(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力する空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出方法であって、
空燃比を変動させても走行性に影響が少ない所定の第１条件として予め設定された運転条件において、上記空燃比検出手段の出力値とは無関係に空燃比を変動させ、上記空燃比検出手段の出力特性である、混合気の空燃比が補正されてから、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出するまでに要する時間である無駄時間及び、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出した後の検出される空燃比の変化率である応答性を測定する出力特性測定工程と、
測定された上記無駄時間及び上記応答性と予め設定された基準出力特性である基準無駄時間及び基準応答性とを比較して、上記空燃比検出手段の個体差に応じて、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して長い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して低い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を増大させるような値をとる一方、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して短い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して高い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を減少させるような値をとる上記空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値を算出する補正値算出工程と、
上記所定の第１条件とは別に設定され、上記補正値が算出され、かつ上記空燃比検出手段の出力値が確保され難い状態が除外された運転条件において、上記空燃比検出手段の出力値を検出し、且つ、当該検出された出力値を上記補正値に基づいて補正する出力値補正工程と、
上記補正された空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出する異常検出工程と、を有することを特徴とするエンジンの異常検出方法。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの異常検出方法において、
上記出力値補正工程は、上記空燃比検出手段の出力値を補正する際の、排気流量に関連する値及び／又はエンジン回転数に基づいて、上記補正値を修正するための補正値修正工程を有し、当該修正された補正値に基づいて上記空燃比検出手段の出力値を補正することを特徴とするエンジンの異常検出方法。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンの異常検出方法において、
上記補正値は、上記空燃比検出手段の出力値を補正する際の排気流量に関連する値が、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときの排気流量に関連する値よりも減少するほど、大きくなるように修正される一方、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときの排気流量に関連する値よりも増大するほど、小さくなるように修正されることを特徴とするエンジンの異常検出方法。
【請求項４】
請求項２記載のエンジンの異常検出方法において、
上記補正値は、上記空燃比検出手段の出力値を補正する際のエンジン回転数が、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも減少するほど、小さくなるように修正される一方、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも増大するほど、大きくなるように修正されることを特徴とするエンジンの異常検出方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジンの異常検出方法において、
上記基準特性は、空燃比検出手段の機械的な個体差により生じる、空燃比検出手段の出力特性のばらつきの中央値に基づいて設定されることを特徴とするエンジンの異常検出方法。
【請求項６】
エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力する空燃比検出手段を備え、当該空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出装置であって、
空燃比を変動させても走行性に影響が少ない所定の第１条件として予め設定された運転条件において、上記空燃比検出手段の出力値とは無関係に空燃比を変動させ、上記空燃比検出手段の出力特性である、混合気の空燃比が補正されてから、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出するまでに要する時間である無駄時間及び、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出した後の検出される空燃比の変化率である応答性を測定する測定手段と、
測定された上記無駄時間及び上記応答性と予め設定された基準出力特性である基準無駄時間及び基準応答性とを比較して、上記空燃比検出手段の個体差に応じて、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して長い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して低い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を増大させるような値をとる一方、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して短い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して高い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を減少させるような値をとる上記空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
上記所定の第１条件とは別に設定され、上記補正値が算出され、かつ上記空燃比検出手段の出力値が確保され難い状態が除外された運転条件において、上記補正値算出手段によって算出された補正値に基づいて上記空燃比検出手段の出力値を補正する出力値補正手段と、を備え、
上記補正された空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出することを特徴とするエンジンの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空燃比検出手段の出力値に基づいて、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出方法及び異常検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気通路に設けられた触媒による排気ガス中の有害成分の浄化率を向上させるために、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力に基づいて、排気ガスの空燃比が理論空燃比になるようにフィードバック補正量を補正する空燃比フィードバック制御を行うことが知られている。
【０００３】
