(57)【要約】      （修正有）【課題】多気筒内燃機関において、気筒間空燃比ばらつき異常をより適切に検出する。【解決手段】第１気筒群Ｂ１を構成する１つ以上の気筒の燃料噴射量をそれぞれ強制的に第１所定量増量すると共に第１気筒群に含まれない１つ以上の気筒からなる第２気筒群Ｂ２の気筒の燃料噴射量をそれぞれ強制的に第２所定量減量する燃料噴射量変更制御を実行する燃料噴射量変更制御手段であって、所定期間における第１気筒群の全気筒での総燃料増量分が該所定期間における第２気筒群の全気筒での総燃料減量分で相殺されるように燃料噴射量変更制御を実行する、燃料噴射量変更制御手段と、燃料噴射量変更制御が実行されたときの第１気筒群および第２気筒群の各気筒に関する出力変動に基づき気筒間空燃比ばらつき異常を検出する検出手段２０、２１とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１気筒群を構成する１つ以上の気筒の燃料噴射量をそれぞれ強制的に第１所定量増量すると共に前記第１気筒群に含まれない１つ以上の気筒からなる第２気筒群の気筒の燃料噴射量をそれぞれ強制的に第２所定量減量する燃料噴射量変更制御を実行する燃料噴射量変更制御手段であって、所定期間における前記第１気筒群の全気筒での総燃料増量分が該所定期間における前記第２気筒群の全気筒での総燃料減量分で相殺されるように前記燃料噴射量変更制御を実行する、燃料噴射量変更制御手段と、
前記燃料噴射量変更制御が実行されたときの前記第１気筒群および前記第２気筒群の各気筒に関する出力変動に基づき気筒間空燃比ばらつき異常を検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項２】
前記燃料噴射量変更制御手段は、前記第１気筒群の気筒の数と前記第１所定量との積が前記第２気筒群の気筒の数と前記第１所定量と異なる前記第２所定量との積と等しくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項３】
排気通路に設けられた空燃比検出手段の出力に基づいて検出される空燃比を所定の目標空燃比に追従させる空燃比フィードバック制御が空燃比制御手段により実行されているとき、前記燃料噴射量変更制御手段は、前記燃料噴射量変更制御を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項４】
前記燃料噴射量変更制御手段は、前記第１気筒群の気筒を変更すると共に前記第２気筒群の気筒を変更する変更手段をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項５】
前記内燃機関の全気筒は、前記第１気筒群の気筒と前記第２気筒群の気筒とからなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の多気筒内燃機関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のばらつき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追従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、通常全気筒に対して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や吸気バルブの動弁機構が故障するなどして、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。
【０００５】
例えば、特許文献１が開示する内燃機関では、まず、空燃比フィードバック制御の演算値に基づいて内燃機関の気筒間の空燃比がインバランス状態になっていることが判断される。当該内燃機関では排気通路の浄化触媒の上流側に設けられたＡ／Ｆセンサの検出結果に基づいてメイン空燃比フィードバック制御が実行され、そしてその浄化触媒の下流側に設けられたＯ2センサの検出結果に基づいてサブ空燃比フィードバック制御が実行される。このサブ空燃比フィードバック制御の演算値の平均値が通常値を超えるときに気筒間の空燃比がインバランス状態になっていると判断される。さらに、特許文献１の内燃機関では、そのようにして気筒間に空燃比異常があると判断したときに、各気筒のインジェクタの燃料噴射時間を所定時間ずつ短縮させる処理が実行され、それにより失火が生じた気筒が空燃比インバランスが生じている気筒であると特定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多気筒内燃機関において、各気筒への燃料噴射量を強制的に変える燃料噴射量変更制御を実行し、そのときの各気筒に関する出力変動に基づき気筒間空燃比ばらつき異常つまり気筒間の空燃比がインバランス状態になっていることを検出することが可能である。しかし、そのような燃料噴射量変更制御を実行しているときにも、排気エミッションの悪化などの不具合が生じないことが望まれる。
【０００８】
そこで本発明は、以上の事情に鑑みて創案され、その目的は、多気筒内燃機関において、気筒間空燃比ばらつき異常をより適切に検出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、第１気筒群を構成する１つ以上の気筒の燃料噴射量をそれぞれ強制的に第１所定量増量すると共に前記第１気筒群に含まれない１つ以上の気筒からなる第２気筒群の気筒の燃料噴射量をそれぞれ強制的に第２所定量減量する燃料噴射量変更制御を実行する燃料噴射量変更制御手段であって、所定期間における前記第１気筒群の全気筒での総燃料増量分が該所定期間における前記第２気筒群の全気筒での総燃料減量分で相殺されるように前記燃料噴射量変更制御を実行する、燃料噴射量変更制御手段と、前記燃料噴射量変更制御が実行されたときの前記第１気筒群および前記第２気筒群の各気筒に関する出力変動に基づき気筒間空燃比ばらつき異常を検出する検出手段とを備えた、多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。
【００１０】
前記燃料噴射量変更制御手段は、前記第１気筒群の気筒の数と前記第１所定量との積が前記第２気筒群の気筒の数と前記第１所定量と異なる前記第２所定量との積と等しくなるように構成されているとよい。
【００１１】
好ましくは、排気通路に設けられた空燃比検出手段の出力に基づいて検出される空燃比を所定の目標空燃比に追従させる空燃比フィードバック制御が空燃比制御手段により実行されているとき、前記燃料噴射量変更制御手段は、前記燃料噴射量変更制御を実行する。
【００１２】
前記燃料噴射量変更制御手段は、前記第１気筒群の気筒を変更すると共に前記第２気筒群の気筒を変更する変更手段をさらに含むとよい。
