(57)【要約】【課題】異常気筒の特定精度を高める。【課題手段】本発明に係る気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、多気筒内燃機関の複数の気筒に共通の排気通路に設置された空燃比センサと、空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータに基づいて気筒間空燃比ばらつき異常を検出するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、内燃機関の１サイクル中における空燃比センサの出力波形の平均値Ｍと、平均値に対しリーン側およびリッチ側の少なくとも一方に存する領域ＹＬの面積を２等分する分割クランク角θｈｆＬとを算出し、分割クランク角に基づいて、空燃比ずれを起こしている異常気筒を特定するように構成されている。【選択図】図７
2015078651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の複数の気筒に共通の排気通路に設置された空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出し、該算出されたパラメータに基づいて気筒間空燃比ばらつき異常を検出するように構成された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の１サイクル中における前記空燃比センサの出力波形の平均値と、該平均値に対しリーン側およびリッチ側の少なくとも一方に存する領域であって前記空燃比センサの出力波形と前記平均値とで囲まれた領域の面積を２等分する分割クランク角とを算出し、該分割クランク角に基づいて、空燃比ずれを起こしている異常気筒を特定するように構成されている
ことを特徴とする気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を前記異常気筒として特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記平均値に対しリーン側に存する前記領域の面積を２等分する分割クランク角を算出すると共に、前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を決定し、該出所気筒を、空燃比のリーンずれを起こしている異常気筒として特定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記平均値に対しリッチ側に存する前記領域の面積を２等分する分割クランク角を算出すると共に、前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を決定し、該出所気筒を、空燃比のリッチずれを起こしている異常気筒として特定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
（Ａ）前記空燃比センサの出力値を取得するステップと、
（Ｂ）前記空燃比センサの出力値に基づいて前記平均値を算出するステップと、
（Ｃ）前記空燃比センサの出力値と前記平均値との差分を算出するステップと、
（Ｄ）前記空燃比センサの出力値が前記平均値に対しリーン側およびリッチ側の一方に存する間、前記差分を積算し、これにより前記領域の面積を算出するステップと、
（Ｅ）前記領域の面積を２等分する前記分割クランク角を算出するステップと、
を実行するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
（Ｆ）前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を決定し、該出所気筒を前記異常気筒として特定するステップをさらに実行するように構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記ステップ（Ｄ）において、前記空燃比センサの出力値が前記平均値に対しリーン側に存する間、前記差分を積算し、
前記ステップ（Ｆ）において、前記出所気筒を、空燃比のリーンずれを起こしている異常気筒として特定する
ことを特徴とする請求項６に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記ステップ（Ｄ）において、前記空燃比センサの出力値が前記平均値に対しリッチ側に存する間、前記差分を積算し、
前記ステップ（Ｆ）において、前記出所気筒を、空燃比のリッチずれを起こしている異常気筒として特定する
ことを特徴とする請求項６に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項９】
前記空燃比センサの出力波形は、前記内燃機関の１サイクルに等しい周期を有する周期的波形である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【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ばらつき異常検出装置に係り、特に、一部の気筒の異常に起因して当該一部の気筒の空燃比が残部の気筒の空燃比に対し比較的大きくずれる異常（インバランス異常）を検出するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、触媒を利用した排気浄化システムを備える内燃機関では、排気中有害成分の触媒による浄化を高効率で行うため、内燃機関で燃焼される混合気の空気と燃料との混合割合、すなわち空燃比のコントロールが欠かせない。こうした空燃比の制御を行うため、内燃機関の排気通路に空燃比センサを設け、これによって検出された空燃比を所定の目標空燃比に一致させるようフィードバック制御を実施している。
【０００３】
一方、多気筒内燃機関においては、通常全気筒に対し同一の制御量を用いて空燃比制御を行うため、空燃比制御を実行したとしても実際の空燃比が気筒間でばらつくことがある。このときばらつきの程度が小さければ、空燃比フィードバック制御で吸収可能であり、また触媒でも排気中有害成分を浄化処理可能なので、排気エミッションにそれ程影響を与えず、特に問題とならない。
【０００４】