この種の空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御システムでは、フィードバック補正量の補正によっては、排気ガスの空燃比を理論空燃比に近づけ難い場合、例えば、混合気の空燃比の気筒間におけるずれが生じた場合には、いずれかの気筒の空燃比が異常であると判定する異常判定機能を備えたものが多い。
【０００４】
例えば、特許文献１には、エンジンの排気通路に空燃比センサを設置し、この空燃比センサの出力信号に基づいて各気筒に供給する混合気の空燃比を制御する内燃機関の制御装置において、センサ信号変化率積算手段によって所定間隔で空燃比センサ信号の変化率を演算してその変化率の絶対値を積算し、その空燃比センサ信号の変化率積算値に基づいていずれかの気筒の空燃比が異常であるか否かを判定するようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２１５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、精度の高い異常判定を行う前提として、空燃比センサの適切な出力値が担保されている必要があるが、空燃比センサには、劣化度合（経時変化による個体差）によって出力値にばらつきが生じることのみならず、製品の機械的な個体差によって出力値のばらつきがあることが知られている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものでは、空燃比センサの異常が自己診断機能によって検出されていないことを、いずれかの気筒の空燃比の異常診断を実行する際の条件としており、かかる空燃比センサの機械的な個体差や経時変化による個体差に対して何ら積極的な対策が講じられていないことから、空燃比センサの個体差によって出力値のばらつきがある場合には、異常診断が実行されないという問題がある。
【０００８】
また、空燃比センサの経時変化による個体差に応じて空燃比センサの出力低下分を補正することは知られているが、空燃比センサの機械的な個体差を考慮しなければ、同じ条件で空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出したとしても、その検出結果に影響を与えてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空燃比検出手段の出力に基づいて、空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出方法において、空燃比検出手段の個体差に応じて、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、空燃比検出手段の適切な出力特性が得られているか否か判断の指標となる基準特性を予め設定し、空燃比検出手段の個体差に応じて、当該空燃比検出手段の出力を補正するようにしている。
【００１１】
第１の発明は、エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力する空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出方法であって、
空燃比を変動させても走行性に影響が少ない所定の第１条件として予め設定された運転条件において、上記空燃比検出手段の出力値とは無関係に空燃比を変動させ、上記空燃比検出手段の出力特性である、混合気の空燃比が補正されてから、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出するまでに要する時間である無駄時間及び、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出した後の検出される空燃比の変化率である応答性を測定する出力特性測定工程と、
測定された上記無駄時間及び上記応答性と予め設定された基準出力特性である基準無駄時間及び基準応答性とを比較して、上記空燃比検出手段の個体差に応じて、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して長い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して低い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を増大させるような値をとる一方、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して短い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して高い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を減少させるような値をとる上記空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値を算出する補正値算出工程と、
上記所定の第１条件とは別に設定され、上記補正値が算出され、かつ上記空燃比検出手段の出力値が確保され難い状態が除外された運転条件において、上記空燃比検出手段の出力値を検出し、且つ、当該検出された出力値を上記補正値に基づいて補正する出力値補正工程と、
上記補正された空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出する異常検出工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１２】
なお、本発明において、「個体差」とは、製品の機械的な個体差（製品ばらつき）のみならず、経時変化による個体差、すなわち、劣化度合も含む。
【００１３】
第１の発明によれば、車両走行中に所定の第１条件が成立、例えば、エンジン回転数が所定の回転数に達すると、空燃比検出手段の出力特性の測定が開始される。このように、空燃比検出手段の出力特性である無駄時間及び応答性が測定され、出力特性と予め設定された基準特性である基準無駄時間及び基準応答性とを比較して、空燃比検出手段の個体差に応じて、測定された無駄時間が基準無駄時間に比して長い場合、かつ測定された応答性が基準応答性に比して低い場合は、空燃比検出手段の出力値を増大させるような値をとる一方、測定された無駄時間が無駄時間に比して大きい場合、かつ測定された応答性が基準応答性に比して高い場合は、空燃比検出手段の出力値を減少させるような値をとる当該空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値が算出される。
なお、本発明において「無駄時間」とは、混合気の空燃比を変更させてから、空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出するまでに要する時間をいう。また、本発明において「応答性」とは、空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出した後の検出される空燃比の変化率をいう。
【００１４】
補正値算出後、所定の第２条件が成立すると、空燃比検出手段の出力値が検出されるとともに、算出された補正値に基づいて（例えば、算出された補正値や当該補正値に補正係数を乗じたものを用いて）、当該空燃比検出手段の出力値が補正される。そうして、当該補正された空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常の検出が行われる。
【００１５】
