JP2009250163A - 可変圧縮比内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フューエルカット（ＦＣ）運転中に触媒の温度が低下した場合にのみＦＣ運転の終了後に速やかに触媒の温度を上昇させるように機械圧縮比を低下させ、触媒の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることが可能な内燃機関の制御装置を提供すること。
【解決手段】制御装置は機械圧縮比を変更する圧縮比変更機構を備えるとともに排気通路に触媒を備えた機関に適用される。制御装置は、機関の運転状態に応じて通常運転時の基本目標機械圧縮比εｍtgtbを決定する（ステップ７１０）。そして、フューエルカット運転中に例えば触媒の温度が所定温度以下になったとき、圧縮比低下フラグＸＤの値を「１」に設定する。圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」に設定されると、制御装置は「基本目標機械圧縮比εｍtgtbを所定機械圧縮比Ｂだけ減少させた圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比εｍtgt」に設定する（ステップ７２０、ステップ７５０乃至ステップ７７０）。
【選択図】図７

Description

本発明は、排気通路に触媒を備えるとともに機械圧縮比を変更することができる可変圧縮比内燃機関の制御装置に関する。

従来から、運転状態に応じて機械圧縮比を変更することができる可変圧縮比内燃機関が提案されている。このような可変圧縮比内燃機関は、例えば、以下の何れかの手法等に基づいて機械圧縮比を変更する。
（１）リンク機構を用いてピストンの移動量（ピストンが下死点位置から上死点位置にまで移動する際の移動距離）を変更させる（例えば、特許文献１を参照。）。
（２）クランクケースに対するシリンダブロックの傾斜角を変更させる。
（３）シリンダブロックをクランクケースに対してシリンダの軸線方向に移動させる（例えば、特許文献２及び特許文献３を参照。）。
（４）ピストンとクランク軸との距離を変更させる（例えば、特許文献４を参照。）。

このような可変圧縮比内燃機関の排気通路にも、通常の内燃機関と同様、排気浄化用の触媒装置（三元触媒、以下、単に「触媒」とも称呼する。）が配設される。一般に、触媒はセラミックからなる担持体に白金及びロジウム等の貴金属を担持している。触媒は、その貴金属の温度が活性温度以上である場合（即ち、触媒が活性化している場合）、機関から排出され且つ触媒に流入する未燃物（ＨＣ，ＣＯ等）と窒素酸化物（ＮＯｘ）との酸化還元反応を促進する。従って、触媒が活性化していて且つ機関の排ガスの空燃比（即ち、触媒に流入するガスの空燃比）が理論空燃比であるとき、触媒は排ガス中の未燃物及び窒素酸化物を同時に高い浄化率にて浄化することができる。

このような酸化還元反応においては、触媒に担持された貴金属の微粒子が酸化還元反応の活性点（触媒活性点）となる。適正な効率で酸化還元反応を進行させるには、触媒活性点において適正な酸素濃度を保つことが必要である。そこで、触媒は、「セリア（CeO2）」等の酸素吸蔵物質を担持している。酸素吸蔵物質は、酸素を吸蔵するともに触媒活性点へ酸素を供給することにより触媒活性点における酸素濃度の調整を行うと考えられている。触媒のこのような機能は、「酸素吸蔵機能（酸素吸蔵放出機能、Ｏ２ストレージ機能）」と称呼される。触媒に加えられた酸素吸蔵物質は、その物質の温度が所定の温度（以下、便宜上「酸素移動可能温度」と称呼する。）以上であるときに酸素をその物質内で容易に移動させることができる。酸素移動可能温度は例えば４００℃程度であり、一般に、上記貴金属の活性温度（例えば６００℃程度）よりも低い。

一方、内燃機関の運転状態が減速運転状態等になると、機関への燃料供給が停止される。即ち、フューエルカット運転が実行される。フューエルカット運転中、機関からは空気のみが排出される。従って、触媒には多量の酸素が流入するから、触媒の酸素吸蔵量（触媒が吸蔵している酸素の量）は、その触媒の酸素吸蔵量の最大値である最大酸素吸蔵量に到達するか又は最大酸素吸蔵量近傍にまで増大する。

フューエルカット運転中に減速運転状態が終了する等の所定の条件（フューエルカット復帰条件）が満たされると、フューエルカット運転が停止される。即ち、燃料供給が再開される。このとき、触媒の酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量又は最大酸素吸蔵量近傍になっているから、その後に触媒に流入する未燃物は、触媒に吸蔵されている酸素により消費される。その結果、触媒の窒素酸化物を還元する能力が低下する。

そこで、従来の制御装置は、フューエルカット運転の終了後（燃料供給再開後、フューエルカット復帰後）の所定の期間、機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比になるように、燃料噴射量（燃料供給量）を増量する。この増量は「フューエルカット復帰時リッチ増量」又は「フューエルカット復帰増量」とも称呼される。このフューエルカット復帰増量により、過剰な未燃物が触媒に流入する。従って、触媒に吸蔵されている酸素が迅速に消費される。その結果、酸素吸蔵量はフューエルカット運転の終了後から短期間のうちに適正な量（例えば、最大酸素吸蔵量の半分程度）に到達する。これにより、触媒は多量の窒素酸化物を還元することができる状態となる。

ところで、フューエルカット運転中、触媒は触媒に流入する低温の空気により急速に冷却される。従って、フューエルカット運転中、酸素吸蔵物質の温度は酸素移動可能温度よりも高いが、貴金属の温度がその活性温度よりも低くなる場合がある。この場合、触媒は依然として酸素を吸蔵することができるから、酸素吸蔵量は最大酸素吸蔵量に到達するか又は最大酸素吸蔵量近傍にまで増大する。

このような状態において、燃料供給が再開し、フューエルカット復帰増量が実行されることにより触媒に過剰の未燃物が流入した場合、貴金属の温度はその活性温度より低いから、触媒は未燃物を効率的に酸化することができない。即ち、フューエルカット運転中に触媒に吸蔵された酸素は、フューエルカット復帰増量によって過剰な未燃物が触媒に流入しても、その未燃物により効率良く消費されない。その結果、触媒の酸素吸蔵量が過度に大きい（最大酸素吸蔵量に近い）期間が長くなり、触媒が窒素酸化物を効率良く浄化し得ない期間が長くなるという問題が発生する。更に、この場合、フューエルカット復帰増量時間を長くせざるを得ないから、無駄な燃料が消費されるという問題も発生する。
特開２００４−２３９１４７号公報 特開２００３−２０６７７１号公報 特開２００７−３０３４２３号公報 特開平２−１６３４２９号公報

本発明者は、上記課題に着目して鋭意検討を行った結果、触媒を備える機関が上述した機械圧縮比を変更できる可変圧縮比内燃機関であれば、少なくともフューエルカット運転の終了後において機械圧縮比を低下させることにより、触媒の温度を速やかに上昇させることができ、酸素吸蔵量が過大である期間を短縮することができるとの知見を得た。更に、本発明者は、フューエルカット運転中に触媒の温度がそれほど低下していないにも拘らずフューエルカット運転の終了後において必ず機械圧縮比を低下させるようにすると、触媒の温度が過度に高くなる場合が発生し、その結果、触媒のシンタリング等による熱劣化を早めてしまう場合があるという知見を得た。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。即ち、本発明による可変圧縮比内燃機関の制御装置は、フューエルカット期間中に触媒の温度が必要以上に低下した場合にのみ機械圧縮比を低下させる。これにより、本発明による制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において、必要な場合にのみ触媒の温度を速やかに上昇させ、触媒の貴金属の温度を速やかに活性温度に到達させる。この結果、本発明による制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において、触媒に流入する未燃物により酸素を効率よく消費させることができる。従って、この制御装置は、触媒の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることができるので、大気中に排出される「窒素酸化物の量」を低減することができるとともに、触媒の熱劣化が進行しないようにすることができる。

より具体的に述べると、本発明による可変圧縮比内燃機関の制御装置は、
排気通路に配設された触媒と、ピストンが「上死点位置にあるときの燃焼室容積」に対する「ピストンが下死点位置にあるときの燃焼室容積」の比である「機械圧縮比」を指示に応じて変更し得る機械圧縮比変更機構と、を備えた可変圧縮比内燃機関に適用される。

この制御装置は、
所定のフューエルカット開始条件が成立したとき前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するとともに同フューエルカット運転の実行中において所定のフューエルカット復帰条件が成立したとき同フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開するフューエルカット制御手段と、
前記フューエルカット運転の実行中において前記触媒の温度が「閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定された場合、「前記フューエルカット復帰条件が成立することにより前記フューエルカット制御手段が前記フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開した時点」から「所定時間が経過する時点」までのフューエルカット復帰後期間における前記機械圧縮比が、前記フューエルカット運転の実行中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定されない場合よりも「低く」なるように前記機械圧縮比変更機構に指示を与える機械圧縮比制御手段と、
を備える。

機械圧縮比が低い場合、機械圧縮比が高い場合に比べ、燃焼効率は低下する。従って、エネルギーの大きい排ガスが燃焼室から排気通路へと排出される。即ち、機械圧縮比が低い場合、機械圧縮比が高い場合に比較して高温の排ガスによって触媒が加熱されるので、触媒の温度はより速やかに上昇する。

上記構成によれば、フューエルカット運転の実行中において触媒の温度が「閾値温度に基づく温度」より低くなったと判定された場合、フューエルカット運転終了後（燃料供給再開後）の機械圧縮比が、フューエルカット運転の実行中において触媒の温度が「閾値温度に基づく値」より低くなったと判定されない場合よりも、低下させられる。「閾値温度に基づく温度」とは、例えば、触媒が担持している貴金属が酸化還元反応を促進する機能を発現するために必要な「貴金属の活性温度」に基づく値であって、貴金属の活性温度そのもの及び貴金属の活性温度から所定温度を減じた温度等である。

