CN104863739A - 内燃机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机的控制装置，使用极限电流式气体传感器来更准确地获取硫相关值，该硫相关值是内燃机废气中的硫氧化物(SOx)的浓度以及燃料中的硫(S)成分的含有率中的至少任意一方。将在下述期间内燃机燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许硫相关值的获取，其中，所述期间是施加到构成极限电流式气体传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压的期间。由此，在废气中的硫氧化物(SOx)的浓度被维持为恒定的状态下，废气中的硫氧化物(SOx)被还原成硫(S)，所以能够更准确地获取硫相关值。
Description
技术领域
本发明涉及能够更准确地获取废气中的硫氧化物(SOx)的浓度的内燃机的控制装置。
背景技术
在以往，为了控制内燃机，而广泛地使用基于废气中的氧气(O2)的浓度来获取燃烧室内混合气体的空燃比(A/F)的空燃比传感器(A/F传感器)。极限电流式气体传感器就是这样的A/F传感器之一，具备抽吸单元，该抽吸单元包含具有氧化物离子传导性的固体电解质层以及固着于固体电解质层的双面的一对电极。一对电极中的一个暴露于通过扩散速率决定层导入的被检气体，另一个暴露于大气。因此，被检气体到达电极的流量被扩散速率决定层限制，所以抽吸单元的氧气抽吸作用受到限制。其结果，会显现所谓的“极限电流特性”。该传感器利用这样的极限电流特性，来检测被检气体中特定成分(例如，氧气(O2)等)的浓度。
更具体地描述，在极限电流式气体传感器中，在将施加于一对电极之间的电压(以后，有时只称为“施加电压”)设定为“极限电流域内的规定电压”时，与被检气体中的氧气(O2)浓度对应的电流流过一对电极之间。因此，极限电流式气体传感器将产生与在该电极之间流过的电流对应的值，作为传感器输出。
并且，已知通过上述利用氧气抽吸作用的极限电流式气体传感器，不仅能够获取氧气(O2)的浓度，还能够获取分子中包括氧的气体(例如，水(H2O)或者二氧化碳(CO2)等。以后，有时称为“含氧气体”)的浓度。若更具体地描述，则对于含氧气体浓度的测定使用具备2个抽吸单元的极限电流式气体传感器(2单元式极限电流式气体传感器)，上述2个抽吸单元以阴极面向成为测定对象的气体混合物(被检气体)被引导的空间的方式串联配置。在该传感器中，通过对上游侧抽吸单元的电极之间施加相对低的电压，利用上游侧的抽吸单元通过抽吸作用除去被检气体中所包含的氧气(O2)。并且，通过对下游侧抽吸单元的电极之间施加相对高的电压，利用下游侧的抽吸单元分解被检气体中所包含的含氧气体，抽吸作为其分解结果而产生的氧气。此时，基于由于该抽吸而引起的在电极之间流过的电流值的变化，来获取该含氧气体的浓度(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平02-122255号公报
一般而言，内燃机的燃料(例如，轻油以及汽油等)包含微量的硫(S)成分。另外，近年来，例如在发展中国家等使用的低劣燃料有时会以比较高的含有率含有硫(S)成分。若燃料中的硫成分的含有率(以后，有时只称为“硫含有率”)高，则内燃机构成部件的劣化以及/或者故障、废气净化催化剂的中毒、废气中产生白烟等问题产生的可能性增高。因此，要求获取燃料中的硫(S)成分的含有率，使获取到的硫含有率例如反映到内燃机控制，或者发出与内燃机故障相关的警告，或者帮助废气净化催化剂的自我故障诊断(OBD：On－Board Diagnostics)的改善。
然而，若内燃机的燃料含有硫(S)成分，则从燃烧室排出的废气中会包含硫氧化物(SOx)。另外，燃料中的硫(S)成分的含有率(硫含有率)越高，则废气中的硫氧化物(SOx)的浓度(以后，有时只称为“SOx浓度”)也越高。因此一般认为，如果能够准确地获取废气中的SOx浓度，就能够基于获取到的SOx浓度准确地获取硫含有率。
因此，本发明人他们进行了使用极限电流式气体传感器来获取废气中的SOx浓度，并基于获取到的SOx浓度来获取燃料中的硫含有率的技术的研究。其结果，本发明人他们发现，在使施加到构成极限电流式气体传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压之后，若使施加电压从规定电压减少(降压扫描)，则在该电极之间流过的电流(以后，有时只称为“电极电流”)会呈现“与SOx浓度对应的变化”。
更具体而言，在内燃机中使用含有硫(S)成分的燃料的情况下，若使施加到构成极限电流式气体传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压，则废气中的硫氧化物(SOx)被分解(还原)而生成硫(S)，这样生成的硫(S)吸附于一对电极中的一个(阴极)。吸附于该阴极的硫(S)的量根据废气中的SOx浓度而变化。接下来，若进行上述的降压扫描，则吸附于阴极的硫(S)被再氧化，再次成为硫氧化物(SOx)。发明人他们发现，由于这样的硫(S)的再氧化而变化的电极电流的波形与废气中的SOx浓度具有较强的关联。
即，本发明人他们考虑到，如果在进行降压扫描的期间内获取到表示由于上述硫(S)的再氧化而变化的电极电流的波性特征的值(以后，有时只称为“波形特征值”)，就能够基于获取到的波形特征值，来获取废气中的SOx的浓度以及/或者燃料中的硫含有率。
然而，若燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)变化，则即使燃料中的硫含有率恒定，废气中的SOx浓度也会变化。具体而言，即使燃料中的硫含有率恒定，若混合气的空燃比(A/F)增大，则废气中的SOx浓度也会下降。因此，在空燃比(A/F)变化的情况下，废气中的SOx浓度也会变化，所以难以获取高精度地表示燃料中的硫含有率的波形特征值(或者基于波形特征值获取到的废气中的SOx浓度)。并且，为了从波形特征值(或者基于波形特征值获取的废气中的SOx浓度)获取燃料中的硫含有率，需要确定与获取到的波形特征值对应的空燃比(A/F)。然而，在空燃比(A/F)大幅地变化的状况下，还是难以确定与获取到的波形特征值对应的空燃比(A/F)。因此，在空燃比(A/F)变化的状况下，难以基于上述波形特征值，来准确地获取燃料中的硫含有率。
发明内容
因此，本发明人他们经过深入研究的结果发现，如上述那样在极限电流式气体传感器中在使施加到构成抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压之后，基于对施加电压从上述规定电压开始进行降压扫描的期间内获取的波性特征值，来获取废气中的SOx浓度以及/或者燃料中的硫含有率，在该情况下，在施加电压成为上述规定电压的期间(即，废气中的硫氧化物(SOx)被还原产生硫(S)，该硫(S)吸附于阴极的期间)，若内燃机燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，则能够更准确地获取废气中的SOx浓度以及/或者燃料中的硫含有率。
鉴于这样的点，本发明所涉及的内燃机的控制装置，具备配设于内燃机的排气路径的极限电流式气体传感器，并通过使施加到构成上述传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压，来将从上述排气路径引导至上述传感器的被检气体中的硫氧化物(SOx)还原为硫(S)，接下来，通过对上述施加电压从上述规定电压开始进行降压扫描，来使上述硫(S)再氧化成硫氧化物(SOx)，并基于表示由于上述再氧化而变化的在上述一对电极之间流过的电流的波性特征的值，来获取硫相关值，其中，上述硫相关值是上述被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度(SOx浓度)以及上述内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率(硫含有率)中的至少任意一方，其中，将在上述施加电压成为上述规定电压的期间上述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许上述硫相关值的获取。
如上所述，根据本发明所涉及的内燃机的控制装置，在使用极限电流式气体传感器来获取废气中的SOx浓度以及/或者燃料中的硫含有率(即，硫相关值)时，将在施加电压成为规定电压且废气中的硫氧化物(SOx)被还原成硫(S)的期间混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许获取硫相关值。因此，本发明所涉及的内燃机的控制装置能够更准确地获取硫相关值。此外，本发明所涉及的内燃机的控制装置不仅能够应用于上述那样的2单元式极限电流式气体传感器，还能够应用于仅具备单个抽吸单元的极限电流式气体传感器(单个单元式极限电流式气体传感器)，上述抽吸单元以阴极面向被检气体被引导的空间的方式配置。
附图说明
图1是表示施加于构成极限电流式气体传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的电压(施加电压)Vi与在该电极之间流过的电极电流Io的关系的示意性的线图。
图2是表示关于以各种含有率含有硫(S)成分的燃料的、内燃机燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)与废气中的硫氧化物(SOx)的浓度的关系的示意性的线图。
图3是表示应用了本发明的一个实施方式所涉及的内燃机的控制装置(以后，有时只称为“第1控制装置”)的内燃机(发动机10)的构成的一个例子的示意图。
图4是表示第1装置所具备的单个单元式极限电流式气体传感器的构成的一个例子的示意性的剖视图。
图5是表示在第1控制装置所具备的单个单元式极限电流式气体传感器中执行了施加电压Vm的升压扫描以及降压扫描时的施加电压Vm与电极电流Im的关系的示意性的线图。
