(57)【要約】【課題】パティキュレートを捕集するパティキュレート捕集装置の故障診断を的確に行うことができるパティキュレート捕集装置の故障診断装置を提供する。【解決手段】帯電されたパティキュレートを静電気力によって捕集するパティキュレート捕集装置５の故障診断が、制御ユニット１５によって行われ、この故障診断では、前記パティキュレート捕集装置より下流側の排気通路３に設けられたパティキュレート排出量検出装置５０に帯電された前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位を付与した場合に前記パティキュレート排出量検出装置によって検出される前記パティキュレートの排出量と、前記パティキュレート排出量検出装置５０に前記電位を付与しない場合に前記パティキュレート排出量検出装置によって検出される前記パティキュレートの排出量との差が所定値より大きい場合に、前記パティキュレート捕集装置が故障していると判断される。【選択図】図１
2009041417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配設され、排気ガス中に含まれるパティキュレートを帯電させるパティキュレート帯電装置と、
前記パティキュレート帯電装置より下流側の前記排気通路に設けられ、前記パティキュレート帯電装置によって帯電される前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位が付与され、帯電された前記パティキュレートを静電気力によって捕集可能なパティキュレート捕集装置と、
前記パティキュレート捕集装置より下流側の排気通路に設けられ、前記パティキュレートの排出量を検出するパティキュレート排出量検出手段と、
前記パティキュレート帯電装置と前記パティキュレート捕集装置とが作動された状態で、前記パティキュレート排出量検出手段に前記パティキュレート帯電装置によって帯電される前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位を付与した場合に前記パティキュレート排出量検出手段によって検出される前記パティキュレートの排出量と、前記パティキュレート排出量検出手段に前記パティキュレート帯電装置によって帯電される前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位を付与しない場合に前記パティキュレート排出量検出手段によって検出される前記パティキュレートの排出量との差が所定値より大きい場合に、前記パティキュレート捕集装置が故障していると判断する故障判断手段と、
を備えていることを特徴とするパティキュレート捕集装置の故障診断装置。
【請求項２】
前記パティキュレート排出量検出手段は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、該固体電界質層を挟んで設けられる一対の電極と、前記固体電解質層を加熱する加熱手段とを備え、前記加熱手段によって前記固体電解質層を加熱して前記固体電界質層の表面に堆積される前記パティキュレートを燃焼させる際に前記一対の電極間に生じる起電力に基づいて、前記パティキュレートの排出量を検出することを特徴とする請求項１に記載のパティキュレート捕集装置の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するパティキュレート捕集装置の故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば希薄燃焼ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンなどを備えた車両においては、エンジンから排出される排気ガス中に炭素成分を含む粒子状物質（ＰＭ：パティキュレート）が含有されているため、パティキュレートを捕集するためのフィルタ部材を備えたパティキュレート捕集装置を排気通路内に設けてパティキュレートの排出量を抑制することが行われている。
【０００３】
また、パティキュレート帯電装置を用いて排気ガス中のパティキュレートを負に帯電させ、正に帯電されたフィルタ部材を備えたパティキュレート捕集装置を用いて、静電気力によってパティキュレートを捕集し、パティキュレートの排出量を抑制することも知られている。これに関し、例えば特許文献１には、内燃機関の排気ガスに含まれるＰＭをコロナ放電により帯電させて凝集し、捕集する内燃機関用の排気浄化装置において、印加電圧の電流値を測定することにより排気浄化装置の故障の有無を判断する内燃機関用排気浄化装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６ー１９４１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、車両から外部に排出される排気ガス中のパティキュレートについて、パティキュレートの環境に与える影響等から、パティキュレートの排出量に加え、マイクロメートルオーダーの粒子からナノメートルオーダーの粒子まで排出されるパティキュレートの粒子数自体が問題となっている。
【０００５】
パティキュレート帯電装置とパティキュレート捕集装置とを備え、帯電されたパティキュレートを静電気力によって捕集してパティキュレートの外部への排出を抑制する場合、微小なパティキュレートが外部へ排出されることを抑制する上で有用であるが、パティキュレート捕集装置が、高温の排気ガスによって次第に熱劣化したり、長期使用によってパティキュレート捕集装置への電力供給部が故障したりする畏れがある。
【０００６】
このようなパティキュレート捕集装置の故障時には、パティキュレート帯電装置によって帯電された排気ガス中のパティキュレートが、パティキュレート捕集装置に捕集されずに外部に排出され得るので、パティキュレート捕集装置の故障を的確に検出することが望まれる。
【０００７】
そこで、この発明は、帯電されたパティキュレートを静電気力によって捕集するパティキュレート捕集装置の故障診断を的確に行うことができるパティキュレート捕集装置の故障診断装置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】
【０００８】
