(57)【要約】    【課題】  気筒休止機構及び吸気弁及び／または排気弁の作動位相を変更する弁作動位相可変機構を備える内燃機関において、全筒運転から一部気筒運転へ移行する際の過渡制御を適切に実行し、全筒運転から一部気筒運転への切換動作実行時点における異音の発生を防止する。    【解決手段】  全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換動作を実行する時点における機関の出力トルクの変動を抑制するための準備制御を実行し、切換動作を実行する目標切換時期を弁作動位相に応じて準備制御が完了した後に演算し、目標切換時期に切換動作が実行されるように気筒休止機構を制御する。目標切換時期は、弁作動位相に応じて異音が発生しないタイミングに設定される。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、前記複数の気筒のそれぞれに設けられた吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁作動位相を変更する弁作動位相可変機構と、前記複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換を行う気筒休止機構とを備える内燃機関の制御方法において、
全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、
全筒運転から一部気筒運転への切換動作を実行する時点における前記機関の出力トルクの変動を抑制するための準備制御を実行するステップａと、
前記切換動作を実行する目標切換時期を、前記弁作動位相に応じて前記準備制御が完了した後に演算するステップｂと、
前記目標切換時期に基づいて前記気筒休止機構へ切換指令信号を出力するステップｃとを有することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項２】
前記ステップｃでは、前記目標切換時期に前記切換動作が実行されるように、前記気筒休止機構の動作遅れ時間に応じて前記切換指令信号の出力時期である指令信号出力時期が演算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方法。
【請求項３】
前記目標切換時期の算出後であって前記切換指令信号を出力する前に、前記指令信号出力時期に影響を及ぼす運転パラメータが変化したときは、前記目標切換時期及び指令信号出力時期の再演算を行うステップｄをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項４】
前記再演算の実行後直ちに前記切換指令信号を出力しても再演算された目標切換時期に実際の切換動作を実行できない可能性が高い場合であっても、前記再演算実行後直ちに前記切換指令信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項５】
前記気筒休止機構は、一部気筒運転において休止させる気筒の吸気弁及び排気弁の作動状態と休止状態とを切り換える切換機構部を備え、該切換機構部へ供給する作動油圧を変更することよって前記切換動作を行うものであり、
前記指令信号出力時期は、前記機関の回転数及び前記作動油圧に応じて演算されることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を備える内燃機関の制御方法に関し、特に複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換を行う気筒休止機構と、各気筒に設けられる吸気弁及び／または排気弁の作動位相を変更する弁作動位相可変機構とを備える内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、上記気筒休止機構及び吸気弁の作動位相を変更する弁作動位相可変機構を備える内燃機関の制御装置が示されている。この制御装置によれば、全筒運転から一部気筒運転へ移行する際に、全筒運転用の弁作動位相から一部気筒運転用の弁作動位相へ徐々に変化させる過渡制御が実行される。この過渡制御では、全筒運転時の機関出力トルクと、一部気筒運転時の機関出力トルクとの差分が大きいほど、弁作動位相の移行速度が低くなるように設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
気筒休止機構の構造によっては、切換動作を実行するタイミングに依存して異音が発生する場合があり、全筒運転から一部気筒運転への切換動作を実行するタイミングは、弁作動状態可変機構の作動状態（弁作動位相）を考慮して決定する必要がある。特許文献１の制御装置は、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行した後の吸気弁作動位相の制御方法に特徴を有する装置であり、切換動作に伴う異音の抑制については考慮されていない。
【０００５】
本発明は、気筒休止機構及び吸気弁及び／または排気弁の作動位相を変更する弁作動位相可変機構を備える内燃機関において、全筒運転から一部気筒運転へ移行する際の過渡制御を適切に実行し、全筒運転から一部気筒運転への切換動作実行時点における異音の発生を防止することができる制御方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、複数の気筒と、前記複数の気筒のそれぞれに設けられた吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の弁作動位相を変更する弁作動位相可変機構と、前記複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換を行う気筒休止機構とを備える内燃機関の制御方法において、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換動作を実行する時点における前記機関の出力トルクの変動を抑制するための準備制御を実行するステップａと、前記切換動作を実行する目標切換時期（ＮＳＴＢＳＴ）を、前記弁作動位相（ＣＡＩＮ，ＣＡＥＸ）に応じて前記準備制御が完了した後に演算するステップｂと、前記目標切換時期（ＮＳＴＢＳＴ）に基づいて前記気筒休止機構へ切換指令信号を出力するステップｃとを有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換動作を実行する時点における機関の出力トルクの変動を抑制するための準備制御が実行され、切換動作を実行する目標切換時期が、弁作動位相に応じて準備制御が完了した後に演算され、演算された目標切換時期に基づいて気筒休止機構へ切換指令信号が出力される。切換動作を実行するタイミングに依存して異音が発生する場合、異音が発生しないタイミングは、弁作動位相に依存して変化することが確認されている。