電流Ｉｍの上記波形の特徴を表す値（波形特徴値）として、電流差分Ｉｄ２を算出する。
【００９３】
降圧スイープが完了したら、ＣＰＵは次のステップ７５０に進み、空燃比維持制御を終了する。即ち、ＣＰＵは、燃焼室２２に供給される混合気の空燃比が、図示しないアクセルペダル操作量センサにより取得されるアクセルペダル操作量（機関負荷）及び機関回転速度等に応じて定まる要求空燃比に一致するように、燃料噴射量等を制御する。次に、ＣＰＵは次のステップ７６０に進み、マップ形式等のデータとしてＲＯＭ３４に保存されている電流差分Ｉｄ２と排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係（図６を参照）を参照し、電流差分Ｉｄ２に基づいて排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘを取得する。次に、ＣＰＵは次のステップ７７０に進み、斯くして取得されたＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘと、ステップ７２５において検出された「空燃比維持制御によって一定に維持された混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）」と、ＲＯＭ３４に保存されている排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘと混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）と燃料中の硫黄含有率Ｃｓとの関係（図２を参照）と、に基づいて、燃料中の硫黄含有率Ｃｓを取得する。更に、ＣＰＵはステップ７８０に進み、当該ルーチンを終了する。
【００９４】
尚、ＣＰＵは、例えば、取得された燃料中の硫黄含有率Ｃｓが所定の閾値を超える場合に、硫黄含有率Ｃｓを内燃機関の制御に反映させたり、内燃機関の故障に関する警告を発したり、排気浄化触媒のＯＢＤに利用したりしてもよい。更に、上記においては、空燃比維持制御を開始し、空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持された状態になった後に昇圧スイープを行った。しかしながら、印加電圧Ｖｍが所定の電圧となっている期間（所定電圧付与期間）において内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されている条件が満たされる限り、空燃比維持制御を開始するタイミングは必ずしも上記に限定されない。例えば、印加電圧Ｖｍが所定の電圧に到達するまでに空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持された状態を達成することができる場合は、印加電圧Ｖｍの昇圧スイープを開始した後に空燃比維持制御を開始してもよい。
【００９５】
更に、空燃比維持制御を終了するタイミングもまた必ずしも上記に限定されない。例えば、当該ルーチンの最終ステップにおいて、空燃比維持制御を終了してもよい。但し、第１制御装置が適用される機関１０が搭載される車輌の走行性能（ドライバビリティ）を良好に保つ観点からは、できるだけ早いタイミングで空燃比維持制御を終了させることが望ましい。更に、上記においては印加電圧Ｖｍの昇圧スイープ及び降圧スイープの両方に亘って混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を一定に維持したが、昇圧スイープ中に空燃比を一定値に維持し、降圧スイープ中は機関の運転状態に応じて空燃比を変更してもよい。
【実施例２】
【００９６】
本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置（以降、「第２制御装置」と称される場合がある）は、上述した第１形態及び第３形態を具体化した装置である。即ち、第２制御装置は、１セル式の限界電流式ガスセンサであるガスセンサ４０の代わりに、２セル式の限界電流式ガスセンサであるガスセンサ４５をガスセンサ４０と同様の部位に備える。更に、第２制御装置は、昇圧スイープ時に空燃比維持制御を行うが、降圧スイープ時には空燃比維持制御を行わない。即ち、第２制御装置は、２セル式の限界電流式ガスセンサ（ガスセンサ４５）を使用する点及び降圧スイープ時に空燃比維持制御を行わない点においてのみ、前述した第１制御装置と異なる。以下の説明においては、これらの相違点を中心に説明する。
【００９７】
