(57)【要約】【課題】燃料カット制御からの復帰時に増量補正量を適切に設定する。【解決手段】エアフローメータと、燃料噴射弁と、吸気動弁装置と、を備える内燃機関の制御装置であって、燃料噴射弁の燃料噴射量が目標噴射量となるように、当該燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御部を備え、燃料噴射制御部は、燃料噴射弁からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御からの復帰１サイクル目には、エアフローメータによって検出された空気量に基づいて算出された目標噴射量を、当該復帰１サイクル目の吸気弁の閉弁時期の吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、当該目標噴射量に対する補正量の割合が大きくなるように増量補正するように構成される。【選択図】図１
2017133387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体の気筒内に吸入される空気量を検出するためのエアフローメータと、
前記気筒内で燃焼させる燃料を噴射するための燃料噴射弁と、
前記機関本体の吸気弁の閉弁時期を任意の時期に変更可能に構成された吸気動弁装置と、
を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射弁の燃料噴射量が目標噴射量となるように、当該燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御部を備え、
前記燃料噴射制御部は、
前記燃料噴射弁からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御からの復帰１サイクル目には、前記エアフローメータによって検出された空気量に基づいて算出された前記目標噴射量を、当該復帰１サイクル目の前記吸気弁の閉弁時期の吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、当該目標噴射量に対する補正量の割合が大きくなるように増量補正する、
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】
特許文献１には、従来の内燃機関の制御装置として、燃料カット制御からの復帰時に、吸入空気量に応じた目標噴射量を第１増量度合いで増量補正するように構成されたものが開示されている。この従来の内燃機関の制御装置では、吸入空気量がスロットル弁よりも吸気流れ方向下流側の吸気管内圧（スロットル開度）に応じて変化するので、第１増量度合いを吸気管内圧に応じて変更するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０８５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで吸入空気量は、吸気弁の閉弁時期によっても変化するが、前述した従来の内燃機関の制御装置では吸気弁の閉弁時期を考慮していなかったため、燃料カット制御からの復帰時に増量補正量を適切に設定することができず、結果として空燃比を精度良く目標空燃比に制御することができないおそれがあった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃料カット制御からの復帰時に増量補正量を適切に設定して、空燃比を精度良く目標空燃比に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、機関本体の気筒内に吸入される空気量を検出するためのエアフローメータと、気筒内で燃焼させる燃料を噴射するための燃料噴射弁と、機関本体の吸気弁の閉弁時期を任意の時期に変更可能に構成された吸気動弁装置と、を備える内燃機関を制御する内燃機関の制御装置が、燃料噴射弁の燃料噴射量が目標噴射量となるように、当該燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御部を備える。そして燃料噴射制御部は、燃料噴射弁からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御からの復帰１サイクル目には、エアフローメータによって検出された空気量に基づいて算出された目標噴射量を、当該復帰１サイクル目の吸気弁の閉弁時期の吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、当該目標噴射量に対する補正量の割合が大きくなるように増量補正するように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のこの態様によれば、燃料カット制御からの復帰時に増量補正量を適切に設定して空燃比を精度良く目標空燃比に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、排気浄化触媒の酸素吸蔵量と排気浄化触媒から流出する排気ガス中のＮＯｘ濃度及びＨＣ、ＣＯ濃度との関係を示す図である。