【００１３】
前記内燃機関の全気筒は、前記第１気筒群の気筒と前記第２気筒群の気筒とからなることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一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】回転変動を表す値を説明するためのタイムチャートである。
【図４】回転変動を表す別の値を説明するためのタイムチャートである。
【図５】一の対象気筒のインバランス率と回転変動量との関係を概念的に表したグラフである。
【図６】図５の特性線の一部を表したグラフであり、燃料噴射量の増量と、増量前後の回転変動量の変化との関係を説明するためのグラフである。
【図７】実施形態の処理の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係る内燃機関を概略的に示す。図示される内燃機関（エンジン）１は自動車に搭載されたＶ型８気筒火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。エンジン１は第１のバンクＢ１と第２のバンクＢ２とを有し、第１のバンクＢ１には奇数番気筒すなわち＃１，＃３，＃５，＃７気筒が設けられ、第２のバンクＢ２には偶数番気筒すなわち＃２，＃４，＃６，＃８気筒が設けられている。＃１，＃３，＃５，＃７気筒が第１の気筒群をなし、＃２，＃４，＃６，＃８気筒が第２の気筒群をなす。
【００１７】
各気筒に燃料噴射手段としてのインジェクタ（燃料噴射弁）２が設けられる。インジェクタ２は、対応気筒の吸気通路特に吸気ポート（図示せず）内に向けて燃料を噴射する。また各気筒には、筒内の混合気に点火するための点火手段としての点火プラグ１３が設けられる。なお、エンジン１での点火順序は＃１、＃８、＃７、＃３、＃６、＃５、＃４、＃２気筒の順である。
【００１８】
吸気を導入するための吸気通路７は、前記吸気ポートの他、集合部としてのサージタンク８、各気筒の吸気ポートおよびサージタンク８を結ぶ複数の吸気マニホールド９、サージタンク８の上流側の吸気管１０などによって区画形成される。サージタンク８よりも上流側の吸気通路７の部分には、上流側から順にエアフローメータ１１と電子制御式スロットルバルブ１２とが設けられている。エアフローメータ１１は吸気流量に応じた大きさの信号を出力する。なお、吸気通路７の上流端側には、吸気通路７に導かれる空気中の塵埃などを除去するべくエアクリーナ（図示せず）が設けられている。
【００１９】
第１のバンクＢ１に対して第１の排気通路１４Ａが設けられ、第２のバンクＢ２に対して第２の排気通路１４Ｂが設けられる。これら第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂは下流触媒コンバータ１９の上流側で合流して単一の排気通路となる。この合流位置より上流側の排気系の構成は両バンクで同一なので、ここでは第１のバンクＢ１側についてのみ説明し、第２のバンクＢ２側については図中同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
合流位置よりも上流側の第１の排気通路１４Ａの部分は、＃１，＃３，＃５，＃７の各気筒の排気ポート（図示せず）、これら排気ポートの排気ガスを集合させる排気マニホールド１６、排気マニホールド１６の下流側に設置された排気管１７などによって区画形成される。そして排気管１７の途中には上流触媒コンバータ１８が設けられている。上流触媒コンバータ１８の上流側および下流側（直前および直後）にそれぞれ、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比検出手段である触媒前センサ２０および触媒後センサ２１が設置されている。このように、一方のバンクに属する複数の気筒（あるいは気筒群）に対して、上流触媒コンバータ１８、触媒前センサ２０および触媒後センサ２１が各一つずつ設けられている。なお、第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂを合流させないで、これらに個別に下流触媒コンバータ１９を設けることも可能である。
【００２１】
エンジン１には各種制御手段（制御装置）および各種検出手段（検出部）としての各機能を担う電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む記憶装置、並びに入出力ポート等を含むものである。ＥＣＵ１００には、前述のエアフローメータ１１、触媒前センサ２０、触媒後センサ２１のほか、エンジン１のクランク角を検出するためのクランク角センサ２２、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ２３、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ２４、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。ＥＣＵ１００は、各種センサの検出値等に基づき、所望の出力が得られるように、インジェクタ２、点火プラグ１３、スロットルバルブ１２等を制御し、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度等を制御する。
【００２２】
このようにＥＣＵ１００は、燃料噴射制御手段、点火制御手段、吸入空気量制御手段、および空燃比制御手段等のそれぞれの機能を担う。より詳細には、エンジン１には後で詳述するように気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が装備されていて、ＥＣＵ１００は、燃料噴射量変更制御手段、空燃比制御手段、および、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する検出手段の各機能を実質的に担う。なお、本実施形態では、その検出手段は、エンジン１におけるある出力変動を表す値（出力変動量）を検出するための出力変動量検出手段と、該出力変動量検出手段により検出された出力変動量と所定値との比較を行う比較手段とのそれぞれを含む。
【００２３】
またスロットルバルブ１２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出力信号がＥＣＵ１００に送られる。ＥＣＵ１００は、通常、アクセル開度に応じて定まる開度に、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００２４】
