JPH021532A - 酸素センサ及び該センサを適用した内燃エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば車両用内燃エンジンの空燃比制御に好
適に使用される酸素センサ、及びそのセンサを適用した
内燃エンジンの空燃比制御装置に関する。

（従来の技術） 自動車等の内燃エンジンにおいては、エンジン性能を最
大限に引き出すために、エンジンに供給される混合気の
空燃比を理論空燃比近傍に常に制御することが宅ましい
。更に、排気ガス中の有害物質を浄化するために使用さ
れる三元触媒が上記した理論空燃比近傍の極めて狭い領
域に制御された空燃比を有する混合気を燃焼させた排気
ガス中のＣ０１ＮＯｘ、ＨＣを同時に高浄化率で浄化す
る触媒性能を発揮するということからも、前述の空燃比
制御は極めて重要である。

かかる内燃エンジンの空燃比制御には空燃比制御装置が
使用され、この空燃比制御装置は、例えば、内燃エンジ
ンの排気通路の三元触媒の上流側に配設された酸素セン
サが出力する酸素濃度検出信号に応じて燃料噴射弁の燃
料噴射量を制御するものである。

より具体的には、エンジンに供給される混合気の空燃比
が理論空燃比に対して燃料リッチ側から燃料リーン側に
、又は逆に燃料リーン側から燃料リンチ側に変化すると
、排気ガス中の酸素濃度が変化し、これに伴って酸素セ
ンサの出力値も所定の判別値Ｖｘを横切って変化する。

電子制御装置はこの酸素センサの出力値、具体的には、
前記所定判別値Ｖｘに対するセンサ出力値の変化の方向
、及びセンサ出力値が所定判別値ＶＸを横切った時点か
らの経過時間に応じて燃料供給量を増減し、空燃比を理
論空燃比近傍に制御するものである。

斯かる空燃比制御に使用される酸素センサとしては酸素
イオン伝導性固体電解質を一対の電極で挟持し、夫々の
電極を異なる酸素濃度の雰囲気に接触させて酸素濃淡電
池を形成し、この電池の起電力により被検出ガス中の酸
素濃度を測定するものが実用化されている。

第１６図は内燃エンジンの空燃比制御に使用される従来
の酸素センサの一例を示し、酸素センサＩＣはエンジン
に接続された排気通路３２内に挿入固定された保護管２
と、当該保護管２内に収容された酸素検出素子３とから
構成される。保護管２の全面には被検出ガス、即ち、排
気ガスを通過させるための小孔２ａが多数形成されてい
る。一方、酸素検出素子３は、例えば、酸素イオン伝導
性固体電解質４と、この固体電解？ｆ４の両側を挟む電
極５．６と、更にこれらの電極５．６のうち、被検出ガ
スに接触する側の電極５の表面に形成した保護層７とで
構成され、固体電解質４としては安定ジルコニアが、電
極５．６としてはガス透過性を有する多孔質の白金（ｐ
ｃ）等が、保護層７としてはスピネルなどの多孔質セラ
ミックスが夫々−船に使用されている。

第１７図及び第１８図は従来の別の酸素センサの構成を
示し、酸素センサＩＩＣは例えばアルミナ等よりなる絶
縁支持体１２と、この絶縁支持体１２内に配設された酸
素濃度検出素子１３から構成される。この酸素濃度検出
素子１３は支持体１２の一例側面１２ａに形成された矩
形形状の凹陥部１２ｂに一側面が露出するように配設さ
れたチップ１４と、当該チンプ１４の背面１４ａに接続
され、この内部電気抵抗の変化を検出するための一対の
ｐｔ電極１５．１６から構成される。このチンプ１４は
例えば酸化チタン（Ｔ＋Ｏｚ　：以下、チタニアという
）等、酸素と接触することにより、この酸素濃度に応じ
て内部の電気抵抗が変化する物質より形成されている。

電極１５．１６は出力端子１９、アース端子２０に夫々
接続されている。一方、チタニアは温度によってもその
内部抵抗が変化するため、周囲の温度により酸素濃度の
検出値が影響されないように、所定温度に保持する必要
がある。そこで、チ・７ブ１４の近傍には、当該チップ
を所定温度、具体的には排気ガスの温度よりも高温に保
持するためのヒータ１７が配設され、当該ヒータ１７は
電ａ端子１８、アース端子２０に夫々接続されている。

このような酸素センサＩＩＣがエンジンの排気通路３２
内に、例えばシール部材２３を介して取り付けられてい
る。

このような従来の酸素センサは第１９図に示す構成の空
燃比制御装置に使用されている。すなわら、空燃比制御
装置は内燃エンジン３１の排気通路３２の三元触媒３３
の上流側に配設され、例えば第１６図に示すタイプの酸
素センサＩＣと、内燃エンジン３Ｉの吸気通路３４に配
設された燃料噴射弁３５ト、電子側１３１１装置（ＥＣ
Ｕ）３６とから構成される。この電子制御装置３６は、
酸素センサｌＣと電気的に接続され、酸素センサＩＣが
出力する酸素濃度検出信号に応じて燃料噴射弁３５の燃
料噴射量を制御する。又、電子制御装置３６の入力端に
は図示しないスロットル開度センサ、クランク角度位置
センサ、エンジン水温センサ、その他のエンジン運転パ
ラメータを検出するセンサが夫々電気的に接続されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 斯かる従来の酸素センサを使用した空燃比制御装置によ
る空燃比制御を第２０図を参照して説明する６エンジン
３１に供給される混合気の空燃比変化に対して排気通路
３２に排出される排気ガスの酸素濃度の時間変化は第２
０図（ａ）の実線で示される。尚、同図の酸素濃度の時
間変化は空燃比に対応させるため、便宜上酸素濃度で表
す代わりに空燃比で表しである。

今、空燃比（Ａ／Ｆ）が変化して、排気通路３２中の酸
素濃度が例えばし１時点で燃料リッチ側から燃料リーン
側へ変化したとする。酸素センサＩＣはこの空燃比変化
をｔ、１時点で検出してその出カイ１σは第２０図（１
））に示すように所定の判別値Ｖｘを横切って降下する
。更に、空燃比がし２時点で燃料リーン側から燃料リッ
チ側へ変化すると、酸素センサｔＣの出力値はｔ２′時
点で再び上記判別値Ｖｘを横切って上昇する。その時、
電子制御装置３６はこの酸素センサＩＣの出力値、具体
的には、判別値Ｖｘに対するセンサ出力値の変化の方向
、判別値Ｖｘを横切って変化した時点からの経過Ｕ、芋
間に応じて燃料供給量を増減するものである。即ち、電
子制御装置３６はフィードバック制御モードにより燃料
供給量制御を実行し、このフィードバック制御モードに
おいて燃料噴射弁３５の燃ネ４噴射時間Ｔは例えば次式
（１１により演算される。