したがって、弁作動位相に応じて、異音が発生しないタイミング（最適切換時期）となるように目標切換時期を算出し、その目標切換時期に基づいて切換指令信号を出力することによって、異音の発生を防止することが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御方法において、前記ステップｃでは、前記目標切換時期（ＮＳＴＢＳＴ）に前記切換動作が実行されるように、前記気筒休止機構の動作遅れ時間（ＤＮＳＤＬＹ）に応じて前記切換指令信号の出力時期である指令信号出力時期（ＮＳＴＷＡＩＴ：ＮＳＴＢＳＴ−ＤＮＳＤＬＹ）が演算されることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、目標切換時期に前記切換動作が実行されるように、気筒休止機構の動作遅れ時間に応じて指令信号出力時期が演算されるので、実際の切換動作が実行されるタイミングを目標切換時期に正確に一致させ、異音の発生を確実に防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御方法において、前記目標切換時期（ＮＳＴＢＳＴ）の算出後であって前記切換指令信号を出力する前に、前記指令信号出力時期（ＮＳＴＷＡＩＴ）に影響を及ぼす運転パラメータ（ＣＡＩＮ，ＣＡＥＸ，ＮＥ，ＰＯＩＬ）が変化したときは、前記目標切換時期（ＮＳＴＢＳＴ）及び指令信号出力時期（ＮＳＴＷＡＩＴ）の再演算を行うステップｄをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、目標切換時期の算出後であって切換指令信号を出力する前に、指令信号出力時期に影響を及ぼす運転パラメータが変化したときは、目標切換時期及び指令信号出力時期の再演算が行われるので、運転パラメータの変化に対応して目標切換時期及び指令信号出力時期が変更され、異音の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御方法において、前記再演算の実行後直ちに前記切換指令信号を出力しても再演算された目標切換時期に実際の切換動作を実行できない可能性が高い場合であっても、前記再演算実行後直ちに前記切換指令信号を出力することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、再演算の実行後直ちに切換指令信号を出力しても再演算された目標切換時期に実際の切換動作を実行できない可能性が高い場合であっても、再演算実行後直ちに切換指令信号が出力されるので、異音が発生する可能性があっても一部気筒運転への切換動作を早期に行うことができ、燃費を向上させることがきる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載の内燃機関の制御方法において、前記気筒休止機構（４０）は、一部気筒運転において休止させる気筒の吸気弁及び排気弁の作動状態と休止状態とを切り換える切換機構部（４３）を備え、該切換機構部へ供給する作動油圧を変更することよって前記切換動作を行うものであり、前記指令信号出力時期（ＮＳＴＷＡＩＴ）は、前記機関の回転数（ＮＥ）及び前記作動油圧（ＰＯＩＬ）に応じて演算されることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、気筒休止機構の切換機構部へ供給する作動油圧及び機関の回転数に応じて切換指令時期が決定される。気筒休止機構の動作遅れ時間は、作動油圧に依存して変化することが確認されており、さらに切換指令時期は内燃機関の回転位相（クランク角度）で決定する必要があることから、作動油圧及び機関回転数に応じて切換指令時期を決定することにより、実際の切換動作実行時期を目標切換時期に正確に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】弁作動位相可変機構の動作を説明するための図である。
【図３】気筒休止機構の構成を説明するための模式図である。
【図４】全筒運転と一部気筒運転との切換を行う際に発生する異音（切換ノイズ）を説明するために吸気弁のリフトカーブを示す図である。
【図５】開弁指令時期（ＣＡＯＰ）と、切換ノイズが発生し易いクランク角度範囲（ＲＮＳ）との関係を説明するためのタイムチャートである。
【図６】一部気筒運転の実行条件が成立した時点から実際に一部気筒運転に移行する時点までの過渡制御を説明するためのタイムチャートである。
【図７】一部気筒運転の実行条件が成立した時点から実際に一部気筒運転に移行する時点までの過渡制御を説明するためのタイムチャートである（再演算が行われる場合）。
【図８】図６及び図７に示す過渡制御を実行する処理のフローチャートである。
【図９】図８の処理で実行される切換指令制御処理のフローチャートである。
【図１０】図９の処理で参照されるマップを示す図である。
【図１１】図９の処理で実行されるＮＳＴＷＡＩＴ算出処理のフローチャートである。
【図１２】図９の処理を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】図９の処理を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】図９の処理の変形例を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の処理を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図であり、この図に示す内燃機関（以下「エンジン」という）１は、６気筒を有し、各気筒には、燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタ６が設けられている。インジェクタ６の作動は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５により制御される。またエンジン１の各気筒には点火プラグ８が装着されており、ＥＣＵ５によって点火プラグ８による点火時期が制御される。エンジン１の吸気通路２にはスロットル弁３が配置されている。
【００１８】
ＥＣＵ５には、エンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ２１、吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ２２、スロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ２３、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ２４、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ２５、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度センサ２６、エンジン１の吸気弁及び排気弁を駆動するカムが装着されたカム軸（図示せず）の回転角度を検出するカム角度センサ２７、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダル操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ２８、及び図示しない他のセンサ（例えば、空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ、車速センサなど）が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ２６は、クランク角度位置を示すパルス信号を例えばクランク角６度毎に出力するものであり、このパルス信号は、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、及びエンジン回転数（回転速度）ＮＥの検出に使用される。
