(57)【要約】【課題】ガスセンサ素子を保護するカバーに開設されたガス流通孔のAshによる目詰まりを解消し、このことによるセンサ応答性低下を効果的に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】センサ素子５１と、該センサ素子５１を覆い且つ内部に画成されたガス測定室Ｓに排気を導入するガス流通孔５４ａが開設されたカバー５４と、を有するガスセンサ５が配設された内燃機関１００の運転状態を制御する制御装置１０であって、この制御装置１０は、ガスセンサ５の検出値の変化率に基づいて、カバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度が750℃以上となるように内燃機関１００の運転状態を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中の特定成分のガス濃度あるいは排気の空燃比を検出するセンサ素子と、該センサ素子を覆い且つ内部に画成されたガス測定室に排気を導入するガス流通孔が開設されたカバーと、を有するガスセンサが配設された内燃機関の運転状態を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率に基づいて、前記カバーのガス流通孔におけるガス温度が750℃以上となるように内燃機関の運転状態を制御する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率が所定値よりも低い場合に、内燃機関の運転状態を制御する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率から前記カバーのガス流通孔の目詰まり状態を推定するマップを有している、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率と前記マップから推定された目詰まり状態に基づいて、内燃機関の運転状態を特定するようになっている、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率と前記マップから推定された目詰まり状態に基づいて、前記センサ素子に設けたヒータの温度を特定するようになっている、請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の排気温度を上昇させるとともに前記センサ素子に設けたヒータの温度を上昇させることによって、前記カバーのガス流通孔におけるガス温度を上昇させるようになっている、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記内燃機関の負荷を上昇させることによって前記内燃機関の排気温度を上昇させるようになっている、請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関には、前記ガスセンサが配設される排気管と該排気管へ排出する排気を集約するエキマニとが配設され、前記排気管のうち前記ガスセンサよりもエキマニ側に排気温度を検出する排気温度センサが設けられており、
前記制御装置は、前記排気温度センサの検出値が600℃から700℃までである場合に内燃機関の運転状態を制御するようになっている、請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記排気温度センサにより検出される排気温度に基づいて前記カバーのガス流通孔におけるガス温度を推定するようになっている、請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態の制御を複数回繰り返した際の前記ガスセンサの検出値の変化率に基づいて、前記カバーのガス流通孔に灰分が堆積したか否かを判断するようになっている、請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、目標空燃比に要する燃料量が内燃機関の各気筒に対して噴射されるように内燃機関の各気筒に配設された燃料噴射装置を制御するとともに、特定の気筒において燃料噴射割合を増加させるように燃料噴射装置を制御する、あるいは、空燃比をリッチ・リーンに変化させるように特定の気筒に配設された燃料噴射装置を制御するようになっている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の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、内燃機関の制御装置に関し、たとえばガスセンサに付着した灰分を除去するように内燃機関の運転状態を制御する制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種産業界においては、環境影響負荷低減に向けた様々な取り組みが世界規模でおこなわれており、中でも、自動車産業においては、燃費性能に優れたガソリンエンジン車は勿論のこと、ハイブリッド車や電気自動車等のいわゆるエコカーの普及とその更なる性能向上に向けた開発が日々進められている。
