(57)【要約】【課題】ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置において、機関始動時におけるＥＧＲガス量が不足してしまうことを抑制可能な技術を提供する。【解決手段】多気筒エンジンの制御装置において、エンジンの各気筒＃ｎにおける排気弁を「通常動作状態」と「閉弁且つ動作停止状態」との何れかに切り替え可能な排気側可変動弁機構を備える。そして、自動停止条件が成立した場合に、最終燃焼ガス排気行程が終了した気筒から、順次、排気側可変動弁機構に排気弁を通常動作状態から閉弁且つ動作停止状態へと切り替えさせると共に、少なくともクランクシャフトの回転が停止するまでの間に亘って全閉且つ動作停止状態を維持する排気弁休止処理を実施する。【選択図】図７
2010121568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関の制御装置において、
機関停止条件が成立した場合に各々の気筒への燃料の供給を停止して該内燃機関を停止させる停止手段と、
機関始動条件が成立した場合に各々の気筒への燃料の供給を開始して該内燃機関を始動させる始動手段と、
前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路を介して、該排気通路を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして該吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関の排気弁を通常動作状態と、閉弁且つ動作停止状態と、の何れかに切り替え可能な排気弁可変装置と、
前記停止手段が内燃機関を停止させる際に、燃料の供給が停止される直前に供給された燃料が燃焼することで生成された燃焼ガスが排気通路へと排出される排気行程が終了した気筒から、順次、前記排気弁可変装置に排気弁を通常動作状態から閉弁且つ動作停止状態へと切り替えさせると共に、少なくとも内燃機関の出力軸の回転が停止するまでの間に亘って該閉弁且つ動作停止状態を維持する排気弁休止処理を実施する処理手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は複数の気筒が集合して形成される第１気筒群と第２気筒群とを有し、
前記排気通路は、第１気筒群からの排気が通過する第１排気通路と、第２気筒群からの排気が通過する第２排気通路とを有して形成され、
前記吸気通路は、第１気筒群への吸気と第２気筒群への吸気とが共に通過する共用吸気通路を有して形成され、
前記ＥＧＲ通路は前記第１排気通路及び前記共用吸気通路を接続し、
前記排気弁可変装置は、第１気筒群の各排気弁のみを、通常動作状態と、閉弁且つ動作停止状態と、の何れかに切り替え可能であって、
前記処理手段は、前記停止条件が成立した場合に、第１気筒群の各排気弁のみに対して排気弁休止処理を実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記機関始動条件が成立した場合に、前記始動手段は、第１気筒群への燃料の供給を開始せずに該第１気筒群を休止させた状態に維持し、且つ、第２気筒群への燃料の供給を開始して該第２気筒群を稼働させることによって内燃機関を始動させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記ＥＧＲ装置は前記ＥＧＲ通路の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁を有し、
前記機関始動条件が成立した場合に、前記ＥＧＲ通路との接続部における吸気通路内の圧力を負圧側に設定された所定の基準圧力まで低下させる始動時負圧化制御を行う負圧化制御手段を更に備え、
前記始動時負圧化制御中においては、前記始動手段による燃料の供給の開始が禁止され、且つ、前記ＥＧＲ弁が閉弁状態に維持されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記ＥＧＲ装置は前記ＥＧＲ通路の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁を有し、
前記内燃機関の出力軸を回転駆動させる電動機と、
前記機関始動条件が成立した場合に、第２気筒群の各吸気弁及び各排気弁を通常動作状態としつつ前記電動機に出力軸を回転駆動させることにより、前記ＥＧＲ通路との接続部における共用吸気通路内の圧力を負圧側に設定された所定の基準圧力まで低下させる始動時負圧化制御を行う負圧化制御手段と、
を更に備え、
前記始動時負圧化制御中においては、前記始動手段による燃料の供給の開始が禁止され
、且つ、前記ＥＧＲ弁が閉弁状態に維持されることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
始動時負圧化制御中においては、第１気筒群の各排気弁が前記排気弁可変装置によって閉弁且つ動作停止状態に維持されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
第１気筒群の各吸気弁を通常動作状態と、閉弁且つ動作停止状態と、の何れかに切り替え可能な吸気弁可変装置を更に備え、
始動時負圧化制御中においては、第１気筒群の各吸気弁が前記吸気弁可変装置によって閉弁且つ動作停止状態に維持されることを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減させる技術として、排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路を介して、排気通路を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に再循環させる排気再循環装置（ＥＧＲ装置）が公知である（例えば、特許文献１〜４を参照）。この種のＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスの流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁を配置し、新気量に応じてこのＥＧＲ弁の開度の調節することで、ＥＧＲ率［ＥＧＲガス量／（ＥＧＲガス量＋吸入新気量）］を制御している。
【０００３】
また、内燃機関の他に電動機（モータ）を備え、機関出力及び電動機の少なくとも何れかの出力により走行可能なハイブリッド車両が公知である。また、内燃機関の稼働が不要のとき（例えば、信号待ち、人待ちなどをしているときの一時停車時）には機関を自動停止させ、機関の作動が必要になったときに再び機関を再始動させるアイドリングストップ機能を有した車両（いわゆるエコラン車両）が公知である。この種のハイブリッド車両やエコラン車両では、内燃機関が必要に応じて間欠的に運転されることになる。
【特許文献１】特開２００４−１００４９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２６４７８１号公報
【特許文献３】特開２００３−２６９２０２号公報
【特許文献４】特開２００２−２９５２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の稼働中に機関停止条件が成立した場合、機関への燃料供給が停止されることによって機関が停止される。その場合、燃料の供給が停止される直前に供給された燃料が燃焼して生成された燃焼ガスが排気通路へと排出された後、内燃機関の出力軸の回転が停止するまでの間、吸気通路内の新気が気筒を介して排気通路に掃気される。このように機関停止時に新気が排気通路に掃気されてしまうと、排気通路内における燃焼ガスがこの新気によって下流側に押し流されたり、この新気の一部がＥＧＲ通路内に流入するおそれがある。
【０００５】
このような状況下で機関始動条件が成立すると、機関始動時におけるＥＧＲ率がその目標値となるようにＥＧＲ弁の開度を調節しても、機関始動直後は既燃ガスの代わりに上述した新気がＥＧＲ通路を介して還流されるおそれがある。そうすると、機関始動時におけるＥＧＲガスを充分に確保することができず、機関に過剰なトルクが発生したり、機関の振動が大きくなるおそれがあった。特に、ハイブリッド車両やエコラン車両等のように機関の自動停止及び自動再始動がなされる場合には、過剰なトルクの発生や機関振動の増大が運転者の予期し得ないものであるため、このような内燃機関の起動ショックは大きな違和感、不快感として運転者に感知され易い。
【０００６】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置において、機関始動時におけるＥＧＲガス量が不足してしまうことを好適に抑制できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用した。
すなわち、複数の気筒を有する多気筒内燃機関の制御装置において、
機関停止条件が成立した場合に各々の気筒への燃料の供給を停止して該内燃機関を停止させる停止手段と、
機関始動条件が成立した場合に各々の気筒への燃料の供給を開始して該内燃機関を始動させる始動手段と、
