(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の制御装置で、ＳＯ２によって劣化した限界電流式センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定する。【解決手段】限界電流式センサへの印加電圧を０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇させた後に０．４Ｖまで低下するまでの間の出力電流のうち、参照面積ＡｒとＳ被毒面積Ａｓの比＝Ｓ被毒面積／参照面積が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
限界電流式センサを有する内燃機関の制御装置において、前記センサへの印加電圧をＳ被毒回復電圧まで上昇させた後に低下させるＳ被毒回復制御を実施する制御部を具備し、該制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復が完了したと判定する制御装置。
【請求項２】
前記Ｓ被毒回復制御を１回実施した場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、当該Ｓ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流である請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記Ｓ被毒回復制御を２回実施した場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、２回目のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流であり、前記所定判定値は、１回目のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流から定まる値である請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復の完了判定の代わりに、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復の完了判定の代わりに、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御を実施し、該電圧制御の実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御の実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出し、前記電圧制御の実施時の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記Ｓ被毒回復制御を実施する請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御の実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出し、前記電圧制御の実施時の出力電流が警報判定値以上である場合、警報を発する請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記特定成分がＳＯｘである請求項４〜７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記Ｓ被毒回復電圧が０．８Ｖ以上の電圧である請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１０】
前記Ｓ被毒回復制御において前記Ｓ被毒回復電圧からの印加電圧の低下終了時点の印加電圧が０．７Ｖ以下の電圧である請求項１〜９のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１１】
前記パラメータ検出電圧が０．８Ｖ以上の電圧である請求項５〜７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、通常、前記Ｓ被毒回復電圧よりも低い通常電圧を前記センサに印加しており、該通常電圧が前記センサに印加されているときの前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の酸素濃度を検出する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１３】
前記制御部は、通常、前記パラメータ検出電圧よりも低い通常電圧を前記センサに印加しており、該通常電圧が前記センサに印加されているときの前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の酸素濃度を検出する請求項５〜７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１４】
限界電流式センサを有する内燃機関の制御方法であって、前記センサへの印加電圧をＳ被毒回復電圧まで上昇させた後に低下させるＳ被毒回復ステップと、該Ｓ被毒回復ステップ中の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流を取得する出力電流取得ステップと、該出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定する判定ステップと、を具備する制御方法。
【請求項１５】
前記判定ステップの代わりに、前記出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記Ｓ被毒回復ステップの実施時の印加電圧低下中の出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する特定成分パラメータ検出ステップを具備する請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記判定ステップの代わりに、前記出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御ステップと、該電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する特定成分パラメータ検出ステップと、を具備する請求項１４に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、限界電流式酸素センサにおいて、ＳＯ２を含まない大気中で監視電圧を徐々に上昇させることによって、酸素センサの劣化（すなわち、ＳＯ２による酸素センサの劣化）を回復させる限界電流式酸素センサの劣化回復方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１００４５４号公報
【特許文献２】特開平１０−２６０１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、酸素センサの劣化が十分に回復したか否かが判定されない。このため、酸素センサの劣化が回復していないうちに、酸素センサの劣化回復が終了されてしまう可能性がある。したがって、酸素センサの劣化が十分に回復したか否かを判定することが望まれる。特に、ＳＯ２が多い雰囲気中において、酸素センサの劣化回復を実施した場合、酸素センサの劣化が回復していないうちに、酸素センサの劣化回復が終了されている可能性が高い。したがって、この場合、酸素センサの劣化が十分に回復したか否かを判定することが特に望まれる。
【０００５】
そして、このことは、一般的に、Ｓ被毒したセンサ（すなわち、ＳＯ２によって劣化したセンサ）のＳ被毒回復を実施する場合にも当てはまる。そこで、本発明の目的は、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜本発明の制御装置１＞
本願の１つの発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御装置に関する。この発明の制御装置は、前記センサへの印加電圧をＳ被毒回復電圧まで上昇させた後に低下させるＳ被毒回復制御を実施する制御部を具備する。そして、該制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復が完了したと判定する。これによれば、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することができる。
【０００７】
＜Ｓ被毒の程度が反映される出力電流＞
なお、前記Ｓ被毒回復制御を１回実施した場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、たとえば、当該Ｓ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流である。
【０００８】
また、前記Ｓ被毒回復制御を２回実施した場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、たとえば、２回目のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流であり、前記所定判定値は、たとえば、１回目のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流から定まる値である。
【０００９】
＜本発明の制御装置２＞
また、前記制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復の完了判定の代わりに、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータ（以下「特定成分パラメータ」）を検出するようにしてもよい。
【００１０】
これによれば、Ｓ被毒回復されたセンサによって、特定成分パラメータが検出されるので、特定成分パラメータを正確に検出することができる。さらに、Ｓ被毒回復制御の実施中の出力電流を用いて特定成分パラメータが検出されるので、Ｓ被毒回復後、より早く、特定成分パラメータを検出することができる。特に、印加電圧が一定の電圧に維持されているときの出力電流に占める特定成分の影響、または、印加電圧が上昇されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて小さい場合であっても、印加電圧がパラメータ検出電圧から低下されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて大きい場合、被検ガス中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００１１】
＜本発明の制御装置３＞
また、前記制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復の完了判定の代わりに、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御を実施し、該電圧制御の実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出するようにしてもよい。
【００１２】
これによれば、Ｓ被毒回復されたセンサによって、特定成分パラメータが検出されるので、特定成分パラメータを正確に検出することができる。さらに、Ｓ被毒回復とは別個に特定成分パラメータが検出されるので、特定成分パラメータをより正確に検出することができる。特に、印加電圧が一定の電圧に維持されているときの出力電流に占める特定成分の影響、または、印加電圧が上昇されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて小さい場合であっても、印加電圧がパラメータ検出電圧から低下されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて大きい場合、被検ガス中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００１３】
＜Ｓ被毒回復制御の実施条件＞
なお、前記制御部は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御の実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出し、前記電圧制御の実施時の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記Ｓ被毒回復制御を実施するようにしてもよい。これによれば、Ｓ被毒によるセンサの検出精度の低下が生じている可能性がない場合に限り、特定成分パラメータが検出される。このため、特定成分パラメータをより精度良く検出することができる。
【００１４】
＜警報＞
また、前記制御部は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御の実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出し、前記電圧制御の実施時の出力電流が警報判定値以上である場合、警報を発するようにしてもよい。これによれば、燃料性状が異常である可能性がある場合、当該特定成分パラメータ検出装置の利用者は、燃料性状が異常である可能性があることを知ることができる。
【００１５】
＜特定成分＞
また、前記特定成分は、たとえば、ＳＯｘである。この場合、ＳＯｘに関するパラメータを検出することができる。
【００１６】
＜Ｓ被毒回復電圧＞
また、前記Ｓ被毒回復電圧は、たとえば、０．８Ｖ以上の電圧である。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００１７】
＜電圧低下時点の印加電圧＞
また、前記Ｓ被毒回復制御において、前記Ｓ被毒回復電圧からの印加電圧の低下終了時点の印加電圧は、たとえば、０．７Ｖ以下の電圧である。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００１８】
＜パラメータ検出電圧＞
また、前記パラメータ検出電圧は、たとえば、０．８Ｖ以上の電圧である。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００１９】
＜Ｓ被毒回復制御における電圧低下スイープ速度＞
前記制御部は、印加電圧を前記Ｓ被毒回復電圧から低下させるときの電圧変化の周波数を１００Ｈｚ以下の周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００２０】
＜Ｓ被毒回復制御における電圧上昇スイープ速度＞
前記制御部は、印加電圧をＳ被毒回復電圧まで上昇させるときの電圧変化の周波数を１００Ｈｚ以下の周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００２１】
＜内燃機関＞
また、前記内燃機関は、たとえば、ガソリンエンジンである。ガソリンエンジンは、大部分の機関運転領域において空燃比が理論空燃比で運転される。したがって、被検ガスである排気中の酸素濃度が低い。このため、特定成分パラメータを検出しやすい。
【００２２】
＜酸素濃度検出＞
また、前記制御部は、通常、前記Ｓ被毒回復電圧よりも低い通常電圧を前記センサに印加しており、該通常電圧が前記センサに印加されているときの前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の酸素濃度を検出するようにしてもよい。これによれば、被検ガス中の酸素濃度を検出することができる。
【００２３】
また、前記制御部は、通常、前記パラメータ検出電圧よりも低い通常電圧を前記センサに印加しており、該通常電圧が前記センサに印加されているときの前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の酸素濃度を検出するようにしてもよい。これによれば、被検ガス中の酸素濃度を検出することができる。
【００２４】
＜通常の特定成分パラメータ検出＞
また、前記制御部は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させたときの前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出してもよい。
【００２５】
これによれば、特定成分パラメータを検出することができる。特に、印加電圧が一定の電圧に維持されているときの出力電流に占める特定成分の影響、または、印加電圧が上昇されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて小さい場合であっても、印加電圧がパラメータ検出電圧から低下されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて大きい場合、被検ガス中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００２６】
＜通常の特定成分パラメータ検出におけるピーク値の利用＞
また、前記制御部は、印加電圧を前記パラメータ検出電圧から低下させたときの出力電流のピーク値を、前記パラメータ検出用の出力電流として用いると好ましい。ピーク値は、印加電圧の低下中の出力電流のうち、最も小さい出力電流（または、最も大きい出力電流）である。したがって、ピーク値は、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流であると言える。このため、パラメータ検出用の出力電流としてピーク値を用いることによって、特定成分パラメータをより精度良く検出することができる。
【００２７】
＜通常の特定成分パラメータ検出における電圧低下前の印加電圧＞