この構成により、フューエルカット運転の実行中に低下した触媒の温度は、フューエルカット運転の終了後においてより迅速に上昇する。これにより、触媒の貴金属の温度が速やかに活性温度に達するから、フューエルカット運転中に触媒の酸素吸蔵物質に吸蔵された酸素は触媒に流入する未燃物の酸化のために使用される。その結果、フューエルカット運転の終了後において触媒の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることができるので、大気中に排出される「窒素酸化物の量」を低減することができる。

更に、上記構成によれば、機械圧縮比は、フューエルカット運転の実行中において「触媒の温度が閾値温度に基づく値より低くなったと判定されない場合」には、相対的に高い値に維持される。この結果、フューエルカット運転の終了後において触媒の温度が過度に高くならないから、シンタリング等による触媒の熱劣化が進行することを回避することができる。なお、本発明において、フューエルカット復帰増量は必ずしも必要ない。但し、フューエルカット復帰増量が実施された場合、フューエルカット運転の終了後に多量の未燃物が触媒に流入するから、触媒の酸素吸蔵量をより速やかに低下させることができる。

なお、前記フューエルカット復帰後期間の終了時点を定める「前記フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開した時点からの所定時間」は、一定であってもよく、可変であってもよい。例えば、フューエルカット復帰後期間の終了時点は、以下の何れかの時点とすることができる。
（１）触媒の温度が、触媒に担持されている貴金属の活性温度よりも高い温度になった時点。
（２）触媒の下流に、理論空燃比よりもリッチな空燃比のガスが流出した時点。
（３）触媒の酸素吸蔵量及び最大酸素吸蔵量を周知の方法により推定し、その酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量の半分等の所定値に到達した時点。
（４）フューエルカット運転の終了後から一定の時間が経過した時点。
（５）フューエルカット復帰増量を終了し、機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に制御され始める時点。

（好ましい態様）
本発明の制御装置は、以下の態様にても実施され得る。
＜態様１＞
前記機械圧縮比制御手段は、
前記機関の運転状態を表すパラメータ（例えば、機関の負荷、機関の負荷及び機関回転速度、等）に基づいて基本目標機械圧縮比を求めるとともに、前記フューエルカット運転中（前記フューエルカット運転の実行中）において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定された場合、少なくとも前記フューエルカット復帰後期間において「前記基本目標機械圧縮比を所定圧縮比だけ低下させた圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比」として設定するとともに、前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定されない場合、「前記基本目標機械圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比」として設定し、且つ、「実際の機械圧縮比」が「前記設定された最終的な目標機械圧縮比」と一致するように前記機械圧縮比変更機構に指示を与えるように構成される。

＜態様２＞
前記機械圧縮比制御手段は、
前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」より低くなったと判定された時点にて、その時点の機械圧縮比を所定圧縮比だけ低下せしめるように構成される。

換言すると、前記機械圧縮比制御手段は、
前記機関の運転状態を表すパラメータに基づいて基本目標機械圧縮比を求めるとともに、前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定された場合、その時点から前記フューエルカット復帰後期間の終了時点まで、「前記基本目標機械圧縮比を所定圧縮比だけ低下させた圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比」として設定するように構成される。

この態様２によれば、機械圧縮比変更機構が「機械圧縮比を変更する指示」を受けてから「実際の機械圧縮比が変更される」までに時間を要する場合であっても、フューエルカット運転終了時までに機械圧縮比を予め低下させておくことが可能となる。従って、フューエルカット運転終了直後から触媒の温度を迅速に上昇させることができる。

＜態様３＞
前記機械圧縮比制御手段は、
前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」より低くなったと判定された場合、フューエルカット運転が終了するまではその時点の機械圧縮比を維持するとともに、フューエルカット運転を終了して燃料供給を再開する時点にて、その時点の機械圧縮比を所定圧縮比だけ低下せしめるように構成される。

換言すると、前記機械圧縮比制御手段は、
前記機関の運転状態に基づいて基本目標機械圧縮比を求めるとともに、前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定された場合、その時点から前記フューエルカット運転の終了時点までは「前記基本目標機械圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比」として維持し、且つ、前記フューエルカット運転の終了時点（即ち、前記フューエルカット復帰後期間の開始時点）から前記フューエルカット復帰後期間の終了時点まで「前記基本目標機械圧縮比を所定圧縮比だけ低下させた圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比」として設定するように構成される。

これによれば、フューエルカット運転中に機械圧縮比が低下されないので、フューエルカット運転が減速運転時に行われる場合（即ち、前記フューエルカット開始条件が減速運転であることを示す条件である場合）、空気を筒内において圧縮する際の仕事量が大きくなる。従って、減速時におけるエンジンブレーキ力を高めることができる。

＜態様４＞
前記機械圧縮比制御手段は、
前記触媒の温度を推定する触媒温度推定手段と、
前記推定された触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」より低いか否かを判定する触媒活性判定手段と、
を含む。

＜態様５＞
前記態様４において、
前記触媒温度推定手段は、前記機関の運転状態を表すパラメータ（少なくとも、機関の負荷及び機関回転速度）に基づいて前記触媒の温度を推定するように構成される。

＜態様６＞
前記態様４又は態様５において、
前記触媒温度推定手段は、前記機関の運転状態を表すパラメータ（少なくとも、機関の負荷及び機関回転速度）に基づいて前記機関から排出される排ガスの温度を推定するとともに、同推定された排ガスの温度に基づいて（例えば、同推定された排ガスの温度を一次遅れ処理する等により）、前記触媒の温度を推定するように構成される。

態様４乃至態様６によれば、触媒の温度（触媒の貴金属の温度）が推定されるとともに、フューエルカット運転中、その推定された触媒の温度が前記閾値温度に基づく値より低いと判定されたとき、少なくともフューエルカット復帰後期間において機械圧縮比が低下させられる。

＜態様７＞
前記機械圧縮比制御手段は、
前記フューエルカット運転の継続時間が所定時間（フューエルカット運転継続閾値時間）以上となったか否かを判定するとともに、同フューエルカット運転の継続時間が同所定時間以上となったと判定されたとき、前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が前記閾値温度に基づく値より低くなったと判定するように構成される。

この態様７によれば、フューエルカット運転が「フューエルカット運転継続閾値時間」以上に渡り継続されたとき、前記触媒の温度が前記閾値温度に基づく値より低くなったものとみなされ、少なくとも前記フューエルカット復帰後期間、機械圧縮比が低下させられる。従って、フューエルカット運転の終了後において、触媒の温度を迅速に上昇させるべきであって且つ機械圧縮比を低下させても触媒の温度が過度に高くならい場合にのみ、機械圧縮比が低下させられる。このように、態様７によれば、簡単な構成により、フューエルカット運転終了後において、必要な場合にのみ機械圧縮比が低下させられる。従って、態様７は、必要な場合にのみ触媒の温度を速やかに上昇させることができるので、触媒の熱劣化を招くことを回避しながら、酸素吸蔵量を速やかに低下させることができる。

＜態様８＞
本発明及び上記各態様に係る制御装置は、更に、
前記フューエルカット運転が終了した時点（燃料供給再開時点）から所定の空燃比リッチ化期間が経過するまで、前記機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御するとともに、同空燃比リッチ化期間が経過した後、前記機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃比に制御する空燃比制御手段を備える。
この場合、空燃比リッチ化期間は、上記フューエルカット復帰後期間と一致していることが好ましい。但し、空燃比リッチ化期間は、上記フューエルカット復帰後期間と必ずしも一致していなくてもよい。

これによれば、フューエルカット運転が終了した時点から触媒に過剰な未燃物を多量に流入させることができる。しかも、触媒の温度は機械圧縮比が低下させられることにより迅速に活性温度に到達する。従って、フューエルカット運転中に吸蔵されていた酸素をフューエルカット運転の終了時点から短期間のうちに所望の値（例えば、最大酸素吸蔵量の半分程度）にまで低下させることができる。

以下、本発明による可変圧縮比内燃機関の制御装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御装置（以下、「第１制御装置」とも称呼する。）が適用される可変圧縮比内燃機関１０の概略断面図である。

この機関１０は、多気筒（直列４気筒）・ピストン往復動型・火花点火式・ガソリン内燃機関である。また、この機関１０は機械圧縮比を変更するための機械圧縮比変更機構１５を備えている。なお、図１は特定の気筒の断面を示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。

機関１０は、クランクケース１１、オイルパン１２、シリンダブロック１３及びシリンダヘッド部１４を含んでいる。

クランクケース１１は、クランクシャフト１１ａを回転可能に支持している。オイルパン１２は、クランクケース１１の下方（下部）においてクランクケース１１に固定されている。オイルパン１２は、クランクケース１１とともに、クランクシャフト１１ａ及び潤滑油等を収容する空間を形成している。

シリンダブロック１３は、クランクケース１１の上方に配置されている。シリンダブロック１３は、中空円筒状のシリンダ（シリンダボア）１３ａを複数個（４気筒分）備えている。ピストン１３ｂは略円筒形であり、シリンダ１３ａに収容されている。ピストン１３ｂは、コネクティングロッド１３ｃによってクランクシャフト１１ａに連結されている。シリンダブロック１３は、後述するように、クランクケース１１に対してシリンダ１３ａの軸線ＣＣ方向（以下、「上下方向」とも称呼する。）に移動することにより、機関１０の機械圧縮比を変更するようになっている。なお、機械圧縮比は、「ピストン１３ｂが上死点（圧縮上死点）位置にあるときの燃焼室容積に対するピストン１３ｂが下死点（吸気下死点）位置にあるときの燃焼室容積の比」として定義される。

シリンダヘッド部１４は、シリンダブロック１３の上方に配置され、シリンダブロック１３に固定されている。シリンダヘッド部１４には、燃焼室の上面を形成するシリンダヘッド下面１４ａ、燃焼室に連通する吸気ポート１４ｂ、及び、燃焼室に連通する排気ポート１４ｃが形成されている。

