CN103282631A - 汽缸间空燃比偏差异常检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个实施方式，提供一种汽缸间空燃比偏差异常检测装置，具有：设置在比配置在具有多个汽缸的内燃机(10)的排气通路(38)中的排气净化装置(40)靠上游侧的排气通路中的广域空燃比传感器(42)以及O₂传感器(56)；根据来自广域空燃比传感器(42)的输出以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行规定期间的空燃比控制的空燃比控制单元；根据执行该空燃比控制时的来自O₂传感器(56)的规定期间的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常的异常检测单元。

Description

汽缸间空燃比偏差异常检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及适用于具有多个汽缸的内燃机的汽缸间空燃比偏差异常检测装置及其方法。

背景技术

一般而言，在具有使用了催化剂的排气净化装置的内燃机中，为了高效率地利用催化剂进行排气中有害成分的净化，对内燃机中燃烧的混合气的空气与燃料的混合比例的控制、即空燃比的控制是必不可少的。为了进行这样的空燃比控制，在内燃机的排气通路中设置空燃比传感器，以使得由其检测出的空燃比与规定的目标空燃比一致的方式实施了反馈控制。

另一方面，在具有多个汽缸的内燃机、即多汽缸内燃机中，通常，由于对全部汽缸使用同一控制量进行空燃比控制，因此即使执行了空燃比控制，也有时实际的空燃比在汽缸间存在着偏差。如果此时偏差的程度小，则能够通过空燃比反馈控制来吸收，还可以利用催化剂来实现净化排气中有害成分的净化处理，因此不会对排气排放带来影响，不会特别地成为问题。但是，若例如一部分的汽缸的燃料喷射系统发生故障等，使汽缸间的空燃比产生较大的偏差，则会导致排气排放恶化的问题。希望作为异常检测出这样的使排气排放恶化程度的较大的空燃比偏差。特别在是汽车用内燃机的情况下，为了避免进行排气排放恶化的车辆行驶，要求以车载状态(车载)下检测出汽缸间空燃比偏差异常，最近也有将其法律法规化的动向。

专利文献1公开了一种能够检测出汽缸间空燃比偏差异常的系统。在该系统中，作为空燃比控制，执行了基于配置在排气净化用的催化剂上游侧的广域空燃比传感器的输出的主空燃比控制、和基于来自配置在该催化剂下游侧的O₂传感器的输出的辅助空燃比控制。而且，利用汽缸间空燃比偏差越大，则辅助空燃比控制中的控制量越显示独特的倾向这一特性，来基于该控制量求出与汽缸间空燃比偏差相关的参数。

专利文献1：日本特开2009-209747号公报。

然而，在内燃机中，存在V型发动机等以不等间隔依次重复爆发行程的发动机。在这样的内燃机中，存在传感器附近的气体的滞留时间不均衡的情况。因此，在这样的发动机中，在存在汽缸间空燃比偏差异常的情况下，一般不容易将其适当地检测出。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于，即使是具有多个汽缸的内燃机以不等间隔依次重复爆发行程的发动机，也能够在存在汽缸间空燃比偏差异常的情况下，适当地检测出该汽缸间空燃比偏差异常。

本发明提供一种实用而且高精度的汽缸间空燃比偏差异常检测装置以及方法。

根据本发明的第1实施方式，提供一种汽缸间空燃比偏差异常检测装置。该装置具有：第1空燃比检测单元，其被设置在比配置在具有多个汽缸的内燃机的排气通路中的排气净化装置靠上游侧的排气通路中；第2空燃比检测单元，其被设置在比所述排气净化装置靠上游侧的所述排气通路中，与所述第1空燃比检测单元的输出特性相比，具有相对于规定空燃比区域内的空燃比变化，输出变动大这一输出特性；空燃比控制单元，其根据来自所述第1空燃比传感器的输出，执行规定期间的空燃比控制，以使排气空燃比与所述规定空燃比区域内的空燃比一致；和异常检测单元，其根据由该空燃比控制单元执行所述空燃比控制时的来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常。

所述第1空燃比检测单元可以由广域空燃比传感器构成，所述第2空燃比检测单元可以由O₂传感器构成。

所述规定期间可包含所述多个汽缸的全部汽缸连续产生1个循环的期间。

所述空燃比控制单元根据来自所述第1空燃比检测单元的输出，执行所述规定期间的空燃比控制，以使排气空燃比与所述规定空燃比区域内的理论空燃比一致。

所述异常检测单元可具有：值计算单元，其根据来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，计算反映该输出的变化的值；和判定单元，其在由该值计算单元计算出的值超过规定值时，判定为存在汽缸间空燃比偏差异常。

所述空燃比控制单元可执行所述空燃比控制，以使排气空燃比与所述规定空燃比区域内的空燃比一致，所述规定空燃比区域是基于喷射器的喷射量的允许误差范围以及汽缸间空燃比偏差异常的检测精度中的至少一方设定的。

所述空燃比控制单元根据来自所述第1空燃比传感器的输出反复执行空燃比控制，以使得所述规定期间的排气空燃比与所述规定空燃比区域内的多个空燃比的每一个一致，所述异常检测单元可具有：值计算单元，其在由该空燃比控制单元正在执行所述空燃比控制时，针对所述多个空燃比的每一个，根据来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，计算反映该规定期间的该输出的变化的值；最大值选择单元，其从由该值计算单元计算出的多个值中选择最大值；判定单元，其在由该最大值选择单元选择出的值超过了规定值时，判定为存在汽缸间偏差。

还可以具有禁止单元，该禁止单元在从基准空燃比偏移的偏移量超过规定偏移量时禁止所述判定单元工作，该基准空燃比的偏移量是与在所述空燃比控制单元中被设为目标的空燃比有关的从基准空燃比偏移的偏移量，所述被设为目标的空燃比对应于由所述最大值选择单元选择出的值。

本发明的汽缸间空燃比偏差异常检测装置还可以具有：加热单元；其被设置于所述第2空燃比检测单元；前提条件判定单元，其判定是否满足作为所述空燃比控制单元以及所述异常检测单元的工作的前提条件的、包含所述第2空燃比检测单元的状态处于激活状态这一激活条件的前提条件；和加热控制单元，其在仅由于所述前提条件中的所述激活条件不成立而由该前提条件判定单元判定为未满足所述前提条件时，使所述加热单元工作。

根据本发明的第2实施方式，提供一种具有多个汽缸的内燃机中的汽缸间空燃比偏差异常检测方法。该方法具有：根据来自被设置在比排气净化装置靠上流侧的排气通路中的第1空燃比检测单元的输出，执行规定期间的空燃比控制，以使排气空燃比与规定空燃比区域内的空燃比一致的步骤；根据执行所述空燃比控制时的来自第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常的步骤，所述第2空燃比检测单元被设置在比所述排气净化装置靠上游侧的所述排气通路中，与所述第1空燃比检测单元的输出特性相比，具有相对于所述规定空燃比区域内的空燃比变化，输出变动大这一输出特性。

