(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスの基体にヒータが埋設されたガスセンサにおいて、
前記ヒータの発熱部における抵抗値を検出する抵抗検出手段と、
予め設定された複数段階の目標値を順番に読み出す手段と、
少なくとも検出された前記抵抗値と前記順番に読み出された前記目標値とに基づいて、昇温過程での時間に対するヒータ電圧の変化が指数曲線に合うように前記ヒータ電圧を演算する手段とを有することを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のガスセンサにおいて、
前記抵抗検出手段は、前記発熱部の抵抗を検出するための検出リードを少なくとも１本有することを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックスの基体にヒータが埋設されたガスセンサに関し、例えば、車両の排気ガスや大気中に含まれるＮＯ、ＮＯ2、ＳＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等の酸化物や、ＣＯ、ＣｎＨｍ等の可燃ガスを測定するガスセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、被測定ガス中の所望のガス成分の濃度を知るために、各種の測定方式や装置が提案されている。
【０００３】
例えば、燃焼ガス等の被測定ガス中のＮＯｘを測定する方法としては、ＲｈのＮＯｘ還元性を利用し、ジルコニア等の酸素イオン伝導性の固体電解質上にＰｔ電極及びＲｈ電極を形成してなるセンサを用いて、これら両電極間の起電力を測定するようにした手法が知られている。
【０００４】
前記のようなセンサは、被測定ガスである燃焼ガス中に含まれる酸素濃度の変化によって起電力が大きく変化するばかりでなく、ＮＯｘの濃度変化に対して起電力変化が小さく、そのためにノイズの影響を受けやすいという問題がある。
【０００５】
また、ＮＯｘの還元性を引き出すためには、ＣＯ等の還元ガスが必須になることから、一般に大量のＮＯｘが発生する燃料過少の燃焼条件下では、ＣＯの発生量がＮＯｘの発生量を下回るようになるため、そのような燃焼条件下に形成される燃焼ガスでは測定ができないという欠点があった。
【０００６】
また、Ｐｔ電極と酸素イオン伝導性の固体電解質よりなる一組の電気化学的ポンプセルとセンサセル、及びＲｈ電極と酸素イオン伝導性の固体電解質よりなるもう一組の電気化学的ポンプセルとセンサセルを組み合わせ、それぞれのポンプ電流値の差により、ＮＯｘを測定する方式が、特開昭６３−３８１５４号公報や特開昭６４−３９５４５号公報等に開示されている。
【０００７】
更に、特開平１−２７７７５１号公報や特開平２−１５４３号公報等には、一対の電気化学的ポンプセルとセンサセルを二組用意し、一方の一組のポンプセルとセンサセルからなるセンサにて、ＮＯｘが還元されない酸素分圧下で限界ポンプ電流を測定すると共に、他方の一組のポンプセルとセンサセルからなるセンサにて、ＮＯｘが還元される酸素分圧下で限界ポンプ電流を測定し、それら限界ポンプ電流の差を求めたり、一組のポンプセルとセンサセルからなるセンサを用い、被測定ガス中の酸素分圧をＮＯｘが還元される酸素分圧と還元され得ない酸素分圧とに切り換えて、限界電流の差を測定する方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車のように排気ガスの温度が大きく変化する場合にあっては、ガスセンサにヒータを埋設し、排気ガスの温度変化になるべく左右されない環境下でガスセンサを動作させるようにしている。
【０００９】
そして、ヒータの通電における制御方法、特に、昇温過程での制御方法は、▲１▼：ＰＩＤ制御、▲２▼：所定の電流値制御を設けて電圧を上昇させる、▲３▼：電圧を一定の割合で上昇させる、などの手法が採用されている。
【００１０】
本発明は、上述したヒータの制御方法を改善し、より高精度で高信頼性のあるガスセンサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セラミックスの基体にヒータが埋設されたガスセンサにおいて、前記ヒータの発熱部における抵抗値を検出する抵抗検出手段と、予め設定された複数段階の目標値を順番に読み出す手段と、少なくとも検出された前記抵抗値と前記順番に読み出された前記目標値とに基づいて、昇温過程での時間に対するヒータ電圧の変化が指数曲線に合うように前記ヒータ電圧を演算する手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
これにより、ヒータに対するフィードバック制御に入った瞬間において、基体の温度が急激に上昇するという現象を回避することができ、基体へのクラックの発生を防止することができる。
【００１３】
この場合、前記昇温速度は、６００℃以上では遅くすること、具体的には、６００℃以上では４０℃／ｓｅｃ以下とすることが好ましい。また、５００℃以下では速くすること、具体的には、５００℃以下では２０℃／ｓｅｃよりも速く、かつ１００℃／ｓｅｃ以下とすることが好ましい。
【００１４】
指数曲線は、例えば１次遅れ関数（ｙ＝１−ｅ-at）に近似した曲線等を用いることができる。
【００１７】
前記抵抗検出手段は、前記発熱部の抵抗を検出するための検出リードを少なくとも１本有することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスセンサを、例えば、車両の排気ガスや大気中に含まれるＮＯ、ＮＯ2、ＳＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等の酸化物や、ＣＯ、ＣｎＨｍ等の可燃ガスを測定するガスセンサに適用した実施の形態例を図１〜図１６を参照しながら説明する。
【００１９】
本実施の形態に係るガスセンサ１０は、図１に示すように、ＺｒＯ2等の酸素イオン導伝性固体電解質を用いたセラミックスからなる例えば６枚の固体電解質層１２ａ〜１２ｆが積層されて構成された基体２００を有する。この基体２００を構成する６枚の固体電解質層１２ａ〜１２ｆは、下から１層目及び２層目が第１及び第２の基板層１２ａ及び１２ｂとされ、下から３層目及び５層目が第１及び第２のスペーサ層１２ｃ及び１２ｅとされ、下から４層目及び６層目が第１及び第２の固体電解質層１２ｄ及び１２ｆとされている。
