JPS62148849A - 空燃比センサ− - 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］ 本発明は内燃機関等、各種燃焼機器の排気中の酸素濃度
に基づき空燃比を検出する空燃比センサーに関するもの
である。

［従来の技術］ 内燃機関等、各種燃焼機器に供給される混合気の空燃比
を排気中の酸素濃度より検出する空燃比検出装置の一つ
として、板状の酸素イオン伝導性固体電解質の両面に多
孔質電極が設けられた２枚の素子を、間隙を介して対向
配設し、一方の素子を間隙内の酸素を周囲に汲み出す酸
素ポンプ素子、他方の素子を周囲雰囲気と間隙との酸素
濃度差によって電圧を生ずる酸素濃淡電池素子として、
少なくとも空燃比のリーン域において空燃比に対応した
信号を検出し得るよう構成されたものがある（特開昭５
９−１７８３５４＞。

ところがこの種の空燃比センサーの場合、空燃比のリー
ン域、即ち排気中に残留酸素が多く存在する場合だけで
なく、空燃比のリッチ域、即ち排気中に残留酸素が極め
て少量しか存在しない場合にでも、排気中のＣｏ５ＣＯ
２、Ｈｚ　Ｏ等の反応により、リーン域における信号と
同様の信号を発生する特性を有することがわかった。つ
まり検出信号に対して２つの空燃比が対応するようにな
るため、この種の空燃比センサーを用いて空燃比制御を
実行する場合、空燃比がリーン域にあるのか、おるいは
リッチ域にあるのかを区別する必要が生じてくる。

そこで、酸素濃淡電池素子の酸素ポンプ素子に対向しな
い面に大気を導入し、検出信号が理論空燃比近傍で反転
することを防止するようにしたものが提案されている。

しかし、酸素濃淡電池素子の一面に大気を導入すると、
空燃比センサーを密閉化できず、防水対策が必要となり
、構造が複雑になる。

ざらにこの欠点を改良するために空燃比センサーに大気
を導入しないで、酸素濃淡電池素子の一面に設けた内部
基準酸素源に酸素を発生させ、その酸素の一部を漏出抵
抗部を介して周囲排ガスに漏出させて内部基準酸素源の
酸素ガス分圧を一定とすることにより大気基準を不要と
したもの（特願昭６０−１３７５８６＞や、いわゆる限
界電流型センサーとλセンサーを組み合わせて大気基準
を不用にしたもの（米国自動車技術会　予稿集第８５０
３７９号、ＳＡＥ　　ＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒ　
　Ｎｏ、８５０３７９＞が提案されている。

［発明の解決しようとする問題点］ しかしながら、内部基準酸素源を設けその酸素の一部を
周囲排ガスに漏出させる空燃比センサーは、周囲排ガス
中の酸素ガス分圧が変化するとその変化に伴って内部基
準酸素源内の酸素ガス分も変化してしまう。特に排ガス
が燃料リッチの状態ではその傾向が強い。ざらに上記空
燃比センサーは内部基準酸素源の漏出抵抗部の開口部が
排ガスにざらされるため排ガス中の成分が沈着しその内
部基準酸素源が閉鎖された状態となって内部の酸素ガス
分圧が異常に増大し、正しい測定が不可能となり、場合
によっては空燃比センサーが破壊される恐れもある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の空燃比センサーは、大気を酸素濃淡電池素子の
一面に導入することなく、大気を導入した場合と同等の
効果を得るようにしたものであり、その構成は、 酸素イオン伝導性固体電解質板の表裏面に一対の多孔質
電極ａ、ｂを有する第１の素子と、酸素イオン伝導性固
体電解質板の表裏面に一対の多孔質電極ｃ、ｄを有する
第２の素子と、上記第１の素子の多孔質電極す及び上記
第２の素子の多孔質電極Ｃの両者と接し、ガス拡散制限
部を介して測定ガス雰囲気と連通ずる測定ガス室と 上記第１の素子の多孔質電極ａと接し、漏出抵抗部を介
して上記測定ガス室に連通ずる内部基準酸素源と、 を備えることを特徴とする。

