(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の分野において排気中のＳＯｘ濃度すなわち硫黄酸化物の濃度、より広くは排気中のＳＯｘ関連パラメータについて精度良く算出する。【解決手段】本発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御装置であって、たとえばＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以上となる内燃機関の運転等の低酸素濃度条件で、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、排気中のＳＯｘに関するパラメータを算出する。【選択図】図９
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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であって、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、被検ガス中のＳＯｘに関するパラメータを算出する制御装置において、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施する制御部を具備する制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記被検ガス中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御して、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させて、前記降圧制御を実施する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を前記降圧制御の実施前に実施し、該降圧制御の実施時にのみ、前記被検ガス中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御し、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させる請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記降圧制御中の前記出力電流の絶対値が警報判定値以上である場合、燃料性状が異常であることを警報する請求項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、前記センサの温度が所定上限温度以下であるときであって前記降圧制御の実施前に、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を実施する請求項１〜４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、前記パラメータを複数個算出した場合において、前記被検ガス中の酸素濃度がより低い濃度であるときに算出された前記パラメータを、前記ＳＯｘに関する最終的なパラメータとして採用する請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記降圧制御中の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記センサのＳ被毒を回復させるＳ被毒回復制御を実施する請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記パラメータ算出電圧が０．８Ｖ以上の電圧である請求項１〜７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記降圧制御の終了時点の印加電圧が０．７Ｖ以下である請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、通常、前記パラメータ算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１〜１９のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１１】
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パラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、被検ガス中のＳＯｘに関するパラメータを算出する制御方法において、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施するステップを具備する制御方法。
【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、２種類の含酸素ガスを含むガス中の一方の含酸素ガスの相対的量を測定する方法およびデバイスが記載されている。ここでは、セルへの印加電圧の制御によって、ガス中の含酸素ガス（たとえば、水蒸気や二酸化炭素）が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１２２２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関の分野において、排気中のＳＯｘ濃度（すなわち、硫黄酸化物の濃度）の検出が求められることがある。より広くは、排気中のＳＯｘの濃度の検出が求められることがある。さらに広くは、排気中のＳＯｘに関するパラメータ（以下「ＳＯｘ関連パラメータ」）の算出が求められることがある。そして、この場合、ＳＯｘ関連パラメータを精度良く算出することができることが好ましい。
【０００５】
本発明の目的は、排気中のＳＯｘ関連パラメータを精度良く算出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御装置であって、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、被検ガス中のＳＯｘに関するパラメータを算出する制御装置に関する。この制御装置は、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施する制御部を具備する。
【０００７】
これによれば、降圧制御中の被検ガス中の酸素濃度が低い。そして、降圧制御中の被検ガス中の酸素濃度が低いと、降圧制御中の出力電流に占める、被検ガス中の酸素濃度に起因して発生する出力電流の割合が小さく、したがって、降圧制御中の出力電流の値に占める、被検ガス中のＳＯｘの量に起因して発生する出力電流の割合が大きい。つまり、降圧制御中の出力電流がＳＯｘの量に正確に対応する。このため、ＳＯｘ関連パラメータ（すなわち、ＳＯｘに関するパラメータ）を精度良く算出することができる。
【０００８】
＜酸素濃度＞
なお、前記酸素濃度には、被検ガス中の酸素濃度そのものだけでなく、被検ガス中の酸素濃度に相関するパラメータ、および、被検ガス中の酸素濃度を実質的に表すパラメータをも含まれる。
【０００９】
＜低酸素濃度条件＞
また、前記低酸素濃度条件は、たとえば、ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以上であること、あるいは、ＥＧＲ弁開度が所定開度以上であること、あるいは、機関運転状態が高ＥＧＲ運転条件を満たしていること、あるいは、ポスト噴射が実施されていること、あるいは、機関運転状態がポスト噴射条件を満たしていること、あるいは、排気添加が実施されていること、あるいは、機関運転状態が排気添加条件を満たしていること、である。
【００１０】
なお、機関運転状態が高ＥＧＲ運転条件を満たしているときには、ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以上となるように制御されつつ、内燃機関が運転せしめられる。また、機関運転状態がポスト噴射条件を満たしているときには、ポスト噴射が実施されつつ、内燃機関が運転せしめられる。また、機関運転状態が排気添加条件を満たしているときには、排気添加が実施されつつ、内燃機関が運転せしめられる。
【００１１】
また、前記制御部は、前記被検ガス中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御して、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させて、前記降圧制御を実施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が能動的に所定濃度以下に制御されるので、適時に、ＳＯｘ関連パラメータの算出を実施することができる。
【００１２】
また、前記制御部は、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を前記降圧制御の実施前に実施し、該降圧制御の実施時にのみ、前記被検ガス中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御し、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させるようにしてもよい。ＳＯｘに起因する出力電流は、昇圧制御中ではなく、降圧制御中に出力される。したがって、降圧制御の実施時にのみ、被検ガス中の酸素濃度を所定濃度以下に制御し、あるいは、低酸素濃度条件を成立させれば、必要最低限の制御の追加によって、ＳＯｘ関連パラメータを精度良く算出することができる。
【００１３】
＜警報＞
また、前記制御部は、前記降圧制御中の前記出力電流の絶対値が警報判定値以上である場合、燃料性状が異常であることを警報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、燃料性状が異常である可能性を知らせることができる。なお、この場合、ＳＯｘ関連パラメータの明確な算出は必ずしも必要ではない。また、この場合、ＳＯｘ関連パラメータとして、燃料性状の異常に関する警報の要否を判断するパラメータが算出されたと言える。
【００１４】
＜昇圧制御＞
また、前記制御部は、前記センサの温度が所定上限温度以下であるときであって前記降圧制御の実施前に、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を実施するようにしてもよい。これによれば、昇圧制御中のセンサ温度が低い。そして、昇圧制御中のセンサ温度が低いと、昇圧制御中にセンサに付着したＳＯｘ（特に、硫黄成分）が当該センサから脱離せず（あるいは、少なくとも、センサに付着したＳＯｘが当該センサから脱離することが抑制され）、その結果、昇圧制御の実施後に実施される降圧制御中のセンサの出力電流がＳＯｘの量に正確に対応する。このため、ＳＯｘ関連パラメータをより精度良く算出することができる。
【００１５】
また、前記制御部は、前記パラメータを複数個算出した場合において、前記被検ガス中の酸素濃度がより低い濃度であるときに算出された前記パラメータを、前記ＳＯｘに関する最終的なパラメータとして採用するようにしてもよい。被検ガス中の酸素濃度が低いほど、降圧制御中の出力電流は、ＳＯｘの量に正確に対応する。このため、被検ガス中の酸素濃度がより低いときに算出されたＳＯｘ関連パラメータを、最終的なＳＯｘ関連パラメータとして採用すれば、ＳＯｘ関連パラメータをより精度良く算出することができる。特に、この考え方は、降圧制御中の被検ガス中の酸素濃度が降圧制御の実施毎に異なる場合（特に、被検ガス中の酸素濃度を所定濃度以下に積極的に制御するのではなく、被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下になったときに降圧制御を実施する場合）に、特に有用である。
【００１６】
＜ＳＯｘに関するパラメータ＞
また、前記ＳＯｘに関するパラメータは、たとえば、ＳＯｘ濃度、または、内燃機関の制御に用いられる係数であって、ＳＯｘ濃度に応じて設定される係数である。
【００１７】
＜Ｓ被毒回復制御＞
また、前記制御部は、前記降圧制御中の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記センサのＳ被毒を回復させる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、センサにＳ被毒が生じている可能性がある場合に、センサのＳ被毒を解消することができる。なお、この場合、ＳＯｘ関連パラメータとして、Ｓ被毒回復制御の要否を判断するパラメータが算出されたと言える。
【００１８】
＜パラメータ算出電圧＞
また、前記パラメータ算出電圧は、たとえば、０．８Ｖ以上の電圧である。これによれば、降圧制御中にＳＯｘの量に正確に対応する出力電流をセンサから出力させることができる。このため、ＳＯｘ関連パラメータを精度良く算出することができる。
【００１９】
＜降圧制御の終了時点の印加電圧＞
また、前記降圧制御の終了時点の印加電圧は、たとえば、０．７Ｖ以下である。これによれば、降圧制御中にＳＯｘの量に正確に対応する出力電流をセンサから出力させることができる。このため、ＳＯｘ関連パラメータを精度良く算出することができる。
【００２０】
＜酸素濃度検出＞
また、前記制御部は、通常、前記パラメータ算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。
【００２１】
＜通常のＳＯｘ関連パラメータ算出におけるピーク値の利用＞
また、前記制御部は、前記降圧制御中の出力電流のピーク値を、前記パラメータ算出用の出力電流として用いると好ましい。ピーク値は、降圧制御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、ＳＯｘ関連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、ＳＯｘ関連パラメータ算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関連パラメータをより精度良く算出することができる。
【００２２】
＜本発明の制御方法＞
