(57)【要約】【課題】被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できるガスセンサを提供すること。【解決手段】被測定ガス室の一部を区画するシール部をもつガスセンサにおいて、被測定ガス側電極よりもシール部側の位置に、酸素センサ型の抑止部と酸素ポンプ型の抑止部との少なくとも一方を配置し、この抑止部を含む抑止手段によって、被測定ガス室内の目的成分の濃度を被測定ガスに含まれる目的成分の濃度に一致させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のケース体と、該ケース体の内部に挿入配置されている検出素子と、該ケース体および該検出素子の軸方向の一部において該検出素子の外面と該ケース体の内面との間隙をシールするシール部と、該ケース体の内面と該検出素子の外面と該シール部とで区画され被測定ガスが導入される被測定ガス室と、を持ち、
該検出素子が、該被測定ガス室内に露出する被測定ガス側電極によって、該被測定ガス室内の目的成分の濃度を測定するガスセンサであって、
該ケース体の内部において該被測定ガス側電極よりも該シール部側の位置に配置され、ジルコニアを含む固体電解質と該固体電解質の該被測定ガス室側の表面に形成されている第１電極と該固体電解質の他の表面に形成されている第２電極とを持つ抑止部と、
該第２電極から該第１電極に向けて電流を流す給電手段と、
を持つ抑止手段を持ち、
該抑止手段は、該被測定ガス室内の該目的成分の濃度を該被測定ガスに含まれる該目的成分の濃度に一致させることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
前記抑止手段は、前記シール部に埋設されている請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項３】
中空のケース体と、該ケース体の内部に挿入配置されている検出素子と、該ケース体および該検出素子の軸方向の一部において該検出素子の外面と該ケース体の内面との間隙をシールするシール部と、該ケース体の内面と該検出素子の外面と該シール部とで区画され被測定ガスが導入される被測定ガス室と、を持ち、
該検出素子が、該被測定ガス室内に露出する被測定ガス側電極によって、該被測定ガス室内の目的成分の濃度を測定するガスセンサであって、
該ケース体の内部において該被測定ガス側電極よりも該シール部側の位置に配置され、ジルコニアを含む固体電解質と該固体電解質の該被測定ガス室側の表面に形成されている第１電極と該固体電解質の他の表面に形成されている第２電極とを持つ抑止部と、
該第１電極と該第２電極との間の起電力を基に、該被測定ガス室内に該被測定ガス以外のガスが侵入していることを検知してユーザーに警告を発する警告手段と、
を持つ抑止手段を持ち、
該抑止手段は、該被測定ガス室内の該目的成分の濃度を該被測定ガスに含まれる該目的成分の濃度に一致させることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を測定し得るガスセンサに関し、詳しくは、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度や空燃比を高精度で測定するガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスセンサは、被測定ガスに含まれる酸素や窒素酸化物等の目的成分の濃度や空燃比を測定する装置である。例えば、ガスセンサの一種である排ガスセンサは、自動車の排ガス（被測定ガス）に含まれる酸素や窒素酸化物（目的成分）の濃度や空燃比を測定する。排ガスセンサによって被測定ガス中の目的成分の濃度や空燃比を測定することで、内燃機関に供給する燃料や空気を最適な量に設定でき、燃費の向上や、排ガス中に含まれる有害物質の低減を実現できる利点がある。
【０００３】
一般的なガスセンサは、中空のケース体と、ケース体の内部に挿入配置されている検出素子とをもつ。ケース体の内部には、ケース体の内面と検出素子の外面とで区画され、被測定ガスが導入される被測定ガス室が形成されている。検出素子は、被測定ガス室内に露出する被測定ガス側電極を持ち、この被測定ガス側電極を用いて、被測定ガス室における目的成分の濃度や空燃比を測定する。すなわち、この種のガスセンサでは、被測定ガス室における目的成分の濃度や空燃比（以下、見掛けの目的成分濃度と呼ぶ）を、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度や空燃比（以下、真の目的成分濃度と呼ぶ）とみなして測定する。