また、前記制御部は、通常、前記パラメータ検出電圧よりも低い電圧を印加しておき、印加電圧を前記パラメータ検出電圧まで上昇させ、その後、印加電圧を低下させたときの出力電流を、前記パラメータ検出用の出力電流として用いるようにしてもよい。この場合、印加電圧の低下開始前にセンサに印加させておく電圧は、パラメータ検出電圧よりも低い。このため、印加電圧の低下開始前にセンサに印加させておく電圧がパラメータ検出電圧である場合に比べて、特定成分パラメータ検出に消費される電力を少なくすることができる。
【００２８】
＜通常の特定成分パラメータ検出における印加電圧低下時点の電圧＞
また、前記パラメータ検出電圧からの印加電圧の低下終了時点の印加電圧が０．７Ｖ以下の電圧であると好ましい。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００２９】
＜特定成分パラメータ検出における電圧低下スイープ速度＞
また、前記制御部は、印加電圧を前記パラメータ検出電圧から低下させるときの電圧変化の周波数を１００Ｈｚ以下の周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を確実に得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００３０】
＜特定成分パラメータ検出における電圧上昇スイープ速度＞
また、前記制御部は、印加電圧を前記パラメータ検出電圧まで上昇させるときの電圧変化の周波数を１００Ｈｚ以下の周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を確実に得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００３１】
＜本発明の制御方法１＞
また、本願のさらにもう１つの発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御方法に関する。この方法は、前記センサへの印加電圧をＳ被毒回復電圧まで上昇させた後に低下させるＳ被毒回復ステップと、該Ｓ被毒回復ステップ中の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流を取得する出力電流取得ステップと、該出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定する判定ステップと、を具備する。これによれば、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することができる。
【００３２】
＜本発明の制御方法２＞
また、上記発明は、前記判定ステップの代わりに、前記出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記Ｓ被毒回復ステップの実施時の印加電圧低下中の出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する特定成分パラメータ検出ステップを具備してもよい。
【００３３】
これによれば、Ｓ被毒回復されたセンサによって、特定成分パラメータが検出されるので、特定成分パラメータを正確に検出することができる。さらに、Ｓ被毒回復ステップの実施中の出力電流を用いて特定成分パラメータが検出されるので、Ｓ被毒回復後、より早く、特定成分パラメータを検出することができる。
【００３４】
＜本発明の制御方法３＞
また、上記発明は、前記判定ステップの代わりに、前記出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧制御ステップと、該電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する特定成分パラメータ検出ステップと、を具備してもよい。
【００３５】
これによれば、Ｓ被毒回復されたセンサによって、特定成分パラメータが検出されるので、特定成分パラメータを正確に検出することができる。さらに、Ｓ被毒回復ステップとは別個に特定成分パラメータが検出されるので、特定成分パラメータをより正確に検出することができる。
【００３６】
＜Ｓ被毒の程度が反映される出力電流＞
なお、前記Ｓ被毒回復ステップが１回実施された場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、たとえば、当該Ｓ被毒回復ステップの実施時の印加電圧低下中の出力電流である。
【００３７】
また、前記Ｓ被毒回復ステップが２回実施された場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、たとえば、２回目のＳ被毒回復ステップの実施時の印加電圧低下中の出力電流であり、前記所定判定値は、たとえば、１回目のＳ被毒回復ステップの実施時の印加電圧低下中の出力電流から定まる値である。
【００３８】
＜Ｓ被毒回復ステップの実施条件＞
なお、上記方法は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる通常電圧制御ステップと、該通常電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する通常検出ステップと、をさらに具備し、前記通常電圧制御ステップの実施時の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記Ｓ被毒回復ステップを実施するようにしてもよい。これによれば、Ｓ被毒によるセンサの検出精度の低下が生じている可能性がない場合に限り、特定成分パラメータが検出される。このため、特定成分パラメータをより精度良く検出することができる。
【００３９】
＜警報＞
また、上記方法は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる通常電圧制御ステップと、該通常電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する通常検出ステップと、前記通常電圧制御ステップの実施時の出力電流が警報判定値以上である場合、警報を発する警報ステップと、をさらに具備してもよい。これによれば、燃料性状が異常である可能性がある場合、燃料性状が異常である可能性があることを知ることができる。
【００４０】
＜特定成分＞
また、上記方法において、前記特定成分は、たとえば、ＳＯｘである。この場合、ＳＯｘに関するパラメータを検出することができる。
【００４１】
＜Ｓ被毒回復電圧＞
また、上記方法において、前記Ｓ被毒回復電圧は、たとえば、０．８Ｖ以上の電圧である。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００４２】
＜電圧低下時点の印加電圧＞
また、上記方法の前記Ｓ被毒回復ステップにおいて、前記Ｓ被毒回復電圧からの印加電圧の低下終了時点の印加電圧は、たとえば、０．７Ｖ以下の電圧である。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００４３】
＜パラメータ検出電圧＞
また、上記方法において、前記パラメータ検出電圧は、たとえば、０．８Ｖ以上の電圧である。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００４４】
＜Ｓ被毒回復ステップにおける電圧低下スイープ速度＞
また、上記方法のＳ被毒回復ステップにおいて、印加電圧を前記Ｓ被毒回復電圧から低下させるときの電圧変化の周波数を１００Ｈｚ以下の周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００４５】
＜Ｓ被毒回復ステップにおける電圧上昇スイープ速度＞
また、上記方法のＳ被毒回復ステップにおいて、印加電圧をＳ被毒回復電圧まで上昇させた後に低下させるときの電圧変化の周波数を１００Ｈｚ以下の周波数に設定するようにしてもよい。これによれば、Ｓ被毒をより確実に回復させることができる。
【００４６】
＜内燃機関＞
また、上記方法において、前記内燃機関は、たとえば、ガソリンエンジンである。ガソリンエンジンは、大部分の機関運転領域において空燃比が理論空燃比で運転される。したがって、被検ガスである排気中の酸素濃度が低い。このため、特定成分パラメータを検出しやすい。
【００４７】
＜酸素濃度検出＞
また、上記方法は、通常、前記Ｓ被毒回復電圧よりも低い通常電圧を前記センサに印加する通常電圧制御ステップと、該通常電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出ステップと、をさらに具備してもよい。これによれば、被検ガス中の酸素濃度を検出することができる。
【００４８】
また、上記方法は、通常、前記パラメータ検出電圧よりも低い通常電圧を前記センサに印加する通常電圧制御ステップと、該通常電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出ステップと、を具備してもよい。これによれば、被検ガス中の酸素濃度を検出することができる。
【００４９】
＜通常の特定成分パラメータ検出＞
また、上記方法は、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧から低下させる電圧低下ステップと、該電圧低下ステップ中の前記センサの出力電流を取得する出力電流取得ステップと、該出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータを検出する特定成分パラメータ検出ステップと、をさらに具備してもよい。
【００５０】
これによれば、特定成分パラメータを検出することができる。特に、印加電圧が一定の電圧に維持されているときの出力電流に占める特定成分の影響、または、印加電圧が上昇されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて小さい場合であっても、印加電圧がパラメータ検出電圧から低下されたときの出力電流に占める特定成分の影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて大きい場合、被検ガス中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００５１】
＜通常の特定成分パラメータ検出におけるピーク値の利用＞
また、上記方法の前記通常検出ステップにおいて、前記センサの出力電流のピーク値を取得すると好ましい。ピーク値は、印加電圧の低下中の出力電流のうち、最も小さい出力電流（または、最も大きい出力電流）である。したがって、ピーク値は、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流であると言える。このため、パラメータ検出用の出力電流としてピーク値を用いることによって、特定成分パラメータをより精度良く検出することができる。
【００５２】
＜通常の特定成分パラメータ検出における電圧低下前の印加電圧＞
また、上記方法は、通常、前記パラメータ検出電圧よりも低い電圧を印加しておく通常電圧制御ステップと、前記電圧低下ステップの実施前に印加電圧を前記パラメータ検出電圧まで上昇させる電圧上昇ステップと、をさらに具備していてもよい。この場合、印加電圧の低下開始前にセンサに印加させておく電圧は、パラメータ検出電圧よりも低い。このため、印加電圧の低下開始前にセンサに印加させておく電圧がパラメータ検出電圧である場合に比べて、特定成分パラメータ検出に消費される電力を少なくすることができる。
【００５３】
＜通常の特定成分パラメータ検出における印加電圧低下時点の電圧＞
また、上記方法の前記電圧低下ステップにおいて、前記パラメータ検出電圧からの印加電圧の低下終了時点の印加電圧が０．７Ｖ以下の電圧であると好ましい。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００５４】
＜特定成分パラメータ検出における電圧低下スイープ速度＞
また、上記方法の前記電圧低下ステップにおいて、印加電圧を前記パラメータ検出電圧から低下させるときの電圧変化の周波数が１００Ｈｚ以下の周波数であると好ましい。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を確実に得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【００５５】
＜特定成分パラメータ検出における電圧上昇スイープ速度＞
また、上記方法の前記電圧上昇ステップにおいて、印加電圧を前記パラメータ検出電圧まで上昇させるときの電圧変化の周波数が１００Ｈｚ以下の周波数であると好ましい。これによれば、特定成分パラメータに精度良く対応する出力電流を確実に得ることができ、ひいては、特定成分パラメータを精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本発明の限界電流式センサの１つの実施形態（２セルタイプ限界電流式センサ）を示している。
【図２】図２は、図１の限界電流式センサの出力特性を示している。
【図３】図３は、図１の限界電流式センサの出力特性を示している。
【図４】図４は、ＳＯｘ濃度と出力電流のピーク値との関係を示している。
【図５】図５は、本発明の限界電流式センサの別の実施形態（１セルタイプ限界電流式センサ）を示している。
【図６】図６は、図５の限界電流式センサの出力特性を示している。
【図７】図７は、図１または図５の限界電流式センサを有するＳＯｘ濃度検出装置を備えた内燃機関を示している。
【図８】図８は、第１実施形態の印加電圧の変化に対応する出力電流を示したタイムチャートを示している。
【図９】図９は、ＳＯｘ濃度検出時の印加電圧の上昇および低下の形態を示している。
【図１０】図１０（Ａ）は、図１の限界電流式センサにて採用される回路の一例を示し、図１０（Ｂ）は、図５の限界電流式センサにて採用される回路の一例を示している。
【図１１】図１１は、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの実施形態の一例を示している。
【図１２】図１２は、第１実施形態のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧の変化に対応する出力電流を示したタイムチャートを示している。
【図１３】図１３は、第１実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例を示している。
【図１４】図１４は、第２実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例を示している。
【図１５】図１５は、第３実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例を示している。
【図１６】図１６は、第４実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例を示している。
【図１７】図１７は、Ｓ被毒回復完了判定時の印加電圧の上昇および低下の形態を示している。
【図１８】図１８は、第５実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１９】図１９は、第６実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２０】図２０は、第７実施形態のＳＯｘ濃度・空燃比検出フローの一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図面を参照して本発明の内燃機関の制御装置について説明する。以下、内燃機関から排出される排気を被検ガスとして採用し、且つ、排気中の硫黄酸化物（以下「ＳＯｘ」）を特定成分として採用し、且つ、ＳＯｘ濃度を特定成分パラメータとして採用した場合を例に本発明の実施形態について説明する。
【００５８】
＜２セルタイプ限界電流式センサの構成＞
図１に本発明の第１実施形態の限界電流式センサの１つが示されている。図１の限界電流式センサは、２セルタイプの限界電流式センサである。図１において、１０は限界電流式センサ、１１Ａは第１固体電解質層、１１Ｂは第２固体電解質層、１２Ａは第１アルミナ層、１２Ｂは第２アルミナ層、１２Ｃは第３アルミナ層、１２Ｄは第４アルミナ層、１２Ｅは第５アルミナ層、１２Ｆは第６アルミナ層、１３は拡散律速層、１４はヒータ、１５はポンプセル、１５Ａは第１ポンプ電極、１５Ｂは第２ポンプ電極、１５Ｃはポンプセル電圧源、１６はセンサセル、１６Ａは第１センサ電極、１６Ｂは第２センサ電極、１６Ｃはセンサセル電圧源、１７Ａは第１大気導入路、１７Ｂは第２大気導入路、１８は内部空間をそれぞれ示している。
【００５９】
固体電解質層１１Ａ、１１Ｂは、ジルコニア等からなる層であり、酸素イオン伝導性を有する。アルミナ層１２Ａ〜１２Ｆは、アルミナからなる層である。拡散律速層１３は、多孔質の層であり、排気を通すことができる。センサ１０では、各層は、図１において下方から、第６アルミナ層１２Ｆ、第５アルミナ層１２Ｅ、第４アルミナ層１２Ｄ、第２固体電解質層１１Ｂ、拡散律速層１３および第３アルミナ層１２Ｃ、第１固体電解質層１１Ａ、第２アルミナ層１２Ｂ、第１アルミナ層１２Ａの順で積層されている。ヒータ１４は、第５アルミナ層１２Ｅと第６アルミナ層１２Ｆとの間に配置されている。
【００６０】
第１大気導入路１７Ａは、第１アルミナ層１２Ａと第２アルミナ層１２Ｂと第１固体電解質層１１Ａとによって形成された空間であり、その一部は大気に開放されている。第２大気導入路１７Ｂは、第２固体電解質層１１Ｂと第４アルミナ層１２Ｄと第５アルミナ層１２Ｅとによって形成された空間であり、その一部は大気に開放されている。内部空間１８は、第１固体電解質層１１Ａと第２固体電解質層１２Ｂと拡散律速層１３と第３アルミナ層１２Ｃとによって形成された空間であり、その一部は拡散律速層１３を介してセンサ外部に連通している。
【００６１】