以上により、空燃比検出手段の個体差によって適切な出力値が出力されていない場合にも、所定の第２条件で検出された空燃比検出手段の出力値を、所定の第１条件で算出された補正値に基づいて補正することで、空燃比検出手段の出力値の変化及び、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【００１８】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記出力値補正工程は、上記空燃比検出手段の出力値を補正する際の、排気流量に関連する値及び／又はエンジン回転数に基づいて、上記補正値を修正するための補正値修正工程を有し、当該修正された補正値に基づいて上記空燃比検出手段の出力値を補正することを特徴とするものである。
【００１９】
ところで、空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値を算出する際の負荷やエンジン回転数と、当該補正値に基づいて補正しようとする、空燃比検出手段の出力値を検出する際の負荷やエンジン回転数とが、余りにもかけ離れている場合には、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することが困難になるおそれがある。
【００２０】
ここで、第２の発明によれば、補正値算出工程で算出された補正値を出力値補正工程においてそのまま適用するのではなく、空燃比検出手段の出力値を補正する際の、排気流量に関連する値（負荷）及び／又はエンジン回転数に基づいて補正値を修正するので、異なる走行条件において算出された補正値を用いても、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【００２１】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記補正値は、上記空燃比検出手段の出力値を補正する際の排気流量に関連する値が、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときの排気流量に関連する値よりも減少するほど、大きくなるように修正される一方、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときの排気流量に関連する値よりも増大するほど、小さくなるように修正されることを特徴とするものである。
【００２２】
ところで、気筒から空燃比検出手段に至る空間の容積は一定であることから、気筒から排出された排気ガスが空燃比検出手段に到達するまでの時間は、排気ガスが当該空間をどれだけ早く満たすか、例えば排気流量がどれくらい多いかに因る。換言すると、排気流量が多いほど、気筒から排出された排気ガスが空燃比検出手段で検出可能となるまでの時間が短くなるため、排気流量が多い場合には、排気流量が少ない場合に比して、空燃比検出手段自体の出力特性があたかも向上したように測定される。
【００２３】
ここで、第３の発明によれば、空燃比検出手段の出力値を補正する際の排気流量に関連する値が、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときの排気流量に関連する値よりも減少するほど、補正値が大きくなるように修正される一方、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときの排気流量に関連する値よりも増大するほど、補正値が小さくなるように修正されるので、排気流量に関連する値が異なる条件において算出された補正値を用いても、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【００２４】
第４の発明は、上記第２の発明において、上記補正値は、上記空燃比検出手段の出力値を補正する際のエンジン回転数が、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも減少するほど、小さくなるように修正される一方、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも増大するほど、大きくなるように修正されることを特徴とするものである。
【００２５】
ところで、エンジン回転数が上昇した場合、空燃比検出手段が空燃比の変化を検出するのに要する時間が短縮される訳ではなく、あくまで変動の間隔が短くなることから、ある気筒から排出された排気ガスの空燃比を検出している途中で、他の気筒から排出された排気ガスの空燃比の影響を受けることになる。このため、エンジン回転数が高い場合には、エンジン回転数が低い場合に比して、空燃比検出手段自体の出力特性があたかも低下したように測定される。
【００２６】
ここで、第４の発明によれば、空燃比検出手段の出力値を補正する際のエンジン回転数が、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも減少するほど、補正値が小さくなるように修正される一方、当該空燃比検出手段の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも増大するほど、補正値が大きくなるように修正されるので、異なるエンジン回転数において算出された補正値を用いても、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【００３０】
第５の発明は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、上記基準特性は、空燃比検出手段の機械的な個体差により生じる、空燃比検出手段の出力特性のばらつきの中央値に基づいて設定されることを特徴とするものである。
【００３１】
第５の発明によれば、空燃比検出手段のうち、極端に無駄時間が長いものや応答性が低いものを除外して、空燃比検出手段の基準特性が算出されるので、基準特性への信頼性が向上する。
【００３２】
第６の発明は、エンジンの排気系に設けられ排気ガス中の酸素濃度に比例する値を出力する空燃比検出手段を備え、当該空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出装置であって、
空燃比を変動させても走行性に影響が少ない所定の第１条件として予め設定された運転条件において、上記空燃比検出手段の出力値とは無関係に空燃比を変動させ、上記空燃比検出手段の出力特性である、混合気の空燃比が補正されてから、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出するまでに要する時間である無駄時間及び、上記空燃比検出手段が排気ガスの空燃比の変化を検出した後の検出される空燃比の変化率である応答性を測定する測定手段と、
測定された上記無駄時間及び上記応答性と予め設定された基準出力特性である基準無駄時間及び基準応答性とを比較して、上記空燃比検出手段の個体差に応じて、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して長い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して低い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を増大させるような値をとる一方、上記測定された無駄時間が上記基準無駄時間に比して短い場合、かつ上記測定された応答性が上記基準応答性に比して高い場合は、上記空燃比検出手段の出力値を減少させるような値をとる上記空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値を算出する補正値算出手段と、
上記所定の第１条件とは別に設定され、上記補正値が算出され、かつ上記空燃比検出手段の出力値が確保され難い状態が除外された運転条件において、上記補正値算出手段によって算出された補正値に基づいて上記空燃比検出手段の出力値を補正する出力値補正手段と、を備え、
上記補正された空燃比検出手段の出力値の差分値を所定クランク角間隔で演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における上記差分値の絶対値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出することを特徴とするものである。
