"複数気筒を有する内燃機関の排気通路において空燃比を検出する空燃比検出手段を備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記機関の回転速度に対応する周波数の1/2の周波数である0.5次周波数とは異なる第1の周波数の第1信号と、前記第1の周波数より高くかつ前記0.5次周波数とは異なる第2の周波数の第2信号とを用いて、前記空燃比を振動させるための振動信号を生成する振動信号生成手段と、前記振動信号に応じて前記空燃比を振動させる空燃比振動手段と、前記空燃比検出手段の出力信号に含まれる前記0.5次周波数成分の強度を算出する0.5次周波数成分強度算出手段と、前記空燃比振動手段の作動中に、前記空燃比検出手段の出力信号に含まれる前記第1の周波数成分の強度と、前記第2の周波数成分の強度とをそれぞれ算出する振動周波数成分強度算出手段と、前記第1及び第2周波数成分強度に応じて基準成分強度を算出する基準成分強度算出手段と、前記0.5次周波数成分強度と、前記基準成分強度との相対関係に基づいて、前記複数気筒のそれぞれに対応する空燃比が許容限度を超えてばらついているインバランス故障を判定するインバランス故障判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。前記振動信号生成手段は、前記第1及び第2信号を合成することにより前記振動信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度を前記第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度を算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記0.5次周波数成分強度を前記基準成分強度で除算することにより判定パラメータを算出し、該判定パラメータと判定パラメータ閾値とを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度を前記第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度を算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記基準成分強度が増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値と、前記0.5次周波数成分強度とを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記振動信号生成手段は、前記第1信号と前記第2信号と切り換えることにより前記振動信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記0.5次周波数成分強度算出手段は、前記振動信号が前記第1信号である第1振動期間において第1の0.5次周波数成分強度を算出するとともに、前記振動信号が前記第2信号である第2振動期間において第2の0.5次周波数成分強度を算出し、前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度を前記第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度を算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記第1及び第2の0.5次周波数成分強度の平均値を前記基準成分強度で除算することにより判定パラメータを算出し、該判定パラメータと判定パラメータ閾値とを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記0.5次周波数成分強度算出手段は、前記振動信号が前記第1信号である第1振動期間において第1の0.5次周波数成分強度を算出するとともに、前記振動信号が前記第2信号である第2振動期間において第2の0.5次周波数成分強度を算出し、前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度を前記第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度を算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記基準成分強度が増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値と、前記第1及び第2の0.5次周波数成分強度の平均値とを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記第1の周波数は前記0.5次周波数より低い周波数に設定され、前記第2の周波数は前記0.5次周波数より高い周波数に設定されることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。前記第1及び第2の周波数は、前記空燃比検出手段の周波数応答特性におけるカットオフ周波数より高い周波数に設定されることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。特許文献1に示された手法は、空燃比センサの応答特性周波数特性が劣化して0.5次周波数成分強度が減少した場合において、所定周波数成分強度も同様に減少することから、両者に比率である判定パラメータを用いることによって、判定精度を維持することができる。しかしながら、空燃比センサの応答特性の劣化態様によっては、所定周波数成分強度の減少度合と、0.5次周波数成分強度の減少度合とが異なることがあり、判定精度が低下する可能性があった。すなわち所定周波数は、通常は0.5次周波数より低い周波数に設定されるので、所定周波数成分強度の減少度合が、0.5次周波数成分強度の減少度合より小さくなることがある。