JP2005180282A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料供給停止運転からの復帰時において、排気通路に残留していた空気が排気浄化触媒に排出される場合であっても、ＮＯｘの排出量が増大することを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 制御装置１は、複数のシリンダ１１〜１６と、シリンダ１１〜１６それぞれから排出される排気ガスを集合して排出する排気通路と、排気通路から排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌとを有するエンジン１０と、所定の燃料カット条件が満足された場合に、エンジン１０に対する燃料供給を一時的にカットさせると共に、燃料カット運転からの復帰時に、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量に応じて空燃比をリッチ化するＥＣＵ４０とを備える。ＥＣＵ４０は、燃料カット運転からの復帰時に、接続された排気通路の容積が最も大きい１番シリンダ１１から燃料供給を再開する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来から、燃料供給停止運転からの復帰時に目標空燃比をリッチにして排気浄化触媒内を酸化雰囲気から還元雰囲気に戻すことにより、燃料噴射再開時におけるＮＯｘ排出量を低減する燃料噴射制御装置が知られている。このような燃料噴射制御装置として、加速に伴って燃料噴射を再開させるときに、燃料供給停止時間が長かったときほど燃料の増量補正量を大きく設定する燃料噴射制御装置が下記特許文献１に記載されている。
特開２０００−１３０２２１号公報（第２−４頁、第２図）

燃料停止運転中、エキゾーストマニホールドやエキゾーストパイプ等の排気通路及び排気浄化触媒内は空気で満たされている。そのため、排気浄化触媒内は酸化雰囲気になっている。上記燃料噴射装置により燃料噴射が再開された場合、最初に復帰されたシリンダに接続されている排気通路及び排気浄化触媒内は還元雰囲気となるが、燃料噴射が再開されていないシリンダの排気通路には空気が残留している。順次、これらのシリンダに対して燃料噴射が再開された場合、排気通路に残留していた空気が排気浄化触媒に排出され、排気浄化触媒内が再び酸化雰囲気に戻されることにより、ＮＯｘの排出量が増大する。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、燃料供給停止運転からの復帰時において、排気通路に残留していた空気が排気浄化触媒に排出される場合であっても、ＮＯｘの排出量が増大することを抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、複数のシリンダと、複数のシリンダそれぞれに接続され、複数のシリンダそれぞれから排出される排気ガスを集合して排出する排気通路と、排気通路に接続され、排気通路から排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒とを有する内燃機関と、所定の燃料供給停止条件が満足された場合に、内燃機関に対する燃料供給を一時的に停止させると共に、燃料供給停止運転からの復帰時に、排気浄化触媒の吸蔵酸素量に応じて空燃比をリッチ化する制御手段とを備え、制御手段が、燃料供給停止運転からの復帰時に、接続された排気通路の容積が最も大きいシリンダから燃料供給を再開することを特徴とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、接続された排気通路の容積が最も大きいシリンダから燃料供給が再開されるので、他のシリンダから燃料供給が再開される場合と比較して、排気ガス排出後に排気通路内に残留する空気量を減少させることができる。このため、他のシリンダに対して順次燃料噴射が再開された場合、排気浄化触媒に排出される空気量が少なくなるので、排気浄化触媒内が酸化雰囲気に戻されることを抑制することが可能となる。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、複数のシリンダと、複数のシリンダそれぞれに接続され、複数のシリンダそれぞれから排出される排気ガスを集合して排出する排気通路と、排気通路に接続され、排気通路から排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒とを有する内燃機関と、所定の燃料供給停止条件が満足された場合に、内燃機関に対する燃料供給を一時的に停止させると共に、燃料供給停止運転からの復帰時に、排気浄化触媒の吸蔵酸素量に応じて空燃比をリッチ化する制御手段とを備え、制御手段が、燃料供給停止運転からの復帰時に、燃料供給が再開されるシリンダごとにリッチ化の度合を補正することを特徴とする。

複数のシリンダそれぞれに接続されている排気通路の容積が異なる場合、各排気通路内に残留している空気量も異なる。このため、燃料停止運転からの復帰時に各シリンダに対して同量の燃料が供給された場合、排気浄化触媒に排出される排気ガスの空燃比がシリンダごとに異なる。

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料供給が再開されるシリンダごとにリッチ化の度合が補正されるので、それぞれの排気通路内に残留している空気量が異なる場合であっても排気浄化触媒に排出される排気ガスの空燃比のばらつきを抑制することが可能となる。

なお、シリンダごとにリッチ化の度合を補正する際に、制御手段が、燃料供給が再開されるシリンダと排気浄化触媒とをつなぐ排気通路内に残留している空気量が多いほどリッチ化の度合を大きくすることが好ましい。

この場合、排気通路内の残留空気量が多いほどリッチ化の度合を大きくすることにより、各シリンダから排出される排気ガスの空燃比のばらつきを抑制することが可能となる。

さらに、制御手段が、燃料供給が再開されるシリンダにおいて、燃料供給再開後の最初の燃料供給時にのみリッチ化の度合を補正することが好適である。

このようにすれば、排気通路内に残留していた空気が排出された後はリッチ化度合の補正が行われないので、燃料消費量の悪化を抑制することが可能となる。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、シリンダに吸入される吸入空気量を検出する吸気量検出手段を備え、燃料供給停止運転からの復帰時に、吸入空気量が少ないほどリッチ化の度合を大きくすることが好ましい。