Ｔ＝Ｔａ　ＸＫＩＸＫ２ＸＣ＋Ｔｏ　　−（１，）上記
式（１）において、Ｔ、は基本噴射時間であり、Ｋ１は
酸素センサによって検出される電圧値■に応じて決定さ
れる、フィードハック比例項及び積分項からなる補正係
数、Ｋ２はエンジン水温、スロットル開度、大気圧等に
より決定される補正係数、ＴＤはバッテリ電圧等に応じ
て決定される補正係数、Ｃは定数である。第２０図（Ｃ
）は上記補正係数値に１の変化を示し、ＫＩ値のうち比
例項値は排気ガス中の空燃比がリッチからリーンに変化
したと判定された場合には空燃比をリッチ側に変化させ
る、所定値だけ小さい値に、逆に、リーンからリッチに
変化したと判定される場合には空燃比をリーン側に変化
させる、所定値だけ大きい値に夫々設定され、積分項値
は例えば所定の微小値宛所定期間毎に（例えば、所定時
間毎又は所定回転毎に）、前記比例項値の変化に対応じ
て減少又は増加させた値に設定される。

次に、エンジン３１の図示しないスロットル弁を急開し
て、例えばｔａ時点で加速したとすると、排気ガス中の
酸素濃度が一時的に大幅に増加する。

この−時的増加の後に１６時点で実際の酸素濃度が理論
空燃比に対応する値を超えてリーン側に変化しても、従
来の酸素センサＩＣは、その応答遅れ等に起因して依然
として燃料を増量する信号を例えばり、・時点まで出力
し続け、その結果第２０図（Ｃ）に示すように、Ｋｌ値
は、酸素センサＩＣの出力が反転ずべき時点Ｌ１からｔ
、゛時点まで、ΔＬ１の期間に亘って更に増加し続け、
この結果上記（１）式に示した燃料噴射弁７の燃料噴射
時間Ｔが増加し、過剰な燃料がエンジン３１に供給され
空燃比がリッチ側へ太き（逸脱する、所謂リッチエクス
カーション（Ｒｉｃｈ　Ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）が発生す
る。

かかるリッチェクスカージョンが発生ずると、この間、
三元触媒３３の排気ガス浄化効率が低下し、Ｃ０１ＩＩ
Ｃのスパイク、所謂リッチスパイクが生じる。

上述の従来の酸素センサＩＣの応答遅れは、酸素センサ
ＩＣの白金電極が一時的に過剰な酸素雰囲気に曝され、
酸素に被毒される結果性じるもので、同様の現象は、エ
ンジン３１に過剰の燃料が供給されて空燃比が一時的に
燃料リッチになった場合にも生じ、この場合には白金電
極が過剰のＣ０に曝され、このＣＯに被毒されることに
より酸素センサＩＣの応答遅れが生じる。

このように、エンジンに供給される混合気の空燃比が理
論値から外れると、三元触媒のＣ０１ｌ（Ｃ１ＮＯｘの
浄化能力が激減してしまい、排気ガス中のこれらの濃度
が増加するという問題が生じる。

斯かる問題を解決するために、従来、白金にロジュウム
及び少なくとも一種の希土類元素酸化物を添加した導電
性材料を電極として用いることにより、電極の触媒活性
を高め、酸素センサの応答速度を高めたものが特開昭６
０−２５６０４５号公報により知られている。

又、酸素センサを三元触媒の上流に配置し、酸素センサ
自身若しくはその上流に三元触媒と同じ触媒性能を有す
る触媒体を配設して、酸素センサの空燃比に対する酸素
濃度検出特性が急変する位置と三元触媒の最適浄化効率
が得られる空燃比位置とを一致させることにより三元触
媒を有効に働かせる排気ガス浄化装置が特公昭５７−１
２００２号公報により知られている。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたもので、排気ガス
中の酸素濃度変化を出来るだけ早く検出することが出来
る酸素センサを提供するを目的とする。

本発明は又、排気通路に三元触媒が配設される車両用内
燃エンジン等の空燃比制御に好適に使用され、車両の加
速時等に排気通路内の酸素量が一時的に大幅に増加した
ときにも、所謂リッチエクスカーションが発生すること
がなく、三元触媒の排気ガス浄化効率の低下を防止する
ことができる酸素センサを提供することを目的とする。

本発明は更に、車両用内燃エンジン等の空燃比制御に好
適に使用され、加速等にょる空燃比の急激な変化に対し
て可能な限りその変化に追随して排気ガス中の酸素濃度
を検出し、もって空燃比制御をより正確に行い得る酸素
センサを備えた内燃エンジンの空燃比制御装置を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、酸素センサの応答性を阻害する要因はセンサ
が過剰な０□ガスないしはＣＯガスに曝された場合、こ
の過剰な０２ガスないしはＣＯガスに被毒されることに
よるとの認識に基づくものであり、この被毒を防止する
には酸素検出素子近傍に酸素分圧に応じて酸素を吸着な
いしは放出する物質を配置して酸素検出素子に到達する
過剰な０２ガスないしはＣＯガスを阻止すればよいとの
知見によるものである。

本発明に依れば、被検出ガス中の酸素濃度を検出する検
出素子を有する酸素センサにおいて、被検出ガス中の酸
素を、その分圧に応じて吸着または放出する物質を担持
する担体を含んでなり、被検出カスハｍｌ記担体を介し
て前記検出素子番こ到達することを特徴する酸素センサ
が提供される。

又別の７１！様の本発明に依れば、被検出ガス中に挿入
され、多数の小孔が形成された保護管と、該保護管内に
配設され、被検出ガス中の酸素濃度を検出する検出素子
とを有する酸素センサにおいて、前記保護管内壁と前記
検出素子間の空隙に充填され、被検出ガス中の酸素を、
その分圧に応じて吸着または放出する物質を担持し、前
記保護管の小７Ｌ　１７）　７Ｌ径より大きい径を有す
るペレットを含んでなり、被検出ガスは前記ベレットを
介して前記検出素子に到達することを特徴する酸素セン
サが提供される。

