(57)【要約】      （修正有）【課題】多気筒内燃機関において、気筒間空燃比インバランスを精度高く判定すること。【解決手段】複数の燃焼室２１と、これら燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁２５と、排気浄化触媒４３と、排気浄化触媒よりも上流に配置された上流側空燃比センサ５５と、排気浄化触媒よりも下流に配置された下流側空燃比センサ５６とを備え、下流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行される。気筒間空燃比インバランス判定装置は、下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに上流側空燃比センサの出力に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定して該推定された混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する気筒間空燃比インバランス判定を実行する。【選択図】図１
2011163229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼室と、これら燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁と、燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分を浄化するために排気通路に配置された排気浄化触媒と、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を検出するために前記排気浄化触媒よりも上流の排気通路に配置された上流側空燃比センサと、前記排気浄化触媒から流出する排気ガスの空燃比を検出するために前記排気浄化触媒よりも下流の排気通路に配置された下流側空燃比センサと、を備え、前記下流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行される多気筒内燃機関において、前記下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサの出力に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定して該推定された混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置。
【請求項２】
前記上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が前記多気筒内燃機関において実行されるようになっており、該上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する請求項１に記載の気筒間空燃比インバランス判定装置。
【請求項３】
前記上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサに異常が生じていないと判定された場合に前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する請求項２に記載の気筒間空燃比インバランス判定装置。
【請求項４】
複数の燃焼室と、これら燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁と、燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分を浄化するために排気通路に配置された排気浄化触媒と、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を検出するために前記排気浄化触媒よりも上流の排気通路に配置された上流側空燃比センサと、を備え、前記上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行される多気筒内燃機関において、前記上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサの出力に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定して該推定された混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置。
【請求項５】
前記上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサに異常が生じていないと判定された場合に前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する請求項４に記載の気筒間空燃比インバランス判定装置。
【請求項６】
前記多気筒内燃機関の運転が始動されるときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する機関始動時リッチ空燃比制御、または、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射が停止された後に前記燃料噴射弁からの燃料の噴射が再開されるときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料噴射停止後リッチ空燃比制御、または、前記排気浄化触媒の温度が予め定められた許容上限温度よりも高いときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する排気浄化触媒用リッチ空燃比制御が前記多気筒内燃機関において実行されるようになっており、前記機関始動時リッチ空燃比制御が実行されているとき、或いは、前記燃料噴射停止後リッチ空燃比制御が実行されているとき、或いは、前記排気浄化触媒用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する請求項１〜５のいずれか１つに記載の気筒間空燃比インバランス判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の気筒間空燃比インバランス判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の燃焼室を備えた多気筒内燃機関であって、各燃焼室に対応して燃料噴射弁が配置されており、これら燃料噴射弁から対応する燃焼室に燃料が噴射される多気筒内燃機関において、燃焼室から排出される排気エミッションを可能な限り低減するためには、各燃料噴射弁から噴射される燃料の量が全て等しく最適な量に制御されていることが好ましい。すなわち、上記多気筒内燃機関において、例えば、燃焼室から排出される排気エミッションを可能な限り低減することができる量が燃料噴射弁から噴射させるべき燃料の量（すなわち、最適な量）とされる場合に、いずれかの燃料噴射弁から噴射される燃料の量がこの最適な量に制御されていないと、燃焼室から排出される排気エミッションが予想外に増大してしまう可能性がある。
【０００３】
したがって、上記多気筒内燃機関において、いずれかの燃料噴射弁から噴射される燃料の量が最適な量に制御されていない場合、すなわち、各燃焼室に形成される混合気の空燃比の間に差が生じている場合、このことを把握することは、燃焼室から排出される排気エミッションを可能な限り低減するという観点からは非常に重要である。
【０００４】
このように、各燃焼室に形成される混合気の空燃比の間に差が生じていること（以下このことを「気筒間空燃比インバランス」という）を検出するための装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示されている装置では、排気ガス中の酸素濃度を検出することによって排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサが排気通路に配置されており、この空燃比センサの出力値の変化の周波数をこれに関する所定の参照値と比較し、或いは、この空燃比センサの出力値の軌跡の長さをこれに関する所定の参照値と比較し、空燃比センサの出力値の変化の周波数がこれに関する所定の参照値からずれているとき、或いは、空燃比センサの出力値の軌跡の長さがこれに関する所定の参照値からずれているときに、気筒間空燃比インバランスが生じていると判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７１５２５９４号明細書
【特許文献２】特開２００９−１３９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示されている多気筒内燃機関において、各燃焼室に形成される混合気の空燃比（以下この空燃比を単に「混合気の空燃比」という）によって空燃比センサの出力特性が異なる。すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比または略理論空燃比に制御されている場合と、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されている場合と、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている場合とでは、空燃比センサの出力特性が異なる。したがって、それぞれの場合において、気筒間空燃比インバランスの判定精度が異なることになる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、多気筒内燃機関において、気筒間空燃比インバランスを精度高く判定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願の１番目の発明は、複数の燃焼室と、これら燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁と、燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分を浄化するために排気通路に配置された排気浄化触媒と、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を検出するために前記排気浄化触媒よりも上流の排気通路に配置された上流側空燃比センサと、前記排気浄化触媒から流出する排気ガスの空燃比を検出するために前記排気浄化触媒よりも下流の排気通路に配置された下流側空燃比センサと、を備え、前記下流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行される多気筒内燃機関において、前記下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサの出力に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定して該推定された混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置である。
【００１０】
燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を検出するために排気通路に配置された空燃比センサ、すなわち、本発明の上流側空燃比センサの出力値に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定する場合、その推定精度は、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されていたり理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されていたりするときに比べて、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときのほうが高い。したがって、上流側空燃比センサの出力値に基づいて推定される各燃焼室に形成される混合気の空燃比を用いて、これら混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する場合、その判定精度も、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されていたり理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されていたりするときに比べて、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときのほうが高い。
【００１１】
ここで、本願の１番目の発明よれば、下流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定するために各燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、上流側空燃比センサの出力値に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比が推定され、これら推定された混合気の空燃比に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かが判定されることから、その判定精度が高い。
【００１２】
さらに、本願の１番目の発明によれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定するときに、その判定精度を高めるべく、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する目的のためだけに各燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されるのではなく、下流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定するために各燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かが判定される。すなわち、本発明によれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定するときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する目的のためだけに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する必要がない。このため、本発明によれば、内燃機関の燃費の低下を抑制しつつ、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本願の２番目の発明は、上記１番目の発明において、前記上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が前記多気筒内燃機関において実行されるようになっており、該上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置である。
【００１４】
この本願の２番目の発明によれば、上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定するために混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときにも気筒間空燃比インバランス判定が実行されることから、気筒間空燃比インバランス判定の実行機会が増える。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本願の３番目の発明は、上記２番目の発明において、前記上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサに異常が生じていないと判定された場合に前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置である。
【００１６】
この本願の３番目の発明によれば、正常な上流側空燃比センサの出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス判定が実行されることから、気筒間空燃比インバランス判定の精度が高い。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本願の４番目の発明は、複数の燃焼室と、これら燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁と、燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分を浄化するために排気通路に配置された排気浄化触媒と、燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を検出するために前記排気浄化触媒よりも上流の排気通路に配置された上流側空燃比センサと、を備え、前記上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定すべきときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行される多気筒内燃機関において、前記上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサの出力に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定して該推定された混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置である。
【００１８】
燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を検出するために排気通路に配置された空燃比センサ、すなわち、本発明の上流側空燃比センサの出力値に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比を推定する場合、その推定精度は、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されていたり理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されていたりするときに比べて、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときのほうが高い。したがって、上流側空燃比センサの出力値に基づいて推定される各燃焼室に形成される混合気の空燃比を用いて、これら混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する場合、その判定精度も、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されていたり理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されていたりするときに比べて、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときのほうが高い。
【００１９】
ここで、本願の４番目の発明によれば、上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定するために各燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、上流側空燃比センサの出力値に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比が推定され、これら推定された混合気の空燃比に基づいて各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かが判定されることから、その判定精度が高い。
【００２０】
さらに、本願の４番目の発明によれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定するときに、その判定精度を高めるべく、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する目的のためだけに各燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されるのではなく、上流側空燃比センサに異常が生じているか否かを判定するために各燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かが判定される。すなわち、本発明によれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定するときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定する目的のためだけに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する必要がない。このため、本発明によれば、内燃機関の燃費の低下を抑制しつつ、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にずれが生じているか否かを判定することができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本願の５番目の発明は、上記４番目の発明において、前記上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記上流側空燃比センサに異常が生じていないと判定された場合に前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置である。
【００２２】
この本願の５番目の発明によれば、正常な上流側空燃比センサの出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス判定が実行されることから、気筒間空燃比インバランス判定の精度が高い。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本願の６番目の発明は、上記１〜５番目の発明のいずれか１つにおいて、前記多気筒内燃機関の運転が始動されるときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する機関始動時リッチ空燃比制御、または、前記燃料噴射弁からの燃料の噴射が停止された後に前記燃料噴射弁からの燃料の噴射が再開されるときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料噴射停止後リッチ空燃比制御、または、前記排気浄化触媒の温度が予め定められた許容上限温度よりも高いときに各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する排気浄化触媒用リッチ空燃比制御が前記多気筒内燃機関において実行されるようになっており、前記機関始動時リッチ空燃比制御が実行されているとき、或いは、前記燃料噴射停止後リッチ空燃比制御が実行されているとき、或いは、前記排気浄化触媒用リッチ空燃比制御が実行されているときに前記気筒間空燃比インバランス判定を実行する気筒間空燃比インバランス判定装置である。
【００２４】
この本願の６番目の発明によれば、多気筒内燃機関の運転が始動されるとき、或いは、燃料噴射弁からの燃料の噴射が停止された後に燃料噴射弁からの燃料の噴射が再開されるとき、或いは、排気浄化触媒の温度が予め定められた許容上限温度よりも高いときにも気筒間空燃比インバランス判定が実行されることから、気筒間空燃比インバランス判定の実行機会が増える。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の気筒間空燃比インバランス判定装置が適用された火花点火式の多気筒内燃機関の全体図である。
【図２】図２は、上流側触媒および下流側触媒の浄化性能を示した図である。
【図３】図３（Ａ）は、上流側空燃比センサの出力特性を示した図であり、図３（Ｂ）は、下流側空燃比センサの出力特性を示した図である。
【図４】図４は、目標空燃比を決定するために利用されるマップを示した図である。
【図５】図５は、燃料噴射弁から燃料を噴射する時間を算出するフローチャートの一例を示した図である。
【図６】図６は、空燃比補正係数を算出するフローチャートの一例を示した図である。
【図７】図７は、スキップ増量値およびスキップ減量値を算出するフローチャートの一例を示した図である。