また、本願の別の発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御方法であって、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、被検ガス中のＳＯｘに関するパラメータを算出する制御方法に関する。この制御方法は、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施するステップを具備する。
【００２３】
これによれば、降圧制御中の被検ガス中の酸素濃度が低い。そして、降圧制御中の被検ガス中の酸素濃度が低いと、降圧制御中の出力電流に占める、被検ガス中の酸素濃度に起因して発生する出力電流の割合が小さく、したがって、降圧制御中の出力電流の値に占める、被検ガス中のＳＯｘの量に起因して発生する出力電流の割合が大きい。つまり、降圧制御中の出力電流がＳＯｘの量に正確に対応する。このため、ＳＯｘ関連パラメータ（すなわち、ＳＯｘに関するパラメータ）を精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の限界電流式センサの実施形態（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、図１または図１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６】図６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７】図７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８】図８は、図１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９】図９は、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１０】図１０は、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１１】図１１は、第２実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１２】図１２は、第２実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１３】図１３は、第３実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１４】図１４は、第３実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１５】図１５は、第４実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１６】図１６は、第４実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１７】図１７は、第５実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【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濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図２０】図２０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２１】図２１は、第８実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図２２】図２２は、第８実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２３】図２３は、第９実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２４】図２４は、第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２５】図２５は、第１１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。
【図２６】図２６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ている。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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、ＳＯｘ濃度をＳＯｘ関連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。
【００２６】
＜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が示されている。図１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１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。
【００２７】
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１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。
【００２８】
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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
＜限界電流式センサの空燃比検出機能＞
図２は、第１実施形態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を示している。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。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である場合のセンサセル印加電圧の変化に対するセンサセル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である場合のセンサセル印加電圧の変化に対するセンサセル出力電流の変化を示している。
【００３２】
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、センサセル印加電圧が或る値Ｖｔｈよりも小さい範囲では、センサセル出力電流が負の値である場合、センサセル印加電圧が高いほど、センサセル出力電流の絶対値が小さく、センサセル出力電流が正の値である場合、センサセル印加電圧が高いほど、センサセル出力電流の絶対値が大きい。また、センサ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、センサセル印加電圧に依らず、センサセル出力電流は一定の値となる。
【００３３】
こうしたセンサセル印加電圧とセンサ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、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。
【００３４】
＜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、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。●この１％と、後の実施形態との兼ね合いを検討すること●
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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３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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜第１実施形態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。
【００４２】
＜第１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置＞
図５に、図１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５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５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。
【００４３】
＜内燃機関の構成＞
図５において、３０は図１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。
【００４４】
＜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。
【００４５】
＜限界電流式センサ＞
限界電流式センサ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）。
【００４６】
＜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６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６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６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６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。
【００４７】
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。
【００４８】
＜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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
＜第１実施形態の酸素濃度制御＞
第１実施形態の酸素濃度制御について説明する。なお、以下の説明において、昇圧制御とは、ＳＯｘ濃度検出において、センサへの印加電圧を０．４Ｖから０．８Ｖに上昇させる制御である。また、降圧制御とは、ＳＯｘ濃度検出において、センサへの印加電圧を０．８Ｖから０．４Ｖに低下させる制御である。
【００５２】
第１実施形態のＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたとき（すなわち、昇圧制御の実施が要求されたとき）に、酸素濃度制御を実施しつつ、昇圧制御が実施される。ここで、酸素濃度制御とは、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御する制御である。
【００５３】
＜所定濃度＞
所定濃度とは、酸素出力電流の割合がＳＯｘ出力電流の割合よりも極めて小さくなる排気中の酸素濃度であり、たとえば、零（または、略零）である。ここで、酸素出力電流の割合とは、降圧制御中の出力電流に占める、排気中の酸素に起因して発生する出力電流の割合である。また、ＳＯｘ出力電流の割合とは、降圧制御中の出力電流に占める、排気中のＳＯｘに起因して発生する出力電流の割合である。
【００５４】
＜酸素濃度制御＞
酸素濃度制御は、たとえば、ＥＧＲ弁開度を大きくしてＥＧＲ率を高める制御、または、ポスト噴射を実施する制御、または、図８に示されている内燃機関において排気添加を実施する制御である。
【００５５】
＜排気添加弁＞
なお、図８に示されている内燃機関では、排気中の成分を浄化する排気浄化触媒８５が排気管８３に取り付けられている。排気浄化触媒８５は、少なくとも、酸化能力を有する。また、排気管８３内を流れる排気中に燃料を添加する燃料添加弁８４が、排気浄化触媒８５の上流において排気管８３に取り付けられている。燃料添加弁８４は、ＥＣＵ９０に電気的に接続されている。ＥＣＵ９０は、燃料添加弁８４の動作を制御する。上記排気添加を実施する制御は、燃料添加弁８４から排気中に燃料を添加する制御である。なお、排気中に添加された燃料は、排気浄化触媒８５の酸化能力によって、排気中の酸素と反応して燃焼する。これにより、排気中の酸素が消費され、排気中の酸素濃度が低下する。
【００５６】
なお、図８に示されている内燃機関では、センサ３０は、排気浄化触媒８５の下流の排気管８３に取り付けられている。しかしながら、燃料添加弁８３から排気中に添加された燃料が、排気浄化触媒８５の酸化能力によらずに、排気中の酸素と反応して燃焼するのであれば、センサ３０は、排気浄化触媒８５の上流の排気管８３に取り付けられていてもよい。
【００５７】
＜タイムチャート＞
第１実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図９を参照して説明する。なお、以下の説明において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグは、ＳＯｘ濃度検出が要求されたときにセットされ、ＳＯｘ濃度検出が完了されたときにリセットされるフラグである。
【００５８】
図９の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高い。そして、時刻Ｔ０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグがセットされると、ＥＧＲ弁開度が大きくされる（すなわち、酸素濃度制御が実施される）。すると、排気中の酸素濃度が徐々に低下する。時刻Ｔ１において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になると、昇圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ２において、昇圧制御が終了すると同時に、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、降圧制御が終了すると、ＥＧＲ弁開度が元に戻される（すなわち、酸素濃度制御が終了される）。すると、排気中の酸素濃度が上昇して所定濃度よりも高くなる。