第１の素子及び第２の素子に使用される酸素イオン伝導
性固体電解質としては、ジルコニアとイツトリアの固溶
体、あるいはジルコニアとカルシアとの固溶体等が代表
的なものであり、その伯二酸化セリウム、二酸化トリウ
ム、二酸化八ツニウムの各固溶体、ペロブスカイト型酸
化物固溶体、３価金属酸化物固溶体等も使用可能である
。またその固体電解質両面に設けられる多孔質電極ａ。

ｂ、ｃ、ｄとしては、酸化反応の触媒作用を有する白金
やロジウム等を用いればよく、その形成方法としては、
これらの金属粉末を主成分としてこれに固体電解質と同
じセラミック材料の粉末を混合してペースト化し、厚膜
技術を用いて印刷後、焼結して形成する方法、あるいは
フレーム溶射、化学メッキ、蒸着等の薄膜技術を用いて
形成する。

ざらに排ガスにざらされる多孔質電極す、ｃ、ｄはその
多孔質電極層に更に、アルミナ、スピネル、ジルコニア
、ムライト等の多孔質保護層を厚膜技術を用いて形成す
ることが好ましい。

測定ガス室は、ガスの拡散を制限するガス拡散制限部を
介して、周囲排ガスを拡散制限的に導入する室であって
例えば第１の素子と第２の素子との間にＡＱ２０３、ス
ピネル、フォルステライト、ステアタイト、ジルコニア
等からなる層状中間部材としてのスペーサを第１の素子
の多孔質電極すと第２の素子の多孔質電極Ｃとの間に偏
平な閉鎖状の室が形成されるようにして挟むことによっ
て設けられる。そしてガス拡散制限部としてこのスペー
サの一部に周囲排ガス雰囲気と測定ガス室とを連通させ
る孔を設ける。このガス拡散制限部は、周囲排ガス雰囲
気と測定ガス室とを拡散制限的に連通させるものであっ
て形状は限定されなく、例えば上記スペーサの一部ある
いは全部を多孔質体で置き換えたり、スペーサ（厚膜コ
ートを含む）に孔を設けたり、更には、スペーサを第１
の素子の端子側と第２の素子の端子側との間のみ設けて
第１の素子と第２の素子との間に空隙を形成し、この空
隙を測定ガス室と一体のガス拡散制限間隙として設ける
こともできる。また測定ガス室全体に、電気絶縁性であ
ることが望ましい多孔質材を配してもよい。

尚、上記の如く測定ガス室が偏平である時、測定ガス室
の厚さすなわち画素子の多孔質電極表面間の距離は、０
．０１〜０．２ｍｍが好ましく、特に０．０５〜０．１
ｍｍであると好ましい。この厚さが０．０１ｍ１ｌｌよ
り小さいと、測定ガス室自体による酸素ガスの拡散制限
の効果が大きすぎて空燃比センサーの応答性がかえって
悪化し、又、製造時に変型しやすくなり、電気絶縁の保
持も困難となるし品質のそろった製品をつくりにくいと
いった問題がある。又、逆にこの厚さがＱ、２ｍｍより
大きければ、測定ガス室内の、特に両多孔質電極の間の
成分ガスの分圧差が大きくなり、ポンプ電流が必要以上
に大きくなり応答性も悪くなる。

ここで内部基ｆ＝酸素源は第１の素子に流れる電流によ
って測定ガス室から移動した酸素を蓄える部分であって
例えば第１の素子に、該素子の多孔質電極ａに対応する
凹部を有するＡＱ２０３、スピネル、フォルステライト
、ステアタイト、ジルコニア等からなる遮蔽体を積層し
、一端面が上記凹部内に露出し、他の端面が第１の素子
に設けられたスルーホールを介して測定ガス室側に露出
した漏出抵抗部となる多孔質層とから形成する。この漏
出抵抗部はガス拡散抵抗の大きい部分、即ちコンダクタ
ンスが小さい部分であって内部基準酸素源内の酸素を徐
々に測定ガス室に移動させる役割を持つものであって、
上記多孔質電極ａ、ｂの多孔質リード部を上記多孔質層
と兼用してもよい。