【０００４】
この種のガスセンサにおいては、被測定ガス以外のガス（例えば空気等、以下干渉ガスと呼ぶ）から被測定ガス室を遮断するためのシール部を設けるのが一般的である。シール部は、ケース体および検出素子の軸方向の一部において、検出素子の外面とケース体の内面との間隙をシールして、被測定ガス室を干渉ガスから遮断する。ガスセンサにシール部を設けることで、被測定ガス室への干渉ガスの侵入を防止できる。シール部を持つガスセンサによると、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度とほぼ一致した値になるため、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できる。
【０００５】
ところで、一般にガスセンサは高温に曝される。このためシール部としては、タルク等の耐熱性に優れた無機材料粉末からなるものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
無機材料粉末からなるシール部の内部には、無機材料粉末同士の間隙からなるガス流路が形成される。このため、この種のシール部のシール性能を高めるためには、このガス流路を小さくする必要がある。無機材料粉末を加圧してシール部を形成すれば、無機材料粉末同士の間隙が小さくなり、ガス流路が小さくなるため、シール部のシール性能が高くなる。
【０００７】
しかし、ガスセンサを長期間使用すると、シール部への加圧力が低下したり、無機材料粉末の劣化（気孔率の増加や、水和物の蒸発等による変質）が生じる場合がある。これらの場合には、ガス流路が大きくなるため、干渉ガスがシール部を通過して被測定ガス室に侵入する。すなわち、シール部のシール性能が低下する。被測定ガス室に干渉ガスが侵入すると、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高く（或いは低く）なる。したがって、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できなくなる。例えば排ガスセンサでは、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できないと、燃費が悪化したり、排ガス中に含まれる有害物質が増加したりする場合がある。
【特許文献１】特開２０００−１２１５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できるガスセンサ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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明のガスセンサは、
（１）中空のケース体と、ケース体の内部に挿入配置されている検出素子と、ケース体および検出素子の軸方向の一部において検出素子の外面とケース体の内面との間隙をシールするシール部と、ケース体の内面と検出素子の外面とシール部とで区画され被測定ガスが導入される被測定ガス室と、を持ち、検出素子が、被測定ガス室内に露出する被測定ガス側電極によって、被測定ガス室内の目的成分の濃度を測定するガスセンサであって、ケース体の内部において被測定ガス側電極よりもシール部側の位置に配置され、ジルコニアを含む固体電解質と固体電解質の被測定ガス室側の表面に形成されている第１電極と固体電解質の他の表面に形成されている第２電極とを持つ抑止部と、第２電極から第１電極に向けて電流を流す給電手段と、を持つ抑止手段を持ち、抑止手段は、被測定ガス室内の目的成分の濃度を被測定ガスに含まれる目的成分の濃度に一致させることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決する本発明のガスセンサは、
（２）中空のケース体と、ケース体の内部に挿入配置されている検出素子と、ケース体および検出素子の軸方向の一部において検出素子の外面とケース体の内面との間隙をシールするシール部と、ケース体の内面と検出素子の外面とシール部とで区画され被測定ガスが導入される被測定ガス室と、を持ち、検出素子が、被測定ガス室内に露出する被測定ガス側電極によって、被測定ガス室内の目的成分の濃度を測定するガスセンサであって、ケース体の内部において被測定ガス側電極よりもシール部側の位置に配置され、ジルコニアを含む固体電解質と固体電解質の被測定ガス室側の表面に形成されている第１電極と固体電解質の他の表面に形成されている第２電極とを持つ抑止部と、第１電極と第２電極との間の起電力を基に、被測定ガス室内に被測定ガス以外のガスが侵入していることを検知してユーザーに警告を発する警告手段と、を持つ抑止手段を持ち、抑止手段は、被測定ガス室内の目的成分の濃度を被測定ガスに含まれる目的成分の濃度に一致させることを特徴とする。
