JP5510158B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。

従来から、図１に示したように、多気筒内燃機関１０の排気通路に配設された三元触媒４３と、その三元触媒４３の上流に配置された上流側空燃比センサ５６と、を備えた空燃比制御装置が広く知られている。

この空燃比制御装置は、機関１０に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比、従って、排ガスの空燃比）が目標空燃比と一致するように、上流側空燃比センサ５６の出力値に基いて空燃比フィードバック量（メインフィードバック量）を算出し、そのフィードバック量により機関の空燃比をフィードバック制御するようになっている。このフィードバック量は、全気筒に対して共通する制御量である。目標空燃比は、三元触媒４３のウインドウ内の所定の基準空燃比に設定される。基準空燃比は、一般に、理論空燃比である。基準空燃比は、機関の吸入空気量及び三元触媒４３の劣化度等に応じて理論空燃比の近傍の値に変更され得る。

ところで、一般に、このような空燃比制御装置は電子制御式燃料噴射装置を採用した内燃機関に適用される。その内燃機関は、各気筒又は各気筒に連通した吸気ポートに少なくとも一つの燃料噴射弁３３を備えている。従って、ある特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示された燃料噴射量（指示燃料噴射量）よりも過大な量の燃料を噴射する特性」となると、その特定の気筒に供給される混合気の空燃比（その特定気筒の空燃比）のみが大きくリッチ側に変化する。即ち、気筒間における空燃比の不均一性（空燃比気筒間ばらつき、空燃比の気筒間インバランス割合）が大きくなる。換言すると、各気筒に供給される混合気の空燃比である「気筒別空燃比」の間に著しい不均衡が生じ、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなる。

なお、以下において、「指示燃料噴射量よりも過大又は過小な量の燃料を噴射する特性を有する燃料噴射弁」に対応する気筒を「インバランス気筒」とも称呼し、残りの気筒（「指示燃料噴射量の燃料を噴射する燃料噴射弁」に対応する気筒）を非インバランス気筒（又は正常気筒）とも称呼する。

ある特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示燃料噴射量よりも過大な量の燃料を噴射する特性」となると、機関全体に供給される混合気の空燃比の平均は、基準空燃比に設定された目標空燃比よりもリッチ側の空燃比となる。従って、全気筒に対して共通する空燃比のフィードバック量により、上記特定の気筒の空燃比は基準空燃比に近づけられるようにリーン側へと変更させられ、同時に、他の気筒の空燃比は基準空燃比から遠ざけられるようにリーン側へと変更させられる。この結果、機関全体に供給される混合気の空燃比の平均（排ガスの平均空燃比）は基準空燃比の近傍の空燃比に一致する。

しかしながら、上記特定の気筒の空燃比は依然として基準空燃比よりもリッチ側の空燃比となり、残りの気筒の空燃比は基準空燃比よりもリーン側の空燃比となる。この結果、各気筒の空燃比が基準空燃比である場合に比べ、各気筒から排出されるエミッションの量（未燃物の量及び／又は窒素酸化物の量）が増大する。このため、機関に供給される混合気の空燃比の平均が基準空燃比であったとしても、増大したエミッションを三元触媒が浄化しきれず、結果として、エミッションが悪化する虞がある。

従って、気筒別空燃比の気筒間における不均一性が過大になっていること（気筒間における空燃比の不均一性が過大になっていること、即ち、空燃比気筒間インバランス状態が発生していること）を検出し、何らかの対策を講じさせるようにすることは、エミッションを悪化させないために重要である。なお、空燃比気筒間インバランスは、特定の気筒の燃料噴射弁の特性が「指示燃料噴射量よりも過小な量の燃料を噴射する特性」となった場合等にも発生する。

従来の燃料噴射量制御装置の一つは、三元触媒４３の上流に配置された起電力式の酸素濃度センサの出力値（出力信号）の軌跡長を取得する。更に、この制御装置は、その軌跡長と「機関回転速度に応じて変化する参照値」とを比較し、その比較結果に基いて空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否かを判定する（例えば、特許文献１を参照。）。

ところで、気筒別空燃比の気筒間における不均一性が生じると、機関の真の平均空燃比は、上流側空燃比センサ５６の出力値により表される空燃比を「理論空燃比等の基準空燃比に設定された目標空燃比」に一致させるためのメインフィードバック制御により、「基準空燃比よりも大きい空燃比（基準空燃比よりもリーン側の空燃比）」に制御される。以下、この理由について説明する。

機関に供給される燃料は炭素と水素との化合物である。従って、燃焼に供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であると、「炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯ及び水素Ｈ_２等」の未燃物が中間生成物として生成される。この場合、燃焼に供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であって理論空燃比から遠ざかるほど、燃焼期間中に中間生成物が酸素と出合って結合する確率が急激に小さくなる。この結果、未燃物（ＨＣ、ＣＯ及びＨ_２）の量は、図２に示したように、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に（例えば、二次関数的に）増大する。

いま、特定気筒の空燃比のみが大きくリッチ側にずれる「気筒別空燃比の不均一性」が生じたと仮定する。この場合、その特定気筒に供給される混合気の空燃比（特定気筒の空燃比）は、残りの気筒に供給される混合気の空燃比（残りの気筒の空燃比）に比較して、大きくリッチ側の空燃比（小さい空燃比）へと変化する。このとき、その特定気筒から極めて多量の未燃物（ＨＣ，ＣＯ，Ｈ_２）が排出される。従って、機関に供給される混合気の平均空燃比が「ある特定の値」であったとしても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合に機関から排出される水素の総量は、気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合に発生する水素の総量よりも格段に多くなる。

一方、上流側空燃比センサ５６は、未燃物と酸素とが化学的に平衡した状態のガス（酸素平衡後ガス）を空燃比検出素子へと到達させるための多孔質層（例えば、拡散抵抗層或いは保護層）を備える。上流側空燃比センサ５６は、その拡散抵抗層を通過して上流側空燃比センサ５６の排ガス側電極層（空燃比検出素子の表面）に到達した「酸素の量（酸素分圧・酸素濃度）及び未燃物の量（未燃物の分圧・未燃物濃度）」に応じた値を出力する。

他方、水素Ｈ_２は、炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯ等に比べて小さい分子である。従って、水素Ｈ_２は他の未燃物（ＨＣ，ＣＯ）に比較して、上流側空燃比センサ５６の多孔質層を迅速に拡散する。即ち、多孔質層において水素Ｈ_２の選択的拡散（優先的な拡散）が発生する。

従って、気筒別空燃比が気筒間において不均一になると（気筒間における空燃比の不均一性が生じると）、この水素の選択的拡散に起因して、上流側空燃比センサ５６の出力値はリッチ側の値へと移行する。即ち、上流側空燃比センサ５６の出力値により表される空燃比は、機関の真の空燃比よりも「リッチ側の空燃比」となる。この結果、メインフィードバック制御により、機関の真の平均空燃比は「基準空燃比よりも大きい空燃比（基準空燃比よりもリーン側の空燃比）」に制御される。

これに対し、三元触媒４３の下流に配置された下流側空燃比センサ５７には、三元触媒４３を通過した排ガスが到達する。水素は三元触媒４３においてある程度まで浄化される。従って、下流側空燃比センサの出力値は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合であっても、機関の真の平均空燃比に近しい値を出力する。

そこで、従来の燃料噴射量制御装置の他の一つは、上流側空燃比センサ５６に基いて検出される空燃比と、下流側空燃比センサ５７に基いて検出される空燃比と、の乖離の状態を表すパラメータに基いて、気筒別空燃比の不均一性が大きくなったか否かを判定するようになっている（特許文献２を参照。）。

米国特許第７，１５２，５９４号明細書 特開２００９−３０４５５号

上述した「水素の選択的拡散及びメインフィードバック制御に起因する空燃比のリーン側への移行」は、単に、「リーン誤補正」とも称呼される。「リーン誤補正」は、インバランス気筒の空燃比が、非インバランス気筒の空燃比よりもリーン側に偏移した場合においても、同様に発生する。更に、リーン誤補正による空燃比のリーン側への移行量は、水素の選択的拡散の程度が大きいほど大きくなるので、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど大きくなる。

リーン誤補正が発生すると、機関の真の空燃比（従って、排ガスの真の空燃比）が「三元触媒のウインドウ」よりもリーン側（大きい）空燃比となる場合が生じる。このため、三元触媒４３のＮＯｘ（窒素酸化物）の浄化効率が低下し、ＮＯｘの排出量が増大する場合がある。

前述したように、下流側空燃比センサ５７の出力値は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合であっても、機関の真の平均空燃比に近しい値を出力する。従って、下流側空燃比センサの出力値を「理論空燃比近傍の空燃比に相当する下流側目標値」に一致させるための「周知のサブフィードバック制御」が実行されれば、リーン誤補正が発生することを回避することができる。

しかしながら、サブフィードバック量には上限値及び下限値が設けられることが多く、サブフィードバック量がその上限値又は下限値に一致してしまうと、サブフィードバック量によっても機関の空燃比を十分に制御できないので、ＮＯｘの排出量が増大する場合がある。更に、サブフィードバック量は比較的緩慢に変化するように構成される。従って、サブフィードバック量に上限値及び下限値が設けられていない場合、或いは、サブフィードバック量がその上限値又は下限値に一致していない場合であっても、例えば、機関の始動後等においてサブフィードバック量が不適切な値となっている期間が生じると、その期間においてＮＯｘの排出量が増大する場合がある。

上述した問題に対処するため、気筒別空燃比の不均一性が大きくなった場合、機関の空燃比をリッチ側の空燃比へと移行させる（結果として、理論空燃比近傍の空燃比へと移行させる）ことが考えられる。より具体的に述べると、制御装置は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど大きくなる空燃比不均衡指標値を少なくとも上流側空燃比センサの出力値に相関する値に基いて取得する。

更に、制御装置は、その空燃比不均衡指標値が大きくなるほど機関の空燃比がよりリッチ側の空燃比へと移行するように指示燃料噴射量を制御する。即ち、制御装置は、空燃比不均衡指標値が大きくなるほど、「指示燃料噴射量によって決まる空燃比である指示空燃比（＝筒内吸入空気量／指示燃料噴射量）」が「よりリッチな（小さい）空燃比」となるように、指示燃料噴射量を増量する。これによれば、リーン誤補正を補償することができる。以下、この指示燃料噴射量の増量を行う制御（指示空燃比をリッチ化する制御）を、「リーン補正補償増量制御又はリッチ化制御」とも称呼する。

ところが、空燃比不均衡指標値にはノイズが重畳する場合がある。ノイズが重畳した空燃比不均衡指標値に基いて指示空燃比が変化するように指示燃料噴射量を変更すると、指示空燃比は適切な値とならない。そこで、空燃比不均衡指標値に「ノイズを低減するための一次遅れフィルタ処理」を施した値（以下、「フィルタ処理後不均衡指標値」と称呼する。）に基いて、指示燃料噴射量を決定することが考えられる。これによれば、空燃比不均衡指標値に重畳するノイズの影響を除去することができるので、適切なリッチ化制御を行うことができる。なお、一次遅れフィルタ処理の代表例は、加重平均を用いる「なまし処理」とも称呼される。なまし処理が施された空燃比不均衡指標値は、「なまし処理後不均衡指標値」とも称呼される。

しかしながら、フィルタ処理後不均衡指標値の変化は空燃比不均衡指標値の変化に対して遅れるので、図１１に示したように、燃料噴射弁の特性が急変したこと等に起因して空燃比不均衡指標値（図１１において実線により示される値）が急変した場合（時刻ｔ３を参照。）、フィルタ処理後不均衡指標値（図１１において破線により示される値）が「急変後の空燃比不均衡指標値」に実質的に一致するまでに比較的長い時間（図１１におけるＴdelay）を要する。従って、フィルタ処理後不均衡指標値が「急変後の空燃比不均衡指標値」に実質的に一致するまでの期間（図１１における「時刻ｔ３から時刻ｔ７まで」の期間）、指示空燃比が適切な空燃比から乖離し、結果的にエミッションが悪化する虞がある。

更に、フィルタ処理後不均衡指標値に基いて「指示空燃比」を設定しない場合であっても、フィルタ処理後不均衡指標値に基いて気筒別空燃比の不均一性が過大になっているか否か（即ち、空燃比気筒間インバランス状態が発生しているか否か）を判定すると、フィルタ処理後不均衡指標値と空燃比不均衡指標値との差が大きい場合には誤った判定がなされる虞もある。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、フィルタ処理後不均衡指標値を取得する際の「フィルタの時定数（なまし処理の場合における重み）」を可変にすることにより、フィルタ処理後不均衡指標値が空燃比不均衡指標値から大きく乖離している期間を短縮化することができる燃料噴射量制御装置を提供することにある。

本発明に係る多気筒内燃機関の燃料噴射量制御装置（以下、単に「本発明装置」と称呼する。）は、三元触媒と、上流側空燃比センサと、複数の燃料噴射弁と、指示燃料噴射量決定手段と、噴射指示信号送出手段と、を備え、更に、不均衡指標値取得手段と、フィルタ処理手段と、を備える。

前記三元触媒は、前記内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する「前記機関の排気通路の排気集合部」よりも下流側の位置に配設される。

前記上流側空燃比センサは、前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される。この上流側空燃比センサは、限界電流式の空燃比センサであってもよく、起電力式（濃淡電池型）の酸素濃度センサであってもよい。

前記複数の燃料噴射弁のそれぞれは、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成されている。

前記指示燃料噴射量決定手段は、前記三元触媒に流入する排ガスの空燃比が目標空燃比に一致するように、「前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量」を「少なくとも前記上流側空燃比センサの出力値に基いてフィードバック補正すること」により「前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値（即ち、指示燃料噴射量）」を決定する。

前記噴射指示信号送出手段は、前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する。

前記不均衡指標値取得手段は、所定の条件が成立する毎に、「前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比（即ち、気筒別空燃比）」の「前記複数の気筒間における不均一性の程度」が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を「少なくとも前記上流側空燃比センサの出力値に相関する値」に基いて取得する。即ち、前記不均衡指標値取得手段は、所定の条件が成立する毎に不連続的（離散的）に空燃比不均衡指標値を算出する。前記上流側空燃比センサの出力値に相関する値は、後述するように、上流側空燃比センサの出力値（又は、上流側空燃比センサの出力値に対してハイパスフィルタ処理を施したハイパスフィルタ処理後出力値）の「微分値及び二階微分値」、並びに、上流側空燃比センサの出力値（又はハイパスフィルタ処理後出力値）により表される空燃比の「微分値及び二階微分値」等、種々の値を含む。更に、上流側空燃比センサの出力値に相関する値は、後述するサブフィードバック量に応じた値（サブフィードバック量の定常成分）を含む。

前記フィルタ処理手段は、前記空燃比不均衡指標値に対して一次遅れフィルタ処理を実行することによりフィルタ処理後不均衡指標値を取得する。

加えて、前記フィルタ処理手段は、「前記不均衡指標値取得手段により新たに取得された空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と、前記今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得される前に前記不均衡指標値取得手段により取得された空燃比不均衡指標値の前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差」の大きさΔＲが「所定の閾値ΔＲｔｈ」以上であるとき、前記差の大きさΔＲが前記閾値ΔＲｔｈ未満であるときに比べ、前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成されている。

従って、空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差の大きさΔＲが閾値ΔＲｔｈ未満である場合、空燃比不均衡指標値に重畳するノイズが除去された値が「フィルタ処理後不均衡指標値」として取得される。

加えて、空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差の大きさΔＲが閾値ΔＲｔｈ以上である場合、即ち、空燃比不均衡指標値が急変した場合、フィルタの時定数が小さくされる。従って、フィルタ処理後不均衡指標値が「急変後の空燃比不均衡指標値」に迅速に接近する（例えば、図１１の一点鎖線を参照。）。この結果、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く示すフィルタ処理後不均衡指標値を提供することができる。

本発明装置は、更に、燃料増量手段を備えていてもよい。
この増量手段は、前記フィルタ処理後不均衡指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量によって決まる空燃比である指示空燃比が小さくなるように、前記フィルタ処理後不均衡指標値に基づいて前記指示燃料噴射量を増大補正する。

本発明装置によれば、空燃比不均衡指標値に重畳するノイズが除去された値であって且つ空燃比不均衡指標値の変化に大きく遅れることがないフィルタ処理後不均衡指標値を取得することができる。従って、フィルタ処理後不均衡指標値に基づいて前記指示燃料噴射量を増大補正することにより、指示空燃比を適切な値に設定することができる。その結果、上記リーン誤補正の影響を小さくすることができるので、エミッション（例えば、ＮＯｘ）の排出量を低減することができる。

本発明装置の一態様は、前記機関が運転されている期間であるか否かに拘わらずデータを保持し得る記憶手段を備える。この態様における前記フィルタ処理手段は、前記フィルタ処理後不均衡指標値を不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとして前記記憶手段に格納するように構成される。前記燃料増量手段は、前記記憶手段に格納されている前記不均衡指標学習値を「前記指示燃料噴射量を増大補正する際に使用する前記フィルタ処理後不均衡指標値」として採用するように構成される。

更に、前記フィルタ処理手段は、
前記記憶手段に前記不均衡指標学習値が格納されていない状態において前記空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得されたとき、前記記憶手段に前記不均衡指標学習値が格納されている状態において前記空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得されたときに比べ、前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成される。

機関が運転されている期間であるか否かに拘わらずデータを保持し得る記憶手段に不均衡指標学習値を保存しておくことにより、機関の始動後において空燃比不均衡指標値が取得される前の期間においても、不均衡指標学習値に基いて指示燃料噴射量を適切な値に設定することができる。

しかしながら、例えば、機関の停止中において記憶手段へのバッテリへの電力供給が遮断されたり、或いは、記憶手段のデータが破壊されたりした場合、不均衡指標学習値は消失する。このような場合（即ち、記憶手段に不均衡指標学習値が格納されていない場合）において、空燃比不均衡指標値が新たに取得された場合、本来はその空燃比不均衡指標値に基いて指示燃料噴射量を決定すべきである。