また上記多孔質層に代えて例えば上記凹部から測定ガス
室側に達する微孔であってもよい。またこの漏出抵抗部
は例えば第１の素子に存在した僅かな連通気孔によって
形成するようにしてもよい。

ざらに上記凹部を設けずに多孔質電極ａの連通気孔自体
を内部基準酸素源としてもよい。

［作用］ 第１の素子は酸素発生及び酸素濃淡電池素子、第２の素
子は酸素ポンプ素子としての作用をもつ。

即ち、 第１の素子の一つの作用は酸素発生であって、適当な温
度条件（例えば固体電解質が安定化ジルコニアの場合に
は４００″Ｃ以上）において固体電解質板の両面間に電
圧をかけることにより固体電解質板中を酸素イオンが移
動する性質を利用している。この素子は、測定ガス室に
接する多孔質電極すと、内部基準酸素源に接する多孔質
電極ａとの間に酸素イオンが多孔質電極すから多孔質電
極ａに向かって流れるように、即ち、多孔質電極すを負
、多孔質電極ａを正とするよう電圧をかけることにより
、測定ガス空中の酸素を多孔質電極ａ近傍に輸送し、内
部基準酸素源に酸素を発生させる。

第１の素子は又酸素濃淡電池としての作用を持ち適当な
温度条件において、固体電解質板の両面間にそれぞれの
表面における酸素ガス分圧の比に対応した電圧（起電力
）が生じる性質を利用している。この素子は、前述の内
部基準酸素源の酸素を基準酸素源として測定ガス室内の
酸素ガス分圧を測定する。

第２の素子は酸素ポンプ素子であって第１の素子と同様
、適当な温度条件において固体電解質板の両面間に電圧
をかけることにより固体電解質板中を酸素イオンが移動
する性質を利用している。

この酸素ポンプ素子は、２つの多孔質電極ｃ、　６間に
電圧をかけることによりガス拡散室内の酸素を汲み出し
たり、あるいはガス拡散室内に酸素を汲み入れる。

この空燃比センサーの各素子の基本的動作は次の通りで
ある。

先ず、第１の素子の多孔質電極間に多孔質電極ａを正、
多孔質電極すを負とするよう所定電圧（例えば５Ｖ）を
抵抗（例えば５００にΩ）を介してかけることにより所
定電流を流して測定ガス室内から内部基準酸素源に酸素
を輸送する。

次いで、内部基準酸素源の酸素ガス分圧が測定ガス室内
の酸素ガス分圧より高くなると、この酸素ガス分圧比に
よって多孔質電極ａ、ｂ間の起電力が生じる。この端子
間電圧は測定ガス室内のガスがリッチ域の場合とリーン
域の場合との間で数百ｍＶの差が生じ、かつその差はリ
ッチ域とり一ン域との境すなわち理論空燃比状態でステ
ップ状に変化する。

第２の素子はこの第１の素子の変化特性を利用して、測
定ガス室内の空燃比状態が周囲排ガスの空燃比状態の如
何によらず、常にほぼ理論空燃比（λ＝１）となるよう
に測定ガス室内に外部から酸素を汲み入れたり、汲み出
したりする。

即ち、より好ましくは第１の素子の端子間の電圧が所定
の一定値になるよう、第２の素子を用いて測定ガス室の
酸素を汲み出したり汲み入れたりさせ、その時第２の素
子に流れる電流（以下、ポンプ電流ともいう。）を検出
して排ガスの空燃比出力とする。あるいは場合によって
は、その逆に第２の素子のポンプ電流を一定値に制御し
て測定ガス室の酸素を所定量だけ汲み出すか汲み入れ、
その時第１の素子の端子間の電圧を検出することによっ
て、排ガスの空燃比に応じた信号を検出することができ
る。そしてその場合上記の空燃比信号を検出する場合に
はいずれも内部基準酸素源の酸素ガス分圧が一定となっ
ているために精度の高い測定となる。

第１の素子の端子間電圧を一定とするよう第２の素子の
ポンプ電流を調整する使い方の場合の、本発明の空燃比
センサーの作用について更に説明する。

測定ガス室内の空燃比が第１の素子及び第２の素子の作
用によって理論空燃比（λ＝１）に維持されている状態
、即ち定常状態における測定ガス室から固体電解質板内
を通って内部基準酸素源に移動する酸素量は拡散係数り
を用いて次式で表わされる。