空燃比が同一であれば、吸入空気量が少ないほど燃料量が少なくなる。一方、排気浄化触媒内を還元雰囲気に戻すために必要とされる燃料量は一定である。そのため、吸入空気量が少ない場合には排気浄化触媒内の雰囲気を還元雰囲気に戻すまでの時間が長くなる。

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、吸入空気量が少ないほどリッチ化の度合が大きくされるので、排気浄化触媒内が還元雰囲気に戻されるまでの時間を短縮することが可能となる。

本発明によれば、燃料供給停止運転からの復帰時において、排気通路に残留していた空気が排気浄化触媒に排出される場合であっても、排気浄化触媒内が酸化雰囲気に戻されることを抑制することができるので、ＮＯｘの排出量が増大することを抑制することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。

まず、本実施形態に係る制御装置１の構成について、図１を参照しつつ説明する。図１は、実施形態に係る制御装置１の全体構成を示す図である。

本実施形態の制御装置１は、内燃機関であるエンジン１０を制御するものである。エンジン１０は、Ｖ型６気筒エンジンであり、右バンク１０Ｒ及び左バンク１０Ｌを備えている。エンジン１０の右バンク１０Ｒには、１番シリンダ１１、３番シリンダ１３及び５番シリンダ１５が形成されている。また、左バンク１０Ｌには２番シリンダ１２、４番シリンダ１４及び６番シリンダ１６が形成されている。

エンジン１０は、各シリンダ１１〜１６に配設された点火プラグ１７によってシリンダ１１〜１６内の混合気に対して点火を行うことにより駆動力を発生する。エンジン１０の燃焼に際して、外部から吸入された空気は吸気管２０を通り、インテークマニホールド２１に取り付けられたインジェクタ２２から噴射された燃料と混合され、混合気としてシリンダ１１〜１６内に吸入される。シリンダ１１〜１６の内部とインテークマニホールド２１との間は、吸気バルブによって開閉される。

吸気管２０には、シリンダ１１〜１６内に吸入される吸入空気量を調節するスロットルバルブ２３が配設されている。スロットルバルブ２３には、その開度を検出するスロットルポジションセンサ４１が接続されている。また、スロットルバルブ２３は、スロットルモータ２４と連結されており、スロットルモータ２４の駆動力によって開閉される。スロットルバルブ２３の近傍には、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４２も配設されている。このように本実施形態では、スロットルバルブ２３の開度が電子制御される電子制御スロットルバルブが採用されている。さらに、吸気管２０上には、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ４３も取り付けられている。

エンジン１０の右バンク１０Ｒに形成された１番、３番、５番シリンダ１１，１３，１５の内部で燃焼された混合気は、排気ガスとしてエキゾーストマニホールド２５Ｒに排気される。また、エンジン１０の左バンク１０Ｌに形成された２番、４番、６番シリンダ１２，１４，１６の内部で燃焼された混合気は、排気ガスとしてエキゾーストマニホールド２５Ｌに排気される。シリンダ１１〜１６の内部とエキゾーストマニホールド２５Ｒ，２５Ｌとの間は、排気バルブによって開閉される。

エキゾーストマニホールド２５Ｒ，２５Ｌそれぞれには、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌが接続されている。エンジン１０の右バンク１０Ｒに形成された１番、３番、５番シリンダ１１，１３，１５から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２５Ｒにより集合され、排気浄化触媒２６Ｒにより浄化される。また、エンジン１０の左バンク１０Ｌに形成された２番、４番、６番シリンダ１２，１４，１６から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２５Ｌにより集合され、排気浄化触媒２６Ｌにより浄化される。

なお、排気ガスの集合は、必ずしもエキゾーストマニホールドにより行われる必要はない。例えば、シリンダから排出された排気ガスをエキゾーストマニホールドにより並列に排気浄化触媒に導き、排気浄化触媒入口において集合されるような構成としてもよい。

本明細書において排気通路とは、排気バルブと排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌ入口との間の通路をいう。具体的にはシリンダヘッドに形成されたエキゾーストポート１８Ｒ，１８Ｌ及びエキゾーストポート１８Ｒ、１８Ｌそれぞれに接続されたエキゾーストマニホールド２５Ｒ，２５Ｌが排気通路に該当する。

また、排気通路の容積とは、各シリンダ１１〜１６についてのエキゾーストポート１８Ｒ，１８Ｌ及びエキゾーストマニホールド２５Ｒ，２５Ｌの容積、即ち排気バルブから排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌ入口までの通路の容積をいう。したがって、エキゾーストポート１８Ｒ，１８Ｌの形状が同一であり、且つエキゾーストマニホールド２５Ｒ，２５Ｌの内径が同一であれば、エキゾーストマニホールド２５Ｒ，２５Ｌの管長が長いシリンダほど排気通路の容積は大きくなる。例えば、本実施形態では、１番シリンダ１１の排気通路が最も容積が大きく、２番シリンダ１２、３番シリンダ１３、４番シリンダ１４、５番シリンダ１５、６番シリンダ１６の順に排気通路の容積が小さくなる。

