JPS63193058A - 酸素センサ - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、各種燃焼装置や燃焼機関等々において酸素
濃度の検出に用いられる酸素センサに関するものである
。

（従来の技術） 従来、酸素濃度の検出に用いられる酸素センサとしては
、溶融金属中の酸素濃度を測定するためのものが古くか
らあったが、近年に至っては自動車用エンジンの空燃比
制御にも酸素センサが使用されるようになってきた。

この自動車用エンジンの空燃比制御に使用される酸素セ
ンサとしては、いわゆる管状型のものが実用に供されて
いる（例えば、新編　自動車工学便覧　第４＃ｌ　　エ
ンジン　第１−７２頁　図１−１９３　　昭和５８年９
月３０日　社団法人　自動車技術会発行や、特開昭４’
９−１３０２９２号公報など）。

この管状型の酸素センナは、一端が閉塞した管状に成形
焼結したセラミックス質酸素イオン伝導性固体電解質を
基体とし、当該固体電解質管の内部に基準ガスとして空
気を導入するようにした型式のものである。

このような管状型の酸素センサでは、管状をなす固体電
解質基体の質量が大きいために熱容量が大であり、電気
抵抗も大きく、温度特性や熱衝撃特性に対してより一層
の改善が要求されるものであった。

そこで、固体電解質基体を小型化して温度特性や熱衝撃
特性を改善するために、いわゆる膜構造型の酸素センサ
も開発されている。

第１３図は従来の膜構造型酸素センサの構造例を示す模
型的断面説明図であって、この酸素センサ５０は、測定
側の多孔質第１電極５１と、酸素イオン伝導性の固体電
解質５２と、基準側の多孔質環２電極５３と、ガス拡散
制御層として機能させるための多孔質隔膜層５４（ただ
し、固体電解質５２が多孔質であるときはこの隔膜層５
４は原理的には多孔質であってもなくてもよい）とを順
次積層し、前記多孔質環２電極５３は前記多孔質隔膜層
５゛４（および／または多孔質固体電解質５２）を通し
てのみ外気と導通するようにし、また前記第１電極５１
と第２電極５３との間には、両電極５１．５３間に一定
の直流電流を供給するための直流電源５５と、両電極５
１．５３間での電位差（起電力）を測定するための電圧
測定装置５６とを接続した構造をなすものである（特開
昭５４−１６４１９１号公報）。

この種の酸素イオン伝導性固体電解質５２を用いた酸素
センサ５０では、第１電極５１側における酸素分圧（ｐ
ｏ２−ｔ）と、第２電極５３側における酸素分圧（ＰＯ
２−２）との差により両電極５１．５３間に酸素濃淡電
池の原理によって次式（１）にもとづいて起電力（Ｅ）
を発生する。

そして１図に示した酸素センサ５０では、両電極５１．
５３間に直流電源５５を接続して直流の印加電流を流し
込むことによって、従前のように基準側の第２電極５３
において基準酸素分圧設定用のガスを密閉保持したり、
酸化物等の基準酸素分圧発生物質を設けたりしなくとも
、酸素濃度の測定が可能であるようにしている。

すなわち、両電極５１．５３間に直流の印加電流（Ｉ’
ｓ）を常時流し込むことによって、酸素イオン伝導性固
体電解質５２内で酸素イオンの移動を強制的に生じさせ
、第２電極５３付近で酸素濃度が増大する直流電源５５
の接続極性とした場合における多孔質隔膜層５４（およ
び／または多孔質固体電解質５２）を通しての酸素の拡
散による平衡状態、あるいは第２電極５３付近で酸素濃
度が減少する直流電源５５の接続極性とした場合におけ
る多孔質隔膜層５４（および／または多孔質固体電解質
５２）を通しての酸素の吸い込みによる平衡状態で、第
２電極５３での基準酸素分圧をほぼ一定に維持できるよ
うにしたものであり、この場合に電圧測定装置５６で測
定される出力電圧ＶＳは、前記（１）式に基づく起電力
Ｅに、固体電解質５２の内部抵抗Ｒ２により生ずる電位
差Ｒｓ＊Ｉｓが上乗せされた値、つまり、Ｖｓ＝Ｅ＋Ｒ
ｓ　＊　Ｉ　ｓ　　　　　　　・・・（２）として測定
される。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した直流の印加電流Ｉｓを常時供給する構成の酸素
センサ５０では、従前のように基準酸素分圧設定用のガ
スを密閉保持したり、基準酸素分圧発生物質を設けたり
しなくとも、酸素濃度の測定が可能であり、大気を基準
ガスとして用いる場合のような大気中の水分による影響
も受けない、という利点を有しているが、多孔質隔膜層
５４（および／または多孔質固体電解質５２）の多孔度
合を調整したり一定に制御したりすることがとくに量産
製造の場合において製造技術上かなり困難であり、前記
多孔度合によって直流電源５５からの印加電流Ｉｓの最
適値が大きく変動してしまうという問題点があった。