このため、本願の請求項１に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置は、エンジンの排気通路に配設され、排気ガス中に含まれるパティキュレートを帯電させるパティキュレート帯電装置と、前記パティキュレート帯電装置より下流側の前記排気通路に設けられ、前記パティキュレート帯電装置によって帯電される前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位が付与され、帯電された前記パティキュレートを静電気力によって捕集可能なパティキュレート捕集装置と、前記パティキュレート捕集装置より下流側の排気通路に設けられ、前記パティキュレートの排出量を検出するパティキュレート排出量検出手段と、前記パティキュレート帯電装置と前記パティキュレート捕集装置とが作動された状態で、前記パティキュレート排出量検出手段に前記パティキュレート帯電装置によって帯電される前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位を付与した場合に前記パティキュレート排出量検出手段によって検出される前記パティキュレートの排出量と、前記パティキュレート排出量検出手段に前記パティキュレート帯電装置によって帯電される前記パティキュレートの極性と逆の極性の電位を付与しない場合に前記パティキュレート排出量検出手段によって検出される前記パティキュレートの排出量との差が所定値より大きい場合に、前記パティキュレート捕集装置が故障していると判断する故障判断手段と、を備えていることを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、パティキュレート排出量検出手段は、酸素イオン伝導性を有する固体電解質層と、該固体電界質層を挟んで設けられる一対の電極と、前記固体電解質層を加熱する加熱手段とを備え、前記加熱手段によって前記固体電解質層を加熱して前記固体電界質層の表面に堆積される前記パティキュレートを燃焼させる際に前記一対の電極間に生じる起電力に基づいて、前記パティキュレートの排出量を検出することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願の請求項１に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置によれば、パティキュレート排出量検出手段により、パティキュレート捕集装置を通過した帯電されたパティキュレートの排出量を検出することができるので、パティキュレート捕集装置におけるパティキュレートの捕集状態を的確に検出することができ、パティキュレート帯電装置の故障診断を的確に行うことができる。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、パティキュレート排出量検出手段によってパティキュレート排出量を検出する毎に、固体電解質層の表面に堆積されるパティキュレートが燃焼除去されるので、パティキュレート排出量をより精度良く検出することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置の構成を概念的に示す図である。図１に示すように、例えば希薄燃焼ガソリンエンジンなどのエンジン２から排出される排気ガスＧを車両外部に放出するための排気通路３に、排気ガスＧ中に含まれるパティキュレートを帯電させるパティキュレート帯電装置（以下、適宜「ＰＭ帯電装置」を用いる）４と、排気ガスＧ中のパティキュレートを捕集するパティキュレート捕集装置（以下、適宜「ＰＭ捕集装置」を用いる）５とが排気ガスＧの流れ方向に沿って順次配設されている。
【００１３】
ＰＭ帯電装置４は、排気通路３の外形形状と略同等の外径を有し筒状に形成された外部電極４ａと、外部電極４ａの内部に設けられた内部電極（不図示）とを備え、外部電極４ａと前記内部電極とはともに電源部１６に接続され、後述する制御ユニット１５によって、外部電極４ａと前記内部電極との間で放電を生じさせるようにＰＭ帯電装置４に電圧が印加されるようになっている。ＰＭ帯電装置４では、ＰＭ帯電装置４が作動した状態で、すなわちＰＭ帯電装置４に電圧が印加された状態で外部電極４ａ内を通過する排気ガスＧ中のパティキュレートを帯電させることができるようになっている。
【００１４】
なお、ＰＭ帯電装置４は、外部電極４ａと前記内部電極とによって放電を生じさせて排気ガスＧ中のパティキュレートを帯電させているが、これに限定されるものでなく、例えば、筒状の誘電体の内側に棒状の電極が挿入されるとともに前記誘電体の外周面にコイルが巻き付けられたＰＭ帯電装置を用いて、前記電極と前記コイルとの間に放電用電圧を印加して放電させ、排気ガス中のパティキュレートを帯電させるようにしてもよい。
【００１５】
ＰＭ捕集装置５は、排気ガスＧ中のパティキュレートを捕集するためのフィルタ部材（不図示）を備え、前記フィルタ部材は電源部１６に接続され、制御ユニット１５によって、ＰＭ帯電装置４において帯電されたパティキュレートの極性と逆の極性の電位が付与されるように電源部１６から前記フィルタ部材に電圧が印加されるようになっている。前記フィルタ部材は、ＰＭ帯電装置４によってパティキュレートが負に帯電される場合には正の電位が付与され、ＰＭ帯電装置４によってパティキュレートが正に帯電される場合には負の電位が付与されるようになっている。ＰＭ捕集装置５では、ＰＭ帯電装置４によって帯電されたパティキュレートを静電気力によって前記フィルタ部材に捕集することができるようになっている。
【００１６】
図１に示すように、第１の実施形態に係るＰＭ捕集装置５の故障診断装置１０では、エンジン２の排気通路３に、排気ガス中に含まれるパティキュレートの排出量を検出するパティキュレート排出量検出装置（以下、適宜「ＰＭ排出量検出装置」を用いる）２０、５０が備えられている。ＰＭ帯電装置４より下流側でＰＭ捕集装置５より上流側の排気通路３に第１のＰＭ排出量検出装置２０が設けられ、ＰＭ捕集装置５より下流側の排気通路３に第２のＰＭ排出量検出装置５０が設けられている。第１のＰＭ排出量検出装置２０と第２のＰＭ排出量検出装置５０とは同様の構成を備えて同様の作用をなすものであるので、以下にＰＭ排出量検出装置２０を例として説明する。
【００１７】