しかし、例えば一部の気筒の燃料噴射系の故障が原因で、気筒間の空燃比が大きくばらつくと、排気エミッションを悪化させてしまい、問題となる。このような排気エミッションを悪化させる程の大きな空燃比ばらつきは異常として検出するのが望ましい。特に自動車用内燃機関の場合、排気エミッションが悪化した車両の走行を未然に防止するため、気筒間空燃比ばらつき異常を車載状態（オンボード）で検出することが要請されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０１９８４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、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する場合、空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出し、この算出されたパラメータに基づいてばらつき異常を検出することが考えられる。
【０００７】
また、空燃比ずれを起こしてばらつき異常の原因となり得る異常気筒を特定できるようにすることが、その後の迅速な修理等のため望ましい。
【０００８】
この異常気筒特定に関連して、例えば特許文献１には、変動する空燃比センサ出力のリッチ側またはリーン側ピーク位相を検出し、このピーク位相に基づいて、空燃比センサの出力値がずれていると推定される１つの気筒を特定することが開示されている。この気筒の燃料量は補正され、これにより各気筒の空燃比の均一化が図られる。
【０００９】
しかし、空燃比センサ出力のピーク位相は、ばらつきが比較的大きい。従ってピーク位相に基づいて異常気筒を特定する方法には、誤った気筒を異常気筒として特定する可能性があるという欠点がある。
【００１０】
そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、異常気筒の特定精度を高めることができる気筒間空燃比ばらつき異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一の態様によれば、
多気筒内燃機関の複数の気筒に共通の排気通路に設置された空燃比センサと、
前記空燃比センサの出力変動度合いに相関するパラメータを算出し、該算出されたパラメータに基づいて気筒間空燃比ばらつき異常を検出するように構成された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記内燃機関の１サイクル中における前記空燃比センサの出力波形の平均値と、該平均値に対しリーン側およびリッチ側の少なくとも一方に存する領域であって前記空燃比センサの出力値と前記平均値とで囲まれた領域の面積を２等分する分割クランク角とを算出し、該分割クランク角に基づいて、空燃比ずれを起こしている異常気筒を特定するように構成されている
ことを特徴とする気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。
【００１２】
好ましくは、前記制御装置は、
前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を前記異常気筒として特定する。
【００１３】
好ましくは、前記制御装置は、
前記平均値に対しリーン側に存する前記領域の面積を２等分する分割クランク角を算出すると共に、前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を決定し、該出所気筒を、空燃比のリーンずれを起こしている異常気筒として特定する。
【００１４】
好ましくは、前記制御装置は、
前記平均値に対しリッチ側に存する前記領域の面積を２等分する分割クランク角を算出すると共に、前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を決定し、該出所気筒を、空燃比のリッチずれを起こしている異常気筒として特定する。
【００１５】
好ましくは、前記制御装置は、
（Ａ）前記空燃比センサの出力値を取得するステップと、
（Ｂ）前記空燃比センサの出力値に基づいて前記平均値を算出するステップと、
（Ｃ）前記空燃比センサの出力値と前記平均値との差分を算出するステップと、
（Ｄ）前記空燃比センサの出力値が前記平均値に対しリーン側およびリッチ側の一方に存する間、前記差分を積算し、これにより前記領域の面積を算出するステップと、
（Ｅ）前記領域の面積を２等分する前記分割クランク角を算出するステップと、
を実行するように構成されている。
【００１６】
好ましくは、前記制御装置は、
（Ｆ）前記分割クランク角の時点で前記空燃比センサに検出されている排ガスの出所気筒を決定し、該出所気筒を前記異常気筒として特定するステップをさらに実行するように構成されている。
【００１７】
好ましくは、前記制御装置は、
前記ステップ（Ｄ）において、前記空燃比センサの出力値が前記平均値に対しリーン側に存する間、前記差分を積算し、
前記ステップ（Ｆ）において、前記出所気筒を、空燃比のリーンずれを起こしている異常気筒として特定する。
【００１８】
好ましくは、前記制御装置は、
前記ステップ（Ｄ）において、前記空燃比センサの出力値が前記平均値に対しリッチ側に存する間、前記差分を積算し、
前記ステップ（Ｆ）において、前記出所気筒を、空燃比のリッチずれを起こしている異常気筒として特定する。
【００１９】
好ましくは、前記空燃比センサの出力波形は、前記内燃機関の１サイクルに等しい周期を有する周期的波形である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、異常気筒の特定精度を高めることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略図である。
【図２】触媒前センサおよび触媒後センサの出力特性を示すグラフである。
【図３】気筒間空燃比ばらつき度合いに応じた排気空燃比の変動を示すグラフである。
【図４】クランク角に対する触媒前センサ出力の推移を示すグラフである。
【図５】インバランス率と出力変動パラメータの関係を示すグラフである。
【図６】比較例におけるピーク位相のばらつきの様子を示すグラフである。
【図７】本実施形態における異常気筒特定方法を説明するためのグラフである。
【図８】本実施形態における分割クランク角のばらつきの様子を示すグラフである。
【図９】ばらつき異常検出処理のフローチャートである。