【０００３】
ここで、ディーゼル車を取り挙げた場合、ディーゼル車から排出される排ガス中には、煤を主成分とする粒子状物質（PM: Particulate Matter）が含まれており、ガスセンサを構成するカバーに開設されたガス流通孔にこのPMが堆積し、そのガス流通孔がPMにより閉塞されてガスセンサの応答性が低下することが問題となっている。
【０００４】
ここで、特許文献１を参照してガスセンサの一般的な構成を説明すると、ガスセンサ素子をインナーカバーが包囲して被測定ガス室を構成し、インナーカバーをアウターカバーが包囲する構成において、アウターカバーとインナーカバーの双方にガス流通孔が開設されていて、これらのガス流通孔を介してガスセンサ素子に被測定ガスが提供される構成となっている。ガスセンサ素子を覆うようにインナーカバーとアウターカバーが設けられていることで、ガスセンサの中央に配設されたガスセンサ素子がガス濃度測定のために排ガスに接触される一方で、そのガスセンサ素子が排ガスからの被毒による特性悪化や被水による素子割れから保護される。
【０００５】
このようにガスセンサ素子を被毒による特性悪化や被水による素子割れから保護するインナーカバーとアウターカバーにおいて、それらの有するガス流通孔を順次介して被測定ガス室に排ガスが繰り返し流通する過程で、上記したようにPMがそのガス流通孔に堆積してそのガス流通孔を塞いでしまうというものである。
【０００６】
ところで、インナーカバーのガス流通孔付近の温度に関し、通常の走行モードではPMの燃焼温度である600℃以上にまで上昇することは少なく、このことから、流通する排ガスの温度でPMを燃焼させて除去し、PMによるガス流通孔の目詰まりを低減することは難しい。
【０００７】
そこで、上記課題を解消するべく、特許文献２には、触媒を担持した金属繊維不織布を保護カバーとしてガスセンサ素子を覆う構成のガスセンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７５３９６号公報
【特許文献２】特開平１１−５１８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に開示されているガスセンサによれば、活性化温度が比較的低い酸化触媒が保護カバーに担持され、ガスセンサ素子を加熱するためのヒータの熱により保護カバーの酸化触媒が容易に活性化温度にまで上昇されるため、保護カバーに付着するPMが良好に燃焼されて除去される。
【００１０】
ところで、ディーゼル車から排出される排ガス中には、気筒内へ侵入したエンジンオイルの燃焼生成物として、カルシウムやリン等の酸化物及び硫化物等からなる灰分（Ash、PM燃焼残留灰分ともいう）が含まれており、やはり、カバーに開設されたガス流通孔にこのAshが堆積してそのガス流通孔が閉塞されることが知られている。このAshは非常に燃焼し難いため、上記した特許文献２のガスセンサにおいても、保護カバーの酸化触媒によってこのAshを燃焼除去することはできず、依然として保護カバーの通気性が悪化し得るといった問題が残存する。
【００１１】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、ガスセンサ素子を保護するカバーに開設されたガス流通孔のAshによる目詰まりを解消し、このことによるセンサ応答性低下を効果的に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく、本発明者等は、鋭意研究の結果、ガスセンサの検出値の変化率からPMによるガス流通孔の目詰まりかあるいはAshによる目詰まりかを判断し得ること、ガス流通孔に堆積したAshが750℃以上で相転移を起こして収縮することを見出した。
【００１３】
本発明による内燃機関の制御装置は、上記した知見に基づくものであり、排気中の特定成分のガス濃度あるいは排気の空燃比を検出するセンサ素子と、該センサ素子を覆い且つ内部に画成されたガス測定室に排気を導入するガス流通孔が開設されたカバーと、を有するガスセンサが配設された内燃機関の運転状態を制御する制御装置であって、前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率に基づいて、前記カバーのガス流通孔におけるガス温度が750℃以上となるように内燃機関の運転状態を制御するものである。
【００１４】
上記する形態の制御装置によれば、ガスセンサの検出値の変化率からPMによるガス流通孔の目詰まりかあるいはAshによる目詰まりかを判断するとともに、Ashによる目詰まりと判断した場合に、カバーのガス流通孔におけるガス温度が750℃以上となるように強制的に内燃機関の運転状態を制御することで、ガス流通孔に堆積したAshを収縮させて当該ガス流通孔から剥離・脱落させ、Ashによる目詰まりを確実に解消することができる。