【００３３】
第６の発明によれば、上記第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るエンジンの異常検出方法によれば、車両走行中に所定の第１条件が成立すると、空燃比検出手段の出力特性である、無駄時間及び応答性が測定され、出力特性と予め設定された基準特性である、基準無駄時間及び基準応答性とを比較して、空燃比検出手段の個体差に応じて、測定された無駄時間が基準無駄時間に比して長い場合、かつ測定された応答性が基準応答性に比して低い場合は、空燃比検出手段の出力値を増大させるような値をとる一方、測定された無駄時間が無駄時間に比して大きい場合、かつ測定された応答性が基準応答性に比して高い場合は、空燃比検出手段の出力値を減少させるような値をとる当該空燃比検出手段の出力値を補正するための補正値を算出される。
【００３５】
そうして、補正値算出後、所定の第２条件が成立すると、空燃比検出手段の出力値が検出され、且つ、当該検出された出力値が算出された補正値に基づいて補正されることから、空燃比検出手段の適切な出力値が出力されていない場合にも、空燃比検出手段の出力値の変化及び、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの制御システムの概略構成図である。
【図２】各気筒と排気集合部との関係を模式的に示す図である。
【図３】空燃比による三元触媒の浄化率を模式的に示す図である。
【図４】燃料噴射量制御値とリニアＯ２センサ出力値との関係を模式的に示す図である。
【図５】リニアＯ２センサの測定された出力特性と基準特性との関係を模式的に示す概念図であり、同図（ａ）は、測定された応答性が基準応答性よりも小さい場合を示し、同図（ｂ）は、測定された無駄時間が基準無駄時間よりも長い場合を示す。
【図６】リニアＯ２センサの応答性及び片側無駄時間と出力補正値との関係を模式的に示す概念図である。
【図７】出力補正値と排気流量との関係を模式的に示す概念図である。
【図８】出力補正値とエンジン回転数との関係を模式的に示す概念図である。
【図９】ＰＣＭの制御フローチャートである。
【図１０】空燃比変動制御サブルーチンの制御内容を説明するフローチャートである。
【図１１】ＰＣＭの制御フローチャートである。
【図１２】ずれ異常診断制御サブルーチンの制御内容を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの制御システムの概略構成図である。エンジン１は、直列４気筒型の火花点火式直墳ガソリンエンジンであり、各気筒は、シリンダブロック３と、当該シリンダブロック３の上部に固定されたシリンダヘッド５とを備えている。シリンダブロック３のシリンダ１３内には、往復動可能なピストン７が嵌挿されており、このピストン７の上方には、当該ピストン７の頂面とシリンダ１３の内壁面とシリンダヘッド５のペントルーフ型の底面とに囲まれた燃焼室１１が形成されている。一方、ピストン７の下方のクランクケース内には、クランク軸（図示せず）が配設されており、コネクティングロッド１７によって当該ピストン７と連結されている。
【００３９】
このクランクケース内には、クランク軸の回転角（クランク角）を検出するためのクランク角センサ３７が設けられている。このクランク角センサ３７は、クランク軸と一体回転するように当該クランク軸の端部に取付けられたロータ２７の回転に伴い、当該ロータ２７の外周部に設けられた凸部の通過に対応して、信号をＰＣＭ（Power-train Control Module）２１に出力する電磁ピックアップコイルを有している。
【００４０】
加えて、シリンダブロック３には、ウォータジャケット（図示せず）内を流れる冷却水の温度を検出するためのエンジン水温センサ２３と、エンジンオイルの温度を検出するためのエンジンオイル温度センサ３３とが設けられている。
【００４１】
一方、シリンダヘッド５には、各シリンダ１３に対応して点火プラグ９が複数設けられている。これらの点火プラグ９の先端電極は、各燃焼室１１内に臨んでいるとともに、各点火プラグ９は、シリンダヘッド５の上部に設けられた点火回路１９にそれぞれ接続されている。なお、図１の例では、点火回路１９は、各点火プラグ９に対応する数だけ設けられているが、これに限らず、複数の点火プラグ９に対応して１つ又は複数設ける構成としてもよい。
【００４２】
各シリンダ１３に対応する点火回路１９は、ＰＣＭ２１から、点火プラグ９を点火放電させるための制御信号を受けている間は、不図示の点火コイルに通電する一方、所定の通電時間経過後、制御信号を受けなくなると当該点火コイルの二次巻線から点火放電電流を流し、点火プラグ９を点火放電させるように構成されている。
【００４３】
この点火回路１９には、点火プラグ９の点火放電によって充電されるコンデンサ１９ａと、当該コンデンサ１９ａの充電電荷が放電することで流れる電流を、イオン電流として検出するイオン電流検出回路１９ｂとが設けられている。点火回路１９は、イオン電流検出回路１９ｂによって検出されたイオン電流の検出信号をＰＣＭ２１へ出力するように構成されている。
【００４４】
さらに、シリンダヘッド５には、各燃焼室１１に連通する吸気ポート１５及び排気ポート２５が２つずつ形成されており、これら吸気ポート１５及び排気ポート２５のポート開口部には、電磁ＶＶＴ（電磁式の可変バルブタイミング機構）３５ａ，４５ａによって所定タイミングで独立に開閉動作が行われる吸排気バルブ（吸気弁３５及び排気弁４５）が配設されている。
【００４５】
吸気弁３５及び排気弁４５は、電磁ＶＶＴ３５ａ，４５ａによって、開閉動作タイミングが進角側及び遅角側に変更可能となっており、これによりオーバーラップ期間が変化し、燃焼室１１に残留する既燃ガスの量を変化させることが可能となっている。
【００４６】
また、各気筒には、吸気ポート１５に連通するように吸気通路５５が配設されているとともに、排気ポート２５に連通するように排気通路６５が配設されている。これら吸気通路５５と排気通路６５とは、ＥＧＲ通路８５で接続されており、当該ＥＧＲ通路８５に設けられた開度調節可能な電気式のＥＧＲ弁５１により、排気通路６５の排気ガスの一部が吸気通路５５に還流されるようになっている。
【００４７】
吸気通路５５には、上流側から、エアクリーナ７５と、吸気温度センサ４３と、吸気流量を検出するエアフローセンサ２９と、電動モータ４１ａにより駆動されて吸気通路５５を絞るスロットル弁４１と、燃焼室１１内の吸気流動の強さを調整するＴＳＣＶ（タンブルスワールコントロール弁）３１と、供給されるガソリンを各燃焼室１１内に直接噴射供給するためのガソリン噴射用のインジェクタ３９と、が配設されている。
【００４８】
一方、排気通路６５には、図２に示すように、４つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４からの排気通路６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄが集合する排気集合部９５（エグマニ集合部）に、排気ガス中の酸素濃度に基づき混合気の空燃比を検出するためのリニアＯ２センサ（空燃比検出手段）４７と、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ４９とが配設されている。なお、触媒コンバータ４９としては、例えば、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯＸの３成分を同時に浄化し得る三元触媒を用いることができる。
【００４９】