【００５９】
＜第１実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第１実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。以下、その理由について説明する。降圧制御中の排気中の酸素濃度が高いと、酸素濃度出力電流の割合が大きい。この場合、ＳＯｘ出力電流の割合が酸素濃度出力電流の割合よりも小さく、降圧制御中の出力電流の値は、排気中のＳＯｘ濃度ではなく、排気中の酸素濃度に大きく依存することになる。つまり、降圧制御中の出力電流を用いて算出されるＳＯｘ濃度は、排気中のＳＯｘ濃度に正確に対応するとは言えない。
【００６０】
一方、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、降圧制御中の排気中の酸素濃度が低いので、酸素濃度出力電流の割合が小さい。このため、降圧制御中の出力電流の値は、排気中の酸素濃度ではなく、排気中のＳＯｘ濃度に大きく依存する。つまり、降圧制御中の出力電流を用いて算出されるＳＯｘ濃度は、排気中のＳＯｘ濃度に正確に対応する。このため、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができるのである。
【００６１】
＜第１実施形態の適用範囲＞
なお、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出の考え方は、排気中の酸素濃度が高いと、降圧制御中の出力電流に占める割合が酸素濃度出力電流の割合よりも小さいＳＯｘに関するパラメータを算出する場合にも適用可能である。
【００６２】
＜第１実施形態の適用範囲＞
＜昇圧制御の開始時点の印加電圧＞
なお、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、昇圧制御の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。
【００６３】
＜昇圧制御の終了時点の印加電圧＞
また、昇圧制御の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。
【００６４】
＜降圧制御の終了時点の印加電圧＞
また、降圧制御の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、昇圧制御の開始時点の印加電圧は、降圧制御の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。
【００６５】
＜ＳＯｘ濃度検出用の出力電流＞
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。
【００６６】
＜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。
【００６７】
＜ＳＯｘ濃度算出の代替例＞
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。
【００６８】
＜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。
【００６９】
具体的には、図７（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７（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。
【００７０】
さらに具体的には、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、昇圧制御が開始されてから、降圧制御が終了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、昇圧制御が開始されてから、降圧制御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。
【００７１】
＜第１実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
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１０に示されている。図１０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、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローは、ステップ１１に進む。一方、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。
【００７２】
ステップ１１では、酸素濃度制御が実施される。この酸素濃度制御は、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御する制御である。次いで、ステップ１２において、排気中の酸素濃度Ｃｏが所定濃度Ｃｏｔｈ以下である（Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈであると判別されたときには、フローは、ステップ１３に進む。一方、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈではないと判別されたときには、フローは、ステップ１１に戻る。したがって、ステップ１２においてＣｏ≦Ｃｏｔｈであると判別されるまで、酸素濃度制御が継続される。
【００７３】
ステップ１３では、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１４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１５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１３に戻る。したがって、ステップ１４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。
【００７４】
ステップ１５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１６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１７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１５に戻る。したがって、ステップ１６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。
【００７５】
ステップ１７では、ステップ１５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１８において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがリセットされる。次いで、ステップ１９において、酸素濃度制御が終了され、その後、フローが終了する。
【００７６】
＜第２実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第２実施形態のＳＯｘ濃度検出について説明する。なお、以下で説明する幾つかの実施形態の構成および制御のうち、説明しない構成および制御は、それぞれ、本明細書中で説明される実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、本明細書中で説明される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。
【００７７】
第２実施形態のＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたとき（すなわち、昇圧制御の実施が要求されたとき）に、低酸素濃度運転が実施されつつ、昇圧制御が実施される。ここで、低酸素濃度運転とは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となる内燃機関の運転である。
【００７８】
＜タイムチャート＞
第２実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図１１を参照して説明する。図１１の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高い。そして、時刻Ｔ０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグがセットされると、低酸素濃度運転が実施される。すると、排気中の酸素濃度が徐々に低下する。時刻Ｔ１において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になると、昇圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ２において、昇圧制御が終了すると同時に、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、降圧制御が終了すると、低酸素濃度運転が終了される。すると、排気中の酸素濃度が上昇して所定濃度よりも高くなる。
【００７９】
＜第２実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第２実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【００８０】
＜第２実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第２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１２に示されている。なお、図１２のフローのステップ２３〜ステップ２８は、図１０のフローのステップ１３〜ステップ１８と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【００８１】
図１２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、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローは、ステップ２１に進む。一方、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。
【００８２】
ステップ２１では、低酸素濃度運転が実施される。この低酸素濃度運転は、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になる運転である。次いで、ステップ２２において、排気中の酸素濃度Ｃｏが所定濃度Ｃｏｔｈ以下である（Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ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、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ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Ｃｏ≦Ｃｏｔｈであると判別されるまで、低酸素濃度運転が継続される。
【００８３】
ステップ２９では、低酸素濃度運転が終了され、その後、フローが終了する。
【００８４】
＜第３実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第３実施形態のＳＯｘ濃度検出について説明する。このＳＯｘ濃度検出では、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になったときに、昇圧制御が実施される。すなわち、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になったことを条件として、昇圧制御が実施される。
【００８５】
＜タイムチャート＞
第３実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図１３を参照して説明する。図１３の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高い。そして、時刻Ｔ０において、排気中の酸素濃度が低下し始める。そして、時刻Ｔ１において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になると、昇圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ２において、昇圧制御が終了すると同時に、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、降圧制御が終了する。
【００８６】
＜第３実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第３実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。さらに、第３実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、ＳＯｘ濃度の検出のために、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に積極的に制御するわけではない。したがって、より簡便に、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【００８７】
＜第３実施形態の適用範囲＞