优选，检测所述异常的步骤具有：根据来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，计算反映该输出的变化的值的步骤；当通过计算该值的步骤所计算出的值超过规定值时，判定为存在汽缸间空燃比偏差异常的步骤。

对于本发明的上述的以及进一步的特征和优点，参照附图，并根据以下示例的实施方式的说明可能会明确。对于相同或者对应的部分利用相同的参照符号表示。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的内燃机的概略图。

图2是表示设置在图1的内燃机中的广域空燃比传感器的输出特性的曲线图。

图3是表示设置在图1的内燃机中的O₂传感器的输出特性的曲线图。

图4是图1的内燃机的一部分的放大示意图。

图5是第1实施方式的流程图。

图6是实验数据，是与不存在汽缸间空然比偏差异常时的内燃机相关的、且是以使得排气空燃比与化学计量空燃比即理论空燃比一致的方式执行了空燃比控制的情况下的数据。

图7A是与存在汽缸间空然比偏差异常时的内燃机相关的实验数据，是以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行了空燃比控制的情况下的数据。

图7B是与存在汽缸间空然比偏差异常时的内燃机相关的实验数据，是以使得排气空燃比成为稀空燃比的方式执行了空燃比控制的情况下的数据。

图8A是与存在汽缸间空然比偏差异常时的内燃机相关的实验数据，是以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行了空燃比控制的情况下的数据。

图8B是与存在汽缸间空然比偏差异常时的内燃机相关的实验数据，是以使得排气空燃比成为浓空燃比的方式执行了空燃比控制的情况下的数据。

图9是第2实施方式的流程图。

图10是第3实施方式的流程图。

图11是第4实施方式的流程图。

图12是第5实施方式的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明的第1实施方式的内燃机10的概略图。如图所示那样，内燃机(以下简称为发动机)10通过在形成于汽缸体12的燃烧室14的内部使燃料及空气的混合气燃烧，来使活塞在燃烧室14内往复移动，从而产生动力。发动机10为1个循环4行程的发动机。本实施方式的发动机10是汽车用的多汽缸内燃机，更具体而言为并联4汽缸的火花点火式内燃机、即汽油发动机。不过，本发明可适用的内燃机不局限于此，只要是多汽缸内燃机，不对汽缸数、形式等特殊地进行限定。

虽然未图示，但是，对每个汽缸在发动机10的汽缸盖配设有对进气口进行开闭的进气门、和对排气口进行开闭的排气门。由凸轮轴对各进气门以及各排气门进行开闭。对每个汽缸，在汽缸盖的顶部安装有用于对燃烧室14内的混合气进行点火的火花塞16。

各汽缸的进气口经由每个汽缸的歧管18与作为进气集合室的浪涌调整槽20连接。浪涌调整槽20的上游侧连接有进气管22，在进气管22的上游端设置有空气滤清器24。并且在进气管22中从上游侧开始依次安装有用于检测进气量的空气流量计26、和电子控制式的节气门28。进气通路30实质由进气口、歧管18、浪涌调整槽20以及进气管22形成。

对每个汽缸配设有进气通路，特别地配设有向进气口内喷射燃料的喷射器32。从喷射器32喷射的燃料与进气混合成为混合气，该混合气在进气门开阀时进入燃烧室14，被活塞压缩并被火花塞16点火。

另一方面，各汽缸的排气口与排气歧管34连接。排气歧管34由构成其上游部的每个汽缸的歧管34a、和构成其下游部的排气集合部34b构成。排气集合部34b的下游侧连接有排气管36。排气通路38由排气口、排气歧管34以及排气管36实质形成。在排气管36中安装有包含三元催化剂的催化剂部件40。该催化剂部件40构成了本发明中所谓的排气净化装置。其中，催化剂部件40发挥功能，以使得在流入的排气的空燃比(排气空燃比)A/F在理论空燃比(化学计量空燃比例如A/F＝14.6)附近时，同时净化排气中的有害成分的NOx、HC以及CO。

在催化剂部件40的上游侧以及下游侧分别设置有用于检测排气空燃比的第1以及第2空燃比传感器、即催化剂前传感器42以及催化剂后传感器44。这些催化剂前传感器42以及催化剂后传感器44被设置在紧挨着催化剂部件40的之前以及之后的位置的排气通路中，输出基于排气中的氧浓度的信号。

所述的火花塞16、节气门28以及喷射器32等与具有作为控制装置的功能的电子控制单元(以下称为ECU)50电连接。ECU50包含均未被图示的CPU、ROM、RAM、输入输出端口以及存储装置等。此外，如图所示那样，除了上述的空气流量计26、催化剂前传感器42、催化剂后传感器44以外，用于检测内燃机10的曲轴转角的曲轴转角传感器52、用于检测油门开度的油门开度传感器54、第3空燃比传感器56、用于检测发动机冷却水温的水温传感器58、和其他各种传感器经也经由未图示的A/D转换器等与ECU50连接。ECU50基于各种传感器的输出以及/或者检测值等，对火花塞16、节气门28和喷射器32等进行控制，并控制点火定时、燃料喷射量、燃料喷射定时和节气门开度等，以获得所希望的输出。此外，节气门开度通常被控制成与油门开度对应的开度。

催化剂前传感器42由所谓的广域空燃比传感器构成，其能够连续地检测出涉及较大范围的空燃比。图2中示出了催化剂前传感器42的输出特性。如图所示，催化剂前传感器42输出与检测出的排气空燃比成比例的大小的电压信号Vf。排气空燃比为化学计量空燃比时的输出电压为Vreff(例如约3.3V)，以该化学计量空燃比为界，空燃比-电压特性的斜率发生变化。

另一方面，催化剂后传感器44由所谓的氧传感器或者O₂传感器构成，具有输出值以化学计量空燃比为界急剧变化的特性。图3示出了催化剂后传感器44的输出特性。如图所示那样，催化剂后传感器44的输出电压Vr以化学计量空燃比为界过渡性地进行变化，当检测出的排气空燃比比化学计量空燃比稀时，示出0.1V左右的低电压，当检测出的排气空燃比比化学计量空燃比浓时，示出0.9V左右的高电压。可以将几乎它们中间的电压Vreff＝0.45V设为化学计量空然比相当值，以当传感器输出电压比Vreff高时认为排气空燃比比化学计量空燃比浓，当传感器输出电压比Vreff低时认为排气空燃比比化学计量空燃比稀这一方式，对排气空燃比进行检测。这样，与由广域空燃比传感器构成的催化剂前传感器42的输出特性相比，由O₂传感器构成的催化剂后传感器44具有：针对包含化学计量空燃比的规定空燃比区域、优选以化学计量空燃比为中心分别向稀侧及浓侧以相同程度扩大的空燃比区域内的空燃比变化，输出变化较大这一输出特性。其中，催化剂后传感器44可以是任意的，也可以省略。