前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路を介して、該排気通路を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして該吸気通路に再循環させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関の排気弁を通常動作状態と、閉弁且つ動作停止状態と、の何れかに切り替え可能な排気弁可変装置と、
前記停止手段が内燃機関を停止させる際に、燃料の供給が停止される直前に供給された燃料が燃焼することで生成された燃焼ガス（以下、「最終燃焼ガス」という）が排気通路へと排出される排気行程が終了した気筒から、順次、前記排気弁可変装置に排気弁を通常動作状態から閉弁且つ動作停止状態へと切り替えさせると共に、少なくとも内燃機関の出力軸の回転が停止するまでの間に亘って該閉弁且つ動作停止状態を維持する排気弁休止処理を実施する処理手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、各気筒における排気弁の開閉状態については次のように定義する。内燃機関の燃焼サイクルに従って排気弁が動作する状態、すなわち概ね排気行程においては開弁し、吸気行程等その他の行程においては閉弁する状態を「通常動作状態」といい、当該通常動作状態から外れて内燃機関の燃焼サイクルに関わらず排気弁が常時閉弁する（全閉に維持される）状態を「閉弁且つ動作停止状態」というものである。尚、本発明における吸気弁の開閉状態についても同様とする。
【０００９】
このように構成された内燃機関の制御装置では、機関停止条件が成立することによって停止手段が機関を停止させる際に、排気弁休止処理が実施される。この排気弁休止処理では、各気筒における最終燃焼ガスが排気通路へと排出される排気行程（以下、この排気行程を「停止前最終排気行程」という）の終了後、少なくとも内燃機関の出力軸の回転が停止するまでの間（この期間を「機関停止過渡期」という）に亘って、各気筒の排気弁が閉弁且つ動作停止状態に制御される。
【００１０】
このような排気弁休止処理の実施によって、以下の作用効果を奏する。すなわち、停止前最終排気行程の終了した気筒の排気弁を順次、通常動作状態から閉弁且つ動作停止状態へと切り替え、且つ少なくとも機関停止過渡期において閉弁且つ動作停止状態に維持することにより、吸気通路の新気が排気通路へと掃気されることを阻止することができる。したがって、排気通路内における既燃ガスが新気によって下流側へと押し流されてしまうことが抑制される。そのため、内燃機関の停止後、再び始動されるまでにわたり、この既燃ガスを、ＥＧＲ通路や排気通路内に溜めておくことが可能となる。これにより、当該始動直後から充分な量のＥＧＲガスを内燃機関の吸気系に再循環させることができる。そのため、内燃機関の始動時において過剰な機関トルクが発生することがなく、車両の振動が過度に増大することもない。その結果、内燃機関の起動ショックが低減され、ドライバビリティも向上させることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、各気筒において最終燃焼ガス排気行程が終了するまでは排気弁が通常動作状態に制御されるため、最終燃焼ガスの一部が気筒内に封印され、或いは吸気通路側へと吹き戻るといった現象が起こることを抑制できる。従って、内燃機関が次に始動されるまでの間、ＥＧＲ通路及び排気通路内により多くの既燃ガスを溜めておくことが可能となる。また、上記既燃ガスの気筒内の封印、吸気系への吹き戻しに起因する気筒や吸気通路の構成部材の破損等を確実に抑制できる。
【００１２】
尚、上記構成における排気弁休止処理は、少なくとも機関停止過渡期に亘り実施されることによって排気弁が閉弁且つ動作停止状態に維持されることになるが、当然ながら当該機関停止過渡期以降も同処理を継続することができる。例えば、次の機関始動条件の成立が検出されるときまで排気弁休止処理を継続しても良い。
【００１３】
また、本発明においては、ＥＧＲ装置はＥＧＲ通路の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁を有し、機関始動条件が成立した場合に、ＥＧＲ通路との接続部における吸気通路内の圧力（以下、「ＥＧＲ還流部吸気圧」という）を負圧側に設定された所定の基準圧力まで低下させる始動時負圧化制御を行う負圧化制御手段を更に備え、始動時負圧化制御中においては、始動手段による燃料の供給の開始が禁止され、且つ、ＥＧＲ弁が閉弁状態（全閉状態）に維持されると良い。
【００１４】
所定の基準圧力は、始動時負圧化制御においてＥＧＲ還流部吸気圧を低下させるときの目標圧力である。この基準圧力は、閉弁状態のＥＧＲ弁を開弁させた場合に、ＥＧＲ還流部吸気圧とＥＧＲ通路内の圧力との差を利用してＥＧＲ通路内に溜めておいた既燃ガスを円滑に吸気通路に還流させるべく、大気圧よりも低い値に設定される。
【００１５】
これによれば、内燃機関の始動及びＥＧＲが開始される前に、予めＥＧＲ通路［詳しくは、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲ弁より上流の部分（排気通路との接続部側）］の圧力に比べてＥＧＲ還流部吸気圧を充分に低下させておくことができる。そして、この状態でＥＧＲ弁を開弁させることにより、ＥＧＲ通路及び排気通路内に溜められている既燃ガスを、ＥＧＲの開始と共に円滑に吸気通路へと還流させることが可能となる。
【００１６】
ここで、内燃機関は複数の気筒が集合して形成される第１気筒群と第２気筒群とを有し、排気通路は、第１気筒群からの排気が通過する第１排気通路と、第２気筒群からの排気が通過する第２排気通路とを有して形成され、吸気通路は、第１気筒群への吸気と第２気筒群への吸気とが共に通過する共用吸気通路を有して形成され、ＥＧＲ通路は第１排気通路及び共用吸気通路を接続していても良い。
【００１７】
このような構成の場合、ＥＧＲガスの取り出し口が第１気筒群から排出された排気が流れる第１排気通路に形成され、第２気筒群からの排気が流れる第２排気通路には形成されない。すなわち、第１気筒群から排出された排気の一部を共用吸気通路へと還流させ、第２気筒群から排出された排気は吸気系に再循環されない。したがって、当該構成においては、たとえ機関停止過渡期に新気が第２排気通路に掃気されても、その新気がＥＧＲ通路を介して共用吸気通路へと還流されることはない。
【００１８】
そこで、そのような場合に、排気弁可変装置は、第１気筒群の各排気弁のみを、通常動作状態と、閉弁且つ動作停止状態と、の何れかに切り替え可能であって、処理手段は、停止条件が成立した場合に、第１気筒群の各排気弁のみに対して排気弁休止処理を実施すると良い。これによれば、機関が停止されてから次に始動されるまでの間、第１気筒群から排出された既燃ガスを第１排気通路や、ＥＧＲ通路内に確実に溜めておくことができる。
【００１９】
また、本発明においては、機関始動条件が成立した場合に、始動手段は、第１気筒群への燃料の供給を開始せずに該第１気筒群を休止させた状態に維持し、且つ、第２気筒群への燃料の供給を開始して該第２気筒群を稼働させることによって内燃機関を始動させても良い。
【００２０】
これによれば、第１気筒群を休止させた状態で機関が始動されるため、第２気筒群に加えて第１気筒群も稼働させた状態で内燃機関を始動させる場合に比べて、第２気筒群に属する一気筒当たりに供給可能なＥＧＲガス量を増加させることができる。従って、機関始
動時におけるＥＧＲガスの確保をより好適に行うことができる。
【００２１】
また、ＥＧＲ装置はＥＧＲ通路の流路断面積を変更可能なＥＧＲ弁を有し、内燃機関の出力軸を回転駆動させる電動機と、機関始動条件が成立した場合に、第２気筒群の各吸気弁及び各排気弁を通常動作状態としつつ電動機に出力軸を回転駆動させることにより、ＥＧＲ通路との接続部における共用吸気通路内の圧力（ＥＧＲ還流部吸気圧）を負圧側に設定された所定の基準圧力まで低下させる始動時負圧化制御を行う負圧化制御手段と、を更に備え、始動時負圧化制御中においては、始動手段による燃料の供給の開始が禁止され、且つ、ＥＧＲ弁が閉弁状態（全閉状態）に維持されると良い。
【００２２】
上記のように、第２気筒群の各吸気弁及び各排気弁を通常動作状態とした状態で電動機に出力軸を回転駆動させると、第２気筒群の各吸気弁及び各排気弁のリフト運動に伴ってＥＧＲ通路との接続部における共用吸気通路内の吸気が第２排気通路へと掃気される。これにより、ＥＧＲ通路との接続部における共用吸気通路内の吸気密度が減少するため、同共用吸気通路内に負圧を発生させることができる。
【００２３】
従って、当該構成によれば、内燃機関の始動及びＥＧＲが開始される前に、予めＥＧＲ通路におけるＥＧＲ弁より第１排気通路側の圧力に比べてＥＧＲ還流部吸気圧を充分に低下させておくことができる。そして、この状態でＥＧＲ弁を開弁させることにより、ＥＧＲ通路及び第１排気通路内に溜められている既燃ガスを、ＥＧＲの開始と共に円滑に吸気通路へと還流させることが可能となる。
【００２４】
また、本発明において、始動時負圧化制御中においては、第１気筒群の各排気弁が排気弁可変装置によって閉弁且つ動作停止状態に維持されても良い。また、第１気筒群の各吸気弁を通常動作状態と、閉弁且つ動作停止状態と、の何れかに切り替え可能な吸気弁可変装置を更に備え、始動時負圧化制御中においては、第１気筒群の各吸気弁が吸気弁可変装置によって閉弁且つ動作停止状態に維持されても良い。