図２は、パティキュレート排出量検出装置を示す図であり、図２の（ａ）は、ＰＭ排出量検出装置の上面図、図２の（ｂ）は、ＰＭ排出量検出装置の正面図、図２の（ｃ）は、ＰＭ排出量検出装置の側面図である。なお、図２（ｃ）では、ＰＭ排出量検出装置の一部を切り欠いて断面図で示している。
【００１８】
図２に示すように、ＰＭ排出量検出装置２０は、検出素子３１と、検出素子３１を収容するハウジング２１と、検出素子３１を加熱する加熱手段としての加熱ヒータ４３とを備えている。
【００１９】
図３は、パティキュレート排出量検出装置の検出素子を示す概略断面図であり、図４は、前記検出素子の分解斜視図である。図３及び図４に示すように、ＰＭ排出量検出装置２０の検出素子３１は、酸素イオン伝導性を有する第１の固体電解質層３２及び第２の固体電解質層３３と、第１の固体電解質層３２と第２の固体電解質層３３との間に埋設される第１の電極４０と、第２の固体電解質層３３において第１の電極４０が設けられる表面と反対側の表面３３ａに、第１の電極４０に対向して設けられる第２の電極４１と、第２の電極４１を挟むようにして固体電解質層３３の表面３３ａに隣接して設けられる絶縁体層３４とを備えている。なお、第１の固体電解質層３２において第１の電極４０が設けられている表面とは反対側の表面３２ａはパティキュレート４５が堆積する面である。
【００２０】
また、検出素子３１では、絶縁体層３４において第２の電極４１が設けられる表面と反対側の表面３４ａに、検出素子３１の温度を検出する温度検出手段としての熱電対４２が設けられている。固体電解質層３２、３３が、加熱ヒータ４３により加熱される際には、熱電対４２によって検出素子３１の温度を測定することができるようになっている。
【００２１】
第１及び第２の固体電解質層３２、３３は、例えばＺｒとＮｄとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｎｄ−Ｏ）、ＺｒとＹとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｙ−Ｏ）、ＺｒとＹｂとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｙｂ−Ｏ）、ＺｒとＬａとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｌａ−Ｏ）、ＺｒとＣａとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｃａ−Ｏ）、ＺｒとＣｅとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｃｅ−Ｏ）、及びＺｒとＰｒとを含む複合酸化物（Ｚｒ−Ｐｒ−Ｏ）などの酸素イオン伝導性を有する固体電解質を用いて形成され、第１及び第２の電極４０、４１は、例えばＰｔ、Ｐｔ−Ｒｈなどの熱耐久性を有する材料を用いて形成され、絶縁体層３４は、例えば多孔質アルミナ及び多孔質スピネルなどの電気的に絶縁性を有する材料を用いて形成される。また、絶縁体層３４は、電気的に絶縁性を有するとともに、酸素ガスが通過可能であるように微細連通孔を有する材料を用いて形成される。
【００２２】
図５は、前記検出素子の検出原理を説明するための説明図である。検出素子３１では、第１の固体電解質層３２において第１の電極４０が設けられる表面と反対側の表面３２ａにパティキュレート４５が堆積した状態で固体電解質層３２、３３が加熱されると、第１の固体電解質層３２の表面３２ａにおいて、パティキュレート４５の主成分であるカーボン（Ｃ）が、第１の固体電解質層３２内の酸素イオン（Ｏ２−）と反応して燃焼し、二酸化炭素（ＣＯ２）を生成するとともに第１の固体電解質層３２に電子（ｅ−）を与える（下記、化学式（１）参照）。
【００２３】
【化１】
2009041417.tif 000003
【００２４】
一方、第２の固体電解質層３３において第２の電極４１が設けられる表面３３ａでは、絶縁体層３４を通じて第２の固体電解質層３３の表面３３ａに供給される雰囲気中の酸素（Ｏ２）が、電子（ｅ−）を受け取りイオン化して、酸素イオン（Ｏ２−）として第２の固体電解質層３３内に取り込まれる（下記、化学式（２）参照）。そして、この酸素イオンは、第２の固体電解質層３３及び第１の固体電解質層３２内を拡散して第１の固体電解質層３２の表面３２ａに供給される。
【００２５】
【化２】
2009041417.tif 000004
【００２６】
これにより、検出素子３１では、パティキュレート４５、具体的にはカーボンの燃焼に伴って第１の電極４０と第２の電極４１との間に酸素イオン濃度差が生じ、第１の電極４０がマイナス極、第２の電極４１がプラス極となり、第１の電極４０と第２の電極４１との間に起電力が生じる。この起電力は、後述するようにパティキュレートの堆積量に対応しているので、検出素子３１では、かかる起電力に基づいて、パティキュレートの堆積量を検出することができる。
【００２７】
次に、検出素子３１において、パティキュレート４５の堆積量と、第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力との関係について説明する。
本実施形態では、検出素子３１において、第１の固体電解質層３２の表面３２ａに所定量のパティキュレート４５を堆積させ、固体電解質層３２、３３を加熱してパティキュレート４５を燃焼させ、第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力を測定する試験を行った。
【００２８】
第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力の測定では、第１及び第２の電極４０、４１としてＰｔを用い、第１及び第２の固体電解質層３２、３３としてＺｒとＮｄとを含む複合酸化物（金属としてのＺｒとＮｄとのモル比は、Ｚｒ：Ｎｄ＝７９：２１）を用い、パティキュレート堆積量１ｍｇ、３ｍｇ、４ｍｇの３種類について大気雰囲気中において前記起電力を測定した。また、検出素子３１を昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温させ、パティキュレート４５を燃焼させた。
【００２９】