一般而言，作为空燃比控制，由ECU50执行空燃比反馈控制，以使得流入到催化剂部件40的排气的空燃比被控制在化学计量空燃比附近。该空燃比控制由以下控制构成：主空燃比控制(主空燃比反馈控制)，使基于催化剂前传感器42的输出检测出的排气空燃比与作为目标空燃比的化学计量空燃比一致；辅助空燃比控制(辅助空燃比反馈控制)，使基于催化剂后传感器44的输出检测出的排气空燃比与化学计量空燃比一致。

这样，由ECU50整体控制的发动机10具有本第1实施方式的汽缸间空燃比偏差异常检测装置(以下称为异常检测装置)60。

异常检测装置60包括：上述催化剂前传感器42；上述第3空燃比传感器56；具有如上述那样作为对排气空燃比进行控制的空燃比控制单元的功能的ECU50的一部分；具有作为异常检测单元的功能的ECU50的一部分。催化剂前传感器42如上述那样是广域空燃比传感器，相当于本发明中的第1空燃比检测单元。第3空燃比传感器56由所谓O₂传感器构成，相当于本发明的第2空燃比检测单元。而且，ECU50能够基于来自催化剂前传感器42的输出，执行规定期间的空燃比控制，以使得排气空燃比与该规定空燃比区域内的空燃比一致，并根据此时的来自第3空燃比传感器56的该规定期间的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常。并且，ECU50具有判定是否满足空燃比控制单元以及异常检测单元的工作的前提条件的前提条件判定单元的功能。另外，ECU50的具有作为异常检测单元的功能的部分具有本发明涉及的值计算单元和判定单元的两种功能。

第3空燃比传感器56如上述那样由所谓的O₂传感器构成，与催化剂后传感器44实质上具有相同的构成。因此，第3空燃比传感器56具有图3所示的输出特性，即具有以化学计量空燃比为界输出值急剧变化的特性。换言之，与由广域空燃比传感器构成的催化剂前传感器42的输出特性相比，第3空燃比传感器56具有：针对包含化学计量空燃比的规定空燃比区域、优选以化学计量空燃比为中心分别向稀侧及浓侧以相同程度扩大的空燃比区域内的空燃比变化，输出变化较大这一特性。

如图4所示，第3空燃比传感器56被设置在作为排气净化装置的催化剂部件40的上游侧的排气通路中。第3空燃比传感器56被设置在与催化剂前传感器42大致相同位置。图4中示意性地示出了来自各汽缸的排气的流向，可知排气同样到达第3空燃比传感器56以及催化剂前传感器42的两方。

下面，对本第1实施方式中的汽缸间空燃比偏差异常的检测进行说明。在图5中表示了用于检测汽缸间空燃比偏差异常的程序。该程序可被ECU50反复执行。

首先，在步骤S501中，判定汽缸间空燃比偏差异常的有无的判定是否未完成。例如基于标志为ON还是为OFF来执行。在下面要说明的汽缸间空燃比偏差异常的有无的判定已经被进行的情况下，在步骤S501中做出否定判定，并结束该程序。此外，在该发动机中，这样的判定在发动机起动后，原则上仅执行1次。在汽缸间空燃比偏差异常的有无的判定未完成的情况下，在步骤S501做出肯定判定。

当在步骤S501中做出肯定判定的情况下，在步骤S503中判定前提条件是否成立。作为前提条件决定了：催化剂前传感器42的状态处于激活状态(激活条件1或者前提条件1)、第3空燃比传感器56的状态处于激活状态(激活条件2或者前提条件2)、是发动机起动后的规定的运转状态(前提条件3)等。基于各自的输出来判定催化剂前传感器42以及第3空燃比传感器56的状态。而且，这里，当满足发动机冷却水温在规定温度以上(前提条件4)、进气量在规定进气量范围内(前提条件5)、发动机旋转速度在规定发动机旋转速度域内(前提条件6)的全部时，判定为满足是规定的运转状态这样的前提条件3。前提条件4的规定温度例如为70℃，可以是判定发动机预热完成的基准。前提条件5的规定进气量范围例如为15～50g/s，是考虑排气对催化剂前传感器42以及第3空燃比传感器56的输出的影响而定的。前提条件6的规定发动机旋转速度范围例如为1500rpm～2000rpm，是考虑排气对催化剂前传感器42以及第3空燃比传感器56的输出的影响而定的。不过，前提条件还可以是其他条件。例如，也可以是，当满足前提条件4至6中的至少任意一个或者两个时、或者除此之外还满足其他条件时，判定为满足前提条件3。在前提条件未成立的情况下，在步骤S503中做出否定判定，结束该程序。然而，在前提条件成立的情况下，在步骤S503中做出肯定判定。

当在步骤S503做出肯定判定的情况下，在步骤S505中取得催化剂前传感器42的输出以及第3空燃比传感器56的输出。此时，由于如上述那样进行了空燃比控制，所以这些传感器输出的取得为空燃比控制中的传感器输出的取得，是在规定期间进行的。规定期间是发动机10的多个汽缸的全部汽缸连续产生1个循环的期间，若更详细说明，其是全部的#1至#4的全部汽缸(参照图4)产生进气冲程、压缩冲程、爆发冲程(燃烧膨胀冲程)以及排气冲程的1个循环的期间。规定期间可以被设定得比该期间长。基于来自曲轴转角传感器52的输出来判断该规定期间。这里，催化剂前传感器42的输出以及第3空燃比传感器56的输出分别被与曲轴转角传感器52的输出建立关系地存储。

若取得了催化剂前传感器42的输出以及第3空燃比传感器56的输出，则在步骤S507中，判定基于来自催化剂前传感器42的输出取得的排气空燃比是否在规定空燃比区域内。这里，将规定空燃比区域决定为包含化学计量空燃比，换言之，决定为在排气空燃比在该区域内稍微变化时第3空燃比传感器56的输出能够急剧地变化的区域。例如，可以将规定空燃比区域决定为以化学计量空燃比为中心向稀侧偏移0.5的空燃比和向浓侧偏离0.5的空燃比之间的区域。当满足上述前提条件时，一般而言，运转状态为稳定状态，如上述那样，由ECU50基于来自催化剂前传感器42以及催化剂后传感器44的输出执行空燃比控制，以使得流入到催化剂部件40的排气空燃比被控制在化学计量空燃比附近，也就是，执行使排气空燃比与作为规定空燃比区域内的规定空燃比的化学计量空燃比一致那样的空燃比控制。因此，基本而言，基于来自催化剂前传感器42的输出而得到的排气空燃比在规定空燃比区域内。故可以省略该步骤S507。在排气空燃比不在规定空燃比区域内的情况下，在步骤S507中做出否定判定，并结束该程序。另一方面，在排气空燃比在规定空燃比区域内的情况下，在步骤S507中做出肯定判定。

