(57)【要約】    【課題】  基準電極と測定電極との間に電圧を印加し、基準電極の酸素分圧と測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、基準電極に対する酸素蓄積量が過大となって、内部圧力が増加し、検出素子が損傷することを防止する。    【解決手段】  被測定ガス（内燃機関の排気）の酸素過剰状態又は検出素子の高温状態が所定時間以上継続すると、基準電極と測定電極との間に印加するバイアス電圧を低下させ、及び／又は、検出素子を加熱するヒータの電圧を低下させる。【選択図】  図３
2005208045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電極，酸素イオン伝導性固体電解質，測定電極を積層してなる検出素子を備え、前記基準電極と前記測定電極との間に電圧を印加し、前記基準電極の酸素分圧と前記測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、
前記基準電極における酸素の蓄積量を推定し、前記酸素の蓄積量が閾値に達していると推定されるときに、前記基準電極への酸素の流れ込み量を抑制する方向に検出素子の操作量を変更することを特徴とする酸素濃度検出装置。
【請求項２】
基準電極，酸素イオン伝導性固体電解質，測定電極を積層してなる検出素子を備え、前記基準電極と前記測定電極との間に電圧を印加し、前記基準電極の酸素分圧と前記測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、
前記基準電極における酸素の蓄積量を推定し、前記酸素の蓄積量に応じて前記基準電極と前記測定電極との間に印加する電圧を変更することを特徴とする酸素濃度検出装置。
【請求項３】
基準電極，酸素イオン伝導性固体電解質，測定電極を積層してなる検出素子及び該検出素子を加熱するヒータを備え、前記基準電極と前記測定電極との間に電圧を印加し、前記基準電極の酸素分圧と前記測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、
前記基準電極における酸素の蓄積量を推定し、前記酸素の蓄積量に応じて前記ヒータによる加熱温度を変更することを特徴とする酸素濃度検出装置。
【請求項４】
前記酸素の蓄積量を、前記検出素子の温度に基づいて推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の酸素濃度検出装置。
【請求項５】
前記酸素の蓄積量を、前記被測定ガス中の酸素濃度に基づいて推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の酸素濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関の排気中の酸素濃度を検出するのに用いられる酸素濃度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板と基準電極と酸素イオン伝導性固体電解質と測定電極とを積層し、更に、前記測定電極を通電電極と参照電極とに分け、前記基準電極と前記通電電極と間で通電することで前記基準電極における酸素分圧を制御し、前記基準電極と前記参照電極との間に生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置が開示されている。
【特許文献１】特開昭５９−１４８８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、２輪車に搭載される排気量が小さい内燃機関においては、排気管の径が細いため、前記排気管に装着する酸素濃度検出素子を小型にする必要がある。
【０００４】
しかし、検出素子を小型にするためには、積層部材の厚さを薄くしなければならず、これによって検出素子の機械的な強度が低下してしまう。
【０００５】
一方、前記酸素濃度検出装置においては、基準電極に対して酸素が過剰に蓄積され、検出素子内部の圧力が増大することがあり、検出素子を小型化することで強度が低下していると、前記内圧の増大によって検出素子が破損してしまう可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、基準電極に対して酸素が過剰に蓄積されることによる検出素子の破損を防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため請求項１記載の発明は、基準電極，酸素イオン伝導性固体電解質，測定電極を積層してなる検出素子を備え、前記基準電極と前記測定電極との間に電圧を印加し