JPH081495Y2 - ヒータ付酸素センサ - Google Patents
ヒータ付酸素センサInfo
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- JPH081495Y2 JPH081495Y2 JP1989020165U JP2016589U JPH081495Y2 JP H081495 Y2 JPH081495 Y2 JP H081495Y2 JP 1989020165 U JP1989020165 U JP 1989020165U JP 2016589 U JP2016589 U JP 2016589U JP H081495 Y2 JPH081495 Y2 JP H081495Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は内燃機関における作動制御に使用すること
ができるヒータ付の酸素センサに関する。
ができるヒータ付の酸素センサに関する。
［従来技術］ 内燃機関における空燃比制御やEGR制御に使用される
酸素センサにおいて、ジルコニアより成る固体電解質本
体上に電極を形成し、かつこの電極間において流れる電
流の制御をするため所定寸法のオリフィスより成る酸素
分子拡散手段を設け、拡散手段を通しての酸素分子の拡
散速度を規制することにより限界電流を計測し、酸素分
圧もしくは酸素濃度を計測するものが知られている。こ
のタイプのセンサは温度依存性があることが知られ、セ
ンサ温度を一定に制御するヒータ制御回路を具備してい
る。このヒータの消費電力は例えば50ワット（Watt）に
も達する相当に大きなものである。通常はヒータは本体
の外側に配置されるのであるが、これでは熱の損失が大
きくなるので、ヒータによる加熱効率を向上するためヒ
ータをセンサ内に埋設した構造のものが知られている。
即ち、固体電解質本体内に絶縁層が形成され、この絶縁
層内にヒータが埋設される構造となっている。例えば、
特開昭60-260842号参照。
酸素センサにおいて、ジルコニアより成る固体電解質本
体上に電極を形成し、かつこの電極間において流れる電
流の制御をするため所定寸法のオリフィスより成る酸素
分子拡散手段を設け、拡散手段を通しての酸素分子の拡
散速度を規制することにより限界電流を計測し、酸素分
圧もしくは酸素濃度を計測するものが知られている。こ
のタイプのセンサは温度依存性があることが知られ、セ
ンサ温度を一定に制御するヒータ制御回路を具備してい
る。このヒータの消費電力は例えば50ワット（Watt）に
も達する相当に大きなものである。通常はヒータは本体
の外側に配置されるのであるが、これでは熱の損失が大
きくなるので、ヒータによる加熱効率を向上するためヒ
ータをセンサ内に埋設した構造のものが知られている。
即ち、固体電解質本体内に絶縁層が形成され、この絶縁
層内にヒータが埋設される構造となっている。例えば、
特開昭60-260842号参照。
［考案が解決しようとする問題点］ 従来技術では、絶縁材料としてのアルミナ若しくはコ
バール等によって形成されるスペーサ部材中にヒータを
埋設する構造となっている。絶縁材料としては耐熱性が
充分なこと、ヒータ電圧を印加してもイオン導電性の性
質がない、さらには拡散室の気密性の確保のためジルコ
ニアとの密着性が良好なことが要求される。ところが、
絶縁材料として通常使用されるアルミナは最初の二つの
条件は満足するが三番目の条件が充分でない。すなわ
ち、ジルコニアとアルミナとは焼結により合体される
が、両者の結晶構造の相違が大きいため親和性に欠如し
ており剥離などの問題点が起こりやすいのである。
バール等によって形成されるスペーサ部材中にヒータを
埋設する構造となっている。絶縁材料としては耐熱性が
充分なこと、ヒータ電圧を印加してもイオン導電性の性
質がない、さらには拡散室の気密性の確保のためジルコ
ニアとの密着性が良好なことが要求される。ところが、
絶縁材料として通常使用されるアルミナは最初の二つの
条件は満足するが三番目の条件が充分でない。すなわ
ち、ジルコニアとアルミナとは焼結により合体される
が、両者の結晶構造の相違が大きいため親和性に欠如し
ており剥離などの問題点が起こりやすいのである。
［課題を解決するための手段］ この考案によれば、固体電解質の本体上に金属材料よ
り構成されるヒータを設けた絶縁層を密接させたヒータ