先ず、第２制御装置が備える２セル式の限界電流式ガスセンサ（ガスセンサ４５）の構成につき、そのセンサの断面図である図８を参照しながら説明する。ガスセンサ４５は、第１固体電解質層５１Ａ及び第２固体電解質層５１Ｂ、第１アルミナ層５２Ａ、第２アルミナ層５２Ｂ、第３アルミナ層５２Ｃ、第４アルミナ層５２Ｄ、第５アルミナ層５２Ｅ及び第６アルミナ層５２Ｆ、拡散律速層（拡散抵抗層）５３並びにヒータ５４を備える。
第１及び第２固体電解質層は、ジルコニア等を含み、酸化物イオン伝導性を有する。
第１乃至第６アルミナ層は、アルミナを含む緻密（ガス不透過性）の層である。
拡散律速層５３は、多孔質の層であり、ガス透過性の層である。
ヒータ５４は、通電により発熱する発熱体である。
【００９８】
ガスセンサ４５の各層は、下方から、第６アルミナ層５２Ｆ、第５アルミナ層５２Ｅ、第４アルミナ層５２Ｄ、第２固体電解質層５１Ｂ、拡散律速層５３及び第３アルミナ層５２Ｃ、第１固体電解質層５１Ａ、第２アルミナ層５２Ｂ、第１アルミナ層５２Ａの順に積層されている。
【００９９】
第１大気導入路５７Ａは、第１固体電解質層５１Ａ、第１アルミナ層５２Ａ、及び第２アルミナ層５２Ｂによって形成される、外部の大気と直接連通した空間である。第２大気導入路５７Ｂは、第２固体電解質層５１Ｂ、第４アルミナ層５２Ｄ、及び第５アルミナ層５２Ｅによって形成される、外部の大気と直接連通した空間である。内部空間５８は、第１固体電解質層５１Ａ、第２固体電解質層５１Ｂ、拡散律速層５３、及び第３アルミナ層５２Ｃによって形成される空間であり、拡散律速層５３を介して排気管２３内部と連通している。従って、排気管２３内の圧力が内部空間５８内の圧力よりも所定値以上高いときに、排気管２３内の圧力に依らず、排気管２３内の排ガスが一定の流量にて内部空間５８内に被検ガスとして導かれる。
【０１００】
第１電極５５Ａ及び第２電極５５Ｂは、白金（Ｐｔ）若しくはロジウム（Ｒｈ）等の白金族元素又はその合金からなる電極である。第１電極５５Ａは陰極であり、第２電極５５Ｂは陽極である。第１電極５５Ａは、第２固体電解質層５１Ｂの一方の側の表面（具体的には、内部空間５８を形成する第２固体電解質層５１Ｂの表面）に固着されている。一方、第２ポンプ電極５５Ｂは、第２固体電解質層５１Ｂの他方の側の表面（具体的には、第２大気導入路５７Ｂを形成する第２固体電解質層５１Ｂの表面）に固着されている。第１電極５５Ａ及び第２電極５５Ｂ並びに第２固体電解質層５１Ｂは、酸素ポンピング作用による酸素排除能力を有するポンピングセルを構成している。
【０１０１】
尚、上記ポンピングセルは本実施例において被検ガス中の酸素（Ｏ２）を内部空間５８から排出するポンプとして使用されるので、以降、上記ポンピングセルは「ポンプセル」と称される場合がある。即ち、第１電極５５Ａ及び第２電極５５Ｂ並びに第２固体電解質層５１Ｂは、ポンプセル５５を構成している。電源５５Ｃは、第１電極５５Ａ及び第２電極５５Ｂに対して印加電圧Ｖｐを印加することができる。電流計５５Ｄは、ポンプセル５５を流れる電極電流Ｉｐに対応する信号をＥＣＵ３０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、第１電極５５Ａ及び第２電極５５Ｂに印加される印加電圧Ｖｐを制御することができる。
【０１０２】
第１電極５６Ａ及び第２電極５６Ｂは、白金（Ｐｔ）若しくはロジウム（Ｒｈ）等の白金族元素又はその合金からなる電極である。第１電極５６Ａは陰極であり、第２電極５６Ｂは陽極である。第１電極５６Ａは、第１固体電解質層５１Ａの一方の側の表面（具体的には、内部空間５８を形成する第１固体電解質層５１Ａの表面）に固着されている。一方、第２センサ電極５６Ｂは、第１固体電解質層５１Ａの他方の側の表面（具体的には、第１大気導入路５７Ａを形成する第１固体電解質層５１Ａの表面）に固着されている。第１電極５６Ａ及び第２電極５６Ｂ並びに第１固体電解質層５１Ａは、酸素ポンピング作用による酸素排除能力を有するポンピングセルを構成している。
【０１０３】
尚、上記ポンピングセルは本実施例において被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度を取得するセンサとして使用されるので、以降、上記ポンピングセルは「センサセル」と称される場合がある。即ち、第１電極５６Ａ及び第２電極５６Ｂ並びに第１固体電解質層５１Ａは、センサセル５６を構成している。電源５６Ｃは、第１電極５６Ａ及び第２電極５６Ｂに対して印加電圧Ｖｓを印加することができる。電流計５６Ｄは、センサセル５６を流れる電極電流Ｉｓに対応する信号をＥＣＵ３０へ出力する。また、ＥＣＵ３０は、第１電極５６Ａ及び第２電極５６Ｂに印加される印加電圧Ｖｓを制御することができる。
【０１０４】