【図８】図８（Ａ）は、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているときに全ての燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサの出力値の推移を示した図であり、図８（Ｂ）は、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているときに第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう異常があって残りの燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサの出力値の推移を示した図であり、図８（Ｃ）は、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているときに第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常があって残りの燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサの出力値の推移を示した図である。
【図９】図９（Ａ）は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに全ての燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサの出力値の推移を示した図であり、図９（Ｂ）は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう異常があって残りの燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサの出力値の推移を示した図であり、図９（Ｃ）は、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常があって残りの燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサの出力値の推移を示した図である。
【図１０】図１０は、上流側空燃比センサの一部を示した部分概略斜視図である。
【図１１】図１１は、上流側空燃比センサの一部を示した部分断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、上流側空燃比センサの空燃比検出素子の構成を示した断面図であり、図１２（Ｂ）は、上流側空燃比センサの空燃比検出素子に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが到来したときの様子を示した断面図であり、図１２（Ｂ）は、上流側空燃比センサの空燃比検出素子に理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが到来したときの様子を示した断面図である。
【図１３】図１３は、上流側空燃比センサに到来する排気ガスの空燃比と上流側空燃比センサから出力される限界電流値との関係を示した図である。
【図１４】図１４は、第１実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図１５】図１５は、第１実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するか否かを示す気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するか否かを示す気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するか否かを示す気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図１８】図１８は、第４実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するか否かを示す気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図１９】図１９は、第５実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するか否かを示す気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図２０】図２０は、第６実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するか否かを示す気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例であるフローチャートを示した図である。
【図２１】図２１は、上流側空燃比センサの空燃比検出素子であって、触媒を備えた空燃比検出素子の構成を示した断面図である。
【図２２】図２２は、ハイブリッドシステムの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の多気筒内燃機関の気筒間空燃比インバランス判定装置の実施形態について説明する。図１は、本発明の気筒間空燃比インバランス判定装置が適用された火花点火式の多気筒内燃機関の全体図である。以下で説明する火花点火式多気筒内燃機関は、吸気行程と圧縮行程と膨張行程と排気行程との４つの行程を順に繰り返し行ういわゆる４サイクル内燃機関である。
【００２７】
図１において、参照符号１０は、火花点火式の多気筒内燃機関（以下単に「内燃機関」という）を示している。また、内燃機関１０は、本体（以下これを「機関本体」という）２０を有する。機関本体２０は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを有する。また、機関本体２０は、シリンダブロック内に形成されたシリンダボアの内壁面と、シリンダボア内に配置されるピストンの頂面と、シリンダヘッドの下壁面とによって形成される４つの燃焼室２１を有する。
【００２８】
なお、図１において、♯１は、最も下側に図示されている燃焼室（以下この燃焼室を「第１気筒」ともいう）２１を示しており、♯２は、第１気筒♯１の直ぐ上側に図示されている燃焼室（以下この燃焼室を「第２気筒」ともいう）２１を示しており、♯３は、第２気筒♯２の直ぐ上側に図示されている燃焼室（以下この燃焼室を「第３気筒」ともいう）２１を示しており、♯４は、第３気筒♯３の直ぐ上側に図示されている燃焼室（以下この燃焼室を「第４気筒」ともいう）２１を示している。
【００２９】
また、シリンダヘッドには、各燃焼室２１に連通する吸気ポート２２が形成されている。この吸気ポート２２を介して燃焼室２１に空気が吸入される。吸気ポート２２は、吸気弁（図示せず）によって開閉される。さらに、シリンダヘッドには、各燃焼室２１に連通する排気ポート２３が形成されている。この排気ポート２３に燃焼室２１から排気ガスが排出される。排気ポート２３は、排気弁（図示せず）によって開閉される。
【００３０】
また、シリンダヘッドには、各燃焼室２１に対応して点火栓２４が配置されている。各点火栓２４は、燃焼室２１に形成される燃料と空気との混合気に点火することができるように燃焼室２１内に露出するようにシリンダヘッドに配置されている。さらに、シリンダヘッドには、各吸気ポート２２に対応して燃料噴射弁２５が配置されている。各燃料噴射弁２５は、吸気ポート２２内に燃料を噴射することができるように吸気ポート２２内に露出するようにシリンダヘッドに配置されている。
【００３１】
吸気ポート２２には、吸気枝管３１が接続されている。排気枝管３１は、吸気ポート２２にそれぞれ接続される枝部と、これら枝部が集合するサージタンク部とを有する。また、吸気枝管３１のサージタンク部には、吸気管３２が接続されている。本実施形態では、これら吸気ポート２２と吸気枝管３１と吸気管３２とによって吸気通路３０が形成されている。また、吸気管３２には、エアフィルタ３３が配置されている。さらに、エアフィルタ３３と吸気枝管３１との間の吸気管３２には、スロットル弁３４が回動可能に配置されている。スロットル弁３４には、このスロットル弁３４を駆動するアクチュエータ３４ａが接続されている。スロットル３４がアクチュエータ３４ａによって回動せしめられることによって、吸気管３１の内部の流路面積が変更せしめられ、これによって、燃焼室２１に吸入される空気の量が制御せしめられる。
【００３２】
一方、排気ポート２３には、排気枝管４１が接続されている。排気枝管４１は、排気ポート２３にそれぞれ接続される枝部４１ａと、これら枝部が集合する排気集合部４１ｂとを有する。また、排気枝管４１の排気集合部４１ｂには、排気管４２が接続されている。本実施形態では、これら排気ポート２３と排気枝管４１と排気管４２とによって排気通路４０が形成されている。また、排気管４２には、排気ガス中の特定成分を浄化する排気浄化触媒（以下この排気浄化触媒を「上流側触媒」という）４３が配置されている。さらに、この上流側触媒４３の下流の排気管４２には、同じく排気ガス中の特定成分を浄化する排気浄化触媒（以下この排気浄化触媒を「下流側触媒」という）４４が配置されている。
【００３３】
上流側触媒４３は、いわゆる三元触媒であり、図２に示されているように、その温度が或る温度（すなわち、いわゆる活性温度）よりも高く且つそこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍の領域Ｘ内の空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物（以下これを「ＮＯｘ」と表記する）と、一酸化炭素（以下これを「ＣＯ」と表記する）と、炭化水素（以下これを「ＨＣ」と表記する）とを同時に高い浄化率でもって浄化することができる。一方、上流側触媒４３は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに排気ガス中の酸素を吸蔵し、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときにそこに吸蔵されている酸素を放出する能力（以下この能力を「酸素吸蔵・放出能力」という）を有する。したがって、この酸素吸蔵・放出能力が正常に機能している限り、上流側触媒４３に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であっても理論空燃比よりもリッチな空燃比であっても、上流側触媒４３の内部雰囲気が略理論空燃比近傍に維持されることから、上流側触媒４３において排気ガス中のＮＯｘとＣＯとＨＣとが同時に高い浄化率で浄化される。
【００３４】
下流側触媒４４も、いわゆる三元触媒であり、上流側触媒４３と同じく、ＮＯｘとＣＯとＨＣとを同時に高い浄化率でもって浄化することができると共に、酸素吸蔵・放出能力を有する。
【００３５】
また、吸気管３２には、この吸気管３２内を流れる空気の量、すなわち、燃焼室２１に吸入される空気の量（以下この空気の量を「吸気量」という）を検出するエアフローメータ５１が配置されている。
【００３６】
また、機関本体２０には、クランクシャフト（図示せず）の回転位相を検出するクランクポジションセンサ５３が配置されている。クランクポジションセンサ５３は、クランクシャフトが１０°回転する毎に幅狭のパルスを出力すると共に、クランクシャフトが３６０°回転する毎に幅広のパルスを出力する。これらパルスに基づいてクランクシャフトの回転数、すなわち、機関回転数が算出される。また、アクセル開度センサ５７は、アクセルペダルＡＰの踏込量を検出する。
【００３７】
また、上流側触媒４３の上流の排気管４２には、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ（以下この空燃比センサを「上流側空燃比センサ」という）５５が配置されている。さらに、上流側触媒４３の下流の排気管４２であって下流側触媒４４の上流の排気管４２には、同じく排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ（以下この空燃比センサを「下流側空燃比センサ」という）５６が配置されている。
【００３８】
上流側空燃比センサ５５は、図３（Ａ）に示されているように、検出される排気ガスの空燃比がリッチであるほど小さい出力値Ｉを出力し、検出される排気ガスの空燃比がリーンであるほど大きい出力値Ｉを出力するいわゆる限界電流式の酸素濃度センサである。
【００３９】
一方、下流側空燃比センサ５６は、図３（Ｂ）に示されているように、検出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときに比較的大きい一定の出力値Ｖｇを出力し、検出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに比較的小さい一定の出力値Ｖｓを出力し、検出される排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに上記比較的大きい一定の出力値Ｖｇと上記比較的小さい一定の出力値Ｖｓとの中間の出力値Ｖｍを出力するいわゆる起電力式の酸素濃度センサである。
【００４０】
図１に示されている電気制御装置（ＥＣＵ）６０は、マイクロコンピュータからなり、双方向性バスによって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６３と、バックアップＲＡＭ６４と、ＡＤ変換器を含むインターフェース６５とを有する。インターフェース６５は、点火栓２４、燃料噴射弁２５、および、スロットル弁３４用のアクチュエータ３４ａに接続されている。また、エアフローメータ５１、クランクポジションセンサ５３、上流側空燃比センサ５５、下流側空燃比センサ５６、および、アクセル開度センサ５７も、インターフェース６５に接続されている。
【００４１】
ところで、本実施形態では、内燃機関１０の運転状態、特に、機関回転数と機関負荷とに応じて燃焼室２１に形成される混合気（以下この燃焼室に形成される混合気を単に「混合気」という）の空燃比として目標とすべき空燃比（以下この空燃比を「目標空燃比」という）ＴＡ／Ｆが図４に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形で予め電子制御装置６０に記憶されている。そして、内燃機関の運転中（以下「機関運転中」という）、図４のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに応じた目標空燃比ＴＡ／Ｆが読み込まれ、混合気の空燃比が目標空燃比になるように、エアフローメータ５１によって検出される吸気量に応じて各燃料噴射弁２５から噴射される燃料の量（以下この量を「燃料噴射量」という）が制御される。なお、吸気量は、内燃機関に要求されている出力に応じてスロットル弁３４の開度が制御されることによって制御される。
【００４２】
ここで、目標空燃比が理論空燃比であり、混合気の空燃比をこの理論空燃比に制御する場合の燃料噴射量の制御について説明する。
【００４３】
上流側空燃比センサ５５において排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であることが検出されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比になっていることになる。そこで、このとき、本実施形態では、混合気の空燃比が理論空燃比に近づくように、燃料噴射量が徐々に増量せしめられる。一方、上流側空燃比センサ５５において排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であることが検出されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていることになる。そこで、このとき、本実施形態では、混合気の空燃比が理論空燃比に近づくように、燃料噴射量が徐々に減量せしめられる。このように燃料噴射量が制御されることによって、混合気の空燃比が全体として理論空燃比に制御されることになる。
【００４４】
ところで、上述したように燃料噴射量が制御される場合、混合気の空燃比は、理論空燃比を跨いで理論空燃比よりもリッチな空燃比になったり理論空燃比よりもリーンな空燃比になったりする。別の云い方をすれば、混合気の空燃比は、理論空燃比を跨いで振幅する。ここで、混合気の空燃比を理論空燃比に制御するという観点では、理論空燃比を跨いだ混合気の空燃比の振幅が小さいことが望ましい。すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときには、混合気の空燃比を可能な限り迅速に理論空燃比に近づけ、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときには、混合気の空燃比を可能な限り迅速に理論空燃比に近づけることが望ましい。
【００４５】
そこで、本実施形態では、上流側空燃比センサ５５において混合気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に反転したことが検出されたとき、燃料噴射量がスキップ的に比較的大きく減量せしめられる。これによれば、混合気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に反転したとき、混合気の空燃比が比較的大きく理論空燃比に近づけられる。一方、上流側空燃比センサ５５において混合気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に反転したことが検出されたとき、燃料噴射量がスキップ的に比較的大きく増量せしめられる。これによれば、混合気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に反転したとき、混合気の空燃比が比較的大きく理論空燃比に近づけられる。斯くして、理論空燃比を跨いだ混合気の空燃比の振幅が小さくなる。
【００４６】
ところで、混合気の空燃比をさらに迅速に理論空燃比に近づけるためには、混合気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に反転したときに燃料噴射量をスキップ的に減量する量（以下この量を「スキップ減量値」という）を、混合気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に反転したときの混合気の空燃比と理論空燃比との差が大きいほど大きくし、混合気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に反転したときに燃料噴射量をスキップ的に増量する量（以下この量を「スキップ増量値」という）を、混合気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に反転したときの混合気の空燃比と理論空燃比との差が大きいほど大きくすることが望ましい。
【００４７】
そこで、本実施形態では、これらスキップ減量値およびスキップ増量値が以下のように制御される。
【００４８】
すなわち、下流側空燃比センサ５６において理論空燃比よりもリーンな空燃比が検出されている期間（以下この期間を「リーン期間」という）が長いほど、混合気の空燃比が大幅に理論空燃比よりもリーンな空燃比になっていると言える。すなわち、上述したように、上流側触媒４３から流出する排気ガスの空燃比は、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力によって理論空燃比になるはずである。しかしながら、それでもなお、リーン期間が長い場合とは、上流側触媒４３が吸蔵することができないほど多量の酸素が上流側触媒４３に流入している場合、すなわち、混合気の空燃比が大幅に理論空燃比よりもリーンな空燃比になっている場合であると言える。そこで、本実施形態では、上流側空燃比センサ５５において混合気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に反転したことが検出されたときに、リーン期間が長いほど、スキップ増量値が大きくされる。
【００４９】
一方、下流側空燃比センサ５６において理論空燃比よりもリッチな空燃比が検出されている期間（以下この期間を「リッチ期間」という）が長いほど、混合気の空燃比が大幅に理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていると言える。すなわち、上述したように、上流側触媒４３から流出する排気ガスの空燃比は、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力によって理論空燃比になるはずである。しかしながら、それでもなお、リッチ期間が長い場合とは、上流側触媒４３に吸蔵されている全ての酸素が放出されてしまうほど上流側触媒４３に流入する酸素の量が少ない場合、すなわち、混合気の空燃比が大幅に理論空燃比よりもリッチな空燃比になっている場合であると言える。そこで、本実施形態では、上流側空燃比センサ５５において混合気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に反転したことが検出されたときに、リッチ期間が長いほど、スキップ減量値が大きくされる。
【００５０】
このように燃料噴射量が制御されることによって混合気の空燃比が全体として精度良く理論空燃比に制御されることになる。
【００５１】
次に、本実施形態に従った燃料噴射量の制御を実行するフローチャートの一例について説明する。本実施形態に従った燃料噴射量の制御を実行するフローチャートとして、図５〜図７に示されているフローチャートが利用される。
【００５２】
図５は、燃料噴射弁２５から燃料を噴射する時間を算出するフローチャートである。図５のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１０において、機関回転数Ｎに対する吸気量Ｇａの割合Ｇａ／Ｎが算出される。次いで、ステップ１１において、ステップ１０で算出された割合Ｇａ／Ｎに定数αを掛けた値Ｇａ／Ｎ・αが基本燃料噴射時間ＴＡＵＰに入力される。次いで、ステップ１２において、ステップ１１で算出された基本燃料噴射時間ＴＡＵＰに空燃比補正係数（この補正係数は図６のルーチンによって算出される係数であり、その詳細は後述する）ＦＡＦと内燃機関の運転状態に応じて定まる定数βおよび定数γを掛けた値ＴＡＵＰ・ＦＡＦ・β・γが燃料噴射時間ＴＡＵに入力され、ルーチンが終了する。本実施形態では、ステップ１２で算出された燃料噴射時間ＴＡＵだけ燃料噴射弁２５から燃料が噴射される。
【００５３】
図６は、図５のステップ１２で用いられる空燃比補正係数ＦＡＦを算出するフローチャートである。図６のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２０において、上流側空燃比センサ５５によって検出される排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比Ａ／Ｆｓｔよりも大きい（Ａ／Ｆ＞Ａ／Ｆｓｔ）か否か、すなわち、燃焼室２１から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるか否かが判別される。ここで、Ａ／Ｆ＞Ａ／Ｆｓｔであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２１以降のステップに進む。一方、Ａ／Ｆ≦Ａ／Ｆｓｔであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２５以降のステップに進む。
【００５４】
ステップ２０においてＡ／Ｆ＞Ａ／Ｆｓｔであると判別され、すなわち、燃焼室２１から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判別され、ルーチンがステップ２１に進むと、上流側空燃比センサ５５によって検出される排気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に反転した直後であるか否かが判別される。ここで、排気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に反転した直後であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２２に進み、前回、図６のルーチンが実行されたときに算出された空燃比補正係数ＦＡＦにスキップ増量値（このスキップ増量値は図７のルーチンによって算出される値であり、その詳細は後述する）ＲＳＲを加えた値ＦＡＦ＋ＲＳＲが新たな空燃比補正係数ＦＡＦとされる。次いで、ステップ２３において、ステップ２２で算出された空燃比補正係数ＦＡＦが許容範囲内の値になるようにガードされ、ルーチンが終了する。一方、ステップ２１において、排気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に反転した直後ではないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ２４に進み、前回、図６のルーチンが実行されたときに算出された空燃比補正係数ＦＡＦに一定値ＫＩＲを加えた値ＦＡＦ＋ＫＩＲが新たな空燃比補正係数ＦＡＦとされる。次いで、ステップ２３において、ステップ２４で算出された空燃比補正係数ＦＡＦが許容範囲内の値になるようにガードされ、ルーチンが終了する。
