(57)【要約】【課題】内燃機関の異常検出装置を得る。【解決手段】多気筒エンジンの排気管集合部に取り付けられた、空燃比を検出する空燃比センサによりエンジンの排出ガスの空燃比を検出することができる内燃機関の制御装置において、通常運転時に連続した複数気筒分の平均空燃比をすべての気筒の組合せ分演算する複数気筒空燃比演算手段を備え、前記複数気筒空燃比演算手段により得られた、複数気筒噴射分の平均空燃比を比較することで、気筒間空燃比のばらつき異常を判定し、補正も行う。【選択図】図３
2011220274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒を有するエンジンの排気管集合部に取り付けられて前記エンジンの排出ガスの空燃比を検出するリニア空燃比センサと、
前記リニア空燃比センサの検出値に基づき、連続した複数気筒噴射分の平均空燃比を、すべての気筒の組合せ分だけ演算する複数気筒空燃比演算手段と、
前記平均空燃比のそれぞれを比較することにより、気筒間空燃比のばらつきを検出する気筒間空燃比異常検出手段と、
前記気筒間空燃比異常検出手段により前記気筒間空燃比のばらつきの異常が検出された場合に、前記気筒間空燃比のばらつきを補正する気筒間空燃比補正手段と
を備えた内燃機関の異常検出装置。
【請求項２】
前記気筒間空燃比異常検出手段は、前記平均空燃比に基づき気筒ごとの空燃比の大小関係を推定し、前記空燃比の大小関係と前記平均空燃比の大小関係との相関から、前記気筒間空燃比のばらつきを検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常検出装置。
【請求項３】
前記エンジンの運転状態を検出する各種センサと、
前記各種センサの検出情報に基づき目標空燃比を演算する目標空燃比演算手段と、
前記リニア空燃比センサの検出値と前記目標空燃比との偏差に基づき空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段とを備え、
前記気筒間空燃比異常検出手段は、前記空燃比補正量または前記空燃比補正量の学習値から前記平均空燃比を演算して、前記気筒間空燃比のばらつきを検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数気筒を有する内燃機関（エンジン）の排出ガス合流部（以下、「排気合流部」という）に空燃比センサを設置し、空燃比センサ出力に基づいて複数気筒の空燃比を気筒ごとに制御する内燃機関の異常検出装置に関し、特に、気筒間空燃比制御システムの異常診断技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用のエンジンにおいては、エミッションや燃費を悪化させる原因となる内燃機関の気筒間空燃比のばらつき異常を精度よく検出するために、複数気筒の排気合流部に設置された１つの空燃比センサの出力に基づいて複数気筒の空燃比を気筒ごとに推定して、複数気筒の空燃比（燃料噴射量）を気筒ごとに制御する気筒間空燃比制御技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１においては、複数気筒のうち一部の気筒を休止（以下、「減筒制御」という）させ、休止気筒の吸気ポートおよび／または排気ポートを閉じた状態で、休止気筒以外の運転中の気筒における空燃比センサの出力に基づき、気筒間空燃比のばらつき異常を検出する技術が示されている。
【０００４】
しかしながら、気筒間空燃比のばらつき異常を検出するためには、気筒ごとに噴射休止するための特殊な機構を搭載する必要があるうえ、気筒ごとに噴射休止することによるトルクショックやドラビリ悪化を回避するために、異常診断を実行する運転状態を限定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の内燃機関の異常検出装置は、特許文献１に記載の技術では、吸気ポートおよび／または排気ポートを、気筒ごとに独立して開閉動作が休止可能なバルブ装置が搭載された一部車両のみに有効であり、このようなバルブ装置を搭載していない多くの車両の内燃機関には適用することができないという課題があった。
【０００７】