排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌそれぞれには、エキゾーストパイプ２７Ｒ，２７Ｌが接続されている。エキゾーストパイプ２７Ｒとエキゾーストパイプ２７Ｌとは集合部２８で集合される。集合部２８の下流側にはマフラ２９が配設されている。

なお、排気浄化触媒の数及び配置は本実施形態に限られるものではなく、例えば、集合部２８の下流側に１つの排気浄化触媒を配設してもよい。

エンジン１０のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの位置を検出するクランクポジションセンサ４４が取り付けられている。クランクポジションセンサ４４の出力からは、クランクアングルやエンジン回転数等を求めることができる。

点火プラグ１７、インジェクタ２２、スロットルモータ２４、スロットルポジションセンサ４１、アクセル開度センサ４２、エアフローメータ４３、クランクポジションセンサ４４やその他のセンサ類は、エンジン１０を総合的に制御する電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）４０と接続されており、ＥＣＵ４０からの信号に基づいて制御され、あるいは、検出結果をＥＣＵ４０に対して送出している。

また、ＥＣＵ４０には、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌそれぞれの上流側に取り付けられた空燃比センサ４５Ｒ，４５Ｌも接続されている。空燃比センサ４５Ｒ，４５Ｌは、その取付位置における排気ガス中の酸素濃度から排気空燃比を検出する。そして、空燃比センサ４５Ｒにより検出される排気空燃比に基づいて右バンク１０Ｒの空燃比が制御され、空燃比センサ４５Ｌにより検出される排気空燃比に基づいて左バンク１０Ｌの空燃比が制御される。

空燃比センサ４５Ｒ，４５Ｌとしては、排気空燃比をオン−オフ的に検出するＯ_２センサが用いられる。なお、空燃比センサ４５Ｒ，４５Ｌとして、排気空燃比をリニアに検出することのできるリニア空燃比センサを用いてもよい。また、空燃比センサ４５Ｒ，４５Ｌは、所定の温度（活性化温度）以上とならなければ正確な空燃比の検出を行えないため、早期に活性化温度に昇温されるように、ＥＣＵ４０を介して供給される電力によって昇温される。

ＥＣＵ４０は、その内部に演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及びバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等を有している。

そして、ＥＣＵ４０の内部には、所定の燃料カット条件が満足された場合にエンジン１０に対する燃料供給をカット（停止）する燃料カット部４０Ａ、燃料供給を再開するか否かを判断する復帰判断部４０Ｂ、及び、燃料カット運転からの復帰時に排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量に応じて混合気の空燃比をリッチに制御するリッチ制御部４０Ｃ等が構築されている。即ち、ＥＣＵ４０は制御手段として機能する。

また、ＥＣＵ４０では、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌに吸蔵されている酸素吸蔵量の演算、エンジン１０に吸入される混合気の空燃比制御及び空燃比学習等が実行される。

ここで、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの酸素吸蔵作用について説明する。排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌは、コージェライトを主成分とするハニカム構造を有した三元触媒である。このハニカム構造体の表面にはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やジルコニア（ＺｒＯ２）等のコート材からなる担体層が形成され、この担体層には白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）系の貴金属触媒物質が担持されている。

この排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌは、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比のときに未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）を酸化し、同時に窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。また、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌは、上記セリア等の成分を担持することにより、流入する排気ガス中の酸素分子を吸蔵（吸着、貯蔵）及び放出する性質（酸素吸蔵機能）を有していて、この酸素吸蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度ずれても、ＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘを浄化することができる。すなわち、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌは排気空燃比がリーンとなって流入する排気ガスに過剰の酸素及び窒素酸化物ＮＯｘが多量に含まれると、過剰な酸素を吸蔵すると共に窒素酸化物ＮＯｘから酸素を奪って（ＮＯｘを還元して）酸素を吸蔵し、これによりＮＯｘを浄化する。また、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌは、排気空燃比がリッチになって流入する排気ガスに炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯ等の未燃成分が多量に含まれると、内部に吸蔵している酸素分子をこれらの未燃成分に与えて同未燃成分を酸化し、これによりＣＯ，ＨＣを浄化する。

したがって、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌが酸素を吸蔵し得る限界まで酸素を吸蔵していると、排気空燃比がリーンとなったときに酸素を吸蔵することができないので、酸素吸蔵機能を利用したＮＯｘ浄化に寄与できなくなる。一方、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌが酸素を放出しきっていて酸素を全く吸蔵していなければ排気空燃比がリッチとなったときに酸素を放出することができないので、酸素吸蔵機能を利用したＨＣ，ＣＯ浄化に寄与できなくなる。このため、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌに流入する排気ガスの空燃比が過渡的にリーン又はリッチとなった場合であっても、上述した浄化すべき成分を充分に浄化できるように、酸素吸蔵量を精度良く推定すると共に、酸素吸蔵量を所定の値に維持するように空燃比制御を行うことが望ましい。

（第１復帰処理）
次に、図２を参照して本実施形態に係る制御装置１の動作について説明する。ここで、図２は、燃料カット運転からの第１復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。この復帰処理は、エンジン１０の回転に同期して実行される。