その場合には、インバランス度合が同一でも判定パラメータ値が増加して判定精度が低下する可能性があり、改善の余地があった。本発明はこの点に着目してなされたものであり、空燃比センサの応答特性が劣化した場合において、劣化態様に拘わらずインバランス故障の判定精度低下を抑制し、正確な判定を行うことができる空燃比制御装置を提供することを目的とする。上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、複数気筒を有する内燃機関の排気通路において空燃比を検出する空燃比検出手段15を備える内燃機関の空燃比制御装置において、前記機関の回転速度NEに対応する周波数fNEの1/2の周波数である0.5次周波数fIMBとは異なる第1の周波数f1の第1信号Sf1と、前記第1の周波数f1より高くかつ前記0.5次周波数fIMBとは異なる第2の周波数f2の第2信号Sf2とを用いて、前記空燃比を振動させるための振動信号SPTを生成する振動信号生成手段と、前記振動信号SPTに応じて前記空燃比を振動させる空燃比振動手段と、前記空燃比検出手段15の出力信号に含まれる前記0.5次周波数成分の強度MIMBを算出する0.5次周波数成分強度算出手段と、前記空燃比振動手段の作動中に、前記空燃比検出手段15の出力信号に含まれる前記第1の周波数成分の強度MPTf1と、前記第2の周波数成分の強度MPTf2とをそれぞれ算出する振動周波数成分強度算出手段と、前記第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2に応じて基準成分強度MPTREFを算出する基準成分強度算出手段と、前記0.5次周波数成分強度MIMBと、前記基準成分強度MPTREFとの相対関係に基づいて、前記複数気筒のそれぞれに対応する空燃比が許容限度を超えてばらついているインバランス故障を判定するインバランス故障判定手段とを備えることを特徴とする。請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記振動信号生成手段は、前記第1及び第2信号Sf1,Sf2を合成することにより前記振動信号SPTを生成することを特徴とする。請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2を前記第1及び第2の周波数f1,f2に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度MPTREFを算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記0.5次周波数成分強度MIMBを前記基準成分強度MPTREFで除算することにより判定パラメータRTを算出し、該判定パラメータRTと判定パラメータ閾値RTTHとを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする。請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2を前記第1及び第2の周波数f1,f2に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度MPTREFを算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記基準成分強度MPTREFが増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値MIMBTHと、前記0.5次周波数成分強度MIMBとを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする。請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記振動信号生成手段は、前記第1信号Sf1と前記第2信号Sf2と切り換えることにより前記振動信号SPTを生成することを特徴とする。請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記0.5次周波数成分強度算出手段は、前記振動信号SPTが前記第1信号Sf1である第1振動期間TPT1において第1の0.5次周波数成分強度MIMB1を算出するとともに、前記振動信号SPTが前記第2信号Sf2である第2振動期間TPT2において第2の0.5次周波数成分強度MIMB2を算出し、前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2を前記第1及び第2の周波数f1,f2に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度MPTREFを算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記第1及び第2の0.5次周波数成分強度MIMB1,MIMB2の平均値MIMBAVを前記基準成分強度MPTREFで除算することにより判定パラメータRTを算出し、該判定パラメータRTと判定パラメータ閾値RTTHとを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする。請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記0.5次周波数成分強度算出手段は、前記振動信号SPTが前記第1信号Sf1である第1振動期間TPT1において第1の0.5次周波数成分強度MIMB1を算出するとともに、前記振動信号SPTが前記第2信号Sf2である第2振動期間TPT2において第2の0.5次周波数成分強度MIMB2を算出し、前記基準成分強度算出手段は、前記第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2を前記第1及び第2の周波数f1,f2に応じた比率で加算することにより、前記基準成分強度MPTREFを算出し、前記インバランス故障判定手段は、前記基準成分強度MPTREFが増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値MIMBTHと、前記第1及び第2の0.5次周波数成分強度MIMB1,MIMB2の平均値MIMBAVとを比較することにより前記判定を行うことを特徴とする。