また、異常診断時に一部気筒を休止することから、通常時などに休止制御した場合のトルクショックやドラビリ悪化を回避するために、異常診断の実行条件として、燃料カット時や減筒制御中という条件が要求されるので、異常診断の実行条件が限定されるという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、気筒ごとに独立して開閉動作が休止可能なバルブ装置が搭載されていない車両にも適用することが可能であって、燃料カット時や減筒制御中に限らず、気筒間空燃比のばらつき異常を検出可能な内燃機関の異常検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る内燃機関の異常検出装置は、複数気筒を有するエンジンの排気管集合部に取り付けられてエンジンの排出ガスの空燃比を検出するリニア空燃比センサと、リニア空燃比センサの検出値に基づき、連続した複数気筒噴射分の平均空燃比を、すべての気筒の組合せ分だけ演算する複数気筒空燃比演算手段と、平均空燃比のそれぞれを比較することにより、気筒間空燃比のばらつきを検出する気筒間空燃比異常検出手段と、気筒間空燃比異常検出手段により気筒間空燃比のばらつきの異常が検出された場合に、気筒間空燃比のばらつきを補正する気筒間空燃比補正手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、気筒ごとの吸気ポートおよび／または排気ポートを、気筒ごとに独立して開閉動作が休止可能なバルブ装置、が搭載されていない車両にも適用することができるうえ、燃料カット時や減筒制御中に限らず、気筒間空燃比のばらつき異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の異常検出装置が適用される内燃機関システムを概略的に示す構成図である。
【図２】図１内のエンジンを具体的に示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるＥＣＵを具体的に示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１による気筒間空燃比の異常検出動作を示すフローチャートである。
【図５】図３内の複数気筒空燃比演算手段の動作を図式的に示す説明図である。
【図６】図３内の複数気筒空燃比演算手段、気筒間空燃比異常検出手段および気筒間空燃比補正手段の具体的動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による複数気筒空燃比演算手段、気筒間空燃比異常検出手段および気筒間空燃比補正手段の具体的動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の異常検出装置が適用される内燃機関システムを概略的に示す構成図である。
図１において、エンジン１には、エンジン負荷およびエンジン状態を検出するための各種センサとして、クランク角度を検出するクランク角センサ２と、カム角度を検出するカム角センサ３と、エンジン冷却水温を検出する水温センサ４とが設置されている。
【００１３】
また、エンジン１の吸気側には、他の各種センサとして、吸入空気Ａの吸気量を検出するためのエアフロセンサ７と、スロットル８の開度を検出するスロットルセンサ９と、スロットル８よりも下流側の吸入通路１０内の圧力を検出する圧力センサ１１と、吸入空気Ａの温度を検出する吸気温度センサ１２とが設置されている。
【００１４】
さらに、エンジン１の排気通路１５には、他の各種センサとして、排出ガスＢの空燃比を検出するリニア空燃比センサ（以下、「ＬＡＦＳ」ともいう）１６と、三元触媒１７を通過後の排気ガスＣ中の酸素濃度を検出するリアＯ２センサ１８とが設置されている。
【００１５】
一方、エンジン１には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１９により駆動制御される各種アクチュエータとして、高電圧を発生させる点火コイル５と、エンジン１の気筒内に火花を発生する点火プラグ６とが設置されている。
【００１６】
また、エンジン１の吸気側には、他の各種アクチュエータとして、吸気量を調整するためのスロットル８と、気筒内に吸入される吸入空気Ａに燃料を噴射するインジェクタ１３と、インジェクタ１３に燃料を供給する燃料ポンプ１４とが設置されている。
さらに、エンジン１の排気通路１５には、排気ガスＣを浄化する三元触媒１７が設置されている。
【００１７】
ＥＣＵ１９は、車載のバッテリ２０から給電されており、クランク角センサ２からのクランク信号と、カム角センサ３からのカム信号と、他の各種センサ信号とを入力情報として、各種制御量を演算し、点火コイル５、スロットル８、インジェクタ１３などの各種アクチュエータを駆動することによりエンジン１（内燃機関）を運転制御する。
【００１８】
図２は図１内のエンジン１を具体的に示す構成図であり、直列４気筒エンジンの場合を例にとって、ＬＡＦＳ１６の取り付け位置を図式的に示している。