【図３】図３は、燃料カット制御からの復帰時において、気筒毎に行われる本発明の一実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図４】図４は、燃料カット制御からの復帰１サイクル目の目標ＩＶＣに基づいて、目標噴射量に対する補正係数Ｋを算出するためのテーブルである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による燃料噴射制御の動作について説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による火花点火式の内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００１１】
図１に示すように、内燃機関１００は、機関本体１と、吸気装置２０と、排気装置３０と、を備える。
【００１２】
機関本体１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に固定されたシリンダヘッド３と、を備える。
【００１３】
シリンダブロック２には、複数のシリンダ４が形成される。シリンダ４の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ４の内部を往復運動するピストン５が収められる。ピストン５は、コンロッドを介してクランクシャフトと連結されており、クランクシャフトによってピストン５の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド３の内壁面、シリンダ４の内壁面及びピストン５の冠面によって区画された空間が燃焼室６となる。
【００１４】
シリンダヘッド３には、シリンダヘッド３の一方の側面（図中左側）に開口すると共に燃焼室６に開口する吸気ポート７と、シリンダヘッド３の他方の側面（図中右側）に開口すると共に燃焼室６に開口する排気ポート８と、が形成される。
【００１５】
そしてシリンダヘッド３には、燃焼室６と吸気ポート７との開口を開閉するための吸気弁９と、吸気弁９を開閉駆動するための吸気動弁装置１１と、が設けられる。本実施形態による吸気動弁装置１１は、少なくとも吸気弁９の閉弁時期（以下「ＩＶＣ」という。）を、吸気下死点よりも進角側に設定された所定の進角限界閉時期から吸気下死点までの間の任意の時期に設定することができるように構成される。
【００１６】
本実施形態ではこのような吸気動弁装置１１として、電子制御ユニット２００によって制御される電磁アクチュエータを採用し、吸気弁９を電磁アクチュエータによって開閉駆動することで、吸気弁９の開閉時期及びリフト量を任意の時期及びリフト量に制御できるようにしている。なお吸気動弁装置１１は、このような電磁アクチュエータに限られるものではない。例えば、吸気弁９を吸気カムシャフトによって開閉駆動させるようにし、当該吸気カムシャフトの一端部に油圧制御によってクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対位相角を変更する可変動弁機構を設けることによって、吸気弁９の開閉時期を任意の時期に制御できるようにしてもよい。
【００１７】
またシリンダヘッド３には、燃焼室６と排気ポート８との開口を開閉するための排気弁１０と、排気弁を開閉駆動するための排気動弁装置１２と、が設けられる。本実施形態では、排気動弁装置１２として電子制御ユニット２００によって制御される電磁アクチュエータを採用し、排気弁１０を電磁アクチュエータによって開閉駆動しているが、排気カムシャフト等によって開閉駆動するようにしても良い。
【００１８】
さらにシリンダヘッド３には、燃焼室６内に燃料を噴射するための燃料噴射弁１３が設けられると共に、燃料噴射弁１３から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室６内で点火するための点火プラグ１４が燃焼室６に臨むように設けられる。本実施形態では、燃料として理論空燃比が１４．６であるガソリンを用いているが、他の燃料を用いることもできる。なお、燃料噴射弁１３は、吸気ポート７内に燃料を噴射するように取り付けてもよい。
【００１９】
吸気装置２０は、吸気ポート７を介してシリンダ４内に空気を導くための装置であって、エアクリーナ２１と、吸気管２２と、吸気マニホールド２３と、電子制御式のスロットル弁２４と、エアフローメータ２１１と、を備える。
【００２０】
エアクリーナ２１は、空気中に含まれる砂などの異物を除去する。
【００２１】
吸気管２２は、一端がエアクリーナ２１に連結され、他端が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに連結される。吸気管２２によって、エアクリーナ２１を介して吸気管２２内に流入してきた空気（吸気）が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに導かれる。
【００２２】