【００１１】
（１）のガスセンサにおいて、上記抑止手段は、上記シール部に埋設されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガスセンサは抑止手段を持つ。抑止手段は、被測定ガス室内の目的成分の濃度（見掛けの目的成分濃度）を被測定ガスに含まれる目的成分の濃度（真の目的成分濃度）と一致させる。なお、本明細書において、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させる、とは、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と完全に一致させることだけでなく、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と近似させることをも含む。見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させる手段として、下記の（ａ）、（ｂ）が考えられる。
（ａ）被測定ガス室に侵入した干渉ガスを、被測定ガス室の外部に排出する。
（ｂ）被測定ガス室に干渉ガスが侵入したときに、ガスセンサの修理または交換を促す。
【００１３】
手段（ａ）によると、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と一致するため、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できる。
【００１４】
手段（ｂ）によると、シール部が劣化したガスセンサを修理または交換することで、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と一致する。よって、この場合にも、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できる。
【００１５】
本発明に係る上記（１）のガスセンサは、上記（ａ）の手段によって、見掛けの目的成分濃度と真の目的成分濃度とを一致させる。すなわち、ジルコニアを含む固体電解質の２面に電流を流すと、電流の流れと逆方向に酸素が移動する（所謂酸素ポンプ）。以下、上記（１）のガスセンサにおける抑止部を酸素ポンプ型抑止部と呼び、上記（１）のガスセンサにおける抑止手段を酸素ポンプ型抑止手段と呼ぶ。
【００１６】
酸素ポンプ型抑止手段は、酸素ポンプ型抑止部と、この抑止部に電流を流す給電手段と、を持つ。したがって、上記（１）のガスセンサによると、被測定ガス室内に侵入した酸素を被測定ガス室の外部に排出できるため、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させることができる。よって、酸素ポンプ型抑止手段を持つガスセンサは、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できる。
【００１７】
また、上記（１）のガスセンサにおいて、抑止手段は、ケース体の内部において被測定ガス側電極よりもシール部側の位置に配置されている。したがって、干渉ガスがシール部を通過して被測定ガス室に侵入した場合にも、干渉ガスに含まれる酸素は、被測定ガス側電極よりもシール部側の位置で、被測定ガス室の外部に排出される。換言すると、干渉ガスに含まれる酸素は、被測定ガス室への干渉ガスの侵入経路において、被測定ガス側電極よりも上流側の位置で被測定ガス室の外部に排出される。したがって、被測定ガス側電極が干渉ガスに含まれる酸素に曝されることはなく、少なくとも被測定ガス側電極近傍における見掛けの目的成分濃度は、真の目的成分濃度と一致する。
【００１８】
本発明に係る上記（２）のガスセンサは、上記（ｂ）の手段によって、見掛けの目的成分濃度と真の目的成分濃度とを一致させる。すなわち、ジルコニアを含む固体電解質の２面がそれぞれ酸素濃度が異なる雰囲気に曝される場合には、この２面の間に酸素濃度の差に比例する起電力が生じる。この起電力を測定することで、ジルコニアを含む固体電解質の一方の面が曝されている領域の酸素濃度を測定できる（所謂酸素センサ）。以下、上記（２）のガスセンサにおける抑止部を酸素センサ型抑止部と呼び、上記（２）のガスセンサにおける抑止手段を酸素センサ型抑止手段と呼ぶ。酸素センサ型抑止部によると、被測定ガス室内に酸素が侵入していることを検知できる。