当在步骤S507中做出肯定判定的情况下，在步骤S509中计算出值Va1。该值Va1的计算是根据在步骤S505中在规定期间所取得的第3空燃比传感器56的输出而进行的。由此，计算出反映该规定期间的第3空燃比传感器56的输出的变化的值，即与输出的变化量相符的值。该值可以是在将第3空燃比传感器56的输出表示在具有时间轴的规定二维映射图中时的输出的轨迹长度、从化学计量空燃比偏离的偏离量的累计值、从化学计量空燃比偏离的偏离量的平均值、传感器输出变化量的平均值或绝对值。

而且，在步骤S511中，判定在步骤S509中计算出的值是否超过规定值。规定值是判定标准，在这里被设定为常量，但是，其也可以根据进气量以及/或者发动机旋转速度等变化。在计算出的值未超过规定值的情况下，在步骤S513中，认为不存在汽缸间偏差异常而判断为正常，并结束该程序。

另一方面，当在步骤S509中计算出的值超过规定值的情况下，在步骤S511中做出肯定判定后，在步骤S515中，认为存在汽缸间偏差异常而判断为异常，并结束该程序。当判断为存在汽缸间偏差异常时，配置于驾驶席的前面板等的警告灯被点亮。由此，能够催促驾驶员对发动机10进行检查或者修理。

此外，通过经过步骤S511，而例如使判定完成标志成为ON。因此，在下一次以后的程序的步骤S501中，认为汽缸间空燃比偏差异常的有无的判定已完成而做出否定判定。

这里，基于图6、图7A、图7B、图8A、图8B，对来自广域空燃比传感器的输出与来自O₂传感器的输出之间关系进行说明。图6～图8B分别是与V8发动机的单排(single bank)相关的实验数据。图6～图8B分别表示将来自设置在与4汽缸的每一个分别连通的4根排气歧管合流的排气合流部的下游侧的广域空燃比传感器(图中为A/F传感器)的输出、和来自几乎设置于相同位置的O₂传感器的输出，与来自曲轴转角传感器的输出建立关联来表示的曲线图。这里的广域空燃比传感器对应于空燃比控制中使用的上述催化剂前传感器42，这里，O₂传感器对应于上述第3空燃比传感器56。

其中，这里的广域空燃比传感器对应于空燃比控制中使用的上述催化剂前传感器42，在实验中，基于来自该广域空燃比传感器的输出，以使得该发动机的排气空燃比与所设定的目标空燃比一致的方式执行了空燃比控制。也就是，以使得基于来自该广域空燃比传感器的输出而检测出的空燃比与所设定的目标空燃比一致的方式，进行了空燃比反馈控制。并且，在这样的空燃比控制中的来自广域空燃比传感器的输出和来自O₂传感器的输出被分别表示在图6～图8B中。

图6涉及不存在汽缸间空然比偏差异常时的发动机，是以使得排气空燃比与化学计时空燃比即理论空燃比一致的方式进行了空燃比控制的情况下的数据。与此相对，图7A～图8B涉及存在汽缸间空然比偏差异常的发动机。图7A、图7B是与一个汽缸有关的喷射器的喷射量Qa和与其他3个正常汽缸有关的喷射器的每一个的喷射量Qb相比，少30％(＝((Qa-Qb)/Qb)X100)的情况下的数据。并且，图7A是以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式进行了空燃比控制的情况下的数据，图7B是以使得排气空燃比成为稀空燃比的方式进行了空燃比控制的情况下的数据。图8A、图8B是与一个汽缸有关的喷射器的喷射量Qa和与其他3个正常汽缸有关的喷射器的每一个的喷射量Qb相比，多60％的情况下的数据。并且，图8A是以使得排气空燃比与化学计时空燃比一致的方式进行了空燃比控制的情况下的数据，图8B是以使得排气空燃比成为浓空燃比的方式进行了空燃比控制的情况下的数据。

通过比较这些图6～图8B的数据，可以理解以使得排气空燃比与包含上述那样的化学计量空燃比的规定空燃比范围内的空燃比、优选与化学计量空燃比一致的方式执行规定期间的空燃比控制，并能够基于该规定期间的来自O₂传感器的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常。

这里，基于图6、图7A、图7B考虑，与一个汽缸有关的喷射器的喷射量Qa和与其他3个正常汽缸有关的喷射器的每一个的喷射量Qb相比少30％，因此存在汽缸间空然比偏差异常的发动机。该情况下，若基于广域空燃比传感器的输出，以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行规定期间的空燃比控制，则广域空燃比传感器的输出在化学计量空燃比附近稳定，但是，来自O₂传感器的输出产生大的变动。这意味着在存在汽缸间空然比偏差异常的发动机中，根据来自O₂传感器的输出而得到的值(步骤S509)变大。此外，这样的倾向取决于，基于广域空燃比传感器的输出以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式实施空燃比控制这一情况，以及O₂传感器具有根据化学计量空燃比附近的空燃比变化而输出进行大的变化这样的输出特性这一情况。

另一方面，基于图6、图8A、图8B考虑，与一个汽缸有关的喷射器的喷射量Qa和与其他3个正常汽缸有关的喷射器的每一个的喷射量Qb相比多60％，因此存在汽缸间空然比偏差异常的发动机。该情况下，若基于广域空燃比传感器的输出，以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行了规定期间的空燃比控制，则广域空燃比传感器的输出在化学计量空燃比附近稳定，但是，来自O₂传感器的输出产生较大的变动。这意味着在存在汽缸间空然比偏差异常的发动机中，根据来自O₂传感器的输出而得到的值(步骤S509)变大。这样的倾向同样取决于，基于广域空燃比传感器的输出，以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行空燃比控制这一情况，以及O₂传感器具有根据化学计量空燃比附近的空燃比变化而输出进行大的变化这样的输出特性的这一情况。

因此，基于广域空燃比传感器的输出，以使得排气空燃比与化学计量空燃比一致的方式执行规定期间的空燃比控制，并能够基于与此时的广域空燃比传感器设置在相同位置的O₂传感器的输出检测汽缸间空然比偏差异常。并且，如图6～图8B的实验数据所示那样，即使是具有多个汽缸的内燃机以不等间隔依次反复爆发冲程的发动机，也能够充分应用。

