JPWO2012020500A1 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、排気集合部ＨＫと三元触媒４３との間の位置に配設され、且つ、多孔質層（拡散抵抗層）を通って排ガス側電極層に到達した排ガスに含まれる酸素の量及び未燃物の量に応じた出力値を出力する空燃比センサ５６を備える。この制御装置は、空燃比センサ５６の出力値を、アルコール濃度センサ５９により検出された燃料のアルコール濃度と、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と、に基いて補正し、実検出空燃比を取得する。制御装置は、実検出空燃比が目標値に一致するように、燃料量をフィードバック制御する。

Description

本発明は、多気筒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、内燃機関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、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。このような空燃比制御装置において使用される空燃比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）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」の間に不均衡が生じる。

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、上流側空燃比センサ（５６）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、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フィードバック制御（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、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。空燃比センサ（５６）は、その拡散抵抗層を通過して空燃比センサ（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、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、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、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、「リーン誤制御」とも称呼される。「リーン誤制御」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。

リーン誤制御が発生すると、機関の真の平均空燃比（従って、排ガスの真の空燃比の平均）が「触媒ウインドウ内の空燃比」よりもリーン側（大きい）空燃比となる場合が生じる。従って、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。

一方、最近では、エタノール等のアルコールを含む燃料（以下、「アルコール含有燃料」とも称呼する。）が使用される。アルコール含有燃料が燃焼すると、アルコールを含んでいない燃料が燃焼した場合に比べ、多量の「水素及びカルボニル系成分」が発生する。アルコール含有燃料の燃焼により発生する水素の量は、その燃料のアルコール濃度が高いほど多くなる。

従って、アルコール含有燃料が使用される場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなった場合と同様、水素の選択的拡散に起因して、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、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。その結果、空燃比センサ（５６）の出力値に基く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、理論空燃比等の基準空燃比よりもリーン側に制御されてしまう。即ち、気筒別空燃比の不均一性が発生していなくても、アルコール含有燃料が使用されると、リーン誤制御が生じる。その結果、三元触媒（４３）のＮＯｘの浄化効率が低下し、ＮＯｘの排出量が増大する場合がある。

以上から理解されるように、空燃比センサ（５６）の出力値は、気筒別空燃比の不均一性の程度のみならず、燃料のアルコール濃度によっても変化する。従って、本発明の目的の一つは、燃料のアルコール濃度及び気筒別空燃比の不均一性の程度の両者を考慮することにより、メインフィードバック制御によって機関の真の平均空燃比を出来るだけ基準空燃比に近づけることができる内燃機関の燃料噴射量制御装置（以下、単に「本発明装置」とも称呼する。）を提供することにある。

本発明装置は、三元触媒と、空燃比センサと、複数の燃料噴射弁と、アルコール濃度取得手段と、空燃比不均衡指標値取得手段と、第１空燃比相関パラメータ取得手段と、指示燃料噴射量決定手段と、噴射指示信号送出手段と、を備えた多気筒内燃機関の燃料噴射量制御装置である。

前記三元触媒は、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る。

前記空燃比センサは、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。前記空燃比センサは、空燃比検出素子と、前記空燃比検出素子を挟んで対向するように配設された排ガス側電極層及び基準ガス側電極層と、前記排ガス側電極層を覆う多孔質層と、を有する。前記空燃比センサは、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「前記多孔質層を通って前記排ガス側電極層に到達した排ガス」に含まれる「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）」に応じた出力値を出力する。

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。即ち、燃料噴射弁は、一つの気筒に対して一つ以上設けられている。

前記アルコール濃度取得手段は、前記燃料のアルコール濃度を取得する。

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、空燃比不均衡指標値を取得する。空燃比不均衡指標値は、「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値である。後述するように、空燃比不均衡指標値は、種々のパラメータ（所定の特定パラメータ）に基いて算出される。即ち、空燃比不均衡指標値は、例えば、空燃比センサの出力値、後述する暫定検出空燃比（第２空燃比相関パラメータ）、機関回転速度、及び、空燃比センサの出力値と前記三元触媒の下流に配設された下流側空燃比センサの出力値とにより表されるパラメータ（サブフィードバック量相関値、特開２００９−３０４５５号公報を参照。）等に基いて算出される。

第１空燃比相関パラメータ取得手段は、前記空燃比センサの出力値を実際の第１空燃比相関パラメータへと変換する。第１空燃比相関パラメータは、排ガスの真の空燃比に相関を有する値であり、排ガスの真の空燃比又は排ガスの真の空燃比に対応した空燃比センサの出力値等である。即ち、第１空燃比相関パラメータは、アルコール濃度及び空燃比不均衡指標値（気筒別空燃比の不均一性の程度）が空燃比センサの出力値へ及ぼす影響を除去した値に相関するパラメータである。

より具体的に述べると、第１空燃比相関パラメータ取得手段は、「前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比不均衡指標値、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第１空燃比相関パラメータ、の間の予め定められた第１の関係」を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度と前記取得された実際の空燃比不均衡指標値とに基いて、実際の第１空燃比相関パラメータへと変換する。第１の関係は、後述するように、単一の「ルックアップテーブル又は関数」により表されていてもよく、複数の「ルックアップテーブル又は関数」の組み合わせにより表されていてもよい。

前記指示燃料噴射量決定手段は、前記取得された実際の第１空燃比相関パラメータが所定の目標値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。即ち、指示燃料噴射量決定手段は、前記取得された実際の第１空燃比相関パラメータに基いて、前記メインフィードバック制御を実行する。

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。

前述したように、空燃比センサの出力値は、排ガスの真の空燃比が一定であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度（即ち、空燃比不均衡指標値の大きさ）のみならず、アルコール濃度に応じて変化する。そこで、本発明装置の態様は、「前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比不均衡指標値、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第１空燃比相関パラメータ、の間の予め定められた第１の関係」を実験等により予め取得しておき、その第１の関係を記憶装置等に保持しておく。

そして、本発明装置の態様は、実際の空燃比センサの出力値を、実際のアルコール濃度及び実際の空燃比不均衡指標値と、その第１の関係と、に基いて第１空燃比相関パラメータへと変換する。従って、第１空燃比相関パラメータは、排ガスの真の空燃比に対応した値となる。故に、この第１空燃比相関パラメータを目標値に一致させるメインフィードバック制御により、排ガスの真の空燃比を目標値に応じた空燃比へと調整することができる。この結果、気筒別空燃比の不均一性の程度及びアルコール濃度に関わらず、ＮＯｘ等の排出量が増大することを回避することが可能となる。

ところで、気筒別空燃比の不均一性が大きくなると、空燃比が大きく異なる排ガスが各気筒から順次排出される。よって、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、排ガスの空燃比の変動も大きくなる。従って、空燃比不均衡指標値は、上記第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比等）の変動を表す値（例えば、第１空燃比相関パラメータの微分値）に基づいて取得され得る。ところが、気筒別空燃比の不均一性の程度が第１の値から第２の値へと変化したと仮定すると、空燃比不均衡指標値の値が変化し、それにより、アルコール濃度及び空燃比不均衡指標値に応じて変化する第１空燃比相関パラメータも変化してしまう。その結果、空燃比不均衡指標値が再び変化してしまう。更に、これにより、実検出空燃比が再び変化してしまう。

このように、第１空燃比相関パラメータに基づいて空燃比不均衡指標値を取得すると、気筒別空燃比の不均一性の程度が一定の値（上記の例においては第２の値）であるにも関わらず、空燃比不均衡指標値が複数得られてしまう。換言すると、第１空燃比相関パラメータに基づいて得られる空燃比不均衡指標値は、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く表す値とはならない。一方、空燃比センサの出力値はアルコール濃度の影響を受けて変化する。しかし、アルコール濃度が相違していても気筒別空燃比の不均一性の程度が変化しなければ、空燃比不均衡指標値は一定の値であるべきである。

そこで、本発明の態様において、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性が生じていない場合における「前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第２空燃比相関パラメータ、の間の予め定められた第２の関係」を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度に基いて、実際の第２空燃比相関パラメータへと変換するとともに、前記実際の第２空燃比相関パラメータを前記特定のパラメータ（空燃比不均衡指標値を求めるためのパラメータ）として採用し、前記実際の第２空燃比相関パラメータの変動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。

前記第２空燃比相関パラメータは、アルコール濃度が空燃比センサの出力値へ及ぼす影響を除去した値に相関を有するパラメータであり、且つ、空燃比不均衡指標値によって変化しない値である。この結果、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。更に、空燃比不均衡指標値に基いて得られる第１空燃比相関パラメータが排ガスの真の空燃比を精度良く表す値となるので、排ガスの真の空燃比を目標値に応じた空燃比へと精度良く制御することができる。

上記空燃比センサは、「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。ところが、限界電流式の空燃比センサ等の出力値は、検出対象のガスの圧力（この場合、空燃比センサに到達している排ガスの圧力）の影響を受けて変化する。

そこで、本発明装置の態様は、排ガスの圧力が空燃比センサの出力値に及ぼす影響を除去しながら、前記第１空燃比相関パラメータ及び前記第２空燃比相関パラメータを取得する。

より具体的に述べると、本発明装置の態様は、前記空燃比センサに到達している排ガスの実際の圧力を取得する排ガス圧力取得手段を備える。

更に、この態様において、
前記第１の関係は、「前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比不均衡指標値、前記空燃比センサに到達している排ガスの圧力、及び、前記第１空燃比相関パラメータ、の間の関係」であり、
前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度及び前記取得された実際の空燃比不均衡指標値のみならず前記取得された実際の圧力にも基いて、（前記第１の関係を用いることにより）前記実際の第１空燃比相関パラメータへと変換する。

これによれば、排ガスの圧力が変化した場合であっても、排ガスの真の空燃比を精度良く表す第１空燃比相関パラメータを取得することができる。

加えて、本発明装置の態様において、
前記第２の関係は、
前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比センサに到達している排ガスの圧力、及び、前記第２空燃比相関パラメータ、の間の関係であり、
前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度のみならず前記取得された実際の圧力にも基いて、前記実際の第２空燃比相関パラメータへと変換するように構成される。

これによれば、排ガスの圧力が変化した場合であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度が変化しない限り変化しない第２空燃比相関パラメータを取得することができる。

本発明装置の態様において、
前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記実際のアルコール濃度が高いほどより大きくなる空燃比であって、且つ、前記実際の空燃比不均衡指標値が大きいほどより大きくなる空燃比、へと変換した値、を前記第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され、
前記燃料噴射量決定手段は、
前記目標値として、前記三元触媒のウインドウの範囲内の所定の空燃比に設定される目標空燃比を用いるように構成され得る。

更に、この場合、前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を、前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度及び前記空燃比不均衡指標値を入力とし前記第１空燃比相関パラメータを出力とするルックアップテーブル又は関数として記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に前記空燃比センサの実際の出力値、前記実際のアルコール濃度及び前記実際の空燃比不均衡指標値を入力することにより前記実際の第１空燃比相関パラメータを取得するように構成され得る。

代替として、前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を、
前記空燃比センサの出力値を、前記アルコール濃度に基いて、「前記アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度である場合における前記空燃比センサの出力値」へと変換するための第１ルックアップテーブル又は第１関数、
前記空燃比センサの出力値を、前記空燃比不均衡指標値に基いて、「前記空燃比不均衡指標値が所定の基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値」へと変換するための第２ルックアップテーブル又は第２関数、及び、
前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が前基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値を、空燃比へと変換する第３ルックアップテーブル又は第３関数、
として記憶しておくこともできる。

この場合、前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１ルックアップテーブル又は前記第１関数に前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度補正後出力値として取得し、
前記第２ルックアップテーブル又は前記第２関数に前記アルコール濃度補正後出力値及び前記実際の空燃比不均衡指標値を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値として取得し、
前記第３ルックアップテーブル又は前記第３関数に前記アルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値を入力することにより得られる空燃比を前記実際の第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され得る。

即ち、第１空燃比相関パラメータ取得手段は、空燃比センサの実際の出力値を実際のアルコール濃度に基いて補正することによりアルコール濃度補正後出力値を取得し、そのアルコール濃度補正後出力値を実際の空燃比不均衡指標値に基いて補正することによりアルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値を取得し、そのアルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値を空燃比へと変換することにより実際の第１空燃比相関パラメータを取得することができる。

ところで、前述したフィードバック補正は、第１空燃比相関パラメータを目標値に一致させるフィードバック制御である。この場合、第１空燃比相関パラメータ及び目標値は、「空燃比」を単位とする値であってもよく、「空燃比センサの出力値」を単位とする値であってもよい。

第１空燃比相関パラメータ及び目標値の単位が「空燃比センサの出力値」である場合、
前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値が、「前記アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が所定の基準空燃比不均衡指標値であるとしたときの出力値」となるように、前記空燃比センサの実際の出力値を前記実際のアルコール濃度及び前記実際の空燃比不均衡指標値に基いて変換した値、を前記第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され、
前記燃料噴射量決定手段は、
前記目標値として、前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が前記基準空燃比不均衡指標値であるとしたときに「前記空燃比センサの出力値が前記三元触媒のウインドウの範囲内の所定の空燃比に対してとる値」を用いるように構成される。