ところが、その空燃比不均衡指標値に対して通常のフィルタ処理が実行されると、フィルタ処理後不均衡指標値（従って、不均衡指標学習値）と空燃比不均衡指標値との差が大きくなる（図１２において、実線により表された空燃比不均衡指標値と破線により表された不均衡指標学習値とを参照。）。従って、特に、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合には、不均衡指標学習値が気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表さないから、指示燃料噴射量が適切な値から乖離する（図１２における時刻ｔ３〜ｔ７を参照。）。

そこで、このような場合、上記構成のようにフィルタ処理の時定数を小さくする。この結果、記憶手段に不均衡指標学習値が格納されていない場合に空燃比不均衡指標値が新たに取得されたとき、その空燃比不均衡指標値に近い値を有する不均衡指標学習値を取得することができる（図１２の一点鎖線を参照。）。従って、指示燃料噴射量を適切な値へと迅速に近づけることができる。

本発明の一態様において、
前記不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの更新後の値である「不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの今回値」をＲＩＭＢｇ（ｎ）と表し、
前記不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの更新前の値である「不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの前回値」をＲＩＭＢｇ（ｎ−１）と表し、
値αを０よりも大きく１よりも小さい重みとするとき、
前記フィルタ処理手段は、
ＲＩＭＢｇ（ｎ）＝α・ＲＩＭＢｇ（ｎ−１）＋（１−α）・ＲＩＭＢ（ｎ）
なる式に従って前記フィルタ処理を実行するように構成される。この式による処理が、一次遅れフィルタ処理の一態様である「なまし処理」である。

更に、前記フィルタ処理手段は、前記重みαを小さくすることにより前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成される。

これによれば、重みαを変更するという簡単な処理により、フィルタ処理の時定数を適切な値に設定することができる。

本発明の一態様において、前記不均衡指標値取得手段は、
前記空燃比不均衡指標値が取得される期間（即ち、指標値取得期間）における吸入空気量が大きくなるほど大きくなる吸入空気量相関値を取得するとともに、前記指標値取得期間において取得された前記空燃比不均衡指標値を前記吸入空気量相関値に基いて補正するように構成され得る。

空燃比不均衡指標値は、その空燃比不均衡指標値がどのようなパラメータに基いて取得されたかに依存して、吸入空気量相関値が大きくなるほど大きくなったり小さくなったりする。

従って、上記構成によれば、補正後の空燃比不均衡指標値は、指標値取得期間における吸入空気量に依存して変化することなく気筒別空燃比の不均一性の程度を表す値になる。換言すると、空燃比不均衡指標値は「指標値取得期間における吸入空気量」が「特定の吸入空気量」であるときに得られた値へと正規化される。

この結果、フィルタ処理後不均衡指標値が気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す値になるので、そのフィルタ処理後不均衡指標値に基いて指示燃料噴射量が増量補正されることにより、指示空燃比をより適切な値に制御することができる。従って、リーン誤補正を精度良く補償することができ、且つ、燃料が過度に増量されることを回避することができる。よって、ＮＯｘ及び未燃物の排出量を低減することができる。

なお、空燃比不均衡指標値は、その空燃比不均衡指標値の指標値取得期間における機関回転速度にも依存して変化する。従って、前記不均衡指標値取得手段は、前記指標値取得期間における前記機関の機関回転速度が大きくなるほど大きくなる機関回転速度相関値を取得するとともに、前記取得された空燃比不均衡指標値を前記取得された機関回転速度相関値にも基いて補正するように構成されることが好適である。

上記構成によれば、補正後の空燃比不均衡指標値は、指標値取得期間における機関回転速度に依存して変化することなく気筒別空燃比の不均一性の程度を表す値になる。換言すると、空燃比不均衡指標値は「指標値取得期間における機関回転速度」が「特定の機関回転速度」であるときに得られた値へと正規化される。

この結果、フィルタ処理後不均衡指標値が気筒別空燃比の不均一性の程度を一層精度良く表す値になるので、そのフィルタ処理後不均衡指標値に基いて指示燃料噴射量が増量補正されることにより、指示空燃比をより一層適切な値に制御することができる。よって、ＮＯｘ及び未燃物の排出量を一層低減することができる。

更に、前記不均衡指標値取得手段は、
前記空燃比不均衡指標値として、前記上流側空燃比センサの出力値の変動が大きいほど大きくなる空燃比変動指標量を同出力値に相関する値に基づいて取得するとともに、
前記吸入空気量相関値が大きくなるほど前記取得された空燃比不均衡指標値をより小さい値へと補正するように構成されることが好適である。

この場合、上流側空燃比センサの出力値に相関する値は、上流側空燃比センサの出力値そのものでもよく、上流側空燃比センサの出力値から機関の空燃比平均（中心空燃比、ベース空燃比）の変動成分が除去されるように、上流側空燃比センサ出力値に対してハイパスフィルタ処理を施した値（ハイパスフィルタ処理後出力値ＶＨＰＦ）であってもよい。

上流側空燃比センサの出力値の「検出しようとする排ガスの空燃比の変化」に対する変化の応答性は、一般に、吸入空気量が大きいほど（即ち、排ガスの流量が大きいほど）大きくなる。従って、空燃比不均衡指標値が、上流側空燃比センサの出力値の変動が大きいほど大きくなる値として取得される場合、その空燃比不均衡指標値は「指標値取得期間における吸入空気量」が大きいほど大きくなる。それ故、上記構成のように、吸入空気量相関値が大きくなるほど空燃比不均衡指標値をより小さい値へと補正することにより、「指標値取得期間における吸入空気量」に依存することなく気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す空燃比不均衡指標値を取得することができる。

前記上流側空燃比センサの出力値の変動が大きいほど大きくなる空燃比変動指標量を空燃比不均衡指標値として取得する不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての微分値d(Vabyfs)/dtに相関する値、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの時間についての微分値d(abyfs)/dtに相関する値、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての二階微分値d²(Vabyfs)/dt²tに相関する値、及び、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される前記検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d²(abyfs)/dt²tに相関する値、
のうちの一つを基本パラメータとして取得するとともに、前記取得した基本パラメータに相関する値を前記空燃比変動指標量として取得するように構成され得る。

代替として、前記上流側空燃比センサの出力値の変動が大きいほど大きくなる空燃比変動指標量を空燃比不均衡指標値として取得する不均衡指標値取得手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの所定期間における最大値と最小値の差に相関する値、又は、前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの所定期間における最大値と最小値の差に相関する値を、前記空燃比変動指標量として取得するように構成されてもよく、
前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの所定期間おける軌跡長に相関する値、又は、前記上流側空燃比センサの出力値により表される検出空燃比abyfsの所定期間における軌跡長に相関する値を、前記空燃比変動指標量として取得するように構成されてもよい。

本発明装置の他の態様は、前記排気通路の前記三元触媒の下流側の位置に配設される下流側空燃比センサを備えることができる。
この場合、前記指示燃料噴射量決定手段は、
前記上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比が前記目標空燃比に一致するように前記指示燃料噴射量をフィードバック補正するためのメインフィードバック量を算出し、前記下流側空燃比センサの出力値が所定の下流側目標値に一致するように前記指示燃料噴射量をフィードバック補正するためのサブフィードバック量を算出し、且つ、前記メインフィードバック量及び前記サブフィードバック量に基いて前記指示燃料噴射量を決定するように構成され、
前記不均衡指標値取得手段は、
前記サブフィードバック量（例えば、サブフィードバック量の定常成分）が大きくなるほど大きくなる値を前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成される。

気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど上述したメインフィードバック制御によるリーン誤補正の程度が大きくなる。一方、下流側空燃比センサには、三元触媒によって水素が浄化された排ガスが到達する。従って、下流側空燃比センサの出力値は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合であっても、機関の真の平均空燃比に近しい値となる。

その結果、サブフィードバック量は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど（即ち、メインフィードバックによるリーン誤補正の程度が大きくなるほど）、機関の空燃比を「よりリッチ側の空燃比」に移行する値となる。よって、サブフィードバック量に基いて、気筒別空燃比の不均一性の程度を示す空燃比不均衡指標値を取得することができる（図１９を参照。）。なお、前述したように、サブフィードバック量は、上流側空燃比センサの出力値に基くフィードバック制御（メインフィードバック制御）の結果を表すので、前記「上流側空燃比センサの出力値に相関する値」であると言うことができる

なお、この空燃比不均衡指標値も、指標値取得期間における吸入空気量及び／又は機関回転速度に依存して変化する。従って、このように取得される空燃比不均衡指標値を指標値取得期間における吸入空気量及び／又は機関回転速度等により補正することによって、一層適切な空燃比不均衡指標値を得ることができる。

本発明装置の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明装置の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の各実施形態に係る燃料噴射量制御装置が適用される内燃機関の概略図である。 図２は、気筒に供給された混合気の空燃比と、その気筒から排出される未燃成分の量と、の関係を示したグラフである。 図３は、図１に示した上流側空燃比センサの部分概略斜視図（透視図）である。 図４は、図１に示した上流側空燃比センサの部分断面図である。 図５の（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれは、図１に示した上流側空燃比センサが備える空燃比検出部の概略断面図である。 図６は、排ガスの空燃比（上流側空燃比）と空燃比センサの限界電流値との関係を示したグラフである。 図７は、排ガスの空燃比（上流側空燃比）と空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。 図８は、排ガスの空燃比（下流側空燃比）と図１に示した下流側空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。 図９は、空燃比気筒間インバランス状態が発生した場合（気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい場合）及び空燃比気筒間インバランス状態が発生していない場合（気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合）の「空燃比不均衡指標値に関連する各値の挙動」を示したタイムチャートである。 図１０は、実際の気筒別空燃比の不均一性の程度（インバランス割合）と、上流側空燃比センサの出力値の変化率に相関する空燃比不均衡指標値と、の関係を示したグラフである。 図１１は、空燃比不均衡指標値が急変した場合における、空燃比不均衡指標値とフィルタ処理後不均衡指標値とを示したタイムチャートである。 図１２は、空燃比不均衡指標値が初めて取得された場合における、空燃比不均衡指標値とフィルタ処理後不均衡指標値とを示したタイムチャートである。 図１３は、本発明の第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置（第１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１４は、第１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１５は、第１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１６は、第１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１７は、第１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１８は、第１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１９は、実際の気筒別空燃比の不均一性の程度（インバランス割合）と、サブフィードバック量に応じた値に基いて得られる空燃比不均衡指標値と、の関係を示したグラフである。 図２０は、本発明の第２実施形態に係る燃料噴射量制御装置（第２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２１は、上流側空燃比センサの出力値の変化率に基いて取得される空燃比不均衡指標値と、吸入空気量と、の関係を示したグラフである。 図２２は、上流側空燃比センサの出力値の変化率に基いて取得される空燃比不均衡指標値と、機関回転速度と、の関係を示したグラフである。 図２３は、本発明の第３実施形態に係る燃料噴射量制御装置（第３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２４は、第３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２５は、三元触媒に流入する排ガスの空燃比と、三元触媒の上流に配設された「起電力式の酸素濃度センサ」である空燃比センサの出力値と、の関係を示したグラフである。

以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置（以下、単に「制御装置」とも称呼する。）について図面を参照しながら説明する。この制御装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）を制御する空燃比制御装置の一部でもある。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１は、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。）を、４サイクル・火花点火式・多気筒（直列４気筒）・内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。

内燃機関１０は、機関本体部２０と、吸気系統３０と、排気系統４０と、を含む。

機関本体部２０は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部２０は、複数の気筒（燃焼室）２１を備えている。各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室２１には図示しない点火プラグが配設されている。

吸気系統３０は、インテークマニホールド３１、吸気管３２、複数の燃料噴射弁３３、及び、スロットル弁３４を備えている。

インテークマニホールド３１は、複数の枝部３１ａとサージタンク３１ｂとを備えている。複数の枝部３１ａのそれぞれの一端は、複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部３１ａの他端はサージタンク３１ｂに接続されている。

吸気管３２の一端はサージタンク３１ｂに接続されている。吸気管３２の他端には図示しないエアフィルタが配設されている。

燃料噴射弁３３は、一つの気筒（燃焼室）２１に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁３３は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁３３を備えている。燃料噴射弁３３は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート（従って、燃料噴射弁３３に対応する気筒）内に噴射するようになっている。

より具体的に述べると、燃料噴射弁３３は、指示燃料噴射量に応じた時間だけ開弁する。燃料噴射弁３３に供給されている燃料の圧力は、その燃料の圧力と吸気ポート内の圧力との差圧が一定になるように図示しないプレッシャレギュレータにより制御されている。従って、燃料噴射弁３３が正常であれば、燃料噴射弁３３は指示燃料噴射量と等量の燃料を噴射する。しかしながら、燃料噴射弁３３に異常が発生すると、燃料噴射弁３３は指示燃料噴射量とは相違する量の燃料を噴射するようになる。これにより、気筒別空燃比の気筒間における不均一性が発生する。

スロットル弁３４は、吸気管３２内に回動可能に配設されている。スロットル弁３４は、吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁３４は、図示しないスロットル弁アクチュエータにより吸気管３２内で回転駆動されるようになっている。

排気系統４０は、エキゾーストマニホールド４１、エキゾーストパイプ４２、エキゾーストパイプ４２に配設された上流側触媒４３、及び、上流側触媒４３よりも下流においてエキゾーストパイプ４２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。

エキゾーストマニホールド４１は、複数の枝部４１ａと集合部４１ｂとを備えている。複数の枝部４１ａのそれぞれの一端は、複数の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部４１ａのそれぞれの他端は集合部４１ｂに集合している。この集合部４１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、排気集合部ＨＫとも称呼される。

エキゾーストパイプ４２は集合部４１ｂに接続されている。排気ポート、エキゾーストマニホールド４１及びエキゾーストパイプ４２は、排気通路を構成している。

上流側触媒４３及び下流側触媒のそれぞれは、所謂、白金、ロジウム及びパラジウム等の貴金属（触媒物質）からなる活性成分を担持する三元触媒装置（排気浄化用の触媒）である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比（例えば、理論空燃比）」であるとき、ＨＣ，ＣＯ，Ｈ_２などの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。更に、各触媒は、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有する。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア（ＣｅＯ_２）等の酸素吸蔵材によってもたらされる。

このシステムは、熱線式エアフローメータ５１、スロットルポジションセンサ５２、水温センサ５３、クランクポジションセンサ５４、インテークカムポジションセンサ５５、上流側空燃比センサ５６、下流側空燃比センサ５７、及び、アクセル開度センサ５８を備えている。

エアフローメータ５１は、吸気管３２内を流れる吸入空気の質量流量（吸入空気流量）Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気量Ｇａは、単位時間あたりに機関１０に吸入される吸入空気量を表す。

スロットルポジションセンサ５２は、スロットル弁３４の開度（スロットル弁開度）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。

水温センサ５３は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。冷却水温ＴＨＷは、機関１０の暖機状態（機関１０の温度）を表すパラメータである。

クランクポジションセンサ５４は、クランク軸が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が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。この信号は、後述する電気制御装置７０によって機関回転速度ＮＥに変換される。

インテークカムポジションセンサ５５は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する電気制御装置７０は、クランクポジションセンサ５４及びインテークカムポジションセンサ５５からの信号に基づいて、基準気筒（例えば第１気筒）の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角度ＣＡを取得するようになっている。この絶対クランク角度ＣＡは、基準気筒の圧縮上死点において「０°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて７２０°クランク角度まで増大し、その時点にて再び０°クランク角度に設定される。

上流側空燃比センサ５６は、エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ）と上流側触媒４３との間の位置において「エキゾーストマニホールド４１及びエキゾーストパイプ４２の何れか」に配設されている。上流側空燃比センサ５６は、単に「空燃比センサ」とも称呼される。

上流側空燃比センサ５６は、例えば、特開平１１−７２４７３号公報、特開２０００−６５７８２号公報及び特開２００４−６９５４７号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。

上流側空燃比センサ５６は、図３及び図４に示したように、空燃比検出部５６ａと、外側保護カバー５６ｂと、内側保護カバー５６ｃと、を有している。

外側保護カバー５６ｂは金属からなる中空円筒体である。外側保護カバー５６ｂは内側保護カバー５６ｃを覆うように、内側保護カバー５６ｃを内部に収容している。外側保護カバー５６ｂは、流入孔５６ｂ１をその側面に複数備えている。流入孔５６ｂ１は、排気通路を流れる排ガス（外側保護カバー５６ｂの外部の排ガス）ＥＸを外側保護カバー５６ｂの内部に流入させるための貫通孔である。更に、外側保護カバー５６ｂは、外側保護カバー５６ｂの内部の排ガスを外部（排気通路）に流出させるための流出孔５６ｂ２をその底面に有している。

内側保護カバー５６ｃは、金属からなり、外側保護カバー５６ｂの直径よりも小さい直径を有する中空円筒体である。内側保護カバー５６ｃは、空燃比検出部５６ａを覆うように空燃比検出部５６ａを内部に収容している。内側保護カバー５６ｃは流入孔５６ｃ１をその側面に複数備えている。この流入孔５６ｃ１は、外側保護カバー５６ｂの流入孔５６ｂ１を通して「外側保護カバー５６ｂと内側保護カバー５６ｃとの間の空間」に流入した排ガスを、内側保護カバー５６ｃの内部に流入させるための貫通孔である。更に、内側保護カバー５６ｃは、内側保護カバー５６ｃの内部の排ガスを外部に流出させるための流出孔５６ｃ２をその底面に有している。

図５の（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、空燃比検出部５６ａは、固体電解質層５６１と、排ガス側電極層５６２と、大気側電極層５６３と、拡散抵抗層５６４と、第一壁部５６５と、触媒部５６６と、第二壁部５６７と、ヒータ５６８と、を含んでいる。

固体電解質層５６１は酸素イオン導電性酸化物焼結体である。本例において、固体電解質層５６１は、ＺｒＯ_２（ジルコニア）にＣａＯを安定剤として固溶させた「安定化ジルコニア素子」である。固体電解質層５６１は、その温度が活性温度以上であるとき、周知の「酸素電池特性」及び「酸素ポンプ特性」を発揮する。

排ガス側電極層５６２は、白金（Ｐｔ）等の触媒活性の高い貴金属からなる。排ガス側電極層５６２は、固体電解質層５６１の一つの面上に形成されている。排ガス側電極層５６２は、化学メッキ等により浸透性を十分に有するように（即ち、多孔質状に）形成されている。