【００５５】
一方、ステップ２０においてＡ／Ｆ≦Ａ／Ｆｓｔであると判別され、すなわち、燃焼室２１から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であると判別され、ルーチンがステップ２５に進むと、上流側空燃比センサ５５によって検出される排気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に反転した直後であるか否かが判別される。ここで、排気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に反転した直後であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ２６に進み、前回、図６のルーチンが実行されたときに算出された空燃比補正係数ＦＡＦからスキップ減量値（このスキップ減量値は図７のルーチンによって算出される値であり、その詳細は後述する）ＲＳＬを引いた値ＦＡＦ−ＲＳＬが新たな空燃比補正係数ＦＡＦとされる。次いで、ステップ２３において、ステップ２６で算出された空燃比補正係数ＦＡＦが許容範囲内の値になるようにガードされ、ルーチンが終了する。一方、ステップ２５において、排気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に反転した直後ではないと判別されたときには、ルーチンは、ステップ２７に進み、前回、図６のルーチンが実行されたときに算出された空燃比補正係数ＦＡＦから一定値ＫＩＬを引いた値ＦＡＦ−ＫＩＬが新たな空燃比補正係数とされる。次いで、ステップ２３において、ステップ２７で算出された空燃比補正係数ＦＡＦが許容範囲内の値になるようにガードされ、ルーチンが終了する。
【００５６】
図７は、図６のステップ２２で用いられるスキップ増量値ＲＳＲおよび図６のステップ２６で用いられるスキップ減量値ＲＳＬを算出するフローチャートである。図７のルーチンが開始されると、始めに、ステップ４０において、下流側空燃比センサ５６によって検出される排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比Ａ／Ｆｓｔよりも大きい（Ａ／Ｆ＞Ａ／Ｆｓｔ）か否か、すなわち、上流側触媒４３から流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるか否かが判別される。ここで、Ａ／Ｆ＞Ａ／Ｆｓｔであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ４１に進む。一方、Ａ／Ｆ≦Ａ／Ｆｓｔであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ４４に進む。
【００５７】
ステップ４０においてＡ／Ｆ＞Ａ／Ｆｓｔであると判別され、すなわち、上流側触媒４３から流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判別され、ルーチンがステップ４１に進むと、前回、図７のルーチンが実行されたときに算出されたスキップ増量値ＲＳＲに所定量ΔＲＳを加えた値ＲＳＲ＋ΔＲＳが新たなスキップ増量値ＲＳＲとされる。次いで、ステップ４２において、ステップ４１で算出されたスキップ増量値ＲＳＲが許容範囲内の値になるようにガードされる。次いで、ステップ４３において、ステップ４２でガードされたスキップ増量値ＲＳＲを定数Ｒから引いた値が新たなスキップ減量値ＲＳＬとされ、ルーチンが終了する。
【００５８】
一方、ステップ４０においてＡ／Ｆ≧Ａ／Ｆｓｔであると判別され、すなわち、上流側触媒４３から流出する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であると判別され、ルーチンがステップ４４に進むと、前回、図７のルーチンが実行されたときに算出されたスキップ増量値ＲＬＲから所定量ΔＲＳを引いた値ＲＳＲ−ΔＲＳが新たなスキップ増量値ＲＳＲとされる。次いで、ステップ４２において、ステップ４４で算出されたスキップ増量値ＲＳＲが許容範囲内の値になるようにガードされる。次いで、ステップ４３において、ステップ４２でガードされたスキップ増量値ＲＳＲを定数Ｒから引いた値が新たなスキップ増量値ＲＳＬとされ、ルーチンが終了する。
【００５９】
ところで、内燃機関１０は、４つの燃料噴射弁２５を有する。そして、これら燃料噴射弁２５のうち、例えば、１つの燃料噴射弁２５に不具合があると、以下のような現象が生じる。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、空燃比センサ５５、５６によって検出される排気ガスの空燃比に基づいて混合気の空燃比が目標空燃比になるように各燃料噴射弁２５から噴射される燃料の量が制御される。すなわち、空燃比センサ５５、５６によって検出される排気ガスの空燃比に基づいて混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判断されたときには、各燃料噴射弁２５において燃料噴射量が増量され、空燃比センサ５５、５６によって検出される排気ガスの空燃比に基づいて混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであると判断されたときには、各燃料噴射弁２５において燃料噴射量が減量される。云い方を換えれば、本実施形態では、空燃比センサ５５、５６が各燃焼室２１毎に配置されているのではなく各燃焼室２５に共通して配置されていることから、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判断されたとき、全ての燃焼室２１において混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判断されることになるし、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であると判断されたとき、全ての燃焼室２１において混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であると判断されることになる。このため、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判断されたとき、全ての燃料噴射弁２５において燃料噴射量が増量され、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であると判断されたとき、全ての燃料噴射弁２５において燃料噴射量が減量されることになる。
【００６１】
ここで、例えば、全ての燃料噴射弁２５において同じ量の燃料が噴射されるように電子制御装置６０から各燃料噴射弁２５に指令が発せられたときに、電子制御装置６０から指令された量（以下この量を「指令燃料噴射量」という）の燃料よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合が１つの燃料噴射弁２５にある場合（以下この不具合のある燃料噴射弁を「異常のある燃料噴射弁」という）、残りの燃料噴射弁（以下これら燃料噴射弁を「正常な燃料噴射弁」という）２５において指令燃料噴射量の燃料が噴射されて対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比になっているとしても、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比は、理論空燃比よりもリッチな空燃比になってしまう。したがって、このとき、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションが悪化してしまう。
【００６２】
そして、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１から排出された排気ガスが上流側空燃比センサ５５に到達すると、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていると判断され、全ての燃料噴射弁２５において燃料噴射量が減量されることから、正常な燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比になってしまう。したがって、このとき、正常な燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションも悪化してしまう。
【００６３】
もちろん、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になったり、正常な燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比になったりしたとしても、本実施形態の空燃比制御によれば、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比になるように各燃料噴射弁２５における燃料噴射量が制御されるのであるから、混合気の空燃比は、全体として見れば、理論空燃比に制御されているとも言えなくもない。しかしながら、混合気の空燃比が全体として見れば理論空燃比に制御されていると言えたとしても、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比を個別に見てみると、本実施形態の空燃比制御が実行されている間、混合気の空燃比が大幅に理論空燃比よりもリッチな空燃比になったり大幅に理論空燃比よりもリーンな空燃比になったりしているので、いずれにしても、各燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションが悪化していることになる。
【００６４】
一方、全ての燃料噴射弁２５において同じ量の燃料が噴射されるように電子制御装置６０から指令が各燃料噴射弁２５に発せられたときに、電子制御装置６０から指令された指令燃料噴射量の燃料よりも少ない量の燃料しか噴射されない不具合が１つの燃料噴射弁２５にある場合（以下この不具合のある燃料噴射弁も「異常のある燃料噴射弁」という）、残りの正常な燃料噴射弁２５において指令燃料噴射量の燃料が噴射されて対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比になっているとしても、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比は理論空燃比よりもリーンな空燃比になってしまう。したがって、このとき、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションが悪化してしまう。
【００６５】
そして、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１から排出された排気ガスが上流側空燃比センサ５５に到達すると、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であると判断され、全ての燃料噴射弁２５において燃料噴射量が増量させることから、正常な燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になってしまう。したがって、このとき、正常な燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションも悪化してしまう。
【００６６】
もちろん、異常のある燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比になったり、正常な燃料噴射弁２５に対応する燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になったりしたとしても、本実施形態の空燃比制御によれば、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比になるように各燃料噴射弁２５における燃料噴射量が制御されるのであるから、混合気の空燃比は、全体として見れば、理論空燃比に制御されているとも言えなくもない。しかしながら、混合気の空燃比が全体として見れば理論空燃比に制御されていると言えたとしても、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比を個別に見てみると、本実施形態の空燃比制御が実行されている間、混合気の空燃比が大幅に理論空燃比よりもリーンな空燃比になったり、大幅に理論空燃比よりもリッチな空燃比になったりしているので、いずれにしても、各燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションが悪化していることになる。
【００６７】
このように、指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合が或る特定の燃料噴射弁２５にある場合であっても、指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない不具合が或る特定の燃料噴射弁２５にある場合であっても、燃焼室２１から排出される排気ガスのエミッションが悪化することになる。
【００６８】
こうした事情に鑑みると、特定の燃料噴射弁２５に不具合があって、この燃料噴射弁２５において指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう状態や指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない状態、すなわち、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比の間にバラツキが生じている状態（以下この状態を「気筒間空燃比インバランス状態」という）が生じていることを知ることは、排気ガスのエミッションの状態を知り、排気ガスのエミッションの悪化を改善する対策を講じる上で極めて重要である。
【００６９】
そこで、本実施形態では、以下の知見に基づいて気筒間空燃比インバランス状態が生じているか否か、すなわち、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【００７０】
すなわち、クランクシャフトの回転角度をクランク角度と称したとき、内燃機関１０では、各燃焼室２１においてクランク角度１８０°ずつずれたタイミングで第１気筒♯１、第４気筒♯４、第３気筒♯３、第２気筒♯２の順に排気行程が順次行われるようになっている。したがって、各燃焼室２１から排気ガスがクランク角度１８０°ずつずれて順次排出され、これら排気ガスが上流側空燃比センサ５５に順次到達することになる。したがって、上流側空燃比センサ５５は、概ね、第１気筒♯１から排出された排気ガスの空燃比、第４気筒♯４から排出された排気ガスの空燃比、第３気筒♯３から排出された排気ガスの空燃比、そして、第２気筒♯２から排出された排気ガスの空燃比を順次検出することになる。
【００７１】
ここで、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合、上流側空燃比センサ５５に到達した排気ガスの空燃比に対応して上流側空燃比センサ５５が出力する出力値（以下この出力値を「上流側空燃比センサ出力値」という）は、図８（Ａ）に示されているように推移する。すなわち、上述したように、本実施形態の空燃比制御によれば、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比を理論空燃比に制御しようとする場合、各燃焼室２１に形成される混合気の空燃比は、理論空燃比よりもリッチな空燃比にされたり理論空燃比よりもリーンな空燃比にされたりすることによって全体として理論空燃比に制御される。そして、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であることが上流側空燃比センサ５５によって検出されたときには、可能な限り迅速に混合気の空燃比が理論空燃比に達するように各燃料噴射弁２５における燃料噴射量に対する増量値が設定され、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであることが上流側空燃比センサ５５によって検出されたときには、可能な限り迅速に混合気の空燃比が理論空燃比に達するように各燃料噴射弁２５における燃料噴射量に対する減量値が設定される工夫がなされている。このため、全ての燃料噴射弁２５が正常であれば、図８（Ａ）に示されているように、上流側空燃比センサ出力値は、理論空燃比に対応する上流側空燃比センサ出力値を跨いで比較的小さい幅で上下動を繰り返すことになる。
【００７２】
一方、第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合があって、残りの気筒♯２〜♯４に対応する燃料噴射弁２５が正常である場合、上流側空燃比センサ出力値は、図８（Ｂ）に示されているように推移する。すなわち、異常のある燃料噴射弁２５に対応する第１気筒♯１に形成される混合気の空燃比は、理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になっていることから、第１気筒♯１から排出される排気ガスの空燃比も理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になっている。このため、第１気筒♯１から排出された排気ガスが上流側空燃比センサ５５に到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、第１気筒♯１から排出された排気ガスの空燃比、すなわち、理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比に対応する出力値に向かって一気に小さくなる。そして、本実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比に対応する出力値になったとき、すなわち、上流側空燃比センサ５５が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比を検出したとき、全ての燃料噴射弁２５における燃料噴射量が大幅に減量せしめられ、第４気筒♯４、第３気筒♯３、および、第２気筒♯２に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になる。このため、これら第４気筒♯４〜第２気筒♯２から排出された排気ガスが上流側空燃比センサ５５に到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、これら気筒♯４〜♯２から排出された排気ガスの空燃比、すなわち、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比に対応する出力値に向かって一気に大きくなる。そして、本実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリーンな空燃比に対応する出力値になったとき、すなわち、上流側空燃比センサ５５が理論空燃比よりもリーンな空燃比を検出したとき、全ての燃料噴射弁２５における燃料噴射量が増量せしめられ、再び、第１気筒♯１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になる。このため、或る特定の燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合がある場合、図８（Ｂ）に示されているように、上流側空燃比センサ出力値は、理論空燃比に対応する出力値を跨いで比較的大きい幅で上下動を繰り返すことになる。
【００７３】
一方、第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない不具合があって、残りの気筒♯２〜♯４に対応する燃料噴射弁２５が正常である場合、上流側空燃比センサ出力値は、図８（Ｃ）に示されているように推移する。すなわち、異常のある燃料噴射弁２５に対応する第１気筒♯１に形成される混合気の空燃比は、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になっていることから、第１気筒♯１から排出される排気ガスの空燃比も理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になっている。このため、第１気筒♯１から排出された排気ガスが上流側空燃比センサ５５に到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、第１気筒♯１から排出された排気ガスの空燃比、すなわち、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比に対応する出力値に向かって一気に大きくなる。そして、本実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比に対応する出力値になったとき、すなわち、上流側空燃比センサ５５が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比を検出したとき、全ての燃料噴射弁２５における燃料噴射量が大幅に増量せしめられ、第４気筒♯４、第３気筒♯３、および、第２気筒♯２に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になる。このため、これら第４気筒♯４〜第２気筒♯２から排出された排気ガスが上流側空燃比センサ５５に到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、これら気筒♯４〜♯２から排出された排気ガスの空燃比、すなわち、理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比に対応する出力値に向かって一気に小さくなる。そして、本実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に対応する出力値になったとき、すなわち、上流側空燃比センサ５５が理論空燃比よりもリッチな空燃比を検出したとき、全ての燃料噴射弁２５における燃料噴射量が減量せしめられ、再び、第１気筒♯１に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になる。このため、或る特定の燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合がある場合、図８（Ｃ）に示されているように、上流側空燃比センサ出力値は、理論空燃比に対応する出力値を跨いで比較的大きい幅で上下動を繰り返すことになる。
【００７４】
このように、或る特定の燃料噴射弁２５に異常がある場合の上流側空燃比センサ出力値の推移は、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合の上流側空燃比センサ出力値の推移とは大きく異なる。
【００７５】
特に、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合、図８（Ａ）に示されているように、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾き（以下この平均の傾きを単に「傾き」という）は、比較的小さい傾きα１である。一方、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾き（以下この平均の傾きも単に「傾き」という）は、比較的小さい傾きα２である。そして、この場合、これら傾きα１の絶対値と傾きα２の絶対値とは略等しい。
【００７６】
一方、或る特定の燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう異常がある場合、図８（Ｂ）に示されているように、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい傾きα３である。一方、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい傾きα４である。そして、この場合、上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きα３の絶対値は、上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きα４の絶対値よりも若干大きい。
