(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガス流内の酸素濃度を検出するための酸素センサであって、排出側に露出した外側電極（２）と基準雰囲気または周囲空気に露出した基準電極（１３，２３）とを備えた形式のものにおいて、基準電極（２３）または基準側の組立部材が、侵入した排ガスまたは製造に基因する残渣の燃焼のための付加的な酸素を供給する、少なくとも１つの物質を有していることを特徴とする、酸素センサ。
【請求項２】
酸素を供給する物質がＭｎ−酸化物、Ｂａ−酸化物またはＣｅ−酸化物の群から少なくとも１つを含んでいる、請求項１記載の酸素センサ。
【請求項３】
酸素を供給する物質が、溶液の形で導入されているか、ペレットとして導入されているか、またはペーストとして導入されている、請求項１または２記載の酸素センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス流内の酸素濃度を検出するための酸素センサであって、排出側に露出した外側電極と基準雰囲気または周囲空気に露出した基準電極とを備えた形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような酸素センサは例えば米国特許第５５３１８７９号に記載されている。このようなλ−ゾンデとして使用される酸素センサでは、センサ特性曲線が酸素センサの加熱時にケーシング内または上、または基準側の組立部材内または上の湿気、侵入排ガスまたは残渣によって変動するという問題がある。このＣＳＤ−挙動（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｓｈｉｆｔ  ｄｏｗｎ）と呼ばれる現象に対して、上記の米国特許で提案された酸素センサでは基準電極に触媒活性ではない金属、例えば金または金−白金合金を使用することで対処した。
【０００３】
従来技術の別の酸素センサでは、基準側が排ガス側から完全に密封されるか、または基準側の活性Ｐｔ−またはＰｔ／Ｐｄ−電極または−構成部材が加熱されることによってＣＳＤ−挙動が回避される。従来技術から公知のＣＳＤ−問題を回避するための手段はすべて複雑であるか高価である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の基礎をなす課題は、ＣＳＤ−問題が簡単でコスト的に有利な手段を用いて解決される、λ−ゾンデとして自動車で使用するのに適当な酸素センサを実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明の第１の優れた観点によれば、基準電極を包囲したまたは基準電極へ接続した室が吸着剤およびまたは吸収剤を含有していることによって解決される。
【０００６】
【発明の効果】
使用される吸着剤／吸収剤は粉末バラ積み物の形で、ペレットの形で、リングまたは中間層としてシールパッキン中にまたは他の適切な基準側の組立フレームに組込むことができる。
【０００７】
このような吸着剤／吸収剤物質は十分な耐熱性において基準側に侵入されたＨ２Ｏ、ＣＯ、炭化水素またはその他の物を吸収し、かつ結合することができる。
【０００８】
特に吸着剤／吸収剤物質としてゼオライトが適している。ゼオライトは、既に、特に大きな内部の空間（これには互いに著しい大きさの孔の開口を介して接近可能である）に基いて多くの点で吸着剤／吸収剤として技術的に適切と証明されている。
【０００９】
導入されたゼオライト物質によって実現される本発明による酸素センサの利点は基準電極を触媒作用を持つ金属から製作することができることにある。
【００１０】
本発明により実現される第２の酸素センサは、基準電極または基準側の組立部材が侵入した排ガスまたは製造に基因する残渣の燃焼のための付加的な酸素を供給する、少なくとも１つの物質を有していることを特徴とする。
【００１１】
このような物質の優れた例はＭｎ−酸化物、Ｂａ−酸化物またはＣｅ−酸化物であり、例えば溶液、ペレットまたはペースト成分として使用することができる。基準電極または基準側の組立部材が侵入した排ガスまたは製造に基因する残渣の燃焼のための付加的な酸素を供給する、少なくとも１つの物質を有しているという第２の優れた観点によって提案された手段は、特に有利に第１の本発明による観点によって提案された吸着剤／吸収剤物質の導入または組入れ（Ｖｅｒｂａｕｅｎ）と組合わせることができる。したがって本発明により実現された酸素センサは製造に基因する、かつまたは作用または構造に基因するＣＳＤ−効果を回避する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜４に略示縦断面図の形で示され、全体的に符号１０で示された本発明による実施例は次の特徴を共通に持つ：