【００１９】
酸素センサ型抑止手段は、酸素センサ型抑止部と、酸素センサ型抑止部で生じた起電力を基に、被測定ガス室内に被測定ガス以外のガスが侵入していることを検知してユーザーに警告を発する警告手段と、を持つ。したがって、上記（２）のガスセンサによると、見掛けの目的成分濃度が、真の目的成分濃度よりも高く（或いは低く）なっていることを検知してユーザーに警告し、ガスセンサの修理または交換をユーザーに促すことができる。このため、上記（２）のガスセンサによると、間接的に、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させることができる。よって、酸素センサ型抑止手段を持つガスセンサもまた、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を検出素子によって精度高く測定できる。
【００２０】
また、上記（２）のガスセンサにおいても、抑止手段は、ケース体の内部において被測定ガス側電極よりもシール部側の位置に配置されている。したがって、抑止手段は、干渉ガスがシール部を通過して被測定ガス室に侵入したか否かを精度高く検知できる。
【００２１】
上記（１）のガスセンサにおいて、抑止手段がシール部に埋設されている場合には、干渉ガスの被測定ガス室内への侵入を、抑止手段によってさらに確実に抑止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のガスセンサにおいて、検出素子は、被測定ガスに含まれる目的成分の濃度を測定し得る既知構造のものを使用できる。例えば、被測定ガスに含まれる酸素を測定する酸素センサを検出素子として用いても良い。被測定ガスに含まれる２種以上の目的成分の濃度を測定する検出素子を用いても良い。
【００２３】
検出素子としては、一般的な構造を持つものを用いることができる。例えば、検出素子としては、固体電解質と少なくとも一対の電極とを持つものを用いることができる。一方の電極である被測定側電極は、固体電解質の一表面に形成され、被測定ガスが導入される被測定ガス室に露出する。他方の電極である参照ガス側電極は、固体電解質の他の表面に形成され、参照ガスが導入される参照ガス室に露出する。一般的な排ガスセンサでは、被測定ガス室には被測定ガスとしての排ガスが導入される。参照ガス室には参照ガスとしての空気が導入される。この一対の電極としては、Ｐｔ等からなる一般的な電極を使用できる。固体電解質としては、コップ状をなすものや、シート状をなす複数の固体電解質が積層されてなるもの等、既知構造からなるものを使用できる。
【００２４】
ケース体は中空であれば良く、筒状やコップ状、箱状等の既知の形状に形成できる。ケース体の内外は連通していても良いし、遮断されていても良い。例えば、被測定ガスに含まれる目的成分の経時変化を検知するためには、ケース体の内外を連通させるのがよい。ケース体の内部に封入した被測定ガスに含まれる目的成分を検知するためには、ケース体の内外が連通していなくても良い。
【００２５】
抑止部は、ジルコニアを含む固体電解質と、固体電解質の被測定ガス室側の表面に形成されている第１電極と、固体電解質の他の表面に形成されている第２電極とを持つ。抑止部は、検出素子と別体であっても良いし、一部が一体であっても良い。例えば、抑止部の固体電解質として、検出素子の固体電解質を併用しても良い。また、抑止部の第２電極として、検出素子の参照側電極を併用しても良い。さらに、（１）のガスセンサにおける給電手段や、（２）のガスセンサにおける警告手段は、既知構造からなるものを用いればよい。
【００２６】
本発明のガスセンサは、酸素ポンプ型抑止手段と酸素センサ型抑止手段との両方を持っても良い。この場合、酸素ポンプ型抑止手段によって被測定ガス室の酸素を被測定ガス室の外部に排出できるとともに、酸素ポンプ型抑止手段が劣化または故障した場合には、酸素センサ型抑止手段によって、ガスセンサの修理または交換をユーザーに促すことができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明のガスセンサを図面を基に説明する。
【００２８】
（実施例１）
実施例１のガスセンサは、上記（１）のガスセンサであり、酸素ポンプ型抑止手段を持つ。実施例１のガスセンサは、被測定ガス中の酸素濃度を測定する酸素センサであり、自動車の排ガス中の酸素濃度を測定する。実施例１のガスセンサにおける被測定ガスは排ガスであり、目的成分は酸素であり、参照ガスは空気である。実施例１のガスセンサを模式的に表す断面図を図１に示す。実施例１のガスセンサにおける抑止部を模式的に表す斜視図を図２に示し、実施例１のガスセンサにおける抑止部を模式的に表す断面図を図３に示す。