更に別の態様の本発明に依れば、酸素イオン伝導性個体
電解質層と、該個体電解質層を挟持する一対の電極と、
該一対の電極の内被検出ガス側の電極の外表面に形成さ
れた保護層とを備え、被検出ガス中の酸素濃度を検出す
る酸素センサにおいて、前記保護層は、被検出ガス中の
酸素を、その分圧に応じて吸着または放出する物質を含
有し、被検出ガスは前記保護層を介して前記一対の電極
の内被検出ガス側の電極に到達することを特徴する酸素
センサが提供される。

更に又別の態様の本発明に依れば、酸素イオン伝導性個
体電解質層と、該個体電解質層を挟持する一対の電極と
を備え、被検出ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ
において、前記一対の電極の内、被検出ガス側の電極の
外表面に形成され、被検出ガス中の酸素を、その分圧に
応じて吸着または放出する物質を含有する緩衝層を含ん
でなり、被検出ガスは該緩衝層を介して前記一対の電極
の内被検出ガス側の電極に到達することを特徴する酸素
センサが提供される。

又別の態様の本発明に依れば、絶縁支持体と、該支持体
の一側面に配設され、酸素と接触すると当該酸素濃度に
応じて電気抵抗が変化する物質よりなるチップと、該チ
ップに所定ｌ￥７！隔だけ離１ｕ１シて接続された一対
の電極とを備え、被検出ガス中の酸素濃度を検出する酸
素センサにおいて、前記チップの被検出ガス側表面を覆
って形成され、被検出ガス中の酸素を、その分圧に応じ
て吸着または放出する物質を含有する多孔質層を含んで
なり、被検出ガスは該多孔質層を介して前記デツプに到
達することを特徴する酸素センサが提供される。

更に別の態様の本発明に依れば、内燃エンジンの排気通
路に配設され、排気ガス中の酸素濃度を検出し、検出信
号を出力する酸素センサと、エンジンに燃料を供給する
燃料供給手段とを備え、前記酸素センサがらの検出信号
に応じて前記エンジンへの燃料供給量を増減させる制御
信号を前記燃料供給手段に出力する空燃比制御装置にお
いて、前記酸素センサの前記排気ガス流方向に沿う上流
側の前記排気通路に配設され、排気ガス中の酸素をその
分圧に応じて吸着または放出する物質を担持する担体を
含んでなり、前記酸素センサにより検出される排気ガス
は前記担体を介して前記酸素センサに到達することを特
徴する内燃エンジンの空燃比制御装置が提供される。

（作用） 本発明の種々の態様の酸素センサは被検出ガス中の酸素
を、その分圧に応じて吸着または放出する物質を担持す
る担体を備えており、被検出ガスはこの担体を介して検
出素子に到達する。これにより、検出素子の０２ないし
ｃｏにょる被毒が防止され、酸素センサが一時的に過剰
の０２ないしＣＯに曝されてもその後の酸素濃度の検出
の応答性が向上する。

次に、本発明の酸素センサ及び内燃エンジンの空燃比制
御装置を図面を参照してより詳しく説明する。

第１図は、本発明に係る酸素センサの一態様を示し、図
中、第１６図に示す従来の酸素センサ１ｃと同一の構成
要素には同一の符号を付して示し°ζある。

本発明の酸素センサｌは酸素イオン伝導性固体電解質４
を被検出ガス、例えば排気ガスに接触する第１の″＠、
極５と標準空気、例えば大気に接触する第２の電極６と
により挾持し、且つ電ｐｆ１５の表面を保ｊ［Ｉ舎７に
より被ＩＷシた構成の酸素濃度検出素子３が、保護管２
゛内に収容されている。酸素イオン伝導性固体電解質４
としては、イツトリア安定化ジルコニア（ＶＳＺ）が好
ましいが、カルシア安定化ジルコニアであってもよい。

電極５．６としては白金（ＰＬ）が夫々使用される。保
護層７はスピネル、Ｔ−アルミナ等の多孔質物質よりな
るものである。

そして、保護管２°と上記酸素濃度検出素子３の最外層
即ち保護Ｎ７との間の空間には、酸素分圧に応じて酸素
を吸着または放出する物質を担持したペレット８が充填
されている。この酸素分圧に応じて酸素を吸着または放
出する物質としては特に限定されるものではないが、例
えば酸化ランタン（Ｌａ２０：＋）や、酸素貯蔵物質（
ＯＳ　Ｃ：　ＯｘｙｇｅｎＳＬｏｒａｇｅ　Ｃｏｍｐｏ
ｎｅｎｔ）として知られている酸化セリウム（ＣｅＯｚ
）、酸化銅（Ｃｕｂ）　、酸化ニッケル（Ｎｉｐ）など
があげられ、中でも酸化セリウムが好適である。この酸
素分圧に応じて酸素を吸着または放出する物質（以下こ
れらを酸素貯蔵物質で総称する）はアルミナ等の担体に
担持せしめられて、ペレット状に形成される。尚、アル
ミナ自体は酸素貯蔵物質を担持しなくても酸素を吸着ま
たは放出する特性を有するので、酸素貯蔵物質を担持し
ないアルミナ粒を用いることも可能である。この場合、
アルミナ粒は通気性のある多孔質γアルミナが好適に用
いられ、吸着表面積を確保するために小粒のものがよい
。こめペレット８の粒径は、保護管２゛の小孔２ａ’の
孔径ｄよりも大きく設定されることが必要である。尚、
このペレット８の粒径が大き過ぎると、当該ペレット８
を保護管２°内に充填したときの空隙が増大し、排気ガ
スがペレット８の表面に充分接触せずに通過してしまい
、酸素貯蔵物質の作用を充分に発揮させることが困難と
なる。一方、ペレット８の粒径が小さ過ぎると、保護管
２°の小孔２ａ’　の孔径を非常に小さく形成すること
が必要となり、製造コストが上昇する。

これらの点を勘案してペレット８の粒径が決定されるが
、通常、０．５〜２．０柵が好適である。

ペレット８に担持される酸素貯蔵物質の担持量は、特に
限定されるものではないが、例えばＣｅＯ□の場合、通
常、金属Ｃｅに換算して４〜８０ｇ７Ｎに、好ましくは
８〜４０ｇ／ｌに設定される。尚、本明細書全体を通し
、酸素貯蔵物質の担持量を規定する場合にはいずれも金
属Ｃｅに換算した量である（後述する酸化銅（Ｃｕｂ）
　、酸化ランタン（Ｌａｇ’３）の場合も同じ）。又、
酸化１ｆｔ（Ｃｕｂ）の場合には４〜２０ｇ＃！が、酸
化ランタン（ＬａｚＯｚ）の場合には８〜４０ｇ／　１
が好適範囲である。