またＥＣＵ１００は、エアフローメータ１１からの出力信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量すなわち吸入空気量を検出する。そしてＥＣＵ１００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。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ２２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。本実施形態では回転数とは１分間当たりの回転数ｒｐｍのことをいう。なお、ＥＣＵ１００の気筒間空然比ばらつき異常を検出する検出手段として実質的に機能する部分は、出力検出手段としてのクランク角センサ２２の出力に基づいて出力変動量としての回転変動を表す値（回転変動量）を検出する。
【００２６】
そして、ＥＣＵ１００は、通常、吸入空気量およびエンジン回転速度つまりエンジン運転状態に基づいて、予め記憶装置に記憶するデータ等を用いて、燃料噴射量（または燃料噴射時間）を設定する。そして、その燃料噴射量に基づいて、インジェクタ２からの燃料の噴射が制御される。なお、このような通常時の燃料噴射制御による燃料噴射量をここでは通常時燃料噴射量と称する。
【００２７】
ところで、空燃比センサである触媒前センサ２０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２０の出力特性を示す。図示するように、触媒前センサ２０は、検出した排気空燃比（触媒前空燃比Ａ／Ｆｆ）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（理論空燃比、例えばＡ／Ｆ＝１４．５）であるときの出力電圧はＶｒｅｆｆ（例えば約３．３Ｖ）である。
【００２８】
他方、空燃比センサである触媒後センサ２１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２１の出力特性を示す。図示するように、排気空燃比（触媒後空燃比Ａ／Ｆｒ）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２１の出力電圧は所定の範囲（例えば０〜１Ｖ）内で変化する。概して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Ｖｒ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Ｖｒはストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより高くなる。
【００２９】
上流触媒コンバータ１８および下流触媒コンバータ１９はそれぞれ三元触媒を備え、それら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を同時に浄化する機能を有する。しかし、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。
【００３０】
そこで、エンジン１０の通常運転時、上流触媒コンバータ１８に流入する排気の空燃比をストイキ近傍に制御するための空燃比制御（ストイキ制御）がＥＣＵ１００により実行される。この空燃比制御は、触媒前センサ２０によって検出された排気空燃比が所定の目標空燃比に一致するように混合気の空燃比（具体的には燃料噴射量）をフィードバック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２１によって検出された排気空燃比がその所定の目標空燃比に一致するように混合気の空燃比（具体的には燃料噴射量）をフィードバック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。具体的には、主空燃比フィードバック制御では、触媒前センサ２０の出力に基づいて検出される現状の排気空燃比を所定の目標空燃比に追従させるために、第１補正係数を演算して、この第１補正係数に基づいてインジェクタ２からの燃料噴射量を調整するような制御が実行される。そして、さらに補助空燃比フィードバック制御では、触媒後センサ２１の出力に基づいて、第２補正係数を演算し、主空燃比フィードバック制御にて得られた第１補正係数を修正するような制御が実行される。ただし、本実施形態において、上記所定の目標空燃比つまり空燃比の基準値（目標値）はストイキであり、このストイキに相当する燃料噴射量（ストイキ相当量という）が燃料噴射量の基準値（目標値）である。但し、空燃比および燃料噴射量の基準値は他の値とすることもできる。
【００３１】
さて、例えば全気筒のうちの一部の気筒（特に１気筒）において、インジェクタ２の故障等が発生し、気筒間に空燃比のばらつき（インバランス：imbalance）が発生することがある。例えば第１のバンクＢ１について、インジェクタ２の閉弁不良により＃１気筒の燃料噴射量が他の＃３，＃５，＃７気筒の燃料噴射量よりも多くなり、＃１気筒の空燃比が他の＃３，＃５，＃７気筒の空燃比よりも大きくリッチ側にずれる場合である。
【００３２】
このときでも、前述の空燃比フィードバック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２０に供給されるトータルガス（合流後の排気ガス）の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、＃３，＃５，＃７気筒がストイキよりリーンであり、全体のバランスとしてストイキとなっているに過ぎず、排気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。
【００３３】
ここで、気筒間空燃比のばらつき度合いを表す指標値としてインバランス率なる値を用いる。インバランス率とは、複数の気筒のうちある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）の燃料噴射量すなわ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α、バランス気筒の燃料噴射量すなわち基準噴射量をβとすると、ＩＢ＝（α−β）／β×１００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。
【００３４】
他方、本実施形態においては、所定の気筒の燃料噴射量をアクティブにまたは強制的に増量または減量し、少なくとも燃料噴射量の増量または減量後の当該所定の気筒の出力変動としての回転変動に基づき、ばらつき異常を検出する。
【００３５】