図６は、前記検出素子に堆積されるパティキュレートを燃焼させる際に第１の電極と第２の電極との間に生じた起電力を示すグラフである。図６では、検出素子３１の温度を横軸にとり、第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じた起電力を縦軸にとって表示し、パティキュレート堆積量１ｍｇ、３ｍｇ、４ｍｇについて、パティキュレート４５の燃焼時に第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力をそれぞれ実線、破線、一点鎖線で示している。
【００３０】
図６に示すように、検出素子３１においてパティキュレート４５を燃焼させると、パティキュレート堆積量が１ｍｇ、３ｍｇ、４ｍｇのいずれの場合においても、約４５０℃から起電力が生じ、約５４０℃から約６２０℃の間において起電力が大きくなることが分かった。また、第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力は、パティキュレート堆積量が大きいほど大きくなることが分かった。
【００３１】
図７は、前記検出素子に堆積されるパティキュレート堆積量と第１の電極と第２の電極との間に生じた起電力との関係を示すグラフである。図７では、第１の固体電解質層３２の表面３２ａに堆積させたパティキュレート堆積量を横軸にとり、検出素子３１の温度５６０℃において第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じた起電力を縦軸にとって表示している。
【００３２】
図７に示すように、検出素子３１の温度５６０℃において第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じた起電力は、パティキュレート堆積量１ｍｇでは約２２ｍＶ、パティキュレート堆積量３ｍｇでは約３３ｍＶ、パティキュレート堆積量４ｍｇでは約４４ｍＶであり、パティキュレート堆積量に応じて大きくなることが分かった。これにより、検出素子３１では、第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力に基づいて、固体電解質層３２の表面３２ａに堆積されるパティキュレート堆積量を検出することができることが分かる。
【００３３】
このような検出素子３１を収容するハウジング２１は、図２に示すように、上面部２１ａ、下面部２１ｂ、側面部２１ｃ、正面部２１ｄ及び背面部２１ｅによって箱状に形成され、ハウジング２１内には、第１の固体電解質層３２の表面３２ａがハウジング２１の正面部２１ｄに対向するようにして検出素子３１が配設されている。
【００３４】
ハウジング２１の正面部２１ｄには、第１の固体電解質層３２の表面３２ａに対応して四角状に形成される第１の開口部２２が設けられるとともに、平板状のシャッタ部材２５が備えられている。シャッタ部材２５は、ハウジング２１に取り付けられた軸部材２６に対し、図示しない駆動機構によって、矢印Ｒに示すように回動可能に支持され、第１の固体電解質層３２の表面３２ａを開閉可能に覆うことができるようになっている。
【００３５】
また、ハウジング２１の背面部２１ｅには、第２の開口部２３が設けられ、第２の開口部２３を通じて雰囲気中の酸素ガスがハウジング２１内に取り込まれ、この酸素ガスが絶縁体層３４を通じて第２の固体電解質層３３の表面３３ａに供給されるようになっている。なお、ハウジング２１、シャッタ部材２５及び軸部材２６は、例えばステンレスなど耐熱性を有する材料を用いて成形される。
【００３６】
検出素子３１を加熱する加熱手段としての加熱ヒータ４３は、シャッタ部材２５に取り付けられ、シャッタ部材２５が閉じられた状態で、すなわちシャッタ部材２５が第１の固体電解質層３２の表面３２ａを覆った状態で、検出素子３１、具体的には固体電解質層３２、３３を加熱することができるようになっている。
【００３７】
ＰＭ排出量検出装置２０はまた、第１の電極４０と第２の電極４１との間に生じる起電力を検出する起電力検出手段（不図示）を備え、エンジン２の排気系に関係する構成、具体的にはエンジン２、ＰＭ帯電装置４、ＰＭ捕集装置５、第１及び第２のＰＭ排出量検出装置２０、５０などを制御するために設けられた制御ユニット１５によって制御される。
【００３８】
制御ユニット１５は、ＰＭ排出量検出装置２０、５０についてシャッタ部材２５の開閉駆動、加熱ヒータ４３の作動などを制御するとともに、前記起電力検出手段によって検出される起電力に基づいて、具体的には熱電対１２によって検出される検出素子３１の温度と前記起電力検出手段によって検出される起電力に基づいて、検出素子３１に堆積されるパティキュレートの堆積量を算出し、このパティキュレートの堆積量からパティキュレートの排出量を検出するようになっている。また、制御ユニット１５は、後述するようにＰＭ帯電装置４及びＰＭ捕集装置５の故障診断処理を行う。なお、制御ユニット１５は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００３９】
ＰＭ排出量検出装置２０を用いて排気ガスＧ中のパティキュレートの排出量を検出する際には、ＰＭ排出量検出装置２０は、好ましくは、検出素子３１の第１の固体電解質層３２の表面３２ａが排気ガスＧの流れ方向に対向するようにしてエンジン２の排気通路３内に設けられる。
【００４０】
図８は、パティキュレート排出量検出装置の動作を説明するための図であり、図８の（ａ）は、ＰＭ排出量検出装置２０においてシャッタ部材２５が開いた状態を示し、図８の（ｂ）は、ＰＭ排出量検出装置２０においてシャッタ部材２５が閉じた状態を示している。
【００４１】
排気ガスＧ中のパティキュレートの排出量を検出する際には、図８（ａ）に示すように、排気通路３内に第１の固体電解質層３２の表面３２ａを露出させて第１の固体電解質層３２の表面３２ａに排気ガスＧ中のパティキュレート４５が堆積されるように、シャッタ部材２５を開いてシャッタ部材２５を開状態にする。
【００４２】
ＰＭ排出量検出装置２０では、シャッタ部材２５を、例えば６０秒など所定時間開状態にした後に、図８（ｂ）に示すように、第１の固体電解質層３２の表面３２ａに排気ガスＧ中のパティキュレート４５が堆積しないように、シャッタ部材２５を閉じてシャッタ部材２５を閉状態にする。
【００４３】