この場合、前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を、
前記空燃比センサの出力値を、前記アルコール濃度に基いて、前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度である場合における前記空燃比センサの出力値、へと変換するための第１ルックアップテーブル又は第１関数、及び、
前記空燃比センサの出力値を、前記空燃比不均衡指標値に基いて、前記空燃比不均衡指標値が前記基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値、へと変換するための第２ルックアップテーブル又は第２関数、
として記憶し、
前記第１ルックアップテーブル又は前記第１関数に前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度補正後出力値として取得し、
前記第２ルックアップテーブル又は前記第２関数に前記取得されたアルコール濃度補正後出力値及び前記実際の空燃比不均衡指標値を入力することにより得られる空燃比センサの出力値を前記実際の第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され得る。

第２空燃比相関パラメータについても、第１空燃比相関パラメータと同様、種々の態様に基づいて算出することができる。

即ち、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記第２の関係を、「前記空燃比センサの出力値及び前記アルコール濃度」を入力とし「前記第２空燃比相関パラメータ」を出力とするルックアップテーブル又は関数として記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に「前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度」を入力することにより「前記実際の第２空燃比相関パラメータ」を取得するように構成され得る。

更に、空燃比センサに到達している排ガスの圧力を考慮して、前記第２空燃比相関パラメータを取得する場合、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記第２の関係を、「前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度及び前記空燃比センサに到達している排ガスの圧力」を入力とし「前記第２空燃比相関パラメータ」を出力とするルックアップテーブル又は関数として記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に「前記空燃比センサの実際の出力値、前記実際のアルコール濃度及び前記取得された実際の圧力」を入力することにより「前記実際の第２空燃比相関パラメータ」を取得するように構成され得る。

この場合、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記第２空燃比相関パラメータの時間に関する微分値、
前記第２空燃比相関パラメータの時間に関する二階微分値、及び、
前記第２空燃比相関パラメータの所定期間における軌跡長、
のうちの何れか一つに基いて、前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成され得る。

ところで、第１空燃比相関パラメータは「真の排ガスの空燃比」に対応する値に一致するように算出される。しかしながら、気筒別空燃比の不均一性が発生している場合又はアルコール濃度が「０」でない場合、排ガスの真の空燃比が「理論空燃比よりもリッチな空燃比」から「理論空燃比よりもリーンな空燃比」へと変化したとき（リッチリーン反転時）の空燃比センサの出力値の変化速度（リッチリーン反転後応答性）は、排ガスの真の空燃比が「理論空燃比よりもリーンな空燃比」から「理論空燃比よりもリッチな空燃比」へと変化したとき（リーンリッチ反転時）の空燃比センサの出力値の変化速度（リーンリッチ反転後応答性）よりも小さくなる。これは、空燃比センサの出力値が、「気筒別空燃比の不均一性が生じたこと又は燃料にアルコールが含まれていること」により発生する多量の水素の影響を受けるからである。加えて、この空燃比センサの出力値の反転後応答性は、空燃比センサに到達している排ガスの実際の圧力にも応じて変化する。

そこで、前記指示燃料噴射量算出手段は、
前記取得された実際の第１空燃比相関パラメータと前記目標値との差に応じた値に所定のゲインを乗じることによりメインフィードバック補正量を算出し、前記メインフィードバック補正量を用いて前記フィードバック補正を実行するように構成されている場合、
前記ゲインを、前記空燃比センサの実際の出力値が理論空燃比よりも小さい空燃比を示す値から理論空燃比よりも大きい空燃比を示す値へと変化したリッチリーン反転時から所定時間が経過する時点までのリッチリーン反転後期間において、前記空燃比センサの実際の出力値が理論空燃比よりも大きい空燃比を示す値から理論空燃比よりも小さい空燃比を示す値へと変化したリーンリッチ反転時から所定時間が経過する時点までのリーンリッチ反転後期間よりも、大きい値に設定するように構成されることが好ましい。

この場合、前記リッチリーン反転後期間に設定される前記ゲインと、前記リーンリッチ反転後期間において設定される前記ゲインと、の差が、前記取得された実際のアルコール濃度、及び、前記取得された実際の空燃比不均衡指標値のうちの少なくとも一つが大きいほどより大きくなるように、前記ゲインを設定することが好ましい。

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の（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれは、図１に示した空燃比センサ（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４は、排ガスの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５は、排ガスの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６は、排ガスの空燃比と図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７は、アルコール濃度と、排ガスの真の空燃比と、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、気筒別空燃比の不均一性の程度と、排ガスの真の空燃比と、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、実際のインバランス割合と、検出空燃比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、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１２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１３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、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１７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１８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１９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２０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２１は、本発明の第４実施形態に係る燃料噴射量制御装置（第４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２２は、アルコール濃度と、排ガスの真の空燃比と、「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。 図２３は、気筒別空燃比の不均一性の程度と、排ガスの真の空燃比と、「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あり、更に、空燃比気筒間インバランス判定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が一定になるように調整されている。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、アクセル開度センサ５８、及び、アルコール濃度センサ５９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、本発明における空燃比センサに相当する。

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に示したように、空燃比検出部５６ａを有している。空燃比検出部５６ａは、図示しない「金属からなる中空円筒体の保護カバー」の内部に収容されている。保護カバーの側面及び下面には貫通孔が設けられている。排ガスは、側面の貫通孔を通して保護カバー内に流入し、空燃比検出部５６ａに到達し、その後、下面の貫通孔を通して保護カバー外に流出する。

即ち、保護カバーに到達した排ガスは、保護カバーの下面の貫通孔近傍を流れる排ガスの流れにより、保護カバーの内部へと吸い込まれる。このため、保護カバーの内部における排ガスの流速は、保護カバーの下面の貫通孔近傍を流れる排ガスの流速（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。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、吸入空気量Ｇａが大きいほど高くなるが、機関回転速度ＮＥには殆ど依存しない。

図３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（基準ガス側電極層）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。大気側電極層５６３は、基準ガス側電極層とも称呼される。

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）からなる多孔質層である。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３の（Ｂ）及び図３の（Ｃ）に白抜きの矢印により示したように、排ガス（前述した保護カバー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３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４に示したように、電圧Ｖを所定電圧Ｖｐに設定すると、排ガス側電極層５６２に到達した酸素の量（酸素分圧、酸素濃度、従って、排ガスの空燃比）に応じた一定値となる。上流側空燃比センサ５６は、この電流（即ち、限界電流ＩＬ）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３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４に示したように、電圧Ｖを所定電圧Ｖｐに設定すると、排ガス側電極層５６２に到達した未燃物の量（未燃物の分圧、未燃物の濃度、即ち、排ガスの空燃比）に応じた一定値となる。上流側空燃比センサ５６は、この電流（即ち、限界電流ＩＬ）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、図５の実線Ｌ１により示したように、上流側空燃比センサ５６の配設位置を流れ、且つ、保護カバーの貫通孔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。換言すると、上流側空燃比センサ５６は、空燃比検出部５６ａの拡散抵抗層５６４を通過して排ガス側電極層５６２に到達したガスの「酸素分圧（酸素濃度、酸素量）及び未燃物の分圧（未燃物の濃度、未燃物量）」に応じて変化する出力値Vabyfsを出力する。

この出力値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、気筒別空燃比の不均一性が発生しておらず（即ち、各気筒の空燃比が気筒間において同じであり）、且つ、使用される燃料がアルコールを含んでいないとき（即ち、燃料のアルコール濃度が「０」であるとき）、図５の実線に示したように変化する。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、「固体電解質層５６１、同固体電解質層５６１の一面に形成された排ガス側電極層５６２、排ガス側電極層５６２を覆うとともに排ガスが到達する拡散抵抗層５６４、及び、同固体電解質層５６１の他面に形成されるとともに大気室５６Ａ内に露呈された大気側電極層５６３を有する空燃比検出部５６ａを含み、前記上流側空燃比センサ５６が配設された部位を通過する排ガスの空燃比に応じた出力値Vabyfsを出力する空燃比センサである。」と言うことができる。

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。

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６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及びアルコール濃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。

アルコール濃度センサ５９は、複数の燃料噴射弁３３と図示しない燃料タンクとを接続する燃料供給管ＦＰに配設されている。アルコール濃度センサ５９は、燃料に含まれるアルコール濃度（エタノール濃度）を表す信号Ｅｔを出力するようになっている。アルコール濃度センサ５９は周知である（例えば、特開２００５−２０１６７０号公報、及び、特開平７−７７５０７号公報等を参照。）。アルコール濃度センサ５９は、燃料の誘電率に基づいてアルコール濃度を検出する静電容量式のセンサであってもよく、燃料の屈折率及び透過率等に基づいてアルコール濃度を検出する光学式のセンサであってもよい。

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。

（第１制御装置による燃料噴射量制御の概要）
次に、第１制御装置による燃料噴射量制御（空燃比フィードバック制御）の概要について説明する。

１．空燃比センサ５６の出力値とアルコール濃度との関係について
燃料のアルコール濃度（本例においては、エタノール割合）が大きくなるほど（高くなるほど）、燃料の燃焼によって「より多くの水素」が発生する。このため、上流側空燃比センサ５６の拡散抵抗層５６４の外表面に到達する水素の量も多くなる。この結果、アルコール濃度が大きいときに排ガス側電極層５６２に到達する水素の濃度（分圧）は、アルコール濃度が小さいときに排ガス側電極層５６２に到達する水素の濃度（分圧）よりも、格段に高くなる。

故に、図７に示したように、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsは、アルコール濃度が大きくなるほど、機関１０の真の空燃比（排ガスの真の空燃比）に対して「よりリッチ側」の空燃比に対応した値に移行する。換言すれば、排ガスの真の空燃比が一定であっても、アルコール濃度が大きくなるほど出力値Vabyfsは小さくなる。なお、図７に示した各線は、気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合であって、且つ、以下の各場合における「出力値Vabyfsと排ガスの真の空燃比との関係」を示す。

実線Ｃ１：アルコール濃度が「０」である場合。このとき、アルコール濃度が「第１濃度又は基準アルコール濃度」であると表現する。なお、この実線Ｃ１は図５の実線Ｌ１と一致している。
破線Ｃ２：アルコール濃度が「第１濃度よりも大きい第２濃度」である場合。
一点鎖線Ｃ３：アルコール濃度が「第２濃度よりも大きい第３濃度」である場合。
二点鎖線Ｃ４：アルコール濃度が「第３濃度よりも大きい第４濃度」である場合。

いま、排ガスの真の空燃比が「図７に示した値ｃ」であると仮定する。この場合、アルコール濃度が第１濃度、第２濃度、第３濃度及び第４濃度であるとき、出力値VabyfsはＶ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４）のそれぞれになる。即ち、前述したように、排ガスの真の空燃比が一定であっても、アルコール濃度が大きくなるほど、出力値Vabyfsは小さくなる。

ここで、電気制御装置７０が「図７の実線Ｃ１（図５の実線Ｌ１）により示された関係」のみを「空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)」として格納していて、実際の出力値Vabyfsを空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)により空燃比に変換するように構成されている場合について考える。

この場合、例えば、実際の出力値Vabyfsが「図７に示した値Ｖ３」であるとすると、空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)により変換される空燃比は空燃比ａである。即ち、電気制御装置７０は、排ガスの空燃比が「ａ」であると認識する。

しかしながら、アルコール濃度が第２濃度であれば排ガスの真の空燃比は空燃比ｂ（ｂ＞ａ）であり、アルコール濃度が第３濃度であれば排ガスの真の空燃比は空燃比ｃ（ｃ＞ｂ）であり、アルコール濃度が第４濃度であれば排ガスの真の空燃比は空燃比ｄ（ｄ＞ｃ）である。このように、実際の出力値Vabyfsが「ある一定値」である場合、アルコール濃度が大きくなるほど、「空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)により得られる空燃比」は「排ガスの真の空燃比」よりもリッチ側の空燃比（小さい空燃比）となる。これが、「アルコール濃度に起因するリーン誤制御」が発生する理由である。

２．空燃比センサ５６の出力値と気筒別空燃比の不均一性の程度との関係について
一方、燃料のアルコール濃度が一定の場合であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、より多くの未燃物が発生する。そのため、拡散抵抗層５６４の外表面に到達する水素の量も多くなる。この結果、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きいときに排ガス側電極層５６２に到達する水素の濃度（分圧）は、気筒別空燃比の不均一性の程度が小さいときに排ガス側電極層５６２に到達する水素の濃度（分圧）よりも、格段に高くなる。故に、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、上流側空燃比センサ５６の出力値は、機関１０の真の空燃比（排ガスの真の空燃比）に対し、よりリッチ側の空燃比に対応した値に移行する。

即ち、図８に示したように、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsは、排ガスの真の空燃比に対し、よりリッチ側の空燃比に対応した値（小さい値）に移行する。換言すれば、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、出力値Vabyfsは小さくなる。なお、図８に示した各線は、アルコール濃度が基準アルコール濃度（本例においては、「０」）である場合であって、且つ、以下の各場合における「出力値Vabyfsと排ガスの真の空燃比との関係」を示す。

実線Ｄ１：気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合。このとき、気筒別空燃比の不均一性の程度が「第１の値」であると表現する。なお、この実線Ｄ１は図５の実線Ｌ１と一致している。
破線Ｄ２：気筒別空燃比の不均一性が生じていて、気筒別空燃比の不均一性の程度が「第１の値よりも大きい第２の値」である場合。
一点鎖線Ｄ３：気筒別空燃比の不均一性が生じていて、気筒別空燃比の不均一性の程度が「第２の値よりも大きい第３の値」である場合。
二点鎖線Ｄ４：気筒別空燃比の不均一性が生じていて、気筒別空燃比の不均一性の程度が「第３の値よりも大きい第４の値」である場合。