請求項8に記載の発明は、請求項1から7の何れか1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記第1の周波数f1は前記0.5次周波数fIMBより低い周波数に設定され、前記第2の周波数f2は前記0.5次周波数fIMBより高い周波数に設定されることを特徴とする。請求項9に記載の発明は、請求項1から8の何れか1項に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記第1及び第2の周波数f1,f2は、前記空燃比検出手段の周波数応答特性におけるカットオフ周波数fCT1より高い周波数に設定されることを特徴とする。請求項1に記載の発明によれば、0.5次周波数とは異なる第1の周波数の第1信号と、第1の周波数より高くかつ0.5次周波数とは異なる第2の周波数の第2信号とを用いて、振動信号が生成され、その振動信号に応じて空燃比を振動させる空燃比振動制御が行われる。空燃比検出手段の出力信号に含まれる0.5次周波数成分の強度、第1の周波数成分の強度、及び第2の周波数成分の強度がそれぞれ算出され、さらに第1及び第2周波数成分強度に応じて基準成分強度が算出される。そして、0.5次周波数成分強度と、基準成分強度との相対関係に基づいてインバランス故障が判定される。互いに異なる周波数の2つの信号を用いて、第1及び第2周波数成分強度を算出し、さらに第1及び第2周波数成分強度に応じて、空燃比のインバランスが無い状態で0.5次周波数の空燃比振動制御を実行したときに検出される正常0.5次周波数成分強度の推定値に相当する基準成分強度を算出し、その基準成分強度を用いることにより、空燃比検出手段の応答特性劣化の影響を抑制し、インバランス故障に起因する0.5次周波数成分強度の増加を正確に判定することが可能となる。その結果、空燃比検出手段の劣化態様に拘わらずインバランス判定精度低下を抑制し、正確な判定を行うことができる。請求項2に記載の発明によれば、第1及び第2信号を合成することにより振動信号が生成されるので、インバランス故障判定に要する時間を短縮することができる。したがって、インバランス故障判定を行うことによる排気特性の悪化を抑制することができる。請求項3に記載の発明によれば、第1及び第2周波数成分強度を第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、基準成分強度が算出されるので、上記した正常0.5次周波数成分強度の適切な推定値が得られる。また、0.5次周波数成分強度を基準成分強度で除算することにより判定パラメータが算出され、該判定パラメータと判定パラメータ閾値とを比較することによりインバランス故障判定が行われる。すなわち、判定パラメータは、0.5次周波数成分強度を基準成分強度で正規化したパラメータに相当し、これを用いることによって、空燃比検出手段の応答特性劣化の影響を抑制することができる。請求項4に記載の発明によれば、第1及び第2周波数成分強度を第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、基準成分強度が算出されるので、上記した正常0.5次周波数成分強度の適切な推定値が得られる。また、基準成分強度が増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値と、0.5次周波数成分強度とを比較することによりインバランス故障判定が行われるので、判定強度閾値に空燃比検出手段の応答特性劣化の影響が反映され、応答特性劣化の影響を抑制することができる。請求項5に記載の発明によれば、第1信号と第2信号と切り換えることにより振動信号が生成される。第1及び第2信号の合成信号を使用する場合には、両信号周波数の差に相当する周波数成分うねり成分が空燃比検出手段の出力信号に含まれるため、判定精度が低下する可能性があるが、第1信号と第2信号と切り換えて空燃比振動制御を行うことにより、うねり成分の発生を防止し、正確な判定を行うことができる。請求項6に記載の発明によれば、振動信号が第1信号である第1振動期間において第1の0.5次周波数成分強度が算出されるとともに、振動信号が第2信号である第2振動期間において第2の0.5次周波数成分強度が算出され、第1及び第2周波数成分強度を第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、基準成分強度が算出される。さらに、第1及び第2の0.5次周波数成分強度の平均値を基準成分強度で除算することにより判定パラメータが算出され、該判定パラメータと判定パラメータ閾値とを比較することによりインバランス故障判定が行われる。すなわち、判定パラメータは、0.5次周波数成分強度を基準成分強度で正規化したパラメータに相当し、これを用いることによって、空燃比検出手段の応答特性劣化の影響を抑制することができる。請求項7に記載の発明によれば、振動信号が第1信号である第1振動期間において第1の0.5次周波数成分強度が算出されるとともに、振動信号が第2信号である第2振動期間において第2の0.5次周波数成分強度が算出され、第1及び第2周波数成分強度を第1及び第2の周波数に応じた比率で加算することにより、基準成分強度が算出される。