そして、シャッタ部材２５を閉状態にした後に、加熱ヒータ４３からの伝熱によって固体電解質層３２、３３を加熱して第１の固体電解質層３２の表面３２ａに堆積しているパティキュレート４５を燃焼させる。このパティキュレート４５の燃焼に伴って、第１の固体電界質層３２の表面３２ａでは、パティキュレート４５が第１の固体電解質層３２内の酸素イオンと反応して二酸化炭素を生成するとともに第１の固体電解質層３２に電子を与え、第２の固体電解質層３３の表面３３ａでは、絶縁体層３４を通じて供給される酸素が電子を受け取り酸素イオンとして取り込まれ、第１の電極４０と第２の電極４１との間に起電力が生じる。
【００４４】
ＰＭ排出量検出装置２０では、一対の電極４０、４１の間に生じる起電力が前記起電力検出手段によって検出され、パティキュレート４５の燃焼時における検出素子３１の温度が熱電対１２によって検出され、制御ユニット１５では、検出素子３１の温度及び前記起電力に基づいてパティキュレートの堆積量が検出される。そして、このパティキュレートの堆積量から前記所定時間に排出されるパティキュレートの排出量が検出される。
【００４５】
なお、ＰＭ排出量検出装置２０のシャッタ部材２５は、パティキュレート４５が固体電解質層３２の表面３２ａを覆うように開閉可能な機能を有していればよく、ハウジング２１と離間し、且つ固体電解質層３２の表面３２ａの排気ガス上流部において別部材として設けられる構造を採用してもよい。
【００４６】
また、ＰＭ排出量検出装置２０では、第１の固体電解質層３２の表面３２ａにパティキュレート４５を堆積させるようにしているが、第１の固体電解質層３２を設けることなく、第１の電極４０が設けられる固体電解質層３３の表面にパティキュレート４５を堆積させるようにしてもよい。
【００４７】
本実施形態に係るＰＭ排出量検出装置２０、５０はまた、ＰＭ帯電装置４によって帯電されるパティキュレート４５の極性と逆の極性の電位（以下、適宜「逆電位」という）が付与されるようになっている。ＰＭ帯電装置４によってパティキュレート４５が負に帯電される場合には正の電位が付与され、ＰＭ帯電装置４によってパティキュレート４５が正に帯電される場合には負の電位が付与されるように電力が印加されるようになっている。なお、ＰＭ排出量検出装置２０、５０への電力印加は、制御ユニット１５によって制御される。
【００４８】
このようにして構成されるＰＭ排出量検出装置２０、５０を用いたＰＭ捕集装置５の故障診断処理について以下に説明する。
図９は、パティキュレート捕集装置の故障診断処理についての第１のフローチャートである。前記故障診断装置１０においてＰＭ捕集装置５の故障診断を行う際には、先ず、第１のＰＭ排出量検出装置２０によりＰＭ帯電装置４が正常に作動していることを確認する（ステップ＃１）。
【００４９】
ＰＭ帯電装置４の正常作動確認については、例えば、図１０に示すＰＭ帯電装置４の故障診断処理に基づいて行うことができる。
図１０は、パティキュレート帯電装置の故障診断処理についてのフローチャートである。ＰＭ帯電装置４の故障診断を行う際には、先ず、シャッタ部材２５を閉じた状態で、加熱ヒータ４３を作動させて第１のＰＭ排出量検出装置２０に残留するパティキュレート４５を燃焼させて除去する（ステップ＃２１）。そして、ＰＭ帯電装置４の作動を開始し（ステップ＃２２）、排気ガスＧ中のパティキュレート４５を帯電させる。
【００５０】
次に、第１のＰＭ排出量検出装置２０に逆電位を付与する（ステップ＃２３）。ＰＭ排出量検出装置２０に、ＰＭ帯電装置４によってパティキュレート４５が帯電される極性と逆の極性の電位を付与するように電圧が印加される。そして、シャッタ部材２５を所定時間開き（ステップ＃２４）、ＰＭ排出量検出装置２０にパティキュレート４５を取り込む。排気ガスＧに固体電解質層３２の表面３２ａを露出させ、該表面３２ａにパティキュレート４５を堆積させる。排気ガスＧ中のパティキュレート４５は、排気ガスＧの流れに沿って固体電解質層３２の表面３２ａに衝突して物理的に堆積されるとともに、帯電されたパティキュレート４５が静電気力によって引き寄せられて堆積される。その後に、シャッタ部材２５を閉じ（ステップ＃２５）、シャッタ部材２５を開いてパティキュレート４５を取り込んでいる際の運転状態を読み込む（ステップ＃２６）。
【００５１】
ここで、エンジン２の運転状態とエンジン２から排出されるパティキュレート４５の排出量との関係について説明する。
図１１は、種々の運転状態においてエンジンから排出されるパティキュレートの粒径分布を示すグラフである。図１１では、パティキュレート４５の粒径を横軸にとり、パティキュレート４５の個数を縦軸にとり、アイドリング時、４０ｋｍ、６０ｋｍ、８０ｋｍ及び１００ｋｍ走行時について、エンジン２から排出されるパティキュレート４５の粒径分布を示している。
【００５２】
この図に示すように、アイドリング状態では、走行状態に比して小さい粒径のパティキュレート４５が排出され、走行状態では、高速運転時は、低速運転時に比して多くのパティキュレート４５が排出され、運転状態に応じてパティキュレートの排出量が大きく異なっている。そのため、ＰＭ帯電装置４及びＰＭ捕集装置５の故障診断処理では、エンジン２の運転状態とパティキュレート排出量との相関関係を示すマップを予め作成しておき、ＰＭ排出量検出装置によって検出されるパティキュレート排出量を運転状態に応じて補正する。
【００５３】
ステップ＃２６で運転状態を読み込むと、次に、加熱ヒータ４３を作動させ、固体電解質層３２の表面３２ａに堆積したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートが燃焼される際に一対の電極４０、４１間に生じる起電力を測定し、かかる起電力に基づいてパティキュレート排出量を検出する。そして、このパティキュレート排出量を、ステップ＃２６で読み込んだ運転状態に応じて補正してパティキュレート排出量（Ａ２）（ＰＭ排出量（Ａ２））を算出する（ステップ＃２７）
【００５４】