【００１５】
ここで、PMによるガス流通孔の目詰まりかあるいはAshによる目詰まりかでガスセンサの検出値の変化率が変化するため、前記制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率が所定値よりも低い場合に、内燃機関の運転状態を制御することが好ましい。
【００１６】
また、上記する内燃機関の制御装置は、前記ガスセンサの検出値の変化率から前記カバーのガス流通孔の目詰まり状態を推定するマップを有し、前記ガスセンサの検出値の変化率と前記マップから推定された目詰まり状態に基づいて、内燃機関の運転状態や前記センサ素子に設けたヒータの温度を特定するようになっているものである。
【００１７】
上記する形態の制御装置によれば、ガスセンサの検出値の変化率からカバーのガス流通孔の目詰まり状態を推定するマップを有していることで、ガスセンサの検出値の変化率とそのマップから推定された目詰まり状態に応じて内燃機関の運転状態やセンサ素子に設けたヒータの温度をより精緻に制御することができる。
【００１８】
また、上記する内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の排気温度を上昇させるとともに前記センサ素子に設けたヒータの温度を上昇させることによって、前記カバーのガス流通孔におけるガス温度を上昇させるようになっているものである。
【００１９】
上記する形態の制御装置によれば、内燃機関の排気温度を上昇させるとともにセンサ素子に設けたヒータの温度を上昇させることによって、カバーのガス流通孔におけるガス温度を確実に750℃以上にまで上昇させることができる。
【００２０】
ここで、前記内燃機関には、前記ガスセンサが配設される排気管と該排気管へ排出する排気を集約するエキマニとが配設され、前記排気管のうち前記ガスセンサよりもエキマニ側に排気温度を検出する排気温度センサが設けられており、前記制御装置は、前記排気温度センサの検出値が600℃から700℃までである場合に内燃機関の運転状態を制御するようになっているものである。
【００２１】
ガス流通孔に堆積したPMは、一般に600℃から700℃までである場合に燃焼除去される。すなわち、ガス流通孔に堆積したPMは、一般にガスセンサが配設される排気管における内燃機関の排気温度が600℃から700℃までである場合に燃焼除去されると考えられる。上記する形態の制御装置によれば、内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサの検出値が600℃から700℃までである場合に内燃機関の運転状態を制御することで、ガス流通孔に堆積したPMを燃焼除去した上でカバーのガス流通孔におけるガス温度を750℃以上にまで上昇させ、ガス流通孔に堆積したAshを収縮させて当該ガス流通孔から除去することができる。
【００２２】
なお、カバーのガス流通孔におけるガス温度を直接検出することが難しいため、前記制御装置は、前記排気温度センサにより検出される排気温度から前記カバーのガス流通孔におけるガス温度を推定するようになっている。
【００２３】
また、上記する内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の運転状態の制御を複数回繰り返した際の前記ガスセンサの検出値の変化率に基づいて、前記カバーのガス流通孔に灰分が堆積したか否かを判断するようになっているものである。
【００２４】
上記する形態の制御装置によれば、内燃機関の運転状態の制御を複数回繰り返した際のガスセンサの検出値の変化率に基づいて、カバーのガス流通孔に灰分が堆積したか否かを判断することで、内燃機関の運転状態の制御を複数回繰り返した際のガスセンサの検出値の変化率の変動がAshによる目詰まりに起因するのかその他の異常に起因するのかを判断した上で内燃機関の運転状態を制御することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の説明から理解できるように、本発明の内燃機関の制御装置によれば、ガスセンサの検出値の変化率に基づいて、カバーのガス流通孔におけるガス温度が750℃以上となるように内燃機関の運転状態を制御することにより、ガス流通孔を排ガスが流通する過程でそこに含まれるAshを収縮させて除去することができ、ガス流通孔のAshによる目詰まりを効果的に解消することができ、ガスセンサの応答性低下を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による内燃機関の制御装置の実施の形態が適用された内燃機関の全体構成を示した全体構成図である。
【図２】図１で示すガスセンサの要部を拡大して示した拡大断面図である。
【図３】図１で示す制御装置による制御フローを示したフロー図である。
【図４】ガスセンサで検出される検出値の変化率の一例を示した図である。
【図５】目詰まり状態を推定するためのマップの一例を示した図である。