吸気マニホールド２３は、サージタンク２３ａと、サージタンク２３ａから分岐してシリンダヘッド側面に形成されている各吸気ポート７の開口に連結される複数の吸気枝管２３ｂと、を備える。サージタンク２３ａに導かれた空気は、吸気枝管２３ｂを介して各シリンダ４内に均等に分配される。このように、吸気管２２、吸気マニホールド２３及び吸気ポート７が、各シリンダ４内に空気を導くための吸気通路を形成する。
【００２３】
スロットル弁２４は、吸気管２２内に設けられる。スロットル弁２４は、スロットルアクチュエータ２５によって駆動され、吸気管２２の通路断面積を連続的又は段階的に変化させる。スロットルアクチュエータ２５によってスロットル弁２４の開度（以下「スロットル開度」という。）の調整することで、吸気管２２内を流れる空気の流量が調整される。スロットル開度は、スロットルセンサ２１２によって検出される。
【００２４】
エアフローメータ２１１は、スロットル弁２４よりも上流側の吸気管２２内に設けられる。エアフローメータ２１１は、吸気管２２内を流れて最終的にシリンダ内に吸入される空気の流量（以下「実吸入吸気量」という。）を検出する。
【００２５】
排気装置３０は、燃焼室６内で生じた燃焼ガス（排気）を浄化して外気に排出するための装置であって、排気マニホールド３１と、触媒コンバータ３２と、排気管３３と、空燃比センサ２１３と、を備える。
【００２６】
排気マニホールド３１は、シリンダヘッド側面に形成されている各排気ポート８の開口と連結される複数の排気枝管３１ａと、排気枝管３１ａを集合させて１本にまとめた集合管３１ｂと、を備える。
【００２７】
触媒コンバータ３２は、一端が排気マニホールド３１の集合管３１ｂに連結され、他端が排気管３３に連結される。触媒コンバータ３２には、排気浄化触媒として、酸素吸蔵能力を有する三元触媒３２ａが担持されている。三元触媒３２ａは、セラミックから成る担体に、触媒作用を有する貴金属（例えば、白金（Ｐｔ））及び酸素吸蔵能力を有する物質（例えば、セリア（ＣｅＯ２））を担持させたものである。三元触媒３２ａは、所定の活性温度に達すると、未燃ガス（ハイドロカーボン（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）など）と窒素酸化物（ＮＯｘ）とを同時に浄化する触媒作用に加えて、酸素吸蔵能力を発揮する。なお本実施形態では、吸収及び吸着の双方を含む用語として吸蔵という用語を用いている。
【００２８】
三元触媒３２ａの酸素吸蔵能力によれば、三元触媒３２ａは、三元触媒３２ａに流入する排気の空燃比が理論空燃比よりもリーン（リーン空燃比）であるときには排気中の酸素を吸蔵する。一方、三元触媒３２ａは、流入する排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ（リッチ空燃比）であるときには、三元触媒３２ａに吸蔵されている酸素を放出する。また三元触媒３２ａでは、流入する排気の空燃比がリッチ空燃比であるときに、排気中の窒素と水素、又はＨＣとＮＯｘが反応することによりアンモニアが生成される。
【００２９】
三元触媒３２ａは、触媒作用及び酸素吸蔵能力を有することにより、酸素吸蔵量に応じてＮＯｘ及び未燃ガスの浄化作用を有する。すなわち、三元触媒３２ａに流入する排気の空燃比がリーン空燃比である場合、図２（Ａ）に示したように、酸素吸蔵量が少ないときには三元触媒３２ａにより排気中の酸素が吸蔵される。また、これに伴って、排気中のＮＯｘが還元浄化される。また、酸素吸蔵量が多くなると、最大吸蔵可能酸素量Ｃｍａｘ近傍のある吸蔵量（図中のＣｕｐｌｉｍ）を境に三元触媒３２ａから流出する排気中の酸素及びＮＯｘの濃度が急激に上昇する。
【００３０】
一方、三元触媒３２ａに流入する排気の空燃比がリッチ空燃比である場合、図２（Ｂ）に示したように、酸素吸蔵量が多いときには三元触媒３２ａに吸蔵されている酸素が放出され、排気中の未燃ガスは酸化浄化される。また、酸素吸蔵量が少なくなると、ゼロ近傍のある吸蔵量（図中のＣｌｏｗｌｉｍ）を境に三元触媒３２ａから流出する排気中の未燃ガスの濃度が急激に上昇する。
【００３１】
このように、本実施形態において用いられる三元触媒３２ａによれば、三元触媒３２ａに流入する排気の空燃比及び酸素吸蔵量に応じて排気中のＮＯｘ及び未燃ガスの浄化特性が変化する。なお、触媒作用及び酸素吸蔵能力を有していれば、三元触媒３２ａとは異なる触媒を触媒コンバータ３２に担持させても良い。
【００３２】
排気管３３は、一端が触媒コンバータ３２に連結され、他端が外気に開口している。各シリンダ４から排気ポート８を介して排気マニホールド３１に排出された排気は、排気管３３を流れて外気に排出される。このように、排気ポート８、排気マニホールド３１、触媒コンバータ３２及び排気管３３が、各シリンダ４から排出された排気が流れる排気通路を形成する。なお、排気管３３上に三元触媒３２ａとは別途の排気浄化触媒（例えばＮＯｘ吸蔵還元触媒やＮＯｘ選択還元触媒など）を担持させた触媒コンバータや、フィルタなどを配置しても良い。
【００３３】
空燃比センサ２１３は、排気マニホールドの集合管３１ｂに設けられ、触媒コンバータ３２に流入する排気の空燃比を検出する。