、前記基準電極の酸素分圧と前記測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、前記基準電極における酸素の蓄積量を推定し、前記酸素の蓄積量が閾値に達していると推定されるときに、前記基準電極への酸素の流れ込み量を抑制する方向に検出素子の操作量を変更する構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、基準電極における酸素量が閾値に達していると推定すると、基準電極への酸素の流れ込み量を抑制すべく、検出素子の操作量（例えば、バイアス電圧やヒータによる加熱温度など）を変更するので、基準電極に過剰に酸素が蓄積されて内部圧力が増大することが回避される。
【０００９】
従って、小型の検出素子を用いる場合であっても、検出素子が内部圧力の増大によって、検出素子が破損することを防止できる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、基準電極，酸素イオン伝導性固体電解質，測定電極を積層してなる検出素子を備え、前記基準電極と前記測定電極との間に電圧を印加し、前記基準電極の酸素分圧と前記測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、前記基準電極における酸素の蓄積量を推定し、前記酸素の蓄積量に応じて前記基準電極と前記測定電極との間に印加する電圧を変更する構成とした。
【００１１】
かかる構成によると、基準電極と測定電極との間に印加する電圧（バイアス電圧）を低下させることで、前記基準電極に流れ込む酸素量が抑制されるので、蓄積量の推定値に応じて前記印加電圧を変更することで、酸素の過剰蓄積を防止することができる。
【００１２】
従って、基準電極に酸素が過剰に蓄積し、これによって、検出素子の内部圧力が増大することが回避され、小型の検出素子を用いる場合であっても、検出素子が破損することを防止できる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、基準電極，酸素イオン伝導性固体電解質，測定電極を積層してなる検出素子及び該検出素子を加熱するヒータを備え、前記基準電極と前記測定電極との間に電圧を印加し、前記基準電極の酸素分圧と前記測定電極の酸素分圧との差に対応して生じる起電力に基づいて、被測定ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置において、前記基準電極における酸素の蓄積量を推定し、前記酸素の蓄積量に応じて前記ヒータによる加熱温度を変更する構成とした。
【００１４】
かかる構成によると、ヒータによる加熱温度を低下させると、検出素子の温度が低下して内部抵抗を増加し、前記基準電極に流れ込む酸素量が抑制されるので、蓄積量の推定値に応じて前記ヒータによる加熱温度を変更することで、酸素の過剰蓄積を防止することができる。
【００１５】
従って、基準電極に酸素が過剰に蓄積し、これによって、検出素子の内部圧力が増大することが回避され、小型の検出素子を用いる場合であっても、検出素子が破損することを防止できる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、前記酸素の蓄積量を、前記検出素子の温度に基づいて推定する構成とした。
【００１７】
かかる構成によると、検出素子の温度の上昇により内部抵抗が低下し、基準電極に酸素が流れ込み易くなっている状態を判定でき、前記内部抵抗が低下している状態の継続時間から、酸素の蓄積量が閾値に達しているか否かを推定できる。
【００１８】
請求項５記載の発明では、前記酸素の蓄積量を、前記被測定ガス中の酸素濃度に基づいて推定する構成とした。
【００１９】
かかる構成によると、被測定ガスが酸素過剰状態であると、基準電極に酸素が流れ込み続けることになるため、被測定ガスが酸素過剰状態となっている継続時間から、酸素の蓄積量が閾値に達しているか否かを推定できる。
【００２０】
尚、被測定ガスを内燃機関の排気とする場合には、前記酸素過剰状態とは、内燃機関の空燃比が理論空燃比よりもリーンである状態である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る酸素濃度検出装置を含む内燃機関の空燃比制御システムを示す図である。
【００２３】
本実施形態における酸素濃度検出装置は、検出素子１２を内燃機関の排気管に装着することで、内燃機関の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度を検出する。
【００２４】