なお、第３実施形態では、ＳＯｘ濃度検出が要求されているか否かに係わらず、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になれば、昇圧制御が実施される。しかしながら、ＳＯｘ濃度検出が要求されており、且つ、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になったときに、昇圧制御を実施するようにしてもよい。
【００８８】
＜第３実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第３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１４に示されている。図１４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３０において、排気中の酸素濃度Ｃｏが所定濃度Ｃｏｔｈ以下である（Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈであると判別されたときには、フローは、ステップ３１に進む。一方、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ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。
【００８９】
ステップ３１では、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３２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３３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３１に戻る。したがって、ステップ３２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。
【００９０】
ステップ３３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３４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３５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３３に戻る。したがって、ステップ３４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。
【００９１】
ステップ３５では、ステップ３３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、フローが終了する。
【００９２】
＜第４実施形態の昇圧制御＞
第４実施形態の昇圧制御について説明する。この昇圧制御では、低酸素濃度運転が実施されているときに、昇圧制御が実施される。すなわち、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、昇圧制御が実施される。
【００９３】
＜低酸素濃度運転＞
低酸素濃度運転とは、たとえば、ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以上となる内燃機関の運転、または、ＥＧＲ弁開度が所定開度以上とされる内燃機関の運転、または、ポスト噴射を実施する内燃機関の運転、または、排気添加を実施する内燃機関の運転、ＰＭ再生を実施する内燃機関の運転、または、ＮＯｘ還元を実施する内燃機関の運転、または、リッチ燃焼を実施する内燃機関の運転である。
【００９４】
上記ＰＭ再生とは、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタが排気通路に配置されている場合において、フィルタに未燃燃料を供給することによって、フィルタに捕集されているパティキュレートを燃焼処理することである。また、上記ＮＯｘ還元とは、排気中のＮＯｘを還元浄化する触媒が排気通路に配置されている場合において、排気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することによって、排気中のＮＯｘを還元浄化することである。また、上記リッチ燃焼とは、燃焼室に形成される空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比として燃料を燃焼させることである。
【００９５】
＜タイムチャート＞
第４実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図１５を参照して説明する。図１５の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高い。そして、時刻Ｔ０において、低酸素濃度運転が実施されると、排気中の酸素濃度が低下し始める。そして、時刻Ｔ０から所定時間が経過した時刻Ｔ１において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になると、昇圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ２において、昇圧制御が終了すると同時に、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、降圧制御が終了する。
【００９６】
＜第４実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第４実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。さらに、第３実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、より簡便に、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【００９７】
＜第４実施形態の適用範囲＞
なお、第４実施形態では、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるか否かに係わらず、低酸素濃度運転が開始されれば、昇圧制御が実施される。しかしながら、排気中の酸素濃度を検出し、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となってから、昇圧制御を実施するようにしてもよい。あるいは、低酸素濃度運転の開始後、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となるのに十分な時間が経過した後に、昇圧制御を実施するようにしてもよい。
【００９８】
＜第４実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第４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１６に示されている。図１６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４０において、低酸素濃度運転フラグＦｏがセットされている（Ｆｏ＝１）か否かが判別される。この低酸素濃度運転フラグＦｏは、低酸素濃度運転が開始されたときにセットされ、低酸素濃度運転が終了されたときにリセットされる。ステップ４０において、Ｆｏ＝１であると判別されたときには、フローはステップ４１に進む。一方、Ｆｏ＝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。
【００９９】
ステップ４１では、低酸素濃度運転が開始されてからの経過時間Ｔが所定時間Ｔｔｈを経過した（Ｔ≧Ｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔ≧Ｔｔｈであると判別されたときには、フローはステップ４２に進む。一方、Ｔ≧Ｔｔｈ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。すなわち、ステップ４１においてＴ≧Ｔｔｈであると判別されるまで、ステップ４１が繰り返し実施される。
【０１００】
ステップ４２では、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４３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４４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４２に戻る。したがって、ステップ４３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。
【０１０１】
ステップ４４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４５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４６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４４に戻る。したがって、ステップ４５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。
【０１０２】
ステップ４６では、ステップ４４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、フローが終了する。
【０１０３】
＜第５実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第５実施形態のＳＯｘ濃度検出について説明する。このＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたときに、昇圧制御が実施される。そして、昇圧制御の終了後、酸素濃度制御を実施しつつ、降圧制御が実施される。ここで、酸素濃度制御とは、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御する制御である。
【０１０４】
＜タイムチャート＞
第５実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図１７を参照して説明する。図１７の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高い。そして、時刻Ｔ０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグがセットされると、昇圧制御が実施される。そして、Ｔ１において、昇圧制御が終了されると、ＥＧＲ弁開度が大きくされる（すなわち、酸素濃度制御が実施される）。すると、排気中の酸素濃度が徐々に低下する。時刻Ｔ２において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になると、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、降圧制御が終了すると、ＥＧＲ弁開度が元に戻される（すなわち、酸素濃度制御が終了される）。すると、排気中の酸素濃度が上昇して所定濃度よりも高くなる。
【０１０５】
＜第５実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第５実施形態の昇圧制御によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【０１０６】
＜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。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５０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローは、ステップ５１に進む。一方、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。
【０１０７】
ステップ５１では、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５２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５３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５１に戻る。したがって、ステップ５２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。
【０１０８】
ステップ５３では、酸素濃度制御が実施される。この酸素濃度制御は、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御する制御である。次いで、ステップ５４において、排気中の酸素濃度Ｃｏが所定濃度Ｃｏｔｈ以下である（Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈであると判別されたときには、フローは、ステップ５５に進む。一方、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈではないと判別されたときには、フローは、ステップ５３に戻る。したがって、ステップ５４においてＣｏ≦Ｃｏｔｈであると判別されるまで、酸素濃度制御が継続される。
【０１０９】
ステップ５５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５６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５７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５５に戻る。したがって、ステップ５６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。
【０１１０】