付酸素センサにおいて、絶縁層を絶縁材料と固体電解質
を形成する材料との傾斜材料にて形成し、該傾斜材料
は、ヒータに近付くほど絶縁材料成分の含有量が多く、
一方固体電解質本体に近付くほど固体電解質を形成する
材料の含有量が多くなるように形成され、ヒータに接触
する個所では固体電解質を形成する材料の含有割合は実
質的に零パーセントであることを特徴とするヒータ付酸
素センサが提供される。
り構成されるヒータを設けた絶縁層を密接させたヒータ
付酸素センサにおいて、絶縁層を絶縁材料と固体電解質
を形成する材料との傾斜材料にて形成し、該傾斜材料
は、ヒータに近付くほど絶縁材料成分の含有量が多く、
一方固体電解質本体に近付くほど固体電解質を形成する
材料の含有量が多くなるように形成され、ヒータに接触
する個所では固体電解質を形成する材料の含有割合は実
質的に零パーセントであることを特徴とするヒータ付酸
素センサが提供される。
絶縁材料は傾斜にて形成され、ヒータに近付くほど絶
縁材料成分の含有量が多いためヒータ加熱に対する耐熱
性が充分得られ、かつヒータ層での高い絶縁性が得られ
る。一方、固体電解質本体に近付くほど固体電解質を形
成する材料の含有量が多くなるように形成されるためジ
ルコニアよりなる本体と良好な状態で焼結される。ま
た、ヒータ38に接触する個所において固体電解質を形成
する材料の含有割合を実質的に零パーセントとしたこと
により、ヒータ付近には固体電解質を形成する材料は全
然存在しなくなり、固体電解質の脆化のおそれがない。
縁材料成分の含有量が多いためヒータ加熱に対する耐熱
性が充分得られ、かつヒータ層での高い絶縁性が得られ
る。一方、固体電解質本体に近付くほど固体電解質を形
成する材料の含有量が多くなるように形成されるためジ
ルコニアよりなる本体と良好な状態で焼結される。ま
た、ヒータ38に接触する個所において固体電解質を形成
する材料の含有割合を実質的に零パーセントとしたこと
により、ヒータ付近には固体電解質を形成する材料は全
然存在しなくなり、固体電解質の脆化のおそれがない。
第２図において、10はエンジン本体、12は吸気管、14
はスロットル弁、16は燃料噴射装置、18は排気ガス再循
環（EGR）通路、20は排気ガス再循環制御弁（EGR弁）で
ある。制御回路22は燃料噴射装置16の作動制御及びEGR
弁20の作動制御を行う周知のものである。吸気管12に吸
気管圧力センサ24が設けられ、吸気管圧力信号が制御回
路22に入力され、エンジン回転数センサ26はクランク角
度信号の間隔からエンジン回転数を算出し、その回転数
信号が制御回路22に入力される。また、EGR率センサ28
は酸素センサとして構成され、EGR通路18の接続部より
下流側における吸気管12内に配置される。制御回路22は
吸気管圧力及びエンジン回転数より燃料噴射量の算出を
行い、一方EGR率センサ28はEGR率を計測し、その計測さ
れたEGR率に応じて燃料噴射量の補正を行い、燃料噴射
装置16よりの燃料噴射制御を行う。また、制御回路22は
所定のEGR率が得られるようにEGR弁20の制御を行う。
はスロットル弁、16は燃料噴射装置、18は排気ガス再循
環（EGR）通路、20は排気ガス再循環制御弁（EGR弁）で
ある。制御回路22は燃料噴射装置16の作動制御及びEGR
弁20の作動制御を行う周知のものである。吸気管12に吸
気管圧力センサ24が設けられ、吸気管圧力信号が制御回
路22に入力され、エンジン回転数センサ26はクランク角
度信号の間隔からエンジン回転数を算出し、その回転数
信号が制御回路22に入力される。また、EGR率センサ28
は酸素センサとして構成され、EGR通路18の接続部より
下流側における吸気管12内に配置される。制御回路22は
吸気管圧力及びエンジン回転数より燃料噴射量の算出を
行い、一方EGR率センサ28はEGR率を計測し、その計測さ
れたEGR率に応じて燃料噴射量の補正を行い、燃料噴射
装置16よりの燃料噴射制御を行う。また、制御回路22は
所定のEGR率が得られるようにEGR弁20の制御を行う。
第３図はEGR率センサ28を構成するこの発明の酸素セ
ンサの構成を概略的に示すものである。酸素センサは安
定化ジルコニア等の固体電解質より構成される本体30
と、絶縁層を構成するスペーサ32と、スペーサ32上に固
定されるオリフィスプレート34と、本体30上に固定され