いま、排ガスの真の空燃比が「図８に示した値ｃ」であると仮定する。この場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が第１、第２、第３及び第４の値であるとき、出力値VabyfsはＶ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４）のそれぞれになる。即ち、前述したように、排ガスの真の空燃比が一定であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、出力値Vabyfsは小さくなる。

この場合、例えば、実際の出力値Vabyfsが「図８に示した値Ｖ３」であるとすると、空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)により変換される空燃比は空燃比ａである。即ち、電気制御装置７０は、排ガスの空燃比が「ａ」であると認識する。

しかしながら、気筒別空燃比の不均一性の程度が第２の値であれば排ガスの真の空燃比は空燃比ｂ（ｂ＞ａ）であり、気筒別空燃比の不均一性の程度が第３の値であれば排ガスの真の空燃比は空燃比ｃ（ｃ＞ｂ）であり、気筒別空燃比の不均一性の程度が第４の値であれば排ガスの真の空燃比は空燃比ｄ（ｄ＞ｃ）である。このように、実際の出力値Vabyfsが「ある一定値」である場合、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど、「空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)により得られる空燃比」は「排ガスの真の空燃比」よりもリッチ側の空燃比（小さい空燃比）となる。これが、「気筒別空燃比の不均一性に起因するリーン誤制御」が発生する理由である。

３．空燃比センサ５６の出力値の空燃比への変換について
上述したように、排ガスの真の空燃比が「ある値」であるとき、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsは「アルコール濃度及び気筒別空燃比の不均一性の程度」に応じて変化する。従って、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfsと排ガスの真の空燃比との関係を、種々のアルコール濃度及び種々の気筒別空燃比の不均一性の程度について予め実験等により求めておけば、その関係と「実際の出力値Vabyfs、実際のアルコール濃度、及び、実際の気筒別空燃比の不均一性の程度」とに基いて「真の排ガスの空燃比」を取得することができる。なお、「上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs」と「排ガスの真の空燃比を表すパラメータ（第１空燃比相関パラメータ）」との関係は「第１の関係」と称呼される。従って、「アルコール濃度、気筒別空燃比の不均一性の程度、出力値Vabyfs、及び、排ガスの真の空燃比」の間の関係は、「第１の関係」の一つである。

後述するように、実際の気筒別空燃比の不均一性の程度は、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢにより表される。空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ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値として求められる。実際のアルコール濃度Ｅｔはアルコール濃度センサ５９により検出することができる。

そこで、第１制御装置は、下記の表１に示した「第１の関係を規定するルックアップテーブル」をＲＯＭ内に格納し、そのルックアップテーブルに、実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及び実際の出力値Vabyfsを適用することにより、実際の排ガスの空燃比（以下、「実検出空燃比abyfsact」とも称呼する。）を取得する。表１のルックアップテーブルに従う「出力値Vabyfsから実検出空燃比abyfsactへの変換」は関数ｆａで表すこともできる。この場合、abyfsact＝ｆａ（Ｅｔ,
ＲＩＭＢ, Vabyfs）と記述することができる。実検出空燃比abyfsactは第１空燃比相関パラメータとも称呼される。

表１のルックアップテーブル（第１の関係）を用いると、空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsは、実際のアルコール濃度Ｅｔが高いほどより大きくなる空燃比であって、且つ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが大きいほどより大きくなる空燃比（即ち、実検出空燃比abyfsact）、へと変換される。この変換された値（実検出空燃比abyfsact）は第１空燃比相関パラメータである。

この結果、第１制御装置は、排ガスの真の空燃比を表す実検出空燃比abyfsactを取得することができる。そして、第１制御装置は、実検出空燃比abyfsactが目標空燃比abyfrに一致するように、メインフィードバック制御を実行する。その結果、リーン誤制御が発生しないので、「リーン誤制御によってＮＯｘ排出量が増大すること」を回避することができる。

（気筒別空燃比の不均一性が生じた場合に出力値Vabyfsが変化する理由の詳細）
次に、気筒別空燃比の不均一性が生じた場合に出力値Vabyfsが変化する理由について、より詳細に説明する。なお、以下の説明において、アルコール濃度Ｅｔは基準値（０）である。

１．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小さい場合
例えば、４気筒エンジンの各気筒に吸入される空気量（重量）がＡ０であり、各気筒に供給される燃料の量（重量）がＦ０であるとき、空燃比Ａ０／Ｆ０が理論空燃比（例えば、１４．６）であると仮定する。更に、説明を簡単にするため、目標空燃比は理論空燃比であると仮定する。

この場合において、各気筒に対して供給（噴射）される燃料の量が均等に１０％だけ過剰になったと仮定する。即ち、各気筒に１．１・Ｆ０の燃料が供給されたと仮定する。このとき、４気筒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全体に供給される空気量）は４・Ａ０であり、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（＝１．１・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は、４・Ａ０／（４．４・Ｆ０）＝Ａ０／（１．１・Ｆ０）となる。

従って、実際の出力値Vabyfsを「気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合に対して定められている空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)」により変換される空燃比は、空燃比Ａ０／（１．１・Ｆ０）となる。

この結果、メインフィードバック制御によって、機関全体に供給される混合気の空燃比は「目標空燃比である理論空燃比Ａ０／Ｆ０」に一致させられる。即ち、メインフィードバック制御により算出される空燃比フィードバック量に基いて、各気筒に供給される燃料の量が１０％ずつ減量され、その結果、各気筒に１・Ｆ０の燃料が供給されるようになる。つまり、各気筒の空燃比は、何れの気筒においても理論空燃比Ａ０／Ｆ０に一致する。

次に、ある一つの特定気筒に供給される燃料の量が４０％だけ過剰な量（即ち、１．４・Ｆ０）であり、残りの３気筒のそれぞれに供給される燃料の量は適正量（各気筒の空燃比が理論空燃比と一致するために必要な燃料量であり、この場合Ｆ０）となったと仮定する。

このとき、４気筒に供給される空気量の総量は４・Ａ０である。一方、４気筒に供給される燃料の総量は４．４・Ｆ０（＝１．４・Ｆ０＋Ｆ０＋Ｆ０＋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。即ち、この場合の機関の真の平均空燃比は、前述した「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に１０％だけ過剰である場合」と同じ値となる。

しかしながら、図２に示したように、排ガス中の未燃物（ＨＣ、ＣＯ及びＨ_２）の量は、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。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において４気筒から排出される排ガスに含まれる水素Ｈ_２の量」は、「各気筒に対して供給される燃料の量が均等に１０％だけ過剰な量となった場合に４気筒から排出される排ガスに含まれる水素Ｈ_２の量」よりも顕著に大きくなる。

この結果、上述した「水素の選択的拡散」に起因して、空燃比センサ５６の出力値は、「機関の真の平均空燃比（Ａ０／（１．１・Ｆ０））」よりもリッチ側の空燃比に対応した値となる。つまり、排ガスの空燃比の平均が「所定のリッチ側の空燃比」であっても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きいときに空燃比センサ５６の排ガス側電極層に到達する水素Ｈ_２の濃度は、気筒別空燃比の不均一性の程度が小さいときに排ガス側電極層に到達する水素Ｈ_２の濃度よりも、格段に高くなる。故に、空燃比センサ５６の出力値が空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)により変換されることにより得られる空燃比は、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、従来の装置においては、リーン誤制御が発生する。

２．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大きい場合
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Ｓ１」は、Ｓ１＝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Ｓ２」は、Ｓ２＝Ｈ０＋Ｈ０＋Ｈ０＋Ｈ０＝４・Ｈ０となる。以上から、総量Ｓ１（＝Ｈ４＋３・Ｈ１）＝Ｈ０＋３・Ｈ１＞総量Ｓ２（＝４・Ｈ０）が成立する。従って、排ガスの真の空燃比の平均が理論空燃比であったとしても、気筒別空燃比の不均一性が生じると、水素の選択的拡散により、出力値Vabyfsは理論空燃比よりもリッチ側の出力値となる。よって、上述したリーン誤制御が発生する。

（空燃比不均衡指標値の取得、及び、空燃比気筒間インバランス判定の概要）
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及び空燃比気筒間インバランス判定について説明する。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「気筒別空燃比の不均一性の程度（気筒間における空燃比の不均一性の程度）」を表すパラメータである。

空燃比気筒間インバランス判定は、気筒別空燃比の不均一性の程度が警告必要値（エミッション上許容できない程度）以上となったか否かを判定するための判定である。即ち、第１制御装置は、空燃比不均衡指標値がインバランス判定用閾値以上となったか否かを判定し、空燃比不均衡指標値がインバランス判定用閾値以上となったとき、空燃比気筒間インバランス状態が発生したと判定する。

第１制御装置は、気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合における「上流側空燃比センサ５６の出力値と、アルコール濃度と、排ガスの真の空燃比と、の関係」を記憶している。即ち、図７の線Ｃ１〜Ｃ４等の「出力値Vabyfsと排ガスの真の空燃比との関係」を種々のアルコール濃度に対して予め実験等により求めておき、その関係を下記の表２に示したルックアップテーブルの形式にてＲＯＭに記憶している。なお、「上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs」と「気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合における排ガスの真の空燃比を表すパラメータ（第２空燃比相関パラメータ）」との関係は「第２の関係」と称呼される。従って、「アルコール濃度、出力値Vabyfs、及び、気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合の排ガスの真の空燃比」の間の関係は、「第２の関係」の一つである。

そして、第１制御装置は、実際のアルコール濃度Ｅｔ及び実際の出力値Vabyfsを、表２に示した「第２の関係を規定するルックアップテーブル」に適用することにより、暫定検出空燃比abyfsvirを取得する。表２のルックアップテーブルに従う「出力値Vabyfsから暫定検出空燃比abyfsvirへの変換」は関数ｆｂで表すこともできる。この場合、abyfsvir＝ｆｂ（Ｅｔ,
Vabyfs）と記述することができる。暫定検出空燃比abyfsvirは、アルコール濃度Ｅｔが出力値Vabyfsに及ぼす影響を除去した値に基いて求められる空燃比であると言うこともできる。暫定検出空燃比abyfsvirは、「アルコール濃度補正後空燃比」又は「第２空燃比相関パラメータ」とも称呼される。この暫定検出空燃比abyfsvirに基いて空燃比不均衡指標値が取得されるので、暫定検出空燃比abyfsvirは「空燃比不均衡指標値を取得するための第１基礎パラメータ」とも称呼される。

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、暫定検出空燃比abyfsvirの「単位時間（一定のサンプリング時間ｔｓ）当たりの変化量」を取得する。

この「暫定検出空燃比abyfsvirの単位時間当たりの変化量」は、その単位時間ｔｓが例えば４ｍ秒程度の極めて短い時間であるとき、暫定検出空燃比abyfsvirの時間についての微分値（時間微分値d(abyfsvir)/dt、一階微分値d(abyfsvir)/dt）であると言うこともできる。従って、「暫定検出空燃比abyfsvirの単位時間当たりの変化量」は「検出空燃比変化率ΔＡＦ」とも称呼される。更に、検出空燃比変化率ΔＡＦは「基本指標量」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検出空燃比変化率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（インバランス判定用パラメータ）として採用する。空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、空燃比気筒間インバランス割合指標値、又は、インバランス割合指標値、とも称呼される。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。

このように求められる空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ（検出空燃比変化率ΔＡＦに相関する値）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値である。以下、この理由について説明する。

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。気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合（気筒別空燃比差がない場合）、各気筒から排出され且つ空燃比センサ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暫定検出空燃比abyfsvir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。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、検出空燃比変化率ΔＡＦ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暫定検出空燃比abyfsvir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、検出空燃比変化率ΔＡＦの絶対値は大きくなる。

しかも、検出空燃比変化率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の値であるときの暫定検出空燃比abyfsvirが図９の（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」であるときの暫定検出空燃比abyfsvirは図９の（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、検出空燃比変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜に相関を有する空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、実際のインバランス割合が大きくなるほど（即ち、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）大きくなる。即ち、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ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。

なお、図１０の横軸はインバランス割合である。インバランス割合は、非インバランス気筒に供給される燃料量を「１」とし、インバランス気筒に供給される燃料量を「１＋α」としたとき、「α」となる値である。インバランス割合は、通常、α・１００％の形で表記される。図１０から理解されるように、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、インバランス割合＝０（％）に対して対称である。即ち、例えば、インバランス割合が＋２０％であるときの空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと、インバランス割合が−２０％であるときの空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとは、略等しい。

第１制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得すると、その空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとインバランス判定用閾値ＲＩＭＢｔｈとを比較する。第１制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢがインバランス判定用閾値ＲＩＭＢｔｈよりも大きいとき、空燃比気筒間インバランス状態が発生したと判定する。これに対し、第１制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢがインバランス判定用閾値ＲＩＭＢｔｈよりも小さいとき、空燃比気筒間インバランス状態が発生していないと判定する。

なお、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に基準値（この場合、「０」）となり、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるにしたがって大きくなる値（基準値との差の大きさが大きくなる値）である。