此外，根据图6～图8B的实验数据等，可知，用于检测汽缸间空然比偏差异常的空燃比控制中的目标空燃比并不局限于化学计量空燃比。可以理解对于用于检测该汽缸间空然比偏差异常的空燃比控制中的目标空然比，可以根据希望检测的汽缸间空然比偏差异常的程度、即汽缸间空燃比偏差异常的检测精度而决定，另外，能够决定为包含O₂传感器的输出在规定量以上进行变化、即急剧变化的空燃比区域的规定空燃比区域内。

接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式相对于上述第1实施方式，用于检测汽缸间空然比偏差异常的控制以及运算不同。因此，以下仅对与这些相关的第2实施方式的特征进行说明。此外，第2实施方式的内燃机的构成与上述第1实施方式的内燃机10的构成大体相同，故以下省略其构成的说明。

对本第2实施方式中的汽缸间空燃比偏差异常的检测进行说明。图9中示出了第2实施方式中的用于检测汽缸间空燃比偏差异常的程序。该程序能够由ECU50反复执行。其中，图9的步骤S901、S903、S907～S917分别对应于上述步骤S501～S515。因此，下面，关于S901、S903、S907～S917，仅对与对应的上述步骤S501～S515的不同点进行说明。

在前提条件成立的情况下(在步骤S903中为肯定判定)，在步骤S905中，将空燃比控制中的目标值设定为规定空燃比。该规定空燃比虽然也可以是化学计量空燃比等固定值，而这里被设为根据各个时期可变。

而且，在使排气空燃比与所设定的规定空燃比一致那样的空燃比控制开始后，在步骤S907中，与上述步骤S505同样地，在规定期间取得空燃比控制中的催化剂前传感器42的输出以及第3空燃比传感器56的输出。该步骤S907中的传感器的输出取得，虽然可以在以使得排气空燃比与规定空燃比一致的方式开始了空燃比控制后立刻开始，但是，优选在经过某程度的期间后执行。这是为了，将在该空燃比控制中排气空燃比一定程度稳定后的传感器输出用于以后的步骤中。

然后，在步骤S909中，判定基于来自催化剂前传感器42的输出而得的排气空燃比是否在规定空燃比区域内。该规定空燃比区域虽然可以被设定为恒定，但是，这里与上述步骤S905中的目标空燃比同样地设为可变。在排气空燃比在规定空燃比区域内的情况下，在步骤S909中做出肯定判定，并执行步骤S911以后的步骤。

在此，对步骤S905中的规定空燃比以及步骤S909中的规定空燃比区域进行说明。

根据上述说明可知，所谓O₂传感器相对于所谓广域空燃比传感器，具有如图3所示那样的所谓Z特性。因此，在以化学计量空燃比为基准向浓或者稀侧进行了某种程度偏移后的空燃比区域中，即使排气空燃比变动，来自O₂传感器的输出也难以变化。因此，即使存在汽缸间空然比偏差异常，在这样的空燃比区域中，O₂传感器的规定期间的变动量也不会变大。因此，为了避免这样的情况，需要将排气空燃比控制为规定的空燃比的情况如上述第1实施方式中所述。

但是，希望检测的汽缸间空燃比偏差异常的程度可以根据内燃机等而变化。并且，即使喷射器32的燃料喷射量存在偏差，只要在该偏差在喷射器32的喷射量的允许误差的范围内的情况下，则不希望判定为存在汽缸间空燃比偏差异常。因此，基于这样的观点，这里，步骤S905中的规定空燃比以及步骤S909中的规定空燃比区域被设为可变。

首先，对与希望检测的汽缸间空燃比偏差异常的程度、即汽缸间空燃比偏差异常的检测精度相应的空燃比控制中的目标空燃比的范围、即规定空燃比区域(步骤S909)进行说明。这里，考虑图1所示那样的形式的4汽缸发动机。此外，这样的4汽缸发动机认为是V8发动机的单排(singlebank)。

假设4个汽缸中仅有一个汽缸存在异常。将4个汽缸中的正常的3个汽缸的排气空燃比设为X，将异常汽缸的排气空燃比设为Y(＝R·X)，将空燃比反馈控制中的目标空燃比设为Z，则它们具有(1)式的关系。

[式1]

$Z=\frac{3\·X+Y}{4}---\left(1\right)$

这里，考虑了一个异常的汽缸的排气空燃比与正常的汽缸的排气空燃比相比向稀侧偏移的情况。在这样的情况下，为了应该检测出汽缸间空然比偏差异常而使O₂传感器的传感器输出的变动量增大，而需要(X＜14.6，且Y＞14.6)这样的关系。这是由于O₂传感器的输出以化学计量空燃比(这里设为化学计量空燃比A/F＝14.6)为中心在其前后急剧变化这一情况。根据该关系和上述(1)式，导出了(2)式的关系。

[式2]

$\frac{14.6(3+R)}{4\&CenterDot;R}<Z<\frac{14.6(3+R)}{4}---\left(2\right)$

另一方面，考虑了一个异常的汽缸的排气空燃比与正常的汽缸的排气空燃比相比向浓侧偏移的情况。在这样的情况下，为了应该检测出汽缸间空然比偏差异常而使O₂传感器的传感器输出的变动量增大，根据相同的理由需要(X＞14.6且Y＜14.6)这样的关系。根据该关系和上述(1)式，导出了(3)式的关系。

[式3]

$\frac{14.6(3+R)}{4}<Z<\frac{14.6(3+R)}{4\&CenterDot;R}---\left(3\right)$

满足上述的(2)式或者(3)式的关系的空燃比区域作为与希望检测的汽缸间空燃比偏差异常的程度相应的空燃比控制中的目标空燃比Z的范围而被导出。例如，在一个异常的汽缸的排气空燃比与正常的汽缸的排气空燃比相比向稀侧偏移，偏移比例R为1.1、1.2、1.5的情况下，根据上述(2)式分别导出(13.60＜Z＜14.97)、(12.78＜Z＜15.33)、(10.95＜Z＜16.43)的范围。

例如，对于偏移比例R为1.2的情况下的(12.78＜Z＜15.33)，在判定偏移比例R比1.2大的异常汽缸的有无的情况下，是有效的目标空燃比的范围区域。因此，通过将目标空燃比设定成该区域内的空燃比后，进行空燃比控制来取得来自O₂传感器56的输出，并进行汽缸间空然比偏差异常的判定，从而能够适当地判定向稀侧的偏移比例R大于1.2的异常汽缸的有无。而且，在该情况下，对于步骤S905中的目标规定空燃比，可在大于12.78小于15.33的范围区域内任意设定，步骤S909中的规定空燃比区域可被设定为相同区域。