さらに、基準成分強度が増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値と、第1及び第2の0.5次周波数成分強度の平均値とを比較することによりインバランス故障判定が行われる。したがって判定強度閾値に空燃比検出手段の応答特性劣化の影響が反映され、応答特性劣化の影響を抑制することができる。請求項8に記載の発明によれば、第1の周波数は0.5次周波数より低い周波数に設定され、第2の周波数は0.5次周波数より高い周波数に設定される。第1及び第2の周波数が、それぞれ0.5次周波数の上側及び下側の周波数に設定されるので、正常0.5次周波数成分強度の推定値に相当する基準成分強度の算出精度を高めることができる。請求項9に記載の発明によれば、第1及び第2の周波数は、空燃比検出手段の周波数応答特性におけるカットオフ周波数より高い周波数に設定されるので、空燃比検出手段の応答特性劣化の影響が、第1及び第2周波数成分強度にともに反映される。その結果、基準成分強度の算出精度を高めることができる。以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。[第1の実施形態]図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関以下エンジンという及びその空燃比制御装置の全体構成図であり、例えば4気筒のエンジン1の吸気管2の途中にはスロットル弁3が配されている。スロットル弁3にはスロットル弁開度THを検出するスロットル弁開度センサ4が連結されており、その検出信号は電子制御ユニット以下ECUという5に供給される。燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁3との間かつ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の開弁時間が制御される。スロットル弁3の上流側には吸入空気流量GAIRを検出する吸入空気流量センサ7が設けられている。またスロットル弁3の下流側には吸気圧PBAを検出する吸気圧センサ8、及び吸気温TAを検出する吸気温センサ9が設けられている。これらのセンサの検出信号は、ECU5に供給される。エンジン1の本体には、エンジン冷却水温TWを検出する冷却水温センサ10が装着されており、その検出信号はECU5に供給される。ECU5には、エンジン1のクランク軸図示せずの回転角度を検出するクランク角度位置センサ11が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がECU5に供給される。クランク角度位置センサ11は、エンジン1の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス以下CYLパルスというを出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点TDCに関し所定クランク角度前のクランク角度位置で4気筒エンジンではクランク角180度毎にTDCパルスを出力するTDCセンサ及びTDCパルスより短い一定クランク角周期例えば6度周期で1パルス以下CRKパルスというを発生するCRKセンサから成り、CYLパルス、TDCパルス及びCRKパルスがECU5に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、エンジン回転数エンジン回転速度NEの検出に使用される。排気通路13には三元触媒14が設けられている。三元触媒14は、酸素蓄積能力を有し、エンジン1に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリーン側に設定され、排気中の酸素濃度が比較的高い排気リーン状態では、排気中の酸素を蓄積し、逆にエンジン1に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側に設定され、排気中の酸素濃度が低く、HC、CO成分が多い排気リッチ状態では、蓄積した酸素により排気中のHC,COを酸化する機能を有する。三元触媒14の上流側であって各気筒に連通する排気マニホールドの集合部より下流側には、比例型酸素濃度センサ15以下LAFセンサ15というが装着されており、このLAFセンサ15は排気中の酸素濃度空燃比にほぼ比例した検出信号を出力し、ECU5に供給する。ECU5には、エンジン1により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量以下アクセルペダル操作量というAPを検出するアクセルセンサ21及び当該車両の走行速度車速VPを検出する車速センサ22が接続されており、それらセンサの検出信号がECU5に供給される。スロットル弁3は図示しないアクチュエータにより開閉駆動され、スロットル弁開度THはアクセルペダル操作量APに応じてECU5により制御される。なお、図示は省略しているが、エンジン1には周知の排気還流機構が設けられている。ECU5は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット以下CPUという、該CPUで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁6に駆動信号を供給する出力回路を備えている。ECU5のCPUは、上述の各種センサの検出信号に基づいて、種々のエンジン運転状態を判別するとともに、該判別されたエンジン運転状態に応じて、次式1を用いて、TDCパルスに同期して開弁作動する燃料噴射弁6の燃料噴射時間TOUTを演算する。燃料噴射時間TOUTは、噴射される燃料量にほぼ比例するので、以下燃料噴射量TOUTという。TOUT=TIM×KCMD×KAF×KTOTAL1ここに、TIMは基本燃料量、具体的には燃料噴射弁6の基本燃料噴射時間であり、吸入空気流量GAIRに応じて設定されたTIMテーブルを検索して決定される。