詳細は後述するように、これらの範囲の下限値以下では
酸素吸着の効果がなく、上限値以上では吸着量が多すぎ
て却って酸素センサの応答性を遅らせることになる。

アルミナに酸化セリウムを担持させたペレット８は、例
えば、アルミ担体に硝酸セリウム溶液を所定量含浸させ
、次いで、５００’Ｃ以上の温度で焼成することにより
製造する。

第２図は、本発明に係る酸素センサの他の態様を示し、
酸素センサ１１は、酸素検出素子３″　としてチタニア
（Ｔｉｅ、）を使用したことを除いては、第１図に示す
実施例と同一の構成としたものである。又、図中、第１
７図に示す従来の酸素センサＩＩＣと同一の構成要素に
は同一の符号を付して示してこれらの詳細な説明は省略
する。

第２図に示す酸素センサ１１の酸素検出素子３も第１７
図に示す従来の酸素センサＩＩＣと同様にアルミナ等の
支持体１２の一例側面にその表面が露出するようにチタ
ニアよりなる千ノブ１４が埋設され、チップ１４には２
箇所に例えばｐｔ電極（図示せず）が固着されている。

そして、酸素検出素子３と保護管２″との間に、第１図
に示す第１の実施例と同様に酸素貯蔵物質、例えばＣｅ
０ｚを担持したペレット８が充填される。

尚、本発明に係る酸素センサにおいては、酸素濃度検出
素子として、所謂リニアセンサを使用することもできる
。

第３図は本発明の又別の態様の酸素センサＩＡを示し、
この酸素センサＩＡは保護層に酸素貯蔵物質を担持させ
ている。より詳細には、酸素センサＩＡのイツトリア安
定化ジルコニア（ＹＳＺ）からなる酸素イオン伝導性固
体電解質層４ａは、標準空気、例えば大気に接触する白
金？ＩｔＦｉ６ａ及び被検出ガス、例えば排気ガスに接
触する白金電極５ａにより挟まれおり、排気ガス側の電
極５ａの外表面に保護層７ａが形成されている。保護層
７ａはスピネル、アルミナ等の多孔質物質に酸素貯蔵物
質を含有させたものである。酸素貯蔵物質としては前述
した、例えば酸化セリウム（ＣｅＯ□）、酸化ランタン
（ＬａｚＯ：＋）−酸化銅（ＣｕＯ）などがあげられ、
中でも酸化セリウムが好適である。この酸素貯蔵物質は
上記多孔質物質中に、０．８〜１６重量％程度含有され
ることが好ましく、より好ましくは１．６〜８重量％を
含有させるのがよい。この含有率が０．８重量％未満の
場合には添加効果があまり認められず、１６重量％を超
えると保３１ｉ層全体の耐久性が低下するほか、後述す
るように酸素センサの応答性が却って悪化する。アルミ
ナに酸化セリウムを含有させた保護層は例えば、先ずア
ルミナゾルと硝酸セリウムもしくは塩化セリウムとを所
定の重量比で混合し、電極５ａ外表面に塗布したのち乾
燥させ、次いで、５００°Ｃ以上の温度で焼成すること
により形成される。

酸素貯蔵物質を担持する担体は保護層でなくてもよく、
緩衝層であってもよい。より具体的に説明すると、第４
図に示す酸素センサ［Ｂは本発明の更に別の実施例を示
し、この酸素センサＩＢの酸素イオン伝導性固体電解質
層４ｂが大気に接触する電極６ｂ及び被検出ガスに接触
する電極５ｂにより挟まれている。被検出ガス側の電極
５ｂの外表面には酸素貯蔵物質を含有する緩衝Ｊｆｌ！
１０ｂが形成されている。酸素イオン伝導性固体電解質
４ｂとしては、イツトリア安定化ジルコニアが、電極５
ｂ、６ｂとしては白金が夫々使用される。緩衝層１０ｂ
に含有される酸素貯蔵物質としては特に限定されるもの
ではないが、例えば酸化セリウム（ＣａＯｚ）、酸化ラ
ンタン（ＬａｚＯ＊）　、酸化銅（ＣｕＯ）などがあげ
られ、中でも酸化セリウムが好適である。

そして、この緩衝層１０ｂは上記酸素貯蔵物質を含有す
る物質を電極５ｂの外表面に直接コーティングすること
により形成される。具体的には、スピネル、シリカ、ア
ルミナ等の耐熱性無機酸化物に酸素貯蔵物質を含有させ
たものであり、上記酸素貯蔵物質の含有量は、無機酸化
物に対して０．８〜１６重量％重量％膜定することが好
ましい。

無機酸化物としてアルミナを使用する場合、先ずアルミ
ナゾルと硝酸セリウムもしくは塩化セリウムとを所定の
重量比で混合し、電極５ｂ外表面に塗布したのち乾燥さ
せ、次いで、５００°Ｃ以上の温度で焼成することによ
り形成される。なお、上記構成において、緩衝層１０ｂ
の外表面を更に、スピネル、アルミナ等よりなり酸素拡
散層としての機能を有する保護層で覆ってもよい。

更に第５図は第４図に示す酸素センサＩＢの電極５ｂと
緩衝層１０ｂ間に保護層７ｂを介在させた変形例を示し
、上記第４図と同一の構成要素二は同一の符号を付して
示しである。この酸素センサＩＢ’　の保護層７ｂは酸
素の拡散層として機能するもので、通常、スピネル、ア
ルミナ等により形成される。従って、緩衝層１０１）は
この保護層７ｂの外表面に形成されることになる。なお
、緩衝層１０ｂの形成方法としては、上記と同様の方法
が使用できる。

第６図及び第７図は本発明を所謂、厚膜型の酸素センサ
ＩＤに適用した態様を示す。第６図はｊア膜型センサＩ
Ｄを排気通路３２内に配設した状態を示し、図において
、厚膜型センサＩＤは酸素イオン伝導性固体電解π層４
０ａを兼ねる安定化ジルコニアよりなる支持体４０と、
支持体４０の一例側面４０ｂに形成されたジルコニア等
よりなる多孔質層４１と、咳多孔質層４１に形成された
凹陥部４１ａに配設された電極５ｃ、保護層７ｃ及び酸
素貯蔵物質を含有する緩衝層１０ｃと、支持体４０の中
空部４０ｃに配設された電極６Ｃから構成される。一対
の電Ｊｆｆｉ５ｃ及び６ｃは酸素イオン伝導性固体電解
質層４０ａを挟持しており、夫々図示しない端子に接続
されている。中空部４０ｃは標準ガス例えば大気に連通
している。