这样的目标空燃比的设定区域可以被设定成根据发动机的累计运转时间等可变。例如，在发动机与新品相同时，可较窄地设定该区域，然后，能够根据内燃机的累计运转时间、车辆的行驶距离等，使该区域变得较广。而且，在这样的区域内设定目标空燃比，可以基于其各个时期的运转状态、最近的空燃比控制上的目标空燃比进行。这是由于不希望无用地将目标空燃比从发动机的当前状况偏离。

另外，当存在汽缸间空然比偏差异常时，异常汽缸的排气空燃比相对于正常汽缸的排气空燃比向稀侧偏移或向浓侧偏移，可根据喷射器的特性、内燃机的特性而不同。因此，也可以仅基于(2)式的关系和(3)式的关系中的任意一个设定规定空燃比区域以及目标空燃比，还可以基于(2)式的关系和(3)式的关系的双方设定规定空燃比区域以及目标空燃比。

另一方面，对喷射器32的喷射量在允许误差的范围内偏移的情况下的空燃比控制中的目标空燃比以及规定空燃比区域进行说明。这里，考虑图1所示那样形式的4汽缸发动机。此外，这样的4汽缸发动机可以认为是V8发动机的单排(single bank)。

假设仅有与4个汽缸中的一个汽缸有关的喷射器的喷射量在允许误差的范围内偏移。若将4个汽缸中的、没有这样的偏移的3个汽缸的排气空燃比设为p，将有这样的偏移的汽缸的排气空燃比设为q(＝r·p)，将空燃比反馈控制中的目标空燃比设为z，则他们具有(4)式的关系。

[式4]

$z=\frac{3\&CenterDot;p+q}{4}---\left(4\right)$

这里，考虑来自在允许误差的范围内喷射量存在偏移的喷射器的喷射量比其他喷射器的喷射量少，具备在允许误差的范围内喷射量存在偏移的喷射器的汽缸的排气空燃比与其他汽缸的排气空燃比相比，向稀侧偏移的情况。在这样的情况下，为了避免判断为存在汽缸间空然比偏差异常，需要(p＞14.6或者q＜14.6)这样的关系。此外，为了进一步可靠地避免被那样判定，也可以使用例如(p＞14.7或者q＜14.7)这样的关系。这是为了使O₂传感器的输出急剧地变化的区域不位于来自具备喷射量在允许误差的范围内偏移的喷射器的汽缸的排气空燃比和其他汽缸的排气空燃比之间。根据该关系和上述(4)式，可导出((5)式或者(6)式)这样的关系。

[式5]

$z<\frac{14.6(3+r)}{4\&CenterDot;r}---\left(5\right)$

[式6]

$z>\frac{14.6(3+r)}{4}---\left(6\right)$

通过在满足(5)式或者(6)式的关系的区域内设定目标空燃比，能够避免由于喷射器的那样的喷射量的偏移而判定为存在汽缸间空然比偏差异常。并且，这样的关系也可以单独地使用，但是，这里是与上述(2)式的关系叠加使用的。

例如，若将喷射器的喷射量的允许误差设为0.02％，也就是r为1.02，则根据(5)式以及(6)式可导出(z＜14.39或者z＞14.67)这样的范围。根据该范围和上述关系、即一个异常的汽缸的排气空燃比与正常的汽缸的排气空燃比相比向稀侧偏移的偏移比例R为1.2的情况下的(12.78＜Z＜15.33)的范围，可导出(12.78＜Z＜14.39或者14.67＜Z＜15.33)这样的范围。

可以将该区域设为步骤S909中的规定空燃比区域，从该区域设定步骤S905中的规定空燃比。而且，通过基于其进行空燃比控制，并基于来自O₂传感器56的输出进行步骤S913的判定，从而能够判定偏移比例R大于1.2的异常汽缸的有无，并且能够排除检测出存在允许误差内的喷射量偏移的汽缸的存在这一情况。

此外，对于来自在允许误差的范围内喷射量存在偏移的喷射器的喷射量比其他喷射器的喷射量少，且具备在允许误差的范围内喷射量存在偏移的喷射器的汽缸的排气空燃比与其他汽缸的排气空燃比性相比向浓侧偏移的情况，也同样可导出空燃比区域z。在此，省略其说明。

由于在这样求得的空燃比区域内的目标空燃比的设定乃至选择，和与希望检测的汽缸间空燃比偏差异常的程度相应的空燃比控制中的说明相同，因此在此省略说明。可任意地执行在该区域内的目标空燃比的设定乃至选择。但是，可以通过实验等来设定选择条件，以使得不对内燃机1O的运转带来负面影响。

此外，也可以通过实验设定步骤S905中的目标规定空燃比以及步骤S909中的规定空燃比区域，并根据其各个时期的运转状态等可变。

接下来，对本发明的第3实施方式进行说明。第3实施方式相对于上述第1实施方式，用于检测汽缸间空然比偏差异常的控制以及运算有所不同。因此，下面仅对与这些相关的第3实施方式的特征进行说明。此外，第3实施方式的内燃机的构成与上述第1实施方式的内燃机10的构成大体相同，所以，以下省略其构成的说明。

对本第3实施方式中的汽缸间空燃比差别异常的检测进行说明。图10中示出了第3实施方式中的用于检测汽缸间空燃比偏差异常的程序。该程序可由ECU50反复执行。其中，图10的步骤S1001、S1003、S1017-S1021分别实质上对应于上述步骤S501、S503、S511～S515。因此，以下关于步骤S1001、S1003、S1017～S1021，只说明相对于所对应的上述步骤S501、S503、S511～S515的不同点。

在本第3实施方式中也是，在与上述第1实施方式同样地，基于来自催化剂前传感器42的输出，以使得排气空燃比与规定空燃比一致的方式，来进行空燃比控制时，根据来自此时的第3空燃比传感器56的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常。但是，也会有在催化剂前传感器42、也就是广域空燃比传感器的输出特性中，在允许误差的范围内产生偏移的情况。在该情况下，会有难以将排气空燃比控制成规定空燃比、优选是化学计量空燃比，即使存在汽缸间空然比偏差异常，第3空燃比传感器的输出也不会表现大的变化的情况。因此，在本第3实施方式中，在规定空燃比区域内使空燃比控制的目标值逐渐变化，并针对多个目标空燃比的每个，以使得在规定期间使排气空燃比一致的方式进行空燃比控制。而且，基于针对多个目标空燃比的每个进行空燃比控制时的来自第3空燃比传感器56的输出，计算反映该输出的变化的值。而且，从计算出的多个值中选择最大值，并根据该最大值是否超过规定值，来判定汽缸间空然比偏差异常的有无。因此，ECU50在此还具有最大值选择单元的功能。以下，基于图10对这样的第3实施方式中的汽缸间空燃比偏差异常的检测进行说明。