図２において、各気筒＃１〜＃４の吸気側には、個別のインジェクタ１３が設置されている。
【００１９】
また、気筒＃１〜＃４の各排気通路１５の排気合流部には、排出ガスＢの空燃比を検出するための単体のＬＡＦＳ１６が取り付けられている。
ＥＣＵ１９は、ＬＡＦＳ１６からの空燃比情報および各種センサ情報に基づき、気筒ごとの燃料噴射量の演算を行い、気筒ごとのインジェクタ１３を駆動制御する。
【００２０】
図３は図１内のＥＣＵ１９を具体的に示すブロック図であり、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の異常検出装置の要部機能構成を示している。
図３において、ＥＣＵ１９は、内燃機関の異常検出装置の主機能として、診断実行条件判定手段３０１と、複数気筒空燃比演算手段３０２と、気筒間空燃比異常検出手段３０３と、気筒間空燃比補正手段３０４とを備えている。
【００２１】
また、ＥＣＵ１９は、通常の空燃比フィードバック制御装置の機能として、目標空燃比演算手段３０６と、空燃比補正量演算手段３０７とを備えている。
目標空燃比演算手段３０６は、各種センサ３００の検出情報（エンジン１の運転状態）に基づき目標空燃比を演算する。
【００２２】
空燃比補正量演算手段３０７は、ＬＡＦＳ１６により検出された空燃比と目標空燃比との偏差に基づき空燃比補正量を演算し、インジェクタ１３のフィードバック制御に寄与させる。また、空燃比補正量は、必要に応じて気筒間空燃比異常検出手段３０３にも入力される。
【００２３】
診断実行条件判定手段３０１は、各種センサ３００の検出情報から、エンジン１の運転状態が、異常検出処理を実行可能な条件を満たすか否かを判定し、条件を満たす場合に、複数気筒空燃比演算手段３０２および気筒間空燃比異常検出手段３０３を有効化する。
する。
【００２４】
複数気筒空燃比演算手段３０２は、クランク角センサ２、カム角センサ３およびＬＡＦＳ１６の各検出情報に基づき、３気筒分の空燃比の平均値（平均空燃比）を演算する。
気筒間空燃比異常検出手段３０３は、複数気筒空燃比演算手段３０２で求めた３気筒分の平均空燃比を用いて、気筒間空燃比のばらつき異常を検出する。
を備えている。
【００２５】
気筒間空燃比補正手段３０４は、気筒間空燃比異常検出手段３０３により気筒間空燃比のばらつき異常が検出された気筒に対して、燃料噴射量を補正して空燃比ばらつきを解消するために、気筒ごとのインジェクタ１３の駆動制御量を最適に補正する。
【００２６】
次に、図４のフローチャートおよび図５の説明図を参照しながら、図１〜図３に示したこの発明の実施の形態１による気筒間空燃比の異常検出動作について説明する。
図３において、まず、診断実行条件判定手段３０１は、エンジン１の運転状態が気筒間空燃比のばらつき異常を検出できる状態（診断実行条件成立）であるか否かを判定する（ステップ４０１）。
【００２７】
具体的には、たとえば、吸入吸気量、エンジン１の回転数、スロットル開度などの運転情報について、所定期間中の各偏差量をモニタし、各偏差量が小さい（定常運転状態を示す）場合に、診断実行条件が成立したと判定することができる。
なお、診断実行条件成立から診断実行終了までの期間では、同一条件でのモニタを行う必要があるので、ＬＡＦＳ１６に基づく通常の燃料フィードバック制御を停止することが望ましい。
【００２８】
ステップ４０１において、診断実行条件が不成立（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、図４の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップ４０１において、診断実行条件が成立（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、複数気筒空燃比演算手段３０２は、通常運転時において、４気筒＃１〜＃４のうちの１気筒を除いた３気筒分の平均空燃比をすべての気筒の組合せ分だけ演算する（ステップ４０２）。
【００２９】
図５は複数気筒空燃比演算手段３０２の動作を図式的に示す説明図であり、直列４気筒＃１〜＃４のうちの演算対象気筒（３気筒）のパターン（１）〜（４）を示している。
図５において、左から順に＃１、＃３、＃４、＃２に対応して配列された白丸および黒丸は、通常噴射順序を意味しており、黒丸に対応する気筒に対しては平均空燃比の演算を行うことを意味している。
【００３０】
各パターン（１）〜（４）において、平均空燃比の演算対象は、それぞれ３気筒ずつである。