【００２５】
このように、始動時負圧化制御中における第１気筒群の各排気弁及び／又は各吸気弁を、閉弁且つ動作停止状態に維持することで、同制御中において第１気筒群内部に吸気通路内の新気が導入されることが抑制される。その結果、始動時負圧化制御中に吸気通路の新気が第１排気通路に掃気されることが抑制される。従って、機関停止時における排気弁休止処理によって第１排気通路に溜めておいた既燃ガスが下流側に流されることが抑制され、以って機関始動時におけるＥＧＲガスを好適に確保することが可能となる。
【００２６】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置において、機関始動時におけるＥＧＲガス量が不足してしまうことを好適に抑制できる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本実施例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。本実施例に係る
ハイブリッド車両は、駆動源としてエンジン１及びモータ（電動機）２を備えている。モータ２は例えば交流モータとして構成され、その出力軸が減速機３を介して負荷である駆動輪４と連結されており、モータ２を駆動させることにより駆動輪４を回転させることができる。このモータ２の駆動に供される電力（電気エネルギー）は、該電気エネルギーを蓄電するＨＶバッテリ７から供給される。
【００３０】
内燃機関としてのエンジン１については、その出力軸が動力分割機構５及び減速機３を介して駆動輪４と連結されており、エンジン１を駆動させることによっても駆動輪４を回転させることができる。また、ジェネレータ６は例えば交流発電機として構成され、その回転軸が動力分割機構５を介してエンジン１の出力軸と連結されている。これにより、エンジン１の駆動エネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーをＨＶバッテリ７に蓄えたりモータ２の駆動に用いる。また、ジェネレータ６及びモータ２とＨＶバッテリ７との間にはインバータ８が設けられており、このインバータ８により電力の制御が行われる。ＨＶバッテリ７には、該ＨＶバッテリ７の充電量に応じた電気信号を出力する充電量センサ（不図示）が設けられている。
【００３１】
ハイブリッド車両には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に用いられる記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）１０が併設されている。ＥＣＵ１０は後述する各種センサからの情報に基づいてエンジン１、ジェネレータ６及びモータ７などのハイブリッドシステムを総合的に制御する。
【００３２】
図２は、本実施例に係るエンジンの概略構成を示す図である。図３は、本実施例に係るエンジンの吸排気系の概略構成を示す図である。エンジン１は、４つの気筒＃１〜＃４を有する直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン１は、各気筒＃ｎ（但し、ｎは１から４までの整数）が形成されたシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１に組み付けられたシリンダヘッド１２を備える。各気筒＃ｎ内には、ピストン１３が摺動自在に設けられている。ピストン１３は、コンロッド１４を介してクランクシャフト１５に接続されており、ピストン１３の往復運動に伴ってクランクシャフト１５が回転する。気筒内において、ピストン１３の上端とシリンダヘッド１２との間には燃焼室１６が形成されている。シリンダヘッド１２には、燃焼室１６の頂部から該燃焼室１６内に突出するように点火プラグ１７が取り付けられている。
【００３３】
シリンダヘッド１２には、燃焼室１６に連通するように吸気ポート１８と排気ポート１９が形成されている。吸気ポート１８には、該吸気ポート１８内を流れる吸気に燃料を噴射する燃料噴射弁２０が設けられており、吸気ポート１８は吸気マニホールド２１の各枝管と接続されている。この吸気マニホールド２１は吸気管２２に接続されている。吸気管２２には、該吸気管２２内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ２３が取り付けられている。エアフローメータ２３及び燃料噴射弁２０は、ＥＣＵ１０と電気配線を介して接続されており、エアフローメータ２３の出力信号がＥＣＵ１０に入力され、燃料噴射弁２０はＥＣＵ１０によって制御される。
【００３４】
また、吸気管２２における吸気マニホールド２１との接続部近傍にはサージタンク２４が設けられており、該サージタンク２４の直上流の吸気管２２には該吸気管２２内を流通する吸気の流量を調節する電子制御式のスロットル弁２５が設けられている。このスロットル弁２５は、ＥＣＵ１０と電気配線を介して接続されておりＥＣＵ１０によって制御される。また、サージタンク２４には、サージタンク２４内の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ２６が設けられている。この吸気圧センサ２６はＥＣＵ１０と電気配線を介して接続されており、その出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
【００３５】
一方、排気ポート１９は排気マニホールド３０の各枝管と接続されており、この排気マニホールド３０は排気管３１に接続されている。排気管３１は下流にてマフラー（図示略）に接続されており、その途中にはエンジン１から排出される排気に含有される有害成分を浄化する排気浄化装置（例えば、三元触媒等）３２が設けられている。
【００３６】
更に、エンジン１は、排気管３１に排出された排気ガスの一部を吸気管２２へと再循環させる排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）３３を具備している。このＥＧＲ装置３３は、排気浄化装置３２より下流の排気管３１とサージタンク２４とを接続するＥＧＲ管３４、該ＥＧＲ管３４の流路断面積を調節するＥＧＲ弁３５、ＥＧＲ管３４を流れる再循環ガス（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラ３６により構成される。ＥＧＲ弁３５はＥＣＵ１０と電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１０によってその開度が制御される。
【００３７】
ここで、ＥＧＲ弁３５が開弁されると、排気管３１を流れる排気ガスの一部がＥＧＲ管３４を介してＥＧＲガスとして吸気管２２へと再循環する。ＥＧＲガスには、水や二酸化炭素のように、自らが燃焼することなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれている。そのため、ＥＧＲガスを混合気中に含有させると、混合気の燃焼温度が低くなり、以って窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が低減される。また、ＥＧＲを行うことにより、燃料消費量を低減することができる。
【００３８】
本実施例においては、吸気管２２、サージタンク２４、吸気マニホールド２１、吸気ポート１８が本発明における吸気通路を構成する。また、排気管３１、排気マニホールド３０、排気ポート１９が本発明における排気通路を構成する。また、ＥＧＲ管３４が本発明におけるＥＧＲ通路に相当する。
【００３９】
吸気ポート１８及び排気ポート１９の開閉は、吸気弁３７及び排気弁３８により行われる。吸気弁３７は、吸気カムシャフト３９に設けられた吸気カム３９ａによって駆動され、リフト運動を行う。また、排気弁３８は、排気カムシャフト４０に設けられた排気カム４０ａによって駆動され、リフト運動を行う。吸気カムシャフト３９及び排気カムシャフト４０は、何れもクランクシャフト１５とベルト或いはチェーンによって連結され、クランクシャフト１５の回転に同期して回転する。このうち、吸気カムシャフト３９には、バルブタイミング可変機構４１が設けられている。バルブタイミング可変機構４１は、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト３９の位相角を変化させることで、各気筒＃ｎの吸気弁３７の開閉時期（バルブタイミング）を調節する。
【００４０】
バルブタイミング可変機構４１は従来から公知の機構であるため、機構自体の詳しい説明は割愛するが、例えば、クランクシャフト１５に同期して回転するハウジング（図示略）と、ハウジング内を２つの油室に区画するように配置され吸気カムシャフト３９に同期して回転するロータ（図示略）とを備える、いわゆるベーン式バルブタイミング可変機構を採用することができる。この種のバルブタイミング可変機構では、各油室に対する作動油の供給、或いは排出を制御することによりハウジングに対するロータの回転角が変化すると作動する。具体的には、一方の油室へ作動油が供給されることで、バルブタイミング可変機構４１はクランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト３９の位相角を進角側に変化させるように作動し、他方の油室へ作動油が供給されることでクランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト３９の位相角を遅角側に変化させるように作動する。但し、以上説明した構成は、バルブタイミング可変機構４１が採り得る構成の一例であり、バルブタイミングを変更可能なその他の構成を採用しても構わない。本実施例におけるバルブタイミング可変機構４１はＥＣＵ１０と電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１０からの指令信号に基づいて吸気弁３７のバルブタイミングが制御される。