【００２９】
図１に示すように、実施例１のガスセンサはケース体１と、検出素子２と、シール部３と、被測定ガス室４０と、参照ガス室４１と、抑止手段５とを持つ。
【００３０】
ケース体１は中空状をなし、排気カバー１０とハウジング１１と大気カバー１２とからなる。排気カバー１０はインナカバー１５とアウタカバー１６とからなる２層構造からなる。インナカバー１５はアウタカバー１６の内部に配置されている。排気カバー１０は、一端が開口し一端が閉口した有底筒状をなす。排気カバー１０の周壁には、内外を連通する排気側開口１３が形成されている。大気カバー１２は一端が開口し一端が閉口した有底筒状をなす。大気カバー１２の底壁には、内外を連通する大気側開口（図略）が形成されている。
【００３１】
ハウジング１１は略筒状をなし、排気カバー１０の開口している側の端部と、大気カバー１２の開口している側の端部とを連絡している。ハウジング１１と排気カバー１０とは溶接されて、気密に接合している。
【００３２】
検出素子２は酸素センサからなる。詳しくは、検出素子２は第１の固体電解質２０と２つの電極２１、２２と第１のヒータ２３とを持つ。第１の固体電解質２０は安定化ジルコニアからなり、略コップ状をなす。第１の固体電解質２０は、軸方向の一部が径方向に膨出してなるフランジ部２５を持つ。第１の固体電解質２０の内面には一方の電極である参照ガス側電極２１が形成されている。第１の固体電解質２０の外面には、他方の電極である被測定ガス側電極２２が形成されている。参照ガス側電極２１および被測定ガス側電極２２はＰｔ製である。参照ガス側電極２１と被測定ガス側電極２２とは、図略の測定手段から延びる図略のリード線に接続されている。リード線は大気カバー１２の大気側開口を介してケース体１の外部に延びている。測定手段は電圧計からなり、ケース体１の外部に配置されている。測定手段は、参照ガス側電極２１と被測定ガス側電極２２との間に生じる起電力を測定する。測定手段は図略の制御手段に接続され、起電力の大きさに応じた信号を制御手段に向けて伝送する。第１のヒータ２３は、第１の固体電解質２０の内部に挿入配置され、図略の電源に接続されている。第１のヒータ２３は電源からの給電を受けて、第１の固体電解質２０を加熱する。検出素子２は、ケース体１の内部に挿入配置されている。
【００３３】
シール部３は、タルク粉末からなり、略リング状をなす。シール部３は、圧縮手段６０によって圧縮された状態で、フランジ部２５の外面とハウジング１１の内面との間隙に充填されてなる。シール部３は、ケース体１および検出素子２の軸方向の一部において、検出素子２の外面とケース体１の内面との間隙をシールする。
【００３４】
ケース体１の内部には、被測定ガス室４０と参照ガス室４１とが形成されている。被測定ガス室４０は、ケース体１の内面と検出素子２の外面とシール部３とで区画されている。参照ガス室４１は、ケース体１の内面と、検出素子２の内面とで区画されている。実施例１のガスセンサは、自動車の排気流路に配置される。実施例１のガスセンサにおいて、排気カバー１０側の部分は排ガスに曝され、大気カバー１２側の部分は大気（空気）に曝される。被測定ガス室４０には、排気側開口１３を介して、被測定ガス（排ガス）が導入される。参照ガス室４１には、図略の大気側開口を介して、参照ガス（空気）が導入される。
【００３５】
抑止手段５は酸素ポンプ型抑止部を持つ。図２および３に示すように、抑止手段５は抑止部５０と給電手段（図略）とを持つ。抑止部５０は、第２の固体電解質５１と第１電極５２と第２電極５３と第２のヒータ５４とを持つ。第２の固体電解質５１は安定化ジルコニアからなり、リング状をなす。第２の固体電解質５１の軸方向における一端面には、第１電極５２が形成されている。第２の固体電解質５１の軸方向における他端面には第２電極５３が形成されている。第１電極５２と第２電極５３とはＰｔからなる。抑止部５０は、第１電極５２を被測定ガス室４０側に向け、第２電極５３を大気カバー１２側に向けて、シール部３に埋設されている。第１電極５２と第２電極５３とは、それぞれ給電手段から延びるリード線に接続されている。給電手段は、第２電極５３から第１電極５２に向けて電流を流す。
【００３６】