图6是表示电流差值Id2与废气中的SOx浓度Csox的关系的一个例子的示意性的线图。
图7是表示第1控制装置所执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的流程图。
图8是表示本发明的另一个实施方式所涉及的内燃机的控制装置(以后，有时只称为“第2控制装置”)所具备的2单元式极限电流式气体传感器的构成的一个例子的示意性的剖视图。
图9是表示在第2控制装置所具备的2单元式极限电流式气体传感器的传感器单元(下游侧抽吸单元)中执行了施加电压Vs的升压扫描以及降压扫描时的施加电压Vs与电极电流Is的关系的示意性的线图。
图10是表示第2控制装置执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的流程图。
图11是表示第3控制装置执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的流程图。
附图标记说明
10...发动机；22...燃烧室；40...极限电流式气体传感器；61...固体电解质层；62A...第1氧化铝层；62B...第2氧化铝层；62C...第3氧化铝层；62D...第4氧化铝层；62E...第5氧化铝层；63...扩散速率决定层；64...加热器；65A...第1电极；65B...第2电极；66...进气路径；67...内部空间。
具体实施方式
如上述那样，根据本发明所涉及的内燃机的控制装置，能够使用极限电流式气体传感器，来更准确地获取硫相关值，其中，上述硫相关值是废气中的SOx浓度以及燃料中的硫含有率中的至少任意一方。更具体而言，本发明所涉及的内燃机的控制装置，将在施加到构成极限电流式气体传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压的期间，内燃机燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许硫相关值的获取。由此，在废气中的硫氧化物(SOx)的浓度被维持为恒定的状态下，被检气体中的硫氧化物(SOx)被还原成硫(S)，所以能够更准确地获取对内燃机的控制以及警告等有用的硫相关值。以下，对于用于实施本发明的几个方式进行详细的说明。
首先，本发明的第1实施方式(以后，有时只称为“第1方式”)所涉及的内燃机的控制装置：
具备配设于内燃机的排气路径的极限电流式气体传感器，通过使施加到构成上述传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压，来将从上述排气路径引导至上述传感器的被检气体中的硫氧化物(SOx)还原成硫(S)，接下来，通过对上述施加电压从上述规定电压开始进行降压扫描，来使上述硫(S)再氧化成硫氧化物(SOx)，并基于表示由于上述再氧化而变化的在上述一对电极之间流过的电流的波性特征的值，来获取硫相关值，其中，上述硫相关值是上述被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度以及上述内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率中的至少任意一方，其中，
将在上述施加电压成为上述规定电压的期间上述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许上述硫相关值的获取。
如上所述，第1方式所涉及的内燃机的控制装置具备配设于内燃机的排气路径的极限电流式气体传感器。作为内燃机，例如能够列举柴油发动机以及汽油发动机等。极限电流式气体传感器配设于内燃机的排气路径，一般来说，配置于比废气净化催化剂接近内燃机的上游侧。极限电流式气体传感器如上所述，是利用极限电流特性的传感器。极限电流特性是通过利用设置于作用电极(阴极)的外侧(排气路径侧)的扩散速率决定层，来限制插入一对电极之间的固体电解质的氧气抽吸作用而显现的特性。
此外，对于极限电流式气体传感器的构成，因为本领域技术人员众所周知，所以本说明书中的详细说明省略，但是作为上述电极，例如能够采用由铂(Pt)或铑(Rh)等的铂族元素或者其合金构成的电极等。作为上述固体电解质，例如能够采用氧化锆等。另外，氧化锆例如也可以包含钪(Sc)、镓(Ga)等元素。这样的极限电流式气体传感器例如作为基于废气中的氧气(O2)的浓度来获取内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)的空燃比传感器(A/F传感器)等，在本技术领域中被广泛使用。即，根据第1方式所涉及的内燃机的控制装置，能够以空燃比(A/F)的控制为目的，利用内燃机所具备的一般的极限电流式气体传感器，来更准确地获取内燃机的废气中的SOx浓度以及/或者燃料中的硫含有率。
更具体而言，第1方式所涉及的内燃机的控制装置，首先通过使施加到构成上述传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压，来将从上述排气路径引导至上述传感器的被检气体中的硫氧化物(SOx)还原成硫(S)。认为这样生成的硫(S)吸附于一对电极中的阴极(作用电极)。在这样将被检气体中的硫氧化物(SOx)还原成硫(S)时，既可以使施加电压从比规定电压小的电压逐渐增大来成为规定电压(升压扫描)，或者也可以使施加电压快速地成为规定电压。
此外，所谓规定电压，能够说是与被检气体接触的阴极的电位成为能够将被检气体中的硫氧化物(SOx)还原成硫(S)的电位的电压(或者电压带)。这样的规定电压例如能够通过利用电化学测定法的事前实验等来确定。
接下来，第1方式所涉及的内燃机的控制装置，通过对上述施加电压从上述规定电压开始进行降压扫描来使上述硫(S)再氧化成硫氧化物(SOx)。此时，与伴随从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而消耗的氧(O)的量对应地，在上述一对电极之间流过的电流(电极电流)发生变化。如上述那样，由于这样的硫(S)的再氧化而变化的电极电流的波形与被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度具有较强的关联。即，第1方式所涉及的内燃机的控制装置基于表示由于上述再氧化而变化的上述电极电流的波性特征的值(波形特征值)，来获取硫相关值，其中，上述硫相关值是上述被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度(SOx浓度)以及上述内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率(硫含有率)中的至少任意一方。
这里，一边参照附图，一边对废气中的SOx浓度以及/或者燃料中的硫含有率的获取方法进一步详细说明。图1是如上述那样表示施加于构成极限电流式气体传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的电压(施加电压)Vi与在该电极之间流过的电极电流Io的关系的示意性的线图。图1所示的线图的横轴表示施加电压Vi[V]，纵轴表示电极电流Io[μA]。此外，一对电极(阳极以及阴极)中，阴极暴露于被检气体(从内燃机排出的废气)，阳极暴露于外部空气。
实线LU0以及实线LD0表示被检气体不包含硫氧化物(SOx)的情况下电极电流Io伴随施加电压Vi变化的变化。此外，在本例中，内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，作为其结果，废气中的氧气(O2)的浓度也被维持为恒定。实线LU0表示使施加电压Vi从0.1V向1.0V逐渐增大(升压扫描)时的电极电流Io的变化。实线LD0表示在将施加电压Vi如上述那样增大后，使施加电压Vi从1.0V向0.1V逐渐减少(降压扫描)时的电极电流Io的变化。
另一方面，虚线LU1以及虚线LD1表示被检气体包含硫氧化物(SOx)的情况下电极电流Io伴随施加电压Vi变化的变化。在本例中，燃料中的硫(S)成分的含有率以及内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，作为其结果，废气中的氧气(O2)的浓度以及硫氧化物(SOx)的浓度也被维持为恒定。虚线LU1与实线LU0相同地表示使施加电压Vi从0.1V向1.0V逐渐增大(升压扫描)时的电极电流Io的变化。虚线LD1与实线LD0相同地表示在将施加电压Vi如上述那样增大后，使施加电压Vi从1.0V向0.1V逐渐减少(降压扫描)时的电极电流Io的变化。
首先，在被检气体不包含硫氧化物(SOx)的情况下，如实线LU0所表示那样，在位于约0.2V与约0.8V之间的范围的施加电压Vi中，即使施加电压Vi增大，电极电流Io也大致恒定，这表示显现出极限电流特性这一情况。如上述那样，极限电流特性通过“插入构成抽吸单元的一对电极之间的具有氧离子传导性的固体电解质”的氧气抽吸作用由“设置于阴极的外侧的扩散速率决定层”限制而显现。以后，有时将这样极限电流特性显现的施加电压Vi的范围称为“极限电流域”。另外，如实线LD0所表示那样，认识到在位于约0.25V与约0.8V之间的范围的施加范围Vi中，即使减少施加电压Vi，电极电流Io也大致恒定的极限电流域。
另一方面，在被检气体包含有硫氧化物(SOx)的情况下，如虚线LU1所表示那样，在施加电压Vi比约0.5V高的电压带中，与实线LU0比较，电极电流Io增大。认为这样的电极电流Io的增大是由于被检气体中所包含的硫氧化物(SOx)与阴极接触，被分解(还原)生成了硫(S)而引起的。另外，如虚线LD1所表示那样，伴随施加电压Vi从约0.8V向约0.7V减少，电极电流Io迅速减少，在施加电压Vi约是0.7V时成为极小值Im。之后，电极电流Io转向上升，伴随施加电压Vi从约0.7V向约0.4V减少，电极电流Io迅速增大，在施加电压Vi约是0.4V时，达到极限电流值Ib。之后，电极电流Io与被检气体中不包含有硫氧化物(SOx)的情况相同地推移(虚线LD1与实线LD0几乎一致)。