【００４１】
更に、本実施例において各気筒＃ｎには、排気カム４０ａと排気弁３８との間に介在し
、該排気弁３８を「通常動作状態」と「閉弁且つ動作停止状態」との何れかに切り替え可能な排気側可変動弁機構４２を備える。排気側可変動弁機構４２は気筒毎に設けられており、各機構は独立して作動することができる。図４は、排気側可変動弁機構の斜視図であり、図５はその側部断面図である。本実施例においては排気側可変動弁機構４２が本発明における排気弁可変装置に相当する。
【００４２】
図４及び図５に併せ示すように、排気カム４０ａの下方には、ロッカシャフト１００に回動可能に軸支されたロッカアーム１０２が設けられている。このロッカアーム１０２の先端側には、アーム１０４が前方へ突出する態様で形成されている。このアーム１０４の先端は、一対の排気弁３８の上端に当接しており、バルブスプリング（図示略）の付勢力によって各排気弁３８が閉弁される側に押圧されている。そして、ロッカシャフト１００を軸としたロッカアーム１０２の回動にともないアーム１２２が揺動することで、排気弁３８はアーム１２２に押圧されてリフト運動する。
【００４３】
ロッカアーム１０２の上面には、排気カム４０ａに当接する可動カムフォロワ１０６が設けられている。可動カムフォロワ１０６は、ロッカアーム１０２の上下方向に沿って形成された摺動孔１２０内に摺動可能に配置されている。また、可動カムフォロワ１０６は、コイルばね（図示略）の付勢力によって排気カム４０ａに向けて常時付勢されている。可動カムフォロワ１０６は、排気カム４０ａとすべり接触をしながら排気カム４０ａからの押圧力を受けている。ロッカアーム１０２の下方には、可動カムフォロワ１０６が嵌入された摺動孔１２０と交差するシリンダ穴１２２が形成されている。シリンダ穴１２２内には、ロッカアーム１０２と可動カムフォロワ１０６とを選択的に締結若しくは締結解除するロックピン１１２が摺動可能に配置されている。
【００４４】
次に、ロックピン１１２を中心として構成されるカム切り換え機構について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。なお、図６はロックピン１１２付近の側部断面構造を示す断面図であり、（ａ）は締結解除時の態様を、（ｂ）は締結時の態様をそれぞれ示している。
【００４５】
ロックピン１１２は、摺動孔１２０と交差するシリンダ穴１２２内に摺動可能に配置されている。ロックピン１１２は、コイルばね１１６によってロッカアーム１０２の基端側、すなわち可動カムフォロワ１０６から離間する方向に向けて常時付勢されている。ロックピン１１２には、その中央部から先端側にかけて溝１１４が形成されている。この溝１１４には、可動カムフォロワ１０６の下端部が嵌入可能となっている。さらに、溝１１４の先端側は、可動カムフォロワ１０６の上下方向の摺動を許容すべく底面が切り欠かれている。一方、溝１１４の中央部側（基端側）は、可動カムフォロワ１０６の下端と当接可能にその底面が残されている。
【００４６】
シリンダ穴１２２にあってロックピン１１２によって区画されたロッカアーム１０２の基端側の空間１１８は、ロックピン１１２を動作させるための作動油が導入される油圧室となっている。この油圧室１１８は、ロッカアーム１０２内に形成された油通路１２６と接続されている。この油通路１２６は、ロッカシャフト１００内に形成された油通路１２４と接続されており、これら油通路１２４、１２６を通じて行われる作動油の供給及び排出によって、油圧室１１８内の油圧が調整される。そしてロックピン１１２は、この油圧室１１８内の油圧に基づく力と、コイルばね１１６の付勢力との釣り合いに応じてシリンダ穴１２２内を移動し、図６（ａ）に示す位置と図６（ｂ）に示す位置との間を往復摺動する。
【００４７】
ロッカアーム１０２と可動カムフォロワ１０６との締結を解除する場合は、油圧室１１８内から作動油を排出して油圧室１１８内の油圧を低下させる。その結果、ロックピン１
１２は、コイルばね１１６の付勢力によってロッカアーム１０２の基端側に向けて移動し、図６（ａ）に示す位置に位置するようになる。このとき、可動カムフォロワ１０６の下端部は、ロックピン１１２の溝１１４の底面が切り欠かれた部分に位置しているため、その上下方向の摺動が許容される。このときの排気カム４０ａの押圧は、可動カムフォロワ１０６の摺動孔１２０内での上下方向の摺動によって吸収され、ロッカアーム１０２にはほとんど伝達されない。そのため、ロッカアーム１０２と可動カムフォロワ１０６との締結を解除した場合は、可動カムフォロワ１０６が摺動孔１２０に沿って往復移動するのみで、ロッカアーム１０２の回動は行われず、静止状態となる。その結果、排気弁３８は、常時閉弁状態（全閉状態）であって且つその動作が停止した状態、すなわち「閉弁且つ動作停止状態」となる。
【００４８】
一方、ロッカアーム１０２と可動カムフォロワ１０６とを締結する場合は、油圧室１１８に作動油を供給して油圧室１１８内の油圧を上昇させる。その結果、ロックピン１１２は、コイルばね１１６の付勢力に抗してロッカアーム１０２の先端側に移動し、図６（ｂ）に示す位置に位置するようになる。このとき、可動カムフォロワ１０６の下端部は、ロックピン１１２の溝１１４の底面が残された部分に位置するようになる。このとき、可動カムフォロワ１０６が押し下げられると、その下端面と溝１１４の底面とが当接する。
【００４９】
このときの排気カム４０ａの押圧は、可動カムフォロワ１０６及びロックピン１１２の当接を通じてロッカアーム１０２にも直接的に伝達される。すなわち、このときの可動カムフォロワ１０６とロッカアーム１０２とは連結された状態となり、一体となって回動するようになる。そして、この場合には、ロッカアーム１０２は排気カム４０ａによって回動されるようになり、排気弁３８も排気カム４０ａによって開閉駆動される。そのため、排気弁３８は、閉弁且つ動作停止状態が解除された状態、すなわち、通常動作状態に制御される。
【００５０】
以上のように、排気側可変動弁機構４２は、その油圧回路内に設けられた電磁弁（図示略）がＥＣＵ１０と電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１０によって制御される。すなわち、ＥＣＵ１０は、油圧室１１８への作動油の供給を調節することにより、排気弁３８を閉弁且つ動作停止状態と通常動作状態との何れかを選択的に切り替え制御する。なお、この排気側可変動弁機構４２は、排気弁３８の動作状態を上記のように切り替えるための一構成例であり、他の機構を採用しても構わない。
【００５１】
その他、ＥＣＵ１０には、クランクシャフト１５の回転角度に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ４５や、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に応じた電気信号を出力するアクセルポジションセンサ４６、ブレーキペダルの操作量に応じた電気信号を出力するブレーキポジションセンサ４７、車両のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４８、車両速度に応じた電気信号を出力する車速センサ４９等が電気配線を介して接続されており、これらの出力信号が入力される。
【００５２】
以上のように構成されたハイブリッドシステムでは、ＥＣＵ１０が、各種センサの出力信号に基づき車両の走行状態、走行条件等を検出し、エンジン１及びモータ２に発生させる動力を適宜使い分ける。また、本実施例では、エンジン１の稼働中に自動停止条件が成立した場合にはエンジン１を自動停止させ、その後に自動復帰条件が成立した場合にはエンジン１を自動で再始動（自動復帰）させる。この自動停止条件は、例えば、交差点での信号待ちのように車両が一時的に停車する際、或いは車両の走行状態がエンジン１の出力を利用する状態から該エンジン１の出力を利用しない状態（すなわち、モータ２の出力のみを用いて車両を駆動させる状態）へと移行する際などに成立する。
【００５３】
ＥＣＵ１０は、エンジン１が稼働している状態では、一定周期毎に自動停止条件が成立
しているか否かを判定している。そして、ＥＣＵ１０は、自動停止条件の成立を検出すると、各気筒＃ｎに対応する吸気ポート１８への燃料噴射弁２０からの燃料の供給（燃料噴射）を停止させ、エンジン１を停止させる。
【００５４】