ポンプセル５５の第１電極５５Ａはセンサセル５６の第１電極５６Ａよりも内部空間５８において上流側（即ち、拡散律速層５３に近い側）に配設されている。これにより、ポンプセル５５が内部空間５８内に導かれた被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）を除去した後に、センサセル５６が被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度を取得することができる。即ち、第２制御装置は、被検ガス中の酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部としてポンプセル５５を備える。
【０１０５】
次に、ガスセンサ４５を用いた「ＳＯｘ濃度及び燃料中の硫黄成分の濃度」の検出方法について説明する。電源５５Ｃによってポンプセル５５の第１電極５５Ａと第２電極５５Ｂとの間に印加電圧Ｖｐが印加されると、内部空間５８内の被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）が第１電極５５Ａにて還元されて酸化物イオン（Ｏ２−）が発生する。この酸化物イオン（Ｏ２−）は、第２固体電解質層５１Ｂを通って第２電極５５Ｂへ移動し、第２電極５５Ｂにて酸化されて酸素（Ｏ２）となる。この酸素（Ｏ２）は第２大気導入路５７Ｂから大気中に放出される。このように内部空間５８から第２大気導入路５７Ｂへと酸素（Ｏ２）が移動する現象は、前述したように「酸素ポンピング作用」とも称される。かかる酸化物イオン（Ｏ２−）の移動に伴い、ポンプセル５５に電極電流Ｉｐが流れる。
【０１０６】
尚、印加電圧Ｖｐは、図１を参照しながら前述した限界電流特性が発現する「限界電流域」に含まれる電圧であって且つ被検ガスと接触する第１電極５５Ａ（陰極）の電位が硫黄酸化物（ＳＯｘ）を還元することができる電位よりも低い電位となる電圧であることが望ましい。この場合、電極電流Ｉｐの値は限界電流値Ｉｇとなる。限界電流値Ｉｇは、被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度との相関を有するので、ポンプセル５５は、酸素ポンピング作用によって内部空間５８内の被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部としてのみならず、被検ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサとしても作動することができる（限界電流に基づいて空燃比を検出する方法については、例えば、特開２０００−６５７８２号公報及び特開２００４−６９５４７号公報等を参照）。
【０１０７】
次に、ガスセンサ４５に含まれるセンサセル５６の作動について説明する。前述したように、ポンプセル５５の第１電極５５Ａはセンサセル５６の第１電極５６Ａよりも内部空間５８において上流側（即ち、拡散律速層５３に近い側）に配設されている。従って、センサセル５６の第１電極５６Ａに到達した被検ガス中には酸素（Ｏ２）は実質的に含まれていない。かかる状態において電源５６Ｃによって第１電極５６Ａと第２電極５６Ｂとの間に印加される印加電圧Ｖｓを被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元することが可能な所定の電圧とすると、内部空間５８内の被検ガス中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が還元されて、硫黄（Ｓ）及び酸化物イオン（Ｏ２−）が生成される。斯くして生成された硫黄（Ｓ）は陰極である第１電極５６Ａに吸着される。一方、酸化物イオン（Ｏ２−）は、第１固体電解質層５１Ａを通って第２センサ電極５６Ｂへ移動し、第２電極５６Ｂにて酸化されて酸素（Ｏ２）となる。この酸素（Ｏ２）は第１大気導入路５７Ａから大気中に放出される。
【０１０８】
その後、印加電圧Ｖｓを所定の電圧から降圧スイープさせると、これまで説明してきた各種実施形態と同様に、電極電流Ｉｓが一旦下降し、その後上昇する。前述したように、降圧スイープ時に発生する電極電流Ｉｓのかかる変化は、上記のように印加電圧Ｖｓを所定の電圧とすることにより被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）が還元されて生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて再び硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因すると考えられる。