次に図面を参照してこの発明の実施の形� ��を説明する。図1は、この発明の一実施形態 に従う、内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)お� ��びその制御装置の全体的な構成図である。

 電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)1 は、中央演算処理装置(CPU)およびメモリを備� ��るコンピュータである。メモリには、車両� ��様々な制御を実現するためのコンピュータ� ��プログラムおよび該プログラムの実施に必� ��なデータを格納することができる。ECU1は、 車両の各部から送られてくるデータを受け取 って演算を行い、車両の各部を制御するため の制御信号を生成する。

 エンジン2は、この実施例ではディーゼル エンジンであり、4つの気筒3a~3dを備えている 。これらの気筒には、それぞれ、第1~第4(#1~#4 )の識別番号が割り振られている。図では、� �れらの気筒が直列に配列されているが、こ� �ような配列に本願発明は限定されない。

 エンジン2の各気筒3a~3dには、吸気通路4か ら分岐した吸気管4a~4dがそれぞれ連結される� ��共に、排気管5a~5dがそれぞれ連結され、該� �気管5aから5dは、集合部において排気通路5に 接続されている。それぞれの気筒3a~3dには、� ��料噴射弁7a~7dが、該気筒の燃焼室に臨むよ� �に取り付けられている。

 燃料噴射弁7a~7dは、コモンレール(図示せ� ��)を介して、高圧ポンプおよび燃料タンク(� �示せず)に接続されている。高圧ポンプは、� ��料タンク内の燃料を昇圧した後、コモンレ� ��ルを介して燃料噴射弁7a~7dに送り、燃料噴� �弁7a~7dは、受取った燃料を対応する燃焼室内 に噴射する。燃料噴射弁7a~7dにより噴射され� ��燃料の量は、ECU1からの制御信号に従って制 御される。この実施例では、4つの気筒3a~3dに ついて、#1→#3→#4→#2の順で燃料噴射が実行� ��れる。

 エンジン2のクランク軸(図示せず)には、� ��ランク角センサ9が取り付けられている。ク ランク角センサ9は、クランク軸の回転に従� �、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTD C信号をECU2に出力する。CRK(クランク)信号は� �所定のクランク角(例えば30度)ごとに1パルス が出力される信号である。ECU1は、このクラ� �クパルス信号に応じ、エンジン2の回転数NE� �算出する。TDC信号は、各気筒のピストン(図� ��せず)の上死点(TDC)位置に関連したクランク� ��度で出力される。4気筒タイプの本例では、 クランク角180度ごとに1パルスが出力される� �

 この実施例においては、ECU1は、クランク 角センサ9からの信号に応じて、メモリに記� �されたプログラムおよびデータ(マップを含� ��)を用い、各気筒への燃料噴射量を算出する 。算出された燃料噴射量に従う制御信号が各 気筒の燃料噴射弁7a~7dに送られ、該燃料噴射� ��7a~7dを駆動する。これにより、気筒間にお� �て、燃焼の平滑化が図られ、よって出力ト� �クおよび排出ガス成分等の出力特性を平滑� �することができる。

 ここで、図2~図5を参照して、本願発明の� ��解を深めるため、本願発明の目的および原� ��を説明する。図2は、前述した従来の手法に 従い、4つの気筒#1~#4について、(a)内燃機関の 運転状態を各気筒について検出する所定のセ ンサ(たとえば、クランク角センサ)の出力に� ��づく信号(出力信号)Sと、(b)所定の基準信号F と、(c)両者の相関関数Cの挙動の一例を示す� �

 この実施例では、1燃焼サイクルT1(クラン ク角度720度)の間に、#1、#3、#4および#2の順番 で燃焼が実施されるので、出力信号Sの波形� �、#1、#3、#4および#2の順番にピークが生成さ れるような形状をしている。各気筒の燃焼に 割り当てられる周期T2は、この実施例では気� ��が4つであるので、クランク角度180度である 。たとえば、クランク角センサの出力からエ ンジン回転の角速度を算出すると、各気筒の 燃焼に応じて、一旦上昇した後に下降するよ うな挙動を呈し、(a)のような波形が得られる 。