すなわち、パターン（１）では、＃３、＃４、＃２の３気筒の平均空燃比を演算し、パターン（２）では、＃４、＃２、＃１の３気筒の平均空燃比を演算し、パターン（３）では、＃２、＃１、＃３の３気筒の平均空燃比を演算し、パターン（４）では、＃１、＃３、＃４の３気筒の平均空燃比を演算する。
【００３１】
ステップ４０２において、複数気筒空燃比演算手段３０２は、図５に示した計４パターンにより、各３気筒分の平均空燃比を演算する。
なお、さらに精度向上を実現するために、パターン（１）〜（４）の各演算をそれぞれ所定回数だけ積算し、積算値の平均値を求めて、以後の演算で用いてもよい。
【００３２】
続いて、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、ステップ４０２で演算された３気筒分の平均空燃比から、気筒間空燃比のばらつき異常の有無を判定する（ステップ４０３）。
ステップ４０３において、気筒間空燃比のばらつき異常無し（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、図４の処理ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、ステップ４０３において、気筒間空燃比のばらつき異常有り（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、気筒間空燃比補正手段３０４は、異常と判定された気筒への燃料噴射量を補正して、補正量が反映された燃料噴射量を演算し（ステップ４０４）、図４の処理ルーチンを終了する。
【００３４】
以下、インジェクタ１３は、補正量が反映された燃料噴射量を対象気筒に供給する。
一方、ステップ４０１で診断実行条件が不成立（ＮＯ）、または、ステップ４０３で気筒間空燃比のばらつきが正常（ＮＯ）と判定された場合は、ステップ４０４の補正演算を実行せずに燃料噴射量が演算され、インジェクタ１３は、補正量されない燃料噴射量を対象気筒に供給する。
【００３５】
次に、図５とともに、図６を参照しながら、図４内のステップ４０２〜４０４における具体的な処理について説明する。
図６は複数気筒空燃比演算手段３０２、気筒間空燃比異常検出手段３０３および気筒間空燃比補正手段３０４の具体的動作を示すフローチャートである。
【００３６】
図６において、まず、複数気筒空燃比演算手段３０２は、図５に示したパターン（１）〜（４）の３気筒分の平均空燃比を演算し（ステップ６０１）、気筒間空燃比異常検出手段３０３に入力する。
続いて、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、まず、パターン（１）〜（４）の各平均空燃比が「（３）＝（４）＝（２）≠（１）」の関係を満たすか否かを判定する（ステップ６０２）。
【００３７】
なお、ここで、等号「＝」は、３気筒分の平均空燃比の差分が所定範囲内であることを意味し、不等号「≠」は、平均空燃比の差分が所定範囲外であることを意味している。
したがって、ステップ６０２においては、各パターン（３）、（４）、（２）の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン（１）の平均空燃比のみが異なる値（異常）を示すか否かを判定する。
【００３８】
ステップ６０２において、「（３）＝（４）＝（２）≠（１）」の関係を満たす（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、＃１気筒が含まれているパターン（３）、（４）、（２）と、＃１気筒が含まれていないパターン（１）との間に差違があるので、＃１気筒を異常と判定する（ステップ６０３）。
以下、気筒間空燃比補正手段３０４は、＃１気筒をリーンまたはリッチに補正し（ステップ６１１）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００３９】
一方、ステップ６０２において、「（３）＝（４）＝（２）≠（１）」の関係を満たさない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、平均空燃比が「（１）＝（４）＝（２）≠（３）」の関係を満たすか否かを判定する（ステップ６０４）。
ステップ６０４においては、パターン（１）、（４）、（２）の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン（３）の平均空燃比のみが異なる値を示すか否かを判定する。
【００４０】
ステップ６０４において、「（３）＝（４）＝（２）≠（３）」の関係を満たす（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、＃３気筒が含まれているパターン（１）、（４）、（２）と、＃３気筒が含まれていないパターン（３）との間に差違があるので、＃３気筒を異常と判定する（ステップ６０５）。