【００１９】
エンジン１は、＃１〜＃３気筒の作動を一時的に休止させる気筒休止機構４０を備えており、エンジン１の運転状態に応じて＃４〜＃６気筒のみを作動させる一部気筒運転と、全部の気筒を作動させる全筒運転との切換が可能に構成されている。気筒休止機構４０は、例えば特開２０１１−２１４５０９号公報などに示されるような公知のものが適用可能である。一部気筒運転においては、休止気筒の吸気弁及び排気弁は閉弁状態を維持する。ＥＣＵ５は、一部気筒運転と、全筒運転との切換制御を行う。一部気筒運転は、例えばエンジン１によって駆動される車両が比較的低いほぼ一定の車速で走行するクルーズ状態にあるときに実行される。
【００２０】
さらにエンジン１は、各気筒の吸気弁及び排気弁の作動位相を変更する弁作動位相可変機構５０を備えている。弁作動位相可変機構５０は周知の構成を有し、吸気弁は図２に実線Ｌ１で示す作動特性を中心として、吸気弁用カムの作動位相の変化に伴って一点鎖線Ｌ２で示す最遅角位相から破線Ｌ３で示す最進角位相までの位相で駆動される。排気弁は、図２に実線Ｌ４で示す作動特性を中心として、排気弁用カムの作動位相の変化に伴って一点鎖線Ｌ５で示す最進角位相から破線Ｌ６で示す最遅角位相までの位相で駆動される。吸気弁作動位相ＣＡＩＮは、最遅角位相を基準「０」として、進角するほど増加するように定義され、排気弁作動位相ＣＡＥＸは、最進角位相を基準「０」として、遅角するほど増加するように定義される。吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸは、対応するカム軸の回転角度を検出するカム角度センサ２７の出力パルスと、クランク角度センサ２６の出力パルスの相対関係から検出可能である。
【００２１】
図３は、気筒休止機構４０（吸気弁側）の構成を説明するための模式図であり、気筒休止機構４０は、オイルポンプ３０に接続された油路４１と、油路４１の途中に設けられた電磁弁４２と、油路４１を介して作動油圧が供給される切換機構部４３とを備えている。電磁弁４２が閉弁された状態では、吸気弁１１がカムの回転によって駆動される作動状態となる一方、電磁弁４２が開弁されて比較的高い作動油圧が切換機構部４３に供給されると、切換機構部４３内のピンが移動し、カムが回転しても吸気弁１１が閉弁状態を維持する休止状態となる。油路４１には作動油圧ＰＯＩＬを検出する油圧センサ２９が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。気筒休止機構４０の排気弁側も同様に構成されている。
【００２２】
ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路等を備える周知の構成を有するものであり、エンジン運転状態（主としてエンジン回転数ＮＥ及び目標トルクＴＲＱＣＭＤ）に応じて、インジェクタ６による燃料噴射制御、点火プラグ８による点火時期制御、アクチュエータ３ａ及びスロットル弁３による吸入空気流量制御、弁作動位相可変機構５０による弁作動位相制御、気筒休止機構４０による一部気筒運転と全筒運転との切換制御を行う。目標トルクＴＲＱＣＭＤは、主としてアクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出され、アクセルペダル操作量ＡＰが増加するほど増加するように算出される。また目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤは、目標トルクＴＲＱＣＭＤに応じて算出され、目標トルクＴＲＱＣＭＤにほぼ比例するように算出される。実際の吸入空気流量ＧＡＩＲが目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤと一致するように、アクチュエータ３ａによってスロットル弁３を駆動する吸入空気流量制御が行われる。吸入空気流量制御によって、各気筒の燃焼室内に１燃焼サイクル当たりに吸入される空気量が吸入空気流量の増減に伴って増減するので、吸入空気量制御ともいう。
【００２３】
インジェクタ６による燃料噴射量（質量）ＧＩＮＪは、吸入空気流量ＧＡＩＲを用いて算出される基本燃料量ＧＩＮＪＢを、空燃比センサにより検出される空燃比ＡＦに応じた空燃比補正係数ＫＡＦなどの補正係数を用いて補正することによって制御される。なお、燃料噴射量ＧＩＮＪは公知の手法を用いて、燃圧ＰＦ及び燃料の密度などに応じてインジェクタ６の開弁時間ＴＯＵＴに変換され、１サイクル当たりに燃焼室内の供給する燃料量が燃料噴射量ＧＩＮＪとなるように制御される。
【００２４】
全筒運転と一部気筒運転の切換を実行するときに、切換指令時期（電磁弁４２の開弁指令時期ＣＡＯＰ）と、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸとの相対関係に依存して、異音（以下「切換ノイズ」という）が発生することがある。図４の実線は、吸気弁の通常作動時におけるリフトカーブを示し、破線はクランク角度ＣＡＯＦＦで休止状態へ移行したときのリフト量ＬＦＴの推移を示す。この図に示すように、リフト量ＬＦＴが比較的大きい状態で休止状態に移行すると、切換ノイズが発生する傾向がある。排気弁についても同様である。
【００２５】
図５は、開弁指令時期ＣＡＯＰと、切換ノイズが発生し易いクランク角度範囲ＲＮＳ（以下「ノイズ発生範囲ＲＮＳ」という）との関係を説明するためのタイムチャートであり、横軸はクランク角度ＣＡで縦軸は吸気弁及び排気弁のリフト量ＬＦＴである。開弁指令時期ＣＡＯＰがノイズ発生範囲ＲＮＳ内にあると切換ノイズが発生するので、ノイズ発生範囲ＲＮＳの外側（以下「ノイズ無し範囲ＲＮＮ」）にあってかつ、ノイズ無し範囲ＲＮＮの中心位置が最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴとなる。
【００２６】
この図では、一部気筒運転中に作動を休止する＃１〜＃３気筒の吸気弁及び排気弁のリフト量推移をまとめて模式的に示しており、実線が吸気弁に対応し、破線が排気弁に対応する。分かり易くするために、吸気弁のリフト量の最大値が、排気弁のリフト量の最大値より僅かに大きく示されている。ノイズ発生範囲ＲＮＳが、リフト量ＬＦＴが比較的小さい角度範囲となっているのは、開弁指令時期ＣＡＯＰから実際に切換機構部４３内の油圧が高まって気筒休止状態へ移行する時期（以下「実移行時期ＣＡＳＷ」という）までに時間遅れ（以下「応答遅れ時間ＴＤＬＹ」という）があるためである。