（ＲＴ／４Ｆ＞ＩＣＰ ＝ＣＤ０２　　（ＰＳ、０２−Ｐｏ、０２　）＋ＣＤＨ
：２　　（ＰＯ，Ｈ２−ＰＳ、ｔｌ　　２　　）　　／
　２十ＣＤＣ０（Ｐｏ、ＣＯ−ＰＳ、ＣＯ）　／　２　
　　・・・■Ｒ：ガス定数［Ｎ−ｍ−に−１−ｎｏ　Ｉ
−１］Ｔ：絶対温度［Ｋ］ Ｆ：フ７ラデイ定数［クーロン・ｍｏｌ−１］Ｉ　ＣＰ
　：電流［クーロン・Ｓ−１］Ｃ：コンダクタンス［ｍ
］ ＤＯ２，Ｄ）ｌ　２．ＤＣＯ ：各々０２．Ｈ２，Ｃｏの拡散係数 ［ｍ２・Ｓ−１１ ＰＳ、Ｏｚ　、　ＰＳ、Ｈ２、ＰＳ、ＣＯ：各々内部基
準酸素源内の０２．Ｈ２，ＧＯの圧力［Ｎ−ｍ２］ Ｐｏ、０２　、　　ＰＯ，Ｈ２、ＰＯ，ＣＯ：各々測定
ガス室内の０２．Ｈ２，Ｇｏの圧力［Ｎ−ｍ２］ ０式の左辺は固体電解質中を流れる酸素量に対応する。

右辺の第１項は内部基準酸素源から漏出抵抗部を通って
測定ガス室に移動する酸素量、右辺の第２項、第３項は
測定ガス室から内部基準酸素源に漏出抵抗部を通って移
動するＨ２．Ｇｏによって消費される内部基＃＝酸素源
内の酸素量に夫々対応する。なお、Ｃは漏出抵抗部の漏
出性を示すコンダクタンスであり、値が大きいときガス
の漏出量は多い。

ここで酸素が貯えられる内部基準酸素源の中ではＰＳ、
ｔｌ　２　＝Ｏ，ＰＳ、Ｃ０＝Ｏと考えてよい。そこで
０式を変形すると ｐｓ、ｏ　２　＝ （１／ＣＤＯ：ｚ　）（ＲＴ／４Ｆ）ＩＣＰ−（１／Ｄ
Ｏ２）　　（Ｄｌｌ　２　ＰＯ，Ｈｚ　＋ＤＣＯＰＯ，
ＣＯ）十ｐｏ、ｏ２　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・■となり、ＰＳ、０２はＰｏ、０２　、　ＰＯ，
Ｈ２、ＰＯ。

ＣＯに依存する。しかし、測定ガス室内はほぼλ＝１に
コントロールされるのでＰｏ、０２　、　ＰＯ，ｌｌ　
２　。

ＰＯ，ＣＯは夫々一定であり、従って内部基準酸素源内
の酸素ガス分圧ＰＳ、０２も一定となる。

［実施例］ 第１図の部分破断図及び第２図（ａ）の分解斜視図によ
って本発明の第１実施例について説明する。尚、説明上
、各図の部分ごとの縮尺は異なる。

本実施例の空燃比センサーは第１図及び第２図に示す如
く、 多孔質電極ａ１と多孔質電極ｂ２と固体電解質板３とか
らなる第１の素子Ａと、 多孔質電極Ｃ４と多孔質電極ｄ５と固体電解質板６とか
らなる第２の素子Ｂと、 第１の素子Ａと遮蔽体７との重ね合せ部分に、ここでは
埋設多孔質電極として形成された多孔質電極ａ１からな
る内部基準酸素源Ｒと、一端が多孔質電極ａ１に接し他
端がスルーホールＨを介して多孔質電極ｂ２のリード部
と接する多孔質絶縁体Ｚと上記スルーホールＨと多孔質
電極ｂ２の多孔質リード部とからなる漏出抵抗部と、第
１の素子Ａと第２の素子Ｂとが層状中間部材としてのス
ペーサ８を介して積層されてそれらの対向する多孔質電
極ｂ２、多孔質電極Ｃ４間に形成される測定ガス室９と
からなる。尚、本実施例ではスペーサ８の３カ所を切り
欠いて孔としガス拡散制限部Ｔとした。