以下、気筒間空燃比補正手段３０４は、＃３気筒をリーンまたはリッチに補正し（ステップ６１１）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００４１】
一方、ステップ６０４において、「（１）＝（４）＝（２）≠（３）」の関係を満たさない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、平均空燃比が「（１）＝（３）＝（２）≠（４）」の関係を満たすか否かを判定する（ステップ６０６）。
ステップ６０６においては、パターン（１）、（３）、（２）の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン（４）の平均空燃比のみが異なる値を示すか否かを判定する。
【００４２】
ステップ６０６において、「（１）＝（３）＝（２）≠（４）」の関係を満たす（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、＃４気筒が含まれているパターン（１）、（３）、（２）と、＃４気筒が含まれていないパターン（４）との間に差違があるので、＃４気筒を異常と判定する（ステップ６０７）。
以下、気筒間空燃比補正手段３０４は、＃４気筒をリーンまたはリッチに補正し（ステップ６１１）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００４３】
一方、ステップ６０６において、「（１）＝（３）＝（２）≠（４）」の関係を満たさない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、平均空燃比が「（１）＝（３）＝（４）≠（２）」の関係を満たすか否かを判定する（ステップ６０８）。
ステップ６０８においては、パターン（１）、（３）、（４）の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン（２）の平均空燃比のみが異なる値を示すか否かを判定する。
【００４４】
ステップ６０８において、「（１）＝（３）＝（４）≠（２）」の関係を満たす（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、＃２気筒が含まれているパターン（１）、（３）、（４）と、＃２気筒が含まれていないパターン（２）との間に差違があるので、＃２気筒を異常と判定する（ステップ６０７）。
以下、気筒間空燃比補正手段３０４は、＃２気筒をリーンまたはリッチに補正し（ステップ６１１）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００４５】
一方、ステップ６０８において、「（１）＝（３）＝（４）≠（２）」の関係を満たさない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、異常なパターンのいずれにも当てはまらないので、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、気筒間空燃比のばらつきが正常と判定して（ステップ６１０）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００４６】
ステップ６１１において、気筒間空燃比補正手段３０４は、複数気筒空燃比演算手段３０２および気筒間空燃比異常検出手段３０３の演算結果から、気筒間空燃比のばらつきを補正する。
すなわち、＃１気筒が異常な場合は、＃１気筒を含むパターン（３）、（４）、（２）と、＃１気筒を含まないパターン（１）とのリッチ／リーン関係を判定し、＃１気筒を含むパターンの方がリッチの場合には＃１気筒をリーン側に補正し、＃１気筒を含むパターンの方がリーンの場合には＃１気筒をリッチ側に補正することにより気筒間空燃比のばらつきを補正する。
【００４７】
なお、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、たとえばステップ６０２において、＃１気筒を含むパターン（３）、（４）、（２）と、＃１気筒を含まないパターン（１）とを比較したが、＃１気筒を含むパターンと目標空燃比とを比較してもよい。
この場合、気筒間空燃比補正手段３０４は、＃１気筒を含むパターンと目標空燃比とを比較して、＃１気筒を含むパターンの方がリッチの場合には＃１気筒をリーン側に補正し、＃１気筒を含むパターンの方がリーンの場合には、＃１気筒をリッチ側に補正することにより、気筒間空燃比のばらつきを補正する。