るセンサセルを構成する白金製の第１の対の電極35a,35
bと、オリフィスプレート34の対抗面に固定される、ポ
ンプセルを構成する白金製の第２の対の電極36a,36b
と、絶縁層としてのスペーサ32内に埋設されるヒータ38
とを具備する。本体30とスペーサ32とオリフィスプレー
ト34とによって拡散空間42が区画される。拡散空間42の
容積はセンサ周囲の圧力脈動の影響を受けることないよ
うかつ静圧のみで影響されるように決められている。オ
リフィスプレート34にピンホール40が穿設され、拡散空
間42を被検出ガス側の吸気管12（第２図）内に連通させ
るためのものである。ピンホール40を介して所謂分子拡
散原理による拡散が惹起され、このとき電極36a,36bに
より構成されるポンプセルを流れる限界電流により酸素
濃度を検出するためのものである。この分子拡散型の拡
散ではピンホール40を通過する酸素分子同士が衝突する
ことにより拡散の律速が行われものであり、この律速を
行うためのピンホールの孔径は0.1mmから0.8mmのオーダ
ーである。ピンホール型による検出原理を説明するとセ
ンサセル35の起電力VEは、 VE＝Ｋ×1n（PO2l／PO2c） ・・・（１） ここに、 PO2l：吸気管内のガスの酸素分圧 PO2c：拡散空間42内のガスの酸素分圧 Ｋ＝（４×F/（Ｒ×Ｔ）） F:ファラデー定数 R:ガス定数 T:素子温度 によって現される。（１）式を全圧を考慮して変形する
と、 VE＝Ｋ×1n（PO2l／P1）／（PO2c／Pc） ・・（２） によって現され、ここにP1は吸気管の全圧であり、Pcは
拡散空間の全圧である。一方、ポンプセル36を流れる限
界電流は、ピンホール40によって律速されるO2量によっ
てFickの法則下で支配され、 IP＝Ｋ×Ｄ×（S/I）×（PO2l−PO2c） ・・（３） ここに、 D:O2拡散定数 S:ピンホール径 1:ピンホール長さ により算出される。（１）式より PO2c＝PO2l×exp（−Ｋ×VE） ・・・（４） が得られる。（４）式を（３）式に代入すると、 IP＝Ｋ×Ｄ×（S/I）×PO2l×（１−exp（−Ｋ×
VE）） ・・・（５） が得られる。然るに、Ｋは温度Ｔに反比例し、一方拡散
係数Ｄは全圧P1に反比例する。従って、温度Ｔ及び電圧
VEを一定に維持しておけば、 IP∝PO2l／P1 ・・・（６） となり、限界電流を分圧と全圧との比、即ち酸素温度だ
けに依存させることができる。
ンサの構成を概略的に示すものである。酸素センサは安
定化ジルコニア等の固体電解質より構成される本体30
と、絶縁層を構成するスペーサ32と、スペーサ32上に固
定されるオリフィスプレート34と、本体30上に固定され
るセンサセルを構成する白金製の第１の対の電極35a,35
bと、オリフィスプレート34の対抗面に固定される、ポ
ンプセルを構成する白金製の第２の対の電極36a,36b
と、絶縁層としてのスペーサ32内に埋設されるヒータ38
とを具備する。本体30とスペーサ32とオリフィスプレー
ト34とによって拡散空間42が区画される。拡散空間42の
容積はセンサ周囲の圧力脈動の影響を受けることないよ
うかつ静圧のみで影響されるように決められている。オ
リフィスプレート34にピンホール40が穿設され、拡散空
間42を被検出ガス側の吸気管12（第２図）内に連通させ
るためのものである。ピンホール40を介して所謂分子拡
散原理による拡散が惹起され、このとき電極36a,36bに
より構成されるポンプセルを流れる限界電流により酸素
濃度を検出するためのものである。この分子拡散型の拡
散ではピンホール40を通過する酸素分子同士が衝突する
ことにより拡散の律速が行われものであり、この律速を
行うためのピンホールの孔径は0.1mmから0.8mmのオーダ
ーである。ピンホール型による検出原理を説明するとセ
ンサセル35の起電力VEは、 VE＝Ｋ×1n（PO2l／PO2c） ・・・（１） ここに、 PO2l：吸気管内のガスの酸素分圧 PO2c：拡散空間42内のガスの酸素分圧 Ｋ＝（４×F/（Ｒ×Ｔ）） F:ファラデー定数 R:ガス定数 T:素子温度 によって現される。（１）式を全圧を考慮して変形する
と、 VE＝Ｋ×1n（PO2l／P1）／（PO2c／Pc） ・・（２） によって現され、ここにP1は吸気管の全圧であり、Pcは
拡散空間の全圧である。一方、ポンプセル36を流れる限