【図１０】異常気筒特定処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る内燃機関の概略図である。図示されるように、内燃機関（エンジン）１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストンを往復移動させることにより動力を発生する。内燃機関１は複数の気筒を備え、本実施形態では＃１から＃４までの四つの気筒を備える。また本実施形態の内燃機関１は自動車に搭載された多気筒内燃機関であり、より具体的には直列４気筒火花点火式内燃機関である。本発明に係る内燃機関の気筒数、形式等は特に限定されないが、気筒数は３以上である。
【００２４】
図示しないが、内燃機関１のシリンダヘッドには吸気ポートを開閉する吸気弁と、排気ポートを開閉する排気弁とが気筒毎に配設されており、各吸気弁および各排気弁はカムシャフトによって開閉させられる。シリンダヘッドの頂部には、燃焼室３内の混合気に点火するための点火プラグ７が気筒毎に取り付けられている。
【００２５】
各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管４を介して吸気集合室であるサージタンク８に接続されている。サージタンク８の上流側には吸気管１３が接続されており、吸気管１３の上流端にはエアクリーナ９が設けられている。そして吸気管１３には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５（吸入空気量検出装置）と、電子制御式のスロットルバルブ１０とが組み込まれている。吸気ポート、枝管４、サージタンク８及び吸気管１３により吸気通路が形成される。
【００２６】
吸気通路、特に吸気ポート内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１２が気筒毎に配設されている。インジェクタ１２から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁の開弁時に燃焼室３に吸入され、ピストンで圧縮され、点火プラグ７で点火燃焼させられる。なおインジェクタは燃焼室３内に燃料を直接噴射するものであってもよい。
【００２７】
一方、各気筒の排気ポートは排気マニフォールド１４に接続される。排気マニフォールド１４は、その上流部をなす気筒毎の枝管１４ａと、その下流部をなす排気集合部１４ｂとからなる。排気集合部１４ｂの下流側には排気管６が接続されている。排気ポート、排気マニフォールド１４及び排気管６により排気通路が形成される。
【００２８】
また、排気マニフォールド１４の排気集合部１４ｂから下流側の排気通路は、複数の気筒である＃１〜＃４気筒に共通の排気通路を形成する。
【００２９】
排気管６の上流側と下流側にはそれぞれ三元触媒からなる触媒、すなわち上流触媒１１と下流触媒１９が直列に取り付けられている。これら触媒１１，１９は酸素吸蔵能（Ｏ２ストレージ能）を有する。すなわち、触媒１１，１９は、排気ガスの空燃比がストイキ（理論空燃比、例えばＡ／Ｆ＝１４．６）より大きい（リーンな）ときに排気ガス中の過剰酸素を吸蔵し、ＮＯｘを還元する。また触媒１１，１９は、排気ガスの空燃比がストイキより小さい（リッチな）ときに吸蔵酸素を放出し、排気ガス中のＨＣ，ＣＯを酸化する。
【００３０】
上流触媒１１の上流側及び下流側にそれぞれ排気ガスの空燃比を検出するための第１及び第２の空燃比センサ、即ち触媒前センサ１７及び触媒後センサ１８が設置されている。これら触媒前センサ１７及び触媒後センサ１８は、上流触媒１１の直前及び直後の位置に設置され、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出する。このように上流触媒１１の上流側の排気合流部に単一の触媒前センサ１７が設置されている。本実施形態の場合、触媒前センサ１７が本発明にいう「空燃比センサ」に該当する。
【００３１】
上述の点火プラグ７、スロットルバルブ１０及びインジェクタ１２等は、制御装置としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またＥＣＵ２０には、図示されるように、前述のエアフローメータ５、触媒前センサ１７、触媒後センサ１８のほか、内燃機関１のクランク角を検出するクランク角センサ１６、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００３２】
スロットルバルブ１０にはスロットル開度センサ（図示せず）が設けられ、スロットル開度センサからの信号がＥＣＵ２０に送られる。ＥＣＵ２０は、通常、アクセル開度に応じて定まる目標スロットル開度に、スロットルバルブ１０の開度（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００３３】
ＥＣＵ２０は、エアフローメータ５からの信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量である吸入空気量すなわち吸気流量を検出する。そしてＥＣＵ２０は、検出したアクセル開度、スロットル開度および吸入空気量の少なくとも一つに基づき、エンジン１の負荷を検出する。
【００３４】
ＥＣＵ２０は、クランク角センサ１６からのクランクパルス信号に基づき、クランク角自体を検出すると共にエンジン１の回転数を検出する。ここで「回転数」とは単位時間当たりの回転数のことをいい、回転速度と同義である。本実施形態では１分間当たりの回転数ｒｐｍのことをいう。
【００３５】
触媒前センサ１７は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能である。図２に触媒前センサ１７の出力特性を示す。図示するように、触媒前センサ１７は、排気空燃比に比例した大きさの電圧信号Ｖｆを出力する。排気空燃比がストイキであるときの出力電圧はＶｒｅｆｆ（例えば約３．３Ｖ）である。
【００３６】
他方、触媒後センサ１８は所謂Ｏ2センサからなり、ストイキを境に出力値が急変する特性を持つ。図２に触媒後センサ１８の出力特性を示す。図示するように、排気空燃比がストイキであるときの出力電圧、すなわちストイキ相当値はＶｒｅｆｒ（例えば０．４５Ｖ）である。触媒後センサ１８の出力電圧は所定の範囲（例えば０〜１Ｖ）内で変化する。排気空燃比がストイキよりリーンのとき、触媒後センサの出力電圧はストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより低くなり、排気空燃比がストイキよりリッチのとき、触媒後センサの出力電圧はストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより高くなる。