【００４８】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図６）に係る内燃機関の異常検出装置は、複数気筒＃１〜＃４を有するエンジン１の排気管集合部に取り付けられてエンジン１の排出ガスＢの空燃比を検出するリニア空燃比センサ１６と、リニア空燃比センサ１６の検出値に基づき、連続した複数気筒噴射分の平均空燃比を、すべての気筒の組合せ分だけ演算する複数気筒空燃比演算手段３０２と、平均空燃比のそれぞれを比較することにより、気筒間空燃比のばらつきを検出する気筒間空燃比異常検出手段３０３と、気筒間空燃比異常検出手段３０３により気筒間空燃比のばらつきの異常が検出された場合に、気筒間空燃比のばらつきを補正する気筒間空燃比補正手段３０４とを備えている。
【００４９】
このように、気筒間空燃比のばらつき異常が発生している気筒を判別し、異常を検出した気筒に対し、複数気筒空燃比演算手段３０２で算出した各平均空燃比の比較結果に基づき、気筒間空燃比のばらつき補正を行うことにより、気筒ごとの吸気ポートおよび／または排気ポートを、気筒ごとに独立して開閉動作が休止可能なバルブ装置が搭載されていない車両にも適用することが可能であって、燃料カット時や減筒制御中に限らず、気筒間空燃比のばらつき異常を検出して、通常運転時に補正することのできる内燃機関の異常検出装置を得ることができる。
【００５０】
また、図３のように、エンジン１の運転状態を検出する各種センサと、各種センサの検出情報に基づき目標空燃比を演算する目標空燃比演算手段３０６と、リニア空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との偏差に基づき空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段３０７とを備えており、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、空燃比補正量または空燃比補正量の学習値から平均空燃比を演算して、気筒間空燃比のばらつきを検出することもできる。
【００５１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図６）では、各平均空燃比の比較に基づき異常判定したが、図７のように、各平均空燃比の中の最大値および最小値を考慮してばらつき異常を判定してもよい。
【００５２】
図７はこの発明の実施の形態２によるばらつき異常検出動作を示すフローチャートであり、前述（図６）と同様に、図３内の複数気筒空燃比演算手段３０２、気筒間空燃比異常検出手段３０３および気筒間空燃比補正手段３０４の処理動作を示している。
なお、この発明の実施の形態２における基本的な構成および動作については、図１〜図５に示した通りである。
【００５３】
図７において、ステップ７０１および７０３は、前述（図６）のステップ６０１および６１０と同様の処理である。
まず、複数気筒空燃比演算手段３０２は、前述と同様に、各パターン（１）〜（４）の平均空燃比を演算する（ステップ７０１）。
【００５４】
続いて、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、各パターン（１）〜（４）の３気筒分の平均空燃比を入力情報として、（１）〜（４）の３気筒分の平均空燃比の中で最大値および最小値を演算し、最大空燃比と最小空燃比との偏差ΔＡＦが所定値（許容範囲）以上か否かを判定する（ステップ７０２）。
ステップ７０２において、偏差ΔＡＦが所定値未満（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、正常と判定して（ステップ７０３）、図７の処理ルーチンを終了する。
【００５５】
一方、ステップ７０２において、偏差ΔＡＦが所定値以上（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、３気筒分の平均空燃比から各気筒の空燃比の大小関係を推定する（ステップ７０４）。
たとえば、図５内のパターン（１）〜（４）の３気筒分の平均空燃比が、大きい順に、（１）→（３）→（４）→（２）となっている場合、３気筒分の平均空燃比のパターンの大小関係から、以下のように、各気筒の空燃比の大小関係を推定することができる。
【００５６】
パターン（１）および（３）に着目して考えると、＃４気筒および＃２気筒は共通であり、（１）＞（３）であることから、空燃比の大小関係は、＃３＞＃１であることが分かる。