暫定検出空燃比abyfsvirは、アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度（本例において、「０」）であり且つ空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが所定の基準空燃比不均衡指標値（本例において、「０」）であるとしたときに、空燃比センサ５６の出力値Vabyfsにより表される空燃比である、と言うことができる。このように、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得するための基礎パラメータとして、実検出空燃比abyfsactではなく暫定検出空燃比abyfsvirを採用するのは次の理由による。

即ち、いま、気筒別空燃比の不均一性の程度がある値へと変化したと仮定する。このとき、実検出空燃比abyfsactに基いて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得すると、その取得した空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢにより実検出空燃比abyfsactが更に変化する。従って、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得するための基礎パラメータとして使用すると、気筒別空燃比の不均一性の程度が同じであるにもかかわらず、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが変化してしまう。従って、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得するための基礎パラメータとしては、実検出空燃比abyfsactよりも暫定検出空燃比abyfsvirの方が好ましい。

（実際の作動）
＜燃料噴射量制御＞
第１制御装置のＣＰＵは、図１１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となる毎に、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１１００から処理を開始し、ステップ１１１０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、以下に述べるステップ１１２０乃至ステップ１１５０の処理を順に行い、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１１２０：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１１３０：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。目標空燃比abyfrは、上流側触媒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、吸入空気量Ｇａ及び上流側触媒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。本例において、目標空燃比abyfrは、理論空燃比stoichに設定されている。従って、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅは、理論空燃比stoich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１１３０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１１４０：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を変換した実検出空燃比abyfsactに基いて求められる空燃比のフィードバック量である。実検出空燃比abyfsact及び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１１５０：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１１２０乃至ステップ１１５０は、「空燃比センサ５６に到達する排ガスを排出している複数の気筒（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。

一方、ＣＰＵがステップ１１１０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１１１０にて「Ｙｅｓ」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。この場合、ステップ１１５０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。

＜空燃比の取得＞
ＣＰＵは図１２にフローチャートにより示した「空燃比取得ルーチン」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、以下に述べるステップ１２１０乃至ステップ１２３０の処理を順に実行し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１２１０：ＣＰＵは、上流側空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfs、アルコール濃度センサ５９の出力値である実際のアルコール濃度Ｅｔ、及び、後述するルーチンにより別途算出されている実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢはバックアップＲＡＭから読み出される。

ステップ１２２０：ＣＰＵは、ステップ１２１０にて取得した「実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、及び、実際の出力値Vabyfs」を表１のルックアップテーブルに適用することにより実検出空燃比abyfsactを取得する。

表１のルックアップテーブルは、実験等により予め求められたデータに基いて作成されたテーブルであり、「アルコール濃度Ｅｔ、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、空燃比センサ（上流側空燃比センサ５６）の出力値Vabyfs、及び、空燃比と相関を有する第１空燃比相関パラメータである実検出空燃比abyfsact、の間の関係」を規定している。

表１のルックアップテーブルにより規定される関係は、上述した「第１の関係」である。よって、ＣＰＵは、ステップ１２２０にて、第１の関係を用い、且つ、「実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及び実際の出力値Vabyfs」に基いて、実検出空燃比abyfsact（第１空燃比相関パラメータ）を取得する。第１空燃比相関パラメータは、メインフィードバック制御に使用されるパラメータである。

ステップ１２３０：ＣＰＵは、ステップ１２１０にて取得した「アルコール濃度Ｅｔ及び出力値Vabyfs」を表２のルックアップテーブルに適用することにより「暫定検出空燃比abyfsvir（アルコール濃度補正後空燃比、第２空燃比相関パラメータ）」を取得する。第２空燃比相関パラメータは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを求めるためのパラメータである。

表２のルックアップテーブルは、実験等により予め求められたデータに基いて作成されたテーブルであり、気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが基準値である「０」である場合）における「アルコール濃度Ｅｔ、出力値Vabyfs、及び、空燃比と相関を有する第２空燃比相関パラメータである暫定検出空燃比abyfsvir、の間の関係」を規定している。

表２のルックアップテーブルにより規定される関係は、上述した「第２の関係」である。よって、ＣＰＵは、ステップ１２３０にて、第２の関係を用い、且つ、「実際のアルコール濃度Ｅｔ及び実際の出力値Vabyfs」に基いて、暫定検出空燃比abyfsvir（第２空燃比相関パラメータ）を取得する。

＜メインフィードバック量の算出＞
ＣＰＵは図１３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１３００から処理を開始し、ステップ１３０５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（１）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。（１）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％ …（１）

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１３０５にて「Ｙｅｓ」と判定して以下に述べるステップ１３１０乃至ステップ１３４０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１３１０：ＣＰＵは、図１２の空燃比取得ルーチンにより取得されている実検出空燃比abyfsact（第１空燃比相関パラメータ）を読み込む。

ステップ１３１５：ＣＰＵは、下記（２）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「実検出空燃比abyfsact」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）／abyfsact …（２）

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）を実検出空燃比abyfsact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１３２０：ＣＰＵは、下記（３）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）を目標空燃比abyfr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＝Ｍｃ（ｋ−Ｎ）／abyfr …（３）

ステップ１３２５：ＣＰＵは、下記（４）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。筒内燃料供給量偏差ＤＦｃは、実検出空燃比abyfsactと目標空燃比abyfrとの差に応じた値の一つである。

ＤＦｃ＝Ｆｃｒ（ｋ−Ｎ）−Ｆｃ（ｋ−Ｎ） …（４）

ステップ１３３０：ＣＰＵは、図１４に示したルーチンを実行することにより、応答性補正ゲインKimbを決定する。図１４に示したルーチンについては後に詳述する。

応答性補正ゲインKimbは、実検出空燃比abyfsactが「理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比」から「理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比」へと変化した時点から所定時間以内であり、且つ、実検出空燃比abyfsactが依然として「理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比」である場合、「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが大きいほどベースゲインKbase（本例において「１」）より大きい範囲において増大するように、且つ、アルコール濃度Ｅｔが大きいほどベースゲインKbaseより大きい範囲において増大するように」算出される。

応答性補正ゲインKimbは、実検出空燃比abyfsactが「理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比」から「理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比」へと変化した時点から所定時間以内でない場合、又は、実検出空燃比abyfsactが「理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比」である場合、ベースゲインKbase（本例において「１」）に設定される。

実検出空燃比abyfsactは、図１２の空燃比取得ルーチンにより「真の排ガスの空燃比」に一致するように算出される。しかしながら、気筒別空燃比の不均一性が発生している場合又はアルコール濃度が「０」でない場合、排ガスの真の空燃比が「理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比」から「理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比」へと変化したとき（リッチリーン反転時）の出力値Vabyfsの変化速度（リッチリーン反転後応答性）は、排ガスの真の空燃比が「理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比」から「理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比」へと変化したとき（リーンリッチ反転時）の出力値Vabyfsの変化速度（リーンリッチ反転後応答性）よりも小さくなる。これは、出力値Vabyfsが、「気筒別空燃比の不均一性が生じたこと又は燃料にアルコールが含まれていること」により発生する多量の水素の影響を受けるからである。

換言すると、排ガスの真の空燃比が理論空燃比近傍となっている場合においても、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるほど（即ち、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが大きくなるほど）或いはアルコール濃度Ｅｔが大きくなるほど「より多量の水素」が上流側空燃比センサ５６の周囲に存在しているので、リーンリッチ反転時には出力値Vabyfsは多量の水素の存在によって急激に減少するが、リッチリーン反転時には出力値Vabyfsは多量の水素の存在によって緩慢に増大する。応答性補正ゲインKimbは、このような出力値Vabyfsの応答性非対称度合いを補償するためのゲインである。

ステップ１３３５：ＣＰＵは、下記（５）式に従って、メインフィードバック量ＤＦｉを求める。この（５）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、（５）式の「値ＳＤＦｃ」は「筒内燃料供給量偏差ＤＦｃの積分値」である。値ＳＤＦｃは、実検出空燃比abyfsactと目標空燃比abyfrとの差に応じた値の一つである。従って、値（Ｇｐ・ＤＦｃ＋Ｇｉ・ＳＤＦｃ）は、実検出空燃比abyfsactと目標空燃比abyfrとの差に応じた値の一つである。このように、ＣＰＵは、実検出空燃比abyfsact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＝Kimb・（Ｇｐ・ＤＦｃ＋Ｇｉ・ＳＤＦｃ） …（５）

ステップ１３４０：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１３２５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求められ、このメインフィードバック量ＤＦｉが前述した図１１のステップ１１４０の処理により指示燃料噴射量Ｆｉに反映される。

一方、図１３のステップ１３０５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１３０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３４５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１３５０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１３９５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。

＜応答性補正ゲインKimbの算出＞
前述したように、ＣＰＵは図１３のステップ１３３０に進んだとき、図１４に示した応答性補正ゲインKimb算出ルーチンの処理を実行する。即ち、ＣＰＵは、図１３のステップ１３３０において図１４のステップ１４００へと進み、次のステップ１４１０にて、現時点が「実検出空燃比abyfsactが理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比から理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比へと変化した時点（リッチリーン反転時）から所定時間以内であるか否か」を判定する。

現時点が「リッチリーン反転時から所定時間以内である」場合、ＣＰＵはステップ１４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４２０に進み、実検出空燃比abyfsactが理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比であるか否かを判定する。

このとき、実検出空燃比abyfsactが依然として理論空燃比stoichよりもリーンな空燃比であれば、ＣＰＵは以下に述べるステップ１４３０乃至ステップ１４５０の処理を順に行う。その後、ＣＰＵはステップ１４９５を経由して図１３のステップ１３３５へと進む。

ステップ１４３０：ＣＰＵは、実際のアルコール濃度Ｅｔが大きいほど、係数ｋｅが「１」よりも大きい範囲においてより大きくなるように、係数ｋｅを決定する。

ステップ１４４０：ＣＰＵは、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが大きいほど、係数ｋｉが「１」よりも大きい範囲においてより大きくなるように、係数ｋｉを決定する。

ステップ１４５０：ＣＰＵは、ベースゲインKbaseに「係数ｋｅと係数ｋｉとの積」を乗じることにより、応答性補正ゲインKimbを算出する。ベースゲインKbaseは、一定値であり、本例において「１」に設定されている。この結果、応答性補正ゲインKimbは、実際のアルコール濃度Ｅｔが大きいほどベースゲインKbaseよりも大きい範囲において次第に大きくなり、且つ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが大きいほどベースゲインKbaseよりも大きい範囲において次第に大きくなる値として決定される。

これに対し、現時点が「リッチリーン反転時から所定時間以内でない」場合、ＣＰＵはステップ１４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４６０に進み、応答性補正ゲインKimbの値をベースゲインKbaseに設定する。その後、ＣＰＵはステップ１４９５を経由して図１３のステップ１３３５へと進む。

更に、現時点が「リッチリーン反転時から所定時間以内である」場合であっても、実検出空燃比abyfsactが理論空燃比stoichよりもリッチな空燃比へと変化していれば、ＣＰＵはステップ１４２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４６０に進み、応答性補正ゲインKimbの値をベースゲインKbaseに設定する。その後、ＣＰＵはステップ１４９５を経由して図１３のステップ１３３５へと進む。

＜空燃比不均衡指標値の取得、及び、空燃比気筒間インバランス判定＞
次に、「空燃比不均衡指標値の取得及び空燃比気筒間インバランス判定」を実行するための処理について説明する。ＣＰＵは、４ｍｓ（所定の一定サンプリング時間ｔｓ）が経過する毎に、図１５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１５００から処理を開始してステップ１５０５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。この条件Ｃ１により、出力値Vabyfsの応答性が吸入空気量Ｇａの影響を受けて変化することに起因する「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの精度の悪化」を回避することができる。
（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１５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５１０に進み、図１２の空燃比取得ルーチンにより算出されている暫定検出空燃比abyfsvir（第２空燃比相関パラメータ）を読み込む。

なお、ＣＰＵは、ステップ１５１０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暫定検出空燃比abyfsvirを前回の暫定検出空燃比abyfsviroldとして記憶する。即ち、前回の暫定検出空燃比abyfsviroldは、現時点から４ｍｓ（サンプリング時間ｔｓ）前の時点における暫定検出空燃比abyfsvirである。前回の暫定検出空燃比abyfsviroldの初期値は、機関１０の始動時に実行される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。

次に、ＣＰＵはステップ１５２０に進んで、
（Ａ）検出空燃比変化率ΔＡＦを取得し、
（Ｂ）検出空燃比変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の積算値ＳＡＦＤを更新し、且つ、
（Ｃ）検出空燃比変化率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）検出空燃比変化率ΔＡＦの取得。
検出空燃比変化率ΔＡＦ（微分値d(abyfsvir)/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）である。ＣＰＵは、この検出空燃比変化率ΔＡＦを、今回の暫定検出空燃比abyfsvirから前回の暫定検出空燃比abyfsviroldを減じることによって取得する。即ち、今回の暫定検出空燃比abyfsvirをabyfsvir（ｎ）、前回の暫定検出空燃比abyfsviroldをabyfsvir（ｎ−１）と表記すると、ＣＰＵはステップ１５２０にて「今回の検出空燃比変化率ΔＡＦ（ｎ）」を下記の（６）式に従って求める。

ΔＡＦ（ｎ）＝abyfsvir（ｎ）− abyfsvir（ｎ−１） …（６）

（Ｂ）検出空燃比変化率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（７）式に従って求める。即ち、ＣＰＵは、ステップ１５２０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検出空燃比変化率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）｜ …（７）