ＰＣＭ２１は、周知の如くＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース回路等を備えて構成されている。このＰＣＭ２１には、本実施形態に係る制御に必要な信号として、少なくとも、上記クランク角センサ３７、上記エンジン水温センサ２３、上記エアフローセンサ２９、上記リニアＯ２センサ４７の各出力信号に加え、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ５３、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５７の各出力信号が入力されるようになっている。そして、ＰＣＭ２１は、これらのセンサの出力信号に基づいて、エンジン１のフィードバック制御や、空燃比の気筒間におけるずれ異常検出制御を行うようになっている。
【００５０】
図３は、空燃比による触媒の浄化率を模式的に示す図であり、横軸の左へ向かうほど空燃比はリッチとなり、縦軸の上部へ向かうほど触媒による浄化率が高くなるように表している。図３に示すように、空燃比がリッチになると、ＨＣ、ＣＯ等が浄化されずにそのまま排出される一方、空燃比がリーンになると触媒の転換能が失われＮＯ２を増加させてしまう結果となる。
【００５１】
このため、ＰＣＭ２１は、リニアＯ２センサ４７の検出値によってエンジン１の実空燃比が理論空燃比を中心とした所定目標空燃比の範囲に収束するように、排気ガス中の酸素濃度のリッチ状態又はリーン状態を検出して、吸入空気量を基準として設定されたインジェクタ３９からの燃料噴射量を高精度にフィードバック制御するように構成されている。なお、目標空燃比の範囲とは、理論空燃比の状態から約０．２５程度リッチ又はリーンな範囲である。
【００５２】
このようなフィードバック制御を行うことにより、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯxのいずれについても、高い浄化率を得られるようになるが、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常が生じた場合、換言すると、例えば、他の３つの気筒は正常だが１つの気筒だけが燃料噴射量が足りずリーンになっているような場合には、以下のような問題が生じる。
【００５３】
すなわち、各気筒から排出されるガスは、各々独立して触媒コンバータ４９に流れ込むことから、例えばリーン状態になっている気筒から排出されたガスが触媒コンバータ４９に流れ込むと、触媒の転換能が失われＮＯ２が外に排出されるおそれがある一方、リッチ状態になっている気筒から排出されたガスが触媒コンバータ４９に流れ込むと、ＨＣ、ＣＯ等が浄化されずにそのまま排出されるおそれがある。
【００５４】
そこで、ＰＣＭ２１は、リニアＯ２センサ４７の出力値に基づいて、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するように構成されている。具体的には、エンジン運転中に、所定クランク角（例えば、点火に同期したクランク角）間隔で、リニアＯ２センサ４７の空気過剰率λ（＝出力値／理論空燃比）の変化率である差分値を演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における空気過剰率λの差分値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、ずれ異常が発生しているか否かを判定するようになっている。
【００５５】
ところで、精度の高い異常判定を行う前提として、リニアＯ２センサ４７の適切な出力特性が担保されている必要があるが、リニアＯ２センサ４７には、機械的な個体差、すなわち、製品によって出力特性のばらつきがあることや、経時変化による個体差、すなわち、劣化度合によって出力特性にばらつきが生じてくることが知られている。このため、リニアＯ２センサ４７の出力特性のばらつき如何よっては、空燃比の気筒間におけるずれが極めて小さい（図３の目標空燃比の範囲内に収まっている）場合に、異常であると判定したり、逆に、空燃比の気筒間におけるずれが大きい（図３の目標空燃比の範囲内に収まっていない）場合に、異常ではないと判定したりするおそれがある。
【００５６】
そこで、ＰＣＭ２１は、エンジン１が始動される毎に、リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定し、当該測定された出力特性と予め設定された基準特性とを比較して、リニアＯ２センサ４７の個体差（機械的な個体差及び／又は経時変化による個体差）に応じて、当該リニアＯ２センサ４７の出力を補正するための出力補正値ＣＶ１を算出するように構成されている。
【００５７】
具体的には、ＰＣＭ２１は、リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定する出力特性測定部（出力特性測定手段）２１ａと、測定条件判定部２１ｂとを有していて、測定条件判定部２１ｂにより所定の第１条件が成立していると判定されると、出力特性測定部２１ａが、意図的に燃料噴射量の増量又は減量を所定回数繰り返し実行し、その際のリニアＯ２センサ４７の無駄時間及び応答性に関する値を測定するように構成されている。なお、「無駄時間」とは、混合気の空燃比が補正されてから、リニアＯ２センサ４７が排気ガスの空燃比の変化を検出するまでに要する時間をいう。また、「応答性」とは、リニアＯ２センサ４７が排気ガスの空燃比の変化を検出した後の検出される空燃比の変化率をいう。
【００５８】
ここで、所定の第１条件とは、空燃比を変動（燃料噴射量を増量又は減量）させるとエンジン回転数Ｎｅへの影響が大きい（走行性への影響が大きい）場合を除外するための条件である。そうして、測定条件判定部２１ｂは、例えば、暖機運転が終了した状態、すなわち水温Ｔｗが所定温度以上になっている状態や、エンジン回転数Ｎｅ、吸気充填効率、スロットル開度Ｔｈの各変動量が小さく（所定値以下）、安定している状態では、所定の第１条件が成立していると判定する一方、例えばアイドル時のような低回転数領域では、所定の第１条件が成立しているとは判定しない。
【００５９】
なお、リニアＯ２センサ４７の出力特性の測定を複数回行う場合、例えば、燃料噴射量を増量させた後減量させるという変動制御を５回（所定回数）行う場合には、変動制御を必ずしも５回連続して行う必要はなく、各変動制御（増量開始から減量終了まで）が所定の第１条件下で行われるなら、断続的に測定してもよい。
【００６０】
さらに、ＰＣＭ２１は、測定された無駄時間及び応答性と、予め設定された基準特性（基準無駄時間及び基準応答性）とを比較して、リニアＯ２センサ４７の機械的な個体差及び／又は経時変化に応じて、当該リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正するための出力補正値ＣＶ１を算出する補正値算出部（補正値算出手段）２１ｃを有している。ここで、基準特性は、リニアＯ２センサ４７の機械的な個体差により生じるリニアＯ２センサ４７の出力特性のばらつきの中央値（製品ばらつきの中央値）に基づいて設定されている。具体的には、経時変化による個体差がない、すなわち、新品のリニアＯ２センサをサンプルとし、サンプル毎に燃料噴射量の増量又は減量を実行した際の無駄時間及び応答性を測定し、これらの中央値を基準無駄時間及び基準応答性として設定している。
【００６１】
図４は、燃料噴射量制御値とリニアＯ２センサの出力値との関係を模式的に示す図であり、図中のｔ１はリッチからリーンへの無駄時間を、ｔ２はリーンかリッチらへの無駄時間を、αはリッチからリーンへの応答性を、βはリーンからリッチへの応答性をそれぞれ表している。図４に示すように、リニアＯ２センサ４７は、燃料噴射量の減量による空燃比のリッチからリーンへの変化を検出するまでにｔ１だけ要し、その後リッチからリーンへの空燃比の変化率としてαを検出する一方、燃料噴射量の増量による空燃比のリーンからリッチへの変化を検出するまでにｔ２だけ要し、その後リーンからリッチへの空燃比の変化率としてβを検出する。
【００６２】