＜ポンプセルの構成＞
第１ポンプ電極１５Ａおよび第２ポンプ電極１５Ｂは、白金もしくはロジウム等の白金族元素またはその合金からなる電極である。第１ポンプ電極１５Ａは、第２固体電解質層１１Ｂの一方の側の壁面（すなわち、内部空間１８を形成する第２固体電解質層１１Ｂの壁面）に配置され、第２ポンプ電極１５Ｂは、第２固体電解質層１１Ｂの他方の側の壁面（すなわち、第２大気導入路１７Ｂを形成する第２固体電解質層１１Ｂの壁面）に配置されている。これら電極１５Ａ、１５Ｂと第２固体電解質層１１Ｂとは、ポンプセル１５を構成している。センサ１０は、ポンプセル１５（具体的には、第１ポンプ電極１５Ａと第２ポンプ電極１５Ｂとの間）にポンプセル電圧源１５Ｃから電圧を印加可能に構成されている。なお、第１ポンプ電極１５Ａは陰極側の電極であり、第２ポンプ電極１５Ｂは陽極側の電極である。
【００６２】
＜ポンプセルの機能＞
ポンプセル１５に電圧が印加されると、内部空間１８内の酸素が第１ポンプ電極１５Ａに接触したときに、この酸素が第１ポンプ電極１５Ａ上で酸素イオンとなり、この酸素イオンが第２固体電解質層１１Ｂの内部を第２ポンプ電極１５Ｂに向かって移動する。このとき、第１ポンプ電極１５Ａと第２ポンプ電極１５Ｂとの間には、第２固体電解質層１１Ｂの内部を移動した酸素イオン量に比例した電流が流れる。そして、酸素イオンが第２ポンプ電極１５Ｂに達すると、酸素イオンは第２ポンプ電極１５Ｂにおいて酸素となって第２大気導入路１７Ｂに放出される。つまり、ポンプセル１５は、排気中の酸素を排気からポンピングによって大気に放出し、排気中の酸素濃度を低下させることができる。このポンプセル１５のポンピング能力は、ポンプセル電圧源１５Ｃから当該ポンプセル１５に印加される電圧が高いほど高い。
【００６３】
＜センサセルの構成＞
第１センサ電極１６Ａおよび第２センサ電極１６Ｂは、白金もしくはロジウム等の白金族元素またはその合金からなる電極である。第１センサ電極１６Ａは、第１固体電解質層１１Ａの一方の側の壁面（すなわち、内部空間１８を形成する第１固体電解質層１１Ａの壁面）に配置され、第２センサ電極１６Ｂは、第１固体電解質層１１Ａの他方の側の壁面（すなわち、第１大気導入路１７Ａを形成する第１固体電解質層１１Ａの壁面）に配置されている。これら電極１６Ａ、１６Ｂと第１固体電解質層１１Ａとは、センサセル１６を構成している。センサ１０は、センサセル１６（具体的には、第１センサ電極１６Ａと第２センサ電極１６Ｂとの間）にセンサセル電圧源１６Ｃから電圧を印加可能に構成されている。なお、第１センサ電極１６Ａは陰極側の電極であり、第２センサ電極１６Ｂは陽極側の電極である。
【００６４】
＜センサセルの機能＞
センサセル１６に電圧が印加されると、内部空間１８内のＳＯｘが第１センサ電極１６Ａに接触したときに、このＳＯｘが第１センサ電極１６Ａ上で分解され、ＳＯｘの酸素が酸素イオンとなり、この酸素イオンが第１固体電解質層１１Ａの内部を第２センサ電極１６Ｂに向かって移動する。このとき、第１センサ電極１６Ａと第２センサ電極１６Ｂとの間には、第１固体電解質層１１Ａの内部を移動した酸素イオン量に比例した電流が流れる。そして、酸素イオンが第２センサ電極１６Ｂに達すると、酸素イオンは第２センサ電極１６Ｂにおいて酸素となって第１大気導入路１７Ａに放出される。
【００６５】
＜２セルタイプ限界電流式センサの空燃比検出機能１＞
図２は、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサにおけるポンプセル印加電圧とポンプセル出力電流との関係を示している。ポンプセル印加電圧とは、ポンプセル電圧源１５Ｃによってポンプセル１５に印加される電圧であり、ポンプセル出力電流とは、第１ポンプ電極１５Ａと第２ポンプ電極１５Ｂとの間に流れる電流である。また、図２において、Ａ／Ｆ＝１２によって示されているラインは、排気の空燃比が１２である場合のポンプセル印加電圧の変化に対する出力電流の変化を示しており、同様に、Ａ／Ｆ＝１３〜Ａ／Ｆ＝１８によって示されているラインは、それぞれ、排気の空燃比が１３〜１８である場合のポンプセル印加電圧の変化に対する出力電流の変化を示している。
【００６６】
図２に示されているように、たとえば、排気の空燃比が１８である場合、ポンプセル印加電圧が或る値Ｖｔｈよりも小さい範囲では、ポンプセル出力電流が負の値である場合、ポンプセル印加電圧が高いほど、ポンプセル出力電流の絶対値が小さく、ポンプセル出力電流が正の値である場合、ポンプセル印加電圧が高いほど、ポンプセル出力電流の絶対値が大きい。また、ポンプセル印加電圧が上記或る値Ｖｔｈ以上である一定の範囲では、ポンプセル印加電圧に依らず、ポンプセル出力電流は一定の値となる。
【００６７】
こうしたポンプセル印加電圧とポンプセル出力電流との関係は、排気の空燃比が１２〜１７である場合にも同様に成立する。そして、図２から分かるように、検出しようとする空燃比全てにおいて、ポンプセル出力電流がポンプセル印加電圧に依らず一定となる電圧をポンプセル１５に印加していれば、そのときに検出されるポンプセル出力電流に基づいて、排気の空燃比を検出することができる。つまり、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサ１０は、排気の空燃比の検出に利用可能である。なお、排気の空燃比は、排気中の酸素濃度と相関関係を有するパラメータであることから、原理的には、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサは、排気中の酸素濃度を検出可能であると言える。
【００６８】
＜２セルタイプ限界電流式センサの空燃比検出機能２＞
また、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサにおけるセンサセル印加電圧とセンサセル出力電流との関係も、図２に示されている関係と同じ関係にある。したがって、ポンプセル印加電圧が零とされた状態（すなわち、ポンプセル１５が機能していない状態）で、検出しようとする空燃比全てにおいて、センサセル出力電流がセンサセル印加電圧に依らず一定となる電圧をセンサセル１６に印加していれば、そのときに検出されるセンサセル出力電流に基づいて、排気の空燃比を検出することができる。つまり、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサ１０は、排気の空燃比の検出に利用可能である。なお、センサセル印加電圧とは、センサセル電圧源１６Ｃによってセンサセル１６に印加される電圧であり、センサセル出力電流とは、第１センサ電極１６Ａと第２センサ電極１６Ｂとの間に流れる電流である。
【００６９】
＜２セルタイプ限界電流式センサの出力特性＞
ところで、本願の発明者らの研究により、２セルタイプの限界電流式センサへの印加電圧（具体的には、センサセル電圧源１６Ｃからセンサセル１６への印加電圧）を所定電圧（以下「ＳＯｘ濃度検出電圧」）から低下させることによって、排気中のＳＯｘ濃度に対応する電流をこの限界電流式センサから得られることが新たに判明した。次に、このことについて説明する。なお、以下の説明において、出力電流とはセンサセル１６から出力される電流である。
【００７０】
図３に、印加電圧を０．１Ｖから１．０Ｖまで徐々に上昇させ、その後、１．０Ｖから０．１Ｖまで徐々に低下させた場合の出力電流の変化が示されている。図３の横軸は印加電圧であり、図３の縦軸は出力電流である。なお、このように印加電圧を変化させている間、ポンプセル１５には、内部空間１８内の排気中の酸素濃度を零（または、略零）にする電圧が印加されている。
【００７１】
図３において、実線ＬＵ０は、排気中にＳＯｘが含まれていない（すなわち、排気中のＳＯｘ濃度が零である）場合において印加電圧を０．１Ｖから１．０Ｖまで上昇させたときの出力電流の変化を示し、実線ＬＤ０は、同じく排気中にＳＯｘが含まれていない場合において印加電圧を１．０Ｖから０．１Ｖまで低下させたときの出力電流の変化を示している。図３において、一点鎖線ＬＵ１は、排気中にＳＯｘが含まれている場合において印加電圧を０．１Ｖから１．０Ｖまで上昇させたときの出力電流の変化を示し、一点鎖線ＬＤ１は、同じく排気中にＳＯｘが含まれている場合において印加電圧を１．０Ｖから０．１Ｖまで低下させたときの出力電流の変化を示している。
【００７２】
排気中にＳＯｘが含まれていない場合、印加電圧が０．１Ｖから約０．２Ｖまで上昇されると、図３の実線ＬＵ０で示されているように、出力電流が約４μＡまで急激に上昇する。そして、印加電圧が約０．２Ｖから約０．８５Ｖまで上昇する間は、出力電流が約４μＡで略一定である。そして、印加電圧が約０．８５Ｖを上回ると、出力電流が上昇し始める。そして、印加電圧が約０．８５Ｖから１．０Ｖまで上昇される間、出力電流は徐々に上昇し、印加電圧が１．０Ｖに達したときに、出力電流が約７μＡに達する。
【００７３】
そして、その後、印加電圧が１．０Ｖから０．４Ｖに向けて徐々に低下されると、図３の実線ＬＤ０で示されているように、出力電流が約７μＡから徐々に低下し、印加電圧が約０．８５Ｖを下回ってから０．４Ｖに達するまでの間は、出力電流が約３．５μＡで略一定である。
【００７４】
一方、排気中にＳＯｘが含まれている場合、印加電圧が０．１Ｖから約０．２Ｖまで上昇されると、図３の一点鎖線ＬＵ１で示されているように、出力電流が約０．４μＡまで急激に上昇する。そして、印加電圧が約０．２Ｖから約０．６Ｖまで上昇する間は、出力電流が約４μＡで略一定である。そして、印加電圧が約０．６Ｖを上回ると、出力電流が上昇し始める。そして、印加電圧が約０．６Ｖから１．０Ｖまで上昇される間、出力電流は徐々に上昇し、印加電圧が１．０Ｖに達したときに約７μＡに達する。
【００７５】
そして、その後、印加電圧が１．０Ｖから０．４Ｖに向けて徐々に低下されると、図３の一点鎖線ＬＤ１で示されているように、出力電流が約７μＡから徐々に低下し、印加電圧が約０．８Ｖを下回ってから約０．７Ｖに達するまでの間に、出力電流が急激に低下して当該出力電流の流れる方向が逆転し、約−５μＡに達する。そして、印加電圧がさらに約０．７Ｖから０．４Ｖまで低下される間に、出力電流が急激に上昇して当該出力電流の流れる方向が元の方向に戻り、印加電圧が０．４Ｖに達すると、出力電流が約３．５μＡとなる。
【００７６】
したがって、排気中にＳＯｘが含まれている場合、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖに上昇され、その後、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖに低下されると、印加電圧が低下される間に出力電流が急激に低下した後に急激に上昇する。つまり、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下されると、出力電流は最小値（すなわち、ピーク値）のある変化を示す。ここで、印加電圧が約０．７Ｖに達したときに、出力電流がピーク値となる。
【００７７】
なお、排気中にＳＯｘが含まれている場合において印加電圧が約０．６Ｖを上回ってから１．０Ｖに達するまでの出力電流は、排気中にＳＯｘが含まれていない場合において印加電圧が約０．６Ｖを上回ってから１．０Ｖに達するまでの出力電流よりも大きい。
【００７８】
＜第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサの利点＞
そして、本願の発明者らの研究により、２セルタイプの限界電流式センサにおいて、上述したように印加電圧を０．８Ｖから０．４Ｖまで低下させたときの出力電流のピーク値とＳＯｘ濃度との間には、図４に示されている関係があることが判明した。つまり、参照電流（すなわち、印加電圧が０．８Ｖに達した時点の出力電流）と前記ピーク値との差が大きいほど、排気中のＳＯｘ濃度が高いことが判明した。そして、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサは、排気中の酸素濃度（ひいては、排気の空燃比）の検出に利用可能である。したがって、第１実施形態の２セルタイプの限界電流式センサによれば、排気中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、前記ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）することができる。
【００７９】
＜１セルタイプ限界電流式センサの構成＞
図５に本発明の第１実施形態の限界電流式センサのさらに１つが示されている。図５の限界電流式センサは、１セルタイプの限界電流式センサである。図５において、３０は限界電流式センサ、３１は固体電解質層、３２Ａは第１アルミナ層、３２Ｂは第２アルミナ層、３２Ｃは第３アルミナ層、３２Ｄは第４アルミナ層、３２Ｅは第５アルミナ層、３３は拡散律速層、３４はヒータ、３５はセンサセル、３５Ａは第１センサ電極、３５Ｂは第２センサ電極、３５Ｃはセンサセル電圧源、３６は大気導入路、３７は内部空間をそれぞれ示している。
【００８０】
固体電解質層３１は、ジルコニア等からなる層であり、酸素イオン伝導性を有する。アルミナ層３２Ａ〜３２Ｅは、アルミナからなる層である。拡散律速層３３は、多孔質の層であり、排気を通すことができる。センサ３０では、各層は、図５において下方から、第５アルミナ層３２Ｅ、第４アルミナ層３２Ｄ、第３アルミナ層３２Ｃ、固体電解質層３１、拡散律速層３３および第２アルミナ層３２Ｂ、第１アルミナ層３２Ａの順で積層されている。ヒータ３４は、第４アルミナ層３２Ｄと第５アルミナ層３２Ｅとの間に配置されている。
【００８１】
大気導入路３６は、固体電解質層３１と第３アルミナ層３２Ｃと第４アルミナ層３２Ｄとによって形成された空間であり、その一部は大気に開放されている。内部空間３７は、第１アルミナ層３２Ａと固体電解質層３１と拡散律速層３３と第２アルミナ層３２Ｂとによって形成された空間であり、その一部は拡散律速層３３を介してセンサ外部に連通している。
【００８２】
＜センサセルの構成＞
第１センサ電極３５Ａおよび第２センサ電極３５Ｂは、白金もしくはロジウム等の白金族元素またはその合金からなる電極である。第１センサ電極３５Ａは、固体電解質層３１の一方の側の壁面（すなわち、内部空間３７を形成する固体電解質層３１の壁面）に配置され、第２センサ電極３５Ｂは、固体電解質層３１の他方の側の壁面（すなわち、大気導入路３６を形成する固体電解質層３１の壁面）に配置されている。これら電極３５Ａ、３５Ｂと固体電解質層３１とは、センサセル３５を構成している。センサ３０は、センサセル３５（具体的には、第１センサ電極３５Ａと第２センサ電極３５Ｂとの間）にセンサセル電圧源３５Ｃから電圧を印加可能に構成されている。なお、第１センサ電極３５Ａは陰極側の電極であり、第２センサ電極３５Ｂは陽極側の電極である。
【００８３】
＜センサセルの機能＞
センサセル３５に電圧が印加されると、内部空間３７内のＳＯｘが第１センサ電極３５Ａに接触したときに、このＳＯｘが第１センサ電極３５Ａ上で分解され、ＳＯｘの酸素が酸素イオンとなり、この酸素イオンが固体電解質層３１の内部を第２センサ電極３５Ｂに向かって移動する。このとき、第１センサ電極３５Ａと第２センサ電極３５Ｂとの間には、固体電解質層３１の内部を移動した酸素イオン量に比例した電流が流れる。そして、酸素イオンが第２センサ電極３５Ｂに達すると、酸素イオンは第２センサ電極３５Ｂにおいて酸素となって大気導入路３６に放出される。
【００８４】
＜１セルタイプ限界電流式センサの空燃比検出機能＞
第１実施形態の１セルタイプの限界電流式センサにおけるセンサセル印加電圧とセンサセル出力電流とは、図２に示されている関係と同じ関係にある。したがって、検出しようとする空燃比全てにおいて、センサセル出力電流がセンサセル印加電圧に依らず一定となる電圧をセンサセル３５に印加していれば、そのときに検出されるポンプセル出力電流に基づいて、排気の空燃比を検出することができる。つまり、第１実施形態の１セルタイプの限界電流式センサ３０は、排気の空燃比の検出に利用可能である。なお、排気の空燃比は、排気中の酸素濃度と相関関係を有するパラメータであることから、原理的には、第１実施形態の１セルタイプの限界電流式センサは、排気中の酸素濃度を検出可能であると言える。また、センサセル印加電圧とは、センサセル電圧源３５Ｃによってセンサセル３５に印加される電圧であり、センサセル出力電流とは、第１センサ電極３５Ａと第２センサ電極３５Ｂとの間に流れる電流である。
【００８５】
＜１セルタイプ限界電流式センサの出力特性＞
ところで、本願の発明者らの研究により、２セルタイプの限界電流式センサと同様に、１セルタイプの限界電流式センサへの印加電圧（具体的には、センサセル電圧源３５Ｃからセンサセル３５への印加電圧）を所定電圧（以下「ＳＯｘ濃度検出電圧」）から低下させることによって、排気中のＳＯｘ濃度に対応する電流をこの限界電流式センサからも得られることが判明した。次に、このことについて説明する。なお、以下の説明において、出力電流とはセンサセル３５から出力される電流であり、当該排気中の酸素濃度は１％で一定である。
【００８６】
図６に、印加電圧を０．１Ｖから１．０Ｖまで徐々に上昇させ、その後、１．０Ｖから０．１Ｖまで徐々に低下させた場合の出力電流の変化が示されている。図６の横軸は印加電圧であり、図６の縦軸は出力電流である。
【００８７】
図６において、一点鎖線ＬＵ１は、排気中にＳＯｘが含まれている場合において印加電圧を０．１Ｖから１．０Ｖまで上昇させたときの出力電流の変化を示し、一点鎖線ＬＤ１は、同じく排気中にＳＯｘが含まれている場合において印加電圧を１．０Ｖから０．１Ｖまで低下させたときの出力電流の変化を示している。
【００８８】