ステップ５７では、ステップ５５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５８において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがリセットされる。次いで、ステップ５９において、酸素濃度制御が終了され、その後、フローが終了する。
【０１１１】
＜第６実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第６実施形態のＳＯｘ濃度検出について説明する。このＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたときに、昇圧制御が実施される。そして、昇圧制御の終了後、低酸素濃度運転を実施しつつ、降圧制御が実施される。ここで、低酸素濃度運転とは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となる内燃機関の運転である。
【０１１２】
＜タイムチャート＞
第６実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図１９を参照して説明する。図１９の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高い。そして、時刻Ｔ０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグがセットされると、昇圧制御が実施される。そして、Ｔ１において、昇圧制御が終了されると、低酸素濃度運転が実施される。すると、排気中の酸素濃度が徐々に低下する。時刻Ｔ２において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になると、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、降圧制御が終了すると、低酸素濃度運転が終了される。すると、排気中の酸素濃度が上昇して所定濃度よりも高くなる。
【０１１３】
＜第６実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第６実施形態の昇圧制御によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。
【０１１４】
＜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２０に示されている。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６０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローは、ステップ６１に進む。一方、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。
【０１１５】
ステップ６１では、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６２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６３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６１に戻る。したがって、ステップ６２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。
【０１１６】
ステップ６３では、低酸素濃度運転が実施される。この低酸素濃度運転は、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となる内燃機関の運転である。次いで、ステップ６４において、ステップ６３で低酸素濃度運転が開始されてからの経過時間Ｔが所定時間Ｔｔｈを経過した（Ｔ≧Ｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔ≧Ｔｔｈであると判別されたときには、フローは、ステップ６５に進む。一方、Ｔ≧Ｔｔｈではないと判別されたときには、フローは、ステップ６３に戻る。したがって、ステップ６４においてＴ≧Ｔｔｈであると判別されるまで、低酸素濃度運転が継続される。
【０１１７】
ステップ６５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６６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６７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６５に戻る。したがって、ステップ６６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。
【０１１８】
ステップ６７では、ステップ６５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６８において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがリセットされる。次いで、ステップ６９において、低酸素濃度運転が終了され、その後、フローが終了する。
【０１１９】
＜第７実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第７実施形態の酸素濃度制御について説明する。第７実施形態では、通常、センサ温度を酸素濃度検出温度以上に制御する高センサ温度制御が実施されている。ここで、第７実施形態のＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたとき（すなわち、昇圧制御の実施が要求されたとき）に、酸素濃度制御および低センサ温度制御を実施しつつ、昇圧制御が実施される。より具体的には、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたときに、酸素濃度制御を実施するとともに、センサ温度が所定上限温度以下になるように、ヒータの動作を制御しつつ、昇圧制御が実施される。
【０１２０】
＜所定上限温度＞
所定上限温度とは、昇圧制御中に第１センサ電極に付着した排気中のＳ成分が第１センサ電極から脱離しない温度（あるいは、昇圧制御中に第１センサ電極に付着した排気中のＳ成分のうち、第１センサ電極から脱離するＳ成分の量または割合が所定値よりも小さい値に抑制される温度）のうち、最も高い温度である。特に、所定上限温度は、酸素濃度検出温度よりも低い温度である。具体的には、所定上限温度は、７００℃よりも低い温度である。
【０１２１】
＜酸素濃度検出温度＞
酸素濃度検出温度とは、排気中の酸素濃度の検出にセンサが用いられる場合において、排気中の酸素濃度に精度良く対応する出力電流をセンサから出力させるために要求されるセンサ温度である。別の言い方をすると、酸素濃度検出温度は、センサによる酸素濃度の検出に適したセンサ温度である。具体的には、酸素濃度検出温度は、たとえば、７００℃〜８００℃の範囲の温度である。
【０１２２】
＜タイムチャート＞
第７実施形態のＳＯｘ濃度検出について、図２１を参照して説明する。図２１の例では、時刻Ｔ０以前では、排気中の酸素濃度が所定濃度よりも高く、また、高センサ温度制御の実施によって、センサ温度が酸素濃度検出温度以上に制御されている。そして、時刻Ｔ０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグがセットされると、ＥＧＲ弁開度が大きくされるとともに、低センサ温度制御の実施によって、ヒータ電力が低減される。すると、排気中の酸素濃度が徐々に低下するとともに、センサ温度が徐々に低下する。そして、時刻Ｔ１において、センサ温度が所定上限温度以下になり、時刻Ｔ２において、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になる。すると、昇圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ３において、昇圧制御が終了すると同時に、降圧制御が実施される。そして、時刻Ｔ４において、降圧制御が終了すると、ＥＧＲ弁開度が元に戻される（すなわち、酸素濃度制御が終了される）とともに、低センサ温度制御が終了され、高センサ温度制御の実施によって、ヒータ電力が上昇されて元の電力に戻される。すると、排気中の酸素濃度が上昇して所定濃度よりも高くなり、センサ温度が上昇して酸素濃度検出温度以上となる。
【０１２３】
＜第７実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第７実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。そして、これに加えて、以下の理由からも、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。
【０１２４】
すなわち、印加電圧が０．４Ｖから０．８Ｖまで上昇されると、この印加電圧の上昇によって、ＳＯｘが第１センサ電極上にて分解され、ＳＯｘ中のＳ成分（すなわち、硫黄成分）が第１センサ電極に付着（または、吸着）する。ここで、昇圧制御中のセンサ温度が高いと、第１センサ電極に付着したＳ成分が当該第１センサ電極から脱離してしまう可能性がある。Ｓ成分が第１センサ電極から脱離してしまうと、昇圧制御の実施後に実施される降圧制御（すなわち、印加電圧を０．８Ｖから０．４まで低下させる制御）中のセンサの出力電流がＳＯｘ濃度に正確には対応しないことになる。
【０１２５】
一方、昇圧制御中のセンサ温度が低いと、昇圧制御中に第１センサ電極に付着したＳ成分が当該第１センサ電極から脱離せず（あるいは、少なくとも、第１センサ電極に付着したＳ成分が当該第１センサ電極から脱離することが抑制され）、その結果、昇圧制御の実施後に実施される降圧制御中のセンサの出力電流がＳＯｘ濃度に正確に対応する。このため、第７実施形態のＳＯｘ濃度検出によれば、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができるのである。
【０１２６】
なお、第７実施形態のＳＯｘ濃度検出の上述した利点に鑑みれば、ＳＯｘは、昇圧制御中に当該ＳＯｘ中のＳ成分がセンサ（特に、第１センサ電極）に付着し、昇圧制御中のセンサ温度が低い場合、センサに付着したＳ成分が当該センサから脱離しない（あるいは、少なくとも、センサに付着したＳ成分が当該センサから脱離することが抑制される）成分であると言える。
【０１２７】
＜第７実施形態の適用範囲＞
なお、第７実施形態のＳＯｘ濃度検出の考え方は、昇圧制御中にセンサに付着する排気中のＳＯｘであって、昇圧制御中のセンサ温度が低い場合、センサに付着した当該ＳＯｘがセンサから脱離しない（あるいは、少なくとも、センサに付着した当該ＳＯｘが当該センサから脱離することが抑制される）ＳＯｘに関するパラメータを算出する場合にも適用可能である。
【０１２８】
＜低センサ温度制御に関する追加条件＞
なお、第７実施形態の低センサ温度制御において、センサ温度を所定下限温度以上に制御するようにしてもよい。すなわち、昇圧制御中のセンサ温度を所定温度範囲（すなわち、所定上限温度と所定下限温度との間の温度範囲）に制御するようにしてもよい。
【０１２９】
この場合、より確実に、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができる。すなわち、昇圧制御中のセンサ温度が過度に低いと、昇圧制御中のセンサへのＳ成分の付着が進行しない可能性がある。したがって、センサ温度を所定上限温度と所定下限温度との間の温度範囲に制御しつつ、昇圧制御を実施すれば、昇圧制御中のセンサへのＳ成分の付着が十分に進行する。このため、より確実に、ＳＯｘ濃度を精度良く検出することができるのである。
【０１３０】
＜所定下限温度＞
なお、所定下限温度に関連した上記利点に鑑みると、所定下限温度は、昇圧制御中のセンサへのＳ成分の付着を十分に進行させるセンサ温度であると言える。具体的には、所定下限温度は、５００℃以上の温度である。
【０１３１】
＜第７実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第７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２２に示されている。図２２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７０において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローは、ステップ７１に進む。一方、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。
【０１３２】
ステップ７１では、酸素濃度制御が実施されるとともに、高センサ温度制御が終了され、低センサ温度制御が実施される。次いで、ステップ７２において、排気中の酸素濃度Ｃｏが所定濃度Ｃｏｔｈ以下であり且つセンサ温度Ｔｓが所定上限温度Ｔｓｕｔｈ以下である（Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ且つＴｓ≦Ｔｓｕｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ且つＴｓ≦Ｔｓｕｔｈであると判別されたときには、フローは、ステップ７３に進む。一方、Ｃｏ≦Ｃｏｔｈ且つＴｓ≦Ｔｓｕｔｈではないと判別されたときには、フローは、ステップ７１に戻る。したがって、ステップ７２においてＣｏ≦Ｃｏｔｈ且つＴｓ≦Ｔｓｕｔｈであると判別されるまで、酸素濃度制御および低センサ温度制御が継続される。
【０１３３】
ステップ７３では、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７４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７５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７３に戻る。したがって、ステップ７４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。
【０１３４】