【００３４】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００３５】
入力ポート２０５には、前述したエアフローメータ２１１やスロットルセンサ２１２、空燃比センサ２１３などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関負荷を検出するための信号として、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１７の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１８の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００３６】
出力ポート２０６には、対応する駆動回路２０８を介して燃料噴射弁１３や点火プラグ１４、スロットルアクチュエータ２５などの各制御部品が電気的に接続される。
【００３７】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して内燃機関１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する内燃機関１００の制御について説明する。
【００３８】
電子制御ユニット２００は、機関運転状態（機関回転速度及び機関負荷）に基づいて、目標吸入空気量及び目標点火時期を設定する。そして電子制御ユニット２００は、エアフローメータ２１１によって検出される吸入空気量（実吸入空気量）が目標吸入空気量となるようにスロットル弁２４を制御すると共に、点火時期が目標点火時期となるように点火プラグ１４を制御する。
【００３９】
また電子制御ユニット２００は、機関運転状態に基づいて目標ＩＶＣを設定し、ＩＶＣが目標ＩＶＣとなるように吸気動弁装置１１を制御する。本実施形態では、目標ＩＶＣは、吸気下死点よりも進角側に設定された所定の進角限界閉時期から吸気下死点までの間に設定されるようになっており、いわゆる早閉じミラーサイクル運転が実施されるようになっている。これにより、例えば所定の運転領域内で、スロットル開度を全開にしつつ、ＩＶＣを制御することで吸入空気量を制御して機関本体１を運転させることができる。そのため、スロットル開度を全開にした状態で機関本体１を運転させることができる運転領域が拡大するので、ポンピングロスの低減を図ることができ、燃費の向上を図ることができる。
【００４０】
また電子制御ユニット２００は、空燃比センサ２１３によって検出される排気空燃比が目標空燃比となるように、実吸入空気量に基づいて目標噴射量を算出し、基本的には燃料噴射量が目標噴射量となるように燃料噴射弁１３を制御する。
【００４１】
また電子制御ユニット２００は、機関運転中に所定の燃料カット実施条件が成立したときは、燃料噴射弁１３からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御を実施する。そして、燃料カット制御中に所定の燃料カット復帰条件が成立したときは、燃料カット制御を停止して燃料噴射弁１３からの燃料噴射を再開する。燃料カット実施条件としては、例えば機関回転速度が所定の基準回転速度（例えば１５００［ｒｐｍ］）以上かつアクセル踏込量がゼロのときなどが挙げられる。燃料カット復帰条件としては、機関回転速度が基準回転速度未満になったときや、アクセル踏込量がゼロよりも大きくなったときなどが挙げられる。
【００４２】
燃料カット制御中は燃料噴射弁１３からの燃料噴射が停止されるので、吸気通路を介して各シリンダ４内に吸入された空気がそのまま排気通路に排出されることになる。そのため、燃料カット制御を実施すると、触媒コンバータ３２に多量の酸素が流入し、三元触媒３２ａの酸素吸蔵量が徐々に増加していくことになる。その結果、燃料カット制御の終了後に、仮にＮＯｘを含むリーン空燃比の排気が触媒コンバータ３２に流入すると、三元触媒３２ａでＮＯｘを十分に還元できない可能性がある。
【００４３】
そこで電子制御ユニット２００は、燃料カット制御の終了後には、触媒コンバータ３２に流入する排気の目標空燃比を一時的に所定のリッチ空燃比に設定して三元触媒３２ａの酸素吸蔵能力を回復させる（すなわち三元触媒３２ａの酸素吸蔵量をゼロ近傍にする）ためのリッチ制御を所定期間だけ実施している。そして、三元触媒３２ａの酸素吸蔵能力を回復させた後に目標空燃比を理論空燃比に設定している。
【００４４】
ところで、本実施形態による機関本体１においては、機関運転中の各サイクルの排気行程においてピストン５が上死点まで上昇する。このとき、あるサイクルの排気行程においてピストン５が上死点に到達したときに燃焼室６内に残留している気体は、燃焼室６内から排出されず、いわゆる残留ガスとして次のサイクルまで燃焼室６内に残留する。
【００４５】