大気側電極層５６３は、白金（Ｐｔ）等の触媒活性の高い貴金属からなる。大気側電極層５６３は、固体電解質層５６１の他の面上であって、固体電解質層５６１を挟んで排ガス側電極層５６２に対向するように形成されている。大気側電極層５６３は、化学メッキ等により浸透性を十分に有するように（即ち、多孔質状に）形成されている。

拡散抵抗層（拡散律速層）５６４は、多孔質セラミック（耐熱性無機物質）からなる。拡散抵抗層５６４は、排ガス側電極層５６２の外側表面を覆うように、例えば、プラズマ溶射法等により形成されている。

第一壁部５６５は、緻密であってガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。第一壁部５６５は拡散抵抗層５６４の角部（一部）を除いて拡散抵抗層５６４を覆うように形成されている。即ち、第一壁部５６５は拡散抵抗層５６４の一部を外部に露呈させる貫通部を備えている。

触媒部５６６は、第一壁部５６５の貫通部を閉じるように貫通部に形成されている。触媒部５６６は、上流側触媒４３と同様、酸化還元反応を促進する触媒物質及び酸素吸蔵機能を発揮する酸素吸蔵材を担持している。触媒部５６６は多孔質体である。従って、図５の（Ｂ）及び図５の（Ｃ）に白抜きの矢印により示したように、排ガス（前述した内側保護カバー５６ｃの内部に流入した排ガス）は、触媒部５６６を通過して拡散抵抗層５６４に到達し、その排ガスは更に拡散抵抗層５６４を通過して排ガス側電極層５６２に到達する。

第二壁部５６７は、緻密であってガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。第二壁部５６７は大気側電極層５６３を収容する空間である「大気室５６Ａ」を形成するように構成されている。大気室５６Ａには大気が導入されている。

上流側空燃比センサ５６には電源５６９が接続されている。電源５６９は、大気側電極層５６３側が高電位となり、排ガス側電極層５６２が低電位となるように、電圧Ｖ（＝Ｖｐ）を印加する。

ヒータ５６８は第二壁部５６７に埋設されている。ヒータ５６８は後述する電気制御装置７０によって通電されたときに発熱し、固体電解質層５６１、排ガス側電極層５６２及び大気側電極層５６３を加熱し、それらの温度を調整するようになっている。

このような構造を有する上流側空燃比センサ５６は、図５の（Ｂ）に示したように、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側の空燃比であるとき、拡散抵抗層５６４を通って排ガス側電極層５６２に到達した酸素をイオン化して大気側電極層５６３へと通過させる。この結果、電源５６９の正極から負極へと電流Ｉが流れる。この電流Ｉの大きさは、図６に示したように、電圧Ｖを所定値Ｖｐ以上に設定すると、排ガス側電極層５６２に到達した酸素の濃度（酸素分圧、排ガスの空燃比）に比例した一定値となる。上流側空燃比センサ５６は、この電流（即ち、限界電流Ｉｐ）を電圧に変換した値を出力値Vabyfsとして出力する。

これに対し、図５の（Ｃ）に示したように、排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であるとき、上流側空燃比センサ５６は、大気室５６Ａに存在する酸素をイオン化して排ガス側電極層５６２へと導き、拡散抵抗層５６４を通って排ガス側電極層５６２に到達する未燃物（ＨＣ，ＣＯ及びＨ_２等）を酸化する。この結果、電源５６９の負極から正極へと電流Ｉが流れる。この電流Ｉの大きさも、図６に示したように、電圧Ｖを所定値Ｖｐ以上に設定すると、排ガス側電極層５６２に到達した未燃物の濃度（即ち、排ガスの空燃比）に比例した一定値となる。上流側空燃比センサ５６は、この電流（即ち、限界電流Ｉｐ）を電圧に変換した値を出力値Vabyfsとして出力する。

即ち、空燃比検出部５６ａは、上流側空燃比センサ５６の配設位置を流れ、且つ、外側保護カバー５６ｂの流入孔５６ｂ１及び内側保護カバー５６ｃの流入孔５６ｃ１を通って空燃比検出部５６ａに到達しているガスの空燃比に応じた出力値Vabyfsを「空燃比センサ出力」として出力する。出力値Vabyfsは、空燃比検出部５６ａに到達しているガスの空燃比が大きくなるほど（リーンとなるほど）増大する。即ち、出力値Vabyfsは、図７に示したように、空燃比検出部５６ａに到達している排ガスの空燃比に実質的に比例する。なお、出力値Vabyfsは、空燃比検出部５６ａに到達しているガスの空燃比が理論空燃比であるとき、理論空燃比相当値Ｖstoichに一致する。

このように、上流側空燃比センサ５６は、「機関１０の排気通路であって排気集合部ＨＫと三元触媒４３との間の位置に配設されるとともに、空燃比検出素子（固体電解質層）５６１と、前記空燃比検出素子５６１を挟んで対向するように配設された排ガス側電極層５６２及び基準ガス側電極層５６３と、前記排ガス側電極層５６２を覆う多孔質層（拡散抵抗層）５６４と、を有する空燃比センサであって、前記空燃比センサが配設された位置を通過する排ガスのうち前記多孔質層５６４を通って前記排ガス側電極層５６２に到達した排ガスに含まれる酸素の量（酸素の濃度、酸素分圧）及び未燃物の量（未燃物の濃度、未燃物の分圧）に応じた出力値を出力する空燃比センサである。」と言うことができる。

電気制御装置７０は、図７に示した空燃比変換テーブル（マップ）Mapabyfsを記憶している。電気制御装置７０は、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより、実際の上流側空燃比abyfsを検出する（即ち、検出空燃比abyfsを取得する）。

ところで、排ガスに含まれる水素を含む未燃物は、触媒部５６６においてある程度まで浄化される。しかし、排ガスに多量の未燃物が含まれる場合、その未燃物を触媒部５６６において完全に浄化することはできない。その結果、拡散抵抗層５６４の外表面には、「酸素、及び、その酸素に対して過剰な未燃物」が到達する場合が生じる。更に、前述したように、水素は他の未燃物よりも分子径が小さいので、水素は他の未燃物と比較して拡散抵抗層５６４を優先的に拡散する。

加えて、上流側空燃比センサ５６は、前述したように、排気集合部ＨＫと上流側触媒４３との間の位置に配設されている。更に、上流側空燃比センサ５６は、エキゾーストマニホールド４１の内部及びエキゾーストパイプ４２の内部の何れかに外側保護カバー５６ｂが露呈するように配設されている。

より具体的には、上流側空燃比センサ５６は、図３及び図４に示したように、保護カバー（５６ｂ、５６ｃ）の底面が排ガスＥＸの流れと平行であり、保護カバー（５６ｂ、５６ｃ）の中心軸線ＣＣが排ガスＥＸの流れと直交するように排気通路内に配設される。これにより、外側保護カバー５６ｂの流入孔５６ｂ１に到達した排気通路内の排ガスＥＸは、外側保護カバー５６ｂの流出孔５６ｂ２近傍を流れる排気通路内の排ガスＥＸの流れにより、外側保護カバー５６ｂ及び内側保護カバー５６ｃの内部へと吸い込まれる。

従って、排気通路を流れる排ガスＥＸは、図３及び図４において矢印Ａｒ１により示したように外側保護カバー５６ｂの流入孔５６ｂ１を通って外側保護カバー５６ｂと内側保護カバー５６ｃとの間に流入する。次いで、その排ガスは、矢印Ａｒ２に示したように「内側保護カバー５６ｃの流入孔５６ｃ１」を通って「内側保護カバー５６ｃの内部」に流入した後に、空燃比検出部５６ａに到達する。その後、その排ガスは、矢印Ａｒ３に示したように「内側保護カバー５６ｃの流出孔５６ｃ２及び外側の保護カバー５６ｂの流出孔５６ｂ２」を通って排気通路に流出する。

このため、「外側保護カバー５６ｂ及び内側保護カバー５６ｃ」の内部における排ガスの流速は、外側保護カバー５６ｂの流出孔５６ｂ２近傍を流れる排ガスＥＸの流速（従って、単位時間あたりの吸入空気量である吸入空気量Ｇａ）に応じて変化する。換言すると、「ある空燃比の排ガス（第１排ガス）が流入孔５６ｂ１に到達した時点」から「その第１排ガスが空燃比検出部５６ａに到達する時点」までの時間は、吸入空気量Ｇａに依存するが機関回転速度ＮＥには依存しない。従って、上流側空燃比センサ５６の「排気通路を流れる排ガスの空燃比」に対する出力応答性（応答性）は、上流側空燃比センサ５６の外側保護カバー５６ｂの近傍を流れる排ガスの流量（流速）が大きいほど、即ち、吸入空気量Ｇａが大きいほど、良好になる。このことは、上流側空燃比センサ５６が内側保護カバー５６ｃのみを有する場合にも成立する。

再び、図１を参照すると、下流側空燃比センサ５７は、エキゾーストパイプ４２内に配設されている。下流側空燃比センサ５７の配設位置は、上流側触媒４３よりも下流側であり、且つ、下流側触媒よりも上流側（即ち、上流側触媒４３と下流側触媒との間の排気通路）である。下流側空燃比センサ５７は、周知の起電力式の酸素濃度センサ（安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ）である。下流側空燃比センサ５７は、排気通路であって下流側空燃比センサ５７が配設されている部位を通過するガスである被検出ガスの空燃比に応じた出力値Voxsを発生するようになっている。換言すると、出力値Voxsは、上流側触媒４３から流出し且つ下流側触媒に流入するガスの空燃比に応じた値である。

この出力値Voxsは、図８に示したように、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max（例えば、約０．９Ｖ〜１．０Ｖ）となる。出力値Vabyfsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min（例えば、約０．１Ｖ〜０Ｖ）となる。更に、出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比であるとき最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Ｖst（中間電圧Ｖst、例えば、約０．５Ｖ）となる。出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変する。同様に、出力値Voxsは、被検出ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。

なお、下流側空燃比センサ５７も、固体電解質層と、固体電解質層を挟んで対向するように固体電解質層の両面に配設された「排ガス側電極層及び大気側（基準ガス側）電極層」とを備え、且つ、排ガス側電極層は多孔質層（保護層）により覆われている。従って、被検出ガスは、多孔質層を通過する際に酸素平衡後ガス（酸素及び未燃物が化合した後のガス）へと変化し、排ガス側電極層に到達する。水素は、他の未燃物よりも、その多孔質層を容易に通過する。但し、上流側触媒４３により、「気筒別空燃比の不均一性が生じた際に発生する過剰な水素」は特別な場合を除き浄化される。従って、下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsは、特別な場合を除き、気筒別空燃比の不均一性の程度によって変化しない。

図１に示したアクセル開度センサ５８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Accp（アクセルペダル操作量、アクセルペダルＡＰの開度）を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルＡＰの操作量が大きくなるとともに大きくなる。

電気制御装置７０は、「ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム、テーブル（マップ、関数）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ、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。

バックアップＲＡＭは、機関１０を搭載した車両の図示しないイグニッション・キー・スイッチの位置（オフ位置、始動位置及びオン位置等の何れか）に関わらず、車両に搭載されたバッテリから電力の供給を受けるようになっている。バックアップＲＡＭは、バッテリから電力の供給を受けている場合、ＣＰＵの指示に応じてデータを格納する（データが書き込まれる）とともに、そのデータを読み出し可能となるように保持（記憶）する。従って、バックアップＲＡＭは、機関１０の運転停止中においてもデータを保持することができる。

バックアップＲＡＭは、バッテリが車両から取り外される等によりバッテリからの電力供給が遮断されると、データを保持することができない。そこで、ＣＰＵは、バックアップＲＡＭへの電力供給が再開されたとき、バックアップＲＡＭに保持されるべきデータを初期化（デフォルト値に設定）するようになっている。なお、バックアップＲＡＭは、ＥＥＰＲＯＭ等の読み書き可能な不揮発性メモリであってもよい。

電気制御装置７０は、上述したセンサ等と接続され、ＣＰＵにそれらのセンサ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７０は、ＣＰＵの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた点火プラグ（実際にはイグナイタ）、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁３３、及び、スロットル弁アクチュエータ等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。

なお、電気制御装置７０は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度ＴＡが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータに指示信号を送出するようになっている。即ち、電気制御装置７０は、運転者により変更される機関１０の加速操作量（アクセルペダル操作量Accp）に応じて「機関１０の吸気通路に配設されたスロットル弁３４」の開度を変更するスロットル弁駆動手段を備えている。

（水素の選択的拡散及びメインフィードバック制御に起因する空燃比のリーン側への移行（リーン誤補正）について）
インバランス気筒の空燃比が非インバランス気筒の空燃比よりもリッチ側に偏移した場合、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに基く空燃比のフィードバック制御（メインフィードバック制御）により、機関の空燃比がリーン側に偏移する理由については上述した。

即ち、排ガス中の未燃物（ＨＣ、ＣＯ及びＨ_２）の量は、図２に示したように、気筒に供給される混合気の空燃比がリッチ側の空燃比になるほど急激に増大する。このため、「特定気筒に対して供給される燃料の量のみが４０％だけ過剰な量となった場合」に排ガスに含まれる水素Ｈ_２の総量ＳＨ１は、図２によれば、ＳＨ１＝Ｈ３＋Ｈ０＋Ｈ０＋Ｈ０＝Ｈ３＋３・Ｈ０となる。

ここで、機関１０の各気筒に吸入される空気量（重量）はＡ０であると仮定する。更に、各気筒に供給される燃料量（重量）がＦ０であるとき、空燃比Ａ０／Ｆ０は理論空燃比に一致すると仮定する。この仮定によれば、「特定気筒に対して供給される燃料の量のみが４０％だけ過剰な量となった場合」に４気筒に供給される燃料の総量（各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関全体に供給される燃料の量）は４．４・Ｆ０（＝１．４・Ｆ０＋１・Ｆ０＋１・Ｆ０＋１・Ｆ０）である。よって、機関の真の平均空燃比は、４・Ａ０／（４．４・Ｆ０）＝Ａ０／（１．１・Ｆ０）となる。

これに対し、「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に１０％だけ過剰となった場合」に排ガスに含まれる水素Ｈ_２の総量ＳＨ２は、図２によれば、ＳＨ２＝Ｈ１＋Ｈ１＋Ｈ１＋Ｈ１＝４・Ｈ１となる。この場合の機関１０に供給される燃料の総量は４．４・Ｆ０（＝１．１・Ｆ０＋１．１・Ｆ０＋１．１・Ｆ０＋１．１・Ｆ０）である。よって、機関の真の平均空燃比も、４・Ａ０／（４．４・Ｆ０）＝Ａ０／（１．１・Ｆ０）となる。量Ｈ１は量Ｈ０よりも僅かに大きいが、量Ｈ１及び量Ｈ０は共に極めて微量である。即ち、量Ｈ１と量Ｈ０とは、量Ｈ３に比べた場合、互いに略等しいと言える。従って、水素総量ＳＨ１は水素総量ＳＨ２よりも極めて大きくなる（ＳＨ１＞＞ＳＨ２）。

このように、機関１０全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値が同一であっても、空燃比気筒間インバランスが発生した場合に排ガスに含まれる水素の総量ＳＨ１は、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合に排ガスに含まれる水素の総量ＳＨ２よりも、顕著に大きくなる。

従って、特定気筒に対して供給される燃料の量のみが４０％だけ過剰な量となった場合、拡散抵抗層５６４における「水素Ｈ_２の選択的拡散」に起因して、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsは「機関１０全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値（Ａ０／（１．１・Ｆ０））」よりもリッチ側の空燃比（小さい空燃比）となる。

つまり、排ガスの空燃比の平均値が同じであっても、空燃比気筒間インバランスが発生している場合には、空燃比気筒間インバランスが発生していない場合よりも、上流側空燃比センサ５６の排ガス側電極層５６２における水素Ｈ_２の濃度が高くなるから、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsは「空燃比の真の平均値」よりもリッチ側の空燃比を示す値となるのである。その結果、メインフィードバック制御により、機関１０全体に供給される混合気の空燃比の真の平均は、目標空燃比（例えば、理論空燃比）よりもリーン側に制御されてしまう。第１制御装置及び本発明の他の実施形態に係る制御装置は、このようなリーン側への補正を補償することにより、窒素酸化物の排出量を低減する。

インバランス気筒の空燃比が、非インバランス気筒の空燃比よりもリーン側に偏移した場合においても、「水素の選択的拡散に起因する空燃比のリーン側への移行」が発生する。このような状況は、例えば、特定気筒に対して備えられている燃料噴射弁３３の噴射特性が「指示燃料噴射量よりも相当に少ない量の燃料を噴射する特性」になった場合に生じる。

いま、ある一つの特定気筒（便宜上、第１気筒とする。）に対して供給される燃料の量が４０％だけ過小な量（即ち、０．６・Ｆ０）であり、残りの３気筒（第２、第３及び第４気筒）に対して供給される燃料の量はそれらの気筒の空燃比が理論空燃比と一致するような燃料の量（即ち、Ｆ０）となった場合を想定する。なお、この場合、失火は発生しないものと仮定している。

この場合、メインフィードバック制御により、第１気筒乃至第４気筒に供給される燃料の量は同じ所定量（１０％）だけ増大されたと仮定する。このとき、第１気筒に供給される燃料の量は０．７・Ｆ０となり、第２乃至第４気筒のそれぞれに供給される燃料の量は１．１・Ｆ０となる。

係る状態においては、４気筒エンジンである機関１０に供給される空気量の総量（各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関１０全体に供給される空気量）は４・Ａ０である。また、メインフィードバック制御の結果、機関１０に供給される燃料量の総量（各気筒がそれぞれ一回の燃焼行程を終了する間に機関１０全体に供給される燃料の量）は４・Ｆ０（＝０．７・Ｆ０＋１．１・Ｆ０＋１．１・Ｆ０＋１．１・Ｆ０）となる。よって、機関１０全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、４・Ａ０／（４・Ｆ０）＝Ａ０／Ｆ０、即ち、理論空燃比となる。

しかしながら、実際には、この状態における「排ガスに含まれる水素Ｈ_２の総量ＳＨ３」は、ＳＨ３＝Ｈ４＋Ｈ１＋Ｈ１＋Ｈ１＝Ｈ４＋３・Ｈ１となる（図２を参照。）。Ｈ４は、空燃比がＡ０／（０．７・Ｆ０）であるときに発生する水素量であり、値Ｈ０（空燃比が理論空燃比であるときに発生する水素量）と略等しい。