円筒形のセラミック体１１が排ガス側で露出した排ガス側の端部の外面に触媒の貴金属、例えば白金から成る外側電極１２を有する。円筒形のセラミック体（セラミック管）１１の内面には基準−もしくは内側電極１３（図１〜３）（もしくは変更物質から成る２３；図４）が存在している。外側電極には接続側で結合接続部材１５により詳しく示されない結合線路と結合されており、他方基準−もしくは内側電極１３もしくは２３は第２の結合接続部材１４もしくは２５によって別の詳しく示されていない結合線路と結合されている。結合線路は酸素センサの接続側の端部において短管２０を通って案内されている。ほぼ円筒形の外ケーシング９（これは例えば点火プラグねじソケットの形に構成されていてよい）が酸素センサ１０の機械的な安定化に、並びに酸素センサを排ガス管内の適切な（図示されていない）受容リング内へ挿入するために働く。排ガス側で開いた保護管２１が排ガス管内へ突出した酸素センサ１０の端部を包囲し、かつ接続側の端部は外ケーシング９と結合された金属のスリーブ１９内に位置しており、その端部を通って電気的な結合線路が案内されている。外ケーシング９内にはシールパッキン１６が支承されており、シールパッキンは基準側から排ガス側を密封する。
【００１３】
図１において、有利にゼオライト製の吸着剤／吸収剤物質が粉末バラ積み物１７の形状でまたはペレットの形状で基準電極１３へ続く室内に導入されている。この室は接続側に対して空気透過性のリング１８によって閉じられている。
【００１４】
図２において、有利にゼオライト製の吸着剤／吸収剤物質が基準電極１３へ続く室を制限する２つのリング２２の形で導入されている。
【００１５】
図３に示された本発明による酸素センサの実施形は基準電極１３へ続くリング２５と詳しく図示されないシールパッキンの中間層２４との組合せを有する。
【００１６】
図４に示された実施例は変更された内側電極２３を備え、この内側電極は基準側の侵入した排ガスまたは製造に基因する残渣の燃焼のための付加的に酸素を供給する。変更内側電極の材料はＣｏ−酸化物、Ｐｒ−酸化物またはＴｂ−酸化物から製作することができるが、有利にはＭｎ−酸化物、Ｂａ−酸化物またはＣｅ−酸化物から製作され、溶剤形、ペレット形またはペーストとして内側電極に設けることができる。ここで挙げられた酸化物はそれぞれ酸素に富んだ形状のものであり、これらが次いで場合により還元されて酸素の乏しい酸化物となる：
例えば    ＣｅＯ２  →  Ｃｅ２Ｏ３
または    ＢａＯ２  →  ＢａＯ
または    Ｃｏ２Ｏ３  →  ＣｏＯ      。
【００１７】
上述したように図４に示された実施例は図１〜３に示された実施例と組合わせることができる、すなわち有利にＭｎ−酸化物、Ｂａ−酸化物またはＣｅ−酸化物で変更された内側電極２３および付加的に例えば図１によるゼオライト粉末バラ積み物とを設けることができる。最後に、図１〜３による特徴も互いに組合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉末バラ積み物の形またはペレットの形の吸着剤／吸収剤物質を有する本発明による酸素センサの第１の実施例の略示縦断面図である。
【図２】リングの形のゼオライトが導入された本発明による酸素センサの第２の実施例の略示縦断面図である。
【図３】ゼオライトが組合わされた形でセラミック体内の内リングとして、かつシールパッキン内の中間層として導入された本発明による酸素センサの第３の実施例の略示縦断面図である。
【図４】基準もしくは内側電極が基準側の侵入排ガスまたは製造に基因する残渣の燃焼のための付加的な酸素を供給する物質を含有した本発明による酸素センサの第４の実施例の略示縦断面図である。
【符号の説明】
９  外ケーシング、  １０  酸素センサ、  １１  セラミック体、  １２  外側電極、  １３，２３  内側もしくは基準電極、  １４，２５  結合接続部材、１６  シールリング、  １７  粉末バラ積み物、  １８，２２，２５  リング、  １９  スリーブ、  ２０  短管、  ２１  保護管、  ２４  中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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