更に、シリンダヘッド部１４は、吸気ポート１４ｂを開閉する吸気弁１４ｄ、吸気弁１４ｄを駆動するインンテークカムを備えるインテークカムシャフト１４ｅ、可変吸気タイミング装置１４ｆ、排気ポート１４ｃを開閉する排気弁１４ｇ、排気弁１４ｇを駆動するエキゾーストカムを備えるエキゾーストカムシャフト１４ｈ、点火プラグ１４ｉ及びイグニッションコイルを含むイグナイタ１４ｊ等を収容している。イグナイタ１４ｊは、後述する電気制御装置からの点火指示信号に応答して燃焼室内に露呈した点火プラグ１４ｉの火花発生部に点火用の火花を発生させるようになっている。シリンダヘッド部１４の上部には、ヘッドカバー１４ｋが固定されている。

可変吸気タイミング装置１４ｆは、例えば、特開２００７−３０３４２３号公報（上記特許文献３）等に記載されているように周知の装置である。可変吸気タイミング装置１４ｆは、図示しない作動油供給制御弁及び図示しない油圧ポンプを備え、これらによって作動油が給排されることにより、インテークカムシャフト１４ｅに対するインテークカムの位相を所望の量だけ進角及び遅角させることができる。なお、本例において、吸気弁１４ｄが開弁している期間（開弁クランク角度幅）は一定である。従って、可変吸気タイミング装置１４ｆにより吸気弁開弁時期が所定角度だけ進角又は遅角させられると、吸気弁１４ｄの閉弁時期も同所定角度だけ進角又は遅角させられる。

可変吸気タイミング装置１４ｆは、電磁コイルと、吸気弁１４ｄに連結された磁性移動体と、を備えた「電磁式動弁機構」に置換されてもよい。この電磁式動弁機構を用いた可変吸気タイミング装置１４ｆは、電気制御装置からの駆動信号に応答してその移動体をその電磁コイルが発生する磁力により移動させ、以って、吸気弁１４ｄの開弁時期及び閉弁時期を任意のクランク角に設定することができる。

以下において、可変吸気タイミング装置１４ｆにより吸気弁開弁時期が最も遅角側にある場合を基準とし、その基準から実際に制御されている吸気弁開弁時期までのクランク角度を吸気弁進角角度ＶＶＴと称呼する。従って、吸気弁進角角度ＶＶＴは吸気弁閉弁時期である圧縮作用の開始時期に応じた値となる。

機関１０は機械圧縮比を変更するための機械圧縮比変更機構１５を備えている。この機械圧縮比変更機構１５は、例えば、特開２００３−２０６７７１号公報（上記特許文献２）、特開２００７−３０３４２３号公報（上記特許文献３）、特開２００７−３２１５８９号公報及び特開２００４−２１８５２２号公報等に開示された機構と同様の周知の機構である。以下、図１乃至図４を参照しながら簡単に説明する。

機械圧縮比変更機構１５は、ケース側軸受形成部１５ａと、ブロック側軸受形成部１５ｂと、軸状駆動部１５ｃと、を含んでいる。

ケース側軸受形成部１５ａは、図２に示したように、複数の第１軸受形成部１５ａ１と複数の第２軸受形成部１５ａ２とにより構成される。

第１軸受形成部１５ａ１のそれぞれは、クランクケース１１の左右の縦壁部に形成されている。第１軸受形成部１５ａ１のそれぞれは、半円形の凹部を形成している。互いに隣接する第１軸受形成部１５ａ１の間には、縦壁部を貫通する縦長孔１５ａ３が形成されている。

第２軸受形成部１５ａ２のそれぞれは、第１軸受形成部１５ａ１が形成する半円形の凹部と同径の半円形の凹部を備えている。第２軸受形成部１５ａ２のそれぞれは、第１軸受形成部１５ａ１の半円形の凹部と第２軸受形成部１５ａ２の半円形の凹部とが互いに対向するように、第１軸受形成部１５ａ１のそれぞれにボルトにより固定されるキャップである。

複数の第１軸受形成部１５ａ１及び複数第２軸受形成部１５ａ２は、図１に示した円柱状の軸受孔（カム収納孔）Ｈ１を複数形成する。複数の軸受孔Ｈ１の中心軸は一つの直線上に配列される。その軸受孔Ｈ１の軸線は、クランクケース１１の上部にシリンダブロック１３が配置された状態において、複数のシリンダ１３ａの配列方向に平行な方向に延びる。

ブロック側軸受形成部１５ｂのそれぞれは、図１乃至図３に示したように、略直方体であり、円柱状の軸受孔Ｈ２を備える部材である。ブロック側軸受形成部１５ｂは、クランクケース１１の上部にシリンダブロック１３が配置された状態において、クランクケース１１の縦壁部に形成された縦長孔１５ａ３内に収容される。ブロック側軸受形成部１５ｂは、シリンダブロック１３の左右の側壁部にボルト固定される。このような構成により、軸受孔Ｈ１及び軸受孔Ｈ２は、シリンダ１３ａの配列方向に沿って交互に配列される。

縦長孔１５ａ３のシリンダ軸線ＣＣ方向の長さは、ブロック側軸受形成部１５ｂのシリンダ軸線ＣＣ方向の長さより長く設定されている。これにより、ブロック側軸受形成部１５ｂは、シリンダブロック１３と一体的となってクランクケース１１に対してシリンダ軸線ＣＣ方向に移動可能となっている。

総てのブロック側軸受形成部１５ｂがシリンダブロック１３に固定されたとき、ブロック側軸受形成部１５ｂのそれぞれが備える軸受孔Ｈ２の中心軸は一つの直線上に配列される。その軸受孔Ｈ２の軸線は、複数のシリンダ１３ａの配列方向に平行な方向に延びている。シリンダブロック１３の左の側壁部に形成される軸受孔Ｈ２の軸線とシリンダブロック１３の右の側壁部に形成される軸受孔Ｈ２の軸線との距離は、クランクケース１１の左側に形成される軸受孔Ｈ１の軸線とクランクケース１１の右側に形成される軸受孔Ｈ１の軸線との距離と同一である。

一方、軸状駆動部１５ｃは、軸受孔Ｈ１及び軸受孔Ｈ２に挿通される。軸状駆動部１５ｃは、図２及び軸状駆動部１５ｃの断面図である図４に示したように、小径の軸部１５ｃ１と、固定円筒部１５ｃ２と、回転円筒部１５ｃ３と、を備えている。

固定円筒部１５ｃ２は、軸部１５ｃ１の中心軸に対して偏心した状態にて軸部１５ｃ１に固定されている。固定円筒部１５ｃ２は、軸部１５ｃ１よりも大径であって且つ軸受孔Ｈ１と同一径の正円形のカムプロフィールを備えた円筒状部材である。固定円筒部１５ｃ２は、クランクケース１１のケース側軸受形成部１５ａに設けられた軸受孔Ｈ１に収容される。固定円筒部１５ｃ２は、その中心軸回りに軸受孔Ｈ１の壁面に当接しながら回転する。

回転円筒部１５ｃ３は、軸部１５ｃ１の中心軸に対して偏心した状態で軸部１５ｃ１に回転可能に取り付けられている。回転円筒部１５ｃ３は、軸部１５ｃ１及び固定円筒部１５ｃ２よりも大径であって軸受孔Ｈ２と同一径の正円形のカムプロフィールを備えた円筒状部材である。回転円筒部１５ｃ３は、シリンダブロック１３に固定されたブロック側軸受形成部１５ｂに設けられた軸受孔Ｈ２に収容される。回転円筒部１５ｃ３は、軸受孔Ｈ２の壁面に当接しながら回転する。なお、左右一対の軸状駆動部１５ｃ、左右の軸受孔Ｈ１及び左右の軸受孔Ｈ２は、複数のシリンダ軸線ＣＣを通る平面に関して互いに鏡像の関係を有している。

更に、軸状駆動部１５ｃのそれぞれは、図２に示したように、その軸線方向中央位置近傍にギア１５ｃ４を備えている。ギア１５ｃ４は、軸部１５ｃ１の中心軸に対して偏心し、且つ、固定円筒部１５ｃ２（従って、軸受孔Ｈ１）と同軸となるように軸部１５ｃ１に固定されている。即ち、ギア１５ｃ４の回転中心軸は固定円筒部１５ｃ２の中心軸と一致している。一対のギア１５ｃ４のそれぞれには、図示しない一対のウォームギアのそれぞれが噛合している。そのウォームギアはクランクケース１１に固定された図示しない単一のモータ（図５に示したモータ１５Ｍを参照。）の出力軸に取り付けられている。一対のウォームギアは、互いに逆方向に回転する螺旋溝を有している。従って、一対の軸状駆動部１５ｃは、モータを回転させたとき、各固定円筒部１５ｃ２の中心軸周りに互いに逆方向に回転するようになっている。

図４は、クランクケース１１及びシリンダブロック１３の前面Ｐｆ側からみて右側に位置する軸状駆動部１５ｃの動きを概念的に示した図である。例えば、図４の（Ａ）に示したように、固定円筒部１５ｃ２の中心ｃ２、軸部１５ｃ１の中心ｃ１及び回転円筒部１５ｃ３の中心ｃ３が、この順に同一直線上に位置している場合、クランクケース１１（軸受孔Ｈ１の中心）とシリンダブロック１３（軸受孔Ｈ２の中心）との距離Ｄは距離Ｄ１となって、最大の距離となる。従って、ピストン１３ｂが上死点位置にあるときの燃焼室の容積は大きくなる。この結果、内燃機関１０の機械圧縮比は低く（小さく）なる。

図４の（Ａ）に示した状態からモータが駆動されることにより固定円筒部１５ｃ２及び軸部１５ｃ１が固定円筒部１５ｃ２の中心軸周りに回転すると、図４の（Ｂ）に示した状態となる。このとき、前記距離Ｄは距離Ｄ２となる。更に、図４の（Ｂ）に示した状態からモータが同一回転方向に駆動されることにより固定円筒部１５ｃ２及び軸部１５ｃ１が固定円筒部１５ｃ２の中心軸周りに回転すると、図４の（Ｃ）に示した状態となる。このとき、前記距離Ｄは距離Ｄ３となる。距離Ｄ３は距離Ｄ２より小さく、距離Ｄ２は距離Ｄ１より小さい。従って、図４の（Ｂ）に示した状態にあるときの機械圧縮比は図４の（Ａ）に示した状態にあるときの機械圧縮比よりも高く（大きく）なる。図４の（Ｃ）に示した状態にあるときの機械圧縮比は図４の（Ｂ）に示した状態にあるときの機械圧縮比よりも高く（大きく）なる。