これに対し、空燃比気筒間インバランスが発生しておらず、各気筒の空燃比が理論空燃比である場合、「排ガスに含まれる水素Ｈ_２の総量ＳＨ４」は、ＳＨ４＝Ｈ０＋Ｈ０＋Ｈ０＋Ｈ０＝４・Ｈ０となる。以上から、総量ＳＨ３（＝Ｈ４＋３・Ｈ１）＝Ｈ０＋３・Ｈ１＞総量ＳＨ４（＝４・Ｈ０）が成立する。

従って、「インバランス気筒の空燃比が、非インバランス気筒の空燃比よりもリーン側に偏移した場合」においても、水素の選択的拡散の影響が上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに現れる。即ち、出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMapabyfsに適用することにより得られる検出空燃比abyfsは、上流側目標空燃比abyfrである理論空燃比よりも「リッチ側の空燃比（理論空燃比よりも小さい空燃比）」となる。その結果、メインフィードバック制御が更に実行され、機関１０全体に供給される混合気の空燃比の真の平均値は、理論空燃比よりもリーン側に補正されてしまう。第１制御装置及び本発明の他の実施形態に係る制御装置は、このようなリーン側への補正を補償することにより、窒素酸化物の排出量を低減する。

（燃料噴射量制御の概要）
次に、第１制御装置が実行する燃料噴射量制御の概要について説明する。
第１制御装置は、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsが「目標空燃比（上流側目標空燃比）abyfr」に一致するように、指示燃料噴射量をフィードバック補正（増減）する。即ち、第１制御装置は、メインフィードバック制御を実行する。

更に、第１制御装置は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど大きくなる指標値を求め、その指標値が大きいほどより多くの燃料が噴射されるように指示燃料噴射量を増大させる。即ち、第１制御装置は、指標値が大きいほど、「指示燃料噴射量によって決まる空燃比（指示空燃比）」が「よりリッチな空燃比（より小さい空燃比）」となるように、その指示燃料噴射量を増大補正する燃料増量制御を行う。このような「気筒別空燃比の不均一性の程度を表す指標値」に基く燃料増量制御は「リッチ化制御」とも称呼される。リッチ化制御により、上述したリーン誤補正が補償される。第１制御装置は、「気筒別空燃比の不均一性の程度を表す指標値（後述する不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）」を取得するために、先ず、空燃比不均衡指標値を取得する。

（空燃比不均衡指標値の取得）
次に、第１制御装置が採用した空燃比不均衡指標値の取得方法について説明する。空燃比不均衡指標値は、燃料噴射弁３３の特性が変化すること等に起因する「気筒間における空燃比の不均一性（不均衡・インバランス）の程度」を表すパラメータである。

第１制御装置は、空燃比不均衡指標値を次のようにして取得する。
（１）第１制御装置は、所定のパラメータ取得条件（空燃比不均衡指標値取得条件）が成立している場合、所定時間（一定のサンプリング時間ｔｓ）が経過する毎に「上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs（又は、前述したハイパスフィルタ処理後出力値ＶＨＰＦ）」の「所定の単位時間当たりの変化量」を取得する。

この「出力値Vabyfsの単位時間当たりの変化量」は、その単位時間が例えば４ｍ秒程度の極めて短い時間であるとき、出力値Vabyfsの時間についての微分値（時間微分値d(Vabyfs)/dt、一階微分値d(Vabyfs)/dt）であると言うこともできる。従って、「出力値Vabyfsの単位時間当たりの変化量」は「変化率ΔＡＦ」又は「傾きΔＡＦ」とも称呼される。更に、変化率ΔＡＦは「基本指標量」又は「基本パラメータ」とも称呼される。

（２）第１制御装置は、一つの単位燃焼サイクル期間において取得された複数の変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の平均値ＡｖｅΔＡＦを求める。単位燃焼サイクル期間は、一つの上流側空燃比センサ５６に到達する排ガスを排出している気筒の総てにおいて、各一回の燃焼行程が終了するのに要するクランク角度が経過する期間である。本例の機関１０は、直列４気筒・４サイクル・エンジンであり、且つ、一つの上流側空燃比センサ５６には第１〜第４気筒からの排ガスが到達する。よって、単位燃焼サイクル期間は７２０°クランク角度が経過する期間である。

（３）第１制御装置は、複数の単位燃焼サイクル期間のそれぞれに対して求めた平均値ＡｖｅΔＡＦの平均値を求め、その値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして採用する。なお、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、このように求められる値に限定されることはなく、後述する種々の方法により取得され得る。

上述したように求められる空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ（変化率ΔＡＦに相関する値）は、「気筒間における空燃比の不均一性の程度、即ち、気筒別空燃比差」が大きくなるほど大きくなる値である。以下、この理由について説明する。

上流側空燃比センサ５６には、各気筒からの排ガスが点火順（故に、排気順）に到達する。気筒別空燃比差がない場合（気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合）、各気筒から排出され且つ上流側空燃比センサ５６に到達する排ガスの空燃比は互いに略同一である。従って、気筒別空燃比差がない場合の出力値Vabyfsは、例えば、図９の（Ｂ）において破線Ｃ１により示したように変化する。即ち、気筒間における空燃比の不均一性がない場合、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsの波形は略平坦である。このため、図９の（Ｃ）において破線Ｃ３により示したように、気筒別空燃比差がない場合、変化率ΔＡＦ（微分値d(Vabyfs)/dt）の絶対値は小さい。

一方、「特定気筒（例えば、第１気筒）に対して燃料を噴射する燃料噴射弁３３」の特性が「指示燃料噴射量よりも多い燃料を噴射する特性」となると、気筒別空燃比差が大きくなる。即ち、その特定気筒の排ガスの空燃比（インバランス気筒の空燃比）と、その特定気筒以外の気筒の排ガスの空燃比（非インバランス気筒の空燃比）と、は大きく相違する。

従って、空燃比気筒間インバランス状態が発生している場合の出力値Vabyfsは、例えば図９の（Ｂ）の実線Ｃ２により示したように、単位燃焼サイクル期間毎に大きく変動する。このため、図９の（Ｃ）において実線Ｃ４により示したように、空燃比気筒間インバランス状態が発生している場合、変化率ΔＡＦ（微分値d(Vabyfs)/dt）の絶対値は大きくなる。

しかも、変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜は、インバランス気筒の空燃比が非インバランス気筒の空燃比から乖離するほど大きく変動する。例えば、インバランス気筒の空燃比と非インバランス気筒の空燃比との差の大きさが第１の値であるときの出力値Vabyfsが図９（Ｂ）の実線Ｃ２のように変化するとすれば、インバランス気筒の空燃比と非インバランス気筒の空燃比との差の大きさが「第１の値の値よりも大きい第２の値」であるときの出力値Vabyfsは図９（Ｂ）の一点鎖線Ｃ２ａのように変化する。

従って、図１０に示したように、変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の「複数の単位燃焼サイクル期間」における平均値ＡｖｅΔＡＦ（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ）は、インバランス気筒の空燃比が非インバランス気筒の空燃比から乖離するほど（実際のインバランス割合が大きくなるほど）大きくなる。即ち、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、実際の気筒別空燃比差が大きくなるにつれて（気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど）大きくなる。

（フィルタ処理後不均衡指標値の取得）
上述したように取得される空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢにはノイズが重畳する場合がある。そこで、第１制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに「一次遅れフィルタ処理」を施すことにより「フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ」を取得する。本例における「一次遅れフィルタ処理」は「なまし処理」とも称呼される。

そして、第１制御装置は、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（実際には、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇと等価な値であって、バックアップＲＡＭに記憶された不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）に基づいて指示燃料噴射量Ｆｉを増量する。即ち、第１制御装置は、前記指標値として「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに代わる、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ」を採用し、その「フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ」に基いて指示空燃比を決定する上記リッチ化制御を実行する。

フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを取得するための「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの一次遅れフィルタ処理」は、下記の（１）式に従って実行される。（１）式において、「α」は「０よりも大きく１よりも小さい値（重み、重み係数）」である。ＲＩＭＢｇ（ｎ）は「更新後のフィルタ処理後不均衡指標値」であり、ＲＩＭＢｇ（ｎ−１）は「更新前のフィルタ処理後不均衡指標値」である。ＲＩＭＢ（ｎ）は、新たに取得された空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの今回値）である。

ＲＩＭＢｇ（ｎ）＝α・ＲＩＭＢｇ（ｎ−１）＋（１−α）・ＲＩＭＢ（ｎ） …（１）

上記（１）式から理解されるように、「α」が大きいほど、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ（ｎ）の「フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（ｎ）への影響度」が小さくなるので、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇの変化は空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの変化に対して、より遅れる。

図１１は、時刻ｔ３に至るまで気筒別空燃比の不均一性の程度が長期間に渡り比較的小さく且つ時刻ｔ３直前において気筒別空燃比の不均一性の程度が急増した場合における「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及びフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ」の変化の様子を示したグラフである。図１１において、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは実線により示され、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇは破線により示されている。

この場合、時刻ｔ３以前においては、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは比較的小さい値であり且つ長期間に渡り安定している。従って、時刻ｔ３以前において、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇは空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと略一致している。

時刻ｔ３の直前の時点にて気筒別空燃比の不均一性の程度が急激に大きくなったため、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは時刻ｔ３にて急激に増大し、且つ、時刻ｔ３以降において継続的に大きな値となる。

ところが、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇの変化は空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの変化に対して遅れるので、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇが「急増後の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ」に実質的に一致するまでには比較的長い時間Ｔdelay（「時刻ｔ３から時刻ｔ７まで」の時間）を要する。換言すると、時刻ｔ３から時刻ｔ７までの期間において、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇと空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとの差が大きくなる。従って、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇに基いて指示燃料噴射量Ｆｉを増量する制御（上記リッチ化制御）を実行すると、指示空燃比が適切な値から大きく乖離する。その結果、エミッションが悪化する虞がある。

更に、第１制御装置は、機関１０の運転始動後において空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得されるまでの期間においても、上記リッチ化制御が適切に行われるようにするため、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとしてバックアップＲＡＭに格納している。そして、第１制御装置は、この不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇに基づいて上記リッチ化制御を実行している。

しかしながら、機関１０の運転停止中にバックアップＲＡＭへのバッテリからの電力供給が遮断されると、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇは初期化される。この場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きい状態であるとするならば、その後の機関１０の始動後において空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが改めて取得されたとき、その空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは相当に大きい値となる（例えば、図１２の時刻ｔ３を参照。）。

従って、図１２の時刻ｔ３以降において、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（即ち、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）が空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに実質的に一致するまでに比較的長い時間Ｔdelay（「時刻ｔ３から時刻ｔ７まで」の時間）を要する。換言すると、時刻ｔ３から時刻ｔ７までの期間において、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇと空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとの差が大きくなる。従って、この期間において、指示空燃比が適切な値から大きく乖離し、その結果、エミッションが悪化する場合が生じる。

このような問題を解決するため、第１制御装置は、上記（１）式における重み（重み係数）αを、下記の「重み変更条件１及び２」が成立したとき、通常値αnormalよりも小さい値に設定する。
（重み変更条件１）空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの前回値ＲＩＭＢold（＝前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１））と、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と、の差の絶対値（差の大きさ）ΔＲが、所定の閾値ΔＲｔｈ以上である場合。
（重み変更条件２）バックアップＲＡＭ内の不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが初期値である場合（換言すると、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが存在していない場合）において、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得されたとき。

これによれば、図１１及び図１２に一点鎖線により示したように、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）が空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに短時間にて接近する。そして、第１制御装置は、このように取得されるフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）を用いて上述したリッチ化制御を実行する。

リッチ化制御においては、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）が「０」であるとき（即ち、気筒別空燃比差がないとき）、上流側目標空燃比abyfrは基準空燃比である理論空燃比stoichに設定される。更に、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）が大きくなるほど、上流側目標空燃比abyfrは、理論空燃比stoichよりも小さい範囲において、より小さい値へと修正される。これにより、メインフィードバック制御によって得られる機関の空燃比は理論空燃比に近づく。

上述したように、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）は、通常時においては空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに重畳するノイズが除去された値であり、且つ、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの変化が大きい場合には空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに大きな遅れなく接近する値である。従って、リッチ化制御が適切に実行されるので、エミッションが悪化することを回避することができる。

（実際の作動）
次に、第１制御装置の実際の作動について説明する。

＜燃料噴射制御＞
第１制御装置のＣＰＵは、図１３に示した燃料噴射制御ルーチンを、任意の気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定クランク角度に一致する毎に、その気筒に対して繰り返し実行するようになっている。前記所定クランク角度は、例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ（吸気上死点前９０°クランク角度）である。クランク角度が前記所定クランク角度に一致した気筒は「燃料噴射気筒」とも称呼される。ＣＰＵは、この燃料噴射制御ルーチンにより、指示燃料噴射量Ｆｉの計算及び燃料噴射の指示を行う。

任意の気筒のクランク角度が吸気上死点前の所定クランク角度と一致すると、ＣＰＵはステップ１３００から処理を開始し、ステップ１３１０にてフューエルカット条件（以下、「ＦＣ条件」と表記する。）が成立しているか否かを判定する。

いま、ＦＣ条件が成立してないと仮定する。この場合、ＣＰＵは、ステップ１３１０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ１３２０乃至ステップ１３６０の処理を順に行い、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１３２０：ＣＰＵは、後述する図１８のルーチンにより決定されている目標空燃比abyfrを読み込む。目標空燃比abyfrは、基本的には、後述するサブフィードバック量ＫＳＦＢが「０」である場合、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きくなるほど理論空燃比stoich以下の範囲において次第に小さくなるように決定される。不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇは、後述する図１６のルーチンにより別途取得される。

ステップ１３３０：ＣＰＵは、「エアフローメータ５１により計測された吸入空気量Ｇａ、クランクポジションセンサ５４の信号に基いて取得された機関回転速度ＮＥ、及び、ルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒の１回の吸気行程において、その燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）」を取得する。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、各吸気行程に対応されながらＲＡＭ内に記憶される。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、周知の空気量推定モデル（吸気通路における空気の挙動を模した物理法則に従って構築されたモデル）により算出されてもよい。

ステップ１３４０：ＣＰＵは、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）を目標空燃比abyfrで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。従って、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅは、目標空燃比abyfrを得るために計算上必要な燃料噴射量のフィードフォワード量である。このステップ１３４０は、機関に供給される混合気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制御手段（基本燃料噴射量算出手段）を構成している。

ステップ１３５０：ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅをメインフィードバック量ＤＦｉにより補正する。より具体的には、ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅにメインフィードバック量ＤＦｉを加えることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。メインフィードバック量ＤＦｉは、機関の空燃比（従って、上流側触媒４３に流入する排ガスの空燃比）を目標空燃比abyfrに一致させるための空燃比フィードバック量であり、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに基いて求められる。メインフィードバック量ＤＦｉの算出方法については後述する。

ステップ１３６０：ＣＰＵは、「指示燃料噴射量Ｆｉの燃料」を「燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３」から噴射させるための噴射指示信号を、その燃料噴射弁３３に送出する。

この結果、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるために計算上必要な量（必要と推定される量）の燃料が燃料噴射気筒の燃料噴射弁３３から噴射させられる。即ち、ステップ１３３０乃至ステップ１３６０は、「上流側空燃比センサ５６に到達する排ガスを排出している２以上の気筒（本例においては総ての気筒）の燃焼室２１に供給される混合気の空燃比」が目標空燃比abyfrとなるように指示燃料噴射量Ｆｉを制御する指示燃料噴射量制御手段を構成している。

このルーチンによれば、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きくなるほど目標空燃比abyfrが小さくなるので、ステップ１３４０にて求められる基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅは不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きいほど大きくなるように増大させられる。更に、後述するメインフィードバック量ＤＦｉは、検出空燃比abyfsが目標空燃比abyfrに一致するように変更される。従って、ステップ１３５０にて求められる指示燃料噴射量Ｆｉは、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きいほどより大きくなるように増大させられる。即ち、このルーチンは、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きいほど「指示燃料噴射量Ｆｉによって決まる空燃比（指示空燃比＝Ｍｃ（ｋ）／Ｆｉ）」が、よりリッチな空燃比（より小さい空燃比）となるように、指示燃料噴射量Ｆｉを増大補正する燃料増量手段を構成している。

なお、ＣＰＵがステップ１３１０の処理を実行する時点において、ＦＣ条件が成立していると、ＣＰＵはそのステップ１３１０にて「Ｙｅｓ」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。この場合、ステップ１３６０の処理による燃料噴射が実行されないので、フューエルカット制御（燃料供給停止制御）が実行される。

＜メインフィードバック量の算出＞
ＣＰＵは図１４にフローチャートにより示した「メインフィードバック量算出ルーチン」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１４００から処理を開始し、ステップ１４０５に進んで「メインフィードバック制御条件（上流側空燃比フィードバック制御条件）」が成立しているか否かを判定する。

メインフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
（Ａ１）上流側空燃比センサ５６が活性化している。
（Ａ２）機関の負荷ＫＬが閾値ＫＬｔｈ以下である。
（Ａ３）フューエルカット制御中でない。

なお、負荷ＫＬは、ここでは下記の（２）式により求められる負荷率である。この負荷ＫＬに代え、アクセルペダル操作量Ａｃｃｐが用いられても良い。（２）式において、Ｍｃは筒内吸入空気量であり、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。

ＫＬ＝（Ｍｃ／（ρ・Ｌ／４））・１００％ …（２）

いま、メインフィードバック制御条件が成立しているものとして説明を続ける。この場合、ＣＰＵはステップ１４０５にて「Ｙｅｓ」と判定して以下に述べるステップ１４１０乃至ステップ１４４０の処理を順に行い、ステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１４１０：ＣＰＵは、図１８に示したルーチンにより別途算出されＲＡＭに格納されている「Ｎサイクル前の目標空燃比abyfr（ｋ−Ｎ）」を読み込む。