【００３７】
上流触媒１１及び下流触媒１９は、それぞれに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ近傍のときに排気中の有害成分であるＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。この三者を同時に高効率で浄化できる空燃比の幅（ウィンドウ）は比較的狭い。
【００３８】
そこで通常運転時、上流触媒１１に流入する排気ガスの空燃比がストイキ近傍に制御されるように、空燃比フィードバック制御がＥＣＵ２０により実行される。この空燃比フィードバック制御は、触媒前センサ１７によって検出された排気空燃比を所定の目標空燃比であるストイキに一致させるように燃料噴射量を制御する主空燃比制御（主空燃比フィードバック制御）と、触媒後センサ１８によって検出された排気空燃比をストイキに一致させるように燃料噴射量を制御する補助空燃比制御（補助空燃比フィードバック制御）とからなる。
【００３９】
このように目標空燃比をストイキとする空燃比フィードバック制御をストイキ制御という。ストイキは基準空燃比をなす。ストイキ制御においては、全気筒の燃料噴射量が同一量だけ一律に補正される。
【００４０】
さて、全気筒のうちの一部の気筒（特に１気筒）に燃料系もしくは空気系の異常が発生し、気筒間に空燃比のばらつき（インバランス：imbalance）が発生する場合がある。例えば＃１気筒のインジェクタ１２が故障し、＃１気筒が他の＃２、＃３及び＃４気筒よりも燃料噴射量が多くなり、＃１気筒の空燃比が他の＃２、＃３及び＃４気筒の空燃比に対し大きくリッチ側にずれる場合等である。このときでも前述のストイキ制御により比較的大きな補正量を与えれば、触媒前センサ１７に供給されるトータルガスの空燃比、すなわち全気筒の平均空燃比をストイキに制御できる場合がある。しかし、気筒別に見ると、＃１気筒がストイキより大きくリッチ、＃２、＃３及び＃４気筒がストイキより若干リーンであり、全体のバランスとしてストイキとなっているに過ぎず、エミッション上好ましくないことは明らかである。そこで本実施形態では、かかる気筒間空燃比ばらつき異常を検出する装置が装備されている。
【００４１】
以下、本実施形態におけるばらつき異常検出の態様を説明する。
【００４２】
図３に示すように、気筒間空燃比ばらつきが発生すると、排気空燃比の変動が大きくなる。（Ｂ）の空燃比線図ａ，ｂ，ｃはそれぞればらつき無し、１気筒のみ２０％のインバランス率でリッチずれ、及び１気筒のみ５０％のインバランス率でリッチずれの場合の、触媒前センサ１７による検出空燃比すなわち触媒前センサ出力Ａ／Ｆを示す。見られるように、ばらつき度合いが大きくなるほど空燃比変動の振幅が大きくなる。
【００４３】
ここでインバランス率とは、気筒間空燃比のばらつき度合いに相関する一つのパラメータである。即ち、インバランス率とは、全気筒のうちある１気筒のみが燃料噴射量ズレを起こしている場合に、その燃料噴射量ズレを起こしている気筒（インバランス気筒）の燃料噴射量がどれくらいの割合で、燃料噴射量ズレを起こしていない気筒（バランス気筒）の燃料噴射量即ち基準噴射量からズレているかを示す値である。インバランス率をＩＢ、インバランス気筒の燃料噴射量をＱｉｂ、バランス気筒の燃料噴射量即ち基準噴射量をＱｓとすると、ＩＢ＝（Ｑｉｂ−Ｑｓ）／Ｑｓで表される。インバランス率ＩＢが大きいほど、インバランス気筒のバランス気筒に対する燃料噴射量ズレが大きく、空燃比ばらつき度合いは大きい。なお本実施形態の場合、基準噴射量Ｑｓはストイキ相当の燃料噴射量に等しい。
【００４４】
図３から理解されるように、インバランス率が大きいほど、すなわち気筒間空燃比のばらつき度合いが大きいほど、触媒前センサ１７の出力変動が大きくなる。
【００４５】
よってこの特性を利用し、本実施形態では、触媒前センサ１７の出力変動度合いに相関するパラメータである出力変動パラメータＸを、気筒間空燃比ばらつき度合いに相関するパラメータとして用い、且つ出力変動パラメータＸを算出（あるいは検出）する。そしてこの算出された出力変動パラメータＸに基づき、ばらつき異常を検出する。なお、前述のインバランス率は単に説明目的のためだけに用いる。
【００４６】
以下に出力変動パラメータＸの算出方法を説明する。図４には、触媒前センサ出力のクランク角に対する推移を示す。なおクランク角をクランク位相または単に位相ともいう。触媒前センサ出力としては、触媒前センサ１７の出力電圧Ｖｆを空燃比Ａ／Ｆに換算した値を用いる。但し触媒前センサ１７の出力電圧Ｖｆを直接用いることも可能である。
【００４７】
図示するように、触媒前センサ出力Ａ／Ｆは、エンジンの１サイクル（＝７２０°ＣＡ、１エンジンサイクルともいう）を１周期として周期的に変動する。すなわち触媒前センサ１７の出力波形は、エンジンの１サイクルに等しい周期を有する周期的波形である。
【００４８】
図４に示すように、ＥＣＵ２０は、１エンジンサイクル内において、所定のサンプル周期τ毎に、触媒前センサ出力値Ａ／Ｆを取得する。そして今回（ｎ）のタイミングで取得した値Ａ／Ｆｎと、前回（ｎ−１）のタイミングで取得した値Ａ／Ｆｎ−１との差の絶対値（出力差という）ΔＡ／Ｆｎを次式（１）により求める。この出力差ΔＡ／Ｆｎは今回のタイミングにおける微分値あるいは傾きの絶対値と言い換えることができる。
【００４９】
【数１】
2015078651.tif 000003
【００５０】
最も単純には、この出力差ΔＡ／Ｆｎが触媒前センサ出力の変動の大きさを表す。変動度合いが大きくなるほど空燃比線図の傾きが大きくなり、出力差ΔＡ／Ｆｎが大きくなるからである。そこで所定の１タイミングにおける出力差ΔＡ／Ｆｎの値を出力変動パラメータとすることができる。
【００５１】
但し、本実施形態では精度向上のため、複数の出力差ΔＡ／Ｆｎの平均値を出力変動パラメータとする。本実施形態では、Ｍエンジンサイクルの間（Ｍは２以上の整数。例えばＭ＝１００）、出力差ΔＡ／Ｆｎをサンプル周期τ毎に積算し、最終積算値をサンプル数で除して出力変動パラメータＸを求める。触媒前センサ出力の変動度合いが大きくなるほど出力変動パラメータＸは大きくなる。
【００５２】