積算値ＳＡＦＤに「今回の検出空燃比変化率の絶対値｜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、検出空燃比変化率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）検出空燃比変化率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（８）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１５６０及びステップ１５６５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に積算された検出空燃比変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜のデータ数を示す。

Ｃｎ（ｎ）＝Ｃｎ（ｎ−１）＋１ …（８）

次に、ＣＰＵはステップ１５２５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１５２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１５９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

なお、ステップ１５２５は、検出空燃比変化率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１５２５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１５２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１５３０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１５３０にて、
（Ｄ）検出空燃比変化率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）検出空燃比変化率ΔＡＦの絶対値｜ΔＡＦ｜の平均値ＡｖｅΔＡＦの算出。
ＣＰＵは、下記の（９）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、検出空燃比変化率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 …（９）

（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（１０）式に従って求める。即ち、ＣＰＵは、ステップ１５３０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１５６０にても「０」に設定される。

Ｓａｖｅ（ｎ）＝Ｓａｖｅ（ｎ−１）＋ＡｖｅΔＡＦ …（１０）

（Ｆ）積算回数カウンタＣｓの更新。
ＣＰＵは、下記の（１１）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１５６０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 …（１１）

次に、ＣＰＵはステップ１５３５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。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１５３５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１５３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５４０に進む。ＣＰＵは、そのステップ１５４０にて、下記（１２）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（＝空燃比変動指標量ＡＦＤ）を取得する。空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、検出空燃比変化率ΔＡＦ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。空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢは、学習値としてバックアップＲＡＭに格納される。

ＲＩＭＢ＝ＡＦＤ＝Ｓａｖｅ／Ｃｓｔｈ …（１２）

なお、ＣＰＵは、バックアップＲＡＭ内に格納されている学習値ＲＩＭＢgaku（＝ＲＩＭＢgaku（ｎ−１））と、今回得られた空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと、を下記（１３）式に従って加重平均し、その加重平均値ＲＩＭＢgaku（ｎ）を新たな学習値ＲＩＭＢgakuとしてバックアップＲＡＭ内に格納してもよい。（１３）式において、βは０より大きく１より小さい所定値である。

ＲＩＭＢgaku（ｎ）＝β・ＲＩＭＢgaku（ｎ−１）＋（１−β）・ＲＩＭＢ …（１３）

次にＣＰＵはステップ１５４５に進み、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢがインバランス判定用閾値ＲＩＭＢｔｈよりも大きいか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、ステップ１５４５にて、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。

このとき、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢがインバランス判定用閾値ＲＩＭＢｔｈよりも大きいと、ＣＰＵはステップ１５４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５５０に進み、インバランス発生フラグＸＩＭＢの値を「１」に設定する。即ち、ＣＰＵは空燃比気筒間インバランス状態が発生していると判定する。更に、このとき、ＣＰＵは図示しない警告ランプを点灯してもよい。なお、インバランス発生フラグＸＩＭＢの値はバックアップＲＡＭに格納される。その後、ＣＰＵはステップ１５６０に進む。

これに対し、ＣＰＵがステップ１５４５の処理を行う時点において、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢがインバランス判定用閾値ＲＩＭＢｔｈ未満であると、ＣＰＵはステップ１５４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１５５５に進み、インバランス発生フラグＸＩＭＢの値を「２」に設定する。即ち、「空燃比気筒間インバランス判定の結果、空燃比気筒間インバランス状態が発生していないと判定された旨」を記憶する。その後、ＣＰＵはステップ１５６０に進む。

次いで、ＣＰＵはステップ１５６０にて「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（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１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

なお、ＣＰＵがステップ１５０５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１５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１５６５に進む。ＣＰＵは、そのステップ１５６５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１５９５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１制御装置は、
空燃比センサ５６の出力値、アルコール濃度、空燃比不均衡指標値、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）、の間の予め定められた第１の関係（表１に示したルックアップテーブルを参照。）を用いて、空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsを、実際のアルコール濃度Ｅｔと実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとに基いて、実際の第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）へと変換する第１空燃比相関パラメータ取得手段（図１２のステップ１２２０）と、
前記取得された実際の第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）が所定の目標値（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である指示燃料噴射量Ｆｉを決定する指示燃料噴射量決定手段（図１１のステップ１１４０及び図１３のルーチン）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１１のステップ１１５０）と、
を備える。

更に、第１制御装置において、
前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記実際のアルコール濃度が高いほどより大きくなる空燃比であって、且つ、前記実際の空燃比不均衡指標値が大きいほどより大きくなる空燃比、へと変換した値、を前記第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され（図１２のステップ１２２０）、
前記燃料噴射量決定手段は、
前記目標値として、三元触媒４３のウインドウの範囲内の所定の空燃比（所定の基準空燃比）に設定される目標空燃比abyfrを用いるように構成されている（図１１のステップ１１３０及び図１３のステップ１３２０を参照。）。

更に、前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を、前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度及び前記空燃比不均衡指標値を入力とし前記第１空燃比相関パラメータを出力とするルックアップテーブル（表１）又は関数ｆａとして記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に前記空燃比センサの実際の出力値Vabyfs、前記実際のアルコール濃度Ｅｔ及び前記実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを入力することにより前記実際の第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）を取得する（図１２のステップ１２２０）。

このように取得される第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）は、排ガスの真の空燃比に対応した値となる。故に、この第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）を目標値（目標空燃比abyfr）に一致させるメインフィードバック制御により、排ガスの真の空燃比を目標値に応じた空燃比へと調整することができる。この結果、気筒別空燃比の不均一性の程度及びアルコール濃度に関わらず、ＮＯｘ等の排出量が増大することを回避することが可能となる。

加えて、第１制御装置は、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「所定の特定パラメータ」に基いて取得する空燃比不均衡指標値取得手段（図１５のルーチン）を備える。

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
前記気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性が生じていない場合における前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）、の間の予め定められた第２の関係（表２を参照。）を用いて、空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsを実際のアルコール濃度Ｅｔに基いて実際の第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）へと変換するとともに（図１２のステップ１２３０）、その実際の第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）を「前記特定のパラメータ」として採用し、実際の第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）の変動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１５のルーチンを参照。）。

従って、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得するための基礎となる暫定検出空燃比abyfsvirは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ自体に基づいて変化せず、しかも、アルコール濃度Ｅｔの出力値Vabyfsに及ぼす影響が排除された値となっている。よって、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く示す空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得することができる。

＜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、単に「第２制御装置」と称呼する。）について説明する。

限界電流式の上流側空燃比センサ５６の限界電流ＩＬは、下記（１４）式又は下記（１５）式のように変化する。

（１４）式及び（１５）式からも明らかなように、限界電流ＩＬは、排ガス側電極層５６２における「酸素又は未燃成分」の分圧、に依存して変化する。従って、限界電流ＩＬは「上流側空燃比センサ５６に到達している排ガス」の圧力Ｐｅｘに応じて変化する。

そこで、第２制御装置は、「空燃比センサの出力値Vabyfs、アルコール濃度Ｅｔ、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、空燃比センサに到達している排ガスの圧力Ｐｅｘ、及び、第１空燃比相関パラメータとしての実検出空燃比abyfsact、の間の関係」を、上述した第１の関係として採用する。そして、第２制御装置は、この第１の関係を用い、「実際の出力値Vabyfs、実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、及び、実際の圧力Ｐｅｘ」に基いて実検出空燃比abyfsactを取得する。第２制御装置は、この実検出空燃比abyfsactを用いてメインフィードバック制御を実行する。

更に、第２制御装置は、気筒別空燃比の複数の気筒間における不均一性が生じていない場合における「空燃比センサの出力値Vabyfs、アルコール濃度Ｅｔ、空燃比センサに到達している排ガスの圧力Ｐｅｘ、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）、の間の関係」を、上述した第２の関係として採用する。そして、第２制御装置は、この第２の関係を用い、「実際の出力値Vabyfs、実際のアルコール濃度Ｅｔ、及び、実際の圧力Ｐｅｘ」に基いて暫定検出空燃比abyfsvirを取得する。第２制御装置は、この暫定検出空燃比abyfsvirを用いて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。

（実際の作動）
第２制御装置のＣＰＵは、図１１、図１３乃至図１５に示したルーチンを実行するとともに、図１２に代わる図１６に示した「空燃比取得ルーチン」を所定時間が経過する毎に実行するようになっている。図１１、図１３乃至図１５に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図１６に示したルーチンについて説明する。

ＣＰＵは所定のタイミングになるとステップ１６００から処理を開始し、以下に述べるステップ１６１０乃至ステップ１６３０の処理を順に実行し、ステップ１６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１６１０：ＣＰＵは、上流側空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfs、実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の圧力Ｐｅｘ、及び、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。ＣＰＵは、実際のアルコール濃度Ｅｔをアルコール濃度センサ５９から取得する。ＣＰＵは、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして、図１５に示したルーチンにより算出されている値を読み込む。更に、ＣＰＵは、吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥに基いて「実際の圧力Ｐｅｘ」を推定する。例えば、圧力Ｐｅｘは、吸入空気量Ｇａが大きいほど大きく、機関回転速度ＮＥが大きいほど大きくなるような値として推定される。なお、第２制御装置は、上流側空燃比センサ５６の近傍に圧力センサを備え、その圧力センサから「実際の圧力Ｐｅｘ」を取得するように構成されていてもよい。

ステップ１６２０：ＣＰＵは、ステップ１６１０にて取得した「実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、実際の圧力Ｐｅｘ、及び、実際の出力値Vabyfs」を「下記の表３のルックアップテーブル」に適用することにより実検出空燃比abyfsactを取得する。この実検出空燃比abyfsactが、メインフィードバック制御を実行するために図１３のルーチンにおいて使用される。

表３のルックアップテーブルは、実験等により予め求められたデータに基いて作成されたテーブルであり、「アルコール濃度Ｅｔ、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、上流側空燃比センサ５６に到達している排ガスの圧力Ｐｅｘ、上流側空燃比センサ５６の出力値Vabyfs、及び、空燃比と相関を有する第１空燃比相関パラメータである実検出空燃比abyfsact、の間の関係」を規定している。

表３のルックアップテーブルにより規定される関係は、上述した「第１の関係」である。従って、ＣＰＵは、ステップ１６２０にて、第１の関係を用い、且つ、「実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、実際の圧力Ｐｅｘ、及び、実際の出力値Vabyfs」に基いて、メインフィードバック制御に使用される実検出空燃比abyfsact（第１空燃比相関パラメータ）を取得する。

なお、表３のルックアップテーブルに従う「出力値Vabyfsから実検出空燃比abyfsactへの変換」は関数ｆｃで表すこともできる。この場合、abyfsact＝ｆｃ（Ｅｔ,
ＲＩＭＢ, Ｐｅｘ，Vabyfs）と記述することができる。

ステップ１６３０：ＣＰＵは、ステップ１６１０にて取得した「アルコール濃度Ｅｔ、圧力Ｐｅｘ及び出力値Vabyfs」を「下記の表４のルックアップテーブル」に適用することにより「暫定検出空燃比abyfsvir（アルコール濃度・圧力補正後空燃比、第２空燃比相関パラメータ）」を取得する。この暫定検出空燃比abyfsvirが、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを算出するために図１５のルーチンにおいて使用される。

表４のルックアップテーブルは、実験等により予め求められたデータに基いて作成されたテーブルであり、気筒別空燃比の不均一性が発生していない場合（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが基準値である「０」である場合）における「アルコール濃度Ｅｔ、圧力Ｐｅｘ、出力値Vabyfs、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第２空燃比相関パラメータである暫定検出空燃比abyfsvir、の間の関係」を規定している。

表４のルックアップテーブルにより規定される関係は、上述した「第２の関係」である。従って、ＣＰＵは、ステップ１６３０にて、第２の関係を用い、且つ、「実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の圧力Ｐｅｘ及び実際の出力値Vabyfs」に基いて、暫定検出空燃比abyfsvir（第２空燃比相関パラメータ）を取得する。

なお、表４のルックアップテーブルに従う「出力値Vabyfsから暫定検出空燃比abyfsvirへの変換」は関数ｆｄで表すこともできる。この場合、abyfsvir＝ｆｄ（Ｅｔ,
Ｐｅｘ，Vabyfs）と記述することができる。

以上、説明したように、第２制御装置において、前述した第１の関係は、空燃比センサ５６の出力値Vabyfs、アルコール濃度Ｅｔ、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、空燃比センサ５６に到達している排ガスの圧力Ｐｅｘ、及び、第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）、の間の関係である（表３を参照。）

更に、第２制御装置の第１空燃比相関パラメータ取得手段は、空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsを、実際のアルコール濃度Ｅｔ及び実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢのみならず実際の圧力Ｐｅｘにも基いて、実際の第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）へと変換するように構成されている（図１６のステップ１６２０）。

従って、空燃比センサ５６の出力値Vabyfsが圧力Ｐｅｘの影響を受ける場合であっても、排ガスの真の空燃比をより精度高く示す実検出空燃比abyfsactを取得することができる。この結果、メインフィードバック制御により、排ガスの真の空燃比をより精度良く目標空燃比abyfrに近づけることができる。

更に、第２制御装置において、
前述した第２の関係は、空燃比センサ５６の出力値Vabyfs、アルコール濃度Ｅｔ、空燃比センサ５６に到達している排ガスの圧力Ｐｅｘ、及び、第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）、の間の関係である（表４を参照。）。