まず、回転変動について説明する。回転変動とは、エンジン回転速度あるいはクランクシャフト回転速度の変化をいう。そして本明細書では、上記したように回転変動を表す値つまり回転変動の程度を表した値を回転変動量と称する。例えば、クランクシャフトが所定角度回転するのに要する時間を計測し、その計測値を演算処理することで求められる値（量）が回転変動量として用いられることができる。以下の図３および図４を用いた説明で、種々の値を回転変動量として用いることができることが理解されるだろう。
【００３６】
図３には回転変動を説明するための一例としてのタイムチャートを示す。図示例は直列４気筒エンジンの例であるが、本実施形態のようなＶ型８気筒エンジンにも適用可能であることが理解されよう。図３の直列４気筒エンジンでの点火順序は＃１，＃３，＃４，＃２気筒の順である。
【００３７】
図３において、（Ａ）はエンジンのクランク角（°ＣＡ）を示す。１エンジンサイクルは７２０°ＣＡであり、図には逐次的に検出される複数サイクル分のクランク角が鋸歯状に示されている。
【００３８】
図３（Ｂ）は、クランクシャフトが所定角度だけ回転するのに要した時間、すなわち回転時間Ｔ（ｓ）を示す。ここでは所定角度が３０（°ＣＡ）であるが、他の値（例えば１０（°ＣＡ））としてもよい。回転時間Ｔが長いほど（図中上側に至るほど）エンジン回転速度は遅く、逆に回転時間Ｔが短いほどエンジン回転速度は速い。この回転時間Ｔはクランク角センサ２２の出力に基づきＥＣＵ１００により検出される。
【００３９】
図３（Ｃ）は、後に説明する回転時間差ΔＴを示す。図中、「正常」とは、いずれの気筒にも空燃比ずれが生じていない正常な場合を示し、「リーンずれ異常」とは、＃１気筒のみにインバランス率ＩＢ＝−３０％のリーンずれが生じている異常な場合を示す。リーンずれ異常は例えばインジェクタの噴孔詰まりや開弁不良により生じ得る。
【００４０】
まず、各気筒の同一タイミングにおける回転時間ＴがＥＣＵにより検出される。ここでは各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）のタイミングにおける回転時間Ｔが検出される。この回転時間Ｔが検出されるタイミングを検出タイミングという。
【００４１】
次いで、検出タイミング毎に、当該検出タイミングにおける回転時間Ｔ２と、直前の検出タイミングにおける回転時間Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）がＥＣＵにより算出される。この差が図３（Ｃ）に示す回転時間差ΔＴであり、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１である。
【００４２】
通常、クランク角がＴＤＣを超えた後の燃焼行程では回転速度が上昇するため回転時間Ｔが低下し、その後の圧縮行程では回転速度が低下するため回転時間Ｔが増大する。
【００４３】
しかしながら、図３（Ｂ）に示すように＃１気筒がリーンずれ異常の場合、＃１気筒を点火させても十分なトルク（出力）が得られず、回転速度が上昇しづらいので、その影響で＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間Ｔは大きくなっている。それ故、＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間差ΔＴは、図３（Ｃ）に示すように大きな正の値となる。この＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間および回転時間差をそれぞれ＃１気筒の回転時間および回転時間差とし、それぞれＴ1およびΔＴ1で表す。他の気筒についても同様である。
【００４４】
次に、＃３気筒は正常であるので、＃３気筒を点火させたときには回転速度が急峻に上昇する。これにより次の＃４気筒ＴＤＣのタイミングでは、＃３気筒ＴＤＣのときに比べ回転時間Ｔが若干低下しているに過ぎない。それ故、＃４気筒ＴＤＣにおいて検出された＃３気筒の回転時間差ΔＴ3は、図３（Ｃ）に示すように小さな負の値となる。このようにある気筒の回転時間差ΔＴが、点火気筒ＴＤＣ毎に検出される。
【００４５】
以降の＃２気筒ＴＤＣおよび＃１気筒ＴＤＣにおいても＃４気筒ＴＤＣのときと同様の傾向が見られ、両タイミングにおいて検出された＃４気筒の回転時間差ΔＴ4および＃２気筒の回転時間差ΔＴ2はともに小さな負の値となっている。以上の特性が１エンジンサイクル毎に繰り返される。
【００４６】
このように、各気筒の回転時間差ΔＴは、各気筒の回転変動を表す値であり、各気筒の空燃比ずれ量に相関した値であることが分かる。そこで各気筒の回転時間差ΔＴを各気筒の回転変動の指標値つまり回転変動量として用いることができる。各気筒の空燃比ずれ量が大きいほど、各気筒の回転変動は大きくなり、各気筒の回転時間差ΔＴは大きくなる。
【００４７】
他方、図３（Ｃ）に示すように、正常の場合には回転時間差ΔＴが常時ゼロ付近である。
【００４８】
図３の例ではリーンずれ異常の場合を示したが、逆のリッチずれ異常、すなわち１気筒のみに大きなリッチずれが生じている場合にも、同様の傾向がある。大きなリッチずれが生じた場合、点火しても燃料過多のため燃焼が不十分となり、十分なトルクが得られず、回転変動が大きくなるからである。
【００４９】
次に、図４を参照して、回転変動を表す別の値つまり別の回転変動量の例を説明する。図４（Ａ）は図３（Ａ）と同様にエンジンのクランク角（°ＣＡ）を示す。
【００５０】
図４（Ｂ）は、前記回転時間Ｔの逆数である角速度ω（ｒａｄ／ｓ）を示す。ω＝１／Ｔである。当然ながら、角速度ωが大きいほどエンジン回転速度は速く、角速度ωが小さいほどエンジン回転速度は遅い。角速度ωの波形は、回転時間Ｔの波形を上下反転した形となる。
【００５１】
図４（Ｃ）は、前記回転時間差ΔＴと同様、角速度ωの差である角速度差Δωを示す。角速度差Δωの波形も、回転時間差ΔＴの波形を上下反転した形となる。図中の「正常」および「リーンずれ異常」については図３と同様である。
【００５２】
まず、各気筒の同一タイミングにおける角速度ωがＥＣＵにより検出される。ここでも各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）のタイミングにおける角速度ωが検出される。角速度ωは、１を前記回転時間Ｔで除することにより算出される。
【００５３】
次いで、検出タイミング毎に、当該検出タイミングにおける角速度ω２と、直前の検出タイミングにおける角速度ω１との差（ω２−ω１）がＥＣＵにより算出される。この差が図４（Ｃ）に示す角速度差Δωであり、Δω＝ω２−ω１である。
【００５４】
通常、クランク角がＴＤＣを超えた後の燃焼行程では回転速度が上昇するため角速度ωが上昇し、その後の圧縮行程では回転速度が低下するため角速度ωが低下する。
【００５５】