ステップ１４１５：ＣＰＵは、下記（３）式に示したように、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsを図７に示したテーブルMapabyfsに適用することにより、検出空燃比abyfsを得る。

abyfs＝Mapabyfs（Vabyfs） …（３）

ステップ１４２０：ＣＰＵは、下記（４）式に従って、「現時点よりもＮサイクル前の時点において燃焼室２１に実際に供給された燃料の量」である「筒内燃料供給量Ｆｃ（ｋ−Ｎ）」を求める。即ち、ＣＰＵは、「現時点よりもＮサイクル（即ち、Ｎ・７２０°クランク角度）前の時点における筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ−Ｎ）」を「検出空燃比abyfs」により除すことにより、筒内燃料供給量Ｆｃ（ｋ−Ｎ）を求める。

Ｆｃ（ｋ−Ｎ）＝Ｍｃ（ｋ−Ｎ）／abyfs …（４）

このように、筒内燃料供給量Ｆｃ（ｋ−Ｎ）を求めるために、現時点からＮサイクル前の筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ−Ｎ）を検出空燃比abyfsで除すのは、「燃焼室２１内での混合気の燃焼により生成された排ガス」が上流側空燃比センサ５６に到達するまでに「Ｎサイクルに相当する時間」を要しているからである。

ステップ１４２５：ＣＰＵは、下記（５）式に従って、「現時点よりもＮサイクル前の時点において燃焼室２１に供給されるべきであった燃料の量」である「目標筒内燃料供給量Ｆｃｒ（ｋ−Ｎ）」を求める。即ち、ＣＰＵは、現時点からＮサイクル前の筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ−Ｎ）を現時点からＮサイクル前の目標空燃比abyfr（ｋ−Ｎ）で除すことにより、目標筒内燃料供給量Ｆｃｒ（ｋ−Ｎ）を求める。

Ｆｃｒ（ｋ−Ｎ）＝Ｍｃ（ｋ−Ｎ）／abyfr（ｋ−Ｎ） …（５）

ステップ１４３０：ＣＰＵは、下記（６）式に従って、筒内燃料供給量偏差ＤＦｃを取得する。即ち、ＣＰＵは、目標筒内燃料供給量Ｆｃｒ（ｋ−Ｎ）から筒内燃料供給量Ｆｃ（ｋ−Ｎ）を減じることにより、筒内燃料供給量偏差ＤＦｃを求める。この筒内燃料供給量偏差ＤＦｃは、Ｎストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。

ＤＦｃ＝Ｆｃｒ（ｋ−Ｎ）−Ｆｃ（ｋ−Ｎ） …（６）

ステップ１４３５：ＣＰＵは、下記（７）式に従って、メインフィードバック量ＤＦｉを求める。この（７）式において、Ｇｐは予め設定された比例ゲイン、Ｇｉは予め設定された積分ゲインである。更に、（７）式の「値ＳＤＦｃ」は「筒内燃料供給量偏差ＤＦｃの積分値」である。つまり、ＣＰＵは、検出空燃比abyfsを目標空燃比abyfrに一致させるための比例積分制御により「メインフィードバック量ＤＦｉ」を算出する。

ＤＦｉ＝Ｇｐ・ＤＦｃ＋Ｇｉ・ＳＤＦｃ …（７）

ステップ１４４０：ＣＰＵは、その時点における筒内燃料供給量偏差ＤＦｃの積分値ＳＤＦｃに上記ステップ１４３０にて求められた筒内燃料供給量偏差ＤＦｃを加えることにより、新たな筒内燃料供給量偏差の積分値ＳＤＦｃを取得する。

以上により、メインフィードバック量ＤＦｉが比例積分制御により算出され、このメインフィードバック量ＤＦｉが前述した図１３のステップ１３５０の処理により指示燃料噴射量Ｆｉに反映される。

一方、図１４のステップ１４０５の判定時において、メインフィードバック制御条件が不成立であると、ＣＰＵはそのステップ１４０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４４５に進み、メインフィードバック量ＤＦｉの値を「０」に設定する。次いで、ＣＰＵは、ステップ１４５０にて筒内燃料供給量偏差の積分値ＳＤＦｃに「０」を格納する。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。このように、メインフィードバック制御条件が不成立であるとき、メインフィードバック量ＤＦｉは「０」に設定される。従って、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅのメインフィードバック量ＤＦｉによる補正は行われない。

＜サブフィードバック量ＫＳＦＢ及びサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇの算出＞
ＣＰＵは図１５にフローチャートにより示した「サブフィードバック量ＫＳＦＢ及びサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇの算出ルーチン」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１５００から処理を開始してステップ１５０５に進み、サブフィードバック制御条件が成立しているか否かを判定する。

サブフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
（Ｂ１）メインフィードバック制御条件が成立している。
（Ｂ２）下流側空燃比センサ５７が活性化している。

いま、サブフィードバック制御条件が成立していると仮定して説明を続ける。この場合、ＣＰＵはステップ１５０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ１５１０乃至ステップ１５３０の処理（サブフィードバック量算出処理）を実行し、その後、ステップ１５３５に進む。

ステップ１５１０：ＣＰＵは、下記（８）式に従って、「下流側目標値Voxsref」と「下流側空燃比センサ５７の出力値Voxs」との差である「出力偏差量DVoxs」を取得する。下流側目標値Voxsrefは、三元触媒４３のウインドウ内の基準空燃比abyfr0に対応した値（例えば、理論空燃比）に相当する値に設定されている。即ち、ＣＰＵは、「下流側目標値Voxsref」から「現時点の下流側空燃比センサ５７の出力値Voxs」を減じることにより「出力偏差量DVoxs」を求める。

DVoxs＝Voxsref−Voxs …（８）

ステップ１５１５：ＣＰＵは、下記（９）式に従って、「その時点における出力偏差量の積分値SDVoxs（＝SDVoxs（ｎ−１））」に「上記ステップ１５１０にて求めた出力偏差量DVoxsとゲインＫとの積」を加えることにより、新たな出力偏差量の積分値SDVoxs（＝SDVoxs（ｎ））を求める。なお、ゲインＫはここでは「１」に設定されている。積分値SDVoxsは「時間積分値SDVoxs又は積分処理値SDVoxs」とも称呼される。

SDVoxs（ｎ）＝SDVoxs（ｎ−１）＋Ｋ・DVoxs …（９）

ステップ１５２０：ＣＰＵは、「上記ステップ１５１０にて算出した出力偏差量DVoxs」から「本ルーチンを前回実行した際に算出された出力偏差量である前回出力偏差量DVoxsold」を減じることにより、新たな出力偏差量の微分値DDVoxsを求める。

ステップ１５２５：ＣＰＵは、下記（１０）式に従って、サブフィードバック量ＫＳＦＢを求める。この（１０）式において、Kpは予め設定された比例ゲイン（比例定数）、Kiは予め設定された積分ゲイン（積分定数）、Kdは予め設定された微分ゲイン（微分定数）である。即ち、Kp・DVoxsは比例項、Ki・SDVoxsは積分項、Kd・DDVoxsは微分項である。積分項Ki・SDVoxsは、サブフィードバック量ＫＳＦＢの定常成分でもある。

ＫＳＦＢ＝Kp・DVoxs＋Ki・SDVoxs＋Kd・DDVoxs …（１０）

ステップ１５３０：ＣＰＵは、「上記ステップ１５１０にて算出した出力偏差量DVoxs」を「前回出力偏差量DVoxsold」として格納する。

このように、ＣＰＵは、下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsを下流側目標値Voxsrefに一致させるための比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御により「サブフィードバック量ＫＳＦＢ」を算出する。このサブフィードバック量ＫＳＦＢは、後述するように、目標空燃比abyfrを算出するために使用される（abyfr＝stoich−ＫＳＦＢ−kacc・daf）。

即ち、出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefよりも小さいとき（リーンであるとき）、サブフィードバック量ＫＳＦＢは次第に大きくなる。サブフィードバック量ＫＳＦＢが大きくなるほど目標空燃比abyfrは小さくなる（リッチ側の空燃比になる）ように修正される。その結果、機関１０の真の平均空燃比は小さくなる（リッチ側の空燃比になる）ので、出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefに一致するように増大する。

逆に、出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefよりも大きいとき（リッチであるとき）、サブフィードバック量ＫＳＦＢは次第に小さくなる（負の値を含む。）。サブフィードバック量ＫＳＦＢが小さくなるほど目標空燃比abyfrは大きくなる（リーン側の空燃比となる）ように修正される。その結果、機関１０の真の平均空燃比は大きくなる（リーン側の空燃比になる）ので、出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefに一致するように減少する。

ＣＰＵは、ステップ１５３５に進むと、前回のサブフィードバック量の学習値（サブＦＢ学習値）ＫＳＦＢｇの更新時点から学習間隔時間Ｔｔｈが経過しているか否かを判定する。このとき、前回のサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇの更新時点から学習間隔時間Ｔｔｈが経過していなければ、ＣＰＵはステップ１５３５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。

これに対し、ＣＰＵがステップ１５３５の処理を実行する時点において、前回のサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇの更新時点から学習間隔時間Ｔｔｈが経過していると、ＣＰＵはステップ１５３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５４０に進み、その時点の積分値SDVoxsと積分ゲインKiとの積（Ki・SDVoxs）をサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇとしてバックアップＲＡＭに格納する。その後、ＣＰＵはステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

このように、ＣＰＵは、サブフィードバック量ＫＳＦＢが更新される期間よりも長い期間（学習間隔時間Ｔｔｈ）が経過した時点におけるサブフィードバック量ＫＳＦＢの定常項Ki・SDVoxsを、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇとして取り込む。

なお、ＣＰＵは、積分項（定常項）Ki・SDVoxsをローパスフィルタ処理した後の値をサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇとして取得してもよい。更に、ＣＰＵは、サブフィードバック量ＫＳＦＢをローパスフィルタ処理した後の値をサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇとして取得してもよい。即ち、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇは、サブフィードバック量ＫＳＦＢの定常成分に応じた値であればよい。

一方、ＣＰＵがステップ１５０５の処理を実行する時点においてサブフィードバック制御条件が成立していない場合、ＣＰＵはステップ１５０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５４５に進んでサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇをサブフィードバック量ＫＳＦＢとして設定する。即ち、ＣＰＵは、サブフィードバック量ＫＳＦＢの更新を停止する。次いで、ＣＰＵはステップ１５５０に進み、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇを積分ゲインKiで除した値（サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇ／積分ゲインKi）を、積分値SDVoxsとしてバックアップＲＡＭに格納する。その後、ＣＰＵはステップ１５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsは、機関１０の真の平均空燃比（従って、メインフィードバック制御によって「過度にリーン側に補正された空燃比」）を反映する値となる。これは、気筒間における空燃比の不均一性が生じた際に発生する多量の水素が、上流側触媒４３において浄化されるからである。従って、出力値Voxsを下流側目標値Voxsrefに一致させるためのサブフィードバック量を用いたサブフィードバック制御により、機関１０の真の平均空燃比は「三元触媒４３のウインドウ内の基準空燃比abyfr0に対応した値（例えば、理論空燃比）」へと修正される。従って、サブフィードバック量が適切な値に収束していれば、ＮＯｘ排出量が多量になることを回避することができる。

しかしながら、サブフィードバック制御は「機関の空燃比の平均」を徐々に変化させる制御である。よって、一般に、サブフィードバック量ＫＳＦＢは目標空燃比abyfrを緩慢に変化するように更新される。従って、例えば、機関の始動後等において、サブフィードバック量が適値になっていない期間が発生する。加えて、「リーン誤補正」の程度は、気筒別空燃比の不均一性の程度が「ある特定の値」であっても、機関１０の運転状態に応じて変化する。例えば、リーン誤補正の程度は、吸入空気量Ｇａが大きくなるほど大きくなる。

従って、気筒間における空燃比の不均一性が存在している場合であって、機関の始動後及び吸入空気量が急激に変化（特に、増大）するような過渡運転時等においては、サブフィードバック量が不適切な値となっている期間が長くなり、機関１０の真の平均空燃比は基準空燃比abyfr0へと修正されない場合が生じる。

これに対し、第１制御装置は、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇに基づいて目標空燃比abyfrを変更する。従って、機関１０の真の平均空燃比を基準空燃比abyfr0へと一致させることができる。

なお、第１制御装置は、サブフィードバック量を用いたサブフィードバック制御を実行しない態様であってもよい。この場合、図１５のルーチンは省略される。更に、他のルーチンにおいて使用されるサブフィードバック量ＫＳＦＢには「０」が代入される。

＜空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの取得＞
次に、空燃比不均衡指標値を取得するための処理について説明する。ＣＰＵは、４ｍｓ（上記単位時間である「所定の一定サンプリング時間ｔｓ」）が経過する毎に、図１６にフローチャートにより示したルーチンを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はステップ１６００から処理を開始してステップ１６０５に進み、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。

このパラメータ取得許可フラグＸkyokaの値は、絶対クランク角度ＣＡが０°クランク角度になった時点において後述するパラメータ取得条件（空燃比不均衡指標値取得許可条件）が成立しているときに「１」に設定され、パラメータ取得条件が不成立になった時点において直ちに「０」に設定される。

パラメータ取得条件は、以下の総ての条件（条件Ｃ１乃至条件Ｃ５）が成立したときに成立する。従って、パラメータ取得条件は、以下の総ての条件（条件Ｃ１乃至条件Ｃ５）のうちの少なくとも一つが不成立であるとき、成立しない。勿論、パラメータ取得条件を構成する条件は、以下の条件Ｃ１乃至条件Ｃ５に限定されることはない。

（条件Ｃ１）エアフローメータ５１により取得される吸入空気量Ｇａが、所定範囲内である。即ち、吸入空気量Ｇａが、低側閾値空気流量ＧａＬｏｔｈ以上であり且つ高側閾値空気流量ＧａＨｉｔｈ以下である。
（条件Ｃ２）機関回転速度ＮＥが所定範囲内である。即ち、機関回転速度ＮＥが、低側閾値回転速度ＮＥＬｏｔｈ以上であり且つ高側閾値回転速度ＮＥＨｉｔｈ以下である。
（条件Ｃ３）冷却水温ＴＨＷが閾値冷却水温ＴＨＷｔｈ以上である。
（条件Ｃ４）メインフィードバック制御条件が成立している。
（条件Ｃ５）フューエルカット制御中でない。

いま、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ１６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６１０に進み、「その時点の上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs」を取得する。なお、ＣＰＵは、ステップ１６１０の処理の前に、本ルーチンを前回実行したときに取得した出力値Vabyfsを前回の出力値Vabyfsoldとして記憶する。即ち、前回の出力値Vabyfsoldは、現時点から４ｍｓ（サンプリング時間ｔｓ）前の時点における出力値Vabyfsである。前回の出力値Vabyfsの初期値は、イニシャルルーチンにおいて理論空燃比に相当する値に設定されている。イニシャルルーチンは、機関１０が搭載された車両のイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときにＣＰＵにより実行されるルーチンである。

次に、ＣＰＵはステップ１６１５に進んで、
（Ａ）出力値Vabyfsの変化率ΔＡＦ（微分値d(Vabyfs)/dt）を取得し、
（Ｂ）変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の積算値ＳＡＦＤを更新し、且つ、
（Ｃ）変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の、積算値ＳＡＦＤへの積算回数カウンタＣｎを更新する。
以下、これらの更新方法について具体的に説明する。

（Ａ）変化率ΔＡＦの取得。
出力値Vabyfsの変化率ΔＡＦ（微分値d(Vabyfs)/dt）は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの元データとなるデータ（基本指標量、基本パラメータ）である。ＣＰＵは、この変化率ΔＡＦを、今回の出力値Vabyfsから前回の出力値Vabyfsoldを減じることによって取得する。即ち、今回の出力値VabyfsをVabyfs（ｎ）、前回の出力値VabyfsoldをVabyfs（ｎ−１）と表記すると、ＣＰＵはステップ１６１５にて「今回の変化率ΔＡＦ（ｎ）」を下記の（１１）式に従って求める。

ΔＡＦ（ｎ）＝Vabyfs（ｎ）−Vabyfs（ｎ−１） …（１１）

なお、ＣＰＵは、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに含まれる機関１０の中心空燃比の変動成分を出力値Vabyfsから除去するために、出力値Vabyfsにハイパスフィルタ処理を施した値（ハイパスフィルタ処理後出力値ＶＨＰＦ）を求め、そのハイパスフィルタ処理後出力値ＶＨＰＦのサンプリング時間ｔｓにおける変化量を変化率ΔＡＦとして取得してもよい。

（Ｂ）変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の積算値ＳＡＦＤの更新。
ＣＰＵは今回の積算値ＳＡＦＤ（ｎ）を下記の（１２）式に従って求める。即ち、ＣＰＵは、ステップ１６１５に進んだ時点における前回の積算値ＳＡＦＤ（ｎ−１）に上記算出した今回の変化率ΔＡＦ（ｎ）の絶対値｜ΔＡＦ（ｎ）｜を加えることにより、積算値ＳＡＦＤを更新する。

ＳＡＦＤ（ｎ）＝ＳＡＦＤ（ｎ−１）＋｜ΔＡＦ（ｎ）｜ …（１２）

積算値ＳＡＦＤに「今回の変化率ΔＡＦ（ｎ）の絶対値｜ΔＡＦ（ｎ）｜」を積算する理由は、図９の（Ｂ）及び（Ｃ）からも理解されるように、変化率ΔＡＦ（ｎ）は正の値にも負の値にもなるからである。なお、積算値ＳＡＦＤも、上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。

（Ｃ）変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の、積算値ＳＡＦＤへの積算回数カウンタＣｎの更新。
ＣＰＵは、下記の（１３）式に従って、カウンタＣｎの値を「１」だけ増大する。Ｃｎ（ｎ）は更新後のカウンタＣｎであり、Ｃｎ（ｎ−１）は更新前のカウンタＣｎである。このカウンタＣｎの値は上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるとともに、後述するステップ１６４５及びステップ１６５０にても「０」に設定される。従って、カウンタＣｎの値は、積算値ＳＡＦＤに積算された変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜のデータ数を示す。

Ｃｎ（ｎ）＝Ｃｎ（ｎ−１）＋１ …（１３）

次に、ＣＰＵはステップ１６２０に進み、基準気筒（本例では第１気筒）の圧縮上死点を基準としたクランク角度ＣＡ（絶対クランク角度ＣＡ）が７２０°クランク角度になっているか否かを判定する。このとき、絶対クランク角度ＣＡが７２０°クランク角度未満であると、ＣＰＵはステップ１６２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１６９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