一方、エンジン１が自動停止された後、ＥＣＵ１０は、一定周期毎に自動復帰条件が成立しているか否かを判定する。この自動復帰条件は、上記自動停止条件が解除されたときに成立する。したがって、例えば、一時停車に伴い自動停止された車両が再発進した際、或いは車両の走行状態がエンジン１の出力を利用しない状態から該エンジン１の出力を利用する状態へと移行した際などに自動復帰条件が成立することになる。ＥＣＵ１０は、自動復帰条件の成立を検出すると、先ず、ＨＶバッテリ７からモータ２へ電力を供給させ、モータ２にクランクシャフト１５を回転させる。そして、エンジン１のクランキングによってエンジン回転数が所定回転数に達した時点で燃料噴射弁２０に燃料噴射を再開させる。そして、点火プラグ１７による点火制御が行われることで燃焼室１６内に導入された燃料が燃焼し、その燃焼圧によってクランクシャフト１５が回転する。このような一連の制御がＥＣＵ１０によって行われることにより、エンジン１が再始動する。
【００５５】
次に、ＥＧＲ装置３３を用いた排気ガスの再循環に係るＥＧＲ制御について説明する。本実施例におけるエンジン１では、その運転状態（エンジン負荷及びエンジン回転数）毎に、目標となるＥＧＲ率［各々の気筒に導入される全吸気量（新気量＋ＥＧＲガス量）に対するＥＧＲガス量の割合］の値が設定されている。このＥＧＲ率の目標値（以下、目標ＥＧＲ率という）は、ＮＯｘ発生量の低減及び燃費消費率の向上を実現させる観点から、エンジン１の運転状態毎にその最適値が予め実験等により設定されており、ＥＣＵ１０はＥＧＲ弁３５の開度を調節してＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御する。
【００５６】
ここで、エンジン始動時用に設定された目標ＥＧＲ率の値を、始動時目標ＥＧＲ率という。自動復帰条件の成立が検出された場合、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲ率が始動時目標ＥＧＲ率に一致するようにＥＧＲ弁３５の開度を調節しながら、エンジン１を自動再始動させる。しかしながら、実際のＥＧＲ率を始動時目標ＥＧＲ率に一致させるにはＥＧＲ弁３５の開度に見合う量のＥＧＲガスをＥＧＲ管３４を介して吸気管２２（サージタンク２４）に還流させる必要がある。これに対して、エンジン１の再始動時直後においては、以下の理由によってＥＧＲガスが不足しがちになる。
【００５７】
すなわち、エンジン１が自動停止される場合、従来から慣用的に行われているように、燃料供給（燃料噴射）の停止後においてもなりゆきで吸気弁３７及び排気弁３８のリフト運動を許容すると、クランクシャフト１５の回転が停止するまでの期間にわたり、吸気系（吸気ポート１８）から燃焼室１６へと導入された新気（空気）が排気系（排気ポート１９）へと掃気される。そうすると、燃料噴射の停止直前、つまり、燃料噴射が停止される際に最後に噴射された燃料が燃焼して生成された既燃ガスが排気管３１に排出された後、既燃ガスに後続して新気が排気管３１に掃気されてしまう。その結果、排気管３１の既燃ガスが、上流側から流れてくる新気によって下流側へと押し流されてしまう。例えば、排気管３１におけるＥＧＲガスの取り出し口であるＥＧＲ管３２との接続部より下流側に既燃ガスが押し流されてしまうと、この既燃ガスをもはやエンジン再始動時にＥＧＲガスとして還流させることができない。
【００５８】
その上、エンジン１の自動停止時に新気が排気管３１に掃気されてしまうと、この新気の一部はＥＧＲ管３４に流入すると考えられる。このようにＥＧＲ管３４へと流入した新気は自動復帰条件が成立するまで該ＥＧＲ管３４内に溜まった状態となる。そのため、このような状況下においてエンジン１が自動再始動されると、ＥＧＲ管３４内に溜まっていた新気が既燃ガスの代わりに吸気管２２に還流されてしまう。そうすると、ＥＧＲ弁３５の開度に見合う既燃ガスをＥＧＲガスとして再循環させることができず、自動再始動時に
おけるＥＧＲ率が始動時目標ＥＧＲ率に比して低くなってしまう。
【００５９】
その結果、エンジン１へと新気が過剰に供給されてしまうため、その過剰分だけエンジントルクが余計に発生してしまい、エンジン１の振動も増大するおそれがある。特に、自動再始動時における過剰なエンジントルクの発生や、振動の増大は運転者が予期し得ないものであるため、このようなエンジンの起動ショックは大きな違和感、不快感として運転者に感知され易い。
【００６０】
そこで、本実施例では、上記不具合を解消させるべく、エンジン１の自動停止時において、ＥＣＵ１０は排気側可変動弁機構４２に排気弁３８を「通常動作状態」から「閉弁且つ動作停止状態」へと切り替えさせる処理（以下、「排気弁休止処理」という）を実施する。以下、図７を参照して排気弁休止処理について詳しく説明する。図７は、本実施例における自動停止条件の成立前後における各気筒＃ｎの吸排気弁のバルブリフト量の推移等を示したタイムチャートである。上段には、ＥＣＵ１０から燃料噴射弁２０に対して出される指令信号を示す。横軸の時刻ｔ１は、自動停止条件の成立が検出された時刻を表す。図示したように、時刻ｔ１を境に燃料噴射弁２０への指令信号が「燃料噴射停止ＯＦＦ」から「燃料噴射停止ＯＮ」へと切り替わる。燃料噴射弁２０は、「燃料噴射停止ＯＮ」の指令信号を受けているときには燃料噴射が禁止され、「燃料噴射停止ＯＦＦ」の指令信号を受けているときには燃料噴射の停止が解除される。
【００６１】
下段には、各気筒＃ｎにおけるバルブリフト量の推移と燃料噴射の様子とを示す。横軸の「吸」、「圧」、「燃」、「排」との表示は、各気筒＃ｎにおける燃焼サイクルを表す。詳しくは、「吸」は吸気行程、「圧」は圧縮行程、「燃」は燃焼・膨脹行程、「排」は排気行程を意味する。また、縦軸は、各気筒＃ｎにおける吸気弁３７及び排気弁３８のバルブリフト量を表しており、実線で表されたものが排気弁３８のバルブリフト量の推移、点線（破線）で表されたものが吸気弁３７のバルブリフト量の推移である。
【００６２】
各気筒＃ｎにおいて、主に排気行程中に表された長方形は、燃料噴射弁２０から燃料を噴射するタイミングを概念的に表すものである。上述の如く、時刻ｔ１において燃料噴射弁２０への指令信号が「燃料噴射停止ＯＦＦ」から「燃料噴射停止ＯＮ」に切り替わるため、時刻ｔ１以後は燃料噴射弁２０からの燃料噴射が停止される。そこで、燃料の噴射タイミングを表す長方形のうち、実際に燃料噴射弁２０から燃料が噴射されるものについては斜線を付し、本来では燃料が噴射されるタイミングではあるが、「燃料噴射停止ＯＮ」に係る指令信号が出されているために実際には燃料が噴射されないものについては斜線を付さない（白抜き）こととした。尚、図７に示される吸排気弁のバルブタイミング、バルブリフト量、燃料噴射時期等は例示的なものであり、エンジン１の運転条件、運転状態に応じて、適宜、変更される。
【００６３】
更に、図中には、各気筒＃ｎの排気側可変動弁機構４２に出される指令信号を示している。「通常動作状態」、「閉弁且つ動作停止状態」の夫々の指令信号の意味するところは、図４乃至６において説明したとおりである。つまり、ＥＣＵ１０が「通常動作状態」の指令信号を出しているときには、排気側可変動弁機構４２のロックピン１１２がロッカアーム１０２と可動カムフォロワ１０６とを締結するように、油圧室１１８内の油圧を制御する。一方、「閉弁且つ動作停止状態」の指令信号を出しているときには、排気側可変動弁機構４２のロックピン１１２がロッカアーム１０２と可動カムフォロワ１０６とを締結解除するように、油圧室１１８内の油圧を制御する。
【００６４】
本実施例では、エンジン１の稼働中において、自動停止条件の成立が検出される前、すなわちエンジン１の通常運転時には、排気側可変動弁機構４２への指令信号は「通常動作状態」とされている。そして、自動停止条件の成立が検出される時刻ｔ１以後は気筒毎に
順次、排気側可変動弁機構４２への指令信号が「通常動作状態」から「閉弁且つ動作停止状態」へと切り替えられる。ここで、排気側可変動弁機構４２への指令信号が切り替えられるタイミングは気筒毎に異なるため、その理由について詳しく説明する。
【００６５】
図示のように、各気筒＃ｎにおける燃焼・膨脹行程を意味する「燃」の表示には、丸括弧が付されているものと、そうでないものがある。丸括弧が付されずに、単に「燃」と表示されているものは燃料が実際に燃焼する燃焼・膨脹行程を意味する。一方、丸括弧が付されて「（燃）」と表示されているものは、本来であれば燃焼・膨脹行程のタイミングではあるが、直近の排気行程において燃料噴射されていないために、実際には燃焼ガスが生成されない燃焼・膨脹行程を意味する。このように、燃焼ガスが制しされない燃焼・膨脹行程が生じるのは、時刻ｔ１以後、燃料噴射弁２０からの燃料噴射が気筒毎に順次停止されることに因るものである。
【００６６】
ここで、「（燃）」に係る燃焼・膨脹行程では燃焼ガスが生成されないため、その直後の排気行程において排気弁３８のリフト運動を許容してしまうと、吸気管２２から導入された新気が排気管３１へと掃気されてしまう。そこで、本実施例では、燃焼ガスの排気管３１への掃気のみが許容され、且つ、新気の排気管３１への掃気が規制されるように、各気筒＃ｎにおける排気側可変動弁機構４２への指令信号を切り替えるタイミングを調整している。
【００６７】
ここで、燃料噴射弁２０からの燃料噴射が停止される直前（言い換えると、燃料噴射の停止前の最後）に噴射された燃料が各気筒＃ｎの燃焼室１６で燃焼して生成された燃焼ガスを「最終燃焼ガス」とする。そして、この最終燃焼ガスが排気ポート１９に排出される排気行程を「最終燃焼ガス排気行程」と称し、図中には角括弧を付して「［排］」と表示することとする。