かかる１７膜型センサＩＤにおいて、保護層７Ｃ及び緩
衝層１０ｃとしては、前述の第４図及び第５図に示す酸
素センサＩＢ、ＩＢ″　と同様に形成することができる
。そして、これらの保護層７Ｃ及び緩衝ＩｖＪｌ　Ｏｃ
を多孔質＋５４１の凹陥部４１ａに埋設した構成とする
ことにより、構造的に高強度となる。更に、多孔質層４
１として、ジルコニアにアルミナを混合したものを使用
すると、気孔率が増大すると共に、緩衝層１０ｃを構成
する酸素貯蔵物質担持アルミナ層との密着度が向上する
という利点がある。尚、この実施例においては、保護ｊ
ｉ７ｃ及び緩衝層１０ｃを共に多孔質層４１の凹陥部４
１ａに埋設形成した場合について記述したが、これに限
るものではなく、例えば多孔質＋５４１を形成せずに、
固体電解質層４０ａの表面に直接１橿５Ｃ１保護Ｎ７Ｃ
及び緩衝層１０ｃをこの順序で形成した構成としてもよ
い。

第８図及び第９図に示す酸素センサＩＩＡは、第２図に
示す酸素センサ１１と類似のチタニアセンサであり、保
護膜が酸素貯蔵物質を担持する態様のものである。尚、
図中、第２図と同一の構成要素には同一の符号を付して
示しである。

酸素センサＩＩＡは、アルミナ等よりなる絶縁支持体１
２’　の下部に形成された凹陥部１２゛ｂ内に酸素と接
触して、この接触した酸素濃度に応じて内部抵抗が変化
する物質よりなる例えば矩形形状のチップ１４゛及び酸
素貯蔵物質を担持した多孔質層２【がこの順序で配設さ
れ、チップ１４多孔質層２１及び電極１５．１６から酸
素濃度検出素子１３゛が構成されている。酸素濃度に応
じて内部抵抗が変化する物質としては、前述したチタニ
アが使用されている。このように、支持体１２゛の凹陥
部１２ｂ°内にチタニアチップ１４°及び多孔質層２１
を配設し、多孔質層２１の外表面と絶縁支持体１２’　
の−側側面１２ａ”とが面一をなすように構成すること
により、構造的に高強度とすることが可能となり、しか
も、多孔Ｍ層２１の剥離等の発生も防止することが可能
となる。更に、絶縁支持体１２′を多孔質アルミナ等の
多孔質体により構成すると、上記多孔質層２１と支持体
１２°間のイカリ効果（投錨効果）により、多孔質層２
１が一層強固に支持されることとなる。

多孔質層２１に担持される酸素貯蔵物質としては前述し
た酸化セリウム（Ｃｅｎｔ）、酸化銅（Ｃｕｂ）などが
あげられ、中でも酸化セリウムが好適である。

多孔質層２１に担持される酸素貯蔵物質の担持量は、特
に限定されるものではないが、例えば、Ｃｅ０１の場合
、通常、金属Ｃｅに換算して０．８〜１６重景％に設定
される。この多孔質層２１は例えばアルミナゾルと硝酸
セリウムもしくは塩化セリウムとを所定の重量比で混合
したものをチップ１４°の表面に塗布したのち、５００
°Ｃ以上の温度で焼成することにより形成する。

尚、本発明の酸素センサにおいては、上述したような絶
縁支持体に形成された凹陥部にチップ及び多孔質層が共
に埋設された構成に限定されるものではなく、絶縁支持
体の凹陥部にチップのみが埋設されているもの、或いは
、絶縁支持体に凹陥部を形成せず、当該絶縁支持体の一
例表面上にチップ及び多孔質層が密着形成されているも
の等であってもよい。

上述した本発明の種々の態様の酸素センサは自動車用空
燃比制御装置に好適に使用される。これらの酸素センサ
が、第１９図に示す空燃比制御装置の従来の酸素センサ
ＩＧに代えて使用された場合の作用を第１Ｏ図を参照し
て説明する。

第１Ｏ図は、排気通路３２に排出される排気ガスの酸素
濃度、及び酸素センサの電極近傍の酸素濃度の各時間変
化を示す、第２０図（ａ）と類似のグラフである。エン
ジン３１の図示しないスロットル弁がＬｔ時点で急開さ
れてエンジン３１が急加速されると、排気通路３２内の
酸素濃度は第１Ｏ図の実線で示すように大きくリーン側
に変化する。

このとき、本発明の酸素センサの酸素貯蔵物質が排気ガ
ス中の酸素分圧に応じて酸素を吸着することによりセン
サの電極部近傍の酸素濃度は第１０図の破線で示すよう
に変化し、電極近傍は過剰の酸素に曝されることがなく
なり、電極の酸素被毒が生じない。

ここで電極の酸素被毒を説明すると、酸素センサの電極
近傍、より正確には固体電解質Ｎ（例えば、イツトリア
安定化ジルコニア層）と、電極層（例えば、白金電極層
）と、ガス層の三相界面である所謂３重点（Ｔｒｉｐｌ
ｅ　Ｐｏ１ｎｔ）では、その近傍に到達するＯＮやＣＯ
等のガス成分を吸着し、吸着されたガス成分は活性状態
にあって近くに吸着されたガス成分と活発に反応しあう
。例えば、吸着された酸素成分はその隣に吸着された６
０分子と容易に反応じてＣ０２になり、このＣＯ□が脱
着される。このとき、吸着された酸素とＣＯ同士の反応
速度は、酸素が、吸着されないＣＯと反応する速度に比
べ著しく早い。

電極が酸素により被毒された状態とは上記３重点の吸着
可能な場所が酸素ガスで略占領されてＣＯ等の他のガス
成分が吸着される余地がない状態をいう。従来の酸素セ
ンサは酸素貯蔵物質を担持する担体を備えないので電極
近傍が一時的に過剰の酸素に曝され易く、−旦過剰の酸
素に曝されると３重点は吸着された酸素に占領され、そ
の後にＣＯガスが３重点近傍に到達しても吸着された酸
素と置換されるのに時間が掛かる。即ち、酸素とＣＯと
が置換されるためには、先ず、酸素が吸着されないＣＯ
と結びついて脱着されねばならず、この反応速度は上述
した通り時間が掛かる。このため従来の酸素センサでは
一旦酸素被毒が生じると、その後に酸素濃度を正６在に
検出できる状態に回復するまで時間が掛かることになり
、応答性の悪い原因になっていた。