実施例１のガスセンサにおける検出素子２において、被測定ガス側電極２２は被測定ガス室４０に露出し、参照ガス側電極２１は参照ガス室４１に露出している。被測定ガス室４０には被測定ガスが導入され、参照ガス室４１には参照ガスが導入されている。このため、被測定ガス室４０における酸素濃度と参照ガス室４１における酸素濃度とは異なる。また、第１の固体電解質２０は第１のヒータ２３によって加熱されている。したがって、被測定ガス側電極２２と参照ガス側電極２１との間には起電力が生じる。測定手段は、この起電力を測定し、起電力の大きさに応じた信号を制御手段に伝送する。制御手段は、信号に基づいて排ガス中の酸素濃度や空燃比を算出する。したがって、実施例１のガスセンサは、排ガス中の酸素濃度を測定できる。
【００３７】
実施例１のガスセンサにおける抑止手段５は、酸素ポンプ型抑止部をもつ。すなわち、給電手段が第２電極５３から第１電極５２に向けて電流を流すと、第１電極５２近傍の酸素が、第２の固体電解質５１を通って第２電極５３側に移動し、第２電極５３を介して抑止部５０の外部に排出される。
【００３８】
第１電極５２は、第２の固体電解質５１のなかで、被測定ガス室４０側の表面に形成されている。また、第２電極５３は、第２の固体電解質５１のなかで、被測定ガス室４０とは逆側の表面に形成されている。抑止手段５はシール部３に埋設されている。このため抑止手段５は、シール部３の被測定ガス室４０側の部分に侵入した酸素を、被測定ガス室４０から離れた位置に排出し得る。したがって、シール部３の被測定ガス室４０側の部分に干渉ガス（実施例１では空気）が侵入した場合にも、被測定ガス室４０における酸素濃度を、被測定ガスの酸素濃度と一致させることができる。よって、実施例１のガスセンサは、抑止手段５によって、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させることができる。
【００３９】
なお、実施例１のガスセンサにおける抑止手段５において、給電手段は、エンジンの駆動に同期して動作する。詳しくは、エンジンが始動すると、給電手段が第２電極５３から第１電極５２に向けて電流を流す。エンジンが停止すると、給電手段による第２電極５３への給電が停止する。したがって、実施例１のガスセンサにおける抑止手段５は、エンジンが駆動している間中、シール部３の被測定ガス室４０側の部分に侵入した酸素を被測定ガス室４０から離れた位置に排出し続ける。なお、本発明のガスセンサにおける抑止手段５は、所定のタイミングや所定の間隔で断続的に動作しても良い。
【００４０】
（実施例２）
実施例２のガスセンサは上記（２）のガスセンサである。実施例２のガスセンサは、抑止手段が酸素センサ型抑止部を持つことと、抑止手段が警告手段とを持つことと、抑止手段の配置位置以外は、実施例１のガスセンサと同じである。実施例２のガスセンサを模式的に表す断面図を図４に示す。
【００４１】
実施例２のガスセンサにおける抑止手段５は、抑止部５０と警告手段（図略）とを持つ。抑止部５０は、安定化ジルコニアからなる第２の固体電解質５１と、第２の固体電解質５１の一表面に形成されている第１電極５２と、第２の固体電解質５１の他の表面に形成されている第２電極５３とを持つ。実施例２のガスセンサでは、抑止部５０の第２の固体電解質５１として検出素子２の第１の固体電解質２０を用いている。また、抑止部５０の第１電極５２として検出素子２の参照ガス側電極２１を用いている。すなわち、実施例２のガスセンサにおいて、抑止部５０は、検出素子２の第１の固体電解質２０と、検出素子２の参照ガス側電極２１と、第２電極５３とからなる。また、第２の固体電解質５１（第１の固体電解質２０）は、ヒータ２３によって加熱されている。
【００４２】
第２電極５３はＰｔからなり、第１の固体電解質２０の外面に形成されている。詳しくは、第２電極５３は、被測定ガス側電極２２よりもシール部３側に配置されている。さらに詳しくは、第２電極５３は、排気側開口１３よりもシール部３側に配置されている。
【００４３】
警告手段は、電圧計からなる測定部と、ＣＰＵ（中央処理装置）からなる制御部と、警告ライトからなる警告部と、を持つ。測定部は、第１電極５２（参照ガス側電極２１）と第２電極５３との間に生じる起電力を測定し、起電力の大きさに応じた信号を制御部に伝送する。制御部は、測定部からの信号を受けて、起電力の上昇幅が所定の割合を超えたか否かを判断する。そして、この上昇幅が所定の割合を超えると、車室内に配置されている警告部（警告ライト）を点灯させる。換言すれば、実施例２のガスセンサにおける警告手段は、測定部で測定した起電力に基づいて、警告ライトを点灯させてユーザーに警告を発する。さらに換言すれば、実施例２のガスセンサにおいて、抑止手段５は、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と異なっていることを検知・警告して、ガスセンサの修理または交換をユーザーに促す。ガスセンサを修理または交換すれば、被測定ガス室４０への干渉ガスの侵入がなくなり、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と一致する。よって、実施例２のガスセンサは、抑止手段５によって、間接的に、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させることができる。