 (b)に示す基準信号Fは、予め決められた信号 であり、上記センサから得られる出力信号S� �特徴を表すよう予め生成される。(c)には、� �力信号Sと基準信号Fとが重ねて表示されてお り、さらに、両者の相関関数Cの値が示され� �いる。ここで、相関関数Cは、以下の式(1)で� ��出されることができ、各気筒#i(i=1~4)につい� ��、基準信号Fと出力信号Sの積を、1燃焼サイ� ��ルに相当する期間にわたって積分した値を� ��滑化することにより算出される。Nは、1燃� �サイクルあたりのクランクパルス数を示し� �この例では24である。kは、時間ステップを� �し、相関関数Cの値は逐次的に算出される。� ��では、4つの気筒の相関関数Cの値が重ねて� �示されている。

 時間t0~t1の第1の燃焼サイクルにおいて、� ��力信号Sと基準信号Fは一致しており、波形� �大きさおよび波形形状の類似度は高い。こ� �で、波形の大きさの類似度は、両者の波形� �振幅方向にどの程度類似しているかを示し� �波形形状の類似度は、波形が時間方向にど� �程度類似しているかを示す。より具体的に� �、前者は、両者の波形の面積がどの程度近� �かを示しており、後者は、両者の波形の時� �ステップ毎の値の大きさの関係が時間的に� �の程度近いかを示している。相関関数Cの値� ��、波形の大きさの類似度だけでなく、波形� ��状の類似度をも反映している。したがって� ��第1の燃焼サイクルにおける相関関数Cの値� �、比較的高い値c1を保持している。

 時間t1~t2の第2の燃焼サイクルでは、第1の 燃焼サイクルと比較して、出力信号Sが、た� �えば燃焼形態の変化等に起因して変化して� �る。出力信号Sの波形の面積は、基準信号Fの 波形の面積とほぼ同じであり、よって、波形 の大きさの類似度は高い。しかしながら、符 号11に示すように、出力信号Sの立ち上がりに 時間的遅延が生じており、結果として、出力 信号Sのピークは、基準信号Fのピークに対し� ��時間的にずれている。両者の波形形状の類� ��度が低下するので、(c)に示すように、第2の 燃焼サイクルにおける相関関数Cの値c2は、第 1の燃焼サイクルにおける相関関数Cの値c1に� �べて低下する。

 時間t2~t3の第3の燃焼サイクルでは、出力� ��号Sがさらに変化する。出力信号Sの波形の� �積は、基準信号Fの波形の面積とほぼ同じで� ��るが、符号12に示すように、出力信号Sの立� ��上がりにさらなる時間的遅延が生じており� ��結果として、出力信号Sのピークは、基準信 号Fのピークに対し、時間的にずれている。(c )に示すように、両者の波形形状の類似度が� �らに低下するので、第3の燃焼サイクルにお� ��る相関関数Cの値c3は、第2の燃焼サイクルに おける相関関数Cの値c2に比べてさらに低下す る。

 このように、出力信号Sと基準信号Fの波� �の大きさの類似度が高くても、波形形状の� �似度が低下するにつれ、相関関数Cの値は低� ��なる。しかしながら、気筒間のばらつきは� ��主に、波形の大きさの類似度に基づいて判� ��すべきである。波形の面積が、その気筒の� ��力の大きさを表しているからである。符号1 1および12のような時間的遅延が波形に生じた としても、各気筒の出力信号Sの面積は気筒� �で同じであり、よって気筒間の燃焼は平滑� �れているといえる。したがって、波形形状� �不一致に主に起因して低い値となった相関� �数Cに基づいて気筒間のバラツキを算出する� ��、該算出精度が低下するおそれがある。相� ��関数Cの値は、波形形状の類似度ではなく、 波形の大きさの類似度を主に反映した値とな るよう算出するのが好ましい。

 前述したように、多様な燃焼形態を持た� ��い内燃機関や、LAFセンサの出力のように、� ��焼形態やクランク軸に加わる外力の影響を� ��けにくいセンサの出力を用いる場合には、� ��力信号Sの波形形状がほぼ一定となり、基準 信号を固定してもよい。しかしながら、ディ ーゼルエンジンや燃料の多段噴射を行うよう な多様な燃焼形態を実現する内燃機関や、ク ランク角センサのように、燃焼形態やクラン ク軸に加わる外力の影響を受けやすいセンサ を用いる場合には、波形形状が運転状態によ って大きく変化するため、上記のような問題 が生じうる。