上述那样的被检气体中包含有硫氧化物(SOx)的情况下降压扫描时的电极电流Io从极限电流值Ib的偏移，认为是由于升压扫描时生成的硫(S)被再氧化成为硫氧化物(SOx)而引起的。即，表示这样变化的电极电流Io的波性特征的值(波形特征值)与被检气体中所包含的硫氧化物(SOx)的浓度具有关联。因此，能够基于波性特征值，准确地获取硫相关值，其中，上述硫相关值是废气中的硫氧化物(SOx)的浓度以及燃料中的硫(S)成分的含有率中的至少任意一方。
作为表示由于升压扫描时生成的硫(S)被再氧化成为硫氧化物(SOx)而变化的电极电流Io的波性特征的值亦即波形特征值，例如，能够列举电极电流Io的极小值与极限电流值Ib的差(峰值的高度)、电极电流Io从极限电流值Ib的偏移量的积分值等。这样的波形特征值能够通过各种方法数值化。例如，在图1所示的线图中，也可以将虚线LD1中的极限电流值Ib与极小值Im的差值Id1(即，Id1＝Ib－Im)作为电极电流Io的波形特征值。或者，也可以将电极电流Io从极限电流值Ib的偏移量(Ib－Io)的积分值作为电极电流Io的波形特征值。
此外，图1所示的线图的横轴所示的施加电压Vi、纵轴所示的电极电流Io、以及在上述说明中描述的施加电压Vi的各个具体值，有时会根据为了得到图1所示的线图而进行的实验的条件(例如，内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)等)的不同而变动，并不限于施加电压Vi以及电极电流Io的值总是上述值。
然而，如上述那样获取到的波形特征值(废气中的SOx浓度以及燃料中的硫含有率中的至少任意一方)与硫相关值的关系例如能够预先通过事前实验来决定。具体而言，例如，使用以各种含有率含有硫(S)成分的燃料，并且使要供给至内燃机的混合气的空燃比(A/F)变化成各种值，将此时的废气作为被检气体供给至极限电流式气体传感器，测定由于在施加电压是规定电压时(例如，升压扫描时等)生成的硫(S)在降压扫描时被再氧化成为硫氧化物(SOx)而变化的电极电流Io，获取表示其波性特征的值作为波形特征值。此时，废气中的SOx浓度例如能够通过一个个硫氧化物(SOx)传感器来实际测量。或者，也可以基于内燃机的燃料中的硫含有率与燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)的组合，来获取废气中的SOx浓度。
如果将这样得到的废气中的SOx浓度与波形特征值的关系描绘成曲线，就能够确定波形特征值与SOx浓度的关系。能够使用这样确定出的关系，来基于波形特征值获取SOx浓度。另外，也可以基于这样获取到的SOx浓度和与该浓度对应的混合气(即，成为在废气中生成该浓度的硫氧化物(SOx)的根源的混合气)的空燃比(A/F)，来获取燃料中的硫含有率。
另一方面，如上述那样，即使燃料中的硫含有率恒定，当混合气的空燃比(A/F)变化时，废气中的SOx浓度也变化，所以在欲确定波性特征值与燃料中的硫含有率的关系的情况下，需要考虑燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)。具体而言，在上述的事前实验中，如果按照燃烧室中混合气的各个空燃比(A/F)将燃料中的硫含有率与波性特征值的关系描绘成曲线，就能够确定各个空燃比(A/F)中的波形特征值与燃料中的硫含有率的关系。能够使用这样确定出的关系，基于波形特征值与混合气的空燃比(A/F)，来获取燃料中的硫含有率。
然而，与图1所示的例不同，在实际的内燃机中，存在燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)由于例如运行状态的变化等各种原因而变化的情况。若混合气的空燃比(A/F)这样变化，则如上述那样，即使燃料中的硫含有率恒定，废气中的SOx浓度也变化。因此，若在获取废气中的SOx浓度时(更具体而言，被检气体中所包含的硫氧化物(SOx)与阴极接触，被分解(还原)生成硫(S)的期间)混合气的空燃比(A/F)变化，则当前欲获取的废气中的SOx浓度变化，所以难以准确地获取废气中的SOx浓度，作为结果，难以正确地获取燃料中的硫含有率。
另外，为了如上述那样基于内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)和废气中的SOx浓度，准确地获取燃料中的硫含有率，需要准确地获取与获取到的废气中的SOx浓度对应的混合气(即，成为在废气中生成该浓度的硫氧化物(SOx)的根源的混合气)的空燃比(A/F)。然而，在获取废气中的SOx浓度时，一般来说难以基于“时时刻刻变化的混合气的空燃比(A/F)”准确地求出“与获取到的SOx浓度(具体而言，波形特征值)对应的混合气的空燃比(A/F)”，作为结果，难以正确地获取燃料中的硫含有率。
这里，一边参照附图，一边对于内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)与废气中的SOx浓度的关系进行说明。图2是如上述那样表示对于以各种含有率含有硫(S)成分的燃料的、内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)与废气中的硫氧化物(SOx)浓度的关系的示意性的线图。图2所示的线图的横轴表示空燃比(A/F)，纵轴表示废气中的SOx浓度[ppm]。更具体而言，图2所示的线图中所描绘的5条曲线表示使用硫(S)成分的含有率分别是Csa、Csb、Csc、Csd以及Cse的燃料的情况下的空燃比(A/F)与废气中的SOx浓度的关系。此外，各个燃料中的硫含有率的大小是Csa＜Csb＜Csc＜Csd＜Cse。
如图2所示的虚线(空燃比(A/F)＝30)与上述曲线的交点所表示那样，如果内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)恒定，则燃料中的硫含有率越高，废气中的SOx浓度也越高。即，如果混合气的空燃比(A/F)恒定，则能够基于废气中的SOx浓度，唯一地求出燃料中的硫含有率。
然而，为了如上述那样使用极限电流式气体传感器来获取废气中的SOx浓度，例如，在使施加电压Vi在规定期间成为规定电压，或者对施加电压Vi进行升压扫描到规定电压之后，需要对施加电压Vi进行降压扫描，所以需要规定期间。更详细而言，如上述那样，能够说第1方式所涉及的内燃机的控制装置基于硫(S)的量(与硫(S)的量对应的值)来获取硫相关值，其中，上述硫(S)作为通过使施加到一对电极之间的施加电压成为规定电压来还原检测气体的硫氧化物(SOx)的结果而生成的。
因此，若在通过使施加电压成为规定电压来还原被检气体中的硫氧化物(SOx)生成硫(S)的期间，空燃比(A/F)变化，则如上述那样，当前欲获取的废气中的SOx浓度变化，所以生成的硫(S)的量也变化，作为结果，难以准确地获取在获取燃料中的硫相关值的方面有用的波形特征值。并且，也难以准确地获取与获取到的波形特征值(或者基于该波形特征值得到的废气中的SOx浓度)对应的混合气的空燃比(A/F)。其结果，也难以基于混合气的空燃比(A/F)与获取到的波形特征值(或者基于该波形特征值得到的废气中的SOx浓度)，准确地获取燃料中的硫含有率。
如以上，为了准确地获取硫相关值，优选在施加到一对电极之间的施加电压成为规定电压而被检气体中的硫氧化物(SOx)被还原成硫(S)的期间，内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定。
因此，第1方式所涉及的内燃机的控制装置，将在上述施加电压成为上述规定电压的期间(规定电压赋予期间)上述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许上述硫相关值的获取。换言之，第1方式所涉及的内燃机的控制装置，如果在规定电压赋予期间，混合气的空燃比(A/F)未被维持为恒定，则废弃得到的波形特征值(作为无效)。由此，第1方式所涉及的内燃机的控制装置能够使用极限电流式气体传感器，来更准确地获取硫相关值。
此外，第1方式所涉及的内燃机的控制装置也可以积极地控制内燃机，以使施加电压成为规定电压的期间的内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定。或者，第1方式所涉及的内燃机的控制装置也可以不积极地控制内燃机，而在内燃机的通常运行状态下，判定上述期间(规定电压赋予期间)中的内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定，只在混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定的情况下允许硫相关值的获取。
即，在第1方式所涉及的内燃机的控制装置中，所谓“将在规定电压赋予期间内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件”是包含如下两种情况的概念，即，积极地控制内燃机来将混合气的空燃比(A/F)强制性地维持为恒定、以及在内燃机的通常运行状态下，判断为混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定。
在前者的情况下，用于在内燃机中将燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)维持为恒定的具体方法并不特别限定，但是如本领域技术人员众所周知的，能够根据内燃机的构成，例如，通过控制节流阀开度、燃烧喷射量、废气回流(EGR：Exhaust Gas Recirculation)量、以及/或者增压压力等，来将混合气的空燃比(A/F)维持为恒定。