TIMテーブルは、エンジンにおいて燃焼する混合気の空燃比AFがほぼ理論空燃比になるように設定されている。KCMDはエンジン1の運転状態に応じて設定される目標空燃比係数である。目標空燃比係数KCMDは、空燃比A/Fの逆数、すなわち燃空比F/Aに比例し、理論空燃比のとき値1.0をとるので、以下目標当量比という。後述するように、空燃比のインバランス故障判定を行うときは、1.0±DAFの範囲で時間経過に伴って正弦波状に変化するように設定される。KAFは、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立するときは、LAFセンサ15の検出値から算出される検出当量比KACTが目標当量比KCMDに一致するようにPID比例積分微分制御あるいは適応制御器SelfTuningRegulatorを用いた適応制御により算出される空燃比補正係数である。KTOTALは夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて演算される他の補正係数エンジン冷却水温TMに応じた補正係数KTW、吸気温TAに応じた補正係数KTAなどの積である。ECU5のCPUは上述のようにして求めた燃料噴射量TOUTに基づいて燃料噴射弁6を開弁させる駆動信号を出力回路を介して燃料噴射弁6に供給する。また、ECU5のCPUは、以下に説明するようにインバランス故障判定を行う。図2は、本実施形態におけるインバランス故障の判定手法を説明するためのボード線図であり、LAFセンサ15の周波数応答特性は、一次遅れモデルで近似することできるので、細い実線L1で示されるfCT1は劣化前のカットオフ周波数である。しかし、LAFセンサ15の周波数応答特性が劣化した場合には、より高い次数のモデル、例えば二次遅れモデルで近似される特性となることがあり、図2aはこのような劣化態様に対応する。図2aの太い破線L2は二次遅れモデルの周波数応答特性を示す。fCT2は、カットオフ周波数fCT1より高い第2のカットオフ周波数であり、以下fCT1を第1のカットオフ周波数fCT1という。このように周波数応答特性が実線L1で示す初期特性から、破線L2で示す劣化特性に変化すると、周波数fIMBにおけるゲインがGIMB1からGIMB2に低下するため、LAFセンサ出力信号SLAFに含まれる0.5次周波数成分強度MIMBは、インバランス度合が同じであっても減少する。周波数fIMBは、エンジン回転数NE[rpm]に対応するエンジン回転周波数fNE=NE/60の1/2に相当する0.5次周波数であり、0.5次周波数成分強度MIMBは、0.5次周波数fIMBに対応する成分の強度である。このとき、周波数f1の振動信号Sf1によって空燃比変動制御を行って周波数f1に対応する成分の強度MPTf1と、0.5次周波数成分強度MIMBとの比率MIMB/MPTf1を判定パラメータとして使用すると、インバランス度合が同じであっても判定パラメータの値が減少し、インバランス故障が発生しているにもかかわらず正常である誤判定する可能性が高くなる。そこで本実施形態では、第1の周波数f1の第1信号Sf1と、第2の周波数f2の第2信号Sf2とを合成した信号を振動信号として使用して空燃比振動制御を実行し、空燃比振動制御実行中において、LAFセンサ出力信号SLAFに含まれる周波数f1に対応する成分の強度以下第1周波数成分強度というMPTf1と、周波数f2に対応する成分の強度以下第2周波数成分強度というMPTf2とを算出し、さらに第1周波数成分強度MPTf1、第2周波数成分強度MPTf2、第1及び第2周波数f1,f2、及び0.5次周波数fIMBを下記式11~13に適用して、基準成分強度MPTREFを算出する。基準成分強度MPTREFは、空燃比のインバランスが無い状態で0.5次周波数fIMBの空燃比振動制御を実行したときに、LAFセンサ出力信号SLAFに含まれる0.5次周波数成分強度以下正常0.5次周波数成分強度というの推定値に相当する。式11は、第1周波数成分強度MPTf1及び第2周波数成分強度MPTf2が、図2aに示すゲインGf1及びGf2に比例すると推定し、線形補間演算によって、正常0.5次周波数成分強度の推定値を算出するものである。MPTREF=a×MPTf1b×MPTf211a=f2-fIMB/f2-f112b=fIMB-f1/f2-f113基準成分強度MPTREFには、第2のカットオフ周波数fCT2より高周波側における減衰特性が反映されるので、周波数f1の第1信号のみを振動信号とする場合に比べて、判定精度を高めることができる。またLAFセンサの周波数応答特性の劣化態様としては、図2bに太い破線L2aで示すように、一次遅れモデルで近似可能であって、カットオフ周波数fCT1がfCT1aに低下する態様も存在する。このような劣化態様においても、式11~13を用いて基準成分強度MPTREFを算出することにより、正常0.5次周波数成分強度の推定値を得ることができる。この態様では、第1の周波数f1は、劣化前のカットオフ周波数fCT1より高い周波数に設定されているので、劣化後の各ゲインGf1,GIMB2,及びGf2の相対関係比率が、劣化前の相対関係比率と同一となり、図2aに示す態様に比べて、正常0.5次周波数成分強度のより正確な推定値が得られる。図3は、第1の周波数f1を0.4fNEに設定し、第2の周波数f2を0.66fNEに設定した場合における、振動周波数成分強度MPTMPTf1,MPTf2,MPTREFと、0.5次周波数成分強度MIMBとの関係を示す相関図である。破線L11は第1周波数成分強度MPTf1と、0.5次周波数成分強度MIMBとの関係を示し、一点鎖線L12は第2周波数成分強度MPTf2と、0.5次周波数成分強度MIMBとの関係し、実線L13は基準成分強度MPTREFと、0.5次周波数成分強度MIMBとの関係を示す。