前記空燃比制御システムでは、排気中の酸素濃度から判断される空燃比に基づいて内燃機関への燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００２５】
尚、前記内燃機関は、例えば２輪車に搭載される内燃機関である。
【００２６】
図１において、燃料噴射量の制御及び前記検出素子１２の制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１は、マイクロコンピュータ１１１を含んで構成される。
【００２７】
前記検出素子１２は、前記マイクロコンピュータ１１１，バイアス電圧出力部１１２，ヒータ駆動電圧出力部１１３によって制御される。
【００２８】
前記マイクロコンピュータ１１１は、空燃比検出＆補正値算出部１１１１、燃料噴射量算出部１１１２、運転条件判別部１１１３、素子状態判別部１１１４、電圧補正判定部１１１５、バイアス電圧算出部１１１６、ヒータ電圧算出部１１１７を含んで構成される。
【００２９】
前記空燃比検出＆補正値算出部１１１１は、バイアス電圧出力部１１２から出力されたバイアス電圧、及び、検出素子１２で検出された酸素濃度の信号を受けて、空燃比を検出する。更に、空燃比の検出結果に基づいて燃料噴射量の補正値を算出し、前記補正値を燃料噴射量算出部１１１２に出力する。
【００３０】
前記燃料噴射量算出部１１１２は、空燃比検出＆補正値算出部１１１１から与えられた補正値に基づいて燃料噴射量を補正し、補正した燃料噴射量に基づいて燃料噴射装置１３を制御する。
【００３１】
前記運転条件判別部１１１３は、車両の運転状態として、例えば内燃機関の回転速度，燃料噴射量，吸気管圧力，車速，空燃比，排気温度等を入力し、入力した情報に基づいて車両の運転状態を判別する。
【００３２】
また、素子状態判別部１１１４は、検出素子１２の状態として、例えば素子温度，素子インピーダンス，素子の内部応力等の実測値を入力し、入力した情報に基づいて検出素子１２の状態を判別する。
【００３３】
尚、素子温度，素子インピーダンス，素子の内部応力等の実測値に代えて、素子温度，素子インピーダンス，内部応力の推定値を用いてもよい。素子温度は、排気温度に基づいて推定することが可能であり、素子インピーダンスは、検出素子を加熱するヒータのインピーダンスに基づいて推定することができる。
【００３４】
前記運転条件判別部１１１３及び素子状態判別部１１１４の判別結果は、電圧補正判定部１１１５に出力される。
【００３５】
前記電圧補正判定部１１１５では、運転条件及び素子状態から検出素子の基準電極における酸素の蓄積量を推定し、検出素子１２に印加するバイアス電圧，ヒータ電圧を変更するか否かを判定する。そして、電圧を変更するか否かの判定結果を、バイアス電圧算出部１１１６及びヒータ電圧算出部１１１７に出力する。
【００３６】
前記電圧補正判定部１１１５では、機関回転速度，燃料噴射量，吸気管圧力，車速，空燃比，排気温度などから推定される検出素子１２の温度、又は、センサで検出される検出素子１２の温度が、例えば６５０℃を超える状態が所定時間継続すると、検出素子１２の基準電極に蓄積した酸素量が閾値に達していると判断し、バイアス電圧及びヒータ電圧の低下を指令する。
【００３７】
また、空燃比が、例えば理論空燃比よりもリーンである状態が所定時間継続すると、検出素子１２の基準電極に蓄積した酸素量が閾値に達していると判断し、バイアス電圧，ヒータ電圧の低下を指令する。
【００３８】
バイアス電圧算出部１１１６では、バイアス電圧の低下指令を受けると、例えば通常のバイアス電圧が１．２Ｖ程度であった場合には、バイアス電圧を１．０Ｖ程度に低下させる。
【００３９】
また、ヒータ電圧算出部１１１７では、ヒータ電圧の低下指令を受けると、例えば通常のヒータ電圧が１３Ｖ程度であった場合には、ヒータ電圧を１０Ｖ程度に低下させる。
【００４０】
バイアス電圧出力部１１２は、バイアス電圧算出部１１１６で算出されたバイアス電圧を検出素子１２に与える。
【００４１】
ヒータ電圧出力部１１３は、ヒータ電圧算出部１１１７で算出された目標電圧が、ヒータ部１２２に印加されるように、スイッチング部１５のオン・オフをデューティ制御する。
【００４２】
また、スイッチング部１５は、ヒータ部１２２の上流側でヒータ駆動電流を遮断する機能を有する。
【００４３】
ヒータ部１２２に供給されるヒータ駆動電流を、ヒータ１２２の下流側、即ち、ヒータ部１２２と接地電位との間に設けられたスイッチング手段により遮断する場合には、電流が遮断される前にヒータ部１２２に電位が生じているため、駆動電流の遮断時に、ヒータ部１２２から検出素子１２の基準電極に向けて酸素が多量に流れ込み、検出素子１２の内圧が上がって、検出素子１２が破損するおそれがあった。