然而，如上述那样，第1方式所涉及的内燃机的控制装置，基于表示由于硫(S)在降压扫描时被再氧化成硫氧化物(SOx)而变化的电极电流的波性特征的值(波形特征值)，获取硫相关值，其中，上述硫(S)作为通过使施加到一对电极之间的施加电压成为规定电压来将被检气体中的硫氧化物(SOx)还原的结果而生成，上述硫相关值是被检测气中的硫氧化物(SOx)的浓度以及内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率中的至少任意一方。然而，电极电流例如在燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)变化的情况等被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度变化时也变化。
一般地，与废气中的其他成分比较，硫氧化物(SOx)的浓度相对低，所以由于上述再氧化而引起的电极电流的变化也小。特别是，若相比于被检气体中所含的氧气(O2)伴随燃烧室中混合气的空燃比(A/F)变化的浓度变化而引起的电极电流的变化，由于上述再氧化而引起的电极电流变化相对小。因此，不只上述规定电压赋予期间(例如，升压扫描时)，在降压扫描时，燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)也变化，作为结果，在被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度变化的情况下，也可能难以准确地检测由于上述再氧化而引起的电极电流的变化。
因此，第1方式所涉及的内燃机的控制装置为了更准确地检测由于上述再氧化而引起的电极电流的变化，而优选降压扫描时的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度被维持为恒定。更具体而言，优选在对施加到构成抽吸单元的一对电极之间的施加电压从规定电压开始进行降压扫描的期间中，通过降压扫描由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流的变化所发生的期间，燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度被维持为恒定。
因此，本发明的第2实施方式(以后，有时称为“第2方式”)所涉及的内燃机的控制装置：
具备配设于内燃机的排气路径的极限电流式气体传感器，通过使施加到构成上述传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压，来将从上述排气路径引导至上述传感器的被检气体中的硫氧化物(SOx)还原成硫(S)，接下来，通过对上述施加电压从上述规定电压开始进行降压扫描，来使上述硫(S)再氧化成硫氧化物(SOx)，并基于表示由于上述再氧化而变化的在上述一对电极之间流过的电流的波性特征的值，来获取硫相关值，其中，上述硫相关值是上述被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度以及上述内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率中的至少任意一方，其中，
除了在上述施加电压成为上述规定电压的期间上述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况以外，
还将在对上述施加电压从上述规定电压开始进行降压扫描的期间中，在上述一对电极之间流过的电流由于上述再氧化而引起的变化所发生的期间，上述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为更进一步的条件，允许上述硫相关值的获取。
由此，在由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流的变化所发生的期间，由于被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度变化而引起的电极电流的变化减少的状态下，能够检测由于该再氧化而引起的电极电流的变化。其结果，能够更准确地获取由于该再氧化而变化的电极电流的波形，能够更准确地获取表示该波性特征的值(波形特征值)。作为结果，能够基于该波形特征值，更准确地获取硫相关值，其中，上述硫相关值是被检气体中的SOx浓度以及内燃机的燃料中的硫含有率中的至少任意一方。
此外，第2方式所涉及的内燃机的控制装置也可以积极地控制内燃机，以使对施加电压从规定电压开始进行降压扫描的期间中由于上述再氧化而引起的电极电流的变化所发生的期间的内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定。或者，第2方式所涉及的内燃机的控制装置也可以不积极地控制内燃机，而在内燃机的通常运行状态下，判定上述期间的内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定，只在混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定的情况下，允许硫相关值的获取。
即，在第2方式所涉及的内燃机的控制装置中，所谓“将在由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流的变化所发生的期间，内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件”是包含如下两种情况的概念，即，积极地控制内燃机来将混合气的空燃比(A/F)强制性地维持为恒定、以及在内燃机的通常运行的状态下，判断为混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定。对于用于在前者的情况下在内燃机中将燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)维持为恒定的具体方法已经进行了说明，所以这里不重复说明。
然而，如上述那样，相比于由于被检气体中所包含的氧气(O2)伴随燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)变化的浓度变化而引起的电极电流的变化，由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流的变化相对小。因此，例如，燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)的变化大，作为结果，相比于被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度高的情况下，由于这样的高浓度的氧气(O2)而引起的电极电流(极限电流)的大小，由于上述再氧化而引起的电极电流的变化变得极小。该情况下，由于上述再氧化而引起的电极电流的变化的检测灵敏度可能下降。
因此，为了高精度地检测由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流的变化，而优选在检测由于上述再氧化而引起的电极电流的变化时尽量降低被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度。用于在检测由于上述再氧化而引起的电极电流的变化时使被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度降低的具体方法并不特别限定，例如，也可以具备从被检气体除去氧气(O2)的氧气除去部。
即，本发明的第3实施方式(以后，有时称为“第3方式”)所涉及的内燃机的控制装置，是上述第1方式或者第2方式所涉及的内燃机的控制装置，其中，还具备氧气除去部，所述氧气除去部除去上述被检气体中的氧气(O2)。
该第3实施方式所涉及的内燃机的控制装置，能够通过氧气除去部减少由于被检气体中所包含的氧气(O2)而引起的电极电流。因此，根据第3方式所涉及的内燃机的控制装置，例如，即使燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)大，作为结果，被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度高的情况下，因为被检气体中所包含的氧气(O2)也被氧气除去部除去，所以能够避免由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流的变化的检测灵敏度下降。并且，即使燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)变化，电极电流也难以变化，能够高精度地检测由于上述再氧化而引起的电极电流的变化。
然而，用于上述氧气除去部除去被检气体中的氧气(O2)的具体方法并不特别限定。例如，也可以在如本说明书的开头中描述的、具备以阴极面向被检气体被引导的空间的方式串联地配置的2个抽吸单元的2单元式极限电流型传感器中，将适合通过氧气抽吸作用除去被检气体中所包含的氧气(O2)的电压施加到上游侧的抽吸单元的电极之间，使用下游侧的抽吸单元，来如上述那样获取废气中的硫氧化物(SOx)的浓度。该情况下，上游侧的抽吸单元相当于氧气除去部。
如上述那样，在第3方式所涉及的内燃机的控制装置中，能够通过氧气除去部减少由于被检气体中所包含的氧气(O2)而引起的电极电流。然而，未被氧气除去部除去的氧气(O2)以及被检气体中的氧气(O2)以外的气体成分(例如，水(H2O)或者二氧化碳(CO2)等)可能对电极电流造成影响。从减少这样的影响的观点来看，优选在具备氧气除去部的情况下，还在由于上述再氧化而引起的电极电流的变化所发生的期间，将混合气的空燃比(A/F)维持为恒定。
以下，根据需要，一边参照附图，一边对于本发明的几个实施方式所涉及的内燃机的控制装置进一步进行了详细说明。其中，以下描述的说明只不过是以例示为目的，并不应该被解释为本发明的范围局限于以下的说明。