なお、触媒前センサ出力の変動度合いに相関する如何なる値をも出力変動パラメータとすることができる。例えば、１エンジンサイクル内における触媒前センサ出力のリーン側（最大）ピークとリッチ側（最小）ピークの差（所謂ピークトゥピーク; peak to peak）、または２階微分値の最大ピークまたは最小ピークの絶対値に基づいて、出力変動パラメータを算出することもできる。触媒前センサ出力の変動度合いが大きいほど、触媒前センサ出力のリーン側およびリッチ側ピークの差は大きくなり、また２階微分値の最大ピークまたは最小ピークの絶対値も大きくなるからである。
【００５３】
図５には、インバランス率ＩＢ（％）と出力変動パラメータＸの関係を示す。図示されるように、インバランス率ＩＢと出力変動パラメータＸの間には強い相関関係があり、インバランス率ＩＢの絶対値が増加するほど出力変動パラメータＸも増加する傾向にある。
【００５４】
算出された出力変動パラメータＸを、所定の判定値と比較して、ばらつき異常の有無を判定することが可能である。例えば、算出された出力変動パラメータＸが判定値以上であればばらつき異常あり（異常）、算出された出力変動パラメータＸが判定値より小さければばらつき異常なし（正常）と判定することができる。
【００５５】
ところで、ばらつき異常を検出する場合、併せて、空燃比ずれを起こしてばらつき異常の原因となり得る異常気筒を特定もしくは判別できるようにすることが望ましい、その後の迅速な修理等に資するからである。
【００５６】
一方、図４に示したような触媒前センサ出力波形のピーク（リーン側ピークとリッチ側ピーク）に対応したクランク角（ピーク位相という）に基づいて、異常気筒を特定する方法を採用すると、誤った気筒を異常気筒として特定する可能性があるという問題がある。
【００５７】
そこで本実施形態では、異常気筒の特定精度を高めるため、ピーク位相に基づかない別の方法で異常気筒を特定する。以下に本実施形態の異常気筒特定方法を説明するが、その前にまず、理解容易のため、ピーク位相に基づく比較例の異常気筒特定方法を説明する。
【００５８】
図４に示すように、エンジンは０°ＣＡから７２０°ＣＡまでの１サイクルを有する。本実施形態の場合、０°ＣＡの時に＃１気筒の圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）、１８０°ＣＡの時に＃３気筒の圧縮上死点、３６０°ＣＡの時に＃４気筒の圧縮上死点、５４０°ＣＡの時に＃２気筒の圧縮上死点となっている。つまり点火順序は＃１，＃３，＃４，＃２気筒の順である。
【００５９】
この場合、０〜１８０°ＣＡの間が＃２気筒の排気行程、１８０〜３６０°ＣＡの間が＃１気筒の排気行程、３６０〜５４０°ＣＡの間が＃３気筒の排気行程、５４０〜７２０°ＣＡの間が＃４気筒の排気行程となる。
【００６０】
燃焼室３から排出された排ガスが触媒前センサ１７に実際に検出されるようになるまでに、輸送遅れや応答遅れ等に起因する時間的な遅れが存在する。この遅れ時間をＴｄとする。図示例では便宜上、Ｔｄ＝３６０°ＣＡとしているが、遅れ時間Ｔｄの長さはエンジン個体やエンジン運転状態等に応じて様々に変化する。
【００６１】
Ｔｄ＝３６０°ＣＡの場合、各クランク角において触媒前センサ１７に検出されている排ガスの出所気筒は図示の通りとなる。例えば０〜１８０°ＣＡの間では、出所気筒は＃３であり、＃３気筒から排出された排ガスが触媒前センサ１７によって検出されている。
【００６２】
ところで、図示例の触媒前センサ出力波形において、リーン側ピーク位相θｐＬでの出所気筒は＃２であり、リッチ側ピーク位相θｐＲでの出所気筒は＃３である。従ってピーク位相に基づく比較例の方法では、＃２および＃３気筒が異常気筒として特定される。特に、＃２気筒が空燃比のリーンずれを起こしているか、または＃３気筒が空燃比のリッチずれを起こしている可能性が高いので、＃２気筒がリーンずれ異常気筒、＃３気筒がリッチずれ異常気筒として特定される。このように、ここではセンサ出力波形の２つのピークに対応させて２つの気筒が異常気筒として特定される。
【００６３】
しかし、この比較例の方法だと次のような問題がある。一般に、触媒前センサ出力波形のピーク位相θｐＬ，θｐＲのばらつきは比較的大きい。その原因として、エンジン運転中の小さい負荷変動や可変バルブタイミング機構のばらつき等を挙げることができる。ピーク位相θｐＬのばらつきの様子を図６に示す。比較例のばらつき幅をΔθｂ１で示す。
【００６４】
このようにピーク位相θｐＬ，θｐＲがばらつくと、これに伴って、誤った異常気筒の特定を行う可能性がある。例えば、触媒前センサ出力波形が図４の波形と異なり、ばらつき幅の中心位置にあるリッチ側ピーク位相θｐＲが１８０°ＣＡ付近にある場合（図示せず）、リッチ側ピーク位相θｐＲが小位相側にばらついて１８０°ＣＡより小さくなれば＃３気筒が異常気筒と特定され、リッチ側ピーク位相θｐＲが大位相側にばらついて１８０°ＣＡより大きくなれば＃４気筒が異常気筒と特定されてしまう。このように、ピーク位相というセンサ出力波形の局所的な情報に基づいて異常気筒を特定すると、ピーク位相のばらつき幅が大きいため、そのばらつきによって誤った異常気筒を特定する可能性がある。
【００６５】
そこで本実施形態の方法では、ピーク位相に基づかずに異常気筒を特定する。具体的には、１エンジンサイクル中における触媒前センサ出力波形の平均値に対しリーン側およびリッチ側に存する領域であって触媒前センサ出力波形と平均値とで囲まれた２つの領域のうち、少なくとも一方の領域の面積を２等分する分割クランク角を算出し、この分割クランク角に基づいて異常気筒を特定する。このような特定はＥＣＵ２０により行われる。
【００６６】
本実施形態の方法を図７に基づき概略的に説明する。なおここでは２つの領域の面積をそれぞれ２等分する２つの分割クランク角を算出し、２つの異常気筒を特定する方法を説明するが、いずれか一方の領域の面積を２等分する１つの分割クランク角を算出し、１つの異常気筒を特定するようにしてもよい。
【００６７】
図中、Ｍは、触媒前センサ出力波形の平均値を示す。図示例においてこの平均値Ｍはクランク角の増加につれ僅かに減少しているが、この例に限らず、平均値Ｍはどのように変化してもよく、また変化せず一定であってもよい。もっともストイキ制御中なので、平均値Ｍはストイキ付近の値を採る。
【００６８】
この平均値Ｍに対し、リーン側に存する領域すなわちリーン領域ＹＬと、リッチ側に存する領域すなわちリッチ領域ＹＲとの２つの領域が存在する。リーン領域ＹＬとは、平均値Ｍと、平均値Ｍに対しリーン側に存する（上に凸の）出力波形とで囲まれた山形状の領域のことをいい、リッチ領域ＹＲとは、平均値Ｍと、平均値Ｍに対しリッチ側に存する（下に凸の）出力波形とで囲まれた谷形状の領域のことをいう。