また、直流電源５５からの印加電流Ｉｓは一定の直流電
流であるため、酸素センサ５０の温度が低くて固体電解
質５２の内部抵抗Ｒｓが大きい場合に、前記第（２）式
おける電位差Ｒｓ拳Ｉｓの値が大きくなり、その結果セ
ンサ出力ｖＳが大きくなって例えば空燃比制御用の基準
電位（スライスレベルＳ／Ｌ）を超えてしまう可能性も
あり、この場合には空燃比制御ができないため、固体電
解質５２を適正温度まで加熱する発熱体を内蔵させる必
要があるなどの問題点もあった。

（発明の目的） この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、従来のようにガス拡散制御層として機能させる
ための多孔質の隔膜層（および／または多孔質の固体電
解質）を用いないようにすることによって、これらの多
孔度合のばらつきによる特性の不安定要因をなくすこと
が可能であり、また、電流を流し込むことにより基準と
なる酸素濃度を得るに際して前記電流の供給量を従来は
ど多くする必要がなく、したがって低温時における固体
電解質の内部抵抗の上昇に基づく電位差の増大がさほど
顕著にならないため、低温での使用も可能となる酸素セ
ンサを提供することを目的としているものである。

〔発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明による酸素センサは、酸素イオン伝導性固体電
解質に多孔質第１電極および多孔質第２電極を設け、前
記多孔質第２電極（電極リード部を有するときは多孔質
第２電極リード部を含む、）の表面に、当該多孔質８２
電極の一部（電極リード部を有するときは多孔質第２電
極および多孔質第２電極リード部のうちの少なくとも一
部）に外気との導通部を残して緻密層を設けた構成をな
すことを特徴としているものである。

すなわち、この発明による酸素センサでは、前述のよう
に、多孔質第２電極の一部（電極リード部を有するとき
は多孔質第２電極および多孔質第２電極リード部のうち
少なくとも一部）に外気との導通部が形成されるように
して緻密層で覆った構造とすることにより、第２電極側
に安定したガスの微小な導通を付与するようにし、電源
を供給して基準酸素濃度を得るに際して微小の電流（直
流に限定されない）を流すことで足りるようにしたこと
を特徴としているものである。

また、この発明の実施態様においては、酸素センナに対
し直流の印加電流を供給しつづけた場合に固体電解質の
内部抵抗による影響を受けやすいことから、第２電極に
おいて基準酸素濃度（とくに酸素過剰の濃度）を得るに
必要なだけの直流以外の印加電流を供給する構成とする
ことも可能である。この場合、直流以外の印加電流とし
ては、間歇的なものが使用でき、前記印加電流が小さい
かまたは零のときにおいて前記第１電極と第２電極との
間に生ずる電位差を測定するようになすこともできる。

また、前記直流以外の印加電流は所定の周期で与えられ
るものとすることも可能であり、さらには、前記直流以
外の印加電流は、測定雰囲気が酸素希薄（空燃比におけ
るリッチ）であると判断された後の所定時間内だけ供給
するようになすことが可能であり、具体的には測定雰囲
気が酸素希薄（空燃比におけるリッチ）であると判断さ
れた場合に、前記印加電流による第１および第２電極間
の電圧上昇分を基準電位（スライスレベル）に加算し、
測定雰囲気が酸素過濃（空燃比におけるリーン）である
と判断された場合に前記加算後の基準電位から前記電圧
上昇分を差引いてもとの状態に戻し、印加電流の供給を
停止させる制御を行うようにすることも可能である。