 したがって、本願発明では、基準信号を� ��予め決められた信号として生成するのでは� ��く、センサの出力(すなわち、実値)から生� �する。図3の例を参照すると、気筒#1を基準� �筒とし、各燃焼サイクルにおける気筒#1の出 力信号Sの波形を、すべての気筒の基準信号� �用いる。より具体的には、各燃焼サイクル� �おいて、符号13に示される気筒#1の波形を時� ��方向にシフトすることにより、#3、#4および #2の気筒の基準信号Fを生成する。

 各気筒について、こうして生成された基� ��信号Fと出力信号Sとの相関関数Cの値を算出� ��る。実値を用いて基準信号Fを生成するので 、(c)に示されるように、第1~第3の燃焼サイク ルにわたって出力信号Sの波形形状が変化し� �場合でも、相関関数Cの値はc1に維持されて� �り、相関関数値の低下が防止されている。

 この実施例では、式(1)に示されるように� ��相関関数Cが、出力信号Sと基準信号Fの積を1 燃焼サイクルに相当する期間にわたって積分 した値に基づくので、符号15に示されるよう� ��、波形形状が切り替わったタイミング(第1� �ら第2の燃焼サイクルに切り替わるタイミン� ��、および第2から第3の燃焼サイクルに切り� �わるタイミング)では、相関関数Cの値に一時 的な乱れが生じているが(これは、後述する� �うに除去可能である)、相関関数Cの値は一定 に維持されている点に注意されたい。たとえ ば、現時点がtx3で示される時点であるとする と、1燃焼サイクル前の時点tx1で演算された� �筒#1の相関関数Cの値と、現時点tx3で演算さ� �た気筒#1の相関関数Cの値とは、第1および第2 の燃焼サイクルの間で波形形状が変化してい るので、異なる値となる。すなわち、tx3で演 算された相関関数Cの値は、tx1で演算された� �関関数Cの値より低くなっている。しかしな� ��ら、波形16および波形17の面積が同じである ので、時点tx4で計算された相関関数Cの値c1は 、時点tx2で計算された相関関数Cの値c1と等し くなる。このように、各気筒の周期T2の終わ� ��では、相関関数Cの値が一定値c1に収束して� ��る。

 図4の(a)は、燃焼形態の変化等により、出 力信号Sの波形の大きさが変化する場合を示� �。基準信号Fは、図3を参照して説明したよう に、基準気筒#1の出力信号Sに基づいて生成さ れる。出力信号Sと基準信号Fは一致しており� ��簡略のため、両者は重ねて示されている。

 出力信号Sの面積が増大するにつれ、相関 関数Cの値もc1~c3と増大している。このように 相関関数Cの値が大きくなると、気筒間にバ� �ツキが無くても、相関関数Cが、第1~第3燃焼� ��イクルにわたって異なる値となる。これは� ��気筒間のバラツキの算出精度を低下させる� ��それがある。このような問題は、LAFセンサ� ��のように、出力信号の大きさがほとんど変� ��しない場合には問題とならないが、クラン� ��角センサのように、運転状態によって出力� ��号の大きさが随時変化する場合には問題と� ��りうる。相関関数Cの値は、定量的に得るの が好ましい。

 したがって、より好ましい実施形態では� ��基準信号Fの標準偏差の2乗により相関関数C� ��正規化する。相関関数Cは、式(1)に示すよう に、基準信号Fと出力信号Sの共分散と考える� ��とができるので、基準信号Fの標準偏差の2� �で正規化することにより、相関関数Cを定量� ��に算出することができる。図4の(b)は、この ような正規化済み相関関数C’の値を示して� �り、出力信号Sの大きさが変化しても、正規� ��済み相関関数C’の値は一定となっている。