【００６９】
例えばリーン領域ＹＬに関して、リーン領域ＹＬの面積を２等分するクランク角であるリーン側分割クランク角θｈｆＬが算出される。リーン領域ＹＬの面積とは、平均値Ｍと、平均値Ｍに対しリーン側に存する出力波形とで囲まれた領域の面積である。分割クランク角θｈｆＬの位置でリーン領域ＹＬの面積はＳ１とＳ２に等しく２分割される。図示しないが、リッチ領域ＹＲに関しても同様にリッチ側分割クランク角θｈｆＲが算出される。
【００７０】
あとは比較例と同様に、リーン側ピーク位相θｐＬをリーン側分割クランク角θｈｆＬで置き換え、リーン側分割クランク角θｈｆＬの時点における出所気筒をリーンずれ異常気筒として特定する。例えばリーン側分割クランク角θｈｆＬが図４のリーン側ピーク位相θｐＬの位置にある場合、＃２気筒がリーンずれ異常気筒として特定される。
【００７１】
リッチ側についても同様に、リッチ側分割クランク角θｈｆＲの時点における出所気筒をリッチずれ異常気筒として特定する。例えばリッチ側分割クランク角θｈｆＲが図４のリッチ側ピーク位相θｐＲの位置にある場合、＃３気筒がリッチずれ異常気筒として特定される。
【００７２】
このような分割クランク角θｈｆＬ，θｈｆＲを用いると、分割クランク角θｈｆＬ，θｈｆＲのばらつきがピーク位相θｐＬ，θｐＲのばらつきよりも小さいため、異常気筒の特定精度を高めることができるという利点がある。分割クランク角θｈｆＬのばらつきの様子を図８に示す。分割クランク角θｈｆＬのばらつきΔθｂ２は、図６に示した比較例のばらつき幅Δθｂ１よりも小さい。
【００７３】
分割クランク角θｈｆＬ，θｈｆＲのばらつきがピーク位相θｐＬ，θｐＲのばらつきよりも小さい理由は、センサ出力波形のピーク位相がずれた場合でも、領域の面積を２等分する分割クランク角はずれ難いためである。センサ出力波形がクランク角方向に平行移動しない限り、分割クランク角の位相変化はピーク位相の位相変化よりも少ない。このため、ばらつきに対するロバスト性を向上できる。本発明者らの試験結果によれば、比較例の場合に２５°ＣＡであったばらつき幅を、本実施形態の場合だと１４°ＣＡに低減できることが確認された。
【００７４】
次に、本実施形態におけるばらつき異常検出処理について説明する。当該検出処理はＥＣＵ２０により、図９のフローチャートに表されるようなアルゴリズムに従って実行される。
【００７５】
まずステップＳ１０１において、ばらつき異常検出を実行するのに適した所定の前提条件が成立したか否かが判断される。例えば次の各条件が成立した場合に前提条件が成立する。
（１）エンジンの暖機が終了している。
（２）触媒前センサ１７および触媒後センサ１８が活性化している。
（３）上流触媒１１および下流触媒１９が活性化している。
（４）エンジンの回転数Ｎｅと負荷ＫＬが所定範囲内にある。例えば回転数Ｎｅが１２００〜２０００（ｒｐｍ）の範囲内にあり、且つ負荷ＫＬが４０〜６０（％）の範囲内にある。
（５）ストイキ制御中である。
【００７６】
なお前提条件については他の例も可能である。例えば、（６）エンジンが定常運転中である、という条件を加えてもよい。
【００７７】
前提条件が成立してなければ待機し、前提条件が成立したならばステップＳ１０２に進む。なおＳ１０２以降の各ステップは前提条件が成立している場合に限って実行されるものとする。
【００７８】
ステップＳ１０２〜Ｓ１０４では、出力変動パラメータＸの算出処理が実行される。まずステップＳ１０２において、前述の出力差ΔＡ／Ｆｎが所定のサンプル周期τ（例えば１０°ＣＡ）毎に逐次的に算出および積算される。そしてステップＳ１０３において、Ｍエンジンサイクルが経過したか否かが判断される。経過してなければステップＳ１０２に戻り、経過したならばステップＳ１０４において出力変動パラメータＸの値が算出される。このとき、Ｍエンジンサイクルの間積算された出力差ΔＡ／Ｆｎの積算値がサンプル数で除され、出力変動パラメータＸの値が求められる。
【００７９】
次いで、ステップＳ１０５において出力変動パラメータＸの値が所定の判定値αと比較される。Ｘ＜αのときには、ステップＳ１０８に進んで、ばらつき異常は生じていない旨の正常判定がなされ、検出処理が終了される。他方、Ｘ≧αのときには、ステップＳ１０６に進んで、ばらつき異常が生じている旨の異常判定がなされ、次のステップＳ１０７に進む。
【００８０】
ステップＳ１０７では、空燃比ずれを起こしている異常気筒が特定される。この特定は後述の特定処理によって実行される。特定された異常気筒に関する情報は、後の修理等のため、ＥＣＵ２０の書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ等）に保存される。これにより検出処理が終了される。
【００８１】
次に、本実施形態における異常気筒特定処理について説明する。当該特定処理もＥＣＵ２０により、図１０のフローチャートに表されるようなアルゴリズムに従って実行される。なおこの特定処理は、図９のステップＳ１０１に関して述べたような前提条件が成立している場合に限って実行されるのが好ましい。理解容易のため、図４も適宜参照されたい。
【００８２】
まずステップＳ２０１において、現在の演算時期から１エンジンサイクル（＝７２０°ＣＡ）前までの触媒前センサ１７の出力値（センサ出力値）Ａ／Ｆｉが取得される（ｉ＝ｎ，ｎ−１，ｎ−２・・・）。現在の演算時期のセンサ出力値Ａ／Ｆｎは、現時点で触媒前センサ１７から得られる出力値そのものである。現在の演算時期より前の過去のセンサ出力値Ａ／Ｆｎ−１，Ａ／Ｆｎ−２・・・は、ＥＣＵ２０のバッファに予め保存されている。
【００８３】
なお、本実施形態ではサンプル周期τが１０°ＣＡであり、ＥＣＵ２０による演算が１０°ＣＡ毎に行われる。よって１エンジンサイクル間には７２０／１０＝７２個のサンプルもしくはデータが含まれる。
【００８４】
次に、ステップＳ２０２において、現在の演算時期から１エンジンサイクル前までのセンサ出力値Ａ／Ｆｉの平均値、すなわち現在の演算時期におけるセンサ出力平均値Ｍｎが算出される。このセンサ出力平均値Ｍｎは次式（２）で表され、現時点でのセンサ出力値Ａ／Ｆｉの移動平均値と言い換えることができる。ｍはサンプル数である。
【００８５】
【数２】
2015078651.tif 000004