なお、多孔質第２電極の一部（電極リード部を有すると
きには前記多孔質１ｓ２電極および多孔質Ｎ４２電極リ
一ド部のうちの少なくとも一部）に外気との導通部を形
成するために設ける緻密層は。

空孔が全くないという厳密なものであることは要求され
ず、緻密層を貫通して流れる気体の量が多孔質第２電極
を流れる気体の量に比べて極く少ないものであれば、あ
る程度の空孔を有していてもかまわないものである。

（実施例） 第１図（＆）〜（Ｃ）は、この発明の一実施例を示す酸
素センサの模型的説明図であって、図に示す酸素センサ
１は、緻密質の酸素イオン伝導性固体電解質２の片側表
面に多孔質第１電極３および多孔質！Ｊｌ電極す−ド部
３ａを有しているとともに、反対側表面に多孔質Ｉｓ２
電極４および多孔質第２電極リード部４ａを有しており
、前記多孔質第２電極４および多孔質Ｉ８２電極す−ド
部４ａのうちの少なくとも一部に、すなわち図示例の場
合は多孔質第２電極リード部４ａの先端側部分に、外気
との導通部４ｂを残して、その余の第２電極４および第
２電極リード部４ａの表面全体に緻密層５を設け、前記
各電極リード部３　ａ　＊　４　ａには各々リード線６
，７を接続して、前記リード線６．７を介して両電極３
．４間への電気的負荷の供給ならびに両電極３．４間で
の電位差の測定を可能にした構造をなすものである。

このような構造をもつ酸素センサ１において。

酸素イオン伝導性固体電解質２．第１．＄２電極３．４
．緻密層５の材質等においてはとくに限定されず、これ
までこの種の酸素センサにおいて使用されたきた数多く
の材質や製法の中から適宜選んで採用するのがよい、ま
た、緻密層５においては、空孔が全くない完全に緻密な
ものでなくともよく、空孔があったとじても酸素の通過
がほとんどなければよいものであり、実施の一例によれ
ば、水銀圧入法によって測定される第２電極１４の気孔
率のｌ／１０以下の気孔率であれば問題ないことを確認
している。

第２図は前記第１図に示した酸素センサ１の動作原理を
示す模型的断面説明図であって、リード線６．７間には
、酸素センサ１に対する電力供給手段としての直流電源
８が接続しである。

この直流電源８が第２図に示す極性で接続しであること
によって、固体電解質２を介して第２電極４から第１電
極３に向けて電流が流れている。

すなわち、この状態において、第１電極３では当該第１
電極３の近傍にある０２　（Ｃｏ２゜Ｈ２Ｏなどが分解
して生成される０２も含む、）が電子２ｅ−を受けとり
、固体電解質２内を０２−となって第２電極４へと移動
する。そして、第２電極４においては電子２ｅ−を放出
することにより０２となり、第２電極４の細孔内に充満
する。この充満した０２は第２電極リード部４ａに流れ
、ガスの拡散・流動によて、前記緻密層５が設けられて
いない外気との導通部４ｂの部分より外部へ放出される
。

このとき、第２電極リード部４ａを通って侵入してくる
外部ガス種の移動量よりも、前記放出される０２の移動
量の方が多ければ、第２電極４の細孔内は常に０２リツ
チの状態で安定に保持される。

その結果、第１電極３と第２電極４との間での電位差（
センサ出力Ｖ５）は、前述の式（２）に従って発生し、
センサ温度が十分に高い条件のもとでは、第３図（セン
サ温度５００℃）に示すように、例えば外部の測定排ガ
スの空気過剰率λ＝約１を境にしてステップ的に変化す
る出力特性となる。そして、この場合、第２電極４から
の０２の放出は緻密層５によって大きく制限されている
ため、固体電解質２内を移動する０２−量は従来に比べ
て著しく少ないものとなるので、印加電流Ｉｓの値も従
来に比べてかなり少なくて良いものとなり、前出の式（
２）における固体電解質２の内部抵抗Ｒｓにもとずく電
位差ＲｓｅＩＳを低下させることが可能となる。