但し、第２制御装置においては、被検ガス中の酸素（Ｏ２）が酸素除去部としてのポンプセル５５によって予め除去されているので、例えば、燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が大きく、結果として被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）の濃度が高い場合であっても、酸素（Ｏ２）に起因する電極電流Ｉｓを低減することができ、上記再酸化に起因する電極電流Ｉｓの変化の検出感度の低下を回避することができる。加えて、たとえ降圧スイープ中に燃焼室中の混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が変化しても電極電流Ｉｓが変化し難く、上記再酸化に起因する電極電流の変化を精度良く検出することができる。
【０１０９】
ここで、印加電圧Ｖｓの増減に伴う電極電流Ｉｓの推移につき、図９を参照しながら具体的に説明する。図９は、ガスセンサ４５（第２制御装置が備える２セル式の限界電流式ガスセンサ）のセンサセル５６（下流側ポンピングセル）において「印加電圧Ｖｓの昇圧スイープ及び降圧スイープを実行したときの印加電圧Ｖｓと電極電流Ｉｓとの関係」を示すグラフである。図９に示されているグラフの横軸は印加電圧Ｖｓ［Ｖ］を、縦軸は電極電流Ｉｓ［μＡ］をそれぞれ表している。尚、本例においては、燃料中の硫黄含有率及び内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は一定に維持されており、その結果として排気中の酸素（Ｏ２）及び硫黄酸化物（ＳＯｘ）の濃度もまた一定に維持されている。
【０１１０】
曲線ＬＵ３は、印加電圧Ｖｓを第１電圧Ｖｓ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｓ２（本例においては、０．８Ｖ）へと徐々に増大（昇圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｓの変化を表している。曲線ＬＤ３は、印加電圧Ｖｓを上記のように増大させた後、印加電圧Ｖｓを第２電圧Ｖｓ２から第３電圧Ｖｓ３（本例においては、０．４Ｖ）へと徐々に減少（降圧スイープ）させたときの電極電流Ｉｓの変化を表している。
【０１１１】
先ず、曲線ＬＵ３によって表されているように、昇圧スイープ時には、第１電極５６Ａ（陰極）に接した硫黄酸化物（ＳＯｘ）の硫黄（Ｓ）への還元に起因して、電極電流Ｉｓは徐々に上昇している。即ち、本例においては、被検ガスと接触する作用電極（陰極）の電位が被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を硫黄（Ｓ）へと還元することが可能な電位となる「所定の電圧」として、第１電圧Ｖｓ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｓ２（本例においては、０．８Ｖ）までの範囲を有する電圧帯が採用されている。加えて、本例においては、「所定の電圧」として採用された上記電圧帯において、第１電圧Ｖｓ１（本例においては、０．４Ｖ）から第２電圧Ｖｓ２（本例においては、０．８Ｖ）まで印加電圧Ｖｓを徐々に増大させる昇圧スイープを行っている。
【０１１２】
一方、降圧スイープ時には、曲線ＬＤ３によって表されているように、電極電流Ｉｓは一旦下降し、その後上昇する。前述したように、降圧スイープ時に発生する電極電流Ｉｓのかかる変化は、昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて再び硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因すると考えられる。本例においては、かかる降圧スイープ期間における電極電流Ｉｓの極小値を特定電流Ｉｃ３として取得し、降圧スイープが終了したときの電極電流Ｉｓを参照電流Ｉｒ３として取得する。そして、参照電流Ｉｒ３と特定電流Ｉｃ３との差分である電流差分Ｉｄ３（即ち、Ｉｄ３＝Ｉｒ３−Ｉｃ３）を昇圧スイープ時に生成された硫黄（Ｓ）が再酸化されて硫黄酸化物（ＳＯｘ）となることに起因して変化する電極電流Ｉｓの波形の特徴を表す値（波形特徴値）として採用する。
【０１１３】
第２制御装置においては、電源５５Ｃから印加電圧Ｖｐがポンプセル５５に常に印加されている。従って、センサセル５６に到達する被検ガス中の酸素（Ｏ２）は酸素除去部としてのポンプセル５５によって予め除去されているので、酸素（Ｏ２）に起因する大きい電極電流は実質的に発生せず、被検ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）と硫黄（Ｓ）との間での酸化還元に起因する電極電流Ｉｓの変化を精度良く検出することができる。