ステップＳ１００では、燃料カット運転からの復帰要求があるか否かについての判断が行われる。ここで、復帰要求がある場合にはステップＳ１０２に処理が移行する。一方、復帰要求がない場合には、ステップＳ１０６において燃料カット運転が継続して実行される。その後、処理から一旦抜ける。

ステップＳ１０２では、クランクポジションセンサ４４の出力から求められたクランクアングルデータが読み込まれる。

続くステップＳ１０４では、ステップＳ１０２において読み込まれたクランクアングルデータに基づいて、燃料噴射が実行されるシリンダが復帰を許可されているシリンダであるか否かの判断が行われる。ここで、燃料カット運転からの復帰は、接続されている排気通路の容積が最も大きいシリンダ、即ち、本実施形態では１番シリンダ１１から行われる。

ステップＳ１０４が否定された場合、即ち燃料噴射が実行されるシリンダが１番シリンダ１１ではない場合には、ステップＳ１０６において燃料カット運転が継続して実行される。その後、処理から一旦抜ける。

一方、ステップＳ１０４が肯定された場合、即ち燃料噴射が実行されるシリンダが１番シリンダ１１である場合には、ステップＳ１０８に処理が移行する。

ステップＳ１０８では、１番シリンダ１１に対して燃料噴射が実行される。なお、燃料カット運転復帰時に排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、吸蔵酸素量が所定値未満となるまで、混合気の空燃比がリッチになるように燃料噴射量が制御される。

１番シリンダ１１から燃料噴射が再開された後は、所定の燃料噴射順序に従って各シリンダ１１〜１６に対して燃料噴射が実行される。ここで、エンジン１０の燃料噴射順序は、１番シリンダ１１、２番シリンダ１２、３番シリンダ１３、４番シリンダ１４、５番シリンダ１５、６番シリンダ１６の順である。

図３に、燃料カット復帰処理における（ａ）燃料カット実行フラグ、（ｂ）クランクアングルデータ、（ｃ）燃料噴射信号のタイミングチャートを示す。

図３に示されるように、燃料カット復帰要求があった場合、クランクアングルデータに基づいて１番シリンダ１１の燃料噴射タイミングであるか否かが判断される。１番シリンダ１１以外のシリンダの燃料噴射タイミングであると判断された場合には、１番シリンダ１１の燃料噴射タイミングになるまで燃料カット運転が継続される。燃料カット運転が継続されている間、燃料カット実行フラグはＯＮのまま保持される。

そして、１番シリンダ１１の燃料噴射タイミングになったときに、燃料噴射が再開され、燃料カット運転からの復帰が行われる。燃料噴射が再開されるタイミングで燃料カット実行フラグがＯＦＦされる。１番シリンダ１１に対して燃料噴射が再開された後は、所定の燃料噴射順序に従って順次燃料噴射が実行される。

図４及び図５を参照して、従来の制御装置による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒２６Ｒの状態変化、及び、本実施形態に係る制御装置１による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒２６Ｒの状態変化について説明する。図４は、従来の制御装置による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒の状態変化を説明する図である。また、図５は、実施形態に係る制御装置１による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒の状態変化を示す図である。ここでは、右バンク１０Ｒの排気浄化触媒２６Ｒについて説明する。左バンク１０Ｌの排気浄化触媒２６Ｌについては、排気浄化触媒２６Ｒの場合と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。

まず、図４を参照して従来の制御装置による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒２６Ｒの状態変化について説明する。

燃料カット運転中、エキゾーストポート１８Ｒ、エキゾーストマニホールド２５Ｒ及び排気浄化触媒２６Ｒは空気で満たされており、排気浄化触媒２６Ｒ内は酸素過剰状態、即ち酸化雰囲気にある（図４（ａ）参照）。

次に、燃料カット復帰要求により、例えば５番シリンダ１５から燃料噴射が再開された場合、５番シリンダ１５の排気通路（図４（ｂ）の斜線部分参照）及び排気浄化触媒２６Ｒにリッチの排気ガスが排出され、排気浄化触媒２６Ｒ内は還元雰囲気となる。このとき、１番シリンダ１１及び３番シリンダ１３の排気通路には多量の空気が残留している。

左バンク１０Ｌの６番シリンダ１６に対して燃料噴射が実行された後、Ｒバンク１０Ｒの１番シリンダ１１に対して燃料噴射が実行される。このとき、１番シリンダ１１から排出される排気ガスによって１番シリンダ１１の排気通路に残留していた多量の空気（図４（ｃ）の斜線部分参照）が排気浄化触媒２６Ｒに押し出される。排気浄化触媒２６Ｒに排出された空気によって、排気浄化触媒２６Ｒ内が再び酸化雰囲気に戻される。そのため、ＮＯｘの排出量が増大する。

次に、図５を参照して本実施形態に係る制御装置１による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒２６Ｒの状態変化について説明する。

燃料カット運転中、エキゾーストポート１８Ｒ、エキゾーストマニホールド２５Ｒ及び排気浄化触媒２６Ｒは空気で満たされており、排気浄化触媒２６Ｒ内は酸素過剰状態、即ち酸化雰囲気にある（図５（ａ）参照）。