实施例1
本发明的实施例1所涉及的内燃机的控制装置(以后，有时称为“第1控制装置”)是将上述第2方式具体化了的装置。因为第1方式是包含第2方式的实施方式，所以也能够说第1控制装置是将第1方式具体化了的装置。第1控制装置采用“单个单元式极限电流式气体传感器”作为极限电流式气体传感器。第1控制装置应用于图3所示的内燃机10。发动机10是柴油机发动机，具备进气口12、排气口13、以及燃烧室22。
进气阀24配设于缸头部，通过被未图示的进气凸轮轴驱动来开闭进气口12与燃烧室22的连通部。排气阀25配设于缸头部，通过被未图示的排气凸轮轴驱动来开闭排气口13与燃烧室22的连通部。燃料喷射阀26配设于汽缸头部，以便能够向燃烧室22内喷射燃料。燃料喷射阀26根据后述的ECU30的指示，向燃料室22内直接喷射燃料。
在进气口12的与燃烧室相反的一侧的端部连接有进气管21。在排气口13的与燃烧室相反的一侧的端部连接有排气管23。发动机10具备由废气回流管28和EGR控制阀29构成的EGR装置。废气回流管28使流过排气管23的废气的一部分作为EGR气体，向进气管21回流。EGR控制阀29控制流过废气回流管28的EGR气体的量(EGR量)。
ECU30包括CPU33、存储CPU33执行的程序以及映射等的ROM34、以及临时存储数据的RAM35而成。ECU30与以下所述的各种传感器类连接。
气体传感器40是单个单元式极限电流式气体传感器，配设于构成发动机10的排气路径的排气管23。气体传感器40比夹装于排气管23的未图示的废气净化催化剂(或者DPF等废气净化装置)配置于靠上游侧。对于气体传感器40的构成以及动作以后详述。空气流量计41测定通过构成进气路径的进气管21内的吸入空气(不包含EGR气体的新鲜空气)的质量流量(吸入空气量)Ga，发出与测定出的吸入空气量Ga对应的信号。EGR控制阀开度传感器42发出与EGR控制阀29的EGR开阀率(开度)Er对应的信号。曲轴角度传感器43发出与发动机10的曲轴(未图示)的旋转位置对应的信号。ECU30基于来自曲轴角度传感器43的信号，计算发动机10的发动机转速NE。
接下来，一边参照图4，一边对于气体传感器40的构成进行说明。气体传感器40具备固体电解质层61、第1氧化铝层62A、第2氧化铝层62B、第3氧化铝层62C、第4氧化铝层62D以及第5氧化铝层62E、扩散速率决定层(扩散阻力层)63、以及加热器64。
固体电解质层61包含氧化锆，具有氧离子传导性。
第1至第5氧化铝层是包含氧化铝的致密(不透气性)的层。
扩散速率决定层63是多孔质层，是透气层。
加热器64是通过通电发热的发热体。
气体传感器40的各层从下方依次层叠了第5氧化铝层62E、第4氧化铝层62D、第3氧化铝层62C、固体电解质层61、扩散速率决定层63以及第2氧化铝层62B、第1氧化铝层62A。
进气路径66是由固体电解质层61、第3氧化铝层62C、以及第4氧化铝层62D形成的、与外部大气直接连通的空间。内部空间67是由第1氧化铝层62A、固体电解质层61、扩散速率决定层63、以及第2氧化铝层62B形成的空间，经由扩散速率决定层53与排气管23的内部连通。因此，在排气管23内的压力比内部空间67内的压力高出规定值以上时，不依赖排气管23内的压力，排气管23内的废气以恒定的流量作为被检气体被引导至内部空间67。
第1电极65A以及第2电极65B是由铂(Pt)或铑(Rh)等铂族元素或者其合金构成的电极。第1电极65A是阴极，第2电极65B是阳极。第1电极65A粘着于固体电解质层61的一侧表面(具体而言，固体电解质层61形成内部空间67的表面)。另一方面，第2电极65B粘着于固体电解质层61的另一侧表面(具体而言，固体电解质层61形成进气路径66的表面)。第1电极65A以及第2电极65B和固体电解质层61构成具有利用氧气抽吸作用的氧气排出能力的抽吸单元。
此外，该抽吸单元在本实施例中作为获取被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度的传感器使用，所以，以下有时将该抽吸单元称为“传感器单元”。即，第1电极65A以及第2电极65B和固体电解质层61构成传感器单元65。电源65C能够对第1电极65A以及第2电极65B施加施加电压Vm。电流计65D将与流过传感器单元65的电极电流Im对应的信号向ECU30输出。另外，ECU30能够控制施加于第1电极65A以及第2电极65B的施加电压Vm。
接下来，对于使用了气体传感器40的“被检气体中的SOx浓度以及燃料中的硫成分的浓度”的检测方法进行说明。若通过电源65C施加电压Vm施加于传感器单元65的第1电极65A与第2电极65B之间，则根据施加电压Vm的大小，内部空间67内的被检气体中所包含的氧气(O2)以及硫氧化物(SOx)等含氧气体被第1电极65A还原而产生氧离子(O2-)。该氧离子(O2-)通过固体电解质层61向第2电极65B移动，被第2电极65B氧化而成为氧气(O2)。该氧气(O2)从进气路径66向大气排出。伴随这样的氧离子(O2-)的移动，电极电流Im流向传感器单元65。参照图1，如上述那样，电极电流Im伴随施加电压Vm增减而推移的方法在被引导至内部空间67的被检气体不包含硫氧化物(SOx)的情况、和被引导至内部空间67的被检气体包含硫氧化物(SOx)的情况下不同。
这里，参照附图对于电极电流Im伴随施加电压Vm增减的推移进一步进行具体说明。图5是表示在气体传感器40(第1控制装置所具备的单个单元式极限电流式气体传感器)中，执行了施加电压Vm的升压扫描以及降压扫描时的施加电压Vm与电极电流Im的关系的示意性的线图。图5所示的线图的横轴表示施加电压Vm[V]，纵轴表示电极电流Im[μA]。此外，在本例中，燃料中的硫含有率以及内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，作为其结果，废气中的氧气(O2)以及硫氧化物(SOx)的浓度也被维持为恒定。
曲线LU2表示使施加电压Vm从第1电压Vm1(在本例中，0.4V)向第2电压Vm2(在本例中，0.8V)逐渐增大(升压扫描)时的电极电流Im的变化。曲线LD2表示在如上述那样增大了施加电压Vm之后，使施加电压Vm从第2电压Vm2向第3电压Vm3(在本例中，0.4V)逐渐减少(降压扫描)时的电极电流Im的变化。
第1电压Vm1至第3电压Vm3包含于由被检气体中所包含的氧气(O2)而引起的电极电流成为恒定极限电流值的极限电流域，所以在被检气体不包含硫氧化物(SOx)的情况下，参照图1如上述，在升压扫描以及降压扫描之间，电极电流Im应该大致恒定。即，电极电流Im在升压扫描以及降压扫描之间，应该与由被检气体中所包含的氧气(O2)而引起的极限电流值大致相等。
然而，在本例中使用的燃料含有硫(S)成分，作为其结果，废气(即，被检气体)包含硫氧化物(SOx)。因此，在升压扫描时，由于与第1电极65A(阴极)接触的硫氧化物(SOx)向硫(S)还原，而电极电流Im逐渐上升。即，在本例中，作为与被检气体接触的作用电极(阴极)的电位成为能够将被检气体中的硫氧化物(SOx)向硫(S)还原的电位的“规定电压”，采用具有从第1电压Vm1(在本例中，0.4V)到第2电压Vm2(在本例中，0.8V)的范围的电压带。并且，在本例中，在作为“规定电压”采用的上述电压带中，进行使施加电压Vm从第1电压Vm1(在本例中，0.4V)到第2电压Vm2(在本例中，0.8V)逐渐增大的升压扫描。
另一方面，在降压扫描时，电极电流Im暂时下降，之后上升。如上述那样，认为在降压扫描时发生的电极电流Im的这样的变化由于在升压扫描时生成的硫(S)被再氧化而再次成为硫氧化物(SOx)而引起。在本例中，获取这样的降压扫描期间的电极电流Im的极小值作为特定电流Ic2，获取降压扫描结束时的电极电流Im作为参照电流Ir2。然后，采用参照电流Ir2与特定电流Ic2的差值亦即电流差值Id2(即，Id2＝Ir2－Ic2)，作为“表示由于在升压扫描时生成的硫(S)被再氧化成为硫氧化物(SOx)而变化的电极电流Im的波性特征的值(波形特征值)”。
在图6示出有将这样得到的电流差值Id2(波形特征值)、与使用其他的SOx浓度测定装置测定出的废气中的SOx浓度Csox的关系描绘成曲线的线图。该关系与表示上述的由于在升压扫描时生成的硫(S)被再氧化成为硫氧化物(SOx)而变化的电极电流的波性特征的值(波形特征值)与被检气体中所包含的硫氧化物(SOx)的浓度(SOx浓度)的关系对应。如上述那样，电流差值Id2与SOx浓度Csox的关系例如能够通过如下的事前实验确定，即，将由以各种含有率含有硫(S)成分的燃料形成的混合气且具有各种空燃比(A/F)的混合气向内燃机供给，并将其废气作为被检气体向极限电流式气体传感器供给，测定与各种废气中的SOx浓度对应的电流差值Id2。
如图6的线图所表示那样，电流差值Id2越大，被引导至内部空间67内的被检气体中的SOx浓度越高，即，排气管23内的废气中的SOx浓度Csox越高。因此，能够基于如上述那样计算出的电流差值Id2，获取被检气体中的SOx浓度(即，废气中的SOx浓度Csox)。即，能够使用极限电流式气体传感器亦即气体传感器40，作为SOx浓度传感器。此外，由图6所示的线图表示的电流差值Id2与SOx浓度的关系例如作为映射形式等的数据保存于ROM34。
然而，图6所示的线图被描绘为电流差值Id2与SOx浓度Csox的关系由一次函数表示的直线。然而，实际上，例如，通过抽吸单元的设计规格、电极电流的检测灵敏度以及响应速度等各种因素，电流差值Id2与SOx浓度Csox的关系不必须限于被一次函数表示。图6所示的线图例如也能够有描绘为二次函数等曲线的情况。