しかしながら、図４（Ｂ）に示すように＃１気筒がリーンずれ異常の場合、＃１気筒を点火させても十分なトルクが得られず、回転速度が上昇しづらいので、その影響で＃３気筒ＴＤＣにおける角速度ωは小さくなっている。それ故、＃３気筒ＴＤＣにおける角速度差Δωは、図４（Ｃ）に示すように大きな負の値となる。この＃３気筒ＴＤＣにおける角速度および角速度差をそれぞれ＃１気筒の角速度および角速度差とし、それぞれω1およびΔω1で表す。他の気筒についても同様である。
【００５６】
次に、＃３気筒は正常であるので、＃３気筒を点火させたときには回転速度が急峻に上昇する。これにより次の＃４気筒ＴＤＣのタイミングでは、＃３気筒ＴＤＣのときに比べ角速度ωが若干上昇するに過ぎない。それ故、＃４気筒ＴＤＣにおいて検出された＃３気筒の角速度差Δω3は、図４（Ｃ）に示すように小さな正の値となる。このようにある気筒の角速度差Δωが、次点火気筒ＴＤＣ毎に検出される。
【００５７】
以降の＃２気筒ＴＤＣおよび＃１気筒ＴＤＣにおいても＃４気筒ＴＤＣのときと同様の傾向が見られ、両タイミングにおいて検出された＃４気筒の角速度差Δω4および＃２気筒の角速度差Δω2はともに小さな正の値となっている。以上の特性が１エンジンサイクル毎に繰り返される。
【００５８】
このように、各気筒の角速度差Δωは、各気筒の回転変動を表す値であり、各気筒の空燃比ずれ量に相関した値であることが分かる。そこで各気筒の角速度差Δωを各気筒の回転変動の指標値として用いることができる。各気筒の空燃比ずれ量が大きいほど、各気筒の回転変動は大きくなり、各気筒の角速度差Δωは小さくなる（マイナス方向に大きくなる）。
【００５９】
他方、図４（Ｃ）に示すように、正常の場合には角速度差Δωが常時ゼロ付近である。
【００６０】
逆のリッチずれ異常の場合にも同様の傾向がある点は上述した通りである。
【００６１】
次に、ある１気筒の燃料噴射量をアクティブにつまり強制的に増量または減量して当該気筒での空燃比を変化させたときの回転変動量の変化を、図５の概念図を参照して説明する。ただし、この場合、燃料噴射量をアクティブに増量または減量するとき、吸入空気量は変化しないようにスロットルバルブ１２等の作動は制御される。
【００６２】
図５において、横軸はインバランス率ＩＢを示し、縦軸は回転変動量を示す。ここでは、直列４気筒エンジンの例が説明され、全４気筒のうちのある１気筒のみのインバランス率ＩＢを燃料噴射量を増減させることで変化させ、このときの当該１気筒のインバランス率ＩＢと当該１気筒の回転変動量との関係を線Ｌ１にしたがって示す。当該１気筒をアクティブ対象気筒という。他の気筒は全てバランス気筒であり、基準噴射量としてストイキ相当量を噴射しているものとする。
【００６３】
なお、図５では横軸にインバランス率が用いられるが、インバランス率に代えて空燃比が用いられることができる。図５では左側に至るほどインバランス率がプラス方向に大きくなるが、これに対応して、インバランス率の代わりに空燃比が用いられる場合には、図中左側に至るほど空燃比はリッチになる。
【００６４】
図５の横軸には、インバランス率ＩＢがとられている。図５中、アクティブ対象気筒の燃料噴射量がストイキ相当量であるときに相当するインバランス率が０％の線Ｓから左側に移動するほど、インバランス率ＩＢがプラス方向に増加し、燃料噴射量としては過多すなわちリッチな状態となる。逆に、図５中、インバランス率ＩＢが０％の線Ｓから右側に移動するほど、インバランス率ＩＢがマイナス方向に増加し（減少し）、燃料噴射量としては過少すなわちリーンな状態となる。また、図５中、上側に移動するほど、回転変動量が大きくなる。
【００６５】
特性線Ｌ１から理解され得るように、アクティブ対象気筒のインバランス率ＩＢが０％からプラス方向に増加してもマイナス方向に増加しても、アクティブ対象気筒の回転変動量は大きくなる傾向にある。そして、インバランス率ＩＢが０％から離れるほど、特性線Ｌ１の傾きが急になり、インバランス率ＩＢの変化量または変化割合に対する回転変動量の変化量または変化割合は大きくなる傾向にある。
【００６６】
ここで、インバランス率ＩＢがプラスの範囲の図５の一部領域が取り出されて、図６に示される。なお、図６の線Ｌ２は図５の線Ｌ１の一部に相当する。
【００６７】
図６には、アクティブ対象気筒における２つのインバランス率ＩＢの例が線Ａ、Ｂで表されている。線Ａにおけるインバランス率ＩＢａは、ストイキ相当値である０％のインバランス率（図５の線Ｓ参照）からプラス方向にずれているが許容範囲内のものの一例である。これに対して、線Ｂにおけるインバランス率ＩＢｂは、線Ａにおけるインバランス率ＩＢａよりも燃料噴射量がさらに多い方向にずれていて、許容範囲外のものの一例である。
【００６８】
ここで、通常運転時にストイキ制御を行っているときのアクティブ対象気筒の状態が線Ａ上の状態である場合を考える。このときに、矢印Ｆ１で示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を、所定量Δｆ１、強制的に増量変更したとする。所定量Δｆ１は任意に設定されることができるが、例えば、燃料噴射量はインバランス率で約４５％相当の増量が図られる。ＩＢ＝０％の近辺（図６中右端側）では特性線Ｌ２の傾きが緩やかであることから、ストイキ制御を行っているときのアクティブ対象気筒の状態が線Ａ上の状態である場合、燃料噴射量を増量変更したときの線Ａ´上の状態における回転変動量Ｖａ´は増量前の回転変動量Ｖａと大きく変わらない。
【００６９】
他方、ストイキ制御を行っているときのアクティブ対象気筒の状態が線Ｂ上の状態である場合を考える。このとき、アクティブ対象気筒において既に許容範囲を超えるリッチずれが生じており、そのインバランス率ＩＢｂが比較的大きなプラス側の値になっている。例えば、線Ｂでのインバランス率ＩＢｂは、インバランス率で約６０％のリッチずれに相当する。この状態から矢印Ｆ２で示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を同一所定量Δｆ１、強制的に増量したとすると、燃料噴射量を増量変更したときの線Ｂ´を含む領域では特性線Ｌ２の傾きが急であることから、増量後の回転変動量Ｖｂ´は増量前の回転変動量Ｖｂよりかなり大きく、増量前後の回転変動量の差（Ｖｂ´―Ｖｂ）は大きくなる。すなわちこのような燃料噴射量の増量により、アクティブ対象気筒の回転変動は十分大きくなる。
【００７０】