図3に示すように、1つの振動信号のみを用いた場合には、2つのパラメータの関係を示す相関線が下方向または上方向に湾曲した曲線L11,L12となる。これは、空燃比のインバランス度合に拘わらず実測データがこのような曲線状に分布することを示しており、判定精度を低下させる要因となる。これに対し、第1及び第2信号Sf1及びSf2をともに使用して算出される基準成分強度MPTREFと、0.5次周波数成分強度MIMBとの関係はほぼ直線L13となるので、下記式14により算出される判定パラメータRTが所定の判定閾値RTTHより大きいときに、インバランス故障が発生していると判定することにより、正確な判定を行うことができる。RT=MIMB/MPTREF14図4は本実施形態における振動信号SPTを説明するための図であり、図4aに示す第1信号Sf1と第2信号Sf2とを合成加算した信号図4bを振動信号SPTとして使用する。より具体的には、図4cに示すように目標当量比KCMDを1.0±DAFの範囲で振動させることにより、空燃比振動制御を実行する。DAFは所定値例えば0.02程度の実験により求められた値に設定される振幅値である。図5は本実施形態におけるインバランス故障判定処理のフローチャートである。この処理は、ECU5のCPUで所定クランク角度CACAL例えば30度毎に実行される。ステップS11では判定実行条件フラグFMCNDが1であるか否かを判別する。判定実行条件フラグFMCNDは、例えば下記の条件1~11がすべて満たされると1に設定される。1エンジン回転数NEが所定上下限値の範囲内にある。2吸気圧PBAが所定圧より高い判定に必要な排気流量が確保されている。3LAFセンサ15が活性化している。4LAFセンサ15の出力に応じた空燃比フィードバック制御が実行されている。5エンジン冷却水温TWが所定温度より高い。6エンジン回転数NEの単位時間当たりの変化量DNEが所定回転数変化量より小さい。7吸気圧PBAの単位時間当たりの変化量DPBAFが所定吸気圧変化量より小さい。8燃料の加速増量急加速時に実行されるが行われていない。9排気還流率が所定値より大きい。10LAFセンサ出力が上限値または下限値に張り付いた状態ではない。11LAFセンサの応答特性が正常である応答特性の劣化故障が発生しているとの判定が行われていない。ステップS11の答が否定NOであるときは直ちに処理を終了する。FMCND=1であるときは、以下に説明するように空燃比振動制御を実行し、インバランス故障判定を行う。空燃比振動制御を実行するときは、空燃比補正係数KAFは1.0に固定される。ステップS12では、下記式15により第1信号Sf1に相当する第1信号値GPTf1を算出する。式15のKf1は、例えば上記したように0.4に設定される第1周波数係数であり、kは本処理の実行周期CACALで離散化した離散化時刻である。GPTf1=sinKf1×CACAL×k15ステップS13では、下記式16により、第2信号Sf2に相当する第2信号値GPTf2を算出する。式16のKf2は、例えば上記したように0.66に設定される第2周波数係数である。GPTf2=sinKf2×CACAL×k16ステップS14では、第1信号値GPTf1及び第2信号値下記式17に適用し、目標当量比KCMDを算出する。KCMD=DAF×GPTf1GPTf2117ステップS15では、空燃比振動制御の開始時点から所定安定化時間TSTBLが経過したか否かを判別する。この答が否定NOである間は直ちに処理を終了する。ステップS15の答が肯定YESとなると、ステップS16~S18によりLAFセンサ15の出力信号SLAFに含まれる周波数成分の強度算出を行う。すなわち、ステップS16では、0.5次周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ処理を実行し、抽出された信号の振幅を積算することにより、0.5次周波数成分強度MIMBを算出する。ステップS17では、周波数f1成分を抽出するバンドパスフィルタ処理を実行し、抽出された信号の振幅を積算することにより、第1周波数成分強度MPTf1を算出する。ステップS18では、周波数f2成分を抽出するバンドパスフィルタ処理を実行し、抽出された信号の振幅を積算することにより、第2周波数成分強度MPTf2を算出する。ステップS19では、周波数成分強度の算出開始時点から所定積算時間TINTが経過したか否かを判別し、その答が否定NOである間は直ちに処理を終了する。ステップS19の答が肯定YESとなると、上記式11により基準成分強度MPTREFを算出するステップS20。ステップS21では、算出された0.5次周波数成分強度MIMB及び基準成分強度MPTREFを上記式14に適用して、判定パラメータRTを算出する。ステップS22では、判定パラメータRTが所定の判定パラメータ閾値RTTHより大きいか否かを判別し、その答が肯定YESであるときはインバランス故障が発生していると判定するステップS23。一方、ステップS22の答が否定NOであるときは、気筒毎の空燃比の差は許容限度内にある正常と判定するステップS24。以上のように本実施形態によれば、0.5次周波数fIMBより低い第1の周波数f1の第1信号Sf1と、第1の周波数f1より高くかつ0.5次周波数fIMBより高い第2の周波数f2の第2信号Sf2とを用いて、振動信号SPTが生成され、振動信号SPTに応じて目標当量比KCMDを変化させることにより、空燃比振動制御が行われる。空燃比振動制御実行中に、LAFセンサ出力信号SLAFに含まれる0.5次周波数成分強度MIMB、第1周波数成分強度MPTf1、及び第2周波数成分強度MPTf2がそれぞれ算出され、さらに第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2に応じて基準成分強度MPTREFが算出される。そして、0.5次周波数成分強度MIMBと、基準成分強度MPTREFとの相対関係に基づいてインバランス故障が判定される。