ステップ７５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７６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７７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７５に戻る。したがって、ステップ７６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。
【０１３５】
ステップ７７では、ステップ７５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７８において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがリセットされる。次いで、ステップ７９において、酸素濃度制御が終了されるとともに、低センサ温度制御が終了され、高センサ温度制御が実施され、その後、フローが終了する。
【０１３６】
＜第８実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第８実施形態のＳＯｘ濃度検出について説明する。第８実施形態では、上記第１実施形態〜第７実施形態のＳＯｘ濃度検出が所定回数実施され、これら実施されたＳＯｘ濃度検出のうち、降圧制御中の排気中の酸素濃度が最も低いＳＯｘ濃度検出によって検出されたＳＯｘ濃度を、排気中のＳＯｘ濃度として採用する。
【０１３７】
＜第８実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
上述したように、排気中の酸素濃度が低いほど、降圧制御中の出力電流は、ＳＯｘ濃度に正確に対応する。このため、排気中の酸素濃度が最も低いときに検出されたＳＯｘ濃度を、排気中のＳＯｘ濃度として採用することによって、ＳＯｘ濃度をより精度良く検出することができる。特に、この考え方は、降圧制御中の排気中の酸素濃度が降圧制御の実施毎に異なる場合（特に、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に積極的に制御するのではなく、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になったときに昇圧制御または降圧制御を実施する場合）に、特に有用である。
【０１３８】
＜第９実施形態のＳＯｘ濃度検出・燃料性状異常警報＞
第９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、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、昇圧制御が実施され、その後、降圧制御が実施される。このとき、ＥＣＵは、降圧制御中に当該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報する。この場合、ＳＯｘに関するパラメータとして、燃料性状の異常に関する警報の要否を判断するパラメータが算出されたと言える。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。
【０１３９】
＜第９実施形態の警報判定値＞
なお、第９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、その旨を警報することが好ましい。
【０１４０】
そこで、第９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、降圧制御中に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。
【０１４１】
＜第９実施形態のＳＯｘ濃度検出の利点＞
第９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、その旨が警報されるので、燃料性状が異常である可能性があることを知らせることができる。
【０１４２】
＜第９実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第９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２３に示されている。なお、図２３のフローのステップ８０〜ステップ８６は、図１０のフローのステップ１０〜ステップ１６と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１４３】
図２３のフローのステップ８７では、ステップ８５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８８に進み、燃料性状異常が警報され、その後、フローはステップ８９に進む。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９０に進み、ステップ８５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９１において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグＦｓがリセットされ、その後、フローはステップ８９に進む。
【０１４４】
ステップ８９では、ヒータ電力制御Ｉが終了されるとともに、酸素濃度制御が終了され、その後、フローが終了する。
【０１４５】
＜第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出・Ｓ被毒回復＞
第１０実施形態では、第９実施形態と同様に、昇圧制御が実施され、その後、降圧制御が実施される。このとき、ＥＣＵは、降圧制御中に当該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。この場合、ＳＯｘに関するパラメータとして、Ｓ被毒回復制御の要否を判断するパラメータが算出されたと言える。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。
【０１４６】
＜Ｓ被毒回復実施判定値＞
なお、第１０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１０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、降圧制御中に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。
【０１４７】
なお、第１０実施形態のＳ被毒回復実施判定値は、第９実施形態の警報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。
【０１４８】
＜第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の利点＞
第１０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。
【０１４９】
＜Ｓ被毒回復制御＞
Ｓ被毒回復制御について説明する。この制御は、センサ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３０（より具体的には、第１センサ電極３５Ａ）の劣化である。
【０１５０】
上記実施形態では、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。
【０１５１】
＜第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出フロー＞
第１０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２４に示されている。なお、図２４のフローのステップ１００〜ステップ１０６は、図１０のフローのステップ１０〜ステップ１６と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１５２】
図２４のフローのステップ１０７では、ステップ１０５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１０８に進み、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓｄがセットされ、その後、フローはステップ１０９に進む。この場合、Ｓ被毒回復要求フラグＦｓｄ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１１０に進み、ステップ１０５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１１１において、ＳＯｘ濃度検出要求フラグがリセットされ、その後、フローはステップ１０９に進む。
【０１５３】
ステップ１０９では、酸素濃度制御が終了され、その後、フローが終了する。
【０１５４】
＜第１１実施形態のＳＯｘ濃度検出・空燃比検出＞
第１１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。
【０１５５】
そして、第１１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。
【０１５６】
一方、ＳＯｘ濃度の検出が要求された場合には、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、昇圧制御が実施され、その後、降圧制御が実施される。このとき、ＥＣＵは、降圧制御中に当該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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
＜第１１実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の利点＞
第１１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。
【０１５９】
＜第１１実施形態のＳＯｘ濃度・空燃比検出フロー＞
第１１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２５に示されている。なお、図２５のフローのステップ１２１〜ステップ１２９は、図１０のフローのステップ１１〜ステップ１９と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１６０】
図２５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１２０において、ＳＯｘ濃度検出フラグＦｓがセットされている（Ｆｓ＝１）か否かが判別される。ステップ１２０において、Ｆｓ＝１であると判別されたときには、フローはステップ１２１に進む。一方、Ｆｓ＝１ではないと判別されたときには、フローはステップ１３０に進む。
【０１６１】
ステップ１３０では、出力電流Ｉｓが検出される。次いで、ステップ１３１において、ステップ１３０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。
【０１６２】
＜ＮＯｘ濃度検出＞
なお、排気中の酸素濃度が極めて低い場合（たとえば、排気中の酸素濃度が１％以下である場合）、上記１セルタイプの限界電流式センサは、排気中のＮＯｘ濃度の検出にも利用可能である。この場合、センサセルにおいて排気中のＮＯｘが分解されてＮＯｘ中の酸素によってセンサセルに電流が流れるようにセンサセルに電圧が印加される。このときのセンサの出力電流（具体的には、センサセルの出力電流）に基づいて、排気中のＮＯｘ濃度を検出することができる。
【０１６３】
＜酸素濃度の検出＞
なお、上記センサを排気中の酸素濃度を検出するセンサとして用いる場合、上記実施形態において、ＳＯｘ濃度検出が要求されたときに、昇圧制御の実施前に上記センサによって検出される酸素濃度を用いて、酸素濃度が所定濃度以下であるか否かを判別することができる。しかしながら、上記センサの上流の排気通路に、酸素濃度を検出可能なセンサを別途設け、該センサによって検出される酸素濃度を用いて、酸素濃度が所定濃度以下であるか否かを判別するようにしてもよい。
【０１６４】
＜ＳＯｘ検出回路の構成＞
なお、内燃機関が図１の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２６に示されている回路が採用される。図２６において、３０は限界電流式センサ（すなわち、図１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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
＜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。
【０１７１】
＜ＳＯｘ濃度検出の実施時期＞
また、上記実施形態のＳＯｘ濃度検出は、特に、給油（すなわち、燃料噴射弁に供給される燃料の燃料タンクへの補充）が行われた直後、あるいは、その後、可能な限り早い時期に実施されることが好ましい。
【０１７２】
＜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ＳＯｘに関するパラメータ（たとえば、内燃機関の制御に用いられる係数であって、ＳＯｘの量に応じて設定される係数）を算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ＳＯｘ関連パラメータに相関を持つ出力電流を、それ以外のＳＯｘ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。
【０１７３】
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ＳＯｘに関するパラメータを算出する場合にも適用可能である。
【０１７４】
また、上述した実施形態は、降圧制御中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、降圧制御中の出力電流の最大値を用いてＳＯｘに関するパラメータを算出する場合にも適用可能である。