即ち、第２制御装置の空燃比不均衡指標値取得手段は、空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsを、実際のアルコール濃度Ｅｔのみならず実際の圧力Ｐｅｘにも基いて、実際の第２空燃比相関パラメータ（暫定検出空燃比abyfsvir）へと変換するように構成されている（図１６のステップ１６３０）。

従って、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得するための基礎となる暫定検出空燃比abyfsvirが、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ自体に基づいて変化せず、しかも、「アルコール濃度Ｅｔ及び圧力Ｐｅｘ」の出力値Vabyfsに及ぼす影響が排除された値となっている。よって、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度良く示す空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得することができる。

＜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、単に「第３制御装置」と称呼する。）について説明する。

上記第２制御装置は、実際の出力値Vabyfsを、実際のアルコール濃度Ｅｔ、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及び実際の圧力Ｐｅｘと、第１の関係と、に基いて、実検出空燃比abyfsactへと直接変換した。更に、上記第２制御装置は、実際の出力値Vabyfsを、実際のアルコール濃度Ｅｔ及び実際の圧力Ｐｅｘと、第２の関係と、に基いて、暫定検出空燃比abyfsvirへと直接変換した。

これに対し、第３制御装置は、実際の出力値Vabyfsを実際の圧力Ｐｅｘに基いて補正することにより圧力補正後出力値VafsPを取得する。即ち、実際の出力値Vabyfsを、その出力値Vabyfsが得られたときの圧力Ｐｅｘが所定の基準圧力であると仮定した場合の出力値へと変換し、その変換した出力値を圧力補正後出力値VafsPとして取得する。

次に、第３制御装置は、その圧力補正後出力値VafsPを実際のアルコール濃度Ｅｔに基いて補正することにより圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを取得する。即ち、圧力補正後出力値VafsPを、出力値Vabyfsが得られたときのアルコール濃度Ｅｔが所定の基準アルコール濃度（本例においては、「０」）であると仮定した場合の出力値へと変換し、その変換した出力値を圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEとして取得する。

そして、第３制御装置は、「圧力Ｐｅｘが所定の基準圧力であり、気筒別空燃比の不均一性が発生しておらず、且つ、アルコール濃度が基準アルコール濃度である「０」である燃料が使用されている場合、に対して定められている空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)」に、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを適用することにより、暫定検出空燃比abyfsvir（第２空燃比相関パラメータ）を取得する。係る暫定検出空燃比abyfsvirは、圧力Ｐｅｘ及びアルコール濃度Ｅｔが出力値Vabyfsに及ぼす影響が除去された出力値に基いて得られた空燃比である。第３制御装置は、他の制御装置と同様、この暫定検出空燃比abyfsvirに基づいて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。

次に、第３制御装置は、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに基いて補正することにより圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値（圧力・アルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値）VafsPERを取得する。即ち、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを、出力値Vabyfsが得られたときの気筒別空燃比の不均一性が生じていない（空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが基準値である「０」である。）と仮定した場合の出力値へと変換し、その変換した出力値を圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsPERとして取得する。

そして、第３制御装置は、「圧力Ｐｅｘが所定の基準圧力であり、気筒別空燃比の不均一性が発生しておらず、且つ、アルコール濃度が基準アルコール濃度である「０」である燃料が使用されている場合、に対して定められている空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)」に、圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsPERを適用することにより、実検出空燃比abyfsact（第１空燃比相関パラメータ）を取得する。係る実検出空燃比abyfsactは、「圧力Ｐｅｘ、アルコール濃度Ｅｔ及び空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが出力値Vabyfsに及ぼす影響」が除去された空燃比センサ５６の出力値に基いて得られた空燃比である。従って、実検出空燃比abyfsactは「真の排ガスの空燃比」に実質的に一致する。第３制御装置は、他の制御装置と同様、この実検出空燃比abyfsactに基づいてメインフィードバック制御を実行する。

（実際の作動）
第３制御装置のＣＰＵは、図１１、図１３乃至図１５に示したルーチンを実行するとともに、図１２に代わる図１７に示した「空燃比取得ルーチン」を所定時間が経過する毎に実行するようになっている。図１１、図１３乃至図１５に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図１７に示したルーチンについて説明する。

ＣＰＵは所定のタイミングになるとステップ１７００から処理を開始し、以下に述べるステップ１７１０乃至ステップ１７６０の処理を順に実行し、ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１７１０：ＣＰＵは、上流側空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsを取得する。

ステップ１７２０：ＣＰＵは、実際の出力値Vabyfsを実際の圧力Ｐｅｘに基いて補正する。より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ１７２０に進むと、図１８に示した「圧力補正後出力値算出ルーチン」をステップ１８００から開始し、続くステップ１８１０にて実際の圧力Ｐｅｘを取得する。

次に、ＣＰＵはステップ１８２０に進み、実際の出力値Vabyfsが理論空燃比相当値Ｖstoich（＝０）よりも小さいか否かを判定する。換言すると、ＣＰＵはステップ１８２０にて、限界電流ＩＬが負の電流（図３の（Ｃ）に示した向きの電流）であるか否かを判定する。この判定を行う理由は、上記（１４）式及び（１５）式に示したように、限界電流ＩＬの現れ方が、排ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーンであるかリッチであるかに応じて異なるからである。

実際の出力値Vabyfsが理論空燃比相当値Ｖstoich（＝０）よりも小さい場合、ＣＰＵはステップ１８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８３０に進み、実際の圧力Ｐｅｘに基いて「リッチ出力時圧力補正係数Kipr」を算出する。リッチ出力時圧力補正係数Kiprは、実際の圧力Ｐｅｘが大きくなるほど、「１」より大きい範囲において次第に大きくなるように決定される。

次に、ＣＰＵはステップ１８４０に進み、実際の出力値Vabyfsにリッチ出力時圧力補正係数Kiprを乗じることにより圧力補正後出力値VafsPを算出する。その後、ＣＰＵはステップ１８９５を経由して図１７のステップ１７３０に進む。

一方、ＣＰＵがステップ１８２０の処理を行う時点において、実際の出力値Vabyfsが理論空燃比相当値Ｖstoich（＝０）以上である場合、ＣＰＵはステップ１８２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１８５０に進み、実際の圧力Ｐｅｘに基いて「リーン出力時圧力補正係数Kipl」を算出する。リーン出力時圧力補正係数Kiplは、実際の圧力Ｐｅｘが大きくなるほど、「１」より大きい範囲において次第に大きくなるように決定される。但し、圧力Ｐｅｘが「ある値」であるとき、リーン出力時圧力補正係数Kiplはリッチ出力時圧力補正係数Kipr以下である。

次に、ＣＰＵはステップ１８６０に進み、実際の出力値Vabyfsにリーン出力時圧力補正係数Kiplを乗じることにより圧力補正後出力値VafsPを算出する。その後、ＣＰＵはステップ１８９５を経由して図１７のステップ１７３０に進む。

ステップ１７３０：ＣＰＵは、圧力補正後出力値VafsPを実際のアルコール濃度Ｅｔに基いて補正する。より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ１７３０に進むと、図１９に示した「アルコール濃度補正後出力値算出ルーチン」をステップ１９００から開始し、続くステップ１９１０にて実際のアルコール濃度Ｅｔを取得する。

次に、ＣＰＵはステップ１９２０に進み、実際のアルコール濃度Ｅｔと実際の圧力補正後出力値VafsPとに基いて「アルコール濃度補正係数Ket」を算出する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップ１９２０に記載した「アルコール濃度Ｅｔ及び圧力補正後出力値VafsPと、アルコール濃度補正係数Ketと、の関係」を規定する「ＲＯＭ内に記憶されているルックアップテーブル」に、実際のアルコール濃度Ｅｔと実際の圧力補正後出力値VafsPを適用することにより、アルコール濃度補正係数Ketを取得する。

なお、このルックアップテーブルによれば、実際のアルコール濃度Ｅｔが基準値である「０」である場合、アルコール濃度補正係数Ketは「１」に設定される。これは、アルコール濃度Ｅｔが「０」であるとき、水素の選択的拡散が出力値Vabyfsに及ぼす影響が発生しないからである。更に、圧力補正後出力値VafsPが「限界電流値３ｍＡ相当」以上である場合（即ち、圧力補正後出力値VafsPが、所定リーン空燃比よりも更にリーン側の空燃比に対応した値である場合）、アルコール濃度補正係数Ketは「１」に設定される。これは、空燃比が所定リーン空燃比よりもリーン側であれば、水素を含む未燃物は実質的に発生しないので、水素の選択的拡散が出力値Vabyfsに及ぼす影響が発生しないからである。

更に、このルックアップテーブルによれば、アルコール濃度補正係数Ketは、アルコール濃度Ｅｔが大きいほど「１」より小さい範囲において小さくなり、且つ、圧力補正後出力値VafsPが大きくなるほど大きくなるように求められる。

次に、ＣＰＵはステップ１９３０に進み、圧力補正後出力値VafsPにアルコール濃度補正係数Ketを乗じることにより、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを算出する。その後、ＣＰＵはステップ１９９５を経由して図１７のステップ１７４０に進む。

ステップ１７４０：ＣＰＵは、上述した空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)に圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを適用することにより、暫定検出空燃比abyfsvirを取得する。

ステップ１７５０：ＣＰＵは、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに基いて補正する。より具体的に述べると、ＣＰＵはステップ１７５０に進むと、図２０に示した「圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値算出ルーチン」をステップ２０００から開始し、続くステップ２０１０にて実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。

次に、ＣＰＵはステップ２０２０に進み、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと実際の圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEとに基いて「インバランス割合補正係数Kr」を算出する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップ２０２０に記載した「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ及び圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEと、インバランス割合補正係数Krと、の関係」を規定する「ＲＯＭ内に記憶されているルックアップテーブル」に、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと実際の圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEとを適用することにより、インバランス割合補正係数Krを取得する。

なお、このルックアップテーブルによれば、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが基準値である「０」である場合、インバランス割合補正係数Krは「１」に設定される。これは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが「０」であるとき、水素の選択的拡散が出力値Vabyfsに及ぼす影響が発生しないからである。更に、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEが「限界電流値５ｍＡ相当」以上である場合（即ち、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEが、所定リーン空燃比よりも更にリーン側の空燃比に対応した値である場合）、インバランス割合補正係数Krは「１」に設定される。これは、空燃比が所定リーン空燃比よりもリーン側であれば、水素を含む未燃物は実質的に発生しないので、水素の選択的拡散が出力値Vabyfsに及ぼす影響が発生しないからである。

更に、このルックアップテーブルによれば、インバランス割合補正係数Krは、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが大きいほど「１」より小さい範囲において小さくなり、且つ、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEがリーン側の特定値（限界電流値０．５ｍＡ相当）以下の範囲である場合には圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEが大きくなるほど大きくなり、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEが前記特定値より大きい範囲である場合には圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEが大きくなるほど小さくなるように求められる。

次に、ＣＰＵはステップ２０３０に進み、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEにインバランス割合補正係数Krを乗じることにより、圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsPERを算出する。その後、ＣＰＵはステップ２０９５を経由して図１７のステップ１７６０に進む。

ステップ１７６０：ＣＰＵは、上述した空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)に圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsPERを適用することにより、実検出空燃比abyfsactを取得する。

以上、説明したように、第３制御装置は、圧力Ｐｅｘにも基づいて出力値Vabyfsを補正するので、圧力Ｐｅｘの値に関わらず、「排ガスの真の空燃比をより精度良く示す実検出空燃比abyfsact、及び、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ＲＩＭＢを取得することに適した暫定検出空燃比abyfsvir」を取得することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る制御装置（以下、単に「第４制御装置」と称呼する。）について説明する。

上記第３制御装置は、出力値Vabyfsを圧力Ｐｅｘに基づいて補正することにより得られる圧力補正後出力値VafsPをアルコール濃度Ｅｔにより補正して圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを求め、その圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)に適用することにより暫定検出空燃比abyfsvirを得ている。

更に、上記第３制御装置は、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEを空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢにより補正して圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsPERを求め、その圧力・アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsPERを空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)に適用することにより実検出空燃比abyfsactを得ている。

これに対し、第４制御装置は、出力値Vabyfsを圧力Ｐｅｘにより補正することなく暫定検出空燃比abyfsvir及び実検出空燃比abyfsactを取得する。即ち、第４制御装置は、出力値Vabyfsをアルコール濃度Ｅｔにより補正してアルコール濃度補正後出力値VafsEを求め、そのアルコール濃度補正後出力値VafsEを空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)に適用することにより暫定検出空燃比abyfsvirを得る。

更に、第４制御装置は、アルコール濃度補正後出力値VafsEを空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢにより補正してアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値（アルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値）VafsERを求め、そのアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsERを空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)に適用することにより実検出空燃比abyfsactを得る。

（実際の作動）
第４制御装置のＣＰＵは、図１１、図１３乃至図１５に示したルーチンを実行するとともに、図１２に代わる図２１に示した「空燃比取得ルーチン」を所定時間が経過する毎に実行するようになっている。図１１、図１３乃至図１５に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図２１に示したルーチンについて説明する。

ＣＰＵは所定のタイミングになるとステップ２１００から処理を開始し、以下に述べるステップ２１１０乃至ステップ２１５０の処理を順に実行し、ステップ２１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ２１１０：ＣＰＵは、上流側空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfsを取得する。