这里，对于ECU30的动作进行更具体的说明。ECU30因为使用气体传感器40检测SOx浓度Csox，所以进行施加到构成气体传感器40所具备的传感器单元65的第1电极65A与第2电极65B之间的施加电压Vm的升压扫描以及降压扫描。由此，ECU30如上述，检测由于在升压扫描时通过被检气体中的硫氧化物(SOx)的还原生成的硫(S)在降压扫描时被再氧化成为硫氧化物(SOx)而引起的电极电流Im的变化，计算出表示这样的电极电流Im的波性特征的值(电流差值Id2)，并基于该值获取硫相关值，其中，上述硫相关值是SOx浓度Csox以及内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率(硫含有率Cs)中的至少任意一方。
即，能够说ECU30如上述那样，基于与硫(S)的量对应的值(电流差值Id2)获取硫相关值，其中，上述硫(S)作为通过对施加电压Vm进行升压扫描来将被检气体中的硫氧化物(SOx)还原的结果生成。
然而，如上述那样，若发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)变化，则流过排气关23的废气中的SOx浓度(SOx浓度Csox)也变化。因此，为了准确地获取SOx浓度Csox，而优选在施加电压Vm成为规定电压(具有从第1电压Vm1(在本例中，0.4V)到第2电压V2(在本例中，0.8V)的范围的电压带)而被检气体中的硫氧化物(SOx)被还原成硫(S)的期间，发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定。
因此，作为发动机10的控制装置的ECU30，将在施加电压Vm成为规定电压的期间发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许SOx浓度Csox的获取。即，本例中的硫相关值是废气中的SOx浓度Csox。由此，ECU30能够使用气体传感器40来更准确地获取废气中的SOx浓度Csox。并且，ECU30获取在施加电压Vm成为规定电压的期间是恒定值的混合气的空燃比(A/F)，并基于该空燃比(A/F)、获取到的废气中的SOx浓度Csox、以及预先存储于ROM35的图2所示的关系，获取燃料中的硫含有率Cs。
此外，ECU30如上述那样，例如通过调节燃料喷射量tau以及EGR开阀率Er等来积极地控制发动机10，从而在施加电压Vm在规定电压带中进行升压扫描的期间，将发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)维持为恒定。但是，ECU30也可以不如上述那样积极地控制发动机10，而在发动机10的通常运行状态下，判定施加电压Vm在规定电压带中进行升压扫描的期间的发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定，只在混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定的情况下，允许硫相关值的获取。
该情况下，也可以在第1控制装置中另外设置空燃比(A/F)传感器，来实际测定在施加电压Vm在规定电压带中进行升压扫描的期间，发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定。或者，也可以基于对发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)造成影响的参数(例如，燃料喷射量tau以及EGR开阀率Er等)，推断在该期间中发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定。
另一方面，在对施加电压Vm进行降压扫描的期间，ECU30使用气体传感器40来检测电极电流Im，获取特定电流Ic2和参照电流Ir2。然而，气体传感器40是单个单元式极限电流式气体传感器，不具备在被检气体到达传感器单元65之前除去被检气体中的氧气(O2)的氧气除去部。因此，在对施加电压Vm进行降压扫描的期间，若混合气的空燃比(A/F)变化，则内部空间67内的氧气(O2)的浓度变化。若氧气(O2)的浓度变化，则与第1电极65接触而被还原的氧气(O2)的量变化，所以电极电流Im变化。因此，ECU30可能无法通过气体传感器40高精度地检测电流差值Id2。
因此，ECU30将在对施加电压Vm从规定电压开始进行降压扫描的期间中，由于从硫(S)向硫氧化物(SOx)的再氧化而引起的电极电流Im的变化所发生的期间，发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为更进一步的条件，允许SOx浓度Csox的获取。由此，ECU30能够使用气体传感器40来更准确地获取SOx浓度Csox。另外，能够基于这样获取到的SOx浓度Csox和与该SOx浓度对应的混合气(即，成为在废气中产生该浓度的硫氧化物(SOx)的根源的混合气)的空燃比(A/F)，更准确地获取燃料中的硫含有率Cs。
此外，ECU30如上述，例如通过调节燃料喷射量tau以及EGR开阀率Er等来积极地控制发动机10，从而在对施加电压Vm从规定电压开始进行降压扫描的期间中，由于上述再氧化而引起的电极电流Im的变化所发生的期间，将发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)维持为恒定。但是，ECU30也可以不如上述那样积极地控制发动机10，而在发动机10的通常运行状态下，判定对施加电压Vm从规定电压开始进行降压扫描的期间中由于上述再氧化而引起的电极电流Im的变化所发生的期间的发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定，只在混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定的情况下，允许硫相关值的获取。
在该情况下，也可以在第1控制装置中另外设置空燃比(A/F)传感器，来实际测定在由于上述再氧化而引起的电极电流Im的变化所发生的期间，发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定。或者，也可以基于对发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)造成影响的参数(例如，燃料喷射量tau以及EGR开阀率Er等)，推断在该期间发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)是否被维持为恒定。
降压扫描之后，ECU30能够基于电流差值Id2获取废气中的SOx浓度Csox，并基于这样获取到的SOx浓度Csox和在施加电压Vm成为规定电压而被检气体中的硫氧化物(SOx)被还原成硫(S)的期间的发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)，获取燃料中的硫含有率Cs。
这里，对于以上说明的ECU30所执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序，进行更具体的说明。图7是表示第1控制装置ECU30(实际上，CPU34)所执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的流程图。此外，这里，对于如下的情况进行了说明，即，通过在施加电压Vm的升压扫描以及降压扫描这双方积极地控制发动机10，来将发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)维持为恒定，并基于由该处理获取到的废气中的SOx浓度Csox获取燃料中的硫含有率Cs。ECU30的CPU33(以后，有时只称为“CPU”)在规定的时机从步骤70开始处理，进入步骤710。
首先，在步骤710中，判定了是否有获取燃料中的硫含有率Cs的要求(硫含有率Cs获取要求)。这样的判定例如也可以通过如下的方式来进行，即，在搭载有应用了第1控制装置的发动机10的车辆中，在进行了燃料向燃料箱填充后，执行该处理，在没有获取燃料中的硫含有率的历史的情况下，判定为有硫含有率Cs获取要求，在有这样的历史的情况下，判定为没有硫含有率Cs获取要求。
在上述步骤710中判定为有硫含有率Cs获取要求的情况(步骤710：是)下，CPU进入下个步骤720，开始将发动机10的燃烧室22中的混合气的空燃比(A/F)维持为恒定的控制(空燃比维持控制)。即，CPU不依赖由未图示的加速踏板操作量传感器获取到的加速踏板操作量(发动机负载)以及发动机转速等，而以空燃比总为恒定的方式控制燃料喷射量等。如果成为空燃比(A/F)被维持为恒定的状态，则CPU进入下个步骤725，检测空燃比(A/F)。该空燃比(A/F)是上述的“与获取到的波形特征值对应的空燃比(A/F)”，在以后根据废气中的SOx浓度Csox获取燃料中的硫含有率Cs时利用。并且，CPU进入下个步骤730，使施加电压Vm从第1电压Vm1(0.4V)向第2电压Vm2(0.8V)逐渐增大(进行升压扫描)。
如果升压扫描结束，则CPU进入下个步骤740，使施加电压Vm从第2电压Vm2(0.8V)向第1电压Vm1(0.4V)逐渐减少(进行降压扫描)。在该步骤中，CPU使用气体传感器40来检测电极电流Im，基于由于在升压扫描时生成的硫(S)被再氧化成为硫氧化物(SOx)而变化的电极电流Im的波形来获取特定电流Ic2和参照电流Ir2。并且，基于这样获取到的特定电流Ic2和参照电流Ir2，计算电流差值Id2作为表示电极电流Im的上述波性特征的值(波形特征值)。
如果降压扫描结束，则CPU进入下个步骤750，结束空燃比维持控制。即，CPU控制燃料喷射量等，以使供给至燃烧室22的混合气的空燃比与根据由未图示的加速踏板操作量传感器获取到的加速踏板操作量(发动机负载)以及发动机转速等规定的要求空燃比一致。接下来，CPU进入下个步骤760，参照作为映射形式等数据保存于ROM34的电流差值Id2与废气中的SOx浓度Csox的关系(参照图6)，基于电流差值Id2获取废气中的SOx浓度Csox。接着，CPU进入下个步骤770，基于这样获取到的SOx浓度Csox、在步骤725中检测到的“通过空燃比维持控制维持为恒定的混合气的空燃比(A/F)”、以及保存于ROM34的废气中的SOx浓度Csox、混合气的空燃比(A/F)、以及燃料中的硫含有率Cs的关系(参照图2)，获取燃料中的硫含有率Cs。并且，CPU进入步骤780，结束该程序。