【００２０】
具体的には、第２の基板層１２ｂ上に第１のスペーサ層１２ｃが積層され、更に、この第１のスペーサ層１２ｃ上に第１の固体電解質層１２ｄ、第２のスペーサ層１２ｅ及び第２の固体電解質層１２ｆが順次積層されている。
【００２１】
第２の基板層１２ｂと第１の固体電解質層１２ｄとの間には、酸化物測定の基準となる基準ガス、例えば大気が導入される空間（基準ガス導入空間１４）が、第１の固体電解質層１２ｄの下面、第２の基板層１２ｂの上面及び第１のスペーサ層１２ｃの側面によって区画、形成されている。
【００２２】
また、第１及び第２の固体電解質層１２ｄ及び１２ｆ間に第２のスペーサ層１２ｅが挟設されると共に、第１及び第２の拡散律速部１６及び１８が挟設されている。
【００２３】
そして、第２の固体電解質層１２ｆの下面、第１及び第２の拡散律速部１６及び１８の側面並びに第１の固体電解質層１２ｄの上面によって、被測定ガス中の酸素分圧を調整するための第１室２０が区画、形成され、第２の固体電解質層１２ｆの下面、第２の拡散律速部１８の側面、第２のスペーサ層１２ｅの側面並びに第１の固体電解質層１２ｄの上面によって、被測定ガス中の酸素分圧を微調整し、更に被測定ガス中の酸化物、例えば窒素酸化物（ＮＯｘ）を測定するための第２室２２が区画、形成される。
【００２４】
外部空間と前記第１室２０は、第１の拡散律速部１６を介して連通され、第１室２０と第２室２２は、前記第２の拡散律速部１８を介して連通されている。
【００２５】
ここで、前記第１及び第２の拡散律速部１６及び１８は、第１室２０及び第２室２２にそれぞれ導入される被測定ガスに対して所定の拡散抵抗を付与するものであり、例えば、被測定ガスを導入することができる多孔質材料（例えばＺｒＯ2等からなる多孔質体）又は所定の断面積を有した小孔からなる通路として形成することができる。また、印刷による多孔質層もしくは空隙層にて構成してもよい。なお、第１及び第２の拡散律速部１６及び１８における各拡散抵抗の大小関係は、ここでは問わないが、第２の拡散律速部１８の拡散抵抗が第１の拡散律速部１６より大きい方が好ましい。
【００２６】
そして、前記第２の拡散律速部１８を通じて、第１室２０内の雰囲気が所定の拡散抵抗の下に第２室２２内に導入される。
【００２７】
また、前記第２の固体電解質層１２ｆの下面のうち、前記第１室２０を形づくる下面全面に、平面ほぼ矩形状の多孔質サーメット電極からなる内側ポンプ電極２４が形成され、前記第２の固体電解質層１２ｆの上面のうち、前記内側ポンプ電極２４に対応する部分に、外側ポンプ電極２６が形成されており、これら内側ポンプ電極２４、外側ポンプ電極２６並びにこれら両電極２４及び２６間に挟まれた第２の固体電解質層１２ｆにて電気化学的なポンプセル、即ち、主ポンプセル２８が構成されている。
【００２８】
そして、前記主ポンプセル２８における内側ポンプ電極２４と外側ポンプ電極２６間に、外部の可変電源３０を通じて所望の制御電圧（ポンプ電圧）Ｖｐ０を印加して、外側ポンプ電極２６と内側ポンプ電極２４間に正方向あるいは負方向にポンプ電流Ｉｐ０を流すことにより、前記第１室２０内における雰囲気中の酸素を外部の外部空間に汲み出し、あるいは外部空間の酸素を第１室２０内に汲み入れることができるようになっている。
【００２９】
また、前記第１の固体電解質層１２ｄの下面のうち、基準ガス導入空間１４に露呈する部分に基準電極３２が形成されており、前記内側ポンプ電極２４及び基準電極３２並びに第２の固体電解質層１２ｆ、第２のスペーサ層１２ｅ及び第１の固体電解質層１２ｄによって、電気化学的なセンサセル、即ち、制御用酸素分圧検出セル３４が構成されている。
【００３０】
この制御用酸素分圧検出セル３４は、第１室２０内の雰囲気と基準ガス導入空間１４内の基準ガス（大気）との間の酸素濃度差に基づいて、内側ポンプ電極２４と基準電極３２との間に発生する起電力（電圧）Ｖ０を通じて、前記第１室２０内の雰囲気の酸素分圧が検出できるようになっている。
【００３１】
即ち、内側ポンプ電極２４及び基準電極３２間に生じる電圧Ｖ０は、基準ガス導入空間１４に導入される基準ガスの酸素分圧と、第１室２０内の被測定ガスの酸素分圧との差に基づいて生じる酸素濃淡電池起電力であり、ネルンストの式として知られる
Ｖ０＝ＲＴ／４Ｆ・ｌｎ｛Ｐ１（Ｏ2）／Ｐ０（Ｏ2）｝
Ｒ：気体定数
Ｔ：絶対温度
Ｆ：ファラデー数
Ｐ１（Ｏ2）：第１室２０内の酸素分圧
Ｐ０（Ｏ2）：基準ガスの酸素分圧
の関係を有している。そこで、前記ネルンストの式に基づく電圧Ｖ０を電圧計３６によって測定することで、第１室２０内の酸素分圧を検出することができる。
【００３２】
前記検出された酸素分圧値は可変電源３０のポンプ電圧Ｖｐ０をフィードバック制御系３８を通じて制御するために使用され、具体的には、第１室２０内の雰囲気の酸素分圧が、次の第２室２２において酸素分圧の制御を行い得るのに十分な低い所定の値となるように、主ポンプセル２８のポンプ動作が制御される。つまり、第１室２０における酸素分圧値が測定対象であるＮＯ成分が分解され得ない所定の値に制御される。もちろん、第１室２０においてＮＯ成分が一部分解してもよい。
【００３３】
特に、この例では、主ポンプセル２８による酸素の汲み出し量が変化して、第１室２０内の酸素濃度が変化すると、主ポンプセル２８における内側ポンプ電極２４と基準電極３２間の両端電圧が時間遅れなく変化する（リアルタイムで変化する）ため、前記フィードバック制御系３８での発振現象を有効に抑えることができる。
【００３４】
なお、前記内側ポンプ電極２４及び外側ポンプ電極２６は、第１室２０内に導入された被測定ガス中のＮＯｘ、例えば、ＮＯに対する触媒活性が低い不活性材料により構成される。具体的には、前記内側ポンプ電極２４及び外側ポンプ電極２６は、多孔質サーメット電極にて構成することができ、この場合、Ｐｔ等の金属とＺｒＯ2等のセラミックスとから構成されることになるが、特に、被測定ガスに接触する第１室２０内に配置される内側ポンプ電極２４は、被測定ガス中のＮＯ成分に対する還元能力を弱めた、あるいは還元能力のない材料を用いる必要があり、例えばＬａ3ＣｕＯ4等のペロブスカイト構造を有する化合物、あるいはＡｕ等の触媒活性の低い金属とセラミックスのサーメット、あるいはＡｕ等の触媒活性の低い金属とＰｔ族金属とセラミックスのサーメットで構成されることが好ましい。更に、電極材料にＡｕとＰｔ族金属の合金を用いる場合は、Ａｕ添加量を金属成分全体の０．０３〜３５ｖｏｌ％にすることが好ましい。