 さらに、図5は、出力信号Sの波形の大き� �および波形形状が同時に変化した場合を示� �。(a)は、正規化されていない相関関数Cの値� ��示し、(b)は、図4を参照して述べたような正 規化済み相関関数C’の値を示す。基準信号F� ��、図3を参照して説明したように、各燃焼サ イクルにおいて気筒#1の出力信号Sから生成さ れている。また、出力信号Sと基準信号Fは一� ��しており、簡略のため、両者は重ねて示さ� ��ている。

 (a)に示すように、相関関数を正規化して� ��ない場合には、図3を参照して述べたような 相関関数Cの乱れが、出力信号Sの波形形状が� ��り替わったタイミングで生じている。しか� ��ながら、この乱れは、出力信号Sの基準信号 Fに対する波形形状の不一致に基づくもので� �なく、出力信号Sと基準信号Fの波形は一致し ている。したがって、このような乱れは、(b) に示すように、相関関数を正規化することに より解消されることができる。

 次に、図3~図5を参照して述べたことを実� ��するための具体的な実施形態を説明する。� ��6は、本発明の一実施形態による、燃料制御 装置のブロック図を示す。各機能ブロックは 、ECU1において実現される。

 クランク角センサ9からのクランクパルス は、クランク角度30度ごとに変動量抽出部51� �より受け取られる。変動量抽出部51は、受け 取ったクランクパルスに基づいて、エンジン の角速度dωraw(rad/秒)を算出する。クランク角 センサ9のクランクパルスの発生時間間隔か� �角速度dωraw(rad/秒)を算出することができる� �

 ここで、図7の(a)を参照すると、角速度信 号dωrawの一例が示されている。kは、時間ス� �ップを示し、典型的には、クランク角度で� �される。この実施形態では、前述したよう� �、1燃焼サイクル(クランク角度720度)の間に� �#1=>#3=>#4=>#2の気筒の順番で燃焼が行わ れる。角速度dωrawは、各気筒において、燃料 と空気の混合気の燃焼により一旦上昇した後 、減少する。

 変動量抽出部51は、図7の(a)のような角速� ��信号dωrawにおいて、符号61に示すように、� �気筒の燃焼の開始点(この例では、各気筒の� ��料噴射タイミングに着火遅れを考慮したタ� ��ミングに相当する)における角速度をゼロに 設定し、角速度信号dωrawの該ゼロに対する差 分(変動量)を抽出する。すなわち、該ゼロの� ��インで角速度dωrawの変動成分を抽出し、図7 の(b)に示すような角速度信号dωactを得る。

 代替的に、変動量抽出部51は、各燃焼サ� �クルにおいて、符号62に示すように、角速度 dωrawの全気筒についての平均値を算出し、こ れをゼロに設定してもよい。該ゼロに対する 角速度dωrawの変動成分を抽出すると、図7の(c )のような角速度信号dωactが得られる。

 変動量抽出部51の目的は、各気筒につい� �、エンジンの運転状態、より具体的にはエ� �ジンの出力(燃料量と相関のある出力を示し� ��例えば、トルク、空燃比、筒内圧等を含む) を表す信号を得ることである。上記のように 、気筒間のばらつきは、該出力の変動成分に 現れるので、定常成分は不要である。変動成 分のみを抽出することにより、後述する相関 関数の値の絶対値のうち気筒間のばらつき量 が占める割合が大きくなり、演算精度を向上 させることができる。

 図6に戻り、気筒別信号抽出部52は、各燃� ��サイクルにおいて、角速度信号dωactを気筒� ��に切り分ける。この実施例では、4つの気筒 を備えるので、クランク角度180度ごとに、#1= >#3=>#4=>#2の気筒の順番で燃焼が行われ� ��。したがって、角速度信号dωactを180度ごと� ��切り出せばよい。

 ここで図8を参照すると、角速度信号dωact から、気筒#1の角速度信号dωdiv#1、気筒#3の角 速度信号dωdiv#3、気筒#4の角速度信号dωdiv#4、 気筒#2の角速度信号dωdiv#2が切り出される。� �に示されるように、各気筒の角速度信号dωdi v#iは、他の気筒のクランク角度領域において はゼロの値を持つよう生成される。たとえば 、気筒#1の角速度信号dωdiv#1は、クランク角� �0~180度の間のみ値を持ち、クランク角度180~72 0度の間ではゼロである。