此外，CPU例如也可以在获取到的燃料中的硫含有率Cs超过规定阈值的情况下，使硫含有率Cs反映到内燃机的控制、或者发出关于内燃机故障的警告、或者利用于废气净化催化剂的OBD。并且，在上述中，开始空燃比维持控制，在成为空燃比(A/F)被维持为恒定的状态后进行升压扫描。然而，只要满足了在施加电压Vm成为规定电压的期间(规定电压赋予期间)内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定的条件，开始空燃比维持控制的时机不一定局限于上述。例如，在施加电压Vm到达规定电压之前，能够实现空燃比(A/F)被维持为恒定的状态的情况下，也可以在开始了施加电压Vm的升压扫描后开始空燃比维持控制。
并且，结束空燃比维持控制的时机也不一定局限于上述。例如，也可以在该程序的最终步骤中，结束空燃比维持控制。但是，从良好地保持搭载有应用了第1控制装置的发动机10的车辆的行驶性能(驾驶性能)的观点来看，优选在尽量早的时机结束空燃比维持控制。并且，在上述中在施加电压Vm的升压扫描以及降压扫描这双方将混合气的空燃比(A/F)维持为恒定，但是也可以在升压扫描中将空燃比维持为恒定值，在降压扫描中，根据装置的运行状态变更空燃比。
实施例2
本发明的实施例2所涉及的内燃机的控制装置(以后，有时称为“第2控制装置”)是将上述第1方式以及第3方式具体化了的装置。即，第2控制装置代替单个单元式极限电流式气体传感器亦即气体传感器40，在与气体传感器40的相同部位具备2单元式极限电流式气体传感器亦即气体传感器45。并且，第2控制装置在升压扫描时进行空燃比维持控制，但是在降压扫描时不进行空燃比维持控制。即，第2控制装置与上述的第1控制的不同点在于，使用2单元式极限电流式气体传感器(气体传感器45)、以及降压扫描时不进行空燃比维持控制。在以下的说明中，以这些不同点为中心进行说明。
首先，一边参照作为该传感器的剖视图的图8，一边对于第2控制装置所具备的2单元式极限电流式气体传感器(气体传感器45)的构成进行说明。气体传感器45具备第1固体电解质层51A以及第2固体电解质层51B、第1氧化铝层52A、第2氧化铝层52B、第3氧化铝层52C、第4氧化铝层52D、第5氧化铝层52E以及第6氧化铝层52F、扩散速率决定层(扩散阻力层)53、以及加热器54。
第1固体电解质层以及第2固体电解质层包含氧化锆等，具有氧离子传导性。
第1至第6氧化铝层是包含氧化铝的致密(不透气性)的层。
扩散速率决定层53是多孔质层，是透气层。
加热器54是通过通电发热的发热体。
气体传感器45的各层从下方依次层叠了第6氧化铝层52F、第5氧化铝层52E、第4氧化铝层52D、第2固体电解质层51B、扩散速率决定层53以及第3氧化铝层52C、第1固体电解质层51A、第2氧化铝层52B、第1氧化铝层52A。
第1进气路径57A是由第1固体电解质层51A、第1氧化铝层52A、以及第2氧化铝层52B形成的、与外部大气直接连通的空间。第2进气路径57B是由第2固体电解质层51B、第4氧化铝层52D、以及第5氧化铝层52E形成的、与外部大气直接连通的空间。内部空间58是由第1固体电解质层51A、第2固体电解质层51B、扩散速率决定层53、以及第3氧化铝层52C形成的空间，经由扩散速率决定层53与排气管23的内部连通。因此，在排气管23内的压力比内部空间58内的压力高出规定值以上时，不依赖排气管23内的压力，排气管23内的废气以恒定的流量作为被检气体被引导至内部空间58。
第1电极55A以及第2电极55B是由铂(Pt)或铑(Rh)等铂族元素或者其合金构成的电极。第1电极55A是阴极，第2电极55B是阳极。第1电极55A粘着于第2固体电解质层51B的一侧表面(具体而言，第2固体电解质层51B形成内部空间58的表面)。另一方面，第2电极55B粘着于第2固体电解质层51B的另一侧表面(具体而言，第2固体电解质层51B形成第2进气路径57B的表面)。第1电极55A以及第2电极55B和第2固体电解质层51B构成具有利用氧气抽吸作用的氧气排出能力的抽吸单元。
此外，上述抽吸单元在本实施例中作为将被检气体中的氧气(O2)从内部空间58排出的泵使用，所以，以下有时将该抽吸单元称为“泵单元”。即，第1电极55A以及第2电极55B和第2固体电解质层51B构成泵单元55。电源55C能够对于第1电极55A以及第2电极55B施加施加电压Vp。电流计55D将与流过泵单元55的电极电流Ip对应的信号向ECU30输出。另外，ECU30能够控制施加于第1电极55A以及第2电极55B的施加电压Vp。
第1电极56A以及第2电极56B是由铂(Pt)或铑(Rh)等铂族元素或者其合金构成的电极。第1电极56A是阴极，第2电极56B是阳极。第1电极56A粘着于第1固体电解质层51A的一侧表面(具体而言，第1固体电解质层51A形成内部空间58的表面)。另一方面，第2电极56B粘着于第1固体电解质层51A的另一侧表面(具体而言，第1固体电解质层51A形成第1进气路径57A的表面)。第1电极56A以及第2电极56B和第1固体电解质层51A构成具有利用氧气抽吸作用的氧气排出能力的抽吸单元。
此外，上述抽吸单元在本实施例中作为获取被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度的传感器使用，所以，以下有时将该抽吸单元称为“传感器单元”即，第1电极56A以及第2电极56B和第1固体电解质层51A构成传感器单元56。电源56C能够对于第1电极56A以及第2电极56B施加施加电压Vs。电流计56D将与流过传感器单元56的电极电流Is对应的信号向ECU30输出。另外，ECU30能够控制施加于第1电极56A以及第2电极56B的施加电压Vs。
泵单元55的第1电极55A与传感器单元56的第1电极56A相比，在内部空间58中配设于上游侧(即，接近扩散速率决定层53的一侧)。由此，在泵单元55除去了被引导至内部空间58的被检气体中所包含的氧气(O2)之后，传感器单元56能够获取被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度。即，第2控制装置具备泵单元55，作为除去被检气体中的氧气(O2)的氧气除去部。
接下来，对于使用气体传感器45的“SOx浓度以及燃料中的硫成分的浓度”的检测方法进行说明。若通过电源55C将施加电压Vp施加于泵单元55的第1电极55A与第2电极55B之间，则内部空间58内的被检气体中所包含的氧气(O2)被第1电极55A还原而产生氧离子(O2-)。该氧离子(O2-)通过第2固体电解质层51B向第2电极55B移动，被第2电极55B氧化而成为氧气(O2)。该氧气(O2)从第2进气路径57向大气排出。这样氧气(O2)从内部空间58向第2进气路径57B移动的现象如上述那样也被称为“氧气抽吸作用”。伴随这样的氧离子(O2-)的移动，电极电流Ip流向泵单元55。
此外，优选施加电压Vp是参照图1上述的极限电流特性显现的“极限电流域”所包含的电压，并且是与被检气体接触的第1电极55A(阴极)的电位成为比能够将硫氧化物(SOx)还原的电位低的电位的电压。该情况下，电极电流Ip的值为极限电流值Ig。极限电流值Ig具有与检测气体中所包含的氧气(O2)的浓度的关联，所以泵单元55不仅作为通过氧气抽吸作用除去内部空间58内的被检气体中所包含的氧气(O2)的氧气除去部，还能够作为检测被检气体的空燃比(A/F)的空燃比传感器动作(对于基于极限电流检测空燃比的方法，例如参照日本特开2000－65782号公报以及日本特开2004－69547号公报等)。
接下来，对于气体传感器45所包含的传感器单元56的动作进行说明。如上述那样，泵单元55的第1电极55A与传感器单元56的第1电极56A相比，在内部空间58中配设于上游侧(即，接近扩散速率决定层53的一侧)。因此，到达了传感器单元56的第1电极56A的被检气体中实质上不包含有氧气(O2)。若使在这样的状态下通过电源56C施加于第1电极56A与第2电极56B之间的施加电压Vs成为能够将被检气体中的硫氧化物(SOx)还原成硫(S)的规定电压，则内部空间58内的被检气体中所包含的硫氧化物(SOx)被还原，硫(S)以及氧离子(O2-)被生成。这样生成的硫(S)吸附于作为阴极的第1电极56A。另一方面，氧离子(O2-)通过第1固体电解质层51A向第2传感器电极56B移动，被第2电极56B氧化而成为氧气(O2)。该氧气(O2)从第1进气路径57A向大气排出。
之后，若对施加电压Vs从规定电压开始进行降压扫描，则与之前说明的各种实施方式相同地，电极电流暂时下降，之后上升。如上述那样，认为在降压扫描时发生的电极电流Is的这样的变化由于通过上述那样使施加电压Vs成为规定电压从而被检气体中的硫氧化物(SOx)被还原生成的硫(S)被再氧化而再次成为硫氧化物(SOx)而引起。但是，在第2控制装置中，被检气体中的氧气(O2)预先被作为氧气除去部的泵单元55除去，所以，例如，即使在燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)大，作为结果，被检气体中所包含的氧气(O2)的浓度高的情况下，能够减少由于氧气(O2)而引起的电极电流Is，能够避免由于上述再氧化而引起的电极电流Is的变化的检测灵敏度的下降。并且，即使在降压扫描中燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)变化，电极电流Is也难以变化，能够高精度地检测由于上述再氧化而引起的电极电流的变化。