このような構造を備える機械圧縮比変更機構１５は、後述する電気制御装置からの電動モータ１５Ｍ（機械圧縮比変更機構のアクチュエータ）への駆動信号に応じて、シリンダブロック１３とクランクケース１１との距離を変更し、機関１０の機械圧縮比を変更するようになっている。

機関１０は、図１に示したように、燃料噴射弁（インジェクタ）１６を備えている。燃料噴射弁１６は、インテークマニホールド２１の枝部に固定されている。燃料噴射弁１６は燃料噴射指示信号に応答して、その噴射指示信号に含まれる指示噴射量の燃料を吸気ポート１４ｂ内に噴射するようになっている。図５に示したように、燃料噴射弁１６は各気筒毎に設けられている。

機関１０は、図５に示したように、燃焼室にガソリン混合気を供給するための吸気系統２０と、燃焼室からの排気ガスを外部に放出するための排気系統３０と、を含んでいる。

吸気系統２０は、前述したインテークマニホールド２１、吸気管（吸気ダクト）２２、エアフィルタ２３、スロットル弁２４及びスロットル弁アクチュエータ２４ａを備えている。

インテークマニホールド２１は、複数の枝部２１ａとサージタンク２１ｂとからなっている。各枝部２１ａの一端は各吸気ポート１４ｂに接続され、各枝部２１ａの他端はサージタンク２１ｂに接続されている。吸気管２２はサージタンク２１ｂに接続されている。インテークマニホールド２１及び吸気管２２は、各吸気ポート１４ｂとともに吸気通路を構成している。エアフィルタ２３は吸気管２２の端部に設けられている。スロットル弁２４は吸気管２２に回動可能に設けられ、回動することにより吸気管２２が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ（スロットル弁駆動手段）２４ａは、ＤＣモータからなり、電気制御装置５０からの指示信号に応答してスロットル弁２４を回転駆動するようになっている。

排気系統３０は、エキゾーストマニホールド３１、エキゾーストパイプ（排気管）３２及び触媒３３を備えている。

エキゾーストマニホールド３１は、各排気ポート１４ｃに接続された複数の枝部３１ａと、それらの枝部３１ａが集合した集合部３１ｂと、を備えている。エキゾーストパイプ３２は、エキゾーストマニホールド３１の集合部３１ｂに接続されている。エキゾーストマニホールド３１及びエキゾーストパイプ３２は、各排気ポート１４ｃとともに排気経路を構成している。なお、本明細書において、エキゾーストマニホールド３１の集合部３１ｂとエキゾーストパイプ３２とが形成する排ガスを通過させるための経路を、便宜上「排気通路」とも称呼する。

触媒３３は、ジルコニア等のセラミックからなる担持体に「触媒物質である貴金属（白金及びロジウム等）」及び「セリア（CeO2）等の酸素吸蔵物質」を担持する三元触媒である。触媒３３は、その貴金属の温度が活性温度以上である場合（即ち、触媒が活性化している場合）、機関１０から排出され且つ触媒３３に流入する未燃物（ＨＣ，ＣＯ等）と窒素酸化物（ＮＯｘ）との酸化還元反応を促進する。従って、触媒３３が活性化していて且つ機関の排ガスの空燃比（即ち、触媒３３に流入するガスの空燃比）が理論空燃比であるとき、触媒３３は排ガス中の未燃物及び窒素酸化物を同時に高い浄化率にて浄化することができる。

このような酸化還元反応においては、触媒３３に担持された貴金属の微粒子が酸化還元反応の活性点（触媒活性点）となる。適正な効率で酸化還元反応を進行させるには、触媒活性点において適正な酸素濃度を保つことが必要である。酸素吸蔵物質は、触媒３３に流入する排ガス中の余剰の酸素を吸蔵するともに、触媒活性点へその吸蔵した酸素を供給することにより、触媒活性点における酸素濃度の調整を行う。触媒３３のこのような機能は、「酸素吸蔵機能」と称呼される。触媒３３に加えられた酸素吸蔵物質は、酸素移動可能温度以上であるときに酸素をその物質内で容易に移動させることができる。酸素移動可能温度は例えば４００℃程度であり、一般に、上記貴金属の活性温度（例えば６００℃程度）よりも低い。

更に、第１制御装置は、図５に示したように、熱線式エアフローメータ４１、吸気温度センサ（大気温度センサ）４２、スロットルポジションセンサ４３、機関回転速度センサ４４、ストロークセンサ４５、上流側空燃比センサ４６、下流側空燃比センサ４７及びアクセル開度センサ４８を備えている。

エアフローメータ４１は、吸気管２２内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量（機関１０の単位時間あたりの吸入空気量）Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
吸気温度センサ４２は、大気の温度を検出し、その温度Tairを表す信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ４３は、スロットル弁２４の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。

機関回転速度センサ４４は、インテークカムシャフトが５°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにインテークカムシャフトが３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。機関回転速度センサ４４から出力される信号は電気制御装置５０により機関回転速度ＮＥを表す信号に変換されるようになっている。更に、電気制御装置５０は、機関回転速度センサ４４及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基いて、機関１０のクランク角度（絶対クランク角）を取得するようになっている。

ストロークセンサ４５は、クランクケース１１（例えば、クランクケース１１の上端）とシリンダブロック１３（例えば、シリンダブロック１３の下端）との距離を計測し、その距離ＳＴを表す信号を出力するようになっている。電気制御装置５０は、距離ＳＴに基づいて機関１０の実際の機械圧縮比εｍactを取得することができる。

上流側空燃比センサ４６は、エキゾーストマニホールド３１の集合部３１ｂと触媒３３との間の位置においてエキゾーストマニホールド３１及びエキゾーストパイプ３２の何れか（即ち、排気通路）に配設されている。上流側空燃比センサ４６は、上流側空燃比センサ４６が配設された排気通路内の部位を流れる排ガス（被検出ガス）の空燃比に応じた出力値を出力するようになっている。より具体的に述べると、上流側空燃比センサ４６は限界電流式の酸素濃度センサである。上流側空燃比センサ４６は、被検出ガスの空燃比Ａ／Ｆが大きくなる（リーンとなる）ほど増大する出力値Vabyfsを出力するようになっている。電気制御装置５０は、この出力値Vabyfsに基づいて検出空燃比abyfsを取得するようになっている。

下流側空燃比センサ４７は、触媒３３の下流においてエキゾーストパイプ３２（主通路部）に配設されている。より詳細には、下流側空燃比センサ４７は、触媒３３の下流におけるエキゾーストパイプ３２に配設されている。下流側空燃比センサ４７は、下流側空燃比センサ４７が配設された排気通路内の部位を流れる排ガス（即ち、触媒３３から流出した排ガスである被検出ガス）の空燃比に応じた出力値Voxsを出力するようになっている。

より具体的に述べると、下流側空燃比センサ４７は起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサである。従って、下流側空燃比センサ４７は、酸素濃度センサとも称呼される。下流側空燃比センサ４７は、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくリーン側の空燃比であるときに略０．１（Ｖ）、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりも大きくリッチ側の空燃比であるときに略０．９（Ｖ）、空燃比が理論空燃比のときは０．５（Ｖ）（＝Vstoich）の電圧を出力するようになっている。更に、下流側空燃比センサ４７は、被検出ガスの空燃比が理論空燃比近傍の空燃比であるとき、被検出ガスの空燃比がリッチからリーンに変化するに従って急激に減少する（略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に向けて変化する）電圧を出力するようになっている。

アクセル開度センサ４８は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡｐの操作量を検出し、アクセルペダルＡｐの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。

電気制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース等からなる周知のマイクロコンピュータである。

電気制御装置５０のインターフェースは、前記センサ４１〜４８と接続され、ＣＰＵにセンサ４１〜４８からの信号を供給するようになっている。更に、電気制御装置５０のインターフェースは、ＣＰＵの指示に応じて、可変吸気タイミング装置１４ｆ、各気筒のイグナイタ１４ｊ、各気筒の燃料噴射弁１６、スロットル弁アクチュエータ２４ａ及び機械圧縮比変更機構１５の電動モータ１５Ｍ等に指示信号及び／又は駆動信号等を送出するようになっている。

次に、上記のように構成された第１制御装置の作動について説明する。

（制御の概要）
第１制御装置は、機関の運転状態を表すパラメータ（例えば、負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ）に基づいて基本目標機械圧縮比を決定する。通常運転時、この基本目標機械圧縮比が最終的な目標機械圧縮比に設定される。第１制御装置は、実際の機械圧縮比が「設定された目標機械圧縮比」に一致するように機械圧縮比変更機構１５の電動モータ１５Ｍに指示信号を送出する。

一方、第１制御装置は、所定のフューエルカット開始条件が成立したとき、フューエルカット運転の実行を開始する。即ち、燃料噴射弁１６からの燃料の噴射を停止することにより、機関１０への燃料供給を停止する。更に、フューエルカット運転中において所定のフューエルカット復帰条件が成立したとき、燃料噴射弁１６からの燃料噴射を再開し、機関１０への燃料供給を再開する。

更に、第１制御装置は、フューエルカット運転中において触媒３３の温度（触媒温度）TempCが閾値温度TempCth（触媒３３の貴金属の活性温度）よりも低くなったと判定された場合、フューエルカット運転中において触媒温度TempCが閾値温度TempCthよりも低くなったと判定されない場合（即ち、触媒温度TempCが閾値温度TempCthよりも高いと判定される場合）よりも、「フューエルカット運転を停止して燃料供給を再開する時点」から「所定時間が経過する時点」までの期間（フューエルカット復帰後期間）における機械圧縮比が低くなるように機械圧縮比変更機構１５（電動モータ１５Ｍ）に指示を与える。