【図６】ガス流通孔におけるガス温度毎の内燃機関の運転時間とAshによる目詰まり率の関係の一例を示した図。
【図７】ガス流通孔におけるガス温度とAshによる目詰まり率と内燃機関の運転時間との関係の一例を示した図。
【図８】実施例と比較例によるAsh堆積後のガスセンサの応答時間の測定結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明による内燃機関の制御装置の実施の形態が適用された内燃機関の全体構成を示したものである。また、図２は、図１で示すガスセンサの要部を拡大して示したものである。
【００２９】
図１で示す内燃機関１００は、主に、燃焼室が形成された単数もしくは複数の気筒７を有するシリンダブロック１と、シリンダブロック１から排出される排気（排ガス）を集約するエキマニ２と、エキマニ２で集約された排気を外気へ排出する排気管３と、を備えている。排気管３には、エキマニ２側から、排気温度を検出する排気温度センサ４と、ガスセンサ５と、排気を浄化する三元触媒６と、が配設されている。ガスセンサ５は、たとえば、排気（被測定ガス）中の特定成分（たとえば酸素やNOx、HC）のガス濃度や排気の空燃比を検出するものである。
【００３０】
また、内燃機関１００は、当該内燃機関１００の運転状態を制御するＥＣＵ（Engine Control Unit）（制御装置）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期等といった内燃機関１００の運転状態に関する作動量を制御するもので、ＥＣＵ１０からシリンダブロック１の各気筒７に配設された燃料噴射装置や点火装置（不図示）へ燃料噴射量や点火時期等といった制御信号が送信され、燃料噴射装置から各気筒７へ所定量の燃料が噴射されて混合気が形成され、点火装置によって所定の点火時期でその混合気が燃焼されることで、内燃機関１００の動力が発生される。燃焼後の排気（排ガス）は、エキマニ２および排気管３を介して三元触媒６へ送出され、その排気成分が三元触媒６内で浄化されて外部へ排出される。
【００３１】
ガスセンサ５は、図２で示すように、排気（被測定ガス）と接触するセンサ素子５１と、このセンサ素子５１を防護するインナーカバー５４とアウターカバー５３と、これらのカバー５３、５４とガスセンサ素子５１を保持するハウジング５２と、センサ素子５１を加熱するヒータ５５と、から大略構成されている。
【００３２】
センサ素子５１を防護するカバーは、アウターカバー５３とインナーカバー５４の二重構造となっており、双方の側壁の間には隙間Ｇが設けてあり、それぞれのカバー５３、５４には排気（被測定ガス）が流通するガス流通孔５３ａ、５４ａ、５３ｂ、５４ｂが開設されている。外部からガスセンサ５へ流通してきた排気は、アウターカバー５３のガス流通孔５３ａを介し、双方のカバー５３、５４の間の隙間Ｇを介し、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａを介してカバー５３、５４の内部に画成されたガス測定室Ｓに提供され（矢印Ｘ１方向）、センサ素子５１と接触した後、アウターカバー５３とインナーカバー５４の底壁に開設されたガス流通孔５３ｂ、５４ｂを介してガス測定室Ｓの外部へ送出される（矢印Ｘ２方向）。
【００３３】
ここで、排気にはPM（粒子状物質）やAsh（燃焼残留灰分）が含まれており、排気がガス流通孔５３ａ、５４ａ（特にインナーカバー５４のガス流通孔５４ａ）を流通する過程で、そのガス流通孔５３ａ、５４ａにPMやAshが堆積する。特に、Ashは燃焼し難いが、750℃以上で相転移を起こして収縮するため（図６参照）、ＥＣＵ１０は、ガスセンサ５のセンサ素子５１から出力される検出値の変化率からPMによるガス流通孔５３ａ、５４ａの目詰まりかあるいはAshによる目詰まりかを判断し、Ashによる目詰まりと判断した場合に、ガス流通孔５３ａ、５４ａにおけるガス温度が750℃以上となるように強制的に内燃機関１００の運転状態を制御する。これにより、ガス流通孔５３ａ、５４ａに堆積したAshを収縮させて当該ガス流通孔５３ａ、５４ａから剥離・脱落させ、Ashによるガス流通孔５３ａ、５４ａの目詰まりを解消することができる。
【００３４】
なお、ＥＣＵ１０は、ガスセンサ５のセンサ素子５１から出力される検出値の変化率からPMによるガス流通孔５３ａ、５４ａの目詰まりと判断した場合には、ガス流通孔５３ａ、５４ａにおけるガス温度が600℃から700℃までとなるように内燃機関１００の運転状態やガスセンサ５に設けられたヒータ５５等を制御することで、ガス流通孔５３ａ、５４ａに堆積したPMを燃焼除去してもよい。
【００３５】
図３は、ガス流通孔に堆積したAshを除去する際の、図１で示す制御装置（ＥＣＵ）による制御フローを示したフロー図である。なお、以下では、特にインナーカバー５４のガス流通孔５４ａに堆積したAshを収縮させて当該ガス流通孔５４ａから剥離・脱落させる形態について説明するが、同様の制御をおこなうことで、たとえばアウターカバー５３のガス流通孔５３ａに堆積したAshを除去することもできる。