【００６８】
本実施例に係る排気弁休止処理では、各気筒＃ｎにおいて、最終燃焼ガス排気行程が終了した気筒から、順次、排気側可変動弁機構４２に対する指令信号を「通常動作状態」から「閉弁且つ動作停止状態」へと切り替える。そして、少なくともクランクシャフト１５の回転が停止するまでの期間にわたり、同指令信号を「閉弁且つ動作停止状態」に維持させる。そのため、最終燃焼ガス排気行程が終了してから、少なくともクランクシャフト１５の回転が停止するまでの間に亘って、各気筒＃ｎにおける排気弁３８が閉弁且つ動作停止状態に維持される。
【００６９】
上記排気弁休止処理によれば、全ての気筒において最終燃焼ガスを確実に排気管３１へと排出することができ、且つ、該最終燃焼ガスの後に新気が排気管３１へと掃気されることを阻止できる。したがって、排気管３１内における既燃ガスが、新気によって排気管３１の下流側に押し流されることが抑制される。そのため、エンジン１が自動停止されてから再始動されるまでの間に亘り、ＥＧＲ管３４及び排気管３１に既燃ガスを溜めておくことができる。
【００７０】
なお、本実施例の排気弁休止処理において、少なくともクランクシャフト１５の回転が停止するまでは、各気筒＃ｎの排気弁３８を閉弁且つ動作停止状態に維持させるのは、クランクシャフト１５の回転が減衰している過渡期に閉弁且つ動作停止状態を解除してしまうと新気が再び各気筒＃ｎを介して掃気される可能性があるからである。また、本制御によれば、気筒毎に最終燃焼ガス排気行程が終了するまでは排気弁３８が「通常動作状態」に維持される。そのため、燃料噴射弁２０への指令信号が燃料噴射停止ＯＮに切り替わる前に噴射された燃料が燃焼して生成された既燃ガスが各気筒＃ｎ内に封印されたり、吸気管２２側へと吹き戻ることを抑制することができる。したがって、気筒や吸気管側の各部分に過大な負荷が加わることによって、破損や劣化を招くおそれもない。
【００７１】
以下、エンジン１の自動停止させる際に実行される具体的処理内容について、図８のフローチャートを参照して説明する。図８は、本実施例における自動停止制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０のＲＯＭ内に記憶されているプログラムであり、エンジン１の稼働中には一定周期毎に実行される。
【００７２】
本ルーチンが実行されると、先ず、ステップＳ１０１では、自動停止条件が成立しているか否かが判定される。ここでは、車両の一時停車時に自動停止条件が成立する場合を例として説明する。かかる場合、ＥＣＵ１０は、イグニッションがＯＮの状態で、例えば車速センサ４９からの車速検知信号によって車速が「０」であることが検知され、且つブレーキポジションセンサ４７からのブレーキペダル踏み込み信号によってブレーキペダルの踏み込み操作がなされていることが検知された場合に、自動停止条件が成立していると判定する。そして、自動停止条件が成立していると判定された場合にはステップＳ１０２に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦抜ける。また、本実施例においては自動停止条件が本発明における機関停止条件に相当する。
【００７３】
ステップＳ１０２では、各燃料噴射弁２０への指令信号が「燃料噴射停止ＯＦＦ」から「燃料噴射停止ＯＮ」へと切り替えられ、各燃料噴射弁２０からの燃料噴射が停止させられる。続くステップＳ１０３では、図７において説明した排気弁休止処理が実施される。すなわち、最終燃焼ガス排気行程が終了した気筒から、順次、排気側可変動弁機構４２によって排気弁３８を「通常動作状態」から「閉弁且つ動作停止状態」へと切り替える。このように、ステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理を実行することにより、エンジン１が自動停止させられると共に、最終燃焼ガス排気行程において各気筒＃ｎから排出された最終燃焼ガスは、排気管３１に溜められたまま維持される。本実施例においてはステップＳ１０２、Ｓ１０３の処理を実行するＥＣＵ１０が本発明における停止手段、及び処理手段に相当する。続くステップＳ１０４では、ＥＧＲ弁３５の開度が全閉に変更されることで閉弁される。そして、本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
次に、上記自動停止制御ルーチンに従ったエンジン１の自動停止後、自動復帰条件が成立することによってエンジン１を自動再始動させる際に実行される具体的処理内容について、図９のフローチャートを参照して説明する。図９は、本実施例における自動再始動制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０のＲＯＭ内に記憶されているプログラムであり、エンジン１の自動停止中に一定周期毎に実行される。
【００７５】
本ルーチンが実行されると、先ずステップＳ２０１において、自動復帰条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、自動停止条件の成立が解除されているか否かによって判断され、ブレーキポジションセンサ４７の出力信号に基づいてブレーキペダルの踏み込み、或いは、アクセルポジションセンサ４６の出力信号に基づいてアクセルペダルの踏み込みが検出されている場合に自動復帰条件が成立していると判定される。そして、自動復帰条件が成立していると判定された場合にはステップＳ２０２に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦抜ける。本実施例においては自動復帰条件が本発明における機関始動条件に相当する。
【００７６】
ステップＳ２０３では、エンジン１の自動再始動時用に設定されている吸気弁３７のバルブタイミングである始動時目標バルブタイミングをＥＣＵ１０のＲＯＭ内から読み出し、吸気弁３７のバルブタイミングが該始動時目標バルブタイミングとなるようにバルブタイミング可変機構４１を制御する。ステップＳ２０３では、各気筒＃ｎの排気側可変動弁機構４２への指令信号が「閉弁且つ動作停止状態」から「通常動作状態」へと切り替えられる。ステップＳ２０４では、モータ２によるエンジン１のクランキングが行われる。続くステップＳ２０５では、ＥＧＲ弁３５の目標開度、燃料噴射弁２０による燃料噴射量の
制御目標値が算出される。具体的には、エアフローメータ２３の出力値に基づいて吸気管２２を流れる新気量が測定され、この新気量の測定値に応じてＥＧＲ率が始動時目標ＥＧＲ率となるようなＥＧＲ弁３５の開度を算出する。また、上記新気量の測定値及びＥＧＲ弁３５の目標開度の算出値に応じて、燃料噴射量の制御目標値が決定される。
【００７７】
そして、ステップＳ２０６では、ＥＧＲ弁３５の開度が全閉からステップＳ２０５で算出した開度に変更されることによって該ＥＧＲ弁３５が開弁され、各気筒＃ｎに対応する燃料噴射弁からの燃料噴射が順次、開始される。そして、各燃焼室１６に形成された混合気が、エンジン始動時用に設定された始動用時目標点火タイミングにて着火するように、点火プラグ１７による点火時期（タイミング）が制御され、エンジン１が再始動させられる。本実施例においては本ステップの処理を実行するＥＣＵ１０が本発明における始動手段に相当する。本ステップの処理が終了すると、本ルーチンを一旦抜ける。
【００７８】
以上のように、本実施例に係る制御によれば、エンジン１の自動停止時に排気管３１、ＥＧＲ管３４内部に燃焼ガスを溜めておき、次の自動再始動時までその状態を維持することができるため、当該自動始動時に充分な量のＥＧＲガスを吸気系に再循環させることができる。したがって、エンジン１の自動再始動時において過剰なエンジントルクが発生することがなく、エンジン１の振動が過度に増大することもない。その結果、エンジン１の起動ショックが低減され、ドライバビリティを向上させることができる。
【００７９】
更に、本制御によれば、ＥＧＲガスの不足分を補うために始動時点火タイミングを過度に遅角させる必要が生じない。また、始動時目標バルブタイミングを吸気下死点（ＢＤＣ）に対して過度に遅角、或いは進角させることによって、エンジン１の実質的な圧縮比（有効圧縮比）を過度に小さくさせる必要も生じない。したがって、エンジン１の自動再始動時において該エンジン１の燃焼状態が悪化することを抑制する作用効果を奏する。
【００８０】
尚、本実施例では、本発明に係るエンジンの制御装置をハイブリッド車両に適用する実施形態を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ハイブリッド車両と同様、車両の一時停車時などにアイドリングストップ機能を有するアイドリングストップ機能付き車両（いわゆる、エコラン車両）に本発明に係る制御装置を適用すると良い。また、本発明に係る制御装置は、エンジンの自動停止及び自動再始動機能を有していない車両に適用しても構わない。つまり、運転者によってイグニッションがＯＦＦ、つまりエンジンが手動で停止されるときに、本実施例に係る排気弁休止処理を実施すると良い。これにより、次回のイグニッションがＯＮ、すなわちエンジンが手動で再始動されるときにＥＧＲガスが不足することが確実に抑制される。
【実施例２】
【００８１】