【００２７】
図５（ａ）は、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸがともに０度である状態（以下「基準状態」という）に対応し、同図（ｂ）はＣＡＩＮ＝５０度、ＣＡＥＸ＝０度である状態に対応し、同図（ｃ）はＣＡＩＮ＝０度、ＣＡＥＸ＝５０度である状態に対応し、同図（ｄ）はＣＡＩＮ＝５０度、ＣＡＥＸ＝５０度である状態に対応する。
【００２８】
横軸の０度は、図５（ａ）に示す基準状態における最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴに相当する。同図（ｂ）に示すように吸気弁作動位相ＣＡＩＮのみ進角すると、最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴは進角側に移動する。同図（ｃ）に示すように排気弁作動位相ＣＡＥＸのみ遅角すると、最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴは遅角側に移動する。同図（ｄ）に示す状態では、基準状態と同様に最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴは０度となるが、ノイズ無し範囲ＲＮＮが非常に狭くなって、僅かな開弁指令時期ＣＡＯＰのずれによって切換ノイズが発生する可能性が高くなる。
【００２９】
以上のように、開弁指令時期ＣＡＯＰを最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴと一致させるためには、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸに応じて開弁指令時期ＣＡＯＰを変更する必要がある。本実施形態では、後述するように、一部気筒運転の実行条件が成立した場合において、実移行時期ＣＡＳＷにおけるエンジン１の出力トルク変動を抑制するための準備制御を実行し、準備制御の完了時点（吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸが固定された時点）で、その時点の吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸに応じて開弁指令時期ＣＡＯＰを決定する。その際には、応答遅れ時間ＴＤＬＹが考慮され、応答遅れ時間ＴＤＬＹは主として作動油圧ＰＯＩＬに依存して変化することが考慮される。
【００３０】
図６は、一部気筒運転の実行条件が成立した時点から実際に一部気筒運転に移行する時点（ＣＡＳＷ）までの過渡制御を説明するためのタイムチャートであり、図６（ａ）〜（ｆ）は、それぞれスロットル弁開度ＴＨ、吸入空気流量ＧＡＩＲ、点火時期ＩＧ、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ、排気弁作動位相ＣＡＥＸ、及び電磁弁４２の開弁指令フラグＦＳＯＬの推移を示す。図６に示す動作例では、エンジン１の目標トルクＴＲＱＣＭＤは一定値に維持されている。
【００３１】
時刻ｔ０において一部気筒運転の実行条件が成立すると、エンジン１の目標トルクＴＲＱＣＭＤに基づいて、全筒運転から一部気筒運転への切換実行時における目標値として、切換時目標スロットル弁開度ＴＨＴＧＴ及び切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴを算出する処理を実行するとともに、エンジン１のクランク軸に接続された自動変速機（図示せず）のロックアップクラッチの係合度合を低下させる処理を実行する。
【００３２】
時刻ｔ１においてスロットル弁開度ＴＨを切換時目標スロットル弁開度ＴＨＴＧＴまで増加させる。これに伴って、吸入空気流量ＧＡＩＲが徐々に増加し始めるので、エンジン出力トルクＴＲＱを目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持するために、吸入空気流量ＧＡＩＲの増加に対応して、点火時期ＩＧを遅角させる点火時期遅角制御と、エンジン負荷を示すパラメータ（例えば、吸入空気流量ＧＡＩＲ、目標トルクＴＲＱＣＭＤ、または充填効率ηｃの何れか一つ）及びエンジン回転数ＮＥに応じて吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸを変化させる弁作動位相制御とを協調して実行する。この図に示す動作例では、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸが共に増加する弁作動位相制御が実行される。
【００３３】
時刻ｔ２において、吸入空気流量ＧＡＩＲが切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに達し、切換動作実行時における出力トルク変動を抑制するための準備制御が完了し、最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴの演算を行う。その後、エンジン１の回転位相が最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴと一致する時刻ｔ３まで待機する。最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴに対応する時刻ｔ３において、電磁弁４２の開弁指令を行うことにより、切換機構部４３における切換動作が時刻ｔ４（実移行時期ＣＡＳＷに相当する）に実行されて、一部気筒運転に移行する。時刻ｔ３からｔ４までの期間が気筒休止機構４０の応答遅れ時間ＴＤＬＹに相当する。時刻ｔ４以後、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸは、一部気筒運転に適した作動位相へ速やかに移行し、点火時期ＩＧは一部気筒運転に適した点火時期ＩＧＣＳに速やかに移行する。
【００３４】
このように過渡制御を実行することによって、実移行時期ＣＡＳＷにおけるトルク変動を抑制するとともに、切換ノイズの発生を防止できる。
【００３５】
図７は、図６に示す動作例と同様に時刻ｔ２から待機状態に移行し、エンジン１の回転位相が最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴと一致する前に、スロットル弁開度ＴＨが若干変化し、それに伴って吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び点火時期ＩＧが変化した動作例を示すタイムチャートである。この例では、時刻ｔ１２において最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴの再演算が実行され、エンジン１の回転位相が最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴと一致する時刻ｔ１３まで待機する。図７には、再演算の結果、最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴは、元の最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴより進角した例が示されている。時刻ｔ１３において電磁弁４２の開弁指令が行われ、時刻ｔ１４に切換動作が実行されて、一部気筒運転に移行する。