界電流は、ピンホール40によって律速されるO2量によっ
てFickの法則下で支配され、 IP＝Ｋ×Ｄ×（S/I）×（PO2l−PO2c） ・・（３） ここに、 D:O2拡散定数 S:ピンホール径 1:ピンホール長さ により算出される。（１）式より PO2c＝PO2l×exp（−Ｋ×VE） ・・・（４） が得られる。（４）式を（３）式に代入すると、 IP＝Ｋ×Ｄ×（S/I）×PO2l×（１−exp（−Ｋ×
VE）） ・・・（５） が得られる。然るに、Ｋは温度Ｔに反比例し、一方拡散
係数Ｄは全圧P1に反比例する。従って、温度Ｔ及び電圧
VEを一定に維持しておけば、 IP∝PO2l／P1 ・・・（６） となり、限界電流を分圧と全圧との比、即ち酸素温度だ
けに依存させることができる。
第４図は電圧Ｖと電流Ｉとの間の関係を色々な酸素濃
度について示すものであり、各酸素濃度において電圧が
係わらず電流が飽和する領域があり、この飽和電流が限
界電流であり、これは前記式で現されるように各酸素濃
度に対して一定の関係を持っている。従って、各酸素濃
度において、飽和領域を通過する電圧Ｖ＝VEに維持し、
その際の電流を計測することにより酸素濃度を知ること
ができる。そして、この酸素濃度特性は（６）式につい
て説明したことから分かる通り吸気管圧力（全圧）の依
存性がないという好ましい特性を具備している。（第５
図参照）。一方、排気ガス再循環を行うと同一の全圧で
あってもEGR率に応じて酸素濃度は変化する。従って、
センサ28の出力よりEGR率を知ることができる（第６図
参照）。
度について示すものであり、各酸素濃度において電圧が
係わらず電流が飽和する領域があり、この飽和電流が限
界電流であり、これは前記式で現されるように各酸素濃
度に対して一定の関係を持っている。従って、各酸素濃
度において、飽和領域を通過する電圧Ｖ＝VEに維持し、
その際の電流を計測することにより酸素濃度を知ること
ができる。そして、この酸素濃度特性は（６）式につい
て説明したことから分かる通り吸気管圧力（全圧）の依
存性がないという好ましい特性を具備している。（第５
図参照）。一方、排気ガス再循環を行うと同一の全圧で
あってもEGR率に応じて酸素濃度は変化する。従って、
センサ28の出力よりEGR率を知ることができる（第６図
参照）。
上述の関係から分かるように、センサ28の出力は温度
依存性があり、センサ温度を所定値、例えば700℃に制
御する必要がある。絶縁層32に埋設されるヒータ38をこ
の所定温度に維持するように機能するものである。
依存性があり、センサ温度を所定値、例えば700℃に制
御する必要がある。絶縁層32に埋設されるヒータ38をこ
の所定温度に維持するように機能するものである。
第３図において、センサセル35からの起電力及びポン
プセル36を流れるポンプ電流を制御するための制御回路
が設けられる。この制御回路そのものは公知のものと同
様であり、オペアンプ50,51,52及びトランジスタ54を具
備する。第１のオペアンプ50とセンサセル35からの起電
力の増幅用であり、その非反転入力はセンサセル35の電
極35aに結線され、電極35bは接地される。第１のオペア
ンプ50の出力は第２のオペアンプ51の反転入力に接続さ
れ、その非反転入力に電圧設定器56が接続される。電圧
設定器56によって第２図におけるVEに相当する電圧が
VE′が設定される。第３のオペアンプ52は電圧増幅用で
あり、その出力はトランジスタ54のベースに接続され
る。トランジスタ54のエミッタはポンプセル36の電極36
aに接続され、電極36bは接地される。
プセル36を流れるポンプ電流を制御するための制御回路
が設けられる。この制御回路そのものは公知のものと同
様であり、オペアンプ50,51,52及びトランジスタ54を具
備する。第１のオペアンプ50とセンサセル35からの起電
力の増幅用であり、その非反転入力はセンサセル35の電
極35aに結線され、電極35bは接地される。第１のオペア
ンプ50の出力は第２のオペアンプ51の反転入力に接続さ
れ、その非反転入力に電圧設定器56が接続される。電圧
設定器56によって第２図におけるVEに相当する電圧が
VE′が設定される。第３のオペアンプ52は電圧増幅用で
あり、その出力はトランジスタ54のベースに接続され
る。トランジスタ54のエミッタはポンプセル36の電極36