次に、第２の実施例について説明する。本実施例に係るハイブリッドシステムは実施例１と共通するため、その説明を省略する。図１０は、本実施例に係るエンジンの吸排気系の概略構成を示す図である。尚、図３中の構成要素と同じものについては同じ参照符号を付すことでその説明を省略する。
【００８２】
本実施例におけるエンジン１は、夫々４つの気筒が集合して形成された第１気筒群＃ａ、第２気筒群＃ｂを有する車両駆動用のＶ型ガソリンエンジンである。第１気筒群＃ａに属する４つの気筒を＃１ａ〜＃４ａで表し、第２気筒群＃ｂに属する４つの気筒を＃１ｂ〜＃４ｂで表す。
【００８３】
各気筒＃１ａ〜＃４ａ、＃１ｂ〜＃４ｂの吸気ポートは、吸気マニホールド２１の各枝管が接続されている。また、本実施例では、第１気筒群＃ａ（＃１ａ〜＃４ａ）からの排気が排出される第１マニホールド３０ａと、第２気筒群＃ｂ（＃１ｂ〜＃４ｂ）からの排
気が排出される第２マニホールド３０ｂを備える。すなわち、第１マニホールド３０ａの各枝管は第１気筒群＃ａの各排気ポートに接続され、その接続部と逆側にて第１排気管３１ａに接続されている。また、第２マニホールド３０ｂの各枝管は第２気筒群＃ｂの各排気ポートに接続され、その接続部と逆側にて第２排気管３１ｂに接続されている。
【００８４】
第１排気管３１ａ及び第２排気管３１ｂの夫々は、下流にてマフラー（図示略）に接続されており、夫々の途中には図３と同等の排気浄化装置３２が設けられている。本実施例においては、各気筒＃１ａ〜＃４ａ、＃１ｂ〜＃４ｂの排気ポート、第１マニホールド３０ａ、第２マニホールド３０ｂ、第１排気管３１ａ、第２排気管３１ｂによって本発明における排気通路が構成される。また、特に、第１マニホールド３０ａ及び第１排気管３１ａが本発明における第１排気通路を構成し、第２マニホールド３０ｂ及び第２排気管３１ｂが本発明における第２排気通路を構成する。
【００８５】
ここで、ＥＧＲ装置３３の構成について説明する。本実施例のＥＧＲ管３４は、排気浄化装置３２より下流の第１排気管３１ａとサージタンク２４とを接続する。このように構成されるＥＧＲ装置３３では、ＥＧＲガスの取り出し口が第１排気管３１ａにのみ形成される。すなわち、第１気筒群＃ａに属する気筒＃１ａ〜＃４ａからの排気（第１排気管３１ａを流れる排気）の一部をサージタンク２４へと再循環させ、第２気筒群＃ｂに属する気筒＃１ｂ〜＃４ｂからの排気（第２排気管３１ｂを流れる排気）は再循環されない。ここで、第１排気管３１ａの一端が接続されるサージタンク２４、吸気管２２は第１気筒群＃ａに吸入される吸気及び第２気筒群＃ｂに吸入される吸気の双方が共に通過する。したがって、本実施例においてはサージタンク２４と吸気管２２とによって、本発明における共用吸気通路は構成される。
【００８６】
図１１は、本実施例におけるエンジンの概略構成図である。（ａ）は、第１気筒群＃ａ側の構造を表すエンジンの部分断面図である。（ｂ）は、第２気筒群＃ｂ側の構造を表すエンジンの部分断面図である。図中の参照符号のうち図２と同じ参照符号が付されたものは同等の構成要素であることを意味する。（ａ）に示すように、第１気筒群＃ａ（＃１ａ〜＃４ａ）における排気弁３８には、図４乃至６で説明した排気側可変動弁機構４２が設けられている。更に、第１気筒群＃ａの吸気弁３７には、図４乃至６で説明した排気側可変動弁機構４２と同等の構成及び機能を有する可変動弁機構（以下、「吸気側可変動弁機構」という）５２が設けられている。この吸気側可変動弁機構５２は、吸気弁３７と吸気カム３９ａの間に介在されており、ＥＣＵ１０は、油圧室１１８内の油圧を調整することによって、第１気筒群＃ａの吸気弁３７を「通常動作状態」と「閉弁且つ動作停止状態」との何れかに切り替え制御することができる。
【００８７】
一方、（ｂ）に示したように、第２気筒群＃ｂ（＃１ｂ〜＃４ｂ）には、排気側可変動弁機構４２及び吸気側可変動弁機構５２が備えられていない。これは、第２気筒群＃ｂにおける各吸気弁３７及び各排気弁３８は、常時、「通常動作状態」に制御されることを意味する。本実施例においては吸気側可変動弁機構５２が本発明における吸気弁可変装置に相当する。
【００８８】
以上述べた構成において、先ず、エンジン１の自動停止に係る制御について説明する。尚、エンジン１の通常運転時においては、ＥＣＵ１０から第１気筒群＃ａの各々に設けられた排気側可変動弁機構４２、吸気側可変動弁機構５２への制御信号は共に「通常動作状態」であり、吸気弁３７及び排気弁３８のリフト運動は許容されている。図１２は、本実施例における自動停止制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０のＲＯＭ内に記憶されているプログラムであり、エンジン１の稼働中には一定周期毎に実行される。なお、図８における制御ルーチンと同じ内容の処理が行われる場合には、同じステップ符号を付すことでその詳しい説明を省略する。
【００８９】
本ルーチンのステップＳ１０１において、自動停止条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦抜ける。そして、ステップＳ１０２では各燃料噴射弁２０（各気筒＃１ａ〜＃４ａ、＃１ｂ〜＃４ｂの吸気ポートに設けられた燃料噴射弁２０）への指令信号が「燃料噴射停止ＯＦＦ」から「燃料噴射停止ＯＮ」へと切り替えられ、その燃料噴射が停止させられる。ステップＳ１０２の処理が終了するとステップＳ３０１に進む。
【００９０】
ステップＳ３０１では、第１気筒群＃ａ（気筒＃１ａ〜＃４ａ）のみに対して排気弁休止処理が実行される。すなわち、第１気筒群＃ａの各々に対して、最終燃焼ガス排気行程が終了した時点で排気側可変動弁機構４２に対する指令信号が「通常動作状態」から「閉弁且つ動作停止状態」へと切り替えられる。そして、少なくともクランクシャフト１５の回転が停止するまでの期間に亘り、同指令信号が「閉弁且つ動作停止状態」に維持される。具体的には、本実施例では、再び自動復帰条件の成立が検出されるまで排気側可変動弁機構４２に対する指令信号を「閉弁且つ動作停止状態」に維持することとした。
【００９１】
本実施例においては、第２気筒群＃ｂに排気側可変動弁機構４２が設けられていないため、ステップＳ３０１では第２気筒群＃ｂに対する排気弁休止処理は実行されない。このように、第２気筒群＃ｂに排気側可変動弁機構４２を設けなかったのは、第２排気管３１ｂにはＥＧＲガスの取り出し口が形成されていないことに因る。すなわち、本構成においては、たとえエンジン１の機関停止過渡期に新気が第２排気管３１ｂに掃気されても、その新気がＥＧＲ管３４を介して吸気系に還流されてくることはないからである。このような実情に鑑み、本実施例においては、第１気筒群＃ａのみに対して排気弁休止処理を実行し、第２気筒群＃ｂに対しては積極的に排気弁休止処理を実行しないこととした。以上のように、本実施例において第２気筒群＃ｂに対する排気弁休止処理を実施しないのは、同処理の実施の有無に因らずに自動再始動時におけるＥＧＲガスを充分に確保できることを理由とするものであり、同処理の実施が阻害されるものではない。
【００９２】
以上のように、本ルーチンに係る制御によれば、エンジン１の自動停止時において、新気が第１気筒群＃ａから掃気されることが抑制される。更に、最終燃焼ガス排気行程において第１気筒群＃ａから排出された最終燃焼ガスを、第１排気管３１ａ及びＥＧＲ管３４内に確実に溜めておくことができる。本実施例においてはステップＳ１０２、Ｓ３０１の処理を実行するＥＣＵ１０が本発明における停止手段、及び処理手段に相当する。
【００９３】
次に、エンジン１の自動再始動に係る制御について説明する。本実施例において、自動復帰条件の成立が検出された場合、ＥＣＵ１０は、排気管２２におけるＥＧＲ管３４との接続部、すなわちサージタンク２４の圧力（以下、単にサージ内吸気圧という）Ｐｓｇを負圧側に設定された負圧側基準圧力Ｐｓｇｂまで低下させる始動時負圧化制御を実行する。そして、当該始動時負圧化制御中においては、各燃料噴射弁２０による燃料噴射の開始が禁止され、且つ、ＥＧＲ弁３５が閉弁状態（全閉状態）に維持される。本実施例においては始動時負圧化制御を実行するＥＣＵ１０が本発明における負圧化制御手段に相当する。
【００９４】
負圧側基準圧力Ｐｓｇｂは、始動時負圧化制御においてサージ内吸気圧Ｐｓｇを低下させるときの目標圧力である。本実施例における負圧側基準圧力Ｐｓｇｂは、閉弁状態のＥＧＲ弁３５を開弁させた場合に、サージ内吸気圧ＰｓｇとＥＧＲ管３４におけるＥＧＲ弁３５より上流の部分（第１排気管３１ａ側）の圧力との差を利用して、該ＥＧＲ管３４内に溜めておいた既燃ガスを円滑にサージタンク２４へと還流させるべく、大気圧よりも低い値に設定される。本実施例においては負圧側基準圧力Ｐｓｇｂが本発明における所定の基準圧力に相当する。
【００９５】
始動時負圧化制御によれば、サージ内吸気圧Ｐｓｇを負圧側基準圧力Ｐｓｇｂまで低下させてからエンジン１の始動及びＥＧＲが開始されるので、ＥＧＲ管３４におけるＥＧＲ弁３５より上流の部分とサージタンク２４との差圧をＥＧＲ開始前に予め増大させておくことができる。そして、この差圧を利用して、ＥＧＲ管３４及び第１排気管３１ａ内に溜めておいた既燃ガスをＥＧＲの開始と共に円滑にサージタンク２４内へと還流させることができる。
【００９６】