なお、ステップ１６２０は、変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の平均値を求めるための最小単位の期間を定めるステップであり、ここでは「単位燃焼サイクル期間である７２０°クランク角度」がその最小期間に相当する。勿論、この最小期間は７２０°クランク角度よりも短くてもよいが、サンプリング時間ｔｓの複数倍の長さ以上の期間であることが望ましい。更に、最小期間は、単位燃焼サイクル期間の自然数倍の期間であることが望ましい。

一方、ＣＰＵがステップ１６２０の処理を行う時点において、絶対クランク角度ＣＡが７２０°クランク角度になっていると、ＣＰＵはそのステップ１６２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６２５に進む。

ＣＰＵは、ステップ１６２５にて、
（Ｄ）変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の平均値ＡｖｅΔＡＦを算出し、
（Ｅ）平均値ＡｖｅΔＡＦの積算値Ｓａｖｅを更新し、且つ、
（Ｆ）積算回数カウンタＣｓを更新する。
以下、これらの更新方法について具体的に説明する。

（Ｄ）変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の平均値ＡｖｅΔＡＦの算出。
ＣＰＵは、下記の（１４）式に示したように、積算値ＳＡＦＤをカウンタＣｎの値により除することにより、変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の平均値ＡｖｅΔＡＦを算出する。この後、ＣＰＵは積算値ＳＡＦＤ及びカウンタＣｎの値を「０」に設定する。

ＡｖｅΔＡＦ＝ＳＡＦＤ／Ｃｎ …（１４）

（Ｅ）平均値ＡｖｅΔＡＦの積算値Ｓａｖｅの更新。
ＣＰＵは今回の積算値Ｓａｖｅ（ｎ）を下記の（１５）式に従って求める。即ち、ＣＰＵは、ステップ１６２５に進んだ時点における前回の積算値Ｓａｖｅ（ｎ−１）に上記算出した今回の平均値ＡｖｅΔＡＦを加えることにより、積算値Ｓａｖｅを更新する。この積算値Ｓａｖｅ（ｎ）の値は上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるとともに、後述するステップ１６４５にても「０」に設定される。

Ｓａｖｅ（ｎ）＝Ｓａｖｅ（ｎ−１）＋ＡｖｅΔＡＦ …（１５）

（Ｆ）積算回数カウンタＣｓの更新。
ＣＰＵは、下記の（１６）式に従って、カウンタＣｓの値を「１」だけ増大する。Ｃｓ（ｎ）は更新後のカウンタＣｓであり、Ｃｓ（ｎ−１）は更新前のカウンタＣｓである。このカウンタＣｓの値は上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるとともに、後述するステップ１６４５にても「０」に設定される。従って、カウンタＣｓの値は、積算値Ｓａｖｅに積算された平均値ＡｖｅΔＡＦのデータ数を示す。

Ｃｓ（ｎ）＝Ｃｓ（ｎ−１）＋１ …（１６）

次に、ＣＰＵはステップ１６３０に進み、カウンタＣｓの値が閾値Ｃｓｔｈ以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタＣｓの値が閾値Ｃｓｔｈ未満であると、ＣＰＵはそのステップ１６３０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。なお、閾値Ｃｓｔｈは自然数であり、２以上であることが望ましい。

一方、ＣＰＵがステップ１６３０の処理を行う時点において、カウンタＣｓの値が閾値Ｃｓｔｈ以上であると、ＣＰＵはそのステップ１６３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６３５に進む。ＣＰＵは、そのステップ１６３５にて、下記（１７）式に従って積算値ＳａｖｅをカウンタＣｓの値（＝Ｃｓｔｈ）によって除することにより、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、変化率ΔＡＦ（微分値d(Vabyfs)/dt）の絶対値｜ΔＡＦ｜の各単位燃焼サイクル期間における平均値ＡｖｅΔＡＦを、複数（Ｃｓｔｈ個）の単位燃焼サイクル期間について平均した値である。

ＲＩＭＢ＝Ｓａｖｅ／Ｃｓｔｈ …（１７）

次にＣＰＵはステップ１６４０に進み、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに一次遅れフィルタ処理としての「なまし処理」を施すことにより、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを算出し、そのフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとしてバックアップＲＡＭに格納する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップ１６４０にて図１７に示した「不均衡指標学習値算出ルーチン」を実行する。図１７に示したルーチンについては、後に詳述する。

次いで、ＣＰＵはステップ１６４５に進み、「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及びフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）」を算出するために用いられる各値（ΔＡＦ，ＳＡＦＤ，Ｃｎ，ＡｖｅΔＡＦ，Ｓａｖｅ及び、Ｃｓ等）」を「０」に設定（クリア）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。

このように求められる空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、気筒別空燃比の不均一性が生じていないとき（即ち、総ての気筒の空燃比が同一であるとき）には変化率ΔＡＦが「０」となるから、基準値「０」となる。従って、気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇも基準値「０」となる。

一方、ＣＰＵがステップ１６０５に進んだ際にパラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」でなければ、ＣＰＵはそのステップ１６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１６５０に進む。ＣＰＵは、そのステップ１６５０にて「平均値ＡｖｅΔＡＦを算出するために用いられる各値（ΔＡＦ，ＳＡＦＤ，及び，Ｃｎ等）」を「０」に設定（クリア）する。次いで、ＣＰＵはステップ１６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

＜不均衡指標学習値算出（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢのフィルタ処理）＞
次に、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ）を取得するための「フィルタ処理」について説明する。ＣＰＵは、図１６のステップ１６４０に進むと（即ち、ステップ１６３０にて新たな空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得されると）、図１７のステップ１７００から処理を開始してステップ１７１０に進む。

ＣＰＵはステップ１７１０にて、現時点が不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの初回算出タイミングであるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、上述した「重み変更条件２」が成立しているか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵはバックアップＲＡＭに格納されている不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの値が「デフォルト値である０」に設定されているか否かを判定する。

図１６のステップ１６３５の処理が、今回の機関１０の運転開始後において初めて実行された場合であって、且つ、今回の機関１０の運転開始前においてバックアップＲＡＭへのバッテリからの電力供給が遮断されていると、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇはデフォルト値「０」である（即ち、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇは初期化された状態にあり、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇがバックアップＲＡＭに格納されていない状態にある）。

この場合、ＣＰＵはステップ１７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７２０に進み、重みαを「第１所定値αsmall1」に設定する。第１所定値αsmall1は、後述する通常値αnormalよりも小さい値である。

次いで、ＣＰＵはステップ１７３０に進み、上記（１）式と同様の式である下記の（１８）式に従って、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに対してフィルタ処理を施すことにより、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（即ち、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ）を算出し、バックアップＲＡＭに格納する。（１８）式において、左辺のＲＩＭＢｇは「更新後の不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの今回値）」であり、右辺のＲＩＭＢｇは「更新前の不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（即ち、ＣＰＵがステップ１７３０に進む直前の不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの前回値）」である。右辺のＲＩＭＢは、図１６のステップ１６３５にて新たに取得された最新の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ(空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの今回値）である。

ＲＩＭＢｇ＝α・ＲＩＭＢｇ＋（１−α）・ＲＩＭＢ …（１８）

次に、ＣＰＵはステップ１７４０に進み、最新の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを「空燃比不均衡指標値の前回値ＲＩＭＢold」として格納する。なお、空燃比不均衡指標値の前回値ＲＩＭＢoldは、上述したイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。その後、ＣＰＵはステップ１７９５を経由してステップ１６４５に進む。

一方、ＣＰＵがステップ１７１０の処理を行う時点において、その時点が不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの初回算出タイミングでなければ、ＣＰＵはそのステップ１７１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７５０に進み、最新の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの今回値）と、空燃比不均衡指標値の前回値ＲＩＭＢoldと、の差の絶対値（差の大きさ）Ｒ（＝｜ＲＩＭＢ−ＲＩＭＢold｜）が所定の閾値ΔＲｔｈよりも大きいか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、上述した「重み変更条件１」が成立しているか否かを判定する。

このとき、差の絶対値Ｒ（＝｜ＲＩＭＢ−ＲＩＭＢold｜）が所定の閾値ΔＲｔｈよりも大きいと、ＣＰＵはステップ１７５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７６０に進み、重みαを「第２所定値αsmall2」に設定する。第２所定値αsmall2は、後述する通常値αnormalよりも小さい値である。なお、第２所定値αsmall2は第１所定値αsmall1と同じであってもよく相違していてもよい。その後、ＣＰＵはステップ１７３０及びステップ１７４０の処理を実行し、ステップ１７９５を経由してステップ１６４５に進む。

更に、ＣＰＵがステップ１７５０の処理を行う時点において、差の絶対値Ｒ（＝｜ＲＩＭＢ−ＲＩＭＢold｜）が所定の閾値ΔＲｔｈよりも大きくなければ、ＣＰＵはステップ１７５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７７０に進み、重みαを通常値αnormalに設定する。その後、ＣＰＵはステップ１７３０及びステップ１７４０の処理を実行し、ステップ１７９５を経由してステップ１６４５に進む。

以上の処理により、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの初回算出タイミングである場合、及び、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが急変した場合（即ち、差の絶対値｜ＲＩＭＢ−ＲＩＭＢold｜が所定の閾値ΔＲｔｈよりも大きい場合）、重みαが通常値αnormalよりも小さい値（第１所定値αsmall1，第２所定値αsmall2）に設定される。従って、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ）は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに迅速に接近する。一方、通常時において、重みαは通常値αnormalに設定される。従って、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ）は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに重畳するノイズが除去された値となる。

＜目標空燃比abyfrの決定＞
次に、目標空燃比abyfrを決定するための処理について説明する。ＣＰＵは図１８にフローチャートにより示した「目標空燃比決定ルーチン」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１８００から処理を開始してステップ１８１０に進み、目標空燃比補正量dafを「不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ及び吸入空気量Ｇａ」に基づいて決定する。目標空燃比補正量dafは、図１８のステップ１８１０内に記載された目標空燃比補正量テーブルＭａｐdaf（ＲＩＭＢｇ，Ｇａ）に従って求められる。

この目標空燃比補正量テーブルＭａｐdaf（ＲＩＭＢｇ，Ｇａ）によれば、目標空燃比補正量dafは次のように決定される。
・目標空燃比補正量dafは、吸入空気量Ｇａが大きくなるほど、大きくなる。
・目標空燃比補正量dafは、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きくなるほど、大きくなる。

次に、ＣＰＵはステップ１８２０に進み、機関１０の加速の程度を示す加速指標量ｄＧａを取得する。具体的には、ＣＰＵは、現時点の吸入空気量Ｇａから一定時間前（例えば、１６ｍｓ）前の過去の吸入空気量Ｇａoldを減じることにより、吸入空気量Ｇａの単位時間あたりの変化量を加速指標量ｄＧａとして取得する。なお、加速指標量ｄＧａは、スロットル弁開度ＴＡの単位時間あたりの変化量ｄＴＡ、負荷ＫＬの単位時間あたりの変化量ｄＫＬ、及び、アクセルペダル操作量Accpの単位時間あたりの変化量ｄAccp等のうちの何れであってもよい。

次に、ＣＰＵはステップ１８３０に進み、加速指標量ｄＧａに基いて加速補正値kaccを取得する。即ち、ＣＰＵは、加速補正値kaccをステップ１８３０内に記載された加速補正値テーブルＭａｐkacc（ｄＧａ）に従って求める。この加速補正値テーブルＭａｐkacc（ｄＧａ）によれば、加速補正値kaccは、加速指標量ｄＧａが大きいほど「１よりも大きな範囲において次第に大きくなる」ように決定される。

次いで、ＣＰＵはステップ１８４０に進み、下記の（１９）式に従って、目標空燃比abyfrを決定する。即ち、ＣＰＵは、理論空燃比stoichから、サブフィードバック量ＫＳＦＢを減じ、更に、「加速補正値kaccと目標空燃比補正量dafとの積（kacc・daf）」を減じた値を、目標空燃比abyfrとして採用する。その後、ＣＰＵはステップ１８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵは、加速補正値kaccを常に「１」に設定してもよい。即ち、ＣＰＵは加速指標量ｄＧａを求めることなく、目標空燃比補正量dafを（stoich−ＫＳＦＢ）から減じることにより、目標空燃比abyfrを決定してもよい。

abyfr＝stoich−ＫＳＦＢ−kacc・daf …（１９）

この結果、目標空燃比abyfrは、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きくなるほど、吸入空気量Ｇａが大きくなるほど、加速指標量ｄＧａが大きくなるほど、理論空燃比stoich（実際には、stoich−ＫＳＦＢ）との差の絶対値の大きさがより大きくなるように、小さくなる（よりリッチ側の空燃比に設定される。）。

従って、指示燃料噴射量Ｆｉは、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きくなるほど大きくなり、且つ、吸入空気量Ｇａが増大するほど吸入空気量Ｇａの増大に見合う分（目標空燃比abyfrが一定である場合に吸入空気量Ｇａの増加に基いて増加する指示燃料噴射量Ｆｉの増加量）よりも更に大きい増加量だけ大きくなり、且つ、加速指標量ｄＧａが大きくなるほど大きくなるように、増大補正される。

この結果、吸入空気量Ｇａ、気筒別空燃比の不均一性の程度、及び、加速状態等に応じて、指示燃料噴射量Ｆｉが制御されるので、指示燃料噴射量Ｆｉ及び指示空燃比が適切な値となる。よって、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合においても窒素酸化物及び未燃物の排出量を低減することができる。

更に、図１８のステップ１８１０内に記載された目標空燃比補正量テーブルＭａｐdaf（ＲＩＭＢｇ，Ｇａ）からも明らかなように、目標空燃比abyfrは、吸入空気量Ｇａと不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとにより定まる運転状態が、所定の運転状態にある場合にのみ、理論空燃比stoich（実際には、stoich−ＫＳＦＢ）よりも小さい値へと変更される。つまり、目標空燃比補正量テーブルＭａｐdaf（ＲＩＭＢｇ，Ｇａ）の「０」以外の数値が記入されている運転領域（高吸入空気量領域且つ高インバランス割合状態）において、指示空燃比のリッチ側への修正がなされる。換言すると、「吸入空気量Ｇａが、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが大きいほど小さくなる吸入空気量の閾値Ｇａｖｔｈより大きい場合」、指示燃料噴射量Ｆｉは増大補正され、指示空燃比はより小さい空燃比に設定される。従って、無駄な指示燃料噴射量Ｆｉの増大補正を行うことなく、窒素酸化物及び未燃物の排出量を低減することができる。

以上、説明したように、第１制御装置は、
三元触媒４３に流入する排ガスの空燃比が目標空燃比abyfrに一致するように燃料噴射弁３３から噴射される燃料の量を「上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs」に基いてフィードバック補正することにより、複数の燃料噴射弁３３のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値（指示燃料噴射量Ｆｉ）を決定する指示燃料噴射量決定手段（図１３のステップ１３２０乃至ステップ１３５０、及び、図１４等を参照。）と、
指示燃料噴射量Ｆｉに応じた量の燃料が複数の燃料噴射弁３３のそれぞれから噴射されるように複数の燃料噴射弁３３に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段（図１３のステップ１３６０を参照。）と、
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
所定の条件が成立する毎（例えば、図１６のステップ１６３０での「Ｙｅｓ」と判定を参照。）に、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室２１に供給される混合気の空燃比（気筒別空燃比）の「前記複数の気筒間における不均一性の程度」が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを「少なくとも上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs」に相関する値に基いて取得する不均衡指標値取得手段（図１６のステップ１６０５乃至ステップ１６３５を参照。）と、
前記空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに対して一次遅れフィルタ処理を実行することによりフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）を取得するフィルタ処理手段（図１６のステップ１６４０及び図１７を参照。）と、
前記フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）が大きいほど「指示燃料噴射量Ｆｉによって決まる空燃比（指示空燃比）」が小さくなるように（リッチ側の空燃比となるように）、そのフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ(不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）に基づいて前記指示燃料噴射量Ｆｉを増大補正する燃料増量手段（図１８、図１３のステップ１３２０、及び、図１４のステップ１４２５等を参照。）と、
を備える。

更に、前記フィルタ処理手段は、
前記不均衡指標値取得手段により新たに取得された空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と、前記今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得される前に前記不均衡指標値取得手段により取得された空燃比不均衡指標値の前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差の大きさΔＲが所定の閾値ΔＲｔｈ以上であるとき、前記差の大きさΔＲが前記閾値ΔＲｔｈ未満であるときに比べ、前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成されている（図１７のステップ１７５０、ステップ１７６０、ステップ１７７０及びステップ１７３０等を参照。）。

従って、空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差の大きさΔＲが閾値ΔＲｔｈ未満である場合、空燃比不均衡指標値に重畳するノイズが除去された値が「フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）」として取得される。それ故、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに重畳するノイズが指示燃料噴射量Ｆｉに及ぼす影響を小さくすることができるので、指示空燃比を適切な値に設定することができる。その結果、上記リーン誤補正の影響を小さくすることができるので、エミッション（例えば、ＮＯｘ）の排出量を低減することができる。

加えて、空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差の大きさΔＲが閾値ΔＲｔｈ以上である場合、即ち、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが急変した場合、フィルタの時定数が小さくされる（重みαが小さい値αsmall2に設定される）。従って、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標値学習値ＲＩＭＢｇ）が「急変後の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ」に迅速に接近する（例えば、図１１の一点鎖線を参照。）。この結果、指示空燃比を「気筒別空燃比の不均一性の程度」に応じた適切な値に迅速に近づけることができるので、エミッション（例えば、ＮＯｘ）の排出量が増大することを回避することができる。

更に、前記フィルタ処理手段は、
記憶手段（バックアップＲＡＭ）に不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが格納されていない状態において空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得されたとき、前記記憶手段に不均衡指標値学習値ＲＩＭＢｇが格納されている状態において空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得されたときに比べ、前記フィルタ処理の時定数を小さくする（重みαを小さくする）ように構成されている（図１７のステップ１７１０及びステップ１７２０を参照。）。

この結果、前記記憶手段に不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが格納されていない場合に空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが新たに取得されたとき、その空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに近い値を有する不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを取得することができる（図１２の一点鎖線を参照。）。従って、指示燃料噴射量Ｆｉを適切な値に迅速に近づけることができる。