その後に、ＰＭ帯電装置４の作動を停止し（ステップ＃２８）、かかる状態で、シャッタ部材２５を所定時間開き（ステップ＃２９）、ＰＭ排出量検出装置２０にパティキュレート４５を取り込む。排気ガスＧに固体電解質層３２の表面３２ａを露出させ、固体電解質層３２の表面３２ａにパティキュレート４５を堆積させる。排気ガスＧ中のパティキュレート４５は、排気ガスＧの流れに沿って固体電解質層３２の表面３２ａに衝突して物理的に堆積される。その後に、シャッタ部材２５を閉じ（ステップ＃３０）、シャッタ部材２５を開いてパティキュレート４５を取り込んでいる際の運転状態を読み込む（ステップ＃３１）。
【００５５】
ステップ＃３１で運転状態を読み込むと、次に、加熱ヒータ４３を作動させ、固体電解質層３２の表面３２ａに堆積したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートが燃焼される際に一対の電極４０、４１間に生じる起電力を測定し、かかる起電力に基づいてパティキュレート排出量を検出する。そして、このパティキュレート排出量をステップ＃３１で読み込んだ運転状態に応じて補正してパティキュレート排出量（Ｂ２）（ＰＭ排出量（Ｂ２））を算出する（ステップ＃３２）。
【００５６】
次に、ステップ＃２７で算出されたＰＭ排出量（Ａ２）とステップ＃３２で算出されたＰＭ排出量（Ｂ２）との差（Ａ２−Ｂ２）を算出し（ステップ＃３３）、このＰＭ排出量（Ａ２）とＰＭ排出量（Ｂ２）との差（Ａ２−Ｂ２）（ＰＭ排出量の差（Ａ２−Ｂ２））が、所定値Ｘ２以上且つ所定値Ｙ２以下であるか否かが判断される（ステップ＃３４）。ＰＭ排出量の差（Ａ２−Ｂ２）は、ＰＭ帯電装置４によって帯電されたパティキュレート４５の排出量に対応するので、ステップ＃３４においてＰＭ帯電装置４が正常に作動しているか否かが判断される。所定値Ｘ２、Ｙ２は、ＰＭ帯電装置４の作動が正常である範囲を設定するものであり、例えば所定値Ｘ２は所定値Ｙ２の９０％など運転状態に応じて好適に設定される。
【００５７】
ステップ＃３４での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちＰＭ排出量の差（Ａ２−Ｂ２）が、所定値Ｘ２以上且つ所定値Ｙ２以下である場合には、ＰＭ帯電装置４が正常に作動していると確認される。一方、ステップ＃３４での判定結果がＮＯの場合、すなわちＰＭ排出量の差（Ａ２−Ｂ２）が、所定値Ｘ２より小さい又は所定値Ｙ２より大きい場合には、ＰＭ帯電装置４の作動が異常であり、ＰＭ帯電装置４が正常に作動していないと確認され、警告「ＰＭ帯電装置異常」を発し（ステップ＃３５）、運転者にＰＭ帯電装置４が正常に作動していないことを知らせる。なお、ステップ＃２７及びステップ＃３２において、ＰＭ排出量検出装置２０によってパティキュレートを燃焼させてパティキュレート排出量を検出する際にはＰＭ排出量検出装置２０への電圧印加は一時的に停止される。
【００５８】
本実施形態では、図１０に示すＰＭ帯電装置の故障診断処理に基づいてＰＭ帯電装置４の正常作動確認を行っているが、その他の方法を用いてＰＭ帯電装置４の正常作動を確認するようにしてもよい。
【００５９】
図９に示すように、ステップ＃１でＰＭ帯電装置４の正常作動が確認されると、ＰＭ帯電装置４及びＰＭ捕集装置５を作動させた状態で、すなわちＰＭ帯電装置４に排気ガス中のパティキュレートを帯電させるように電力が印加され、ＰＭ捕集装置５に帯電されたパティキュレートを捕集するように電力が印加された状態で、第２のＰＭ排出量検出装置５０に逆電位を付与する（ステップ＃２）。第２のＰＭ排出量検出装置５０、具体的にはＰＭ排出量検出装置５０の検出素子３１に、ＰＭ帯電装置４によってパティキュレート４５が帯電される極性と逆の極性の電位を付与するようにＰＭ排出量検出装置５０に電圧が印加される。そして、第２のＰＭ排出量検出装置５０について、シャッタ部材２５を所定時間開き（ステップ＃３）、パティキュレート４５を取り込む。ＰＭ排出量検出装置５０について、排気ガスＧに固体電解質３２の表面３２ａを露出させ、該表面３２ａにパティキュレート４５を堆積させる。
【００６０】
第２のＰＭ排出量検出装置５０では、該ＰＭ排出量検出装置５０に逆電位が付与されているので、排気ガスＧ中のパティキュレート４５は、排気ガスＧの流れに沿って固体電解質３２の表面３２ａに衝突して物理的に堆積されるとともに、帯電されたパティキュレート４５が静電気力の作用によって引き寄せられて堆積される。その後に、第２のＰＭ排出量検出装置５０について、シャッタ部材２５を閉じ（ステップ＃４）、ＰＭ排出量検出装置５０への逆電位の付与を停止し（ステップ＃５）、シャッタ部材２５を開いてパティキュレート４５を取り込んでいる際の運転状態を読み込む（ステップ＃６）。
【００６１】
ステップ＃６で運転状態を読み込むと、次に、第２のＰＭ排出量検出装置５０について、加熱ヒータ４３を作動させ、固体電解質層３２の表面３２ａに堆積したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートが燃焼される際に一対の電極４０、４１間に生じる起電力を測定し、かかる起電力に基づいてパティキュレート排出量を検出する。そして、このパティキュレート排出量を、ステップ＃６で読み込んだ運転状態に応じて補正してパティキュレート排出量（Ａ１）（ＰＭ排出量（Ａ１））を算出する（ステップ＃７）。
【００６２】
その後に、第２のＰＭ排出量検出装置５０へ逆電位を付与しない状態で、第２のＰＭ排出量検出装置５０について、シャッタ部材２５を所定時間開き（ステップ＃８）、パティキュレート４５を取り込む。排気ガスＧに固体電解質層３２の表面３２ａを露出させ、固体電解質層３２の表面３２ａにパティキュレート４５を堆積させる。排気ガスＧ中のパティキュレート４５は、排気ガスＧの流れに沿って固体電解質層３２の表面３２ａに衝突して物理的に堆積される。その後に、第２のＰＭ排出量検出装置５０について、シャッタ部材２５を閉じ（ステップ＃９）、シャッタ部材２５を開いてパティキュレート４５を取り込んでいる際の運転状態を読み込む（ステップ＃１０）。
【００６３】
ステップ＃１０で運転状態を読み込むと、次に、第２のＰＭ排出量検出装置５０について、加熱ヒータ４３を作動させ、固体電解質層３２の表面３２ａに堆積したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートが燃焼される際に一対の電極４０、４１間に生じる起電力を測定し、かかる起電力に基づいてパティキュレート排出量を検出する。そして、このパティキュレート排出量をステップ＃１０で読み込んだ運転状態に応じて補正してパティキュレート排出量（Ｂ１）（ＰＭ排出量（Ｂ１））を算出する（ステップ＃１１）。