【００４４】
なお、実施例２のガスセンサにおける抑止手段５において、警告手段は、エンジンの駆動に同期して動作する。詳しくは、エンジンが始動すると、警告手段が図略の電源から給電を受ける。エンジンが停止すると、電源から警告手段への給電が停止する。したがって、実施例２のガスセンサにおける抑止手段５は、エンジンが駆動している間中、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と異なっているか否かを検知し続ける。なお、本発明のガスセンサにおける抑止手段５は、所定時間が経過する毎に見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と異なっているか否かを検知しても良いし、所定のタイミングで見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度と異なっているか否かを検知しても良い。
【００４５】
実施例２のガスセンサでは、酸素センサ型抑止部で生じた起電力の上昇幅を基に、被測定ガス室４０内への干渉ガスの侵入を検知している。すなわち、酸素センサ型抑止部で生じた起電力の経時変化を基に、被測定ガス室４０内への干渉ガスの侵入を検知している。しかし、本発明のガスセンサでは、酸素センサ型抑止部で生じた起電力に基づいた他の方法で被測定ガス室４０内への干渉ガスの侵入を検知しても良い。例えば、酸素センサ型抑止部で生じた起電力を検出素子２で生じた起電力と比較し、酸素センサ型抑止部で生じた起電力が検出素子２で生じた起電力よりも小さい場合に、干渉ガスが被測定ガス室４０内に侵入したと判断しても良い。
【００４６】
（実施例３）
実施例３のガスセンサは、上記（１）のガスセンサであり、かつ、上記（２）のガスセンサである。すなわち、実施例３のガスセンサは、酸素ポンプ型抑止手段と酸素センサ型抑止手段との両方をもつ。実施例３のガスセンサは、実施例１のガスセンサに、実施例２のガスセンサにおける抑止手段を加えたものである。実施例３のガスセンサを模式的に表す断面図を図５に示す。
【００４７】
実施例３のガスセンサは、実施例１のガスセンサと同じ抑止手段（酸素ポンプ型抑止手段５００）と、実施例２のガスセンサと同じ抑止手段（酸素センサ型抑止手段５０１）とを持つ。
【００４８】
実施例３のガスセンサにおいて、酸素ポンプ型抑止手段５００と酸素センサ型抑止手段５０１とは、エンジンの駆動に同期して動作する。詳しくは、エンジンが始動すると、酸素ポンプ型抑止手段５００が、シール部３の被測定ガス室４０側に侵入した酸素を、被測定ガス室４０から離れた位置に排出する。したがって、被測定ガス室４０における酸素濃度を、被測定ガスの酸素濃度と一致させることができる。
【００４９】
ところで、酸素ポンプ型抑止手段５００が劣化または故障すると、シール部３を経て被測定ガス室４０に干渉ガスが侵入する。この場合には、干渉ガスに含まれる酸素によって、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高くなる。
【００５０】
実施例３のガスセンサでは、エンジンが始動すると、酸素センサ型抑止手段５０１が、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高いか否かを測定する。そして、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高い状態が所定時間持続したか否かを判断する。見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高い状態が所定時間持続しなかった場合には、酸素ポンプ型抑止手段５００によって、被測定ガス室４０に侵入した干渉ガスを被測定ガス室４０の外部に排出したとみなして、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高いか否かを測定し続ける。見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高い状態が所定時間持続した場合には、酸素センサ型抑止手段５０１は、被測定ガス室４０に干渉ガスが侵入したと判断する。そして、警告ライトを点灯させて、ガスセンサの修理・交換をユーザーに促す。