多孔質電極ｄ５は端子１０に、多孔質電極ａ１、多孔質
電極ｂ２、多孔質電極Ｃ４は各々スルーホールを介して
端子１１．１２．１３に接続される。

尚、上記漏出抵抗部の一部であるスルーホールＨは、第
２図（ｂ）の部分断面に示す如き構造となっている。こ
こでスルーホールＨには多孔質電極ｂ２と同じ材質の多
孔質が充填されている。しかし、スノーホールＨに充填
される材質は多孔質絶縁体Ｚでも、あるいは中空状とな
っていてもよい。即ち、スノーホールＨは、多孔質絶縁
体Ｚから上記多孔質電極ｂ２へ酸素を漏出できるような
構造であればよい。

各部の寸法は、固体電解質板３，６は厚ざＯ９５ｍｍｘ
幅４ｍｍｘ長さ２５ｍｍ、多孔質電極ａ１、多孔質電極
ｂ２．多孔質電極Ｃ４，多孔質電極ｄ５は２．４ｍｍｘ
７．２ｍｍ、スペーサ８は厚ざ６０μｍｘ幅４ｍｍＸ長
ざ２５ｍｍであって２．４ｍｍｘ７．７ｍｍの測定ガス
至９を有し、三方向に幅Ｑ、５ｍｍの孔からなるガス拡
散制限部Ｔを有する。遮蔽体７は厚さ０．５ｍｍｘ幅４
ｍｍｘ長さ２５ｍｍである。又、多孔質絶縁体はＡΩ２
０３製で幅１ｍｒｒｌＸ長ざ１０ｍｍｘ厚ざ３０ｕｍ、
スルーホールＨは直径０．７ｍｍである。

本実施例の各素子の固体電解質板３，６はいずれもＹ２
０３−Ｚｒ　０２固体電解質である。各素子の多孔質電
極１，２，４．５は白金に１０重量％のＹｚ　０３−Ｚ
ｒ　０２を添加した多孔質体である。遮蔽体７及びスペ
ーサ８はジルコニアである。

本実施例の使用法の一例について第３図の構成図によっ
て説明する。尚、本図の空燃比センサーＳは説明上端子
１０，１１，１２．１３を省略し、・多孔質電極１，２
，４．５に直接回路へのリード線が接続するよう描いで
ある。

この空燃比センサーＳは排気管１００に、ネジ部１０１
．固定部１０２によって取り付ける。

尚、空燃比センサーＳの下端部は固定部１０２によって
密閉されており、多孔質電極ａ１のリード部を通って内
部基準酸素源の酸素が大気に漏出することはない。

第１の索子Ａ及び第２の素子Ｂの多孔質電極１゜２．４
．５は空燃比信号検出回路２０１に接続される。

空燃比信号検出回路２０１は、第１の素子に一定の小電
流を流すことによって多孔質電極ａ１の部分に一定酸素
分圧の内部基Ｑ酸素源Ｒを形成するとともに、該基準酸
素分圧と測定ガス室９内の酸素ガス分圧比に応じた多孔
質電極ａ１、多孔質電極ｂ２間の出力が、所定の一定電
圧となるよう、即らガス拡散室９内の空燃比が一定とな
るよう、第２の素子Ｂに流れるポンプ電流を双方向に制
御し、その電流値を空燃比信号Ｖλとして検出する。

この空燃比信号検出回路２０１は、例えば、第４図に示
す如く、５個の演算増幅器ＯＰ１ないしＯＦ２を中心に
構成され、第１の素子Ａの出力ＶＳを増幅してから基準
電圧Ｖｃと比較し、その差に応じた電圧によってポンプ
電流を双方向に制御することによってＶＳを一定に制御
し、このときのポンプ電流をＯＦ２によって空燃比倍＠
Ｖλとして出力させるものを用いればよい。