aに接続され、電極36bは接地される。
比較器としての第２のオペアンプ51はセンサセル35の
出力電圧を基準電圧VE′と比較し、第３のオペアンプ52
はその大小に応じてトランジスタ54をON,OFFしポンプセ
ル36に流れる電流（ポンプ電流IP）を制御する。即ち、
センサセル35の起電力が一定値VEとなるようにポンプセ
ル36を流れる電流より空燃比を計測することができる。
出力電圧を基準電圧VE′と比較し、第３のオペアンプ52
はその大小に応じてトランジスタ54をON,OFFしポンプセ
ル36に流れる電流（ポンプ電流IP）を制御する。即ち、
センサセル35の起電力が一定値VEとなるようにポンプセ
ル36を流れる電流より空燃比を計測することができる。
ヒータ制御回路はブリッジ抵抗R1，R2，R3と、比較器
60と、トランジスタ62とからなり、ブリッジ回路内にヒ
ータ38（RH）が配置される。ブリッジ回路はヒータ両端
電位差が一定となるように制御を行い、ヒータ電流を所
定温度700℃に相当する値に維持するものである。
60と、トランジスタ62とからなり、ブリッジ回路内にヒ
ータ38（RH）が配置される。ブリッジ回路はヒータ両端
電位差が一定となるように制御を行い、ヒータ電流を所
定温度700℃に相当する値に維持するものである。
以上の構成において、ヒータ38を埋設した絶縁層を構
成するスペーサ32はアルミナを主体に構成される。これ
は、ヒータ38の発熱量が相当に大きく要求されるため耐
熱性の高いことと、イオン導電性がないこととの要求か
らアルミナ（又はコバール）が最適であるからである。
ところがアルミナ100％よりなるスペーサ23内に単に埋
設しただけの構造であると、アルミナで作られるスペー
サ32とジルコニアで作られる本体30又はオリフィスプレ
ート34との気密性が悪く、またこれらの接合面の剥がれ
が起こりやすい。これは、スペーサ32を構成するアルミ
ナと、本体30若しくはプレート34を構成するジルコニア
との結晶構造が違うため焼結が良好に行い難いことによ
る。気密性が悪いとピンホール40以外の部分で酸素分子
の拡散が惹起され、センサ特性が変化する不都合があ
る。
成するスペーサ32はアルミナを主体に構成される。これ
は、ヒータ38の発熱量が相当に大きく要求されるため耐
熱性の高いことと、イオン導電性がないこととの要求か
らアルミナ（又はコバール）が最適であるからである。
ところがアルミナ100％よりなるスペーサ23内に単に埋
設しただけの構造であると、アルミナで作られるスペー
サ32とジルコニアで作られる本体30又はオリフィスプレ
ート34との気密性が悪く、またこれらの接合面の剥がれ
が起こりやすい。これは、スペーサ32を構成するアルミ
ナと、本体30若しくはプレート34を構成するジルコニア
との結晶構造が違うため焼結が良好に行い難いことによ
る。気密性が悪いとピンホール40以外の部分で酸素分子
の拡散が惹起され、センサ特性が変化する不都合があ
る。
これらの点に鑑み、ヒータ32を埋設する絶縁層として
のスペーサ32と本体30又はプレート34との良好な焼結状
態を得るため、この考案ではスペーサ32はアルミナとジ
ルコニアとの傾斜材料にて形成し、該傾斜材料は、ヒー
タ38に近付くほどアルミナ成分の含有量が多く、一方固
体電解質本体に近付くほどジルコニアの含有量が多くな
るように形成される。これを第１図に示す。すなわち、
（ａ）はセンサの厚み方向に沿ってのジルコニアの濃度
分布を示しており、本体30及びプレート34の部分ではジ
ルコニア100％であり、一方ヒータ38の厚みの部分では
ジルコニアは０％である。（ｂ）はセンサの厚み方向に
沿ってのアルミナの濃度分布を示しており、本体30及び
プレート34の部分ではアルミナは０％であり、一方ヒー
タ38の厚みの部分ではアルミナが100％となるい。即
ち、本体30とヒータ38との間、プレート34とヒータ38と
の間の中間領域では、ジルコニア100％、アルミナ０％
からジルコニア０％、アルミナ100％に徐々に変化する
ように形成される。
のスペーサ32と本体30又はプレート34との良好な焼結状
態を得るため、この考案ではスペーサ32はアルミナとジ
ルコニアとの傾斜材料にて形成し、該傾斜材料は、ヒー
タ38に近付くほどアルミナ成分の含有量が多く、一方固
体電解質本体に近付くほどジルコニアの含有量が多くな
るように形成される。これを第１図に示す。すなわち、