また、図５は、リニアＯ２センサの測定された出力特性と基準特性との関係を模式的に示す概念図であり、同図（ａ）は、測定された応答性が基準応答性よりも小さい場合を示し、同図（ｂ）は、測定された無駄時間が基準無駄時間よりも長い場合を示す。図５に示すように、リニアＯ２センサ４７の応答性が基準応答性よりも小さい（傾きが小さい）と、出力値が小さくなり、また、リニアＯ２センサ４７の片側無駄時間（リッチからリーンへの無駄時間）が基準無駄時間よりも長いと、出力値が小さくなることが分かる。
【００６３】
このため、補正値算出部２１ｃによって算出される出力補正値ＣＶ１は、測定された出力特性が基準特性に比して小さい場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値を増大させるような値をとる一方、測定された出力特性が基準特性に比して大きい場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値を減少させるような値をとるようになっている。換言すると、補正値算出部２１ｃは、図６に示すように、測定された応答性（変化率）が基準応答性よりも小さく、測定された無駄時間が基準無駄時間よりも長い場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値を増大させるような出力補正値ＣＶ１を算出する一方、測定された応答性（変化率）が基準応答性よりも大きく、測定された無駄時間が基準無駄時間よりも短い場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値を減少させるような出力補正値ＣＶ１を算出するように構成されている。より具体的には、本実施形態においては、出力補正値ＣＶ１（より詳しくは後述する診断用補正値ＣＶ２）を乗じることで、リニアＯ２センサ４７の出力値を補正するので、補正値算出部２１ｃは、測定された出力特性が基準特性に比して小さい場合は、出力補正値ＣＶ１として１以上の値を算出する一方、測定された出力特性が基準特性に比して大きい場合は、出力補正値ＣＶ１として１未満の値を算出する。このようにして補正値算出部２１ｃにより算出された出力補正値ＣＶ１は、ＰＣＭ２１内の出力値補正部２１ｄに入力される。
【００６４】
出力値補正部（出力値補正手段）２１ｄは、所定の第２条件で、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正するようになっている。具体的には、出力値補正部２１ｄは、測定条件判定部２１ｂにより所定の第２条件が成立していると判定されると、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を測定し、補正値算出部２１ｃによって算出された出力補正値ＣＶ１に基づいて当該測定された出力値ＯＶ１を補正するように構成されている。
【００６５】
なお、所定の第２条件とは、補正値算出部２１ｃによって出力補正値ＣＶ１が算出されたことを確認するための条件、及び、リニアＯ２センサ４７の出力値が確保され難い状態を除外するための条件である。そうして、測定条件判定部２１ｂは、補正値算出部２１ｃによって出力補正値ＣＶ１が算出された後、例えば、車両走行中に占める割合が高い状態（例えば、中回転高負荷状態）では、所定の第２条件が成立していると判定する一方、補正値算出部２１ｃによって出力補正値ＣＶ１が算出されていない場合や、例えばアイドル時のような低回転数領域では、所定の第２条件が成立しているとは判定しない。
【００６６】
出力値補正部２１ｄは、このようにして補正値算出部２１ｃにより算出された出力補正値ＣＶ１を用いてリニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正するが、かかる出力補正値ＣＶ１を算出する際の負荷やエンジン回転数が、当該出力補正値ＣＶ１に基づいて補正しようとする、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を検出する際の負荷やエンジン回転数と余りにもかけ離れている場合には、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することが困難になるおそれがある。
【００６７】
より詳しくは、気筒から排気集合部９５に設けられたリニアＯ２センサ４７に至る空間の容積は一定であることから、各気筒から排出された排気ガスがリニアＯ２センサ４７に到達するまでの時間は、排気ガスが当該空間をどれだけ早く満たすか、例えば排気流量がどれくらい多いかに因る。換言すると、排気流量が多いほど、気筒から排出された排気ガスがリニアＯ２センサ４７で検出可能となるまでの時間が短くなるため、排気流量が多い場合には、排気流量が少ない場合に比して、リニアＯ２センサ４７自体の出力特性があたかも向上したように測定される。
【００６８】
そこで、出力値補正部２１ｄは、図７に示すように、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正する際の排気流量（排気流量に関連する値）が、当該リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときの排気流量（排気流量に関連する値）よりも減少するほど、出力補正値ＣＶ１が大きくなるように当該出力補正値ＣＶ１を修正する一方、リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときの排気流量（排気流量に関連する値）よりも増大するほど、出力補正値ＣＶ１が小さくなるように当該出力補正値ＣＶ１を修正するように構成されている。
【００６９】
なお、λ＝１を前提とすると、排気流量は、燃料量と吸気流量との和で決まることから、排気流量に関連する値としてエアフローセンサ２９によって検出された吸気流量を用いることができる。
【００７０】
他方、エンジン回転数が上昇した場合、リニアＯ２センサ４７が空燃比の変化を検出するのに要する時間が短縮される訳ではなく、あくまで変動の間隔が短くなることから、ある気筒から排出された排気ガスの空燃比を検出している途中で、他の気筒から排出された排気ガスの空燃比の影響を受けることになる。このため、エンジン回転数が高い場合には、エンジン回転数が低い場合に比して、リニアＯ２センサ４７自体の出力特性があたかも低下したように測定される。
【００７１】
そこで、出力値補正部２１ｄは、図８に示すように、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正する際のエンジン回転数が、当該リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも減少するほど、出力補正値ＣＶ１が小さくなるように当該出力補正値ＣＶ１を修正する一方、リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも増大するほど、出力補正値ＣＶ１が大きくなるように当該出力補正値ＣＶ１を修正するように構成されている。
【００７２】
そうして、出力値補正部２１ｄは、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正する際の排気流量（又はエンジン回転数）と、当該リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときの排気流量（又はエンジン回転数）との差に応じて修正した診断用補正値ＣＶ２を用いて、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正する。このようにして出力値補正部２１ｄにより補正された診断用出力値ＯＶ２は、ＰＣＭ２１内のずれ異常検出部２１ｅに入力される。
【００７３】