互いに異なる周波数の2つの信号Sf1,Sf2を用いて、第1周波数成分強度MPTf1及び第2周波数成分強度MPTf2を算出し、さらに第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2に応じて、空燃比のインバランスが無い状態で0.5次周波数の空燃比振動制御を実行したときに検出される正常0.5次周波数成分強度の推定値に相当する基準成分強度MPTREFを算出し、この基準成分強度MPTREFを用いることにより、LAFセンサ15の応答特性劣化の影響を抑制し、インバランス故障に起因する0.5次周波数成分強度MIMBの増加を正確に判定することが可能となる。その結果、LAFセンサ15の劣化態様に拘わらずインバランス判定精度低下を抑制し、正確な判定を行うことができる。また第1及び第2信号Sf1,Sf2を合成することにより振動信号SPTが生成されるので、インバランス故障判定に要する時間を短縮することができる。したがって、インバランス故障判定を行うことによる排気特性の悪化を抑制することができる。また上記式11~13を用いて、第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2を第1及び第2の周波数f1,f2に応じた比率a,bで加算することにより、基準成分強度MPTREFが算出されるので、上記した正常0.5次周波数成分強度の適切な推定値が得られる。また、0.5次周波数成分強度MIMBを基準成分強度MPTREFで除算することにより判定パラメータRTが算出され、この判定パラメータRTと判定パラメータ閾値RTTHとを比較することによりインバランス故障判定が行われる。すなわち、判定パラメータRTは、0.5次周波数成分強度MIMBを基準成分強度MPTREFで正規化したパラメータに相当し、これを用いることによって、LAFセンサ15の応答特性劣化の影響を抑制することができる。本実施形態では、LAFセンサ15が空燃比検出手段に相当し、燃料噴射弁6が空燃比振動手段の一部に相当し、ECU5が振動信号生成手段、空燃比振動手段の一部、0.5次周波数成分強度算出手段、振動周波数成分強度算出手段、基準成分強度算出手段、及びインバランス故障判定手段を構成する。具体的には、図5のステップS12及びS13が、振動信号生成手段及び空燃比振動手段に相当し、ステップS16が0.5次周波数成分強度算出手段に相当し、ステップS17及びS18が振動周波数成分強度算出手段に相当し、ステップS20が基準成分強度算出手段に相当し、図ステップS21~S24がインバランス故障判定手段に相当する。[変形例]図5に示す処理は、図6に示すように変形してもよい。図6は、図5のステップS21及びS22をそれぞれステップS21a及びS22aに代えたものである。ステップS21aでは、基準成分強度MPTREFに応じて図7に示すMIMBTHテーブルを検索し、判定強度閾値MIMBTHを算出する。MIMBTHテーブルは、基準成分強度MPTREFが増加するほど判定強度閾値MIMBTHが増加するように設定され、判定強度閾値MIMBTHが増加するほど設定曲線の傾きが増加するように設定されている。ステップS22aでは、0.5次周波数成分強度MIMBが判定強度閾値MIMBTHより大きいか否かを判別し、その答が肯定YESであるときはインバランス故障が発生していると判定するステップS23。この変形例によれば、基準成分強度MPTREFが増加するほど大きな値に設定される判定強度閾値MIMBTHと、0.5次周波数成分強度MIMBとを比較することによりインバランス故障判定が行われるので、判定強度閾値MIMBTHにLAFセンサ15の応答特性劣化の影響が反映され、応答特性劣化の影響を抑制することができる。すなわち、図7に示すようにMIMBTHテーブルを設定することにより、図3に曲線L13で示すように、基準成分強度MPTREFと0.5次周波数成分強度MIMBとの関係が、完全な直線関係とならない場合にも判定精度の低下を抑制することができる。本変形例では、ステップS21a,S22a,S23,及びS24がインバランス故障判定手段に相当する。[第2の実施形態]第1の実施形態では、第1信号Sf1と第2信号Sf2とを合成することにより生成される振動信号SPTを用いて判定を行うようにしたが、本実施形態は第1信号Sf1と第2信号Sf2と切り換えて判定を行うようにしたものである。以下に説明する点以外は第1の実施形態と同一である。図8に示すように先ず第1振動期間TPT1において、第1信号Sf1周波数f1を振動信号SPTとして空燃比振動制御を実行し、第1周波数成分強度MPTf1を算出する。次いで第2振動期間TPT2において、第2信号Sf2周波数f2を振動信号SPTとして空燃比振動制御を実行し、第2周波数成分強度MPTf2を算出する。なお、本実施形態では、0.5次周波数成分強度MIMBは第1振動期間TPT1において第1の0.5次周波数成分強度MIMB1を算出し、第2振動期間TPT2において第2の0.5次周波数成分強度MIMB2を算出し、両者の平均値MINBAVに用いて判定を行う。図9及び図10は、本実施形態におけるインバランス故障判定処理のフローチャートである。ステップS41及びS42は、図5のステップS11及びS12と同一のステップである。ステップS43では、下記式21により目標当量比KCMDを算出する。式21で算出される目標当量比KCMDを使用することにより、第1信号Sf1による空燃比振動制御が実行される。KCMD=DAF×GPTf1121ステップS44で第1信号Sf1による空燃比振動制御開始時点から安定化時間TSTBL経過したか否かを判別し、その答が肯定YESとなると、第1の0.5次周波数成分強度MIMB1及び第1周波数成分強度MPTf1を算出するステップS45,S46。