排気中にＳＯｘが含まれている場合において印加電圧が０．１Ｖから約０．２Ｖまで上昇されると、図６の一点鎖線ＬＵ１で示されているように、出力電流が約１００μＡまで急激に上昇する。そして、印加電圧が約０．２Ｖから約０．６Ｖまで上昇する間は、出力電流が約１００μＡで略一定である。そして、印加電圧が約０．６Ｖを上回ると、出力電流が上昇し始める。そして、印加電圧が約０．６Ｖから１．０Ｖまで上昇される間、出力電流は若干ではあるが徐々に上昇し、印加電圧が１．０Ｖに達したときに約１０５μＡに達する。
【００８９】
そして、その後、印加電圧が１．０Ｖから０．４Ｖに向けて徐々に低下されると、図６の一点鎖線ＬＤ１で示されているように、出力電流が約１０５μＡから徐々に低下し、印加電圧が約０．８Ｖを下回ってから約０．７Ｖに達するまでの間に、出力電流が急激に低下し、約８０μＡに達する。そして、印加電圧が約０．７Ｖから０．４Ｖまで低下される間に、出力電流が急激に上昇し、印加電圧が０．４Ｖに達すると、出力電流が約１００μＡとなる。
【００９０】
したがって、排気中にＳＯｘが含まれている場合、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖに上昇され、その後、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖに低下されると、印加電圧が低下される間に出力電流が急激に低下した後に急激に上昇する。つまり、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下されると、出力電流は最小値（すなわち、ピーク値）のある変化を示す。ここで、印加電圧が約０．７Ｖに達したときに、出力電流がピーク値となる。
【００９１】
＜第１実施形態の１セルタイプの限界電流式センサの利点＞
そして、本願の発明者らの研究により、１セルタイプの限界電流式センサにおいて、上述したように印加電圧を０．８Ｖから０．４Ｖまで低下させたときの出力電流のピーク値とＳＯｘ濃度との間にも、図４に示されている関係と同様の関係があることが判明した。つまり、参照電流（すなわち、印加電圧が０．８Ｖに達した時点の出力電流）と前記ピーク値との差が大きいほど、排気中のＳＯｘ濃度が高いことが判明した。そして、第１実施形態の１セルタイプの限界電流式センサは、排気中の酸素濃度（ひいては、排気の空燃比）の検出に利用可能である。したがって、第１実施形態の１セルタイプの限界電流式センサによれば、排気中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、前記ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）することができる。
【００９２】
＜第１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置＞
図７に、図１の限界電流式センサ１０または図５の限界電流式センサ３０を有するＳＯｘ濃度検出装置を備えた内燃機関が示されている。図７の内燃機関は、火花点火式内燃機関（いわゆるガソリンエンジン）である。しかしながら、本発明は、圧縮自着火式内燃機関（いわゆるディーゼルエンジン）にも適用可能である。また、図７の内燃機関は、大部分の機関運転領域において、空燃比が理論空燃比（ストイキ）にて運転される。
【００９３】
＜内燃機関の構成＞
図７において、１０または３０は図１または図５の限界電流式センサ、５０は内燃機関の本体、５１はシリンダヘッド、５２はシリンダブロック、５３は燃焼室、５４は燃料噴射弁、５５は点火プラグ、５６は燃料ポンプ、５７は燃料供給管、６０はピストン、６１はコネクティングロッド、６２はクランクシャフト、６３はクランク角度センサ、７０は吸気弁、７１は吸気ポート、７２は吸気マニホルド、７３はサージタンク、７４はスロットル弁、７５は吸気管、７６はエアフローメータ、７７はエアフィルタ、８０は排気弁、８１は排気ポート、８２は排気マニホルド、８３は排気管、９０は電子制御装置（ＥＣＵ）、９１はアクセルペダル、９２はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。
【００９４】
＜ＥＣＵの構成・機能＞
燃料噴射弁５４、点火プラグ５５、スロットル弁７４、クランク角度センサ６３、エアフローメータ７６、アクセルペダル踏込量センサ９２、および、限界電流式センサ１０、３０は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。ＥＣＵ９０は、燃料噴射弁５４、点火プラグ５５、および、スロットル弁７４を動作させるための信号をこれらに送信する。また、ＥＣＵ９０は、クランク角度センサ６３、エアフローメータ７６、および、アクセルペダル踏込量センサ９２から信号を受信する。クランク角度センサ６３からは、クランクシャフト６２の回転速度に対応する信号が出力される。ＥＣＵ９０は、クランク角度センサ６３から受信した信号に基づいて機関回転数を算出する。エアフローメータ７６からは、そこを通過する空気の流量（ひいては、燃焼室５３に吸入される空気の流量）に対応する信号が出力される。ＥＣＵ９０は、エアフローメータ７６から受信した信号に基づいて吸入空気量を算出する。アクセルペダル踏込量センサ９２からは、アクセルペダル９１の踏込量に対応する信号が出力される。ＥＣＵ９０は、アクセルペダル踏込量センサ９２から受信した信号に基づいて機関負荷を算出する。
【００９５】
＜限界電流式センサ＞
限界電流式センサ１０、３０は、排気管８３に取り付けられている。したがって、限界電流式センサ１０、３０の検出対象となるガス（すなわち、被検ガス）は、燃焼室５３から排出される排気である。限界電流式センサ１０、３０からは、そこに到来する排気中のＳＯｘ濃度に対応する電流が出力される。ＥＣＵ９０は、限界電流式センサ１０、３０から受信した電流に基づいてＳＯｘ濃度を算出する（この算出方法の詳細は後述する）。
【００９６】
＜第１実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第１実施形態のＳＯｘ濃度検出について図８を参照しつつ説明する。第１実施形態では、印加電圧が定常的に０．４Ｖに維持されている（図８の時刻Ｔ０以前の期間参照）。すなわち、センサに定常的に０．４Ｖが印加されている。そして、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出では、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇され（図８の時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの期間参照）、その後、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される（図８の時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間参照）。このとき、ＥＣＵは、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間に当該ＥＣＵに入力された出力電流のピーク値と参照電流とを用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）する。このとき、参照電流とピーク値との差が大きいほど、算出されるＳＯｘ濃度は高い。
【００９７】
なお、ピーク値と参照電流との差（以下「電流差」）を用いてＳＯｘ濃度を算出する場合、たとえば、電流差に対応するＳＯｘ濃度が電流差毎に予め実験等によって求められ、これら求められたＳＯｘ濃度が電流差の関数のマップの形でＥＣＵに記憶され、ＳＯｘ濃度の検出中に算出される電流差に対応するＳＯｘ濃度をマップから読み出すことによって、ＳＯｘ濃度が算出される。
【００９８】
＜第１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の利点＞
第１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の限界電流式センサは、排気中の酸素濃度（ひいては、排気の空燃比）の検出に利用可能である。したがって、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置によれば、排気中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、排気中のＳＯｘ濃度を検出することができる。すなわち、印加電圧が一定の電圧（たとえば、０．４Ｖ）に維持されているときの出力電流に占めるＳＯｘの影響、または、印加電圧が上昇されたときの出力電流に占めるＳＯｘの影響が、同出力電流に占める他の成分（たとえば、Ｏ２やＮＯｘ）の影響に比べて小さいが、印加電圧がパラメータ検出電圧（たとえば、０．８）から低下されたときの出力電流に占めるＳＯｘの影響が、同出力電流に占める他の成分の影響に比べて大きいという知見を本願の発明者らが得ており、このため、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置によれば、排気中の酸素濃度の検出に利用可能なセンサを用いて、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができるのである。
【００９９】
また、ピーク値は、印加電圧の低下中の出力電流のうち、ＳＯｘ濃度が零である場合の出力電流から最も大きく異なる出力電流である。したがって、ピーク値は、ＳＯｘ濃度に精度良く対応する出力電流であると言える。このため、ＳＯｘ濃度検出用の出力電流としてピーク値を用いることによって、ＳＯｘ濃度をより精度良く検出することができる。
【０１００】
また、第１実施形態では、印加電圧の低下開始前にセンサに印加させておく電圧は０．４Ｖである。したがって、この電圧は、印加電圧の低下開始時点の印加電圧である０．８Ｖよりも低い。このため、第１実施形態によれば、印加電圧の低下開始前にセンサに印加させておく電圧が０．８Ｖである場合に比べて、ＳＯｘ濃度検出に消費される電力を少なくすることができる。
【０１０１】
＜第１実施形態の適用範囲＞
なお、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、印加電圧の上昇開始時点の印加電圧（すなわち、センサに定常的に印加しておく印加電圧）は、０．４Ｖに限定されず、印加電圧の上昇後に印加電圧を低下させたときにピーク値を持つ出力電流の変化を発生させる電圧であればよく、たとえば、０．６Ｖ以下であればよく、好ましくは、０．４Ｖである。
【０１０２】
また、印加電圧の上昇終了時点の印加電圧は、０．８Ｖに限定されず、印加電圧の上昇後に印加電圧を低下させたときにピーク値を持つ出力電流の変化を発生させる電圧、または、出力安定電圧範囲（すなわち、ＳＯｘ濃度が零である場合に、印加電圧に依らず出力電流が略一定である範囲であって、たとえば、０．２Ｖ〜０．８Ｖの範囲）の最大電圧以上の電圧であればよく、たとえば、０．８Ｖ以上であればよい。
【０１０３】
また、印加電圧の低下終了時点の印加電圧は、０．４Ｖに限定されず、ピーク値に対応する印加電圧以下であればよく、たとえば、０．７Ｖ以下であればよく、好ましくは、０．４Ｖである。したがって、印加電圧の上昇開始時点の印加電圧は、印加電圧の低下終了時点の印加電圧と同じであっても異なっていてもよい。
【０１０４】
また、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出では、ピーク値が用いられるが、これに代えて、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間に出力電流が急激に低下する範囲または急激に上昇する範囲の出力電流が用いられてもよい。
【０１０５】
＜参照電流＞
なお、センサの内部空間に流入する排気中の酸素濃度が印加電圧の低下中に変化する場合がある。この場合、印加電圧の低下に一定時間を要することを考慮すれば、印加電圧が０．８Ｖであるときの出力電流よりも、印加電圧が０．４Ｖであるときの出力電流のほうが、ピーク値の出力時点のセンサの内部空間内の排気中の酸素濃度をより正確に反映していると言える。そこで、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される場合、前記参照電流に代えて、印加電圧が０．４Ｖに達した時点（または、その時点から所定時間経過後の出力電流）が参照電流として用いられてもよい。これによれば、排気中の酸素濃度が印加電圧の低下中に変化したとしても、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【０１０６】
また、第１実施形態において、ピーク値と参照電流とを用いてＳＯｘ濃度を算出する代わりに、ピーク値と変換係数とを用いてＳＯｘ濃度を算出するようにしてもよい。このとき、ピーク値がマイナス方向に大きいほど、算出されるＳＯｘ濃度は高い。なお、変換係数とは、図４の関係に従ってピーク値をＳＯｘ濃度に変換する係数である。もちろん、ピーク値がプラスの値として出現する場合には、ピーク値がプラス方向に大きいほど、算出されるＳＯｘ濃度は高いことになる。
【０１０７】
＜第１実施形態のスイープ速度＞
第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、印加電圧の上昇速度または低下速度（スイープ速度）が速すぎると、印加電圧が低下されたとしても、ピーク値が出力されなかったり、ＳＯｘ濃度に十分に対応するピーク値が出力されなかったりする可能性がある。そこで、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、印加電圧が低下されたときにＳＯｘ濃度に十分に対応するピーク値が出力される印加電圧の上昇速度と低下速度とが選択されると好ましい。
【０１０８】
具体的には、図９（Ａ）に示されているように、印加電圧の上昇速度が徐々に減少するように印加電圧が上昇された後、印加電圧の低下速度が徐々に増大するように印加電圧が低下されると好ましい。あるいは、図９（Ｂ）に示されているように、印加電圧の上昇速度が一定に維持されるように印加電圧が上昇された後、印加電圧の低下速度が一定に維持されるように印加電圧が低下されると好ましい。
【０１０９】
さらに具体的には、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇された後、０．８Ｖから０．４Ｖまで低下されるまでの印加電圧の変化を周波数で表したとき、この周波数は、１００Ｈｚ以下であることが好ましい。別の言い方をすると、印加電圧の上昇が開始されてから印加電圧の低下が終了されるまでの時間が０．００５秒以上であることが好ましい。
【０１１０】
＜ＳＯｘ検出回路の構成１＞
なお、内燃機関が図１の限界電流式センサ（２セルタイプ限界電流式センサ）を有する場合、ＳＯｘ検出回路として、たとえば、図１０（Ａ）に示されている回路が採用される。図１０（Ａ）において、１０は限界電流式センサ（すなわち、図１の限界電流式センサ）、１４はヒータ、１５はポンプセル、１６はセンサセル、９０はＥＣＵ、９１は印加電圧指令部、９２はパラメータ算出部、９３はヒータ制御部、９４Ｐおよび９４Ｓは印加電圧制御回路、９５Ｐおよび９５Ｓは出力電流検出回路をそれぞれ示している。
【０１１１】
印加電圧指令部９１、パラメータ算出部９２、および、ヒータ制御部９３は、ＥＣＵ９０の構成要素である。
【０１１２】
印加電圧指令部９１は、ポンプセル１５への印加電圧に関する指令を印加電圧制御回路９４Ｐに送信するとともに、センサセル１６への印加電圧に関する指令を印加電圧制御回路９４Ｓに送信する。
【０１１３】
パラメータ算出部９２は、ポンプセル出力電流に対応する信号を出力電流検出回路９５Ｐから受信し、この受信した信号に基づいてポンプセル出力電流を算出し、この算出した出力電流に基づいて排気の空燃比（または、排気中の酸素濃度）を算出する。さらに、パラメータ算出部９２は、センサセル出力電流に対応する信号を出力電流検出回路９５Ｓから受信し、この受信した信号に基づいてセンサセル出力電流を算出し、この算出した出力電流に基づいて排気中のＳＯｘ濃度を算出する。さらに、パラメータ算出部９２は、出力電流検出回路９５Ｐ、９５Ｓから受信した信号に基づいてセンサ１０内の回路のインピーダンスを算出し、この算出したインピーダンスに関する情報をヒータ制御部９３に送信する。ヒータ制御部９３は、パラメータ算出部９２から受信したインピーダンスに関する情報に基づいてヒータ１４を制御する制御信号をヒータ１４に送信する。
【０１１４】
印加電圧制御回路９４Ｐは、印加電圧指令部９１から受信した指令に基づいて（あるいは、印加電圧指令部９１から受信した指令、および、出力電流検出回路９５Ｐから提供されるポンプセル出力電流に対応する信号に基づいて）ポンプセル印加電圧を制御する。
【０１１５】
出力電流検出回路９５Ｐは、ポンプセル出力電流を検出し、この検出した出力電流に対応する信号をパラメータ算出部９２および印加電圧制御回路９４Ｐに送信する。
【０１１６】
印加電圧制御回路９４Ｓは、印加電圧指令部９１から受信した指令に基づいて（あるいは、印加電圧指令部９１から受信した指令、および、出力電流検出回路９５Ｓから提供されるセンサセル出力電流に対応する信号に基づいて）センサセル印加電圧を制御する。
【０１１７】
出力電流検出回路９５Ｓは、センサセル出力電流を検出し、この検出した出力電流に対応する信号をパラメータ算出部９２および印加電圧制御回路９４Ｓに送信する。
【０１１８】
＜ＳＯｘ検出回路の構成２＞
また、内燃機関が図５の限界電流式センサ（１セルタイプ限界電流式センサ）を有する場合のＳＯｘ検出回路として、たとえば、図１０（Ｂ）に示されている回路が採用される。図１０（Ｂ）において、３０は限界電流式センサ（すなわち、図５の限界電流式センサ）、３４はヒータ、３５はセンサセル、９０はＥＣＵ、９１は印加電圧指令部、９２はパラメータ算出部、９３はヒータ制御部、９４は印加電圧制御回路、９５は出力電流検出回路をそれぞれ示している。