【０１７５】
また、上述した実施形態の考え方は、２セルタイプの限界電流式センサにも適用可能である。２セルタイプの限界電流式センサとは、当該センサ内において、センサセル上流に、排気中の酸素を排出するポンプセルを有するセンサである。
【０１７６】
＜実施形態の総括＞
上記実施形態の制御装置は、広くは、限界電流式センサ（たとえば、センサ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パラメータ算出電圧（たとえば、０．８Ｖ）から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、被検ガス中（たとえば、排気）のＳＯｘに関するパラメータ（たとえば、ＳＯｘ濃度）を算出する制御装置であり、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記被検ガス中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施する制御部を具備する制御装置である。
【符号の説明】
【０１７７】
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、５３…排気添加弁、９０…ＥＣＵ
【図１】
2015040546.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015040546.tif 000006
【図５】
2015040546.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015040546.tif 000009
【図８】
2015040546.tif 000010
【図９】
2015040546.tif 000011
【図１０】
2015040546.tif 000012
【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】
2015040546.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2015040546.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2015040546.tif 000023
【図２２】
2015040546.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2015040546.tif 000026
【図２５】
2015040546.tif 000027
【図２６】
2015040546.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月26日(2013.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
＜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、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。
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月4日(2014.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ところで、内燃機関の分野において、排気中のＳＯｘ濃度（すなわち、硫黄酸化物の濃度）の検出が求められることがある。そして、この場合、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができることが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の目的は、排気中のＳＯｘ濃度を精度良く算出することにある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本願の発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御装置であって、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、前記機関の燃焼室から排出される排気中のＳＯｘ濃度を算出する制御装置に関する。この制御装置は、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施する制御部を具備する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
これによれば、降圧制御中の排気中の酸素濃度が低い。そして、降圧制御中の排気中の酸素濃度が低いと、降圧制御中の出力電流に占める、排気中の酸素濃度に起因して発生する出力電流の割合が小さく、したがって、降圧制御中の出力電流の値に占める、排気中のＳＯｘの量に起因して発生する出力電流の割合が大きい。つまり、降圧制御中の出力電流がＳＯｘの量に正確に対応する。このため、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
＜酸素濃度＞
なお、前記酸素濃度には、排気中の酸素濃度そのものだけでなく、排気中の酸素濃度に相関するパラメータ、および、排気中の酸素濃度を実質的に表すパラメータをも含まれる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、前記制御部は、前記排気中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御して、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させて、前記降圧制御を実施するようにしてもよい。これによれば、排気中の酸素濃度が能動的に所定濃度以下に制御されるので、適時に、ＳＯｘ濃度の算出を実施することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、前記制御部は、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を前記降圧制御の実施前に実施し、該降圧制御の実施時にのみ、前記排気中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御し、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させるようにしてもよい。ＳＯｘに起因する出力電流は、昇圧制御中ではなく、降圧制御中に出力される。したがって、降圧制御の実施時にのみ、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御し、あるいは、低酸素濃度条件を成立させれば、必要最低限の制御の追加によって、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
＜警報＞
また、前記制御部は、前記降圧制御中の前記出力電流の絶対値が警報判定値以上である場合、燃料性状が異常であることを警報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、燃料性状が異常である可能性を知らせることができる。なお、この場合、ＳＯｘ濃度の明確な算出は必ずしも必要ではない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
＜昇圧制御＞
また、前記制御部は、前記センサの温度が所定上限温度以下であるときであって前記降圧制御の実施前に、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を実施するようにしてもよい。これによれば、昇圧制御中のセンサ温度が低い。そして、昇圧制御中のセンサ温度が低いと、昇圧制御中にセンサに付着したＳＯｘ（特に、硫黄成分）が当該センサから脱離せず（あるいは、少なくとも、センサに付着したＳＯｘが当該センサから脱離することが抑制され）、その結果、昇圧制御の実施後に実施される降圧制御中のセンサの出力電流がＳＯｘの量に正確に対応する。このため、ＳＯｘ濃度をより精度良く算出することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、前記制御部は、前記ＳＯｘ濃度を複数個算出した場合において、前記排気中の酸素濃度がより低い濃度であるときに算出された前記ＳＯｘ濃度を最終的なＳＯｘ濃度として採用するようにしてもよい。排気中の酸素濃度が低いほど、降圧制御中の出力電流は、ＳＯｘの量に正確に対応する。このため、排気中の酸素濃度がより低いときに算出されたＳＯｘ濃度を、最終的なＳＯｘ濃度として採用すれば、ＳＯｘ濃度をより精度良く算出することができる。特に、この考え方は、降圧制御中の排気中の酸素濃度が降圧制御の実施毎に異なる場合（特に、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に積極的に制御するのではなく、排気中の酸素濃度が所定濃度以下になったときに降圧制御を実施する場合）に、特に有用である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
＜Ｓ被毒回復制御＞
また、前記制御部は、前記降圧制御中の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記センサのＳ被毒を回復させる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、センサにＳ被毒が生じている可能性がある場合に、センサのＳ被毒を解消することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
＜パラメータ算出電圧＞
また、前記パラメータ算出電圧は、たとえば、０．８Ｖ以上の電圧である。これによれば、降圧制御中にＳＯｘの量に正確に対応する出力電流をセンサから出力させることができる。このため、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
＜降圧制御の終了時点の印加電圧＞
また、前記降圧制御の終了時点の印加電圧は、たとえば、０．７Ｖ以下である。これによれば、降圧制御中にＳＯｘの量に正確に対応する出力電流をセンサから出力させることができる。このため、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
＜酸素濃度検出＞
また、前記制御部は、通常、前記パラメータ算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排気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、排気中の酸素濃度を検出することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
＜通常のＳＯｘ濃度算出におけるピーク値の利用＞
また、前記制御部は、前記降圧制御中の出力電流のピーク値を、前記ＳＯｘ濃度算出用の出力電流として用いると好ましい。ピーク値は、降圧制御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、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濃度算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算出することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
＜本発明の制御方法＞
また、本願の別の発明は、限界電流式センサを有する内燃機関の制御方法であって、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、前記機関の燃焼室から排出される排気中のＳＯｘ濃度を算出する制御方法に関する。この制御方法は、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施するステップを具備する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
これによれば、降圧制御中の排気中の酸素濃度が低い。そして、降圧制御中の排気中の酸素濃度が低いと、降圧制御中の出力電流に占める、排気中の酸素濃度に起因して発生する出力電流の割合が小さく、したがって、降圧制御中の出力電流の値に占める、排気中のＳＯｘの量に起因して発生する出力電流の割合が大きい。つまり、降圧制御中の出力電流がＳＯｘの量に正確に対応する。このため、ＳＯｘ濃度を精度良く算出することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の限界電流式センサの実施形態（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、図１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６】図６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７】図７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８】図８は、図１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９】図９は、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１０】図１０は、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１１】図１１は、第２実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１２】図１２は、第２実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１３】図１３は、第３実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１４】図１４は、第３実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１５】図１５は、第４実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図１６】図１６は、第４実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図１７】図１７は、第５実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【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濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図２０】図２０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２１】図２１は、第７実施形態のＳＯｘ濃度検出が実施された場合のタイムチャートを示している。