【００３６】
このように、最初に最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴを演算した時刻ｔ２の待機状態で、エンジン１の運転状態が変化したときは、最適開弁指令時期ＣＡＢＳＴの再演算を行うことで、切換ノイズの発生を確実に防止することが可能となる。
【００３７】
図８は、上述した過渡制御を実行する処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５において、一部気筒運転の実行条件が成立した時点から所定クランク角度（例えば３０度）毎に実行される。この処理で使用されるフラグの初期値はすべて「０」に設定されている。
【００３８】
ステップＳ１１では目標値算出完了フラグＦＴＧＴＥが「１」であるか否かを判別する。この答は最初は否定（ＮＯ）であり、ステップＳ１２に進んで、切換時目標開度ＴＨＴＧＴ、及び切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴを算出する。ステップＳ１３では、目標値算出完了フラグＦＴＧＴＥを「１」に設定し、ステップＳ１４に進む。したがって、以後は、ステップＳ１１から直接ステップＳ１４へ進む。
【００３９】
ステップＳ１４では、吸入空気流量到達フラグＦＧＡＩＲＯＫが「１」であるか否かを判別する。この答は最初は否定（ＮＯ）であり、ステップＳ１５に進んで、スロットル弁開度ＴＨを切換時目標開度ＴＨＴＧＴに設定する吸入空気量増加制御と、点火時期ＩＧを吸入空気流量ＧＡＩＲの増加に伴って遅角させる点火時期遅角制御と、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸを変更する弁作動位相制御とを協調して実行することによって、エンジン１の出力トルクＴＲＱを目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持するトルク維持制御を実行する。本実施形態では、図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように、吸入空気流量ＧＡＩＲの増加にともなって吸気弁及び排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間が増加する弁作動位相制御が実行される。
【００４０】
ステップＳ１６では、吸入空気流量ＧＡＩＲが切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに達したか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）である間は直ちに処理を終了する。したがって、トルク維持制御が継続される。ステップＳ１６の答が肯定（ＹＥＳ）となると、吸入空気流量到達フラグＦＧＡＩＲＯＫを「１」に設定し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に進む。したがって、以後はステップＳ１４の答が肯定（ＹＥＳ）となってステップＳ１８が繰り返し実行される。ステップＳ１８では、図９に示す切換指令制御処理が実行される。
【００４１】
図９は、図８のステップＳ１８で実行される切換指令制御処理のフローチャートである。本実施形態では、電磁弁４２の開弁指令時期ＣＡＯＰの制御が、クランク角度３０度を１ステージとして定義されるステージ数ＮＳＴを用いて行われる。ステージ数ＮＳＴは、「０」を基準値として、クランク角度３０度毎に「１」ずつ「２３」までカウントアップされ、「２３」の次はまた「０」に戻るパラメータである。
【００４２】
ステップＳ３０では、待機ステージ数セットフラグＦＮＳＷＳＥＴが「１」であるか否かを判別する。この答は最初は否定（ＮＯ）となり、ステップＳ３２に進んで、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸに応じて、最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣを算出する。最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣは、基準状態（ＣＡＩＮ＝ＣＡＥＸ＝０）における最適切換時期からの変化量である。具体的には、吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸに応じて予め設定されたＤＮＳＶＴＣマップ（図示せず）を検索することによって、最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣが算出される。最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣは、ステージ数ＮＳＴで定義される。ＤＮＳＶＴＣマップは、図５を参照して説明したように、切換ノイズの発生を防止する観点での最適切換時期の変化量が設定されており、例えば吸気弁作動位相ＣＡＩＮが増加するほど、最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣが減少し、排気弁作動位相ＣＡＥＸが増加するほど、最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣが増加するように設定されている。
【００４３】
ステップＳ３３では、最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣを下記式（１）に適用し、最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴを算出する。
ＮＳＴＢＳＴ＝ＮＳＴＢ＋ＤＮＳＶＴＣ              （１）
ここでＮＳＴＢは、基準状態における最適切換時期に相当する最適切換ステージ数であり、予め設定されている。
【００４４】
ステップＳ３４では、エンジン回転数ＮＥ及び作動油圧ＰＯＩＬに応じて図１０に示すＤＮＳＤＬＹマップを検索し、気筒休止機構４０の応答遅れ時間ＴＤＬＹに相当する遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹを算出する。図１０に示す所定エンジン回転数ＮＥ１，ＮＥ２，ＮＥ３は、ＮＥ１＜ＮＥ２＜ＮＥ３なる関係を満たす。したがって、ＤＮＳＤＬＹマップは、エンジン回転数ＮＥが高くなるほど遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹが増加し、作動油圧ＰＯＩＬが高くなるほど遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹが減少するように設定されている。