【０１１９】
印加電圧指令部９１、パラメータ算出部９２、および、ヒータ制御部９３は、ＥＣＵ９０の構成要素である。
【０１２０】
印加電圧指令部９１は、センサセル３５への印加電圧に関する指令を印加電圧制御回路９４に送信する。
【０１２１】
パラメータ算出部９２は、センサセル出力電流に対応する信号を出力電流検出回路９５から受信し、この受信した信号に基づいてセンサセル出力電流を算出し、この算出した出力電流に基づいて排気の空燃比（または、排気中の酸素濃度）あるいは排気中のＳＯｘ濃度を算出する。さらに、パラメータ算出部９２は、出力電流検出回路９５から受信した信号に基づいてセンサ３０内の回路のインピーダンスを算出し、この算出したインピーダンスに関する情報をヒータ制御部９３に送信する。ヒータ制御部９３は、パラメータ算出部９２から受信したインピーダンスに関する情報に基づいてヒータ３４を制御する制御信号をヒータ１４に送信する。
【０１２２】
印加電圧制御回路９４は、印加電圧指令部９１から受信した指令に基づいて（あるいは、印加電圧指令部９１から受信した指令、および、出力電流検出回路９５から提供されるセンサセル出力電流に対応する信号に基づいて）センサセル印加電圧を制御する。
【０１２３】
出力電流検出回路９５は、センサセル出力電流を検出し、この検出した出力電流に対応する信号をパラメータ算出部９２および印加電圧制御回路９４に送信する。
【０１２４】
＜ＳＯｘ濃度検出フロー＞
上述した第１実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例について説明する。このフローが図１１に示されている。
【０１２５】
図１１のフローが開始されたときには、印加電圧が０．４Ｖに維持されている。そして、ステップ１０において、印加電圧Ｖｓが０．４Ｖから０．８Ｖに向かって上昇される。次いで、ステップ１１において、印加電圧Ｖｓが０．８Ｖに達した（Ｖｓ＝０．８Ｖ）か否かが判別される。ここで、Ｖｓ＝０．８Ｖであると判別されたときには、フローはステップ１２に進む。一方、Ｖｓ＝０．８Ｖではないと判別されたときには、フローはステップ１０に戻る。したがって、ステップ１１においてＶｓ＝０．８Ｖであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇が継続される。
【０１２６】
ステップ１２では、印加電圧Ｖｓが０．８Ｖから０．４Ｖに向かって低下されるとともに、出力電流Ｉｓが検出される。次いで、ステップ１３において、印加電圧Ｖｓが０．４Ｖに達した（Ｖｓ＝０．４Ｖ）か否かが判別される。ここで、Ｖｓ＝０．４Ｖであると判別されたときには、フローはステップ１４に進む。一方、Ｖｓ＝０．４Ｖではないと判別されたときには、フローはステップ１２に戻る。したがって、ステップ１３においてＶｓ＝０．４Ｖであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの低下と出力電流Ｉｓの検出とが継続される。
【０１２７】
ステップ１４では、ステップ１２で検出された出力電流Ｉｓのうち、ピーク値に基づいてＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘが算出され、フローが終了する。
【０１２８】
＜センサ搭載位置＞
また、排気中の成分を浄化する触媒が排気管に設けられている場合、排気中のＳＯｘが触媒に捕捉される可能性がある。この場合、限界電流式センサが触媒下流の排気管に取り付けられていると、ＳＯｘ濃度が精度良く検出されない可能性がある。そこで、上述した実施形態において、触媒が排気管に設けられている場合、限界電流式センサが触媒上流の排気管に取り付けられていることが好ましい。
【０１２９】
＜第１実施形態のＳ被毒回復制御＞
第１実施形態のＳ被毒回復制御について説明する。この制御は、センサ１０、３０のＳ被毒を回復させる制御である。Ｓ被毒とは、排気中のＳＯｘによるセンサ１０、３０（より具体的には、第１センサ電極１６Ａ、３５Ａ）の劣化である。
【０１３０】
第１実施形態では、印加電圧が定常的に０．４Ｖに維持されている。すなわち、センサに定常的に０．４Ｖが印加されている。そして、Ｓ被毒回復が要求されると、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇され、その後、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される。これによれば、センサのＳ被毒が小さくなり、この制御が繰り返されることによって、やがては、センサのＳ被毒が回復される。
【０１３１】
＜第１実施形態のＳ被毒回復完了判定＞
第１実施形態のＳ被毒回復完了判定について説明する。この判定は、上記Ｓ被毒回復制御の実施によって、センサのＳ被毒回復が完了したか否かの判定である。
【０１３２】
この判定では、上記Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇した後に０．４Ｖまで低下するまでの間の出力電流のうち、印加電圧の上昇開始前の出力電流以上である出力電流の軌跡と、印加電圧の上昇開始前の出力電流と、によって囲まれる領域の面積（図１２の領域Ａｒの面積）が「参照面積」として算出されるとともに、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇した後に０．４Ｖまで低下するまでの間の出力電流のうち、印加電圧の上昇開始前の出力電流よりも小さい出力電流の軌跡と、印加電圧の上昇開始前の出力電流と、によって囲まれる領域の面積（図１２の領域Ａｓの面積）が「Ｓ被毒面積」として算出される。そして、参照面積に対するＳ被毒面積の比（＝Ｓ被毒面積／参照面積）が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定される。
【０１３３】
＜第１実施形態のＳ被毒回復完了判定の利点＞
第１実施形態のＳ被毒回復完了判定によれば、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することができる。以下、この理由について説明する。
【０１３４】
センサが内燃機関の排気に晒されると、センサがＳ被毒することがある。センサがＳ被毒している場合、図１２に示されているように、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖに上昇された後に０．４Ｖまで低下されたとき、参照面積は、センサがＳ被毒されていない場合の参照面積とはさほど異ならないにもかかわらず、Ｓ被毒面積は、センサがＳ被毒されていない場合のＳ被毒面積よりも大きくなることが、本願の発明者らの研究によって明らかになった。つまり、センサがＳ被毒している場合の参照面積に対するＳ被毒面積の比（以下「面積比」）は、センサがＳ被毒していない場合の面積比よりも大きくなることが明らかになった。
【０１３５】
したがって、前記所定判定値を適切な値に設定しておけば、面積比が所定判定値以下である場合にＳ被毒回復が完了したと判定することによって、Ｓ被毒回復の完了を正確に判定することができるのである。
【０１３６】
＜第１実施形態の適用範囲＞
なお、面積比が所定判定値以下であることは、言い換えれば、Ｓ被毒面積が参照面積から定まる値以下であることを意味する。したがって、第１実施形態のＳ被毒回復完了判定では、Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、Ｓ被毒面積が所定判定値（第１実施形態では、参照面積から定まる値）以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１３７】
なお、この場合、所定判定値は、参照面積から定まる値であるが、参照面積に依らず、Ｓ被毒面積に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値とＳ被毒面積とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第１実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、Ｓ被毒面積が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１３８】
また、Ｓ被毒面積は、センサのＳ被毒の程度が反映される面積（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される面積、あるいは、センサのＳ被毒の影響が参照面積に比べて大きい面積）であると言える。そして、Ｓ被毒面積は、印加電圧が低下する間の出力電流（以下「低下時出力電流」）を用いて算出される。したがって、低下時出力電流も、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流、あるいは、センサのＳ被毒の影響が上昇時出力電流に比べて大きい出力電流）であると言える。したがって、低下時出力電流に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と低下時出力電流とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第１実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、あるいは、同一条件において低下時出力電流が所定判定値（この所定判定値は、上昇時出力電流から定まる値である）以下である場合）、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１３９】
＜第１実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フロー＞
第１実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例について説明する。このフローが図１３に示されている。
【０１４０】
図１３のフローが開始されたときには、印加電圧が０．４Ｖに維持されている。そして、ステップ２０において、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。このフラグＦｓは、Ｓ被毒回復制御の実施が要求されたときにセットされ、Ｓ被毒回復が完了したときにリセットされる。ステップ２０において、Ｆｓ＝１ではないと判別されたときには、フローはそのまま終了する。一方、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローはステップ２１に進み、印加電圧Ｖｓが０．４Ｖから０．８Ｖに向かって上昇されるとともに、出力電流Ｉｓが検出される。次いで、ステップ２２において、印加電圧Ｖｓが０．８Ｖに達した（Ｖｓ＝０．８Ｖ）か否かが判別される。ここで、Ｖｓ＝０．８Ｖであると判別されたときには、フローはステップ２３に進む。一方、Ｖｓ＝０．８Ｖではないと判別されたときには、フローはステップ２１に戻る。したがって、ステップ２２においてＶｓ＝０．８Ｖであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇が継続される。
【０１４１】
ステップ２３では、印加電圧Ｖｓが０．８Ｖから０．４Ｖに向かって低下されるとともに、出力電流Ｉｓが検出される。次いで、ステップ２４において、印加電圧Ｖｓが０．４Ｖに達した（Ｖｓ＝０．４Ｖ）か否かが判別される。ここで、Ｖｓ＝０．４Ｖであると判別されたときには、フローはステップ２５に進む。一方、Ｖｓ＝０．４Ｖではないと判別されたときには、フローはステップ２３に戻る。したがって、ステップ２４においてＶｓ＝０．４Ｖであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの低下と出力電流Ｉｓの検出とが継続される。
【０１４２】
ステップ２５では、面積比Ｒｓが所定判定値Ｒｓｔｈ以下である（Ｒｓ≦Ｒｓｔｈ）か否かが判別される。ここで、面積比Ｒｓは、参照面積Ｓｉに対するＳ被毒面積Ｓｄの比（＝Ｓｄ／Ｓｉ）である。ここで、参照面積Ｓｉは、ステップ２１で検出された出力電流Ｉｓを用いて算出される。Ｓ被毒面積Ｓｄは、ステップ２３で検出された出力電流Ｉｓを用いて算出される。ステップ２５において、Ｒｓ≦Ｒｓｔｈであると判別されたときには、フローはステップ２６に進み、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓがリセットされ、その後、フローは終了する。一方、Ｒｓ≦Ｒｓｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ２１に戻る。したがって、ステップ２５においてＲｓ≦Ｒｓｔｈであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇と低下とが実施される。つまり、Ｓ被毒回復制御が実施される。
【０１４３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、それぞれ、第１実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第２実施形態の構成または制御に鑑みたときに第１実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０１４４】
＜第２実施形態のＳ被毒回復完了判定＞
第２実施形態のＳ被毒回復完了判定では、上記Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇する間の出力電流のピーク値（図１２の出力電流Ｉｓｐｉ）が「上昇時ピーク値」として算出されるとともに、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下する間の出力電流のピーク値（図１２の出力電流Ｉｓｐｄ）が「低下時ピーク値」として算出される。そして、上昇時ピーク値に対する低下時ピーク値の比（＝低下時ピーク値／上昇時ピーク値）の絶対値が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定される。
【０１４５】
＜第２実施形態のＳ被毒回復完了判定の利点＞
第２実施形態のＳ被毒回復完了判定によれば、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することができる。以下、この理由について説明する。
【０１４６】
センサがＳ被毒している場合、図１２に示されているように、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖに上昇された後に０．４Ｖまで低下されたとき、上昇時ピーク値は、センサがＳ被毒されていない場合の上昇時ピーク値とはさほど異ならないにもかかわらず、低下時ピーク値の絶対値は、センサがＳ被毒されていない場合の低下時ピーク値の絶対値よりも大きくなることが、本願の発明者らの研究によって明らかになった。つまり、センサがＳ被毒している場合の上昇時ピーク値に対する低下時ピーク値の比（以下「ピーク比」）の絶対値は、センサがＳ被毒していない場合のピーク比の絶対値よりも大きくなることが明らかになった。
【０１４７】
したがって、前記所定判定値を適切な値に設定しておけば、ピーク比の絶対値が所定判定値以下である場合にＳ被毒回復が完了したと判定することによって、Ｓ被毒回復の完了を正確に判定することができるのである。
【０１４８】
＜第２実施形態の適用範囲＞
なお、ピーク比の絶対値が所定判定値以下であることは、言い換えれば、低下時ピーク値の絶対値が上昇時ピーク値から定まる値以下であることを意味する。したがって、第２実施形態のＳ被毒回復完了判定では、Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、低下時ピーク値の絶対値が所定判定値（第２実施形態では、上昇時ピーク値から定まる値）以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１４９】
なお、この場合、所定判定値は、上昇時ピーク値から定まる値であるが、上昇時ピーク値に依らず、低下時ピーク値の絶対値に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と低下時ピーク値の絶対値とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第２実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、低下時ピーク値の絶対値が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１５０】
また、低下時ピーク値の絶対値は、センサのＳ被毒の程度が反映される値（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される値、あるいは、センサのＳ被毒の影響が上昇時ピーク値に比べて大きい値）であると言える。そして、低下時ピーク値は、印加電圧が低下する間の出力電流（以下「低下時出力電流」）である。したがって、低下時出力電流も、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流、あるいは、センサのＳ被毒の影響が上昇時出力電流に比べて大きい出力電流）であると言える。したがって、低下時出力電流に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と低下時出力電流とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第２実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が１回実施されたときに、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、あるいは、同一条件において低下時出力電流が所定判定値（この所定判定値は、上昇時出力電流から定まる値である）以下である場合）、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１５１】