また、排ガスが酸素希薄側（リッチ側、入−０，９）お
よび酸素過濃側（リーン側、λ＝１．１）における酸素
センサ１の出力Ｖｓは、第４図に示すように、酸素セン
サ１の素子温度により変化する。これは前述の式（２）
において説明したように、電位差Ｒ５５Ｉｓのうちの固
体電解質２の内部抵抗Ｒｓが温度によってかなり変化し
、低温域においてこの内部抵抗Ｒｓが大きくなるためで
ある。

そこで、上記センサ出力Ｖｓの温度による影響を小さく
するためには、上記内部抵抗Ｒｓ、印加電流ＩＳの値を
小さくする必要があり、この発明による酸素センサ１で
は、前記したように、第２電極４の表面、この実施例で
は電極リード部４ａを有していることから第２電極４お
よび第２電極リード部４ａの表面に、外気との導通部４
ｂを残して緻密層５を設けるようにし、これによって、
印加電流Ｉｓの値を小さくできるようにしたのである。

なお、内部抵抗Ｒｓの値を小さくするためには、酸素セ
ンサ１にヒータを内蔵させて温度を上昇させることも可
能であるが、耐久性の劣化やコストの上昇をもたらす、
そのほか、内部抵抗Ｒｓの値を小さくするためには、電
極面積の増加、電極−固体電解質−ガス相での三相界面
の増加なども有効である。

このようにして、この発明による酸素センサ１では、印
加電流Ｉｓの値をできるだけ小さくすることによってセ
ンサ出力Ｖｓの温度依存性を従来以上に低減したのであ
るが、温度依存性をさらに低減させる実施例を以下に説
明する。

そこで、センサ出力Ｖｓの温度保存性をさらに低減させ
るためには、直流の一定した印加電流ＩＳを継続して流
すのではなく、第２電極４内において酸素を過濃に保つ
に必要なだけの直流以外の電流負荷を供給することが有
効であり、供給する電流負荷として間欠的な印加電流を
用いる手法や、電流負荷として所定の周期をもつ印加電
流を用いる手法や、測定ガスの雰囲気変化に対応して印
加電流を供給する手法などを採用することが有効である
。

第５図は上記のうち電流負荷として間欠的な印加電流を
用いる手法について説明する図である。

！＄５図（Ｃ）は電流負荷のパターンを示す図であって
、第１電極３と第２電極４との間に負荷する印加電流Ｉ
ｓは細かい一定の周期をもつものである。

このような印加電流Ｉｓのもとで排ガスなどの雰囲気状
態が第５図（＆）に示すパターンでり一ン（酸素過濃）
とリッチ（酸素稀薄）との間で変化したとすると、酸素
センサ１の出力Ｖｓは第５図（ｂ）に示すようになる。

そこで、第５図（ｂ）において印加電流Ｉ　ｓ＝ｏに相
当する時点におけるセンサ出力Ｖｓをサンプリングする
と、第５図（ｄ）に示すようにサンプル値Ｖｓａが変化
するパターンとなる。

したがって、このサンプル値Ｖｓａに対して基準電位（
スライスレベルＳ／Ｌ）を設定すれば、排ガスなどの雰
囲気状態がリーンであるかリッチであるかを正確に認識
することが可能であり、しかもサンプル値Ｖｓａは印加
電流ｌ５＝Ｏに相当する時点をサンプリングしたもので
あるから前出の第（２）式における電位差Ｒｓ・Ｉｓ値
は０となるので、固体電解質２の内部抵抗Ｒｓに全く影
響されないものとなり、したがって低温時においても良
好に作動させることが可能となる。それゆえ、従来のよ
うに固体電解質２を適正作動温度（第４図参照）にまで
高めるためのヒータ類が不要となるので、酸素センサ１
の構造の簡素化、信頼性の向上、低コスト化等を実現す
ることができる。