【００３５】
一方、図１に示すように、前記第１の固体電解質層１２ｄの上面のうち、前記第２室２２を形づくる上面であって、かつ第２の拡散律速部１８から離間した部分に、平面ほぼ矩形状の多孔質サーメット電極からなる検出電極１７２が形成されている。
【００３６】
そして、前記検出電極１７２と、外側ポンプ電極２６と、これら両電極１７２及び２６間の第１の固体電解質層１２ｄ、第２のスペーサ層１２ｅ及び第２の固体電解質層１２ｆとによって測定用ポンプセル５８が構成され、可変電源６０を通じて電圧Ｖｐ２が印加されることによって、第２室２２内の雰囲気中の酸素を外部空間に汲み出せるようになっている。
【００３７】
また、前記検出電極１７２と、前記基準電極３２と、これら両電極１７２及び３２間に挟まれた第１の固体電解質層１２ｄによって測定用酸素分圧検出セル１７０が構成されている。
【００３８】
この場合、前記測定用酸素分圧検出セル１７０における検出電極１７２と基準電極３２との間に、検出電極１７２の周りの雰囲気と基準電極３２の周りの雰囲気との間の酸素濃度差に応じた起電力（酸素濃淡電池起電力）が発生することとなる。
【００３９】
従って、前記検出電極１７２及び基準電極３２間に発生する起電力を電圧計１７４にて測定することにより、検出電極１７２の周りの雰囲気の酸素分圧、換言すれば、被測定ガス成分（ＮＯｘ）の還元又は分解によって発生する酸素によって規定される酸素分圧が電圧値として検出される。
【００４０】
そして、前記検出電極１７２は、被測定ガス成分たるＮＯｘを還元し得る金属であるＲｈとセラミックスとしてのジルコニアからなる多孔質サーメットにて構成され、これによって、第２室２２内の雰囲気中に存在するＮＯｘを還元するＮＯｘ還元触媒として機能する。前記測定用ポンプセル５８のポンプ動作によって流れるポンプ電流Ｉｐ２は、電流計６２によって検出されるようになっている。
【００４１】
前記第１の固体電解質層１２ｄの上面のうち、前記第２室２２を形づくる上面であって、前記検出電極１７２の形成面以外の面には、平面ほぼ矩形状の多孔質サーメット電極からなる補助ポンプ電極５０が形成されている。
【００４２】
そして、前記補助ポンプ電極５０と、外側ポンプ電極２６と、これら両電極５０及び２６間の第１の固体電解質層１２ｄ、第２のスペーサ層１２ｅ及び第２の固体電解質層１２ｆとによって補助ポンプセル５２が構成され、前記補助ポンプ電極５０及び前記基準電極３２並びに第１の固体電解質層１２ｄにて補助用酸素分圧測定セル２０２が構成されている。
【００４３】
前記補助ポンプ電極５０は、前記主ポンプセル２８における内側ポンプ電極２４と同様に、被測定ガス中のＮＯ成分に対する還元能力を弱めた、あるいは還元能力のない材料、例えばＬａ3ＣｕＯ4等のペロブスカイト構造を有する化合物、あるいはＡｕ等の触媒活性の低い金属とセラミックスのサーメット、あるいはＡｕ等の触媒活性の低い金属とＰｔ族金属とセラミックスのサーメットで構成されることが好ましい。更に、電極材料にＡｕとＰｔ族金属の合金を用いる場合は、Ａｕ添加量を金属成分全体の０．０３〜３５ｖｏｌ％にすることが好ましい。
【００４４】
そして、前記補助ポンプセル５２における補助ポンプ電極５０と外側ポンプ電極２６間に、可変電源５４を通じて補助ポンプ電圧Ｖｐ１が印加されることによって、第２室２２内の雰囲気中の酸素を外部空間に汲み出せるようになっている。
【００４５】
この補助用酸素分圧測定セル２０２は、前記測定用酸素分圧検出セル１７０と同様に、第２室２２内の雰囲気と基準ガス導入空間１４内の基準ガス（大気）との間の酸素濃度差に基づいて、補助ポンプ電極５０と基準電極３２との間に発生する起電力（以下、酸素分圧値、両端電圧とも記す）Ｖ１を電圧計２０６にて測定することにより、前記第２室２２内の雰囲気の酸素分圧が検出できるようになっている。
【００４６】
前記検出された酸素分圧値Ｖ１は可変電源５４の補助ポンプ電圧Ｖｐ１をフィードバック制御系２０４を通じて制御するために使用され、第２室２２内の雰囲気の酸素分圧が、実質的に被測定ガス成分（ＮＯ）が還元又は分解され得ない状況下で、かつ目的成分量の測定に実質的に影響がない低い酸素分圧値となるように制御される。
【００４７】
具体的には、前記可変電源５４は、補助ポンプセル５２で分解時に生成した酸素のポンピングに対して限界電流を与える大きさの電圧値に制御される。この場合、補助ポンプセル５２による酸素の汲み出し量が変化して、第２室２２内における雰囲気の酸素濃度が変化すると、補助ポンプ電極５０と基準電極３２間の両端電圧Ｖ１が時間遅れなく変化するため、可変電源５４に対するフィードバック制御系２０４は、発振現象を生じることなく、高精度に第２室２２内の酸素濃度を制御することができる。
【００４８】
このように、第２室２２内の雰囲気の酸素分圧が、実質的に被測定ガス成分（ＮＯ）が還元又は分解され得ない状況下で、かつ目的成分量の測定に実質的に影響がない低い酸素分圧値とされる。この場合、第１室２０における主ポンプセル２８の働きにより、この第２室２２内に導入される酸素の量の変化は、被測定ガスの変化よりも大幅に縮小されるため、第２室２２における酸素分圧は精度よく一定に制御される。
【００４９】
更に、この実施の形態に係るガスセンサ１０は、第１及び第２の基板層１２ａ及び１２ｂにて上下から挟まれた形態において、外部からの給電によって発熱するヒータ６４が埋設されている。
【００５０】
このヒータ６４は、酸素イオンの導伝性を高めるために設けられるもので、該ヒータ６４の上下面には、基板層１２ａ及び１２ｂとの電気的絶縁を得るために、アルミナ等のセラミック層６６が形成されている。
【００５１】
前記ヒータ６４は、図１に示すように、第１室２０から第２室２２の全体にわたって配設されており、これによって、第１室２０及び第２室２２がそれぞれ所定の温度に加熱され、併せて主ポンプセル２８、制御用酸素分圧検出セル３４、補助ポンプセル５２、測定用ポンプセル５８、測定用酸素分圧検出セル１７０及び補助用酸素分圧測定セル２０２も所定の温度に加熱、保持されるようになっている。
【００５２】
また、ヒータ６４は、図２に示すように、ヒータ発熱部３００と、該ヒータ発熱部３００の両端から基体２００の外部まで導出された２本の電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂとを有し、同じくヒータ発熱部３００の両端から基体２００の外部まで導出された２本の電圧検出用リード３１６Ａ及び３１６Ｂとを有する。この２本の電圧検出用リード３１６Ａ及び３１６Ｂは片方を電流リードと共通化してもよい。
【００５３】
他方、この実施の形態に係るガスセンサ１０は、補助ポンプセル５２に流れるポンプ電流Ｉｐ１の値に基づいて主ポンプセル２８のフィードバック制御系３８を補正制御する補正制御系７０を有する。
【００５４】
この補正制御系７０は、第２室２２内の酸素濃度を一定とすることによって、被測定ガス中の酸素濃度が大きく変化することによって発生する酸素の漏れ込みによる精度劣化や、被測定ガス中におけるＨ2Ｏの濃度の上昇によるＨ2Ｏの僅かな分解に伴う精度劣化を防止するようにしたものであり、併せて、温度変化による前記２点の精度劣化並びに主ポンプセル２８の劣化による前記２点の精度劣化の招来を防止することができる。
【００５５】
そして、この実施の形態に係るガスセンサ１０は、基体２００の温度に基づいてヒータ６４への通電を制御するヒータ制御系３１０を有する。基体２００の温度は、ヒータ発熱部３００の温度と等価とみることができ、更に、このヒータ発熱部３００の温度は、該ヒータ発熱部３００の抵抗値と比例関係にある。
【００５６】
そこで、本実施の形態に係るガスセンサ１０におけるヒータ制御系３１０は、ヒータ発熱部３００の抵抗値を検出する抵抗検出回路３１２と、該抵抗検出回路３１２にて検出された抵抗値に基づいて前記ヒータ６４への通電を制御するヒータ制御回路３１４とを具備する。
【００５７】
抵抗検出回路３１２は、図２に示すように、ヒータ発熱部３００の両端に接続され、それぞれ基体２００の外部まで導出された２本の電圧検出用リード３１６Ａ及び３１６Ｂと、これら２本の電圧検出用リード３１６Ａ及び３１６Ｂ間に挿入接続された電位差計３１８と、該電位差計３１８にて計測された電圧とヒータ６４に通電される電流の値に基づいてヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒを求める抵抗値演算部３２０とを有して構成されている。即ち、この抵抗検出回路３１２は４端子法を採用している。
【００５８】
なお、２本の電圧検出用リード３１６Ａ及び３１６Ｂには、実質的にはヒータ電流が流れないために、これら２本の電圧検出用リード３１６Ａ及び３１６Ｂの抵抗による誤差は生じない。また、電圧検出用リードを１本のみとした場合は、２本の電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂの各電位降下が全く同じものとして計測すればよい。
【００５９】
ヒータ制御回路３１４は、図３に示すように、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒに基づいてヒータ６４に対する制御方式を切り換えると共に、前記抵抗値Ｄｒに基づき、かつ、選択された制御方式に応じて演算された電圧信号（出力信号）Ｖｉを出力する制御切換回路３３０と、ｐｎｐタイプのパワートランジスタ３３２と、パワートランジスタ３３２のベースを駆動する信号（以下、単にベース駆動信号Ｓｐと記す）のパルス幅を変調するパルス幅変調回路３３４を有して構成されている。
【００６０】
パルス幅変調回路３３４は、例えば底辺レベルが−５Ｖ、頂点レベルが＋５Ｖの所定の三角波Ｓｔを生成して出力する三角波生成回路３４０と、該三角波生成回路３４０からの三角波Ｓｔと前記制御切換回路３３０からの出力信号Ｖｉとを比較するコンパレータ３４２を有して構成されている。なお、図３では、コンパレータ３４２の反転入力端子に制御切換回路３３０からの出力信号Ｖｉが入力され、非反転入力端子に三角波生成回路３４０からの三角波Ｓｔが入力されるように配線接続されている例を示す。
【００６１】
パワートランジスタ３３２は、そのコレクタ端子に電源Ｖｃｃが接続され、ベース端子に前記コンパレータ３４２の出力側が接続され、エミッタ端子にヒータ６４の一方の電流リード３０２Ａが接続されている。なお、ヒータ６４の他方の電流リード３０２Ｂは接地とされている。
【００６２】
前記パワートランジスタ３３２は、前記コンパレータ３４２から低レベル信号がベース端子に供給されることによってＯＮ動作し、これにより、電源Ｖｃｃからヒータ６４に駆動電流が供給され、反対に、前記コンパレータ３４２から高レベル信号がベース端子に供給されることによってＯＦＦ動作し、これによって、ヒータ６４への駆動電流の供給が停止されるようになっている。
【００６３】
そして、前記制御切換回路３３０からの出力信号Ｖｉのレベルは、前記三角波Ｓｔに対する一つのしきい値を構成している。つまり、図４Ａに示すように、出力信号Ｖｉのレベルが三角波Ｓｔの頂点レベル以上の場合は、図４Ｂに示すように、コンパレータ３４２から常時低レベルのベース駆動信号Ｓｐが出力され、図５Ａ及び図６Ａに示すように、出力信号Ｖｉのレベルが三角波Ｓｔの底辺レベルより高く、頂点レベル未満である場合は、図５Ｂ及び図６Ｂに示すように、三角波Ｓｔのうち、前記出力信号Ｖｉのレベルよりも高い期間が高レベル、前記出力信号Ｖｉのレベルよりも低い期間が低レベルとされたベース駆動信号が出力されるようになっている。また、図７Ａに示すように、出力信号Ｖｉのレベルが三角波Ｓｔの底辺レベル以下の場合は、図７Ｂに示すように、コンパレータ３４２から常時高レベルのベース駆動信号Ｓｐが出力されるようになっている。
【００６４】
次に、制御切換回路３３０に関する２つの具体例を図８〜図１４を参照しながら説明する。
【００６５】
まず、第１の具体例に係る制御切換回路３３０Ａは、図８に示すように、判別部３５０、差分演算部３５２、電圧値演算部３５４、セレクタ部３５６及びＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）３５８を有して構成されている。
【００６６】
判別部３５０は、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒと予めレジスタ３６０に保持されている基準値Ｄｂとを比較判別し、その判別結果に応じた指示信号Ｓｃ（定電圧制御を指示する信号Ｓｃ１又はフィードバック制御を指示する信号Ｓｃ２）を出力する。
【００６７】
具体的には、判別部３５０は、ヒータ６４への加熱開始時点から前記抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂ以上になるまでの期間は、定電圧制御を指示する信号Ｓｃ１を出力し、前記抵抗値Ｄｒが一旦基準値Ｄｂ以上となった時点で、フィードバック制御を指示する信号Ｓｃ２を出力する。
【００６８】
差分演算部３５２は、前記判別部３５０からの指示信号Ｓｃがフィードバック制御を指示する信号Ｓｃ２である場合にイネーブル状態とされ、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒとレジスタ３６０からの基準値Ｄｂとの差分を演算する。電圧値演算部３５４は、差分演算部３５２からの差分値Ｄｄに基づいてコンパレータ３４２に出力すべき電圧値Ｄｖを演算する。
【００６９】
セレクタ部３５６は、前記判別部３５０からの指示信号Ｓｃが定電圧制御を指示する信号Ｓｃ１である場合に、レジスタ３６２に保持されている定電圧値Ｄｃを読み出して後段のＤ／Ａ変換器３５８に出力し、前記判別部３５０からの指示信号Ｓｃがフィードバック制御を指示する信号Ｓｃ２である場合に、前記電圧値演算部３５４からの電圧値ＤｖをＤ／Ａ変換器３５８に出力する。
【００７０】
Ｄ／Ａ変換器３５８は、入力された電圧値（定電圧値Ｄｃ又は電圧値Ｄｖ）をアナログ変換して電圧信号Ｓｖとして後段のパルス幅変調回路３３４におけるコンパレータ３４２に出力する。
【００７１】
この第１の具体例に係る制御切換回路３３０Ａによれば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ヒータ６４の加熱開始時点から抵抗値が基準値以上となるまでの期間Ｔ１において定電圧制御が行われる。この定電圧制御によって、ヒータ発熱部３００の温度が上がり、該温度に応じて抵抗値Ｄｒが上昇することとなる。そして、ヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが一旦基準値Ｄｂ以上となった時点ｔ１からそれ以降の期間Ｔ２において、前記基準値Ｄｂを目標値とするフィードバック制御が行われることになる。
【００７２】
次に、上述した第１の具体例に係る制御切換回路３３０ＡをＣＰＵによって実行されるソフトウエアにて構成することも可能である。以下に、第１の具体例に係る制御切換回路３３０Ａをソフトウエアとした場合の処理動作を図１０を参照しながら説明する。
【００７３】
まず、ステップＳ１において、抵抗検出回路３１２から抵抗値Ｄｒを読み出す。次いで、ステップＳ２において、現在、フィードバック制御であるか否かを判別する。この判別は、フィードバック制御を示すフラグに「１」がセットされているかどうかで行うようにしてもよい。
【００７４】
フィードバック制御でなければ、次のステップＳ３に進み、前記読み出された抵抗値Ｄｒがレジスタ３６０に保持されている基準値Ｄｂ未満であるか否かを判別する。抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂ未満であれば、次のステップＳ４に進み、レジスタ３６２から定電圧値Ｄｃを読み出してＤ／Ａ変換器３５８に出力する。Ｄ／Ａ変換器３５８は、入力された定電圧値Ｄｃをアナログ変換して電圧信号Ｓｖとして後段のコンパレータ３４２に出力する。このステップＳ４での処理が終了した段階で、ステップＳ１以降の処理に戻る。
【００７５】
そして、前記ステップＳ３において抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂ以上となった段階で、ステップＳ５に進み、フィードバック制御を示すフラグに「１」をセットする。
【００７６】
その後、ステップＳ６において、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒとレジスタ３６０からの基準値Ｄｂとの偏差を演算し、次いで、ステップＳ７において、前記得られた偏差に基づく電圧値Ｄｖを演算し、次のステップＳ８において、得られた電圧値ＤｖをＤ／Ａ変換器３５８に出力する。Ｄ／Ａ変換器３５８は、入力された電圧値Ｄｖをアナログ変換して電圧信号Ｓｖとして後段のコンパレータ３４２に出力する。
【００７７】
次に、ステップＳ９において、このソフトウエアに対する終了要求（電源断、リセット要求）があるか否かを判別し、終了要求がなければ、前記ステップＳ１に戻り、該ステップＳ１以降の処理を繰り返す。この場合、フィードバック制御を示すフラグに「１」がセットされているため、ステップＳ２を介してステップＳ６以降に制御が移り、フィードバック制御による処理が繰り返されることになる。
【００７８】
このように、本実施の形態に係るガスセンサ１０、特に、第１の具体例に係る制御切換回路３３０Ａを有するガスセンサ１０においては、前記ヒータ６４への加熱開始時点ｔ０から、基体２００の温度が所定温度に達するまでの期間（ヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂに達するまでの期間）Ｔ１については、前記ヒータ６４に対して定電圧による制御を行い、基体２００の温度が所定温度に達した時点（ヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂに達した時点）ｔ１以降において、ヒータ６４に対して、前記所定温度（基準値Ｄｂ）を目標値とするフィードバック制御を行うようにしたので、加熱の初期段階における定電圧制御によって、基体２００の温度が早期に上昇し、所定温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【００７９】
次に、第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂについて図１１〜図１４を参照しながら説明する。
【００８０】
この第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂは、ヒータ６４の昇温速度を、素子温度が低温領域においては速く、高温領域では遅くなるように、ヒータ電圧を制御するものである。
【００８１】
具体的には、図１２において、昇温過程での時間に対するヒータ電圧の変化を指数曲線Ｆに合わせるようにしている。この場合の指数曲線Ｆとしては、例えば１次遅れ関数（ｙ＝１−ｅ-at）に近似した曲線等を用いることができる。
【００８２】
そして、この第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂは、判別部４００、抵抗値切換部４０２、増加率切換部４０４、瞬間目標値演算部４０６、セレクタ部４０８、差分演算部４１０、電圧値演算部４１２及びＤ／Ａ変換器３５８を有して構成されている。
【００８３】
判別部４００は、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒと抵抗値切換部４０２からの抵抗値Ｄｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎとをそれぞれ比較判別して、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒが抵抗値切換部４０２からの抵抗値Ｄｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎ以上となった時点で切換信号Ｓｃ（Ｓｃ１，Ｓｃ２，・・・，Ｓｃｎ）を出力する。
【００８４】
抵抗値切換部４０２は、多数のレジスタＲａ１，Ｒａ２，・・・．Ｒａｎにそれぞれ登録された抵抗値Ｄｂ１，Ｄｂ２，・・・，Ｄｂｎを判別部４００からの切換信号Ｓｃ（Ｓｃ１，Ｓｃ２，・・・，Ｓｃｎ）の入力に基づいて順番に出力する。初期段階では、判別部４００からの切換信号の入力に拘わらずレジスタＲａ１に登録されている抵抗値Ｄｂ１を判別部４００及び瞬間目標値演算部４０６にそれぞれ出力する。
【００８５】
増加率切換部４０４は、多数のレジスタＲｂ１，Ｒｂ２，・・・，Ｒｂｎにそれぞれ登録された増加率Ｄｅ１，Ｄｅ２，・・・，Ｄｅｎを判別部４００からの切換信号Ｓｃ（Ｓｃ１，Ｓｃ２，・・・，Ｓｃｎ）の入力に基づいて順番に出力する。初期段階では、判別部４００からの切換信号Ｓｃの入力に拘わらずレジスタＲｂ１に登録されている初期増加率Ｄｅ１を後段の瞬間目標値演算部４０６に出力する。
【００８６】
瞬間目標値演算部４０６は、抵抗値切換部４０２からの抵抗値と増加率切換部４０４からの増加率並びにタイマー４１４からの時間情報Ｄｔに基づいて現時点の瞬間目標値ｄＤｂを演算する。
【００８７】
具体的には、図１２に示すように、第１段階Ｔ１１では、初期値「０」と抵抗値切換部４０２からの第１抵抗値Ｄｂ１と増加率切換部４０４からの第１増加率Ｄｅ１によって、第１段階Ｔ１１での抵抗値変化特性（直線Ａ）が求められ、この抵抗値変化特性から現時点（例えば任意の時点ｔ１１）の瞬間目標値（抵抗値）を簡単に求めることができる。
【００８８】
第２段階Ｔ１２においては、第１抵抗値Ｄｂ１と抵抗値切換部４０２からの第２抵抗値Ｄｂ２と増加率切換部４０４からの第２増加率Ｄｅ２によって、第２段階Ｔ１２での抵抗値変化特性（直線Ｂ）が求められ、この抵抗値変化特性から現時点（例えば任意の時点ｔ１２）の瞬間目標値ｄＤｄを簡単に求めることができる。
【００８９】
以下同様に、第３段階Ｔ１３では、第２抵抗値Ｄｂ２、第３抵抗値Ｄｂ３、第３増加率Ｄｅ３及び現時点（ｔ１３）に基づいて瞬間目標値を簡単に求めることができ、第４段階Ｔ１４では、第３抵抗値Ｄｂ３、第４抵抗値Ｄｂ４、第４増加率Ｄｅ４及び現時点（ｔ１４）に基づいて瞬間目標値を簡単に求めることができる。
【００９０】
セレクタ部４０８は、ヒータ６４への加熱開始時点ｔ０からヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが最終抵抗値Ｄｂｎ以上になるまでの期間においては、瞬間目標値演算部４０６からの瞬間目標値を後段の差分演算部４１０に出力し、ヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが最終抵抗値Ｄｂｎ以上となった段階で、レジスタ４１６に保持されている基準値Ｄｂを後段の差分演算部４１０に出力する。
【００９１】
差分演算部４１０は、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒとセレクタ部４０８からの瞬間目標値ｄＤｂあるいは基準値Ｄｂとの差分を演算する。電圧値演算部４１２は、差分演算部４１０からの差分値Ｄｄに基づいてコンパレータ３４２に出力すべき電圧値Ｄｖを演算する。
【００９２】
Ｄ／Ａ変換器３５８は、入力された電圧値Ｄｖをアナログ変換して電圧信号Ｓｖとして後段のパルス幅変調回路３３４におけるコンパレータ３４２に出力する。
【００９３】
この第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂによれば、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、ヒータ６４の加熱開始時点ｔ０からヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂ以上となるまでの期間Ｔ１においては、前記ヒータ６４に対して、増加率を多段階に切り換えながら制御を行う。この増加率の多段階の切換え制御によって、ヒータ発熱部３００の温度が徐々に上がり、該温度に応じて抵抗値Ｄｒが上昇することとなる。そして、ヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒが一旦基準値Ｄｂ以上となった時点ｔ１からそれ以降の期間Ｔ２において、前記基準値Ｄｂを目標値とするフィードバック制御が行われることになる。
【００９４】
ところで、第１の具体例に係る制御切換回路３３０Ａでは、初期段階において定電圧制御を行うようにしているが、この場合、ヒータ６４の昇温速度が速くなり、短期間でフィードバック制御に切り換えることができる。
【００９５】
しかし、基体２００の温度が高い領域においてフィードバック制御への切換えが行われた場合、最初にフィードバック制御にかかるまでの期間において温度が急激に上昇し、基体２００に不測の応力（熱応力）がかかるおそれがある。最悪の場合は、基体２００のクラックにつながるおそれもある。
【００９６】
そこで、この第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂでは、例えば増加率の選定として、最終の第ｎ番目の増加率Ｄｅｎが、その前の段階における第ｎ−１番目の増加率Ｄｅｎ−１よりも低くなるように選定すれば、基体２００の温度が高い領域で、基体２００の昇温速度を遅くすることができ、基体２００のかかる応力（熱応力等）を低減することができる。これによって、ヒータ６４に対する制御をフィードバック制御に切り換えた際に発生する急激な温度上昇を回避することができ、基体２００へのクラックの発生を防止することができる。
【００９７】
より好ましくは、各段階における増加率Ｄｅ１，Ｄｅ２，・・・，Ｄｅｎを、ヒータ発熱部３００における抵抗値Ｄｒが基準値Ｄｂに近くなるにつれて徐々に低くなるように選定すれば、フィードバック制御に切り換わる直前においてヒータ発熱部３００の抵抗値Ｄｒの上昇がほとんど停止した状態（基体２００の温度上昇がほとんど停止した状態）となり、温度の急激な上昇などを伴わずにスムーズにフィードバック制御に移ることになる。
【００９８】
増加率の切換えは、できれば２段階から４段階であることが好ましい。５段階以上に切り換えると、それだけ時間がかかり、ヒータ６４への加熱開始時点ｔ０からフィードバック制御に移るまでの期間Ｔ１が必要以上に長くなるおそれがあるからである。
【００９９】
そして、基体２００の温度が６００℃以上の領域における各段階での増加率は、所定温度（基準値Ｄｂに対応する温度）の５％以下となるような抵抗値の増加率を選定することが好ましい。具体的には、基体２００の温度が６００℃以上の領域においては、昇温速度が４０℃／ｓｅｃ以下となるように、各段階での増加率を設定することが好ましい。
【０１００】
また、基体２００の温度が５００℃以下の領域における各段階での増加率は、所定温度の１〜１０％となるような抵抗値の増加率を設定することが好ましい。具体的には、基体２００の温度が５００℃以下の領域においては、昇温速度が２０℃／ｓｅｃよりも速く、１００℃／ｓｅｃ以下となるように、各段階での増加率を設定することが好ましい。
【０１０１】
これらの好ましい増加率の選定によって、ヒータ６４に対する制御をフィードバック制御に切り換えた際に発生する急激な温度上昇を有効に回避することができ、基体２００へのクラックの発生を未然に防止することができる。
【０１０２】
次に、上述した第２の具体例に係る制御切換回路３３０ＢをＣＰＵによって実行されるソフトウエアにて構成することも可能である。以下に、第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂをソフトウエアとした場合の処理動作を図１４を参照しながら説明する。
【０１０３】
まず、ステップＳ１０１において、切り換える段階を計数するためのカウンタｉに初期値「１」を格納して、該カウンタｉを初期化する。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０２において、抵抗検出回路３１２から抵抗値Ｄｒを読み出す。次いで、ステップＳ１０３において、現在、フィードバック制御であるか否かを判別する。この判別は、フィードバック制御を示すフラグに「１」がセットされているかどうかで行うようにしてもよい。
【０１０５】
フィードバック制御でなければ、次のステップＳ１０４に進み、ｉ段階の目標値（抵抗値）を読み出す。その後、ステップＳ１０５において、抵抗値Ｄｒがｉ段階の目標値以上であるか否かを判別する。抵抗値Ｄｒがｉ段階の目標値未満であれば、当該ｉ段階を超えていないとして、次のステップＳ１０６に進み、ｉ段階の増加率を読み出す。
【０１０６】
次に、ステップＳ１０７において、ｉ段階の目標値及びｉ段階の増加率に基づいて現時点の瞬間目標値を演算する。次いで、ステップＳ１０８において、抵抗値Ｄｒと瞬間目標値との偏差を演算し、その後、ステップＳ１０９において、前記得られた偏差に基づく電圧値Ｄｖを演算し、次のステップＳ１１０において、得られた電圧値ＤｖをＤ／Ａ変換器３５８に出力する。Ｄ／Ａ変換器３５８は、入力された電圧値Ｄｖをアナログ変換して電圧信号Ｓｖとして後段のコンパレータ３４２に出力する。
【０１０７】
次に、ステップＳ１１１において、このソフトウエアに対する終了要求（電源断、リセット要求）があるか否かを判別し、終了要求がなければ、前記ステップＳ１０２に戻り、該ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。
【０１０８】
そして、前記ステップＳ１０５において抵抗値Ｄｒがｉ段階の目標値以上となった段階で、ステップＳ１１２に進み、カウンタｉの値を＋１更新した後、次のステップＳ１１３において、最終目標値まで処理したか否かを判別する。この判別は、カウンタｉの値が段階数Ｍを超過したかどうかで行われる。
【０１０９】
カウンタｉの値が段階数Ｍ以下であれば、前記ステップＳ１０２に戻り、次の段階についての処理を行い、カウンタｉの値が段階数Ｍを超えた段階で、次のステップＳ１１４に進み、フィードバック制御を示すフラグに「１」をセットする。
【０１１０】
その後、ステップＳ１１５において、抵抗検出回路３１２からの抵抗値Ｄｒと最終目標値（基準値Ｄｂ）との偏差を演算する。このステップＳ１１５での処理が終了した段階で、前記ステップＳ１０９以降の処理に移り、偏差に基づく電圧値を演算した後、該電圧値をＤ／Ａ変換器３５８に出力し、その後、前記ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。この場合、フィードバック制御を示すフラグに「１」がセットされているため、ステップＳ１０３を介してステップＳ１１５以降に制御が移り、フィードバック制御による処理が繰り返されることになる。
【０１１１】
ここで、２つの実験例（便宜的に第１及び第２の実験例と記す）について説明する。
【０１１２】
まず、第１の実験例は、比較例１と実施例１において、あるガス流速下でヒータ昇温時に起こる不良率Ｆ（ｔ）をプロットしたものである。
【０１１３】
比較例１は、第１の具体例に係る制御切換回路３３０Ａを用いたガスセンサであって、定電圧制御からフィードバック制御に切り換えてヒータ昇温を行ったものである。
【０１１４】