【００８６】
なお、図４にセンサ出力平均値Ｍを示す。この図示例ではセンサ出力平均値Ｍが一定だが、前述したように、これはクランク角の進行につれ変化し得るものである。ストイキ制御中の場合、センサ出力平均値Ｍはストイキに近い値である。
【００８７】
次に、ステップＳ２０３において、現在の演算時期におけるセンサ出力値Ａ／Ｆｎとセンサ出力平均値Ｍｎとの差分Ｄｎが算出される。差分Ｄｎは次式（３）で表される。
【００８８】
【数３】
2015078651.tif 000005
【００８９】
ステップＳ２０４では、現在の演算時期における差分Ｄｎがゼロより大きいか否か、すなわちリーン領域の差分に相当するか否かが判断される。
【００９０】
イエスの場合、ステップ２０５に進んで、現在の演算時期における差分Ｄｎが積算される。また現在の演算時期におけるクランク角がクランク角センサ１６から取得され、差分Ｄｎとクランク角がセットで組データとしてＥＣＵ２０に保存される。これにより、リーン領域の面積を算出するステップが実行されることとなる。
【００９１】
なお、図示する特定処理は、差分Ｄｎの符号が変化した時から開始される。リーン領域またはリッチ領域の始点から積算を開始するためである。
【００９２】
次に、ステップ２０６でｎ＝ｎ＋１とされ、すなわち１サンプル周期後の演算時期に移行される。
【００９３】
ステップＳ２０７〜Ｓ２０９ではステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の演算が行われる。すなわち、ステップＳ２０７において１サンプル周期後の演算時期から１エンジンサイクル前までのセンサ出力値Ａ／Ｆｉが取得される（ｉ＝ｎ＋１，ｎ，ｎ−１・・・）。そしてステップ２０８において、１サンプル周期後の演算時期におけるセンサ出力平均値Ｍｎ（＝Ｍｎ＋１）が算出される。次いでステップ２０９において、１サンプル周期後の演算時期における差分Ｄｎ（＝Ｄｎ＋１）が算出される。
【００９４】
次いでステップ２１０において、ステップＳ２０４と同様、１サンプル周期後の演算時期における差分Ｄｎがゼロより大きいか否かが判断される。
【００９５】
イエスの場合、リーン領域の面積の算出が継続されているとみなして、ステップＳ２０５に戻り、ステップＳ２０５〜Ｓ２０９が繰り返し実行される。これにより、ステップ２１０でノーすなわち差分Ｄｎがゼロ以下となるまで、差分Ｄｎの積算が繰り返し実行される。
【００９６】
ステップ２１０でノーとなった場合、リーン領域の面積の算出が終了したとみなして、ステップＳ２１１に進む。
【００９７】
ステップＳ２１１では、差分Ｄｎの最終積算値ΣＤｎを２で除した値（ΣＤｎ）／２が算出される。そしてこの値（ΣＤｎ）／２に最も近い差分Ｄｎが、ステップＳ２０５で繰り返し保存された複数の組データの中から探索される。
【００９８】
次にステップＳ２１２において、探索された差分Ｄｎの時のクランク角が取得される。言い換えれば、探索された差分Ｄｎを含む組データの中でその差分Ｄｎとセットになっているクランク角が取得される。このクランク角は、リーン領域の面積を２等分するリーン側分割クランク角θｈｆＬとして取得される。
【００９９】
なお、演算が周期的に行われることから、領域の面積を完全に等しく２等分するクランク角を求めるのは比較的困難である。よって「領域の面積を２等分する分割クランク角」とは、領域の面積を実質的に若しくはできるだけ等しく２等分するクランク角を意味する。
【０１００】
次いで、ステップＳ２１３において、リーン側分割クランク角θｈｆＬの時の出所気筒がリーンずれ異常気筒として特定される。
【０１０１】
具体的には、ＥＣＵ２０は、図４に示すようなクランク角と出所気筒の関係、すなわちあるクランク角の時に触媒前センサ１７に検出されている排ガスがどの気筒に由来するものであるかを、常時演算している。この際、エンジン運転状態（例えば回転数と負荷）に基づいて遅れ時間Ｔｄを算出し、この遅れ時間Ｔｄに基づいてあるクランク角の時点での出所気筒を決定してもよい。例えば現時点より遅れ時間Ｔｄだけ前の時点で排気行程にある気筒を出所気筒と決定してもよい。あるいは代替的に、４つの出所気筒にそれぞれ対応する１エンジンサイクル内の４つのクランク角区分を、エンジン運転状態に基づいて、エンジンサイクル毎に定めてもよい。例えば図４に示されるような、＃３出所気筒に対応する０〜１８０°ＣＡのクランク角区分は、そのような４つのクランク角区分のうちの一つである。この場合、あるクランク角の時点がどのクランク角区分に属するかによって出所気筒を決定することができる。
【０１０２】
ステップＳ２１３では、このようなクランク角と出所気筒の関係を用いて、リーン側分割クランク角θｈｆＬの時点での出所気筒が決定される。そしてこの決定された出所気筒が、空燃比のリーンずれを起こしているリーンずれ異常気筒として特定される。
【０１０３】
次いでステップＳ２１４に進み、空燃比のリッチずれを起こしているリッチずれ異常気筒を特定済みか否かが判断される。イエスならば特定処理が終了され、ノーならばリッチずれ異常気筒をさらに特定すべくステップＳ２０１に戻る。
【０１０４】
リッチずれ異常気筒特定のときにもリーンずれ異常気筒特定のときと同様の処理が行われる。以下概略的に説明する。
【０１０５】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の実行後、ステップＳ２０４において現在の演算時期の差分Ｄｎがゼロ以下の場合、すなわちリッチ領域の差分に相当する場合、ステップ２１５に進む。ステップＳ２１５では、現在の演算時期における差分Ｄｎが積算されると共に、現在の演算時期における差分Ｄｎとクランク角がセットで組データとしてＥＣＵ２０に保存される。これにより、リッチ領域の面積を算出するためのステップが実行されることとなる。なお、リーン側と異なりリッチ側のときには差分Ｄｎおよびその積算値はマイナスの値を有するが、演算上は差し支えない。
【０１０６】
次にステップ２１６でｎ＝ｎ＋１とされ、１サンプル周期後の演算時期に移行され、ステップＳ２１７で１サンプル周期後の演算時期から１エンジンサイクル前までのセンサ出力値Ａ／Ｆｉが取得される（ｉ＝ｎ＋１，ｎ，ｎ−１・・・）。そしてステップ２１８において、１サンプル周期後の演算時期におけるセンサ出力平均値Ｍｎ（＝Ｍｎ＋１）が算出され、ステップ２１９において、１サンプル周期後の演算時期における差分Ｄｎ（＝Ｄｎ＋１）が算出される。
【０１０７】