＜第２実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フロー＞
第２実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例について説明する。このフローが図１４に示されている。なお、図１４のフローのステップ３０〜３４は、図１３のフローのステップ２０〜ステップ２４と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１５２】
ステップ３５では、ピーク比の絶対値｜Ｒｐ｜が所定判定値Ｒｐｔｈ以下である（｜Ｒｐ｜≦Ｒｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、ピーク比Ｒｐは、上昇時ピーク値Ｉｓｐｉに対する低下時ピーク値Ｉｓｐｄの比（＝Ｉｓｐｄ／Ｉｓｐｉ）である。ステップ３５において、｜Ｒｐ｜≦Ｒｐｔｈであると判別されたときには、フローはステップ３６に進み、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓがリセットされ、その後、フローは終了する。一方、｜Ｒｐ｜≦Ｒｐｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ３１に戻る。したがって、ステップ３５において｜Ｒｐ｜≦Ｒｐｔｈであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇と低下とが実施される。つまり、Ｓ被毒回復制御が実施される。
【０１５３】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第３実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第３実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０１５４】
＜第３実施形態のＳ被毒回復完了判定＞
第３実施形態のＳ被毒回復完了判定では、上記Ｓ被毒回復制御が複数回実施された場合、連続して実施された２回の上記Ｓ被毒回復制御のうち、先に実施されたＳ被毒回復制御における参照面積（図１２の領域Ａｒの面積）が「先の参照面積」として算出されるとともに、先に実施されたＳ被毒回復制御におけるＳ被毒面積（図１２の領域Ａｓの面積）が「先のＳ被毒面積」として算出される。そして、先の参照面積に対する先のＳ被毒面積の比（＝先のＳ被毒面積／先の参照面積）が「先の面積比」として算出される。
【０１５５】
さらに、後に実施されたＳ被毒回復制御における参照面積（図１２の領域Ａｒの面積）が「後の参照面積」として算出されるとともに、後に実施されたＳ被毒回復制御におけるＳ被毒面積（図１２の領域Ａｓの面積）が「後のＳ被毒面積」として算出される。そして、後の参照面積に対する後のＳ被毒面積の比（＝後のＳ被毒面積／後の参照面積）が「後の面積比」として算出される。
【０１５６】
そして、先の面積比からの後の面積比の変動量（＝先の面積比−後の面積比）が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定される。
【０１５７】
＜第３実施形態のＳ被毒回復完了判定の利点＞
第３実施形態のＳ被毒回復完了判定によれば、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することができる。以下、この理由について説明する。
【０１５８】
後の面積比は、先のＳ被毒回復制御が実施された後の出力電流に基づいて算出される。したがって、後の面積比が算出されるときには、先の面積比が算出されたときに比べて、センサのＳ被毒の程度が小さくなっている。さらに、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が大きいほど、当該先のＳ被毒回復制御の実施によってセンサのＳ被毒の程度が大きく低下する。すなわち、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が大きいほど、先の面積比からの後の面積比の変動量（以下「面積比変動量」）は大きい。言い換えれば、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が非常に小さいと、面積比変動量は非常に小さい。そして、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が非常に小さい場合、後のＳ被毒回復制御の実施によって、センサのＳ被毒回復が完了する可能性が極めて高い。
【０１５９】
したがって、前記所定判定値を適切な値に設定しておけば、面積比変動量が所定判定値以下である場合にＳ被毒回復が完了したと判定することによって、Ｓ被毒回復の完了を正確に判定することができるのである。
【０１６０】
＜第３実施形態の適用範囲＞
なお、面積比変動量が所定判定値以下であることは、言い換えれば、後の面積比が先の面積比から定まる値以下であることを意味する。したがって、第３実施形態のＳ被毒回復完了判定では、Ｓ被毒回復制御が２回実施されたときに、後の面積比が所定判定値（第３実施形態では、先の面積比から定まる値）以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１６１】
なお、この場合、所定判定値は、先の面積比から定まる値であるが、先の面積比に依らず、後の面積比に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と後の面積比とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第３実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が２回実施されたときに、後の面積比が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１６２】
また、後の面積比は、センサのＳ被毒の程度が反映される面積比（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される値、あるいは、同一条件において先の面積比に比べてセンサのＳ被毒の最新の影響を表す値）であると言える。そして、後の面積比は、印加電圧が低下する間の出力電流（以下「後の低下時出力電流」）を用いて算出される。したがって、後の低下時出力電流も、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流、あるいは、同一条件において先の低下時出力電流（すなわち、先の面積比に算出に用いられる低下時出力電流）に比べてセンサのＳ被毒の最新の影響を表す出力電流）であると言える。したがって、低下時出力電流に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と低下時出力電流とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第３実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が２回実施されたときに、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、あるいは、同一条件において後の低下時出力電流が所定判定値（この所定判定値は、先の低下時出力電流から定まる値である）以下である場合）、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１６３】
＜追加のＳ被毒回復制御＞
なお、第３実施形態において、空燃比変動量が所定値以上である場合、あるいは、出力電流の変動量（すなわち、先のＳ被毒被毒回復制御の実施時の低下時ピーク値からの後のＳ被毒回復制御の実施時の低下時ピーク値の変動量）が所定値以上である場合、上述した印加電圧の制御によるＳ被毒回復制御以外の制御によって、Ｓ被毒の回復を実施するようにしてもよい。この制御は、たとえば、上述した印加電圧の制御によるＳ被毒回復制御を複数回実施したにもかかわらず、空燃比変動量が所定値以上である場合に実施されると、特に有効である。
【０１６４】
＜第３実施形態のＳ被毒回復完了判定フロー＞
第３実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例について説明する。このフローが図１５に示されている。なお、図１５のフローのステップ４０〜ステップ４４は、図１３のフローのステップ２０〜ステップ２４と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１６５】
ステップ４５では、Ｓ被毒回復制御カウンタＮがカウントアップされる。このカウンタＮは、Ｓ被毒回復制御が１回実施される毎にカウントアップされ、Ｓ被毒回復制御が連続して２回実施された後にカウントダウンされ、Ｓ被毒回復が完了したと判定されたときにリセットされる。
【０１６６】
次いで、ステップ４６において、カウンタＮが「２」に達した（Ｎ＝２）か否かが判別される。ここで、Ｎ＝２であると判別されたときには、フローはステップ４７に進む。一方、Ｎ＝２ではないと判別されたときには、フローはステップ４１に戻る。したがって、ステップ４６においてＮ＝２であると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇と低下とが実施される。つまり、Ｓ被毒回復制御が実施される。
【０１６７】
ステップ４７では、カウンタＮがカウントダウンされる。次いで、ステップ４８において、面積比変動量ΔＲｓが所定判定値ΔＲｓｔｈ以下である（ΔＲｓ≦ΔＲｓｔｈ）か否かが判別される。ここで、面積比変動量ΔＲｓは、先の面積比Ｒｓ１からの後の面積比Ｒｓ２の変動量（＝Ｒｓ１−Ｒｓ２）である。ここで、先の面積比Ｒｓ１は、前々回のＳ被毒回復制御の実施時にステップ４１およびステップ４３で検出された出力電流Ｉｓを用いて算出される。後の面積比Ｒｓ２は、前回のＳ被毒回復制御の実施時にステップ４１およびステップ４３で検出された出力電流Ｉｓを用いて算出される。ステップ４８において、ΔＲｓ≦ΔＲｓｔｈであると判別されたときには、フローはステップ４９に進み、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓおよびカウンタＮがリセットされ、その後、フローは終了する。一方、ΔＲｓ≦ΔＲｓｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ４１に戻る。したがって、ステップ４８においてΔＲｓ≦ΔＲｓｔｈであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇と低下とが実施される。つまり、Ｓ被毒回復制御が実施される。
【０１６８】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第４実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第４実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０１６９】
＜第４実施形態のＳ被毒回復完了判定＞
第４実施形態のＳ被毒回復完了判定では、上記Ｓ被毒回復制御が複数回実施された場合、連続して実施された２回の上記Ｓ被毒回復制御のうち、先に実施されたＳ被毒回復制御における上昇時ピーク値（図１２の出力電流Ｉｓｐｉ）が「先の上昇時ピーク値」として算出されるとともに、先に実施されたＳ被毒回復制御における低下時ピーク値（図１２の出力電流Ｉｓｐｄ）が「先の低下時ピーク値」として算出される。そして、先の上昇時ピーク値に対する先の低下時ピーク値の比（＝先の低下時ピーク値／先の上昇時ピーク値）が「先のピーク比」として算出される。
【０１７０】
さらに、後に実施されたＳ被毒回復制御における上昇時ピーク値（図１２の出力電流Ｉｓｐｉ）が「後の上昇時ピーク値」として算出されるとともに、後に実施されたＳ被毒回復制御における低下時ピーク値（図１２の出力電流Ｉｓｐｄ）が「後の低下時ピーク値」として算出される。そして、後の上昇時ピーク値に対する後の低下時ピーク値の比（＝後の低下時ピーク値／後の上昇時ピーク値）が「後のピーク比」として算出される。
【０１７１】
そして、先のピーク比からの後のピーク比の変動量（＝先のピーク比−後のピーク比）が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定される。
【０１７２】
＜第４実施形態のＳ被毒回復完了判定の利点＞
第４実施形態のＳ被毒回復完了判定によれば、センサのＳ被毒回復の完了を正確に判定することができる。以下、この理由について説明する。
【０１７３】
後のピーク比は、先のＳ被毒回復制御が実施された後の出力電流に基づいて算出される。したがって、後のピーク比が算出されるときには、先のピーク比が算出されたときに比べて、センサのＳ被毒の程度が小さくなっている。さらに、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が大きいほど、当該先のＳ被毒回復制御の実施によってセンサのＳ被毒の程度が大きく低下する。すなわち、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が大きいほど、先のピーク比からの後のピーク比の変動量（以下「ピーク比変動量」）は大きい。言い換えれば、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が非常に小さいと、ピーク比変動量は非常に小さい。そして、先のＳ被毒回復制御が実施されるときのセンサのＳ被毒の程度が非常に小さい場合、後のＳ被毒回復制御の実施によって、センサのＳ被毒回復が完了する可能性が極めて高い。
【０１７４】
したがって、前記所定判定値を適切な値に設定しておけば、ピーク比変動量が所定判定値以下である場合にＳ被毒回復が完了したと判定することによって、Ｓ被毒回復の完了を正確に判定することができるのである。
【０１７５】
＜第４実施形態の適用範囲＞
なお、ピーク比変動量が所定判定値以下であることは、言い換えれば、後のピーク比が先のピーク比から定まる値以下であることを意味する。したがって、第４実施形態のＳ被毒回復完了判定では、Ｓ被毒回復制御が２回実施されたときに、後のピーク比が所定判定値（第４実施形態では、先のピーク比から定まる値）以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１７６】
なお、この場合、所定判定値は、先のピーク比から定まる値であるが、先のピーク比に依らず、後のピーク比に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と後のピーク比とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第４実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が２回実施されたときに、後のピーク比が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１７７】
また、後のピーク比は、センサのＳ被毒の程度が反映される値（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される値、あるいは、先のピーク比に比べてセンサのＳ被毒の最新の影響を表す値）であると言える。そして、後のピーク比は、印加電圧が低下する間の出力電流（以下「低下時出力電流」）を用いて算出される。したがって、低下時出力電流も、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流であると言える。したがって、低下時出力電流に基づいてＳ被毒回復が完了したと正確に判定するための所定判定値を予め定めることができる場合、この所定判定値と低下時出力電流とを用いて、Ｓ被毒回復の完了を判定することができる。したがって、第４実施形態のＳ被毒回復完了判定では、広くは、Ｓ被毒回復制御が２回実施されたときに、センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流が所定判定値以下である場合（あるいは、センサのＳ被毒の度合が反映される出力電流が所定判定値以下である場合、あるいは、同一条件において後の低下時出力電流が所定判定値（この所定判定値は、先の低下時出力電流から定まる値である）以下である場合）、Ｓ被毒回復が完了したと判定されるとも言える。
【０１７８】
＜追加のＳ被毒回復制御＞
なお、第４実施形態において、ピーク比変動量が所定値以上である場合、あるいは、出力電流の変動量（すなわち、先のＳ被毒被毒回復制御の実施時の低下時ピーク値からの後のＳ被毒回復制御の実施時の低下時ピーク値の変動量）が所定値以上である場合、上述した印加電圧の制御によるＳ被毒回復制御以外の制御によって、Ｓ被毒の回復を実施するようにしてもよい。この制御は、たとえば、上述した印加電圧の制御によるＳ被毒回復制御を複数回実施したにもかかわらず、空燃比変動量が所定値以上である場合に実施されると、特に有効である。
【０１７９】
＜第４実施形態のＳ被毒回復完了判定フロー＞
第４実施形態のＳ被毒回復制御・Ｓ被毒回復完了判定フローの一例について説明する。このフローが図１６に示されている。なお、図１６のフローのステップ５０〜ステップ５７は、図１５のフローのステップ４０〜ステップ４７と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１８０】