又、本実施例の空燃比センサーは、多孔質電極ｂ２と多
孔質電極Ｃ４との電位が同じとなるような回路を用いて
、空燃比を測定することも可能であり、その場合には仮
に多孔質電極す、ｃが接触しても測定に影響を与えない
。そのため例えば第５図に示す如き回路を用いれば多孔
質電極す、　ｃを共通の一枚の多孔質電極とすることも
できる。

本図において端子Ｐ１１は前述の多孔質電極ａに、端子
Ｐ１２は上記す、ｃ共通の多孔質電極に、端子Ｐ１３は
前述の多孔質電極ｄに各々接続される。

上記の如き空燃比信号検出回路２０１を使用することに
よって第６図に実線で示す如き、空燃比信号Ｖλが、λ
＝１の点での設定電圧Ｖλ＝１を通り、リッチからリー
ンにかけて連続的に変化する特性が得られる。

本実施例の空燃比センサーの特性についてざらに説明す
る。

第１の素子の出力電圧を、測定ガス室内のガスの状態を
ほぼλ＝１の排ガス状態にするよう、一定値にすべく、
第２の素子のポンプ電流を制御する場合には、０式にお
いてＰＳ、０２　、　Ｐｏ、０２　。

ＰＯ，Ｈ２、ＰＯ，ＣＯ，ＰＳ、Ｈ２、ＰＳ、ＣＯであ
るため、０式から次式■が導かれる。

（ＲＴ／４Ｆ）ＩＣＰ＝Ｃ−Ｄｏ　２　・ＰＳ、０２・
・・■■式においてＩＣＰと、ＣあるいはＣ−Ｄｏ２と
が定まればＰＳ、０２が定まることがわかる。

そこで漏出抵抗性のことなる本実施例の空燃比センサー
を４個試料として作成し漏出コンダクタンスＣを求めた
。ところでこの漏出コンダクタンスＣは直接水めること
はできないので上記試料の第１の素子の多孔質電極ａ１
にＯＶ、多孔質電極ｂ２に５００ｍＶの電圧を印加し、
測定ガス室９には大気（酸素ガス分圧０．２Ｋｇ／ｃｍ
２　）を導入しく第２の素子は動作させない）、該試料
が６００　’Ｃの時の多孔質電極ａ１から多孔質電極ｂ
２へ流れる電流ＩｃＰ−を持って漏出性を表わす指数と
した。即ち、印加電圧Ｅ　（５００ｍＶ＞及び測定ガス
室内の酸素ガス分圧Ｐ”０．０２（ここでは大気の酸素
分圧で一定）が定まれば周知のネルンストの０式から内
部基準酸素源の酸素ガス分圧Ｐ＝Ｓ、Ｏｚも一定として
決まる。

Ｅ＝　（ＲＴ／４Ｆ＞ ｌ０ｑｅ（Ｐ′０．０ｚ／Ｐ−３，０２）　　”・■Ｐ
′０．０ｚとＰ′８．０２とが決まれば■式％式％） から多孔質電極ａ１．ｂ２間に流れる電流■ｃｐ”−と
比例する関係にあるＣあるいはＣＤＯ２が求められる。

第７図に、上記各試料のＩＣＰ”と、各試料の測定ガス
室内をλ＝１、かつ多孔質電極ａ１．ｂ２間の電流ＩＣ
Ｐ＝１０μＡとした時の内部基準酸素源の酸素ガス分圧
ＰＳ、０２との関係を示す。このＰＳ、０２は、■式を
用いてＩ　ＣＰ−から求めたＣ・Ｄｏ２と、多孔質電極
ａ１．ｂ２間の電流ＩＣＰとを、■式に代入して計算し
た値である。又図中の０印は各試料の値を示す。

第７図から、漏出抵抗性がある程度以上（例えばＩＣｆ
”で４μ八以上）であると漏出抵抗性が変化しても内部
基準酸素源の酸素ガス分圧ＰＳ、０２の変化は小さく、
事実上無視できることがわかる。

第８図の斜視図によって本発明の第２実施例について説
明する。

本実施例の空燃比センサーは、第８図に示す如く第１の
素子Ａに設けられた漏出抵抗部の位置以外の構成、材料
、製造法、使用法について第１実施例の空燃比センサー
と同じである。