【００３６】
インナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度は内燃機関１００の使用時において直接検出することが難しく、エキマニ２近傍の排気管３に配設された排気温度センサ４で検出される排気温度に基づいて推定される。そこで、図３で示すように、ＥＣＵ１０は、まず、排気温度センサ４で検出される排気温度が600℃から700℃まで（内燃機関１００の中負荷時）であるか否かを判断する（Ｓ１１）。このように排気温度センサ４で検出される排気温度が600℃から700℃までであるか否かを判断することによって、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度がそれと略同等の600℃から700℃までであるか否かを判断することができ、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａに堆積したPMが燃焼除去されたか否かを判断した上で、ガス流通孔５４ａに堆積したAshを除去する制御をおこなうことができ、たとえば後述するインナーカバー５４のガス流通孔５４ａの目詰まり状態を精緻に推定することができる。
【００３７】
次いで、ＥＣＵ１０は、排気温度センサ４で検出される排気温度が600℃から700℃までであると判断した場合には、ガスセンサ５で検出される検出値の変化率（たとえば５分毎の変化率Δa/a）が所定値（たとえば10%）よりも低いか否かを判断する（Ｓ１２）（図４参照）。Ashによる目詰まりの場合には、PMによる目詰まりの場合よりもガスセンサ５の検出値の変化率が低いことが本発明者等によって確認されており、このような判断をおこなうことによって、PMによる目詰まりかあるいはAshによる目詰まりかを確実に判断することができる。
【００３８】
なお、ＥＣＵ１０は、目標空燃比に要する燃料量が内燃機関１００の各気筒７に対して噴射されるように内燃機関１００の各気筒７に配設された燃料噴射装置を制御するとともに、特定の気筒７において燃料噴射割合を増加させるように燃料噴射装置を制御したり、空燃比をリッチ・リーンに変化させるように特定の気筒７に配設された燃料噴射装置を制御しており、その制御においてAshによる目詰まりか否かを判断するためのガスセンサ５の検出値を定期的に読み込んでいる。
【００３９】
次に、ＥＣＵ１０は、ガスセンサ５で検出される検出値の変化率が所定値よりも低いと判断した場合に、既にAshを除去する制御を５回繰り返したか否かを判断する（Ｓ１３）。既にAshを除去する制御を５回繰り返したにも関わらず、依然としてガスセンサ５で検出される検出値の変化率が所定値よりも低い場合には、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａに灰分が堆積した以外の要因（たとえば気筒７に設けられた燃料噴射装置の目詰まり等）によってガスセンサ５の検出値が変動したと考えられるため、ＥＣＵ１０は、使用者等にその異常に関する警告を送信（Ｓ１４）して本制御を終了する。
【００４０】
一方、ＥＣＵ１０は、Ashを除去する制御を５回繰り返していないと判断した場合には、予め記憶しておいたガスセンサ５の検出値の変化率とインナーカバー５４のガス流通孔５４ａのAshによる目詰まり状態（たとえば、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａのAshによる目詰まり率やAsh堆積量）との関係を規定するマップ（図５参照）を用いて、前記ガスセンサ５で検出される検出値の変化率からインナーカバー５４のガス流通孔５４ａのAshによる目詰まり率やAsh堆積量を推定する（Ｓ１５）。
【００４１】
また、ＥＣＵ１０は、その推定されたインナーカバー５４のガス流通孔５４ａの目詰まり率やAsh堆積量に基づいて、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度が750℃以上となるような内燃機関の運転状態を特定する（Ｓ１６）。具体的には、図６で示すように、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度と内燃機関１００の運転時間に応じて、100%目詰まりした状態からのインナーカバー５４のガス流通孔５４ａの目詰まり率は変化する。言い換えれば、図７で示すように、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａのAshによる目詰まり率に応じて、設定されるインナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度や内燃機関１００の運転時間は変化すると考えられるため、ＥＣＵ１０は、推定されたインナーカバー５４のガス流通孔５４ａの目詰まり状態に基づいて、目標とする排気温度（インナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度に対応）やAsh除去に要する内燃機関１００の運転時間といった内燃機関の運転状態を特定する。また、ＥＣＵ１０は、必要に応じてセンサ素子５１に設けたヒータ５５の温度を特定し、ＥＣＵ１０は、その特定された内燃機関１００の運転状態やセンサ素子５１に設けたヒータ５５の温度に基づいて内燃機関１００を運転する（Ｓ１７）。