【０１１４】
上記のようにして算出された電流差分Ｉｄ３と排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係については、図６に示されているグラフを参照しながら前述した第１制御装置における電流差分Ｉｄ２と排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘとの関係と同様である。即ち、第２制御装置においても、上記のようにして算出される電流差分Ｉｄ３に基づいて、被検ガス中のＳＯｘ濃度（即ち、排気中のＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘ）を取得することができる。即ち、限界電流式ガスセンサであるガスセンサ４５をＳＯｘ濃度センサとして使用することができる。
【０１１５】
上述したように、第２制御装置におけるＥＣＵ３０は、ポンプセル５５の印加電圧Ｖｐを限界電流域に含まれる電圧に維持して、酸素ポンピング作用によって内部空間５８内の被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部としてポンプセル５５を作動させる。加えて、ＥＣＵ３０は、被検ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサとしてもポンプセル５５を作動させる。更に、ＥＣＵ３０は、降圧スイープ時に空燃比維持制御を行わない。これらの点を除き、第２制御装置におけるＥＣＵ３０の作動は、第１制御装置におけるＥＣＵ３０の作動と同様である。
【０１１６】
以上説明したＥＣＵ３０が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンの一例は、図１０に示されているフローチャートによって表すことができる。図１０は、第２制御装置のＣＰＵが実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンを示すフローチャートである。但し、当該フローチャートによって表される燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンは、ＥＣＵ３０がセンサセル５６の電極間への印加電圧Ｖｓを印加電圧Ｖｍに代えて増減させて、それに伴う電極電流Ｉｓの変化に基づいて硫黄含有率Ｃｓを取得する点（図１０のステップ１０２０及びステップ１０４０を参照）、及び空燃比（Ａ／Ｆ）を検出し且つ昇圧スイープが完了した時点で空燃比維持制御を終了する点（図１０のステップ１０１０、ステップ１０１５及びステップ１０３０を参照）においてのみ、図７に示されている第１制御装置が実行する硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンと異なる。従って、ここでは図１０に示されているフローチャートについての詳細な説明は割愛する。
【実施例３】
【０１１７】
本発明の実施例３に係る内燃機関の制御装置（以降、「第３制御装置」と称される場合がある）もまた、第２制御装置と同様に、上述した第１形態及び第３形態を具体化した装置である。即ち、第３制御装置は、第２制御装置と同様に、２セル式の限界電流式ガスセンサであるガスセンサ４５を備える。但し、第３制御装置は、昇圧スイープ時及び降圧スイープ時の何れにおいても空燃比維持制御を行わない点においてのみ、前述した第２制御装置と異なる。以下の説明においては、かかる相違点を中心に説明する。
【０１１８】
第３制御装置が備える２セル式の限界電流式ガスセンサ（ガスセンサ４５）の構成については、第２制御装置について図８を参照しながら既に説明したので、ここでの説明は割愛する。加えて、ガスセンサ４５を用いた「ＳＯｘ濃度及び燃料中の硫黄成分の濃度」の検出方法、ガスセンサ４５に含まれるポンプセル５５及びセンサセル５６の作動についても、第２制御装置について既に説明したので、ここでの詳細な説明は割愛する。第３制御装置におけるＥＣＵ３０もまた、ポンプセル５５の印加電圧Ｖｐを限界電流域に含まれる電圧に維持して、酸素ポンピング作用によって内部空間５８内の被検ガス中に含まれる酸素（Ｏ２）を除去する酸素除去部としてポンプセル５５を作動させる。加えて、ＥＣＵ３０は、被検ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサとしてもポンプセル５５を作動させる。
【０１１９】
