SOx浓度检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及SOx浓度检测装置，更详细而言涉及能够检测来自内燃机的排气中的SOx浓度的SOx浓度检测装置。
【背景技术】
[0002]以往，在例如专利文献I中公开了如下的装置:使用气体传感器，检测来自内燃机的排气中的SOx浓度，该气体传感器具备催化剂以及测定该催化剂的温度的温度测定装置，该催化剂在排气空燃比稀时捕捉排气中的S成分，在排气空燃比是化学计量的空燃比或者浓时释放所捕捉到的S成分。
[0003]在专利文献2、3中，公开了极限电流式的传感器。该传感器具备具有氧化物离子传导性的固体电解质以及设置在该固体电解质的两面的一对电极，根据对该一对电极之间施加预定电压时所产生的极限电流检测排气中的O2浓度。另外，在专利文献2中，还公开了如果排气中的S成分吸附到传感器电极，则传感器劣化。
[0004]专利文献1:日本特开2009-244279号公报
[0005]专利文献2:日本特开平10-073561号公报
[0006]专利文献3:日本特开平11-132996号公报
【发明内容】
[0007]专利文献I的气体传感器着眼于上述催化剂的S吸附特性，具备这样的S吸附特性的上述催化剂在上述专利文献I中的SOx浓度检测中是必须的。因此，该气体传感器可以说是用于检测SOx浓度的专用的传感器。如果是专用的传感器，则产生与既设传感器独立地搭载的需要。因此，无法避免搭载空间的问题、成本上升的问题。
[0008]关于这一点，专利文献2、3的极限电流式的传感器是以测定排气中的O2浓度的目的而在内燃机的排气通路中通常设置的传感器，不会产生上述问题。但是，在以上述专利文献为首的以往文献中，没有在来自内燃机的排气中的SOx浓度的检测时使用极限电流式的传感器的结构。
[0009]本发明是鉴于上述课题而完成的。即，目的在于提供一种使用了极限电流式的传感器的新的SOx浓度检测装置。
[0010]第I发明是一种SOx浓度检测装置，其特征在于，具备:
[0011]极限电流式的传感器，具备具有氧化物离子传导性的固体电解质、和设置于所述固体电解质的两面的一对电极，在对所述一对电极之间施加了预定电压时，产生与来自内燃机的排气中的特定成分的浓度对应的极限电流；以及
[0012]SOx浓度检测单元，在所述内燃机的排气空燃比与化学计量的空燃比相比处于浓侧的情况下，对所述一对电极之间施加包括所述预定电压的极限电流区域的基准电压、和比所述极限电流区域高电压区域的SOx检测用电压，使用直至SOx检测用输出与基准输出的输出差成为设定值以下为止产生的所述SOx检测用输出以及所述基准输出的历史，检测来自所述内燃机的排气中的SOx浓度，所述SOx检测用输出是施加所述SOx检测用电压时来自所述传感器的输出，所述基准输出是施加所述基准电压时来自所述传感器的输出。
[0013]另外，第2发明的特征是，在第I发明中，所述一对电极具备设置于所述固体电解质的排气接触面的检测电极，
[0014]所述检测电极包含0.1?5.0wt%的从由碱土类金属以及稀土类金属组成的群中选择的至少I种金属。
[0015]另外，第3发明的特征是，在第I或者第2发明中，所述SOx浓度检测单元在所述输出差成为所述设定值以下的情况下，将所述排气空燃比控制为与化学计量的空燃比相比处于浓侧，并且将所述传感器加热至吸附于所述一对电极的硫成分能够脱离的预定温度。
[0016]本发明的发明人发现了在内燃机的排气空燃比与化学计量的空燃比相比处于浓侧的情况下，对上述一对电极之间施加了上述极限电流区域的基准电压和上述SOx检测用电压时的传感器输出(上述SOx检测用输出以及上述基准输出)的历史、与吸附在上述一对电极的表面的SOx的量的相关。第I发明是基于该见解做出的。即，根据第I发明，能够提供能够使用极限电流式的传感器来检测排气中的SOx浓度的新的装置。
[0017]另外，本发明的发明人发现了通过使上述传感器的检测电极包含0.1?5.0wt%的从由碱土类金属以及稀土类金属组成的群中选择的至少I种金属，能够兼顾向该检测电极的SOx的吸附促进、和从吸附SOx所导致的传感器中毒中恢复的容易性。第2发明是基于该见解做出的，根据第2发明，能够提供适用于上述第I发明的SOx浓度的检测的传感器。
[0018]在上述第I发明中，如果对上述一对电极之间施加上述SOx检测用电压，则吸附在上述一对电极的表面的SOx被还原为S，该S继续吸附在上述一对电极上。关于这一点，根据第3发明，在上述输出差成为上述设定值以下的情况下，将上述排气空燃比控制为与化学计量的空燃比相比处于浓侧，并且将上述传感器加热至吸附于所述一对电极的S成分能够脱离的预定温度，所以能够在刚刚结束SOx浓度的检测所需的传感器输出的历史的取得之后，使上述一对电极上的S脱离。即，能够使上述一对电极上的S在最佳的定时脱离，提高下次以后进行的SOx浓度的检测精度。
【附图说明】
[0019]图1是示出本实施方式的SOx浓度检测装置的结构的图。
[0020]图2是图1的A/F传感器14的传感器元件的剖面示意图。
[0021 ] 图3是A/F传感器14的电流-电压特性图。
[0022]图4是在将传感器周围的S02&度设为lOOppm、将空燃比设为浓(固定值)的测定条件下的A/F传感器14的电流-电压特性图。
[0023]图5是示出变更图4的测定条件中的SO2浓度，调查A/F传感器14的电流-电压特性而得到的结果的图。
[0024]图6是示出空燃比浓的条件下的SO2的还原图表的图。
[0025]图7是示出SO2还原电流的累计值与传感器周围的SO2浓度的关系的图。
[0026]图8是示出气体灵敏度、传感器再生难易度与碱土类金属的添加量的关系的图。
[0027]图9是示出由E⑶16执行的SO2浓度检测例程的流程图。
[0028](符号说明)
[0029]10:引擎；12:排气通路；14:A/F传感器；16:ECU ；20:传感器元件；22:固体电解质；24、26:电极；28:风道；30:加热器基材；32:发热体；34:扩散层。
【具体实施方式】
[0030][装置结构的说明]
[0031]以下，参照图1至图9，说明本发明的实施方式。图1是示出本实施方式的SOx浓度检测装置的结构的图。如图1所示，本实施方式的SOx浓度检测装置具备作为车辆动力源的引擎10。引擎10的气缸数以及气缸配置没有特别配置。在引擎10的排气通路12中，配置有A/F传感器14。A/F传感器14是伴随施加电压而输出与排气中的氧浓度等对应的电流信号的极限电流式的传感器(详细后述)。
[0032]另外，本实施方式的SOx浓度检测装置具备EOJ (Electronic Control Unit:电子控制单元)16。在E⑶16的输入侧电连接有上述A/F传感器14、引擎10的控制所需的各种传感器(例如检测引擎转速的曲轴转角传感器、检测吸入空气量的空气流量计等)。另一方面，在ECU16的输出侧电连接有对引擎10的各气缸喷射燃料的喷射器(未图示)等各种致动器。ECU16通过根据来自各种传感器的输入信息执行预定的程序，使各种致动器等动作，从而执行与引擎10的运转有关的各种控制。
[0033][A/F 传感器 14]
[0034]图2是图1的A/F传感器14的传