ずれ異常検出部２１ｅは、出力値補正部２１ｄにより補正されたリニアＯ２センサ４７の診断用出力値ＯＶ２を用いて空気過剰率λ（＝出力値／理論空燃比）を算出し、上述の如く、空気過剰率λの変化率である差分値を演算し、その差分値の絶対値を積算し、所定期間内における空気過剰率λの差分値の積算値が所定の判定値以上であるか否かで、ずれ異常が発生しているか否かを判定するように構成されている。
【００７４】
ここで、気筒♯１〜♯４に供給される混合気の空燃比が正常であれば、空気過剰率λは、理論空燃比付近に収まるが、いずれかの気筒の空燃比が異常になると、排出ガスの空燃比が乱れて、空気過剰率λの変動が大きくなって、空気過剰率λの差分値の積算値が大きくなる。このため、所定期間内における空気過剰率λの差分値の積算値が所定値以上であるか否かで、いずれかの気筒の空燃比が異常であるか否かを判定することが可能となる。
【００７５】
−異常検出装置の処理動作−
《補正値算出処理》
ここで、異常検出装置の補正値算出処理について、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７６】
このフローチャートに示すルーチンはイグニッションオンでスタートし、先ず、最初のステップＳＡ１では、エンジン回転数センサ５７により検出されたエンジン回転数Ｎｅ１と、スロットル開度センサ５３により検出されたスロットル開度Ｔｈ１と、エアフローセンサ２９により検出された吸気流量Ａ１と、エンジン水温センサ２３により検出されたエンジン水温Ｔｗ１と、を測定条件判定部２１ｂが読み込み、しかる後にステップＳＡ２に進む。
【００７７】
次のステップＳＡ２では、測定条件判定部２１ｂが、空燃比センサ出力特性測定、すなわち、リニアＯ２センサ４７の出力特性測定の実行条件が成立しているか否かを判定する。より詳しくは、エンジン水温Ｔｗ１が暖機完了を示す所定温度以上になっているか否か、又は、エンジン回転数Ｎｅ１、吸気充填効率、スロットル開度Ｔｈ１の各変動量が小さく、安定しているか否かを判定する。このステップＳＡ２の判定がＮＯであるとき、例えば、アイドル時のような低回転数領域にある場合には、再びステップＳＡ１に戻る。
【００７８】
一方、ステップＳＡ２の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、空燃比を変動させても走行性への影響が小さいと判定したときは、ステップＳＡ３に進み、後述する空燃比変動制御を行った後に、ステップＳＡ４に進む。次のステップＳＡ４では、出力特性測定部２１ａが、空燃比センサの出力特性測定を実行、すなわち、空燃比変動制御における燃料の増量及び減量に対するリニアＯ２センサ４７の無駄時間及び応答性を測定し、しかる後にステップＳＡ５に進む。
【００７９】
次のステップＳＡ５では、補正値算出２１ｃが、ステップＳＡ４で測定されたリニアＯ２センサ４７の無駄時間及び応答性と、リニアＯ２センサ４７の機械的な個体差により生じる出力特性のばらつきの中央値に基づいて設定され、予め記憶された基準特性（基準無駄時間及び基準応答性）とに基づいて、リニアＯ２センサ４７の出力値を、当該リニアＯ２センサ４７の個体差に応じて補正するための出力補正値ＣＶ１を算出する。具体的には、補正値算出部２１ｃは、測定された応答性（変化率）が基準応答性よりも小さく、測定された無駄時間が基準無駄時間よりも長いような場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値を増大させるような出力補正値ＣＶ１を算出する一方、測定された応答性（変化率）が基準応答性よりも大きく、測定された無駄時間が基準無駄時間よりも短い場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値を減少させるような出力補正値ＣＶ１を算出し、しかる後にエンドする。
【００８０】
《空燃比変動制御》
次に、空燃比変動制御（ステップＳＡ３）サブルーチンについて、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
【００８１】
先ず、最初のステップＳＢ１では、４つの気筒のうち第１気筒♯１から燃料増量を開始し、しかる後にステップＳＢ２に進む。次のステップＳＢ２では、第３気筒♯３、第４気筒♯４、第２気筒♯２の順に燃料を増量し、４気筒分の燃料増量を終了した後、ステップＳＢ３に進む。
【００８２】
次のステップＳＢ３では、４つの気筒のうち第１気筒♯１から燃料減量を開始し、しかる後にステップＳＢ４に進む。次のステップＳＢ４では、第３気筒♯３、第４気筒♯４、第２気筒♯２の順に燃料を減量し、４気筒分の燃料減量を終了した後エンドする。このように、燃料噴射量を変動させる際には、常に特定の気筒（第１気筒♯１）から燃料噴射量の増量又は減量が開始されるので、燃料噴射量の変動を開始させる気筒が異なることに起因する測定誤差の発生が抑制される。なお、本実施形態では、燃料噴射量を増減させる空燃比変動制御を１回としたが、かかる燃料変動制御を複数回行ってもよい。
【００８３】
《出力値補正処理》
次に、出力値補正処理について、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００８４】
先ず、最初のステップＳＣ１では、エンジン回転数センサ５７により検出されたエンジン回転数Ｎｅ２と、スロットル開度センサ５３により検出されたスロットル開度Ｔｈ２と、エアフローセンサ２９により検出された吸気流量Ａ２と、エンジン水温センサ２３により検出されたエンジン水温Ｔｗ２と、補正値算出部２１ｃにより算出された出力補正値ＣＶ１と、を測定条件判定部２１ｂが読み込み、しかる後にステップＳＣ２に進む。
【００８５】
次のステップＳＣ２では、測定条件判定部２１ｂが、気筒間におけるずれ異常診断の実行条件が成立しているか否かを判定する。このステップＳＢ２の判定がＮＯであるとき、すなわち、補正値算出部２１ｃによって算出された出力補正値ＣＶ１が読み込まれていない場合や、例えばアイドル時のようにエンジン回転数Ｎｅ２が低回転数領域である場合には、再びステップＳＣ１に戻る。
【００８６】
一方、ステップＳＣ２の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＣ３に進み、出力値補正部２１ｄが、エンジン回転数Ｎｅ１と、エンジン回転数Ｎｅ２と、出力補正値ＣＶ１とに基づき、診断用補正値ＣＶ２を算出する。具体的には、出力値補正部２１ｄは、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正する際のエンジン回転数Ｎｅ２が、当該リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときのエンジン回転数Ｎｅ１よりも減少するほど、出力補正値ＣＶ１が小さくなるように当該出力補正値ＣＶ１を修正する一方、リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときのエンジン回転数Ｎｅ１よりも増大するほど、出力補正値ＣＶ１が大きくなるように当該出力補正値ＣＶ１を修正して、診断用補正値ＣＶ２を算出し、しかる後にステップＳＣ４に進む。
【００８７】
次のステップＳＣ４では、出力値補正部２１ｄが、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を測定し、しかる後にステップＳＣ５に進む。次のステップＳＣ５では、出力値補正部２１ｄが、ステップＳＣ４で測定したリニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を、ステップＳＣ３で算出した診断用補正値ＣＶ２を用いて補正することで、具体的には、出力値ＯＶ１に診断用補正値ＣＶ２を乗じて診断用出力値ＯＶ２を算出し、しかる後にステップＳＣ６に進む。
【００８８】
次のステップＳＣ６では、後述するずれ異常診断制御を行った後にエンドする。
【００８９】
《ずれ異常診断制御》
次に、ずれ異常診断制御（ステップＳＣ６）サブルーチンについて、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００９０】