【００６４】
次に、ステップ＃７で算出されたＰＭ排出量（Ａ１）とステップ＃１２で算出されたＰＭ排出量（Ｂ１）との差（Ａ１−Ｂ１）を算出し（ステップ＃１２）、このＰＭ排出量（Ａ１）とＰＭ排出量（Ｂ１）との差（Ａ１−Ｂ１）（ＰＭ排出量の差（Ａ１−Ｂ１））が、所定値Ｘ１より大きいか否かが判断される（ステップ＃１３）。ＰＭ排出量の差（Ａ１−Ｂ１）は、ＰＭ捕集装置５を通過した帯電されたパティキュレート４５の排出量に対応するので、ステップ＃１３においてＰＭ捕集装置５が正常に作動しているか否かが判断される。所定値Ｘ１は、ＰＭ捕集装置５の作動が正常である範囲を設定するものであり、運転状態に応じて好適に設定される。
【００６５】
ステップ＃１３での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちＰＭ排出量の差（Ａ１−Ｂ１）が、所定値Ｘ１より大きい場合には、帯電されたパティキュレート４５がＰＭ捕集装置５によって捕集されていないのでＰＭ帯電捕集５の作動が異常であり、ＰＭ捕集装置５が故障していると判断し、警告「ＰＭ捕集装置異常」を発し（ステップ＃１４）、運転者にＰＭ捕集装置５が故障していることを知らせる。一方、ステップ＃１３での判定結果がＮＯの場合、すなわちＰＭ排出量の差（Ａ１−Ｂ１）が所定値Ｘ１以下である場合には、帯電されたパティキュレート４５がＰＭ捕集装置５によって捕集されているのでＰＭ捕集装置５が正常に作動していると判断し、ＰＭ捕集装置５の故障診断を終了する。
【００６６】
このように、ＰＭ捕集装置５の故障診断装置１０によれば、ＰＭ排出量検出装置５０により、ＰＭ捕集装置５を通過した帯電されたパティキュレート４５の排出量を検出することができるので、ＰＭ捕集装置５におけるパティキュレートの捕集状態を的確に検出することができ、ＰＭ捕集装置５の故障診断を的確に行うことができる。
【００６７】
また、ＰＭ排出量検出装置５０によってパティキュレートの排出量を検出する毎に、固体電解質層３２の表面３２ａに堆積されるパティキュレートが燃焼除去されるので、パティキュレート排出量をより精度良く検出することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００６８】
本実施形態では、ＰＭ排出量（Ａ１）とＰＭ排出量（Ｂ１）との差（Ａ１−Ｂ１）に基づいてＰＭ捕集装置５が故障しているか否かを判断し、ＰＭ排出量の差（Ａ１−Ｂ１）が所定値Ｘ１より大きい場合にＰＭ捕集装置５が故障していると判断しているが、ＰＭ排出量（Ａ１）とＰＭ排出量（Ｂ１）との比率に基づいてＰＭ捕集装置５が故障しているか否かを判断し、ＰＭ排出量（Ａ１）とＰＭ排出量（Ｂ１）との比率が所定値より大きい場合にＰＭ捕集装置５が故障していると判断するようにしてもよい。
【００６９】
図１２は、本発明の第２の実施形態に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置の構成を概念的に示す図である。第２の実施形態に係るＰＭ捕集装置の故障診断装置６０は、ＰＭ捕集装置５より下流側の排気通路３に、２つのＰＭ排出量検出装置７０、８０が設けられていること以外は、図１に示したＰＭ捕集装置の故障診断装置１０と同様の構成を備えているため、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
前記故障診断装置６０は、ＰＭ捕集装置５より下流側の排気通路３に、排気ガスＧの流れ方向に沿って第２のＰＭ排出量検出装置７０と第３のＰＭ排出量検出装置８０とを備えており、第２及び第３のＰＭ排出量検出装置７０、８０はそれぞれ、前述したＰＭ排出量検出装置２０と同様の構成を備え、制御ユニット６５に接続されている。
【００７１】
制御ユニット６５は、制御ユニット１５と同様に、電源部１６からＰＭ帯電装置４及びＰＭ捕集装置５への電力印加を制御するとともに、第１、第２及び第３のＰＭ排出量検出装置２０、７０、８０について、シャッタ部材２５の開閉駆動、加熱ヒータ４３の作動及びＰＭ排出量検出装置２０、７０、８０への電力印加などを制御する。また、制御ユニット６５は、ＰＭ排出量検出装置２０、７０、８０によって検出されるパティキュレートの排出量に基づいて、ＰＭ捕集装置５の故障診断処理を行う。
【００７２】
図１３は、パティキュレート帯電装置の故障診断処理についての第２のフローチャートである。前記故障診断装置６０においてＰＭ捕集装置５の故障診断を行う際についても、先ず、第１のＰＭ排出量検出装置２０によりＰＭ帯電装置４が正常に作動していることを確認する（ステップ＃４１）。
【００７３】
ステップ＃４１でＰＭ帯電装置４の正常作動が確認されると、ＰＭ帯電装置４及びＰＭ捕集装置５を作動させた状態で、第２のＰＭ排出量検出装置７０にのみ逆電位を付与する（ステップ＃４２）。第２のＰＭ排出量検出装置７０、具体的にはＰＭ排出量検出装置７０の検出素子３１に、ＰＭ帯電装置４によってパティキュレート４５が帯電される極性と逆の極性の電位を付与するようにＰＭ排出量検出装置７０に電圧が印加される。そして、第２及び第３のＰＭ排出量検出装置７０、８０についてそれぞれ、シャッタ部材２５を所定時間開き（ステップ＃４３）、パティキュレート４５を取り込む。第２及び第３のＰＭ排出量検出装置７０、８０についてそれぞれ、排気ガスＧに固体電解質３２の表面３２ａを露出させ、該表面３２ａにパティキュレート４５を堆積させる。
【００７４】
第２のＰＭ排出量検出装置７０では、該ＰＭ排出量検出装置７０に逆電位が付与されているので、排気ガスＧ中のパティキュレート４５は、排気ガスＧの流れに沿って固体電解質３２の表面３２ａに衝突して物理的に堆積されるとともに、帯電されたパティキュレート４５が静電気力の作用によって引き寄せられて堆積される。一方、第３のＰＭ排出量検出装置８０では、該ＰＭ排出量検出装置８０に逆電位が付与されていないので、排気ガスＧ中のパティキュレート４５は、排気ガスＧの流れに沿って固体電解質３２の表面３２ａに衝突して物理的に堆積されるのみである。その後に、第２及び第３のＰＭ排出量検出装置７０、８０についてそれぞれ、シャッタ部材２５を閉じ（ステップ＃４４）、ＰＭ排出量検出装置７０への逆電位の付与を停止し（ステップ＃４５）、シャッタ部材２５を開いてパティキュレート４５を取り込んでいる際の運転状態を読み込む（ステップ＃４６）。