図１３は、本実施例における自動再始動制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０のＲＯＭ内に記憶されているプログラムであり、エンジン１の自動停止中に一定周期毎に実行される。なお、図９における制御ルーチンと同じ内容の処理が行われる場合には、同じステップ符号を付すことでその詳しい説明を省略する。尚、本ルーチンの実行開始時においては、各燃料噴射弁２０への指令信号は「燃料噴射停止ＯＮ」とされており、且つ、ＥＧＲ弁３５が閉弁されている（図１２におけるＳ１０２、Ｓ１０４参照）。
【００９７】
本ルーチンにおいてステップＳ２０２の処理が終了すると、ステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１では、排気側可変動弁機構４２及び吸気側可変動弁機構５２への指令信号は、「閉弁且つ動作停止状態」に制御される。
【００９８】
ステップＳ４０２では、各燃料噴射弁２０による燃料噴射の開始が禁止され、且つ、ＥＧＲ弁３５が閉弁状態に維持された状態で上述した始動時負圧化制御が実施される。具体的には、ＥＣＵ１０は、スロットル弁２５の開度を、吸気の圧力損失が充分に大きくなる所定の規定開度に制御した状態で、モータ２にクランクシャフト１５を回転駆動（モータリング）させるモータリング制御を行う。本実施例では、第２気筒群＃ｂ（＃１ｂ〜＃４ｂ）の吸気弁３７と排気弁３８は、モータリング制御中を含め、常時、通常動作状態に維持されているため、モータリング制御が行われることサージタンク２４内に負圧を発生させることができる。なお、上記の規定開度は予め実験等の経験則に基づいて定めておくことができる。
【００９９】
ここで、モータリング制御中における第１気筒群＃ａ（＃１ａ〜＃４ａ）の吸気弁３７と排気弁３８は、閉弁且つ動作停止状態に維持されるため、第１気筒群＃ａ内部に新気が導入されることはない。つまり、モータリング制御中に吸気管２２内の新気が第１排気管３１ａに掃気されることがない。これにより、エンジン１の自動停止時に第１排気管３１ａに溜めておいた既燃ガスが、該第１排気管３１ａの下流側に流されることが抑制される。
【０１００】
ステップＳ４０３では、吸気圧センサ２６の出力信号に基づいてサージ内吸気圧Ｐｓｇが検出される。そして、ステップＳ４０４ではサージ内吸気圧Ｐｓｇが負圧側基準圧力Ｐｓｇｂ以下であるか否かが判定される。本ステップにおいて、肯定判定された場合（Ｐｓｇ≦Ｐｓｇｂ）にはステップＳ２０５に進み、そうでない場合（Ｐｓｇ＞Ｐｓｇｂ）にはステップＳ４０３に戻る。この場合、サージ内吸気圧Ｐｓｇが負圧側基準圧力Ｐｓｇｂへと低下するまで始動時負圧化制御が継続実施される。
【０１０１】
ステップＳ２０５では、ＥＧＲ弁３５の目標開度、燃料噴射弁２０による燃料噴射量の制御目標値が算出される。そして、ステップＳ２０５の処理が終了するとステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、第１気筒群＃ａ（＃１ａ〜＃４ａ）を休止させた状態に維持しつつ、第２気筒群＃ｂ（＃１ｂ〜＃４ｂ）のみを稼働させることによってエンジン１を始動させる。
【０１０２】
具体的には、ＥＣＵ１０は、第２気筒群＃ｂに対応する燃料噴射弁２０への指令信号を「燃料噴射停止ＯＮ」から「燃料噴射停止ＯＦＦ」に切り替え、第１気筒群＃ａに対応する燃料噴射弁２０への指令信号は「燃料噴射停止ＯＮ」に維持する。そのため、第１気筒群＃ａへの燃料供給は開始されないため第１気筒群＃ａは休止状態に維持される。一方、第２気筒群＃ｂへの燃料の供給は開始されるため、この燃料が点火プラグ１７による点火制御によって燃焼することで第２気筒群＃ｂのみが稼働し、エンジン１が再始動する。
【０１０３】
続くステップＳ４０６では、ＥＧＲ弁３５の開度が全閉からステップＳ２０５で算出した目標開度に変更され、ＥＧＲ弁３５が開弁される。本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦抜ける。以上のように、本制御によれば第１気筒群＃ａを休止させた状態でエンジン１が始動するため、第２気筒群＃ｂの一気筒当たりに供給可能なＥＧＲガス量が、全気筒を稼働させる場合に比べて増加する。したがって、エンジン１の始動時におけるＥＧＲガスの確保をより確実に行うことができる。
【０１０４】
以上述べた本実施形態は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得る。例えば、本実施例では、始動時負圧化制御中における第１気筒群＃ａ（＃１ａ〜＃４ａ）の吸気弁３７と排気弁３８の双方を閉弁且つ動作停止状態に制御していたが、吸気弁３７と排気弁３８の何れか一方のみを閉弁且つ動作停止状態としても良い。何れの制御を実行しても始動時負圧化制御中に第１気筒群＃ａ内部に新気が導入されることを抑制できるため、第１排気管３１ａ内に溜めておいた既燃ガスが新気によって下流側に流されることが抑制される。尚、その際に、第１気筒群＃ａの排気弁３８のみを閉弁且つ動作停止状態とする場合には、吸気側可変動弁機構５２を配置する必要がないため、製造コストを削減することも可能である。
【０１０５】
また、本実施例で説明した始動時負圧化制御においては、スロットル弁２５を閉じつつクランクシャフト１５をモータリングさせる方法を採用しているが、サージ内吸気圧Ｐｓｇを負圧側基準圧力Ｐｓｇｂまで低下させることができれば、その他の方法を採用しても構わない。例えば、排気管（３１、３１ａ）におけるＥＧＲ管３４との接続部よりも下流側の部分とサージタンク２４とを連通する連通管と、サージタンク２４内の新気を連通管へと吸引する吸引ポンプを有する負圧発生装置を備えても良い。そして、吸引ポンプを作動させることによってサージタンク２４に負圧を発生させ、サージ内吸気圧Ｐｓｇを負圧側基準圧力Ｐｓｇｂまで低下させても良い。また、このような始動時負圧化制御は、複数の気筒群を有するエンジンのほか、単一の気筒群を有するエンジンに適用することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施例１に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るエンジンの概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係るエンジンの吸排気系の概略構成を示す図である。
【図４】排気側可変動弁機構の斜視図である。
【図５】排気側可変動弁機構の側部断面図である。
【図６】ロックピン付近の側部断面構造を示す断面図である。（ａ）は、締結解除時の態様を示した図である。（ｂ）は締結時の態様を示した図である。
【図７】実施例１における自動停止条件の成立前後における各気筒＃ｎの吸排気弁のバルブリフト量の推移等を示したタイムチャートである。
【図８】実施例１における自動停止制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図９】実施例１における自動再始動制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】実施例２に係るエンジンの吸排気系の概略構成を示す図である。
【図１１】実施例２に係るエンジンの概略構成を示す図である。（ａ）は、第１気筒群＃ａ側の構造を表すエンジンの部分断面図である。（ｂ）は、第２気筒群＃ｂ側の構造を表すエンジンの部分断面図である。
【図１２】実施例２における自動停止制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１３】実施例２における自動再始動制御ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０７】
１・・・エンジン
２・・・モータ
４・・・駆動輪
＃ｎ・・気筒
１０・・ＥＣＵ
１３・・ピストン
１５・・クランクシャフト
１８・・吸気ポート
１９・・排気ポート
２０・・燃料噴射弁
２１・・吸気マニホールド
２２・・吸気管
２４・・サージタンク
２５・・スロットル弁
３０・・排気マニホールド
３１・・排気弁
３３・・ＥＧＲ装置
３４・・ＥＧＲ通路
３５・・ＥＧＲ弁
３７・・吸気弁
３８・・排気弁
３９・・吸気カムシャフト
３９ａ・吸気カム
４０・・排気カムシャフト
４０ａ・排気カム
４１・・バルブタイミング可変機構
４２・・排気側可変動弁機構
５２・・吸気側可変動弁機構
【図１】
2010121568.tif 000003
【図２】
2010121568.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010121568.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010121568.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010121568.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2010121568.tif 000013
【図１２】
2010121568.tif 000014
【図１３】
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