【００４５】
ステップＳ３５では、図１１に示すＮＳＴＷＡＩＴ算出処理を実行し、電磁弁４２の開弁指令信号を出力するステージまでの待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴを算出する。
図１１のステップＳ５１では、最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴ及び遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹを下記式（２）に適用し、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴを算出する。
ＮＳＴＷＡＩＴ＝ＮＳＴＢＳＴ−ＤＮＳＤＬＹ−ＮＳＴＰＲ        （２）
ここで、ＮＳＴＰＲは今回の演算処理を実行しているステージ数である。
【００４６】
ステップＳ５２では、パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」であるか否かを判別する。パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧは、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴに影響を及ぼすパラメータである吸気弁作動位相ＣＡＩＮ、排気弁作動位相ＣＡＥＸ、作動油圧ＰＯＩＬ、及びエンジン回転数ＮＥのうちの少なくとも１つが、待機ステージ数セットフラグＦＮＳＷＳＥＴが「１」である状態において、予め設定されている所定変化量以上変化したときに、「１」に設定される。
【００４７】
最初はステップＳ５２の答が否定（ＮＯ）となり、ステップＳ５３に進んで、インデクスパラメータｉの値を「０」に設定する。ステップＳ５４では、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが「０」以上であるか否かを判別する。上述したようにステージ数ＮＳＴは、「０」から「２３」までの値をとるパラメータであるため、式（２）によって算出された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが負の値となる可能性がある。したがって、ステップＳ５４の答が否定（ＮＯ）であるときは、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴに所定数ＮＮＸＴを加算し、インデクスパラメータｉを「１」だけ増加させる処理（ステップＳ５５）を、ステップＳ５４の答が肯定（ＹＥＳ）となるまで繰り返す。所定数ＮＮＸＴは、切換ノイズ防止の観点で最適な次の切換指令時期までのステージ数（例えば「８」）に設定される。ステップＳ５４の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは処理を終了する。インデクスパラメータｉの値は、ステップＳ５５の実行回数を示す。
【００４８】
パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」に設定されると、ステップＳ５２の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ５６に進んで下記式（３）にインデクスパラメータｉを適用して、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの更新を行う。なお、最初の演算実行時にインデクスパラメータｉが「０」である場合には、式（３）の演算を行っても待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの値は変化しない。
ＮＳＴＷＡＩＴ＝ＮＳＴＷＡＩＴ＋ｉ×ＮＮＸＴ              （３）
【００４９】
ステップＳ５７では、更新された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが「０」以上であるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、再演算された最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴに切換動作を実行可能である。そこでそのことを示すインタイムフラグＦＩＮＴＭを「１」に設定する（ステップＳ５８）。ステップＳ５７の答が否定（ＮＯ）であって、電磁弁４２の開弁指令信号を直ちに出力しても最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴに切換動作を実行できないときは、インタイムフラグＦＩＮＴＭを「０」に設定する（ステップＳ５９）。
【００５０】
図９に戻り、ステップＳ３６では、待機ステージ数セットフラグＦＮＳＷＳＥＴを「１」に設定する。ステップＳ３７では、パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」であるか否かを判別する。最初はステップＳ３７の答が否定（ＮＯ）となり、直ちにステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが「０」であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ４３に進んで、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴを「１」だけ減少させる。ステップＳ４０の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、電磁弁４２の開弁指令信号（切換指令信号）を出力し、待機ステージ数セットフラグＦＮＳＷＳＥＴを「０」に戻す（ステップＳ４２）。
【００５１】
ステップＳ３６の実行後は、ステップＳ３０の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ３１に進んで、パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ４０に進む。したがって、パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」にならない限り、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが「１」ずつ減少して、ステップＳ４０の答が肯定（ＹＥＳ）となったときに、ステップＳ４２に進み、開弁指令信号を出力する。
【００５２】