＜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、単に「第２制御装置」と称呼する。）について説明する。第２制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを、サブフィードバック量ＫＳＦＢに応じた値（実際には、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇ）に基づいて算出する（例えば、特開２００９−３０４５５号公報を参照。）。そして、第２制御装置は、その空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに一次遅れフィルタ処理（なまし処理）を施すことにより、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを取得する。

気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど上述したメインフィードバック制御によるリーン誤補正の程度が大きくなる。一方、下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsは、上述したように、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合であっても、機関１０の真の平均空燃比に近しい値を出力する。

その結果、サブフィードバック量ＫＳＦＢ（又は、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇ）は、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、機関の空燃比（目標空燃比abyfr）を「よりリッチ側の空燃比」に移行する値となる。よって、サブフィードバック量ＫＳＦＢ（又は、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇ）に基いて、気筒別空燃比の不均一性の程度を示す空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得することができる（図１９を参照。）。

（実際の作動）
第２制御装置のＣＰＵは、第１制御装置のＣＰＵと同様なルーチンを実行する。但し、第２制御装置のＣＰＵは、図１６に代わる図２０に示したルーチンを所定時間の経過毎に実行する。

所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ２０００から処理を開始してステップ２０１０に進み、現時点が「サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇが更新された直後の時点（サブＦＢ学習値更新直後時点）」であるか否かを判定する。このとき、現時点がサブＦＢ学習値更新直後の時点でなければ、ＣＰＵはステップ２０９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、現時点がサブＦＢ学習値更新直後の時点であれば、ＣＰＵはステップ２０１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ２０２０乃至ステップ２０４０の処理を順に行ってから、ステップ２０５０に進む。

ステップ２０２０：ＣＰＵは学習値積算カウンタＣexeの値を「１」だけ増大する。
ステップ２０３０：ＣＰＵは図１５のステップ１５４０にて更新されたサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇを読み込む。

ステップ２０４０：ＣＰＵは、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇの積算値ＳＫＳＦＢｇを更新する。即ち、ＣＰＵは「その時点の積算値ＳＫＳＦＢｇ」に「ステップ２０３０にて読み込んだサブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇ」を加えることにより、新たな積算値ＳＫＳＦＢｇを得る。この積算値ＳＫＳＦＢｇは、上述したイニシャルルーチンにより「０」に設定される。更に、積算値ＳＫＳＦＢｇは、後述するステップ２０８０の処理によっても「０」に設定される。

次に、ＣＰＵはステップ２０５０に進み、学習値積算カウンタＣexeの値がカウンタ閾値Ｃth以上であるか否かを判定する。ＣＰＵは、学習値積算カウンタＣexeの値がカウンタ閾値Ｃthよりも小さいと、ステップ２０５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２０９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。これに対し、ＣＰＵは、学習値積算カウンタＣexeの値がカウンタ閾値Ｃth以上であると、ステップ２０５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ２０６０乃至ステップ２０８０の処理を順に行い、ステップ２０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ２０６０：ＣＰＵは、「サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇの積算値ＳＫＳＦＢｇ」を「学習値積算カウンタＣexe（＝Ｃth）」で除することにより、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。即ち、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇのカウンタ閾値Ｃth分の平均値である。

ステップ２０７０：ＣＰＵは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢになまし処理を施すことにより、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを算出し、そのフィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとしてバックアップＲＡＭに格納する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップ２０７０にて図１７に示した「不均衡指標学習値算出ルーチン」を実行する。

ステップ２０８０：ＣＰＵは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを算出するために用いられる各値（Ｃexe及びＳＫＳＦＢｇ）を「０」に設定（クリア）する。その後、ＣＰＵはステップ２０９５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２制御装置は、
上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される空燃比（検出空燃比abyfs）が目標空燃比abyfrに一致するように指示燃料噴射量Ｆｉをフィードバック補正するためのメインフィードバック量ＤＦｉを算出し（図１４を参照。）、
下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsが下流側目標値Voxsrefに一致するように前記指示燃料噴射量Ｆｉをフィードバック補正するためのサブフィードバック量ＫＳＦＢを算出し（図１５を参照。）、且つ、
前記メインフィードバック量ＤＦｉ及び前記サブフィードバック量ＫＳＦＢに基いて指示燃料噴射量Ｆｉを決定する（図１３のステップ１３２０乃至ステップ１３５０、図１８のステップ１８４０等を参照。）、
指示燃料噴射量決定手段を備える。

更に、第２制御装置の不均衡指標値取得手段は、
サブフィードバック量ＫＳＦＢの定常成分（サブＦＢ学習値ＫＳＦＢｇ又は時間積分値SDVoxs）が大きくなるほど大きくなる値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得するように構成されている（図２０のステップ２０１０乃至ステップ２０６０を参照。）。

加えて、第２制御装置においても、上記のように「サブフィードバック量ＫＳＦＢ（サブフィードバック量ＫＳＦＢの定常成分）」に応じた値に相関する空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに対して、第１制御装置と同様の「フィルタの時定数を、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの前回値と今回値との差の大きさＲ等に応じて変更する一次遅れフィルタ処理」が施される（図２０のステップ２０７０、図１７を参照。）。

この結果、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが急変した場合、或いは、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇが格納されていない場合に空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが新たに取得された場合、その空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに近い値を有する不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを短時間にて取得することができる。従って、指示燃料噴射量Ｆｉを適切な値に迅速に近づけることができる。

＜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、単に「第３制御装置」と称呼する。）について説明する。

ところで、上述した第１制御装置が微分値d(Vabyfs)/dt（変化率ΔＡＦ）に基いて取得する空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、図２１に示したように、気筒別空燃比の不均一性の程度（インバランス割合）が「ある一定の値」であっても、その空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得した期間（指標値取得期間）における吸入空気量Ｇａが大きくなるほど大きくなる。

この理由の一つは、上流側空燃比センサ５６の「排気通路を流れる排ガスの空燃比」に対する出力応答性（応答性）が、外側保護カバー５６ｂ及び内側保護カバー５６ｃの存在により、排ガスの流量（流速）が大きいほど（即ち、吸入空気量Ｇａが大きいほど）良好になるからである。この理由の他の一つは、上流側空燃比センサ５６の出力応答性が排ガスの圧力に依存するからである。

更に、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、図２２に示したように、気筒別空燃比の不均一性の程度（インバランス割合）が「ある一定の値」であっても、指標値取得期間における機関回転速度ＮＥの影響を受けて変化する。例えば、図２２に示したように、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、機関回転速度ＮＥが所定回転速度以上の高速回転域において機関回転速度ＮＥが高くなるほど小さくなる。

この理由は、インバランス気筒の排ガスが上流側空燃比センサ５６に到達することにより、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsがそのインバランス気筒の排ガスの空燃比を示す値にまで低下する前に、非インバランス気筒の排ガスが上流側空燃比センサ５６に到達してしまい、その結果、出力値Vabyfsがインバランス気筒の排ガスの空燃比に応じた値にまで十分に変化しないためであると推定される。

そこで、第３制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する期間（指標値取得期間）における吸入空気量Ｇａに相関する値（吸入空気量相関値）を取得するとともに、指標値取得期間における機関回転速度ＮＥに相関する値（機関回転速度関値）を取得する。吸入空気量相関値は、例えば、指標値取得期間の吸入空気量Ｇａの平均値ＧａＡｖｅである。機関回転速度相関値は、例えば、指標値取得期間の機関回転速度ＮＥの平均値ＮＥＡｖｅである。

そして、第３制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得されると、吸入空気量相関値及び機関回転速度相関値に基づいてその空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを補正することにより、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得する。これにより、指標値取得期間における吸入空気量及び機関回転速度に関わらず、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを得ることができる。換言すると、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを「特定の吸入空気量及び特定の機関回転速度」にて得られた値へと正規化した値が補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈである。

但し、図２１及び図２２からも理解されるように、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの機関回転速度ＮＥに対する依存性（相関性）は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの吸入空気量Ｇａについての依存性（相関性）に比べ小さい。従って、第３制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを吸入空気量相関値のみに基いて補正することにより、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得してもよい。

その後、第３制御装置は、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈに対して「図１７のルーチンにより示された、なまし処理」を施すことにより、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを算出する。即ち、第３制御装置は、上記（１８）式（ＲＩＭＢｇ＝α・ＲＩＭＢｇ＋（１−α）・ＲＩＭＢ）の「ＲＩＭＢ」に補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを代入することにより、不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを算出する。

（実際の作動）
第３制御装置のＣＰＵは、第１制御装置のＣＰＵと同様なルーチンを実行する。但し、第３制御装置のＣＰＵは、図１６に代わる図２３に示したルーチンを所定時間（所定の一定サンプリング時間ｔｓ）の経過毎に実行する。なお、図２３に示したステップのうち図１６に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図１６のそのようなステップに付された符号と同一の符合が付されている。以下、図２３と図１６との相違点を中心に説明する。

ＣＰＵは、ステップ１６２０にて「Ｙｅｓ」と判定するとステップ２３１０に進み、その時点の「吸入空気量Ｇａと機関回転速度ＮＥ」を取得する。次いで、ＣＰＵはステップ１６２５に進み、平均値ＡｖｅΔＡＦを算出するとともに、積算値Ｓａｖｅ及び積算回数カウンタＣｎを更新する。

次に、ＣＰＵはステップ２３２０に進み、吸入空気量Ｇａの積算値ＳＧａを更新し、且つ、機関回転速度ＮＥの積算値ＳＮＥを更新する。より具体的に述べると、ＣＰＵは今回の積算値ＳＧａ（ｎ）を下記の（２０）式に従って求める。即ち、ＣＰＵは、ステップ２３２０に進んだ時点における前回の積算値ＳＧａ（ｎ−１）に、上記ステップ２３１０にて取得した今回の吸入空気量Ｇａを加えることにより、積算値ＳＧａを更新する。更に、ＣＰＵは、今回の積算値ＳＮＥ（ｎ）を下記の（２１）式に従って求める。即ち、ＣＰＵは、ステップ２３２０に進んだ時点における前回の積算値ＳＮＥ（ｎ−１）に、上記ステップ２３１０にて取得した今回の機関回転速度ＮＥを加えることにより、積算値ＳＮＥを更新する。なお、積算値ＳＧａ（ｎ）及び積算値ＳＮＥ（ｎ）は上述したイニシャルルーチンにおいて共に「０」に設定され、且つ、後述するステップ２３６０にても「０」に設定される。

ＳＧａ（ｎ）＝ＳＧａ（ｎ−１）＋Ｇａ …（２０）

ＳＮＥ（ｎ）＝ＳＮＥ（ｎ−１）＋ＮＥ …（２１）

加えて、ＣＰＵはステップ１６３０にて「Ｙｅｓ」と判定したとき、ステップ１６３５にて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを求め、その後、以下に述べるステップ２３３０乃至ステップ２３５０の処理を順に行う。

ステップ２３３０：ＣＰＵは、下記（２２）式に従って積算値ＳＧａをカウンタＣｓの値（＝Ｃｓｔｈ）によって除することにより、吸入空気量Ｇａの平均値である「吸入空気量相関値ＧａＡｖｅ」を取得する。吸入空気量相関値ＧａＡｖｅは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得される期間（指標値取得期間）における吸入空気量Ｇａが大きくなるほど大きくなる値である。

ＧａＡｖｅ＝ＳＧａ／Ｃｓｔｈ …（２２）

ステップ２３４０：ＣＰＵは、下記（２３）式に従って積算値ＳＮＥをカウンタＣｓの値（＝Ｃｓｔｈ）によって除することにより、機関回転速度ＮＥの平均値である「機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅ」を取得する。機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅは、指標値取得期間における機関回転速度ＮＥが大きくなるほど大きくなる値である。

ＮＥＡｖｅ＝ＳＮＥ／Ｃｓｔｈ …（２３）

ステップ２３５０：ＣＰＵは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを「吸入空気量相関値ＧａＡｖｅ及び機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅ」に基いて補正することにより、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップ２３５０にて後述する図２４に示した「補正後空燃比不均衡指標値取得ルーチン」を実行する。補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈは、吸入空気量相関値ＧａＡｖｅと、機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅと、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと、の関数ｆ（ＧａＡｖｅ，ＮＥＡｖｅ，ＲＩＭＢ）により表すことができる。

次いで、ＣＰＵはステップ１６４０に進み、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈに対して「なまし処理」を施すことにより、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを算出する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ」として扱って図１７に示したルーチンを実行する。そして、ＣＰＵは、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇを不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとしてバックアップＲＡＭに格納する。

次いで、ＣＰＵはステップ２３６０に進み、「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及び補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈ」を算出するために用いられる各値（ΔＡＦ，ＳＡＦＤ，Ｃｎ，ＡｖｅΔＡＦ，Ｓａｖｅ，ＳＧａ，ＳＮＥ、及び、Ｃｓ等）」を「０」に設定（クリア）する。その後、ＣＰＵはステップ２３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、ＣＰＵがステップ１６０５に進んだ際にパラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」でなければ、ＣＰＵはそのステップ１６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ２３７０に進む。ＣＰＵは、そのステップ２３７０にて「平均値ＡｖｅΔＡＦを算出するために用いられる各値（ΔＡＦ，ＳＡＦＤ，及び，Ｃｎ等）」を「０」に設定（クリア）する。次いで、ＣＰＵはステップ２３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

次に、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得するための処理について説明する。ＣＰＵは、図２３のステップ２３５０に進むと（即ち、図２３のステップ１６３５にて新たな空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得されると）、図２４のステップ２４００から処理を開始してステップ２４１０に進む。ＣＰＵはステップ２４１０にて、補正係数Ｋgnを決定する。

電気制御装置７０はＲＯＭ内に「機関回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｇａ及び空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ」と「補正係数Ｋgn」との関係を規定したルックアップテーブルを格納している。このテーブルに格納されるデータは予め実験等により取得されている。補正係数Ｋgnは、気筒別空燃比の不均一性の程度がある値（インバランス割合が特定値）であれば、一つの補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈが得られるように、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを補正する係数である。

より具体的に述べると、ＣＰＵは、図２３のステップ２３４０にて取得された機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅに最も近い機関回転速度に対して定められている「吸入空気量Ｇａ及び空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ」と「補正係数Ｋgn」との関係を規定したルックアップテーブルを選択する。例えば、図２３のステップ２３４０にて取得された機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅが２０００ｒｐｍであったとすると、ＣＰＵは図２４のステップ２４１０にてテーブルＢを選択する。

そして、ＣＰＵはその選択したテーブルから、図２３のステップ２３３０にて取得された吸入空気量相関値ＧａＡｖｅと図２３のステップ１６３５にて取得された空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとに対応する補正係数Ｋgnを読み出す。例えば、機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅが２０００ｒｐｍであり、吸入空気量相関値ＧａＡｖｅが３０（ｇ／ｓ）であり、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが０．４８であるとすると、補正係数Ｋgnは０．９３９０となる。補正係数Ｋgnは、一般に、吸入空気量相関値ＧａＡｖｅが大きいほど小さくなり、従って、吸入空気量相関値ＧａＡｖｅが小さいほど大きくなる。また、補正係数Ｋgnは、一般に、機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅが大きいほど大きくなり、従って、機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅが小さいほど小さくなる。

次に、ＣＰＵはステップ２４２０に進み、下記（２４）式に従って、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに補正係数Ｋgnを乗じることにより補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを求める。補正係数Ｋgnは、吸入空気量相関値ＧａＡｖｅ及び機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅに基いて決まる値であるから、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈは空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを「吸入空気量相関値ＧａＡｖｅ及び機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅ」に基いて補正した値である。その後、ＣＰＵはステップ２４９５を経由して図２３のステップ２３６０へと進む。

ＲＩＭＢｈ＝Ｋgn・ＲＩＭＢ …（２４）

このように、第３制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが取得される期間（即ち、指標値取得期間）における吸入空気量Ｇａが大きくなるほど大きくなる吸入空気量相関値ＧａＡｖｅを取得するとともに（図２３のステップ２３１０、ステップ２３２０、及び、ステップ２３３０）、前記指標値取得期間において取得された空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを前記吸入空気量相関値ＧａＡｖｅに基いて補正することにより、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得する（図２３のステップ２３５０）。そして、第３制御装置は、その補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを正規の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして扱って、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）を算出する（図２３のステップ１６４０）。

更に、第３制御装置は、前記指標値取得期間における機関回転速度ＮＥが大きくなるほど大きくなる機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅを取得するとともに（図２３のステップ２３１０、ステップ２３２０、及び、ステップ２３４０）、前記標値取得期間において取得された空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを前記機関回転速度相関値ＮＥＡｖｅにも基いて補正することにより、前記補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得する（図２３のステップ２３５０）。そして、第３制御装置は、その補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを正規の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして扱って、フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ（不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ）を算出する（図２３のステップ１６４０）。

従って、第３制御装置によれば、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈは、指標値取得期間における「吸入空気量及び機関回転速度」に依存して変化することのない値であって、気筒別空燃比の不均一性の程度を表す値になる。従って、「補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈに基いて算出された不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ」に応じて指示燃料噴射量Ｆｉが増量補正されることにより、前述したリーン誤補正を精度良く補償することができ、且つ、燃料が過度に増量されることを回避することができる。その結果、ＮＯｘ及び未燃物の排出量を低減することができる。

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、指示燃料噴射量Ｆｉを決定する基礎となるパラメータである不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ（フィルタ処理後不均衡指標値ＲＩＭＢｇ）を、フィルタ処理の時定数（重みα）を変更することによって、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに重畳するノイズの影響を受け難く且つ空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに迅速に接近する値として取得することができる。その結果、前述したリーン誤補正を精度良く補償することができ、且つ、燃料が過度に増量されることを回避することができるので、エミッションを改善することができる。

本発明は上記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、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する不均衡指標値取得手段は、次に述べるような方法により、「上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsの変動が大きいほど大きくなる空燃比変動指標量ＡＦＤ」を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得してもよい。なお、以下に述べる上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsは、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに相関する値を意味する。即ち、以下に述べる上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsは、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsそのものでもよく、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsから機関１０の空燃比平均（中心空燃比、ベース空燃比）の変動成分が除去されるように、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに対してハイパスフィルタ処理を施した値であってもよい。