この残留ガスは、前のサイクルで燃焼が実施されていた場合には、基本的に酸素を含まない既燃ガスとなり、燃焼が実施されなかった場合には空気（新気）となる。したがって、燃料カット制御からの復帰１サイクル目（リッチ制御の開始１サイクル目）にシリンダ内に残留している残留ガスは、新気となる。そのため、燃料カット制御からの復帰１サイクル目において、この残留ガス量（すなわち新気量）を考慮せずに、実吸入空気量に基づいて算出された目標噴射量を最終的な噴射量としてしまうと、残留ガス中（新気中）に含まれる酸素量の分だけ排気空燃比がリーン側にずれてしまう。したがって、燃料カット制御からの復帰１サイクル目において、排気空燃比を目標空燃比に制御するには、この残留ガス量（新気量）に応じて、実吸入空気量に基づいて算出された目標噴射量を増量補正する必要がある。
【００４６】
ここで残留ガス量は、ピストン５が上死点に到達したときの燃焼室６の容積によって決まる。そのため、本実施形態のようにピストン５が上死点に到達したときの燃焼室６の容積が一定の内燃機関１００の場合には、残留ガス量はＩＶＣによらずに略一定となる。したがって本実施形態においては、燃料カット制御からの復帰１サイクル目にシリンダ内に残留している残留ガス量（新気量）も、燃焼室６の容積に応じた略一定の値となっており、燃料カット制御からの復帰１サイクル目において排気空燃比をリッチ制御時の目標空燃比にするために増量させる必要のある燃料量、すなわち残留ガス量（新気量）に応じて必要な増量補正量も略一定の値となる。
【００４７】
一方で、本実施形態のように目標ＩＶＣを進角限界閉時期から吸気下死点までの間に設定するようにしている場合、燃料カット制御からの復帰１サイクル目の吸気行程でシリンダ内に吸入される空気量（実吸入空気量）は、燃料カット制御からの復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量が大きくなるほど少なくなる。したがって、燃料カット制御からの復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、実吸入空気量に基づいて算出される目標噴射量も少なくなる。
【００４８】
このように、実吸入空気量に基づいて算出される目標噴射量は、燃料カット制御からの復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量が大きくなるほど少なくなる。一方で、燃料カット制御からの復帰１サイクル目に必要な増量補正量は、目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量にかかわらず略一定となる。したがって、燃料カット制御からの復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、目標噴射量に対する増量補正量の割合（実吸入空気量に対する残留ガス量の割合）が大きくなる。
【００４９】
そこで本実施形態では、燃料カット制御からの復帰１サイクル目には、その開始１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、目標噴射量に対する増量補正量の割合が大きくなるように、目標噴射量を補正することとした。以下、燃料カット制御からの復帰時において、気筒毎に行われる本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【００５０】
図３は、燃料カット制御からの復帰時において、気筒毎に行われる本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを機関運転中の燃料カット制御中に所定の演算周期（例えば１０［ｍｓ］）で繰り返し実行する。
【００５１】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサ２１８の出力信号に基づいて算出された機関回転速度と、負荷センサ２１７によって検出された機関負荷と、を読み込み、機関運転状態を検出する。
【００５２】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、燃料カット制御の終了直後の復帰１サイクル目、すなわちリッチ制御の開始１サイクル目が終了したことを判定するためのフラグＦが１に設定されているか否かを判定する。このフラグＦは、燃料カット制御からの復帰１サイクル目が終了したとき（より正確には燃料カット制御からの復帰１サイクル目の燃料噴射が完了したとき）に１に設定されるフラグであって、初期値は０に設定される。電子制御ユニット２００は、フラグＦが０に設定されていればステップＳ３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、フラグＦが１に設定されていればステップＳ１２の処理に進む。
【００５３】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、燃料カット復帰条件が成立したか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、燃料カット復帰条件が成立していなければ、引き続き燃料カット制御を継続すべくステップＳ４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、燃料カット復帰条件が成立していれば、リッチ制御を開始すべくステップＳ５の処理に進む。