【００７７】
一方、或る特定の燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常がある場合、図８（Ｃ）に示されているように、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい値α５である。一方、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい傾きα６である。そして、この場合、上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きα５の絶対値は、上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きα６の絶対値よりも若干大きい。
【００７８】
このように、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値は、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合、特定の燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料を噴射してしまう異常がある場合、および、特定の燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量の燃料よりも少ない燃料しか噴射しない異常がある場合において、それぞれ、特有の値をとる。したがって、この傾きの絶対値を利用すれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することができる。すなわち、特定の燃料噴射弁２５に異常がある場合に上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値は、基本的には、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合に上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値よりも大きい。したがって、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合に上流側空燃比センサ出力値が辿るラインがとり得る傾きの絶対値を閾値として設定し、或いは、その傾きの絶対値よりも大きい値を閾値として設定しておき、機関運転中、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値がこの閾値よりも大きいとき、気筒間空燃比インバランス状態が生じているものと判定することができる。
【００７９】
ところで、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して説明した気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定は、混合気の空燃比を理論空燃比に制御しようとしている場合（すなわち、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比である場合）におけるものであるが、この空燃比インバランス状態の有無の判定は、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御しようとしている場合（すなわち、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比である場合）にも当てはまる。
【００８０】
すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合、上流側空燃比センサ５５に到達した排気ガスの空燃比の空燃比に対応して上流側空燃比センサ出力値（すなわち、上流側空燃比センサ５５の出力値）は、図９（Ａ）に示されているように推移する。すなわち、このときの上流側空燃比センサ出力値の推移は、図８（Ａ）に示されている上流側空燃比センサ出力値の推移に比べて、全体的に、よりリッチな空燃比側にずれた形態で比較的小さい幅で上下動を繰り返す。しかしながら、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、図９（Ａ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きは、図８（Ａ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きと同じく、比較的小さい傾きα１である。同様に、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、図９（Ａ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きは、図８（Ａ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きと同じく、比較的小さい傾きα２である。
【００８１】
一方、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量（すなわち、電子制御装置６０から各燃料噴射弁２５に指令される各燃料噴射弁２５から噴射すべき燃料の量）よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合があって、残りの気筒♯２〜♯４に対応する燃料噴射弁２５が正常である場合、上流側空燃比センサ出力値は、図９（Ｂ）に示されているように推移する。すなわち、このときの上流側空燃比センサ出力値の推移は、図８（Ｂ）に示されている上流側空燃比センサ出力値の推移に比べて、全体的に、よりリッチな空燃比側にずれた状態で比較的大きい幅で上下動を繰り返す。そして、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、図９（Ｂ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きは、図８（Ｂ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きと同じく、比較的大きい傾きα３である。同様に、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きは、図８（Ｂ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きと同じく、比較的大きい傾きα４である。
【００８２】
一方、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、第１気筒♯１に対応する燃料噴射弁２５に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない不具合があって、残りの気筒♯２〜♯４に対応する燃料噴射弁２５が正常である場合、上流側空燃比センサ出力値は、図９（Ｃ）に示されているように推移する。すなわち、このときの上流側空燃比センサ出力値の推移は、図８（Ｃ）に示されている上流側空燃比センサ出力値の推移に比べて、全体的に、よりリッチな空燃比側にずれた状態で比較的大きい幅で上下動を繰り返す。そして、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、図９（Ｃ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きは、図８（Ｃ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きと同じく、比較的大きい値α５である。同様に、上流側空燃比センサ５５に到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、図９（Ｃ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きは、図８（Ｃ）に示されている上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾きと同じく、比較的大きい値α６である。
【００８３】
このように、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときにおいても、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているときと同様に、特定の燃料噴射弁２５に異常がある場合（すなわち、気筒間空燃比インバランス状態が生じている場合）には、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値は、全ての燃料噴射弁２５が正常である場合（すなわち、気筒間空燃比インバランス状態が生じていない場合）に上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値よりも大きい。したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに全ての燃料噴射弁２５が正常である場合に上流側空燃比センサ出力値が辿るラインがとり得る傾きの絶対値を閾値として設定し、或いは、その傾きの絶対値よりも大きい値を閾値として設定しておき、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きの絶対値がこの閾値よりも大きいとき、気筒間空燃比インバランス状態が生じているものと判定することができる。
【００８４】
また、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して説明した気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定は、混合気の空燃比を理論空燃比に制御しようとしている場合（すなわち、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比である場合）におけるものであるが、この空燃比インバランス状態の有無の判定が混合気の空燃比理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御しようとしている場合に当てはまるのと同様に、この空燃比インバランス状態の有無の判定は、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御しようとしている場合（すなわち、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比である場合）にも当てはまる。
【００８５】
このように、上述した気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定は、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されている場合であっても、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている場合であっても、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されている場合であっても、利用可能である。
【００８６】
しかしながら、混合気の空燃比を理論空燃比に制御している場合、および、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御している場合に、上述した考え方に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したとき、その判定精度は、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御している場合に比べて低くなる。そこで、以下、混合気の空燃比を理論空燃比に制御している場合および混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御している場合に気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したとき、判定精度が低くなる理由について説明すると共に、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御している場合に気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したとき、判定精度が高くなる理由について説明する。
【００８７】
まず、混合気の空燃比を理論空燃比に制御している場合に気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したときに判定精度が低くなる理由について説明する。
【００８８】
上述したように、上流側空燃比センサ５５は、そこに到来する排気ガスの空燃比に応じて図３（Ａ）に示されている特性に従った出力値を出力する。上流側空燃比センサ５５がこのような出力値を出力するメカニズムは、以下の通りである。
【００８９】
すなわち、上流側空燃比センサ５５は、図１０および図１１に示されているように、空燃比検出素子５５ａと、外側保護カバー５５ｂと、内側保護カバー５５ｃとを有する。保護カバー５５ｂ、５５ｃは、空燃比検出素子５５ａを覆うようにこの空燃比検出素子５５ａをその内部に収容する。また、保護カバー５５ｂ、５５ｃは、上流側空燃比センサ５５に到達した排気ガスを排気管４２からその内部に流入させて空燃比検出素子５５ａに到達させるための流入孔５５ｂ１、５５ｃ１と、その内部に流入した排気ガスを排気管４２に流出させるための流出孔５５ｂ２、５５ｃ２とを有する。
【００９０】
そして、上流側空燃比センサ５５は、排気管４２内に保護カバー５５ｂ、５５ｃが露出するように排気管４２に配置される。したがって、排気管４２を流れる排気ガスＥＸは、図１０および図１１に矢印Ａｒ１で示されているように、外側保護カバー５５ｂの流入孔５５ｂ１を通って外側保護カバー５５ｂと内側保護カバー５５ｃとの間の空間に流入する。次いで、排気ガスは、矢印Ａｒ２で示されているように、内側保護カバー５５ｃの流入孔５５ｃ１を通ってこの内側保護カバー５５ｃの内部空間に流入し、空燃比検出素子５５ａに到達する。その後、排気ガスは、矢印Ａｒ３に示されているように、内側保護カバー５５ｃの流出孔５５ｃ２および外側保護カバー５５ｂの流出孔５５ｂ２を通って排気管４２に流出する。上流側空燃比センサ５５に到達した排気ガスが上流側空燃比センサ５５内をこのように流れることから、上流側空燃比センサ５５に到達した排気ガスは、外側保護カバー５５ｂの流出孔５５ｂ２近傍を流れる排気ガスの流れによって外側保護カバー５５ｂの流入孔５５ｂ１に吸い込まれることになる。
【００９１】
空燃比検出素子５５ａは、図１２（Ａ）に示されているように、固体電解質層５５１と、排気ガス側電極層５５２と、大気側電極層５５３と、拡散抵抗層（または、拡散律速層）５５４と、排気ガス側壁５５５と、大気側壁５５６と、ヒータ５５７とを有する。
【００９２】
固体電解質層５５１は、酸素イオン導電性酸化物の焼結体であり、例えば、ＺｒＯ２（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５５１は、その温度が或る温度（すなわち、いわゆる活性温度）よりも高いときに、後述する酸素電池特性および酸素ポンプ特性を発揮する。
【００９３】
また、排気ガス側電極層５５２は、触媒活性の高い貴金属、例えば、Ｐｔ（白金）からなる。また、排気ガス側電極層５５２は、固体電解質層５５１の１つの表面上に配置されている。また、排気ガス側電極層５５２は、例えば、化学メッキによって十分な浸透性を有するように、すなわち、多孔質状に形成されている。
【００９４】
一方、大気側電極層５５３は、触媒活性の高い貴金属、例えば、Ｐｔ（白金）からなる。また、大気側電極層５５３は、排気ガス側電極層５５２が配置されている固体電解質層５５１の表面とは反対側の固体電解質層５５１の表面上に配置されている。すなわち、固体電解質層５５１は、排気ガス側電極層５５２と大気側電極層５５３によって挟まれている。また、大気側電極層５５３は、例えば、化学メッキによって十分な浸透性を有するように、すなわち、多孔質状に形成されている。
【００９５】
これら排気ガス側電極層５５２および大気側電極層５５３には、電源６７９が接続されている。そして、これら排気ガス側電極層５５２および大気側電極層５５３には、排気ガス側電極層５５２よりも大気側電極層５５３のほうが電位が高くなるように電源６７９から電圧が印加される。
【００９６】
また、拡散抵抗層５５４は、耐熱性無機物質である多孔質セラミックからなる。また、拡散抵抗層５５４は、固体電解質層５５１の表面に接している排気ガス側電極層５５２の表面を除いた排気ガス側電極層５５２の表面を覆うように、例えば、プラズマ溶射法によって配置されている。
【００９７】
また、排気ガス側壁５５５は、緻密であって排気ガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。また、排気ガス側壁５５５は、拡散抵抗層５５４の一部（特に、拡散抵抗層５５４の角部）を除いて拡散抵抗層５５４を覆うように配置されている。すなわち、排気ガス側壁５５５は、拡散抵抗層５５４の一部を外部に露出させる貫通孔５５８を有する。
【００９８】
また、大気側壁５５６は、緻密であって排気ガスを透過させないアルミナセラミックスからなる。また、大気側壁５５６は、その内部に大気側電極層５５３を包囲する空間（以下この空間を「大気室」という）５５９を形成するように配置されている。そして、大気室５５９には、大気が導入される。
【００９９】
また、ヒータ５５７は、大気側壁５５６に埋設されている。ヒータ５５７に電力が供給されると、ヒータ５５７が発熱することによって固体電解質層５５１と排気ガス側電極層５５２と大気側電極層５５３とが加熱される。
【０１００】
ここで、空燃比検出素子５５ａに理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが到来すると、空燃比検出素子５５ａは、図１２（Ｂ）に示されているように機能する。すなわち、排気ガス側電極層５５２周りの排気ガス中の酸素の濃度が比較的高いことから、酸素が排気ガス側電極層５５２から大気側電極層５５３へ固体電解質層５５１を介して移動する。詳細には、空燃比検出素子５５ａに到達した排気ガスは、貫通孔５５８を通って拡散抵抗層５５４に流入する。そして、排気ガスが拡散抵抗層５５４を通って排気ガス側電極層５５２に到達すると、排気ガス中の酸素が排気ガス側電極層５５２によってイオン化される。このイオン化された酸素、すなわち、酸素イオンは、固体電解質層５５１を通って大気側電極層５５３に到達する。大気側電極層５５３に到達した酸素イオンは、大気側電極層５５３に電子を放出して酸素となって大気室５５９に流入する。こうした作用によって、電源５６０の正極から負極に向かって電流Ｉが流れることになる。このとき流れる電流Ｉの大きさは、図１３に示されているように、電源５６０の電圧が所定の値Ｖｐに設定されていれば、排気ガス側電極層５５２に到達した排気ガス中の酸素の濃度に比例した一定値となる。本実施形態では、電源５６０の電圧が所定の値Ｖｐに設定されており、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるとき、電源５６０の正極から負極に向かって流れる電流Ｉ（すなわち、限界電流Ｉｐ）に基づいて排気ガスの空燃比が把握される。
【０１０１】
一方、空燃比検出素子５５ａに理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが到来すると、空燃比検出素子５５ａは、図１２（Ｃ）に示されているように機能する。すなわち、排気ガス側電極層５５２周りの排気ガス中の酸素の濃度が比較的低いことから、酸素が大気側電極層５５３から排気ガス側電極層５５２へ固体電解質層５５１を介して移動する。詳細には、大気室５５９に導入されている大気中の酸素が大気側電極層５５３によってイオン化される。このイオン化された酸素、すなわち、酸素イオンは、固体電解質層５５１を通って排気ガス側電極層５５３に到達する。排気ガス側電極層５５２に到達した酸素イオンは、排気ガス側電極層５５２に電子を放出しつつ、排気ガス側電極層５５２周りの排気ガス中の未燃物、例えば、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および、水素（Ｈ２）を酸化する。こうした作用によって、電源５６０の負極から正極に向かって電流Ｉが流れることになる。このとき流れる電流Ｉの大きさも、図１３に示されているように、電源５６０の電圧が所定の値Ｖｐに設定されていれば、排気ガス側電極層５５２周りの排気ガス中の酸素の濃度に比例した一定値となる。本実施形態では、電源５６０の電圧が所定の値Ｖｐに設定されており、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるとき、電源５６０の負極から正極に向かって流れる電流Ｉ（すなわち、限界電流Ｉｐ）に基づいて排気ガスの空燃比が把握される。
【０１０２】
以上説明したように、上流側空燃比センサ５５は、そこに到来する排気ガスの空燃比に応じた出力値を出力する。すなわち、上流側空燃比センサ５５は、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときには、そこに到来する排気ガスの空燃比のリーン度合が大きいほど大きな正の電流値を出力し、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときには、そこに到来する排気ガスの空燃比のリッチ度合が大きいほど大きな負の電流値を出力する。したがって、上流側空燃比センサ５５に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときには、上流側空燃比センサ５５から出力される電流値は、零である。
【０１０３】
したがって、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化した場合、上流側空燃比センサ５５の出力値は、正の電流値から負の電流値に変化することになる。この場合、上流側空燃比センサ５５の排気ガス側電極層５５２から大気側電極層５５３に固体電解質層５５１を介して流れていた酸素イオンが大気側電極層５５３から排気ガス側電極層５５２に固体電解質層５５１を介して流れることになる。すなわち、固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きが逆転する。しかしながら、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したとき、それまで排気ガス側電極層５５２から大気側電極層５５３に向かって固体電解質層５５１内を流れていた酸素イオンがその流れの向きを変えなければならないのであるから、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したとき、固体電解質層５５１内における酸素イオンの流れの向きは、即座には逆転しない。
【０１０４】
一方、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化した場合、上流側空燃比センサ５５の出力値は、負の電流値から正の電流値に変化することになる。この場合、上流側空燃比センサ５５の大気側電極層５５３から排気ガス側電極層５５２に固体電解質層５５１を介して流れていた酸素イオンが排気ガス側電極層５５２から大気側電極層５５３に固体電解質層５５１を介して流れることになる。すなわち、固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きが逆転する。しかしながら、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したとき、それまで大気側電極層５５３から排気ガス側電極層５５２に向かって固体電解質層５５１内を流れていた酸素イオンがその向きを変えなければならないのであるから、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したとき、固体電解質層５５１内における酸素イオンの流れの向きは、即座には逆転しない。
【０１０５】