【００４２】
なお、ＥＣＵ１０は、気筒７への吸入空気量や燃料噴射量等を増加させて内燃機関１００の負荷を上昇させ、内燃機関１００の排気温度を上昇させることによって、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度を所望の温度まで上昇させることができる。また、ＥＣＵ１０は、内燃機関１００の負荷を上昇させるとともに、センサ素子５１に設けたヒータ５５の通電電力を増加させてその温度を上昇させることによって、内燃機関１００の排気温度の上昇を抑制しながらインナーカバー５４のガス流通孔５４ａにおけるガス温度を所望の温度まで上昇させることができる。
【００４３】
ＥＣＵ１０は、上記Ｓ１２〜Ｓ１７のフローを繰り返すことによって、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａに堆積したAshを収縮させて当該ガス流通孔５４ａから除去し、インナーカバー５４のガス流通孔５４ａの目詰まりを解消することができる。
【００４４】
［Ash堆積後のガスセンサの応答性を検証した実験とその結果］
本発明者等は、異なる制御装置（実施例と比較例）を用いて内燃機関を運転し、各内燃機関のAsh堆積後のガスセンサ（空燃比センサ）の応答性を評価（63%応答時間を測定）した。
【００４５】
＜実施例の制御装置による内燃機関の運転状態＞
まず、実施例の制御装置による内燃機関の運転状態を概説すると、直列V8型エンジンを用意し、そのエンジンを、回転数1074rpm、トルク40Nm、油水温40℃、BTDC（Before Top Dead Center）330°、A/F（Air/fuel ratio）14.0の条件下で50時間運転するとともに、10時間毎に上記した図３に基づくAsh除去制御を実施した。
【００４６】
＜比較例の制御装置による内燃機関の運転状態＞
比較例の制御装置による内燃機関の運転状態を概説すると、直列V8型エンジンを用意し、そのエンジンの運転条件として、低回転、低負荷、低水温、A/F（Air/fuel ratio）14.0の条件下で50時間運転し、Ash除去制御を実施しなかった。
【００４７】
＜Ash堆積後のガスセンサの63%応答時間の測定結果＞
図８は、実施例と比較例によるAsh堆積後のガスセンサの応答時間の測定結果を示したものである。図示するように、比較例の制御装置によって内燃機関を運転した場合には、ガスセンサの63%応答時間が、初期の63%応答時間（約600msec）に対して約２倍の時間（約1200msec）となることが確認された。一方で、実施例の制御装置で内燃機関を運転した場合には、ガスセンサの63%応答時間が、初期の63%応答時間（約600msec）と同等の時間（約700msec）となることが確認された。
【００４８】
＜Ash堆積後のガスセンサの外観確認結果＞
本発明者等は、上記した応答時間の測定とともに、Ash堆積後のガスセンサのインナーカバーの外観を目視により確認した。その結果、実施例の制御装置で運転した内燃機関のガスセンサのインナーカバーは、比較例の制御装置で運転した内燃機関のガスセンサのインナーカバーよりもAsh堆積量が少なく、かつ、初期のガスセンサのインナーカバーと同等のAsh堆積量であることが確認された。
【００４９】
この実験結果より、上記した図３に基づくAsh除去制御を実施し、ガスセンサの検出値の変化率に基づいて、カバーのガス流通孔におけるガス温度が750℃以上となるように内燃機関の運転状態を制御することにより、ガスセンサのガス流通孔に堆積するAshを確実に除去することができ、ガス流通孔のAshによる目詰まりを効果的に解消することができ、ガスセンサの応答性低下を効果的に抑制できることが実証された。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１…シリンダブロック、２…エキマニ、３…排気管、４…排気温度センサ、５…ガスセンサ、６…三元触媒、７…気筒、１０…ＥＣＵ（制御装置）、５１…センサ素子、５２…ハウジング、５３…アウターカバー、５３ａ…ガス流通孔、５４…インナーカバー、５４ａ…ガス流通孔、５５…ヒータ、１００…内燃機関、Ｇ…隙間、Ｓ…ガス測定室
【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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