ステップ２１２０：ＣＰＵは、実際の出力値Vabyfsを実際のアルコール濃度Ｅｔに基いて補正することにより、アルコール濃度補正後出力値VafsEを取得する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、先ず、実際のアルコール濃度Ｅｔを読み込む。次に、ＣＰＵは、実際の出力値Vabyfsと実際のアルコール濃度Ｅｔとを「図示しない第１ルックアップテーブル（又は第１関数）」に適用することにより、アルコール濃度補正後出力値VafsEを算出する。この第１ルックアップテーブルは、図１９のステップ１９２０のテーブルにおける圧力補正後出力値VafsPを出力値Vabyfsに置換したテーブルであって且つそのテーブル内の各数値に代えて「同各数値と出力値Vabyfsとの積」をデータとして有するテーブルである。

なお、ＣＰＵは、実際の出力値Vabyfsと実際のアルコール濃度Ｅｔとに基いてアルコール濃度補正係数Ketを取得し、実際の出力値Vabyfsにアルコール濃度補正係数Ketを乗じることにより、アルコール濃度補正後出力値VafsEを算出してもよい。このアルコール濃度補正係数Ketは、図１９のステップ１９２０に示したルックアップテーブルに「実際のアルコール濃度Ｅｔと、圧力補正後出力値VafsPに代わる出力値Vabyfsと」を適用することにより算出される。

ステップ２１３０：ＣＰＵは、上述した空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)にアルコール濃度補正後出力値VafsEを適用することにより、暫定検出空燃比abyfsvir（第２空燃比相関パラメータ）を取得する。

ステップ２１４０：ＣＰＵは、アルコール濃度補正後出力値VafsEを実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢに基いて補正することにより、アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsERを取得する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、先ず、実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを読み込む。次に、ＣＰＵは、アルコール濃度補正後出力値VafsEと実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとを「図示しない第２ルックアップテーブル（又は第２関数）」に適用することにより、アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsERを算出する。この第２ルックアップテーブルは、図２０のステップ２０２０のテーブルにおける圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEをアルコール濃度補正後出力値VafsEに置換したテーブルであって且つそのテーブル内の各数値に代えて「同各数値とアルコール濃度補正後出力値VafsEとの積」をデータとして有するテーブルである。

なお、ＣＰＵは、アルコール濃度補正後出力値VafsEと実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとに基いてインバランス割合補正係数Krを取得し、アルコール濃度補正後出力値VafsEにインバランス割合補正係数Krを乗じることにより、アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsERを算出してもよい。このインバランス割合補正係数Krは、図２０のステップ２０２０に示したルックアップテーブルに「実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢと、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPEに代わるアルコール濃度補正後出力値VafsEと」を適用することにより算出される。

ステップ２１５０：ＣＰＵは、上述した空燃比変換テーブルMap1(Vabyfs)にアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VafsERを適用することにより、実検出空燃比abyfsact（第１空燃比相関パラメータ）を取得する。

以上、説明したように、第４制御装置の第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を、
前記空燃比センサの出力値を前記アルコール濃度に基いて前記アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度である場合（且つ空燃比不均衡指標値が所定の基準空燃比不均衡指標値である場合）における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第１ルックアップテーブル又は第１関数、
前記空燃比センサの出力値を前記空燃比不均衡指標値に基いて前記空燃比不均衡指標値が前記基準空燃比不均衡指標値である場合（且つ、前記基準アルコール濃度の燃料が使用されている場合）における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第２ルックアップテーブル又は第２関数、及び、
前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が前基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値を空燃比へと変換する第３ルックアップテーブル又は第３関数、
として記憶している。

更に、第４制御装置の第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１ルックアップテーブル又は前記第１関数に空燃比センサ５６の実際の出力値Vabyfs及び実際のアルコール濃度Ｅｔを入力することにより得られる空燃比センサの出力値を「アルコール濃度補正後出力値VafsE」として取得し（図２１のステップ２１２０）、
前記第２ルックアップテーブル又は前記第２関数に前記アルコール濃度補正後出力値VafsE及び実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値VafsERとして取得し（図２１のステップ２１４０）、
前記第３ルックアップテーブル又は前記第３関数に前記アルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値VafsERを入力することにより得られる空燃比を前記実際の第１空燃比相関パラメータ（実検出空燃比abyfsact）として取得する（図２１のステップ２１５０）ように構成されている。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る制御装置（以下、単に「第５制御装置」と称呼する。）について説明する。第５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）」を使用する点において第１制御装置と相違している。

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Voxsは、水素の選択的拡散の影響を受ける。このため、図２２に示したように、排ガスの真の空燃比に対する出力値Voxsは、アルコール濃度に応じて変化する。更に、図２３に示したように、排ガスの真の空燃比に対する出力値Voxs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Voxsが「前記基準空燃比（例えば、理論空燃比）に対応した値Vstに設定された目標値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、出力値Voxsに対して何らの補正を行わない場合、アルコール濃度及び／又は気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなるに従って、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、基準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、リーン誤制御が発生する。

そこで、第５制御装置は、実際の出力値Voxsを「アルコール濃度Ｅｔが基準値である「０」であり、且つ、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが基準値である「０」である場合」の出力値に補正し、その「アルコール濃度及び空燃比不均衡指標値」に基く補正後の出力値VoxsERを用いてメインフィードバック制御を実行する。加えて、第５制御装置は、実際の出力値Voxsを「アルコール濃度Ｅｔが基準値である「０」である場合」の出力値に補正し、その「アルコール濃度に基く補正後の出力値VoxsE」を用いて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。

第５制御装置のＣＰＵは、メインフィードバック制御を以下のように実行する。即ち、第５制御装置は、気筒別空燃比の不均一性が生じていない場合の「アルコール濃度、出力値Voxs及び排ガスの真の空燃比の間の関係（図２２を参照。）」を第１ルックアップテーブル（又は第１関数）としてＲＯＭに記憶している。図２２の実線は、アルコール濃度Ｅｔが基準アルコール濃度である「０」である場合における、「アルコール濃度、出力値Voxs及び排ガスの真の空燃比の間の関係」を示す。

そして、第５制御装置のＣＰＵは、そのルックアップテーブルに「実際の出力値Voxs及び実際のアルコール濃度Ｅｔ」を適用することにより、第２空燃比相関パラメータとしてのアルコール濃度補正後出力値VoxsEを取得する。このルックアップテーブルによれば、例えば、点Ｐ１の出力値Voxsは点Ｐ２のアルコール濃度補正後出力値VoxsEへと変換される。

そして、第５制御装置のＣＰＵは、アルコール濃度補正後出力値VoxsEの微分値dVoxsE/dtに基いて、図１５に示したルーチンと同様の手法により、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを算出する。即ち、ＣＰＵは、図１５のステップ１５１０における暫定検出空燃比abyfsvirをアルコール濃度補正後出力値VoxsEに置換することにより、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。

加えて、第５制御装置のＣＰＵは、アルコール濃度Ｅｔが基準値である「０」である場合の「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、出力値Voxs及び排ガスの真の空燃比の間の関係（図２３を参照。）」を第２ルックアップテーブル（又は第２関数）としてＲＯＭに記憶している。図２３の実線は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが基準空燃比不均衡指標値である「０」である場合における、「空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ、出力値Voxs及び排ガスの真の空燃比センサの間の関係」を示す。図２３に示された関係と図２２に示された関係とにより、前記第１の関係が表される。

そして、第５制御装置のＣＰＵは、図２３に示されたルックアップテーブルに「実際のアルコール濃度補正後出力値VoxsE及び実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢ」を適用することにより、第１空燃比相関パラメータとしてのアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsERを取得する。例えば、このルックアップテーブルによれば、点Ｐ３のアルコール濃度補正後出力値VoxsEは点Ｐ４のアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsERへと変換される。

そして、ＣＰＵは、取得されたアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsERが目標値Vref（例えば、Vst＝０．５Ｖ）に一致するように、アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsERに基く燃料量のフィードバック制御を以下のように実行する。この目標値Vrefは、アルコール濃度Ｅｔが前記基準アルコール濃度であり且つ空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが前記基準空燃比不均衡指標値であるとしたときに、空燃比センサの出力値Voxsが「三元触媒４３のウインドウの範囲内の所定の空燃比」に対してとる値に設定されている。

ＣＰＵは以下のステップを所定時間が経過する毎に実行する。
（１）ＣＰＵは、「目標値Vref」から「アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsER」を減じることにより「出力偏差量Ds」を求める。

（２）ＣＰＵは、下記（１６）式に従って、メインフィードバック量ＤＦｉを求める。この（１４）式において、Kppは予め設定された比例ゲイン（比例定数）、Kiiは予め設定された積分ゲイン（積分定数）、Kddは予め設定された微分ゲイン（微分定数）である。また、SDsは出力偏差量Dsの積分値、DDsは出力偏差量Dsの微分値である。

ＤＦｉ＝Kpp・Ds＋Kii・SDs＋Kdd・DDs …（１６）

（３）ＣＰＵは、「その時点における出力偏差量の積分値SDs」に「求めた出力偏差量Ds」を加えることにより、新たな出力偏差量の積分値SDsを求める。
（４）ＣＰＵは、「上記算出した出力偏差量Ds」から「所定時間前に算出された出力偏差量である前回出力偏差量Dsold」を減じることにより、新たな出力偏差量の微分値DDsを求める。
（５）ＣＰＵは、上記算出した「出力偏差量Ds」を「前回出力偏差量Dsold」として格納する。

このように、ＣＰＵは、上流側空燃比センサ５６の位置に配設された起電力式の酸素濃度センサの出力値Voxsを目標値Vrefに一致させるための比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御により「メインフィードバック量ＤＦｉ」を求める。このメインフィードバック量ＤＦｉは、図１１のステップ１１４０にて使用される。

以上、説明したように、第５制御装置の第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値Voxsが、アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度であり且つ空燃比不均衡指標値が所定の基準空燃比不均衡指標値であるとしたときの出力値となるように、前記空燃比センサの実際の出力値Voxsを前記実際のアルコール濃度及び前記実際の空燃比不均衡指標値に基いて変換した値（即ち、アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsER）、を第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成されている。

更に、前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
前記第１の関係を、
前記空燃比センサの出力値を前記アルコール濃度に基いて前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度である場合における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第１ルックアップテーブル（図２２）（又は図２２による変換の関係を関数として表した第１関数）、及び、
前記空燃比センサの出力値を前記空燃比不均衡指標値に基いて前記空燃比不均衡指標値が前記基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第２ルックアップテーブル（図２３）（又は図２３による変換の関係を関数として表した第２関数）、
として記憶し、
前記第１ルックアップテーブル又は前記第１関数に前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度補正後出力値VoxsEとして取得し、
前記第２ルックアップテーブル又は前記第２関数に前記取得されたアルコール濃度補正後出力値VoxsE及び前記実際の空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを入力することにより得られる空燃比センサの出力値（アルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsER）を前記実際の第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成されている。

そして、第５制御装置は、このアルコール濃度・インバランス割合補正後出力値VoxsERが目標値Vrefに一致するように、メインフィードバック制御を行う。従って、空燃比センサとして起電力式の酸素濃度センサを用いた場合であっても、アルコール濃度Ｅｔ及び気筒別空燃比の不均一性の程度に関わらず、空燃比を目標値Vrefに対応した空燃比に制御することができる。

また、第５制御装置は、アルコール濃度補正後出力値VoxsEの微分値dVoxsE/dtに基いて、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを取得する。従って、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ＲＩＭＢを取得することができる。

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置は、アルコール濃度及び／又は気筒別空燃比の不均一性の程度が大きくなることによって発生するリーン誤制御を、発生しないようにすることができる。従って、排ガスの空燃比を目標空燃比に近づけることができるので、ＮＯｘ等の排出物の量を低減することができる。

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、各実施形態の空燃比不均衡指標値取得手段は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを、次に述べるように取得してもよい。

（Ａ）上述したように、前記空燃比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が配設された位置を通過する排ガスの空燃比の変動（変動幅）が大きくなるほど大きくなる値を、第２空燃比相関パラメータに基づいて取得するように構成されている。

第２空燃比相関パラメータは、少なくともアルコール濃度の空燃比センサの出力値に及ぼす影響が除去された値であり、暫定検出空燃比abyfsvir、圧力・アルコール濃度補正後出力値VafsPE、アルコール濃度補正後出力値VafsE、及び、アルコール濃度補正後出力値VoxsEを含む。以下、第２空燃比相関パラメータをV2と表記する。なお、以下において値Ｘに相関する値とは、例えば、所定期間（例えば、単位燃焼サイクル期間又は単位燃焼サイクル期間の自然数倍の期間）において取得された複数の値Ｘの絶対値の平均値、及び、所定期間の値Ｘの最大値と最小値との差等、値Ｘに応じて変化する値を意味する。

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
第２空燃比相関パラメータV2の時間についての微分値d(V2)/dtを取得するとともに、取得した微分値d(V2)/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。

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
第２空燃比相関パラメータV2の時間についての二階微分値d²(V2)/dt²を取得するとともに、その取得した二階微分値d²(V2)/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。図９の（Ｄ）において二階微分値d²(abyfsvir)/dt²を例として示したように、二階微分値d²(V2)/dt²は、気筒別空燃比の不均一性の程度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、気筒別空燃比の不均一性の程度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。