燃料カット復帰要求により燃料噴射が再開される場合、制御装置１によれば、排気通路の容積が最も大きいシリンダ、即ち１番シリンダ１１から燃料噴射が再開される。１番シリンダ１１から燃料噴射が再開された場合、１番シリンダ１１の排気通路（図５（ｂ）の斜線部分参照）及び排気浄化触媒２６Ｒにリッチの排気ガスが排出され、排気浄化触媒２６Ｒ内は還元雰囲気となる。このとき、３番シリンダ１３及び５番シリンダ１５の排気通路の一部には空気が残留しているが、その量は少量である。

左バンク１０Ｌの２番シリンダ１２に対して燃料噴射が実行された後、Ｒバンク１０Ｒの３番シリンダ１３に対して燃料噴射が実行される。このとき、３番シリンダ１３から排出される排気ガスによって３番シリンダ１３の排気通路の一部に残留していた空気（図５（ｃ）の斜線部分参照）が排気浄化触媒２６Ｒに押し出される。しかし、排気浄化触媒２６Ｒに排出される空気量が少量であるので、排気浄化触媒２６Ｒへの影響が少ない。そのため、ＮＯｘの排出量が増大することを抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、排気通路の容積が最も大きい１番シリンダ１１から燃料供給が再開されるので、他のシリンダから燃料供給が再開される場合と比較して、１番シリンダ１１の排気ガス排出後に他の排気通路内に残留する空気量を減少させることができる。このため、他のシリンダに対して順次燃料噴射が再開された場合、排気浄化触媒２６Ｒに排出される空気量が少なくなるので、排気浄化触媒２６Ｒ内が酸化雰囲気に戻されることを抑制することができる。これにより、燃料カット運転復帰時のＮＯｘ排出量の増大を抑制することが可能となる。また、このとき、左バンク１０Ｌについては２番シリンダ１２から燃料噴射が再開されるので、右バンク１０Ｒの場合と同様に燃料カット運転復帰時のＮＯｘ排出量の増大を抑制することができる。

（第２復帰処理）
次に、図６を参照して制御装置１による燃料カット運転からの第２復帰処理の処理手順について説明する。ここで、図６は、燃料カット運転からの第２復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。この復帰処理は、エンジン１０の回転に同期して実行される。

本処理手順が上記第１復帰処理の処理手順と異なるのは、上記第１復帰処理の処理手順に対して、燃料カット運転からの復帰要求が強制的なものであるか否かについての判断が行われるステップ（ステップＳ２０２）が追加されている点である。ここで、例えば、燃料カット運転中にアクセルペダルが踏込まれた場合には加速応答遅れを回避するために燃料カット運転からの強制的な復帰が行われる。この場合、１番シリンダ１１の燃料噴射タイミングまで燃料カット運転を継続することなく、即座に燃料噴射が再開される。なお、その他の処理手順については、上記第１復帰処理の処理手順と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。

処理ステップに基づいて説明すると、ステップＳ２０２では、燃料カット運転からの復帰要求が強制的なものであるか否かについての判断が行われる。ステップＳ２０２が肯定された場合、即ち復帰要求が強制的なものであると判断された場合には、ステップＳ２１０において燃料噴射が実行される。この場合、燃料噴射が再開されるシリンダは、復帰許可シリンダである１番シリンダ１１に限られない。そのため、本ステップが実行されるときに燃料噴射タイミングが設定されているシリンダから燃料噴射が再開される。

一方、復帰要求が強制的なものではないと判断された場合、即ち自然復帰の場合には、ステップＳ２０４に処理が移行する。ステップＳ２０４〜Ｓ２１０の処理内容については、上記第１復帰処理の処理手順におけるステップＳ１０２〜Ｓ１０８と同一であるので、ここでは説明を省略する。

本実施形態によれば、強制的な復帰要求があった場合には、１番シリンダ１１の燃料噴射タイミングが来るまで燃料カット運転が継続されることなく、即座に燃料噴射が再開される。そのため、加速応答遅れ等を回避することが可能となる。

（第３復帰処理）
次に、図７を参照して制御装置１による燃料カット運転からの第３復帰処理の処理手順について説明する。ここで、図７は、燃料カット運転からの第３復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。この復帰処理は、エンジン１０の回転に同期して実行される。

本処理手順が上記第２復帰処理の処理手順と異なるのは、上記第２復帰処理の処理手順に対して、エンジン回転数が読み込まれるステップ（ステップＳ３０４）及びエンジン回転数が所定値以上であるか否かについての判断が行われるステップ（ステップＳ３０６）が追加されている点である。なお、その他の処理手順については、上記第２復帰処理の処理手順と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３０４では、クランクポジションセンサ４４の出力から求められたエンジン回転数が読み込まれる。

続くステップＳ３０６では、ステップＳ３０４で読み込まれたエンジン回転数が所定値（例えば、１２００ｒｐｍ）以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、エンジン回転数が所定値より低い場合には、ステップＳ３１４において燃料噴射が実行される。この場合、燃料噴射が再開されるシリンダは、復帰許可シリンダである１番シリンダ１１に限られない。そのため、本ステップが実行されるときに燃料噴射タイミングが設定されているシリンダから燃料噴射が再開される。