（ａ）はセンサの厚み方向に沿ってのジルコニアの濃度
分布を示しており、本体30及びプレート34の部分ではジ
ルコニア100％であり、一方ヒータ38の厚みの部分では
ジルコニアは０％である。（ｂ）はセンサの厚み方向に
沿ってのアルミナの濃度分布を示しており、本体30及び
プレート34の部分ではアルミナは０％であり、一方ヒー
タ38の厚みの部分ではアルミナが100％となるい。即
ち、本体30とヒータ38との間、プレート34とヒータ38と
の間の中間領域では、ジルコニア100％、アルミナ０％
からジルコニア０％、アルミナ100％に徐々に変化する
ように形成される。
前記の傾斜特性を持った絶縁層32を形成するための方
法としては、第１の方法として、先ずジルコニア100
％、アルミナ100％の薄い（例えば厚さ＝0.4mm）グリー
ンシートを形成し、ジルコニアのグリーンシート及びア
ルミナのグリーンシートを上記のように設定したジルコ
ニア及びアルミナの分布勾配が得られるように比率を変
えながら積層し、その後焼結する方法がある。第２の方
法としてはスパッタリングを利用したもので、ターゲッ
トとしてのジルコニア、アルミナの面積比率を設定の分
布勾配に応じて変えながらスパッタリングをする方法で
実施例のような絶縁層を得ることができる。
法としては、第１の方法として、先ずジルコニア100
％、アルミナ100％の薄い（例えば厚さ＝0.4mm）グリー
ンシートを形成し、ジルコニアのグリーンシート及びア
ルミナのグリーンシートを上記のように設定したジルコ
ニア及びアルミナの分布勾配が得られるように比率を変
えながら積層し、その後焼結する方法がある。第２の方
法としてはスパッタリングを利用したもので、ターゲッ
トとしてのジルコニア、アルミナの面積比率を設定の分
布勾配に応じて変えながらスパッタリングをする方法で
実施例のような絶縁層を得ることができる。
複合斜傾材料にて絶縁層を形成することにより同絶縁
層の、ジルコニアで作られた本体30及びプレート32の部
分との焼結性は良好としつつ、ヒータ38の部分での充分
な耐熱性を得ることができる。焼結部の状態を長期間安
定させることができるため、拡散室42の気密状態が長期
にわたり確保されたセンサ特性の経時変化を防止するこ
とができる。
層の、ジルコニアで作られた本体30及びプレート32の部
分との焼結性は良好としつつ、ヒータ38の部分での充分
な耐熱性を得ることができる。焼結部の状態を長期間安
定させることができるため、拡散室42の気密状態が長期
にわたり確保されたセンサ特性の経時変化を防止するこ
とができる。
また、ヒータ38の部位でのジルコニアの含有割合はジ
ルコニアの脆化の防止のため０％となっているが、絶縁
層は傾斜構造であるため、ヒータ38の部位での絶縁材０
％の部分の厚みを必要最小限とすることができ、センサ
の小型化を図ることができる。
ルコニアの脆化の防止のため０％となっているが、絶縁
層は傾斜構造であるため、ヒータ38の部位での絶縁材０
％の部分の厚みを必要最小限とすることができ、センサ
の小型化を図ることができる。
第１図はセンサの厚み方向におけるジルコニア、アルミ
ナの濃度分布を模式的に示すグラフ。 第２図はこの考案の酸素センサを具備した内燃機関の制
御装置の概略構成図。 第３図は実施例におけるセンサ及び制御回路の構成図。 第４図はセンサの電圧−電流特性図。 第５図は全圧に対するセンサ出力特性図。 第６図はEGR率に対するセンサ出力特性図。 10……エンジン本体、12……吸気管 14……スロットル弁、16……燃料噴射装置 18……EGR通路、20……EGR弁 22……制御回路、24……圧力センサ 26……回転数センサ、28……EGR率センサ 30……本体、32……スペーサ 34……オリフィスプレート、35……センサセル 35a,35b……センサセル電極、36……ポンプセル 36a,36b……ポンプセル電極、38……ヒータ 40……ピンホール、42……拡散空間 50,51,53……オペアンプ 54……トランジスタ、60……オペアンプ 62……トランジスタ
ナの濃度分布を模式的に示すグラフ。 第２図はこの考案の酸素センサを具備した内燃機関の制