这里，参照图9对于电极电流Is伴随施加电压Vm增减的推移进行具体说明。图9是表示在气体传感器45(第2控制装置所具备的2单元式极限电流式气体传感器)的传感器单元56(下游侧抽吸单元)中，“执行了施加电压Vs的升压扫描以及降压扫描时的施加电压Vs与电极电流Is的关系”的线图。图9所示的线图的横轴表示施加电压Vs[V]，纵轴表示电极电流Is[μA]。此外，在本例中，燃料中的硫含有率以及内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定，作为其结果，废气中的氧气(O2)以及硫氧化物(SOx)的浓度也被维持为恒定。
曲线LU3表示使施加电压Vs从第1电压Vs1(在本例中，0.4V)向第2电压Vs2(在本例中，0.8V)逐渐增大(升压扫描)时的电极电流Is的变化。曲线LD3表示在如上述那样增大了施加电压Vs之后，使施加电压Vs从第2电压Vs2向第3电压Vs3(在本例中，0.4V)逐渐减少(降压扫描)时的电极电流Is的变化。
首先，如曲线LU3所表示那样，在升压扫描时，由于与第1电极56A(阴极)接触的硫氧化物(SOx)向硫(S)还原，而电极电流Is逐渐上升，即，在本例中，作为与被检气体接触的作用电极(阴极)的电位成为能够将被检气体中的硫氧化物(SOx)向硫(S)还原的电位的“规定电压”，采用了具有从第1电压Vs1(在本例中，0.4V)到第2电压Vs2(在本例中，0.8V)的范围的电压带。并且，在本例中，在作为“规定电压”采用的上述电压带中，进行使施加电压Vs从第1电压Vs1(在本例中，0.4V)逐渐增大到第2电压Vs2(在本例中，0.8V)的升压扫描。
另一方面，在降压扫描时，如曲线LD3所表示那样，电极电流Is暂时下降，之后上升。如上述那样，认为在降压扫描时发生的电极电流Is的这样的变化由于在上升扫描时生成的硫(S)被再氧化而再次成为硫氧化物(SOx)而引起。在本例中，获取这样的降压扫描期间的电极电流Is的极限值作为特定电流Ic3，获取降压扫描结束时的电极电流Is作为参照电流Ir3。然后，采用参照电流Ir3与特定电流Ic3的差值亦即电流差值Id3(即，Id3＝Ir3－Ic3)作为表示由于升压扫描时生成的硫(S)被再氧化成为硫氧化物(SOx)而变化的电极电流Is的波性特征的值(波形特征值)。
在第2控制装置中，施加电压Vp总从电源55施加于泵单元55。因此，到达传感器56的被检气体中的氧气(O2)预先被作为氧气除去部的泵传感器55除去，所以由于氧气(O2)而引起的较大的电极电流实际上不发生，能够高精度地检测由于被检气体中的硫氧化物(SOx)与硫(S)之间的氧化还原而引起的电极电流Is的变化。
对于上述那样计算出的电流差值Id3与废气中的SOx浓度Csox的关系，与参照图6所示的线图而上述的第1控制装置中的电流差值Id2与废气中的SOx浓度Csox的关系相同。即，在第2控制中，也能够基于如上述那样计算出的电流差值Id3，获取被检气体中的SOx浓度(即，废气中的SOx浓度Csox)。即，能够使用极限电流式气体传感器亦即气体传感器45作为SOx浓度传感器。
如上述那样，第2控制装置中的ECU30将泵单元55的施加电压Vp维持在极限电流域所包含的电压，而使泵单元55作为通过氧气抽吸作用除去内部空间58内的被检气体中所包含的氧气(O2)的氧气除去部动作。并且，ECU30也使泵单元55作为检测被检气体的空燃比(A/F)的空燃比传感器动作。并且，ECU30在降压扫描时不进行空燃比维持控制。除了这些点，第2控制装置中的ECU30的动作与第1控制装置中的ECU30的动作相同。
以上说明的ECU30所执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的一个例子能够由图10所示的流程图表示。图10是表示第2控制装置的CPU所执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的流程图。但是，由该流程图表示的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序，与图7所示的第1控制装置所执行的硫含有率Cs的获取处理程序的不同点在于，代替施加电压Vm，ECU30使施加到传感器56的电极之间的施加电压Vs增减，并基于电极电流Is与此相伴的变化获取硫含有率Cs(参照图10的步骤1020以及步骤1040)、以及检测空燃比(A/F)并且在升压扫描完成的时刻结束空燃比维持控制(参照图10的步骤1010、步骤1015以及步骤1030)。因此，这里省略对于图10所述的流程图的详细说明。
本发明的实施例3所涉及的内燃机的控制装置(以后，有时称为“第3控制装置”)也与第2控制装置相同，是将上述第1方式以及第3方式具体化了的装置。即，第3控制装置与第2控制装置相同，具备2单元式极限电流式气体传感器亦即气体传感器45。但是，第3控制装置与上述第2控制装置的不同点在于，升压扫描时以及降压扫描时的任一期间均不进行空燃比维持控制。在以下的说明中，以这样的不同点为中心进行说明。
对于第3装置所具备的2单元式极限电流式气体传感器(气体传感器45)的构成，已经参照图8对于第2控制装置进行了说明，所以省略这里的说明。并且，对于使用气体传感器45的“SOx浓度以及燃料中的硫成分的浓度”的检测方法、气体传感器45所包含的泵单元55以及传感器单元56的动作，已经对于第2控制装置进行了说明，所以这里的详细说明省略。第3控制装置中的ECU30也将泵单元55的施加电压Vp维持在极限电流域所包含的电压，使泵单元55作为通过氧气抽吸作用除去内部空间58内的被检气体中所包含的氧气(O2)的氧气除去部动作。并且，ECU30也使泵单元55作为检测被检气体的空燃比(A/F)的空燃比传感器动作。
然而，如上述那样，第3控制装置中的ECU30在升压扫描时以及降压扫描时的任一期间均不进行空燃比维持控制。除了该点，第3控制装置中的ECU30的动作与第2控制装置中的ECU30的动作相同。这样的第3控制装置中的ECU30执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的一个例子能够由图11所示的流程图表示。
图11是表示第3控制装置的CPU所执行的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序的流程图。但是，由该流程图所表示的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序与图10所示的第2控制装置所执行的硫含有率Cs的获取处理程序的不同点在于，如上述那样ECU30完全不进行空燃比维持控制，代替空燃比维持控制而通过升压扫描来监视空燃比(A/F)(参照图11的步骤1110至步骤1130)、判定被监视的空燃比(A/F)是否恒定(参照图11的步骤1140)、在被监视的空燃比(A/F)是恒定的情况下获取空燃比(A/F)(参照图11的步骤1150)、以及在被监视的空燃比(A/F)不是恒定的情况下结束该程序。
如上述那样，在由图11的流程图表示的燃料中的硫含有率Cs的获取处理程序中，在步骤1120中执行的升压扫描中检测到的空燃比(A/F)是恒定的情况下，执行与图10所示的第2控制装置执行的硫含有率Cs的获取处理程序相同的处理。另一方面，在步骤1120中执行的升压扫描中检测到的空燃比(A/F)不是恒定的情况下，不获取作为表示电极电流Is的波性特征的值(波形特征值)的电流差值Id3，该程序结束。即，在不进行空燃比维持控制(不强制性地将空燃比维持为恒定)的第3控制装置中，也仍然将在施加电压成为规定电压的期间内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许硫相关值的获取。
此外，在图11的流程图中，在步骤1130中空燃比(A/F)的监视(监测)刚刚结束之后的步骤1140中，判定空燃比是否恒定。然而，判定空燃比(A/F)是否恒定的步骤在步骤1040中的降压扫描、步骤760中的SOx浓度Csox的获取或者步骤770中的硫含有率Cs的任一步骤之后执行。
以上，以说明本发明为目的，参照附图对于具有特定构成的几个实施方式以及实施例进行了说明，但是，本发明的范围当然不应该被解释为局限于这些例示的实施方式以及实施例，而能够在权利要求书以及说明书所述的项目的范围内，施加适当修正。
Claims (3)
1.一种内燃机的控制装置，
具备配设于内燃机的排气路径的极限电流式气体传感器，并通过使施加到构成所述传感器所具备的抽吸单元的一对电极之间的施加电压成为规定电压，来将从所述排气路径引导至所述传感器的被检气体中的硫氧化物(SOx)还原为硫(S)，接下来，通过对所述施加电压从所述规定电压开始进行降压扫描，来使所述硫(S)再氧化成硫氧化物(SOx)，基于表示由于所述再氧化而变化的在所述一对电极之间流过的电流的波形特征的值，来获取硫相关值，其中，所述硫相关值是所述被检气体中的硫氧化物(SOx)的浓度以及所述内燃机的燃料中的硫(S)成分的含有率中的至少任意一方，其中，
将在所述施加电压成为所述规定电压的期间所述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为条件，允许所述硫相关值的获取。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
将在对所述施加电压从所述规定电压开始进行降压扫描的期间中，在所述一对电极之间流过的电流由于所述再氧化而引起的变化所发生的期间，所述内燃机的燃烧室中的混合气的空燃比(A/F)被维持为恒定这一情况作为更进一步的条件，允许所述硫相关值的获取。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其中，
还具备氧气除去部，所述氧气除去部除去所述被检气体中的氧气(O2)。
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