【００５４】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、燃料カット制御を継続する。
【００５５】
ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、機関運転状態に応じた目標ＩＶＣを読み込む。
【００５６】
ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、エアフローメータ２１１によって検出された実吸入空気量を読み込む。
【００５７】
ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、実吸入空気量に基づいて、排気空燃比がリッチ制御時の目標空燃比（所定のリッチ空燃比）となる目標噴射量を算出する。このステップＳ７で算出される目標噴射量は、残留ガス中の酸素量がゼロと仮定した場合に、排気空燃比を目標空燃比にすることが可能な燃料噴射量である。
【００５８】
ステップＳ８において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図４のテーブルを参照し、燃料カット制御からの復帰１サイクル目の目標ＩＶＣに基づいて、目標噴射量に対する補正係数Ｋを算出する。補正係数Ｋは１よりも大きい係数であって、図４に示すように、燃料カット制御からの復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量が大きいときほど大きくなる。
【００５９】
ステップＳ９において、電子制御ユニット２００は、目標噴射量に補正係数Ｋを掛け合わせて目標噴射量を補正する。
【００６０】
ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、燃料カット制御からの復帰１サイクル目の吸気行程から圧縮行程までの間の任意の期間に、補正した目標噴射量分の燃料を燃料噴射弁１３から噴射する。
【００６１】
このようにして、燃料カット制御からの復帰１サイクル目は、その復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量によって変化する、目標噴射量に対する増量補正量の割合（実吸入空気量に対する残留ガス量の割合）に応じて、当該目標噴射量が増量補正される。
【００６２】
ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、フラグＦを０から１に設定する。
【００６３】
ステップＳ１２において、電子制御ユニット２００は、リッチ制御中に燃料カット実施条件が成立したか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、リッチ制御中に燃料カット実施条件が成立しない場合は、リッチ制御を継続すべくステップＳ１３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、リッチ制御中に燃料カット実施条件が成立した場合は、リッチ制御を終了すべくステップＳ１７の処理に進む。この場合には、リッチ制御を終了した後に燃料カット制御が再度実施されることになる。
【００６４】
ステップＳ１３において、電子制御ユニット２００は、燃料カット復帰条件が成立してリッチ制御が開始されてからの経過時間（以下「リッチ制御実施時間」という。）が、所定の終了判定時間以上になったか否かを判定する。本実施形態では、終了判定時間を一定値としているが、例えば燃料カット制御に入る前の三元触媒３２ａの酸素吸蔵量等に基づいて、可変値としても良い。電子制御ユニット２００は、リッチ制御実施時間が終了判定時間未満であれば、リッチ制御を継続すべくステップＳ１４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、リッチ制御実施時間が終了判定時間以上であれば、リッチ制御を終了すべくステップＳ１７の処理に進む。この場合には、リッチ制御を終了した後に、通常の燃料噴射、すなわち理論空燃比又は理論空燃比近傍の混合気が燃焼室６内に形成されるように、実吸入空気量に基づいて、排気空燃比が通常時の目標空燃比（理論空燃比又は理論空燃比近傍の空燃比）となる目標噴射量が設定され、燃料噴射弁１３から当該目標噴射量の燃料が噴射されることになる。
【００６５】
ステップＳ１４において、電子制御ユニット２００は、エアフローメータ２１１によって検出された実吸入空気量を読み込む。
【００６６】
ステップＳ１５において、電子制御ユニット２００は、実吸入空気量に基づいて、排気空燃比がリッチ制御時の目標空燃比（所定のリッチ空燃比）となる目標噴射量を算出する。
【００６７】
ステップＳ１６において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ１５で算出された目標噴射量を最終的な噴射量とし、当該目標噴射量分の燃料を燃料噴射弁１３から噴射する。
【００６８】
ステップＳ１７において、電子制御ユニット２００は、フラグＦを１から０に戻す。