（Ａ−１）
前記不均衡指標値取得手段は、上述したように、
上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsの時間についての微分値d(Vabyfs)/dt（変化率ΔＡＦ）を取得するとともに、取得した微分値d(Vabyfs)/dtに相関する値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得するように構成され得る。

取得した微分値d(Vabyfs)/dtに相関する値の一例は、上述したように、単位燃焼サイクル又は単位燃焼サイクルの自然数倍の期間において複数個取得された微分値d(Vabyfs)/dtの絶対値の平均値である。取得した微分値d(Vabyfs)/dtに相関する値の他の一例は、単位燃焼サイクルにおいて複数個取得された微分値d(Vabyfs)/dtの絶対値の最大値を、複数の単位燃焼サイクルについて平均化した値である。

取得した微分値d(Vabyfs)/dtに相関する値の更に別の一例は、次のように取得してもよい。
・単位燃焼サイクル期間において、正の値を有する微分値d(Vabyfs)/dtの絶対値を所定サンプル時間の経過毎に取得し、それらの平均値ΔＡＦＰＬを求める。
・単位燃焼サイクル期間において、負の値を有する微分値d(Vabyfs)/dtの絶対値を所定サンプル時間の経過毎に取得し、それらの平均値ΔＡＦＭＮを求める。
・一つの単位燃焼サイクル期間において、平均値ΔＡＦＰＬと平均値ΔＡＦＭＮのうちの大きい方を、その単位燃焼サイクル期間における変化率ΔＡＦとして採用する。
・複数の単位燃焼サイクル期間のそれぞれにおいて上記のようにして取得したΔＡＦの平均値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして採用する。

（Ａ−２）
前記不均衡指標値取得手段は、
上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの時間についての微分値d(abyfs)/dtを取得するとともに、その取得した微分値d(abyfs)/dt値に相関する値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得するように構成され得る。

取得した微分値d(abyfs)/dt値に相関する値の一例は、単位燃焼サイクル又は単位燃焼サイクルの自然数倍の期間において複数個取得された微分値d(abyfs)/dtの絶対値の平均値である。取得した微分値d(abyfs)/dtに相関する値の他の一例は、単位燃焼サイクルにおいて複数個取得された微分値d(abyfs)/dtの絶対値の最大値を、複数の単位燃焼サイクルについて平均化した値である。

（Ａ−３）
前記不均衡指標値取得手段は、
上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsの時間についての二階微分値d²(Vabyfs)/dt²を取得するとともに、その取得した二階微分値d²(Vabyfs)/dt²に相関する値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得するように構成され得る。二階微分値d²(Vabyfs)/dt²は、気筒別空燃比差が小さい場合には図９の（Ｄ）の破線Ｃ５に示したように相対的に小さい値となり、気筒別空燃比差が大きい場合には図９の（Ｄ）の実線Ｃ６に示したように相対的に大きい値となる。

なお、二階微分値d²(Vabyfs)/dt²は、現時点の出力値Vabyfsから一定のサンプリング時間前の出力値Vabyfsを減じることにより、一定のサンプリング時間毎の微分値d(Vabyfs)/dtを求め、新たに求められた微分値d(Vabyfs)/dtから一定のサンプリング時間前の微分値d(Vabyfs)/dtを減じることにより求めることができる。

取得した二階微分値d²(Vabyfs)/dt²値に相関する値の一例は、単位燃焼サイクル又は単位燃焼サイクルの自然数倍の期間において複数個取得された二階微分値d²(Vabyfs)/dt²の絶対値の平均値である。取得した二階微分値d²(Vabyfs)/dt²値に相関する値の他の一例は、単位燃焼サイクルにおいて複数個取得された二階微分値d²(Vabyfs)/dt²値の絶対値の最大値を、複数の単位燃焼サイクルについて平均化した値である。

（Ａ−４）
前記不均衡指標値取得手段は、
上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d²(abyfs)/dt²を取得するとともに、その取得した二階微分値d²(abyfs)/dt²に相関する値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得するように構成され得る。出力値Vabyfsと検出空燃比abyfsとは実質的に比例関係にあるので（図７を参照。）、二階微分値d²(abyfs)/dt²は、出力値Vabyfsの二階微分値d²(abyfs)/dt²と同様の傾向を示す。

取得した二階微分値d²(abyfs)/dt²値に相関する値の一例は、単位燃焼サイクル又は単位燃焼サイクルの自然数倍の期間において複数個取得された二階微分値d²(abyfs)/dt²の絶対値の平均値である。取得した二階微分値d²(abyfs)/dt²に相関する値の他の一例は、単位燃焼サイクルにおいて複数個取得された二階微分値d²(abyfs)/dt²の絶対値の最大値を、複数の単位燃焼サイクルについて平均化した値である。

（Ａ−５）
前記不均衡指標値取得手段は、
上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsの所定期間（例えば、単位燃焼サイクル期間の自然数倍の期間）における最大値と最小値との差ΔＸに相関する値、又は、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの所定期間における最大値と最小値との差ΔＹに相関する値を、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得するように構成され得る。図９の（Ｂ）に示した実線Ｃ２及び破線Ｃ１から明らかなように、この差ΔＸ（ΔＸの絶対値）は、気筒別空燃比差が大きいほど大きくなる。従って、差ΔＸ（ΔＸの絶対値）は、気筒別空燃比差が大きいほど大きくなる。差ΔＸ（又は差ΔＹ）に相関する値の一例は、単位燃焼サイクル又は単位燃焼サイクルの自然数倍の期間において複数個取得された差ΔＸ（又はΔＹ）の絶対値の平均値である。

（Ａ−６）
前記不均衡指標値取得手段は、
空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsの所定期間おける軌跡長に相関する値、又は、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの前記所定期間における軌跡長に相関する値を取得するように構成され得る。これらの軌跡長は、図９の（Ｂ）からも明らかなように、気筒別空燃比差が大きいほど大きくなる。軌跡長に相関する値は、例えば、単位燃焼サイクル又は単位燃焼サイクルの自然数倍の期間において複数個取得された軌跡長の絶対値の平均値である。

なお、例えば、検出空燃比abyfsの軌跡長は、一定サンプリング時間ｔｓが経過する毎に出力値Vabyfsを取得するとともに、その出力値Vabyfsを検出空燃比abyfsへと変換し、その検出空燃比abyfsと、一定サンプリング時間ｔｓ前に取得した検出空燃比abyfsと、の差の絶対値を積算することによって求めることができる。

加えて、上記各制御装置は、Ｖ型エンジンにも適用することができる。その場合、Ｖ型エンジンは右バンクに属する２以上の気筒の排気集合部よりも下流に右バンク上流側触媒を備える。更に、そのＶ型エンジンは、左バンクに属する２以上の気筒の排気集合部よりも下流に左バンク上流側触媒を備える。

加えて、そのＶ型エンジンは、右バンク上流側触媒の上流及び下流に右バンク用の上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサをそれぞれ備え、左バンク上流側触媒の上流及び下流に左バンク用の上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサをそれぞれ備えることができる。各上流側空燃比センサは、上記上流側空燃比センサ５６と同様、各バンクの排気集合部と各バンクの上流側触媒との間に配設される。この場合、右バンク用のメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行され、それとは独立して左バンク用のメインフィードバック制御及びサブフィードバック制御が実行される。

更に、この場合、制御装置は、右バンク用の上流側空燃比センサの出力値に基いて「右バンク用の不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ」を求め、それを用いて右バンクに属する気筒に対するメインフィードバック制御の目標空燃比abyfrを修正する。同様に、制御装置は、左バンク用の上流側空燃比センサの出力値に基いて「左バンク用の不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇ」を求め、それを用いて左バンクに属する気筒に対するメインフィードバック制御の目標空燃比abyfrを修正する。

また、上記第３制御装置は、補正係数Ｋgnを図２４のステップ２４１０に記載したテーブルにより求め、その補正係数Ｋgnと空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとの積を補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈとして取得しているが、ステップ２４１０に記載したテーブル内のデータを「補正係数Ｋgnと空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとの積」とすることにより、図２４のステップ２４２０を省略してもよい。

更に、第１制御装置は、上流側空燃比センサ５６として「下流側空燃比センサ５７と同じ起電力式の酸素濃度センサ（安定化ジルコニア等の固体電解質を用いた周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ）」を使用することにより、メインフィードバック制御を実行してもよい。

前述したように、起電力式の酸素濃度センサも多孔質層を備える。従って、起電力式の酸素濃度センサが「排気集合部ＨＫと上流側触媒４３との間」に配設されると、起電力式の酸素濃度センサの出力値（下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsと区別するために出力値Voxsupと記載する）は、水素の選択的拡散の影響を受ける。このため、図２５に示したように、上流側触媒４３に流入する排ガスの真の空燃比に対する出力値Voxsupは、気筒別空燃比の不均一性の程度に応じて変化する。

一般に、起電力式の酸素濃度センサが「メインフィードバック制御のための上流側空燃比センサ」として使用される場合、出力値Voxsupが「目標空燃比である理論空燃比に対応した値Ｖst」に設定された上流側目標値Vrefに一致するように空燃比のフィードバック制御が実行される。従って、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるに従ってメインフィードバック制御の結果として得られる排ガスの真の空燃比の平均は、理論空燃比よりもリーン側の空燃比へと移行してしまう。即ち、リーン誤補正が発生する。

更に、出力値Voxsupは吸入空気量Ｇａ及び／又は機関回転速度ＮＥに応じて変動する。従って、出力値Voxsupの変動が大きくなるほど大きくなる「出力値Voxsupに基く空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ（例えば、微分値d(Voxsup)/dtに相関する値）」は、指標値取得期間における「吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥ」に依存して変化する。

そこで、起電力式の酸素濃度センサが「メインフィードバック制御のための上流側空燃比センサ」として使用される場合においても、第３制御装置のように、その出力値Voxsupに基く空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを指標値取得期間における「吸入空気量相関値及び機関回転速度相関値」に基いて補正することによって補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈを取得し、その補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈに上述したフィルタ処理を施して不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを取得し、その不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇに基いて「上流側目標値Vref」をリッチ側の空燃比に対応した値（値Ｖｓｔよりも大きい値）へと修正することが好ましい。これにより、リーン誤補正の影響を抑制するとともに、過度な燃料の増量を回避することができる。

更に、上記第１制御装置及び上記第２制御装置において、サブフィードバック量ＫＳＦＢは目標空燃比abyfrを直接的に修正する値であった。これに代え、「サブフィードバック量ＫＳＦＢと同様に算出されるサブフィードバック量Vafsfb」を下記の（２５）式のように上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsに加えることによりフィードバック制御用出力値Vabyfcを取得してもよい。

Vabyfc＝Vabyfs＋Vafsfb …（２５）

そして、下記（２６）式に示したように、そのフィードバック制御用出力値Vabyfcを図７に示したテーブルMapabyfsに適用することによりフィードバック制御用空燃比abyfscを取得し、そのフィードバック制御用空燃比abyfscが「不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇに基いて修正された目標空燃比abyfr（＝stoich−kacc・daf）」に一致するように、メインフィードバック量ＤＦｉを求めてもよい。即ち、この形態は、目標空燃比abyfrをサブフィードバック量により直接的に修正するのではなく、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsをサブフィードバック量により補正することによって目標空燃比abyfrを実質的に補正する。

abyfsc＝Mapabyfs（Vabyfc） …（２６）

更に、上記フィルタ処理は、その伝達関数が下記の（２７）式により表されるような処理であってもよく、上記（１）式以外の式により表される処理であってもよい。（２７）式において、ｓはラプラス演算子、Ｔは時定数、Ｘ１は入力、Ｘ０は出力である。

Ｘ０（ｓ）＝Ｘ１（ｓ）／（１＋Ｔ・ｓ） …（２７）

更に、上記各制御装置は、補正後空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢｈ及び／又は不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇと、閾値とを比較することにより、その比較の結果に基づいて気筒別空燃比の不均一性の程度が過大になったか否か（空燃比気筒間インバランス状態が発生したか否か）を判定する装置であってもよい。

１０…多気筒内燃機関、２１…燃焼室、３３…燃料噴射弁、４１…エキゾーストマニホールド、４１ａ…枝部、４１ｂ…集合部（排気集合部）、４２…エキゾーストパイプ、４３…三元触媒（上流側触媒）、５６…上流側空燃比センサ、５７…下流側空燃比センサ、７０…電気制御装置。

Claims (10)

1. 多気筒内燃機関が有する複数の気筒から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部よりも下流側の位置に配設された三元触媒と、
   前記排気通路の前記排気集合部と前記三元触媒との間の位置に配設される上流側空燃比センサと、
   複数の燃料噴射弁であって、それぞれが前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料を噴射するように構成された複数の燃料噴射弁と、
   前記三元触媒に流入する排ガスの空燃比が目標空燃比に一致するように前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を前記上流側空燃比センサの出力値に基いてフィードバック補正することにより前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射される燃料の量の指示値である指示燃料噴射量を決定する指示燃料噴射量決定手段と、
   前記指示燃料噴射量に応じた量の燃料が前記複数の燃料噴射弁のそれぞれから噴射されるように前記複数の燃料噴射弁に噴射指示信号を送出する噴射指示信号送出手段と、
   所定の条件が成立する毎に、前記複数の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気の空燃比である気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性の程度が大きいほど大きくなる空燃比不均衡指標値を少なくとも前記上流側空燃比センサの出力値に相関する値に基いて取得する不均衡指標値取得手段と、
   を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
   前記空燃比不均衡指標値に対して一次遅れフィルタ処理を実行することによりフィルタ処理後不均衡指標値を取得するフィルタ処理手段を備え、
   前記フィルタ処理手段は、
   前記不均衡指標値取得手段により新たに取得された空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）と、前記今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得される前に前記不均衡指標値取得手段により取得された空燃比不均衡指標値の前回値ＲＩＭＢ（ｎ−１）との差の大きさΔＲが所定の閾値ΔＲｔｈ以上であるとき、前記差の大きさΔＲが前記閾値ΔＲｔｈ未満であるときに比べ、前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成された燃料噴射量制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
   前記フィルタ処理後不均衡指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量によって決まる空燃比である指示空燃比が小さくなるように、前記フィルタ処理後不均衡指標値に基づいて前記指示燃料噴射量を増大補正する燃料増量手段を備えた燃料噴射量制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
   前記機関が運転されている期間であるか否かに拘わらずデータを保持し得る記憶手段を備え、
   前記フィルタ処理手段は、
   前記フィルタ処理後不均衡指標値を不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇとして前記記憶手段に格納するように構成され、
   前記燃料増量手段は、
   前記記憶手段に格納されている前記不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを、前記指示燃料噴射量を増大補正する際に使用する前記フィルタ処理後不均衡指標値として採用するように構成され、
   更に、前記フィルタ処理手段は、
   前記記憶手段に前記不均衡指標学習値が格納されていない状態において前記空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得されたとき、前記記憶手段に前記不均衡指標学習値が格納されている状態において前記空燃比不均衡指標値の今回値ＲＩＭＢ（ｎ）が取得されたときに比べ、前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成された燃料噴射量制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの更新後の値である同不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの今回値をＲＩＭＢｇ（ｎ）と表し、前記不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの更新前の値である同不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇの前回値をＲＩＭＢｇ（ｎ−１）と表し、
   値αを０よりも大きく１よりも小さい重みとするとき、
   前記フィルタ処理手段は、
   ＲＩＭＢｇ（ｎ）＝α・ＲＩＭＢｇ（ｎ−１）＋（１−α）・ＲＩＭＢ（ｎ）
   なる式に従って前記フィルタ処理を実行することにより前記不均衡指標学習値ＲＩＭＢｇを更新し、且つ、
   前記重みαを小さくすることにより前記フィルタ処理の時定数を小さくするように構成された燃料噴射量制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記不均衡指標値取得手段は、
   前記空燃比不均衡指標値が取得される期間である指標値取得期間における吸入空気量が大きくなるほど大きくなる吸入空気量相関値を取得するとともに、前記指標値取得期間において取得された前記空燃比不均衡指標値を前記吸入空気量相関値に基いて補正するように構成された燃料噴射量制御装置。
6. 請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記不均衡指標値取得手段は、
   前記空燃比不均衡指標値として、前記上流側空燃比センサの出力値の変動が大きいほど大きくなる空燃比変動指標量を同出力値に相関する値に基づいて取得するとともに、
   前記吸入空気量相関値が大きくなるほど前記取得された空燃比不均衡指標値をより小さい値へと補正するように構成された燃料噴射量制御装置。
7. 請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記不均衡指標値取得手段は、
   前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての微分値d(Vabyfs)/dtに相関する値、
   前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの時間についての微分値d(abyfs)/dtに相関する値、
   前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの時間についての二階微分値d²(Vabyfs)/dt²tに相関する値、及び、
   前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される前記検出空燃比abyfsの時間についての二階微分値d²(abyfs)/dt²tに相関する値、
   のうちの一つを基本パラメータとして取得するとともに、前記取得した基本パラメータに相関する値を前記空燃比変動指標量として取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
8. 請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記不均衡指標値取得手段は、
   前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの所定期間における最大値と最小値の差に相関する値、又は、前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsにより表される検出空燃比abyfsの所定期間における最大値と最小値の差に相関する値を、前記空燃比変動指標量として取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
9. 請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記不均衡指標値取得手段は、
   前記上流側空燃比センサの出力値Vabyfsの所定期間おける軌跡長に相関する値、又は、前記上流側空燃比センサの出力値により表される検出空燃比abyfsの所定期間における軌跡長に相関する値を、前記空燃比変動指標量として取得するように構成された燃料噴射量制御装置。
10. 請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
    前記排気通路の前記三元触媒の下流側の位置に配設される下流側空燃比センサを備え、
    前記指示燃料噴射量決定手段は、
    前記上流側空燃比センサの出力値により表される空燃比が前記目標空燃比に一致するように前記指示燃料噴射量をフィードバック補正するためのメインフィードバック量を算出し、前記下流側空燃比センサの出力値が所定の下流側目標値に一致するように前記指示燃料噴射量をフィードバック補正するためのサブフィードバック量を算出し、且つ、前記メインフィードバック量及び前記サブフィードバック量に基いて前記指示燃料噴射量を決定するように構成され、
    前記不均衡指標値取得手段は、
    前記サブフィードバック量が大きくなるほど大きくなる値を前記空燃比不均衡指標値として取得するように構成された、
    燃料噴射量制御装置。

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