機械圧縮比が低い場合の排ガス温度は、機械圧縮比が高い場合の排ガス温度よりも高い。従って、フューエルカット復帰後期間において、触媒３３が高温の排ガスにより加熱されるので、触媒３３の温度はより速やかに上昇する。その結果、フューエルカット運転中に閾値温度TempCthよりも低くなった触媒３３の温度TempCが、フューエルカット運転終了後においてより迅速に上昇する。これにより、触媒３３の貴金属の温度が速やかに活性温度に達するから、フューエルカット運転中に触媒３３に吸蔵された酸素はフューエルカット運転終了後において触媒３３に流入する未燃物を酸化するために多量に消費される。その結果、フューエルカット運転終了後において触媒３３の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることができるので、大気中に排出される「未燃物及び窒素酸化物の量」を低減することができる。

（実際の作動）
以下、第１制御装置の実際の作動について説明する。電気制御装置５０のＣＰＵは、図６にフローチャートにより示した燃料噴射制御を各気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°）に一致する毎に繰り返し実行するようになっている。以下、クランク角が吸気上死点前の前記所定クランク角度に一致した気筒を燃料噴射気筒とも称呼する。従って、何れかの気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度に一致すると、ＣＰＵはステップ６００から処理を開始し、ステップ６１０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」であるか否かを判定する。

フューエルカットフラグＸＦＣは、その値が「１」である場合、現時点がフューエルカット運転を実行すべきとき（燃料噴射を停止することにより機関１０への燃料の供給を停止すべきとき）であることを示す。換言すると、フューエルカットフラグＸＦＣは、その値が「１」である場合、機関１０の運転状態がフューエルカット運転状態であることを示す。
フューエルカットフラグＸＦＣは、その値が「０」である場合、現時点がフューエルカット運転を実行すべきときでない（燃料噴射を実行することにより機関１０への燃料の供給を実行すべきとき）であることを示す。換言すると、フューエルカットフラグＸＦＣは、その値が「０」である場合、機関１０の運転状態が通常運転状態であることを示す。
フューエルカットフラグＸＦＣの値は後述する図８のフューエルカットフラグ設定ルーチンにより変更される。更に、フューエルカットフラグＸＦＣの値は図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。

いま、機関１０の運転状態が通常運転状態にあってフューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ６２０乃至ステップ６５０の処理を順に行い、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ６２０：ＣＰＵは、エアフローメータ４１により計測された吸入空気量Ｇａと、機関回転速度センサ４４からの出力信号により得られる機関回転速度ＮＥと、テーブルMapMc（Ｇａ,ＮＥ）と、に基づいて、今回吸気行程を迎える気筒（燃料噴射気筒）に吸入される吸入空気量（筒内吸入空気量）Ｍｃを取得する。なお、筒内吸入空気量Ｍｃは機関１０の吸気通路における空気の挙動をモデル化した周知の空気量推定モデル（空気モデル）を用いて求められてもよい。

ステップ６３０：ＣＰＵは、筒内吸入空気量Ｍｃを目標空燃比abyfrで除することによって、基本燃料噴射量Fbaseを求める。この基本燃料噴射量Fbaseは、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるためのフィードフォワード量である。なお、目標空燃比abyfrは図示しないイニシャルルーチンにおいて理論空燃比stoichに設定されている。目標空燃比abyfrは後述するフューエルカット復帰増量が実施されるとき、理論空燃比stoichよりも小さい値に設定される。

ステップ６４０：ＣＰＵは、基本燃料噴射量Fbaseに図示しない空燃比フィードバック制御ルーチンによって別途求められているフィードバック補正係数ＫＦＢを乗じることにより最終的な燃料噴射量（最終燃料供給量）Ｆｉを求める。フィードバック補正係数ＫＦＢは、例えば、上流側空燃比センサ４６の出力値Vabyfsに基づいて取得される検出空燃比abyfsが目標空燃比abyfrよりも大きい（即ち、実際の空燃比が目標空燃比abyfrよりもリーン）であるとき、徐々に増大させられる。但し、フィードバック補正係数ＫＦＢの最大値は例えば１．２である。フィードバック補正係数ＫＦＢは、例えば、検出空燃比abyfsが目標空燃比abyfrよりも小さい（即ち、実際の空燃比が目標空燃比abyfrよりもリッチ）であるとき、徐々に減少させられる。但し、フィードバック補正係数ＫＦＢの最小値は例えば０．８である。

ステップ６５０：ＣＰＵは、最終燃料噴射量Ｆｉの燃料を噴射するための噴射指示信号を燃料噴射気筒に対して設けられている燃料噴射弁１６に対して送出する。
以上により、最終燃料噴射量Ｆｉの燃料が燃料噴射気筒に供給され、その結果、機関の空燃比は目標空燃比abyfrに一致するように制御される。

更に、ＣＰＵは図７に示した圧縮比制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ７００から処理を開始してステップ７１０に進み、負荷ＫＬと基本目標機械圧縮比εｍtgtbと、の関係を予め定めた基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtb（ＫＬ）に、現時点の負荷ＫＬを適用することにより、現時点における基本目標機械圧縮比εｍtgtbを決定する。

この基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtb（ＫＬ）は機関１０が通常運転状態にある場合に対して適合されている。例えば、この基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtb（ＫＬ）によれば、負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈよりも小さいとき（即ち、機関１０の負荷が軽中負荷であるとき）、基本目標機械圧縮比εｍtgtbは最大目標機械圧縮比εmaxに設定される。更に、この基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtb（ＫＬ）によれば、負荷ＫＬが閾値負荷ＫＬｔｈ以上であるとき（即ち、機関１０の負荷が高負荷であるとき）、基本目標機械圧縮比εｍtgtbは負荷ＫＬの増大とともに最大目標機械圧縮比εmaxから最小目標機械圧縮比εminに減少するように設定される。

なお、ＣＰＵは、図示しない負荷算出ルーチンにより、上述した機関の負荷ＫＬを、下記（１）式に従って求めている。このように求められる負荷ＫＬは、充填効率又は負荷率とも称呼される。（１）式において、ρは空気密度（単位は（ｇ／ｌ））、Ｌは機関１０の排気量（単位は（ｌ））、４は機関１０の気筒数である。排気量Ｌは、ストロークセンサ４５によって測定される距離ＳＴに基づいて修正されてもよい。
ＫＬ＝｛Ｍｃ／（ρ・Ｌ／４）｝・１００（％）…（１）

また、ＣＰＵは、機関回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Accpと、基本目標機械圧縮比εｍtgtbと、の関係を予め定めた基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtb（ＮＥ，Accp）に、現時点の機関回転速度ＮＥ及び現時点のアクセルペダル操作量Accpを適用することにより、現時点における基本目標機械圧縮比εｍtgtbを決定してもよい。

次に、ＣＰＵはステップ７２０に進み、圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」であるか否かを判定する。圧縮比低下フラグＸＤは、その値が「１」である場合、ステップ７１０にて決定された基本目標機械圧縮比εｍtgtbを所定機械圧縮比Ｂだけ低下させた値を「最終的な目標機械圧縮比」に設定すべきとき（即ち、機械圧縮比を通常時の機械圧縮比よりも低下させるべきとき）であることを示す。圧縮比低下フラグＸＤは、その値が「０」である場合、ステップ７１０にて決定された基本目標機械圧縮比εｍtgtbを最終的な目標機械圧縮比に設定すべきとき（即ち、機械圧縮比を通常時の機械圧縮比に設定すべきとき）であることを示す。圧縮比低下フラグＸＤの値は後述する図９の圧縮比低下フラグ設定ルーチンにより変更される。更に、圧縮比低下フラグＸＤの値は図示しないイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。

後述するように、圧縮比低下フラグＸＤは、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」に設定されている場合（即ち、フューエルカット運転中）においてのみ「１」に設定される（図９のステップ９１０及びステップ９３０を参照。）。現時点においてフューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」であるから、圧縮比低下フラグＸＤの値も「０」である。従って、ＣＰＵは図７のステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３０に進み、最終的な目標機械圧縮比εｍtgtに基本目標機械圧縮比εｍtgtbを格納する。次いで、ＣＰＵはステップ７４０に進み、実際の機械圧縮比が目標機械圧縮比εｍtgtに一致するように機械圧縮比変更機構１５の電動モータ１５Ｍに指示信号を送出する。

更に、ＣＰＵは図８に示したフューエルカットフラグ設定ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」であるか否かを判定する。現時点においては、フューエルカット運転は実行されていないから、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２０に進み、アクセル開度センサ４８により検出されるアクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δ以下であるか否かを判定する。

ところで、フューエルカット条件は、以下に述べるＦＣ条件１及びＦＣ条件２の両方が成立したときにのみ成立する。このフューエルカット条件は減速フューエルカット条件とも称呼される。
（ＦＣ条件１）アクセル開度センサ４８により検出されるアクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δ以下である。即ち、アクセルペダルＡｐが操作されていない。
（ＦＣ条件２）機関回転速度ＮＥがフューエルカット回転速度ＮＥＦＣ以上である。

アクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δよりも大きい（上記ＦＣ条件１が成立していない）場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」に維持される。

一方、アクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δ以下であるが、機関回転速度ＮＥがフューエルカット回転速度ＮＥＦＣよりも小さい場合、ＣＰＵはステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、「機関回転速度ＮＥがフューエルカット回転速度ＮＥＦＣ以上であるか否かを判定するステップ８３０」にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」に維持される。

更に、ＣＰＵは図９に示した圧縮比低下フラグ設定ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」であるか否かを判定する。現時点においては、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵはステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、圧縮比低下フラグＸＤの値を「１」に設定するステップ９３０の処理が実行されない。従って、圧縮比低下フラグＸＤの値は「０」に維持される。