よって、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を強制的に所定量増量変更したときの少なくとも増量後のアクティブ対象気筒の回転変動量に基づき、ばらつき異常を検出することが可能である。例えば、増量後の回転変動量の大きさ（例えば｜Ｖｂ´｜）が所定量よりも大きいときにばらつき異常があると判断することができる。さらに、複数サイクルに関してアクティブ対象気筒に関して求めた回転変動量の平均値または統計処理して求めた値を、回転変動量として、所定量と比較することで、気筒間空然比ばらつき異常があるか否かが判断されてもよい。このように、燃料噴射量の増量により、気筒間空然比ばらつき異常があるときにはそれを顕著に燃焼室での燃料つまり混合気の燃焼状態に反映させて、その結果を回転変動量として検出して、該回転変動量に基づいて気筒間空然比ばらつき異常を検出することができる。
【００７１】
なお、上記説明では、燃料噴射量を所定量分だけ強制的に増量変更させる制御（燃料噴射量増量制御）を行って、気筒間空然比ばらつき異常を検出した。これは、インバランス気筒で燃料噴射量が多い側にずれているときに有効である。
【００７２】
逆に、インバランス気筒で燃料噴射量が少ない側にずれているときには、燃料噴射量を所定量Δｆ２分だけ強制的に減量変更させる制御（燃料噴射量減量制御）を行って、ばらつき異常を検出することが有効である。このインバランス率が負の領域で強制減量を行う場合も、上記の場合から理解できるので、その説明は省略される。ただし、燃料噴射量減量制御における減量量（大きさ）Δｆ２は燃料噴射量増量制御における増量量（大きさ）Δｆ１よりも少ないとよい。これは、リーンずれ異常気筒に対しあまりに多くの減量を行ってしまうと失火の虞があるからである。ただし、燃料噴射量の減量（または増量）により失火を生じさせ、そのときの出力変動に基づいてばらつき異常を検出することを本発明は排除しない。所定量Δｆ２は任意に設定されることができるが、例えば、燃料噴射量はインバランス率で約１５％相当の減量がなされ得る。なお、燃料噴射量増量制御を実行して気筒間空然比ばらつき異常を検出するための閾値である上記所定値と、燃料噴射量減量制御を実行して気筒間空然比ばらつき異常を検出するための閾値である所定値とは同じであっても異なってもよい。
【００７３】
以上述べたように、気筒間空燃比ばらつき異常を検出するためには、上記したように、燃料噴射量を強制的に増量変更または減量変更させる制御つまり燃料噴射量変更制御を行ってインバランス率に応じた回転変動量を大きくすることが有効である。しかし、このような燃料噴射量変更制御の実行は燃料噴射量を基準噴射量または通常時燃料噴射量から積極的に大きくズラすことをもたらすものであるから、排気エミッションの悪化が生じる虞がある。それ故、そのような燃料噴射量変更制御の実行により排気エミッションの悪化などの不具合が発生することを抑制することが望まれる。
【００７４】
そこで、以下に詳しく説明するように、気筒間空燃比ばらつき異常を検出するために実行される燃料噴射量変更制御において、燃料噴射量の増量変更が一部の気筒に対して行われると共に該一部の気筒以外の他の気筒に対して燃料噴射量の減量変更が行われる。そして、その総燃料増量量の大きさと、総燃料減量量の大きさとが所定期間で実質的に等しくされる。なお、以下では、そのような燃料噴射量変更制御は、エンジンが所定の状態にあるときに、具体的には空燃比を所定の目標空燃比に追従させる空燃比フィードバック制御が実行されているときに実行される。しかし、このような空燃比フィードバック制御が実行されていないときに、そのような燃料噴射量変更制御が実行されて気筒間空燃比ばらつき異常の検出が行われてもよい。ただし、好ましくは、そのような燃料噴射量変更制御は、そのような空燃比フィードバック制御が実行されているときに実行される。
【００７５】
以下に、本実施形態における、気筒間空然比ばらつき異常を検出する制御つまり当該実施形態における空燃比診断用制御を、図７のフローチャートにしたがって説明する。
【００７６】
エンジン１が始動されると、ステップＳ７０１で気筒群組合せカウンタＣａがゼロにされる。気筒群組合せカウンタＣａは、燃料噴射量が増量変更される第１気筒群の気筒と、燃料噴射量が減量変更される第２気筒群の気筒との組み合わせを指し示すカウンタである。本実施形態では、気筒群組合せカウンタＣａがゼロのとき第１気筒群が＃１、＃６気筒から構成されると共に第２気筒群はその他の全ての気筒から構成され、同カウンタＣａが１のとき第１気筒群が＃８、＃５気筒から構成されると共に第２気筒群はその他の全ての気筒から構成され、同カウンタＣａが２のとき第１気筒群が＃７、＃４気筒から構成されると共に第２気筒群はその他の全ての気筒から構成され、そして、同カウンタＣａが３のとき第１気筒群が＃３、＃２気筒から構成されると共に第２気筒群はその他の全ての気筒から構成される。これは、エンジン１での点火順序が、上記したように、＃１、＃８、＃７、＃３、＃６、＃５、＃４、＃２気筒の順であるからである。つまり、本実施形態では、燃料噴射量が増量変更される第１気筒群の気筒は、サイクルが３６０°ＣＡ違いの２つの気筒から構成される。
【００７７】
そして、ステップＳ７０３で、空燃比診断制御を実行するための所定条件が成立しているか否かが判定される。ここでは、所定条件として、エンジン始動後の所定の（運転）状態であることという条件が定められている。所定条件は種々定められることができる。例えば、エンジン冷却水温が所定温度（例えば７０℃）以上であること、負荷が所定範囲内にあること（例えば吸入空気量が所定吸入空気量範囲（例えば１５〜５０ｇ／ｓ）にあること）、エンジン回転速度が所定エンジン回転速度域（例えば１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ）にあることの全てを満たすことが所定条件として定められることができる。
【００７８】
このような所定条件が満たされるとき、通常は、上記したように触媒コンバータ１８で排気浄化をより好適に行うために、排気空燃比がストイキに追従するように空燃比フィードバック制御が実行されている。したがって、ステップＳ７０３の判定は、排気空燃比を所定の目標空燃比に追従させるように空燃比制御を実行しているか否かの判定に相当し、特にここでは所定の目標空燃比はストイキである。しかし、所定の目標空燃比は、ストイキ以外とされることもできる。なお、本発明は、所定条件に、そのような空燃比制御が行われていることを含めることができるが、含めなくてもよい。
【００７９】
ステップＳ７０３の判定で肯定判定されると、次のステップＳ７０５で、気筒群組合せカウンタＣａに適合した燃料噴射量変更制御が所定期間実行される。そして、そのときのデータ、特に出力検出手段としてのクランク角センサ２２の出力に基づくデータが記録される。なお、燃料噴射量変更制御が所定期間実行されると、次に再びステップＳ７０５に至るまで、燃料噴射量変更制御は実行されない。
【００８０】