 図6に戻り、基準信号生成部53は、任意の� ��筒(この実施例では、気筒#1)を基準気筒とす る。ここで図9を参照すると、各燃焼サイク� �中の気筒#1の角速度信号dωdiv#1を、気筒#1に� �応する基準信号Fcr#1とする。

 基準信号Fcr#1を、遅延回路53b(図6)によって� �ランク角度540度遅らせることにより、気筒#2 に対応する基準信号Fcr#2を生成する(遅延回路 53bのZ ^-18 は、クランクパルスがクランク角度30ごとに� ��られるので、これに同期して18回シフトす� �ことを示している)。

 また、基準信号Fcr#1を、遅延回路53cによ� �てクランク角度180度遅らせることにより、� �筒#3に対応する基準信号Fcr#3を生成する。ま� ��、基準信号Fcr#1を、遅延回路53dによってク� �ンク角360度遅らせることにより、気筒#4に対 応する基準信号Fcr#4を生成する。こうして、� ��燃焼サイクルにおいて、基準気筒の角速度� ��号dωdiv#1に基づき、それぞれの気筒の基準� �号が生成される。

 Fcr#2~Fcr#4は、他の遅延手法で生成しても� �い。たとえば、Fcr#2は、Fcr#3を360度遅らせる� ��とにより生成することができる。

 図6に戻り、相関関数算出部54は、式(2)に従� ��、各気筒について、該気筒について得られ� ��角速度信号dωdiv#iと、該気筒について生成� �れた基準信号Fcr#iとの間の相関を表す相関関 数Cr#iを算出する。ここで、iは気筒番号であ� ��、この実施例ではi=1~4である。Nは、1燃焼サ イクル(クランク角度720度)あたりのクランク� ��ルスの数であり、この実施例では30度ごと� �クランクパルスを得るので、N=24である。kは 、前述したように時間ステップを示す。

 このように、各気筒の相関関数Cr#iは、該 気筒について生成された基準信号Fcr#iの値と� ��該気筒について抽出された角速度信号dωdiv# iの値との積を、1燃焼サイクルの長さに相当� ��る期間にわたって積分した値を平均したも� ��を表している。基準信号Fcr#iの波形と角速� �信号dωdiv#iの波形との間の類似度が高いほど 、相関関数Cr#iは高い値をとる。

 さらに、相関関数算出部54は、各気筒につ� �て、式(3)に従って基準信号Fcr#iの標準偏差S _FCR #iを算出し、式(4)に従って該標準偏差S _FCR #iの2乗で相関関数Cr#iを正規化して、正規化� �み相関関数CrH#iを算出する。この正規化によ り、図4および図5を参照して説明したように� ��出力信号(この実施例では、角速度信号dωact )の大きさの変化にかかわらず、相関関数の� �を定量的に得ることができる。

 制御部55は、式(5)に示すように、基準気筒#1 について正規化された相関関数CrH#1を、目標� ��Cr_trgに設定する。基準気筒については、角� ��度信号の波形と基準信号の波形とが一致し� ��いるので、適切な相関関数値が算出される� ��したがって、この相関関数値を目標値とす� ��ことにより、他の気筒について、該他の気� ��の出力特性が基準気筒の出力特性に収束す� ��よう、燃料噴射量を適切に補正することが� ��きる。

 所定の制御手法を用いて、各気筒について� ��正規化済み相関関数CrH#iを目標値Cr_trgに収� �させるための補正係数Kcom#iを算出する。こ� �実施例では、応答指定型制御を用いる。応� �指定型制御によれば、収束速度を指定する� �とができる。より好ましくは、2自由度応答� ��定型制御を用いる。2自由度応答指定型制御 は、制御量の目標値に対する収束速度と、外 乱が印加された時に生じる偏差の収束速度を 個別に指定可能な制御である。この制御を実 施するため、以下の式に従い、目標値Cr_trgを フィルタリングする。ここで、Rは、上記の� �御量の目標値に対する収束速度を表すパラ� �ータであり、好ましくは-1<R<0を満たす� �うに設定される。このフィルタリングによ� �、目標値の波形が、漸近特性を有する波形� �変換され、よって制御量をスムーズに目標� �に収束させることができる。