ステップ５８では、ピーク比変動量ΔＲｐが所定判定値ΔＲｐｔｈ以下である（ΔＲｐ≦ΔＲｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、ピーク比変動量ΔＲｐは、先のピーク比Ｒｐ１からの後のピーク比Ｒｐ２の変動量（＝Ｒｐ１−Ｒｐ２）である。ここで、先のピーク比Ｒｐ１は、前々回のＳ被毒回復制御の実施時にステップ５１およびステップ５３で検出された出力電流Ｉｓのピーク値を用いて算出される。後のピーク比Ｒｐ２は、前回のＳ被毒回復制御の実施時にステップ５１およびステップ５３で検出された出力電流Ｉｓのピーク値を用いて算出される。ステップ５８において、ΔＲｐ≦ΔＲｐｔｈであると判別されたときには、フローはステップ５９に進み、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓおよびカウンタＮがリセットされ、その後、フローは終了する。一方、ΔＲｐ≦ΔＲｐｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ５１に戻る。したがって、ステップ５８においてΔＲｐ≦ΔＲｐｔｈであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇と低下とが実施される。つまり、Ｓ被毒回復制御が実施される。
【０１８１】
＜Ｓ被毒回復完了判定のスイープ速度＞
上記実施形態のＳ被毒回復完了判定（すなわち、Ｓ被毒回復制御）において、印加電圧の上昇速度または低下速度（スイープ速度）が速すぎると、印加電圧が低下されたとしても、ピーク値が出力されなかったり、ＳＯｘ濃度に十分に対応するピーク値が出力されなかったりする可能性がある。そこで、上記実施形態のＳ被毒回復完了判定において、印加電圧が低下されたときにＳ被毒の程度に十分に対応するピーク値が出力される印加電圧の上昇速度と低下速度とが選択されると好ましい。
【０１８２】
具体的には、図１７（Ａ）に示されているように、印加電圧の上昇速度が徐々に減少するように印加電圧が上昇された後、印加電圧の低下速度が徐々に増大するように印加電圧が低下されると好ましい。あるいは、図１７（Ｂ）に示されているように、印加電圧の上昇速度が一定に維持されるように印加電圧が上昇された後、印加電圧の低下速度が一定に維持されるように印加電圧が低下されると好ましい。
【０１８３】
さらに具体的には、上記実施形態のＳ被毒回復の完了判定において、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇された後、０．８Ｖから０．４Ｖまで低下されるまでの印加電圧の変化を周波数で表したとき、この周波数は、１００Ｈｚ以下であることが好ましい。別の言い方をすると、印加電圧の上昇が開始されてから印加電圧の低下が終了されるまでの時間が０．００５秒以上であることが好ましい。
【０１８４】
＜Ｓ被毒回復完了判定後のＳＯｘ濃度検出＞
なお、上記実施形態に従ったＳ被毒回復制御の実施中は、ＳＯｘ濃度検出が停止されている。そこで、Ｓ被毒回復が完了したと判定された場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定されたときに用いられた低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）するようにしてもよいし、Ｓ被毒回復が完了したと判定された後、印加電圧を０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇した後に０．８Ｖから０．４Ｖまで低下し、このときの低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）するようにしてもよい。
【０１８５】
＜利点＞
Ｓ被毒回復が完了したと判定されたときに用いられた低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を検出する場合、Ｓ被毒回復されたセンサによって、ＳＯｘ濃度が検出されるので、ＳＯｘ濃度を正確に検出することができる。さらに、Ｓ被毒回復制御の実施中（すなわち、Ｓ被毒回復完了判定の実施中）のピーク値を用いてＳＯｘ濃度が検出されるので、Ｓ被毒回復後（すなわち、Ｓ被毒回復完了判定後）、より早く、ＳＯｘ濃度を検出することができる。
【０１８６】
一方、Ｓ被毒回復が完了したと判定された後、印加電圧を０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇した後に０．８Ｖから０．４Ｖまで低下し、このときの低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を検出する場合、Ｓ被毒回復されたセンサによって、ＳＯｘ濃度が検出されるので、ＳＯｘ濃度を正確に検出することができる。さらに、Ｓ被毒回復制御とは別個に（すなわち、Ｓ被毒回復完了判定とは別個に）ＳＯｘ濃度が検出されるので、ＳＯｘ濃度をより正確に検出することができる。
【０１８７】
なお、Ｓ被毒回復が完了したと判定されたときに用いられた低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を検出する場合、面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量が所定判定値以下である場合にＳ被毒回復の完了との判定を行うことなく、所定判定値以下となった面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量の算出に用いられた低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を検出するようにしてもよい。この場合、Ｓ被毒回復が完了したからこそ、ＳＯｘ濃度の検出を行うのであるから、この場合においても、実質的には、Ｓ被毒回復が完了したと判定しているものと捉えることもできる。
【０１８８】
同様に、Ｓ被毒回復が完了したと判定された後、印加電圧を０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇した後に０．８Ｖから０．４Ｖまで低下し、このときの低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を検出する場合、面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量が所定判定値以下である場合にＳ被毒回復の完了との判定を行うことなく、印加電圧を０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇した後に０．８Ｖから０．４Ｖまで低下し、このときの低下時ピーク値を用いてＳＯｘ濃度を検出するようにしてもよい。この場合、Ｓ被毒回復が完了したからこそ、ＳＯｘ濃度の検出を行うのであるから、この場合においても、実質的には、Ｓ被毒回復が完了したと判定しているものと捉えることもできる。
【０１８９】
＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第５実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第５実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０１９０】
＜第５実施形態のＳＯｘ濃度検出・Ｓ被毒回復＞
第５実施形態では、印加電圧が定常的に０．４Ｖに維持されている。そして、第５実施形態のＳＯｘ濃度検出では、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇され、その後、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される。このとき、ＥＣＵは、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間に当該ＥＣＵに入力された出力電流のピーク値の絶対値がＳ被毒回復実施判定値以上であるか否かを判別する。ここで、ピーク値の絶対値がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、ＥＣＵは、Ｓ被毒回復制御を実施する。一方、ピーク値の絶対値がＳ被毒回復実施判定値よりも小さい場合、ＥＣＵは、ピーク値と参照電流とを用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）する。
【０１９１】
＜Ｓ被毒回復実施判定値＞
なお、第５実施形態のＳ被毒回復実施判定値は、たとえば、以下のように設定される。排気中のＳＯｘの硫黄分が第１センサ電極に付着することがある。この付着Ｓ量（すなわち、第１センサ電極に付着している硫黄の量）が多くなると、前記ピーク値の絶対値が大きくなることが本願の発明者らの研究により判明している。そして、この付着Ｓ量が非常に多い場合、限界電流式センサの検出精度（特に、ＳＯｘ濃度の検出精度）が低下する可能性がある。したがって、付着Ｓ量が多い場合、第１センサ電極に付着している硫黄を除去すること（すなわち、Ｓ被毒回復制御を実施すること）が好ましい。そこで、第５実施形態のＳ被毒回復実施判定値は、たとえば、Ｓ被毒回復制御の実施が必要とされる場合におけるピーク値の絶対値（すなわち、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間にＥＣＵに入力された出力電流のピーク値の絶対値）に設定される。
【０１９２】
＜第５実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の利点＞
第５実施形態のＳＯｘ濃度検出装置によれば、Ｓ被毒によってセンサの検出精度が低下している可能性がある場合、Ｓ被毒回復制御が実施される。言い換えれば、Ｓ被毒によるセンサの検出精度の低下が生じている可能性がない場合に限り、ＳＯｘ濃度の検出が実施される。このため、第５実施形態のＳＯｘ濃度検出装置によれば、ＳＯｘ濃度をより精度良く検出することができる。
【０１９３】
＜第５実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第５実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例について説明する。このフローが図１８に示されている。
【０１９４】
図１８のフローが開始されたときには、印加電圧が０．４Ｖに維持されている。そして、ステップ６０において、印加電圧Ｖｓが０．４Ｖから０．８Ｖに向かって上昇される。次いで、ステップ６１において、印加電圧Ｖｓが０．８Ｖに達した（Ｖｓ＝０．８Ｖ）か否かが判別される。ここで、Ｖｓ＝０．８Ｖであると判別されたときには、フローはステップ６２に進む。一方、Ｖｓ＝０．８Ｖではないと判別されたときには、フローはステップ６０に戻る。したがって、ステップ６１においてＶｓ＝０．８Ｖであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの上昇が継続される。
【０１９５】
ステップ６２では、印加電圧Ｖｓが０．８Ｖから０．４Ｖに向かって低下されるとともに、出力電流Ｉｓが検出される。次いで、ステップ６３において、印加電圧Ｖｓが０．４Ｖに達した（Ｖｓ＝０．４Ｖ）か否かが判別される。ここで、Ｖｓ＝０．４Ｖであると判別されたときには、フローはステップ６４に進む。一方、Ｖｓ＝０．４Ｖではないと判別されたときには、フローはステップ６２に戻る。したがって、ステップ６３においてＶｓ＝０．４Ｖであると判別されるまで、印加電圧Ｖｓの低下と出力電流Ｉｓの検出とが継続される。
【０１９６】
ステップ６４では、ステップ６２で検出された出力電流Ｉｓのうち、ピーク値の絶対値｜Ｉｓｐ｜がＳ被毒回復実施判定値Ｉｓｐｔｈｓ以上である（｜Ｉｓｐ｜≧Ｉｓｐｔｈｓ）か否かが判別される。ここで、｜Ｉｓｐ｜≧Ｉｓｐｔｈｓであると判別されたときには、フローはステップ６５に進み、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓがセットされ、その後、フローは終了する。この場合、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓがセットされたので、Ｓ被毒回復制御が実施されることになる。一方、｜Ｉｓｐ｜≧Ｉｓｐｔｈｓではないと判別されたときには、フローはステップ６６に進み、ステップ６２で検出された出力電流Ｉｓのうち、ピーク値に基づいてＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘが算出され、その後、フローは終了する。
【０１９７】
＜吸気量補正＞
なお、Ｓ被毒回復制御の実施中、吸入空気量（すなわち、燃焼室に吸入される空気の量であり、この量は、センサに到来する排気の量に等しい）が多いほど、Ｓ被毒の回復速度が速くなる。そこで、上記Ｓ被毒回復完了判定において、第１実施形態の面積比、第２実施形態のピーク比、第３実施形態の面積比変動量、または、第４実施形態のピーク比変動量を、吸入空気量によって補正し、この補正後の面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量を用いて、Ｓ被毒回復完了判定を実施するようにしてもよい。
【０１９８】
より具体的には、第１実施形態において、たとえば、面積比を吸入空気量で除した値（＝面積比／吸入空気量）を面積比として用いたり、参照面積を吸入空気量で除した値（＝参照面積／吸入空気量）を参照面積として用いたり、Ｓ被毒面積を吸入空気量で除した値（＝Ｓ被毒面積／吸入空気量）をＳ被毒面積として用いたりしてもよい。
【０１９９】
また、第２実施形態において、たとえば、ピーク比を吸入空気量で除した値（＝ピーク比／吸入空気量）をピーク比として用いたり、上昇時ピーク値を吸入空気量で除した値（＝上昇時ピーク値／吸入空気量）を上昇時ピーク値として用いたり、低下時ピーク値を吸入空気量で除した値（＝低下時ピーク値／吸入空気量）を低下時ピーク値として用いたりしてもよい。
【０２００】
また、第３実施形態において、たとえば、面積比変動量を吸入空気量で除した値（＝面積比変動量／吸入空気量）を面積比変動量として用いたり、先の面積比を吸入空気量で除した値（＝先の面積比／吸入空気量）を先の面積比として用いたり、後の面積比を吸入空気量で除した値（＝後の面積比／吸入空気量）を後の面積比として用いたりしてもよい。
【０２０１】
また、第４実施形態において、たとえば、ピーク比変動量を吸入空気量で除した値（＝ピーク比変動量／吸入空気量）をピーク比変動量として用いたり、先のピーク比を吸入空気量で除した値（＝先のピーク比／吸入空気量）を先のピーク比として用いたり、後のピーク比を吸入空気量で除した値（＝後のピーク比／吸入空気量）を後のピーク比として用いたりしてもよい。
【０２０２】
なお、排気量としては、Ｓ被毒回復制御の実施中のトータルの排気量を採用してもよいし、Ｓ被毒回復制御の実施中の平均の排気量を採用してもよい。
【０２０３】
なお、上記実施形態において、Ｓ被毒回復の完了判定に「比」を用いる場合、吸入空気量に応じたＳ被毒の回復速度の差異が相殺されるので、上述した吸入空気量に基づいた補正を行わなくてもよい。
【０２０４】
また、第３実施形態および第４実施形態では、先のＳ被毒回復制御の実施時の吸入空気量と、後のＳ被毒回復制御の実施時の吸入空気量と、が異なることがある。したがって、これら実施形態では、上述した吸入空気量に基づいた補正を行うことが好ましい。
【０２０５】
＜吸入空気量に基づいた補正の利点＞
上述した吸入空気量に基づいた補正を行うことによって、Ｓ被毒回復の完了をより正確に判定することができる。
【０２０６】
＜センサ素子温度＞
なお、上述した実施形態のＳＯｘ濃度検出において、印加電圧が低下されたときにＳＯｘ濃度に対応する電流がセンサから出力される理由は、センサセルにおいてＳＯｘに関連する反応が生じていることであると推察される。一方、この反応は、センサセルの温度の影響を大きく受ける。したがって、排気中のＳＯｘ濃度が極めて低いことを考慮すれば、センサセルの温度が一定に維持されていることが好ましい。そこで、上述した実施形態において、ＳＯｘ濃度検出の実施時には、センサセルの温度が一定に維持されるように、ヒータが制御されるようにしてもよい。これによれば、ＳＯｘ濃度がより精度高く検出される。
【０２０７】
同様に、上述した実施形態のＳ被毒回復制御またはＳ被毒回復完了判定において、センサセルの温度が一定に維持されていることが好ましい。
【０２０８】
＜第６実施形態＞
第６実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第６実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第６実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０２０９】
＜第６実施形態のＳＯｘ濃度検出・燃料性状異常警告＞
第６実施形態では、印加電圧が定常的に０．４Ｖに維持されている。そして、第６実施形態のＳＯｘ濃度検出では、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇され、その後、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される。このとき、ＥＣＵは、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間に当該ＥＣＵに入力された出力電流のピーク値の絶対値が警報判定値以上であるか否かを判別する。ここで、ピーク値の絶対値が警報判定値以上である場合、ＥＣＵは、燃料性状の異常を警告する。一方、ピーク値の絶対値が警報判定値よりも小さい場合、ＥＣＵは、ピーク値と参照電流とを用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）する。