第６図は前記第５図（Ｃ）に示した間欠的な印加電流Ｉ
ｓを発生させるための一実施例を示すものである。

第６図（＆）は間欠的な印加電流Ｉｓを発生させるため
の電気回路の一例を示し、演算増幅器ｏｐ、、ＯＦ２．
電界効果トランジスタＦＥＴ。

抵抗Ｒ，＃Ｒ，，コンデンサＣ１などから構成されてお
り、演算増幅器ＯＦ、の一端子における電位ｖ１　、子
端子における電位ｖ２およびその出力電位ｖ４は第６図
（ｂ）に示すごとくになる。そして、酸素センサ１に供
給される印加電流Ｉｓは第６図（Ｃ）に示す間欠的なも
のとなる。

なお、排ガスなどの測定雰囲気が酸素稀薄（リッチ）の
場合よりも酸素過濃（リーン）の場合の方が印加電流Ｉ
ｓは小さくてもよく、また場合によっては零であっても
よい。

さらには、第５図（Ｃ＞に示した印加電流Ｉｓのパター
ンにおいて当該印加電流Ｉｓの保持時間をリッチ側とリ
ーン側とで変化させ、リッチ側では長くしかつり−ン側
では短くするようにしたものであってもよく、場合によ
っては１＝０　（すなわちｌ５ｘＯ）であってもよい。

第７図はこのような考え方から電流負荷を設定する実施
例を示すものであって、印加電流Ｉｓは第７図（Ｃ）に
示すようにリーン側において零としている。

すなわち、酸素センサ１の出力Ｖｓが所定の基準電位（
スライスレベルＳ／Ｌ）よりも高いと判断した後の微小
な５所定時間経過後から、別に定めた所定時間だけ印加
電流Ｉｓを流し込むようにしている。

このようにすれば、酸素センサ出力Ｖｓをそのまま読み
込むことにより、排ガスなどの雰囲気状態がリーンであ
るかリッチであるかを判断できる。

ところで、多孔質第２電極４および第２電極リード部４
ａの細孔内におけるガスの入れ換えが速やかである場合
には、排ガスなどの雰囲気がリッチであると判断された
期間中において印加電流Ｉｓを流し込み続ける必要があ
る。

この場合には、例えば第８図に示すように、酸素センサ
出力ｖＳが基準電位（スライスレベルＳ／Ｌ）よりも大
きくなってリーンからリッチへの雰囲気変化を検出した
ときに、電力供給手段を構成する演算回路Ｃ／Ｕ　（第
１１図）において第９図に示したルーチンを選択する。

この第９図に示すルーチンでは、まず、ステップ１０１
において、印加型ｆｉ（Ｉｓ＝Ｏのときにおけるセンサ
出力Ｖｓを電位ｖ５に読込み１次に、ステ・ツブ１０２
において、所定の印加電流Ｉ　ｓ＝Ｉ、をステップ的に
印加する。そして、ステップ１０３において、チャタリ
ング防止のために若干の時間（例えば０．１ｍ５ｅｃ程
度）をおいたのち、ステップ１０４において、センサ出
力ｖＳを電位ｖ６に読込む、続いて、ステップ１０５に
おイテ、Δｖ＝ｖ６−Ｖ５（７）値を演算し、ステップ
１０６において、上記ΔＶをスライスレベルＳ／Ｌに加
えて、この補正後のスライスレベルＳ／Ｌを用いると、
センサ出力Ｖｓの内部抵抗Ｒｓによる増加分すなわち電
位差ＲｓｅＩｓ分の補正が行えることになる。

次に、雰囲気がリッチからリーンに変化してセンサ出力
ｖＳが前記補正された基準電位（スライスレベルＳ／Ｌ
）を通過した（下回った）後は、所定時間経過後に演算
回路Ｃ／Ｕにおいて８１０図に示したルーチンを選択す
る。