【００５１】
したがって、実施例３のガスセンサによると、酸素ポンプ型抑止手段５００によって、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度に一致させる。そして、酸素ポンプ型抑止手段５００が劣化または故障した場合には、酸素センサ型抑止手段５０１によって、酸素センサの修理または交換をユーザーに促すことができる。したがって、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度により確実に一致させることができる。
【００５２】
なお、実施例３のガスセンサでは、酸素ポンプ型抑止手段５００と酸素センサ型抑止手段５０１とが、ともにエンジンの駆動に同期して動作したが、一方が他方と異なるタイミングで動作しても良い。例えば、酸素ポンプ型抑止手段５００はエンジンの駆動に同期して動作するようにして、酸素センサ型抑止手段５０１は検出素子２のインピーダンスが所定値よりも大きくなったときに駆動するようにしても良い。検出素子２のインピーダンスが所定値よりも大きくなったとき、すなわち、検出素子２に電流が流れ難くなったときには、参照ガス室４１における酸素濃度と被測定ガス室４０における酸素濃度との差が小さくなっている。この場合、酸素ポンプ型抑止手段５００が劣化または故障して、被測定ガス室４０に干渉ガスが侵入している可能性がある。したがって、このとき酸素センサ型抑止手段５０１によって、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高くなっているか否かを検知し、見掛けの目的成分濃度が真の目的成分濃度よりも高くなっているときに、ガスセンサの修理または交換をユーザーに促せば、見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度に一致させることができる。
【００５３】
実施例３のガスセンサは２つの抑止部を持つ。すなわち、実施例３のガスセンサにおいて、酸素ポンプ型抑止手段５００の抑止部（酸素ポンプ型抑止部５５０）と、酸素センサ型抑止手段５０１の抑止部（酸素センサ型抑止部５５１）とは別体である。しかし、本発明のガスセンサでは、酸素ポンプ型抑止部５５０と酸素センサ型抑止部５５１とを兼用しても良い。
【００５４】
例えば、実施例３のガスセンサにおける酸素センサ型抑止部５５１を酸素ポンプ型抑止部としても使用する場合には、通常は酸素センサ型抑止部５５１に電流を流して、酸素ポンプ型抑止部として使用する。そして、所定のタイミングまたは所定の間隔で、酸素センサ型抑止部５５１への給電を停止して、酸素センサ型抑止部５５１で生じた起電力を測定して、酸素センサ型抑止部として使用する。なお、この場合には、酸素センサ型抑止部５５１は、シール部３を経て被測定ガス室４０に侵入した酸素を、参照ガス室４１に移動させる。したがって、参照ガス室４１内の酸素濃度は空気中の酸素濃度よりも高くなる。しかし、空気中の酸素濃度は排ガス中の酸素濃度に比べると遙かに高い。このため、酸素センサ型抑止部５５１によって排出された酸素によって、参照ガス室４１内の酸素濃度が大きく変わることはない。したがって、この場合にも、抑止手段によって見掛けの目的成分濃度を真の目的成分濃度と一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１のガスセンサを模式的に表す断面図である。
【図２】実施例１のガスセンサにおける抑止部を模式的に表す斜視図である。
【図３】実施例１のガスセンサにおける抑止部を模式的に表す断面図である。
【図４】実施例２のガスセンサを模式的に表す断面図である。
【図５】実施例３のガスセンサを模式的に表す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１：ケース体、２：検出素子、３：シール部、４０：被測定ガス室、４１：参照ガス室、５：抑止手段、２１：参照ガス側電極、２２：被測定ガス側電極、５０：抑止部、５１：固体電解質、５２：第１電極、５３：第２電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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