図１０は各種の値を示したタイムチャートである。以上に説明した「機関１０の運転状態が通常運転状態である場合」についての各値は、図１０の時刻ｔ１以前に示されている。即ち、機関１０の運転状態が通常運転状態である場合、フューエルカットフラグＸＦＣ、圧縮比低下フラグＸＤ及び後述する復帰増量フラグ（空燃比リッチ化フラグ）ＸＲＩＣＨの値は、いずれも「０」に設定されている。

次に、機関１０の運転状態がこのような通常運転状態から減速運転状態に移行し、その結果、フューエルカット条件（ＦＣ条件１及びＦＣ条件２の両条件）が成立したと仮定する。この場合、ＣＰＵは図８のステップ８１０乃至ステップ８３０の総てのステップにおいて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ８４０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「１」に設定する（図１０の時刻ｔ１を参照。）。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

この場合、ＣＰＵが図６に示したルーチンを実行すると、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６９５に直接進む。従って、燃料噴射を行うためのステップ６５０の処理が実行されないので、燃料供給（燃料噴射）が停止され、フューエルカット運転が開始する。

このとき、ＣＰＵが図９に示したルーチンの処理をステップ９００から開始してステップ９１０に進むと、ＣＰＵはそのステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ９２０に進む。そして、ＣＰＵはステップ９２０にて触媒温度TempCが閾値温度TempCthよりも低くなったか否かを判定する。なお、触媒温度TempCは、後述する図１４に示した触媒温度推定ルーチンにより別途推定（取得）されている。

この場合、フューエルカット運転が開始された直後であるあるから、触媒３３に多量の空気が流れ込み始める。但し、フューエルカット運転の開始直後であるから、触媒温度TempCは閾値温度TempCth以上である（図１０の時刻ｔ１〜ｔ２を参照。）。従って、ＣＰＵは図９のステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、圧縮比低下フラグＸＤの値は「０」に維持されるから、ＣＰＵが図７に示したルーチンのステップ７１０を経由してステップ７２０に進んだとき、そのステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７３０及びステップ７４０を経由してステップ７９５に進む。従って、ステップ７１０にて求めた基本目標機械圧縮比εｍtgtbは低下させられることなく最終的な目標機械圧縮比εｍtgtとなる。

その後、更にフューエルカット運転が継続すると、触媒温度TempCは閾値温度TempCthより小さくなる（図１０の時刻ｔ２を参照。）。この場合、ＣＰＵは図９のステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ９３０に進んで圧縮比低下フラグＸＤの値を「１」に設定する。

これにより、ＣＰＵが図７に示したルーチンのステップ７１０を経由してステップ７２０に進んだとき、ＣＰＵはそのステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ７５０に進み、上述したステップ７１０にて決定されている基本目標機械圧縮比εｍtgtbから正の所定値（所定圧縮比）Ｂを減じた値を、最終的な目標機械圧縮比εｍtgtとして設定する。

次いで、ＣＰＵはステップ７６０に進み、前記ステップ７５０にて設定された目標機械圧縮比εｍtgtが最小目標機械圧縮比εmin以下であるか否かを判定する。このとき、目標機械圧縮比εｍtgtが最小目標機械圧縮比εminよりも大きいと、ＣＰＵはステップ７６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７４０に直接進む。

これに対し、前記ステップ７５０にて設定された目標機械圧縮比εｍtgtが最小目標機械圧縮比εmin以下であると、ＣＰＵはステップ７６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７７０に進み、目標機械圧縮比εtgtに最小目標機械圧縮比εminを設定する。その後、ＣＰＵはステップ７４０に進む。このように、ＣＰＵはステップ７６０及びステップ７７０の処理により、目標機械圧縮比εｍtgtが最小目標機械圧縮比εmin以下とならないように設定する。以上の処理により、実際の機械圧縮比が、基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtbに基づいて定められる「通常運転時の機械圧縮比」に比べて所定量Ｂだけ低い機械圧縮比に一致させられる。

なお、フューエルカット運転の継続時間が短く、フューエルカット運転中に触媒温度TempCが閾値温度TempCthより小さくならない場合、ＣＰＵは図９のステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定し続ける。従って、ステップ９３０の処理が実行されないから、圧縮比低下フラグＸＤの値は「０」に維持される。その結果、この状態にてフューエルカット運転が終了した場合、実際の機械圧縮比は、基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtbに基づいて定められる「通常運転時の機械圧縮比」に維持される。

ところで、ＣＰＵは図８のルーチンを繰り返し実行している。また、この時点においては、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「１」に維持されている。従って、ＣＰＵが図８のルーチンの処理をステップ８００から開始すると、ＣＰＵはステップ８１０に進んで「Ｎｏ」と判定する。そして、ＣＰＵはステップ８５０に進み、アクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δより大きいか否かを判定する。

いま、運転者がアクセルペダルを踏み込むことにより、アクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δよりも大きくなったと仮定する。この場合、ＣＰＵは図８のステップ８５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ８６０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する（図１０の時刻ｔ３を参照。）。

更に、運転者はアクセルペダルを踏み込んではいないが、機関回転速度ＮＥがフューエルカット復帰（終了）回転速度（ＮＥＦＣ−ΔＮ）よりも小さくなったと仮定する。この場合、ＣＰＵは図８のステップ８５０にて「Ｎｏ」と判定し、「機関回転速度ＮＥがフューエルカット復帰回転速度（ＮＥＦＣ−ΔＮ）よりも小さいか否かを判定するステップ８７０」にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ８６０に進んでフューエルカットフラグＸＦＣの値を「０」に設定する（図１０の時刻ｔ３を参照。）。なお、ΔＮは、フューエルカット回転速度ＮＥＦＣよりも小さい正の所定値である。

この結果、ＣＰＵは図６のステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６２０乃至ステップ６５０の処理を行うようになる。従って、燃料噴射が実行される。即ち、フューエルカット運転が終了され、燃料供給が再開される。

なお、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」であり、且つ、アクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δよりも小さく、且つ、機関回転速度ＮＥがフューエルカット復帰回転速度（ＮＥＦＣ−ΔＮ）以上である場合、ＣＰＵは図８のステップ８１０、ステップ８５０及びステップ８７０の総てのステップにて「Ｎｏ」と判定し、フューエルカットフラグＸＦＣを変更することなくステップ８９５に進む。

このように、フューエルカット運転を終了させる「フューエルカット復帰条件」は、以下の復帰条件１及び復帰条件２の何れかが成立したときに成立する。
（復帰条件１）アクセルペダルの操作量Accpが微小な正の値δよりも大きくなった。
（復帰条件２）機関回転速度ＮＥがフューエルカット復帰（終了）回転速度（ＮＥＦＣ−ΔＮ）よりも小さくなった。

更に、ＣＰＵは図１１に示したフューエルカット復帰増量開始判定ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１１００から処理を開始してステップ１１１０に進み、現時点が、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」から「０」へと変化した直後であるか否かを判定する。

現時点（図１０の時刻ｔ３直後）は、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」から「０」へと変化した直後である。従って、ＣＰＵはステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１２０に進み、復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値を「１」に設定する。

この復帰増量フラグＸＲＩＣＨは、その値が「１」であるとき目標空燃比abyfrを理論空燃比よりも小さい（即ち、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比）に設定し、フューエルカット復帰増量を実施すべきときであり且つフューエルカット復帰増量が実施中であることを示す。また、復帰増量フラグＸＲＩＣＨは、その値が「０」であるとき目標空燃比abyfrを理論空燃比に設定することにより、フューエルカット復帰増量を実施すべきときでなく且つフューエルカット復帰増量を実施していないことを示す。なお、復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値はイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。

その後、ＣＰＵはステップ１１３０に進み、フューエルカット復帰後タイマTimerの値を「０」に設定し、ステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

なお、ＣＰＵは現時点が「フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」から「０」へと変化した直後でない」場合、図１１のステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

更に、ＣＰＵ７１は図１２に示したフューエルカット復帰増量ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１２００から処理を開始し、ステップ１２１０にて復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値が「１」であるか否かを判定する。このとき、復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

現時点（図１０の時刻ｔ３の直後）は、図１１のステップ１１２０にて復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵは図１２のステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１２２０に進んで下流側空燃比センサ４７の出力値Voxsが理論空燃比に対応するVstoich（＝０．５Ｖ）より小さいか否かを判定する。

この時点は、フューエルカット運転が終了して燃料供給が再開された直後である。従って、触媒３３にはフューエルカット運転中に吸蔵された多量の酸素が残存しているので、触媒３３からは空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比であるガスが流出する。よって、下流側空燃比センサ４７の出力値Voxsは理論空燃比に対応するVstoichより小さい。このため、ＣＰＵはステップ１２２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２３０に進む。

ＣＰＵはステップ１２３０にて、フューエルカット復帰後タイマTimerの値を「１」だけ増大する。次に、ＣＰＵはステップ１２４０に進み、フューエルカット復帰後タイマTimerの値が所定時間Ｔ１より小さいか否かを判定する。この時点は、フューエルカット運転が終了して燃料供給が再開された直後であるから、図１１のステップ１１３０にてフューエルカット復帰後タイマTimerの値が「０」に設定された直後である。従って、フューエルカット復帰後タイマTimerの値は所定時間Ｔ１より小さい。よって、ＣＰＵはステップ１２４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１２５０に進んで目標空燃比abyfrを「理論空燃比stoichから正の所定値richを減じた値」に設定する。即ち、目標空燃比abyfrは、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に設定される。その後、ＣＰＵはステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

この結果、ＣＰＵが図６の燃料噴射ルーチンを実行すると、図６のステップ６３０にて求められる基本燃料噴射量Fbaseは機関の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比にするために必要な燃料噴射量となる。また、図６のステップ６４０にて使用されるフィードバック補正係数ＫＦＢは、機関の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に設定された目標空燃比abyfrに一致させるように変化する。従って、機関の空燃比は理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御される。即ち、フューエルカット復帰増量が実行される。