在前提条件成立的情况下(步骤S1003为肯定判定)，在步骤S1005中，将目标空燃比af设定为最小空燃比afmin。最小空燃比afmin是预先通过实验等设定的规定空燃比区域的最小值。并且，ECU50以使得排气空燃比与该设定的最小空燃比afmin一致的方式执行规定期间的空燃比控制。

在以使得排气空燃比与该最小空燃比afmin一致的方式执行规定期间的空燃比控制时，在步骤S1007中，与上述步骤S505同样地取得传感器输出，与上述步骤S509同样地计算出值Va1。

而且，在步骤S1009中，判定在步骤S1007中计算出的值Val是否超过最大值Valmax。最大值Va1max作为初始值被设定成零。

若在步骤S1009中认为值Va1超过最大值Va1max而做出肯定判定，则在步骤S1011中，最大值Valmax被改写更新为值Val。另一方面，若在后述的程序的步骤S1009中认为值Va1未超过最大值Va1max而做出否定判定，则跳过步骤S1011。

然后，在步骤S1013中，对目前为止的目标空燃比af加上规定变化量Δaf来更新目标空燃比af。而且，在步骤S1015中，判定更新后的目标空燃比af是否超过最大空燃比afmax。最大空燃比afmax是预先通过实验等设定的上述规定空燃比区域的最大值。而且，如果在步骤S1015中认为目标空燃比af未超过最大空燃比afmax而做出否定判定，则ECU50再次进入步骤S1007，以使得排气空燃比与该更新后的目标空燃比af一致的方式，执行规定期间的空燃比控制。这样，直到目标空然比af超过最大空燃比afmax为止，针对多个目标空燃比的每个，如上述那样反复进行空燃比控制，并且，重复与它们相对的值Val、Valmax的计算更新。

若在步骤S1015中认为更新后的目标空燃比af超过最大空燃比afmax而做出肯定判定，则在步骤S1015中，判定从目前为止计算出的多个值Va1中选择出的最大值Valmax是否超过规定值。如上述那样，该判定实质上相当于汽缸间空然比偏差异常的有无的判定。

接下来，对本发明的第4实施方式进行说明。第4实施方式相对于上述第3实施方式在下述点有所不同，即附加了：判定是否在催化剂前传感器42、也就是广域空燃比传感器中存在异常，在存在那样的异常的情况下，禁止上述汽缸间空然比偏差异常的检测的点。因此，以下，仅对与此相关的第4实施方式的特征进行说明。此外，第4实施方式的内燃机的构成与上述第1实施方式的内燃机10的构成大体相同，故下面省略对其构成的说明。

对本第4实施方式中的汽缸间空燃比偏差异常的检测进行说明。图11中示出了第4实施方式中的用于检测汽缸间空燃比偏差异常的程序。该程序可由ECU50反复执行。其中，图11的步骤S1101～S1115、S1121～S1125分别对应于上述步骤S1001～S1021。因此，以下关于步骤S1101～S1115、S1121～S1125，仅说明相对于所对应的上述步骤S1001～S1021的不同点。

在满足前提条件时，将目标空然比af设定为规定空燃比区域内的多个目标空燃比的每个，并反复进行如上述那样的空燃比控制，并且，重复与它们相对的值Val、Valmax的计算更新。而且，如果在步骤S1115中认为更新后的目标空燃比af超过最大空燃比afmax而做出肯定判定，则在步骤S1117中，读入在与被设为最大值Valmax的值Val对应的空燃比控制中被设为目标的空燃比af(Va1max)，并判定该空燃比af(Va1max)是否不是上述最大空燃比afmax以及最小空燃比afmin中的任意一个，如果认为目标空燃比af(Va1max)是最大空燃比afmax或最小空燃比afmin而在步骤S1117中做出否定判定，则在步骤S1119中禁止汽缸间空然比偏差异常的检测。由此，配置于驾驶席的前面板等的警告灯被点亮。由此，能够催促驾驶员对内燃机10进行检查或者修理。

规定空燃比区域是考虑到作为广域空燃比传感器的催化剂前传感器42的允许误差而决定的。与此相对，理论上，在催化剂前传感器42及第3空燃比传感器56均不存在误差的情况下，最大值Valmax应该与将化学计量空燃比设为目标空燃比的空燃比控制正在执行时有关。因此，目标空燃比af(Va1max)为最大空燃比afmax或者最小空燃比afmin这一情况，实质上相当于催化剂前传感器42的输出中的误差超过了允许误差这一情况。也就是说，这意味着从与空燃比af(Valmax)有关的基准空燃比(在此是化学计量空燃比)偏移的偏移量超过了相当于催化剂前传感器42的允许误差的规定偏移量。因此，在这样的时刻，认为在催化剂前传感器42中存在异常而无法适当地执行空燃比控制，ECU50禁止汽缸间空然比偏差异常的检测。也就是说，ECU50具有禁止步骤S1121的判定的禁止单元的功能。

此外，也可以，求出空燃比af(Valmax)的相对于基准空燃比、例如理论空燃比的差，在步骤S1117中可替代性地执行该差是否超过规定量的判定。通过这样，能够同样高准确率地判断催化剂前传感器42中的误差是否超过允许误差。此外，在这样的情况下，也可以是，将步骤S1105的最小空燃比afmin设为比步骤S1005的最小空燃比小，并且将步骤S1115的最大空燃比afmax设为比步骤S1015的最大空燃比大。

接下来，对本发明的第5实施方式进行说明。第5实施方式相对于上述第1实施方式，在对作为O₂传感器的第3空燃比传感器设置加热器作为加热单元，该加热器与汽缸间空燃比偏差异常的检测相关，而在适当的时期工作的点上有所不同。因此，以下，仅对与此相关的第5实施方式的特征进行说明。此外，第5实施方式的内燃机的构成在其他点上与上述第1实施方式的内燃机10的构成大体相同，故对其构成的说明将在下面省略。

对本第5实施方式中的汽缸间空燃比偏差异常的检测进行说明。图12中示出了第5实施方式中的用于检测汽缸间空燃比偏差异常的程序。该程序可由ECU50反复执行。其中，图12的步骤S1201～S1215分别对应于上述步骤S501～S515。因此，以下仅对步骤S1217～S1221进行说明。

作为O₂传感器的第3空燃比传感器56是为了检测汽缸间空然比偏差异常而设置的。因此，第3空燃比传感器56仅在该检测时被维持成激活状态即可，为此使用加热器是有效的。但是，若在第3空燃比传感器56的元件由于排气中的冷凝水而沾水的情况下使加热器成为ON状态，则有可能在第3空燃比传感器56的元件中发生急剧的温度变化，导致元件破裂。