一方、エンジン回転数が所定値以上である場合には、ステップＳ３０８に処理が移行する。ステップＳ３０８〜Ｓ３１４の処理内容については、上記処理手順におけるステップＳ２０４〜Ｓ２１０と同一であるので、ここでは説明を省略する。

燃料カット運転からの復帰が遅れた場合、ショックやエンジンストールが発生する恐れがある。本実施形態によれば、エンジン回転数が所定値より低下した場合には、１番シリンダ１１の燃料噴射タイミングが来るまで燃料カット運転が継続されることなく、即座に燃料噴射が再開される。そのため、ショックやエンジンストールの発生を回避することが可能となる。

なお、ステップＳ３０４では、エンジン回転数に代えて、所定時間におけるエンジン回転数の低下量を用いてもよい。この場合、所定時間におけるエンジン回転数の低下量が所定値より大きいときにはすぐに燃料噴射が再開される。

（第４復帰処理）
次に、図８を参照して制御装置１による燃料カット運転からの第４復帰処理の処理手順について説明する。ここで、図８は、燃料カット運転からの第４復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。この復帰処理は、エンジン１０の回転に同期して実行される。

ステップＳ４００では、燃料カット運転からの復帰要求があるか否かについての判断が行われる。ここで、復帰要求がない場合には、ステップＳ４０２において燃料カット運転が継続して実行される。一方、復帰要求がある場合にはステップＳ４０４に処理が移行する。

ステップＳ４０４では、燃料カット運転復帰時のリッチ制御要求があるか否かについての判断が行われる。ここで、リッチ制御要求がない場合、すなわち排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量が所定値未満である場合には、空燃比のリッチ制御が実行されることなく、通常の燃料噴射量に基づいて燃料噴射が実行される（ステップＳ４０６）。一方、リッチ制御要求がある場合、すなわち排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、ステップＳ４０８に処理が移行する。

ステップＳ４０８では、右バンク１０Ｒに形成されているシリンダ、即ち１番シリンダ１１、３番シリンダ１３又は５番シリンダ１５の燃料噴射タイミングであるか否かについての判断が行われる。ここで、１番、３番又は５番シリンダ１１，１３，１５の燃料噴射タイミングであるときにはステップＳ４１２に処理が移行する。

一方、１番、３番、５番シリンダ１１，１３，１５以外のシリンダの燃料噴射タイミングであると判断された場合には、ステップＳ４１０において、左バンク処理が実行される。ここで、左バンク処理は、後述するステップＳ４１２〜４２０における右バンク処理と同一又は同様であるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ４１２では、右バンク１０Ｒにおいて、燃料カット運転復帰後の最初の燃料噴射であるか否かについての判断が行われる。ここで、復帰後最初の燃料噴射であると判断された場合にはステップＳ４１４に処理が移行する。一方、復帰後最初の燃料噴射ではないと判断された場合にはステップＳ４１８に処理が移行する。

ステップＳ４１２が肯定された場合、即ち右バンク１０Ｒにおいて、燃料カット運転復帰後の最初の燃料噴射である場合にはステップＳ４１４において初回噴射補正処理が実行される。ここで、図９を参照して初回噴射補正処理の処理手順について説明する。図９は、初回噴射補正処理の処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ５００では、燃料カット運転復帰時に最初に燃料噴射が行われるシリンダが１番シリンダ１１であるか否かについての判断が行われる。ここで、１番シリンダ１１から燃料噴射が再開されると判断された場合にはステップＳ５０２に処理が移行する。一方、１番シリンダ１１以外から燃料噴射が再開されると判断された場合にはステップＳ５０４に処理が移行する。

ステップＳ５０２では、１番シリンダ１１から燃料噴射が再開される場合における１番、３番及び５番シリンダ１１，１３，１５それぞれの初回噴射補正量が設定される。そして、初回噴射補正量が設定された後、図８のステップＳ４１６に処理が移行する。

この場合、１番シリンダ１１の初回噴射補正量は、３番シリンダ１３及び５番シリンダ１５の補正量より大きい値、即ち排気空燃比がよりリッチになる値に設定される。また、３番シリンダ１３と５番シリンダ１５の初回噴射補正量は同一の値に設定される。

１番シリンダ１１から燃料噴射が再開される場合、１番シリンダ１１の排気通路に残留している空気量がもっとも多い（図１０（ａ）の斜線部分参照）。また、１番シリンダ１１から排気ガスが排出された後に３番シリンダ１３の排気通路の一部に残留する空気量と、１番及び３番シリンダ１１，１３から排気ガスが排出された後に５番シリンダ１５の排気通路の一部に残留する空気量とは略同一である。そのため、初回噴射補正量は、上述したように設定される。

ステップＳ５００が否定された場合、ステップＳ５０４では、燃料カット運転復帰時に最初に燃料噴射が行われるシリンダが３番シリンダ１３であるか否かについての判断が行われる。ここで、３番シリンダ１３から燃料噴射が再開されると判断された場合にはステップＳ５０６に処理が移行する。一方、３番シリンダ１３以外、すなわち５番シリンダ１５から燃料噴射が再開されると判断された場合にはステップＳ５０８に処理が移行する。