【００４４】
これに対して、上述したようにスイッチング手段１５をヒータ部１２２の上流側に設ければ、ヒータ部１２２への駆動電流の遮断時に、基準電極に酸素が流れ込むことが回避され、検出素子１２の破損を防止できる。
【００４５】
前記検出素子１２は、バイアス電圧出力部１１２から与えられるバイアス電圧に基づいて、被測定ガス（排気）の酸素濃度を検出する信号部１２１と、ヒータ電圧出力部１１３から与えられるヒータ電圧に基づいて、検出素子１２を加熱するヒータ部１２２とを備えて構成されている。
【００４６】
図２は、前記検出素子１２の構成を示す断面図である。
【００４７】
図２において、検出素子１２は、ベース部材２２と、このベース部材２２の外面側に形成された酸素イオン伝導性の固体電解質層２３と、この固体電解質層２３の内面とベース部材２２の外面との間に設けられ、多孔質材料によって形成された多孔質層２４と、固体電解質層２３の内面に形成された内側電極２５（基準電極）と、固体電解質層２５の外面に形成され、電極用窓部２６ａを有する内側緻密層２６と、この内側緻密層２６の外面、及び、電極用窓部２６ａより露出された固体電解質層２３の外面に形成された外側電極２７（測定電極）と、この外側電極２７の外面に形成され、電極用窓部２６ａと同じ位置に酸素導入用窓部２８ａを有する外側緻密層２８と、外側緻密層２８の外面、及び、酸素導入用窓部２８ａより露出された外側電極２７の外面に形成された保護層２９とから構成されている。
【００４８】
前記外側緻密層２８及び保護層２９の外側が、被測定ガス（排気管内の排気ガス）に晒される。
【００４９】
前記ベース部材２２は、ロッド２１０と、該ロッド２１０の外周に形成されたヒータパターン２１１と、ヒータパターン２１１を被覆するようロッド２１０の外周に形成された絶縁材料であるヒータ被覆層２１２とから構成される。
【００５０】
前記ロッド２１０は、例えばアルミナ等のセラミック材料より形成される。
【００５１】
前記ヒータパターン２１１は、タングステンや白金などの発熱性導体材料より形成され、該ヒータパターン２１１の発熱によって固体電解質層２３等を活性温度に昇温させる。
【００５２】
前記固体電解質層２３は、例えば、ジルコニアの粉体中に所定重量割合のイットリアの粉体を混合したペースト状物から形成される。
【００５３】
そして、前記固体電解質層２３は、内側電極２５（基準電極）と外側電極２７（測定電極）との間で、酸素濃度差に応じた起電力を発生させ、酸素イオンを輸送できるようになっている。
【００５４】
前記多孔質層２４は、アルミナ等のセラミックス材料によって形成され、固体電解質層２３を通じて内側電極２５へ輸送されてくる酸素を逃がす経路を構成している。
【００５５】
前記内側電極２５及び外側電極２７は、導電性を有し、かつ、酸素が透過できる材料である白金等により形成されている。
【００５６】
そして、内側電極２５及び外側電極２７には、それぞれリード線２５ａ，２７ａが一体的に設けられており、リード線２５ａ，２７ａを用いて内側電極２５と外側電極２７との間の電位差を検出できるようになっている。
【００５７】
前記内側緻密層２６は、被測定ガス中の酸素が内面側に透過できない材料、例えばアルミナ等のセラミック材料より形成されている。
【００５８】
また、内側緻密層２６は、固体電解質層２３の外面の全域を覆い、電極用窓部２６ａは、側緻密層２６の一部を切欠くことにより形成されている。
【００５９】
前記電極用窓部２６ａは、軸方向及び円周方向共に内側電極２５よりも小さい寸法に設定されている。
【００６０】
外側緻密層２８は、内側緻密層２６と同様に、被測定ガス中の酸素が内面側に通過できない材料、例えばアルミナ等のセラミック材料より形成され、酸素導入用窓部２８ａは、電極用窓部２６ａと同じ位置で、外側緻密層２８の一部を切欠くことにより形成されている。
【００６１】
保護層２９は、外側緻密層２８の酸素導入用窓部２８ａを介して外部に露出される外側電極２７を外側から覆い、被測定ガス中の有害ガスやダスト等は内面側に通過できないが、被測定ガス中の酸素は内面側に通過できる材質、例えばアルミナと酸化マグネシウムの混合物の多孔質構造体により形成されている。
【００６２】
上記構成の検出素子１２において、前記内側電極２５と外側電極２７との間に外部電源を接続して、固体電解質層２３内で酸素イオンの移動を生じさせることにより、内側電極２５（基準電極）での酸素分圧を制御し、この内側電極２５（基準電極）での酸素分圧と、被測定ガスに晒される外側電極２７（測定電極）での酸素分圧との差に対応する起電力を、被測定ガス中の酸素濃度に対応する値として測定させる。
【００６３】