ステップＳ７０５でのその所定期間はここでは５０エンジンサイクルと定められているが、これに限定されず、例えばサイクル数以外の秒などの単位で定められることもできる。なお、１エンジンサイクルは上記の如く７２０°ＣＡであり、換言すると全ての気筒の各々でたった１つの燃焼行程が実行される期間をいう。
【００８１】
そして、ステップＳ７０５での燃料噴射量変更制御では、第１気筒群の気筒の各々に対する燃料噴射量増量制御と第２気筒群の気筒の各々に対する燃料噴射量減量制御とが並行して実行される。例えば、エンジン始動後、始めてステップＳ７０５に至ったときには、気筒群組合せカウンタＣａはゼロであるので、第１気筒群が＃１、＃６気筒から構成され、第２気筒群が＃８、＃７、＃３、＃５、＃４、＃２気筒から構成されている。そしてステップＳ７０５での燃料噴射量変更制御では、第１気筒群の＃１、＃６気筒のそれぞれに対しては燃料噴射量を通常時燃料噴射量から第１所定量増やす燃料噴射量増量制御が実行され、第２気筒群の＃８、＃７、＃３、＃５、＃４、＃２気筒のそれぞれに対しては燃料噴射量を通常時燃料噴射量から第２所定量減らす燃料噴射量減量制御が同時並行して実行される。
【００８２】
ここでは第１所定量として通常時燃料噴射量の４５％という値が設定されていて、第２所定量として通常時燃料噴射量の１５％という値が設定されている。したがって、１エンジンサイクル当たり第１気筒群の２つの気筒のそれぞれに対して燃料噴射量が第１所定量増やされるので、所定期間である１エンジンサイクル当たり全体つまり全気筒で通常時燃料噴射量の９０％（４５％×２）の燃料が増やされる。これに対して、１エンジンサイクル当たり第２気筒群の６つの気筒のそれぞれに対して燃料噴射量が第２所定量減らされるので、所定期間である１エンジンサイクル当たり全体で通常時燃料噴射量の９０％（１５％×６）の燃料が減らされる。このように、この燃料噴射量変更制御は、所定期間における第１気筒群の全気筒での総燃料増量分が該所定期間における第２気筒群の全気筒での総燃料減量分で相殺されるように実行される。換言すると、第１気筒群の気筒の数と第１所定量との積が第２気筒群の気筒の数と第１所定量と異なる第２所定量との積と等しくなるための構成を、ＥＣＵ１００の燃料噴射量変更制御手段として機能する部分は有する。
【００８３】
ステップＳ７０５の次のステップＳ７０７では、各気筒の回転変動量が算出される。ステップＳ７０５では５０エンジンサイクル分のデータがとられているので、＃１気筒での回転変動量として、５０サイクルの各々における＃１気筒の回転変動量、つまり５０個の回転変動量が上記したようにして算出される。そして、ここでは、それらの平均値が＃１気筒の回転変動量として算出される。このような回転変動量の算出が他の７つの気筒のそれぞれに関しても実行される。なお、このようにして算出された回転変動量は、気筒番号および当該気筒への燃料増減の種類と関係付けられて、後述されるステップＳ７１３での判定用に記憶装置に記憶される。
【００８４】
そして、次ぐステップＳ７０９では気筒群組合せカウンタＣａが１だけ増やされ、次ぐステップＳ７１１で気筒カウンタＣａが第１所定値か否かが判定される。ここでは第１所定値として４という値が設定されている。これは、上記したように第１気筒群と第２気筒群との組み合わせが４種類あることに対応する。
【００８５】
ステップＳ７１１で気筒群組合せカウンタＣａが１であるときには、否定判定されて、ステップＳ７０３へ戻る。ステップＳ７０３で上記条件が成立しているときには、次ぐステップＳ７０５で、気筒群組合せカウンタＣａが１であるときの第１気筒群と第２気筒群の各気筒に対して上記したように燃料噴射量変更制御が実行される。つまり、第１気筒群の＃８、＃５気筒のそれぞれに対しては燃料噴射量を通常時燃料噴射量から第１所定量増やす燃料噴射量増量制御が実行され、第２気筒群の＃７、＃３、＃６、＃４、＃２、＃１気筒のそれぞれに対しては燃料噴射量を通常時燃料噴射量から第２所定量減らす燃料噴射量減量制御が同時並行して実行される。このように燃料噴射量変更制御が実行されることで理解できるように、上記ステップＳ７０９で気筒群組合せカウンタＣａが１ずつ加算されることは、第１気筒群の気筒および第２気筒群の気筒をそれぞれ変更することに相当し、ＥＣＵ１００の一部は本発明における変更手段の機能を担う。
【００８６】
このようにして全ての４つの気筒群組合せの各々に対して上記ステップＳ７０５およびステップＳ７０７が実行される。これは、全ての気筒の各々に対して燃料噴射量増量制御および燃料噴射量減量制御がそれぞれ実行されて、各気筒に関して燃料を増やしたときの回転変動量と燃料を減らしたときの回転変動量とが算出されることを意味する。
【００８７】
そして、ステップＳ７１１で肯定判定されるようになると、次ぐステップＳ７１３で、記憶保存されている回転変動量の各々が第２所定値以下か否かが判定される。第２所定値は、気筒間空然比ばらつき異常を検出するために定められていて、エンジン１では、第２所定値までの回転変動量は許容される。なお、燃料噴射量を増やした場合に関する回転変動量と比較される第２所定値は、上記したように、燃料噴射量を減らした場合に関する回転変動量と比較される第２所定値と変えられてもよい。
【００８８】
ステップＳ７１３で全ての回転変動量がそれぞれ第２所定値以下であるので肯定判定されると、当該診断制御は終了する。この場合、気筒間空然比ばらつき異常は検出されなかったということになる。
【００８９】
他方、ステップＳ７１３で少なくともいずれか１つの回転変動量が第２所定値を超えているので否定判定されると、ステップＳ７１５で運転者に気筒間空然比ばらつき異常が検出されたことを知らせるべく、例えば運転席のフロントパネルに備えられた警告ランプが点灯される。これにより図７の診断制御は終了される。
【００９０】
ただし、ＥＣＵ１００はステップＳ７１３での判定により第２所定値を超えた回転変動量に対応する気筒を特定することができる。このような気筒の特定は、ステップＳ７０７で回転変動量が気筒番号と関係付けられて記憶されていることに基づいて実行される。特定された気筒は異常があるまたは可能性のある気筒であり、不図示のランプの点灯や特定のデータの記録などにより、運転者、または、運転者および整備者へ知らされる。これにより運転者または整備者はより的確にエンジン１の整備などを行うことができる。
【００９１】
さらに、第２所定値を超えた回転変動量に対応する気筒を特定する際に、当該回転変動量が燃料噴射量増量制御を実行したことに基づくものであるのか、あるいは、燃料噴射量減量制御を実行したことに基づくものであるのか、つまり異常の種類を、記憶したデータに基づいてさらに特定することができる。このように特定された異常の種類も、特定された気筒と共に運転者、または、運転者および整備者へ知らされてもよい。
【００９２】