【００７５】
ステップ＃４６で運転状態を読み込むと、次に、第２のＰＭ排出量検出装置７０について、加熱ヒータ４３を作動させ、ＰＭ排出量検出装置７０に堆積したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートが燃焼される際に一対の電極４０、４１間に生じる起電力を測定し、かかる起電力に基づいてパティキュレート排出量を検出し、このパティキュレート排出量をステップ＃４６で読み込んだ運転状態に応じて補正してＰＭ排出量（Ａ３）を算出する（ステップ＃４７）。
【００７６】
また、第３のＰＭ排出量検出装置８０についても、加熱ヒータ４３を作動させ、ＰＭ排出量検出装置８０に堆積したパティキュレートを燃焼させ、パティキュレートが燃焼される際に一対の電極４０、４１間に生じる起電力を測定し、パティキュレート排出量を検出し、このパティキュレート排出量をステップ＃４６で読み込んだ運転状態に応じて補正してＰＭ排出量（Ｂ３）を算出する（ステップ＃４８）。
【００７７】
そして、ステップ＃４７で算出されたＰＭ排出量（Ａ３）とステップ＃４８で算出されたＰＭ堆積量（Ｂ３）との差（Ａ３−Ｂ３）を算出し（ステップ＃４９）、このＰＭ排出量の差（Ａ３−Ｂ３）が、所定値Ｘ３より大きいか否かが判断され（ステップ＃５０）、ＰＭ捕集装置４が正常に作動しているか否かが判断される。所定値Ｘ３は、ＰＭ捕集装置５の作動が正常である範囲を設定するものであり、運転状態に応じて好適に設定される。
【００７８】
ステップ＃５０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちＰＭ排出量の差（Ａ３−Ｂ３）が、所定値Ｘ３より大きい場合には、帯電されたパティキュレート４５がＰＭ捕集装置５によって捕集されていないのでＰＭ帯電捕集５の作動が異常であり、ＰＭ捕集装置５が故障していると判断し、警告「ＰＭ捕集装置異常」を発し（ステップ＃５１）、運転者にＰＭ捕集装置５が故障していることを知らせる。一方、ステップ＃５０での判定結果がＮＯの場合、すなわちＰＭ排出量の差（Ａ３−Ｂ３）が所定値Ｘ３以下である場合には、帯電されたパティキュレート４５がＰＭ捕集装置５によって捕集されているのでＰＭ捕集装置５が正常に作動していると判断し、ＰＭ捕集装置５の故障診断を終了する。
【００７９】
このように、ＰＭ捕集装置５の故障診断装置６０においても、ＰＭ排出量検出装置７０、８０により、ＰＭ捕集装置５を通過した帯電されたパティキュレート４５の排出量を検出することができるので、ＰＭ捕集装置５におけるパティキュレートの捕集状態を的確に検出することができ、ＰＭ帯電装置５の故障診断を的確に行うことができる。
【００８０】
また、前記故障診断装置６０では、ＰＭ捕集装置５より下流側の排気通路３に設けられた２つのＰＭ排出量検出装置７０、８０によりＰＭ捕集装置５の故障診断を行うことができるので、１つのＰＭ排出量検出装置５０を用いてＰＭ捕集装置５の故障診断を行う場合に比して、ＰＭ捕集装置５の故障診断を素早く行うことができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００８１】
本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。例えば、本発明では、ＰＭ排出量検出装置に逆電位を印加し、パティキュレートとＰＭ排出量検出装置間に静電気力による引力を発生しているが、ＰＭ排出量検出装置に同じ電位を印加し、パティキュレートとＰＭ排出量検出装置間に静電気力による斥力を発生させて同じような制御を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置は、自動車等の車両を含み、エンジンの排気通路に、帯電されたパティキュレートを静電気力によって捕集するパティキュレート捕集装置が備えられたものであれば、如何なるものにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置の構成を概念的に示す図である。
【図２】パティキュレート排出量検出装置を示す図である。
【図３】パティキュレート排出量検出装置の検出素子を示す概略断面図である。
【図４】前記検出素子の分解斜視図である。
【図５】前記検出素子の検出原理を説明するための説明図である。
【図６】前記検出素子に堆積されるパティキュレートを燃焼させる際に第１の電極と第２の電極との間に生じた起電力を示すグラフである。
【図７】前記検出素子に堆積されるパティキュレート堆積量と第１の電極と第２の電極との間に生じた起電力との関係を示すグラフである。
【図８】パティキュレート排出量検出装置の動作を説明するための図である。
【図９】パティキュレート捕集装置の故障診断処理についての第１のフローチャートである。
【図１０】パティキュレート帯電装置の故障診断処理についてのフローチャートである。
【図１１】運転状態に応じて排出されるパティキュレートの粒径分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るパティキュレート捕集装置の故障診断装置の構成を概念的に示す図である。
【図１３】パティキュレート帯電装置の故障診断処理についての第２のフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
２  エンジン
３  排気通路
４  パティキュレート帯電装置
５  パティキュレート捕集装置
１０、６０  故障診断装置
１５、６５  制御ユニット
２０、５０、７０、８０  パティキュレート排出量検出装置
３２、３３  固体電解質層
４０、４１  電極
４３  加熱ヒータ
４５  パティキュレート
Ｇ  排気ガス
【図１】
2009041417.tif 000005
【図２】
2009041417.tif 000006
【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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