ステップＳ５０６では、３番シリンダ１３から燃料噴射が再開される場合における１番、３番及び５番シリンダ１１，１３，１５それぞれの初回噴射補正量が設定される。そして、初回噴射補正量が設定された後、図８のステップＳ４１６に処理が移行する。

この場合、３番シリンダ１３の初回噴射補正量は、１番シリンダ１１及び５番シリンダ１５の補正量より大きい値、即ち排気空燃比がよりリッチになる値に設定される。また、１番シリンダ１１の初回噴射補正量は、５番シリンダ１５の補正量より大きい値に設定される。

３番シリンダ１３から燃料噴射が再開される場合、３番シリンダ１３の排気通路に残留している空気量がもっとも多い（図１０（ｂ）の斜線部分参照）。また、３番シリンダ１３から排気ガスが排出された後に５番シリンダ１５の排気通路の一部に残留する空気量と、３番及び５番シリンダ１３，１５から排気ガスが排出された後に１番シリンダ１１の排気通路の一部に残留する空気量とでは、１番シリンダ１１の排気通路の一部に残留する空気量の方が多い。そのため、初回噴射補正量は、上述したように設定される。

ステップＳ５０４が否定された場合、ステップＳ５０８では、５番シリンダ１５から燃料噴射が再開される場合における１番、３番及び５番シリンダ１１，１３，１５それぞれの初回噴射補正量が設定される。そして、初回噴射補正量が設定された後、図８のステップＳ４１６に処理が移行する。

この場合、５番シリンダ１５の初回噴射補正量は、１番シリンダ１１の初回噴射補正量より小さい値に設定され、且つ、３番シリンダ１３の初回噴射補正量より大きい値に設定される。

５番シリンダ１５から燃料噴射が再開される場合、５番シリンダ１５の排気通路に残留している空気量（図１０（ｃ）の斜線部分参照）は、５番シリンダ１５から排気ガスが排出された後に１番シリンダ１１の排気通路の一部に残留する空気量より少ない。また、５番シリンダ１５の排気通路に残留している空気量は、５番及び１番シリンダ１５，１１から排気ガスが排出された後に３番シリンダ１３の排気通路の一部に残留する空気量より多い。そのため、初回噴射補正量は、上述したように設定される。

図８に戻って説明を続けると、続くステップＳ４１６では、吸入空気量等に基づいて求められる基本燃料噴射量に対してステップＳ４１４で設定された初回噴射補正量が乗算され、補正後の燃料噴射量が算出される。そして、算出された補正後の燃料噴射量に応じてインジェクタ２２が駆動されて燃料噴射が実行される。

ステップＳ４１２が否定された場合、即ち、右バンク１０Ｒにおいて燃料カット運転復帰後の最初の燃料噴射ではないと判断された場合、ステップＳ４１８では、燃料噴射が実行されるシリンダにおいて燃料カット運転復帰後の最初の燃料噴射であるか否かについての判断が行われる。ここで、当該シリンダにおいて復帰後最初の噴射であると判断された場合には、上記ステップＳ４１６に処理が移行し、基本燃料噴射量に対してステップＳ４１４で設定された初回噴射補正量が乗算され補正後の燃料噴射量が算出される。そして、算出された補正後の燃料噴射量に応じてインジェクタ２２が駆動されて燃料噴射が実行される。

一方、当該シリンダにおいて復帰後最初の燃料噴射ではないと判断された場合、即ち当該シリンダにおいて２度目以降の燃料噴射であると判断された場合にはステップＳ４２０に処理が移行する。

ステップＳ４２０では、初回噴射補正が行われることなく、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量に基づいて通常のリッチ制御が実行される。

本実施形態によれば、燃料カット運転からの復帰時に、排気通路内の残留空気量に応じて初回噴射補正量が設定され空燃比のリッチ化度合が補正される。そのため、シリンダ１１〜１６それぞれの排気通路内に残留している空気量が異なる場合であっても、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌそれぞれに排出される排気ガスの空燃比のリーン化及びばらつきを抑制することができる。これにより、ＮＯｘの排出量を低減することが可能となる。

また、本実施形態によれば、燃料カット運転復帰時において、各シリンダ１１〜１６における最初の燃料噴射時のみ初回噴射補正が実行される。この場合、排気通路内に残留していた空気が排出された後はリッチ化度合の補正が行われないので、燃料消費量の悪化を抑制することが可能となる。

（第５復帰処理）
次に、図１１を参照して制御装置１による燃料カット運転からの第５復帰処理の処理手順について説明する。ここで、図１１は、燃料カット運転からの第５復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。この復帰処理は、エンジン１０の回転に同期して実行される。

ステップＳ６００では、燃料カット運転からの復帰要求があるか否かについての判断が行われる。ここで、復帰要求がない場合には、ステップＳ６０２において燃料カット運転が継続して実行される。一方、復帰要求がある場合にはステップＳ６０４に処理が移行する。

ステップＳ６０４では、燃料カット運転復帰時のリッチ制御要求があるか否かについての判断が行われる。ここで、リッチ制御要求がない場合、すなわち排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量が所定値未満である場合には、空燃比のリッチ制御が実行されることなく、通常の燃料噴射量に基づいて燃料噴射が実行される（ステップＳ６０６）。一方、リッチ制御要求がある場合、すなわち排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌの吸蔵酸素量が所定値以上である場合には、ステップＳ６０８に処理が移行する。