【００５７】
同様に、パターン（３）および（４）に着目して考えると、＃２気筒および＃１気筒は共通であり、（３）＞（４）であることから、空燃比の大小関係は、＃４＞＃３であることが分かる。
【００５８】
また、パターン（４）および（２）に着目して考えると、＃１気筒および＃３気筒は共通であり、（４）＞（２）であることから、空燃比の大小関係は、＃２＞＃４であることが分かる。
この結果、ステップ７０４において、各気筒の空燃比の大小関係は、＃２＞＃４＞＃３＞＃１であることが推定される。
【００５９】
次に、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、目標空燃比に対し、パターン（１）〜（４）の３気筒分の平均空燃比の中の最大値と最小値とのどちらとの偏差の絶対値が大きいかを判定する（ステップ７０５）。
つまり、ステップ７０５においては、パターン（１）〜（４）の中の最大空燃比と目標空燃比との偏差ΔＡＦｍａｘの絶対値が、パターン（１）〜（４）の中の最小空燃比と目標空燃比との偏差ΔＡＦｍｉｎの絶対値よりも大きいか否かを判定する。
【００６０】
ステップ７０５において、｜ΔＡＦｍａｘ｜＞｜ΔＡＦｍｉｎ｜（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップ７０４で推定した最大空燃比の気筒をばらつき異常気筒と判定する（ステップ７０６）。
以下、気筒間空燃比補正手段３０４は、ばらつき異常気筒をリッチ側に補正して（ステップ７０７）、図７の処理ルーチンを終了する。
【００６１】
一方、ステップ７０５において、｜ΔＡＦｍａｘ｜≦｜ΔＡＦｍｉｎ｜（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップ７０４で推定した最小空燃比の気筒をばらつき異常気筒と判定する（ステップ７０８）。
以下、気筒間空燃比補正手段３０４は、ばらつき異常気筒をリーン側に補正して（ステップ７０９）、図７の処理ルーチンを終了する。
【００６２】
以上の処理（ステップ７０１〜７０９）は、正常判定（ステップ７０３）が成立するまで、繰り返し実行される。
これにより、気筒間空燃比のばらつきを極めて小さくすることができる。
【００６３】
以上のように、この発明の実施の形態２（図７）によれば、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、各平均空燃比に基づき気筒ごとの空燃比の大小関係を推定し、空燃比の大小関係と平均空燃比の大小関係との相関から、気筒間空燃比のばらつきを検出することもできるので、前述の実施の形態１と同様の効果に加えて、気筒間空燃比のばらつきをさらに抑制することができる。
【００６４】
また、前述と同様に、気筒間空燃比異常検出手段３０３は、空燃比補正量またはその学習値から複数気筒噴射分の平均値を演算し、気筒間空燃比のばらつき異常を検出することもできる。
【００６５】
なお、上記実施の形態１、２では、複数気筒空燃比演算手段３０２において、３気筒分の平均空燃比を演算したが、これに限定されることはなく、３気筒分の空燃比補正量の平均値または、３気筒分の学習値の平均値を演算してもよい。この場合も、気筒間空燃比異常検出手段３０３および気筒間空燃比補正手段３０４において、気筒間空燃比のばらつき異常の検出および補正を行うことができる。
【００６６】
また、この発明は、上記実施の形態１、２に限定されることはなく、たとえば、４気筒以上の内燃機関にも適用することができ、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１  エンジン、２  クランク角センサ、３  カム角センサ、４  水温センサ、５  点火コイル、６  点火プラグ、７  エアフロセンサ、８  スロットル、９  スロットルセンサ、１０  吸入通路、１１  圧力センサ、１２  吸気温度センサ、１３  インジェクタ、１４  燃料ポンプ、１５  各排気通路、１５  排気通路、１６  リニア空燃比センサ、１７  三元触媒、１８  リアＯ２センサ、２０  バッテリ、３００  各種センサ、３０１  診断実行条件判定手段、３０２  複数気筒空燃比演算手段、３０３  気筒間空燃比異常検出手段、３０４  気筒間空燃比補正手段、３０６  目標空燃比演算手段、３０７  空燃比補正量演算手段、Ａ  吸入空気、Ｂ  排出ガス。
【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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