一方、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの減算を行っている待機状態で、パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」に設定されたときは、ステップＳ３１からステップＳ３２に進み、最適切換時期変化量ＤＮＳＶＴＣ、最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴ、及び待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの再演算が実行される。このときステップＳ３７の答は肯定（ＹＥＳ）となるので、ステップＳ３８に進んで、パラメータ変化フラグＦＰＣＨＧを「０」に戻し、図１１の処理で設定されるインタイムフラグＦＩＮＴＭが「１」であるかを判別する（ステップＳ３９）。その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ４０に進む。
【００５３】
ステップＳ３９の答が否定（ＮＯ）であるとき、すなわち直ちに開弁指令信号を出力しても再演算された最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴにおいて切換動作を実行できず、切換ノイズが発生する可能性があるが、燃費優先の観点で一部気筒運転への移行を遅らせないために、直ちにステップＳ４２に進む。
【００５４】
図１２及び図１３は、図９の処理を説明するためのタイムチャートである。これらの図においてＣＡ０及びＣＡ１０が待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの当初の演算時期であり、ＣＡ１及びＣＡ１１が再演算が実行される再演算時期に対応する。
【００５５】
図１２（ａ）は、待機状態でパラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「０」に維持された例に相当する（図６に示した動作例に対応する）。この例では、演算時期ＣＡ０から当初の待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴ０経過後の時期ＣＡ２において開弁指令信号が出力され、その時点から遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹ０経過後の時期ＣＡ３において実際の切換（一部気筒運転への移行）が行われる。時期ＣＡ３は、切換ノイズが発生しないＯＫ範囲ＲＯＫのほぼ中心に位置するタイミングであり、切換ノイズの発生を確実に防止できる。
【００５６】
図１２（ｂ）は、時期ＣＡ１においてパラメータ変化フラグＦＰＣＨＧが「１」に設定され、再演算が実行された例に相当する（図７に示した動作例に対応する）。再演算時期ＣＡ１から再演算された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴ１（＞０）経過後の時期ＣＡ４に開弁指令信号が出力され、その時点から遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹ１経過後の時期ＣＡ５において実際の切換が行われる。時期ＣＡ５は、切換ノイズが発生しないＯＫ範囲ＲＯＫのほぼ中心に位置するタイミングであり、再演算によって最適開弁指令時期が早まっても（待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが減少しても）、切換ノイズの発生が確実に防止される。
【００５７】
図１３（ａ）は、図１２（ａ）と同様に、演算時期ＣＡ１０から当初の待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴ２経過後の時期ＣＡ１２において開弁指令信号が出力され、その時点から遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹ２経過後の時期ＣＡ１３において実際の切換が行われた例に相当する。図１３（ｂ）は、再演算された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが負の値となり、直ちに（時期ＣＡ１１直後に）開弁指令信号が出力され、その時点から遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹ３経過後の時期ＣＡ１５において実際の切換が行われた例に相当する。図１３（ｂ）に示す例では、ＯＫ範囲ＲＯＫ内ではあるが、その中心より遅れた時期ＣＡ１５において実際の切換が行われる。同図に示す時期ＣＡ１４が最適切換時期に相当する。
【００５８】
以上のように本実施形態では、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換動作を実行する時点におけるエンジン１の出力トルクの変動を抑制するための準備制御が実行され、切換動作を実行する目標切換時期に相当する最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴが吸気弁作動位相ＣＡＩＮ及び排気弁作動位相ＣＡＥＸに応じて、準備制御が完了した後に演算され、演算された最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴに基づいて気筒休止機構４０への切換指令信号（電磁弁４２の開弁指令信号）が出力される。切換動作を実行するタイミングに依存して切換ノイズが発生する場合、切換ノイズが発生し難いタイミングは、吸気弁及び排気弁の弁作動位相に依存して変化することが確認されている。したがって、弁作動位相に応じて、切換ノイズが発生し難いタイミング（最適切換時期）となるように最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴを算出し、その最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴに基づいて開弁指令信号を出力することによって、切換ノイズの発生を防止することが可能となる。
【００５９】
また、最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴに切換動作が実行されるように、気筒休止機構４０の動作遅れ時間ＴＤＬＹに相当する遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹに応じて、指令信号出力時期に相当する待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが演算されるので、実際の切換動作が実行されるタイミングを最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴに正確に一致させ、切換ノイズの発生を確実に防止することができる。
【００６０】
また、最適切換ステージ数ＮＳＴＢＳＴの算出後であって開弁指令信号を出力する前、すなわち待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴのカウントダウンを行っている待機中に、開弁指令信号の出力時期に影響を及ぼす運転パラメータである吸気弁作動位相ＣＡＩＮ、排気弁作動位相ＣＡＥＸ、エンジン回転数ＮＥ、及び作動油圧ＰＯＩＬの少なくとも一つが所定変化量以上が変化したときは、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの再演算が行われるので、運転パラメータの変化に対応して待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが変更され、切換ノイズの発生を防止することができる。