 制御部55は、さらに、各気筒について、式(7 )に示すように切り換え関数σ#iを定義する。� ��こで、Sは、上記の外乱が印加された時の偏 差の収束速度を表すパラメータであり、好ま しくは-1<S<0を満たすように設定される。 E#iは、式(8)に示すように、正規化済み相関関 数CrH#iとフィルタ済み目標値Cr_trg_fとの偏差� �ある。

 切換関数σ#i(k)=0とした式は等価入力系と呼� ��れ、制御量(ここでは、偏差E#i)の収束特性� �規定する。σ#i(k)=0とすると、式(7)は次のよ� �に表される。
E#i(k)=-S・E#i(k-1)  (9)

 縦軸がE#i(k)および横軸がE#i(k-1)の位相平� �上に、上記式(9)を直線(切り換え線と呼ぶ)で 表すことができる。応答指定型制御は、E#i(k- 1)およびE#i(k)の組合せからなる状態量(E#i(k-1),  E#i(k))を、該切り換え線上に載せるよう動作 する。これにより、該状態量を、外乱等の影 響されることなく、極めて安定的に位相平面 上の原点0に収束させることができる。パラ� �ータSの絶対値が小さくなるほど、収束速度� ��速くなる。

 偏差E#iを収束させるための制御入力すなわ� ��補正係数Kcom#iは、式(10)に従って算出される 。ここで、第1項は、切換関数σの比例項によ り表される到達則入力であり、これは、状態 量を切り換え線上に載せるための入力である 。第2項は、切換関数σの積算項で表される適 応則入力であり、定常偏差を抑制しつつ、状 態量を切換線に載せるための入力である。Krc hおよびKadpは、フィードバックゲインであり� ��それぞれ、シミュレーション等によって予� ��定められる。到達則入力と適応則入力とを� ��算することにより、補正係数Kcom#iが算出さ� ��る。なお、図6に示すように、気筒#1につい� ��は偏差Eが生じないので、補正係数Kcomは算� �されない。

 補正部56は、各気筒について、算出された� �正係数Kcom#iで、燃料噴射量の基準値を補正� �る。基準値は、運転状態に従って決められ� �値であり、所望のエンジン出力を得るよう� �出されている。たとえば、要求トルク(たと� ��ば、アクセルペダルの開度に基づいて求め� ��ことができる)およびエンジン回転数に基づ いて所定のマップ(ECU1のメモリに記憶される� ��とができる)を参照することにより、基準値 を求めることができる。補正部56は、式(11)に 示すように、各気筒について、基準値に、該 気筒について算出された補正係数Kcom#iを乗算 することにより該基準値を補正し、燃料噴射 量Kin#iを算出する。なお、基準気筒#1につい� �は、補正係数Kcomが算出されていないので、� ��準値の補正は行われず、該基準値がそのま� ��用いられる。
Kin#i(k)=基準値(k)×Kcom#i(k)  (11)

 各気筒について、該気筒について算出さ� ��た燃料噴射量Kin#iが燃料噴射弁から噴射さ� �るように、燃料噴射弁を駆動する制御信号� �エンジン2に送出される。こうして、気筒間� ��燃焼が平滑化されるよう燃料噴射量が制御� ��れる。

 好ましくは、実行条件判断部57が設けら� �る。実行条件判断部57は、相関関数算出部54� ��よる相関関数算出の実行条件と、制御部55� �よる補正係数算出の実行条件とを判断する� �

 実行条件判断部57は、各気筒について相� �関数を算出するに先立ち、以下の条件1)~3)の いずれかでも満たされたとき、該気筒につい ての相関関数の算出および補正係数の算出の 両方を所定期間停止する。所定期間は、基準 信号が算出(更新)される周期が好ましく、こ� ��実施例では1燃焼サイクルに相当する期間(� �の実施例では、クランク角度720度)である。� ��止している間、該気筒の補正係数Kcomの値は 保持されたままであり、更新されない。