因此，在本第5实施方式中，在未满足前提条件时(在步骤S1203中为否定判定)，尤其是由于仅未满足前提条件中的、第3空燃比传感器56的状态处于激活状态(激活条件2或者前提条件2)而作为整体未满足前提条件时(步骤S1217中为肯定判定)，具有作为加热控制单元的功能的ECU50使第3空燃比传感器56的加热器成为ON状态(步骤S1219)。这意味着，在满足发动机冷却水温在规定温度以上(前提条件4)，并且排气通路被实际加热到规定温度，第3空燃比传感器56未处于沾水状态时，也就是说内燃机10成为规定的预热后状态时，使第3空燃比传感器56的加热器成为ON状态。由此，可防止第3空燃比传感器56中的元件破裂。

并且，然后，汽缸间空然比偏差异常的有无的判定(步骤S1211～S1215)一结束(步骤S1201为否定判定)，就将第3空燃比传感器56的加热器设为OFF状态(步骤S1221)。由此，能够使加热器通电时间短，且能够提高节能效果。

此外，本第5实施方式的这样的加热器控制不局限于第1实施方式，还可以分别组入到上述第2～第4实施方式。由此，能够更适当地检测汽缸间空然比偏差异常。

以上，虽然对本发明的优选实施方式详细地进行了说明，还可认为本发明的实施方式还有其他各种各样的方式。例如上述的内燃机为进气口(进气通路)喷射式，但是对于直喷式发动机、或兼具两喷射方式的双喷射式发动机也能够适用于本发明。在上述实施方式中，作为第2空燃比检测单元，使用了空燃比传感器中的所谓的O₂传感器，但也可以使用其他传感器。不过，优选，第2空燃比检测单元是具有具备相对于空燃比变化输出急剧地进行变化的区域这样的输出特性的传感器或者检测器件。此外，第1空燃比检测单元也可以不是广域空燃比传感器，也可以是其他传感器，例如所谓的O₂传感器。

本发明的实施例不局限于上述的实施例，包含在权利要求书所规定的本发明的思想内的所有变形例、应用例、等同物均包含在本发明中。因此，本发明不应该被限定性地解释，其还能够使用于归属于本发明的思想的范围内的其他任意技术。

Claims (13)

1.一种汽缸间空燃比偏差异常检测装置，具有：

第1空燃比检测单元，其被设置在比配置在具有多个汽缸的内燃机的排气通路中的排气净化装置靠上游侧的排气通路中；

第2空燃比检测单元，其被设置在比所述排气净化装置靠上游侧的所述排气通路中，与所述第1空燃比检测单元的输出特性相比，具有相对于规定空燃比区域内的空燃比变化，输出变动大这一输出特性；

空燃比控制单元，其根据来自所述第1空燃比传感器的输出，执行规定期间的空燃比控制，以使排气空燃比与所述规定空燃比区域内的空燃比一致；和

异常检测单元，其根据由该空燃比控制单元执行所述空燃比控制时的来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常。

2.根据权利要求1所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

所述第1空燃比检测单元由广域空燃比传感器构成，所述第2空燃比检测单元由O₂传感器构成。

3.根据权利要求1或2所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

所述规定期间包含所述多个汽缸的全部汽缸连续产生1个循环的期间。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

所述空燃比控制单元根据来自所述第1空燃比检测单元的输出，执行所述规定期间的空燃比控制，以使排气空燃比与所述规定空燃比区域内的理论空燃比一致。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

所述异常检测单元具有：

值计算单元，其根据来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，计算反映该输出的变化的值；和

判定单元，其在由该值计算单元计算出的值超过规定值时，判定为存在汽缸间空燃比偏差异常。

6.根据权利要求1、2、3以及5中任意一项所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

所述空燃比控制单元执行所述空燃比控制，以使排气空燃比与所述规定空燃比区域内的空燃比一致，所述规定空燃比区域是基于喷射器的喷射量的允许误差范围以及汽缸间空燃比偏差异常的检测精度中的至少一方设定的。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

所述空燃比控制单元根据来自所述第1空燃比传感器的输出反复执行空燃比控制，以使得所述规定期间的排气空燃比与所述规定空燃比区域内的多个空燃比的每一个一致，

所述异常检测单元具有：

值计算单元，其在由该空燃比控制单元正在执行所述空燃比控制时，针对所述多个空燃比的每一个，根据来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，计算反映该规定期间的该输出的变化的值；

最大值选择单元，其从该值计算单元计算出的多个值中选择最大值；和

判定单元，其在由该最大值选择单元选择出的值超过了规定值时，判定为存在汽缸间偏差。

8.根据权利要求7所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，

还具有禁止单元，该禁止单元在从基准空燃比偏移的偏移量超过规定偏移量时禁止所述判定单元工作，该从基准空燃比偏移的偏移量是与在所述空燃比控制单元中被设为目标的空燃比有关的从基准空燃比偏移的偏移量，所述被设为目标的空燃比对应于由所述最大值选择单元选择出的值。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的汽缸间空燃比偏差异常检测装置，还具有：

加热单元，其被设置于所述第2空燃比检测单元；

前提条件判定单元，其判定是否满足作为所述空燃比控制单元以及所述异常检测单元工作的前提条件的包含所述第2空燃比检测单元的状态处于激活状态这一激活条件的前提条件；和

加热控制单元，其在仅由于所述前提条件中的所述激活条件不成立而由该前提条件判定单元判定为未满足所述前提条件时，使所述加热单元工作。

10.一种汽缸间空燃比偏差异常检测方法，是具有多个汽缸的内燃机中的汽缸间空燃比偏差异常检测方法，具有：

根据来自被设置在比排气净化装置靠上游侧的排气通路中的第1空燃比检测单元的输出，执行规定期间的空燃比控制，以使排气空燃比与规定空燃比区域内的空燃比一致的步骤；和

根据执行所述空燃比控制时的来自第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，检测汽缸间空燃比偏差异常的步骤，所述第2空燃比检测单元被设置在比所述排气净化装置靠上游侧的所述排气通路中，与所述第1空燃比检测单元的输出特性相比，具有相对于所述规定空燃比区域内的空燃比变化，输出变动大这一输出特性。

11.根据权利要求10所述的汽缸间空燃比偏差异常检测方法，

所述第1空燃比检测单元由广域空燃比传感器构成，所述第2空燃比检测单元由O₂传感器构成。

12.根据权利要求10或11所述的汽缸间空燃比偏差异常检方法，

所述规定期间包含所述多个汽缸的全部汽缸连续产生1个循环的期间。

13.根据权利要求10至12中任意一项所述的汽缸间空燃比偏差异常检测方法，具有：

根据来自所述第2空燃比检测单元的所述规定期间的输出，计算反映该输出的变化的值的步骤；和

当通过计算该值的步骤所计算出的值超过规定值时，判定为存在汽缸间空燃比偏差异常的步骤。

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