次に、図３に示すフローチャートを参照して、検出素子１２に印加されるバイアス電圧及びヒータ電圧の設定手順を説明する。
【００６４】
ステップＳ１では、機関回転速度，機関負荷，空燃比などの各種運転条件を入力し、ステップＳ２では、現在の内燃機関における空燃比が理論空燃比よりもリーンであるか否かを判別する。
【００６５】
前記リーン判定は、検出素子１２に基づいて検出される空燃比、又は、そのときの目標空燃比に基づいて行われる。
【００６６】
空燃比がリーンであるときには、ステップＳ３へ進み、リーンカウンタＣＬを１だけ増加させることで、リーンの継続時間を計測させる。
【００６７】
そして、ステップＳ４では、前記リーンカウンタＣＬと所定値ＣＬ１とを比較することで、リーンの継続時間が所定時間（例えば１０秒）に達したか否かを判別する。
【００６８】
ここで、前記リーンカウンタＣＬが所定値ＣＬ１以上であれば、ステップＳ５へ進み、電圧変更フラグＦＬに１を設定する。
【００６９】
一方、前記リーンカウンタＣＬが所定値ＣＬ１未満であれば、ステップＳ５を迂回してステップＳ８へ進むことで、前回までの電圧変更フラグＦＬを保持させる。
【００７０】
また、ステップＳ２で空燃比がリーンでないと判別されたときには、ステップＳ６へ進んで、前記リーンカウンタＣＬをゼロにリセットし、更に、次のステップＳ７では、前記電圧変更フラグＦＬをゼロにリセットする。
【００７１】
空燃比がリーンの状態では、基準電極である内側電極２５に対して酸素が流れ込み続けることになり、これによって、内側電極２５に酸素が過剰に蓄積されて内圧が増大する。
【００７２】
そこで、リーンの継続時間から、内側電極２５に蓄積された酸素量が閾値に達した否かを判断するものであり、内側電極２５に蓄積された酸素量が閾値に達していると推定されるときに、前記電圧変更フラグＦＬに１をセットする。
【００７３】
尚、空燃比がよりリーンであるほどリーンカウンタＣＬのアップ代を大きくして、内側電極２５に対して流れ込む酸素量が多いときほど、リーンカウンタＣＬの増大速度が速くなるようにしても良い。
【００７４】
また、簡易的には、空燃比がリーンであるほど、前記所定値ＣＬ１をより小さい値に変更する構成とすることができる。
【００７５】
ステップＳ８では、検出素子１２の温度が所定温度（例えば６５０℃）以上であるか否かを判別する。
【００７６】
前記検出素子１２の温度は、運転条件や周囲温度に基づいて推定できる他、センサによって検出させることができる。
【００７７】
検出素子１２の温度が所定温度以上であれば、ステップＳ９へ進み、温度カウンタＣＴを１だけ増加させることで、検出素子１２が高温を維持する時間を計測させる。
【００７８】
尚、検出素子１２の温度が高いほど温度カウンタＣＴのアップ代を大きくして、内側電極２５に対して流れ込む酸素量が多いときほど、温度カウンタＣＴの増大速度が速くなるようにしても良い。
【００７９】
また、簡易的には、検出素子１２の温度が高いほど、前記所定値ＣＴ１をより小さい値に変更する構成とすることができる。
【００８０】
ステップＳ１０では、前記温度カウンタＣＴと所定値ＣＴ１とを比較することで、高温の継続時間が所定時間に達したか否かを判別する。
【００８１】
ここで、前記温度カウンタＣＴが所定値ＣＴ１以上であれば、ステップＳ１１へ進み、電圧変更フラグＦＴに１を設定する。
【００８２】
一方、前記温度カウンタＣＴが所定値ＣＴ１未満であれば、ステップＳ１１を迂回してステップＳ１４へ進むことで、前回までの電圧変更フラグＦＴを保持させる。
【００８３】
また、ステップＳ８で検出素子１２の温度が所定温度未満であると判別されたときには、ステップＳ１２へ進んで、前記温度カウンタＣＴをゼロにリセットし、更に、次のステップＳ１３では、前記電圧変更フラグＦＴをゼロにリセットする。
【００８４】
検出素子１２の温度が高いと、内部抵抗が小さくなって、電極２５，２７間に過剰な電流が流れ、基準電極である内側電極２５に対して酸素が多く流れ込む。これによって、内側電極２５に酸素が過剰に蓄積されて内圧が増大する。
【００８５】
そこで、高温状態の継続時間から、内側電極２５に蓄積された酸素量が閾値に達した否かを判断するものであり、内側電極２５に蓄積された酸素量が閾値に達していると推定されるときに、前記電圧変更フラグＦＴに１をセットする。
【００８６】
ステップＳ１４では、前記電圧変更フラグＦＬが１であるか否かを判別する。
【００８７】
前記電圧変更フラグＦＬが１である場合には、空燃比がリーンである状態が継続し、内側電極２５に蓄積された酸素量が閾値に達していると推定される状態であるので、ステップＳ１６へ進んで、酸素の蓄積を抑制するためにバイアス電圧及び／又はヒータ電圧を低下させる処理を実行する。