その後、この状態が継続すると、図１２のステップ１２３０の処理が繰り返し実行されるので、フューエルカット復帰後タイマTimerは次第に増大し、所定時間Ｔ１に到達する。このとき、ＣＰＵが図１２のステップ１２４０を実行すると、ＣＰＵはそのステップ１２４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２６０に進み、その時点の目標空燃比abyfrにΔaf・（Timer−Ｔ１）を加えた値を新たな目標空燃比abyfrとして設定する。これにより、以降、目標空燃比abyfrは徐々に理論空燃比に近づくように増大（リーン化）されて行く。

次に、ＣＰＵはステップ１２７０にて目標空燃比abyfrが理論空燃比stoich以上となったか否かを判定する。この時点において、目標空燃比abyfrは理論空燃比stoich以上にはなっていない。従って、ＣＰＵはステップ１２７０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

そして、更に所定の時間が経過すると、ステップ１２６０に処理が繰り返し行われることにより、目標空燃比abyfrは理論空燃比stoichに到達する。従って、ＣＰＵが図１２のステップ１２７０を実行すると、ＣＰＵはそのステップ１２７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２８０に進み、復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値を「０」に設定する。次いで、ＣＰＵはステップ１２９０に進み、目標空燃比abyfrを理論空燃比stoichに設定する。これにより、フューエルカット復帰増量が終了する。換言すると、フューエルカット復帰増量は、フューエルカット運転が終了した時点からフューエルカット運転が終了してから所定の時間が経過した時点までの「空燃比リッチ化期間」にて実行される。

なお、ステップ１２７０にて「Ｙｅｓ」と判定される前の時点において、下流側空燃比センサ４７の出力値Voxsが理論空燃比に対応するVstoichより大きくなった場合（即ち、、触媒３３に吸蔵されていた酸素の量が十分に小さくなり、触媒３３の下流に理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を有するガスが流出した場合）、ＣＰＵはステップ１２２０にて「Ｎｏ」と判定し、上述したステップ１２８０及びステップ１２９０の処理を実行する。従って、この場合にもフューエルカット復帰増量は終了させられる（図１０の時刻ｔ４を参照。）。

加えて、ＣＰＵは図１３に示した圧縮比低下フラグ解除ルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ１３００から処理を開始してステップ１３１０に進み、圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」であるか否かを判定する。このとき、圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ１３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１３９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、前述したように、現時点が図１０の時刻ｔ２以降であるとすると、圧縮比低下フラグＸＤの値は図９のステップ９３０にて「１」に設定されている。

従って、ＣＰＵはステップ１３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３２０に進み、現時点が「復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値が「１」から「０」に変更された直後」であるか否かを判定する。そして、現時点が「復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値が「１」から「０」に変更された直後（図１０の時刻ｔ４直後）」であれば、ＣＰＵはステップ１３２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３３０に進み、圧縮比低下フラグＸＤの値を「０」に設定する。また、現時点が「復帰増量フラグＸＲＩＣＨの値が「１」から「０」に変更された直後」でなければ、ＣＰＵはステップ１３２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

圧縮比低下フラグＸＤの値が「０」に設定されると（図１０の時刻ｔ４を参照。）、ＣＰＵは図７のステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７３０を経由してステップ７４０に進むようになる。従って、目標機械圧縮比εｍtgtは図７のステップ７１０にて決定される通常時の基本目標機械圧縮比εｍtgtbに設定される。この結果、実際の機械圧縮比は通常運転時における機械圧縮比に一致させられる。

このように、ＣＰＵは、少なくともフューエルカット復帰増量が実行されている期間（空燃比リッチ化期間）、実際の機械圧縮比を通常運転時における機械圧縮比よりも低下させる。

ところで、ＣＰＵは前述した触媒３３の温度TempCを、「図１４にフローチャートにより示した触媒温度推定ルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し実行することにより、推定している。即ち、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１４のステップ１４００から処理を開始し、ステップ１４１０に進んで現時点が機関１０の始動直後であるか否かを判定する。そして、現時点が機関１０の始動直後であれば、ＣＰＵはステップ１４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４２０に進み、吸気温度センサ４２により検出された吸気温度（大気温度）Tairを触媒温度TempCとして設定する。その後、ＣＰＵはステップ１４３０に進む。これに対し、現時点が機関１０の始動直後でなければ、ＣＰＵはステップ１４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１４３０に直接進む。

ＣＰＵはステップ１４３０にて、負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥと、排気温度Ｔexと、の関係を予め定めた排気温度テーブルMapTex（ＫＬ，ＮＥ）に、現時点の負荷ＫＬ及び現時点の機関回転速度ＮＥを適用することにより、現時点における排気温度Ｔexを取得（推定）する。

次いで、ＣＰＵはステップ１４４０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」であるか否かを判定する。このとき、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」でなければ（即ち、フューエルカット運転中でなければ）、ＣＰＵはステップ１４４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４５０に進み、下記の（２）式に従って触媒温度TempCを更新・決定する。（２）式においてγは０より大きく１より小さい所定の定数、TempC（ｋ）は更新される前の触媒温度TempC、TempC（ｋ＋１）は更新後の触媒温度TempCである。その後、ＣＰＵはステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
TempC（ｋ＋１）＝γ・TempC（ｋ）＋（１−γ）・Ｔex …（２）

一方、ＣＰＵがステップ１４４０の処理を実行する時点において、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」であると（即ち、フューエルカット運転中であると）、ＣＰＵはそのステップ１４４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４６０に進み、下記の（３）式に従って触媒温度TempCを更新・決定する。（３）式においてΔＴは所定の正の値である。なお、ＣＰＵはステップ１４６０にて更新された触媒温度TempCが大気温度Tair以下とならないようにしている。その後、ＣＰＵはステップ１４９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
TempC（ｋ＋１）＝TempC（ｋ）−ΔＴ …（３）

以上、説明したように、第１制御装置は、
所定のフューエルカット開始条件が成立したとき前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するとともに同フューエルカット運転の実行中において所定のフューエルカット復帰条件が成立したとき同フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開するフューエルカット制御手段（図６のステップ６１０及び図８のルーチンを参照。）と、
前記フューエルカット運転の実行中（フューエルカットフラグＸＦＣ＝１のとき）において触媒３３の温度が「閾値温度TempCthに基づく値（本例では、閾値温度TempCth）」よりも低くなったと判定された場合（図９のステップ９１０及びステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定された場合）、前記フューエルカット復帰条件が成立することにより前記フューエルカット制御手段が前記フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開した時点（図１０の時刻ｔ３）から所定時間（時刻ｔ３〜ｔ４）が経過する時点までのフューエルカット復帰後期間における前記機械圧縮比が、前記フューエルカット運転の実行中において前記触媒の温度が前記閾値温度に基づく値よりも低くなったと判定されない場合（図９のステップ９１０にて「Ｙｅｓ」、ステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定される場合）よりも「低く」なるように前記機械圧縮比変更機構に指示を与える機械圧縮比制御手段（図７、図９及び図１３のルーチンを参照。）と、
を備えている。

従って、第１制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において、必要な場合（フューエルカット運転中に触媒３３の温度TempCが閾値温度TempCthよりも低くなることに基づいて、触媒３３の温度TempCを急速に上昇させる必要がある場合）にのみ、機械圧縮比を低下させることによってフューエルカット終了後に触媒３３の温度を速やかに上昇させる。この結果、第１制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において、触媒３３の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることができるので、大気中に排出される「未燃物及び窒素酸化物の量」を低減することができる。更に、触媒の温度が過度に高くなることを回避することができるので、触媒３３のシンタリング等による熱劣化が進行しないようにすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る制御装置（以下、「第２制御装置」とも称呼する。）について説明する。第２制御装置は、そのＣＰＵが図９及び図１４に代わる図１５にフローチャートにより示した「圧縮比低下フラグ設定ルーチン」を実行する点においてのみ、第１制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。

第２制御装置のＣＰＵは、図１５に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１５のステップ１５００から処理を開始し、ステップ１５１０に進んで現時点が「フューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」から「１」へ変化した直後であるか否か」を判定する。即ち、ＣＰＵは「現時点がフューエルカット運転が開始された直後であるか否か」を判定する。

ここで、現時点が「フューエルカットフラグＸＦＣの値が「０」から「１」へ変化した直後」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５２０に進み、フューエルカット継続時間タイマTFCの値を「０」に設定する。

次に、ＣＰＵはステップ１５３０に進み、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」であるか否かを判定する。前述の仮定に従うと、フューエルカットフラグＸＦＣの値は「１」である。従って、ＣＰＵはステップ１５３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５４０に進み、フューエルカット継続時間タイマTFCの値を「１」だけ増大する。

次いで、ＣＰＵはステップ１５５０に進み、フューエルカット継続時間タイマTFCの値がフューエルカット継続閾値時間TFCth以上であるか否かを判定する。現時点は、フューエルカットが開始された直後であるから、フューエルカット継続時間タイマTFCの値は継続閾値時間TFCthより小さい。従って、ＣＰＵはステップ１５５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

この状態において、ＣＰＵが図１５のルーチンを再び実行すると、ＣＰＵはステップ１５１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１５１０からステップ１５３０に直接進む。そして、ステップ１５４０及びステップ１５５０を経由してステップ１５９５に進む。このように、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」である場合、フューエルカット継続時間タイマTFCの値は次第に増大される。即ち、フューエルカット継続時間タイマTFCの値はフューエルカット開始時点からの時間を表す値となる。

従って、フューエルカット運転が継続すると、フューエルカット継続時間タイマTFCの値はフューエルカット継続閾値時間TFCthに到達する。このとき、ＣＰＵがステップ１５５０の処理を実行すると、ＣＰＵはそのステップ１５５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１５６０に進んで圧縮比低下フラグＸＤの値を「１」に設定する。これにより、ＣＰＵが図７のステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５０乃至ステップ７７０の処理を実行するようになるので、機械圧縮比は通常運転時の機械圧縮比よりも低下させられる。