【００６９】
ステップＳ１８において、電子制御ユニット２００は、リッチ制御を終了する。
【００７０】
図５は、本実施形態による燃料噴射制御の動作について説明するタイムチャートである。なお図５は、リッチ制御が開始されてからの機関運転状態が一定（定常状態）の場合の一例を示すものである。
【００７１】
時刻ｔ１で、例えばアクセルペダルが踏み込まれて燃料カット制御が終了させられると、図５（Ｄ）に示すように機関運転状態に応じた目標ＩＶＣが設定されると共に、リッチ制御が開始される。なお本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、燃料カット制御中は目標ＩＶＣを進角限界閉時期に設定して触媒コンバータ３２に流入する空気量を抑制し、これにより燃料カット制御中における三元触媒３２ａの酸素吸蔵量の増加を抑制しているが、燃料カット制御中の目標ＩＶＣの設定はこれに限られるものではない。
【００７２】
リッチ制御が開始されると、排気空燃比がリッチ制御時の目標空燃比（所定のリッチ空燃比）となるように、実吸入空気量に基づいて目標噴射量が算出される。このとき、この目標噴射量を最終的な噴射量としてしまうと、当該目標噴射量は残留ガス量（新気量）を考慮せずに設定されたものなので、残留ガス中に含まれる酸素量の分だけ排気空燃比がリーン側にずれてしまう。そこで本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、燃料カット制御からの復帰１サイクル目においては、目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量によって変化する、実吸入空気量に対する残留ガス量（新気量）の割合に応じて、実吸入空気量に基づいて算出された目標噴射量を増量補正する。これにより、排気空燃比を目標通り、所定のリッチ空燃比に制御することが可能となる。
【００７３】
そして、時刻ｔ２以降のリッチ制御の開始２サイクル目以降は、実吸入空気量に基づいて、排気空燃比が所定のリッチ空燃比となる目標噴射量が算出され、当該目標噴射量の燃料が燃料噴射弁１３から噴射される。これにより、リッチ制御の開始２サイクル目以降は、排気空燃比が所定のリッチ空燃比に制御される。
【００７４】
時刻ｔ３で、リッチ制御実施時間が終了判定時間になると、リッチ制御が終了させられる。時刻ｔ３以降は、排気空燃比が理論空燃比（又は理論空燃比近傍の空燃比）となるように、実吸入空気量に基づいて目標噴射量が算出され、当該目標噴射量の燃料が燃料噴射弁１３から噴射される。これにより、リッチ制御の終了後は、排気空燃比が理論空燃比（又は理論空燃比近傍の空燃比）に制御される。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、機関本体１のシリンダ４（気筒）内に吸入される空気量を検出するためのエアフローメータ２１１と、シリンダ４内で燃焼させる燃料を噴射するための燃料噴射弁１３と、機関本体１の吸気弁９の閉弁時期を任意の時期に変更可能に構成された吸気動弁装置１１と、を備える内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００（制御装置）が、燃料噴射弁１３からの燃料噴射量が目標噴射量となるように、当該燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御部を備える。そして燃料噴射制御部が、燃料噴射弁１３からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御からの復帰１サイクル目には、エアフローメータ２１１によって検出された空気量に基づいて算出された目標噴射量を、当該復帰１サイクル目の吸気弁９の閉弁時期の吸気下死点からの進角量が大きくなるほど、当該目標噴射量に対する補正量の割合が大きくなるように増量補正するように構成されている。
【００７６】
これにより、燃料カット制御からの復帰１サイクル目は、その復帰１サイクル目における目標ＩＶＣの吸気下死点からの進角量によって変化する、実吸入空気量に対する残留ガス量の割合に応じて、実吸入空気量に基づいて算出された目標噴射量を増量補正することができる。そのため、実吸入空気量に基づいて算出された目標噴射量に対して、残留ガス中に含まれる酸素量に応じた適切な増量補正を実施することができるので、燃料カット制御からの復帰時に、排気空燃比を精度良く目標空燃比に制御することができる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００７８】
１    機関本体
４    シリンダ（気筒）
９    吸気弁
１１    吸気動弁装置
１３    燃料噴射弁
１００    内燃機関
２００    電子制御ユニット（制御装置）（燃料噴射制御部）
２１１    エアフローメータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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