ステップＳ６０８では、エアフローメータ４３により検出されたエンジン１０の吸入空気量が読み込まれる。

続くステップＳ６１０では、ステップＳ６０８において読み込まれた吸入空気量に応じて吸入空気量補正が実行される。例えば、ＥＣＵ４０には吸入空気量と吸入空気量補正値との関係を定めたマップ（吸入空気量補正マップ）が記憶されており、吸入空気量に基づいて吸入空気量補正マップが検索されることにより吸入空気量補正値が算出される。なお、吸入空気量補正マップは、吸入空気量が少ないほど補正値が大きくなるように、即ちリッチ度合いが大きくなるように設定されている。

続くステップＳ６１０では、ステップＳ６０８において算出された吸入空気量補正値に基づいて混合気の空燃比がリッチになるように燃料噴射量が補正される。そして、補正後の燃料噴射量に応じてインジェクタ２２が駆動されて燃料噴射が実行される。

本実施形態によれば、吸入空気量が少ないほど吸入空気量補正値が大きくされることによりリッチ化の度合が大きくされる。そのため、補正が行われない場合と比較して、排気浄化触媒２６Ｒ，２６Ｌ内が還元雰囲気に戻されるまでの時間を短縮することが可能となる。したがってＮＯｘの排出量を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、エンジン１０は、Ｖ型６気筒エンジンに限られず、Ｖ型１２気筒エンジン、直列６気筒エンジン、直列４気筒エンジン又は水平対向４気筒エンジン等さまざまな形式のエンジンを用いることができる。

実施形態に係る制御装置の全体構成を示す図である。 燃料カット運転からの第１復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。 燃料カット運転からの復帰処理における（ａ）燃料カット実行フラグ、（ｂ）クランクアングルデータ、（ｃ）燃料噴射信号のタイミングチャートである。 従来の制御装置による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒の状態変化を説明する図である。 実施形態に係る制御装置による燃料カット運転復帰時における排気浄化触媒の状態変化を示す図である。 燃料カット運転からの第２復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。 燃料カット運転からの第３復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。 燃料カット運転からの第４復帰処理の処理手順を示すフローチャートである。 初回噴射補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 シリンダごとの初回噴射補正量を説明するための図である。 吸入空気量補正処理の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…制御装置、１０…エンジン、１１…１番シリンダ、１２…２番シリンダ、１３…３番シリンダ、１４…４番シリンダ、１５…５番シリンダ、１６…６番シリンダ、１７…点火プラグ、２０…吸気管、２１…インテークマニホールド、２２…インジェクタ、２３…スロットルバルブ、２４…スロットルモータ、２５Ｒ，２５Ｌ…エキゾーストマニホールド、２６Ｒ，２６Ｌ…排気浄化触媒、２７Ｒ，２７Ｌ…エキゾーストパイプ、２９…マフラ、４０…ＥＣＵ、４０Ａ…燃料カット部、４０Ｂ…復帰判断部、４０Ｃ…リッチ制御部、４１…スロットルポジションセンサ、４２…アクセル開度センサ、４３…エアフローメータ、４４…クランクポジションセンサ、４５Ｒ，４５Ｌ…空燃比センサ。

Claims (5)

1. 複数のシリンダと、前記複数のシリンダそれぞれに接続され、前記複数のシリンダそれぞれから排出される排気ガスを集合して排出する排気通路と、前記排気通路に接続され、前記排気通路から排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒とを有する内燃機関と、
   所定の燃料供給停止条件が満足された場合に、前記内燃機関に対する燃料供給を一時的に停止させると共に、燃料供給停止運転からの復帰時に、前記排気浄化触媒の吸蔵酸素量に応じて空燃比をリッチ化する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、燃料供給停止運転からの復帰時に、接続された前記排気通路の容積が最も大きいシリンダから燃料供給を再開する、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 複数のシリンダと、前記複数のシリンダそれぞれに接続され、前記複数のシリンダそれぞれから排出される排気ガスを集合して排出する排気通路と、前記排気通路に接続され、前記排気通路から排出される排気ガスを浄化する排気浄化触媒とを有する内燃機関と、
   所定の燃料供給停止条件が満足された場合に、前記内燃機関に対する燃料供給を一時的に停止させると共に、燃料供給停止運転からの復帰時に、前記排気浄化触媒の吸蔵酸素量に応じて空燃比をリッチ化する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、燃料供給停止運転からの復帰時に、燃料供給が再開されるシリンダごとにリッチ化の度合を補正する、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 前記制御手段は、燃料供給停止運転からの復帰時に、燃料供給が再開されるシリンダと前記排気浄化触媒とをつなぐ排気通路内に残留している空気量が多いほどリッチ化の度合を大きくする、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。
4. 前記制御手段は、燃料供給が再開されるシリンダにおいて、燃料供給再開後の最初の燃料供給時にのみリッチ化の度合を補正する、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。
5. 前記シリンダに吸入される吸入空気量を検出する吸気量検出手段を備え、
   燃料供給停止運転からの復帰時に、前記吸入空気量が少ないほどリッチ化の度合を大きくする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
   

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