1)基準気筒の角速度信号が得られていない
2)エンジン回転数NEが所定値より大きいとき
3)燃料噴射量の基準値が所定値より小さいと� ��

 上記1)は、基準気筒の角速度信号が得ら� �ないと、基準信号を生成することができな� �ためである。上記2)は、エンジン回転数NEが� ��いときには角速度の変動量の値が小さくな� ��、よって角速度の変動量の検出精度が低下� ��るおそれがあるからである。上記3)は、燃� �噴射量の基準値が小さいと、燃料噴射量が� �ンジン回転の変動に与える影響が小さくな� �、よって角速度の変動量の検出精度が低下� �るおそれがあるからである。

 好ましくは、実行条件判断部57は、さら� �、各気筒について補正係数を算出するに先� �ち、以下の条件4)および5)のいずれかが満た� ��れたとき、該気筒についての補正係数の算� ��を、所定期間(たとえば、10秒)停止し、運転 状態が安定するのを待つ。代替的に、所定期 間を、1燃焼サイクルに相当する期間として� �よい。停止している間、該気筒の補正係数Kc omは保持されたままであり、更新されない。

4)正規化済み相関関数CrH#i(k)の変化量が所定� �より大きいとき
5)CrS#i(k)が所定値より小さいとき

 ここで、正規化済み相関関数CrH#i(k)の変� �量は、たとえば、各気筒について、正規化� �み相関関数の今回値CrH#i(k)と、正規化済み相 関関数の前回値CrH#i(k―1)の差により表される ことができる。

 上記4)は、運転状態または燃焼状態が変� �し、基準信号Fcr#iと角速度信号dωdiv#iとの間� ��波形形状に不一致が生じている可能性が高� ��ためである。図4を参照して説明したように 、相関関数を正規化することにより、角速度 信号の波形の大きさが変化しても、相関関数 の値を一定にすることができる。しかしなが ら、たとえば運転状態または燃焼状態が、基 準気筒の燃焼と他の気筒の燃焼との間で急変 すると、基準気筒以外の気筒について、角速 度信号の波形形状が基準信号の波形形状に対 して不一致を起こすことがあり、この不一致 が大きいほど、正規化済み相関関数の値が低 下する。このような場合には、図2を参照し� �説明したように、気筒間のバラツキを正確� �判断できないおそれがあるので、補正係数� �更新を行わないのが好ましい。

 上記5)は、基準信号Fcr#iと角速度信号dωdiv#i� ��波形形状が不一致なことを表しているから� ��ある。ここで、CrSは、式(12)に従って、相関 関数Crを、基準信号Fcrと角速度信号dωdivで正� ��化した値である(第2の相関関数と呼ぶ)。

 前述したように、相関関数Crは、基準信� �Fcrと角速度信号dωdivの共分散を表している� �考えることができるので、第2の相関関数CrS# iの値は、基準信号Fcr#iの大きさおよび角速度 信号dωdiv#iの大きさの両方に影響されない相� ��関数値である。しかし、基準信号と角速度� ��号の間に波形形状の不一致が生じると、図2 を参照して説明したように、相関関数CrS#iの� ��は低くなる。したがって、いずれかの気筒� ��おいて、第2の相関関数CrS#iの値が所定値よ� ��小さいときには、すべての気筒について補� ��係数の更新を停止するのが好ましい。

 図10は、本発明の一実施形態に従う、ECU1� ��CPUにより実行される、燃料制御プロセスを� ��すフローである。より具体的には、該プロ� ��スは、図6に示す制御装置によって実行され る。この実施例では、該プロセスは、所定の クランク角度(たとえば、30度)毎に実施され� �。

 ステップS1において、クランク角センサ9� ��らのクランクパルスを受け取り、エンジン� ��転の角速度信号dωrawを生成する。さらに、� ��7の(a)および(b)を参照して説明したように、 各気筒の燃焼の開始時点の角速度信号dωrawの 値をゼロに設定して、該角速度信号dωrawを該 ゼロのラインで切り出す。または、図7の(c)� �ように、該燃焼サイクル中の角速度dωrawの� �均をゼロとしてもよい。こうして、図7の(b)� ��たは(c)に示すような角速度信号dωactを抽出� ��る。

 ステップS2において、図8を参照して説明� ��たように、角速度信号dωactから、気筒毎の� ��速度信号dωdiv#iを切り出す。ステップS3にお いて、気筒毎に、基準信号Fcr#iを生成する。