ステップS47では、第1周波数成分強度MPTf1の算出開始時点から所定積算時間TINTが経過したか否かを判別を判別し、その答が肯定YESとなると、上記式16により第2信号値GPTf2を算出するステップS48。ステップS49では、下記式22により目標当量比KCMDを算出する。式22で算出される目標当量比KCMDを使用することにより、第2信号Sf2による空燃比振動制御が実行される。KCMD=DAF×GPTf2122ステップS50で第2信号Sf2による空燃比振動制御開始時点から安定化時間TSTBL経過したか否かを判別し、その答が肯定YESとなると、第2の0.5次周波数成分強度MIMB2及び第2周波数成分強度MPTf2を算出するステップS51,S52。ステップS53では、第2周波数成分強度MPTf2の算出開始時点から所定積算時間TINTが経過したか否かを判別を判別し、その答が肯定YESとなると、ステップS54図10に進んで、下記式23により0.5次周波数成分強度平均値MIMBAVを算出する。MIMBAV=MIMB1MIMB2/223ステップS55では、上記式11~13を用いて基準成分強度MPTREFを算出し、ステップS56では、下記式24により、判定パラメータRTを算出する。RT=MIMBAV/MPTREF24ステップS57~S69は、図5のステップS22~S24と同一である。以上のように本実施形態では、第1信号Sf1と第2信号Sf2と切り換えることにより振動信号SPTが生成される。第1の実施形態のように第1及び第2信号Sf1,Sf2の合成信号を使用する場合には、両信号周波数の差の周波数f2-f1に相当する周波数成分うねり成分がLAFセンサ出力信号SLAFに含まれるため、判定精度が低下するおそれがあるが、第1信号Sf1と第2信号Sf2と切り換えて空燃比振動制御を行うことにより、うねり成分の発生を防止し、正確な判定を行うことができる。また振動信号SPTが第1信号Sf1である第1振動期間TPT1において第1の0.5次周波数成分強度MIMB1が算出されるとともに、振動信号SPTが第2信号Sf2である第2振動期間TPT2において第2の0.5次周波数成分強度MIMB2が算出され、第1周波数成分強度MPTf1と第2周波数成分強度MPTf2とを、式11に適用することにより、基準成分強度MPTREFが算出される。そして、第1及び第2の0.5次周波数成分強度MIMB1,MIMB2の平均値MIMBAVを基準成分強度MPTREFで除算することにより判定パラメータRTが算出され、該判定パラメータRTと判定パラメータ閾値RTTHとを比較することによりインバランス故障判定が行われる。平均値MIMBAVを使用して判定パラメータRTを算出することにより、第1振動期間TPT1及び第2振動期間TPT2における0.5次周波数成分強度MIMBを、判定パラメータRTに適切に反映することができる。本実施形態では、図9のステップS41,S43,S48,及びS49が、振動信号生成手段及び空燃比振動手段に相当し、ステップS46,S51,及び図10のS54が0.5次周波数成分強度算出手段に相当し、ステップS46及びS52が振動周波数成分強度算出手段に相当し、図10のステップS55が基準成分強度算出手段に相当し、ステップS56~S59がインバランス故障判定手段に相当する。[変形例]本実施形態も第1の実施形態の変形例と同様に変形してもよい。すなわち、図10のステップS56及びS57を、図11に示すようにステップS56a及びS57aに代えてもよい。この変形例では、ステップS56a,S57a,S58,及びS59がインバランス故障判定手段に相当する。この変形例により、第1の実施形態の変形例と同様の効果が得られる。なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、第1の周波数f1を0.5次周波数fIMBより低い周波数に設定し、第2の周波数f2を0.5次周波数fIMBより高い周波数に設定したが、これに限るものではなく、例えば第1及び第2の周波数f1,f2をともに0.5次周波数fIMBより低い周波数に設定するようにしてもよい。また上述した実施形態では、第1及び第2の周波数f1,f2をエンジン回転周波数fNEの定数倍の値エンジン回転に同期した周波数に設定したが、例えば4Hzと6Hz程度の固定周波数に設定するようにしてもよい。ただし、固定周波数とする場合には、インバランス故障判定の実行条件におけるエンジン回転数NEの範囲を比較的狭い範囲に限定することが望ましい。また周波数成分強度の算出処理は、インバランス故障判定処理とは別に最適の実行周期で実行するようにしてもよい。その場合には、インバランス故障判定処理では周波数成分強度算出を行わず、並行して実行される周波数成分強度算出処理で算出された周波数成分強度0.5次周波数成分強度MIMB,第1周波数成分強度MPTf1,第2周波数成分強度MPTf2を読み込んで、判定処理を行う。また、空燃比振動制御が安定化した時点から所定サンプリング期間において、最適周期でLAFセンサ出力信号SLAFのサンプリングを行って、サンプリングデータをメモリに格納し、所定サンプリング期間終了後にサンプリングデータを一括処理することによって、各周波数成分強度を算出するようにしてもよい。その場合には、FFT高速フーリエ変換処理を用いることもできる。また上述した実施形態では、0.5次周波数成分強度MIMBの算出を、空燃比振動制御実行中に行うようにしたが、空燃比振動制御を行っていないときに算出するようにしてもよい。その場合には、空燃比振動制御を実行して第1及び第2周波数成分強度MPTf1,MPTf2を算出するエンジン運転領域を比較的狭い範囲に限定し、0.5次周波数成分強度MIMBの算出をその限定したエンジン運転領域において行うことが望ましい。また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの空燃比制御装置にも適用が可能である。"