なお、ＣＰＵは、フューエルカットフラグＸＦＣの値が「１」でない場合、ステップ１５３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。また、フューエルカット運転の継続時間が短く、フューエルカット継続時間タイマTFCの値はフューエルカット継続閾値時間TFCthに到達する前にフューエルカット運転が終了した場合、ステップ１５６０の処理は実行されない。よって、圧縮比低下フラグＸＤの値は「０」に維持される。その結果、この状態にてフューエルカット運転が終了した場合、実際の機械圧縮比は、基本目標機械圧縮比テーブルMapεｍtgtbに基づいて定められる「通常運転時の機械圧縮比」に維持される。

以上、説明したように、第２制御装置は、フューエルカット継続時間タイマTFCの値がフューエルカット継続閾値時間TFCthに到達したとき、即ち、フューエルカット運転が継続閾値時間TFCthに対応する値よりも長い時間だけ継続されたとき、触媒３３の温度が触媒３３の貴金属の活性温度以下となったと判定し、機械圧縮比を通常運転時の機械圧縮比（基本目標機械圧縮比εｍtgtb）よりも低下させる。

従って、第２制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において、必要な場合（フューエルカット運転中に触媒３３の温度TempCが閾値温度TempCthよりも低くなったために、フューエルカット制御の終了後に触媒３３の温度TempCを急速に上昇させる必要がある場合）にのみ、機械圧縮比を低下させることによって触媒３３の温度を速やかに上昇させる。この結果、第２制御装置は、第１制御装置と同様、フューエルカット運転が終了された後の期間において、触媒３３の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることができるので、大気中に排出される「未燃物及び窒素酸化物の量」を低減することができる。更に、触媒の温度が過度に高くなることを回避することができるので、触媒３３のシンタリング等による熱劣化が進行しないようにすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る制御装置（以下、「第３制御装置」とも称呼する。）について説明する。第３制御装置は、そのＣＰＵが図１３に代わる図１６にフローチャートにより示した「圧縮比低下フラグ解除ルーチン」を実行する点においてのみ、第１制御装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。

第３制御装置のＣＰＵは、図１６に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図１６のステップ１６００から処理を開始し、ステップ１６１０に進んで圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、フューエルカット復帰後において触媒３３の温度を速やかに上昇させるために機械圧縮比を通常運転時の機械圧縮比（基本目標機械圧縮比εｍtgtb）よりも低下させているか否かを判定する。

このとき、圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ１６１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、圧縮比低下フラグＸＤの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ１６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６２０に進み、図１４に示したルーチンによって別途推定されている触媒温度TempCが「上述した閾値温度TempCthに正の所定値ΔTmarginを加えた値（高側閾値温度）」以上であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、機械圧縮比を低下させている状態において、触媒３３の温度が触媒３３に担持されている貴金属の活性温度よりも十分に高い温度になったか否かを判定する。

そして、触媒温度TempCが「上述した閾値温度TempCthに正の所定値ΔTmarginを加えた値」より低いと、ＣＰＵはステップ１６２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、触媒温度TempCが「上述した閾値温度TempCthに正の所定値ΔTmarginを加えた値」以上であれば、ＣＰＵはステップ１６２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１６３０に進んで圧縮比低下フラグＸＤの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、第３制御装置は、第１制御装置と同様、フューエルカット運転が終了された後の期間において、必要な場合（フューエルカット運転中に触媒３３の温度TempCが閾値温度TempCthよりも低くなったために、フューエルカット制御の終了後に触媒３３の温度TempCを急速に上昇させる必要がある場合）にのみ、機械圧縮比を低下させることによって触媒３３の温度を速やかに上昇させる。この結果、第３制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において、触媒３３の酸素吸蔵量を速やかに適正値に近づけることができるので、大気中に排出される「未燃物及び窒素酸化物の量」を低減することができる。更に、触媒３３の温度が過度に高くなることを回避することができるので、触媒３３のシンタリング等による熱劣化が進行しないようにすることができる。

更に、第３制御装置は、フューエルカット運転が終了された後の期間において触媒の温度が十分に上昇した時点にて機械圧縮比を通常運転時の機械圧縮比に復帰させる。従って、機械圧縮比が低い状態が必要以上に継続することに起因して触媒３３の温度が過度に高くなることを回避することができるので、触媒３３のシンタリング等による熱劣化が進行しないようにすることができる。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る各制御装置は、フューエルカット終了後に触媒３３の温度を貴金属の活性温度以上にまで急速に上昇させる。従って、フューエルカット終了後に触媒３３の酸素吸蔵量を迅速に低下することができるので、大気中に排出される窒素酸化物の量を低減することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図１４のステップ１４３０とステップ１４４０との間に、最終的な機械圧縮比εｍtgtが小さいほどステップ１４３０にて推定された排気温度Ｔexを大きい値に補正するステップを設けてもよい。或いは、ステップ１４３０を、「負荷ＫＬ、機関回転速度ＮＥ及び機械圧縮比εｍtgtと、排気温度Ｔexと、の関係を予め定めた排気温度テーブルMapTex（ＫＬ，ＮＥ，εｍtgt）に、現時点の負荷ＫＬ、現時点の機関回転速度ＮＥ及び現時点の最終的な機械圧縮比εｍtgtを適用することにより、現時点における排気温度Ｔexを取得（推定）するステップ」に置換してもよい。更に、図１４のステップ１４３０とステップ１４４０との間に、目標空燃比abyfrが理論空燃比よりリッチ側の空燃比になるほど、ステップ１４３０にて推定された排気温度Ｔexを小さい値に補正するステップを設けてもよい。

第２制御装置は、第３制御装置と同様、触媒温度TempCが「上述した閾値温度TempCthに正の所定値ΔTmarginを加えた値」以上となったとき、圧縮比低下フラグＸＤを「０」に戻し、機械圧縮比を低下させる制御を停止するように構成されることもできる。

更に、第１−第３制御装置は、機関１０の運転状態を表すパラメータに基づいて基本目標機械圧縮比εｍtgtbを求めるとともに、前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定された場合、その時点（その判定がなされた時点）から前記フューエルカット復帰後期間の終了時点まで、「前記基本目標機械圧縮比εｍtgtbを所定圧縮比Ｂだけ低下させた圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比εｍtgt」として設定するように構成されていた。

これに代え、第１−第３制御装置は、機関１０の運転状態を表すパラメータに基づいて基本目標機械圧縮比εｍtgtbを求めるとともに、前記フューエルカット運転中において前記触媒の温度が「前記閾値温度に基づく値」よりも低くなったと判定された場合、その時点（その判定がなされた時点、図１０の時刻ｔ２）からフューエルカット運転が終了して燃料供給が再開される時点（図１０の時刻ｔ３）までは「基本目標機械圧縮比εｍtgtb」を「最終的な目標機械圧縮比εｍtgt」として維持し、その後、フューエルカット運転が終了して燃料供給が再開される時点（即ち、前記フューエルカット復帰後期間の開始時点、図１０の時刻ｔ３）から前記フューエルカット復帰後期間の終了時点（図１０の時刻ｔ４）まで「基本目標機械圧縮比εｍtgtbを所定圧縮比Ｂだけ低下させた圧縮比」を「最終的な目標機械圧縮比εｍtgt」として設定するように構成されてもよい。

更に、フューエルカット復帰後期間の終了時点は、以下の何れかの時点とすることができる。
（１）触媒の温度が、触媒に担持されている貴金属の活性温度よりも高い温度（例えば、閾値温度TempCthに正の所定値ΔTmarginを加えた値）になった時点。
（２）触媒の下流に、理論空燃比よりもリッチな空燃比のガスが流出した時点。
（３）触媒の酸素吸蔵量及び最大酸素吸蔵量を周知の方法により推定し、その酸素吸蔵量が最大酸素吸蔵量の半分等の所定値にまで減少した時点。
（４）フューエルカット運転の終了後から一定の時間が経過した時点。
（５）フューエルカット復帰増量を終了し、機関に供給される混合気の空燃比が理論空燃比に制御され始める時点。

本発明の第１実施形態に係る制御装置（第１制御装置）が適用される可変圧縮比内燃機関の概略断面図である。 図１に示した内燃機関の機械圧縮比変更機構を示す同機関の分解斜視図である。 図１に示した内燃機関のシリンダブロックの斜視図である。 図１に示した機械圧縮比変更機構の作動を説明するための図である。 図１に示した内燃機関の概略平面図である。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 第１制御装置の作動を説明するためのタイムチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

符号の説明

１０…可変圧縮比内燃機関、１１…クランクケース、１１ａ…クランクシャフト、１３…シリンダブロック、１３ａ…シリンダ、１３ｂ…ピストン、１４…シリンダヘッド部、１４ｃ…排気ポート、１４ｇ…排気弁、１５…機械圧縮比変更機構、１５Ｍ…アクチュエータ（電動モータ）、１６…燃料噴射弁（インジェクタ）、２０…吸気系統、３０…排気系統、３１…エキゾーストマニホールド、３２…エキゾーストパイプ、３３…触媒、５０…電気制御装置。

Claims (1)

1. 排気通路に配設された触媒と、ピストンが上死点位置にあるときの燃焼室容積に対する同ピストンが下死点位置にあるときの燃焼室容積の比である機械圧縮比を指示に応じて変更し得る機械圧縮比変更機構と、を備えた可変圧縮比内燃機関の制御装置であって、
   所定のフューエルカット開始条件が成立したとき前記機関への燃料供給を停止するフューエルカット運転を実行するとともに同フューエルカット運転の実行中において所定のフューエルカット復帰条件が成立したとき同フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開するフューエルカット制御手段と、
   前記フューエルカット運転の実行中において前記触媒の温度が閾値温度に基づく値よりも低くなったと判定された場合、前記フューエルカット復帰条件が成立することにより前記フューエルカット制御手段が前記フューエルカット運転を中止して前記機関への燃料供給を再開した時点から所定時間が経過する時点までのフューエルカット復帰後期間における前記機械圧縮比が、前記フューエルカット運転の実行中において前記触媒の温度が前記閾値温度に基づく値よりも低くなったと判定されない場合よりも低くなるように前記機械圧縮比変更機構に指示を与える機械圧縮比制御手段と、
   を備えた制御装置。

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