【００６１】
また図１１のステップＳ５６で再演算された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが負の値となって、再演算の実行後直ちに開弁指令信号を出力しても再演算された最適切換ステージ数ＮＳＢＳＴに実際の切換動作を実行できない可能性が高い場合（ステップＳ３９の答が肯定（ＹＥＳ）となる場合）であっても、再演算実行後直ちに開弁指令信号が出力されるので、切換ノイズが発生する可能性があっても一部気筒運転への切換動作を早期に行うことができ、燃費を向上させることがきる。
【００６２】
また、遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹは、気筒休止機構４０の切換機構部４３へ供給する作動油圧ＰＯＩＬ及びエンジン回転数ＮＥに応じて決定される。気筒休止機構４０の応答遅れ時間ＴＤＬＹは、作動油圧ＰＯＩＬに依存して変化することが確認されており、さらに切換指令時期はエンジン１の回転位相（クランク角度）で決定する必要があることから、作動油圧ＰＯＩＬ及びエンジン回転数ＮＥに応じて遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹを決定することにより、実際の切換動作実行時期を最適切換時期に正確に一致させることができる。
【００６３】
本実施形態では、図８のステップＳ１２及びＳ１５が請求項１のステップａに相当し、図９のステップＳ３２及びＳ３３が請求項１のステップｂに相当し、図９のステップＳ３４〜Ｓ４２が請求項１及び２のステップｃに相当し、ステップＳ３１からステップＳ３２に移行してステップＳ３９までを実行する処理が、請求項３のステップｄに相当する。
【００６４】
［変形例］
図９に示す切換指令制御処理は、図１４に示す処理に代えてもよい。図１４に示す処理は、図９の処理にステップＳ４３及びＳ４４を追加したものである。
【００６５】
待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴの再演算後において、ステップＳ３９の答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ４３に進み、燃費優先フラグＦＦＥＦが「１」であるか否かを判別する。燃費優先フラグＦＦＥＦは、切換ノイズの防止より、一部気筒運転への早期の移行を優先する場合に「１」に設定されるフラグであり、例えばエンジン１によって駆動される車両の運転モード（燃費優先モードか、静粛性優先モードか）に応じて設定される。
【００６６】
ステップＳ４３の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ４２に進んで直ちに開弁指令信号を出力する。一方、ステップＳ４３の答が否定（ＮＯ）であって、切換ノイズの発生防止を優先する場合は、ステップＳ４４に進んで、待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴを所定数ＮＮＸＴだけ増加させる。すなわち、切換ノイズ防止の観点で直近の最適切換時期に間に合わない場合には、次の最適切換時期まで切換実行時期を遅らせることによって、切換ノイズの発生を確実に防止する。
【００６７】
図１５は、図１４の処理を説明するためのタイムチャートであり、燃費優先フラグＦＦＥＦが「０」に設定されている例に相当する。図１５（ａ）は図１３（ａ）と同様に再演算が行われなかった場合に対応し、時期ＣＡ２０において算出された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴ４経過後の時期ＣＡ２２において開弁指令信号が出力され、その時点から遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹ４経過後の時期ＣＡ２３において実際の切換が行われる。
【００６８】
図１５（ｂ）は、再演算が実行された場合に対応する。時期ＣＡ２１において再演算された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが負の値となり、所定数ＮＮＸＴが加算された待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴ５経過後の時期ＣＡ２５において開弁指令信号が出力され、その時点から遅延ステージ数ＤＮＳＤＬＹ５経過後の時期ＣＡ２６において実際の切換が行われる。なお、時期ＣＡ２４は、再演算直後に開弁指令信号を出力した場合における実際の切換時期を示す。
【００６９】
本変形例によれば、再演算後の待機ステージ数ＮＳＴＷＡＩＴが負の値となった場合に、燃費を優先するか、切換ノイズの抑制を優先するかに応じて開弁指令信号の出力時期を変更することが可能となる。
【００７０】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、弁作動位相可変機構５０が、吸気弁のみまたは排気弁のみの作動位相を変更するものであっても本発明を適用可能である。また上述した実施形態では、６気筒の内燃機関において一部気筒運転では３気筒を作動させるものを示したが、本発明は、６気筒の内燃機関に限らず複数の気筒を有する内燃機関において、一部の気筒のみを作動させる一部気筒運転を実行する場合に適用可能である。
また上述した実施形態では、エンジン１は排気還流機構を備えていないものであるが、本発明は排気還流機構を備えている内燃機関の制御方法にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  内燃機関
２  吸気通路
３  スロットル弁
３ａ  アクチュエータ
５  電子制御ユニット
８  点火プラグ
４０  気筒休止機構
５０  弁作動位相可変機構
【図１】
2019044743.tif 000003
【図２】
2019044743.tif 000004
【図３】
2019044743.tif 000005
【図４】
2019044743.tif 000006
【図５】
2019044743.tif 000007
【図６】
2019044743.tif 000008
【図７】
2019044743.tif 000009
【図８】
2019044743.tif 000010
【図９】
2019044743.tif 000011
【図１０】
2019044743.tif 000012
【図１１】
2019044743.tif 000013
【図１２】
2019044743.tif 000014
【図１３】
2019044743.tif 000015
【図１４】
2019044743.tif 000016
【図１５】
2019044743.tif 000017