この第１０図に示すルーチンでは、まず、ステップ１１
１において、印加電流Ｉ　ｓ＝ｏとし。

次に、ステップ１１２において、前記補正後のスライス
レベルＳ／Ｌから前記６７分を差引いてリセットする。

このように、測定雰囲気がリッチであると判断された場
合に、電流負荷による第１゛・第２電極３．４間におけ
る電圧上゛昇分（ΔＶ）を基準電位（スライスレベルＳ
／Ｌ）に加算して補正し、測定雰囲気がリーンであると
判断されたときに前記補正後の基準電位から前記電圧上
昇分（ΔＶ）を差引いてリセットするようになすことに
よって、効率的な印加電流ＩＳの流し込みが可能となり
、酸素センサ１自体の劣化をも阻止することが可能とな
り、そのうえ測定の錯誤発生をも防止できるようになる
。

一方、前記印加電流Ｉｓが一定であるとしても、固体電
解質２の内部抵抗Ｒ５が大きいときには、第１．第２電
極３．４間に過大な電位差（Ｒｓ＊Ｉｓ）が生じ、酸素
センサ１の劣化度合が大きくなる。

このため、第１１図に示す酸素センサ１に対する電力供
給手段において、演算回路（Ｃ／Ｕ）１１、センサ制御
回路１２のほかに、電圧リミッタ回路１３を設けること
によって、酸素センサ１の劣化を抑制することができる
。

また、電圧リミッタ回路１３が作動している場合には、
酸素センサ１による例えば、自動車用エンジンの燃焼の
フィードバックを停止する必要があるので、電力供給手
段にクランプ判断回路１４を設けて演算回路１１にクラ
ンプ信号を送るようにするのがよい。

また、自動車用エンジンにおける燃焼のオーブン制御時
などにおいて１、酸素センサ１の劣化をおさえるために
印加電流Ｉｓを遮断する手法を採用することが考えられ
、この場合には第１１図に示すような印加電流（Ｉ　ｓ
）遮断回路１５を制御することにより可能となる。