御装置の概略構成図。 第３図は実施例におけるセンサ及び制御回路の構成図。 第４図はセンサの電圧−電流特性図。 第５図は全圧に対するセンサ出力特性図。 第６図はEGR率に対するセンサ出力特性図。 10……エンジン本体、12……吸気管 14……スロットル弁、16……燃料噴射装置 18……EGR通路、20……EGR弁 22……制御回路、24……圧力センサ 26……回転数センサ、28……EGR率センサ 30……本体、32……スペーサ 34……オリフィスプレート、35……センサセル 35a,35b……センサセル電極、36……ポンプセル 36a,36b……ポンプセル電極、38……ヒータ 40……ピンホール、42……拡散空間 50,51,53……オペアンプ 54……トランジスタ、60……オペアンプ 62……トランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】固体電解質の本体上に金属材料より構成さ
れるヒータを設けた絶縁層を密接させたヒータ付酸素セ
ンサにおいて、絶縁層を絶縁材料と固体電解質を形成す
る材料との傾斜材料にて形成し、該傾斜材料は、ヒータ
に近付くほど絶縁材料成分の含有量が多く、一方固体電
解質本体に近付くほど固体電解質を形成する材料の含有
量が多くなるように形成され、ヒータに接触する個所で
は固体電解質を形成する材料の含有割合は実質的に零パ
ーセントであることを特徴とするヒータ付酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989020165U JPH081495Y2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | ヒータ付酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989020165U JPH081495Y2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | ヒータ付酸素センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02113158U JPH02113158U (ja) | 1990-09-11 |
| JPH081495Y2 true JPH081495Y2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=31236300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989020165U Expired - Fee Related JPH081495Y2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | ヒータ付酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081495Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19746516C2 (de) * | 1997-10-22 | 2001-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Planares Sensorelement |
| JP4565739B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2010-10-20 | 京セラ株式会社 | 空燃比センサ素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172054A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 酸素ガスセンサ− |
| JPS6250658A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Hitachi Ltd | 固体電解質型酸素センサの酸素センサ素子およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1989020165U patent/JPH081495Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02113158U (ja) | 1990-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |