(57)【要約】      （修正有）【課題】センサ素子の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下することを抑制する。【解決手段】空燃比検出装置１は、センサセル１０を含むセンサ素子と、センサセルに電圧を印加する電圧印加回路４０と、センサセルの出力電流を検出する電流検出器４２と、排気ガスの空燃比を算出する空燃比算出部６１と、センサ素子の温度に相関する温度相関パラメータを検出又は算出するパラメータ検出部６２とを備える。空燃比算出部６１は、温度相関パラメータと、センサセルに所定の電圧が印加されているときに検出された出力電流とに基づいて排気ガスの空燃比を算出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサセルを含むセンサ素子と、
前記センサセルに電圧を印加する電圧印加回路と、
前記センサセルの出力電流を検出する電流検出器と、
排気ガスの空燃比を算出する空燃比算出部と、
前記センサ素子の温度に相関する温度相関パラメータを検出又は算出するパラメータ検出部と
を備え、
前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータと、前記センサセルに所定の電圧が印加されているときに検出された前記出力電流とに基づいて排気ガスの空燃比を算出する、空燃比検出装置。
【請求項２】
前記温度相関パラメータは、前記センサセルのインピーダンスから算出される前記センサ素子の温度である、請求項１に記載の空燃比検出装置。
【請求項３】
前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータに基づいて前記出力電流を前記温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換し、該基準値における前記出力電流と排気ガスの空燃比との関係を用いて変換後の値から排気ガスの空燃比を算出する、請求項１又は２に記載の空燃比検出装置。
【請求項４】
前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータに対応する補正係数を前記出力電流に乗算することによって該出力電流を前記基準値に対応する値に変換する、請求項３に記載の空燃比検出装置。
【請求項５】
前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータの基準値における前記出力電流と排気ガスの空燃比との関係を用いて、前記出力電流から排気ガスの空燃比を算出し、算出した空燃比を前記温度相関パラメータに基づいて補正することによって最終的な排気ガスの空燃比を算出する、請求項１又は２に記載の空燃比検出装置。
【請求項６】
前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータに対応する補正係数を前記算出した空燃比と理論空燃比との差に乗算した値を理論空燃比に加算することによって前記最終的な排気ガスの空燃比を算出する、請求項５に記載の空燃比検出装置。
【請求項７】
前記補正係数は、前記出力電流の符号毎に異なる値に設定される、請求項４又は６に記載の空燃比検出装置。
【請求項８】
センサセルを含むセンサ素子を用いて排気ガスの空燃比を検出する方法であって、
前記センサセルに電圧を印加することと、
前記センサセルの出力電流を検出することと、
前記センサ素子の温度に相関する温度相関パラメータを検出又は算出することと、
前記出力電流及び前記温度相関パラメータに基づいて排気ガスの空燃比を算出することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空燃比検出装置及び空燃比検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に空燃比センサを配置し、空燃比センサによって排気ガスの空燃比を検出することが知られている。特許文献１に記載の空燃比センサでは、センサ素子がヒータによって加熱され、センサ素子の温度が所定の活性温度に維持されるようにヒータへの通電量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５３１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空燃比センサにヒータを設けることは空燃比センサの大型化をもたらす。一方、空燃比センサにヒータを設けない場合、センサ素子の温度が変動する。この結果、空燃比に対応する出力電流が変化し、空燃比の検出精度が低下する。また、ヒータが故障した場合にも同様の問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、センサ素子の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の要旨は以下のとおりである。
【０００７】
（１）センサセルを含むセンサ素子と、前記センサセルに電圧を印加する電圧印加回路と、前記センサセルの出力電流を検出する電流検出器と、排気ガスの空燃比を算出する空燃比算出部と、前記センサ素子の温度に相関する温度相関パラメータを検出又は算出するパラメータ検出部とを備え、前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータと、前記センサセルに所定の電圧が印加されているときに検出された前記出力電流とに基づいて排気ガスの空燃比を算出する、空燃比検出装置。
【０００８】
（２）前記温度相関パラメータは、前記センサセルのインピーダンスから算出される前記センサ素子の温度である、上記（１）に記載の空燃比検出装置。
【０００９】
（３）前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータに基づいて前記出力電流を前記温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換し、該基準値における前記出力電流と排気ガスの空燃比との関係を用いて変換後の値から排気ガスの空燃比を算出する、上記（１）又は（２）に記載の空燃比検出装置。
【００１０】
（４）前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータに対応する補正係数を前記出力電流に乗算することによって該出力電流を前記基準値に対応する値に変換する、上記（３）に記載の空燃比検出装置。
【００１１】
（５）前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータの基準値における前記出力電流と排気ガスの空燃比との関係を用いて、前記出力電流から排気ガスの空燃比を算出し、算出した空燃比を前記温度相関パラメータに基づいて補正することによって最終的な排気ガスの空燃比を算出する、上記（１）又は（２）に記載の空燃比検出装置。
【００１２】
（６）前記空燃比算出部は、前記温度相関パラメータに対応する補正係数を前記算出した空燃比と理論空燃比との差に乗算した値を理論空燃比に加算することによって前記最終的な排気ガスの空燃比を算出する、上記（５）に記載の空燃比検出装置。
【００１３】
（７）前記補正係数は、前記出力電流の符号毎に異なる値に設定される、上記（４）又は（６）に記載の空燃比検出装置。
【００１４】
（８）センサセルを含むセンサ素子を用いて排気ガスの空燃比を検出する方法であって、前記センサセルに電圧を印加することと、前記センサセルの出力電流を検出することと、前記センサ素子の温度に相関する温度相関パラメータを検出又は算出することと、前記出力電流及び前記温度相関パラメータに基づいて排気ガスの空燃比を算出することとを含む、方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、センサ素子の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第一実施形態に係る空燃比検出装置を概略的に示す図である。
【図２】図２は、センサセルの電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性を示す図である。
【図３】図３は、センサセルの出力電流と空燃比との関係を示す図である。
【図４】図４は、第一実施形態に係る空燃比検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】図５は、センサ素子の温度とセンサセルの出力電流との関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は、センサセルのインピーダンスとセンサ素子の温度との関係を示す図である。
【図８】図８は、温度相関パラメータ及び出力電流と空燃比との関係を示す三次元マップである。
【図９】図９は、空燃比が理論空燃比よりもリーンであり且つ理論空燃比近傍であるときの出力電流と空燃比との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第二実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、センサ素子の温度と補正係数との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第三実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第四実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第五実施形態に係る空燃比検出装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１８】
＜第一実施形態＞
最初に図１〜図８を参照して、本発明の第一実施形態について説明する。
【００１９】
＜空燃比検出装置の構成＞
図１は、第一実施形態に係る空燃比検出装置１を概略的に示す図である。空燃比検出装置１は、車両に搭載される内燃機関の排気通路に配置され、排気ガスの空燃比を検出する。なお、排気ガスの空燃比（以下、単に「空燃比」と称する）とは、その排気ガスが生成されるまでに供給された燃料の質量に対する空気の質量の比率（空気の質量／燃料の質量）を意味し、排気ガス中の酸素濃度及び還元ガス濃度から推定される。
【００２０】
空燃比検出装置１はセンサ素子２を備える。図１には、センサ素子２の断面図が示されている。センサ素子２は、複数の層を積層して構成されている。具体的には、センサ素子２は、第１固体電解質層１２、第２固体電解質層１４、拡散律速層１６、第１不透過層１８及び第２不透過層１７を備える。
【００２１】
第１固体電解質層１２及び第２固体電解質層１４は、酸化物イオン伝導性を有する薄板体である。第１固体電解質層１２及び第２固体電解質層１４は、例えば、ＺｒＯ2（ジルコニア）、ＨｆＯ2、ＴｈＯ2、Ｂｉ2Ｏ3等にＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3等を安定剤として添加した焼結体により形成される。また、拡散律速層１６は、ガス透過性を有する薄板体である。拡散律速層１６は、例えば、アルミナ、マグネシア、けい石質、スピネル、ムライト等の耐熱性無機物質の多孔質焼結体により形成される。第１不透過層１８及び第２不透過層１７は、ガス不透過性を有する薄板体である。第１不透過層１８及び第２不透過層１７は、例えば、アルミナを含む層として形成される。
【００２２】
センサ素子２の各層は、図１の下方から、第１不透過層１８、第２不透過層１７及び拡散律速層１６、第１固体電解質層１２、第２固体電解質層１４の順に積層されている。第１固体電解質層１２、拡散律速層１６、第１不透過層１８及び第２不透過層１７は被測ガス室３０を区画形成する。被測ガス室３０は、センサ素子２が排気通路に配置されたときに、拡散律速層１６を介して被測ガス室３０内に排気ガスが流入するように構成される。したがって、被測ガス室３０は拡散律速層１６を介して排気通路と連通している。
【００２３】
センサ素子２は、第１電極１１、第２電極１３及び第３電極１５を更に備える。第１電極１１は、被測ガス室３０の排気ガスに曝されるように第１固体電解質層１２の被測ガス室３０側の表面上に配置される。第２電極１３は第１固体電解質層１２と第２固体電解質層１４との間に配置される。第３電極１５は、第２固体電解質層１４の第１固体電解質層１２及び第２電極１３とは反対側の表面上に配置される。第１電極１１及び第２電極１３は第１固体電解質層１２を介して互いに対向するように配置される。第２電極１３及び第３電極１５は第２固体電解質層１４を介して互いに対向するように配置される。第１電極１１、第２電極１３及び第３電極１５は、例えば、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）及びパラジウム（Ｐｄ）の少なくとも一つを主成分として含む多孔質サーメット電極である。
【００２４】
センサ素子２はセンサセル１０及びポンプセル２０を備える。センサセル１０は、第１電極１１、第１固体電解質層１２及び第２電極１３を有する電気化学セルである。ポンプセル２０は、第２電極１３、第２固体電解質層１４及び第３電極１５を有する電気化学セルである。第２電極１３はセンサセル１０及びポンプセル２０によって共有される。
【００２５】
空燃比検出装置１は、センサセル１０に接続された第１電圧印加回路４０及び第１電流検出器４２と、ポンプセル２０に接続された第２電圧印加回路５０及び第２電流検出器５２とを更に備える。第１電圧印加回路４０には第１電源４１が設けられ、第１電圧印加回路４０は、第２電極１３の電位が第１電極１１の電位よりも高くなるようにセンサセル１０に電圧を印加する。したがって、第１電極１１は負極として機能し、第２電極１３は正極として機能する。第１電流検出器４２は、第１固体電解質層１２を介して第１電極１１と第２電極１３との間を流れる電流、すなわちセンサセル１０の出力電流を検出する。
【００２６】
第２電圧印加回路５０には第２電源５１が設けられ、第２電圧印加回路５０は、第２電極１３の電位が第３電極１５の電位よりも高くなるようにポンプセル２０に電圧を印加する。したがって、第３電極１５は負極として機能し、第２電極１３は正極として機能する。第２電流検出器５２は、第２固体電解質層１４を介して第２電極１３と第３電極１５との間を流れる電流、すなわちポンプセル２０の出力電流を検出する。
【００２７】
上述したように、第１固体電解質層１２及び第２固体電解質層１４は酸化物イオン伝導性を有する。このため、第１固体電解質層１２の両側面間に酸素濃度の差が生じると、濃度の高い側面側から濃度の低い側面側へと酸化物イオンが移動する。同様に、第２固体電解質層１４の両側面間に酸素濃度の差が生じると、濃度の高い側面側から濃度の低い側面側へと酸化物イオンが移動する。斯かる特性は酸素電池特性と称される。
【００２８】
また、第１固体電解質層１２の両側面間に電位差が与えられると、電位差に応じた酸素濃度比が生じるように酸化物イオンが移動する。同様に、第２固体電解質層１４の両側面間に電位差が与えられると、電位差に応じた酸素濃度比が生じるように酸化物イオンが移動する。斯かる特性は酸素ポンピング特性と称される。
【００２９】
このため、第２電極１３の電位が第３電極１５の電位よりも高くなるようにポンプセル２０に電圧が印加されると、酸化物イオンが第３電極１５から第２固体電解質層１４を介して第２電極１３に移動する。この結果、電流が、酸化物イオンとは逆向きに流れ、第２電極１３から第２固体電解質層１４を介して第３電極１５へ流れる。
【００３０】
第２電圧印加回路５０は、第２電流検出器５２の出力に基づいて、ポンプセル２０の出力電流が所定値になるように、ポンプセル２０に印加される電圧をフィードバック制御する。この結果、ポンプセル２０の出力電流が一定に維持され、ひいては第２電極１３上の酸素濃度が一定に維持される。このことによって、大気ダクトを用いて第２電極１３を大気に曝すことなく第２電極１３上の酸素濃度を一定に維持することができ、センサ素子２を小型化することができる。
【００３１】
また、センサ素子２では、第２電極１３が第１固体電解質層１２と第２固体電解質層１４によって狭持され、第１固体電解質層１２と第２固体電解質層１４との間に空間が存在しない。加えて、センサ素子２には、センサ素子２を加熱するためのヒータが設けられていない。これらによって、センサ素子２の小型化を更に促進することができる。
【００３２】
被測ガス室３０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、排気ガス中の酸素濃度が高い。この結果、第１電極１１上の酸素濃度が高くなり、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比は低くなる。このため、センサセル１０に適切な電圧が印加されると、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比は、電圧に対応する酸素濃度比よりも低くなる。この結果、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比が電圧に対応する酸素濃度比に近付くように、第１電極１１上の酸素ガスが分解され、第１電極１１から第２電極１３に酸化物イオンが移動する。この場合、電流が第２電極１３から第１電極１１へ流れ、第１電流検出器４２によって正の電流が検出される。電流は、被測ガス室３０に流入する排気ガス中の酸素濃度が高いほど、すなわち排気ガスの空燃比がリーンであるほど大きくなる。
【００３３】
一方、被測ガス室３０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、第１電極１１上の酸素が排気ガス中の未燃ガスと反応して除去される。この結果、第１電極１１上の酸素濃度が低くなり、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比は高くなる。このため、センサセル１０に適切な電圧が印加されると、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比は、電圧に対応する酸素濃度比よりも高くなる。この結果、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比が電圧に対応する酸素濃度比に近付くように、第２電極１３から第１電極１１に酸化物イオンが移動し、第１電極１１上の未燃ガスが酸化される。この場合、電流が第１電極１１から第２電極１３へ流れ、第１電流検出器４２によって負の電流が検出される。電流の絶対値は、被測ガス室３０に流入する排気ガス中の未燃ガス濃度が高いほど、すなわち排気ガスの空燃比がリッチであるほど大きくなる。
【００３４】
また、被測ガス室３０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比（本実施形態では１４．６）であるときには、排気ガス中の酸素及び未燃ガスの量が化学当量比となる。この結果、第１電極１１の触媒作用によって両者は完全に燃焼し、第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比は、電圧に対応する酸素濃度比に維持される。このため、酸素ポンピング特性による酸化物イオンの移動は起こらず、第１電流検出器４２によって検出される電流はゼロになる。
【００３５】
図２は、センサセル１０の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性を示す図である。図２には、各空燃比（Ａ／Ｆ）毎のセンサセル１０の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性が示される。図２の横軸は、センサセル１０に印加された電圧Ｖを示し、図２の縦軸はセンサセル１０の出力電流Ｉを示す。図２に示されるように、電圧Ｖが低い領域では、空燃比が一定である場合には、電圧Ｖが高くなるにつれて、出力電流Ｉが大きくなる。電圧Ｖに比例して出力電流Ｉが変化する電圧領域は比例領域と称される。
【００３６】
比例領域では、電圧Ｖが低いため、第１固体電解質層１２を介して移動可能な酸化物イオンの流量が少ない。この場合、センサセル１０に電圧が印加されたときに第１固体電解質層１２内を移動する酸化物イオンの移動速度が、拡散律速層１６を介して被測ガス室３０に導入される排気ガスの導入速度よりも遅くなる。このため、第１固体電解質層１２を介して移動可能な酸化物イオンの流量が電圧Ｖに応じて変化し、電圧Ｖの増加に伴って出力電流Ｉが増加する。
【００３７】
図２に示されるように、電圧Ｖが所定値以上になると、出力電流Ｉは電圧Ｖの値に関わらずほぼ一定の値に維持される。この飽和した電流は限界電流と称され、限界電流が発生する電圧領域は限界電流領域と称される。限界電流領域では、電圧Ｖが比例領域よりも高いため、第１固体電解質層１２を介して移動可能な酸化物イオンの流量が比例領域よりも多くなる。この場合、センサセル１０に電圧が印加されたときに第１固体電解質層１２内を移動する酸化物イオンの移動速度が、拡散律速層１６を介して被測ガス室３０に導入される排気ガスの導入速度よりも早くなる。このため、第１固体電解質層１２を介して移動可能な酸化物イオンの流量が電圧Ｖに応じてほとんど変化しないため、出力電流Ｉは電圧Ｖの値に関わらずほぼ一定の値に維持される。
【００３８】
一方、第１固体電解質層１２を介して移動する酸化物イオンの流量が第１固体電解質層１２の両側面間の酸素濃度比に応じて変化するため、限界電流は空燃比に応じて変化する。具体的には、限界電流は、空燃比がリーンであるほど大きくなる。また、限界電流は、空燃比が理論空燃比であるときにはゼロとなり、空燃比がリーンであるときには正になり、空燃比がリッチであるときには負となる。
【００３９】
また、図２に示されるように、電圧Ｖが非常に高い領域では、空燃比が一定である場合には、電圧Ｖが高くなるにつれて、出力電流Ｉが大きくなる。電圧Ｖが非常に高くなると、第１電極１１において排気ガス中の水が分解される。水の分解によって生じた酸化物イオンは第１固体電解質層１２内を第１電極１１から第２電極１３へ移動する。この結果、水の分解によって生じる電流も出力電流Ｉとして検出されるため、出力電流Ｉが限界電流よりも大きくなる。斯かる電圧領域は水分解領域と称される。
【００４０】
図３は、センサセル１０の出力電流Ｉと空燃比との関係を示す図である。図３の例では、限界電流領域内の０．４Ｖの電圧がセンサセル１０に印加されている。図３に示されるように、出力電流Ｉは、空燃比に応じて変化し、空燃比がリーンであるほど大きくなる。このため、出力電流Ｉを検出することによって空燃比を検出することができる。
【００４１】
＜空燃比検出方法＞
図４は、第一実施形態に係る空燃比検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。空燃比検出装置１は空燃比算出部６１及びパラメータ検出部６２を更に備える。空燃比算出部６１は空燃比を算出する。パラメータ検出部６２は、センサ素子２の温度に相関する温度相関パラメータを検出又は算出する。温度相関パラメータは、センサ素子２の温度、センサセル１０のインピーダンス、ポンプセル２０のインピーダンス等である。
【００４２】
本実施形態では、ＥＣＵ６０が空燃比算出部６１及びパラメータ検出部６２として機能する。ＥＣＵ６０は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなメモリ、中央演算装置（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポート、通信モジュール等を備える。
【００４３】
第１電圧印加回路４０及び第１電流検出器４２はＥＣＵ６０に接続される。ＥＣＵ６０は、第１電圧印加回路４０を介して、センサセル１０に印加される電圧を制御する。また、ＥＣＵ６０は、第１電流検出器４２によって検出されたセンサセル１０の出力電流を第１電流検出器４２から取得する。
【００４４】
第２電圧印加回路５０及び第２電流検出器５２はＥＣＵ６０に接続される。ＥＣＵ６０は、第２電圧印加回路５０を介して、ポンプセル２０に印加される電圧を制御する。また、ＥＣＵ６０は、第２電流検出器５２によって検出されたポンプセル２０の出力電流を第２電流検出器５２から取得する。
【００４５】
上述したように、センサセル１０の出力電流が空燃比に応じて変化するため、センサセル１０の出力電流を検出することによって空燃比を検出することができる。しかしながら、センサ素子２にはヒータが設けられていないため、排気ガスの温度等に応じてセンサ素子２の温度が変化する。
【００４６】
図５は、センサ素子２の温度とセンサセル１０の出力電流との関係を示す図である。図５の例では、空燃比が理論空燃比よりもリッチな値（１４）であるときに、限界電流領域内の０．４Ｖの電圧がセンサセル１０に印加されている。空燃比が理論空燃比よりもリッチであるため、センサセル１０の出力電流は負となる。図５に示されるように、センサセル１０の出力電流の絶対値は、センサ素子２の温度が高くなるにつれて大きくなる。したがって、センサ素子２の温度が変化すると、所定の空燃比に対応する出力電流の値も変化する。このため、センサセル１０の出力電流のみに基づいて空燃比が算出されると、センサ素子２の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下する。
【００４７】
そこで、本実施形態では、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータと、センサセル１０に所定の電圧が印加されているときに検出されたセンサセル１０の出力電流とに基づいて空燃比を算出する。このことによって、センサ素子２の温度を考慮して空燃比が算出されるため、センサ素子２の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下することを抑制することができる。
【００４８】
＜空燃比検出処理＞
図６は、本発明の第一実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関の始動後、ＥＣＵ６０によって所定の時間間隔で実行される。本制御ルーチンでは、センサ素子２を用いて空燃比が検出される。
【００４９】
最初に、ステップＳ１０１において、空燃比算出部６１はセンサ素子２の温度を取得する。センサ素子２の温度はパラメータ検出部６２によって検出又は算出される。例えば、パラメータ検出部６２は、センサ素子２に設けられたサーミスタ、熱電対等を用いてセンサ素子２の温度を検出する。
【００５０】
また、図７に示されるように、センサセル１０のインピーダンスはセンサ素子２の温度と相関する。このため、パラメータ検出部６２は、図７に示されるような二次元マップを用いて、センサセル１０のインピーダンスからセンサ素子２の温度を算出してもよい。インピーダンスは、公知の手法によって算出され、センサセル１０に印加される電圧を変動させたときの電圧及びセンサセルの出力電流に基づいて算出される。例えば、電圧の変動範囲は０．４Ｖ±０．２Ｖであり、印加電圧の周波数は５ｋＨｚ以上である。なお、ポンプセル２０のインピーダンスが検出され、ポンプセル２０のインピーダンスに基づいてセンサ素子２の温度が算出されてもよい。
【００５１】
次いで、ステップＳ１０２において、空燃比算出部６１は、センサ素子２が活性状態にあるか否かを判定する。空燃比算出部６１は、センサ素子２の温度が予め定められた活性温度以上である場合、センサ素子２が活性状態にあると判定する。一方、空燃比算出部６１は、センサ素子２の温度が活性温度未満である場合、センサ素子２が活性状態にないと判定する。
【００５２】
ステップＳ１０２においてセンサ素子２が活性状態にないと判定された場合、本制御ルーチンは終了する。一方、ステップＳ１０２においてセンサ素子２が活性状態にあると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、空燃比算出部６１は第１電圧印加回路４０を介してセンサセル１０に限界電流領域内の電圧を印加する。限界電流領域内の電圧は、０．２Ｖ〜０．６Ｖであり、例えば０．４Ｖである。なお、センサセル１０の出力電流が空燃比に応じて変化すれば、限界電流域外の電圧がセンサセル１０に印加されてもよい。一方、ポンプセル２０では、内燃機関の始動後、ポンプセル２０の出力電流が所定値（例えば２００μＡ）になるようにポンプセル２０に電圧が印加される。
【００５３】
次いで、ステップＳ１０４において、空燃比算出部６１はセンサセル１０の出力電流を取得する。センサセル１０の出力電流は第１電流検出器４２によって検出される。なお、空燃比算出部６１は、第１電流検出器４２によって検出された複数の出力電流の平均値を取得してもよい。
【００５４】
次いで、ステップＳ１０５において、空燃比算出部６１は温度相関パラメータを取得する。温度相関パラメータはパラメータ検出部６２によって検出又は算出される。温度相関パラメータは例えばセンサ素子２の温度である。この場合、パラメータ検出部６２は、ステップＳ１０１と同様に、センサ素子２の温度を検出又は算出する。
【００５５】
次いで、ステップＳ１０６において、空燃比算出部６１は、ステップＳ１０５において取得された温度相関パラメータと、ステップＳ１０４において取得された出力電流とに基づいて空燃比を算出する。具体的には、空燃比算出部６１は、図８に示されたような三次元マップを用いて空燃比を算出する。このマップでは、空燃比ＡＦが温度相関パラメータＴ及び出力電流Ｉの関数として示される。マップは、温度相関パラメータＴが一定である場合、出力電流Ｉが大きいほど空燃比ＡＦがリーンになるように作成される。また、マップは、出力電流Ｉが一定である場合、温度相関パラメータＴが低いほど空燃比ＡＦと理論空燃比との差が大きくなるように作成される。ステップＳ１０６の後、本制御ルーチンは終了する。
【００５６】
なお、温度相関パラメータはセンサセル１０又はポンプセル２０のインピーダンスであってもよい。この場合、ステップＳ１０６におけるマップは、出力電流Ｉが一定である場合、温度相関パラメータＴが高いほど空燃比ＡＦと理論空燃比との差が大きくなるように作成される。また、温度相関パラメータがセンサ素子２の温度である場合、ステップＳ１０５が省略され、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０１において取得されたセンサ素子２の温度が温度相関パラメータとして用いられてもよい。
【００５７】
＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る空燃比検出装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る空燃比検出装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００５８】
センサ素子２の温度が一定であるときには、空燃比とセンサセル１０の出力電流とは、図３に示されるような関係を有する。上述したように、センサ素子２の温度が変動すると、所定の空燃比に対応するセンサセル１０の出力電流の値も変動する。このため、図３に示されるような二次元マップを用いて空燃比を精度良く算出するためには、センサ素子２の温度相関パラメータに基づいてセンサセル１０の出力電流を補正する必要がある。
【００５９】
そこで、第二実施形態では、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータに基づいて出力電流を温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換し、基準値における出力電流と空燃比との関係を用いて変換後の値から空燃比を算出する。基準値は予め定められる。
【００６０】
図９は、空燃比が理論空燃比よりもリーンであり且つ理論空燃比近傍であるときの出力電流Ｉと空燃比との関係を示す図である。図９には、センサ素子２の温度が６００℃であるときの出力電流Ｉと空燃比との関係と、センサ素子２の温度が７００℃であるときの出力電流Ｉと空燃比との関係とが示される。図９の例では、限界電流領域内の０．４Ｖの電圧がセンサセル１０に印加されている。
【００６１】
図３及び図９から分かるように、空燃比が理論空燃比近傍であるときには、出力電流Ｉが空燃比に対してリニアに変化し、出力電流Ｉと空燃比との関係は一次直線によって近似される。この場合、センサ素子２の温度に応じて一次直線の傾きが変化する。図９の例では、空燃比がＡＦａであり且つセンサ素子２の温度が６００℃であるときには出力電流はＩａになる。この出力電流Ｉａを補正することによって基準値（図９の例では７００℃）における出力電流Ｉｂに変換する必要がある。
【００６２】
図９から分かるように、空燃比が所定値であるときの所定温度における出力電流に対する基準値における出力電流の比率（図９の例ではＩｂ／Ｉａ）は空燃比に関わらずほぼ一定となる。このため、この比率を補正係数として出力電流に乗算することによって出力電流を基準値に対応する値に変換することができる。
【００６３】
そこで、第二実施形態では、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータに対応する補正係数を出力電流に乗算することによって出力電流を温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換する。このことによって、図８に示されるような三次元マップを用いることなく空燃比を精度良く算出することができ、三次元マップを作成する工数及びＥＣＵ６０のメモリ容量を低減することができる。
【００６４】
なお、空燃比が理論空燃比から離れるにつれて、異なる温度における出力電流の比率が変化する場合がある。しかしながら、空燃比が理論空燃比から離れた値であっても、理論空燃比近傍における出力電流の比率に基づいて予め定められた補正係数を用いて、所定の温度相関パラメータにおける出力電流を基準値に対応する値に近付けることができる。また、通常の内燃機関の運転では、排気エミッションの悪化を抑制すべく、空燃比は基本的に理論空燃比近傍に維持される。このため、理論空燃比近傍における出力電流の比率に基づいて予め定められた補正係数を用いて出力電流を精度良く変換することができる。
【００６５】
＜空燃比検出処理＞
図１０は、本発明の第二実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関の始動後、ＥＣＵ６０によって所定の時間間隔で実行される。本制御ルーチンでは、センサ素子２を用いて空燃比が検出される。
【００６６】
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５は、図６のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同様であることから説明を省略する。ステップＳ２０５の後、ステップＳ２０６において、空燃比算出部６１は、ステップＳ２０４において取得された出力電流を温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換する。具体的には、空燃比算出部６１は、ステップＳ２０５において取得された温度相関パラメータに対応する補正係数を、ステップＳ２０４において取得された出力電流に乗算する（変換後の出力電流＝変換前の出力電流×補正係数）。
【００６７】
補正係数は、温度相関パラメータ毎に予め定められ、空燃比が所定値であるときの各温度相関パラメータにおける出力電流に対する温度相関パラメータの基準値における出力電流の比率として算出される（補正係数＝基準値における出力電流／各温度相関パラメータにおける出力電流）。例えば、温度相関パラメータがセンサ素子２の温度である場合、センサ素子２の温度と補正係数との関係は図１１のようになる。図１１は、センサ素子２の温度と補正係数Ｆとの関係を示す図である。図１１の例では、温度相関パラメータの基準値は７００℃である。このため、７００℃に対応する補正係数Ｆは１となる。図１１における補正係数Ｆは、空燃比が１４であるときのセンサ素子２の温度と出力電流Ｉとの関係（図５）を用いて算出されている。補正係数Ｆは、センサ素子２の温度が低いほど大きくなる。
【００６８】
次いで、ステップＳ２０７において、空燃比算出部６１は、ステップＳ２０６において変換された出力電流の値から空燃比を算出する。具体的には、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータの基準値における出力電流Ｉと空燃比との関係が示された図３のような二次元マップを用いて、変換後の出力電流の値から空燃比を算出する。ステップＳ２０７の後、本制御ルーチンは終了する。
【００６９】
なお、温度相関パラメータはセンサセル１０又はポンプセル２０のインピーダンスであってもよい。この場合、ステップＳ２０６における補正係数は、温度相関パラメータが高いほど大きくなる。また、温度相関パラメータがセンサ素子２の温度である場合、ステップＳ２０５が省略され、ステップＳ２０６において、ステップＳ２０１において取得されたセンサ素子２の温度が温度相関パラメータとして用いられてもよい。また、ステップＳ２０６において、空燃比算出部６１は、変換後の出力電流が温度相関パラメータ及び変換前の出力電流の関数として示される三次元マップを用いて出力電流を変換してもよい。
【００７０】
＜第三実施形態＞
第三実施形態に係る空燃比検出装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第二実施形態に係る空燃比検出装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第三実施形態について、第二実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７１】
上述したように、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、第１電極１１上の酸素ガスが分解され、第１電極１１から第２電極１３に酸化物イオンが移動する。この結果、第１電流検出器４２によって正の電流が検出される。一方、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、第２電極１３から第１電極１１に酸化物イオンが移動し、第１電極１１上の未燃ガスが酸化される。この結果、第１電流検出器４２によって負の電流が検出される。
【００７２】
このように、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとき、すなわちセンサセル１０の出力電流が正であるときと、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるとき、すなわちセンサセル１０の出力電流が負であるときとでは、センサセル１０の出力電流が発生するメカニズムが異なる。このため、空燃比が理論空燃比近傍であったとしても、異なる温度における出力電流の比率が出力電流の符号によって変化するおそれがある。実際、図３に示されるように、センサセル１０の出力電流が正であるときには、センサセル１０の出力電流が負であるときに比べて、空燃比に対する出力電流の変化量（図３のグラフの傾き）が小さくなっている。
【００７３】
そこで、第三実施形態では、センサセル１０の出力電流を温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換するために用いられる補正係数が、出力電流の符号毎に異なる値に設定される。このことによって、補正係数がより適切な値に設定されるため、出力電流の変換精度を高めることができ、ひいてはセンサ素子２の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下することをより一層抑制することができる。
【００７４】
＜空燃比検出処理＞
図１２は、本発明の第三実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関の始動後、ＥＣＵ６０によって所定の時間間隔で実行される。本制御ルーチンでは、センサ素子２を用いて空燃比が検出される。
【００７５】
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５は、図６のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５と同様であることから説明を省略する。ステップＳ３０５の後、ステップＳ３０６において、空燃比算出部６１は、ステップＳ３０４において取得された出力電流がゼロ以上であるか否かを判定する。出力電流がゼロ未満であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０７に進む。
【００７６】
ステップＳ３０７では、補正係数Ｆが、ステップＳ３０５において取得された温度相関パラメータに対応するリッチ側補正係数Ｆｒに設定される。リッチ側補正係数Ｆｒは、温度相関パラメータ毎に予め定められ、空燃比が理論空燃比よりもリッチ（例えば１４）であるときの各温度相関パラメータにおける出力電流に対する温度相関パラメータの基準値における出力電流の比率として算出される（リッチ側補正係数Ｆｒ＝基準値における出力電流／各温度相関パラメータにおける出力電流）。リッチ側補正係数Ｆｒは、センサ素子２の温度が低いほど大きくなる。
【００７７】
一方、ステップＳ３０６において出力電流がゼロ以上であると判定された場合、本制御ルーチンはステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、補正係数Ｆが、ステップＳ３０５において取得された温度相関パラメータに対応するリーン側補正係数Ｆｌに設定される。リーン側補正係数Ｆｌは、温度相関パラメータ毎に予め定められ、空燃比が理論空燃比よりもリーン（例えば１６）であるときの各温度相関パラメータにおける出力電流に対する温度相関パラメータの基準値における出力電流の比率として算出される（リーン側補正係数Ｆｌ＝基準値における出力電流／各温度相関パラメータにおける出力電流）。リーン側補正係数Ｆｌは、センサ素子２の温度が低いほど大きくなる。
【００７８】
ステップＳ３０７又はステップＳ３０８の後、ステップＳ３０９において、空燃比算出部６１は、ステップＳ３０４において取得された出力電流を温度相関パラメータの基準値に対応する値に変換する。具体的には、空燃比算出部６１は、ステップＳ３０７又はステップＳ３０８において設定された補正係数を、ステップＳ３０４において取得された出力電流に乗算する（変換後の出力電流＝変換前の出力電流×補正係数）。
【００７９】
次いで、ステップＳ３１０において、空燃比算出部６１は、ステップＳ３０９において変換された出力電流の値から空燃比を算出する。具体的には、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータの基準値における出力電流Ｉと空燃比との関係が示された図３のような二次元マップを用いて、変換後の出力電流の値から空燃比を算出する。ステップＳ３１０の後、本制御ルーチンは終了する。
【００８０】
なお、温度相関パラメータはセンサセル１０又はポンプセル２０のインピーダンスであってもよい。この場合、ステップＳ３０７におけるリーン側補正係数Ｆｌ及びステップＳ３０８におけるリッチ側補正係数Ｆｒは、温度相関パラメータが高いほど大きくなる。また、温度相関パラメータがセンサ素子２の温度である場合、ステップＳ３０５が省略され、ステップＳ３０７及びステップＳ３０８において、ステップＳ３０１において取得されたセンサ素子２の温度が温度相関パラメータとして用いられてもよい。
【００８１】
＜第四実施形態＞
第四実施形態に係る空燃比検出装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第二実施形態に係る空燃比検出装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第四実施形態について、第二実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８２】
第四実施形態では、温度相関パラメータに基づいて、センサセル１０の出力電流の代わりに空燃比が補正される。具体的には、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータの基準値におけるセンサセル１０の出力電流と空燃比との関係を用いて、出力電流から空燃比を算出し、算出した空燃比を温度相関パラメータに基づいて補正することによって最終的な空燃比を算出する。基準値は予め定められる。
【００８３】
図９を参照すると、温度相関パラメータの基準値（図９の例では７００℃）におけるセンサセル１０の出力電流と空燃比との関係を用いられる場合、センサ素子２の温度が６００℃であるときに検出された出力電流Ｉａから算出される空燃比はＡＦｂとなる。この空燃比を補正することによって、正確な空燃比ＡＦａを算出する必要がある。
【００８４】
図９から分かるように、出力電流が所定値であるときの基準値における空燃比と理論空燃比との差に対する所定温度における空燃比と理論空燃比との差の比率（図９の例では、（ＡＦａ−１４．６）／（ＡＦｂ−１４．６））は出力電流に関わらずほぼ一定となる。このため、この比率を補正係数として補正前の空燃比と理論空燃比との差に乗算した値を理論空燃比に加算することによって正確な空燃比を算出することができる。なお、この比率は、空燃比が所定値であるときの所定温度における出力電流に対する基準値における出力電流の比率（図９の例ではＩｂ／Ｉａ）と等しい。
【００８５】
そこで、第四実施形態では、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータに対応する補正係数を補正前の空燃比と理論空燃比との差に乗算した値を理論空燃比に加算することによって最終的な空燃比を算出する。このことによって、三次元マップを用いることなく空燃比を精度良く算出することができ、三次元マップを作成する工数及びＥＣＵ６０のメモリ容量を低減することができる。
【００８６】
＜空燃比検出処理＞
図１３は、本発明の第四実施形態における空燃比検出処理の制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンは、内燃機関の始動後、ＥＣＵ６０によって所定の時間間隔で実行される。本制御ルーチンでは、センサ素子２を用いて空燃比が検出される。
【００８７】
ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４は、図６のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４と同様であることから説明を省略する。ステップＳ４０４の後、ステップＳ４０５において、空燃比算出部６１は、温度相関パラメータの基準値におけるセンサセル１０の出力電流と空燃比との関係が示された図３のような二次元マップを用いて、ステップＳ４０４において取得された出力電流から空燃比を算出する。次いで、ステップＳ４０６において、図６のステップＳ１０５と同様に、空燃比算出部６１は温度相関パラメータを取得する。
【００８８】
次いで、ステップＳ４０７において、空燃比算出部６１は、ステップＳ４０５において算出された空燃比を補正することによって最終的な空燃比を算出する。具体的には、空燃比算出部６１は、ステップＳ４０６において取得された温度相関パラメータに対応する補正係数を、ステップＳ４０５において算出された空燃比と理論空燃比との差に乗算した値を理論空燃比に加算することによって最終的な空燃比を算出する（最終的な空燃比＝補正係数×（補正前の空燃比−理論空燃比）＋理論空燃比）。
【００８９】
上述したように、出力電流が所定値であるときの基準値における空燃比と理論空燃比との差に対する所定温度における空燃比と理論空燃比との差の比率は、空燃比が所定値であるときの所定温度における出力電流に対する基準値における出力電流の比率と等しい。このため、補正係数は、温度相関パラメータ毎に予め定められ、センサセル１０の出力電流が補正される場合と同様に、空燃比が所定値であるときの各温度相関パラメータにおける出力電流に対する温度相関パラメータの基準値における出力電流の比率として算出される（補正係数＝基準値における出力電流／各温度相関パラメータにおける出力電流）。例えば、温度相関パラメータがセンサ素子２の温度である場合、センサ素子２の温度と補正係数との関係は図１１のようになる。補正係数は、センサ素子２の温度が低いほど大きくなる。ステップＳ４０７の後、本制御ルーチンは終了する。
【００９０】
なお、温度相関パラメータはセンサセル１０又はポンプセル２０のインピーダンスであってもよい。この場合、ステップＳ４０７における補正係数は、温度相関パラメータが高いほど大きくなる。また、温度相関パラメータがセンサ素子２の温度である場合、ステップＳ４０６が省略され、ステップＳ４０７において、ステップＳ４０１において取得されたセンサ素子２の温度が温度相関パラメータとして用いられてもよい。また、ステップＳ４０７において、空燃比算出部６１は、最終的な空燃比が温度相関パラメータ及び補正前の空燃比の関数として示される三次元マップを用いて空燃比を補正してもよい。
【００９１】
＜第五実施形態＞
第五実施形態に係る空燃比検出装置は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る空燃比検出装置の構成及び制御と同様である。このため、以下、本発明の第五実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９２】
図１４は、第五実施形態に係る空燃比検出装置１’を概略的に示す図である。空燃比検出装置１’はセンサ素子２’を備える。図１４には、センサ素子２’の断面図が示されている。センサ素子２’は、複数の層を積層して構成されている。具体的には、センサ素子２’は、固体電解質層１２’、拡散律速層１６、第１不透過層１８、第２不透過層１７、第３不透過層２１及び第４不透過層２２を備える。
【００９３】
センサ素子２の各層は、図１４の下方から、第４不透過層２２、第３不透過層２１、固体電解質層１２’、第２不透過層１７及び拡散律速層１６、第１不透過層１８の順に積層されている。固体電解質層１２’、拡散律速層１６、第１不透過層１８及び第２不透過層１７は被測ガス室３０を区画形成する。被測ガス室３０は、センサ素子２’が排気通路に配置されたときに、拡散律速層１６を介して被測ガス室３０内に排気ガスが流入するように構成される。したがって、被測ガス室３０は拡散律速層１６を介して排気通路と連通している。
【００９４】
固体電解質層１２’、第３不透過層２１及び第４不透過層２２は大気室３１を区画形成する。大気室３１は、大気ダクトを介して排気通路の外部の大気に開放されている。したがって、大気室３１には大気が流入する。
【００９５】
センサ素子２’は、第１電極１１及び第２電極１３を更に備える。第１電極１１は、被測ガス室３０の排気ガスに曝されるように固体電解質層１２’の被測ガス室３０側の表面上に配置される。第２電極１３は、大気室３１の大気に曝されるように固体電解質層１２’の大気室３１側の表面上に配置される。第１電極１１及び第２電極１３は固体電解質層１２’を介して互いに対向するように配置される。
【００９６】
センサ素子２’はセンサセル１０を備える。センサセル１０は、第１電極１１、固体電解質層１２’及び第２電極１３を有する電気化学セルである。センサ素子２’は、固体電解質層及び一対の電極から成る電気化学セルが１つである１セル型のセンサ素子である。
【００９７】
空燃比検出装置１’は、センサセル１０に接続された電圧印加回路４０’及び電流検出器４２’を更に備える。電圧印加回路４０’には電源４１’が設けられ、電圧印加回路４０’は、第２電極１３の電位が第１電極１１の電位よりも高くなるようにセンサセル１０に電圧を印加する。したがって、第１電極１１は負極として機能し、第２電極１３は正極として機能する。電流検出器４２’は、固体電解質層１２’を介して第１電極１１と第２電極１３との間を流れる電流、すなわちセンサセル１０の出力電流を検出する。
【００９８】
第五実施形態においても、センサ素子２’を用いて、第一実施形態と同様に空燃比が検出される。
【００９９】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、センサ素子２、２’にヒータが設けられていてもよい。この場合、温度相関パラメータに基づいて空燃比を算出することによって、ヒータの故障によってセンサ素子２の温度が変動したときに空燃比の検出精度が低下することを抑制することができる。
【０１００】
また、上述した実施形態は、任意に組み合わせて実施可能である。例えば、第四実施形態が第三実施形態と組み合わされる場合、図１３の制御ルーチンにおいて、ステップＳ４０６とステップＳ４０７との間に、図１２のステップＳ３０６〜ステップＳ３０８が追加され、ステップＳ４０７において、ステップＳ３０７又はステップＳ３０８において設定された補正係数が用いられる。また、第五実施形態は、第二実施形態、第三実施形態又は第四実施形態と組合せ可能である。この場合、第二実施形態、第三実施形態及び第四実施形態において、１セル型のセンサ素子２’を用いて空燃比が検出される。
【符号の説明】
【０１０１】
１、１’    空燃比検出装置
２、２’    センサ素子
１０    センサセル
４０    第１電圧印加回路
４０’    電圧印加回路
４２    第１電流検出器
４２’    電流検出器
６０    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６１    空燃比算出部
６２    パラメータ検出部
【図１】
2019196946.tif 000003
【図２】
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【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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