酸素センサ１に対する電力供給手段の具体的な回路構成
は、第１２図に例示するように、演算回路１１およびセ
ンサ制御回路１２に、ツェナーダイオードＺＤにより構
成される電圧リミッタ回路（１３）と、演算増幅器ＯＦ
３．基準電位Ｅ２および抵抗Ｒ５により構成されるクラ
ンプ判断回路（１４）と、演算回路（Ｃ／Ｕ）１１によ
り制御されるアナログスイッチＳ／Ｗにより構成される
印加電流（Ｉ　ｓ）遮断回路（１５）と、を付加したも
のとすることによって、上記した過大電位差の発生によ
る酸素センサ１の劣化阻止機能、リミッタ作動時におけ
る燃焼のフィードバック停止機能、燃焼のオープン制御
時における酸素センサ１の劣化阻止機能を果たすことが
できるようになる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明による酸素センサは
、酸素イオン伝導性固体電解質に多孔質第１電極および
多孔質第２電極を設け、前記多孔質第２電極（電極リー
ド部を有するときは多孔質第２電極リード部を含む）の
表面に、当該多孔質第２電極の一部（電極リード部を有
するときは多孔質第２電極および多孔質第２電極リード
部のうちの少なくとも一部）に外気との導通部を残して
緻密層を設けて、基準電極側に微小なガス導通を与える
構成としたので、従来のようにガス拡散制御層として機
能させるための多孔質隔膜層および／または多孔質固体
電解質を用いないことから、これらの多孔度合のばらつ
きによる特性の不安定要因をなくすことが可能であり、
電流を流すことにより基準となる酸素濃度を得るに際し
て前記電流の供給量を従来に比べてかなり少なくするこ
とができることから、酸素センナの耐久性を向上しうる
と共に、低温時における固体電解質の内部抵抗の上昇に
基づく電位差の増大をおさえることができるので、より
低温での使用も可能となり、酸素濃度の測定精度の大幅
な向上をもたらすことが可能となり、燃焼機関や燃焼装
置の空燃比制御に使用した場合の信頼性を大幅に高める
ことができるようになるという非常に優れた効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による酸素センサを示し、
第１図（＆）は模型的平面図、・第１図（ｂ）は第１図
（＆）のＡ−Ａ位置での模型的断面図、第１図（Ｃ）は
第１図（＆）のＢ−Ｂ位置での模型的断面図、８２図は
第１図に示す酸素センサの動作原理を示す模型的断面説
明図、第３図はセンサ温度が５００℃、印加電流Ｉｓが
１０ルＡであるときの第１図に示す酸素センサの空気過
剰率入によるセンサ出力Ｖｓの変化を例示する出力特性
図、第４図はセンサ温度が変化したときの第１図に示す
酸素センサの空気過剰率入＝０．９およびλ＝１．１の
ときのセンサ出力Ｖｓを例示する出力特性図、第５図は
８８１図に示す酸素センサに対する電流負荷として間欠
的なステップ電流を用いた場合を示し、第５図（ａ）は
雰囲気状態の変化を例示する時間経過説明図、第５図（
ｂ）は第５図（ａ）に示す雰囲気変化によるセンサ出力
Ｖｓの変化を例示する時間経過説明図、第５図（Ｃ）は
印加電流Ｉｓのパターンを例示する時間経過説明図、第
５図（ｄ）は印加電流Ｉ　ｓ＝ｏのときのセンサ出力Ｖ
ｓをサンプリングしたサンプル値Ｖｓａを例示する時間
経過説明図、第６図は第５図（ｅ）に例示したパターン
の印加電流ＩＳを発生させる実施例を示し、第６図（ａ
）は間欠的な印加電流Ｉｓを発生させるための電気回路
図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のｖｌ　、ｖ２．７４
点における電位の変化を示す時間経過説明図、第６図（
Ｃ）は印加電流Ｉｓの時間経過説明図、第７図は第１図
に示す酸素センサに対する電流負荷の他の実施例を示し
、第７図（ａ）は雰囲気状態の変化を例示する時間経過
説明図、第７図（ｂ）は第７図（Ｌ）に示す雰囲気変化
によるセンサ出力Ｖｓの変化を例示する時間経過説明図
、第７図（Ｃ）は印加電流Ｉｓのパターンを例示する時
間経過説明図、第８図は第１図に示す酸素センサに対す
る電流負荷のさらに他の実施例を示し、第８図（ａ）は
雰囲気状態の変化を例示する時間経過説明図、１ｓ８図
（ｂ）は第８図（＆）に示す雰囲気変化によるセンサ出
力Ｖｓの変化を例示する時間経過説明図、第８図（Ｃ）
は印加電流Ｉｓのパターンを例示する時間経過説明図、
第９図は酸素センサ出力Ｖｓが基準電位（Ｓ／Ｌ）より
も大きくなってリーンからリッチへの雰囲気変化を検出
したときの電力供給手段の演算回路におけるルーチンを
示すフローチャート、第１０図は雰囲気がリッチからリ
ーンに変化してセンサ出力Ｖｓが補正された基準電位よ
りも小さくなったときの電力供給手段の演算回路におけ
るルーチンを示すフローチャート、第１１図は第１図に
示す酸素センサに印加電流を流し込む電力供給手段の構
成を例示するブロックダイヤグラム、第１２図は第１１
図に示した電力供給手段のより具体的な回路構成を例示
する説明図、第１３図は従来の酸素センナの模型的断面
説明図である。 １・・・酸素センサ、２・・・酸素イオン伝導性固体電
解質、３・・・多孔質第１電極、３ａ・・・多孔質第１
電極リード部、４・・・多孔質第２電極、４ａ・・・多
孔質第２電極リード部、４ｂ・・・外気との導通部、５
・・・緻密層。 特許出願人　　　　日産自動車株式会社代理人弁理士　
　　小　　塩　　　豊 第６図（ｂ） ヨ　　　　　第６図（Ｃ） 時間（ＳｅＣ） やへ＄−５Ａ臂 す、＼訃閤象 −… 〉 第７Ｆ’！（ａ） 第７図（ｂ） 印　　　　　　　　第７図（ｃ） 加 時間ｔ　（ｓｅｃ） 第８図（ａ） 第８図（ｂ） 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸素イオン伝導性固体電解質に多孔質第１電極お
   よび多孔質第２電極を設け、前記多孔質第２電極の表面
   に、当該多孔質第２電極の一部に外気との導通部を残し
   て緻密層を設けたことを特徴とする酸素センサ。