本実施例の漏出抵抗部は多孔質電極ａ３０１の多孔質リ
ード部、多孔質電極ｂ３０２の多孔質リード部、多孔質
電極ｂ３０２の多孔質リード部と端子１２とを結ぶスル
ーホールＨ１及び多孔買電ｍａ３０１の多孔質リード部
と上記スルーホール１」１との間に設けられた多孔質絶
縁体Ｚ１とから構成される装 本実施例のスルーホールＨ１は、第９図（ａ＞の部分断
面図に示す如く、多孔質電極ａ３０２と同材料で充填さ
れており、多孔質であるとともに導電性を有する。他の
応用例として第９図（ｂ）の断面図に示す如く、スルー
ホールト１１の内壁面にのみ導電性材料を設けてもよい
。

本実施例の空燃比センサーは第４図又は第５図に示す如
き空燃比信号検出回路を用いることができる。

本実施例の漏出抵抗部は第１実施例に比べて長いので、
第１実施例の効果に加えて、漏出抵抗性が大きくなり、
前述の如く内部基準酸素源の酸素ガス分圧ＰＳ、０２は
より安定する。又、漏出抵抗部のスルーホールと多孔質
電極ｂ３０２のリード部のスルーホールとを兼用するの
で固体電解質板３０３にあける孔の数が減り、固体電解
質板３０３の強度が増すとともに作業行程が少なくなる
。

［発明の効果］ 本発明の空燃比センサーは、第１の素子Ａに常に一定の
電流を流すことによって内部基準酸素源に酸素を発生さ
せ、かつ発生した酸素は一定雰囲気内の測定ガス室へ漏
出させるようにしたので、基準酸素の圧力は安定化され
、第１の素子の第２の素子と対向しない側の多孔質電極
ａに大気を導入した構造と同じ測定精度で自動車用内燃
機関等の空燃比が測定できる。

本発明の空燃比センサーは大気導入のための開口部が不
用となり、簡単な防水処理で充分な防水対策を行うこと
ができる。

ざらに本発明の空燃比センサーは漏出抵抗部を周囲排ガ
スにさらさないので排ガス中の成分が沈′着することは
なく、安定した性能を長期間にわたって保持することが
できる。そして、本発明の空燃比センサーは製造時にお
ける漏出抵抗特性のバラツキの測定時に与える影響を少
なくできるのでトリミング等しなくても品質が揃って優
れた製品を作るようにすることができる。

４、図面の簡単な説明　　　　　゛ 第１図は本発明の第１実施例を説明する部分破断斜視図
、 第２図（ａ＞はその分解斜視図、 第２図（ｂ）はそのスルーホールＨを説明する部分断面
図、 第３図はその使用例を説明する構成図、性図、 第７図はその漏出性指数と基準酸素圧力との関係図、 第８図は本発明の第２実施例を説明する斜視図、第９図
（ａ）、（ｂ）はそのスルーホールＨ１を説明する部分
破断図である。

Ａ・・・第１の素子 Ｂ・・・第２の素子 １−１．Ｈｌ、　Ｚ、Ｚｌ・・・漏出抵抗部Ｒ・・・内
部基準酸素源 Ｔ・・・ガス拡散制限部 １．２，４，５，３０１，３０２ ・・・多孔質電極ａ、ｂ、ｃ、ｄ ３．６，３０３・・・固体電解質板 ９・・・測定ガス室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 酸素イオン伝導性固体電解質板の表裏面に一対の多孔質
   電極ａ、ｂを有する第１の素子と、酸素イオン伝導性固
   体電解質板の表裏面に一対の多孔質電極ｃ、ｄを有する
   第２の素子と、上記第１の素子の多孔質電極ｂ及び上記
   第２の素子の多孔質電極ｃの両者と接し、ガス拡散制限
   部を介して測定ガス雰囲気と連通する測定ガス室と 上記第１の素子の多孔質電極ａと接し、漏出抵抗部を介
   して上記測定ガス室に連通する内部基準酸素源と、 を備えることを特徴とする空燃比センサー。