ここで、混合気の空燃比を理論空燃比に制御しようとしているとき、上述したように、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比は、理論空燃比よりもリーンな空燃比と理論空燃比よりもリッチな空燃比とを繰り返すことになる。したがって、この場合、上流側空燃比センサ５５がそこに到来する排気ガスの空燃比を極めて正確に示す出力値を出力するためには、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比と理論空燃比よりもリッチな空燃比との間で変化したときに、上流側空燃比センサ５５の固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きが即座に逆転しなければならない。しかしながら、上述したように、こうした固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きは、即座には逆転しない。したがって、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているとき、上流側空燃比センサ５５の出力値は、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比（すなわち、混合気の空燃比）を極めて正確には示さないことになる。
【０１０６】
上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定するためには、上流側空燃比センサ５５の出力値が上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比（すなわち、混合気の空燃比）を極めて正確に示していることが望まれる。言い換えれば、混合気の空燃比を理論空燃比に制御しようとしているときには、上流側空燃比センサ５５の出力値が上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比を極めて正確に示していないことから、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができないことになる。
【０１０７】
こうした理由から、混合気の空燃比を理論空燃比に制御している場合には、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したときに判定精度が低くなるのである。
【０１０８】
次に、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御している場合に気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したときに判定精度が低くなる理由について説明する。
【０１０９】
混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されている場合、燃焼室２１内における燃焼が不安定になり、場合によっては、燃焼室２１内において失火が生じることもある。そして、この場合、各燃焼室２１から排出される排気ガスの空燃比が本来制御されるべき混合気の空燃比を反映していないことになる。
【０１１０】
上述したように、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定するためには、上流側空燃比センサ５５の出力値が混合気の空燃比を極めて正確に示していることが望まれる。しかしながら、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されている場合、各燃焼室２１から排出される排気ガスの空燃比が本来制御されるべき混合気の空燃比を反映していないのであるから、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができないことになる。
【０１１１】
こうした理由から、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御している場合には、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したときに判定精度が低くなるのである。
【０１１２】
次に、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御している場合に気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したときに判定精度が高くなる理由について説明する。
【０１１３】
混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている場合、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比も理論空燃比よりもリッチな空燃比である。したがって、この場合、上流側空燃比センサ５５がそこに到来する排気ガスの空燃比を正確に示す出力値を出力するために、上流側空燃比センサ５５の拡散抵抗層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きが反転する必要はない。すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている場合、上流側空燃比センサ５５の出力値は、そこに到来する排気ガスの空燃比（すなわち、混合気の空燃比）を極めて正確に示していることになるのであるから、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができることになる。
【０１１４】
また、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている場合、燃焼室２１内における燃焼は安定しており、各燃焼室２１から排出される排気ガスの空燃比が本来制御されるべき混合気の空燃比を反映している。したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている場合、上流側空燃比センサ５５の出力値は、混合気の空燃比を極めて正確に示していることになるのであるから、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができることになる。
【０１１５】
こうした理由から、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御している場合には、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定したときに判定精度が高くなるのである。
【０１１６】
ところで、上述したように、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定すると判定精度が高い。したがって、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定すべきときには、混合気の空燃比を強制的に理論空燃比よりもリッチな空燃比として気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定すれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる。
【０１１７】
しかしながら、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的のためだけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とすると内燃機関１０の燃費が悪化してしまう。一方、本実施形態の内燃機関１０では、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的以外の目的で、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする場合がある。すなわち、内燃機関１０では、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする場合がある。この下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無の判定は、以下のように行われる。
【０１１８】
すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されると、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが各燃焼室２１から排出される。すると、上流側触媒４３には、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流入することになる。ここで、上流側触媒４３には、酸素吸蔵・放出能力があることから、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素が上流側触媒４３から排出されるので、上流側触媒４３から理論空燃比の排気ガスが流出する。そして、上流側触媒４３に理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流入し続け、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素がなくなると、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出する。このとき、下流側空燃比センサ５６に出力の異常が生じていなければ、すなわち、下流側空燃比センサ５６が正常であれば、下流側空燃比センサ５６の出力値（以下この出力値を「下流側空燃比センサ出力値」という）は、上流側触媒４３から流出する排気ガスの空燃比、すなわち、理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に正確に対応する出力値となる。したがって、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出しているときに下流側空燃比センサ出力値が混合気の空燃比に正確に対応する出力値になっていれば、下流側空燃比センサ５６の出力の異常は生じておらず、下流側空燃比センサ５６が正常であると言える。一方、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出しているときに下流側空燃比センサ出力値が混合気の空燃比に対応していない出力値になっていれば、下流側空燃比センサ５６の出力の異常が生じていると言える。
【０１１９】
そこで、内燃機関１０では、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定すべきときには、予め定められた期間に亘って混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。ここで、予め定められた期間は、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが上流側触媒４３に流入し続けたときに上流側触媒４３に吸蔵されている酸素がなくなるのに十分な時間に設定される。そして、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され始まってから上記予め定められた期間が経過したときに、下流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に対応する排気ガスの空燃比を示しているか否かが判定される。そして、このときの下流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に対応する排気ガスの空燃比を示していると判定されたときには、下流側空燃比センサ５６の出力の異常は生じておらず、下流側空燃比センサ５６は正常であると判定される。一方、このときの下流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に対応する排気ガスの空燃比を示していないと判定されたときには、下流側空燃比センサ５６の出力の異常が生じていると判定される。
【０１２０】
そして、本実施形態（以下「第１実施形態」という）では、上述したように、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【０１２１】
これによれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することがないので、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する場合に比べて、内燃機関１０の燃費が向上する。
【０１２２】
次に、第１実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例について説明する。第１実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、図１４および図１５に示されているフローチャートが利用される。これら図１４のルーチンおよび図１５のルーチンは、所定時間間隔毎に実行される。
【０１２３】
図１４のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定の実行が許可されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「気筒間空燃比インバランス判定実行フラグ」という）Ｆ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。ここで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定の実行が許可されており、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１がリセットされている（Ｆ１＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定の実行が許可されていない。また、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１は、例えば、図１５に示されているルーチンに従って設定されるフラグである。
【０１２４】
ステップ１００において、Ｆ１＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定の実行が許可されていることになるので、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するべく、ルーチンは、ステップ１０１に進む。一方、ステップ１００において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定の実行が許可されていないことになるので、そのまま、ルーチンは、終了する。
【０１２５】
ステップ１００においてＦ１＝１であると判別されてルーチンがステップ１０１に進むと、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比の変化率の絶対値｜ΔＡ／Ｆ｜が算出される。次いで、ステップ１０２において、ステップ１０１における排気ガスの空燃比の変化率の絶対値｜ΔＡ／Ｆ｜の算出回数を示すカウンタＣがインクリメントされる。
【０１２６】
次いで、ステップ１０３において、ステップ１０２でインクリメントされたカウンタＣが予め定められた閾値Ｃｔｈに等しくなった（Ｃ＝Ｃｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃ＝Ｃｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ１０４に進む。一方、Ｃ≠Ｃｔｈであると判別されたときには、ルーチンは、ステップ１００に戻る。
【０１２７】
なお、ステップ１０２およびステップ１０３は、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定精度を高めるために、ステップ１０１において算出される排気ガスの空燃比の変化率のデータをより多く取得するために設けられたステップである。したがって、ステップ１０１において算出される排気ガスの空燃比の変化率のデータが１つであっても、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定精度が十分に高いものである場合には、これらステップが省略されてもよい。
【０１２８】
ステップ１０３においてＣ≠Ｃｔｈであると判別されてルーチンがステップ１００に戻ると、再び、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが半判別される。ここで、Ｆ１＝１であると判別されたときには、ルーチンは、ステップ１０１以降のステップに進む。一方、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは、終了する。
【０１２９】
一方、ステップ１０３においてＣ＝Ｃｔｈであると判別されてルーチンがステップ１０４に進むと、ステップ１０１で複数回算出された排気ガスの空燃比の変化率の絶対値｜ΔＡ／Ｆｔｈ｜の平均値ΔＡ／Ｆａｖｅが算出される。
【０１３０】
次いで、ステップ１０５において、ステップ１０４で算出された平均値ΔＡ／Ｆａｖｅが予め定められた閾値ΔＡ／Ｆａｖｅｔｈよりも大きい（ΔＡ／Ｆａｖｅ＞ΔＡ／Ｆａｖｅｔｈ）か否かが判別される。ここで、ΔＡ／Ｆａｖｅ＞ΔＡ／Ｆａｖｅｔｈであると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていることになることから、ルーチンがステップ１０６に進み、気筒間空燃比インバランス状態が生じていることを示すアラームが作動される。
【０１３１】
そして、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が終了したことから、ステップ１０７において、ステップ１０１で算出された排気ガスの空燃比の変化率の絶対値｜ΔＡ／Ｆａｖｅ｜のデータがクリアされ、次いで、ステップ１０８において、ステップ１０２でインクリメントされたカウンタＣがクリアされ、ルーチンが終了する。
【０１３２】
一方、ステップ１０５において、ΔＡ／Ｆａｖｅ≦ΔＡ／Ｆａｖｅｔｈであると判別されたとき、すなわち、ステップ１０４で算出された平均値ΔＡ／Ｆａｖｅが予め定められた閾値ΔＡ／Ｆａｖｅｔｈ以下であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないことになることから、そのままルーチンが終了する。
【０１３３】
次に、図１４のルーチンのステップ１００において利用される第１実施形態の気筒間空燃比インバランス判定実行フラグの設定を実行するルーチンの一例である図１５に示されているフローチャートについて説明する。
【０１３４】
図１５のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグ」という）Ｆ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していない。
【０１３５】
ステップ２００において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、ルーチンは、ステップ２０１に進む。一方、Ｆ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しておらず、ルーチンは、ステップ２０３に進む。
【０１３６】
なお、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件とは、内燃機関１０を冷却するための冷却水の温度（この温度は、内燃機関１０の温度を代表している）が所定温度（例えば、７５℃）以上であって、且つ、機関回転数が所定範囲（例えば、１２００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ）内であって、且つ、吸気量が所定範囲（例えば、１０ｇ／ｓｅｃ〜２０ｇ／ｓｅｃ）内であって、且つ、上流側空燃比センサ５５の温度が活性温度以上であって、且つ、大気圧が所定値（例えば、７５ｋＰａ）以上であることである。
【０１３７】
ステップ２００においてＦ２＝１であると判別されてルーチンがステップ２０１に進むと、下流側空燃比センサ５６の出力の異常を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグ」という）Ｆ３がセットされている（Ｆ３＝１）か否かが判別される。ここで、下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグＦ３がセットされている（Ｆ３＝１）ときには、下流側空燃比センサ５５の出力の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、下流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグF３がリセットされている（F３＝０）ときには、下流側空燃比センサ５５の出力の異常を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていない。
【０１３８】
ステップ２０１において、Ｆ３＝１であると判別されたときには、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていることから、ルーチンは、ステップ２０２に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ２０１に進んだときには、ステップ２００においてＦ２＝１であると判別されたときであるので、ステップ２０１においてＦ３＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており且つ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる状態にあることから、ルーチンがステップ２０２に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝１であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われることになる。
【０１３９】
一方、ステップ２０１において、Ｆ３＝０であると判別されたときには、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていないことから、ルーチンは、ステップ２０３に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ２０１に進んだときには、ステップ２００においてＦ２＝１であると判別されて気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているが、ステップ２０１においてＦ３＝０であると判別されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されておらず、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができない状態にあることから、ルーチンがステップ２０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１４０】
なお、ステップ２００においてＦ２＝０であると判別されてルーチンがステップ２０３に進むと、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ステップ２００においてＦ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していないことから、ルーチンがステップ２０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１４１】
ところで、内燃機関１０では、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする場合がある。この上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無の判定は、以下のように行われる。
【０１４２】
すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されると、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが各燃焼室２１から排出される。すると、上流側触媒４３には、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流入することになる。ここで、上流側触媒４３には、酸素吸蔵・放出能力があることから、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素が上流側触媒４３から排出されるので、上流側触媒４３から理論空燃比の排気ガスが流出する。そして、上流側触媒４３に理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流入し続け、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素がなくなると、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出する。そして、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されたとき、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比とされる。すると、理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが各燃焼室２１から排出される。すると、上流側触媒４３には、理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流入することになる。ここで、上流側触媒４３には、酸素吸蔵・放出能力があることから、上流側触媒４３に流入する排気ガス中の酸素が上流側触媒４３に吸蔵されるので、上流側触媒４３から理論空燃比の排気ガスが流出する。そして、上流側触媒４３に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流入し続け、上流側触媒４３に吸蔵された酸素の量が上流側触媒４３が最大限に吸蔵可能な酸素の量を超えると、もはや、上流側触媒４３は、排気ガス中の酸素を吸蔵することができないので、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリーンな空燃比が流出する。したがって、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され始まって上流側触媒４３に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流入し始まってから、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されるまでにかかる時間と、理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されているときの混合気の空燃比のリーン度合とに基づいて上流側触媒４３に吸蔵された酸素の量、すなわち、上流側触媒４３が最大限に吸蔵可能な酸素の量（以下この量を「最大吸蔵可能酸素量」という）を把握することができる。そして、最大吸蔵可能量が予め定められた閾値よりも多ければ、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化は生じておらず、上流側触媒４３が正常であると言える。一方、最大吸蔵可能量が上記予め定められた閾値以下であれば、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化が生じていると言える。
【０１４３】
そこで、内燃機関１０では、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定すべきときには、始めに、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。そして、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されたとき、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御される。そして、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されたとき、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され始まって上流側触媒４３に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流入し始まってから、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されるまでにかかった時間と、理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されているときの混合気の空燃比のリーン度合とに基づいて上流側触媒４３に吸蔵された酸素の量、すなわち、上流側触媒４３が最大限に吸蔵可能な酸素の量、すなわち、最大酸素吸蔵可能量が算出される。そして、この算出された最大酸素吸蔵可能量が予め定められた閾値よりも多いか否かが判定される。ここで、予め定められた閾値は、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力が劣化していないと言える程度の最大酸素吸蔵可能量に設定される。そして、算出された最大酸素吸蔵可能量が予め定められた閾値よりも多いと判定されたときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化が生じていないと判定される。一方、算出された最大酸素吸蔵可能量が上記予め定められた閾値以下であると判定されたときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化が生じていると判定される。
【０１４４】
そして、本実施形態（以下「第２実施形態」）では、上述したように、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【０１４５】
これによれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することがないので、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する場合に比べて、内燃機関１０の燃費が向上する。
【０１４６】
次に、第２実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例について説明する。第２実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、図１４および図１６に示されているフローチャートが利用される。これら図１４のルーチンおよび図１６のルーチンは、所定時間間隔毎に実行される。なお、図１４のルーチンは既に説明されているので、図１４のルーチンの説明は省略する。
【０１４７】
図１６のルーチンが開始されると、始めに、ステップ３００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているか否かを示すフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は、図１５のステップ２００において利用される気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２と同じものである。したがって、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していない。
【０１４８】
ステップ３００において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、ルーチンは、ステップ３０１に進む。一方、ステップ３００において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しておらず、ルーチンは、ステップ３０３に進む。
【０１４９】
ステップ３００においてＦ２＝１であると判別されてルーチンがステップ３０１に進むと、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「上流側触媒劣化判定用リッチ空燃比制御フラグ」という）Ｆ４がセットされている（Ｆ４＝１）か否かが判別される。ここで、上流側触媒劣化判定用リッチ空燃比制御フラグＦ４がセットされている（Ｆ４＝１）ときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、上流側触媒劣化判定用リッチ空燃比制御フラグＦ４がリセットされている（Ｆ４＝０）ときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていない。
【０１５０】
ステップ３０１において、Ｆ４＝１であると判別されたときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていることから、ルーチンは、ステップ３０２に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ３０１に進んだときには、ステップ３００においてＦ２＝１であると判別されたときであるので、ステップ３０１においてＦ４＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するための前提となる条件が成立しており且つ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる状態にあることから、ルーチンがステップ３０２に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝１であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われることになる。
【０１５１】
一方、ステップ３０１において、Ｆ４＝０であると判別されたときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていないことから、ルーチンは、ステップ３０３に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ３０１に進んだときには、ステップ３００においてＦ２＝１であると判別されて気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているが、ステップ３０１においてＦ４＝０であると判別されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されておらず、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができない状態にあることから、ルーチンがステップ３０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１５２】
なお、ステップ３００においてＦ２＝０であると判別されてルーチンがステップ３０３に進むと、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ステップ３００においてＦ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していないことから、ルーチンがステップ３０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１５３】
ところで、内燃機関１０では、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする場合がある。この上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無の判定は、以下のように行われる。
【０１５４】
すなわち、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されると、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが各燃焼室２１から排出される。すると、上流側空燃比センサ５５には、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが到来することになる。一方、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されると、理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが各燃焼室２１から排出される。すると、上流側空燃比センサ５５には、理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが到来することになる。したがって、混合気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に変更せしめられると、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化する。この場合、上流側空燃比センサ出力値（すなわち、上流側空燃比センサ５５の出力値）は、理論空燃比よりもリッチな空燃比に対応する負の値から、理論空燃比よりもリーンな空燃比に対応する正の値に向かって増大する。このとき、上流側空燃比センサ５５が正常であれば、上流側空燃比センサ出力値は、比較的大きい上昇率でもって上昇する。したがって、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したときに上流側空燃比センサ出力値の上昇率が予め定められた閾値よりも大きければ、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常は生じておらず、上流側空燃比センサ５５は正常であると言える。一方、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したときに上流側空燃比センサ出力値の上昇率が上記予め定められた閾値以下であれば、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常が生じていると言える。
【０１５５】
そこで、内燃機関１０では、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定すべきときには、予め定められた期間だけ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御された後で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御される。そして、混合気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に変化して上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス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に変化したときに、上流側空燃比センサ出力値の上昇率が予め定められた閾値よりも大きいか否かが判定される。ここで、予め定められた閾値は、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常が生じていないと言える程度の上流側空燃比センサ出力値の上昇率に設定される。そして、上流側空燃比センサ出力値の上昇率が予め定められた閾値よりも大きいと判定されたときには、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常は生じておらず、上流側空燃比センサ５５は正常であると判定される。一方、上流側空燃比センサ出力値の上昇率が上記予め定められた閾値以下であると判定されたときには、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常が生じていると判定される。
【０１５６】
そして、本実施形態（以下「第３実施形態」という）では、上述したように、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【０１５７】
これによれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することがないので、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する場合に比べて、内燃機関１０の燃費が向上する。
【０１５８】
なお、内燃機関１０において、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定するときに、予め定められた期間だけ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御された後で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御される一連の空燃比制御が複数回実行されると共に最後に混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比と理論空燃比よりもリーンな空燃比との間で変化する毎に上流側空燃比センサ出力値の上昇率が求められ、これら求められた上昇率の平均値（または、これら求められた上昇率の最小値）が上記予め定められた閾値よりも大きい場合、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常は生じておらず、上流側空燃比センサ５５は正常であると判定され、これら求められた上昇率の平均値（または、これら求められた上昇率の最小値）が上記予め定められた閾値以下である場合、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常が生じていると判定されてもよい。
【０１５９】
そして、この場合、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常が生じておらず、上流側空燃比センサ５５が正常であると判定された場合にのみ、最後に混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定されてもよい。
【０１６０】
これによれば、正常な上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定されることから、その判定精度が高いと言える。
【０１６１】
次に、第３実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例について説明する。第３実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、図１４および図１７に示されているフローチャートが利用される。これら図１４のルーチンおよび図１７のルーチンは、所定時間間隔毎に実行される。なお、図１４のルーチンは既に説明されているので、図１４のルーチンの説明は省略する。
【０１６２】
図１７のルーチンが開始されると、始めに、ステップ４００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているか否かを示すフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は、図１５のステップ２００において利用される気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２と同じものである。したがって、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していない。
【０１６３】
ステップ４００において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、ルーチンは、ステップ４０１に進む。一方、ステップ４００において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しておらず、ルーチンは、ステップ４０３に進む。
【０１６４】
ステップ４００においてＦ２＝１であると判別されてルーチンがステップ４０１に進むと、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグ」という）Ｆ５がセットされている（Ｆ５＝１）か否かが判別される。ここで、上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグＦ５がセットされている（Ｆ５＝１）ときには、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグＦ５がリセットされている（Ｆ５＝０）ときには、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていない。
【０１６５】
ステップ４０１において、Ｆ５＝１であると判別されたときには、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていることから、ルーチンは、ステップ４０２に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ４０１に進んだときには、ステップ４００においてＦ２＝１であると判別されたときであるので、ステップ４０１においてＦ５＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するための前提となる条件が成立しており且つ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる状態にあることから、ルーチンがステップ４０２に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝１であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われることになる。
【０１６６】
一方、ステップ４０１において、Ｆ５＝０であると判別されたときには、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていないことから、ルーチンは、ステップ４０３に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ４０１に進んだときには、ステップ４００においてＦ２＝１であると判別されて気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているが、ステップ４０１においてＦ５＝０であると判別されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されておらず、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができない状態にあることから、ルーチンがステップ４０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１６７】
なお、ステップ４００においてＦ２＝０であると判別されてルーチンがステップ４０３に進むと、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ステップ４００においてＦ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していないことから、ルーチンがステップ４０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１６８】
ところで、内燃機関１０では、内燃機関１０が始動されたときに内燃機関１０の温度を早期に上昇させる（すなわち、いわゆる暖機させる）目的で混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする場合がある。
【０１６９】
すなわち、内燃機関１０が始動された直後は内燃機関１０の温度が比較的低く、各燃焼室２１に供給された燃料が燃焼しづらい。したがって、内燃機関１０が始動されたときには、一定の期間に亘って混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする。これによれば、各燃焼室２１に供給される燃料の量が多くなり、各燃焼室２１における燃料の燃焼による発熱量が多くなることから、内燃機関１０の温度が比較的早期に上昇せしめられ、混合気の空燃比を理論空燃比に制御したり理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御したりしたとしても、各燃焼室２１において燃料が良好に燃焼するようになる。
【０１７０】
そして、本実施形態（以下「第４実施形態」）という）では、上述したように、内燃機関１０が始動されたときに内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【０１７１】
これによれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することがないので、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する場合に比べて、内燃機関１０の燃費が向上する。
【０１７２】
次に、第４実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例について説明する。第４実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、図１４および図１８に示されているフローチャートが利用される。これら図１４のルーチンおよび図１８のルーチンは、内燃機関１０が始動されたときに実行される。なお、図１４のルーチンは既に説明されているので、図１４のルーチンの説明は省略する。
【０１７３】
図１８のルーチンが開始されると、始めに、ステップ５００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているか否かを示すフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は、図１５のステップ２００において利用される気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２と同じものである。したがって、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していない。
【０１７４】
ステップ５００において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、ルーチンは、ステップ５０１に進む。一方、ステップ５００において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しておらず、ルーチンは、ステップ５０３に進む。
【０１７５】
ステップ５００においてＦ２＝１であると判別されてルーチンがステップ５０１に進むと、内燃機関１０が始動されたときに内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「暖機用リッチ空燃比制御フラグ」という）Ｆ６がセットされている（Ｆ６＝１）か否かが判別される。ここで、暖機用リッチ空燃比制御フラグＦ６がセットされている（Ｆ６＝１）ときには、内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、上流側空燃比センサ異常判定用リッチ空燃比制御フラグＦ６がリセットされている（Ｆ６＝０）ときには、内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていない。
【０１７６】
ステップ５０１において、Ｆ６＝１であると判別されたときには、内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていることから、ルーチンは、ステップ５０２に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ５０１に進んだときには、ステップ５００においてＦ２＝１であると判別されたときであるので、ステップ５０１においてＦ６＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するための前提となる条件が成立しており且つ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる状態にあることから、ルーチンがステップ５０２に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝１であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われることになる。
【０１７７】
一方、ステップ５０１において、Ｆ６＝０であると判別されたときには、内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていないことから、ルーチンは、ステップ５０３に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ５０１に進んだときには、ステップ５００においてＦ２＝１であると判別されて気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているが、ステップ５０１においてＦ６＝０であると判別されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されておらず、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができない状態にあることから、ルーチンがステップ５０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１７８】
なお、ステップ５００においてＦ２＝０であると判別されてルーチンがステップ５０３に進むと、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ステップ５００においてＦ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していないことから、ルーチンがステップ５０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１７９】
ところで、内燃機関１０では、内燃機関１０に要求される出力が極めて小さいとき、特に、零であるときに、各燃料噴射弁２５から各燃焼室２１への燃料の噴射を停止する制御（すなわち、いわゆるフューエルカット制御）が実行される。そして、内燃機関１０では、内燃機関１０に要求される出力が大きくなったときに、フューエルカット制御が中止される。
【０１８０】
ところで、上記フューエルカット制御が実行されているときには、混合気の空燃比は理論空燃比よりも大きくリーンな空燃比になっている。このため、各燃焼室２１からは、理論空燃比よりも大きくリーンな空燃比の排気ガスが排出され、上流側触媒４３には、この理論空燃比よりも大きくリーンな空燃比の排気ガスが流入することになる。すなわち、上記フューエルカット制御が実行されている間、上流側触媒４３には、理論空燃比よりも大きくリーンな空燃比の排気ガスが流入することから、上流側触媒４３は、そこに流入する排気ガス中の酸素を多量に吸蔵し、上流側触媒４３が吸蔵した酸素の量が最大吸蔵可能酸素量（すなわち、上流側触媒４３が最大限に吸蔵可能な量）に達してしまう可能性が高い。そして、この場合、上記フューエルカット制御が中止された後に、理論空燃比よりもリーンな空燃比が上流側触媒４３に流入すると、上流側触媒４３は、そこに流入した排気ガス中の酸素を吸蔵することができないことになる。すなわち、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力が発揮されないことになる。一方、上述したように、上流側触媒４３に理論空燃比よりもリッチな空燃比が流入すれば、上流側触媒４３は、そこに吸蔵している酸素を放出するのであるから、上流側触媒４３が吸蔵している酸素の量が最大吸蔵可能酸素量に達していたとしても、上流側触媒４３に理論空燃比よりもリッチな空燃比を流入させれば、上流側触媒４３は、そこに吸蔵している酸素を放出し、その後、上流側触媒４３に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流入したとしても、上流側触媒４３は、そこに流入した排気ガス中の酸素を吸蔵することができるようになる。
【０１８１】
そこで、内燃機関１０では、上記フューエルカット制御が中止された直後に上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする。
【０１８２】
そして、本実施形態（以下「第５実施形態」という）では、上述したように、フューエルカット制御が中止された後に上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【０１８３】
これによれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することがないので、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する場合に比べて、内燃機関１０の燃費が向上する。
【０１８４】
次に、第５実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例について説明する。第５実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、図１４および図１９に示されているフローチャートが利用される。これら図１４のルーチンおよび図１９のルーチンは、上記フューエルカット制御が中止されたときに実行される。なお、図１４のルーチンは既に説明されているので、図１４のルーチンの説明は省略する。
【０１８５】
図１９のルーチンが開始されると、始めに、ステップ６００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているか否かを示すフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は、図１５のステップ２００において利用される気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２と同じものである。したがって、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していない。
【０１８６】
ステップ６００において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、ルーチンは、ステップ６０１に進む。一方、ステップ６００において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しておらず、ルーチンは、ステップ６０３に進む。
【０１８７】
ステップ６００においてＦ２＝１であると判別されてルーチンがステップ６０１に進むと、フューエルカット制御が中止されて上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「吸蔵酸素放出用リッチ空燃比制御フラグ」という）Ｆ７がセットされている（Ｆ７＝１）か否かが判別される。ここで、吸蔵酸素放出用リッチ空燃比制御フラグＦ７がセットされている（Ｆ７＝１）ときには、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、吸蔵酸素放出用リッチ空燃比制御フラグＦ７がリセットされている（Ｆ７＝０）ときには、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていない。
【０１８８】
ステップ６０１において、Ｆ７＝１であると判別されたときには、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていることから、ルーチンは、ステップ６０２に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ６０１に進んだときには、ステップ６００においてＦ２＝１であると判別されたときであるので、ステップ６０１においてＦ７＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するための前提となる条件が成立しており且つ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる状態にあることから、ルーチンがステップ６０２に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝１であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われることになる。
【０１８９】
一方、ステップ６０１において、Ｆ７＝０であると判別されたときには、上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていないことから、ルーチンは、ステップ６０３に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ６０１に進んだときには、ステップ６００においてＦ２＝１であると判別されて気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているが、ステップ６０１においてＦ７＝０であると判別されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されておらず、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができない状態にあることから、ルーチンがステップ６０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０１９０】
なお、ステップ６００においてＦ２＝０であると判別されてルーチンがステップ６０３に進むと、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ステップ６００においてＦ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していないことから、ルーチンがステップ６０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われない。
【０１９１】
ところで、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいとき、各燃焼室２１から排出される排気ガスの温度が非常に高くなる。このように、非常に高い温度の排気ガスが上流側触媒４３に流入し続けると、上流側触媒４３の温度が非常に高くなり、上流側触媒４３が熱劣化してしまう可能性がある。一方、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが上流側触媒４３に流入すると、排気ガス中の燃料が上流側触媒４３において揮発するときに上流側触媒４３の熱を奪い、上流側触媒４３の温度が低下する。
【０１９２】
そこで、内燃機関１０では、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいときには、上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする場合がある。
【０１９３】
そして、本実施形態（以下「第６実施形態」という）では、上述したように、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいときに上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定される。
【０１９４】
これによれば、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することがないので、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的だけに空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する場合に比べて、内燃機関１０の燃費が向上する。
【０１９５】
次に、第６実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するルーチンの一例について説明する。第５実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、図１４および図２０に示されているフローチャートが利用される。これら図１４のルーチンおよび図２０のルーチンは、上記フューエルカット制御が中止されたときに実行される。なお、図１４のルーチンは既に説明されているので、図１４のルーチンの説明は省略する。
【０１９６】
図２０のルーチンが開始されると、始めに、ステップ７００において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているか否かを示すフラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は、図１５のステップ２００において利用される気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２と同じものである。したがって、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、気筒間空燃比インバランス判定前提条件フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝０）ときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していない。
【０１９７】
ステップ７００において、Ｆ２＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しており、ルーチンは、ステップ７０１に進む。一方、ステップ７００において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しておらず、ルーチンは、ステップ７０３に進む。
【０１９８】
ステップ７００においてＦ２＝１であると判別されてルーチンがステップ７０１に進むと、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいことから上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているか否かを示すフラグ（以下このフラグを「触媒温度低下用リッチ空燃比制御フラグ」という）Ｆ８がセットされている（Ｆ８＝１）か否かが判別される。ここで、吸蔵酸素放出用リッチ空燃比制御フラグＦ８がセットされている（Ｆ８＝１）ときには、上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、吸蔵酸素放出用リッチ空燃比制御フラグＦ８がリセットされている（Ｆ８＝０）ときには、上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていない。
【０１９９】
ステップ７０１において、Ｆ８＝１であると判別されたときには、上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていることから、ルーチンは、ステップ７０２に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ７０１に進んだときには、ステップ７００においてＦ２＝１であると判別されたときであるので、ステップ７０１においてＦ７＝１であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するための前提となる条件が成立しており且つ混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されており、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができる状態にあることから、ルーチンがステップ７０２に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「１」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝１であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われることになる。
【０２００】
一方、ステップ７０１において、Ｆ８＝０であると判別されたときには、上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されていないことから、ルーチンは、ステップ７０３に進み、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ルーチンがステップ７０１に進んだときには、ステップ７００においてＦ２＝１であると判別されて気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立しているが、ステップ７０１においてＦ８＝０であると判別されたときには、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されておらず、気筒間空燃比インバランス状態の有無を正確に判定することができない状態にあることから、ルーチンがステップ７０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われないことになる。
【０２０１】
なお、ステップ７００においてＦ２＝０であると判別されてルーチンがステップ７０３に進むと、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、ルーチンが終了する。すなわち、ステップ７００においてＦ２＝０であると判別されたときには、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定を実行するための前提となる条件が成立していないことから、ルーチンがステップ７０３に進んで、気筒間空燃比インバランス判定実行フラグＦ１に「０」が入力され、この場合、図１４のルーチンのステップ１００においてＦ１＝０であると判別され、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が行われない。
【０２０２】
ところで、混合気が燃焼室２１内で燃焼したとき、水素（Ｈ２）が発生する。そして、この混合気の燃焼に伴う水素の発生量は、理論空燃比よりもリーンな空燃比の混合気が燃焼したときよりも、理論空燃比よりもリッチな空燃比の混合気が燃焼したときのほうが多い。したがって、燃焼室２１から排出される排気ガス中の水素の量は、理論空燃比よりもリーンな空燃比の混合気が燃焼したときよりも、理論空燃比よりもリッチな空燃比の混合気が燃焼したときのほうが多い。すなわち、排気ガス中の水素の量は、理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスよりも、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスのほうが多いことになる。
【０２０３】
一方、水素は、酸素（Ｏ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、および、炭化水素（ＨＣ）よりも小さい分子である。したがって、上流側空燃比センサ５５に到来した排気ガス中の水素は、同排気ガス中に含まれている酸素、一酸化炭素、および、炭化水素よりも速い速度で拡散抵抗層５５９内を拡散する。そして、水素は、上流側空燃比センサ５５の固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの量に影響を及ぼす。すなわち、上流側空燃比センサ５５に理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが到来した場合と上流側空燃比センサ５５に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが到来した場合とを比較したとき、これら排気ガスのリッチの度合とリーンの度合とが理論空燃比に対して同じ度合であったとしても、上流側空燃比センサ５５の固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの量は、上流側空燃比センサ５５に到来した排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比である場合よりも、上流側空燃比センサ５５に到来した排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比である場合のほうが多いことになる。言い換えれば、上流側空燃比センサ５５の出力特性が上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガス中の水素の量、すなわち、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比に応じて大きく異なることになってしまう。
【０２０４】