【００８８】
一方、前記電圧変更フラグＦＬが１である場合には、ステップＳ１５へ進み、前記電圧変更フラグＦＴが１であるか否かを判別する。
【００８９】
前記電圧変更フラグＦＴが１である場合には、検出素子１２の高温状態が継続し、内側電極２５に蓄積された酸素量が閾値に達していると推定される状態であるので、ステップＳ１６へ進んで、酸素の蓄積を抑制するためにバイアス電圧及び／又はヒータ電圧を低下させる処理を実行する。
【００９０】
ここで、電圧変更フラグＦＬ及び電圧変更フラグＦＴの双方が０である場合には、内側電極２５の酸素蓄積量が過剰になっていないと推定し、ステップＳ１７へ進んで、バイアス電圧及びヒータ電圧を通常値に設定する。
【００９１】
前記バイアス電圧の通常値は例えば１．２Ｖであり、酸素の蓄積を抑制する場合には、前記バイアス電圧を例えば１．０Ｖ程度に低下させる。
【００９２】
また、ヒータ電圧の通常値は例えば１３Ｖであり、酸素の蓄積を抑制する場合には、前記ヒータ電圧を例えば１０Ｖ程度に低下させる。
【００９３】
尚、バイアス電圧，ヒータ電圧の低下量は、空燃比の検出に影響を与えない範囲内に設定してある。また、低下量をそのときの空燃比や検出素子１２の雰囲気温度に応じて変更しても良い。
【００９４】
前記バイアス電圧を低下させると、電極２５，２７間に流れる電流が低下して、内側電極２５に流れ込む酸素量を抑制できる一方、ヒータ電圧を低下させることで、検出素子１２の温度が低下して内部抵抗を増加させることができ、内側電極２５への酸素の流れ込みを抑制することができる。
【００９５】
内側電極２５への酸素の流れ込みを抑制できれば、酸素の蓄積による内部圧力の増大を抑止でき、内部圧力が過剰になって検出素子１２が破損することを防止できる。
【００９６】
尚、測定電極としての外側電極が通電電極と参照電極とに分けられる検出素子においても、前記バイアス電圧・ヒータ電圧の設定処理を適用することで、同様な作用・効果を得ることができる。
【００９７】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項４記載の酸素濃度検出装置において、前記検出素子の温度が所定温度以上である状態が所定時間以上継続したときに、前記酸素の蓄積量が閾値に達していると推定することを特徴とする酸素濃度検出装置。
【００９８】
かかる構成によると、検出素子が高温になって、検出素子の内部抵抗が小さくなっている状態の継続時間から、酸素の蓄積量が閾値に達している状態を推定することができる。
（ロ）請求項５記載の酸素濃度検出装置において、前記検出素子が内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する構成であり、前記内燃機関における空燃比が理論空燃比よりもリーンである状態が所定時間以上継続したときに、前記酸素の蓄積量が閾値に達していると推定することを特徴とする酸素濃度検出装置。
【００９９】
かかる構成によると、内燃機関の空燃比がリーンで、排気が酸素過剰状態になっていて、基準電極に酸素が流れ込み続ける状態の継続時間から、酸素の蓄積量が閾値に達している状態を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施形態における酸素濃度検出装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態における酸素濃度検出素子の構成を示す断面図である。
【図３】実施形態におけるバイアス電圧・ヒータ電圧の設定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１１…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、１２…検出素子、１５…スイッチング部、２２…ベース部材、２３…固体電解質層、２４…多孔質層、２５…内側電極（基準電極）、２５ａ，２７ａ…リード線、２６…内側緻密層、２６ａ…電極用窓部、２７…外側電極（測定電極）、１１１…マイクロコンピュータ、１１２…バイアス電圧出力部、１１３…ヒータ電圧出力部、１２１…信号部、１２２…ヒータ部、１１１３…運転条件判別部、１１１４…素子状態判別部、１１１５…電圧補正判定部、１１１６…バイアス電圧算出部、１１１７…ヒータ電圧算出部
【図１】
2005208045.tif 000003
【図２】
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【図３】
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