【図２２】図２２は、第７実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２３】図２３は、第９実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２４】図２４は、第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出フローの一例を示している。
【図２５】図２５は、第１１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。
【図２６】図２６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ている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
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。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
＜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、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。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
＜内燃機関の構成＞
図５において、３０は図１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）、１０１はアクセルペダル、１０２はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
＜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１０２、および、限界電流式センサ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１０２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１０２からは、アクセルペダル１０１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１０２から受信した信号に基づいて機関負荷を算出する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
なお、図８に示されている内燃機関では、センサ３０は、排気浄化触媒８５の下流の排気管８３に取り付けられている。しかしながら、燃料添加弁８４から排気中に添加された燃料が、排気浄化触媒８５の酸化能力によらずに、排気中の酸素と反応して燃焼するのであれば、センサ３０は、排気浄化触媒８５の上流の排気管８３に取り付けられていてもよい。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
さらに具体的には、第１実施形態のＳＯｘ濃度検出において、昇圧制御が開始されてから、降圧制御が終了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、昇圧制御が開始されてから、降圧制御が終了されるまでの時間が０．０１秒以上であることが好ましい。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
第２実施形態のＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたとき（すなわち、昇圧制御の実施が要求されたとき）に、低酸素濃度運転が実施されつつ、昇圧制御が実施される。ここで、低酸素濃度運転とは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となる内燃機関の運転である（第４実施形態における低酸素濃度運転も参照。）。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
＜第６実施形態のＳＯｘ濃度検出＞
第６実施形態のＳＯｘ濃度検出について説明する。このＳＯｘ濃度検出では、ＳＯｘ濃度の検出が要求されたときに、昇圧制御が実施される。そして、昇圧制御の終了後、前述した低酸素濃度運転を実施しつつ、降圧制御が実施される。ここで、低酸素濃度運転とは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下となる内燃機関の運転である。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
＜第９実施形態のＳＯｘ濃度検出・燃料性状異常警報＞
第９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９実施形態のＳＯｘ濃度検出では、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、昇圧制御が実施され、その後、降圧制御が実施される。このとき、ＥＣＵは、降圧制御中に当該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報する。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。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４５】
＜第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出・Ｓ被毒回復＞
第１０実施形態では、第９実施形態と同様に、昇圧制御が実施され、その後、降圧制御が実施される。このとき、ＥＣＵは、降圧制御中に当該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。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
＜第１０実施形態のＳＯｘ濃度検出装置の利点＞
第１０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１０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。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７５】
なお、上述した実施形態の考え方は、２セルタイプの限界電流式センサにも適用可能である。２セルタイプの限界電流式センサとは、当該センサ内において、センサセル上流に、排気中の酸素を排出するポンプセルを有するセンサである。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７６】
＜実施形態の総括＞
上記実施形態の制御装置は、広くは、限界電流式センサ（たとえば、センサ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パラメータ算出電圧（たとえば、０．８Ｖ）から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、前記機関の燃焼室５３から排出される排気中のＳＯｘ濃度を算出する制御装置であり、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施する制御部を具備する制御装置である。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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であって、前記センサへの印加電圧をパラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、前記機関の燃焼室から排出される排気中のＳＯｘ濃度を算出する制御装置において、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施する制御部を具備する制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記排気中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御して、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させて、前記降圧制御を実施する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を前記降圧制御の実施前に実施し、該降圧制御の実施時にのみ、前記排気中の酸素濃度を前記所定濃度以下に制御し、あるいは、前記低酸素濃度条件を成立させる請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記降圧制御中の前記出力電流の絶対値が警報判定値以上である場合、燃料性状が異常であることを警報する請求項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、前記センサの温度が所定上限温度以下であるときであって前記降圧制御の実施前に、前記センサへの印加電圧を前記パラメータ算出電圧まで上昇させる昇圧制御を実施する請求項１〜４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ＳＯｘ濃度を複数個算出した場合において、前記排気中の酸素濃度がより低い濃度であるときに算出された前記ＳＯｘ濃度を最終的なＳＯｘ濃度として採用する請求項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、前記降圧制御中の出力電流がＳ被毒回復実施判定値以上である場合、前記センサのＳ被毒を回復させるＳ被毒回復制御を実施する請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記パラメータ算出電圧が０．８Ｖ以上の電圧である請求項１〜７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記降圧制御の終了時点の印加電圧が０．７Ｖ以下である請求項１〜８のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、通常、前記パラメータ算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前記排気中の酸素濃度を検出する請求項１〜９のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１１】
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パラメータ算出電圧から低下させる降圧制御を実施したときの前記センサの出力電流を用いて、前記機関の燃焼室から排出される排気中のＳＯｘ濃度を算出する制御方法において、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であるとき、あるいは、前記排気中の酸素濃度が所定濃度以下であると予測される低酸素濃度条件が成立したときに、前記降圧制御を実施するステップを具備する制御方法。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2015040546.tif 000029
【手続補正４０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2015040546.tif 000030
【手続補正４１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2015040546.tif 000031
【手続補正４２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2015040546.tif 000032
【手続補正４３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２０】
2015040546.tif 000033
【手続補正４４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１】
2015040546.tif 000034
【手続補正４５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２４】
2015040546.tif 000035
【手続補正４６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２６】
2015040546.tif 000036