実施例１は、第２の具体例に係る制御切換回路３３０Ｂを用いたガスセンサであって、素子温度が６００℃以上では、４０℃／ｓｅｃ以下で、かつ、素子温度が５００℃以下では、１００℃／ｓｅｃ以下に設定してヒータ昇温を行ったものである。
【０１１５】
また、この第１の実験例では、実車のガス流速を想定し、室温中、エアーブロアにより流速を変えて実験を行った。実験結果を図１５に示す。この図１５において、比較例１のプロットを□で示し、実施例１のプロットを○で示す。即ち、比較例１は曲線Ａに沿った不良率の特性を示し、実施例１は曲線Ｂに沿った不良率の特性を示す。
【０１１６】
この実験結果から、実車のガス流速を想定した範囲では、実施例１は、クラックは起こらず、比較例１と比較して効果があるといえる。
【０１１７】
次に、第２の実験例は、比較例２と実施例２において、ガスセンサのヒータ制御性をディーゼル・エンジンにて評価したものである。エンジン条件として、１０００ｒｐｍから３５００ｒｐｍまで変化させ、そのときのガス温度の変化に対するガスセンサの素子温度の変化に基づいてヒータ制御性を比較した。
【０１１８】
比較例２は、２本の電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂからの検出のみでヒータ制御を行い、実施例２は、２本の電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂに電圧検出用リード（例えば３１６Ａ）を１本付加して、ヒータ制御を行ったものである。
【０１１９】
実験結果を図１６に示す。この図１６において、比較例２のプロットを□で示し、実施例２のプロットを○で示す。この実験結果から、比較例２は、曲線Ｃに沿った特性を示し、ガス温度が上昇するにつれて素子温度が徐々に低下していることがわかる。それに対して、実施例２は直線Ｄに沿った特性を示し、ガス温度の変化に拘わらず、素子温度がほぼ一定であることがわかる。
【０１２０】
これは、ヒータをヒータ発熱部３００と電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂに分けて考えた場合、比較例２は、ヒータ６４全体の抵抗値が一定になるように制御しているため、ガス温度が高くなるにつれて、素子全体が温められると、電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂの温度（抵抗値）が高くなり、相対的にヒータ発熱部３００の温度（抵抗）が低くなる。
【０１２１】
これに対して、電圧検出用リード（例えば３１６Ａ）を有する実施例２においては、直接ヒータ発熱部３００の抵抗値を一定に保つように制御することから、素子全体が温められて、電流リード３０２Ａ及び３０２Ｂの温度が高くなっても、素子温度の変化は小さいものとなる。つまり、実施例２は、ガス温度の変化に対するヒータ制御性が安定していることがわかる。
【０１２２】
なお、この発明に係るガスセンサは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るガスセンサによれば、基体の温度を早期に上昇させることができ、所定温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【０１２４】
また、本発明に係るガスセンサによれば、フィードバック制御に入った瞬間に基体の温度が急激に上昇するという現象を回避することができ、基体へのクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るガスセンサを示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係るガスセンサのヒータと抵抗検出回路を示す説明図である。
【図３】本実施の形態に係るガスセンサのヒータ制御回路を示す構成図である。
【図４】図４Ａは偏差信号のレベルが三角波の頂点レベルよりも高い場合を示す波形図であり、図４Ｂはそのときのベース駆動信号を示す波形図である。
【図５】図５Ａは偏差信号のレベルが三角波の中点レベルから頂点レベルの間にある場合を示す波形図であり、図５Ｂはそのときのベース駆動信号を示す波形図である。
【図６】図６Ａは偏差信号のレベルが三角波の底辺レベルから中点レベルの間にある場合を示す波形図であり、図６Ｂはそのときのベース駆動信号を示す波形図である。
【図７】図７Ａは偏差信号のレベルが三角波の底辺レベルよりも低い場合を示す波形図であり、図７Ｂはそのときのベース駆動信号を示す波形図である。
【図８】第１の具体例に係る制御切換回路を示す構成図である。
【図９】図９Ａは第１の具体例に係る制御切換回路によるヒータ電圧特性を示す図であり、図９Ｂは抵抗値特性を示す図である。
【図１０】第１の具体例に係る制御切換回路をソフトウエアにて構成した場合の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第２の具体例に係る制御切換回路を示す構成図である。
【図１２】目標抵抗値及び増加率の多段階での切換え制御を示す特性図である。
【図１３】図１３Ａは第１の具体例に係る制御切換回路によるヒータ電圧特性を示す図であり、図１３Ｂは抵抗値特性を示す図である。
【図１４】第２の具体例に係る制御切換回路をソフトウエアにて構成した場合の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】第１の実験例の結果（ガス流速に対する不良率の変化）を示す図である。
【図１６】第２の実験例の結果（ガス温度に対する素子温度の変化）を示す図である。
【符号の説明】
１０…ガスセンサ                  ６４…ヒータ
２００…基体                      ３１０…ヒータ制御系
３１２…抵抗検出回路              ３１４…ヒータ制御回路
３１６Ａ、３１６Ｂ…電圧検出用リード
３３０、３３０Ａ、３３０Ｂ…制御切換回路
３３２…パワートランジスタ        ３３４…パルス幅変調回路
【図１】
0004344486.tif 000002
【図２】
0004344486.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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