そして、上述したように、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されている場合、上流側空燃比センサ５５には、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスと理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスとが交互に到来するのであるから、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比に応じて上流側空燃比センサ５５の出力特性が大きく異なるようであれば、上流側空燃比センサ５５の出力値に基づいて混合気の空燃比を理論空燃比に制御しようとしても、混合気の空燃比を正確に理論空燃比に制御することができない。
【０２０５】
そこで、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比に応じて上流側空燃比センサ５５の出力特性が異なることを解消するために、図２１に示されているように、図１２に示されている空燃比検出素子５５ａにおいて、貫通孔５５８に触媒５６１を有するものがある。触媒５６１は、貫通孔５５８を塞ぐように貫通孔５５８に配置されている。また、触媒５６１は、多孔質体であり、上流側触媒４３と同様に、酸化還元反応を促進する触媒物質と酸素吸蔵・放出能力を発揮する酸素吸蔵材を担持している。
【０２０６】
そして、図２１に示されている空燃比検出素子５５ａでは、上流側空燃比センサ５５に到来した排気ガスは、触媒５６１を通って拡散抵抗層５５４に流入する。そして、排気ガスが触媒５６１を通るときに、触媒５６１は、排気ガス中の水素を酸化し、排気ガス中の酸素の量を少なくする。これによれば、上流側空燃比センサ５５に理論空燃比よりもリッチな空燃比が到来したときに、その排気ガスが拡散抵抗層５５４に流入する前にその排気ガス中の水素の量が少なくされ、その結果、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比に応じて上流側空燃比センサ５５の出力特性が異なることが解消される。
【０２０７】
なお、図２１に示されている空燃比検出素子５５ａの機能は、排気ガスが触媒５６１を通って拡散抵抗層５５４に流入することを除けば、図１２に示されている空燃比検出素子５５ａの機能と同じである。
【０２０８】
ところで、上流側空燃比センサ５５が図２１に示されている触媒５６１を備えた空燃比検出素子５５ａを有する場合、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することは、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することに比べて、更なる効果を奏する。
【０２０９】
すなわち、上述したように、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されている場合、上流側空燃比センサ５５には、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスと理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスとが交互に到来することになる。この場合、上流側空燃比センサ５５がそこに到来する排気ガスの空燃比に極めて正確に対応する出力値を出力するためには、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比と理論空燃比よりもリーンな空燃比との間で変化したときに、上流側空燃比センサ５５の空燃比検出素子５５ａの固体電解質層５５１を流れる酸素イオンの流れの方向が即座に逆転する必要がある。しかしながら、上述したように、こうした固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きは、即座には逆転しない。そして、上流側空燃比センサ５５の空燃比検出素子５５ａがその貫通孔５５８に上記触媒５６１を有している場合、固体電解質層５５１内を流れる酸素イオンの流れの向きは、ますます、逆転しづらくなる。したがって、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているとき、上流側空燃比センサ５５の出力値は、ますます、上流側空燃比センサ５５に到来する排気ガスの空燃比（すなわち、混合気の空燃比）を極めて正確には示さないことになる。
【０２１０】
しかしながら、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定されれば、上流側空燃比センサ５５には、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスしか到来しないことから、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定中に上流側空燃比センサ５５の固体電解質層５５４内を流れる酸素イオンの流れの向きが逆転する必要がない。このため、上流側空燃比センサ５５が触媒５６１を備えた空燃比検出素子５５ａを有する場合、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することは、混合気の空燃比が理論空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することに比べて、更なる効果を奏するのである。
【０２１１】
なお、上述した実施形態において、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定には、上流側空燃比センサ出力値（すなわち、上流側空燃比センサ５５の出力値）が辿るラインの平均の傾きの絶対値（すなわち、上流側空燃比センサ出力値の時間変化率の絶対値）が利用されている。
【０２１２】
しかしながら、この上流側空燃比センサ出力値の時間変化率の絶対値に代えて、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、例えば、上流側空燃比センサ出力値の一階時間微分値の絶対値のうちの最大値が利用されてもよいし、上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分値の絶対値のうちの最大値が利用されてもよいし、予め定められた時間を隔てたに異なる２つの上流側空燃比センサ出力値間の軌跡の長さが利用されてもよい。
【０２１３】
ここで、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、上流側空燃比センサ出力値の一階時間微分値の絶対値のうちの最大値（以下この最大値を「上流側空燃比センサ出力値の一階時間微分最大値」という）が利用される場合、上流側空燃比センサ出力値の一階時間微分最大値は、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないときに比べて、気筒間空燃比インバランス状態が生じているときのほうが大きくなる。したがって、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、上流側空燃比センサ出力値の一階時間微分最大値が利用される場合、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定されるべきときの上流側空燃比センサ出力値の一家時間微分最大値のうちの最大値が閾値として予め定められ、上流側空燃比センサ出力値の一階時間微分最大値がこの予め定められた閾値よりも大きいときに気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定され、上流側空燃比センサ出力値の一階時間自分最大値がこの予め定められた閾値以下であるときに気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定される。
【０２１４】
ここで、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分値の絶対値のうちの最大値（以下この最大値を「上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分最大値」という）が利用される場合、上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分最大値は、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないときに比べて、気筒間空燃比インバランス状態が生じているときのほうが大きくなる。したがって、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分最大値が利用される場合、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定されるべきときの上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分最大値のうちの最大値が閾値として予め定めされ、上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分最大値がこの予め定められた閾値よりも大きいときに気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定され、上流側空燃比センサ出力値の二階時間微分最大値がこの予め定められた閾値以下であるときに気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定される。
【０２１５】
また、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、異なる２つの上流側空燃比センサ出力値間の軌跡の長さ（以下この長さを「上流側空燃比センサ出力値の軌跡長」という）が利用される場合、上流側空燃比センサ出力値の軌跡長は、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないときに比べて、気筒間空燃比インバランス状態が生じているときのほうが長くなる。したがって、気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定に、上流側空燃比センサ出力値の軌跡長が利用される場合、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定されるべきときの上流側空燃比センサ出力値の軌跡長のうちの最大値が閾値として予め定められ、上流側空燃比センサ出力値の軌跡長がこの予め定められた閾値よりも長いときに気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定され、上流側空燃比センサ出力値の軌跡長がこの予め定められた閾値以下であるときに気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定される。
【０２１６】
なお、上述した第１実施形態〜第６実施形態の気筒間空燃比インバランス状態の有無の判定が適宜組み合わされてもよい。したがって、本発明は、広くは、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的と、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的と、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的、内燃機関１０が始動されたときに内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的と、フューエルカット制御が中止された後に上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的と、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいときに上流側触媒４３の温度を低下させる目的との少なくとも１つの目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される内燃機関において、上記目的のうちの１つの目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するものであると言える。
【０２１７】
また、内燃機関１０において、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的、内燃機関１０が始動されたときに内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的、フューエルカット制御が中止された後に上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的、および、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいときに上流側触媒４３の温度を低下させる目的以外の目的であって、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的以外の目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されることがある場合、このように混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定されてもよい。したがって、本発明は、さらに広くは、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的以外の目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される内燃機関において、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的以外の目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されているときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定するものであるとも言える。
【０２１８】
特に、内燃機関１０において、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定するときには、予め定められた期間に亘って混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。一方、内燃機関１０において、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定するときには、始めに、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され、その後、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されたときに混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御される。すなわち、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定するときにも、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定するときにも、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。したがって、これら下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無と上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無とを一連の処理でもって判定すると効率が良い。
【０２１９】
そこで、内燃機関１０において、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無と上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無とを以下のように判定してもよい。すなわち、内燃機関１０において、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無と上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無とを判定すべきときには、始めに、予め定められた期間に亘って混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。ここで、予め定められた期間は、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排気ガスが上流側触媒４３に流入し続けたときに上流側触媒４３に吸蔵されている酸素がなくなるのに十分な時間に設定される。そして、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され始まってから上記予め定められた期間が経過したときに下流側空燃比センサ５６の出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に対応する排気ガスの空燃比を示しているか否かが判定される。そして、このときの下流側空燃比センサ出力値（すなわち、下流側空燃比センサ５６の出力値）が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に対応する排気ガスの空燃比を示していると判定された場合、下流側空燃比センサ５６の出力の異常は生じておらず、下流側空燃比センサ５６は正常であると判定される。一方、このときの下流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されている混合気の空燃比に対応する排気ガスの空燃比を示していないと判定された場合、下流側空燃比センサ５６の出力の異様が生じていると判定される。一方、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御され始まってから上記予め定められた期間が経過したときに、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御される。そして、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されたとき、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御され始まって上流側触媒４３に理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流入し始まってから、上流側触媒４３から理論空燃比よりもリーンな空燃比の排気ガスが流出し始めたことが下流側空燃比センサ５６によって検出されるまでにかかった時間と、理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御されているときの混合気の空燃比のリーン度合とに基づいて上流側触媒４３に吸蔵された酸素の量、すなわち、上流側触媒４３が最大限に吸蔵可能な酸素の量、すなわち、最大酸素吸蔵可能量が算出される。そして、この算出された最大酸素吸蔵可能量が予め定められた閾値よりも多いか否かが判定される。ここで、予め定められた閾値は、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力が劣化していないと言える程度の最大酸素吸蔵可能量に設定される。そして、算出された最大酸素吸蔵可能量が上記予め定められた閾値よりも多いと判定されたときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化が生じていないと判定される。一方、算出された最大酸素吸蔵可能量が上記予め定められた閾値以下であると判定されたときには、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化が生じていると判定される。
【０２２０】
ところで、図２２に示されているように、車両を駆動するための駆動力を出力するために上述した内燃機関１０に加えて、電動モータＭを備えたいわゆるハイブリッドシステムが知られている。図２２に示されているハイブリッドシステムは、車両７０の走行状態に応じて車両７０を駆動するための駆動力の伝達経路を切り替えるための駆動力切替機構Ｐと、この駆動力切替機構Ｐから伝達される駆動力を車両７０の前輪７１の駆動力伝達系に電圧するトランスミッションＴＭとを有する。
【０２２１】
電動モータＭは、交流同期電動機であり、バッテリＢから供給される直流電力を所定の交流電力に変換するインバータＩから供給される交流電力によって駆動制御される。また、駆動力切替機構Ｐは、電動モータＭとトランスミッションＴＭとの間にのみ駆動力の伝達経路を確立するモードと、内燃機関１０とトランスミッションＴＭとの間にのみ駆動力の伝達経路を確立するモードと、電動モータＭとトランスミッションＴＭとの間および内燃機関１０とトランスミッションＴＭとの間に駆動力の伝達経路を確立するモードとの間で、駆動力の伝達経路を切り替えることができる。
【０２２２】
このようなハイブリッドシステムにおいて、上述した第１実施形態〜第６実施形態にあるように、内燃機関１０において、下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無を判定する目的、または、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無を判定する目的、または、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無を判定する目的、または、内燃機関１０が始動されたときに内燃機関１０の温度を早期に上昇させる目的、または、フューエルカット制御が中止された後に上流側触媒４３に吸蔵されている酸素を上流側触媒４３から放出させる目的、または、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいときに上流側触媒４３の温度を低下させる目的で混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されるときに気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することは、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する目的ためだけに混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されて気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することに比べて、更なる効果を奏する。
【０２２３】
すなわち、上述したように、ハイブリッドシステムでは、電動モータＭとトランスミッションＴＭとの間にのみ駆動力の伝達経路が確立される場合がある。この場合、内燃機関１０の運転が停止される。したがって、ハイブリッドシステムでは、その分だけ、内燃機関１０が運転される機会が少なく、その結果、内燃機関１０において混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御することができる機会も少なくなると言える。ここで、内燃機関１０において、実行すべき下流側空燃比センサ５６の出力の異常の有無の判定、または、上流側触媒４３の酸素吸蔵・放出能力の劣化の有無の判定、または、上流側空燃比センサ５５の応答性の異常の有無の判定、または、内燃機関１０が始動されたときの内燃機関１０の温度の早期の上昇、または、フューエルカット制御が中止された後に上流側触媒４３に吸蔵されている酸素の上流側触媒４３からの放出、または、内燃機関１０に要求される出力が極めて大きいときの上流側触媒４３の温度の低下を目的として混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されるときに、同時に、気筒間空燃比インバランス状態の有無が判定されれば、その分だけ、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定する機会が増えるという効果が得られる。
【符号の説明】
【０２２４】
１０…内燃機関、２１…燃焼室、２５…燃料噴射弁、４０…排気通路、４３…上流側触媒、５５…上流側空燃比センサ、５６…下流側空燃比センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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