本発明の酸素センサは一時的に過剰の酸素に曝されても
酸素貯蔵物質が排気ガス中の酸素分圧に応じて酸素を吸
着または放出するので電極まで過剰の酸素が到達するこ
とがなく電極の被毒の発生が抑制される。酸素被毒が発
生しなければ、排気通路内の酸素濃度が一時的に過剰に
なったとしても、３重点にはＣＯを吸着できる余地が残
されることになり、ＩＪＩＩ気ガス中の酸素濃度がリッ
チ側に復帰した場合、ＣＯがこの残された吸着場所に速
やかに吸着される。吸着されたＣＯは隣接の吸着酸素と
反応じて生成物のＣＯ２が脱着し、後続のＣＯのために
新たな吸着場所が確保される。斯くして、３重点は急速
にＣＯと置換され、排気ガス中の酸素濃度変化が迅速に
検出されることになる。

第１０図に戻り、上述した説明から容易に推考されるよ
うに、加速後の排気ガス中の酸素濃度が理論空燃比に対
応する値を超えてリッチ側に変化すると、その変化は短
い時間遅れで、即ち、Δｔ３時間後に検出され、この結
果、エンジン３１に供給される混合気の空燃比を理論空
燃比近傍により正確に制御することが出来、所謂リンチ
スパイクが生じ難くなる。

本発明の酸素センサは、空燃比が一時的に燃料リッチ側
に大きく変化した場合に生じる酸素センサのＣＯ被毒も
上述と同様にして有効に防止される。即ち、酸素センサ
の電極が過剰のＣＯに１．１されてＣＯに被毒され、電
極が吸着されたＣＯに一旦占領されると、その後、電極
近傍に到達する酸素が電極に吸着され難くなる。しかし
ながら、本発明の酸素センサは排気ガス中のＣＯ４度が
過剰に多くなった場合、酸素貯蔵物質から吸着していた
酸素を一時的に放出して電極が過剰のＣＯに曝されるこ
とを有効に防止するのである。従って、第１０図に示す
ように、本発明の酸素センサはＩＩ：見通路内の酸素濃
度かも０時点でリッチ側からリーン側に変化すると、短
い時間遅れで、即ち、ΔＬ４時間後のｔ％　時点でその
濃度変化を検出することが出来る。

尚、本発明の酸素センサに使用される酸素貯蔵物質は、
排気ガス中の酸素濃度が理論空燃比に対応する値近傍で
は酸素を殆ど吸着も放出も行わない。従って、担体に担
持される酸素貯蔵物質の担持量が適量であれば、定常時
における空燃比制御に影響を与える虞はない。

しかしながら、酸素センサの保護層、緩衝層、ないしは
ベレントに担持させる酸素貯蔵物質の担持量が適量を超
えて多すぎる場合には酸素センサの応答性は却って悪化
する。第１１図は、酸素貯蔵物質の（Ｕ詩壇が多ずぎる
場合の酸素センサの電極近傍の酸素濃度変化を示す。こ
のような酸素センサでは電極の酸素被毒或いはＣＯ被毒
は生じないが、電極近傍の酸素濃度の時間変化に遅れが
生じ、具体的には第１１図に示すΔＬ、及びΔし。

の期間が第１０図に示す対応する期間より長くなり、更
に、加速時はもとより定常運転時においてもセンサの応
答性が悪化し、空燃比制御におけるフィードバック周期
及び振幅が大きくなり、三元触媒の浄化効率が低下する
。

本発明の酸素貯蔵物質は、前述したように必ずしも酸素
センサの保護層、緩衝層、ないしは保護管に充填したペ
レットに担持させる必要はなく、酸素センサとは別体に
第１２図に示すように、酸素センサの上流に酸素貯蔵物
質を担持したモノリス３日を配設するようにしても、同
様の効果を得ることが出来る。向、第１２図に示す本発
明の内燃エンジンの空燃比制御装置の構成要素の内、第
１９図に示す装置と実質的に同一の構成要素には同一の
符号を付して示しである。

本発明の空燃比制御装置は排気通路３２の三元触媒３３
の上流側には従来と同様の酸素センサ、例えば、第１６
図に示す酸素センサＩＣが配設され、この酸素センサｌ
Ｃの更に上流側の排気通路３２には酸素貯蔵物質（Ｏ５
Ｃ）を含有する担体、例えばＯ３Ｃ担持モノリス３８が
配設される。

：元触媒３３は通常のＰｔ、Ｒｈなどを使用したものを
使用することができ、その構造もハニカムなどのモノリ
ス型、もしくはペレット形、円筒形、球形などの粒子型
等を所望により選択することができる。

ＯＳＣ担持モノリス３８は、酸素貯蔵物質を担持したも
のであれば特に限定されるものではなく、例えばコージ
ライトにアルミナを主成分とするウォッシュコートを施
して得られたモノリスに酸素貯蔵物質を担持してなるも
のを使用することができる。酸素貯蔵物質としては前述
の酸化セリウム（Ｃｅｎｔ）、酸化−’−ｚ＋ケル（Ｎ
ｉｐ）、酸化銅（Ｃｕｂ）などがあげられ、中でも酸化
セリウムが好適である。

酸化セリウムを使用する場合、ＣｅＰＪとして１０〜８
０ｇ／ｒが好適であり、更に、２０〜６ｈ＃！がより好
適である。

尚、酸素貯蔵物質を担持する担体としてはモノリス型に
限定されず、Ｏ３Ｃ担持モノリス３８に代えて上述した
三元触媒３３の場合と同様に、ペレット形、円筒、球形
等の粒子型であってもよい。

上記の空燃比制御装置によれば、内燃エンジン３１から
の排気ガスは先ず、Ｏ３Ｃ担持モノリス３８を通過した
のち、三元触媒３３に導入される。酸素センサＩＣはＯ
３Ｃ担持モノリス３８を通過後の排気ガス中の酸素濃度
を検出して、その検出信号を電子制御装置３６に出力さ
れることになり、ＯＳＣ担持モノリス３日は、前述の酸
素センサの、酸素貯蔵物質を担持した保護層、緩衝層、
ないしは保護管に充填したペレットと実質的に同じ機能
を果たす。