次いでステップ２２０においては、１サンプル周期後の演算時期における差分Ｄｎがゼロ以下か否かが判断される。
【０１０８】
イエスの場合、リッチ領域の面積の算出が継続されているとみなして、ステップＳ２１５に戻り、ステップＳ２１５〜Ｓ２１９が繰り返し実行される。これにより、ステップ２２０でノーすなわち差分Ｄｎがゼロより大となるまで、差分Ｄｎの積算が繰り返し実行される。
【０１０９】
ステップ２２０でノーとなった場合、リッチ領域の面積の算出が終了したとみなして、ステップＳ２２１に進む。
【０１１０】
ステップＳ２２１では、差分Ｄｎの最終積算値ΣＤｎを２で除した値（ΣＤｎ）／２に最も近い差分Ｄｎが、ステップＳ２１５で繰り返し保存された複数の組データの中から探索される。
【０１１１】
次にステップＳ２２２において、探索された差分Ｄｎの時のクランク角が、リッチ領域の面積を２等分するリッチ側分割クランク角θｈｆＲとして取得される。
【０１１２】
次いで、ステップＳ２２３において、リッチ側分割クランク角θｈｆＲの時の出所気筒がリッチずれ異常気筒として特定される。このときの特定方法はステップＳ２１３と同様である。
【０１１３】
最後に、ステップＳ２２４において、リーンずれ異常気筒を特定済みか否かが判断される。先にリッチずれ異常気筒を特定した場合には、リーンずれ異常気筒は未だ未特定であるから、ステップＳ２２４はノーとなってステップＳ２０１に戻り、リーンずれ異常気筒を特定すべく特定処理が続行される。ステップＳ２２４がイエスならば特定処理が直ちに終了される。
【０１１４】
このように、本実施形態の特定処理にあっては、リーンずれ異常気筒およびリッチずれ異常気筒という２つの異常気筒を特定した。その理由は、図４に示すようなセンサ出力波形の場合、リーン側とリッチ側に２つのピークが存在し、各ピークに対応したリーンずれ異常気筒とリッチずれ異常気筒とのいずれかが現に存在すると考えられるからである。しかし、これらのうちいずれが存在するかをさらに特定するのは、比較的困難であるし、さらに追加の特定処理を必要とし複雑化を招く。従って本実施形態では上記２つの異常気筒を特定するに止めている。それでも、４気筒それぞれに対しリーンとリッチの２種類が存在し、合計８種類の異常類型があることを考慮すると、そのうちの２種類にまで絞り込みを行えることは大変有効である。
【０１１５】
一方、代替的に、リーン領域およびリッチ領域の一方を用いてリーンずれ異常気筒およびリッチずれ異常気筒の一方を特定してもよい。この場合、特定されなかった他方は異常気筒として扱われなくなり（あるいは異常気筒の候補に挙げられなくなり）、その意味で特定精度は幾分悪化する。しかしそれでも１つの異常気筒を特定できるので、これが許容される場合には有効である。また何より、分割クランク角を用いて異常気筒を特定するので、特定精度の点で大いに有利である。
【０１１６】
「異常気筒」とは、何等かの故障もしくは異常に起因して空燃比の基準値（本実施形態ではストイキ）に対し空燃比ずれを起こしている気筒をいう。異常気筒には、直ちに異常と判定できる大レベルの空燃比ずれを起こしている気筒のほか、直ちには異常とも正常とも判定できない中レベル（所謂グレーゾーン）の空燃比ずれを起こしている気筒も含まれる。本実施形態では、まずばらつき異常ありとの判定（図９のステップＳ１０６）を行い、その後異常気筒を特定する（図９のステップＳ１０７）ので、特定された異常気筒は確定的に大レベルまたは中レベルの空燃比ずれを起こしている異常気筒と特定される。これに対し、まず明らかな正常か異常かについて一次判定を実行し、一次判定で正常とも異常とも判定できない場合に、より判定精度を高めて二次判定を実行する場合がある。この場合、一次判定で異常気筒と特定された気筒が、二次判定で異常ではなく正常であることが判明することがあるが、こうした場合にも当該気筒は異常気筒である。
【０１１７】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば上記の数値は例示であり、種々の変更が可能である。また上記の説明において、リッチ側とリーン側の一方についてしか説明していない箇所があるが、一方への説明が他方へも適用可能であることが、当業者によって容易に理解されるであろう。
【０１１８】
本発明が適用されるエンジンの気筒数は任意である。またＶ型８気筒エンジンの場合、本実施形態の直列４気筒エンジンの構成を各バンクに適用してＶ型８気筒エンジンを構成することができる。この場合、各バンクに対して個別に上述の検出処理および特定処理を適用することが可能である。
【０１１９】
１エンジンサイクル中における空燃比センサ出力波形の平均値Ｍの代わりに、所定の一定値もしくは固定値を用いてもよい。すなわち前記実施形態では、ストイキ制御中であるため、ストイキ付近の平均値Ｍに基づきリーン領域ＹＬおよびリッチ領域ＹＲを画定した。前述したように、空燃比センサ出力波形がストイキをほぼ中心とした波形となるからである。しかしこれに限らず、予め定められた一定値に基づきリーン領域ＹＬおよびリッチ領域ＹＲを画定してもよい。この場合、一定値は、特にストイキ制御中であれば、ストイキに等しくするのが好ましい。もっとも、空燃比フィードバック制御の目標空燃比がストイキ以外の所定値であれば、触媒前センサ出力波形がその所定値をほぼ中心として変動するため、一定値を所定値に等しくしてもよい。この場合、平均値Ｍも所定値付近の値となる。
【０１２０】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  内燃機関（エンジン）
６  排気管
１１  上流触媒
１２  インジェクタ
１４  排気マニフォールド
１７  触媒前センサ
１８  触媒後センサ
１９  下流触媒
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
2015078651.tif 000006
【図２】
2015078651.tif 000007
【図３】
2015078651.tif 000008
【図４】
2015078651.tif 000009
【図５】
2015078651.tif 000010
【図６】
2015078651.tif 000011
【図７】
2015078651.tif 000012
【図８】
2015078651.tif 000013
【図９】
2015078651.tif 000014
【図１０】
2015078651.tif 000015