先ず、最初のステップＳＤ１では、上記クランク角センサ３７からの信号に基づいて、現在のクランク角が、空気過剰率λの差分値λd を演算する所定クランク角であるか否かを判定する。このステップＳＤ１の判定がＮＯであるときは、再びステップＳＤ１に戻る一方、ステップＳＤ１の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＤ２に進む。
【００９１】
次のステップＳＤ２では、空気過剰率λ（＝診断用出力値ＯＶ２／理論空燃比）を算出し、しかる後にステップＳＤ３に進む。
【００９２】
次のステップＳＤ３では、前回（１回前）の空気過剰率λをλ（ｉ−１）とし、今回の空気過剰率λをλ（ｉ）として、空気過剰率λの差分値λｄ（＝λ（ｉ−１）−λ（ｉ））を算出し、しかる後にステップＳＤ４に進む。
【００９３】
次のステップＳＤ４では、ステップＳＤ３で算出した今回の空気過剰率λの差分値λd の絶対値｜λd ｜を、ＰＣＭ２１に記憶されている前回の空気過剰率λの差分値の積算値λsに加算して、今回の空気過剰率λの差分値の積算値λsを求め、しかる後にステップＳＤ５に進む。
【００９４】
次のステップＳＤ５では、空気過剰率λの差分値λd の絶対値｜λd ｜を積算する期間が所定期間を経過したか否かを判定する。このステップＳＤ５の判定がＮＯであるときは、再びステップＳＤ１に戻って差分値の積算値λsへの加算を継続する一方、ステップＳＤ５の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＤ６に進む。
【００９５】
次のステップＳＤ６では、空気過剰率λの差分値の積算値λsが、所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。このステップＳＤ６の判定がＮＯであるときは、ステップＳＤ９に進み、正常と判定した後エンドする。一方、ステップＳＤ６の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＤ７に進み、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常が生じていると判定し、しかる後にステップＳＤ８に進む。
【００９６】
次のステップＳＤ８では、警報を作動（例えば、警告ランプ５９を点滅）させることで、乗員に対し、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常が発生していることを報知し、しかる後にエンドする。
【００９７】
−効果−
本実施形態によれば、リニアＯ２センサ４７の機械的な個体差（製品ごとの出力特性のばらつき）及び／又は経時変化による個体差（劣化度合い）によって適切な出力値が出力されない場合にも、所定の第２条件で検出されたリニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を、所定の第１条件で算出された出力補正値ＣＶ１に基づいて補正することで、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【００９８】
また、出力補正値ＣＶ１は、測定された出力特性が基準特性に比して小さい場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を増大させるような値をとるので、空燃比の気筒間におけるずれが実際には大きいときに、異常ではないとの誤判定が抑制される。一方、出力補正値ＣＶ１は、測定された出力特性が基準特性に比して大きい場合は、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を減少させるような値をとるので、空燃比の気筒間におけるずれが実際には極めて小さいときに、異常であるとの誤判定が抑制される。これらにより、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【００９９】
また、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正する際のエンジン回転数Ｎｅ２が、当該リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときのエンジン回転数Ｎｅ１よりも減少するほど、出力補正値ＣＶ１を小さくする一方、当該リニアＯ２センサ４７の出力特性を測定したときのエンジン回転数よりも増大するほど、出力補正値ＣＶ１を大きくするので、異なるエンジン回転数において算出された補正値を用いても、空燃比の気筒間におけるずれ異常を精度良く検出することができる。
【０１００】
さらに、基準特性は、リニアＯ２センサ４７の機械的な個体差により生じるリニアＯ２センサ４７の出力特性のばらつきの中央値に基づいて設定されていることから、リニアＯ２センサ４７のうち、極端に無駄時間が長いものや応答性が低いものを除外して、リニアＯ２センサ４７の基準特性が算出されるので、基準特性への信頼性が向上する。
【０１０１】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【０１０２】
上記実施形態では、リニアＯ２センサ４７の出力値を補正する際のエンジン回転数に基づいて補正値を修正したが、これに限らず、例えば、リニアＯ２センサ４７の出力を補正する際の排気流量に基づいて補正値を修正してもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、所定期間内における空気過剰率λの差分値の積算値が所定値以上であるか否かで、いずれかの気筒の空燃比が異常であるか否かを判定したが、これに限らず、他の判定手法を用いてもよい。
【０１０４】
さらに、上記実施形態では、基準特性（基準無駄時間及び基準応答性）をリニアＯ２センサ４７の製品ばらつきの中央値としたが、これに限らず、例えば、リニアＯ２センサ４７の設計基準値としてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、診断用補正値ＣＶ２を乗じることで、リニアＯ２センサ４７の出力値ＯＶ１を補正するようにしたが、これに限らず、例えば、診断用補正値ＣＶ２を加えたり減じたりすることで出力値ＯＶ１を補正してもよい。
【０１０６】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上説明したように、本発明は、空燃比検出手段の出力に基づいて、供給される混合気の空燃比の気筒間におけるずれ異常を検出するエンジンの異常検出方法及び異常検出装置等について有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１    エンジン
４７    リニアＯ２センサ（空燃比検出手段）
９５    排気集合部（排気系）
ＳＡ４  出力特性測定工程
ＳＡ５  補正値算出工程
ＳＣ３〜Ｓｃ５  出力値補正工程
ＳＣ６  異常検出工程
２１ａ  出力特性測定部（出力特性測定手段）
２１ｃ  補正値算出部（補正値算出手段）
２１ｄ  出力値補正部（出力値補正手段）
【図１】
0005446759.tif 000002
【図２】
0005446759.tif 000003
【図３】
0005446759.tif 000004
【図４】
0005446759.tif 000005
【図５】
0005446759.tif 000006
【図６】
0005446759.tif 000007
【図７】
0005446759.tif 000008
【図８】
0005446759.tif 000009
【図９】
0005446759.tif 000010
【図１０】
0005446759.tif 000011
【図１１】
0005446759.tif 000012
【図１２】
0005446759.tif 000013