（実施例） 友施旌上 第１９図に示す空燃比制御装置の酸素センサＩＣに代え
て、第１図に示す酸素センサｌを使用し、その際、ペレ
ット８に担持させる酸素貯蔵物質、及びその担持量を種
々に変えて排気ガス特性評価試験を実施した。酸素セン
サ以外の空燃比制御装置の構成に変更はなく、各試験毎
に三元触媒３３より大気に放出される排気ガス成分を測
定してそれらの結果を表１に示した。供試した何れの酸
素センサに対してもエンジン３１の運転条件は同じであ
り、エンジン３１は各気筒毎に燃料噴射弁３５が配設さ
れる、所謂Ｍｕｌｔｉ　Ｐｏ１ｎｔ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏ
ｎ方式のエンジンを使用し、このエンジンをＬＡ−４モ
ードで運転してＬＡ−４モード規定の二山目の加速（３
０ｋｍ／ｈ−＋７４ｋｍ／ｈ）時におけるＣＯ量、１ｌ
ｌｊｔｔ、及びＮＯＸ量を求めた。尚、各種類の酸素セ
ンサを夫々２本ずつ準備し、各々２本の酸素センサを試
験して得られた排出量を平均して試験結果とした。又、
表１において、各成分の排出量は、比較のために酸素貯
蔵物質を担持するペレットを充填しない酸素センサ、即
ち、第１６図に示す従来の酸素センサＩＣを使用した場
合の各成分の排出量を基１Ｋ（１００）に、これとの相
対比較値（排出指数）が示しである。

又、−ａに、エンジンの排気ガス特性は、ＣＯ及び未燃
炭化水素（ＨＣ）と、ＮＯｘとの排出傾向が逆の傾向、
即ち、一方の排出量が増加すれば他方は減少するという
傾向にあるので、酸素センサの性能比較の便宜上ＣＯと
ＮＯｘの排出量相対比較値の乗算値（ＣＯ＊Ｎ０Ｘ）及
びＨＣとＮＯｘの排出量相対比較値の乗算値（ＨＣ＊Ｎ
０ｘ）を示した。実際には得られた乗算値を１００で割
った指数が示されている。評価は、◎が改善効果が著し
い、Ｏが効果あり、△が従来の酸素センサと比較して効
果を認めるがその効果は小さい、×が改善効果なし、を
夫々表す。

夷將桝呈 実施例Ｉと同様の排気ガス特性評価試験を第３図に示す
タイプの酸素センサを用いて行い、それらの試験結果を
表２に示す。試験方法、条件、評価方法等は実施例１と
同じでありその説明は省略する。

（以下この頁余白） 実」Ｉｌｙ 第１２図に示す○ＳＣ担持モノリス３８を備える空燃比
制御装置と、このＯＳＣ担持モノリス３８に代えてＯ２
０を担持しないだけで形状等が同じのＯＳＣ非担持モノ
リスを配設した従来の空燃比制御装置の排気ガス特性評
価試験を実施し、これらの試験結果を第１３及び１４図
に示す。試験は応答性の異なる１０本の酸素センサを２
机卓ａ＋ｉ　Ｌ、各組の酸素センサでＯＳ　ＣＩＲ持モ
ノリスによる改善効果を調べた。その他の試験方法、条
件等は実施例１と同じである。第１３図及び第１４図中
斜線が施された領域の各プロットはＯ３Ｃ担持モノリス
３８を配設した場合、斜線が施されない領域の各プロン
トはＯ３Ｃ非担持モノリスを配設した場合の各排気ガス
成分の測定結果であり、酸素センサの応答性が異なると
エンジン３１の排気ガス特性が異なるものの、Ｏ３Ｃ担
持モノリス３８を配設することにより排気ガス特性の向
上が顕著であることが明白である。