なお、ここでは、エンジン１の始動後、たった一度のみ、図７の診断制御が実行される。しかし、適宜の時期に、この診断制御が実行されてもよい。例えば、エンジン１の作動時間またはエンジン１を搭載した車両の走行距離が所定値になったときに、診断制御が実行されることができる。
【００９３】
以上述べたように、上記実施形態では、気筒間空然比ばらつき異常を検出するために、所定期間において第１気筒群の全気筒で増やされた総燃料が該所定期間において第２気筒群の全気筒で減らされた総燃料で相殺されるように燃料噴射量変更制御が実行される。したがって、燃料噴射量変更制御の実行により所定期間である１エンジンサイクル中に全気筒で噴射される燃料の総量は、通常の燃料噴射制御が実行されているときの１エンジンサイクル中の全気筒で噴射される燃料の総量と実質的に同じである。それ故、全体的にみて空燃比を概ねストイキに保つことができる。これは、空燃比フィードバック制御に対する燃料噴射量変更制御の影響を最小限にし、例えば空燃比が所定の目標空燃比から大きく逸脱することを防止でき、排気エミッションの悪化を適切に防止できることを意味する。
【００９４】
また、このように燃料噴射量変更制御の実行中であっても全体的にみて空燃比を概ねストイキに保つことができるので、このような燃料噴射量変更制御を実行するときに上記空燃比フィードバック制御の実行を停止する必要がない。したがって、仮に外乱があってもそれによる空燃比変動を上記空燃比フィードバック制御の実行により適切に吸収することができる。
【００９５】
さらに、上記したように燃料噴射量増量制御と燃料噴射量減量制御とが同時並行して行われる。したがって、リッチ側の異常とリーン側の異常とを併せて検出することが可能になる。これは気筒間空然比ばらつき異常の検出時間の短縮をもたらし得る。また、上記実施形態では、エンジン１の両バンクに対して同時に燃料噴射量変更制御が適用される。したがって、さらに気筒間空然比ばらつき異常の検出時間の短縮をもたらし得る。
【００９６】
また、上記実施形態では、各気筒の回転変動量の算出を図３および図４に基づいて説明したように燃焼行程が連続する２つの気筒に関するデータに基づいて実行し、算出された回転変動量が所定値を超えたときに気筒間空然比ばらつき異常があると判断した。さらに、これに加えて、気筒間空然比ばらつき異常の有無を検出するための値として、サイクルが３６０°ＣＡズレた任意の２つの気筒の回転変動量の差、燃料噴射量増量制御を行った任意の２つの気筒の回転変動量の差、または、燃料噴射量減量制御を行った任意の２つの気筒の回転変動量の差を求め、それが所定値を越えたときに、気筒間空然比ばらつき異常があると判断してもよい。
【００９７】
ところで、上記実施形態では、各気筒の回転変動量の算出を、図３および図４に基づいて説明したように、燃焼行程が連続する２つの気筒に関するデータに基づいて実行した。しかし、上記実施形態では燃料噴射量増量制御と燃料噴射量減量制御とが同時期に混在して行われるので、そのような回転変動量を用いることによる気筒間空然比ばらつき異常の検出には限界がある。そこで、各気筒の回転変動量と相関関係のある各気筒の筒内圧の変化の量に基づいて気筒間空然比ばらつき異常の検出が実行されてもよい。以下にそれを説明する。
【００９８】
このような場合、各気筒の筒内圧を検出するために、筒内圧センサが気筒数に応じた数だけ設けられ、各筒内圧センサは対応する気筒の燃焼室に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されることができる。各筒内圧センサは、対応する燃焼室における筒内圧を検出するように、検出値に対応するセンサ出力信号をＥＣＵ１００に与える。各筒内圧センサからのセンサ出力信号は、所定時間（所定クランク角）おきにＥＣＵ１００に順次与えられ、検出値に変換された上でＥＣＵ１００の記憶装置に格納保持される。
【００９９】
そして、強制的に燃料噴射量が変更された気筒の出力変動は、筒内圧センサの出力に基づいて求められる。任意の対象気筒に関するそのような出力変動を表す値の算出が以下に説明される。
【０１００】
ＥＣＵ１００は、強制的に燃料噴射量を変更する前の対象気筒の筒内圧を検出記憶する。この筒内圧は基準筒内圧と称され、基準筒内圧としては好ましくは所定期間、例えば所定回数の燃焼行程の所定時期での筒内圧の平均値が用いられることができる。なお、予め実験により定めて記憶するデータをエンジン運転状態に基づいて検索することで、基準筒内圧が算出されてもよい。
【０１０１】
これに対して、当該気筒の燃料噴射量を強制的に所定量増量または減量変更したときの当該気筒の筒内圧が検出される。この筒内圧はここでは変更筒内圧と称され、変更筒内圧としては好ましくは所定回数の燃焼行程の所定時期での筒内圧の平均値が用いられることができる。そして基準筒内圧と変更筒内圧との差が出力変動を表す値つまり出力変動量として求められることができる。なお、筒内圧はクランクシャフトの回転速度または角速度と相関関係があるので、そのようにして求められる出力変動量はクランクシャフトの回転変動量とみなすことができる。
【０１０２】
そして算出された基準筒内圧と変更筒内圧との差が出力変動量として所定値と比較される。該差が所定値を越えているときには、気筒間空然比ばらつき異常があると判断することができる。
【０１０３】
以上、本発明を上記実施形態およびその変形例等に基づいて説明したが、本発明は他の実施形態を許容する。例えば、第１気筒群の気筒は１つ以上の気筒から構成され、第２気筒群の気筒は第１気筒群に含まれない１つ以上の気筒から構成されるのであれば、第１気筒群および第２気筒群の各々は任意に設定されることができる。また、第１気筒群の気筒の数と第２気筒群の気筒の数との和は上記実施形態では全気筒数に一致するが、全気筒数に一致しなくてもよい。
【０１０４】
また、本発明は、種々の形式の２つ以上の気筒を有する多気筒エンジンに適用され得、ポート噴射形式のエンジンのみならず、筒内噴射形式のエンジン、ガスを燃料として用いるエンジンなどにも適用され得る。
【０１０５】
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】
【０１０６】
１  内燃機関（エンジン）
２  インジェクタ
１８、１９  触媒コンバータ
２０  触媒前センサ
２１  触媒後センサ
２２  クランク角センサ
【図１】
2012237279.tif 000003
【図２】
2012237279.tif 000004
【図３】
2012237279.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012237279.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012237279.tif 000009