二階微分値d²(V2)/dt²は、現時点の第２空燃比相関パラメータV2から一定時間前の第２空燃比相関パラメータV2を減じることにより、一定時間毎の微分値d(V2)/dtを求め、新たに求められた微分値d(V2)/dtから一定時間前の微分値d(V2)/dtを減じることにより求めることができる。

なお、「微分値d(V2)/dt及び二階微分値d²(V2)/dt²」のそれぞれに相関する値は、吸入空気量Ｇａの影響を受けるものの、機関回転速度ＮＥの影響を受け難い。これは、前述したように、空燃比センサ５６の保護カバーの内部における排ガスの流速が、保護カバーの流出孔近傍を流れる排ガスＥＸの流速（従って、吸入空気量Ｇａ）に応じて変化するからである。従って、これらの値は、機関回転速度ＮＥの影響を受けることなく、気筒別空燃比の不均一性の程度を精度よく表すので、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの基本指標値として好ましいパラメータである。

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
第２空燃比相関パラメータV2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、差ΔＸは、気筒別空燃比の不均一性の程度が大きいほど大きくなる。

前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして、第２空燃比相関パラメータV2の所定期間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、第２空燃比相関パラメータV2の軌跡長は、一定サンプリング時間ｔｓが経過する毎に第２空燃比相関パラメータV2を取得するとともに、その第２空燃比相関パラメータV2と、一定サンプリング時間ｔｓ前に取得した第２空燃比相関パラメータV2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。

（Ｂ）前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
機関１０の回転速度の変動が大きくなるほど大きくなる値（回転変動相関値）を空燃比不均衡指標値として取得するように構成されてもよい。回転変動相関値は、例えば、一定のサンプリング時間の経過毎に機関回転速度ＮＥの変化量ΔＮＥの絶対値を求め、その変化量ΔＮＥの絶対値の単位燃焼サイクル内における平均値であってもよい。

加えて、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は、下流側空燃比センサ５７の出力値Voxsに基づく空燃比のフィードバック制御（サブフィードバック制御）を追加的に実行してもよい。この場合、制御装置は、出力値Voxsが上記基準空燃比に対応する値（例えば理論空燃比に対応した値Ｖst）に一致するようにＰＩＤ制御によりサブフィードバック量ＫＳＦＢを求め、そのサブフィードバック量ＫＳＦＢに基いて目標空燃比abyfrを修正してもよい。

この場合、前記空燃比不均衡指標値取得手段は、サブフィードバック量ＫＳＦＢに基く値を空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢとして取得してもよい。即ち、上記特許文献２に記載されているように、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を、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを求めるためのパラメータとして採用してもよい。

更に、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。

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暫定検出空燃比abyfsvirを求めるとともに、その暫定検出空燃比abyfsvirに基いて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを求め、それを用いて右バンク用の実検出空燃比abyfsactを取得することができる。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暫定検出空燃比abyfsvirを求めるとともに、その暫定検出空燃比abyfsvirに基いて空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢを求め、それを用いて左バンク用の実検出空燃比abyfsactを取得することができる。

加えて、上記実施形態に係る制御装置は、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリッチ側に偏移した場合と、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリーン側に偏移した場合と、を区別することなく、実検出空燃比abyfsactを取得した。これは、その何れの場合においても、インバランス割合の絶対値が同じであれば（即ち、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢの値が同じであれば）、リーン誤制御によるリーン過補正の度合いが同程度であることに依る。

これに対し、例えば、第１制御装置は、空燃比不均衡指標値ＲＩＭＢが同じ値であっても、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリッチ側に偏移している場合と、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリーン側に偏移している場合と、において、互いに異なる「表１又は表３に示したルックアップテーブル」を選択し、その選択したテーブルに基いて実検出空燃比abyfsactを取得するように構成されてもよい。

なお、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリッチ側に偏移しているのか理論空燃比stoichよりもリーン側に偏移しているのかは、回転変動に基いて判別しても良く（インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリーンに偏移しているときの回転変動は、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリッチ側に偏移しているときの回転変動よりも大きくなる）、或いは、次のようにして判別することができる。

ＣＰＵは、微分値d(abyfsvir)/dtのうち「正の値である微分値d(abyfsvir)/dt」の平均値ＰＡＦを単位燃焼サイクルにおいて求める。
ＣＰＵは、微分値d(abyfsvir)/dtのうち「負の値である微分値d(abyfsvir)/dt」の絶対値の平均値ＮＡＦを単位燃焼サイクルにおいて求める。
ＣＰＵは、平均値ＮＡＦが平均値ＰＡＦよりも大きければ、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリッチ側に偏移していると判定する。
ＣＰＵは、平均値ＮＡＦが平均値ＰＡＦよりも小さければ、インバランス気筒の空燃比が理論空燃比stoichよりもリーン側に偏移していると判定する。

更に、上記実施形態において、基準アルコール濃度は「０」であったが、「０」以外の値であってもよい。同様に、基準空燃比不均衡指標値は「０」であったが、「０」以外の値であってもよい。

Claims (15)

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とともに、空燃比検出素子と、前記空燃比検出素子を挟んで対向するように配設された排ガス側電極層及び基準ガス側電極層と、前記排ガス側電極層を覆う多孔質層と、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を通って前記排ガス側電極層に到達した排ガスに含まれる酸素の量及び未燃物の量に応じた出力値を出力する空燃比センサと、
   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、
   前記燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、
   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所定の特定パラメータに基いて取得する空燃比不均衡指標値取得手段と、
   前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比不均衡指標値、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第１空燃比相関パラメータ、の間の予め定められた第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度と前記取得された実際の空燃比不均衡指標値とに基いて、実際の第１空燃比相関パラメータへと変換する第１空燃比相関パラメータ取得手段と、
   前記取得された実際の第１空燃比相関パラメータが所定の目標値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、
   を備えた内燃機関の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において、
   前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
   前記気筒別空燃比の前記複数の気筒間における不均一性が生じていない場合における前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、及び、排ガスの真の空燃比と相関を有する第２空燃比相関パラメータ、の間の予め定められた第２の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を前記取得された実際のアルコール濃度に基いて実際の第２空燃比相関パラメータへと変換するとともに、前記実際の第２空燃比相関パラメータを前記特定のパラメータとして採用し、前記実際の第２空燃比相関パラメータの変動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。
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、
   前記空燃比センサに到達している排ガスの実際の圧力を取得する排ガス圧力取得手段を備え、
   前記第１の関係は、前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比不均衡指標値、前記空燃比センサに到達している排ガスの圧力、及び、前記第１空燃比相関パラメータ、の間の関係であり、
   前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度及び前記取得された実際の空燃比不均衡指標値のみならず前記取得された実際の圧力にも基いて、前記実際の第１空燃比相関パラメータへと変換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、
   前記第２の関係は、
   前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度、前記空燃比センサに到達している排ガスの圧力、及び、前記第２空燃比相関パラメータ、の間の関係であり、
   前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
   前記空燃比センサの実際の出力値を、前記取得された実際のアルコール濃度のみならず前記取得された実際の圧力にも基いて、前記実際の第２空燃比相関パラメータへと変換するように構成された、
   燃料噴射量制御装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
   前記第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値を、前記実際のアルコール濃度が高いほどより大きくなる空燃比であって、且つ、前記実際の空燃比不均衡指標値が大きいほどより大きくなる空燃比、へと変換した値、を前記第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され、
   前記燃料噴射量決定手段は、
   前記目標値として、前記三元触媒のウインドウの範囲内の所定の空燃比に設定される目標空燃比を用い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、
   前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
   前記第１の関係を、前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度及び前記空燃比不均衡指標値を入力とし前記第１空燃比相関パラメータを出力とするルックアップテーブル又は関数として記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に前記空燃比センサの実際の出力値、前記実際のアルコール濃度及び前記実際の空燃比不均衡指標値を入力することにより前記実際の第１空燃比相関パラメータを取得するように構成された、
   燃料噴射量制御装置。
7. 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、
   前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
   前記第１の関係を、
   前記空燃比センサの出力値を前記アルコール濃度に基いて前記アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度である場合における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第１ルックアップテーブル又は第１関数、
   前記空燃比センサの出力値を前記空燃比不均衡指標値に基いて前記空燃比不均衡指標値が所定の基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第２ルックアップテーブル又は第２関数、及び、
   前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が前基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値を空燃比へと変換する第３ルックアップテーブル又は第３関数、
   として記憶し、
   前記第１ルックアップテーブル又は前記第１関数に前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度補正後出力値として取得し、
   前記第２ルックアップテーブル又は前記第２関数に前記アルコール濃度補正後出力値及び前記実際の空燃比不均衡指標値を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値として取得し、
   前記第３ルックアップテーブル又は前記第３関数に前記アルコール濃度・空燃比不均衡指標値補正後出力値を入力することにより得られる空燃比を前記実際の第１空燃比相関パラメータ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１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
   前記第１の関係を用いて、前記空燃比センサの実際の出力値が、前記アルコール濃度が所定の基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が所定の基準空燃比不均衡指標値であるとしたときの出力値となるように、前記空燃比センサの実際の出力値を前記実際のアルコール濃度及び前記実際の空燃比不均衡指標値に基いて変換した値、を前記第１空燃比相関パラメータとして取得するように構成され、
   前記燃料噴射量決定手段は、
   前記目標値として、前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度であり且つ前記空燃比不均衡指標値が前記基準空燃比不均衡指標値であるとしたときに前記空燃比センサの出力値が前記三元触媒のウインドウの範囲内の所定の空燃比に対してとる値を用いるように構成された、
   燃料噴射量制御装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記第１空燃比相関パラメータ取得手段は、
   前記第１の関係を、
   前記空燃比センサの出力値を前記アルコール濃度に基いて前記アルコール濃度が前記基準アルコール濃度である場合における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第１ルックアップテーブル又は第１関数、及び、
   前記空燃比センサの出力値を前記空燃比不均衡指標値に基いて前記空燃比不均衡指標値が前記基準空燃比不均衡指標値である場合における前記空燃比センサの出力値へと変換するための第２ルックアップテーブル又は第２関数、
   として記憶し、
   前記第１ルックアップテーブル又は前記第１関数に前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度を入力することにより得られる空燃比センサの出力値をアルコール濃度補正後出力値として取得し、
   前記第２ルックアップテーブル又は前記第２関数に前記取得されたアルコール濃度補正後出力値及び前記実際の空燃比不均衡指標値を入力することにより得られる空燃比センサの出力値を前記実際の第１空燃比相関パラメータ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２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
    前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
    前記第２の関係を、前記空燃比センサの出力値及び前記アルコール濃度を入力とし前記第２空燃比相関パラメータを出力とするルックアップテーブル又は関数として記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に前記空燃比センサの実際の出力値及び前記実際のアルコール濃度を入力することにより前記実際の第２空燃比相関パラメータを取得するように構成された、
    燃料噴射量制御装置。
11. 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、
    前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
    前記第２の関係を、前記空燃比センサの出力値、前記アルコール濃度及び前記空燃比センサに到達している排ガスの圧力を入力とし前記第２空燃比相関パラメータを出力とするルックアップテーブル又は関数として記憶し、前記ルックアップテーブル又は前記関数に前記空燃比センサの実際の出力値、前記実際のアルコール濃度及び前記取得された実際の圧力を入力することにより前記実際の第２空燃比相関パラメータを取得するように構成された、
    燃料噴射量制御装置。
12. 請求項２、請求項３、請求項４、請求項１０及び請求項１１の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
    前記空燃比不均衡指標値取得手段は、
    前記第２空燃比相関パラメータの時間に関する微分値、
    前記第２空燃比相関パラメータの時間に関する二階微分値、及び、
    前記第２空燃比相関パラメータの所定期間における軌跡長、
    のうちの何れか一つに基いて、前記空燃比不均衡指標値を取得するように構成された、
    燃料噴射量制御装置。
13. 請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
    前記指示燃料噴射量算出手段は、
    前記取得された実際の第１空燃比相関パラメータと前記目標値との差に応じた値に所定のゲインを乗じることによりメインフィードバック補正量を算出し、前記メインフィードバック補正量を用いて前記フィードバック補正を実行するとともに、前記ゲインを、前記空燃比センサの実際の出力値が理論空燃比よりも小さい空燃比を示す値から理論空燃比よりも大きい空燃比を示す値へと変化したリッチリーン反転時から所定時間が経過する時点までのリッチリーン反転後期間において、前記空燃比センサの実際の出力値が理論空燃比よりも大きい空燃比を示す値から理論空燃比よりも小さい空燃比を示す値へと変化したリーンリッチ反転時から所定時間が経過する時点までのリーンリッチ反転後期間よりも、大きい値に設定するように構成された燃料噴射量制御装置。
14. 請求項１３に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
    前記指示燃料噴射量算出手段は、
    前記リッチリーン反転後期間に設定される前記ゲインと、前記リーンリッチ反転後期間において設定される前記ゲインと、の差が、前記取得された実際のアルコール濃度が高いほどより大きくなるように、前記ゲインを設定する燃料噴射量制御装置。
15. 請求項１３に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
    前記指示燃料噴射量算出手段は、
    前記リッチリーン反転後期間に設定される前記ゲインと、前記リーンリッチ反転後期間において設定される前記ゲインと、の差が、前記取得された空燃比不均衡指標値が大きいほどより大きくなるように、前記ゲインを設定する燃料噴射量制御装置。

Images