第１５図は同じく第１２図に示ず空燃比制御装置を用い
、ＯＳＣ担持モノリス３８のＯＳＣ担持量を変化させ、
ＬＡ−４モード規定の二山目の加速（３０ｋｍ／ｈ−７
４ｋｍ／ｈ）時におけるＣ０１１１Ｃ１及びＮＯ＋を排
気量を示し、試験結果はＯＳＣ担持量が０、即ち、ＯＳ
Ｃ非担持モノリスを使用した場合の各排気量を１００と
した排出指数で示しである。０３ＣｊＢ持モノリス３８
のＯ３Ｃ担持量が略１０〜８０ｇ／　ｌの設定範囲で排
気ガス特性の改善効果が認められ、担持量を２０〜６０
ｇ／ｌに設定すると加速時のＣｏ、、ＩＩｃ、及びＮｏ
、排気量をいずれも減少させることが出来る。尚、加速
時のＣ０１ＩＩｃ、及びＮ０ＩＩの排気量は、第１３図
及び第１４図に示・ず様に使用する酸素センサの応答性
が異なると異なるが、第１５図に示すように排出指標で
データを整理すると応答性が異なる酸素センサを使用し
ても略同じ結果が得られる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の酸素センサに依れば、被検
出ガス中の酸素を、その分圧に応じて吸着または放出す
る物質を担持する担体を含んで構成されるので、被検出
ガスはこの担体を介して検出素子に到達し、これにより
、検出素子のＯｔないしＣＯによる被毒が防止され、酸
素センサが一時的に過剰の０２ないしＣＯに曝されても
その後の酸素濃度の検出の応答性を著しく向上させるこ
とが出来る。そして、斯かる酸素センサを内燃エンジン
等の空燃比制御に使用すると、車両の加速時等に排気通
路内の酸素量が一時的に大幅に増加したときにも、空燃
比制御をより正確に行うことが出来、所謂リッチエクス
カーションが発生することがなく、三元触媒の排気ガス
浄化効率の低下を防止することが出来るという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の酸素センサの概念的構成を示し、酸
素検出素子の回りに酸素貯蔵物質を担持するベレントが
充填されたタイプの縦断面図、第２図は、本発明の別の
態様の酸素センサの概念的構成を示し、第１図に示すセ
ンサと同様のベレットタイプの縦断面図、第３図は、本
発明の又別の態様の酸素センサの概念的構成を示し、保
護層に酸素貯蔵物質を担持させるタイプの縦断面図、第
４図は、本発明の更に別の態様の酸素センサの概念的構
成を示し、緩衝層に酸素貯蔵物質を担持させるタイプの
縦断面図、第５図は、本発明の更に又別の態様の酸素セ
ンサの概念的構成を示し、酸素貯蔵物質を担持させた緩
衝層と電極間に保護層が介在されるタイプの縦断面図、
第６図は、本発明の又別の態様の酸素センサの概念的構
成を示し、緩衝層に酸素貯蔵物質を担持させるタイプの
縦断面図、第７図は、第６図のＶ　ｎ−Ｖ　ＩＩ線に沿
う断面図、第８図は、本発明の更に別の態様の酸素セン
サの概念的構成を示し、多孔質層に酸素貯蔵物質を担持
させるタイプの縦断面図、第９図は、第８図のＩＸ−Ｉ
Ｘ線に沿う断面図、第１０図は、本発明の酸素センサを
使用して空燃比制御を行った場合の、エンジンに供給さ
れる混合気の空燃比に対応させて表した、排気通路の酸
素センサ近傍及び酸素センサの電極部近傍の各酸素濃度
の時間変化の関係を説明するためのタイミングチャート
、第１１図は、酸素貯蔵物質を適量を超えて過剰に担持
させた担体を有する酸素センサを使用して空燃比制御を
行った場合の、第１０図とＨＣＪの酸素濃度の時間変化
の関係を示すタイミングチャート、第１２図は、本発明
の内燃エンジンの空燃比制御装置の概念的構成を示すブ
ロック図、第１３図は、第１２図に示す空燃比制御装置
の排気ガス特性評価試験結果を示し、ＮＯｘとＣＯの各
排出量の関係のグラフ、第１４図は、第１３図と同様に
排気ガス特性評価試験結果を示し、ＮＯｘとＨＣの各排
出量の関係のグラフ、第１５図は、第１２図に示す空燃
比制御装置のＯＳＣ担持モノリスに担持させる酸素貯蔵
物質の担持量とＮＯｘ、Ｃｏ、ＨＣの各排出指数との関
係を示すグラフ、第１６図は、従来の酸素センサの概念
的構成を示す縦断面図、第１７図は、従来の別の態様の
酸素センサの概念的構成を示す縦断面図、第１８図は、
第１７図のＸ■−ｘｖｍ線に沿う断面図、第１９図は、
従来の内燃エンジンの空燃比制御装置の概念的構成を示
すブロック図、及び第２０図は、従来の酸素センサを使
用して空燃比制御を行った場合の、エンジンに供給され
る混合気の空燃比に対応させて表した、排気通路の酸素
センサ近傍及び酸素センサの電極部近傍の各酸素濃度、
酸素センサが出力する酸素濃度検出信号値、及び燃料噴
射弁の燃料噴射量を補正するフィードハック補正係数値
に１の各時１７１変化の関係を説明するためのタイミン
グチャートである。 １、ＩＡ、ＩＢ、ＩＢ’、ＩＤ・・・酸素センサ、２°
・・・保護管、２°ａ・・・小孔、３，３°・・・酸素
濃度検出素子、４．４ａ、４ｂ−・・固体電解質、５，
５ａ。 ５ｂ、５ｃ、６．６ａ、６ｂ、６ｃｍ・・電極、７．７
ａ７ｂ、７ｅ−・・保護層、８・・・ペレット、ＩＯｂ
、１０ｃ・・・緩衝層、１１．１１Ａ・・・酸素センサ
、１２．１２支持体、１３゛・・・酸素濃度検出素子、
１４，１４チンプ、１５・・・電極、１６・・・電極、
２１・・・多孔質層、３１・・・内燃エンジン、３２・
・・排気通路、３３・・・三元触媒、３５・・・燃料噴
射弁、３６・・・電子制御装置、３８・・・Ｏ８Ｃ担持
モノリス、４０・・・支持体、４０ａ・・・固体電解質
層、４１・・・多孔質層、凹陥部・・・４１ａ。 第３ 図 第６ モミ　］ヨ　四　ｉ寥 ○ 第２０図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検出ガス中の酸素濃度を検出する検出素子を有
   する酸素センサにおいて、被検出ガス中の酸素を、その
   分圧に応じて吸着または放出する物質を担持する担体を
   含んでなり、被検出ガスは前記担体を介して前記検出素
   子に到達することを特徴する酸素センサ。
2. （２）被検出ガス中に挿入され、多数の小孔が形成され
   た保護管と、該保護管内に配設され、被検出ガス中の酸
   素濃度を検出する検出素子とを有する酸素センサにおい
   て、前記保護管内壁と前記検出素子間の空隙に充填され
   、被検出ガス中の酸素を、その分圧に応じて吸着または
   放出する物質を担持し、前記保護管の小孔の孔径より大
   きい径を有するペレットを含んでなり、被検出ガスは前
   記ペレットを介して前記検出素子に到達することを特徴
   する酸素センサ。
3. （３）酸素イオン伝導性個体電解質層と、該個体電解質
   層を挟持する一対の電極と、該一対の電極の内被検出ガ
   ス側の電極の外表面に形成された保護層とを備え、被検
   出ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサにおいて、前
   記保護層は、被検出ガス中の酸素を、その分圧に応じて
   吸着または放出する物質を含有し、被検出ガスは前記保
   護層を介して前記一対の電極の内被検出ガス側の電極に
   到達することを特徴する酸素センサ。
4. （４）酸素イオン伝導性個体電解質層と、該個体電解質
   層を挟持する一対の電極とを備え、被検出ガス中の酸素
   濃度を検出する酸素センサにおいて、前記一対の電極の
   内、被検出ガス側の電極の外表面に形成され、被検出ガ
   ス中の酸素を、その分圧に応じて吸着または放出する物
   質を含有する緩衝層を含んでなり、被検出ガスは該緩衝
   層を介して前記一対の電極の内被検出ガス側の電極に到
   達することを特徴する酸素センサ。
5. （５）絶縁支持体と、該支持体の一側面に配設され、酸
   素と接触すると当該酸素濃度に応じて電気抵抗が変化す
   る物質よりなるチップと、該チップに所定間隔だけ離間
   して接続された一対の電極とを備え、被検出ガス中の酸
   素濃度を検出する酸素センサにおいて、前記チップの被
   検出ガス側表面を覆って形成され、被検出ガス中の酸素
   を、その分圧に応じて吸着または放出する物質を含有す
   る多孔質層を含んでなり、被検出ガスは該多孔質層を介
   して前記チップに到達することを特徴する酸素センサ。
6. （６）内燃エンジンの排気通路に配設され、排気ガス中
   の酸素濃度を検出し、検出信号を出力する酸素センサと
   、エンジンに燃料を供給する燃料供給手段とを備え、前
   記酸素センサからの検出信号に応じて前記エンジンへの
   燃料供給量を増減させる制御信号を前記燃料供給手段に
   出力する空燃比制御装置において、前記酸素センサの前
   記排気ガス流方向に沿う上流側の前記排気通路に配設さ
   れ、排気ガス中の酸素をその分圧に応じて吸着または放
   出する物質を担持する担体を含んでなり、前記酸素セン
   サにより検出される排気ガスは前記担体を介して前記酸
   素センサに到達することを特徴する内燃エンジンの空燃
   比制御装置。