【０２１０】
＜第６実施形態の警報判定値＞
なお、第６実施形態の警報判定値は、たとえば、以下のように設定される。上述したように、排気中のＳＯｘの硫黄分が第１センサ電極に付着することがあり、この付着Ｓ量が多くなると、前記ピーク値の絶対値が大きくなることが本願の発明者らの研究により判明している。そして、この付着Ｓ量が非常に多い場合、限界電流式センサの検出精度（特に、ＳＯｘ濃度の検出精度）が低下する可能性がある。ここで、付着Ｓ量が多くなる原因の１つとして、排気中のＳＯｘ濃度が高いことが挙げられる。そして、燃料中の硫黄成分濃度が高いと、排気中のＳＯｘ濃度が高い。そして、燃料中の硫黄成分濃度が許容できない程度に高く、したがって、燃料性状が異常である可能性がある場合、その旨を警告することが好ましい。
【０２１１】
そこで、第６実施形態の警報判定値は、たとえば、燃料性状が許容可能な範囲の性状ではない場合（特に、燃料中のＳ濃度が許容可能な濃度よりも高い場合）におけるピーク値の絶対値（すなわち、印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間にＥＣＵに入力された出力電流のピーク値の絶対値）の最小値以上の適宜選択される値に設定される。
【０２１２】
なお、第６実施形態の警報判定値は、第５実施形態のＳ被毒回復実施判定値と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【０２１３】
＜第６実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第６実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、燃料性状が異常である可能性がある場合、その旨が警告されるので、ＳＯｘ濃度検出装置の利用者は、燃料性状が異常である可能性があることを知ることができる。
【０２１４】
＜第６実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第６実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例について説明する。このフローが図１９に示されている。なお、図１９のフローの７０〜ステップ７３は、図１８のフローのステップ６０〜ステップ６３と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０２１５】
ステップ７４では、ステップ７２で検出された出力電流Ｉｓのうち、ピーク値の絶対値｜Ｉｓｐ｜が警報判定値Ｉｓｐｔｈａよりも大きい（｜Ｉｓｐ｜＞Ｉｓｐｔｈａ）か否かが判別される。ここで、｜Ｉｓｐ｜＞Ｉｓｐｔｈａであると判別されたときには、フローはステップ７５に進み、燃料性状異常が警告され、その後、フローは終了する。一方、｜Ｉｓｐ｜＞Ｉｓｐｔｈａではないと判別されたときには、フローはステップ７６に進み、ステップ７２で検出された出力電流Ｉｓのうち、ピーク値に基づいてＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘが算出され、その後、フローは終了する。
【０２１６】
＜第７実施形態＞
第７実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第７実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第７実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０２１７】
＜第７実施形態のＳＯｘ濃度検出・空燃比検出＞
第１実施形態では、印加電圧が定常的に０．４Ｖに維持されている。すなわち、センサセルに定常的に０．４Ｖが印加されている。ここで、０．４Ｖの電圧は、図２に示されている電圧Ｖｔｈ以上の電圧であって、且つ、排気の空燃比が一定である場合においてセンサセル印加電圧に依らずセンサセル出力電流が一定となる電圧である。
【０２１８】
そして、第７実施形態のＳＯｘ濃度・空燃比検出では、ＥＣＵは、センサセルに定常的に０．４Ｖが印加されているときのセンサセル出力電流に基づいて図２に示されている関係から空燃比を算出（すなわち、検出）する。
【０２１９】
一方、ＳＯｘ濃度の検出が要求された場合には、センサセル印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇され、その後、センサセル印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される。このとき、ＥＣＵは、センサセル印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下される間に当該ＥＣＵに入力された出力電流のピーク値と参照電流とを用いてＳＯｘ濃度を算出（すなわち、検出）する。
【０２２０】
また、センサセル印加電圧が０．８Ｖから０．４Ｖまで低下された後も、ＥＣＵは、センサセル出力電流に基づいて図２に示されている関係から空燃比を算出（すなわち、検出）する。もちろん、このときには、センサセル印加電圧は、０．４Ｖに維持されている。
【０２２１】
なお、第７実施形態のＳＯｘ濃度・空燃比検出に、２セルタイプの限界電流式センサが利用される場合において、空燃比の検出を実施するときには、ポンプセル１５の印加電圧は、零とされる。
【０２２２】
＜第７実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の利点＞
第７実施形態によれば、排気の空燃比と排気中のＳＯｘ濃度とを１つのセンサによって検出することができる。
【０２２３】
＜センサ素子温度＞
なお、印加電圧低下中において、センサセルにおけるＳＯｘに関連する十分な反応に要求される温度（すなわち、ＳＯｘ濃度の正確な検出、Ｓ被毒の十分な回復、および、Ｓ被毒回復完了の正確な判定に要求される温度）は、空燃比の正確な検出に要求される温度よりも高い。そこで、上記実施形態において、ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定の実施時の印加電圧低下中の温度を、空燃比検出の実施時の温度よりも高い温度に制御するようにしてもよい。より具体的には、たとえば、空燃比検出の実施時の温度を６００℃とし、ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定の実施時の印加電圧低下中の温度を７５０℃としてもよい。
【０２２４】
＜ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定の実施条件＞
また、センサを空燃比検出に利用している場合、上記ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定の実施中は、センサによって空燃比を検出することができない。したがって、センサによって検出される空燃比を内燃機関の空燃比制御に利用している場合、上記ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定の実施中は、内燃機関の空燃比を所望通りに制御することができない。
【０２２５】
そこで、たとえば、機関始動後、センサ温度がその暖機温度に達したときに、上記ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定を実施するようにしてもよい。あるいは、機関始動後、センサ温度がその暖機温度に達した後であって、センサの活性判定を実施する前に、上記ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定を実施するようにしてもよい。あるいは、機関始動後、センサ温度がその暖機温度に達し、センサの活性判定を実施した後において、フューエルカット運転（すなわち、燃焼室への燃料の供給が停止されている運転）が実施されているときに、上記ＳＯｘ濃度検出、Ｓ被毒回復制御、および、Ｓ被毒回復完了判定を実施するようにしてもよい。
【０２２６】
＜第７実施形態のＳＯｘ濃度・空燃比検出フロー＞
第７実施形態のＳＯｘ濃度・空燃比検出フローの一例について説明する。このフローが図２０に示されている。なお、図２０のフローのステップ８１〜ステップ８４は、図１３のフローのステップ１１〜ステップ１４と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０２２７】
図２０のフローが開始されたときには、印加電圧が０．４Ｖに維持されている。そして、ステップ８０において、ＳＯｘ濃度検出フラグＦｓｏｘがセットされている（Ｆｓｏｘ＝１）か否かが判別される。このフラグＦｓｏｘは、排気中のＳＯｘ濃度の検出が要求されたときにセットされ、排気中のＳＯｘ濃度の検出が完了したときにリセットされるフラグである。ステップ８０において、Ｆｓｏｘ＝１であると判別されたときには、フローはステップ８１に進む。一方、Ｆｓｏｘ＝１ではないと判別されたときには、フローはステップ８７に進む。
【０２２８】
ステップ８７では、出力電流Ｉｓが検出される。次いで、ステップ８８において、ステップ８７で検出された出力電流Ｉｓに基づいて空燃比Ａ／Ｆが算出され、その後、フローは終了する。
【０２２９】
ステップ８５では、ステップ８３で検出された出力電流Ｉｓのうち、ピーク値に基づいてＳＯｘ濃度Ｃｓｏｘが算出される。次いで、ステップ８６において、ＳＯｘ濃度検出フラグＦｓｏｘがリセットされ、その後、フローは終了する。
【０２３０】
＜実施形態の適用範囲＞
上述した実施形態は、排気中のＳＯｘ濃度を検出する場合の実施形態である。しかしながら、上述した実施形態の考え方は、広く、印加電圧を所定の電圧から低下させたときの出力電流に相関を持つ特定成分に関するパラメータを検出する場合にも適用可能である。もちろん、この場合、検出しようとする特定成分パラメータに相関を持つ出力電流を、それ以外の特定成分に関するパラメータに相関を持つ出力電流から切り分け可能であることが条件となる。
【０２３１】
別の表現をすれば、上述した実施形態の考え方は、印加電圧が一定の電圧に維持されているときの出力電流に相関を持たない（または、相関が極めて小さい）か、あるいは、印加電圧が上昇されたときの出力電流に相関を持たない（または、相関が極めて小さい）が、印加電圧が所定電圧から低下されたときの出力電流に相関を持つ特定成分に関するパラメータを検出する場合にも適用可能である。
【０２３２】
上述した実施形態は、印加電圧の低下時の出力電流の最小値を用いてＳＯｘ濃度を検出する実施形態である。しかしながら、上述した実施形態の考え方は、広く、印加電圧の低下時の出力電流の最大値を用いて特定成分に関するパラメータを検出する場合にも適用可能である。
【０２３３】
また、上述した実施形態のＳＯｘ濃度検出では、印加電圧の低下前に印加電圧の上昇が行われる。しかしながら、印加電圧の低下さえ行われれば、その前に印加電圧の上昇が行われなくても、上述した実施形態の利益が少なからず得られる。
【０２３４】
＜実施形態の総括＞
＜上記実施形態の制御装置１＞
上述した実施形態の内燃機関の制御装置は、広く表現すれば、限界電流式センサ（たとえば、センサ１０、３０）を有する内燃機関の制御装置であって、前記センサへの印加電圧をＳ被毒回復電圧（たとえば、０．８Ｖ以上の電圧であって、特に、０．８Ｖ）まで上昇させた後に低下させるＳ被毒回復制御を実施する制御部（たとえば、ＥＣＵ９０）を具備し、該制御部は、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（たとえば、面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量）が所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復が完了したと判定する制御装置であると言える。
【０２３５】
＜上記実施形態のＳ被毒の程度が反映される出力電流＞
そして、より限定的に表現すれば、前記Ｓ被毒回復制御を１回実施した場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、たとえば、当該Ｓ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流（たとえば、Ｓ被毒面積、または、低下時ピーク値）である。
【０２３６】
あるいは、より限定的に表現すれば、前記Ｓ被毒回復制御を２回実施した場合において、前記Ｓ被毒の程度が反映される出力電流は、たとえば、２回目のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流（たとえば、後の面積比、または、後のピーク比）であり、前記所定判定値は、たとえば、１回目のＳ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流（たとえば、先の面積比、または、先にピーク比）から定まる値である。
【０２３７】
＜上記実施形態の制御装置２＞
また、上述した実施形態の内燃機関の制御装置の前記制御部は、広く表現すれば、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（たとえば、面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量）が前記所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復の完了判定の代わりに、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の印加電圧低下中の出力電流（たとえば、低下時ピーク値）を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータ（たとえば、排気中のＳＯｘ濃度）を検出する制御装置であると言える。
【０２３８】
＜上記実施形態の制御装置３＞
また、上述した実施形態の内燃機関の制御装置の前記制御部は、広く表現すれば、前記Ｓ被毒回復制御の実施時の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（たとえば、面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量）が所定判定値以下である場合、前記センサのＳ被毒回復の完了判定の代わりに、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧（たとえば、０．８Ｖ以上の電圧であって、特に、０．８Ｖ）から低下させる電圧制御を実施し、該電圧制御の実施時の前記センサの出力電流（たとえば、ピーク値）を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータ（たとえば、排気中のＳＯｘ濃度）を検出する制御装置であると言える。
【０２３９】
＜上記実施形態の制御方法１＞
また、上述した実施形態の内燃機関の制御装置は、広く表現すれば、限界電流式センサ（たとえば、センサ１０、３０）を有する内燃機関の制御方法であって、前記センサへの印加電圧をＳ被毒回復電圧（たとえば、０．８Ｖ以上の電圧であって、特に、０．８Ｖ）まで上昇させた後に低下させるＳ被毒回復ステップと、該Ｓ被毒回復ステップ中の前記センサの出力電流のうち、前記センサのＳ被毒の程度が反映される出力電流（たとえば、面積比、ピーク比、面積比変動量、または、ピーク比変動量）を取得する出力電流取得ステップと、該出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が所定判定値以下である場合、Ｓ被毒回復が完了したと判定する判定ステップと、を具備する制御方法を実施する制御装置であると言える。
【０２４０】
＜上記実施形態の制御方法２＞
また、上述した実施形態の内燃機関の制御装置は、広く表現すれば、前記判定ステップの代わりに、前記出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記Ｓ被毒回復ステップの実施時の印加電圧低下中の出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータ（たとえば、排気中のＳＯｘ濃度）を検出する特定成分パラメータ検出ステップと、を具備する制御方法を実施する制御装置であると言える。
【０２４１】
＜上記実施形態の制御方法３＞
また、上述した実施形態の内燃機関の制御装置は、広く表現すれば、前記判定ステップの代わりに、前記出力電流取得ステップにおいて取得された出力電流が前記所定判定値以下である場合、前記センサへの印加電圧をパラメータ検出電圧（たとえば、０．８Ｖ以上の電圧であって、特に、０．８Ｖ）から低下させる電圧制御ステップと、該電圧制御ステップの実施時の前記センサの出力電流を用いて被検ガス中の特定成分に関するパラメータ（たとえば、排気中のＳＯｘ濃度）を検出する特定成分パラメータ検出ステップと、を具備する制御方法。
【符号の説明】
【０２４２】
１０…限界電流式センサ、１１Ａ、１１Ｂ…固体電解質層、１３…拡散律速層、１５…ポンプセル、１５Ａ、１５Ｂ…ポンプ電極、１６…センサセル、１６Ａ、１６Ｂ…センサ電極、３０…限界電流式センサ、３１…固体電解質層、３３…拡散律速層、３５…センサセル、３５Ａ、３５Ｂ…センサ電極、９０…ＥＣＵ
【図１】
2015036538.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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