しかしながら、上述したように、第３制御装置におけるＥＣＵ３０は、昇圧スイープ時及び降圧スイープ時の何れにおいても空燃比維持制御を行わない。この点を除き、第３制御装置におけるＥＣＵ３０の作動は、第２制御装置におけるＥＣＵ３０の作動と同様である。かかる第３制御装置におけるＥＣＵ３０が実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンの一例は、図１１に示されているフローチャートによって表すことができる。
【０１２０】
図１１は、第３制御装置のＣＰＵが実行する燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンを示すフローチャートである。但し、当該フローチャートによって表される燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンは、上述したようにＥＣＵ３０が空燃比維持制御を一切行わず、その代わりに昇圧スイープを通して空燃比（Ａ／Ｆ）を監視（モニタ）する点（図１１のステップ１１１０乃至ステップ１１３０を参照）、監視された空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であったか否かを判定する点（図１１のステップ１１４０を参照）、監視された空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であった場合には空燃比（Ａ／Ｆ）を取得する点（図１１のステップ１１５０を参照）、及び監視された空燃比（Ａ／Ｆ）が一定ではなかった場合には当該ルーチンを終了する点においてのみ、図１０に示されている第２制御装置が実行する硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンと異なる。
【０１２１】
上記のように、図１１のフローチャートによって表される燃料中の硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンにおいては、ステップ１１２０において実行される昇圧スイープ中に検出された空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であった場合には、図１０に示されている第２制御装置が実行する硫黄含有率Ｃｓの取得処理ルーチンと同様の処理が実行される。一方、ステップ１１２０において実行される昇圧スイープ中に検出された空燃比（Ａ／Ｆ）が一定ではなかった場合には、電極電流Ｉｓの波形の特徴を表す値（波形特徴値）としての電流差分Ｉｄ３を取得すること無く、当該ルーチンは終了される。即ち、空燃比維持制御を行わない（空燃比を強制的に一定に維持しない）第３制御装置においても、印加電圧が所定の電圧となっている期間において内燃機関の燃焼室における混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）が一定に維持されていることを条件として、硫黄関連値の取得が許容されることに変わりは無い。
【０１２２】
尚、図１１のフローチャートにおいては、ステップ１１３０において空燃比（Ａ／Ｆ）の監視（モニタ）が終了した直後のステップ１１４０において空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であったか否かを判定している。しかしながら、空燃比（Ａ／Ｆ）が一定であったか否かを判定するステップは、ステップ１０４０における降圧スイープ、ステップ７６０におけるＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘの取得又はステップ７７０における硫黄含有率Ｃｓの何れの後に実行してもよい。
【０１２３】
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び実施例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び実施例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…機関、２２…燃焼室、４０…限界電流式ガスセンサ、６１…固体電解質層、６２Ａ…第１アルミナ層、６２Ｂ…第２アルミナ層、６２Ｃ…第３アルミナ層、６２Ｄ…第４アルミナ層、６２Ｅ…第５アルミナ層、６３…拡散律速層、６４…ヒータ、６５Ａ…第１電極、６５Ｂ…第２電極、６６…大気導入路、及び６７…内部空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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