 ステップS4において、上記1)~3)の実行条件 を満たすかどうかを判断する。条件1)~3)のい� ��れかでも満たさなければ、ステップS5にお� �て第1フラグをセットする。第1フラグにはカ ウンタ(図示せず)が関連づけられており、第1 フラグがセットされるたびに、該カウンタは 、所定期間(たとえば、クランク角度720度)を� ��ウントし、該所定期間が経過した後、ゼロ� ��リセットされる。

 条件1)~3)のすべてが満たされるならば、� �テップS6において、第1フラグがゼロにリセ� �トされているかどうかを判断する。この判� �がNoならば、上記所定期間が経過していない ことを示すので、ステップS13に進む。こうし て、条件1)~3)のいずれかでも満たされなけれ� ��、相関関数および補正係数の更新は所定期� ��にわたり停止される。

 ステップS6の判断がYesならば、所定期間� �経過したことを示す。ステップS7において、 式(2)に従って、気筒毎に相関関数Cr#iを算出� �る。ステップS8において、式(4)に従って、気 筒毎に正規化済み相関関数CrH#iを算出する。

 ステップS9において、上記4)および5)の実� ��条件を満たすかどうか判断する。条件4)お� �び5)のいずれかでも満たされなければ、ステ ップS10において第2フラグをセットする。第2� ��ラグにはカウンタ(図示せず)が関連づけら� �ており、第2フラグがセットされるたびに、� ��カウンタは、所定期間(たとえば、10秒)をカ ウントし、該所定期間が経過した後、ゼロに リセットされる。

 条件4)および5)の両方が満たされるならば 、ステップS11において、第2フラグがリセッ� �されているかどうかを判断する。この判断� �Noならば、該所定期間が経過していないこと を示すので、ステップS13に進む。こうして、 条件4)および5)のいずれかでも満たされなけ� �ば、補正係数の更新は所定期間にわたり停� �される。

 ステップS9の判断がYesならば、所定期間� �経過したことを示す。ステップS12において� �応答指定型制御を実施し、式(10)に従って、� ��筒毎に燃料補正係数Kcom#iを算出する。

 ステップS13において、算出した燃料補正� ��数Kcom#iで燃料噴射量基準値を補正し、補正� ��み燃料噴射量Kin#iを算出する。こうして、� �気筒の燃料噴射タイミングが到来したなら� �、該補正済み燃料噴射量Kin#iに従って燃料が 噴射されるよう、該気筒の燃料噴射弁が駆動 されることとなる。なお、燃料噴射すべき気 筒が基準気筒ならば、燃料噴射量基準値の燃 料が噴射されるよう、基準気筒の燃料噴射弁 が駆動されることとなる。

 上記実施形態では、相関関数Cr#iを算出す るのに、気筒別角速度信号dωdiv#iを用いた。� ��筒別角速度信号dωdiv#iを算出することによ� �、第2の相関関数の算出精度を向上させるこ� ��ができる。しかしながら、代替的に、相関� ��数Cr#iを算出するのに、角速度信号dωactを用 い、該角速度信号dωactと基準信号Fcr#iとの相� ��を取ってもよい。この場合、式(2)中のdωdiv# i(j)はdωact(j)に置き換えられる。この形態に� �いても、各気筒について、角速度信号dωact� �該気筒のクランク角領域における値と、該� �筒の基準信号Fcr#iとの類似度が反映されるよ う、相関関数Cr#iの値は算出される。

 上記実施形態では、相関関数の算出に用� ��るセンサとしてクランク角センサを用いて� ��るが、本願発明は、このセンサに限定され� ��ことなく、内燃機関の運転状態(より具体的 には、前述したように、燃料量と相関のある 出力)を示す様々なセンサ(たとえば、空燃比� ��ンサ等)に適用可能である。また、上記実施 形態では、ディーゼルエンジンの燃料制御装 置として説明したが、他のエンジン(通常の� �ソリンエンジン)にも適用可能である。また� ��上記の実施形態では、4つの気筒を備える内 燃機関を例に説明したが、他の任意の数の気 筒を備える内燃機関に本願発明は適用可能で ある。

 さらに、本願発明は、汎用の(例えば、船 外機等の)内燃機関に適用可能である。